Question

小強利用壓力傳感器、電磁繼電器、阻值可調(diào)的電阻R等元件，設(shè)計了一個汽車超載自動報警電路，如圖1所示．他了解到這種壓力傳感器所受壓力越大時，輸出的電壓U就越大，二者的關(guān)系如圖2所示．閉合開關(guān)S，當(dāng)繼電器線圈中電流大于或等于20 mA時，銜鐵被吸合．已知傳感器的輸出電壓U即為繼電器控制電路的電源電壓，線圈的電阻為20 Ω．

(1)車輛不超載時，工作電路中綠燈亮；當(dāng)傳感器所受壓力增大到一定程度時，紅燈亮，說明汽車超載．請你判斷燈________(選填“L₁”或“L₂”)是紅燈．

(2)某水平公路橋禁止質(zhì)量大于或等于20t的車輛通行，要用小強設(shè)計的裝置為此橋報警，R的阻值應(yīng)調(diào)節(jié)為多少？g取10 N/kg．

(3)在水平路面上，要使該裝置報警，通過車輛的最小重力為多少？

(4)請你運用所學(xué)物理知識，說明超載的一項危害．

Answer 1

答案：（1）L2；（2）；（3）（4）①質(zhì)量大,慣性大,不易于剎車.②.超載后,重心高,不穩(wěn)定.容易翻車③質(zhì)量大對路面壓力大,易損壞路面.④質(zhì)量大，在同樣速度下其動量也大，發(fā)生碰撞時產(chǎn)生撞擊力大，所造成更大的損害。

分析：（1）壓力增大時，控制電路電源電壓增大，電磁鐵中的電流隨即增大，電磁鐵的磁性增強，向下吸引銜鐵與下面的靜觸點接觸，燈L2發(fā)光，所以L2是紅燈；
（2）質(zhì)量為20噸的車輛通過公路橋時，對橋梁的壓力為：
由圖像可知，當(dāng)壓力為時，輸出電壓即控制電路的電源電壓為1V，此時電路中的總電阻為：
，R的阻值應(yīng)調(diào)節(jié)為：
（3）使裝置報警的最小電流為0.02A，當(dāng)R的阻值為0時，電源電壓最小，其值為：
，從圖像可知，當(dāng)電壓為0.4V時，壓力為，所以通過車輛的最小的重力為。