如图甲是小明制作的防盗报警装置示意图,其中工作电路电源电压U1=9V,指示灯L的额定电压UL=3.8V,定值电阻R0=260Ω;控制电路电源电压U2=3V,电磁铁阻值忽略不计,磁敏电阻Rx的阻值随其所处位置磁场强度的变化关系如图乙所示,当窗户分别处在轨道A、B、C处时,磁敏电阻Rx所处位置的磁场强度分别为a、b、c,闭合开关S1和S2后,当窗户关闭时,指示灯亮,蜂鸣器不工作;当窗户打开一定程度时,指示灯熄灭,蜂鸣器发出警报声。
(1)将窗户移至A点时,窗户关闭,闭合开关S1,指示灯L正常发光,求此时指示灯L消耗的电功率。
(2)已知电磁铁线圈中的电流达到6mA时,电磁铁的衔铁刚好被吸下,指示灯L熄灭,蜂鸣器开始报警。现移动滑动变阻器RP的滑片,使其接入电路的阻值为其最大阻值的2/3,当窗户移至轨道B点位置时,蜂鸣器恰好开始报警,求滑动变阻器最大阻值。
(3)在(2)的基础上若要求窗户移至轨道C点位置时蜂鸣器才开始报警,求解能否实现?请写出分析过程并说明理由。
(1)0.076W;(2)150Ω;(3)见解析。
【解析】
(1)闭合开关S1,灯泡和R0串联,灯泡正常发光,其两端的电压为UL=3.8V,R0两端的电压U0=U1−UL=9V−3.8V=5.2V,电路中的电流I===0.02A,灯泡的额定功率P=ULI=3.8V×0.02A=0.076W;
(2)由图象乙可知,窗户移至B点和C点时,磁敏电阻的电阻值分别为400Ω和300Ω,由欧姆定律可得:当窗户移至轨道B点位置时,蜂鸣器恰好开始报警,控制电路中的总电阻R===500Ω,此时滑动变阻器接入电路的阻值R滑=R−R磁B=500Ω−400Ω=100Ω,此时滑动变阻器接入电路的阻值为其最大阻值的,所以滑动变阻器的最大阻值为150Ω,
(3)当窗户移至轨道C点位置时,滑动变阻器接入电路的阻值应为R′滑=R−R磁C=500Ω−300Ω=200Ω,但是滑动变阻器的最大阻值为150Ω,所以若要求窗户移至轨道C点位置时蜂鸣器才开始报警,此时不能通过调节滑动变阻器的阻值来实现。