如图电路中，电源电压恒为9V，灯泡L规格为“6V3W”。闭合开关，灯泡正常工作。求

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1. 如图电路中，电源电压恒为9V，灯泡L规格为“6V3W”。闭合开关，灯泡正常工作。求

(1) 电阻R的阻值。

(2) 灯泡工作5分钟消耗的电能及电阻R产生的热量。

【考点】

欧姆定律及其应用; 电功计算公式的应用; 焦耳定律的计算公式及其应用;

【答案】

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解答题普通

1. 在献爱心活动中，小明为敬老院老人设计了一款智能电热坐垫，能实现加热后自动保温。该坐垫电路如图甲， $\text{[math]}$ 是安装在坐垫内的热敏电阻，其阻值随温度的变化如表所示。

热敏电阻 $\text{[math]}$ 的阻值与温度的关系
温度/ $\text{[math]}$	20	25	30	35	39	40	41	42	43	44	45	50	55	60	65
阻值/欧	600	480	390	300	240	230	220	210	200	190	180	150	120	100	85

闭合开关 $\text{[math]}$ ，电热坐垫启动高功率工作模式，当通过电磁铁的电流达到0.05安时，衔铁 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 同时被吸引，转为低功率工作模式。当坐垫温度降低使通过电磁铁的电流为0.04安时，电磁铁无法吸住衔铁 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 恢复原位，又转为高功率工作模式。电热坐垫在高功率和低功率模式之间切换，使其温度维持在一定范围。

(1) 分析表中数据，当温度升高时，热敏电阻R，的阻值。（选填“变大”或“变小”）

(2) 图甲中 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 的阻值均为1210欧。在某次测试中，电热坐垫高功率工作和低功率工作用时均为10分钟，则本次测试中电热丝消耗的总电能为多少焦？

(3) 小明想在控制电路中增加一个力敏电阻，以实现两个功能：

①1000牛压力以下，坐垫最高温度不超过 $\text{[math]}$ ；

②人离开后，坐垫始终低功率工作。

现有三种力敏电阻 $\text{[math]}$ ，其阻值随压力变化如图乙所示。写出你选择的力敏电阻以及在控制电路中的连接方式，并写出500牛压力下坐垫的最高温度值：。（线圈阻值忽略不计）

解答题困难

2. 如图甲所示为具有3D打印功能的3D打印笔。该打印笔通电后，笔内电阻丝发热使笔内绘画材料熔化，挤出热融的塑料，然后在空气中迅速冷却，最后固化成稳定的状态。内部加热电路简化后如图乙所示，R₁和R₂是相同的PTC 发热电阻。单个 PTC的电阻与温度的关系如表。

	温度/℃	电阻/Ω
1	120	880
2	250	1210
3	360	2200

(1) 有一种熔点较低(为120℃)的镓基合金打印材料，当使用这种材料快速打印时，开关S₂应处于状态；

(2) 当使用这种镓基合金打印材料缓慢打印时，求打印笔通过电流的大小；

(3) 换了熔点为360℃合金打印材料该笔缓慢工作30分钟，求消耗的电能。

解答题普通

3. 空气过于干燥会对人的身体产生不利影响，专家提示：室内最佳空气湿度值范围为40%至60%。某小组开展“自制空气加湿器”的项目活动，过程如下：

【项目量规】表 1 项目成果评价表

指标	优秀	良好	待改进
一	自动加湿，自动调节出雾量，可设置不同恒湿，防干烧	自动加湿，自动调节出雾量，防干烧	自动加湿，自动调节出雾量

【项目设计】如图所示，小科设计的“自制空气加湿器”原理模型。

工作电路：R为湿敏电阻。

控制电路：电磁继电器A和B完全相同(线圈电阻忽略不计)；Rn为湿敏电阻，置于加湿器表面，和空气接触，用于探测空气的湿度，其Rn阻值随空气湿度的变化如下表2所示，当空气湿度为某一数值时，L₀吸引弹性衔铁使S₀断开，同时开关K闭合，接通R₀电路；R₀为压敏电阻，其阻值随压力的增大而减小，当压力为某一数值时，L₁ ，吸引弹性衔铁使 S。闭合。

表2：湿敏电阻R₃阻值随空气湿度的变化

空气湿度(%)	10	20	30	40	50	60	70	80	90
湿敏电阻R，阻值(欧)	300	210	150	100	75	50	40	30	25

【项目调试】

(1) 当空气湿度减小时，为了使空气加湿器出雾量自动增大，工作电路中，湿敏电阻R的阻值随空气湿度变化的图像应为____。 A.

(2) 控制电路中电源电压恒为3伏，自制空气加湿器水箱中加入适量水，L₀吸引弹性衔铁使S₀闭合，当空气湿度升高至50%以上时，L₀恰好能吸引弹性衔铁使Sₙ断开，当空气湿度降低为40%以下时，Sₙ又自动闭合，K自动断开，请计算 R₀的阻值。(写出计算过程)

(3) 【项目评价】

根据表 1 项目成果评价表，对小科设计的“自制空气加湿器”原理模型进行评价，你认为该项目被评为哪种指标等级，阐述理由并提出修改建议。

解答题困难