Question

4．小敏設(shè)計(jì)了一種“闖紅燈違規(guī)證據(jù)模擬記錄器”，如圖甲，拍攝照片記錄機(jī)動(dòng)車輛闖紅燈時(shí)的情景．
工作原理：當(dāng)光控開(kāi)關(guān)接收到某種顏色光時(shí)，開(kāi)關(guān)自動(dòng)閉合，且當(dāng)壓敏電阻受到車的壓力，它的阻值變化引起電流變化到一定值時(shí)，繼電器的銜鐵就被吸下，工作電路中的電控照相機(jī)工作，拍攝違規(guī)車輛．光控開(kāi)關(guān)未受到該種光照射自動(dòng)斷開(kāi)，銜鐵沒(méi)有被吸引，工作電路中的指示燈發(fā)光．

請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
（1）根據(jù)工作原理，將電路連接完整；
（2）要記錄違規(guī)闖紅燈的情景，光控開(kāi)關(guān)應(yīng)在接收到紅光（選填“紅”、“綠”或“黃”）時(shí)，自動(dòng)閉合；
（3）由圖乙可知，壓敏電阻R的阻值隨受到壓力的減小而變大．
（4）已知控制電路電壓為6V，繼電器線圈電阻30歐，當(dāng)控制電路中電流大于0.05安時(shí)，銜鐵被吸引．通過(guò)計(jì)算說(shuō)明，只有質(zhì)量超過(guò)多少千克的車輛違規(guī)時(shí)才會(huì)被拍照記錄．（g=10牛/千克）

Answer 1

分析 （1）電磁繼電器中最主要的部分就是電磁鐵，它是靠電磁鐵的原理來(lái)工作的．電磁繼電器的電路可分為控制電路和工作電路兩部分，當(dāng)控制電路接通時(shí)，電磁鐵有磁性，吸引銜鐵；當(dāng)電磁鐵無(wú)磁性時(shí)，銜鐵在彈簧的作用下被拉起．
（2）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(kāi)關(guān)接收到何種顏色的光．
（3）分析壓力和電阻的關(guān)系圖象，即可得出壓力和電阻的大小變化情況．
（4）要解決此題，需要掌握歐姆定律，首先根據(jù)電流值和電壓值求出所需的總電阻．后根據(jù)串聯(lián)電阻的知識(shí)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．

解答 解：（1）根據(jù)題意，當(dāng)光控開(kāi)關(guān)受到某種顏色的光照，同時(shí)受到壓力時(shí)，由于壓敏電阻的電阻減小，所以電路中的電流值增大，由于電磁鐵的磁性將銜鐵吸下，此時(shí)電控照相機(jī)工作，所以電控照相機(jī)所在的電路應(yīng)接通；當(dāng)光控開(kāi)關(guān)沒(méi)有受到這種顏色的光照射時(shí)，光控開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，此時(shí)電磁鐵無(wú)磁性，銜鐵沒(méi)有被吸引，工作電路中的指示燈發(fā)光，此時(shí)指示燈所在的支路應(yīng)該接通．

（2）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(kāi)關(guān)應(yīng)在接收到紅光時(shí)，自動(dòng)閉合．
（3）由乙圖可以看出，橫坐標(biāo)是壓敏電阻所受的壓力值，縱坐標(biāo)是電阻值，從圖中可以看出，當(dāng)壓敏電阻所受壓力增大時(shí)，其電阻值減�。�
（4）根據(jù)歐姆定律I=$\frac{U}{R}$
電路中的總電阻為：R_總=$\frac{U}{I}$=$\frac{6V}{0.05A}$=120Ω
壓敏電阻的阻值為：R=120Ω-30Ω=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=$\frac{G}{g}$=$\frac{F}{g}$=$\frac{4000N}{10N/kg}$=400kg
故答案為：（1）電路圖如圖所示；（2）紅；（3）變大；（4）只有質(zhì)量超過(guò)400千克的車輛違規(guī)時(shí)才會(huì)被拍照記錄．

點(diǎn)評(píng) 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)還考查了歐姆定律的應(yīng)用．