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1. 扫地机器人是一款能自动清扫的智能家用电器，如图甲，当地面灰尘增名，空气的透光程度减弱时，机器人会通过电动机佐转产生高速气流，将灰尘、杂物吸入集尘众：机器人前端装有感应器，通过发射，接收超声波或红外性来侦测障碍物。图乙为其部分工作原理图，控制电路电源电压U为4.5伏，定值电阻 欧，R为光敏电阻，其阻值随光照强度E（单位cd）的变化如图丙所示，电碰铁线圈中阻不计。下表为其部分工作参数（注：电池容量指工作电流与工作总时间的乘积）。

额定工作电压

14.4伏

额定功率

40瓦

电池总容量

5.2Ah（安时）

工作噪音

＜50dB（分贝）
(1) 当地面有静电时，扫地机器人相对不易清扫，这是因为；
(2) 根据乙、丙两图分析，衔铁接触A时光敏电阻的阻值（填：大于、等于或小于）衔铁接触C时光敏电阻的阻值；
(3) 求电压表示数为3伏时光照强度大小；
(4) 在标准模式下，扫地机器人从充满电工作到剩余电池容量为电池总容量的20%时，机器人可以持续工作180分钟，求标准模式下机器人工作的功率？
【考点】
欧姆定律及其应用; 功率计算公式的应用;
【答案】

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解答题 困难
能力提升
换一批
1. 研究发现，教室不通风会导致室内二氧化碳浓度上升，从而影响学习效率。我校科学兴趣小组在老师的指导下，计划设计一款能自动监测二氧化碳浓度并自动换气的设备，制定了项目成果评价表，表一是其部分指标的评价表。

指标

优秀

良好

待改进

指标一：能否监测室内二氧化碳浓度

从毫安表的表盘上能粗略测出二氧化碳的浓度值

毫安表的示数变化仅能判断二氧化碳浓度升降

不能根据毫安表的示数变化判断二氧化碳浓度的升降

指标二：能否自动控制或人为控制换气设备的启动或关闭

既能自动控制，也能人为控制

能自动控制，但不能人为控制

不能自动控制，但能人为控制

设计产品：小组同学设计的这款设备，其原理如图甲所示，包括工作电路和控制电路两部分，工作电路电源电压为220伏，控制电路的电源电压为6伏，电路中的毫安表是一种以毫安为单位测：量电流大小的电流表，其量程为500毫安，通过改装可在毫安表的表盘上标定不同的二氧化碳浓度。气敏电阻RX可感知教室二氧化碳浓度的变化，R为滑动变阻器，其最大阻值为350欧，当控制电路中的电流达到20毫安时，衔铁被吸合， 换气设备的电动机M启动工作，加速室内外气体交换。换气设备的额定电压为220伏，额定功率为0.24千瓦。气敏电阻RX的阻值随二氧化碳浓度的变化如图乙所示，相关二氧化碳浓度值如表二。

 

表二

大气中二氧化碳的正常浓度

0.04%

开始对学习效率产生影响的二氧化碳浓度

0.07%

国家规定的教室二氧化碳的最大容许浓度

0.15%
(1) 当换气设备工作3分钟，则工作电路需要耗多少电能？(需写出计算过程)
(2) 利用该自动换气设备，在实际应用中能使室内的二氧化碳浓度最低值降到多少？并说明理由。
(3) 要使教室内二氧化碳浓度升高至0.15%时，换气设备就能立刻自动启动，请通过计算说明对电路要如何操作？
(4) 依据评价表，请你选择其中一项指标来评价该作品的达成情况，并简要说明评价依据。
解答题 困难
2. 学校项目化学习小组利用实验室的相关器材设计了一个“测力计”模型，可以测量拉力与压力大小，其原理如图甲所示，“测力计”的表盘由电压表改装而成。弹簧形变长度△L与所受力F 的关系如图乙所示，电源电压恒为6伏，R0为10欧，R为均匀电阻丝，长度为40厘米，阻值为 10欧，弹簧处于原长时，滑片P恰好指在R的中点，电压表量程为0-3伏。手柄的重力与弹簧电阻均不计且弹簧的形变量在弹性限度内，对手柄所施加的力均沿着弹簧的轴线方向。手柄受力大小F与电压表的示数U关系如图丙所示。

(1) 闭合开关S后，该“测力计”测量压力时，则电路消耗的总功率将  。（选填“变大”、“不变”或“变小”）
(2) 将电压表表盘改装成“测力计”表盘，则“0N”对应的电压表示数U0为多少？
(3) 因R0损坏，将其换成阻值为5欧的电阻，请在图丙的坐标系中画出更换电阻后手柄受力大小与电压表示数关系图，并在坐标轴上标出更换电阻后所能测的拉力的最大值。
解答题 困难
3. 综合实践活动中，同学们设计了一款可用电流表示数显示拉力大小的测力计模型，电流表示数随拉力的增大而增大。模型电路如图甲所示，ab为长10cm、阻值25Ω的电阻丝，其阻值与长度成正比，滑片P左端固定在拉杆上，弹簧处于原长时，滑片P位于a端，电源电压恒为6V，弹簧电阻恒为1Ω，R0为4Ω，其余部分电阻不计，电流表量程为0～0.6A。忽略弹簧、拉杆和拉环的重力及滑片与电阻丝的摩擦。

(1) 虚线框内接线柱“1”应与（选填“2”或“3”）连接。
(2) 闭合开关，弹簧处于原长状态时，R0消耗的功率是。
(3) 弹簧的伸长量ΔL与所受拉力F之间的关系如图乙所示，则电流表示数最大时显示的拉力多大？(写出计算过程)。
(4) 甲图中若去掉电流表，用一只电压表（量程0～3V）与R0并联，利用电压表的示数来显示拉力的大小，则与利用电流表相比，电压表所能显示的最大拉力将(填“提升”、“不变”或“下降”).
解答题 困难