12. “中欧铁路”为了安全起见在某段铁路两旁安置了$A$,$D$两座可旋转探照灯。假定主道路是平行的,即$PQ// CN$,$A$,$B为PQ$上两点,$AD平分∠CAB交CN于点D$,$E为AD$上一点,连接$BE$,$AF平分∠BAD交BE于点F$。
(1)若$∠C= 40^{\circ}$,求$∠EAP$的大小。
(2)作$AG交CD于点G$,且满足$∠1= \frac {1}{3}∠ADC$,当$∠2+\frac {6}{5}∠GAF= 180^{\circ}$时,试说明:$AC// BE$。
(3)在(1)的条件下,探照灯$A$,$D$照出的光线在铁路所在平面旋转,探照灯$A射出的光线AC$以每秒4度的速度逆时针转动,探照灯$D射出的光线DN$以每秒12度的速度逆时针转动,光线$DN转至射线DC$后立即以相同速度顺时针回转,若它们同时开始转动,设转动时间为$t$秒,当光线$DN$回到出发时的位置时同时停止转动,则在转动过程中,$t为何值时光线AC与光线DN$互相平行或垂直?请直接写出$t$的值。

答案:(1)因为 $PQ // CN$, $\angle C = 40^{\circ}$,所以 $\angle CAB + \angle C = 180^{\circ}$, $\angle PAC = \angle C = 40^{\circ}$,所以 $\angle CAB = 140^{\circ}$. 因为 $AD$ 平分 $\angle CAB$,所以 $\angle CAD = \frac{1}{2}\angle CAB = \frac{1}{2} × 140^{\circ} = 70^{\circ}$,所以 $\angle EAP = \angle CAD + \angle PAC = 70^{\circ} + 40^{\circ} = 110^{\circ}$.
(2)因为 $PQ // CN$,所以 $\angle ADC = \angle BAD$. 因为 $\angle 1 = \frac{1}{3}\angle ADC$,所以 $\angle 1 = \frac{1}{3}\angle BAD$. 因为 $AF$ 平分 $\angle BAD$,所以 $\angle BAD = 2\angle EAF$,所以 $\angle 1 = \frac{2}{3}\angle EAF$,所以 $\angle GAF = \angle 1 + \angle EAF = \frac{5}{3}\angle EAF$. 因为 $\angle 2 + \frac{6}{5}\angle GAF = 180^{\circ}$,所以 $\angle 2 + 2\angle EAF = 180^{\circ}$,所以 $\angle 2 + \angle BAD = 180^{\circ}$. 因为 $\angle 2 + \angle AEB = 180^{\circ}$,所以 $\angle BAD = \angle AEB$. 因为 $\angle BAD = \angle CAD$,所以 $\angle CAD = \angle AEB$,所以 $AC // BE$.
(3)$t$ 的值为 5 或 20 或 $\frac{205}{8}$. 解析:$360^{\circ} ÷ 12^{\circ} = 30$(s),当 $AC // DN$ 时,则 $\angle ACD = \angle HDN$,如图①,因为 $PQ // CH$,所以 $\angle PAC = \angle ACD$,所以 $\angle PAC = \angle HDN$. 由题意得 $\angle PAC = 40^{\circ} + 4t^{\circ}$, $\angle HDN = 12t^{\circ}$,所以 $40^{\circ} + 4t^{\circ} = 12t^{\circ}$,所以 $t = 5$.
当 $AC \perp DN$ 时, $\angle CND = 90^{\circ}$,如图②,因为 $PA // CD$,所以 $\angle ACD = \angle PAC = 40^{\circ} + 4t^{\circ}$.
当 $t \lt 15$ 时,光线 $DN$ 未转至射线 $DC$,有 $\angle NDH = 12t^{\circ}$,所以 $\angle NDC = 180^{\circ} - 12t^{\circ}$,所以 $40^{\circ} + 4t^{\circ} + 180^{\circ} - 12t^{\circ} = 90^{\circ}$,解得 $t = \frac{65}{4}$. 因为 $\frac{65}{4} \gt 15$,故不符合题意;当 $t \geqslant 15$ 时,光线 $DN$ 顺时针回转,有 $\angle NDC = 12t^{\circ} - 180^{\circ}$,所以 $40^{\circ} + 4t^{\circ} + 12t^{\circ} - 180^{\circ} = 90^{\circ}$,解得 $t = \frac{115}{8}$. 因为 $\frac{115}{8} \lt 15$,故不符合题意.
当 $ND // AC$ 时,则 $\angle NDC = \angle ACH$,如图③,由题意, $\angle MDN = 12t^{\circ} - 180^{\circ}$, $\angle PAC = 40^{\circ} + 4t^{\circ}$,所以 $\angle NDC = 180^{\circ} - \angle MDN = 360^{\circ} - 12t^{\circ}$. 因为 $PA // CD$,所以 $\angle ACH = \angle PAC = 40^{\circ} + 4t^{\circ}$,所以 $40^{\circ} + 4t^{\circ} = 360^{\circ} - 12t^{\circ}$,所以 $t = 20$.
当 $DN \perp AC$ 时, $\angle DNC = 90^{\circ}$,如图④,因为 $\angle NDC = 360^{\circ} - 12t^{\circ}$, $\angle NDC + \angle DCN = 90^{\circ}$, $\angle DCN = 180^{\circ} - (40^{\circ} + 4t^{\circ})$,所以 $360^{\circ} - 12t^{\circ} + 180^{\circ} - (40^{\circ} + 4t^{\circ}) = 90^{\circ}$,所以 $t = \frac{205}{8}$.
综上,$t$ 的值为 5 或 20 或 $\frac{205}{8}$.