题目内容
【题目】某同学设计一种“机动车违规拍摄系统”.该系统通过拍照来记录机动车闯红灯或超载两种违规情况.请你选择下列 完成电路设计并算出相应答案.(如两种方法都做,以第一种记分)
方法一 | 方法二 |
器材:照相机电源E1、电控照相机;恒为12V的控制电路电源E2、光控开关S1(红灯亮时断开;红灯灭时闭合)、压敏电阻R1(电阻随压力的变化关系如图所示),电磁继电器(线圈的电阻为20Ω,当线圈中电流大于0.06A时衔铁被吸下,当线圈中电流小于0.06A时衔铁被弹回) | 器材:照相机电源E1、电控照相机;恒为12V的控制电路电源E2、光控开关S1(红灯亮时闭合;红灯灭时断开)、压敏电阻R2(电阻随压力的变化关系如图所示),电磁继电器(线圈的电阻为20Ω,当线圈中电流大于0.06A时衔铁被吸下,当线圈中电流小于0.06A时衔铁被弹回) |
设计要求:红灯亮时,电控照相机工作,红灯灭时,电控照相机停止工作,当压敏电阻受到车的压力超过某一特定值时,电控照相机再次工作 | 设计要求:红灯亮时,电控照相机工作,红灯灭时,电控照相机停止工作,当压敏电阻受到车的压力超过某一特定值时,电控照相机再次工作 |
①请以笔画线代替导线完成电路连接. | ①请以笔画线代替导线完成电路连接. |
【答案】;5×105
【解析】选择方法一:
解:(1.)由题意可知,工作电路由电控照相机、电源E1及动、静触点构成,依靠动、静触点的接触与分离控制电控照相机的工作状况;控制电路由电磁铁、光控开关S1、压敏电阻R1、电源E2组成;
由题意可知,红灯的亮与灭、压敏电阻R1承受的压力大小会改变电磁铁磁性的有无与强弱,使得电磁铁对衔铁的吸引力发生变化,由此可知电磁铁、S1、R1、E2组成一个串联电路;
在红灯亮或者压敏电阻R1承受的压力过大时,工作电路中的电控照相机才工作,即动、静触点接通;由题可知,红灯亮相当于S1断开,则电路中没有电流,电磁铁的磁性消失;R1承受压力过大时,由图可知电阻变大引起电路电流会变小,电磁铁的磁性变弱;电磁铁的磁性消失或变弱都会使衔铁在弹簧的作用下被拉起(电控照相机才工作),所以工作电路中的静触点应该用上面的一个,故设计电路如图1;
(2.)由题意可知,工作电路中电控照相机工作时,电磁铁中的电流应小于0.06A;
由图可知,电磁铁、R1组成了串联电路,控制电路的电源电压U总为12V,
所以当电控照相机工作时,控制电路的最小总电阻R= = =200Ω,
电磁铁线圈的电阻R铁=20Ω,由串联电路中的总电阻等于各串联导体的电阻之和可知,
此时压敏电阻的阻值:R1=R﹣R铁=200Ω﹣20Ω=180Ω,
由压敏电阻R1的电阻随压力的变化关系图可知,当R1等于180Ω时,R1承受的压力为5×105N;即:绿灯亮时,只有车重超过5×105N的车辆才会被拍照.
所以答案是:(1)如图1;(2)5×105 .
【考点精析】掌握电磁继电器的组成、原理和特点是解答本题的根本,需要知道电磁继电器:实质上是一个利用电磁铁来控制的开关.它的作用可实现远距离操作,利用低电压、弱电流来控制高电压、强电流.还可实现自动控制.