Question

12．某同學設(shè)計了一種“闖紅燈違規(guī)證據(jù)模擬記錄器”，如圖甲所示，它可以通過拍攝照片來記錄機動車輛闖紅燈時的情景、它的工作原理是：光控開關(guān)未受到該種光照射時，自動斷開，銜鐵不被吸引，指示燈發(fā)光、當接收到某種顏色的光時，光控開關(guān)自動閉合，若同時壓敏電阻受到車的壓力，阻值變化而引起電流變化達到一定值時，繼電器的銜鐵被吸下，電控照相機工作，拍攝違規(guī)車輛．

（1）要記錄違規(guī)闖紅燈的情景，光控開關(guān)應在接收到紅光（選填“紅”、“綠”、“黃”）時自動閉合；
（2）由圖乙可知，壓敏電阻R的阻值隨著受到壓力的增大而增大．
（3）圖乙為壓敏電阻阻值與所受壓力的關(guān)系圖線．已知控制電路電源電壓為6V，繼電器電阻為10Ω，當控制電路中電流大于60mA時，銜鐵會被吸引．因此，只有質(zhì)量超過多少kg的車輛違規(guī)時才會被記錄．（g=10N/Kg）

Answer 1

分析 （1）要記錄違規(guī)闖紅燈的情景，此時照相機需要工作，據(jù)此判斷光控開關(guān)接收到何種顏色的光；
（2）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，然后根據(jù)歐姆定律得出控制電路中的電流與壓敏電阻受到壓力的關(guān)系；
（3）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；

解答 解：（1）因為電控照相機要自動記錄違規(guī)闖紅燈的情景，所以光控開關(guān)應在接收到紅光時，自動閉合；（2）由乙圖可以看出，橫坐標是壓敏電阻所受的壓力值，縱坐標是電阻值，從圖中可以看出，當壓敏電阻所受壓力增大時，其電阻值減小，根據(jù)歐姆定律可知，控制電路中的電流增大；
（3）控制電路的總電阻：
R_總=$\frac{U}{I}$=$\frac{6V}{0.06A}$=100Ω，
壓敏電阻的阻值為：
R=R_總-R₀=100Ω-10Ω=90Ω
查圖可知，當R=90Ω時，壓敏電阻所受的壓力F=4000N，
由G=mg可得，車的質(zhì)量：
m=$\frac{G}{g}$=$\frac{F}{g}$=$\frac{4000N}{10N/kg}$=400kg；
故答案為：
（1）紅；
（2）增大；
（3）400kg；

點評 本題考查了有關(guān)電磁繼電器串聯(lián)電路的特點、歐姆定律、壓強公式等，涉及到的知識點較多綜合性強，是一道難度較大的題目．