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6. 设计一个恒温电热杯,其具体参数要求是：当测温系统测得的温度低于 $ 40^{\circ}C $时,自动接通加热电路；当测温系统测得的温度高于 $ 45^{\circ}C $时,自动切断加热电路；当测温系统测得的温度高于 $ 50^{\circ}C $时,若加热电路仍在工作,则启动自动报警电路。请画出恒温电热杯的工作程序流程图。
答案
答题：
工作程序流程图如下：
1.开始 → 测温系统测量温度 T。
2.判断 T 与设定温度的关系：
若 $T ＜ 40^{\circ}C$ → 接通加热电路 → 返回测温步骤。
若$ 40^{\circ}C \leq T \leq 45^{\circ}C$ → 保持当前加热状态（若在加热则继续，若未加热则不动作） → 返回测温步骤。
若 $T ＞ 45^{\circ}C$ → 切断加热电路。
再判断 T 是否大于$ 50^{\circ}C$：
若 $T ＞ 50^{\circ}C$ → 启动报警电路 → 返回测温步骤。
若 $T \leq 50^{\circ}C$ → 不启动报警电路 → 返回测温步骤。
（流程图可用文字表述或图形表示，以上为文字描述版）。
工作程序流程图如下：
1.开始 → 测温系统测量温度 T。
2.判断 T 与设定温度的关系：
若 $T ＜ 40^{\circ}C$ → 接通加热电路 → 返回测温步骤。
若$ 40^{\circ}C \leq T \leq 45^{\circ}C$ → 保持当前加热状态（若在加热则继续，若未加热则不动作） → 返回测温步骤。
若 $T ＞ 45^{\circ}C$ → 切断加热电路。
再判断 T 是否大于$ 50^{\circ}C$：
若 $T ＞ 50^{\circ}C$ → 启动报警电路 → 返回测温步骤。
若 $T \leq 50^{\circ}C$ → 不启动报警电路 → 返回测温步骤。
（流程图可用文字表述或图形表示，以上为文字描述版）。
解析
【解析】
1. 开始，启动测温系统测量温度T；
2. 对测量得到的温度T进行判断：
若$T ＜ 40°C$，接通加热电路，之后返回测温步骤；
若$40°C ≤ T ≤ 45°C$，保持当前加热状态，之后返回测温步骤；
若$T ＞ 45°C$，先切断加热电路，接着判断T是否大于$50°C$：
若$T ＞ 50°C$，启动报警电路，之后返回测温步骤；
若$T ≤ 50°C$，不启动报警电路，之后返回测温步骤。
【答案】
恒温电热杯工作程序流程图文字描述如下：
1. 开始 → 测温系统测量温度T。
2. 判断T与设定温度的关系：
若$T ＜ 40°C$ → 接通加热电路 → 返回测温步骤；
若$40°C ≤ T ≤ 45°C$ → 保持当前加热状态 → 返回测温步骤；
若$T ＞ 45°C$ → 切断加热电路，再判断T是否大于$50°C$：
若$T ＞ 50°C$ → 启动报警电路 → 返回测温步骤；
若$T ≤ 50°C$ → 不启动报警电路 → 返回测温步骤。
（也可将上述逻辑绘制成标准图形化流程图）
【知识点】
程序流程图设计、温度控制逻辑、自动控制流程
【点评】
本题考查自动控制类程序流程图的设计能力，需要准确梳理不同温度区间对应的电路动作逻辑，重点关注多条件判断的先后顺序和循环测温的设计，逻辑清晰是解题关键。
【难度系数】
0.4
1. 开始，启动测温系统测量温度T；
2. 对测量得到的温度T进行判断：
若$T ＜ 40°C$，接通加热电路，之后返回测温步骤；
若$40°C ≤ T ≤ 45°C$，保持当前加热状态，之后返回测温步骤；
若$T ＞ 45°C$，先切断加热电路，接着判断T是否大于$50°C$：
若$T ＞ 50°C$，启动报警电路，之后返回测温步骤；
若$T ≤ 50°C$，不启动报警电路，之后返回测温步骤。
【答案】
恒温电热杯工作程序流程图文字描述如下：
