Question

【题目】某同学设计一种“机动车违规拍摄系统”．该系统通过拍照来记录机动车闯红灯或超载两种违规情况．请你选择下列 完成电路设计并算出相应答案．（如两种方法都做，以第一种记分）

方法一	方法二
器材：照相机电源E1、电控照相机；恒为12V的控制电路电源E2、光控开关S1（红灯亮时断开；红灯灭时闭合）、压敏电阻R1（电阻随压力的变化关系如图所示），电磁继电器（线圈的电阻为20Ω，当线圈中电流大于0.06A时衔铁被吸下，当线圈中电流小于0.06A时衔铁被弹回）	器材：照相机电源E1、电控照相机；恒为12V的控制电路电源E2、光控开关S1（红灯亮时闭合；红灯灭时断开）、压敏电阻R2（电阻随压力的变化关系如图所示），电磁继电器（线圈的电阻为20Ω，当线圈中电流大于0.06A时衔铁被吸下，当线圈中电流小于0.06A时衔铁被弹回）
设计要求：红灯亮时，电控照相机工作，红灯灭时，电控照相机停止工作，当压敏电阻受到车的压力超过某一特定值时，电控照相机再次工作	设计要求：红灯亮时，电控照相机工作，红灯灭时，电控照相机停止工作，当压敏电阻受到车的压力超过某一特定值时，电控照相机再次工作
①请以笔画线代替导线完成电路连接． ②绿灯亮时，只有车重超过 N的车辆才会被拍照．	①请以笔画线代替导线完成电路连接． ②绿灯亮时，只有车重超过 N的车 辆才会被拍照．

Answer 1

【答案】；5×105
【解析】选择方法一：
解：（1.）由题意可知，工作电路由电控照相机、电源E1及动、静触点构成，依靠动、静触点的接触与分离控制电控照相机的工作状况；控制电路由电磁铁、光控开关S1、压敏电阻R1、电源E2组成；
由题意可知，红灯的亮与灭、压敏电阻R1承受的压力大小会改变电磁铁磁性的有无与强弱，使得电磁铁对衔铁的吸引力发生变化，由此可知电磁铁、S1、R1、E2组成一个串联电路；
在红灯亮或者压敏电阻R1承受的压力过大时，工作电路中的电控照相机才工作，即动、静触点接通；由题可知，红灯亮相当于S1断开，则电路中没有电流，电磁铁的磁性消失；R1承受压力过大时，由图可知电阻变大引起电路电流会变小，电磁铁的磁性变弱；电磁铁的磁性消失或变弱都会使衔铁在弹簧的作用下被拉起（电控照相机才工作），所以工作电路中的静触点应该用上面的一个，故设计电路如图1；

（2.）由题意可知，工作电路中电控照相机工作时，电磁铁中的电流应小于0.06A；
由图可知，电磁铁、R1组成了串联电路，控制电路的电源电压U总为12V，
所以当电控照相机工作时，控制电路的最小总电阻R= = =200Ω，
电磁铁线圈的电阻R铁=20Ω，由串联电路中的总电阻等于各串联导体的电阻之和可知，
此时压敏电阻的阻值：R1=R﹣R铁=200Ω﹣20Ω=180Ω，
由压敏电阻R1的电阻随压力的变化关系图可知，当R1等于180Ω时，R1承受的压力为5×105N；即：绿灯亮时，只有车重超过5×105N的车辆才会被拍照．
所以答案是：（1）如图1；（2）5×105 ．
【考点精析】掌握电磁继电器的组成、原理和特点是解答本题的根本，需要知道电磁继电器：实质上是一个利用电磁铁来控制的开关．它的作用可实现远距离操作，利用低电压、弱电流来控制高电压、强电流．还可实现自动控制．