Question

【題目】【2016·溫州卷】如圖甲是小明制作的防盜報(bào)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(chǎng)強(qiáng)度的變化關(guān)系如圖乙所示，當(dāng)窗戶(hù)分別處在軌道A、B、C處時(shí)，磁敏電阻Rx所處位置的磁場(chǎng)強(qiáng)度分別為a、b、c。閉合開(kāi)關(guān)S1和S2后，當(dāng)窗戶(hù)關(guān)閉時(shí)，指示燈亮，蜂鳴器不工作；當(dāng)窗戶(hù)打開(kāi)一定程度時(shí)，指示燈熄滅，蜂鳴器發(fā)出警報(bào)聲。

（1）將窗戶(hù)移到A點(diǎn)時(shí)，窗戶(hù)關(guān)閉。閉合開(kāi)關(guān)S1，指示燈L正常發(fā)光，求此時(shí)指示燈L消耗的電功率。（寫(xiě)出計(jì)算過(guò)程）

（2）已知電磁鐵線(xiàn)圈中的電流達(dá)到3毫A時(shí)，電磁鐵的銜鐵剛好被吸下，指示燈L熄滅，蜂鳴器開(kāi)始報(bào)警。現(xiàn)移動(dòng)滑動(dòng)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(dāng)窗戶(hù)移至軌道B點(diǎn)位置時(shí)，蜂鳴器恰好開(kāi)始報(bào)警。若要求窗戶(hù)移至軌道C點(diǎn)位置時(shí)才開(kāi)始報(bào)警，此時(shí)能否通過(guò)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的阻值來(lái)實(shí)現(xiàn)？請(qǐng)通過(guò)計(jì)算加以說(shuō)明。（寫(xiě)出計(jì)算過(guò)程，電磁鐵線(xiàn)圈電阻忽略不計(jì)）

Answer 1

【答案】（1）0．025W；（2）無(wú)法通過(guò)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器阻值來(lái)實(shí)現(xiàn)。

【解析】

（1）當(dāng)指示燈L正常發(fā)光時(shí)，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(dāng)窗戶(hù)移至B點(diǎn)時(shí)，據(jù)圖可知，Rx=400Ω，此時(shí)，I=0．003A，2/3Rp=U2/I－Rx=1．5V/0．003A－400Ω=100Ω，所以滑動(dòng)變阻器的最大阻值Rp=150Ω；當(dāng)窗戶(hù)移至C點(diǎn)時(shí)，據(jù)圖可知，R’x=300Ω，若蜂鳴器剛好報(bào)警，控制電路中電流為0．003A，此時(shí)滑動(dòng)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(dāng)滑動(dòng)變阻器阻值調(diào)節(jié)到最大值時(shí)，窗戶(hù)還未移至C點(diǎn)，控制電路中的電流已大于0．003A，蜂鳴器已報(bào)警，因此無(wú)法通過(guò)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器阻值來(lái)實(shí)現(xiàn)。