Question

【題目】建設(shè)居民樓雨水蓄水系統(tǒng)是鎮(zhèn)江市海綿城市建設(shè)項目之一，讓市民不再“城市看海”.圖1是小明設(shè)計的地下蓄水池(未畫出)水位監(jiān)測及排水電路:R為電阻箱，RF為置于池底的壓力敏感電阻，其阻值隨上方水的壓力的變化而變化.已知:電壓U=12 V;當(dāng)電磁鐵線圈中的電流I≤0. 04 A時，鐵質(zhì)開關(guān)K被釋放，當(dāng)I≥0. 048 A時K被吸上，從而通過控制池底水泵將水位保持一定的范圍內(nèi);電磁鐵線圈電阻不計，RF的阻值隨池內(nèi)水位變化關(guān)系如圖所示.

(1)當(dāng)池內(nèi)水位升高時，RF受到的壓力將變__________.

(2)請在如圖中接入一電壓表，要求當(dāng)水位升高時電壓表示數(shù)增大.______

　(3)若此電路能控制池內(nèi)的最低水位為0. 5 m，求所能控制的最高水位.____

　(4)為既能調(diào)高池內(nèi)最高水位，又能使池內(nèi)最高與最低水位的高度差保持不變，小明采取 了減小R的調(diào)節(jié)方案.該方案是____(選填“可行”或“不可行” )的，你的理由 是______________________.

Answer 1

【答案】 大 見解析 1m 不可行

【解析】 (1)當(dāng)池內(nèi)水位升高時,根據(jù)p＝ρgh可知,水對壓敏電阻RF的壓強(qiáng)變大,由F＝pS可知,水對RF的壓力變大；(2)圖1控制電路中,R、電磁鐵、RF串聯(lián);根據(jù)圖2可知,當(dāng)水位升高時,壓力敏感電阻的阻值會變大,由串聯(lián)分壓原理可知,RF兩端的電壓相應(yīng)的會變大，所以電壓表應(yīng)并聯(lián)在壓力敏感電阻的兩端，如下圖所示：

(3)根據(jù)圖2可知,水位為0.5m時,RF＝200Ω，此時控制電路的總電阻最小，所以電路中的電流最大，此時電路中的電流I＝0.048A，由I＝可得，電路中的總電阻：R總＝＝250Ω，根據(jù)串聯(lián)電路的電阻特點可得，電阻箱連入電路的電阻值：R＝R總RF＝250Ω200Ω＝50Ω，根據(jù)題意可知,當(dāng)電流達(dá)到I′＝0.04A時，鐵質(zhì)開關(guān)K被釋放，排水電路開始排水，此時控制電路中的總電阻：R′總＝＝300Ω，此時RF的阻值：R′F＝R′總R＝300Ω50Ω＝250Ω，由圖2可知，此時的最高水位為1m；(4)當(dāng)R的阻值調(diào)小時,由于控制電路中釋放或吸上鐵質(zhì)開關(guān)的電流值不變,則控制電路對應(yīng)的總電阻不變,由RF＝R總R可知,RF1和RF2的阻值都會增大,所以池內(nèi)最高水位也會增大,但是最高和最低水位時,RF的對應(yīng)的阻值差(RF1RF2)卻保持不變，由圖象可知池內(nèi)最高與最低水位的高度差△H會增大，所以此方案不可行。