某項目化學(xué)習(xí)小組設(shè)計一個用于監(jiān)測CO濃度的安全斷路器,當(dāng)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(dāng)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(xué)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(biāo) | 優(yōu)秀 | 合格 | 待改進 |
指標(biāo)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(biāo)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(xué)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(xué)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 |
DEF
DEF
。(可多選)A.支點O向左移到適當(dāng)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(dāng)提高電源電壓
E.適當(dāng)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(dāng)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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