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    9．小邦根据所学的电学知识，想设计一个汽车超载自动报警电路．他查阅了相关资料了解到压敏电阻是阻值随压力变化而变化的元件，并了解到压敏电阻在生活中的一种应用--压力传感器．压力传感器受到的压力越大，输出的电压就越大，用它可以称量汽车的重．某压力传感器输出电压与压力的关系如下表：
    压力/×105N01.22.43.64.86.0
    输出电压/V012345
    小邦利用该压力传感器和电阻箱R'（最大电阻999.9Ω）及部分其它器材设计了如图所示的电路，闭合开关S，当线圈中电流大于或等于40mA时，电磁继电器的衔铁被吸合．已知继电器线圈的电阻为25Ω，继电器电路的电源电压由传感器的输出电压U提供．（假设U不受继电器电路影响）（g取10N/kg）求：
    （1）当压力增加到一定程度时，电铃报警，说明汽车超载，则图中电铃应接在C、D两端（选填“A、B”、“C、D”、“A、D”或“B、C”）
    （2）小邦希望压力大于或等于4.8×105N时，启动报警系统，则电阻箱R′的电阻应调节到多大？
    （3）在不使用电阻箱的情况下，要使该装置报警，汽车的最小重力为多少？

    分析 （1）由数据可知，压力越大，输出电压越大，电磁铁的磁性就越强，电磁铁把衔铁吸下来，C、D之间的电路就会接通；
    （2）压力传感器相当于电压可变的电源，从表或图象中找出2.4×105N压力对应的电压，因为线圈中电流大于或等于20mA时，电磁继电器的衔铁被吸合，结合继电器线圈的电阻为25Ω，利用欧姆定律的知识就可以求出电阻箱接入电路的阻值；
    （3）由数据可知，汽车重力越小，压力传感器输出电压越小，根据电磁继电器衔铁闭合的最小电流和线圈电阻，利用欧姆定律知识就可以求出最小输出电压，再对照图象就可以找到对应的压力值，就是汽车重力的大小．

    解答 解：（1）当压力增大到一定程度时，压力传感器输出电压达到一定数值，线圈中电流大于或等于20mA时，电磁继电器的衔铁被吸合，C、D间的电路就会被接通，因此电铃应接在C、D之间；
    （2）由图象可知，当压力为2.4×105N时，输出电压U=2V，使电磁继电器衔铁闭合的最小电流I=20mA=0.02A，
    所以此时电路的总电阻R总=$\frac{U}{I}$=$\frac{2V}{0.02A}$=100Ω
    又因为继电器线圈的电阻R线=25Ω
    所以电阻箱接入电路的阻值R′=R总-R线=100Ω-25Ω=75Ω
    答：电阻箱R'的电阻应调节到75Ω．
    （3）因为使电磁继电器衔铁闭合的最小电流I=20mA=0.02A，继电器线圈的电阻R线=25Ω
    所以要使该装置报警，压力传感器输出的电压最小值为
    U最小=IR线=0.02A×25Ω=0.5V
    由图象可知，输出电压为0.5V时，对应的压力为6×104N．
    答：（1）当压力增加到一定程度时，电铃报警，说明汽车超载，则图中电铃应接在C、D之间；（2）小邦希望压力大于或等于4.8×105N时，启动报警系统，则电阻箱R′的电阻应调节到75Ω．（3）在不使用电阻箱的情况下，要使该装置报警，汽车的最小重力为6×104N．

    点评 此题需注意两点：
    （1）压力传感器的本质是可变电源，线圈和电阻箱串联，通过的电流相等；
    （2）电路中达到电磁继电器闭合的电流时，电磁铁才把衔铁吸下，发出超重报警信号，重点是电磁继电器的工作原理．

    练习册系列答案
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    19．如图所示的四个装置可以用来演示科学现象或原理，下列表述正确的是（　　）
    A．
    表示通电导体周围存在磁场及磁场与电流的方向关系
    B．
    表示电动机原理
    C．
    表示发电机原理
    D．
    表示磁体周围存在磁场及磁场的方向

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    20．一只电热水壶的铭牌如图，内部由开关和电热丝组成，求：（计算时精确到小数点后一位）
    （1）额定电压下工作1min产生的热量？
    （2）正常工作时，通过内部电热丝的电流；
    （3）内部电热丝的电阻．
    产品名称：电热水壶
    额定频率：50Hz
    额定功率：990W    		额定电压：220V
    容量：1.6L
    型号：JKY-12C09C

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    科目：初中物理 来源： 题型：计算题

    4．如图所示，一个“220V  1000W”的电炉，正常工作时电阻丝的电阻有多大？假如电路中的电压降低到200V，电阻丝的电阻不变，这时电炉实际的电功率有多大？

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    12．小华准备参加玩具赛车比赛，他运用图所示的电路来挑选一只能量转换效率较高的电动机．设电池的电压恒定不变，他先用手捏住电动机的转轴，使其不转动，闭合开关后读出电流表的读数为1A；然后放手．当电动机正常转动时，又读出读出电流表的读数为0.3A．则该玩具电动机正常转动时将电能转化为机械能的效率为（　　）
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    （1）你认为该实验中应选择50Ω1 A 滑动变阻器更合适．
    （2）移动滑动变阻器的滑片到某一位置，电压表和电流表的示数如图乙、丙所示，则Rx的阻值为5Ω．
    （3）接通开关前，变阻器滑片P应该调到b 端（填a或b）．
    （4）实验过程中突然电流表的示数减小到0，电压表示数接近电源电压．原因是R断路．
    （5）小刚还想用这个电路，探究导体中的电流与电阻的关系．他还应增加几只阻值合适的电阻．

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    10．小明某次在路边观察到，工人师傅们在安装水泥电线杆过程中要将地面上水平的电线杆“竖立”起来时，在地面上先挖了形状如图1所示的坑．地面处的坑口截面基本上是一个长方形，其宽度仅比电线杆的粗端直径略大一点，坑中从长方形的一边开始有一从地面直达坑底的斜坡．而另一边则是直上直下的，坑底基本上是一个正方形．请你回答：

    （1）为什么要挖成图1所示的深坑，而不挖成图2甲所示的仅比电杆略粗一点的深坑，或者如图2乙所示的大口径的深坑？这样做有什么好处？
    （2）通过计算对比分析：如果已将电线杆水平放在坑口上方，且其粗端位于坑底右端正上方，现要把电线杆分别埋入图1、图2甲所示的两个坑中，则在竖起电线杆的开始阶段，对电线杆的细端分别至少需要多大的力？己知这种坑深1.6m，坑底的长、宽都是0.3m，地面处坑口长2.3m、宽0.3m．电杆线的质量为410kg，长8.0m，粗端直径0.26m，其重心距粗端3.2m．（取g=10N/kg）
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