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传感器及其工作原理
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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，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R
网友投稿 2023-03-17 00:00:00 零零社区
◎ 题目
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R
1
和滑动变阻器R
2
等．压敏电阻R
1
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：
（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R
2
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．
◎ 答案
（1）将货物装载机和上触点串联组成工作电路，将R
1
、滑动变阻器R
2
、电磁铁串联接入控制电路，
连接电路如图所示：
（2）∵R
1
与R
2
串联，
∴I
1
=I
2
=I
max
=15mA=0.015A，
所以根据闭合电路的欧姆定律
R
1
+R
2
+r=
E
I
由图乙可知：F=800N时，R
1
=80Ω，
所以
R
2
=
E
I
-r-
R
1
=
6
0.015
-2-80Ω=318Ω
即：滑动变阻器R
2
的最大阻值至少为318Ω．
（3）由丙图可知，随着外电路电阻变大，硅光电源的U-I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，R
1
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P
内
=U
内
I逐渐变大．
（4）硅光电源两端电压为5.4V，由丙图可知此时电流为10mA，所以根据欧姆定律外电路的总电阻为
R
1
+
R
2
=
U
I
，所以
R
1
=
U
I
-
R
2
=
5.4
0.01
-318Ω=220Ω
，根据乙图可知，此时对应的压力为90N．
故答案为：（1）电路图如上图所示 （2）318 （3）增大，增大 （4）90 N
◎ 解析
“略”
◎ 知识点
专家分析，试题“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R…”主要考查了你对 【闭合电路欧姆定律】，【传感器及其工作原理】 等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”，你可以点击相应的链接进行查看和学习。
http://www.00-edu.com/html/202303/433533.html
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