某項目化學習小組設(shè)計了一款用于監(jiān)測一氧化碳濃度的安全斷路器模擬電路。其電路圖如圖甲所示,由控制電路(含電源、氣敏電阻R0、定值電阻R1、電磁鐵E等)和機械傳動部分<含閘刀開關(guān)、輕質(zhì)杠桿AB、鐵塊C等)組成,電磁鐵E位于C的正上方。當控制電路中的電流超過一定值時,鐵塊C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。已知電源電壓U為6伏,定值電阻R1的阻值為10歐,OA和OB的長度之比為1:2。E對C的吸引力F0與通過控制電路電流Ⅰ的關(guān)系如圖乙所示,氣敏電阻R0的阻值與一氧化碳濃度的關(guān)系如圖丙所示。
(1)小組成員將機械傳動部分設(shè)計為AO的長度小于OB,請從杠桿角度分析這樣設(shè)計的合理性。
將機械傳動部分設(shè)計為AO的長度小于OB,當B端力不變時,A端可以產(chǎn)生較大的拉力,拉開閘刀開關(guān)
將機械傳動部分設(shè)計為AO的長度小于OB,當B端力不變時,A端可以產(chǎn)生較大的拉力,拉開閘刀開關(guān)
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(2)小組成員將重為2.1牛的鐵塊C固定在杠桿B端支架上,閘刀開關(guān)剛好被拉開時所需的力F為0.6牛。電磁鐵的電阻和杠桿自重均忽略不計,請計算閘刀開關(guān)被拉開時一氧化碳的濃度。
(3)使用一段時間后,由于電源電壓減小,導(dǎo)致一氧化碳濃度達到設(shè)定值時不能斷開閘刀開關(guān)。為解決這一問題,小組成員先將定值電阻R1改為阻值合適的滑動變阻器,并提出了如下三種改進方案:①在電路中串聯(lián)一個電流表:②在R0兩端并聯(lián)一個電壓表;③在R1兩端并聯(lián)一個電壓表。選擇一種你認為合理的方案,并寫出電表讀數(shù)的要求 ①使電流表讀數(shù)保持為0.4A;②使電壓表讀數(shù)保持為2V
①使電流表讀數(shù)保持為0.4A;②使電壓表讀數(shù)保持為2V
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