搜索
2. 学校实验室开放时，同学们对手摇发电机非常感兴趣，他们想：发电机产生感应电流的大小跟哪些因素有关呢？于是他们开展了探究，以下是他们所用的发电机(如图)和实验记录表.
(1)根据设计的空白表格可知，他们准备研究发电机产生感应电流的大小与
(2)手摇发电机在发电时将
(3)手摇发电机的工作原理是
(4)将小电灯换成灵敏电流计，慢慢摇动手柄，观察到灵敏电流计的指针
(1)根据设计的空白表格可知，他们准备研究发电机产生感应电流的大小与
线圈转速
和线圈转向
是否有关.(2)手摇发电机在发电时将
机械
能转化为电能.(3)手摇发电机的工作原理是
电磁感应
.(4)将小电灯换成灵敏电流计，慢慢摇动手柄，观察到灵敏电流计的指针
左右摆动
(选填“左右摆动”或“向一侧摆动”)，这表明该发电机模型发出的电是交流电
(选填“交流电”或“直流电”).
答案：
2.
(1)线圈转速 线圈转向
(2)机械
(3)电磁感应
(4)左右摆动 交流电
(1)线圈转速 线圈转向
(2)机械
(3)电磁感应
(4)左右摆动 交流电
跨学科实践——制作大棚环境控制系统模型
知识清单
自动控制通常是通过
当堂反馈
如图所示是喜欢创造发明的小平为冬季蔬菜大棚设计的一个自动控温系统，其内部电路由控制电路和加热电路两部分组成.控制电路中，电源电压为18V且恒定不变，定值电阻$R_{0}=1.6kΩ$.$R_{1}$为热敏电阻，其阻值随环境温度变化情况如表所示.加热电路中电源电压为220V，电阻$R$是一根电热丝(阻值保持不变).闭合开关$S$后，控温系统处于温度监测状态，当控制电路中电压表的示数高于12V时，开关$S_{1}$自动闭合，电热丝发热，大棚内温度升高；当电压表的示数低于9V时，开关$S_{1}$再自动断开，电热丝停止加热，从而使大棚内始终处于适宜的温度范围内.
(1)开关$S_{1}$闭合后，加热电路中电流大小为4A，电阻$R$的阻值是多少？
(2)在控温系统的控制下，大棚内的最低温度是多少摄氏度？
(3)为了提高大棚内的最低温度，但大棚内的最高温度不能超过$30^{\circ}C$，小平打算在不更改电路其他元件和参数的情况下，仅用另一个定值电阻$R_{2}$替换$R_{0}$接入电路，则使用该方法能够使最低温度最多上升到多少摄氏度？
知识清单
自动控制通常是通过
数字化电路
实现的，其关键元件之一是传感器
.可通过咨询
、查阅资料
等途径了解各种传感器的功能和使用方法.当堂反馈
如图所示是喜欢创造发明的小平为冬季蔬菜大棚设计的一个自动控温系统，其内部电路由控制电路和加热电路两部分组成.控制电路中，电源电压为18V且恒定不变，定值电阻$R_{0}=1.6kΩ$.$R_{1}$为热敏电阻，其阻值随环境温度变化情况如表所示.加热电路中电源电压为220V，电阻$R$是一根电热丝(阻值保持不变).闭合开关$S$后，控温系统处于温度监测状态，当控制电路中电压表的示数高于12V时，开关$S_{1}$自动闭合，电热丝发热，大棚内温度升高；当电压表的示数低于9V时，开关$S_{1}$再自动断开，电热丝停止加热，从而使大棚内始终处于适宜的温度范围内.
