Question

【題目】【2016·溫州卷】如圖甲是小明制作的防盜報警裝置示意圖，其中工作電路電源電壓U1=6V，指示燈L的額定電壓UL=2．5V，定值電阻R0=350Ω；控制電路電源電壓U2=1．5V，磁敏電阻Rx的阻值隨其所處位置磁場強度的變化關系如圖乙所示，當窗戶分別處在軌道A、B、C處時，磁敏電阻Rx所處位置的磁場強度分別為a、b、c。閉合開關S1和S2后，當窗戶關閉時，指示燈亮，蜂鳴器不工作；當窗戶打開一定程度時，指示燈熄滅，蜂鳴器發出警報聲。

（1）將窗戶移到A點時，窗戶關閉。閉合開關S1，指示燈L正常發光，求此時指示燈L消耗的電功率。（寫出計算過程）

（2）已知電磁鐵線圈中的電流達到3毫A時，電磁鐵的銜鐵剛好被吸下，指示燈L熄滅，蜂鳴器開始報警。現移動滑動變阻器RP的滑片，使其接入電路的阻值為其最大阻值的2/3，當窗戶移至軌道B點位置時，蜂鳴器恰好開始報警。若要求窗戶移至軌道C點位置時才開始報警，此時能否通過調節滑動變阻器的阻值來實現？請通過計算加以說明。（寫出計算過程，電磁鐵線圈電阻忽略不計）

Answer 1

【答案】（1）0．025W；（2）無法通過調節滑動變阻器阻值來實現。

【解析】

（1）當指示燈L正常發光時，指示燈兩端電壓UL=2．5V，所以，R0兩端的電壓U0=U1－UL=6V－2．5V=3．5V，I0=U0/R0=3．5V/350Ω=0．01A，IL=I0=0．01APL=ULIL=2．5V×0．01A=0．025W；（2）當窗戶移至B點時，據圖可知，Rx=400Ω，此時，I=0．003A，2/3Rp=U2/I－Rx=1．5V/0．003A－400Ω=100Ω，所以滑動變阻器的最大阻值Rp=150Ω；當窗戶移至C點時，據圖可知，R’x=300Ω，若蜂鳴器剛好報警，控制電路中電流為0．003A，此時滑動變陰器接入電路的有效阻值為：R’p=U2/I－R’x=1．5V/0．003A－300Ω=200Ω>150Ω，所以當滑動變阻器阻值調節到最大值時，窗戶還未移至C點，控制電路中的電流已大于0．003A，蜂鳴器已報警，因此無法通過調節滑動變阻器阻值來實現。