[题目]小明根据所学的电学知识.想设计一个汽车超载自动报警电路．他查阅了相关资料资料一:压敏电阻是阻值随压力变化而变化的元件.并了解到压敏电阻在生活中的一种应用--压力传感器．压力传感器受到的压力越大.输出的电压就越大．并查到某压力传感器输出电压与压力的关系如下表:资料二:电磁继电器是利用电磁铁控制工作电路通断的开关.电磁� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

【题目】小明根据所学的电学知识，想设计一个汽车超载自动报警电路．他查阅了相关资料资料一：压敏电阻是阻值随压力变化而变化的元件，并了解到压敏电阻在生活中的一种应用——压力传感器．压力传感器受到的压力越大，输出的电压就越大．并查到某压力传感器输出电压与压力的关系如下表：

资料二：电磁继电器是利用电磁铁控制工作电路通断的开关.电磁继电器的主要部件是电磁铁、衔铁、弹簧和动触点、静触点(如图所示)。继电器线圈未通电时处于断开状态的静触点，称为“常开触点”；处于接通状态的静触点称为“常闭触点”。继电器的触点有三种基本形式：1.动合型（H型）线圈不通电时两触点是断开的，通电后，两个触点就闭合。以合字的拼音字头“H”表示。2.动断型（D型）线圈不通电时两触点是闭合的，通电后两个触点就断开。用断字的拼音字头“D”表示。3.转换型（Z型）这是触点组型。这种触点组共有三个触点，即中间是动触点，上下各一个静触点。线圈不通电时，动触点和其中一个静触点断开和另一个闭合，线圈通电后，动触点就移动，使原来断开的成闭合，原来闭合的成断开状态，达到转换的目的。这样的触点组称为转换触点。用“转”字的拼音字头“z”表示。电磁继电器主要技术参数：电磁继电器吸合电流是指继电器能够产生吸合动作的最小电流。在正常使用时，给定的电流必须略大于吸合电流，这样继电器才能稳定地工作。而对于线圈所通过的工作电流，一般不要超过吸合电流的1.5倍，否则会产生较大的电流而把线圈烧毁。电磁继电器释放电流是指继电器产生释放动作的最大电流。当继电器吸合状态的电流减小到一定程度时，继电器就会恢复到未通电的释放状态。这时的电流远远小于吸合电流。

小明利用该压力传感器、电磁继电器和电阻箱R＇(最大电阻200Ω)及部分其它器材设计了如图甲所示的超载报警电路，闭合开关S，当线圈中电流大于或等于20mA时，电磁继电器的衔铁被吸合．已知继电器线圈的电阻为25Ω，继电器电路的电源电压由传感器的输出电压U提供。（假设U不受继电器电路影响）

（1）根据表格中数据，请在图乙给定的坐标系中描绘出压力传感器的输出电压随压力变化的图像____________；

（2）小明所用电磁继电器的触点形式是________型（选填“H”、“D”、“Z”），常开触点是__________（选填“a”、“b”、“c”）。

（3）当压力增加到一定程度时，电铃报警，说明汽车超载，则图甲中电铃应接在_______(选填“A、B”或“C、D”)两端；

（4）小明希望压力大于或等于3.0×105N时，启动报警系统，则电阻箱R＇的电阻应调节到_______Ω。

（5）若要使该报警装置不被烧坏，汽车的最大质量不能超过___________吨（g取10N/kg）。

【答案】 Z b C、D 100 9

【解析】

（1）明确横坐标表示压力，纵坐标表示输出电压，根据表中数据，利用描点法绘制图象；
（2）根据题中的信息判断所用电磁继电器的触点形式以及判断出常开触点；
（3）由数据可知，压力越大，输出电压越大，电磁铁的磁性就越强，电磁铁把衔铁吸下来，C、D之间的电路就会接通；
（4）压力传感器相当于电压可变的电源，从表或图象中找出2.4×105N压力对应的电压，因为线圈中电流大于或等于20mA时，电磁继电器的衔铁被吸合，结合继电器线圈的电阻为25Ω，利用欧姆定律就可以求出电阻箱接入电路的阻值；
（5）由数据可知，汽车重力越小，压力传感器输出电压越小，根据电磁继电器衔铁闭合的最小电流和线圈电阻，利用欧姆定律知识就可以求出最小输出电压，再对照图象就可以找到对应的压力值，就是汽车重力的大小。

（1）横坐标表示压力，纵坐标表示输出电压，对应表中数据，绘制图象如下：

（2）由图可知电磁继电器有三个触点，中间是动触点，上下各一个静触点，符合转换型（Z型）；图中继电器线圈未通电时处于断开状态的静触点是b触点，为常开触点；

（3）当压力增大到一定程度时，压力传感器输出电压达到一定数值，线圈中电流大于或等于20mA时，电磁继电器的衔铁被吸合，C、D间的电路就会被接通，因此电铃应接在C、D之间；

（4）由图象可知，当压力为3×105N时，输出电压U=2.5V，使电磁继电器衔铁闭合的最小电流I=20mA=0.02A，此时电路的总电阻，由于继电器线圈的电阻R线=25Ω，根据串联电路的总电阻等于各电阻之和可知：电阻箱接入电路的阻值R′=R总-R线=125Ω-25Ω=100Ω；

（5）对于线圈所通过的工作电流，一般不要超过吸合电流的1.5倍，否则会产生较大的电流而把线圈烧毁。使电磁继电器衔铁闭合的最小电流I=20mA=0.02A，则最大电流为：0.02A×1.5=0.03A，继电器线圈的电阻R线=25Ω，要使该装置不被烧坏，压力传感器输出的电压最大值为：U最大=IR线=0.03A×25Ω=0.75V；由图象可知，输出电压与压力之比为：，输出电压为0.75V，，得对应的压力F=9×104N，汽车的最大重力G=F=9×104N，汽车的最大质量：。