Question

小强利用压力传感器、电磁继电器、阻值可调的电阻R等元件，设计了一个汽车超载自动报警电路，如图所示。他了解到这种压力传感器所受压力越大时，输出的电压U就越大，二者的关系如图所示。闭合开关S，当继电器线圈中电流大于或等于20mA时，衔铁被吸合。已知传感器的输出电压U即为继电器控制电路的电源电压，线圈的电阻为20Ω。

(1)车辆不超载时，工作电路中绿灯亮;当传感器所受压力增大到一定程度时，红灯亮，说明汽车超载。请你判断灯__________________(选填“L₁”或“L₂”)是红灯

(2)某水平公路桥禁止质量大于或等于20t的车辆通行，要用小强设计的装置为此桥报警，R的阻值应调节为多少?(g取10N/kg)。

(3)在水平路面上，要使该装置报警，通过车辆的最小重力为多少?

(4)请你运用所学物理知识，说明超载的一项危害。

 

Answer 1

【答案】

（1） （2）（3）（4）超载即压力大，压强大，易于压坏路面，

【解析】（1）解析图，车辆超载是，压力传感器输出电压大，因此电磁继电器线圈电流大，衔铁被吸合，被接通，发光，所以为红灯。

（2）某水平公路桥禁止质量大于或等于20t的车辆通行，也就是说车辆对桥面的压力达到G 时，红灯亮。

此时根据图17，压力达到 ，传感器输出电压为1v,也就是说在线圈电阻和变阻器串联的电路中电源电压为1v,红灯要亮，电流

总电阻，已知线圈的电阻为20Ω，所以变阻器电阻

(3)无论如何，要使装置报警，都要满足电流大于等于20mA，车辆重力最小时，电源电压最小，根据此时电阻最小，因为电路为串联，当变阻器电阻为0时总电阻最小，等于线圈电阻20Ω。

此时

根据图解析知道，电压0.4v时，压力为

通过车辆的最小重力为

(4)超载即压力大，压强大，易于压坏路面，

超载就是质量大，质量大惯性大，运动状态不容易改变，容易出事故。

考点：受力解析 安全用电