Question

（2013?常州）冬季夜间，婴儿踢开被子或尿床，若家长没有及时发现，将影响孩子健康，对此，常州工程职业技术学院的同学们分别展开实验探究，设计镶嵌在婴儿被中的“踢被警示电路”和“尿床警示电路”．请选择其中一种电路并完成设计．（两种都做，以第一种为准）

电路一：“踢被警示电路”	电路二：“尿床警示电路”
元件：3V恒压电源，开关S，电压表，定值电阻R0阻值为10Ω，热敏电阻Rx（Rx阻值随温度变化关系如下图所示）． 原理：当温度低于20℃时，即可认为婴儿已将被子踢开．	元件：3V恒压电源，开关S，电压表，定值电阻R0阻值为10Ω，湿敏电阻Rx（Rx阻值随湿度变化关系如下图所示）． 原理：当湿度大于80%时，即可认为婴儿已尿床．
（1）请用笔画线代替导线完成电路连接．要求：温度越高，电压表示数越小；温度越低，电压表示数越大． （2）当电压表示数 大于 （大于/小于） 1 V时，即可认为婴儿已将被子踢开．	（1）请用笔画线代替导线完成电路连接．要求：湿度越大，电压表示数越大；湿度越小，电压表示数越小． （2）当电压表示数 大于 （大于/小于） 1 V时，即可认为婴儿已尿床．
后续：对于该电路，指导老师认为，还可与电阻 R0 （R0/Rx）并联一个适当规格的电子发声器，婴儿将被子踢开后，电子发声器两端电压超过设定值，就会发出报警声．	后续：对于该电路，指导老师认为，还可与电阻 R0 （R0/Rx）并联一个适当规格的电子发声器，婴儿尿床后，电子发声器两端电压超过设定值，就会发出报警声．

Answer 1

分析：电路一：（1）根据题意可知电压表的示数随温度的变化而变化，则定值电阻R₀与热敏电阻应串联，根据图象可知温度降低时热敏电阻的变化，电路中总电阻的变化，根据欧姆定律可知电路中电流和定值电阻两端的电压变化，根据串联电路的电压特点可知热敏电阻两端的电压变化，据此判断电压表所测的电路元件，然后组成电路；
（2）当温度低于20℃时，即可认为婴儿已将被子踢开，根据图象读出温度为20℃时热敏电阻的阻值，根据电阻的串联特点和欧姆定律求出电路中的电流，再根据欧姆定律求出电压表的示数；
（3）由题意可知，电子发声器两端电压超过设定值时才会报警，根据温度降低时热敏电阻和定值电阻两端的电压变化判断并联的位置；
电路二：（1）根据题意可知电压表的示数随湿度的变化而变化，则定值电阻R₀与湿敏电阻应串联，根据图象可知湿度升高时热敏电阻的变化，电路中总电阻的变化，根据欧姆定律可知电路中电流和定值电阻两端的电压变化，根据串联电路的电压特点可知湿敏电阻两端的电压变化，据此判断电压表所测的电路元件，然后组成电路；
（2）当湿度大于80%时，即可认为婴儿已尿床，根据图象读出湿度为80%时湿敏电阻的阻值，根据电阻的串联特点和欧姆定律求出电路中的电流，再根据欧姆定律求出电压表的示数；
（3）由题意可知，电子发声器两端电压超过设定值时才会报警，根据湿度增大时湿敏电阻和定值电阻两端的电压变化判断并联的位置；

解答：解：电路一：
（1）根据题意可知电压表的示数随温度的变化而变化，则定值电阻R₀与热敏电阻应串联，
由图象可知，当热敏电阻的温度降低时，其阻值减小，电路中的总电阻减小，
∵I=

U

R

，
∴电路中的电流增大，定值电阻两端的电压增大，
∵串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
∴热敏电阻两端的电压减小，
由以上可知，电压表并联在R₀两端时，电压表的示数会随温度的降低而增大，然后各电路元件串联组成电路，如下图所示：

（2）由图象可知，当湿度为80%时，湿敏电阻R_x=20Ω，
∵串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
∴电路中的电流：
I=

U

R0+Rx

=

3V

10Ω+20Ω

=0.1A，
电压表的示数：
U₀=IR₀=0.1A×10Ω=1V，
∵电压表的示数随湿度的增大而增大，
∴电压表的示数大于1V时，即可认为婴儿已将被子踢开；
（3）∵电子发声器两端电压超过设定值时才会报警，即温度降低时电子发声器两端电压增大，
∴电子发声器应并联在R₀两端．
电路二：
（1）根据题意可知电压表的示数随湿度的变化而变化，则定值电阻R₀与湿敏电阻应串联，
由图象可知，当湿敏电阻的湿度增大时，其阻值减小，电路中的总电阻减小，
∵I=

U

R

，
∴电路中的电流增大，定值电阻两端的电压增大，
∵串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
∴湿敏电阻两端的电压减小，
由以上可知，电压表并联在R₀两端时，电压表的示数会随湿度的增大而增大，然后各电路元件串联组成电路，如下图所示：

（2）由图象可知，温度为20℃时，热敏电阻R_x=20Ω，
∵串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
∴电路中的电流：
I=

U

R0+Rx

=

3V

10Ω+20Ω

=0.1A，
电压表的示数：
U₀=IR₀=0.1A×10Ω=1V，
∵电压表的示数随温度的升高而增大，
∴电压表的示数大于1V时，即可认为婴儿已尿床；
（3）∵电子发声器两端电压超过设定值时才会报警，即湿度增大时电子发声器两端电压增大，
∴电子发声器应并联在R₀两端．
故答案为：（两个电路中的任意一个均可）
（1）如上图所示；
（2）大于；1；
（3）R₀．

点评：本题考查了电路的动态分析和电路图的设计以及欧姆定律的应用，关键是利用好题干中所给的条件，注意有用信息的挖掘．