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科技小组开展设计一款“加热恒温水壶”项目活动,过程如下:
【明确问题】小组同学经“头脑风暴”后提出,电路设计需实现以下功能,并提出具体标准:①壶内的水先煮沸后才设置自动恒温;②恒温的温度可以手动调节。
【方案设计】根据标准,小组讨论后,初步设计了如图甲的方案,闭合开关S0,电热丝R0开始工作,烧水至沸腾后,再闭合S1,手动调节滑动变阻器R1,设置恒定温度。当水温高于设定值时,衔铁被吸下,停止加热;当温度低于设定温度时,衔铁弹回,接通电路,开始加热,从而实现自动恒温。

(1)按照设计意图,需选择如图乙热敏电阻R2,其阻值随温度升高而
减小
减小

(2)控制电路中电源电压U1恒为5V不变,R1为滑动变阻器,线圈电阻忽略不计。线圈中电流低于I=100mA,衔铁刚好被释放,在弹簧拉力的作用下,工作电路接通。当恒温的温度设置为50℃时,此时滑动变阻器R1接入电路中的电阻为多少Ω?(写出计算过程)
【方案迭代】有同学认为甲方案不能防“干烧”(即壶内水量低于一定值,不能加热),于是同学设计了如图丙的方案。压敏电阻R3可感知壶内水量;热敏电阻R2感知水温;L1、L2为完全相同的两个电磁铁(线圈电阻不计,忽略距离对电磁铁磁性的影响);当加入水量达到最低水位时,电热丝工作。请回答下列问题:
(3)要实现防“干烧”功能,加入水量未到最低水位时,L1磁性
L2磁性(填“>”、“=”或“<”)。
(4)水沸腾后,要使壶内水温从恒温50℃调节至恒温70℃,R1阻值需适当调
(填“大”或“小”)。

【答案】减小;>;大
【解答】
【点评】
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发布:2024/6/14 8:0:9组卷:101引用:1难度:0.5
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  • 1.如图是小宁设计的汽车尾气中CO排放量的检测电路。当CO浓度高于某一设定值时,电铃发声报警。图中气敏电阻R1阻值随CO浓度的增大而减小。
    (1)根据小宁的设计,电铃应该接在
    。(填“AC之间”或“BD之间”)
    (2)用久后,电源电压U会减小,报警时CO最小浓度比设定值
    。(填“高”或“低”)
    (3)为使该检测电路在CO浓度更低时报警,可将R2的滑片向
    。(填“上移”或“下移”)

    发布:2024/12/28 13:0:2组卷:98引用:2难度:0.5
  • 2.如图甲所示是某兴趣小组设计的家庭燃气报警器电路示意图,其中电源电压保持恒定,R1是由气敏材料制成的传感器,其阻值与燃气(主要成分为甲烷)的浓度的关系如下表:R2为滑动变阻器通过移动滑片P的位置来设定燃气报警值:两个小灯泡的额定功率均为6W均能正常工作,该报警器初始设置在3%的燃气浓度报警,此时电流表的读数为0.3A,电磁铁A恰好能将衔铁B吸下(电磁铁线圈阻值忽略不计)

    R1阻值与天然气的关系
    燃气浓度 传感器阻值Ω
    0% 55
    2% 33
    4% 23
    6% 20
    (1)报警器报警时,
    灯亮。(选填“L1”或“L2”)
    (2)该报警器初始设置在3%的燃气浓度报警,测试时,报警器传感器始终处于3%的燃气中,闭合开关S,滑动变阻器滑片P从一端移到另一端,测得电压表示数U与电流表示数的关系如图乙所示,则该报警器在待机时(燃气浓度为0%)消耗的总电功率为多少?
    (3)若想让上述报警器在燃气浓度达到2%时就报警,那么该如何调节滑动变阻器,并请简述其中的科学原理。

    发布:2024/12/28 13:0:2组卷:30引用:2难度:0.5
  • 3.如图甲为太阳能路灯的原理图。白天光线强时,太阳能电池板为蓄电池充电,夜晚光线弱时,蓄电池为电灯供电。电路中的R为光敏电阻,其电阻大小与光照强度关系如图乙所示。下列说法正确的是(  )

    发布:2024/12/28 13:0:2组卷:46引用:3难度:0.5
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