Question

【題目】建設(shè)居民樓雨水蓄水系統(tǒng)是鎮(zhèn)江市海綿城市建設(shè)項(xiàng)目之一，讓市民不再“城市看�！保畧D1是小明設(shè)計的地下蓄水池（未畫出）水位監(jiān)測及排水電路，R為電阻箱，RF為置于池底的壓力敏感電阻，其阻值隨上方水的壓力的變化而變化，已知：電壓U=12V；當(dāng)電磁鐵線圈中的電流I≤0.04A時，鐵質(zhì)開關(guān)K被釋放，當(dāng)I≥0.048A時，K被吸上，從而通過控制池底水泵將水位保持在一定的范圍內(nèi)；電磁鐵線圈電阻不計，RF的阻值隨池內(nèi)水位變化關(guān)系如圖2所示．

（1）當(dāng)池內(nèi)水位升高時，RF受到水的壓力將變 ；

（2）請?jiān)趫D1中接入一電壓表，要求當(dāng)水位升高時電壓表的示數(shù)增大

（3）若此電路能控制池內(nèi)的最低水位0.5m，求所能控制的最高水位．

（4）為既能調(diào)高池內(nèi)最高水位，又能使池內(nèi)最高與最低水位的高度差保持不變，小明采取了減小R的調(diào)節(jié)方案，該該方案是 的（選填“可行”或“不可行”），你的理由是 ．

Answer 1

【答案】（1）大；（2）如下圖所示；（3）所能控制的最高水位1m；（4）R的阻值調(diào)小時，RF1和RF2的阻值都會增大，所以池內(nèi)最高水位也會增大，但是最高和最低水位時，RF的對應(yīng)的阻值差（RF1﹣RF2）卻保持不變，由圖象可知池內(nèi)最高與最低水位的高度差△H會增大

【解析】

試題分析：（1）當(dāng)池內(nèi)水位升高時，根據(jù)p=ρgh可知，水對壓敏電阻RF的壓強(qiáng)變大，由F=pS可知，水對RF的壓力變大；（2）圖1控制電路中，R、電磁鐵、RF串聯(lián)；根據(jù)圖2可知，當(dāng)水位升高時，壓力敏感電阻的阻值會變大，由串聯(lián)分壓原理可知，RF兩端的電壓相應(yīng)的會變大，所以電壓表應(yīng)并聯(lián)在壓力敏感電阻的兩端，如下圖所示：（3）根據(jù)圖2可知，水位為0.5m時，RF=200Ω，此時控制電路的總電阻最小，所以電路中的電流最大，此時電路中的電流I=0.048A，由I=可得，電路中的總電阻：R總===250Ω，根據(jù)串聯(lián)電路的電阻特點(diǎn)可得，電阻箱連入電路的電阻值：R=R總﹣RF=250Ω﹣200Ω=50Ω，根據(jù)題意可知，當(dāng)電流達(dá)到I′=0.04A時，鐵質(zhì)開關(guān)K被釋放，排水電路開始排水，此時控制電路中的總電阻：R總′===300Ω，此時RF的阻值：RF′=R總′﹣R=300Ω﹣50Ω=250Ω，由圖2可知，此時的最高水位為1m；（4）當(dāng)R的阻值調(diào)小時，由于控制電路中釋放或吸上鐵質(zhì)開關(guān)的電流值不變，則控制電路對應(yīng)的總電阻不變，由RF=R總﹣R可知，RF1和RF2的阻值都會增大，所以池內(nèi)最高水位也會增大，但是最高和最低水位時，RF的對應(yīng)的阻值差（RF1﹣RF2）卻保持不變，由圖象可知池內(nèi)最高與最低水位的高度差△H會增大，所以此方案不可行．