(1)开关$S_{1}$闭合后，加热电路中电流大小为4A，电阻$R$的阻值是多少？
(2)在控温系统的控制下，大棚内的最低温度是多少摄氏度？
(3)为了提高大棚内的最低温度，但大棚内的最高温度不能超过$30^{\circ}C$，小平打算在不更改电路其他元件和参数的情况下，仅用另一个定值电阻$R_{2}$替换$R_{0}$接入电路，则使用该方法能够使最低温度最多上升到多少摄氏度？
答案：
解：
(1)电阻$R$的阻值$R=\frac{U}{I}=\frac{220V}{4A}=55\Omega$。
(2)由题图可知，定值电阻$R_{0}$与热敏电阻$R_{1}$串联，电压表测量热敏电阻$R_{1}$两端的电压，
当电压表的示数为$12V$时，定值电阻$R_{0}$两端的电压
$U_{0}=U'-U_{1}=18V-12V=6V$，
通过定值电阻$R_{0}$的电流
$I_{0}=\frac{U_{0}}{R_{0}}=\frac{6V}{1.6× 10^{3}\Omega}=3.75× 10^{-3}A$，
通过热敏电阻$R_{1}$的电流$I_{1}=I_{0}=3.75× 10^{-3}A$，
热敏电阻$R_{1}$的阻值
$R_{1}=\frac{U_{1}}{I_{1}}=\frac{12V}{3.75× 10^{-3}A}=3.2× 10^{3}\Omega=3.2k\Omega$，
由表格中的数据可知，当热敏电阻$R_{1}$的阻值为$3.2k\Omega$时，大棚内的最低温度为$18^{\circ}C$。
(3)由表格中的数据可知，当大棚内的温度为$30^{\circ}C$时，热敏电阻$R_{1}$的阻值$R_{1}'=0.8k\Omega$，此时电压表的示数为$9V$，则通过热敏电阻$R_{1}$的电流
$I_{1}'=\frac{U_{1}'}{R_{1}'}=\frac{9V}{0.8× 10^{3}\Omega}=1.125× 10^{-2}A$，
通过定值电阻$R_{2}$的电流$I_{2}=I_{1}'=1.125× 10^{-2}A$，
定值电阻$R_{2}$两端的电压$U_{2}=U'-U_{1}'=18V-9V=9V$，
定值电阻$R_{2}$的阻值$R_{2}=\frac{U_{2}}{I_{2}}=\frac{9V}{1.125× 10^{-2}A}=800\Omega$；
当电压表的示数为$12V$时，
定值电阻$R_{2}$两端的电压$U_{2}'=U'-U_{1}=18V-12V=6V$，
通过定值电阻$R_{2}$的电流$I_{2}'=\frac{U_{2}'}{R_{2}}=\frac{6V}{800\Omega}=7.5× 10^{-3}A$，
通过热敏电阻$R_{1}$的电流$I_{1}''=I_{2}'=7.5× 10^{-3}A$，
此时热敏电阻$R_{1}$的阻值
$R_{1}''=\frac{U_{1}}{I_{1}''}=\frac{12V}{7.5× 10^{-3}A}=1600\Omega=1.6k\Omega$，
由表格中的数据可知，当热敏电阻$R_{1}$的阻值是$1.6k\Omega$时，大棚内的最低温度是$26^{\circ}C$。
(1)电阻$R$的阻值$R=\frac{U}{I}=\frac{220V}{4A}=55\Omega$。
(2)由题图可知，定值电阻$R_{0}$与热敏电阻$R_{1}$串联，电压表测量热敏电阻$R_{1}$两端的电压，
当电压表的示数为$12V$时，定值电阻$R_{0}$两端的电压
$U_{0}=U'-U_{1}=18V-12V=6V$，
通过定值电阻$R_{0}$的电流
$I_{0}=\frac{U_{0}}{R_{0}}=\frac{6V}{1.6× 10^{3}\Omega}=3.75× 10^{-3}A$，
通过热敏电阻$R_{1}$的电流$I_{1}=I_{0}=3.75× 10^{-3}A$，
热敏电阻$R_{1}$的阻值
$R_{1}=\frac{U_{1}}{I_{1}}=\frac{12V}{3.75× 10^{-3}A}=3.2× 10^{3}\Omega=3.2k\Omega$，
由表格中的数据可知，当热敏电阻$R_{1}$的阻值为$3.2k\Omega$时，大棚内的最低温度为$18^{\circ}C$。
(3)由表格中的数据可知，当大棚内的温度为$30^{\circ}C$时，热敏电阻$R_{1}$的阻值$R_{1}'=0.8k\Omega$，此时电压表的示数为$9V$，则通过热敏电阻$R_{1}$的电流
$I_{1}'=\frac{U_{1}'}{R_{1}'}=\frac{9V}{0.8× 10^{3}\Omega}=1.125× 10^{-2}A$，
通过定值电阻$R_{2}$的电流$I_{2}=I_{1}'=1.125× 10^{-2}A$，
定值电阻$R_{2}$两端的电压$U_{2}=U'-U_{1}'=18V-9V=9V$，
定值电阻$R_{2}$的阻值$R_{2}=\frac{U_{2}}{I_{2}}=\frac{9V}{1.125× 10^{-2}A}=800\Omega$；
当电压表的示数为$12V$时，
定值电阻$R_{2}$两端的电压$U_{2}'=U'-U_{1}=18V-12V=6V$，
通过定值电阻$R_{2}$的电流$I_{2}'=\frac{U_{2}'}{R_{2}}=\frac{6V}{800\Omega}=7.5× 10^{-3}A$，
通过热敏电阻$R_{1}$的电流$I_{1}''=I_{2}'=7.5× 10^{-3}A$，
此时热敏电阻$R_{1}$的阻值
$R_{1}''=\frac{U_{1}}{I_{1}''}=\frac{12V}{7.5× 10^{-3}A}=1600\Omega=1.6k\Omega$，
由表格中的数据可知，当热敏电阻$R_{1}$的阻值是$1.6k\Omega$时，大棚内的最低温度是$26^{\circ}C$。
查看更多完整答案，请扫码查看
