Question

【題目】某同學(xué)設(shè)計(jì)一種“機(jī)動(dòng)車(chē)違規(guī)拍攝系統(tǒng)”．該系統(tǒng)通過(guò)拍照來(lái)記錄機(jī)動(dòng)車(chē)闖紅燈或超載兩種違規(guī)情況．請(qǐng)你選擇下列 完成電路設(shè)計(jì)并算出相應(yīng)答案．（如兩種方法都做，以第一種記分）

方法一	方法二
器材：照相機(jī)電源E1、電控照相機(jī)；恒為12V的控制電路電源E2、光控開(kāi)關(guān)S1（紅燈亮?xí)r斷開(kāi)；紅燈滅時(shí)閉合）、壓敏電阻R1（電阻隨壓力的變化關(guān)系如圖所示），電磁繼電器（線圈的電阻為20Ω，當(dāng)線圈中電流大于0.06A時(shí)銜鐵被吸下，當(dāng)線圈中電流小于0.06A時(shí)銜鐵被彈回）	器材：照相機(jī)電源E1、電控照相機(jī)；恒為12V的控制電路電源E2、光控開(kāi)關(guān)S1（紅燈亮?xí)r閉合；紅燈滅時(shí)斷開(kāi)）、壓敏電阻R2（電阻隨壓力的變化關(guān)系如圖所示），電磁繼電器（線圈的電阻為20Ω，當(dāng)線圈中電流大于0.06A時(shí)銜鐵被吸下，當(dāng)線圈中電流小于0.06A時(shí)銜鐵被彈回）
設(shè)計(jì)要求：紅燈亮?xí)r，電控照相機(jī)工作，紅燈滅時(shí)，電控照相機(jī)停止工作，當(dāng)壓敏電阻受到車(chē)的壓力超過(guò)某一特定值時(shí)，電控照相機(jī)再次工作	設(shè)計(jì)要求：紅燈亮?xí)r，電控照相機(jī)工作，紅燈滅時(shí)，電控照相機(jī)停止工作，當(dāng)壓敏電阻受到車(chē)的壓力超過(guò)某一特定值時(shí)，電控照相機(jī)再次工作
①請(qǐng)以筆畫(huà)線代替導(dǎo)線完成電路連接． ②綠燈亮?xí)r，只有車(chē)重超過(guò) N的車(chē)輛才會(huì)被拍照．	①請(qǐng)以筆畫(huà)線代替導(dǎo)線完成電路連接． ②綠燈亮?xí)r，只有車(chē)重超過(guò) N的車(chē) 輛才會(huì)被拍照．

Answer 1

【答案】；5×105
【解析】選擇方法一：
解：（1.）由題意可知，工作電路由電控照相機(jī)、電源E1及動(dòng)、靜觸點(diǎn)構(gòu)成，依靠動(dòng)、靜觸點(diǎn)的接觸與分離控制電控照相機(jī)的工作狀況；控制電路由電磁鐵、光控開(kāi)關(guān)S1、壓敏電阻R1、電源E2組成；
由題意可知，紅燈的亮與滅、壓敏電阻R1承受的壓力大小會(huì)改變電磁鐵磁性的有無(wú)與強(qiáng)弱，使得電磁鐵對(duì)銜鐵的吸引力發(fā)生變化，由此可知電磁鐵、S1、R1、E2組成一個(gè)串聯(lián)電路；
在紅燈亮或者壓敏電阻R1承受的壓力過(guò)大時(shí)，工作電路中的電控照相機(jī)才工作，即動(dòng)、靜觸點(diǎn)接通；由題可知，紅燈亮相當(dāng)于S1斷開(kāi)，則電路中沒(méi)有電流，電磁鐵的磁性消失；R1承受壓力過(guò)大時(shí)，由圖可知電阻變大引起電路電流會(huì)變小，電磁鐵的磁性變?nèi)酰浑姶盆F的磁性消失或變?nèi)醵紩?huì)使銜鐵在彈簧的作用下被拉起（電控照相機(jī)才工作），所以工作電路中的靜觸點(diǎn)應(yīng)該用上面的一個(gè)，故設(shè)計(jì)電路如圖1；

（2.）由題意可知，工作電路中電控照相機(jī)工作時(shí)，電磁鐵中的電流應(yīng)小于0.06A；
由圖可知，電磁鐵、R1組成了串聯(lián)電路，控制電路的電源電壓U總為12V，
所以當(dāng)電控照相機(jī)工作時(shí)，控制電路的最小總電阻R= = =200Ω，
電磁鐵線圈的電阻R鐵=20Ω，由串聯(lián)電路中的總電阻等于各串聯(lián)導(dǎo)體的電阻之和可知，
此時(shí)壓敏電阻的阻值：R1=R﹣R鐵=200Ω﹣20Ω=180Ω，
由壓敏電阻R1的電阻隨壓力的變化關(guān)系圖可知，當(dāng)R1等于180Ω時(shí)，R1承受的壓力為5×105N；即：綠燈亮?xí)r，只有車(chē)重超過(guò)5×105N的車(chē)輛才會(huì)被拍照．
所以答案是：（1）如圖1；（2）5×105 ．
【考點(diǎn)精析】掌握電磁繼電器的組成、原理和特點(diǎn)是解答本題的根本，需要知道電磁繼電器：實(shí)質(zhì)上是一個(gè)利用電磁鐵來(lái)控制的開(kāi)關(guān)．它的作用可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離操作，利用低電壓、弱電流來(lái)控制高電壓、強(qiáng)電流．還可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制．