Question

【題目】智能家居為我們的生活提供了很多便利。香茗家新購置了一臺mini智能空氣加濕器，如圖甲所示，R1、R2為發熱電阻，且R2＝3R1，U1＝U2＝5V，S為旋轉型開關，1、2、3、4為觸點，通過旋轉開關S可實現“關”、“低擋”和“高擋”之間的轉換，其高擋發熱功率為2W．

（1）香茗與mini“對話”，即可實現對其功能的操作。Mini將香茗的聲音的聲信號轉化為電信號，這與_____的原理相同（選填“發電機”或“電動機”）。

（2）低擋模式時，mini工作電路中的電流是多少________？

（3）Mini具有智能斷電功能，當水量偏低時會自動切斷電源，防止干燒。控制電路中，R0＝60Ω，R為壓敏電阻，其阻值隨壓力的變化關系如圖所示。當控制電路中的電流達到50mA時，銜鐵才會吸合，工作電路接通。請通過計算說明，mini工作時至少需要加水多少千克____________？（g＝10N/kg）

Answer 1

【答案】發電機 0.1A 0.02kg

【解析】

電磁感應：閉合電路的部分導體在磁場中做切割磁感線運動時，導體中就會產生電流，發電機就是根據這一原理制成的；當開關S接3、4時，電路為R1的簡單電路，加濕器處于高檔，根據 求出R1的阻值；當開關S接2、3時，R1、R2串聯，加濕器處于低檔，根據電阻的串聯和歐姆定律求出mini工作電路中的電流；由題意可知，當電流為50mA時，根據歐姆定律求出此時控制電路的總電阻，根據電阻的串聯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生的，則可求出水的重力，根據F＝G＝mg求出所加水的最小質量。

（1）香茗與mini“對話”，聲音使膜片振動，使線圈在磁場中做切割磁感線運動，產生感應電流，即將人的聲音信號轉化為電流信號，這是電磁感應現象，與發電機的原理相同；

（2）當開關S接3、4時，電路為R1的簡單電路，加濕器處于高檔，由可得，R1的阻值： ，當開關S接2、3時，R1、R2串聯，加濕器處于低檔，因串聯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，當電流為50mA時，此時控制電路的總電阻： ，

則壓敏電阻的阻值：，

由圖可知，當R＝40Ω時，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生的，則水的重力： ，

由 可得所加水的最少質量： .