Question

4．有一种“闯红灯违法证据模拟记录器”如图甲，其工作原理：当光控开关接收到某种颜色光时，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）引起电流变化到一定值时，继电器的衔铁就被吸下；光控开关未受到该种光照射自动断开，衔铁没有被吸引，受控电路中的指示灯发光．已知控制电路电压为6V，电磁继电器线圈电阻10Ω，当控制电路中电流等于或大于0.06A时，衔铁被吸引．

（1）光控开关在接收到红光时，会自动闭合；
（2）质量大于或等于400kg的车辆违规时会被拍照记录（g取10N/kg）；
（3）要使质量较小的车闯红灯也能被拍下，可以在控制电路中与压敏电阻并联 （并联/串联）一个电阻．

Answer 1

分析 （1）要记录违规闯红灯的情景，此时照相机需要工作，据此判断光控开关接收到何种颜色的光；
（2）先根据欧姆定律求出控制电路的总电阻，再根据电阻的串联求出压敏电阻的阻值，根据图象查出此时的压力，压力和自身的重力相等，根据G=mg求出超载车的质量；
（3）要使质量较小的车闯红灯也能被拍下，应从增大电磁铁的磁性进行解答．

解答 解：（1）因为电控照相机要自动记录违规闯红灯的情景，所以光控开关应在接收到红光时，自动闭合；
（2）由I=$\frac{U}{R}$可得，控制电路的总电阻：
R_总=$\frac{U}{I}$=$\frac{6V}{0.06A}$=100Ω，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，压敏电阻的阻值：
R=R_总-R₀=100Ω-10Ω=90Ω，
查图象可知，当R=90Ω时，压敏电阻所受的压力F=4000N，
由G=mg可得，车的质量：
m=$\frac{G}{g}$=$\frac{F}{g}$=$\frac{4000N}{10N/kg}$=400kg；
（3）当压力F越小时，电阻R越大，如果再串联一个电阻，根据串联电路中的总电阻等于各串联电阻之和，则电路中的总电阻更大，电流会更小，达不到0.06A，电磁铁不能有效控制衔铁，则不能达到给违规车辆拍照的目的，因此需要并联．
故答案为：（1）红；（2）400；（3）并联．

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．