题目内容

【题目】某兴趣小组制作了超市电梯的模拟电路(如图所示),其中Rx为能接收人体红外线的传感器,其电阻大小与它到人距离的关系如下表所示:

距离/m

3

2.5

2

1.8

1.5

1.2

1

0.8

0.6

0.4

0.2

电阻Rx/Ω

15

14.5

14

12

10

8

6

4

3

2.5

2.3

控制电路的电源电压为3V,电磁继电器的线圈电阻为2Ω,当线圈电流等于0.2A时衔铁恰好被吸下,受控电路由额定电压为220V的电动机、定值电阻R1和“应急开关S”组成。

(1)工作时,当有人走到离电梯口1m时,电梯由较慢变为较快运行,则此时变阻器R2的阻值为____Ω。若人离电梯口0.8m内,电梯由较慢变为较快运行,只需将R2的滑片向____(选填“左”或“右”)移动适当距离。

(2)若人离电梯口2m以内电梯均能由较慢变为较快运行,则控制电路的电源电压至少应为_____V。

【答案】7 右 3.2

【解析】

(1)线圈电流等于0.2A时衔铁被吸下,由此根据电路特点和欧姆定律计算R2的阻值;
要使人走到距离电梯口0.8m距离内,电梯由较慢变为较快运行,即衔铁被吸下,由串联电路特点和欧姆定律分析解答;
(2)为了实现电梯均能由较慢变为较快运行,必须电流为0.2A,根据欧姆定律求出电源电压。

(1)由表中数据可知,当有人走到距离电梯口1m距离时,Rx=6Ω,
线圈电流等于0.2A时衔铁被吸下,根据欧姆定律可知,电路总电阻:

根据串联点的电阻特点可知,R2的阻值:
R2=R总-R线圈-Rx=15Ω-2Ω-6Ω=7Ω;
要使人走到距离电梯口0.8m距离内(Rx的阻值减小),电梯由较慢变为较快运行,即此时应将衔铁被吸下,为使电路中电流保持0.2A,应增大变阻器连入阻值,由图知滑片应向右移动;
(2)若人离电梯口2m时,Rx′=14Ω,滑动变阻器连入电路的阻值最小时,电流最大为0.2A,电梯才能由较慢变为较快运行,此时的电源电压最小,
U′=I(R线圈+Rx′)=0.2A×(2Ω+14Ω)=3.2V。

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