1. 开始 → 测温系统测量温度T。
2. 判断T与设定温度的关系：
若$T ＜ 40°C$ → 接通加热电路 → 返回测温步骤；
若$40°C ≤ T ≤ 45°C$ → 保持当前加热状态 → 返回测温步骤；
若$T ＞ 45°C$ → 切断加热电路，再判断T是否大于$50°C$：
若$T ＞ 50°C$ → 启动报警电路 → 返回测温步骤；
若$T ≤ 50°C$ → 不启动报警电路 → 返回测温步骤。
（也可将上述逻辑绘制成标准图形化流程图）
【知识点】
程序流程图设计、温度控制逻辑、自动控制流程
【点评】
本题考查自动控制类程序流程图的设计能力，需要准确梳理不同温度区间对应的电路动作逻辑，重点关注多条件判断的先后顺序和循环测温的设计，逻辑清晰是解题关键。
【难度系数】
0.4
1. 图 12-6-2 是一款摄像机自主启动装置的简化电路图,电源电压为 $ 12\ V $。$ R_{P} $是红外线探测电阻；$ R $是定值电阻,阻值为 $ 8\ \Omega $。闭合开关 $ S $后,当 $ R $两端的电压达到 $ 8\ V $时,摄像机自主启动拍摄,则此时电路中的电流为______A,$ R_{P} $的阻值为______Ω。
1
4
答案
1 4
解析
已知电源电压$U = 12\ V$，定值电阻$R = 8\ \Omega$，当$R$两端电压$U_R = 8\ V$时：
电路中的电流$I=\frac{U_R}{R}=\frac{8\ V}{8\ \Omega}=1\ A$
$R_P$两端电压$U_{P}=U - U_R=12\ V-8\ V=4\ V$
$R_P$的阻值$R_P=\frac{U_{P}}{I}=\frac{4\ V}{1\ A}=4\ \Omega$
1；4
电路中的电流$I=\frac{U_R}{R}=\frac{8\ V}{8\ \Omega}=1\ A$
$R_P$两端电压$U_{P}=U - U_R=12\ V-8\ V=4\ V$
$R_P$的阻值$R_P=\frac{U_{P}}{I}=\frac{4\ V}{1\ A}=4\ \Omega$
1；4
2. 某兴趣小组在查阅了半导体材料的相关信息后,设计了如图 12-6-3 甲所示的电路,现想将电流表(选用 $ 0\sim0.6\ A $的量程)改为温度表,其中 $ R_{2} $为多种半导体材料混合制成的电阻,其阻值随温度变化的关系如图 12-6-3 乙所示。现闭合开关 $ S $,并将 $ R_{2} $置于 $ 25^{\circ}C $的某温箱中,电流表的示数恰为 $ 0.2\ A $。若此电路所能测量的最高温度为 $ 75^{\circ}C $,则：
(1)该兴趣小组选用的电源电压大小为
(2)请你写出通过 $ R_{2} $的电流 $ I_{2} $与其两端电压 $ U_{2} $的关系式：
(3)由电流表改装成的温度表表盘的刻度
(4)若在 $ R_{1} $两端并联一个电压表,随着温箱温度的改变,电流表与电压表的示数
(1)该兴趣小组选用的电源电压大小为
4.5
V,定值电阻 $ R_{1} $的阻值为______5
Ω。(2)请你写出通过 $ R_{2} $的电流 $ I_{2} $与其两端电压 $ U_{2} $的关系式：
$I_{2}=\frac{4.5\ V-U_{2}}{5\ \Omega}$
。(3)由电流表改装成的温度表表盘的刻度
不均匀
(选填“均匀”或“不均匀”)。(4)若在 $ R_{1} $两端并联一个电压表,随着温箱温度的改变,电流表与电压表的示数
成
(选填“成”或“不成”)正比。答案
(1)4.5 5
(2)$I_{2}=\frac{4.5\ V-U_{2}}{5\ \Omega}$
(3)不均匀
(4)成
解析
【解析】
(1) 当温度为25℃时，由图乙知$R_{2}=17.5\ \Omega$，电路电流$I_{1}=0.2\ A$，串联电路总电阻$R_{总1}=R_{1}+R_{2}$，电源电压$U=I_{1}(R_{1}+17.5\ \Omega)$；
