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6.$(4$分)如图甲所示是一款用于体温监控的测温手环,主要由温度传感模块、蓝牙模块、电源模块三个部分组成。

(1)设计电路:
①初步思路:
该小组设计了如图乙所示的电路图。
(2)功能测试:测试热敏电阻的阻值随温度变化的关系。
①经过讨论,小组设计了如图丙所示的电路,当热敏电阻感知温度变化时,测量出热敏电阻两端的电压和电路中的电流,进而计算出对应的阻值;使热敏电阻感知不同的温度,重复实验,绘制出热敏电阻$R_{1}$阻值随温度$t$的变化关系图象,如图丁所示;
②分析图象可知,人体体温在$37^{\circ}C$时,热敏电阻$R_{1}$的阻值为
③下列情况会影响手环测量人体温度准确性的是
A. 隔着衣服佩戴
B. 感冒发热时佩戴
(3)拓展实践:
该小组利用电源(电压为$6{V}$)、报警器(电阻不计)、电阻箱、热敏电阻设计并连接了如图戊所示的模拟测温报警电路,设计要求:当所测温度达到或超过$37^{\circ}C$时,报警器中的电流达到或超过$10{mA}$,系统自动报警。
①电路接通前,先将滑动变阻器滑片置于$b$端,再将电阻箱阻值调到某一值;
②将开关$ S$向$c$端闭合,移动滑动变阻器的滑片,直至报警器报警,此时滑动变阻器接入电路的电阻是
③保持滑动变阻器滑片位置不变,将开关$ S$向$d$端闭合,报警系统即可正常使用;
④使用一段时间后由于电源电压的降低,这时可将滑动变阻器的阻值适当调
(1)设计电路:
①初步思路:
该小组设计了如图乙所示的电路图。
(2)功能测试:测试热敏电阻的阻值随温度变化的关系。
①经过讨论,小组设计了如图丙所示的电路,当热敏电阻感知温度变化时,测量出热敏电阻两端的电压和电路中的电流,进而计算出对应的阻值;使热敏电阻感知不同的温度,重复实验,绘制出热敏电阻$R_{1}$阻值随温度$t$的变化关系图象,如图丁所示;
②分析图象可知,人体体温在$37^{\circ}C$时,热敏电阻$R_{1}$的阻值为
500
${\Omega}$;③下列情况会影响手环测量人体温度准确性的是
A
。A. 隔着衣服佩戴
B. 感冒发热时佩戴
(3)拓展实践:
该小组利用电源(电压为$6{V}$)、报警器(电阻不计)、电阻箱、热敏电阻设计并连接了如图戊所示的模拟测温报警电路,设计要求:当所测温度达到或超过$37^{\circ}C$时,报警器中的电流达到或超过$10{mA}$,系统自动报警。
①电路接通前,先将滑动变阻器滑片置于$b$端,再将电阻箱阻值调到某一值;
②将开关$ S$向$c$端闭合,移动滑动变阻器的滑片,直至报警器报警,此时滑动变阻器接入电路的电阻是
100
${\Omega}$;③保持滑动变阻器滑片位置不变,将开关$ S$向$d$端闭合,报警系统即可正常使用;
④使用一段时间后由于电源电压的降低,这时可将滑动变阻器的阻值适当调
小
一些。
答案:
6.
(2)②500 ③A
(3)②100 ④小
解析:
(2)②分析图象可知,人体体温在37℃时,热敏电阻$R_1$的阻值为500Ω。
③隔着衣服佩戴会使得热敏电阻感知的温度降低,影响准确性,感冒发热时佩戴,测量的是真实的温度,不影响准确性,故选A。
(3)电路接通前,先将滑动变阻器滑片置于b端,再将电阻箱阻值调到某一值;根据等效替代法,电阻箱的阻值等于37℃时热敏电阻$R_1$的阻值,为500Ω。将开关S向c端闭合,移动滑动变阻器的滑片,直至报警器报警,电流是10mA=0.01A,电路的总电阻$R = \frac{U}{I} = \frac{0.6V}{0.01A} = 600\Omega$,此时滑动变阻器接入电路的电阻$R^\prime = R - R_1 = 600\Omega - 500\Omega = 100\Omega$。使用一段时间后由于电源电压的降低,电路中的电流不变,总电阻会减小,滑动变阻器的电阻不变时,热敏电阻减小,根据图象知,报警温度将会变升高,这时可将滑动变阻器的阻值适当调小,以保证热敏电阻的阻值不变。
[考点]欧姆定律的应用;光敏、热敏、压敏等半导体电路分析。
(2)②500 ③A
(3)②100 ④小
解析:
(2)②分析图象可知,人体体温在37℃时,热敏电阻$R_1$的阻值为500Ω。
③隔着衣服佩戴会使得热敏电阻感知的温度降低,影响准确性,感冒发热时佩戴,测量的是真实的温度,不影响准确性,故选A。
(3)电路接通前,先将滑动变阻器滑片置于b端,再将电阻箱阻值调到某一值;根据等效替代法,电阻箱的阻值等于37℃时热敏电阻$R_1$的阻值,为500Ω。将开关S向c端闭合,移动滑动变阻器的滑片,直至报警器报警,电流是10mA=0.01A,电路的总电阻$R = \frac{U}{I} = \frac{0.6V}{0.01A} = 600\Omega$,此时滑动变阻器接入电路的电阻$R^\prime = R - R_1 = 600\Omega - 500\Omega = 100\Omega$。使用一段时间后由于电源电压的降低,电路中的电流不变,总电阻会减小,滑动变阻器的电阻不变时,热敏电阻减小,根据图象知,报警温度将会变升高,这时可将滑动变阻器的阻值适当调小,以保证热敏电阻的阻值不变。
[考点]欧姆定律的应用;光敏、热敏、压敏等半导体电路分析。
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