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【浙教版八上跨学科实践】
主题四 电路（教师版）
1．跨学科实践：设计和制作模拟调光灯
项目提出：调光灯为什么能变光 我们能否设计一个类似的能连续调节灯泡亮度的电路？
项目分析：让灯泡的亮度发生变化可以有多种方法。改变电池组中串联电池的节数会影响灯泡的亮度； 在不改变电源两端电压的情况下，在电路中接入一个滑动变阻器，就可以连续改变灯泡的亮度。
项目实施：
活动一、正确使用滑动变阻器
（1）请在图中用笔画线代替导线连接电路，要求滑动变阻器的滑片向右移动时灯泡变暗 ；
（2）滑动变阻器的铭牌上标有“20Ω、2A”字样。其中“20Ω”指的是 （填符号）两接线柱间的电阻值；
（3）根据上面的连接方式，闭合开关前，滑片P应滑到最 端（选填“A”或“B”）；
（4）在电路连接完成后闭合开关，发现灯泡立刻发出耀眼的光并很快熄灭。则实验操作中的不当之处可能是将滑动变阻器的 （填符号）两个接线柱接入了电路。
活动二、认识电位器
调光台灯通过旋转旋钮调节亮度，这个旋转旋钮是一个电位器。
（5）电位器的构造
如图是电位器的结构示意图，电阻片R的两端分别与接线端A、C相连，滑动片P的一端通过转轴O与接线端B相连，另一端与电阻片R接触良好，并能绕转轴O在电阻片R上滑动。
（6）电位器的工作原理
电位器是一个变形的滑动变阻器。通过改变连入电路中电阻片的 来改变电阻，进而改变电流，改变小灯泡的亮度。
活动三、自制一个模拟的调光灯
请选择电位器A、B、C三个接线端其中的两个连入电路中，要求顺时针旋转滑片时，灯泡变暗。
展示交流：
如图是两个同学设计的台灯调光电路，老师认为图（b）方案更好一些，理由是 。
【答案】 AB B CD 长度 见解析
【解析】（1）[1]用滑动变阻器调节灯泡的亮度，两者串联在电路中，滑片向右移动，灯泡变暗，即电路中的电流变小，则变阻器接入电路的阻值变大，其左下接线柱，即A接线柱接入电路，作图如下：
（2）[2]变阻器铭牌上的20欧，表示变阻器的最大阻值为20欧，当两个接线柱接入电路时，变阻器接入电路的阻值最大为20欧，所以20欧指的是AB两个接线柱间的阻值。
（3）[3]为了保护电路，闭合开关前，变阻器的滑片应置于阻值最大处的B端。
（4）[4]连接好电路，闭合开关，灯泡发出耀眼的光，并很快熄灭，可能是变阻器接入电路的阻值太小，电路中的电流太大造成的，所以可能是变阻器接入电路的阻值为0，即CD两个接线柱接入电路。
（6）[5]电位器在变阻过程，电阻片的材料不变，横截面积不变，改变的是长度。
[6]顺时针旋转滑片时，灯泡变暗，即电位器接入电路的阻值变大，电路中的电流变小，所以应将BC两个接线柱接入电路。作图如下：
[7]图（a）中，灯泡与电位器串联，可调节灯泡的亮度；（b）中，灯泡与电位器及一个定值电阻串联，能调节灯泡的亮度，同时可避免电位器接入电路的阻值过小，电路的电流过大时，损坏灯泡，所以（b）更好。
2.扫地机器人是智能家用电器的一种，会模拟人类大脑的思考方式，同步采集并处理传感器信息，通过定位和计算，实时构建地图并规划清扫路径，提高扫地效率.学校试用了两款扫地机器人清扫接送区相同面积的地面卫生，并对试用期间它们的工作时间进行了记录，如表。
天数 第一天 第二天 第三天 第四天 第五天 第六天
A款/分 14 13 15 13 14 16
B款/分 15 13 10 6 7 6
（1）根据表中的数据完成复式折线统计图。
（2）结合统计图，你认为哪一款扫地机器人更“智能” 你是怎样判断的
【答案】（1）如图所示；（2）B款扫地机器人更“智能”。因为从统计图中可以看出，B款扫地机器人工作时间随着天数增加总体呈下降趋势，说明它能不断优化清扫路径，提高清扫效率；而A款扫地机器人工作时间波动较小，没有明显的效率提升。
【解析】（1）绘制复式折线统计图：
首先，在横坐标上依次标注出“第一天”“第二天”“第三天”“第四天”“第五天”“第六天”。
在纵坐标上，根据数据范围（6-16）合理确定刻度，比如从0开始，间隔为2。
对于A款扫地机器人，第一天工作14分钟，就在“第一天”对应的位置，纵坐标14处描点；同理，依次对其他天数的数据进行描点，然后用线段依次连接这些点。
对于B款扫地机器人，按照同样的方法，根据其每天的工作时间数据进行描点并连线。
（2）判断哪款更“智能”：
从统计图中观察工作时间的变化情况。B款扫地机器人随着天数增加，工作时间总体呈下降趋势，说明它能逐渐优化清扫路径，提高清扫效率；而A款扫地机器人工作时间波动不大，没有明显的效率提升趋势。所以从工作时间优化角度判断，B款扫地机器人更“智能”。
故答案为；（1）如图所示；（2）B款扫地机器人更“智能”。因为从统计图中可以看出，B款扫地机器人工作时间随着天数增加总体呈下降趋势，说明它能不断优化清扫路径，提高清扫效率；而A款扫地机器人工作时间波动较小，没有明显的效率提升。
3.如图甲所示，是一款多孔智能插排.连接上网络时，插排的指示灯发光，通过手机能远程控制插座上所接入用电器的通电情况，但无论是否连接上网络，USB接口都可以正常工作。
（1）将台灯连入插排的插座上使用时，台灯和USB接口的连接方式是________。如果再接入一台电脑，电路的总电流大小会________。
（2）在插排南部的电路板上安有多个如图乙所示的电路元件，该电路元件的名称是________。该元件能用来调节电路中的电流，电流的国际基本单位是_________（填写中文名称）。
（3）以上分析利用了《了解电路》单元中的相关内容，请将该单元思维导图丙中①、②缺失的内容依次写在指定位置①_________、②__________。
（4）若插排中某连接处断开，维修时可以用电烙铁焊接断点，如图丁所示.焊接时，先用电烙铁接触固态的焊锡，电烙铁的温度应________（选填“高于”、“等于”或“低于”）固态焊锡的熔点，使焊锡________（填物态变化名称）变成液态，然后再把获得的液态焊锡液滴放至焊点处，等到冷却后电路的两个金属接头就牢牢地连接在一起了。
【答案】（1）并联；变大；（2）电阻；安培；（3）①电源；②电压；（4）高于；熔化
