题目内容

10.有一种“闯红灯违法证据模拟记录器”如图甲,其控制电路中,压敏电阻的阻值随压力变化规律如图乙所示.该记录仪的工作原理:当光控开关接收到红光时,开关自动闭合;当压敏电阻受到5000N 的压力时,电路中的电流能使电磁铁产生足够磁力,将衔铁吸下.已知控制电路电压恒为6V,电磁继电器线圈电阻10Ω.(g取10N/kg)

(1)通过计算说明,当控制电路的电流达到多少时,衔铁恰好被吸下?
(2)要使质量较小的车闯红灯也能被拍下,请说出一点你对电路的改进措施,并说明理由.当车的质量较小时,其对路面的压力也较小,电阻R增大,电路中电流减小,达不到0.06A,电磁铁不能吸下衔铁,不能达到给违规车辆拍照的目的;为使电流达到0.06A,应减小控制电路的总电阻,需要并联一个电阻.
(3)如果某一路段要求时速不超过60km/h,当汽车先后通过两个感应线圈上方的时间间隔小于0.6s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10m.

分析 (1)当压敏电阻受到5000N 的压力时,由图乙知R的大小,根据电阻的串联和欧姆定律求衔铁恰好被吸下时的电流;
(2)要使质量较小的车闯红灯也能被拍下,结合并联电阻的规律,从增大电磁铁的磁性进行解答;
(3)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)当压敏电阻受到5000N 的压力时,由图乙知,R=90Ω;此时电路中的电流能使电磁铁产生足够磁力,将衔铁吸下.
已知控制电路电压恒为6V,电磁继电器线圈电阻10Ω,
根据电阻的串联和欧姆定律可得,衔铁恰好被吸下时的电流:
I=$\frac{U}{R+{R}_{线}}$=$\frac{6V}{90Ω+10Ω}$=0.06A;
(2)当车的质量较小时,其对路面的压力也较小,电阻R增大,电路中电流减小,达不到0.06A,电磁铁不能吸下衔铁,不能达到给违规车辆拍照的目的;为使电流达到0.06A,应减小控制电路的总电阻,需要并联一个电阻;
(3)车速v=60km/h=60×$\frac{1}{3.6}$m/s=$\frac{50}{3}$m/s;
两个线圈之间的距离:s=vt=$\frac{50}{3}$m/s×0.6s=10m;
故答案为:(1)当控制电路的电流达到0.06A时,衔铁恰好被吸下;
(2)当车的质量较小时,其对路面的压力也较小,电阻R增大,电路中电流减小,达不到0.06A,电磁铁不能吸下衔铁,不能达到给违规车辆拍照的目的;为使电流达到0.06A,应减小控制电路的总电阻,需要并联一个电阻;
(3)10.

点评 本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电路的动态分析和速度公式的运用等,明白电磁继电器的工作原理并搞清工作电路和控制电路是关键.

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