《2025年暑假总动员宁夏人民教育出版社八年级科学浙教版》

15. 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$U_{1}= 6V$,指示灯 L 的额定电压$U_{L}= 2.5V$,定值电阻$R_{0}= 350Ω$;控制电路电源电压$U_{2}= 1.5V$,磁敏电阻$R_{x}$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$R_{x}$所处位置的磁场强度分别为 a、b、c。闭合开关$S_{1}和S_{2}$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。

已知电磁铁线圈中的电流达到 3 mA 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$R_{P}$的滑片,使其接入电路的阻值为其最大阻值的$\frac {2}{3}$,当窗户移至轨道 B 点位置时,蜂鸣器恰好开始报警。若要求窗户移至轨道 C 点位置时蜂鸣器才开始报警,此时能否通过调节滑动变阻器的阻值来实现? 请通过计算加以说明。(写出计算过程,电磁铁线圈电阻忽略不计)

答案： 不能 计算过程见解析 解析:当窗户移至B点时,据图可知,$R_{x}=400Ω$,此时,$I=0.003A$。$\frac {2}{3}R_{P}=\frac {U_{2}}{I}-R_{x}=\frac {1.5V}{0.003A}-400Ω=100Ω$,所以滑动变阻器的最大阻值$R_{P}=150Ω$。
当窗户移至C点时,据图可知,$R_{x}=300Ω$,若蜂鸣器刚好报警,控制电路中电流为0.003A,此时滑动变阻器接入电路的有效阻值为$R_{P}=\frac {U_{2}}{I}-R_{x}=\frac {1.5V}{0.003A}-300Ω=200Ω＞150Ω$,所以当滑动变阻器阻值调节到最大值时,窗户还未移至C点,控制电路中的电流已大于0.003A,蜂鸣器已报警,因此无法通过调节滑动变阻器阻值来实现。