Question

（2013?莱芜）如图甲是一种“闯红灯违法证据模拟记录器”的工作原理图，当光控开关接收到红光时，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）引起电流大于或等于0.06A时，继电器的衔铁就被吸下，工作电路中的电控照相机工作拍摄违规车辆．光控开关未受到红光照射自动断开，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．（g取10N/kg）求：
（1）一辆质量为400kg的车闯红灯时，控制电路中的电流恰好是0.06A被拍照．此时压敏电阻的阻值是多大？
（2）电磁继电器线圈电阻是多少？
（3）一辆质量是1.2t的汽车违规闯红灯时压敏电阻消耗的电功率是多少？
（4）图丙是一种“超速违法证据模拟记录器”的示意图．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0.5s时，拍摄系统才会被激活而拍下超速汽车的照片．则两个线圈之间的距离应设计为多少？

Answer 1

分析：（1）已知车辆质量，可以得到重力，对压敏电阻的压力等于重力；已知压力，从图象中得到对应的压敏电阻阻值；
（2）已知电源电压和电路电流，可以得到电路总电阻，已知总电阻和压敏电阻阻值，两者之差就是电磁继电器线圈电阻；
（3）已知车辆质量，可以得到重力和对地面的压力，根据图象得到压敏电阻对应的电阻；已知压敏电阻阻值和线圈电阻，可以得到总电阻；已知电源电压和总电阻，可以得到电路电流；已知压敏电阻阻值和通过的电流，利用公式P=I²R得到压敏电阻消耗的功率；
（4）已知车速和间隔时间，利用s=vt得到线圈间隔距离．

解答：解：
（1）400kg的车对压敏电阻的压力：
F₁=G₁=m_lg=400kg×l0N/kg=4000N，
由图象可知，此时压敏电阻的阻值是R₁=90Ω；
（2）∵I=

U

R

，
∴此时控制电路中的总电阻：
R=

U

I

=

6V

0.06A

=100Ω，
∴继电器线圈的电阻：R_线圈=R-R₁=100Ω-90Ω=10Ω；
（3）1.2t的车对压敏电阻的压力：
F₂=G₂=m₂g=1200kg×l0N/kg=12000N，
由图象可知，此时压敏电阻的阻值是：R₂=30Ω，
此时控制电路中的电流：
I′=

U

R2+R线圈

=

6V

30Ω+10Ω

=O.15A，
压敏电阻消耗的电功率：
P₂=I′²R₂=（0.15A）²×30Ω=0.675W；
（4）v=60km/h=16.7m/s，
∵v=

s

t

，
∴两个感应线圈之间的距离为s=vt=16.7m/s×0.5s=8.35m．
答：
（1）此时压敏电阻的阻值是90Ω；
（2）电磁继电器线圈电阻是10Ω；
（3）一辆质量是1.2t的汽车违规闯红灯时压敏电阻消耗的电功率是0.675W；
（4）两个线圈之间的距离应设计为8.35m．

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的应用，正确运用原理分析是此题的关键．