Question

小强利用压力传感器、电磁继电器、阻值可调的电阻R等元件，设计了一个汽车超载自动报警电路，如图甲所示．他了解到这种压力传感

Answer 1

解题思路：（1）分析超载和不超载时，衔铁的位置及两盏灯的亮暗情况得出结论；

（2）车对水平地面的压力等于它的重力，由图象求出压力传感器的阻值，然后由串联电路特点与欧姆定律求出R阻值；

（3）当R为零时，由欧姆定律求出线圈两端电压，然后由图象求出此时压力压力传感器受到的压力，即车轮的最小重力．

（1）由图示可知，车辆不超载时，衔铁接上端，L₁亮，车辆超载时，衔铁接下端，L₂亮，由题意知，L₂是红灯；

（2）车对水平地面的压力：

F=G=mg=20×10³kg×10N/kg=2×10⁵N，

由图象可知，此时的输出电压U=1V，

∵I=[U/R]，

∴电路总电阻：

R_总=[U/I]=[1V/0.02A]=50Ω，

电阻R的阻值：

R=R_总-R_线圈=50Ω-20Ω=30Ω；

（3）当R=0Ω要使报警器报警，输出电压最小，

∵I=[U/R]，

∴输出最小电压：

U₀=IR_线圈=0.02A×20Ω=0.4V，

由图象可知，此时压力传感器受到的压力：

F′=0.8×10⁵N=8×10⁴N．

答：（1）汽车超载．请你判断灯L₂是红灯；

（2）R的阻值应调节为30Ω；

（3）在水平路面上，要使该装置报警，通过车辆的最小重力为8×10⁴N．

点评：

本题考点： 欧姆定律的应用；重力的计算．

考点点评： 本题考查了判断哪个是红灯、求电阻阻值、求压力等问题，分析清楚电路结构、由图象获取所需信息、应用串联电路特点与欧姆定律、G=mg即可正确解题．