有些城市常会因为降水量大而出现道路积水，车辆行驶中由于排气管进水会导致发动机故障，危及驾乘人员人身安全。某同学为此设计了一款机动车防浸水模拟报警器，可以让司机在行驶过程中对道路积水做出正确的判断。报警器工作原理如图甲所示，排气管中装有一可以自由上下浮动的圆柱体空心金属浮子，当道路积水达到一定深度时，浮子和排气管末端处的固定触点A、B接触，报警电路工作，蜂鸣器R发出忽强忽弱的报警声，其声音的强弱随其两端的电压增大而增强。

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1. 有些城市常会因为降水量大而出现道路积水，车辆行驶中由于排气管进水会导致发动机故障，危及驾乘人员人身安全。某同学为此设计了一款机动车防浸水模拟报警器，可以让司机在行驶过程中对道路积水做出正确的判断。报警器工作原理如图甲所示，排气管中装有一可以自由上下浮动的圆柱体空心金属浮子，当道路积水达到一定深度时，浮子和排气管末端处的固定触点A、B接触，报警电路工作，蜂鸣器R发出忽强忽弱的报警声，其声音的强弱随其两端的电压增大而增强。

(1) 汽车排气管进水会导致发动机故障，原因是水堵住排气管后，发动机无法正常将废气排出，图乙中属于汽油机排气冲程的是。

(2) 圆柱体浮子底面积为 $\text{[math]}$ ，高度为3cm，密度为 $\text{[math]}$ 。排气管深度 $\text{[math]}$ ，求道路积水上升至排气管中多大高度时报警电路开始工作。

(3) 报警电路的电源电压恒为6V，蜂鸣器R可看做一个定值电阻，线圈等其它部分阻值忽略不计，图丙是报警电路工作时蜂鸣器消耗的电功率随时间变化的图像，求电阻 $\text{[math]}$ 的阻值并简述蜂鸣器发出忽强忽弱的报警声的工作过程。

【考点】

电磁继电器的组成、原理和特点; 电磁铁的其他应用;

【答案】

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解答题普通

1. 如图是一种温度自动报警器的工作原理电路图。在水银温度计上部插入一段金属丝，当温度达到金属丝下端所指示的温度时，电铃就发出报警声音。请说明它的工作原理。

解答题普通

2. 某学习小组开展“自制豆芽机”项目化学习活动，主要包括产品设计、功能调试、评价改进三个环节。

【产品设计】图甲是小组成员完成的设计草图，内容包括发育盘、淋水系统和控温装置。发育盘上有沥水孔；淋水系统由水泵驱动，豆芽机中的水可通过内部管道和沥水孔按箭头方向流动，使用时可通过调节水流大小控制发育盘中的积水量。控温装置内部电路如图乙所示，可实现加热、保温两档自动切换，其中 $\text{[math]}$ 是定值电阻， $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 为电热丝， $\text{[math]}$ 为热敏电阻。

【功能调试】小组成员购置了相关配件进行产品制作与调试。配件的具体参数如下：控制电路电源电压U为3伏， $\text{[math]}$ 为25欧， $\text{[math]}$ 为440欧， $\text{[math]}$ 的阻值与温度的关系如图丙所示，电磁铁衔铁在电流大于60mA时吸合，小于30mA时释放。

【评价改进】小瑞设计了评价量规（部分指标如下表），并以此作为豆芽机评价改进的依据。

评价指标	作品等级
评价指标	优秀	合格	待改进
氧气提供	能够提供充足的氧气不会出现缺氧情况	能够提供充足的氧气偶尔出现缺氧情况	不能提供充足的氧气经常出现缺氧情况
温度控制	能实现自动控温并能提供适宜的温度	能实现自动控温但温度过高或过低	不能自动控温

（1）请根据评价量规，对小组设计的豆芽机的“氧气提供”指标进行等级判定，并写出判断的依据：；

（2）功能调试时，小瑞测得豆芽机的保温功率为55瓦，请计算其加热功率；

（3）小科查阅资料发现绿豆萌发的适宜温度范围是20℃~25℃，请结合数据分析此款豆芽机自动控制的温度范围是否符合要求。

解答题困难

3. 干簧管是一种利用磁场的有无来控制线路的开关，也叫磁控开关。图甲为双触点干簧管，其外壳是一根密封的玻璃管，内充满惰性气体保护簧片。当外界没有磁场时，簧片1与簧片2接通；当外界有磁场时，簧片1与簧片2的分开，簧片1与簧片3触点部位接通。图乙为利用双触点干簧管的电路，导线在干簧管表面绕成线圈ab。当开关S闭合后，请判断红灯、绿灯的工作情况并说明理由。

学法指导：复杂的电磁综合电路需要进行动态电路分析，通常采用“状态→变化→新状态→新变化”的模型进行判断和解释。解题过程示例如下：

解题过程	状态	→变化(或现象)	→新状态	→新变化(或现象)
答题示例	当开关S闭合后，簧片1与2触点接通，则红灯和线圈ab串联，红灯亮，线圈有磁性；

解答：

(1) 红灯、绿灯的工作情况：。

(2) 说明理由：当开关S闭合后，簧片1与2触点接通，则红灯和线圈ab串联，红灯亮，线圈有磁性；。

解答题普通