第十六章 跨学科实践：制作大棚环境控制系统模型 同步练习-2025-2026学年苏科版物理九年级下册

跨学科实践：制作大棚环境控制系统模型 1.如图所示是蔬菜大棚湿度自动控制电路，R。为阻值随湿度增大而增大的湿敏电阻.当棚内湿度低于设定值时，红灯亮，加湿机启动，喷洒水雾加湿；棚内湿度高于设定值时，绿灯亮，加湿机停止工作.请连接好工作电路. 2.某花卉大棚要求温度维持在15℃至25℃之间.物理实验小组的同学为该花卉大棚设计了一个温度自动控制器.该温控器的原理如下：当大棚温度低于15℃时，温控开关闭合，加热电阻工作，绿灯不亮；当温度高于25℃时，温控开关断开，加热电阻不工作，绿灯亮.请根据以上要求，用笔画线代替导线正确连接电路. 3.为防止雨季大棚内积水，小强设计了一个“大棚积水自动报警电路”，如图所示，当大棚内没有积水或积水很少时，电灯亮；当大棚内积水达到一定深度(接触金属块 M 下端)时，控制电路接通，电灯灭，电铃响起报警.请按照以上要求将工作电路连接完整. 4.为实现增产，小明设计了一套水果大棚光照系统.如图所示，其中A 为电磁继电器，B为供电电路，C为全光谱灯，D为光敏电阻(白天光照强时，电阻变小；夜晚光照弱时，电阻变得很大)，请你将电路连接完整，达到白天灯熄、夜晚灯亮的效果. 5.(2025·陕西中考)如图1，是室内自动换气系统的电路图.控制电路的电源电压为3 V，R₀为电阻箱，Rₖ的阻值与烟雾浓度 K 的关系如图2所示.当电磁铁线圈中的电流I≥0.03 A时，衔铁被吸下，电风扇转动，开始排气. (1)电磁铁工作时，利用了通电导体周围存在 ，其上端为 极. (2)当烟雾浓度升高时，控制电路中线圈的电流 (填“变大”“变小”或“不变”). (3)控制电路的电源电压低于3 V 时，若保持空气质量的标准不变，R₀的阻值应 (填“增大”“减小”或“不变”). 6.(2025·湖南中考)为预防“倒春寒”对种子萌发的影响，科技小组为学校的育种温室设计了如图甲所示的温控电路.整个温控电路位于温室内，且当温室内温度低于20℃ 时启用.其控制电路的电源电压恒定，R₀为变阻器，热敏电阻R，的阻值随温度变化的关系如图乙所示，电磁铁线圈电阻忽略不计.工作电路有高温和低温两个挡位，低温挡位可使温室内降温比较平缓，R₁、R₂均为加热电阻.已知通过电磁铁线圈的电流大于或等于25 mA 时，衔铁被吸下，与触点A 分开，接通触点 B.通过电磁铁线圈的电流小于或等于20 mA时，衔铁被弹回，与触点 B 分开，接通触点A. (1)调好 R₀的阻值,闭合开关S₁、S₂,电磁铁上端磁极为 极；R₁的温度升高，电磁铁磁性强弱如何变化? . (2)将控制电路中 R₀阻值调为480Ω，可使温室内达到允许的最高温度30℃，达到时衔铁刚好被吸下，求控制电路的电源电压. (3)工作电路要求：高温挡功率需在 800~1 200 W 之间,低温挡功率需在100~200 W之间.已知实验室只有阻值大小为20 Ω、50Ω、200 Ω、300 Ω的加热电阻各一个,不考虑温度对加热电阻阻值的影响，则R₂应选用哪一个加热电阻(写出必要的计算过程). 7.(2025·盐城大丰区一模)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S₂是电子时控开关，每天上午7：00——7：15、中午12:00——12:15、下午17:00——17:15 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=12 V，R为装在探头上的湿敏电阻，其阻值随相对湿度φ(空气中含有水蒸气的百分比，单位为：%RH)变化的图像如图乙所示.当控制电路的电流达到0.04 A 时，继电器的衔铁被吸合；当控制电路中的电流减小到0.03 A时，衔铁被释放. 型号 SC* * * * 材质 不锈钢 功率 1 200 W 颜色 灰白色 电源 220 V/50 Hz 重量 80kg (1)随着花棚内空气湿度减小，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,浇水系统和喷雾系统的连接方式是 联. (2)如果花棚的湿度小于50%RH 时喷雾系统启动，则R₀的阻值为 Ω；当花棚湿度到达 ，喷雾系统停止工作.当使用时间长以后，控制电路的电池电压U会 ，这时花棚所控制的最高湿度会 (填“上升”“下降”或“不变”). 1.如图所示 2.如图所示 3.如图所示 4.如图所示 5.(1)磁场S (2)变大 (3)减小 解析：(1)电磁铁通电后具有磁性，断电后磁性消失，电磁铁工作时，利用了电流的磁效应，即通电导体周围存在磁场；电流从上端流入，下端流出，根据安培定则可知，电磁铁的下端为N极，上端为S极. (2)控制电路中，电阻RK与R₀串联.由图2可知，当烟雾浓度升高时，电阻 Rk的阻值减小，根据串联电路电阻关系可知，R₀不变的情况下，总电阻变小，根据 可知，电压不变时，控制电路中线圈的电流变大. (3)若保持空气质量的标准不变，电阻RK接入阻值不变；而电磁铁线圈中的控制电流不变，根据 可知，当电源电压低于3 V时，Rₖ与R₀之和变小，而Rₖ阻值不变，所以R₀的阻值应减小. 6.(1)N 增强 (2)20 V (3)300Ω 解析：(1)根据安培定则，电磁铁上方为 N 极.根据图乙，R₄的电阻随温度的升高而降低，在控制电路中，电源电压不变，电路总电阻变低，则电流变大；通过电磁铁的电流变大，电磁铁的磁性增强. (2)当室内温度为30℃时，根据图乙可知. 此时衔铁刚好被吸下即I=25 mA=0.025 A,则控制电路的电源电压 320Ω)=20 V. (3)根据题意，当温度升高，热敏电阻阻值降低，电流变大，当电流达到25mA时，衔铁被吸下.所以R₂为低温挡，反之R₁为高温挡；对于低温挡的功率要求可知 所以R₂应该选择300 Ω的加热电阻. 7.(1)变小 A 并 (2)250 70% 降低 上升 学科网（北京）股份有限公司 $