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第1, 二单元计算题专练
1.某学校科技小组同学正尝试孵化养殖的孔雀蛋,已知孔雀蛋的孵化温度在35 ℃到40 ℃之间,他们想利用电磁继电器、热敏电阻R、电流表等元件为学校孵化室设计一台自动控温装置(如图10)。热敏电阻R的阻值随温度的变化关系如下表,电磁继电器的线圈电阻R0的阻值为10 Ω,左边电源电压为6 V恒定不变,将电流表0~30 mA量程接入电路。当电磁继电器线圈中的电流大于或等于15 mA时,继电器的衔铁被吸合,右边加热器电路正常工作。
温度t/℃
0
5
10
15
20
25
30
35
40
R/Ω
20
30
50
80
130
190
260
340
430
(1)完成图中的电路连线。
(2)为使孵化室温度不低于35 ℃,左边电路需串联多大的电阻?
(3)孔雀蛋的孵化温度根据胚胎发育的情况采取前期高、中期平、后期略低、出雏期稍高的施温方法。为了给加热器设定不同的启动温度,请你提出一种可行的调节方便的措施: 。
2.小明设计了一个“过热自动报警电路”,如图甲所示。将热敏电阻 R 安装在需要探测温度的地方,当温度正常时,继电器的衔铁与触点 A 接触,指示灯亮;当温度超过某一值时,继电器的衔铁与触点 B 接触,警铃响。图乙是热敏电阻 R 的阻值随温度变化的图象。
(1)请用线代替导线,将图甲中不完整的电路连接起来。
(2)由图乙可知,热敏电阻 R 的阻值与环境温度的关系是将 。
(3)图甲中 U1 =3 V,电磁铁的电阻忽略不计,当通过热敏电阻 R 的电流达 0.1 安时,继电器的衔铁与触点 B 接触,警铃响,求此时环境温度为多少℃?
3.王强根据所学的电学知识,想设计一个汽车超载自动报警电路。他查阅了相关资料了解到压敏电阻是阻值随压力变化而变化的元件,并了解到压敏电阻在生活中的一种应用——压力传感器。用它可以称量汽车的重。某压力传感器输出电压与压力的关系如表:
压力/×l0⁵N
0
1.2
2.4
3.6
4.8
6.0
输出电压/V
0
1
2
3
4
5
王强利用该压力传感器和电阻箱R′(最大电阻999.9Ω)及部分其他器材设计了如图甲所示的电路,闭合开关S,当线圈中电流大于或等于30 mA时,电磁继电器的衔铁被吸合。已知继电器线圈的电阻为30 Ω,继电器电路的电源电压由传感器的输出电压U提供。(假设U不受继电器电路影响)
(1)根据表格中数据,请在图乙给定的坐标系中描绘出压力传感器的输出电压随压力变化的图像;
(2)当压力增加到一定程度时,电铃报警,说明汽车超载,则图甲中电铃应接在________ (选填“A、B”或“C、D”)两端;
(3)某城市大道上,王强希望压力大于或等于3.6×l05 N时,启动报警系统,则电阻箱R′的阻值应调节到多大?在车流比较密集的道路上,为了安全,需要怎样调节电阻箱R′的阻值?
4.小强利用压力传感器,电磁继电器,阻值可调的电阻R等元件,设计了一个汽车超载自动报警电路,如图甲所示。他了解到这种压力传感器所受压力越大时,输出的电压U就越大,二者的关系如图乙所示。闭合开关S,当继电器线圈中电流大于或等于20mA时,衔铁被吸合。已知传感器的输出电压U即为继电器控制电路的电源电压,线圈的电阻为20Ω。
(1)车辆不超载时,工作电路中绿灯亮;当传感器所受压力增大到一定程度时,红灯亮,说明汽车超载。请你判断灯________(选填“L1”或“L2”)是红灯。
(2)某水平公路桥禁止质量大于或等于20t的车辆通行,要用小强设计的装置为此桥报警,R的阻值应调节为多少?
(3)在水平路面上,要使该装置报警,通过车辆的最小重力为多少?
(4)请你运用所学物理知识,说明超载的一项危害________。
5.随着科技的发展,很多地方通过水位自动报警装置来监测水位的变化。如图是钱塘江水位自动报警装置示意图,A为球形浮子,B装置(T形)可以上下移动,C为外壳固定不动。当水位上升时,浮子A上升,并推动B上升。
(1)当水位达到一定高度时,控制电路接通。此时工作电路 亮(选填“红灯”或“绿灯”或“同时”),警示水位过高;
(2)A和B的总质量为0.6千克,当水位上涨,使浮子A浸入水中体积达到一半时装置报警,若要保证报警器能正常工作,不计摩擦,则浮子A的体积为多少?
6.如图所示为某兴趣小组为学校办公楼空调设计的自动控制装置,R是热敏电阻,其
阻值随温度变化关系如下表所示.已知继电器的线圈电阻R0=10Ω,左边电源电压
为6V恒定不变.当继电器线圈中的电流大于或等于15mA