供稿：林美芳 永康市方岩镇方岩初级中学 审稿：葛新福 金华市教育教学研究中心 温馨提醒：本期答案和解析将在下期公布，敬请关注。

为美化教室环境，同学们将各类盆栽移入教室，精心布置成充满生机的植物角。但一段时间后大家发现，由于浇水的量和频率难以精准把控，不少盆栽出现了生长不良的状况。为解决这一难题，项目学习小组打算利用电磁继电器设计一款自动浇水装置。

明确要求

土壤干燥时工作电路中的水泵（电动机）转动，装置自动浇水。土壤潮湿到一定程度时停止浇水。

器材选择

（1）在选择浇灌工具时，小组成员发现常见的浇水方式主要有以下三种（图1），从节约资源的角度出发，你认为应该选择哪种方式进行浇灌（ ▲ ）。

小组成员购置了电路相关配件，具体参数如下：电源电压U＝5V，定值电阻R0＝10Ω，水泵的额定电压为5V。湿敏电阻R的阻值随湿度的变化如图2所示。当通过线圈的电流达到20mA时，衔铁恰好被吸合；当通过线圈的电流降到10mA时，衔铁被释放。线圈电阻忽略不计。

电路设计

在设计电路的过程中，有成员发现控制电路和工作电路各需要连接一个电源，为了简化电路，小组成员经过讨论后，决定使用一个电源同时给控制电路和工作电路供电。从而完成如图3所示的电路设计图中的控制电路部分（其中R为湿敏电阻），但在工作电路接线柱的选择上遇到了困难。

（2）请用笔画线模拟导线，依据项目要求，帮助该小组完成图中工作电路的连接。

装置组装

同学们根据电路图，完成了自动浇灌装置的组装。

（3）该装置所控制的土壤湿度范围为多少？请列式计算说明。（导线电阻忽略不计）

评价改进

小组通过查阅资料发现，植物角中不同的盆栽适宜的土壤湿度有所不同，见表一。

表一：不同植物的适宜土壤湿度

植物种类 适宜土壤湿度

多肉 10%～30%

月季 40%～60%

绿萝 60%～70%

（4）请判断该装置能否调整控制土壤湿度范围，满足不同植物对水分的需求，若不能，请简述改进措施。（线圈匝数、电源电压不可改变）

项目拓展

（5）项目小组将改进后的装置成品带到班级植物角进行实际的试用测试，发现了新的问题：长期使用，电源电压会降低，使得所控制的土壤湿度范围会 。（选填“上升”“下降”或“不变”）

该小组决定继续对电源进行优化，制作了一款太阳能智能充电装置（见图4）。各元件部分参数见表二。其中太阳能板利用半导体的光电效应将太阳能直接转化为电能，充电模块能控制太阳能板给蓄电池充电，蓄电池充电完成后自动停止充电。蓄电池可以给输出端供电。在实际使用中发现输出端的电压不太稳定，因此加装了一个稳压模块可以控制该装置输出的电压恒定在5V不变。

表二：太阳能智能充电装置部分元件参数

元件名称 太阳能板 蓄电池

具体参数 光伏类型：多晶硅滴胶板 产品类型：14500锂电池

额定功率 0.6W 额定电压 6V 电压3.7V

光电转化效率：18% 容量：800mAh

（6）这款太阳能智能充电装置工作时能量转化途径是（ ▲ ）

A.太阳能→电能→化学能→电能

B.电能→太阳能→电能→化学能

C.化学能→电能→太阳能→电能

D.电能→化学能→电能→太阳能

（7）与普通电池相比，该装置作为电源的优点 ▲ 。

（8）使用该装置给蓄电池充电，需要光照多少小时才能充满？（结果保留一位小数）

（9）在不损坏其他元件的前提下，为加快充电速度，小组决定采用多块相同的太阳能板 ▲ （选填“串联”或“并联”）接入充电模块的输入端。

成果发布

该小组成功制作出了一款太阳能自动浇水装置，通过产品推广在校园的教室植物角、绿化带、劳动基地菜地等地方得到了广泛的应用。

■上期答案

（1）2.5×103kg/m3；

（2）F3＋F4；

（3）0.6×103kg/m3；

（4）0.8×103kg/m3；

（5）1.43×103kg/m3；

（6）在使用该密度计的过程中，物体需始终保持浸没状态；增大漂浮物的体积来提高仪器的精确度等（合理即可，有利于更准确测量均可）。