Question

为判断短跑比赛是否抢跑，某兴趣小组设计了如图“抢跑自动指示”电路。其工作原理是：当运动员蹲在起跑器上后，先闭合S；发令时闭合S_1，发令指示灯亮；运动员起跑后，装在起跑器上的压敏电阻R₀因受到压力减小，其电阻改变，电磁铁线圈中的电流明显变大，S₂被吸引而闭合，起跑器指示灯亮。若起跑器指示灯比发令指示灯先亮，表示运动员抢跑。

（1）当S₁处于断开状态时，闭合S，若压敏电阻阻值变小，电磁铁的磁性强弱如何变化？                  
（2）已知发令控制电路电源电压U＝6伏，电磁铁线圈的电阻不计。若运动员起跑后，压敏电阻R₀的阻值为30欧，S和S₁仍处于闭合状态，电磁铁线圈中的电流为0.25安，计算此时发令指示灯的功率。
（3）压敏电阻通常有两种类型：A. 阻值随压力增大而增大；  B. 阻值随压力增大而减小。则该模型的压敏电阻应选择哪种类型，结合电路简要说明理由：                     。

Answer 1

（1）变强；（2）0.3W；（3）选A，S处于闭合状态时，当运动员起跑后对压敏电阻的压力减小，起跑指示灯要亮，S₂要被吸引，电磁铁的磁性要增强，通过线圈的电流应变大，压敏电阻阻值要减小，所以压敏电阻受到的压力减小时其电阻值也减小。

试题分析：（1）当S₁处于断开状态时，闭合S，压敏电阻R₀与电磁铁串联，若压敏电阻阻值变小，电源电压不变情况下，由欧姆定律知通过电路的电流增大，电磁铁的磁性随电流的增大而增强；（2）发令控制电路电源电压U＝6伏，电磁铁线圈的电阻不计，则R₀与灯泡串联。若运动员起跑后，压敏电阻R₀的阻值为30欧，则通过R₀的电流I₀=U/R₀=6V/30Ω=0.2A；S和S₁仍处于闭合状态，电磁铁线圈中的电流为0.25A，即通过灯泡的电流I_L=I-I₀=0.25A-0.2A=0.05A；此时发令指示灯的功率P=UI_L=6V×0.05A=0.3W。（3）选A，S处于闭合状态时，当运动员起跑后对压敏电阻的压力减小，起跑指示灯要亮，S₂要被吸引，电磁铁的磁性要增强，通过线圈的电流应变大，压敏电阻阻值要减小，所以压敏电阻受到的压力减小时其电阻值也减小。