Question

青島奧運會帆船賽場采用風力發電給蓄電池充電，為路燈提供電能。用光敏電阻作為傳感器控制路燈電路的開關，實現自動控制。

光敏電阻的阻值隨照射光的強弱而變化，作為簡化模型，可以近似認為，照射光較強（如白天）時電阻幾乎為0；照射光較弱（如黑天）時電阻接近于無窮大。利用光敏電阻作為傳感器，借助電磁開關，可以實現路燈自動在白天關閉，黑天打開。電磁開關的內部結構如圖所示。1、2兩接線柱之間是勵磁線圈，3、4兩接線柱分別與彈簧片和觸點連接。當勵磁線圈中電流大于50mA時，電磁鐵吸合鐵片，彈簧片和觸點分離，3、4斷開；電流小于50 mA時，3、4接通。勵磁線圈中允許通過的最大電流為100 mA。

⑴利用以下器材設計一個自動控制路燈的電路，畫出電路原理圖。

光敏電阻R₁，符號

燈泡L，額定功率40W，額定電壓36V，符號

保護電阻R₂，符號

電磁開關，符號

蓄電池E，電壓36V，內阻很小；開關S，導線若干。

⑵回答下列問題。

①如果勵磁線圈的電阻為200Ω，勵磁線圈允許加的最大電壓為______V，保護電阻R₂的阻值范圍為______Ω。

②在有些應用電磁開關的場合，為了安全，往往需要在電磁鐵吸合鐵片時，接線柱3、4之間從斷開變為接通。為此，電磁開關內部結構應如何改造？請結合本題中電磁開關內部結構圖說明。

答：______________________________________________________________________

③任意舉出一個其它的電磁鐵應用的例子。

答：__________________________________________________。

Answer 1

：（1）電路原理如圖所示。（4分）

（2）①20 （2分） 160~520（2分）

②把觸點從彈簧片右側移到彈簧片左側，保證當電磁鐵吸合鐵片時，3、4之間接通：不吸合時，3、4之間斷開。

③電磁起重機

解析:

（1）要使光敏電阻能夠對電路進行控制，且有光照時路燈熄滅，光敏電阻應與1，2串聯，3，4與路燈串聯；則電路圖如圖所示。

（2）①由U=IR得勵磁線圈允許加的最大電壓為U=I_mR=0.1×200V=20V；依據允許通過勵磁線圈的電流最大值和最小值計算得，，因此保護電阻的阻值范圍為160~320；

②把觸點從彈簧片右側移到彈簧片左側，保證當電磁鐵吸合鐵片時，3、4之間接通：不吸合時，3、4之間斷開。

③電磁起重機