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某項目化學習小組設(shè)計一個用于監(jiān)測CO濃度的安全斷路器,當裝置監(jiān)測到CO的濃度超過設(shè)定值時,安全斷路器就會自動拉開閘刀開關(guān),切斷電路,保證安全。設(shè)計思路:如圖甲,裝置由控制電路部分(含電源、氣敏電阻R0、調(diào)試電阻R、電磁鐵E等)與機械傳動部分(含閘刀開關(guān)S2、輕質(zhì)杠桿AB、配重C、鐵塊D、滑輪等)組成。工作原理是當控制電路中的電流超過設(shè)定值時,鐵塊D被電磁鐵E吸起,杠桿AB偏轉(zhuǎn),帶動細繩拉開閘刀開關(guān),自動切斷電路。
小組同學根據(jù)產(chǎn)品特點,設(shè)計了如下的評價表(節(jié)選)。
評價指標 優(yōu)秀 合格 待改進
指標一 能快速切斷電路,安全可靠 能切斷電路 不能切斷電路
指標二 有調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu),調(diào)節(jié)方便 有調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu),調(diào)節(jié)不便 無調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu),不能調(diào)節(jié)

(1)【方案論證】機械傳動裝置中,杠桿B端置于水平臺面上,使杠桿可以繞支點O逆時針轉(zhuǎn)動。小組同學在設(shè)計杠桿支點時,有以下方案:方案一AO:OB=3:1;方案二AO:OB=1:2;方案三AO:OB=1:1。針對評價表,要達到優(yōu)秀,應(yīng)采用方案一,從杠桿角度分析其原因是
動力臂小于阻力臂,更省距離,在鐵塊D移動距離一定時,A端移動距離更大,更便于快速切斷電路
動力臂小于阻力臂,更省距離,在鐵塊D移動距離一定時,A端移動距離更大,更便于快速切斷電路
。
(2)【裝置測試】小組同學采用方案一進行測試,將0.21千克的鐵塊D固定在杠桿B端支架上,讓杠桿處于水平,電磁鐵E移至D的正上方,E對D的吸引力F0與通過控制電路電流1的關(guān)系如表,氣敏電阻R0的阻值與CO氣體濃度的關(guān)系如圖乙。已知電源電壓U為9伏,調(diào)試電阻R最大阻值為20歐,滑片P移到中點,閘刀開關(guān)剛好被拉開時所需的力F1為0.4牛。若設(shè)定CO氣體濃度為24毫克/米3時,開關(guān)拉開,則需取多大質(zhì)量的配重C固定在A端支架上才符合設(shè)計要求。(電磁鐵的電阻和杠桿自重均忽略不計)
電流I(安) 0 0.2 0.4 0.6 0.8
吸引力F0(牛) 0 1.2 2.4 3.6 4.8
(3)【迭代升級】如果CO氣體濃度在20毫克/米3就要將閘刀開關(guān)拉開,以下調(diào)整可以實現(xiàn)的有
DEF
DEF
。(可多選)
A.支點O向左移到適當位置
B.增加A、C間支架的高度
C.鐵塊D換為等質(zhì)量的銅塊
D.適當提高電源電壓
E.適當增加電磁鐵的線圈匝數(shù)
F.調(diào)試電阻滑片P向上移到適當位置

【答案】動力臂小于阻力臂,更省距離,在鐵塊D移動距離一定時,A端移動距離更大,更便于快速切斷電路;DEF
【解答】
【點評】
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發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:123引用:1難度:0.5
相似題
  • 1.如圖甲所示是某興趣小組設(shè)計的家庭燃氣報警器電路示意圖,其中電源電壓保持恒定,R1是由氣敏材料制成的傳感器,其阻值與燃氣(主要成分為甲烷)的濃度的關(guān)系如下表:R2為滑動變阻器通過移動滑片P的位置來設(shè)定燃氣報警值:兩個小燈泡的額定功率均為6W均能正常工作,該報警器初始設(shè)置在3%的燃氣濃度報警,此時電流表的讀數(shù)為0.3A,電磁鐵A恰好能將銜鐵B吸下(電磁鐵線圈阻值忽略不計)

    R1阻值與天然氣的關(guān)系
    燃氣濃度 傳感器阻值Ω
    0% 55
    2% 33
    4% 23
    6% 20
    (1)報警器報警時,
    燈亮。(選填“L1”或“L2”)
    (2)該報警器初始設(shè)置在3%的燃氣濃度報警,測試時,報警器傳感器始終處于3%的燃氣中,閉合開關(guān)S,滑動變阻器滑片P從一端移到另一端,測得電壓表示數(shù)U與電流表示數(shù)的關(guān)系如圖乙所示,則該報警器在待機時(燃氣濃度為0%)消耗的總電功率為多少?
    (3)若想讓上述報警器在燃氣濃度達到2%時就報警,那么該如何調(diào)節(jié)滑動變阻器,并請簡述其中的科學原理。

    發(fā)布:2024/12/28 13:0:2組卷:29引用:2難度:0.5
  • 2.如圖甲為太陽能路燈的原理圖。白天光線強時,太陽能電池板為蓄電池充電,夜晚光線弱時,蓄電池為電燈供電。電路中的R為光敏電阻,其電阻大小與光照強度關(guān)系如圖乙所示。下列說法正確的是( ?。?br />

    發(fā)布:2024/12/28 13:0:2組卷:43引用:3難度:0.5
  • 3.如圖是小寧設(shè)計的汽車尾氣中CO排放量的檢測電路。當CO濃度高于某一設(shè)定值時,電鈴發(fā)聲報警。圖中氣敏電阻R1阻值隨CO濃度的增大而減小。
    (1)根據(jù)小寧的設(shè)計,電鈴應(yīng)該接在
    。(填“AC之間”或“BD之間”)
    (2)用久后,電源電壓U會減小,報警時CO最小濃度比設(shè)定值
    。(填“高”或“低”)
    (3)為使該檢測電路在CO濃度更低時報警,可將R2的滑片向
    。(填“上移”或“下移”)

    發(fā)布:2024/12/28 13:0:2組卷:81引用:2難度:0.5
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