Question

【題目】青島奧運會帆船賽場采用風力發電給蓄電池充電，為路燈提供電能．用光敏電阻作為傳感器控制路燈電路的開關，實現自動控制．光敏電阻的阻值隨照射光的強弱而變化，作為簡化模型，可以近似認為，照射光較強（如白天）時電阻幾乎為0；照射光較弱 （如黑天）時電阻接近于無窮大．利用光敏電阻作為傳感器，借助電磁開關，可以實現路燈自動在白天關閉，黑天打開．電磁開關的內部結構如圖所示．1、2兩接線柱之間是勵磁線圈，3、4兩接線柱分別與彈簧片和觸點連接．當勵磁線圈中電流大于50mA時，電磁鐵吸合鐵片，彈簧片和觸點分離3、4斷開；電流小于50mA時，3、4接通．勵磁線圈中允許通過的最大電流為100mA．

（1）利用以下器材設計一個自動控制路燈的電路，畫出電路原理圖______．光敏電阻R1，符號

燈泡L，額定功率40W，額定電壓36V，符號

保護電阻R2，符號

電磁開關，符號

蓄電池E，電壓36V，內阻很小；開關S，導線若干．

（2）回答下列問題．

①如果勵磁線圈的電阻為200Ω，勵磁線圈允許加的最大電壓為_____V，保護電阻R2的阻值范圍為_____Ω．

②在有些應用電磁開關的場合，為了安全，往往需要在電磁鐵吸合鐵片時，接線柱3、4之間從斷開變為接通．為此，電磁開關內部結構應如何改造？請結合本題中電磁開關內部結構圖說明．答：_____

③任意舉出一個其它的電磁鐵應用的例子．答：_____．

Answer 1

【答案】 （1）電路原理如圖所示．

（2）①20 160～520 ②把觸點從彈簧片右側移到彈簧片左側，保證當電磁鐵吸合鐵片時，3、4之間接通：不吸合時，3、4之間斷開． ③電磁起重機

【解析】(1)要使光敏電阻能夠對電路進行控制，且有光照時路燈熄滅，光敏電阻應與1、2串聯，3、4與路燈串聯，則電路圖如圖右所示．

(2)

由U＝IR得勵磁線圈允許加的最大電壓Um＝ImR＝0.1×200 V＝20 V；依據允許通過勵磁線圈的電流最大值和最小值計算得R2min＝，R2max＝＝Ω＝320 Ω，因此保護電阻R2的阻值范圍為160～320 Ω；

②把觸點從彈簧片右側移到彈簧片左側，保證當電磁鐵吸合鐵片時，3、4之間接通；不吸合時，3、4之間斷開．

③電磁起重機．

思路分析：關鍵是分清楚哪個是控制電路，哪個是被控電路，當白天的時候，光照強度較大，光敏電阻較小，所以控制電路的電流較大，則可將銜鐵吸過來，被控電路斷開，當天色漸黑的時候，光照強度較小，光敏電阻較大，控制電路電流較小，所以銜鐵吸不起來，則控制電路通路，則路燈亮，所以12連控制電路，34連被控電路，像此類型的運用還有電磁起重機的，許通過勵磁線圈的電流最大值和最小值計算得R2min＝，R2max＝＝Ω＝320 Ω，