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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。

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(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。

 

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
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