Question

【題目】某學校草坪的自動注水、噴淋系統(tǒng)原理圖如圖甲所示。其中，噴淋系統(tǒng)一直給草坪噴水，每秒鐘噴水恒為0.001m3；注水系統(tǒng)工作時，每秒鐘給水箱注水恒為0.005m3；控制電路電源電壓U1＝12V，R0為定值電阻，RF為壓敏電阻；工作電路包括注水系統(tǒng)和噴淋系統(tǒng)，其電源電壓U2＝220V．如圖乙所示，壓敏電阻RF放置于水箱底部，其阻值RF隨水位h變化的關系如表。圓柱體水箱底面積S＝0.4m2．當水箱內的水位上升到2m時，通過電磁鐵線圈的電流Ia＝0.1A，銜鐵恰好被吸下、注水系統(tǒng)停止工作，此時電流表示數I1＝1A；當水位下降到1m時，銜鐵恰好被拉起，注水系統(tǒng)開始給水箱注水，此時電流表示數I2＝2A．求：（電磁鐵線圈電阻忽略不計）

水位h/m	0.25	0.50	0.75	1.00	1.25	1.50	1.75	2.00	2.25
壓敏電阻RF/Ω	300	200	125	90	70	65	62	60	59

（1）當水箱內水位h達到2m時，控制電路中壓敏電阻RF的電功率

（2）定值電阻R0的阻值。

（3）當水箱內水位下降到1m時，通過電磁鐵線圈的電流Ib。

（4）給水箱注滿一次水，工作電路消耗的電能。

Answer 1

【答案】（1）0.6W；（2）60Ω；（3）0.08A；（4）4.4×104J。

【解析】

（1）由電路圖知道，控制電路中的R0 、RF 與電磁鐵線圈串聯(lián)，由表格的數據知道，當水箱內水位達到2m時，壓敏電阻RF的阻值是：，根據題意知道，此時控制電路中電流是：，所以，由知道，此時RF的功率是：；

（2）當水位為2m時，根據串聯(lián)電路特點和歐姆定律知道，

R0的阻值是：；

（3）當水位1m時，由表格的數據知道，壓敏電阻RF的阻值是：，

由串聯(lián)電路特點和歐姆定律知道，通過線圈的電流是：

（4）由工作電路知道，注水和噴淋系統(tǒng)是并聯(lián)的，都工作時干路電流是：，

注水系統(tǒng)從水位1m開始注水到2m時，注水的總體積是：，

注水的同時噴淋系統(tǒng)一直工作，且每秒鐘噴水恒為0.001m3；每秒鐘給水箱注水恒為0.005m3

所以，注滿水時間是：，

所以，給水箱注滿一次水，工作電路消耗的電能是：。