Question

18．小科设计了一个道路限载报警器，原理如图甲，R₀是变阻器，R是压敏电阻，R的阻值随压力大小变化关系如图乙．
（1）调试好电路，闭合开关S₁和S₂，当超载车辆通过时，限载报警器铃声会响起，请分析限载报警器工作原理：闭合开关S₁和S₂，当超载车辆通过时，压力变大，则电阻R的阻值会变小，根据串联电路的电阻规律可知，总电阻减小，由欧姆定律可知，电路中的电流会变大，电磁铁的磁性增强，会吸引衔铁，是电铃的电路接通，铃声会响起．
（2）某路面限载重量为50000牛，当电路中电流超过50毫安时限载报警器工作，电源1电压为3伏，求此时滑动变阻器R₀接入电路的阻值为多大？
（3）若要将限载报警器安装在载重量更大的路面上，应如何调节滑动变阻器R₀，并说明你的理由：在电流和电压不变的情况下，电路的总电阻是一定的，由图象可知，压力越大，R的阻值越小，则应增大R₀的电阻．

Answer 1

分析 （1）根究电磁继电器的工作原理分析；
（2）根据图象求出R的阻值，根据电压电压和电流求出电路的电阻，根据串联电路的电阻规律求出R₀的阻值；
（3）压力越大，R的阻值越小，在电流和电压不变的情况下，应增大电路的总电阻．

解答 解：（1）闭合开关S₁和S₂，当超载车辆通过时，压力变大，则电阻R的阻值会变小，根据串联电路的电阻规律可知，总电阻减小，由欧姆定律可知，电路中的电流会变大，电磁铁的磁性增强，会吸引衔铁，是电铃的电路接通，铃声会响起；
（2）某路面限载重量为50000牛，由图象可知，此时R的电阻R=10Ω；
由欧姆定律可知，此时电路中的总电阻为：R'=$\frac{U}{I}$=$\frac{3V}{0.05A}$=60Ω；
则R₀的阻值为：R₀=R'-R=60Ω-10Ω=50Ω；
（3）在电流和电压不变的情况下，电路的总电阻是一定的，由图象可知，压力越大，R的阻值越小，则应增大R₀的电阻．
故答案为：（1）闭合开关S₁和S₂，当超载车辆通过时，压力变大，则电阻R的阻值会变小，根据串联电路的电阻规律可知，总电阻减小，由欧姆定律可知，电路中的电流会变大，电磁铁的磁性增强，会吸引衔铁，是电铃的电路接通，铃声会响起；
（2）50Ω；（3）在电流和电压不变的情况下，电路的总电阻是一定的，由图象可知，压力越大，R的阻值越小，则应增大R₀的电阻．

点评 本题考查了学生对电磁继电器的工作原理、欧姆定律的掌握，注重了物理和生活的联系，加强了学生应用能力的考查，是中考的热点．