Question

【題目】某同學設計一種“機動車違規拍攝系統”．該系統通過拍照來記錄機動車闖紅燈或超載兩種違規情況．請你選擇下列 完成電路設計并算出相應答案．（如兩種方法都做，以第一種記分）

方法一	方法二
器材：照相機電源E1、電控照相機；恒為12V的控制電路電源E2、光控開關S1（紅燈亮時斷開；紅燈滅時閉合）、壓敏電阻R1（電阻隨壓力的變化關系如圖所示），電磁繼電器（線圈的電阻為20Ω，當線圈中電流大于0.06A時銜鐵被吸下，當線圈中電流小于0.06A時銜鐵被彈回）	器材：照相機電源E1、電控照相機；恒為12V的控制電路電源E2、光控開關S1（紅燈亮時閉合；紅燈滅時斷開）、壓敏電阻R2（電阻隨壓力的變化關系如圖所示），電磁繼電器（線圈的電阻為20Ω，當線圈中電流大于0.06A時銜鐵被吸下，當線圈中電流小于0.06A時銜鐵被彈回）
設計要求：紅燈亮時，電控照相機工作，紅燈滅時，電控照相機停止工作，當壓敏電阻受到車的壓力超過某一特定值時，電控照相機再次工作	設計要求：紅燈亮時，電控照相機工作，紅燈滅時，電控照相機停止工作，當壓敏電阻受到車的壓力超過某一特定值時，電控照相機再次工作
①請以筆畫線代替導線完成電路連接． ②綠燈亮時，只有車重超過 N的車輛才會被拍照．	①請以筆畫線代替導線完成電路連接． ②綠燈亮時，只有車重超過 N的車 輛才會被拍照．

Answer 1

【答案】；5×105
【解析】選擇方法一：
解：（1.）由題意可知，工作電路由電控照相機、電源E1及動、靜觸點構成，依靠動、靜觸點的接觸與分離控制電控照相機的工作狀況；控制電路由電磁鐵、光控開關S1、壓敏電阻R1、電源E2組成；
由題意可知，紅燈的亮與滅、壓敏電阻R1承受的壓力大小會改變電磁鐵磁性的有無與強弱，使得電磁鐵對銜鐵的吸引力發生變化，由此可知電磁鐵、S1、R1、E2組成一個串聯電路；
在紅燈亮或者壓敏電阻R1承受的壓力過大時，工作電路中的電控照相機才工作，即動、靜觸點接通；由題可知，紅燈亮相當于S1斷開，則電路中沒有電流，電磁鐵的磁性消失；R1承受壓力過大時，由圖可知電阻變大引起電路電流會變小，電磁鐵的磁性變弱；電磁鐵的磁性消失或變弱都會使銜鐵在彈簧的作用下被拉起（電控照相機才工作），所以工作電路中的靜觸點應該用上面的一個，故設計電路如圖1；

（2.）由題意可知，工作電路中電控照相機工作時，電磁鐵中的電流應小于0.06A；
由圖可知，電磁鐵、R1組成了串聯電路，控制電路的電源電壓U總為12V，
所以當電控照相機工作時，控制電路的最小總電阻R= = =200Ω，
電磁鐵線圈的電阻R鐵=20Ω，由串聯電路中的總電阻等于各串聯導體的電阻之和可知，
此時壓敏電阻的阻值：R1=R﹣R鐵=200Ω﹣20Ω=180Ω，
由壓敏電阻R1的電阻隨壓力的變化關系圖可知，當R1等于180Ω時，R1承受的壓力為5×105N；即：綠燈亮時，只有車重超過5×105N的車輛才會被拍照．
所以答案是：（1）如圖1；（2）5×105 ．
【考點精析】掌握電磁繼電器的組成、原理和特點是解答本題的根本，需要知道電磁繼電器：實質上是一個利用電磁鐵來控制的開關．它的作用可實現遠距離操作，利用低電壓、弱電流來控制高電壓、強電流．還可實現自動控制．