Question

青島奧運(yùn)會(huì)帆船賽場(chǎng)采用風(fēng)力發(fā)電給蓄電池充電，為路燈提供電能。用光敏電阻作為傳感器控制路燈電路的開關(guān)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。

光敏電阻的阻值隨照射光的強(qiáng)弱而變化，作為簡(jiǎn)化模型，可以近似認(rèn)為，照射光較強(qiáng)（如白天）時(shí)電阻幾乎為0；照射光較弱（如黑天）時(shí)電阻接近于無窮大。利用光敏電阻作為傳感器，借助電磁開關(guān)，可以實(shí)現(xiàn)路燈自動(dòng)在白天關(guān)閉，黑天打開。電磁開關(guān)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖所示。1、2兩接線柱之間是勵(lì)磁線圈，3、4兩接線柱分別與彈簧片和觸點(diǎn)連接。當(dāng)勵(lì)磁線圈中電流大于50mA時(shí)，電磁鐵吸合鐵片，彈簧片和觸點(diǎn)分離，3、4斷開；電流小于50 mA時(shí)，3、4接通。勵(lì)磁線圈中允許通過的最大電流為100 mA。

⑴利用以下器材設(shè)計(jì)一個(gè)自動(dòng)控制路燈的電路，畫出電路原理圖。

光敏電阻R₁，符號(hào)

燈泡L，額定功率40W，額定電壓36V，符號(hào)

保護(hù)電阻R₂，符號(hào)

電磁開關(guān)，符號(hào)

蓄電池E，電壓36V，內(nèi)阻很小；開關(guān)S，導(dǎo)線若干。

⑵回答下列問題。

①如果勵(lì)磁線圈的電阻為200Ω，勵(lì)磁線圈允許加的最大電壓為______V，保護(hù)電阻R₂的阻值范圍為______Ω。

②在有些應(yīng)用電磁開關(guān)的場(chǎng)合，為了安全，往往需要在電磁鐵吸合鐵片時(shí)，接線柱3、4之間從斷開變?yōu)榻油ā�為此，電磁開關(guān)內(nèi)部結(jié)構(gòu)應(yīng)如何改造？請(qǐng)結(jié)合本題中電磁開關(guān)內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖說明。

答：______________________________________________________________________

③任意舉出一個(gè)其它的電磁鐵應(yīng)用的例子。

答：__________________________________________________。

Answer 1

：（1）電路原理如圖所示。（4分）

（2）①20 （2分） 160~520（2分）

②把觸點(diǎn)從彈簧片右側(cè)移到彈簧片左側(cè)，保證當(dāng)電磁鐵吸合鐵片時(shí)，3、4之間接通：不吸合時(shí)，3、4之間斷開。

③電磁起重機(jī)

解析:

（1）要使光敏電阻能夠?qū)﹄娐愤M(jìn)行控制，且有光照時(shí)路燈熄滅，光敏電阻應(yīng)與1，2串聯(lián)，3，4與路燈串聯(lián)；則電路圖如圖所示。

（2）①由U=IR得勵(lì)磁線圈允許加的最大電壓為U=I_mR=0.1×200V=20V；依據(jù)允許通過勵(lì)磁線圈的電流最大值和最小值計(jì)算得，，因此保護(hù)電阻的阻值范圍為160~320；

②把觸點(diǎn)從彈簧片右側(cè)移到彈簧片左側(cè)，保證當(dāng)電磁鐵吸合鐵片時(shí)，3、4之間接通：不吸合時(shí)，3、4之間斷開。

③電磁起重機(jī)