第十六章 电和磁 跨学科实践：制作大棚环境控制系统模型 同步练-2025-2026学年物理苏科版九年级下册

跨学科实践　制作大棚环境控制系统模型 建议用时：25＋5分钟 能够用电磁继电器和传感器设计简单控制电路． 1 （2024无锡模拟）如图所示是小敏设计的汽车尾气中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．下列说法正确的是(　　) A. 电铃应接在A和C之间 B. 当CO浓度升高，电磁铁磁性减弱 C. 用久后，电源电压U1会减小，报警时CO最小浓度比设定值高 D. 为使该检测电路在CO浓度更低时报警，可将R2的滑片向下移 2 （2024苏州姑苏月考）图甲为热敏电阻的R-t图像，图乙为用此热敏电阻R和电磁继电器组成的恒温箱的简单温控电路，继电器线圈的电阻为150 Ω，当线圈中电流大于或等于30 mA时，继电器的衔铁被吸合，为继电器线圈供电的电池的电压为6 V，图中的“电源”是恒温箱加热器的电源． 甲 乙 (1) 闭合控制电路中开关S1，电磁铁的上端为　　　　极． (2) 恒温箱的加热器应接在A、B端还是C、D端？　　　　Ｗ． (3) 恒温箱控制的温度为　　　　℃. (4) 若在原控制电路中，串联接入一个滑动变阻器，当滑动变阻器阻值增大时，所控制的恒温箱内的最高温度将　　　　（填“变大”“不变”或“变小”）.在150 ℃时衔铁被吸合，应将滑动变阻器的阻值调到　　　　Ω. 3 （2024无锡宜兴模拟）某生态园在花棚里安装了自动喷雾和浇水系统，其简化后的电路图如图甲所示．浇水系统的开关是电子时控开关，每天7：007：30、12：0012：30、17：0017：30会自动闭合，启动浇水系统对花卉进行浇淋．喷雾系统用于调节空气湿度，其控制电路中电源电压U＝10 V，R为装在探头上的湿敏电阻，其阻值随相对湿度RH（空气中水汽压与相同温度下饱和水汽压的百分比）变化的图像如图乙所示．当控制电路的电流达到0.05 A时，继电器的衔铁被吸合；当控制电路中的电流减小到0.04 A时，衔铁被释放． 甲 乙 型号 SC**** 材质 不锈钢 功率 1 000 W 颜色 灰白色 电源 220 V/50 Hz 重量 80 kg (1) 浇水系统的水泵参数如表所示，则水泵一个月（按30天）耗电　　　　度． (2) 随着花棚内空气的相对湿度减小，控制电路的电流会　　　　（填“变大”“变小”或“不变”），图甲中喷雾系统的C点应连接　　　　（填“A”或“B”）点． (3) 如果花棚内空气的相对湿度小于50%时喷雾系统启动，则R0的阻值为　　　　Ω，当相对湿度达到　　　　%，喷雾系统停止工作．当使用久了以后，控制电路的电池电压U会变小，这时花棚所控制的最高相对湿度会　　　　（填“上升”“下降”或“不变”），如果在控制电路的电池电压U变小的情况下，要求花棚所控制的最高相对湿度不变，则可采取的措施是　　　　　　　　　　　　　（写出一条即可）. 4 （2025无锡月考）小硕发现在夏天每次暴雨过后有些低洼的路段会有很深的积水，在综合实践课上，他和物理小组同学开展了“设计自动排水装置”的项目化学习活动． 【任务一】设计水位显示仪 小组同学选用了电压恒为12 V的电源、最大阻值为40 Ω的均匀弧形电阻片R、多个定值电阻、电流表(0～0.6 A)以及滑杆、细杆、浮子等器材，如图甲所示，小硕利用电流表设计了一个检测水位的装置，其中滑片P与滑杆连接，滑杆可绕固定轴O转动，另一端透过轻质细杆连接一个浮子． 当滑片滑动到电阻片的一端时，电流表示数恰好达到满偏（量程的最大值），指针位置表示蓄水池规定的最高水位；当滑片滑动到电阻片的另一端时，电流表指针所指位置表示规定的最低水位．当水位最高时，滑片应该滑到　　　　端，小硕选用的定值电阻R0的阻值为　　　　，当水位最低时，电流表的示数为 　　　　A. 【任务二】水位仪优化并连接排水装置 通过任务一的设计，发现滑片移动不够顺滑，从而对装置进一步地优化和改进．只利用压敏电阻R代替弧形电阻片，通过杠杆ABO与圆柱形浮体相连，如图乙所示．压敏电阻的阻值随压力变化的关系如表所示．（电源和定值电阻R0不变） 压敏电阻受到的压力F/N 60 120 180 240 300 360 420 480 … 压敏电阻R阻值/Ω 400 260 180 125 100 80 65 55 … 当水位较低处于安全水位时，绿灯亮；当水位上升超过安全水位时，红灯亮同时排水泵开始工作，请按照要求把图乙中的工作电路连接完整． 甲 乙 自动排水装置在水位上升到浮体刚好全部浸入水中，通过电磁铁线圈的电流为0.1 A时启动排水泵，则压敏电阻受到压力为　　　　N．在实际调试过程中，小硕发现水位已达到安全位置上限，但排水装置还未启动．如果在其他条件保持不变的前提下，要使排水装置符合设计要求，应该将与压敏电阻相连的压板向杠杆的　　　　（填“左”或“右”）端移动．（电磁铁线圈的阻值忽略不计） 跨学科实践　制作大棚环境控制系统模型 1. C　2. (1) N　(2) A、B端　(3) 100　(4) 变大　30 3. (1) 45　(2) 变小　A　(3) 100　60　上升　减小定值电阻R0阻值 4. 【任务一】b　20 Ω　0.2 【任务二】 300　右 学科网（北京）股份有限公司 $