Question

【題目】智能家居為我們的生活提供了很多便利。香茗家新購(gòu)置了一臺(tái)mini智能空氣加濕器，如圖甲所示，R1、R2為發(fā)熱電阻，且R2＝3R1，U1＝U2＝5V，S為旋轉(zhuǎn)型開(kāi)關(guān)，1、2、3、4為觸點(diǎn)，通過(guò)旋轉(zhuǎn)開(kāi)關(guān)S可實(shí)現(xiàn)“關(guān)”、“低擋”和“高擋”之間的轉(zhuǎn)換，其高擋發(fā)熱功率為2W．

（1）香茗與mini“對(duì)話(huà)”，即可實(shí)現(xiàn)對(duì)其功能的操作。Mini將香茗的聲音的聲信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，這與_____的原理相同（選填“發(fā)電機(jī)”或“電動(dòng)機(jī)”）。

（2）低擋模式時(shí)，mini工作電路中的電流是多少________？

（3）Mini具有智能斷電功能，當(dāng)水量偏低時(shí)會(huì)自動(dòng)切斷電源，防止干燒�？刂齐娐分�，R0＝60Ω，R為壓敏電阻，其阻值隨壓力的變化關(guān)系如圖所示。當(dāng)控制電路中的電流達(dá)到50mA時(shí)，銜鐵才會(huì)吸合，工作電路接通。請(qǐng)通過(guò)計(jì)算說(shuō)明，mini工作時(shí)至少需要加水多少千克____________？（g＝10N/kg）

Answer 1

【答案】發(fā)電機(jī) 0.1A 0.02kg

【解析】

電磁感應(yīng)：閉合電路的部分導(dǎo)體在磁場(chǎng)中做切割磁感線(xiàn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，導(dǎo)體中就會(huì)產(chǎn)生電流，發(fā)電機(jī)就是根據(jù)這一原理制成的；當(dāng)開(kāi)關(guān)S接3、4時(shí)，電路為R1的簡(jiǎn)單電路，加濕器處于高檔，根據(jù) 求出R1的阻值；當(dāng)開(kāi)關(guān)S接2、3時(shí)，R1、R2串聯(lián)，加濕器處于低檔，根據(jù)電阻的串聯(lián)和歐姆定律求出mini工作電路中的電流；由題意可知，當(dāng)電流為50mA時(shí)，根據(jù)歐姆定律求出此時(shí)控制電路的總電阻，根據(jù)電阻的串聯(lián)求出壓敏電阻的阻值，由圖象可知壓敏電阻受到的壓力，壓敏電阻受到的壓力是由水的重力產(chǎn)生的，則可求出水的重力，根據(jù)F＝G＝mg求出所加水的最小質(zhì)量。

（1）香茗與mini“對(duì)話(huà)”，聲音使膜片振動(dòng)，使線(xiàn)圈在磁場(chǎng)中做切割磁感線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生感應(yīng)電流，即將人的聲音信號(hào)轉(zhuǎn)化為電流信號(hào)，這是電磁感應(yīng)現(xiàn)象，與發(fā)電機(jī)的原理相同；

（2）當(dāng)開(kāi)關(guān)S接3、4時(shí)，電路為R1的簡(jiǎn)單電路，加濕器處于高檔，由可得，R1的阻值： ，當(dāng)開(kāi)關(guān)S接2、3時(shí)，R1、R2串聯(lián)，加濕器處于低檔，因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，所以mini工作電路中的電流：

；

（3）由題意可知，當(dāng)電流為50mA時(shí)，此時(shí)控制電路的總電阻： ，

則壓敏電阻的阻值：，

由圖可知，當(dāng)R＝40Ω時(shí)，壓敏電阻受到的壓力F＝0.2N，壓敏電阻受到的壓力是由水的重力產(chǎn)生的，則水的重力： ，

由 可得所加水的最少質(zhì)量： .