Question

為判斷短跑比賽是否搶跑，某興趣小組設計了如圖“搶跑自動指示”電路。其工作原理是：當運動員蹲在起跑器上后，先閉合S；發令時閉合S_1，發令指示燈亮；運動員起跑后，裝在起跑器上的壓敏電阻R₀因受到壓力減小，其電阻改變，電磁鐵線圈中的電流明顯變大，S₂被吸引而閉合，起跑器指示燈亮。若起跑器指示燈比發令指示燈先亮，表示運動員搶跑。

（1）當S₁處于斷開狀態時，閉合S，若壓敏電阻阻值變小，電磁鐵的磁性強弱如何變化？                  
（2）已知發令控制電路電源電壓U＝6伏，電磁鐵線圈的電阻不計。若運動員起跑后，壓敏電阻R₀的阻值為30歐，S和S₁仍處于閉合狀態，電磁鐵線圈中的電流為0.25安，計算此時發令指示燈的功率。
（3）壓敏電阻通常有兩種類型：A. 阻值隨壓力增大而增大；  B. 阻值隨壓力增大而減小。則該模型的壓敏電阻應選擇哪種類型，結合電路簡要說明理由：                     。

Answer 1

（1）變強；（2）0.3W；（3）選A，S處于閉合狀態時，當運動員起跑后對壓敏電阻的壓力減小，起跑指示燈要亮，S₂要被吸引，電磁鐵的磁性要增強，通過線圈的電流應變大，壓敏電阻阻值要減小，所以壓敏電阻受到的壓力減小時其電阻值也減小。

試題分析：（1）當S₁處于斷開狀態時，閉合S，壓敏電阻R₀與電磁鐵串聯，若壓敏電阻阻值變小，電源電壓不變情況下，由歐姆定律知通過電路的電流增大，電磁鐵的磁性隨電流的增大而增強；（2）發令控制電路電源電壓U＝6伏，電磁鐵線圈的電阻不計，則R₀與燈泡串聯。若運動員起跑后，壓敏電阻R₀的阻值為30歐，則通過R₀的電流I₀=U/R₀=6V/30Ω=0.2A；S和S₁仍處于閉合狀態，電磁鐵線圈中的電流為0.25A，即通過燈泡的電流I_L=I-I₀=0.25A-0.2A=0.05A；此時發令指示燈的功率P=UI_L=6V×0.05A=0.3W。（3）選A，S處于閉合狀態時，當運動員起跑后對壓敏電阻的壓力減小，起跑指示燈要亮，S₂要被吸引，電磁鐵的磁性要增強，通過線圈的電流應變大，壓敏電阻阻值要減小，所以壓敏電阻受到的壓力減小時其電阻值也減小。