Question

3．图1是某“汽车超载记录器”原理图．控制电路中，电源电压U=6V，压敏电阻的阻值随压力变化关系如图2所示，继电器线圈电阻R₀=10Ω．当通过线圈的电流达到0.2A以上时，继电器的衔铁被吸下，工作电路中的电控照相机工作，拍摄超载车辆．问：
（1）质量超过多少吨的车辆经过压敏电阻时才会被拍照？（g取10牛/千克）
答：20吨．
（2）控制电路中的电源正负极的变化是否会影响摄像系统的工作？不影响．

Answer 1

分析 （1）从图可知，继电器线圈与压敏电阻串联，当通过线圈的电流达到0.2A以上时，继电器的衔铁被吸下，知道电源电压和达到临界条件的电流，从而可利用公式R=$\frac{U}{I}$计算电路中的总电阻，又知道继电器线圈的电阻，从而可以计算出压敏电阻的阻值，再利用图2，判断出此时压敏电阻所承受的压力，再利用公式m=$\frac{G}{g}$计算出质量的大小．
（2）控制电路要有电流通过，它就会使摄像系统工作，与控制电路的电流方向无关．

解答 （解：（1）由图可知，继电器线圈与压敏电阻串联，已知临界条件的电流I₀=0.2A，U=6V，
根据I=$\frac{U}{R}$可得此时电路中的总电阻为：
R=$\frac{{U}_{\;}}{{I}_{0}}$=$\frac{6V}{0.2A}$=30Ω，
根据串联电路的总电阻等于各电阻之和可知：
压敏电阻R_敏=R-R₀=30Ω-10Ω=20Ω．
由图可查得，此时压敏电阻所承受的压力为：F₀=2×10⁵N，而此时重力和压力相等，
所以，m=$\frac{G}{g}$=$\frac{{F}_{0}}{g}$=$\frac{2×1{0}^{5}N}{10N/kg}$=20000kg=20t．
（2））控制电路电源正负极变化可以改变感应线圈中的电流方向，它和摄像系统是两个单独的电路，由于控制电路是要有电流通过，它就会使摄像系统工作，所以不会影响摄像系统工作．
故答案为：（1）20；（2）不影响．

点评 本题考查串联电路的特点和欧姆定律的应用，电磁继电器在生活中的应用，明白它的工作原理是解决问题的关键．