Question

小強利用壓力傳感器、電磁繼電器、阻值可調的電阻R等元件，設計了一個汽車超載自動報警電路，如圖16所示。他了解到這種壓力傳感器所受壓力越大時，輸出的電壓U就越大，二者的關系如圖17所示。閉合開關S，當繼電器線圈中電流大于或等于20mA時，銜鐵被吸合。已知傳感器的輸出電壓U即為繼電器控制電路的電源電壓，線圈的電阻為20Ω。

(1)車輛不超載時，工作電路中綠燈亮;當傳感器所受壓力增大到一定程度時，紅燈亮，說明汽車超載。請你判斷燈__________________(選填“L₁”或“L₂”)

(2)某水平公路橋禁止質量大于或等于20t的車輛通行，要用小強設計的裝置為此橋報警，R的阻值應調節為多少?(g取10N/kg)。

(3)在水平路面上，要使該裝置報警，通過車輛的最小重力為多少?

(4)請你運用所學物理知識，說明超載的一項危害。

     

Answer 1

 (1)(1分)L₂

(2)(4分)壓力F = G = mg = 2×10⁴kg ×10N/kg = 2×10⁵N 由圖像可知，此時對應的電壓為l.0V

則R = R_總－R_線圈 =50Ω－20Ω =30Ω

(3)(3分)當R調為0時，輸出電壓最小

最小電壓U₀= I R_線圈= 0. 02A ×20Ω = 0.4V

由圖像可知，此時對應的壓力為8.0 ×10⁴N

故車輛的最小重力為8.0 ×10⁴N

A.        (1分)壓強大，易損壞路面(或慣性大，不易剎車)

評分標準:參考以上標準，其他答案只要合理同樣給分。

【評析】此題考查電學基礎知識和力學知識在生活中的應用。題目考查不難，但需要細心審題，看好題目要求，取得本題滿分就不難。