如图所示为小科设计的模拟自动升降窗帘的电路，由控制电路和工作电路组成。控制电路的电源电压为，为光敏电阻，安装在窗外，用于感知室外自然光，其阻值随光的照度的变化如下表所示，当线圈中的电流达到2mA时，衔铁被吸合，关闭窗帘，当线圈中的电流小于2mA时，衔铁松开，窗帘上升打开，电磁铁线圈电阻忽略不计。照度50100200300400500600700800100012001300光敏电阻阻值/12.17.64.83.73.02.62.32.11.91.61.51.4

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1. 如图所示为小科设计的模拟自动升降窗帘的电路，由控制电路和工作电路组成。控制电路的电源电压为 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 为光敏电阻，安装在窗外，用于感知室外自然光，其阻值随光的照度的变化如下表所示，当线圈中的电流达到2mA时，衔铁被吸合，关闭窗帘，当线圈中的电流小于2mA时，衔铁松开，窗帘上升打开，电磁铁线圈电阻忽略不计。

照度 $\text{[math]}$	50	100	200	300	400	500	600	700	800	1000	1200	1300
光敏电阻 $\text{[math]}$ 阻值/ $\text{[math]}$	12.1	7.6	4.8	3.7	3.0	2.6	2.3	2.1	1.9	1.6	1.5	1.4

(1) 工作电路中M为电动机，当通过电动机的电流方向改变时，可实现正、反转改变。为实现窗帘的升降，请在工作电路的虚线方框中补充合适的电路元件。

(2) 当室外光的照度多大时，窗帘刚好能关闭？

(3) 为符合室内照明标准，要求室外的照度在700lx以上时，关闭窗帘。在不改变控制电路原有元件（可增加元件）的条件下，应如何改动控制电路？

(4) 在长时间使用过程中，小科发现拉动衔铁的弹簧不如新弹簧紧，则下列方法可恢复控制电路正常功能的是：____。 A. 适当增大电源电压 B. 适当减小电源电压 C. 与光敏电阻串联一个定值电阻 D. 与光敏电阻并联一个定值电阻

【考点】

电磁铁的其他应用;

【答案】

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解答题普通

1. 国家规定燃气灶须安装熄火自动保护装置，在意外熄火（如汤水洒出）时，装置能自动关闭气路，图甲为小江设计的模拟装置示意图，电源电压U＝6V，定值电阻 $\text{[math]}$ ，当电磁铁线圈中的电流达到一定值时，衔铁K被释放从而关闭气路（未画出）启动保护，反之打开气路，线圈电阻不计，热敏电阻 $\text{[math]}$ 的阻值与温度的关系如图乙中图线①所示，闭合开关S，则：

(1) 加热后，随着 $\text{[math]}$ 温度升高，线圈中电流将变。

(2) 若装置启动保护时， $\text{[math]}$ 的最高温度为80℃，求此时电磁铁线圈中的电流大小。

(3) 根据第（2）题结果，若仅将 $\text{[math]}$ 更换为图线②所示的热敏电阻（两只热敏电阻的吸、放热本领相同），装置启动保护的温度将，并说明理由：。

解答题普通

2. 近几年，杭州老城区掀起加装电梯的热潮，图甲为电梯结构简图，如图乙所示为小金设计的模拟电梯升降的电路设计，A、B为电磁铁，C为橡胶棒，其上面的衔铁左右两端可绕衔铁中心O点上下运动，不受磁力时，衔铁回复到图示位置，1、2为两个触点，R为压敏电阻。请回答：

(1) 乙图中，仅闭合控制电路中的开关S₂ ，电磁铁B有磁性，衔铁的一端与(选“1”或“2”) 端点接触。

(2) 若乙图中电动机所在电路的电流沿顺时针流向时，轿厢上升，则开关S2对应的按钮上应标的符号为(选填“”或“✔”)。

(3) 若电梯内超重时，电梯停止运转，则压敏电阻R应选择丙图中的(选填“R₁”或“R₂”)。

(4) 已知控制电路电源电压为10V，当电磁铁线圈中电流大于或等于200mA时，继电器的衔铁被吸合，导线和线圈电阻不计，该电梯最多能承载的质量是多少千克?

解答题困难

3. 某项目化学习小组开展“自制热水器”活动，大家一起讨论制定了如表1的项目成果评价表。

表 1 项目成果评价表

指标	优秀	良好	待改进
一	既能调节水温，又能调节水位	能调节水位水温中的一项	都不能调节
二	水位到一定高度能自动加热	注水就开始加热	手动控制加热

【设计产品】如图甲所示为小科设计“电热水器”的原理模型，工作电路分为注水系统和加热系统。如图乙所示为“电热水器”模型，力敏电阻R₁、R₂位于水箱底部，热敏电阻R₃和电热丝R₄位于水箱内部。

两个力敏电阻R₁、R₂的阻值随水位h变化如下表所示。热敏电阻R₃阻值随温度变化如图丙所示：

h（厘米）	0	5	10	15	20	25	30	35	40
R₁（欧）	3	7	11	15	20	26	33	42	50
R₂（欧）	15	24	34	47	60	73	89	103	120

【工作原理】当开关S₁和S₂都闭合后：

电磁铁1将衔铁a上吸与触点A结合，注水系统开始工作，水位开始上升；

电磁铁2将衔铁b上吸与触点B分开，加热系统不工作。

当电磁铁2中的电流小于或等于0.04安，-衔铁b下落，加热系统开始工作，此时水位继续上升。

当电磁铁1中的电流小于或等于0.2安时，衔铁a下落，注水系统停止工作，水位保持不变。此时，电热丝继续加热。

当电磁铁2中的电流大于或等于0.05安时，衔铁b上吸，加热系统停止工作。

(1) 随着水位的不断上升，电磁铁1的磁性如何变化（填“变大”、“变小”、或“不变”）。

(2) 调试产品：电源电压U₁为4伏，请计算该热水器能达到的最高水温（写出计算过程弹簧和线圈电阻均忽略不计）。

(3) 评价产品：根据指标一，该电热水器评为待改进，为使产品达到优秀指标，小科认为在电磁铁1、2所在支路个串联一个滑动变阻器。小科认为只需在电磁铁1中串联一个滑动变阻器就可以使指标1达到优秀。请阐述小科的理由。

解答题困难