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  • 1. (2020·温州模拟) 山山设计了一个水位报警器,如图甲所示。重为50牛的圆柱体高1米、横截面积为100厘米2。当水位上升时,与圆柱体相连的轻质硬杆对压敏电阻RF施加的压力F随水位h变化的关系如图乙所示,压敏电阻的阻值RF随压力F的变化情况如表1所示。控制电路有电磁继电器A和B,线圈的电阻不计,它们将衔铁吸下的最小电流分别为10亳安和20毫安,控制电路中的电源电压U=2伏,定值电阻R0=50欧,正常情况下工作电路中的绿灯(220V 5W) 亮起,达到水位h1和h2时,红灯(220V 5W) 和电铃(220V 15W)相应开始工作。

    表1:压敏电阻的阻值随压力的变化情况

    F/N

    5

    10

    15

    20

    25

    30

    35

    RF

    200

    150

    110

    80

    60

    50

    45

    1. (1) 结合图甲和图乙分析:当水位到达h0时,圆柱体受到的浮力为牛。
    2. (2) 请通过计算说明红灯警报水位h1的大小。
    3. (3) 当水位到达电铃警报水位h2后,电铃持续工作了5分钟,求该过程中工作电路消耗的电能。
    4. (4) 若要适度提高电铃警报水位h2但不改变红灯警报水位h1 , 请举出一种合理的措施。

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