9. 小明设计了一种“自动限重器”，其工作原理如图16-4-6(a)所示。其主要元件有电磁继
电器、货物装载机(实质是电动机)、压敏电阻$R_1$和滑动变阻器$R_2$等。压敏电阻$R_1$的阻值随压力F的变化关系如图16-4-6(b)所示。当货架承受的压力达到限定值时，电磁继电器会自动控制货物装载机停止向货架上摆放物品。已知控制电路的电源电压$U = 6 V$，电磁继电器线圈的阻值和货架质量忽略不计。
(1) 用笔画线代替导线将图16-4-6(a)中的电路连接完整。
(2) 由图16-4-6(b)中的图像可知，随着压力F增大，压敏电阻$R_1$的阻值将
减小
。
(3) 随着控制电路电流的增大，电磁铁的磁性将
增强
。当电磁继电器线圈中的电流大于30 mA时，衔铁即被吸下。若货架能承受的最大压力为800 N，则滑动变阻器$R_2$的接入阻值为多大?
答案：增强
减小
解：$30\ \mathrm {mA}=0.03A$
$R_{总}=\frac {U}{I_{\mathrm {max}}}=\frac { 6\ \mathrm {V}}{ 0.03\ \mathrm {A}}=200 \ \mathrm {Ω}$
$R_{2}=R_{总}-R_{1}=200\ \mathrm {Ω}-80\ \mathrm {Ω}=120\ \mathrm {Ω}$
解析：
【分析】
这道题是电磁继电器与欧姆定律的综合题，可分三个小问逐步分析解决：
1. 电路连接：先区分控制电路和工作电路。控制电路由电源、电磁铁线圈、滑动变阻器$R_2$、压敏电阻$R_1$串联组成；工作电路由电源、货物装载机（电动机）组成，当衔铁未被吸下时工作电路接通，因此要将电源、电动机与电磁继电器的上方触点连接成通路。
2. 压敏电阻阻值变化：观察图(b)的图像，横坐标为压力$F$，纵坐标为$R_1$的阻值，从图像趋势可直接判断，压力增大时$R_1$的阻值变化规律。
3. 电磁铁磁性与欧姆定律计算：电磁铁磁性强弱与电流大小正相关，电流越大磁性越强；当压力达到800N时，先从图像找到对应$R_1$的阻值，再根据控制电路的最大电流，利用欧姆定律算出总电阻，最后通过串联电阻的关系求出滑动变阻器$R_2$的接入阻值。
【解析】
(1) 电路连接：
控制电路：从控制电路电源正极出发，依次串联电磁铁线圈、滑动变阻器$R_2$、压敏电阻$R_1$，回到电源负极；
工作电路：从电源正极出发，连接电磁继电器的上方静触点，再连接货物装载机$M$，回到电源负极，连接图参考题目参考答案中的电路连接图。
(2) 观察图(b)的$R_1-F$图像，随着压力$F$增大，压敏电阻$R_1$的阻值逐渐减小。
(3) 电磁铁的磁性随控制电路电流的增大而增强；
已知控制电路电源电压$U=6V$，衔铁吸下时的电流$I=30mA=0.03A$，
根据欧姆定律$I=\frac{U}{R}$，可得控制电路总电阻：
$R_{总}=\frac{U}{I}=\frac{6V}{0.03A}=200Ω$，
由图(b)可知，当货架承受压力$F=800N$时，压敏电阻的阻值$R_1=80Ω$，
因为控制电路中$R_1$与$R_2$串联，根据串联电路电阻规律$R_{总}=R_1+R_2$，可得滑动变阻器接入阻值：
$R_2=R_{总}-R_1=200Ω-80Ω=120Ω$。
【答案】
(1) 电路连接如图（对应参考答案中的连接图）；
(2) 减小；
(3) 增强；滑动变阻器$R_2$的接入阻值为$\boldsymbol{120Ω}$。
【知识点】
电磁继电器原理、欧姆定律应用、压敏电阻特性
【点评】
本题是电磁学与电学计算的综合题，既考查了电路连接的基本操作，又要求学生能从图像中提取关键信息，结合欧姆定律解决实际问题，需要学生将电磁继电器的工作原理与电学规律灵活结合。
【难度系数】
0.6
