某STEM小组设计了一款可用电流表示数显示拉力大小的测力计模型，并且电流表示数随拉力的增大而增大。模型电路如图甲所示，其中ab 为长10cm、阻值20Ω的电阻丝电源电压恒为6V，R0阻值为10Ω，其余部分电阻不计，电流表量程为0-0.6A，弹簧伸长量与所受力的关系如图丁所示。忽略弹簧、拉杆和拉环的重力及滑片与电阻丝的摩擦，请完成下列问题。

1. 某STEM小组设计了一款可用电流表示数显示拉力大小的测力计模型，并且电流表示数随拉力的增大而增大。模型电路如图甲所示，其中ab 为长10cm、阻值20Ω的电阻丝电源电压恒为6V，R₀阻值为10Ω，其余部分电阻不计，电流表量程为0-0.6A，弹簧伸长量与所受力的关系如图丁所示。忽略弹簧、拉杆和拉环的重力及滑片与电阻丝的摩擦，请完成下列问题。

(1) 根据设计要求，应连接图甲虛线框中的 (“1和2”或“1和3”)接线柱。

(2) 小实和小验想利用量程是0-3V的电压表来显示拉力的大小，设计了图乙和丙的电路。请你根据下表所示的评价标准，在甲、乙、丙三个方案中选择合理方案，并至少指出该方案的两个优点。

拉力测力计评价标准
评价内容		分值
示数与拉力大小的关系	拉力越大，示数越大	3分
示数与拉力大小的关系	拉力越大，示数越小	2分
刻度	刻度均匀	3分
刻度	刻度不均匀	2分
量程	可测的最大拉力大	3分
量程	可测的最大拉力小	2分
整个电路能源消耗	能源消耗较小	3分
整个电路能源消耗	能源消耗较大	2分

【考点】

欧姆定律及其应用;

【答案】

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解答题普通

1. 某同学设计了一种能让太阳能电池板自动朝向阳光的控制电路，如图甲所示，控制电路由对比电路和转向电路两部分组成。R₁、R₃是分别检测左、右两侧光照强度的光敏电阻，其阻值均随光照强度增强而减小。若一侧光照偏暗，则转向电路中电动机M会带动太阳能电池板和对比电路一起转向光亮一侧，直到左右两侧光照强度平衡。

该同学在某光照强度下调试控制电路时，滑动变阻器R₄的滑片由最下端向上移动的过程中，两电表示数变化情况如图乙所示。对比电路中，电源电压U恒定，L₁、L₂线圈电阻不计。

(1) 根据台州的地理位置，正午时太阳能电池板的正面朝 (填“东”、“南"、“西”或“北”)。

(2) 滑动变阻器R₄的最大阻值是多少?

(3) 调试控制电路的过程中，对比电路右侧支路消耗的最小电功率是多少?

(4) 请你解释说明：当右侧光照偏暗时，控制电路转动太阳能电池板的工作过程。

解答题普通

2. 交通安全要求广大司机“开车不喝酒，喝酒不开车”，酒后驾驶存在许多安全隐患。某科技兴趣小组设计了一种简易的酒精检测仪，其电路原理如图1甲所示。电源电压为12V，R₁是气敏电阻，其阻值随呼气酒精浓度K的变化关系如图1乙所示，R₂为滑动变阻器。检测前对检测仪进行“调零”，即调节滑动变阻器使电流表的示数为0.1A，调零后变阻器滑片位置保持不变。查阅到相关资料如图2。

(1) 求“调零”后变阻器R₂接入电路的阻值；

(2) 求检测前R₂工作10s消耗的电能；

(3) 对某司机进行检测时，电流表示数为0.16A，依据信息窗资料，通过计算判断该司机属于非酒驾、

酒驾还是醉驾。

解答题普通

3. 如图甲所示为某实验室的自动恒温箱，该恒温箱工作环境的温度为15℃左右，恒温箱内部的电路由控制电路和加热电路两部分组成，简化后的电路图如图乙所示。控制电路中的电源两端电压为12V，定值电阻R₁的阻值为5kΩ，R₂为装在恒温箱内的热敏电阻，如图丙所示为R₂阻值随温度变化的图象。电压鉴别器接在控制电路的A.B两点间。当热敏电阻R₂的阻值发生变化时，A、B间的电压U_AB随之发生变化。电压鉴别器可通过内部的电磁继电器控制加热电路中开关S的通断。当U_AB小于2V时，鉴别器将使加热电路中开关S闭合，使加热电路的电热丝通电而发热，从而使箱内温度升高；当U_AB大于3V时，鉴别器将使开关S断开，停止加热。在分析电路时，可将电压鉴别器内部视为断路。求：

(1) 恒温箱内部的温度为20℃时，通过热敏电阻R2的电流；

(2) 该恒温箱内的温度将保持在怎样的范围；

解答题困难