【解析】（1）将台灯连入插排的插座上使用时，台灯和接口的连接方式是并联。如果再接入一台电脑，因为并联电路的总电流等于各支路电流之和，故电路的总电流大小会变大。
（2）在插排南部的电路板上安有多个如图乙所示的电路元件，该电路元件的名称是电阻。该元件能用来调节电路中的电流，电流的国际基本单位是安培。
（3）以上分析利用了《了解电路》单元中的相关内容，该单元思维导图丙中①、②缺失的内容依次写在指定位置为：①电源、②电压。
（4）若插排中某连接处断开，维修时可以用电烙铁焊接断点，如图丁所示。焊接时，先用电烙铁接触固态的焊锡，电烙铁的温度应高于（便与热传递）固态焊锡的熔点，使焊锡熔化（从固态变成液态）变成液态，然后再把获得的液态焊锡液滴放至焊点处，等到冷却后电路的两个金属接头就牢牢地连接在一起了。
4．按要求作图：电动自行车的调速把手是一个滑动变阻器，它的作用是调节电动自行车的电动机的转速，以实现对电动自行车车速的控制。如图所示是电动自行车电源、开关、电动机、调速把手的结构示意图。调速把手的结构示意图中的是固定的铜片，d是一根弧形的电阻丝，e是一端固定在b上，另一端可在d上滑动的铜片。
①请将调速把手与电动机、电源连成电路；
②在虚线框内画出正确连接后的电路图。
【答案】①；②
【解析】调速把手相当于一个滑动变阻器，由题图可知，a、c是滑动变阻器电阻丝两端的接线柱，b相当于滑动变阻器的金属杆，e为滑片。 连接到电路中时需选取电阻丝a、c接线柱中的一个和b接线柱接入电路。调节和控制通过用电器的电流大小，需要调节滑动变阻器控制用电器，所以滑动变阻器要与所控制的用电器串联。实物连接如图所示：
电流从电源正极出发，依次通过电动机、滑动变阻器、开关回到电源负极，按照电流的流向，画出对应的电路图如下：
5．(1)如图所示是一种调光台灯的内部结构示意图，a、b、c是它的三个接线柱。要求：旋钮带动滑片逆时针转动时，灯泡变亮。请按要求完成该电路的连接；
(2)如图甲所示为一款带风扇的便携式台灯，台灯和风扇可以单独工作，且风扇有两挡风力（通过开关的通断来实现），图乙是其部分简化电路、请在虚线框内分别填入灯泡和电动机的电路符号；
(3)请用笔画线代替导线，根据电路图连接实物图。
【答案】(1)(2)
(3)
【解析】（1）旋钮带动滑片逆时针转动时，灯泡变亮，说明逆时针转动时滑动变阻器的阻值变小，此时应接a、b接 线柱，如下图所示：
（2）台灯和风扇可以单独工作，说明台灯和风扇是并联的；风扇有两挡风力，说明通过它的电流可变，用一个开关和定值电阻并联，开关断开时，定值电阻和电动机串联；开关闭合时，将定值电阻短路，如图所示：
（3）由电路图可知，灯泡和滑动变阻器组成串联电路，电流表测量电路的电流，电压表测量灯泡两端电压，滑动变阻器按照“一上一下”的原则连入电路，且当滑片向右移动时，电路中电流变大，如图所示：
6．小刚用如图所示的实验器材来研究调光台灯的工作原理，并连接了部分实验电路。
(1)请你用笔画线代替导线，帮小刚连接成完整的实验电路，并让开关闭合时滑动变阻器连入电路的电阻最大；
(2)另一组小红在实验过程中无论怎样移动滑片，小灯泡的亮度都不变且一直很亮，这是因为 。
(3)小强认为在电路中连入一只电流表，观察电流表是否有示数也能判断电路是否发生了断路。若按照小强的方法进行判断，电流表可以串联在这个电路中的______________。
A．电源和开关之间 B．开关和小灯泡之间
C．小灯泡和滑动变阻器之间 D．滑动变阻器和电源之间
【答案】(1)
(2)滑动变阻器接了两个上端的接线柱或滑动变阻器被短接
(3)ABCD
【解析】（1）要使开关闭合时滑动变阻器连入电路的电阻最大，应将滑片P左侧电阻丝连入电路，如下图所示：
（2）发现小灯泡的亮度都不变且一直很亮，说明电路中电流很大，电路中电阻很小，无论怎样移动滑片P，灯很亮，说明变阻器失去了变阻的作用，是因为：滑动变阻器接了两个上端的接线柱或滑动变阻器被短接。
（3）因串联电路电流只有一路径，串联电路中各处的电流相等，所以电流表可以串联在电路中任何位置，故ABCD符合题意。
7．根据要求设计电路图，并连接实物图。某医院病房内病人需要护理时，按床边的按钮开关就能及时通知护士：1号床的病人按下开关 S 1，护士值班室的灯 L1亮，电铃响；2号床的病人按下开关 S 2，护士值班室的灯 L 2亮，电铃响（实物图中，电铃上方两条黑线为接线头）。
【答案】 如答图所示。
8．如图所示是某校科技小组制作的液体密度计的工作原理图，其中空桶重1N，容积为200cm3，测量时需将桶内注满液体。电源电压恒为12V，定值电阻R0的阻值为10Ω，电压表的量程为0～3V，表盘改造后可直接显示所测液体的密度值，滑动变阻器R2标有“24Ω 0.5A”的字样，R1为压敏电阻，其阻值与所受压力F变化关系之间满足关系式R1＝150Ω﹣30Ω/N×F（R1的阻值不为0）。在桶内注满水时，桶内水重恰为2N，闭合开关S，移动R2的滑片至某个位置时，电压表的示数为1.5V。
（1）求此时电路中的电流。
（2）此时滑动变阻器R2接入电路中的阻值为多大？
（3）移动R2的滑片可以改变密度计的最大测量值（此时电压表指针满偏）。则该液体密度计的最大测量值为多少？（g取10N/kg）
【答案】（1）此时电路中的电流为0.15A；
（2）此时滑动变阻器R2接入电路中的阻值为10Ω；
（3）该液体密度计的最大测量值为1.9×103kg/m3。
【解析】（1）由图可知，R0、R1和滑动变阻器R2串联，电压表测R0两端的电压，
已知在桶内注满水，闭合S，电压表的示数为1.5V，
因串联电路各处电流相等，则由欧姆定律可知此时电路中的电流为：I＝I00.15A；
（2）根据欧姆定律可知，此时电路的总电阻为：R总80Ω，
此时压敏电阻受到的压力为：F＝G水+G桶＝2N+1N＝3N，
由题意可知，此时R1的阻值为：R1＝150Ω﹣30Ω/N×3N＝60Ω，
则根据串联电路的总电阻等于各分电阻之和可得，R2的电阻为：R2＝R总﹣R1﹣R0＝80Ω﹣60Ω﹣10Ω＝10Ω；
（3）液体的密度越大，容器中装满液体时液体越重，压敏电阻受到的压力越大，由压敏电阻的阻值与所受压力F的关系式可知，压敏电阻的阻值越小，所以液体密度计所测液体密度最大时，压敏电阻的阻值最小，由电阻的串联规律可知此时变阻器R2接入电路的阻值最大，且滑动变阻器的最大值为R2大＝24Ω，
