小明设计了一种“自动限重器”,如图(甲)所示.该装置由控制电路和工作电路组成,其主要元件有电磁继电器、货物装载机(实质是电动机)、压敏电阻R1和滑动变阻器R2等.压敏电阻R1的阻值随压力F变化的关系如图(乙)所示.当货架承受的压力达到限定值,电磁继电器会自动控制货物装载机停止向货架上摆放物品.已知控制电路的电源电压U=6V,电磁继电器线圈的阻值忽略不计.请你解答下列问题:(1)由图(乙)中的图象可知,随着压力F的增大,压敏电阻R1的阻值将______.(2)用笔画线代替导线将图(甲)的电路连接完整.(3)随着控制电路电流的增大,电磁铁的磁性将______,当电磁继电器线圈中的电流大小为30mA时,衔铁被吸下.若货架能承受的最大压力为800N,则所选滑动变阻器R2的最大阻值至少为______Ω.

问题描述:

小明设计了一种“自动限重器”,如图(甲)所示.该装置由控制电路和工作电路组成,其主要元件有电磁继电器、货物装载机(实质是电动机)、压敏电阻R1和滑动变阻器R2等.压敏电阻R1的阻值随压力F变化的关系如图(乙)所示.当货架承受的压力达到限定值,电磁继电器会自动控制货物装载机停止向货架上摆放物品.已知控制电路的电源电压U=6V,电磁继电器线圈的阻值忽略不计.请你解答下列问题:

(1)由图(乙)中的图象可知,随着压力F的增大,压敏电阻R1的阻值将______.
(2)用笔画线代替导线将图(甲)的电路连接完整.
(3)随着控制电路电流的增大,电磁铁的磁性将______,当电磁继电器线圈中的电流大小为30mA时,衔铁被吸下.若货架能承受的最大压力为800N,则所选滑动变阻器R2的最大阻值至少为______Ω.

(1)由图乙中的图象可知,压敏电阻R1的阻值随压力的增大而减小;
(2)将货物装载机和上触点串联组成工作电路,将R1、滑动变阻器R2、电磁铁串联接入控制电路;补充电路如图所示;
(3)∵R1与R2串联,
∴I1=I2=Imax=30mA=0.03A,
由图乙可知:F=800N时,R1=80Ω,
由I=

U
R
得:
U1=I1R1=0.03A×80Ω=2.4V,
U2=U-U1=6V-2.4V=3.6V,
R2=
U2
I2
=
3.6V
0.03A
=120Ω.
即:滑动变阻器R2的最大阻值至少为120Ω.
故答案为:(1)减小;(2)如右图所示;(3)增强,120.
答案解析:(1)根据图象分析压敏电阻R1的阻值与压力大小的关系;
(2)将货物装载机和上触点串联组成工作电路,将R1、滑动变阻器R2、电磁铁串联接入控制电路;当压力过大时,压敏电阻变小、控制电路中的电流变大、电磁铁磁性增强,增强到一定程度,将衔铁吸下,使工作电路断开,货物装载机停止工作;
(3)压敏电阻受到最大压力是800N,从图象上找到此时压敏电阻对应的电阻值是80Ω,电源电压是6V,根据R1与R2串联和欧姆定律就可以求出R2的最大阻值.
考试点:电磁继电器的组成、原理和特点;滑动变阻器的使用;欧姆定律的应用;电路图设计.

知识点:本题为电学、磁学的综合题,知识点多、综合性强,考查学生的分析和计算能力,关键是所学知识包括计算公式的灵活运用.