Question

如圖甲是一種 “違規闖紅燈證據記錄器” 的模擬電路，用來拍攝照片記錄機動車輛闖紅燈時的情景。其原理如下：當汽車規范行駛時，光控開關斷開，壓敏電阻即使受到車的壓力引起阻值變化，控制電路也不工作，銜鐵沒有被吸引，工作電路中的指示燈發光。當光控開關接收到某種顏色的信號燈光時，開關自動閉合，且當壓敏電阻受到車的壓力，它的阻值變化引起電流變化到一定值時，繼電器的銜鐵就被吸下，工作電路中的電控照相機工作，拍攝違規現場情景。請回答下列問題（取g=10N/kg）：
(1) 由圖乙可知，壓敏電阻R的阻值隨受到壓力的增大而       。
(2) 通過閱讀“違規闖紅燈證據記錄器”的工作原理，請你歸納使控制電路形成通路工作的兩點條件：       、       。
(3) 假設控制電路電壓為6V，繼電器線圈電阻為10歐，當控制電路中電流≥0.06安時，銜鐵被吸引。求：
① 當一輛汽車恰好使銜鐵被吸引，求此時控制電路中壓敏電阻的實際功率的大小？
② 請結合圖乙并通過計算說明，質量至少達到多少千克的車輛違規時才會被拍照記錄。

Answer 1

（1）減小 （2）光控開關接收到紅光；壓敏電阻受到車的壓力。
（3）①0.324W ②1500kg

解析試題分析：(1)由乙圖可以看出，橫坐標是壓敏電阻所受的壓力值，縱坐標是電阻值，從圖中可以看出，當壓敏電阻所受壓力增大時，其電阻值減小．(2) 因為電控照相機要自動記錄違規闖紅燈的情景，所以光控開關應在接收到紅光時，自動閉合, 壓敏電阻受到車的壓力，它的阻值變化引起電流變化到一定值時，繼電器的銜鐵就被吸下，工作電路中的電控照相機工作;所以兩個條件：光控開關接收到紅光；壓敏電阻受到車的壓力。
（3）①解法1： R_總＝U/I＝6V/0.06A＝100Ω 壓敏電阻R＝100Ω-10Ω＝90Ω，
P=I ²R=（0.06A）²×90Ω="0.324W"
解法2： R_總＝U_總/I＝6V/0.06A＝100Ω壓敏電阻R＝100Ω-10Ω＝90Ω，
U= IR=0.06A×90Ω="5.4" V；P="UI=5.4" V×0.06=0.324W
②解：查圖可知，當壓敏電阻R＝90Ω時，F＝1.5×10⁴N
m＝G/g＝F/g＝1.5×10⁴N /10N/kg＝1500kg
考點：歐姆定律的應用；電阻的串聯