Question

【題目】建設居民樓雨水蓄水系統是鎮江市海綿城市建設項目之一，讓市民不再“城市看海”.圖1是小明設計的地下蓄水池(未畫出)水位監測及排水電路: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;當電磁鐵線圈中的電流I≤0. 04 A時，鐵質開關K被釋放，當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;電磁鐵線圈電阻不計，RF的阻值隨池內水位變化關系如圖所示.

(1)當池內水位升高時，RF受到的壓力將變__________.

(2)請在如圖中接入一電壓表，要求當水位升高時電壓表示數增大.______

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

　(4)為既能調高池內最高水位，又能使池內最高與最低水位的高度差保持不變，小明采取 了減小R的調節方案.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)當池內水位升高時,根據p＝ρgh可知,水對壓敏電阻RF的壓強變大,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;根據圖2可知,當水位升高時,壓力敏感電阻的阻值會變大,由串聯分壓原理可知,RF兩端的電壓相應的會變大，所以電壓表應并聯在壓力敏感電阻的兩端，如下圖所示：

(3)根據圖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，根據串聯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，根據題意可知,當電流達到I′＝0.04A時，鐵質開關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R的阻值調小時,由于控制電路中釋放或吸上鐵質開關的電流值不變,則控制電路對應的總電阻不變,由RF＝R總R可知,RF1和RF2的阻值都會增大,所以池內最高水位也會增大,但是最高和最低水位時,RF的對應的阻值差(RF1RF2)卻保持不變，由圖象可知池內最高與最低水位的高度差△H會增大，所以此方案不可行。