Question

小強利用壓力傳感器、電磁繼電器、阻值可調(diào)的電阻R等元件，設(shè)計了一個汽車超載自動報警電路，如圖所示。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(guān)系如圖所示。閉合開關(guān)S，當(dāng)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(dāng)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”)是紅燈

(2)某水平公路橋禁止質(zhì)量大于或等于20t的車輛通行，要用小強設(shè)計的裝置為此橋報警，R的阻值應(yīng)調(diào)節(jié)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(xué)物理知識，說明超載的一項危害。

 

Answer 1

【答案】

（1） （2）（3）（4）超載即壓力大，壓強大，易于壓壞路面，

【解析】（1）解析圖，車輛超載是，壓力傳感器輸出電壓大，因此電磁繼電器線圈電流大，銜鐵被吸合，被接通，發(fā)光，所以為紅燈。

（2）某水平公路橋禁止質(zhì)量大于或等于20t的車輛通行，也就是說車輛對橋面的壓力達到G 時，紅燈亮。

此時根據(jù)圖17，壓力達到 ，傳感器輸出電壓為1v,也就是說在線圈電阻和變阻器串聯(lián)的電路中電源電壓為1v,紅燈要亮，電流

總電阻，已知線圈的電阻為20Ω，所以變阻器電阻

(3)無論如何，要使裝置報警，都要滿足電流大于等于20mA，車輛重力最小時，電源電壓最小，根據(jù)此時電阻最小，因為電路為串聯(lián)，當(dāng)變阻器電阻為0時總電阻最小，等于線圈電阻20Ω。

此時

根據(jù)圖解析知道，電壓0.4v時，壓力為

通過車輛的最小重力為

(4)超載即壓力大，壓強大，易于壓壞路面，

超載就是質(zhì)量大，質(zhì)量大慣性大，運動狀態(tài)不容易改變，容易出事故。

考點：受力解析 安全用電