已知此时电压表指针满偏，即R0两端的电压为3V，此时电路中的电流最大，
则电路中的最大电流为：I′＝I0′0.3A，
根据欧姆定律可知，此时电路的总电阻为：R总′40Ω，
此时压敏电阻的阻值为：R1′＝R总′﹣R0﹣R2大＝40Ω﹣10Ω﹣24Ω＝6Ω，
根据题意可知：R1′＝150Ω﹣30Ω/N×F′＝6Ω，
解得此时压敏电阻所受的压力为：F′＝4.8N，
此时液体和桶的总重力为：G总＝F′＝4.8N，
则桶内液体的最大重力为：G液＝G总﹣G桶＝4.8N﹣1N＝3.8N，
桶内装满液体时液体的体积为：V液＝V容＝200cm3，
所以液体的最大密度为：ρ液大1.9×103kg/m3。
答：（1）此时电路中的电流为0.15A；
（2）此时滑动变阻器R2接入电路中的阻值为10Ω；
（3）该液体密度计的最大测量值为1.9×103kg/m3。
9．体重超标会影响中学生身心健康，为了动态监测学生的体重情况，某班级科技创新小组设计了一台由电流表改装而成的简易体重计，其电路如图甲所示。已知电源电压恒为9V，电流表量程为0～0.6A，压敏电阻R的阻值与所受到的压力关系图像如图乙所示。闭合开关S，当体重计空载时，电路中的电流为0.18A。忽略踏板的重力，求：
（1）当体重计示数为600N时，电路中的电流。
（2）体重计所能测量的最大体重。
【答案】（1）当体重计示数为600N时，电路中的电流为0.45A。
（2）体重计所能测量的最大体重为800N。
【解析】由图甲可知，闭合开关S，定值电阻R0与压敏电阻R串联，电流表测量电路中的电流。
（1）当体重计空载时，电路中的电流为0.18A，从图中可知压敏电阻的阻值为45Ω，
由I可知总电阻：R总50Ω；
根据电阻串联的特点可知定值电阻R0的阻值：R0＝R总﹣R＝50Ω﹣45Ω＝5Ω；
由题图乙可知，当体重计示数为600N时，压敏电阻的阻值R′＝15Ω，
根据串联电路的电阻特点可知，此时电路中的总电阻：R′总＝R0+R′＝5Ω+15Ω＝20Ω，
此时电路中电流：I′0.45A；
（2）已知电流表量程为0～0.6A，当电路中的电流最大为I最大＝0.6A时，
由I可知，此时电路中的最小阻值：R小15Ω，
根据串联电路的电阻特点可知，此时压敏电阻的阻值：R″＝R小﹣R0＝15Ω﹣5Ω＝10Ω，
由题图乙可知，当压敏电阻的阻值为10Ω时，所能测量的最大体重为800N。
答：（1）当体重计示数为600N时，电路中的电流为0.45A。
（2）体重计所能测量的最大体重为800N。
10．某科技创新小组设计的体重计电路原理图如图所示，其中电源电压恒为6V，定值电阻R0为10Ω，电压表量程为3V，R是压敏电阻，R的阻值与平板受到压力F对应的部分数据如表，平板质量不计。
压力F/N 0 300 375 500 750 1500
压敏电阻R/Ω 30 25 20 15 10 5
（1）人的体重越重，电压表的示数越 　大　 （选填“大”或“小”）。
（2）体重为500N的人站在体重计上时，电压表的示数是多大？
（3）在电路安全的情况下，体重计能称量的最大值是多少牛？
（4）若想提高称量的最大值，在不改变电压表量程的情况下，写出可采取的一条措施。
【答案】（1）大；（2）电压表的示数是2.4V；（3）体重计能称量的最大值是750N；
（4）减小电源电压。
【解析】（1）由图可知，压敏电阻R和定值电阻R0串联接入电路，电压表与定值电阻R0并联，测量定值电阻R0两端的电压。体重越大，对压敏电阻的压力越大，由表格数据可知，压力越大，压敏电阻的阻值越小，电路的总电阻越小，由欧姆定律可知电路中的电流越大，由U＝IR可知R0两端的电压越大，即电压表示数越大；
（2）由表格可知，当体重为500N的人站在体重计上时，压敏电阻的阻值为15Ω时，
电路中的电流为I0.24A，
R0两端的电压即电压表的示数为U0＝IR0＝0.24A×10Ω＝2.4V，
（3）当电压表示数最大，即R0两端的电压最大为3V时，压敏电阻两端的电压最小，
且为：U小＝U﹣U0大＝6V﹣3V＝3V，即压敏电阻和定值电阻分担电压相等，
根据串联电路分压特点可知，压敏电阻的阻值也为10Ω，
由表格可知，此时压力为750N，即体重计的最大称量值为750N；
（4）在不改变电压表量程的情况下，即电压表示数最大为3V不变，由欧姆定律可知，若保持R0的阻值不变，则电路中的最大电流不变，若要提高称量的最大值，则压敏电阻受到的压力变大，它的阻值变小，电路的总电阻变小，根据欧姆定律可知，要保持电路中的最大电流不变，应减小电源电压。
11．为缓解交通拥堵，台州市近年来新建了多条高架路。高架路有一定的承重极限，超过50吨的车辆禁止驶入高架路。图甲是某款载重检测仪的简化电路图，电源电压为10伏且保持不变，R1为力敏电阻，它的阻值随压力的变化的关系如图乙所示。
（1）检测前通过调节滑动变阻器R2使电压表的示数为8伏，请计算此时电流表的示数。
（2）管理员可通过观察电流表的示数来直接判断被检车辆能否驶入高架路。检测时保持R2的滑片位置不变，请计算电流表示数不超过多少安时，车辆可以驶入高架路。
【答案】（1）检测前通过调节滑动变阻器R2使电压表的示数为8伏，此时电流表的示数为0.2A。
（2）电流表示数不超过0.4安时，车辆可以驶入高架路。
【解析】（1）检测前力敏电阻的压力为0，根据乙图可知，此时R1＝40Ω；
则由欧姆定律可得，此时电流表的示数为：I＝I10.2A；
（2）根据甲图可知，力敏电阻和变阻器R2串联，电压表测R1的电压。
当电压表的示数为8V时，根据串联电路电压规律可得，R2的电压为：U2＝U﹣U1＝10V﹣8V＝2V；
根据欧姆定律可得，此时R2接入的阻值：R2；
车辆质量为m＝50t＝5×104kg时，车辆所受重G＝mg＝5×104kg×10N/kg＝5×105N，
车辆对力敏电阻的压力为：F＝G＝5×105N，
由图乙可知，力敏电阻的阻值为15Ω，由串联电路电阻规律和欧姆定律可得，此时电流表的示数为：
；
则电流表示数不超过0.4安时，车辆能驶入高架路。
