Question

（2013?常州）冬季夜間，嬰兒踢開被子或尿床，若家長(zhǎng)沒有及時(shí)發(fā)現(xiàn)，將影響孩子健康，對(duì)此，常州工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院的同學(xué)們分別展開實(shí)驗(yàn)探究，設(shè)計(jì)鑲嵌在嬰兒被中的“踢被警示電路”和“尿床警示電路”．請(qǐng)選擇其中一種電路并完成設(shè)計(jì)．（兩種都做，以第一種為準(zhǔn)）

電路一：“踢被警示電路”	電路二：“尿床警示電路”
元件：3V恒壓電源，開關(guān)S，電壓表，定值電阻R0阻值為10Ω，熱敏電阻Rx（Rx阻值隨溫度變化關(guān)系如下圖所示）． 原理：當(dāng)溫度低于20℃時(shí)，即可認(rèn)為嬰兒已將被子踢開．	元件：3V恒壓電源，開關(guān)S，電壓表，定值電阻R0阻值為10Ω，濕敏電阻Rx（Rx阻值隨濕度變化關(guān)系如下圖所示）． 原理：當(dāng)濕度大于80%時(shí)，即可認(rèn)為嬰兒已尿床．
（1）請(qǐng)用筆畫線代替導(dǎo)線完成電路連接．要求：溫度越高，電壓表示數(shù)越�。粶囟仍降�，電壓表示數(shù)越大． （2）當(dāng)電壓表示數(shù) 大于 （大于/小于） 1 V時(shí)，即可認(rèn)為嬰兒已將被子踢開．	（1）請(qǐng)用筆畫線代替導(dǎo)線完成電路連接．要求：濕度越大，電壓表示數(shù)越大；濕度越小，電壓表示數(shù)越�。� （2）當(dāng)電壓表示數(shù) 大于 （大于/小于） 1 V時(shí)，即可認(rèn)為嬰兒已尿床．
后續(xù)：對(duì)于該電路，指導(dǎo)老師認(rèn)為，還可與電阻 R0 （R0/Rx）并聯(lián)一個(gè)適當(dāng)規(guī)格的電子發(fā)聲器，嬰兒將被子踢開后，電子發(fā)聲器兩端電壓超過設(shè)定值，就會(huì)發(fā)出報(bào)警聲．	后續(xù)：對(duì)于該電路，指導(dǎo)老師認(rèn)為，還可與電阻 R0 （R0/Rx）并聯(lián)一個(gè)適當(dāng)規(guī)格的電子發(fā)聲器，嬰兒尿床后，電子發(fā)聲器兩端電壓超過設(shè)定值，就會(huì)發(fā)出報(bào)警聲．

Answer 1

分析：電路一：（1）根據(jù)題意可知電壓表的示數(shù)隨溫度的變化而變化，則定值電阻R₀與熱敏電阻應(yīng)串聯(lián)，根據(jù)圖象可知溫度降低時(shí)熱敏電阻的變化，電路中總電阻的變化，根據(jù)歐姆定律可知電路中電流和定值電阻兩端的電壓變化，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)可知熱敏電阻兩端的電壓變化，據(jù)此判斷電壓表所測(cè)的電路元件，然后組成電路；
（2）當(dāng)溫度低于20℃時(shí)，即可認(rèn)為嬰兒已將被子踢開，根據(jù)圖象讀出溫度為20℃時(shí)熱敏電阻的阻值，根據(jù)電阻的串聯(lián)特點(diǎn)和歐姆定律求出電路中的電流，再根據(jù)歐姆定律求出電壓表的示數(shù)；
（3）由題意可知，電子發(fā)聲器兩端電壓超過設(shè)定值時(shí)才會(huì)報(bào)警，根據(jù)溫度降低時(shí)熱敏電阻和定值電阻兩端的電壓變化判斷并聯(lián)的位置；
電路二：（1）根據(jù)題意可知電壓表的示數(shù)隨濕度的變化而變化，則定值電阻R₀與濕敏電阻應(yīng)串聯(lián)，根據(jù)圖象可知濕度升高時(shí)熱敏電阻的變化，電路中總電阻的變化，根據(jù)歐姆定律可知電路中電流和定值電阻兩端的電壓變化，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)可知濕敏電阻兩端的電壓變化，據(jù)此判斷電壓表所測(cè)的電路元件，然后組成電路；
（2）當(dāng)濕度大于80%時(shí)，即可認(rèn)為嬰兒已尿床，根據(jù)圖象讀出濕度為80%時(shí)濕敏電阻的阻值，根據(jù)電阻的串聯(lián)特點(diǎn)和歐姆定律求出電路中的電流，再根據(jù)歐姆定律求出電壓表的示數(shù)；
（3）由題意可知，電子發(fā)聲器兩端電壓超過設(shè)定值時(shí)才會(huì)報(bào)警，根據(jù)濕度增大時(shí)濕敏電阻和定值電阻兩端的電壓變化判斷并聯(lián)的位置；

