(浙江第12界科学竞赛题)某同学利用热敏电阻为家中的灯暖型浴霸(一种取暖用的电器)设计了一个温度可自动控制的装置,如图甲所示。“控制电路”中热敏电阻R1的阻值随温度变化的曲线如图乙所示,电磁铁线圈可看作阻值为30Ω的纯电阻R0,电源U1电压恒定,浴霸共安装有2只标有“220V、550W”的灯泡,当电磁铁线圈中的电流大于或等于50mA时,继电器的衔铁被吸合,浴霸电路断开;当线圈中的电流小于或等于40mA时,继电器的衔铁被释放,浴霸电路闭合。求:
(1)工作电路闭合时,通过电路的总电流。
(2)若浴室内的温度最高不得超过40℃,则控制电路的电源电压U1最小值为多大?
(3)若电源U1电压恒定为12V,则将此装置安放在浴室内,浴室内温度可控制在什么范围?
(2008全国初中应用物理知识竞赛复赛)小明利用实验室的电磁继电器、热敏电阻R1、可变电阻器R2等器件设计了一个恒温箱控制电路,如图1所示。其中“交流电源”是恒温箱加热器的电源(加热器在恒温箱内,图中未画出);R1处于恒温箱内,图2是小明通过实验测得的R1的阻值随温度变化的关系曲线;电磁继电器的电源两端电压U = 6 V,电磁继电器线圈的电阻可不计,通过实验测得当电流为30mA时,电磁继电器的衔铁被吸合。
(1).请简述此恒温箱的工作过程。
(2).为什么恒温箱的加热器应该接在A、B端,而不能接在C、D端?
(3).如果要使恒温箱内预设的温度可调节范围是90℃~150℃,可供选择的可变电阻器R2的电阻值有如下的几种:
A.0~100Ω B.0~200Ω C.0~1000Ω D.0~1500Ω
请问应选择哪一个可变电阻器?为什么?
(4).小明设计的这个控制电路,使用起来有何不足之处?请你提出一种解决的方案。
投入使用才l7年的长沙浏阳河大桥由于严重损坏于今年年初被拆除重建。导致大桥损坏的一个重要原因是过往车辆严重超载。新桥建设现已开始,为了能抓拍超载车辆,小明及其物理兴趣小组成员决定为大桥管理者设计一个“汽车超载记录器”来进行监控管理。
如图甲为该超载记录器原理图。Rx为压敏电阻,当车辆驶入被监测路段时,其阻值随它受到的压力变化而变化,变化关系如图乙所示。当电压表示数达到或超过4V时,继电器的衔铁被吸下,工作电路中的照相机就开始工作,抓拍超载车辆。已知电源电压U=10V,电压表量程为O~5V,线圈电阻R0=5Ω,保护电阻R1=lOΩ,问:(取g=10N/kg) (学科网精校)
(1)若某车的质量为15t,静止时轮胎与路面接触的总面积为0.3m2,则静止时该车对路面的压强为多少?
(2)第(1)问中该车辆过桥时,电压表的示数是多少?
(3)该记录器所能记录的过桥车辆的最大质量是多少?
(2013全国初中应用物理知识竞赛预赛题)如图21所示为某兴趣小组为学校办公楼空调设计的自动控制装置,R是热敏电阻,其阻值随温度变化关系如下表所示。已知继电器的线圈电阻Ro=15Ω,左边电源电压为6V恒定不变。当继电器线圈中的电流大于或等于l5mA时,继电器的衔铁被吸合,右边的空调电路正常工作。
(2)计算说明该空调的启动温度是多少?
(3)为了节省电能,将空调启动温度设定为25℃,控制电路中需要再串联一个多大的电阻? (4)改变控制电路的电阻可以给空词设定不同的启动温度,除此之外,请你再提出一种方便可行的调节方案。
在复习“电流的磁场”和“磁场对电流的作用”时,小刚想:“既然通电导体周围存在磁场,磁场又会对通电导体产生力的作用,那么相互靠近的两个通电导体间是否会产生力的作用呢?”
(1)于是,他和小强商议通过实验来研究这一问题。他们找到了两根柔软的导线,相距较近地并排固定在接线板上,实验电路如图18甲所示。通过实验观察到的现象如图18乙所示。
该实验表明:两个通电导体之间__________。
(2)小强认为,如果改变其中一个通电导体的电流方向,则它们之间作用力的方向也会发生改变。
小强这样想的理由是:电流产生的磁场方向是由__________的方向决定的,当一个通电导体中电流的方向改变时,它产生的磁场方向也会发生改变;而磁场对通电导体的作用力的方向与__________的方向和__________的方向有关,另一个通电导体中电流的方向不变,但磁场的方向变化了,它受到的磁场力的方向就会改变。