12．温州地区常受台风侵袭，为测量风速，小明设计了一台简易风速仪，其工作原理如图甲所示。装有挡风板和滑片P的轻质滑块与轻质弹簧套在滑杆MN上，弹簧左端固定，右端与滑块相连。挡风板的挡风面积为0.2m2，均匀电阻丝AB长为20cm，阻值为25Ω，电源电压U0恒为6V，保护电阻R0为35Ω，电压表量程0～3伏。弹簧弹力F与弹簧长度改变量x的关系如图乙所示。无风时，滑片P在A处，有风时，滑块移动，稳定后读出电压表示数，计算并查阅如表数据可知风速及风级。
风级 一级 二级 三级 四级 五级 六级
风速v（米/秒） 0.3～1.5 1.6～3.3 3.4～5.4 5.5～7.9 8.0～10.7 10.8～13.8
风压p（帕） 0.055～1.4 1.6～6.8 7.2～18 18.9～39 40～72 72.9～119
表中风压p是指与风向垂直的受风面上单位面积增加的压力（即单位面积受到的风力）。测量时保证风垂直吹在挡风板上，不计一切摩擦阻力。
（1）随风速增大时，电路中的电流 　不变　 。
（2）当电压表示数U为1伏时，风速仪所测的风为几级？
（3）小明想在风速仪的电压表上直接标出风速，查阅资料后获知该挡风板所受的风力与风速的平方成正比。经计算，他画出了风速v与电压表示数U的关系曲线，如图丙所示。后因保护电阻R0损坏，他将其换成了阻值为7欧的电阻，请你在图丙坐标系中大致画出更换电阻后的风速v与电压表示数U的关系曲线，请列式计算出所能测量的最大风速，并在曲线上标出所能测量的最大风速的对应点Q。
【答案】（1）不变；
（2）当电压表示数U为1伏时，风速仪所测的风为四级；
（3）如上图所示。
【解析】
（1）因电压表接在滑片上且电压表在电路中相当于断路，所以，电流要流经全部电阻丝，在滑片P左移的过程中，始终是全部电阻丝与电阻R0串联，所以电路的总电阻不变，由于电源电压不变，根据I可知电路中的电流不变；
（2）由图知，电压表测滑片以右电阻丝的电压，
根据串联电阻的规律和欧姆定律可得，电路中的电流为：
I0.1A，
当电压表示数U为1伏时，由欧姆定律可得，AP段电阻丝的阻值：
RAP10Ω，
因均匀电阻丝AB长为20cm，阻值为25Ω，
故AP段电阻丝的长度：LAP10Ω＝8cm，
由图乙知，此时弹簧的弹力F＝7N，
此时风对挡风板的压强（风压）为：p35Pa；
由表知，此时风力为四级；
（3）由图丙可知，风速最大时，原来电压表最大示数为2.5V，
由欧姆定律可得，AP段电阻丝的最大电阻为：
R′AP25Ω，
因均匀电阻丝AB长为20cm，阻值为25Ω，故弹簧的压缩长度为20cm，
由图乙知，此时弹力F′＝14N7N＝17.5N；
若换成了阻值为7欧的电阻，电路中的电流：
I′0.1875A，
因电压表量程为0～3V，故电压表最大示数为3V，
由欧姆定律可得，AP的最大电阻为：
RAP″16Ω，
此时AP段电阻丝的长度：LAP′16Ω＝12.8cm，
弹簧弹力F与弹簧长度改变量x的关系为过原点的直线，由图乙可知F与x的关系为FN/cm×x，
则当L′AP＝12.8cm，弹簧的弹力F′N/cm×12.8cm＝11.2N；
因该挡风板所受的风力与风速的平方成正比，
故有：，
解得此时的最大风速：v＝0.8v大，
即：U＝3V时，v＝0.8v大，可在图象中描出Q点，
此时风速v与电压表示数U的大致关系曲线，如下面红色曲线所示：
13．某科技小组设计了一个监测水位的装置。其原理如图甲，电路中电源电压保持不变，R0为定值电阻，AP与R组成滑动变阻器（最大阻值60Ω），浮子可带动金属滑杆AP在竖直方向上下移动。当水位上升时，浮子和金属滑杆AP一起向上滑动，当电压表的示数达到某一数值时提醒监测员水位达到警戒值。R接入电路的阻值随水位的变化关系如图乙，电路工作时电压表与电流表示数变化关系如图丙。求：
（1）当滑片P置于最下端时，电流表示数为0.1A，则电压表示数为多少？
（2）电源电压和R0的阻值。
（3）当电压表的示数为3V时，报警装置发出警报，则警戒水位为多少米？
【答案】（1）当滑片P置于最下端时，电流表示数为0.1A，电压表示数为6V；
（2）电源电压为9V，R0的阻值为30Ω；
（3）当电压表的示数为3V时，报警装置发出警报，警戒水位为190m。
【解析】（1）闭合开关，两电阻串联接入电路，电压表测滑动变阻器两端的电压，电流表测通过电路的电流，
当滑片P置于最下端时，滑动变阻器接入电路最大阻值，电流表示数为0.1A，则电压表示数为：UP＝IRP＝0.1A×60Ω＝6V；
（2）当滑动变阻器接入电路的电阻为0时，电路为定值电阻的简单电路，根据欧姆定律可知此时通过电路的电流最大，由丙图可知通过电路的最大电流为0.3A，
根据欧姆定律可得电源电压：U＝IR0＝0.3A×R0﹣﹣﹣﹣﹣﹣①，
因串联电路总电压等于各部分电压之和，通过电路的电流为0.1A时，根据欧姆定律可得电源电压：U＝UP+I′R0＝6V+0.1A×R0﹣﹣﹣﹣﹣﹣②，
联立①②可得：R0＝30Ω，U＝9V；
（3）当电压表的示数为3V时，定值电阻两端的电压：U0＝U﹣UP′＝9V﹣3V＝6V，
此时通过定值电阻的电流：I00.2A，
串联电路各处电流相等，此时滑动变阻器接入电路的阻值：RP′15Ω，
由乙图可知滑动变阻器的长度为195m﹣175m，滑片位于最下端时水位的高度为175m，
，浮子上升的距离：ΔL（195m﹣175m）＝15m，则此时的警戒水位为175m+15m＝190m。
14．校项目化学习小组进行如下活动：
【选择项目】设计一种电子量角器（如图甲）。
【制定计划】把同种材料制成的粗细均匀的电阻丝AB弯成半圆形，O为圆心，OP为能够绕圆心转动的金属滑片（OP的阻值忽略不计），P与AB接触良好，OA与OP的夹角为θ，电阻丝AB的阻值为20Ω（如图甲）。
【分析设计】将制作好的电子量角器接入电路，如图乙所示，电源电压U＝6V恒定，R0＝20Ω，原电压表量程为0﹣3V。转动滑片OP，电表的示数随之改变，多次用对应的角度θ替换原电压表刻度盘上的电压值即完成了对电压表的改造。
【实施项目】当转动OP使角θ为90°时，原电压表的示数为 　 　 。
【检查评估】能否去掉电路中的R0，请判断并说明理由 　 　 。
【总结分享】求当电流表读数为0.25A时，改造后的电压表指针所指的刻度值（写出完整的计算过程）。
【产品迭代】小宁发现改造后的刻度盘不均匀，请你在图丙的基础上帮他重新设计电路，使得角度在电压表的刻度盘上能分布均匀，并解释这样设计的科学依据 　 　 。
【答案】【实施项目】2V。