解答：解：電路一：
（1）根據(jù)題意可知電壓表的示數(shù)隨溫度的變化而變化，則定值電阻R₀與熱敏電阻應(yīng)串聯(lián)，
由圖象可知，當(dāng)熱敏電阻的溫度降低時(shí)，其阻值減小，電路中的總電阻減小，
∵I=

U

R

，
∴電路中的電流增大，定值電阻兩端的電壓增大，
∵串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，
∴熱敏電阻兩端的電壓減小，
由以上可知，電壓表并聯(lián)在R₀兩端時(shí)，電壓表的示數(shù)會(huì)隨溫度的降低而增大，然后各電路元件串聯(lián)組成電路，如下圖所示：

（2）由圖象可知，當(dāng)濕度為80%時(shí)，濕敏電阻R_x=20Ω，
∵串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，
∴電路中的電流：
I=

U

R0+Rx

=

3V

10Ω+20Ω

=0.1A，
電壓表的示數(shù)：
U₀=IR₀=0.1A×10Ω=1V，
∵電壓表的示數(shù)隨濕度的增大而增大，
∴電壓表的示數(shù)大于1V時(shí)，即可認(rèn)為嬰兒已將被子踢開；
（3）∵電子發(fā)聲器兩端電壓超過設(shè)定值時(shí)才會(huì)報(bào)警，即溫度降低時(shí)電子發(fā)聲器兩端電壓增大，
∴電子發(fā)聲器應(yīng)并聯(lián)在R₀兩端．
電路二：
（1）根據(jù)題意可知電壓表的示數(shù)隨濕度的變化而變化，則定值電阻R₀與濕敏電阻應(yīng)串聯(lián)，
由圖象可知，當(dāng)濕敏電阻的濕度增大時(shí)，其阻值減小，電路中的總電阻減小，
∵I=

U

R

，
∴電路中的電流增大，定值電阻兩端的電壓增大，
∵串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，
∴濕敏電阻兩端的電壓減小，
由以上可知，電壓表并聯(lián)在R₀兩端時(shí)，電壓表的示數(shù)會(huì)隨濕度的增大而增大，然后各電路元件串聯(lián)組成電路，如下圖所示：

（2）由圖象可知，溫度為20℃時(shí)，熱敏電阻R_x=20Ω，
∵串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，
∴電路中的電流：
I=

U

R0+Rx

=

3V

10Ω+20Ω

=0.1A，
電壓表的示數(shù)：
U₀=IR₀=0.1A×10Ω=1V，
∵電壓表的示數(shù)隨溫度的升高而增大，
∴電壓表的示數(shù)大于1V時(shí)，即可認(rèn)為嬰兒已尿床；
（3）∵電子發(fā)聲器兩端電壓超過設(shè)定值時(shí)才會(huì)報(bào)警，即濕度增大時(shí)電子發(fā)聲器兩端電壓增大，
∴電子發(fā)聲器應(yīng)并聯(lián)在R₀兩端．
故答案為：（兩個(gè)電路中的任意一個(gè)均可）
（1）如上圖所示；
（2）大于；1；
（3）R₀．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了電路的動(dòng)態(tài)分析和電路圖的設(shè)計(jì)以及歐姆定律的應(yīng)用，關(guān)鍵是利用好題干中所給的條件，注意有用信息的挖掘．