Question

有一種“闖紅燈違法證據模擬記錄器”如圖甲．其工作原理：當光控開關接收到某種顏色光時，開關自動閉合，且當壓敏電阻受到車的壓力，它的阻值變化（變化規律如圖乙所示）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光．已知控制電路電壓為6V，電磁繼電器線圈電阻10Ω，當控制電路中電流大于0.06A時，銜鐵被吸引．
（1）光控開關在接收到______光時，會自動閉合．
（2）質量大于或等于______kg的車輛違規時會被拍照記錄．（g取10N/kg）
（3）要使質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______一個電阻．（選填：“并聯”或“串聯”）
（4）如果某一路段要求時速不超過50km/h，當汽車先后通過兩個線圈上方的時間間隔小于0.5s時，拍攝系統才會被激活而拍下超速汽車的照片（如丙圖）．則兩個線圈之間的距離應設計為______m（保留到整數）．

Answer 1

【答案】分析：要解決此題，需要搞清多個方面的問題，（1）掌握電磁繼電器的工作原理；掌握歐姆定律的內容，知道當壓敏元件受到的壓力增大時，它的電阻減小，電路中的電流會增大；
（2）搞清當出現哪種顏色的燈時，照相機需要工作；
（3）會分析壓力和電阻的關系圖象，同時觀察壓力和電阻的大小變化情況；
（4）能根據電流值和電壓值求出所需的總電阻，然后根據串聯電阻的知識求出壓敏電阻的阻值，根據圖象查出此時的壓力，從而計算出車輛的質量等．
（5）知道車速和通過兩個線圈上方的時間，利用速度公式求兩個線圈間的距離；
解答：解：（1）因為電控照相機要自動記錄違規闖紅燈的情景，所以光控開關應在接收到紅光時，自動閉合；
（2）根據歐姆定律I=，電路中的總電阻為：R_總===100Ω
壓敏電阻的阻值為：R=100Ω-10Ω=90Ω
查圖可知，當R=90Ω時，壓敏電阻所受的壓力F=4000N，
根據G=mg得：m====400kg；
（3）當壓力F越小時，電阻R越大，如果再串聯一個電阻，根據串聯電路中的總電阻等于各串聯電阻之和，則電路中的總電阻更大，電流會更小，達不到0.06A，電磁鐵不能有效控制銜鐵，則不能達到給違規車輛拍照的目的，因此需要并聯．
（4）車速v=50km/h=50×m/s=14m/s；
距離s=vt=14m/s×0.5s=7m；
故答案為：（1）紅； （2）400； （3）并聯； （4）7．
點評：此題考查了有關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．同時還考查了歐姆定律和速度、路程公式的應用，正確運用原理分析是此題的關鍵．