【检查评估】不能；定值电阻串联在电路中，能防止电路中的电流过大，能防止电压表的示数超过其量程，起保护电路的作用。
【总结分享】当电流表读数为0.25A时，改造后的电压表指针所指的刻度值36°。
【产品迭代】图见解答；电压表上标注的刻度要均匀，由UV＝IR可知电压表示数UV与电阻丝接入电路的电阻R成正比，则电路中的电流不变，所以AB间的电阻丝应全部接入电路。
【解析】（1）由图知，当转动OP使角θ为90°时，电阻丝AB的一半和定值电阻串联接入电路，电压表测这段电阻丝两端的电压，
此时电阻丝接入电路的电阻：R20Ω＝10Ω，
根据电阻的串联和欧姆定律可得此时电路中的电流：I0.2A，
此时电压表的示数：UV＝IR＝0.2A×10Ω＝2V；
（2）若去掉电路中的定值电阻R0，当电阻丝接入电路的电阻为0时，电源被短路；当电阻丝接入电路的电阻越大时，电阻丝两端的电压越大，且电压表所测的最大电压3V小于电源电压6V，此时又会损坏电压表，所以不能去掉电路中的R0，即：定值电阻串联在电路中，能防止电路中的电流过大，能防止电压表的示数超过其量程，起保护电路的作用；
（3）当电流表读数为0.25A时，电路的总电阻：R总′24Ω，
由串联电路的电阻特点可得此时电阻丝接入电路的电阻：R′＝R总′﹣R0＝24Ω﹣20Ω＝4Ω，
因为电阻丝接入电路的电阻越大，所测的角度越大，且电阻丝接入电路的电阻最大为20Ω时，所测角度最大为180°，
则此时改造后的电压表指针所指的刻度值：36°；
（4）由题知，电压表上标注的刻度要均匀，由UV＝IR可知电压表示数UV与电阻丝接入电路的电阻R成正比，则电路中的电流不变，所以AB间的电阻丝应全部接入电路，又因电子量角器角度增大时，电压表示数增大，所以电压表应并联接在A、O两点间，如下图所示：
故答案为：【实施项目】2V。
【检查评估】不能；定值电阻串联在电路中，能防止电路中的电流过大，能防止电压表的示数超过其量程，起保护电路的作用。
【总结分享】当电流表读数为0.25A时，改造后的电压表指针所指的刻度值36°。
【产品迭代】图见解答；电压表上标注的刻度要均匀，由UV＝IR可知电压表示数UV与电阻丝接入电路的电阻R成正比，则电路中的电流不变，所以AB间的电阻丝应全部接入电路。
15．空气质量指数是确保碧水蓝天的重要指标。图甲所示是某工业园设置的监测园区空气质量指数的仪器，其电路原理简图如图乙，用电流表显示空气质量指数，警报器（电压表改装）两端电压U0≥2V时会发出警报声，警示空气质量指数不达标。其中电源电压U为6V恒定不变，定值电阻R0＝5Ω，气敏电阻R的阻值与空气质量指数K的关系如图丙所示。
（1）气敏电阻R的阻值随空气质量指数K的增大而 　 　 。
（2）当电路中电流为0.2A时，空气质量指数K为多少？
（3）空气质量指数K达多少时，会触发警报器发出警报？
（4）若园区提高环保等级，要求空气质量指数K达100时就触发警报。为了达到这一标准，应增加一个定值电阻R1改装电路。请你在图丁中补全改装后的电路，并通过计算求解R1的阻值为多少Ω。（若结果不能整除，保留一位小数）
【答案】（1）减小；
（2）当电路中电流为0.2A时，空气质量指数K为50；
（3）空气质量指数K为200时，会触发警报器发出警报；
（4）为了达到新标准，在图丁中补全改装后的电路见解答图，在图1中R1的阻值为7.5Ω，在图2中R1的阻值约为16.7Ω。
【解析】（1）由图丙可知，气敏电阻R的阻值随空气质量指数K的增大而减小；
（2）由图乙可知，R与R0串联，电流表测电路中的电流，电压表测R0两端电压，当电路中电流为0.2A时，根据欧姆定律可得，R0两端电压：U0＝IR0＝0.2A×5Ω＝1V，
根据串联电路的电压规律可得，R两端电压：UR＝U总﹣U0＝6V﹣1V＝5V，
R的阻值：R50Ω，
由图丙可知此时空气质量指数K为50；
（3）由题意可知，当警报器发出警报时，警报器两端电压U'0＝2V，
则此时电流为I'0.4A，
R两端电压U'R＝U总﹣U'0＝6V﹣2V＝4V，
R的阻值：R10Ω，
由图丙可知此时空气质量指数K为200；
（4）方法一：改装后的电路图如图1，R1与R0串联，
由图丙可知当空气质量指数K为100时，R＝25Ω，
触发警报时，警报器两端电压U警＝2V，则R两端电压仍为U'R＝4V，
电路中的电流：I'0.16A，
R1与R0的总电阻：R总12.5Ω，
R1的电阻：R1＝R总﹣R0＝12.5Ω﹣5Ω＝7.5Ω；
方法二：改装后的电路图如图2，R1与R0并联。
由图丙可知当空气质量指数K为100时，R＝25Ω；
触发警报时，警报器两端电压U'0＝2V，则通过R0的电流仍为I0＝0.4A，
即R1和R0的总电流I总＝I0＝0.4A，
通过R的电流：I0.16A，
所以通过R1的电流：I1＝I总﹣I＝0.4A﹣0.16A＝0.24A，
R1的电阻：R116.7Ω。
16．项目学习小组利用如图甲电路将电流表改装成一个“数字显示”温度计（如图丙），其中Rt为热敏电阻，其电阻随温度变化如图乙所示。其制作过程如下：
步骤一：将图甲中滑动变阻器的滑片P移到b端，闭合S1、S2，移动滑片P使电流表满偏，此时滑动变阻器的阻值标注为Rp之后保持滑片P位置不再移动。
步骤二：断开S1、S2向容器中加入适量沸水（标准大气压下），只闭合S1并记录电流值，接着观察温度计，记录示数每下降5℃时温度t和对应的电流I。
步骤三：根据记录的t和I，重新绘制电流表的表盘，改装成温度表。
（1）当温度降低时，热敏电阻的阻值将 　 　 。
（2）已知电源电压为30V，选用的电流表量程为0～0.6A，求水温52℃对应电流表表盘的电流表示数。（写出计算过程）
（3）当容器中水温为100℃和80℃时，在图丙中标出的两个温度的刻度间距记为ΔL1同理，将20℃和40℃对应温度的刻度间距记为ΔL2，请比较ΔL1和ΔL2的大小关系：　 　 。
【答案】（1）增大；
（2）水温52℃对应电流表表盘的电流表示数0.4A；
（3）ΔL1＜ΔL2。
【解析】（1）根据乙图知，当温度降低时，热敏电阻的阻值将变大；
（2）闭合S1、S2，移动滑片P使电流表满偏，此时Rp50Ω；
水温52℃时，Rt＝25Ω，此时总电阻R＝Rp+Rt＝50Ω+25Ω＝75Ω；
此时电流I0.4A；
