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1. 如图是项目化学习小组为农场的储水箱设计的自动抽水控制系统。已知：工作电路电压 U1恒为220V，控制电路电压U2恒为12V；压敏电阻R2安装在水箱下部，其阻值随压力F的增大而减小，部分数据如下表；电磁铁线圈阻值不计，当电流达到40mA时，衔铁恰好被吸下； 水箱重50kg， 容积为0.85m3。计算：

压力F/N

6000

7000

8000

9000

10000

压敏电阻R2阻值/Ω

240

230

220

210

200

(1) 水箱装满水时控制水泵的电动机M恰能自动停止工作，则R1的阻值应选多少欧?
(2) 若水箱距水源的高度为4m，需要在100s内将水箱注满，则选择的电动机抽水功率至少为多少瓦?
【考点】
重力的大小; 电阻和电阻的串联、并联; 欧姆定律及其应用; 电磁铁的构造和原理; 功率计算公式的应用;
【答案】

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解答题 普通
能力提升
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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？
解答题 困难
2. 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
3. 如图所示是简易欧姆表的原理图，其中G是满偏电流Ig=3mA，内阻Rg=100Ω的表头（电流计），R调零电阻，电源电动势（电压）为1.5V，电源内阻r=10Ω，现将红黑两支表笔直接相连，调节R使得电流计达到满偏电流，问：

 

(1) 将红、黑表笔直接相连，电流计达到满偏电流时，R的阻值为多少?
(2) 红黑两表笔间连入电阻R1和R2为多大时，电流计显示1mA和2mA？
(3) 结合电流计的电流为3mA、2mA、1mA时对应红黑表笔间所连电阻的大小，说明由电流计改装成的欧姆表刻度线是否均匀？
解答题 困难