Question

（2012?揭陽）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(dòng)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(dòng)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，電磁繼電器線圈電阻10Ω，當(dāng)控制電路中電流大于0.06A時(shí)，銜鐵被吸引．
（1）光控開關(guān)在接收到

紅

光時(shí)，會(huì)自動(dòng)閉合．
（2）質(zhì)量大于或等于

400

kg的車輛違規(guī)時(shí)會(huì)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)

一個(gè)電阻．（選填：“并聯(lián)”或“串聯(lián)”）
（4）如果某一路段要求時(shí)速不超過50km/h，當(dāng)汽車先后通過兩個(gè)線圈上方的時(shí)間間隔小于0.5s時(shí)，拍攝系統(tǒng)才會(huì)被激活而拍下超速汽車的照片（如丙圖）．則兩個(gè)線圈之間的距離應(yīng)設(shè)計(jì)為

7

m（保留到整數(shù)）．

Answer 1

分析：要解決此題，需要搞清多個(gè)方面的問題，（1）掌握電磁繼電器的工作原理；掌握歐姆定律的內(nèi)容，知道當(dāng)壓敏元件受到的壓力增大時(shí)，它的電阻減小，電路中的電流會(huì)增大；
（2）搞清當(dāng)出現(xiàn)哪種顏色的燈時(shí)，照相機(jī)需要工作；
（3）會(huì)分析壓力和電阻的關(guān)系圖象，同時(shí)觀察壓力和電阻的大小變化情況；
（4）能根據(jù)電流值和電壓值求出所需的總電阻，然后根據(jù)串聯(lián)電阻的知識求出壓敏電阻的阻值，根據(jù)圖象查出此時(shí)的壓力，從而計(jì)算出車輛的質(zhì)量等．
（5）知道車速和通過兩個(gè)線圈上方的時(shí)間，利用速度公式求兩個(gè)線圈間的距離；

解答：解：（1）因?yàn)殡娍卣障鄼C(jī)要自動(dòng)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(dòng)閉合；
（2）根據(jù)歐姆定律I=

U

R

，電路中的總電阻為：R_總=

U

I

=

6V

0.06A

=100Ω
壓敏電阻的阻值為：R=100Ω-10Ω=90Ω
查圖可知，當(dāng)R=90Ω時(shí)，壓敏電阻所受的壓力F=4000N，
根據(jù)G=mg得：m=

G

g

=

F

g

=

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(huì)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)．
（4）車速v=50km/h=50×

1

3.6

m/s=14m/s；
距離s=vt=14m/s×0.5s=7m；
故答案為：（1）紅； （2）400； （3）并聯(lián)； （4）7．

點(diǎn)評：此題考查了有關(guān)電磁繼電器的電路連接，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(shí)還考查了歐姆定律和速度、路程公式的應(yīng)用，正確運(yùn)用原理分析是此題的關(guān)鍵．