（3）水温100℃时，Rt1＝5Ω，此时总电阻R1＝Rp+Rt＝50Ω+5Ω＝55Ω；
此时电流I10.545A；
水温80℃时，Rt2＝10Ω，此时总电阻R2＝Rp+Rt2＝50Ω+10Ω＝65Ω；
此时电流I'10.46A；
ΔL1＝I1﹣I'1＝0.545A﹣0.46A＝0.08A；
当水温40℃时，Rt3＝35Ω，此时总电阻R3＝Rp+Rt3＝50Ω+35Ω＝85Ω；
此时电流I20.35A；
当水温20℃时，Rt4＝65Ω，此时总电阻R4＝Rp+Rt3＝50Ω+65Ω＝115Ω；
此时电流I'20.26A；
ΔL2＝I2﹣I'2＝0.35A﹣0.26A＝0.09A，故ΔL1＜ΔL2。
17．某STEM小组同学展示了一款“垃圾分类机器人”（如图甲），机器人的机械手捡起不同“垃圾样品”时，会通过手上的探针检测样品的电阻大小，机器人根据样品电阻大小识别并显示垃圾类别，投入到相应的垃圾桶（如图乙）。检测电路如图丙所示，电源电压U为1.5伏，定值电阻R1阻值为10欧，电压表量程为0～3伏，“垃圾样品”电阻参考值如表：
垃圾类别 垃圾样品电阻值/Ω
可回收垃圾 ＜10
餐厨垃圾 10～30
有害垃圾 30～50
其他垃圾 ＞50
（1）机器人在某“垃圾样品”上取样检测时，检测电路中电压表示数为1伏，则该“垃圾样品”会被投入图乙中的 　 　 垃圾桶。
（2）检测时，根据电压表指针的偏转角度来判断垃圾样品的类别。老师提出：测量相同样品时，电压表的偏转角度应尽量大一些。对此两位同学分别提出了改进建议。A同学：增大定值电阻R1的阻值；B同学：适当增大电源电压。对以上两项建议你觉得可行的是 　 　 （选填“A”或“B”或“A和B”）。
【答案】（1）可回收； （2）A和B。
【解析】（1）检测电路中电压表示数为1V，根据欧姆定律可知电路的电流为I0.1A，
垃圾样品电阻值R5Ω＜10Ω，
由表中数据可知，该“垃圾样品”会被投入图乙中的可回收垃圾桶；
（2）在电源电压不变时，适当增大定值电阻R1的阻值，由串联分压可知电压表的示数会变大；适当增大电源电压，可以增大电压表的示数，故A和B都可行。
18．小明想对小区路灯进行自动化管理，设计电路如下图所示。其中光控开关的工作原理是：闭合开关S1，当光照度降低时，光敏电阻R2的阻值增大，其两端电压也随之变大，当电压达到3伏时，开关S2就自动连接ac，使路灯L点亮。反之，当光照度增强到一定值时，开关S2就会自动连接ab，使路灯L熄灭。
光照度（勒克斯） 10 15 20 23 30
光敏电阻R2阻值（Ω） 30 20 15 12 10
（1）光敏电阻R2的阻值与光照度之间的关系如上表所示。控制电路的电源电压为4.5伏，当光照度为15勒克斯时，光敏电阻R2两端的电压等于3伏，请计算定值电阻R1的阻值。
（2）控制电路中的电池组在使用一段时间后电压会下降，需要定期更换，否则会导致路灯比平常天色更暗些才能点亮。请说明理由：　 　 。
【答案】（1）定值电阻R1的阻值是10Ω；
（2）因为电池组电压下降会导致光敏电阻两端电压下降，串联电路中R1阻值不变，要使光敏电阻R2两端电压达到3伏，光敏电阻R2的阻值应增大，所以要在光照度更小，即天色更暗时才能实现路灯的点亮。
【解析】（1）查表可知，当光照度为15勒克斯时，光敏电阻R2的阻值为20Ω，
电路电流为I0.15A，
定值电阻两端电压为U1＝U﹣U2＝4.5V﹣3V＝1.5V，
定值电阻阻值为R110Ω；
（2）因为电池组电压下降会导致光敏电阻两端电压下降，串联电路中R1阻值不变，要使光敏电阻R2两端电压达到3伏，根据串联电路的分压原理可知，光敏电阻R2的阻值应增大，所以要在光照度更小，即天色更暗时才能实现路灯的点亮。
故答案为：（1）定值电阻R1的阻值是10Ω；
（2）因为电池组电压下降会导致光敏电阻两端电压下降，串联电路中R1阻值不变，要使光敏电阻R2两端电压达到3伏，光敏电阻R2的阻值应增大，所以要在光照度更小，即天色更暗时才能实现路灯的点亮。
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【浙教版八上跨学科实践】
主题四 电路（教师版）
1．跨学科实践：设计和制作模拟调光灯
项目提出：调光灯为什么能变光 我们能否设计一个类似的能连续调节灯泡亮度的电路？
项目分析：让灯泡的亮度发生变化可以有多种方法。改变电池组中串联电池的节数会影响灯泡的亮度； 在不改变电源两端电压的情况下，在电路中接入一个滑动变阻器，就可以连续改变灯泡的亮度。
项目实施：
活动一、正确使用滑动变阻器
（1）请在图中用笔画线代替导线连接电路，要求滑动变阻器的滑片向右移动时灯泡变暗 ；
（2）滑动变阻器的铭牌上标有“20Ω、2A”字样。其中“20Ω”指的是 （填符号）两接线柱间的电阻值；
（3）根据上面的连接方式，闭合开关前，滑片P应滑到最 端（选填“A”或“B”）；
（4）在电路连接完成后闭合开关，发现灯泡立刻发出耀眼的光并很快熄灭。则实验操作中的不当之处可能是将滑动变阻器的 （填符号）两个接线柱接入了电路。
活动二、认识电位器
调光台灯通过旋转旋钮调节亮度，这个旋转旋钮是一个电位器。
（5）电位器的构造
如图是电位器的结构示意图，电阻片R的两端分别与接线端A、C相连，滑动片P的一端通过转轴O与接线端B相连，另一端与电阻片R接触良好，并能绕转轴O在电阻片R上滑动。
（6）电位器的工作原理
电位器是一个变形的滑动变阻器。通过改变连入电路中电阻片的 来改变电阻，进而改变电流，改变小灯泡的亮度。
活动三、自制一个模拟的调光灯
请选择电位器A、B、C三个接线端其中的两个连入电路中，要求顺时针旋转滑片时，灯泡变暗。
展示交流：
如图是两个同学设计的台灯调光电路，老师认为图（b）方案更好一些，理由是 。
2.扫地机器人是智能家用电器的一种，会模拟人类大脑的思考方式，同步采集并处理传感器信息，通过定位和计算，实时构建地图并规划清扫路径，提高扫地效率.学校试用了两款扫地机器人清扫接送区相同面积的地面卫生，并对试用期间它们的工作时间进行了记录，如表。
天数 第一天 第二天 第三天 第四天 第五天 第六天
A款/分 14 13 15 13 14 16
B款/分 15 13 10 6 7 6
（1）根据表中的数据完成复式折线统计图。
