题目内容
13.小科利用电磁铁设计了一种路灯自动化管理装置,设计电路如图所示.其工作原理是:在工作电路处安装开关S2,弹性金属片上安装一块磁铁.闭合开关S1,当光照度降低时,光敏电阻R1的阻值增大,R1两端的电压随之增大,当电磁铁R0两端电压降至1.5伏时,开关S2就自动闭合,使路灯L发光.反之,当光照度增强到一定值时,开关S2就会自动断开,使路灯L熄灭.(1)为符合上述工作原理,安装在弹性金属片上磁铁的左端应是S极.
(2)光敏电阻R1的阻值与光照度之间的关系如下表所示.控制电路的电源电压为4.5伏,电磁铁的阻值R0为10欧,当光照度降低到多少勒克斯,路灯才能发光?
| 光照度(勒克斯) | 5 | 10 | 15 | 20 | 25 | 30 |
| 光敏电阻R1 | 60 | 30 | 20 | 15 | 12 | 10 |
分析 (1)首先根据安培定则确定控制电路中电磁铁的极性,然后根据其工作原理可确定安装在弹性金属片上磁铁的极性;
(2)当电磁铁R0两端电压降至1.5伏时,开关S2就自动闭合,使路灯L发光.已知光敏电阻和两端电压,可以得到电路电流;已知电路电流和电源电压,可以得到总电阻,已知总电阻和光敏电阻阻值,两者之差就是定值电阻阻值;由表格中数据当光照度降低到多少勒克斯,路灯才能发光,
(3)电源电压降低,导致用电器两端电压降低,光敏电阻阻值发生变化,所以对光的感应程度改变.
解答 解:(1)由安培定则可知,右手握住螺线管,四指指向电流的方向,大拇指指向右端,即控制电路中电磁铁的右端为N极,
由路灯工作原理可知,控制电路中电磁铁与安装在弹性金属片上磁铁相互吸引,则安装在弹性金属片上磁铁的左端应是S极;
(2)已知R1与R0串联,当电磁铁R0两端电压降至1.5伏时,开关S2就自动闭合,使路灯L发光,
电磁铁两端电压为U1=U-U0=4.5V-1.5V=3V
电路电流I0=$\frac{{U}_{0}}{{R}_{0}}$=$\frac{1.5V}{10Ω}$=0.15A,
则I=I0=0.15A,
I=$\frac{U}{{R}_{1}+{R}_{0}}$,
0.15A=$\frac{4.5N}{{R}_{1}+10Ω}$,
解得R1=20Ω,
查表可知,当光照度为15勒克斯时,光敏电阻R2的阻值为20Ω,
(3)因为电池组电压下降会导致光敏电阻两端电压下降,串联电路中R1阻值不变,要使光敏电阻R2两端电压达到3伏,光敏电阻R2的阻值必须增大,所以要在光照度更小时才能实现.
答:(1)S;(2)当光照度降低到15勒克斯,路灯才能发光;(3)因为电池组电压下降会导致光敏电阻两端电压下降,串联电路中R1阻值不变,要使光敏电阻R2两端电压达到3伏,光敏电阻R2的阻值必须增大,所以要在光照度更小时才能实现.
点评 该题考查了奥斯特实验及电磁继电器的应用,特别是对电磁继电器电路的工作过程进行分析,一般的思路是,先明确控制电路与工作电路,再从控制电路入手,看电磁铁磁性的有无对工作电路触点连接情况的影响,最后确定工作电路中的工作情况.
| A. | 当量筒放置在较低的桌面上时,为了便于视线平行读数,可适当举起量筒 | |
| B. | 用刻度尺测量物体长度时,必须与零刻度线对齐才能测量 | |
| C. | 选择测量工具时,应首先考虑最小刻度,最小刻度越小越好 | |
| D. | 在调节天平平衡时,分度盘指针在中央红线附近等幅摆动,说明已经平衡 |
| A. | 体积增大 | B. | 相互融合 | ||
| C. | 形状改变 | D. | 动能增大,可以自由流动 |
| 入射角α | 0° | 15° | 30° | 45° | 60° |
| 反射角β | 0° | 15° | 30° | 45° | 60° |
| 折射角γ | 0° | 11.3° | 22.1° | 35.4° | 40.9° |
①一束光从空气斜射到水面时,这束光将发生反射和折射现象;
②若一束光从水中斜射入空气时,折射角大于入射角(填“大于”“小于”或“等于”),你判断的依据是:光在折射时,光路是可逆的
(2)小凡同学的体验:他潜入游泳池水中看泳池边的路灯,觉得路灯不在原来的位置,他看到的电灯的位置 要高于(填“高于”或“低于”)路灯的实际位置.
| 额定工作电压 | 12V | 额定功率 | 30W |
| 电池容量 | 2500mAh | 工作噪音 | <50dB |
(2)当地面有静电时,扫地机器人相对不易清扫,这是因为带电体具有吸引轻小物体的性质.
(3)该机器人正常工作时的电流为2.5A;充满电后至下一次自动充电前能够连续正常工作的最长时间为51min.
| U1/V | 3.0 | 3.5 | 4.0 | 4.5 | 4.8 | 5.6 |
| U2/V | 6.0 | 5.5 | 5.0 | 4.5 | 4.2 | 3.4 |
| A. | 塑料吸盘挂钩能贴在瓷砖上挂毛巾 | B. | 用注射器能把药液注入肌肉里 | ||
| C. | 真空包装的食品被压得紧紧的 | D. | 用吸尘器能吸取地板上的灰尘 |