Question

（2012?揭阳）有一种“闯红灯违法证据模拟记录器”如图甲．其工作原理：当光控开关接收到某种颜色光时，开关自动闭合，且当压敏电阻受到车的压力，它的阻值变化（变化规律如图乙所示）引起电流变化到一定值时，继电器的衔铁就被吸下；光控开关未受到该种光照射自动断开，衔铁没有被吸引，工作电路中的指示灯发光．已知控制电路电压为6V，电磁继电器线圈电阻10Ω，当控制电路中电流大于0.06A时，衔铁被吸引．
（1）光控开关在接收到

红

光时，会自动闭合．
（2）质量大于或等于

400

kg的车辆违规时会被拍照记录．（g取10N/kg）
（3）要使质量较小的车闯红灯也能被拍下，可以在控制电路中与压敏电阻

并联

一个电阻．（选填：“并联”或“串联”）
（4）如果某一路段要求时速不超过50km/h，当汽车先后通过两个线圈上方的时间间隔小于0.5s时，拍摄系统才会被激活而拍下超速汽车的照片（如丙图）．则两个线圈之间的距离应设计为

7

m（保留到整数）．

Answer 1

分析：要解决此题，需要搞清多个方面的问题，（1）掌握电磁继电器的工作原理；掌握欧姆定律的内容，知道当压敏元件受到的压力增大时，它的电阻减小，电路中的电流会增大；
（2）搞清当出现哪种颜色的灯时，照相机需要工作；
（3）会分析压力和电阻的关系图象，同时观察压力和电阻的大小变化情况；
（4）能根据电流值和电压值求出所需的总电阻，然后根据串联电阻的知识求出压敏电阻的阻值，根据图象查出此时的压力，从而计算出车辆的质量等．
（5）知道车速和通过两个线圈上方的时间，利用速度公式求两个线圈间的距离；

解答：解：（1）因为电控照相机要自动记录违规闯红灯的情景，所以光控开关应在接收到红光时，自动闭合；
（2）根据欧姆定律I=

U

R

，电路中的总电阻为：R_总=

U

I

=

6V

0.06A

=100Ω
压敏电阻的阻值为：R=100Ω-10Ω=90Ω
查图可知，当R=90Ω时，压敏电阻所受的压力F=4000N，
根据G=mg得：m=

G

g

=

F

g

=

4000N

10N/kg

=400kg；
（3）当压力F越小时，电阻R越大，如果再串联一个电阻，根据串联电路中的总电阻等于各串联电阻之和，则电路中的总电阻更大，电流会更小，达不到0.06A，电磁铁不能有效控制衔铁，则不能达到给违规车辆拍照的目的，因此需要并联．
（4）车速v=50km/h=50×

1

3.6

m/s=14m/s；
距离s=vt=14m/s×0.5s=7m；
故答案为：（1）红； （2）400； （3）并联； （4）7．

点评：此题考查了有关电磁继电器的电路连接，首先要搞清电磁继电器的工作原理，并搞清工作电路和控制电路．同时还考查了欧姆定律和速度、路程公式的应用，正确运用原理分析是此题的关键．