内容正文:
物理
2024人教
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第二十章 电与磁
专题13 电与磁综合应用
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&1& 磁与电
例1 如图所示为某兴趣小组为学校办公楼空调设计的自动控制装置, 是热敏电阻,其阻值随温度变化的关系如
下表所示.已知继电器的线圈电阻 ,左边电源电压为 且恒定不变.闭合开关 ,当继电器线圈中的
电流大于或等于 时,继电器的衔铁被吸合,右边的空调电路启动工作.
温度 0 5 10 15 20 25 30 35 40
电阻 600 550 500 450 420 390 360 330 300
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(1)请说明该自动控制装置的工作原理.
解:随着室内温度的升高,热敏电阻的阻值减小,控制电路中的电流增大,当电流达到 时,衔铁被吸合,
右侧空调电路连通,空调开始工作.当温度下降时,热敏电阻的阻值增大,控制电路的电流减小,减小到一定值,
衔铁被放开,使空调电路断开,这样就实现了自动控制.
(2)计算说明该空调的启动温度是多少.
[答案] 空调电路启动时控制电路的总电阻
此时热敏电阻的阻值
对照表格数据可知,此时的启动温度是
(3)为了节省电能,将空调的启动温度设定为 ,则控制电路中需要串联多大的电阻?
[答案] 由表中数据可知,空调的启动温度设定为 时,热敏电阻的阻值为 ,则电路中还应串联的电阻
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方法技巧
解决电磁继电器问题的一般思路
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变式 能设定加热温度的某型号家用空气炸锅,其简化电路如图甲所
示,它通过电热丝 来加热空气,从而加热食物,达到设定加热温
度后,自动停止加热.
(1)已知 的额定电压为 ,额定功率为 .正常工作
时,工作电路的总电流为 ,求此时指示灯支路消耗的功率.
解: 的额定电流
指示灯的电流
消耗的功率
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(2)控制电路的电源电压恒定, 的阻值随温度变化的关系如图乙所示.当加热温度设定为 时, 的阻
值调为了 .则当 的阻值调为 时,对应的加热温度设定为多少?
[答案] 加热温度设定为 时, 的阻值是 ,衔铁向上弹起,停止加热,此时的总电阻
当 的阻值调为 时,
由图乙可知,温度为
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&2& 磁与热
例2 如图甲是某自动控温电热水器的电路图,其中控制电路的电压恒为
, 为热敏电阻,它置于水箱中,产生的热量对水箱中水温的影响
忽略不计, 的阻值随温度变化的关系如图乙所示, 为可调电阻,
用来设定电热水器的水温. 、 为纯电热丝,均置于水箱中,
;电磁铁线圈的电阻忽略不计,当电磁铁中的电流达到
时,衔铁被吸下来.工作过程中,电源电压均保持不变,请完成下列问题:
(1)图甲中电磁铁的上端为_____(选填“ 极”或“ 极”).
<m></m> 极
(2)加热时电热丝 的功率为多少?
解:加热时电热丝 的功率
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(3)如果电热水器储有 水,电路处于加热状态,正常工作1小时,产生的热量的 被水吸收,则水温升
高了多少? ,结果保留1位小数]
[答案] 工作电路处于加热状态,正常工作1小时,产生的热量
产生的热量的 被水吸收
由 得
(4)如果将电热水器的水温设定为 , 的阻值应该调至多少?
[答案] 如果将热水器中的水温设定为 ,在控制电路中的电流刚好为 时,由 可知,此时控制电路
的总电阻
由图像可知, 时 的阻值为 ,则
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&3& 磁与力
例3 电梯都设置了超载自动报警系统,其工作原理如图甲所示,在
控制电路中,已知电源电压 ,保护电阻 ,压
力传感器(压敏电阻) 的阻值随压力 大小的变化如图乙所示,
电梯自重和电磁铁线圈的阻值都忽略不计.闭合开关 、
(1)在控制电路中,当压敏电阻 受到的压力 增大时,电磁铁
的磁性______(选填“增强”“减弱”或“不变”).
增强
(2)某次电梯正常运行时,测得通过电磁铁线圈的电流为 ,则此时电梯载重为多少牛?
解:通过电磁铁线圈的电流为 时,根据欧姆定律可知,总电阻
压敏电阻
观察乙图可知,这时压敏电阻受到的压力为 ,因电梯自重不计,则电梯的载重是
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(3)若电磁铁线圈中的电流达到 时,动触点 刚好接触静触点 ,电铃发出警报声.当该电梯厢内站立了
总质量为 的乘客时,试通过计算说明电梯是否超载. 取
[答案] 电磁铁线圈中的电流达到 时
总电阻
压敏电阻
观察乙图可知,这时电梯的载重为
乘客的总重力
因为 ,所以电梯超载.
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