（2）结合统计图，你认为哪一款扫地机器人更“智能” 你是怎样判断的
3.如图甲所示，是一款多孔智能插排.连接上网络时，插排的指示灯发光，通过手机能远程控制插座上所接入用电器的通电情况，但无论是否连接上网络，USB接口都可以正常工作。
（1）将台灯连入插排的插座上使用时，台灯和USB接口的连接方式是________。如果再接入一台电脑，电路的总电流大小会________。
（2）在插排南部的电路板上安有多个如图乙所示的电路元件，该电路元件的名称是________。该元件能用来调节电路中的电流，电流的国际基本单位是_________（填写中文名称）。
（3）以上分析利用了《了解电路》单元中的相关内容，请将该单元思维导图丙中①、②缺失的内容依次写在指定位置①_________、②__________。
（4）若插排中某连接处断开，维修时可以用电烙铁焊接断点，如图丁所示.焊接时，先用电烙铁接触固态的焊锡，电烙铁的温度应________（选填“高于”、“等于”或“低于”）固态焊锡的熔点，使焊锡________（填物态变化名称）变成液态，然后再把获得的液态焊锡液滴放至焊点处，等到冷却后电路的两个金属接头就牢牢地连接在一起了。
4．按要求作图：电动自行车的调速把手是一个滑动变阻器，它的作用是调节电动自行车的电动机的转速，以实现对电动自行车车速的控制。如图所示是电动自行车电源、开关、电动机、调速把手的结构示意图。调速把手的结构示意图中的是固定的铜片，d是一根弧形的电阻丝，e是一端固定在b上，另一端可在d上滑动的铜片。
①请将调速把手与电动机、电源连成电路；
②在虚线框内画出正确连接后的电路图。
5．(1)如图所示是一种调光台灯的内部结构示意图，a、b、c是它的三个接线柱。要求：旋钮带动滑片逆时针转动时，灯泡变亮。请按要求完成该电路的连接；
(2)如图甲所示为一款带风扇的便携式台灯，台灯和风扇可以单独工作，且风扇有两挡风力（通过开关的通断来实现），图乙是其部分简化电路、请在虚线框内分别填入灯泡和电动机的电路符号；
(3)请用笔画线代替导线，根据电路图连接实物图。
6．小刚用如图所示的实验器材来研究调光台灯的工作原理，并连接了部分实验电路。
(1)请你用笔画线代替导线，帮小刚连接成完整的实验电路，并让开关闭合时滑动变阻器连入电路的电阻最大；
(2)另一组小红在实验过程中无论怎样移动滑片，小灯泡的亮度都不变且一直很亮，这是因为 。
(3)小强认为在电路中连入一只电流表，观察电流表是否有示数也能判断电路是否发生了断路。若按照小强的方法进行判断，电流表可以串联在这个电路中的______________。
A．电源和开关之间 B．开关和小灯泡之间
C．小灯泡和滑动变阻器之间 D．滑动变阻器和电源之间
7．根据要求设计电路图，并连接实物图。某医院病房内病人需要护理时，按床边的按钮开关就能及时通知护士：1号床的病人按下开关 S 1，护士值班室的灯 L1亮，电铃响；2号床的病人按下开关 S 2，护士值班室的灯 L 2亮，电铃响（实物图中，电铃上方两条黑线为接线头）。
8．如图所示是某校科技小组制作的液体密度计的工作原理图，其中空桶重1N，容积为200cm3，测量时需将桶内注满液体。电源电压恒为12V，定值电阻R0的阻值为10Ω，电压表的量程为0～3V，表盘改造后可直接显示所测液体的密度值，滑动变阻器R2标有“24Ω 0.5A”的字样，R1为压敏电阻，其阻值与所受压力F变化关系之间满足关系式R1＝150Ω﹣30Ω/N×F（R1的阻值不为0）。在桶内注满水时，桶内水重恰为2N，闭合开关S，移动R2的滑片至某个位置时，电压表的示数为1.5V。
（1）求此时电路中的电流。
（2）此时滑动变阻器R2接入电路中的阻值为多大？
（3）移动R2的滑片可以改变密度计的最大测量值（此时电压表指针满偏）。则该液体密度计的最大测量值为多少？（g取10N/kg）
9．体重超标会影响中学生身心健康，为了动态监测学生的体重情况，某班级科技创新小组设计了一台由电流表改装而成的简易体重计，其电路如图甲所示。已知电源电压恒为9V，电流表量程为0～0.6A，压敏电阻R的阻值与所受到的压力关系图像如图乙所示。闭合开关S，当体重计空载时，电路中的电流为0.18A。忽略踏板的重力，求：
（1）当体重计示数为600N时，电路中的电流。
（2）体重计所能测量的最大体重。
10．某科技创新小组设计的体重计电路原理图如图所示，其中电源电压恒为6V，定值电阻R0为10Ω，电压表量程为3V，R是压敏电阻，R的阻值与平板受到压力F对应的部分数据如表，平板质量不计。
压力F/N 0 300 375 500 750 1500
压敏电阻R/Ω 30 25 20 15 10 5
（1）人的体重越重，电压表的示数越 　大　 （选填“大”或“小”）。
（2）体重为500N的人站在体重计上时，电压表的示数是多大？
（3）在电路安全的情况下，体重计能称量的最大值是多少牛？
（4）若想提高称量的最大值，在不改变电压表量程的情况下，写出可采取的一条措施。
11．为缓解交通拥堵，台州市近年来新建了多条高架路。高架路有一定的承重极限，超过50吨的车辆禁止驶入高架路。图甲是某款载重检测仪的简化电路图，电源电压为10伏且保持不变，R1为力敏电阻，它的阻值随压力的变化的关系如图乙所示。
（1）检测前通过调节滑动变阻器R2使电压表的示数为8伏，请计算此时电流表的示数。
（2）管理员可通过观察电流表的示数来直接判断被检车辆能否驶入高架路。检测时保持R2的滑片位置不变，请计算电流表示数不超过多少安时，车辆可以驶入高架路。
12．温州地区常受台风侵袭，为测量风速，小明设计了一台简易风速仪，其工作原理如图甲所示。装有挡风板和滑片P的轻质滑块与轻质弹簧套在滑杆MN上，弹簧左端固定，右端与滑块相连。挡风板的挡风面积为0.2m2，均匀电阻丝AB长为20cm，阻值为25Ω，电源电压U0恒为6V，保护电阻R0为35Ω，电压表量程0～3伏。弹簧弹力F与弹簧长度改变量x的关系如图乙所示。无风时，滑片P在A处，有风时，滑块移动，稳定后读出电压表示数，计算并查阅如表数据可知风速及风级。
风级 一级 二级 三级 四级 五级 六级
风速v（米/秒） 0.3～1.5 1.6～3.3 3.4～5.4 5.5～7.9 8.0～10.7 10.8～13.8
