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初中科学
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解答题
1.
(2018·宁波)
为响应宁波市政府提出的“创建海绵型城市”的号召,小科设计了如图所示的市政自动排水装置模型,控制电路由电压为12V、最大容量为100Ah的蓄电池供电,蓄电池用“发电玻璃”制成的太阳能电板充电。R
0
为定值电阻,R为压敏电阻,压敏电阳通过杠杆AB0与圆柱形浮体相连,AB:BO=4:1,压敏电阳的阻值随压力变化的关系如下表。(压板、杠杆和硬质连杆的质量及电磁铁线圈电阻忽略不计,所用绿灯红灯及排水袋的额定电压均为220V)
压级电阻受到的压力F/N
60
120
180
240
300
360
420
480
…
压敏电阳R阻值/Ω
500
360
260
180
120
80
65
55
…
(1) 当水位在安全位置以下时绿灯亮,排水泵不工作;当水位达到安全位置上限时红灯亮,同时排水泵正常工作。请按要求完成图中工作电路的连接。
(2) “发电玻璃”光电转化率接近18%。要求在5h内对控制电路的蓄电池充满电、则选用的“发电玻璃”面积至少为
m
2
。(太阳能辐射到每平方米地面上的平均功率按1000W计算,计算结果精确到0.1m)
(3) 按照设计要求,当水位上升到浮体刚好全部浸入水中时,压敏电阻受到压力为360N,通过电磁铁线圈的电流为100mA,排水泵启动;当水位回落到浮体只有
体积浸入水中时,杠杆ABO仍处于水平位置,线圈中电流为30mA,排水泵停止工作,则小科应选择重力为多大的浮体。
(4) 在实际调试过程中,小科发现水位已达到安全位置上限,但排水装置还未启动。如果在其他条件保持不变的前提下,使排水装置符合设计要求。应将与压敏电阻相连的压板向
(填“左”成“右”)移动。
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