题目内容
【题目】冬季夜间,婴儿踢开被子或尿床,若家长没有及时发现,将影响孩子健康,对此,常州工程职业技术学院的同学们分别展开实验探究,设计镶嵌在婴儿被中的“踢被警示电路”和“尿床警示电路”.请选择其中一种电路并完成设计.(两种都做,以第一种为准)
电路一:“踢被警示电路” | 电路二:“尿床警示电路” |
元件:3V恒压电源,开关S,电压表,定值电阻R0阻值为10Ω,热敏电阻Rx(Rx阻值随温度变化关系如下图所示). | 元件:3V恒压电源,开关S,电压表,定值电阻R0阻值为10Ω,湿敏电阻Rx(Rx阻值随湿度变化关系如下图所示). |
①请用笔画线代替导线完成电路连接 . 要求:温度越高,电压表示数越小;温度越低,电压表示数越大. | ①请用笔画线代替导线完成电路连接 . 要求:湿度越大,电压表示数越大;湿度越小,电压表示数越小. |
后续:对于该电路,指导老师认为,还可与电阻(R0/Rx)并联一个适当规格的电子发声器,婴儿将被子踢开后,电子发声器两端电压超过设定值,就会发出报警声. | 后续:对于该电路,指导老师认为,还可与电阻(R0/Rx)并联一个适当规格的电子发声器,婴儿尿床后,电子发声器两端电压超过设定值,就会发出报警声. |
【答案】
;大于;
;大于;1;R0;1;R0
【解析】解:电路一:(1)根据题意可知电压表的示数随温度的变化而变化,则定值电阻R0与热敏电阻应串联, 由图象可知,当热敏电阻的温度降低时,其阻值减小,电路中的总电阻减小,
∵I=
,
∴电路中的电流增大,定值电阻两端的电压增大,
∵串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
∴热敏电阻两端的电压减小,
由以上可知,电压表并联在R0两端时,电压表的示数会随温度的降低而增大,然后各电路元件串联组成电路,如下图所示:
;(2)由图象可知,当湿度为80%时,湿敏电阻Rx=20Ω,
∵串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
∴电路中的电流:
I=
=
=0.1A,
电压表的示数:
U0=IR0=0.1A×10Ω=1V,
∵电压表的示数随湿度的增大而增大,
∴电压表的示数大于1V时,即可认为婴儿已将被子踢开;(3)∵电子发声器两端电压超过设定值时才会报警,即温度降低时电子发声器两端电压增大,
∴电子发声器应并联在R0两端.
电路二:(1)根据题意可知电压表的示数随湿度的变化而变化,则定值电阻R0与湿敏电阻应串联,
由图象可知,当湿敏电阻的湿度增大时,其阻值减小,电路中的总电阻减小,
∵I=
,
∴电路中的电流增大,定值电阻两端的电压增大,
∵串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
∴湿敏电阻两端的电压减小,
由以上可知,电压表并联在R0两端时,电压表的示数会随湿度的增大而增大,然后各电路元件串联组成电路,如下图所示:
;(2)由图象可知,温度为20℃时,热敏电阻Rx=20Ω,
∵串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
∴电路中的电流:
I=
=
=0.1A,
电压表的示数:
U0=IR0=0.1A×10Ω=1V,
∵电压表的示数随温度的升高而增大,
∴电压表的示数大于1V时,即可认为婴儿已尿床;(3)∵电子发声器两端电压超过设定值时才会报警,即湿度增大时电子发声器两端电压增大,
∴电子发声器应并联在R0两端.
所以答案是:(两个电路中的任意一个均可)(1)如上图所示;(2)大于;1;(3)R0 .