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1.某生态园在花棚里安装了自动喷雾和浇水系统,其简化后的电路如图1甲所示。浇水系统的开关$\mathrm{S}_2$是电子时控开关,每天上午$7:00$—$7:15$、中午$12:00$—$12:15$、下午$17:00$—$17:15$会自动闭合,启动浇水系统对花卉进行浇淋。喷雾系统用于调节空气湿度,其控制电路中电源电压$U=12\ \mathrm{V}$,$R$为装在探头上的湿敏电阻,其阻值随相对湿度变化的图像如图1乙所示。当控制电路中的电流达到$0.04\ \mathrm{A}$时,继电器的衔铁被吸合;当控制电路中的电流减小到$0.03\ \mathrm{A}$时,衔铁被释放。
(1)浇水系统的水泵参数如下表所示,则水泵一个月(按30天计算)耗电。
(2)随着花棚内空气相对湿度减小,控制电路中的电流会(选填“变大”“变小”或“不变”),图1甲中喷雾系统的$C$点应连接(选填“$A$”或“$B$”)点。浇水系统和喷雾系统的连接方式是联。
(3)如果花棚内空气相对湿度小于$50\%$时喷雾系统启动,那么$R_0$的阻值为$\Omega$;当花棚内空气相对湿度到达时,喷雾系统停止工作。当使用时间较长以后,控制电路的电压$U$会降低,这时喷雾系统所控制的最高相对湿度会(选填“上升”“下降”或“不变”)。
(1)浇水系统的水泵参数如下表所示,则水泵一个月(按30天计算)耗电。
(2)随着花棚内空气相对湿度减小,控制电路中的电流会(选填“变大”“变小”或“不变”),图1甲中喷雾系统的$C$点应连接(选填“$A$”或“$B$”)点。浇水系统和喷雾系统的连接方式是联。
(3)如果花棚内空气相对湿度小于$50\%$时喷雾系统启动,那么$R_0$的阻值为$\Omega$;当花棚内空气相对湿度到达时,喷雾系统停止工作。当使用时间较长以后,控制电路的电压$U$会降低,这时喷雾系统所控制的最高相对湿度会(选填“上升”“下降”或“不变”)。
答案
(1) $\boldsymbol{27\ \mathrm{kW·h}}$
(2) $\boldsymbol{变小}$；$\boldsymbol{A}$；$\boldsymbol{并}$
(3) $\boldsymbol{200}$；$\boldsymbol{60\%}$；$\boldsymbol{上升}$
(2) $\boldsymbol{变小}$；$\boldsymbol{A}$；$\boldsymbol{并}$
(3) $\boldsymbol{200}$；$\boldsymbol{60\%}$；$\boldsymbol{上升}$
解析
【分析】
本题围绕自动喷雾和浇水系统的电路展开，综合考查电能计算、欧姆定律、电磁继电器的工作原理。解题时需明确各物理量的关系，结合湿敏电阻的特性逐步分析：
(1) 计算水泵耗电需用公式$W=Pt$，先确定总工作时间，再结合水泵功率计算电能；
(2) 根据湿敏电阻阻值随相对湿度的变化，结合欧姆定律分析电流变化；根据电磁继电器衔铁吸合时的电路连接，判断喷雾系统的连接点；根据两系统是否独立工作判断连接方式；
(3) 利用启动和停止时的电流，结合欧姆定律计算定值电阻$R_0$，再分析湿敏电阻对应的湿度，以及电压变化对最高湿度的影响。
【解析】
(1) 水泵总工作时间：每天3次，每次15分钟，30天的总时间$t=30×3×\frac{15}{60}\ \mathrm{h}=22.5\ \mathrm{h}$；已知水泵功率$P=1.2\ \mathrm{kW}$，则耗电$W=Pt=1.2\ \mathrm{kW}×22.5\ \mathrm{h}=27\ \mathrm{kW·h}$。
(2) 湿敏电阻$R$的阻值随相对湿度减小而增大，控制电路总电阻$R_{\mathrm{总}}=R+R_0$，电源电压$U$不变，由$I=\frac{U}{R_{\mathrm{总}}}$可知，电流会变小；当电流达到$0.04\ \mathrm{A}$时衔铁吸合，喷雾系统启动，此时$C$点应连接$A$点；浇水系统和喷雾系统独立工作，互不影响，故为并联。
