Question

（2013?萊蕪）如圖甲是一種“闖紅燈違法證據(jù)模擬記錄器”的工作原理圖，當(dāng)光控開關(guān)接收到紅光時，開關(guān)自動閉合，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）引起電流大于或等于0.06A時，繼電器的銜鐵就被吸下，工作電路中的電控照相機工作拍攝違規(guī)車輛．光控開關(guān)未受到紅光照射自動斷開，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．（g取10N/kg）求：
（1）一輛質(zhì)量為400kg的車闖紅燈時，控制電路中的電流恰好是0.06A被拍照．此時壓敏電阻的阻值是多大？
（2）電磁繼電器線圈電阻是多少？
（3）一輛質(zhì)量是1.2t的汽車違規(guī)闖紅燈時壓敏電阻消耗的電功率是多少？
（4）圖丙是一種“超速違法證據(jù)模擬記錄器”的示意圖．如果某一路段要求時速不超過60km/h，當(dāng)汽車先后通過兩個感應(yīng)線圈上方的時間間隔小于0.5s時，拍攝系統(tǒng)才會被激活而拍下超速汽車的照片．則兩個線圈之間的距離應(yīng)設(shè)計為多少？

Answer 1

分析：（1）已知車輛質(zhì)量，可以得到重力，對壓敏電阻的壓力等于重力；已知壓力，從圖象中得到對應(yīng)的壓敏電阻阻值；
（2）已知電源電壓和電路電流，可以得到電路總電阻，已知總電阻和壓敏電阻阻值，兩者之差就是電磁繼電器線圈電阻；
（3）已知車輛質(zhì)量，可以得到重力和對地面的壓力，根據(jù)圖象得到壓敏電阻對應(yīng)的電阻；已知壓敏電阻阻值和線圈電阻，可以得到總電阻；已知電源電壓和總電阻，可以得到電路電流；已知壓敏電阻阻值和通過的電流，利用公式P=I²R得到壓敏電阻消耗的功率；
（4）已知車速和間隔時間，利用s=vt得到線圈間隔距離．

解答：解：
（1）400kg的車對壓敏電阻的壓力：
F₁=G₁=m_lg=400kg×l0N/kg=4000N，
由圖象可知，此時壓敏電阻的阻值是R₁=90Ω；
（2）∵I=

U

R

，
∴此時控制電路中的總電阻：
R=

U

I

=

6V

0.06A

=100Ω，
∴繼電器線圈的電阻：R_線圈=R-R₁=100Ω-90Ω=10Ω；
（3）1.2t的車對壓敏電阻的壓力：
F₂=G₂=m₂g=1200kg×l0N/kg=12000N，
由圖象可知，此時壓敏電阻的阻值是：R₂=30Ω，
此時控制電路中的電流：
I′=

U

R2+R線圈

=

6V

30Ω+10Ω

=O.15A，
壓敏電阻消耗的電功率：
P₂=I′²R₂=（0.15A）²×30Ω=0.675W；
（4）v=60km/h=16.7m/s，
∵v=

s

t

，
∴兩個感應(yīng)線圈之間的距離為s=vt=16.7m/s×0.5s=8.35m．
答：
（1）此時壓敏電阻的阻值是90Ω；
（2）電磁繼電器線圈電阻是10Ω；
（3）一輛質(zhì)量是1.2t的汽車違規(guī)闖紅燈時壓敏電阻消耗的電功率是0.675W；
（4）兩個線圈之間的距離應(yīng)設(shè)計為8.35m．

點評：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．同時還考查了歐姆定律的應(yīng)用，正確運用原理分析是此題的關(guān)鍵．