Question

(2009·寧夏)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��；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：________________________________________________________________________

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③任意舉出一個其它的電磁鐵應用的例子。

答：________________________________________________________________________

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Answer 1

　(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)電路原理如圖所示．

(2)U＝I_maxR＝100×10^－3×200V＝20V.

保護電阻R₂上的最大電流為100mA，此時其兩端電壓為16V，則對應的電阻

R₂＝Ω＝160Ω.

電路中最小電流為50mA，

線圈兩端電壓U₁＝I_minR＝50×10^－3×200V＝10V，則

R₂上的電壓為36V－10V＝26V，R₂＝Ω＝520Ω.

故R₂的阻值范圍為160Ω～520Ω.