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1. 如图电路中，电源电压恒为4.5V，灯泡规格是“3V  0.75W”。

(1) 灯泡正常工作时，电压表V1、V2示数分别为多少?滑动变阻器接入的电阻为多少?
(2) 灯泡正常工作4分钟，整个电路消耗的电能是多少?
【考点】
欧姆定律及其应用; 电功计算公式的应用; 电功率计算公式的应用;
【答案】

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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，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。

热敏电阻的阻值与温度的关系

温度/

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 ， 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，衔铁和同时被吸引，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和、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) 图甲中和的阻值均为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；

②人离开后，坐垫始终低功率工作。

现有三种力敏电阻 ， 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. B. C. D.
(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