3. 植物生长需要适宜的环境湿度。某劳动实践小组为大棚内的多肉植物(适宜的环境湿度为$30\%\sim40\%$)设计了一个自动加湿装置，当环境湿度降至$30\%$时，加湿器恰好开始加湿，当环境湿度升至$40\%$时，加湿器恰好停止加湿，其电路如图所示。控制电路的电源电压$U$恒为$6\ V$，定值电阻$R_0$为$20\ \Omega$，湿敏电阻$R$的阻值随环境湿度的升高而减小，它的阻值与部分环境湿度对应关系如表所示。请完成下列问题(线圈电阻不计)：
(1) 闭合开关$S_1$，电磁铁的上端是
S
极；通过电磁铁的电流越大，磁性越
强
。
(2) 闭合开关$S_1$、$S_2$，求衔铁恰好被吸下时控制电路的总功率。
(3) 若大棚内的多肉植物换成牡丹(适宜的环境湿度为$50\%\sim70\%$)，小明提出该加湿装置只需更换电阻$R_0$就能实现“当环境湿度降至$50\%$，加湿器恰好开始加湿，当环境湿度升至$70\%$，加湿器恰好停止加湿”，求更换后$R_0$的阻值。
答案：3.(1) S 强 (2) 0.72 W (3) 40 Ω
解析：
(1) S 强
(2) 当衔铁恰好被吸下时，加湿器停止加湿，环境湿度为$40\%$，由表可知此时湿敏电阻$R=30\ \Omega$。控制电路总电阻$R_{总}=R + R_0=30\ \Omega+20\ \Omega=50\ \Omega$，电流$I=\frac{U}{R_{总}}=\frac{6\ V}{50\ \Omega}=0.12\ A$，总功率$P=UI=6\ V×0.12\ A=0.72\ W$。
(3) 当环境湿度为$50\%$时，加湿器开始加湿，衔铁未被吸下，此时湿敏电阻$R_1=20\ \Omega$；当环境湿度为$70\%$时，加湿器停止加湿，衔铁被吸下，此时湿敏电阻$R_2=10\ \Omega$。衔铁吸下和未吸下时控制电路电流相同，设为$I$，则$I=\frac{U}{R_1 + R_0'}=\frac{U}{R_2 + R_0'}$，即$\frac{6\ V}{20\ \Omega + R_0'}=\frac{6\ V}{10\ \Omega + R_0'}$，解得$R_0'=40\ \Omega$。
4. 小明设计了一个
电梯自动报警模拟装置，如图(a)所示。在
控制电
路中，电源电压$U$为$12\ V$，$R_1$为滑动变阻器，$R_2$为压敏电阻，$R_2$的阻值大小随压力$F$的变化关系如图(b)所示，电磁铁线圈的电阻$R_0$为$10\ \Omega$。闭合开关$S_1$和$S_2$，当压敏电阻
受到的压力达到$4000\ N$时，电磁铁线圈中的电流为$0.1\ A$，此时衔铁被吸下，受控电路中电动机停止工作，报警铃声开始响起。
(1)$S_1$闭合时，电磁铁的上端为
S
极。
(2) 根据题意，在图(a)受控电路的虚线框内分别填上电铃、电动机符号。
(3) 当电梯自动报警铃声开始响起时，$R_1$的功率为多大?
(4) 若要使电梯最大载重减小，可采取怎样的措施?
答案：4.(1) S (2) 提示：上面虚线框中填电动机符号
，下面虚线框中填电铃符号
(3) 0.8 W (4) 将 R₁ 接入电路中阻值调小，或增大电源 U 的电压值