当温度为75℃时，电路允许的最大电流$I_{2}=0.6\ A$，由图乙知$R_{2}'=2.5\ \Omega$，电源电压$U=I_{2}(R_{1}+2.5\ \Omega)$；
联立方程：
$0.2\ A×(R_{1}+17.5\ \Omega)=0.6\ A×(R_{1}+2.5\ \Omega)$
解得$R_{1}=5\ \Omega$，代入得$U=0.2\ A×(5\ \Omega+17.5\ \Omega)=4.5\ V$。
(2) 串联电路中$U=U_{1}+U_{2}$，$U_{1}=I_{2}R_{1}$，代入$U=4.5\ V$、$R_{1}=5\ \Omega$，得$4.5\ V=I_{2}×5\ \Omega+U_{2}$，整理得$I_{2}=\frac{4.5\ V-U_{2}}{5\ \Omega}$。
(3) 由图乙知$R_{2}$的阻值随温度变化不是线性关系，根据$I=\frac{U}{R_{1}+R_{2}}$，电流与温度不成正比，故温度表刻度不均匀。
(4) 电压表测$R_{1}$两端电压，$U_{1}=IR_{1}$，$R_{1}$为定值，故$U_{1}$与$I$成正比，即电流表与电压表示数成正比。
【答案】
(1) $\boldsymbol{4.5}$；$\boldsymbol{5}$
(2) $\boldsymbol{I_{2}=\frac{4.5\ V-U_{2}}{5\ \Omega}}$
(3) $\boldsymbol{不均匀}$
(4) $\boldsymbol{成}$
【知识点】
串联电路规律；欧姆定律；电阻的温度特性
【点评】
本题结合串联电路规律和欧姆定律，考查了电阻随温度变化的应用，需结合图像分析电路的动态变化，理解电表改装的原理。
【难度系数】
0.6
(1) 当温度为25℃时，由图乙知$R_{2}=17.5\ \Omega$，电路电流$I_{1}=0.2\ A$，串联电路总电阻$R_{总1}=R_{1}+R_{2}$，电源电压$U=I_{1}(R_{1}+17.5\ \Omega)$；
当温度为75℃时，电路允许的最大电流$I_{2}=0.6\ A$，由图乙知$R_{2}'=2.5\ \Omega$，电源电压$U=I_{2}(R_{1}+2.5\ \Omega)$；
联立方程：
$0.2\ A×(R_{1}+17.5\ \Omega)=0.6\ A×(R_{1}+2.5\ \Omega)$
解得$R_{1}=5\ \Omega$，代入得$U=0.2\ A×(5\ \Omega+17.5\ \Omega)=4.5\ V$。
(2) 串联电路中$U=U_{1}+U_{2}$，$U_{1}=I_{2}R_{1}$，代入$U=4.5\ V$、$R_{1}=5\ \Omega$，得$4.5\ V=I_{2}×5\ \Omega+U_{2}$，整理得$I_{2}=\frac{4.5\ V-U_{2}}{5\ \Omega}$。
(3) 由图乙知$R_{2}$的阻值随温度变化不是线性关系，根据$I=\frac{U}{R_{1}+R_{2}}$，电流与温度不成正比，故温度表刻度不均匀。
(4) 电压表测$R_{1}$两端电压，$U_{1}=IR_{1}$，$R_{1}$为定值，故$U_{1}$与$I$成正比，即电流表与电压表示数成正比。
【答案】
(1) $\boldsymbol{4.5}$；$\boldsymbol{5}$
(2) $\boldsymbol{I_{2}=\frac{4.5\ V-U_{2}}{5\ \Omega}}$
(3) $\boldsymbol{不均匀}$
(4) $\boldsymbol{成}$
【知识点】
串联电路规律；欧姆定律；电阻的温度特性
【点评】
本题结合串联电路规律和欧姆定律，考查了电阻随温度变化的应用，需结合图像分析电路的动态变化，理解电表改装的原理。
【难度系数】
0.6
