Question

4．小敏設計了一種“闖紅燈違規(guī)證據(jù)模擬記錄器”，如圖甲，拍攝照片記錄機動車輛闖紅燈時的情景．
工作原理：當光控開關接收到某種顏色光時，開關自動閉合，且當壓敏電阻受到車的壓力，它的阻值變化引起電流變化到一定值時，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．光控開關未受到該種光照射自動斷開，銜鐵沒有被吸引，工作電路中的指示燈發(fā)光．

請回答下列問題：
（1）根據(jù)工作原理，將電路連接完整；
（2）要記錄違規(guī)闖紅燈的情景，光控開關應在接收到紅光（選填“紅”、“綠”或“黃”）時，自動閉合；
（3）由圖乙可知，壓敏電阻R的阻值隨受到壓力的減小而變大．
（4）已知控制電路電壓為6V，繼電器線圈電阻30歐，當控制電路中電流大于0.05安時，銜鐵被吸引．通過計算說明，只有質(zhì)量超過多少千克的車輛違規(guī)時才會被拍照記錄．（g=10牛/千克）

Answer 1

分析 （1）電磁繼電器中最主要的部分就是電磁鐵，它是靠電磁鐵的原理來工作的．電磁繼電器的電路可分為控制電路和工作電路兩部分，當控制電路接通時，電磁鐵有磁性，吸引銜鐵；當電磁鐵無磁性時，銜鐵在彈簧的作用下被拉起．
（2）要記錄違規(guī)闖紅燈的情景，此時照相機需要工作，據(jù)此判斷光控開關接收到何種顏色的光．
（3）分析壓力和電阻的關系圖象，即可得出壓力和電阻的大小變化情況．
（4）要解決此題，需要掌握歐姆定律，首先根據(jù)電流值和電壓值求出所需的總電阻．后根據(jù)串聯(lián)電阻的知識求出壓敏電阻的阻值，根據(jù)圖象查出此時的壓力，從而計算出車輛的質(zhì)量．

解答 解：（1）根據(jù)題意，當光控開關受到某種顏色的光照，同時受到壓力時，由于壓敏電阻的電阻減小，所以電路中的電流值增大，由于電磁鐵的磁性將銜鐵吸下，此時電控照相機工作，所以電控照相機所在的電路應接通；當光控開關沒有受到這種顏色的光照射時，光控開關斷開，此時電磁鐵無磁性，銜鐵沒有被吸引，工作電路中的指示燈發(fā)光，此時指示燈所在的支路應該接通．

（2）因為電控照相機要自動記錄違規(guī)闖紅燈的情景，所以光控開關應在接收到紅光時，自動閉合．
（3）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�。�
（4）根據(jù)歐姆定律I=$\frac{U}{R}$
電路中的總電阻為：R_總=$\frac{U}{I}$=$\frac{6V}{0.05A}$=120Ω
壓敏電阻的阻值為：R=120Ω-30Ω=90Ω
查圖可知，當R=90Ω時，壓敏電阻所受的壓力F=4000N，
根據(jù)G=mg得：m=$\frac{G}{g}$=$\frac{F}{g}$=$\frac{4000N}{10N/kg}$=400kg
故答案為：（1）電路圖如圖所示；（2）紅；（3）變大；（4）只有質(zhì)量超過400千克的車輛違規(guī)時才會被拍照記錄．

點評 此題考查了有關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用．