Question

4．有一種“闖紅燈違法證據(jù)模擬記錄器”如圖甲，其工作原理：當(dāng)光控開關(guān)接收到某種顏色光時(shí)，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(shí)，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，受控電路中的指示燈發(fā)光．已知控制電路電壓為6V，電磁繼電器線圈電阻10Ω，當(dāng)控制電路中電流等于或大于0.06A時(shí)，銜鐵被吸引．

（1）光控開關(guān)在接收到紅光時(shí)，會自動閉合；
（2）質(zhì)量大于或等于400kg的車輛違規(guī)時(shí)會被拍照記錄（g取10N/kg）；
（3）要使質(zhì)量較小的車闖紅燈也能被拍下，可以在控制電路中與壓敏電阻并聯(lián) （并聯(lián)/串聯(lián)）一個(gè)電阻．

Answer 1

分析 （1）要記錄違規(guī)闖紅燈的情景，此時(shí)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(shí)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）要使質(zhì)量較小的車闖紅燈也能被拍下，應(yīng)從增大電磁鐵的磁性進(jìn)行解答．

解答 解：（1）因?yàn)殡娍卣障鄼C(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(shí)，自動閉合；
（2）由I=$\frac{U}{R}$可得，控制電路的總電阻：
R_總=$\frac{U}{I}$=$\frac{6V}{0.06A}$=100Ω，
因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，
所以，壓敏電阻的阻值：
R=R_總-R₀=100Ω-10Ω=90Ω，
查圖象可知，當(dāng)R=90Ω時(shí)，壓敏電阻所受的壓力F=4000N，
由G=mg可得，車的質(zhì)量：
m=$\frac{G}{g}$=$\frac{F}{g}$=$\frac{4000N}{10N/kg}$=400kg；
（3）當(dāng)壓力F越小時(shí)，電阻R越大，如果再串聯(lián)一個(gè)電阻，根據(jù)串聯(lián)電路中的總電阻等于各串聯(lián)電阻之和，則電路中的總電阻更大，電流會更小，達(dá)不到0.06A，電磁鐵不能有效控制銜鐵，則不能達(dá)到給違規(guī)車輛拍照的目的，因此需要并聯(lián)．
故答案為：（1）紅；（2）400；（3）并聯(lián)．

點(diǎn)評 本題考查了串聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律、電路的動態(tài)分析等，明白電磁繼電器的工作原理并搞清工作電路和控制電路是關(guān)鍵．