风压p（帕） 0.055～1.4 1.6～6.8 7.2～18 18.9～39 40～72 72.9～119
表中风压p是指与风向垂直的受风面上单位面积增加的压力（即单位面积受到的风力）。测量时保证风垂直吹在挡风板上，不计一切摩擦阻力。
（1）随风速增大时，电路中的电流 　不变　 。
（2）当电压表示数U为1伏时，风速仪所测的风为几级？
（3）小明想在风速仪的电压表上直接标出风速，查阅资料后获知该挡风板所受的风力与风速的平方成正比。经计算，他画出了风速v与电压表示数U的关系曲线，如图丙所示。后因保护电阻R0损坏，他将其换成了阻值为7欧的电阻，请你在图丙坐标系中大致画出更换电阻后的风速v与电压表示数U的关系曲线，请列式计算出所能测量的最大风速，并在曲线上标出所能测量的最大风速的对应点Q。
13．某科技小组设计了一个监测水位的装置。其原理如图甲，电路中电源电压保持不变，R0为定值电阻，AP与R组成滑动变阻器（最大阻值60Ω），浮子可带动金属滑杆AP在竖直方向上下移动。当水位上升时，浮子和金属滑杆AP一起向上滑动，当电压表的示数达到某一数值时提醒监测员水位达到警戒值。R接入电路的阻值随水位的变化关系如图乙，电路工作时电压表与电流表示数变化关系如图丙。求：
（1）当滑片P置于最下端时，电流表示数为0.1A，则电压表示数为多少？
（2）电源电压和R0的阻值。
（3）当电压表的示数为3V时，报警装置发出警报，则警戒水位为多少米？
14．校项目化学习小组进行如下活动：
【选择项目】设计一种电子量角器（如图甲）。
【制定计划】把同种材料制成的粗细均匀的电阻丝AB弯成半圆形，O为圆心，OP为能够绕圆心转动的金属滑片（OP的阻值忽略不计），P与AB接触良好，OA与OP的夹角为θ，电阻丝AB的阻值为20Ω（如图甲）。
【分析设计】将制作好的电子量角器接入电路，如图乙所示，电源电压U＝6V恒定，R0＝20Ω，原电压表量程为0﹣3V。转动滑片OP，电表的示数随之改变，多次用对应的角度θ替换原电压表刻度盘上的电压值即完成了对电压表的改造。
【实施项目】当转动OP使角θ为90°时，原电压表的示数为 　 　 。
【检查评估】能否去掉电路中的R0，请判断并说明理由 　 　 。
【总结分享】求当电流表读数为0.25A时，改造后的电压表指针所指的刻度值（写出完整的计算过程）。
【产品迭代】小宁发现改造后的刻度盘不均匀，请你在图丙的基础上帮他重新设计电路，使得角度在电压表的刻度盘上能分布均匀，并解释这样设计的科学依据 　 　 。
15．空气质量指数是确保碧水蓝天的重要指标。图甲所示是某工业园设置的监测园区空气质量指数的仪器，其电路原理简图如图乙，用电流表显示空气质量指数，警报器（电压表改装）两端电压U0≥2V时会发出警报声，警示空气质量指数不达标。其中电源电压U为6V恒定不变，定值电阻R0＝5Ω，气敏电阻R的阻值与空气质量指数K的关系如图丙所示。
（1）气敏电阻R的阻值随空气质量指数K的增大而 　 　 。
（2）当电路中电流为0.2A时，空气质量指数K为多少？
（3）空气质量指数K达多少时，会触发警报器发出警报？
（4）若园区提高环保等级，要求空气质量指数K达100时就触发警报。为了达到这一标准，应增加一个定值电阻R1改装电路。请你在图丁中补全改装后的电路，并通过计算求解R1的阻值为多少Ω。（若结果不能整除，保留一位小数）
16．项目学习小组利用如图甲电路将电流表改装成一个“数字显示”温度计（如图丙），其中Rt为热敏电阻，其电阻随温度变化如图乙所示。其制作过程如下：
步骤一：将图甲中滑动变阻器的滑片P移到b端，闭合S1、S2，移动滑片P使电流表满偏，此时滑动变阻器的阻值标注为Rp之后保持滑片P位置不再移动。
步骤二：断开S1、S2向容器中加入适量沸水（标准大气压下），只闭合S1并记录电流值，接着观察温度计，记录示数每下降5℃时温度t和对应的电流I。
步骤三：根据记录的t和I，重新绘制电流表的表盘，改装成温度表。
（1）当温度降低时，热敏电阻的阻值将 　 　 。
（2）已知电源电压为30V，选用的电流表量程为0～0.6A，求水温52℃对应电流表表盘的电流表示数。（写出计算过程）
（3）当容器中水温为100℃和80℃时，在图丙中标出的两个温度的刻度间距记为ΔL1同理，将20℃和40℃对应温度的刻度间距记为ΔL2，请比较ΔL1和ΔL2的大小关系：　 　 。
17．某STEM小组同学展示了一款“垃圾分类机器人”（如图甲），机器人的机械手捡起不同“垃圾样品”时，会通过手上的探针检测样品的电阻大小，机器人根据样品电阻大小识别并显示垃圾类别，投入到相应的垃圾桶（如图乙）。检测电路如图丙所示，电源电压U为1.5伏，定值电阻R1阻值为10欧，电压表量程为0～3伏，“垃圾样品”电阻参考值如表：
垃圾类别 垃圾样品电阻值/Ω
可回收垃圾 ＜10
餐厨垃圾 10～30
有害垃圾 30～50
其他垃圾 ＞50
（1）机器人在某“垃圾样品”上取样检测时，检测电路中电压表示数为1伏，则该“垃圾样品”会被投入图乙中的 　 　 垃圾桶。
（2）检测时，根据电压表指针的偏转角度来判断垃圾样品的类别。老师提出：测量相同样品时，电压表的偏转角度应尽量大一些。对此两位同学分别提出了改进建议。A同学：增大定值电阻R1的阻值；B同学：适当增大电源电压。对以上两项建议你觉得可行的是 　 　 （选填“A”或“B”或“A和B”）。
18．小明想对小区路灯进行自动化管理，设计电路如下图所示。其中光控开关的工作原理是：闭合开关S1，当光照度降低时，光敏电阻R2的阻值增大，其两端电压也随之变大，当电压达到3伏时，开关S2就自动连接ac，使路灯L点亮。反之，当光照度增强到一定值时，开关S2就会自动连接ab，使路灯L熄灭。
光照度（勒克斯） 10 15 20 23 30
光敏电阻R2阻值（Ω） 30 20 15 12 10
（1）光敏电阻R2的阻值与光照度之间的关系如上表所示。控制电路的电源电压为4.5伏，当光照度为15勒克斯时，光敏电阻R2两端的电压等于3伏，请计算定值电阻R1的阻值。
（2）控制电路中的电池组在使用一段时间后电压会下降，需要定期更换，否则会导致路灯比平常天色更暗些才能点亮。请说明理由：　 　 。
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