Question

【題目】為保證江陰長江大橋以及過橋車輛的安全，工作人員在橋的入口處安裝了“超載檢測報警系統”。檢測時，當車輛重量小于1×105 N時，綠燈亮、紅燈滅，表示可以通行；當車輛重量大于等于1×105 N時，紅燈亮、綠燈滅，表示禁止通行。系統中的電路元件如圖甲所示，其中壓敏電阻Rx在檢測時承受車輛的全部重量，它的阻值隨所受壓力F變化的圖像如圖乙所示；R0為定值電阻，電磁繼電器線圈的阻值為20 Ω，當流過線圈的電流大于等于30 mA時，通電線圈的作用效果大于彈簧的作用效果，銜鐵被吸下，動觸點P和靜觸點M斷開并和靜觸點N接通；電源電壓為6 V；綠燈、紅燈的正常工作電壓均為220 V。

(1)請在圖甲中用筆畫線代替導線完成電路連接。

(2)定值電阻R0的阻值是多大？(要求有計算過程)

(3)運行一段時間后發現大橋依然破壞嚴重，于是管理部門作出當車輛重量小于8×104 N才可以通行的規定。請你結合電路提出一種可行的調節方法。(壓敏電阻不可以更換)

Answer 1

【答案】(1)(2)80 Ω。(3)減小R0(或減小電磁繼電器線圈的阻值；或增大電源電壓等)的方法來解決問題。

【解析】（1）根據題意分析可連接出如下圖所示的電路圖：

（2）由圖乙可知，當壓力為1×105N時，壓敏電阻的阻值為100Ω；電路中的總電阻為：R=U/I=6V/0.03A=200Ω，所以可得R0=R-Rr-R線=200Ω-100Ω-20Ω=80Ω；（3）根據圖象可知，當大橋允許通過車輛的重量為小于8×104N時，壓敏電阻的阻值變大，電路中的電流變小，要使電磁繼電器正常工作，即流過線圈的電流大于等于30mA，則可以通過減小R0（或者減小電磁繼電器線圈的阻值）、增大電源電壓、把彈簧彈性變弱一些等方法來解決問題。