小平同学设计了一种能让太阳能电池板自动朝向太阳光的控制电路，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和R3是两个相同的光敏电阻，其阻值随光照强度增强而减小。L1和L2为两个相同的通电线圈，电阻不计。调节滑动变阻器R4和定值电阻R2相等，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，滑动变阻器R4的滑片由最下端向上移动的过程中，两电表示数变化如图乙所示，对比电路中，电源电压U恒定。

1. 小平同学设计了一种能让太阳能电池板自动朝向太阳光的控制电路，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和R₃是两个相同的光敏电阻，其阻值随光照强度增强而减小。L₁和L₂为两个相同的通电线圈，电阻不计。调节滑动变阻器R₄和定值电阻R₂相等，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，滑动变阻器R₄的滑片由最下端向上移动的过程中，两电表示数变化如图乙所示，对比电路中，电源电压U恒定。

(1) 滑动变阻器最大阻值是多少?

(2) 若调换定值电阻. $\text{[math]}$ ，则稳定后太阳能电池板朝向太阳侧一些 (填“左”或“右”)，并说明原因。

(3) 调试控制电路过程中，对比电路右侧消耗的最小功率是多少?

【考点】

串、并联电路的电压特点; 欧姆定律及其应用;

【答案】

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解答题困难

1. 图甲为某型号电子秤，其原理结构如图乙所示；R₀阻值为50Ω，R是压敏电阻，其阻值随所受压力F变化的关系如图丙所示；改写电压表（量程为0-3V）的表盘数值后可直接读出所称量物体的质量；踏板的质量忽略不计，电源电压保持6V不变。

(1) 当压力F=500N时，求电压表的示数。

(2) 在保证电路安全的情况下，求电子秤所能称出的最大质量。（g取10N/kg）

解答题困难

2. 参加全国青少年创新大赛，小强运用电学知识设计了一个电子身高测量仪，如图所示。其中定值电阻R₀＝5Ω，电源电压恒为4.5V，R是固定的、竖直放置的硬电阻棒，总电阻为15Ω，其接入电路的电阻与接入电路的棒长成正比，金属杆cd和MP（右端P是滑片）与电路接触良好，电阻不计。

(1) R₀在电路中的作用是。

(2) 当被测身高增加时，电压表的示数，电流表的示数。（选填“变大”、“变小”、“不变” ）。

(3) 身高为168cm小强用该测量仪测量时，电流表示数为0.5A，此时电阻棒R接入电路的电阻为多少Ω？

(4) 若电压表量程为0～3V，电流表量程为0～0.6A，为保证电路各元件安全工作，则随着身高而变化大小的R能接入电路的最大阻值是多少Ω？

解答题困难

3. 为了节约用水，很多地方建有雨水蓄水池，下雨时，雨水通过专用管道流入蓄水池；未蓄满水时灯泡发光；当达到警戒水位时，控制电路中电流为60mA，衔铁刚好被吸合，工作电路会启动排水泵，将水排出，保证蓄水池的安全；图甲是蓄水池水位监测及排水电路的简化示意图；已知控制电路的电源电压保持3V不变，电阻R是定值电阻，线圈阻值忽略不计，压敏电阻R_F装在蓄水池底部的压力传感器中，其阻值与蓄水池内水位深度的关系如图乙所示；

(1) 通电后，螺线管上端为（选填“N”或“S”）极；

(2) 当蓄水池中未蓄水时，电流表的示数为40mA，求R的阻值；( )

(3) 达到警戒水位时，水位深度为( )米；

(4) 要想增大蓄水池的警戒水位深度，可对原控制电路做出的改进是。

解答题困难