Question

【题目】青岛奥运会帆船赛场采用风力发电给蓄电池充电，为路灯提供电能．用光敏电阻作为传感器控制路灯电路的开关，实现自动控制．光敏电阻的阻值随照射光的强弱而变化，作为简化模型，可以近似认为，照射光较强（如白天）时电阻几乎为0；照射光较弱 （如黑天）时电阻接近于无穷大．利用光敏电阻作为传感器，借助电磁开关，可以实现路灯自动在白天关闭，黑天打开．电磁开关的内部结构如图所示．1、2两接线柱之间是励磁线圈，3、4两接线柱分别与弹簧片和触点连接．当励磁线圈中电流大于50mA时，电磁铁吸合铁片，弹簧片和触点分离3、4断开；电流小于50mA时，3、4接通．励磁线圈中允许通过的最大电流为100mA．

（1）利用以下器材设计一个自动控制路灯的电路，画出电路原理图______．光敏电阻R1，符号

灯泡L，额定功率40W，额定电压36V，符号

保护电阻R2，符号

电磁开关，符号

蓄电池E，电压36V，内阻很小；开关S，导线若干．

（2）回答下列问题．

①如果励磁线圈的电阻为200Ω，励磁线圈允许加的最大电压为_____V，保护电阻R2的阻值范围为_____Ω．

②在有些应用电磁开关的场合，为了安全，往往需要在电磁铁吸合铁片时，接线柱3、4之间从断开变为接通．为此，电磁开关内部结构应如何改造？请结合本题中电磁开关内部结构图说明．答：_____

③任意举出一个其它的电磁铁应用的例子．答：_____．

Answer 1

【答案】 （1）电路原理如图所示．

（2）①20 160～520 ②把触点从弹簧片右侧移到弹簧片左侧，保证当电磁铁吸合铁片时，3、4之间接通：不吸合时，3、4之间断开． ③电磁起重机

【解析】(1)要使光敏电阻能够对电路进行控制，且有光照时路灯熄灭，光敏电阻应与1、2串联，3、4与路灯串联，则电路图如图右所示．

(2)

由U＝IR得励磁线圈允许加的最大电压Um＝ImR＝0.1×200 V＝20 V；依据允许通过励磁线圈的电流最大值和最小值计算得R2min＝，R2max＝＝Ω＝320 Ω，因此保护电阻R2的阻值范围为160～320 Ω；

②把触点从弹簧片右侧移到弹簧片左侧，保证当电磁铁吸合铁片时，3、4之间接通；不吸合时，3、4之间断开．

③电磁起重机．

思路分析：关键是分清楚哪个是控制电路，哪个是被控电路，当白天的时候，光照强度较大，光敏电阻较小，所以控制电路的电流较大，则可将衔铁吸过来，被控电路断开，当天色渐黑的时候，光照强度较小，光敏电阻较大，控制电路电流较小，所以衔铁吸不起来，则控制电路通路，则路灯亮，所以12连控制电路，34连被控电路，像此类型的运用还有电磁起重机的，许通过励磁线圈的电流最大值和最小值计算得R2min＝，R2max＝＝Ω＝320 Ω，