Question

4．小強(qiáng)知道在十字路口都裝有紅綠燈，提醒駕駛員不要違規(guī)行駛，否則會被自動記錄器記下違規(guī)事件，于是愛動腦筋的小強(qiáng)設(shè)計了一種闖紅燈違規(guī)證據(jù)模擬記錄器，如圖甲所示，拍攝照片記錄機(jī)動車輛闖紅燈時的情景．他設(shè)計的原理如下：當(dāng)光控開關(guān)接收到某種顏色光時，開關(guān)自動閉合，且當(dāng)壓敏電阻受到車的壓力，它的阻值變化（變化規(guī)律如圖乙所示）引起電流變化到一定值時，繼電器的銜鐵就被吸下；光控開關(guān)未受到該種光照射自動斷開，銜鐵沒有被吸引，工作電路中的指示燈發(fā)光．已知控制電路電壓為6V，繼電器線圈電阻R0=10Ω，當(dāng)控制電路中電流大于0.06A時，銜鐵被吸引．（g取10N/kg）

（1）要記錄違規(guī)闖紅燈的情景，光控開關(guān)應(yīng)在接收到紅光（填“紅”、“綠”或“黃”）時，自動閉合．
（2）當(dāng)車的質(zhì)量大于125kg時，闖紅燈違規(guī)時就會被自動記下違規(guī)記錄．
（3）繼電器線圈電阻R0在0.1s內(nèi)由于發(fā)熱所產(chǎn)生的熱量為多少？

Answer 1

分析 （1）要記錄違規(guī)闖紅燈的情景，此時照相機(jī)需要工作，據(jù)此判斷光控開關(guān)接收到何種顏色的光；
（2）先根據(jù)歐姆定律求出控制電路的總電阻，再根據(jù)電阻的串聯(lián)求出壓敏電阻的阻值，根據(jù)圖象查出此時的壓力，壓力和自身的重力相等，根據(jù)G=mg求出超載車的質(zhì)量；
（3）根據(jù)Q=W=I²Rt求出繼電器線圈電阻R₀在0.1s內(nèi)由于發(fā)熱所產(chǎn)生的熱量．

解答 解：
（1）因為電控照相機(jī)要自動記錄違規(guī)闖紅燈的情景，所以光控開關(guān)應(yīng)在接收到紅光時，自動閉合．
（2）由歐姆定律得：
控制電路的總電阻R_總=$\frac{U}{I}$=$\frac{6V}{0.06A}$=100Ω，
根據(jù)串聯(lián)電路的總電阻等于各電阻之和可知：
壓敏電阻的阻值為R=R_總-R₀=100Ω-10Ω=90Ω
查圖可知，當(dāng)R=90Ω時，壓敏電阻所受的壓力F=12500N，
由于F=G，則車的質(zhì)量：
m=$\frac{G}{g}$=$\frac{12500N}{10N/kg}$=1250kg．
（3）繼電器線圈電阻0.1s內(nèi)由于發(fā)熱所產(chǎn)生的熱量：
Q₀=W₀=I²R₀t=（0.06A）²×10Ω×0.1s=0.0036J．
答：（1）紅．
（2）1250；
（3）繼電器線圈電阻R₀在0.1s內(nèi)由于發(fā)熱所產(chǎn)生的熱量為0.0036J．

點(diǎn)評 本題考查了有關(guān)電磁繼電器的相關(guān)知識，首先要搞清電磁繼電器的工作原理，并搞清工作電路和控制電路；同時還考查了歐姆定律的應(yīng)用，正確運(yùn)用原理分析是此題的關(guān)鍵．