1 [2025江苏苏州期中,中]某项目化学习小组拟设计一个电动遮光帘,通过电动机带动遮光帘自动上升与下降,使得室内亮度适宜,结构如图甲所示。小组内的同学设计的电路如图乙所示,单刀双掷开关S与“1”相连时遮光帘上升,与“2”相连时遮光帘下降。他们制作的产品评价表如下。

评价
指标
评价等级
优秀
合格
待改进
指标一
遮光帘上升和下降时速度都可调
遮光帘只有上升时速度可调或只有下降时速度可调
遮光帘上升和下降时速度都不可调

指标二
拨动一次开关就能控制遮光帘自动上升或下降,且能自动停止
拨动开关能控制遮光帘自动上升或下降,但需要再次拨动开关才能停止
拨动开关,遮光帘无法上升或下降
(1)试猜想通过控制单刀双掷开关S与“1”相连或与“2”相连可以控制电动机转向的原因:。
(2)在图乙电路中,开关S接“1”时若要提升遮光帘上升的速度,该如何操作?。
(3)对图乙模型测试时,其“指标一”为优秀。
建议用时10分钟 答案DG7
结合评价表,判断图乙模型的“指标二”评价等级为。

1. (1)改变了通过电动机的电流的方向 (2)向上移动滑动变阻器的滑片 (3)合格
【解析】(1)由图乙可知,通过控制单刀双掷开关S与"1"相连或与"2"相连,可以改变通过电动机的电流的方向,所以能控制电动机转向。(2)单刀双掷开关S与"1"相连时,遮光帘上升,将滑动变阻器滑片向上移动时,滑动变阻器接入电路的电阻变小,电路中的电流变大,电动机转速增大,从而可以提升遮光帘上升的速度。(3)图乙模型拨动开关后能控制遮光帘自动上升或下降,但不能自动停止,需要再次拨动开关才能停止,故指标二的评价等级为合格。

2[2026陕西渭南期末,中]小硕用量角器测量角度时,当角的两个边较短时,测量总出现偏差。在综合实践课上,他和物理小组的同学开展了“设计电子量角器”的项目化学习活动。
【项目名称】设计电子量角器。
【项目器材】如图甲所示,将粗细及密度均匀的阻值为20 Ω的电阻丝AB弯成半圆形,O为圆心,OP为能够绕圆心转动的金属滑片(OP的阻值忽略不计),P与AB接触良好,OA与OP的夹角为θ;实验器材中电流表的量程为0~0.6 A,电压表的量程为0~3 V,电源电压恒为6 V,R₀为定值电阻。
【项目设计】将制作好的电子量角器接入电路,如图乙所示。转动滑片OP,电表的示数随之改变,多次用对应的角度θ替换原电压表刻度盘上的电压值即完成了对电压表的改造。
【项目实施】将滑片OP旋转至A处,电流表的示数为0.6 A,则R₀的阻值为Ω。当转动OP使角θ为90°时,电压表的示数为V。当电压表的示数为2 V时,角θ为。为能满足测量0~180°的要求,需要更换一个阻值(填“更大”或“更小”)的定值电阻R₀。

【项目优化】小硕发现用电压表改造的电子量角器的刻度不均匀,请你在图丙的基础上,用笔画线帮他重新连接电路,使得用电压表改造的电子量角器的刻度均匀。

【项目实施】10 3 45° 更大
【项目优化】
【解析】【项目实施】图乙中定值电阻和量角器串联接入电路,电流表测电路中的电流,电压表测电阻丝AP两端的电压,将滑片OP旋转至A处,电阻丝接入电路的阻值为0,电路为R₀的简单电路,此时电流表的示数为0.6 A,电源电压为6 V,根据欧姆定律可得R₀=U/I=6V/0.6A=10 Ω;由图乙可知当转动OP使角θ为90°时,电阻丝接入电路的阻值为1/2×20 Ω=10 Ω,串联电路总电压等于各部分电路两端的电压之和,串联电路各处电流相等,根据欧姆定律可得此时电路中的电流I'=U_AP/R_AP=(U-U_AP)/R₀,即U_AP/10Ω=(6V-U_AP)/10Ω,解得U_AP=3 V,所以电压表的示数为3 V;当电压表的示数为2 V时,根据欧姆定律可得此时电路中的电流I''=U'_AP/R'_AP=(U-U'_AP)/R₀,即2V/R'_AP=(6V-2V)/10Ω,解得R'_AP=5 Ω,则θ=5Ω/20Ω×180°=45°;当角θ为180°时,电阻丝AP接入电路的阻值为20 Ω,根据欧姆定律可得此时电路中的电流I'''=U''_AP/R''_AP=(U-U''_AP)/R₀,即U''_AP/20Ω=(6V-U''_AP)/10Ω,解得U''_AP=4 V,而电压表的量程为0~3 V,因此,为了满足测量0~180°的要求,需要定值电阻分得更大的电压,根据串联分压的特点可知,应更换一个阻值更大的定值电阻。【项目优化】要使用电压表改造的电子量角器的刻度均匀,由U=IR可知,在电流不变时,电压表示数与和电压表并联段的电阻丝的阻值R成正比,则应使电路中的电流不变,所以AB间的电阻丝应全部接入电路,又因电子量角器角度增大时,电压表示数也应增大,所以电压表应并联接在A、O两点间。