Question

小強(qiáng)知道在十字路口都裝有紅綠燈，提醒駕駛員不要違規(guī)行駛，否則會(huì)被自動(dòng)記錄器記下違規(guī)事件，于是愛動(dòng)腦筋的小強(qiáng)設(shè)計(jì)了一種闖紅燈違規(guī)證據(jù)模擬記錄器，拍攝照片記錄機(jī)動(dòng)車輛闖紅燈時(shí)的情景，如圖12甲所示．他設(shè)計(jì)的原理如下：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，工作電路中的電控照相機(jī)工作；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．

回答下列問題：
（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，光控開關(guān)應(yīng)在接收到

紅

光（填“紅”、“綠”或“黃”）時(shí)，自動(dòng)閉合．
（3）由圖11乙可知，壓敏電阻R的阻值隨受到壓力的增大而

減小

．
（4）已知控制電路電壓為6V，繼電器線圈電阻R₀為10Ω，當(dāng)控制電路中電流大于0.06A時(shí)，銜鐵被吸引．通過計(jì)算說明，只有質(zhì)量超過多少kg的車輛違規(guī)時(shí)才會(huì)被拍照記錄．繼電器線圈電阻R₀在0.1s內(nèi)由于發(fā)熱所產(chǎn)生的熱量為多少？

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）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，根據(jù)Q=W=I²Rt求出繼電器線圈電阻R₀在0.1s內(nèi)由于發(fā)熱所產(chǎn)生的熱量．

解答：解：（1）根據(jù)題意，當(dāng)光控開關(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)光控開關(guān)沒有受到這種顏色的光照射時(shí)，光控開關(guān)斷開，此時(shí)電磁鐵無磁性，銜鐵沒有被吸引，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，所以光控開關(guān)應(yīng)在接收到紅光時(shí)，自動(dòng)閉合．
故答案為：紅．
（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)，其電阻值減小．
故答案為：減�。�
（4）控制電路的總電阻：
R_總=

U

I

=

6V

0.06A

=100Ω，
壓敏電阻的阻值為：
R=R_總-R₀=100Ω-10Ω=90Ω
查圖可知，當(dāng)R=90Ω時(shí)，壓敏電阻所受的壓力F=4000N，
車的質(zhì)量：
m=

G

g

=

F

g

=

4000N

10N/kg

=400kg；
繼電器線圈電阻0.1s內(nèi)由于發(fā)熱所產(chǎn)生的熱量：
Q₀=W₀=I²R₀t=（0.06A）²×10Ω×0.1s=0.0036J．
答：只有質(zhì)量超過400kg的車輛違規(guī)時(shí)才會(huì)被拍照記錄，繼電器線圈電阻R₀在0.1s內(nèi)由于發(fā)熱所產(chǎn)生的熱量為0.0036J．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了有關(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，正確運(yùn)用原理分析是此題的關(guān)鍵．