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某同学设计了一种“自动限重器”,如图(甲)所示.该装置由控制电路和工作电路组成,...

某同学设计了一种“自动限重器”,如图(甲)所示.该装置由控制电路和工作电路组成,其主要元件有电磁继电器、货物装载机(实质是电动机)、压敏电阻R1和滑动变阻器R2等.压敏电阻R1的阻值随压力F变化的关系如图(乙)所示.当货架承受的压力达到限定值,电磁继电器会自动控制货物装载机停止向货架上摆放物品.已知控制电路的电源电动势E=6V,r=2Ω,电磁继电器线圈的阻值忽略不计.请你解答下列问题:

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(1)用笔画线代替导线将图(甲)的电路连接完整.

(2)当电磁继电器线圈中的电流大小为15mA时,衔铁被吸下.若货架能承受的最大压力为800N,则所选滑动变阻器R2的最大阻值至少为       Ω

(3)硅光电池是一种可将光能转换为电能的器件.现将控制电路中的电源,换成硅光电源,用一定强度的光照射硅光电池,调节滑动变阻器,通过测量得到该电池的U-I曲线(如图丙).不改变滑片的位置,当货架能承受的压力逐渐增加时,该硅光电池的内阻将     ,内电路上消耗的功率将       .(以上两格填写“增加”“减小”“先增大后减小”“先减小后增大”或“不变”).

(4)若控制电路中的电源,换成硅光电源,不改变滑片的位置,即如(2)中数值,现测得硅光电源两端电压为5.4V,则货架上承受的压力为      N.

 

(1) (2)318 (3)增大,增大 (4)90 N 【解析】 试题分析:(1)将货物装载机和上触点串联组成工作电路,将、滑动变阻器、电磁铁串联接入控制电路,连接电路如图所示: (2)∵与串联,∴,所以根据闭合电路的欧姆定律 由图乙可知:时,,所以,即:滑动变阻器的最大阻值至少为. (3)由丙图可知,随着外电路电阻变大,硅光电源的图线的斜率绝对值逐渐变大,即硅光电源的内阻随外电路电阻变大而变大,当不改变滑片的位置,当货架能承受的压力逐渐增加时,的电阻变大,所以该硅光电池的内阻将增大.由丙图可知,随着外电路电阻变大,硅光电源的路端电压逐渐减小,根据闭合电路欧姆定律,内电压变大.电路的总电流又增大,所以逐渐变大. (4)硅光电源两端电压为,由丙图可知此时电流为,所以根据欧姆定律外电路的总电阻为,所以,根据乙图可知,此时对应的压力为. 考点:闭合电路的欧姆定律;常见传感器的工作原理 【名师点睛】读懂题意,明确机械的工作要求与控制程序是进行电路连接的前提,本题在连接时,注意与衔铁处触点开关连接的位置有上下两个触点,这是本题易错的地方,连接任意一处都可以工作,但工作的条件恰好相反,必须根据题意的要求来最终确定。  
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