(3) 湿度小于50%时启动，启动电流$I_1=0.04\ \mathrm{A}$，总电阻$R_{\mathrm{总1}}=\frac{U}{I_1}=\frac{12\ \mathrm{V}}{0.04\ \mathrm{A}}=300\ \Omega$；湿度到达60%时停止，停止电流$I_2=0.03\ \mathrm{A}$，总电阻$R_{\mathrm{总2}}=\frac{U}{I_2}=\frac{12\ \mathrm{V}}{0.03\ \mathrm{A}}=400\ \Omega$；此时湿敏电阻$R=200\ \Omega$，则$R_0=R_{\mathrm{总2}}-R=400\ \Omega-200\ \Omega=200\ \Omega$；当控制电压$U$降低，要达到启动电流，总电阻需减小，即湿敏电阻$R$减小，对应湿度变小，故喷雾系统控制的最高相对湿度会上升。
【答案】
(1) $27\ \mathrm{kW·h}$
(2) 变小；$A$；并
(3) $200$；$60\%$；上升
【知识点】
电能计算、欧姆定律、电磁继电器
【点评】
本题结合农业生产中的自动控制系统，将电学知识与实际应用结合，需掌握电能、欧姆定律的计算，理解电磁继电器的工作逻辑，分析湿敏电阻的特性是解题核心，难度适中。
【难度系数】
0.4
本题围绕自动喷雾和浇水系统的电路展开，综合考查电能计算、欧姆定律、电磁继电器的工作原理。解题时需明确各物理量的关系，结合湿敏电阻的特性逐步分析：
(1) 计算水泵耗电需用公式$W=Pt$，先确定总工作时间，再结合水泵功率计算电能；
(2) 根据湿敏电阻阻值随相对湿度的变化，结合欧姆定律分析电流变化；根据电磁继电器衔铁吸合时的电路连接，判断喷雾系统的连接点；根据两系统是否独立工作判断连接方式；
(3) 利用启动和停止时的电流，结合欧姆定律计算定值电阻$R_0$，再分析湿敏电阻对应的湿度，以及电压变化对最高湿度的影响。
【解析】
(1) 水泵总工作时间：每天3次，每次15分钟，30天的总时间$t=30×3×\frac{15}{60}\ \mathrm{h}=22.5\ \mathrm{h}$；已知水泵功率$P=1.2\ \mathrm{kW}$，则耗电$W=Pt=1.2\ \mathrm{kW}×22.5\ \mathrm{h}=27\ \mathrm{kW·h}$。
(2) 湿敏电阻$R$的阻值随相对湿度减小而增大，控制电路总电阻$R_{\mathrm{总}}=R+R_0$，电源电压$U$不变，由$I=\frac{U}{R_{\mathrm{总}}}$可知，电流会变小；当电流达到$0.04\ \mathrm{A}$时衔铁吸合，喷雾系统启动，此时$C$点应连接$A$点；浇水系统和喷雾系统独立工作，互不影响，故为并联。
(3) 湿度小于50%时启动，启动电流$I_1=0.04\ \mathrm{A}$，总电阻$R_{\mathrm{总1}}=\frac{U}{I_1}=\frac{12\ \mathrm{V}}{0.04\ \mathrm{A}}=300\ \Omega$；湿度到达60%时停止，停止电流$I_2=0.03\ \mathrm{A}$，总电阻$R_{\mathrm{总2}}=\frac{U}{I_2}=\frac{12\ \mathrm{V}}{0.03\ \mathrm{A}}=400\ \Omega$；此时湿敏电阻$R=200\ \Omega$，则$R_0=R_{\mathrm{总2}}-R=400\ \Omega-200\ \Omega=200\ \Omega$；当控制电压$U$降低，要达到启动电流，总电阻需减小，即湿敏电阻$R$减小，对应湿度变小，故喷雾系统控制的最高相对湿度会上升。
【答案】
(1) $27\ \mathrm{kW·h}$
(2) 变小；$A$；并
(3) $200$；$60\%$；上升
【知识点】
电能计算、欧姆定律、电磁继电器
【点评】
本题结合农业生产中的自动控制系统，将电学知识与实际应用结合，需掌握电能、欧姆定律的计算，理解电磁继电器的工作逻辑，分析湿敏电阻的特性是解题核心，难度适中。
【难度系数】
0.4
