一所农村中学常常因为不能及时给水塔注水而停水，科技小组的同学知道后，利用下图所示的器材设计了一个自动注水模拟装置．A为浮子（浮子及其连杆总重约15N），在浮子连杆的上端有一可移动金属触头B（其受重力可忽略不计），它可以分别将其上、下的两个固定触点连通．C为水塔上的圆桶形蓄水池；M为配有电动机的水泵（电泵）；D₁、D₂为弹簧，E₁、E₂为衔铁，F₁、F₂为电磁铁线圈；K₁为最高水位限位开关K₂为最低水位限位开关K₃、K₄、K₅均为由电磁铁衔铁带动的触头开关．电磁铁F₁通电时，K₄接通，断电时，K₃接通．电磁铁F₂断电时，K₅接通．S₁、S₂为开关．
（1）请你按照下图所示的器材，连接一个可以实现自动注水的模拟电路，并说明自动注水的过程．
（2）要实现自动注水的要求，浮子的最小体积约为多大？（g=10N/kg）
（3）若设计要求每次自动注水需在10min内完成，需要知道或测量哪些物理量才能得到相匹配电泵的最小额定功率？请你用字母表示这些物理量，推导出电泵最小额定功率的表达式．在你的计算过程中，如果运用了近似条件，请说明．

一所农村中学常常因为不能及时给水塔注水而停水，科技小组的同学知道后，利用下图所示的器材设计了一个自动注水模拟装置。A为浮子（浮子及其连杆总重约15N），在浮子连杆的上端有一可移动金属触头B（其受重力可忽略不计），它可以分别将其上、下的两个固定触点连通。C为水塔上的圆桶形蓄水池；M为配有电动机的水泵（电泵）；为弹簧，为衔铁，为电磁铁线圈；为最高水位限位开关、为最低水位限位开关均为由电磁铁衔铁带动的触头开关。电磁铁通电时，接通，断电时，接通。电磁铁断电时，接通。为开关。

1.请你按照下图所示的器材，连接一个可以实现自动注水的模拟电路，并说明自动注水的过程。

2.要实现自动注水的要求，浮子的最小体积约为多大？（g=10N/kg）

3.若设计要求每次自动注水需在10min内完成，需要知道或测量哪些物理量才能得到相匹配电泵的最小额定功率？请你用字母表示这些物理量，推导出电泵最小额定功率的表达式。在你的计算过程中，如果运用了近似条件，请说明。

我市一所农村初级中学，常常因为不能及时给水塔注水而停水。小明知道后，想利用图中所示的器材设计一个自动注水装置。A是浮子（重约5N），B是金属触头（重约10牛），C为水塔上的阿柱形蓄水池，M是带水泵的电动机，D是弹簧，E是衔铁，F是电磁铁，K_1、K₂分别为触头开关。

（1）请你写出该装置涉及的主要物理知识。

（2）连接电路图。

（3）设计时，需要知道浮子的最小体积，请你帮助他完成这项工作。

（4）若设计要求在10分钟内要注满蓄水池，那么，还需要知道或测量哪些物理量，才能得到相匹配电动机的额定功率？请你用字母表示这些物理量，推导出电动机的额定功率的表达式，。在你的计算过程中，运用了什么近似条件？

（5）按设计要求，小明将设备组装调试，投入使用。几天后，学校又停水了，检察发现：水塔已无水了，但电路连接无误，电动机、水泵完好无损。请你分析该装置没有实现自动注水的原因，怎样改近？