Question

【題目】某同學(xué)為學(xué)校草坪設(shè)計(jì)了一個(gè)自動(dòng)注水噴淋系統(tǒng)，其電路設(shè)計(jì)如圖甲�？刂齐娐冯娫措妷篣1=12伏，R0為定值電阻，RF為壓敏電阻，電磁鐵線圈電阻忽略不計(jì)；壓敏電阻RF放置于水箱底部（如圖乙），其阻值與壓力有關(guān)，阻值隨水位變化關(guān)系如表。工作電路包括注水系統(tǒng)和噴淋系統(tǒng)，其電源電壓U2=220伏；圓柱體水箱底面積S=0.4米2。當(dāng)水箱內(nèi)的水位上升到2米時(shí)，通過電磁鐵線圈的電流Ia=0.1安，銜鐵恰好被吸下，注水系統(tǒng)停止工作，此時(shí)電流表示數(shù)I1=1安；當(dāng)水位下降到1米時(shí)，銜鐵恰好被拉起，注水系統(tǒng)開始給水箱注水，此時(shí)電流表示數(shù)I2=2安。

水位（米）	0.25	0.50	0.75	1.00	1.25	1.50	1.75	2.00	2.25
壓敏電阻RF阻值（歐）	300	200	125	90	70	65	62	60	59

(1)當(dāng)水箱內(nèi)水位達(dá)到2米時(shí)，控制電路中壓敏電阻RF的功率為________瓦。

(2)當(dāng)水箱內(nèi)水位下降到1米時(shí)，通過電磁鐵線圈的電流Ib為多少安？

(3)已知噴淋系統(tǒng)一直給草坪噴水，每秒鐘噴水恒為0.001米3；注水系統(tǒng)工作時(shí)，每秒鐘給水箱注水恒為0.005米3。求相鄰兩次開始給水箱注水的這段時(shí)間內(nèi)，工作電路消耗的電能。

Answer 1

【答案】（1）0.6；（2）0.08安；（3）1.32×105焦

【解析】

試題分析：（1）當(dāng)水箱內(nèi)的水位上升到2米時(shí)電流為0.1安，根據(jù)表格此時(shí)RF阻值為60Ω，根據(jù)功率公式P=I2R=（0.1A）2×60Ω=0.6W；（2）當(dāng)水箱中水位為2米時(shí)，控制電路電流Ia=0.1安，RF1=60歐，此時(shí) =120歐，則R0=R總1RF1=120歐60歐=60歐，當(dāng)水箱中水位為1米時(shí)，RF2=90歐，R總2= RF2+ R0=90歐+60歐=150歐，；（3）注水系統(tǒng)從水位1米開始注水到2米，注水總體積V總=0.4米2×（2米1米）=0.4米3，需要時(shí)間為t1，根據(jù)題意： ，水位從2米下降至1米，需要的時(shí)間t2= =400秒，注水系統(tǒng)與噴淋系統(tǒng)同時(shí)工作時(shí)，工作電路電流做功W=U2I2t1=220伏×2安×100秒=4.4×104焦，噴淋系統(tǒng)單獨(dú)工作時(shí)，工作電路做功W′=U2I1t2=220伏×1安×400秒=8.8×104焦，W總= W+ W′=4.4×104焦+8.8×104焦=1.32×105焦。