Question

19．兴趣小组利用压力传感器、电磁继电器、滑动变阻器等元件设计了一个汽车超载自动报警器，电路如图甲，闭合开关S，当车辆不超载时，工作电路中的绿灯亮，当车辆超载时，工作电路中的红灯亮．已知输出电压与压力传感器受到压力的关系如图乙，继电器线圈的电阻为25欧，继电器电路的电源电压由传感器的输出电压U提供．当线圈中电流大于或等于20毫安时，电磁继电器的衔铁被吸合．
（1）根据设计原理，请你判断图中属于红灯的是L₂；
（2）某水平桥面禁止质量大于36吨的车辆通过，则装置中滑动变阻器的阻值至少应调到多大？
（3）当有超载车辆通过时，报警器的红灯亮，请说明工作原理车辆超载时，低压控制电路接通，电磁铁有电流有磁性，将衔铁吸引下来，L₂亮即红灯亮，由题意知，L₂是红灯．

Answer 1

分析 （1）（3）分析清楚电路结构，根据电路结构分析答题．
（2）车对水平地面的压力等于它的重力，由图象求出压力传感器的阻值，然后由串联电路特点与欧姆定律求出R阻值．

解答 解：（1）（3）由图示可知，车辆不超载时，低压控制电路断开，电磁铁无电流无磁性，衔铁接上端，L₁亮即绿灯亮，车辆超载时，低压控制电路接通，电磁铁有电流有磁性，将衔铁吸引下来，L₂亮即红灯亮，由题意知，L₂是红灯．
（2）车对水平地面的压力F=G=mg=36×10³kg×10N/kg=3.6×10⁵N，
由图象可知，此时的输出电压U=3V；电路的电流为：I=20mA=0.02A，
因为I=$\frac{U}{R}$，
所以电路总电阻：
R_总=$\frac{U}{I}$=$\frac{3V}{0.02A}$=150Ω，
电阻R的阻值：
R=R_总-R_线圈=150Ω-25Ω=125Ω．
故答案为：（1）L₂；（2）滑动变阻器的阻值应调节为125Ω；（3）车辆超载时，低压控制电路接通，电磁铁有电流有磁性，将衔铁吸引下来，L₂亮即红灯亮．

点评 本题考查了判断哪个是红灯、求电阻阻值等问题，分析清楚电路结构、由图象获取所需信息即可正确解题．