2024年中考物理专题训练——电和磁综合计算

2024年中考物理专题训练——电和磁综合计算 1．某物理学习小组设计了一个机械自动拉开开关，如图1所示。该装置主要由滑轮组，重物C、铁块D、电磁铁E以及杠杆AB和控制电路组成，重物C通过细绳与动滑轮Q相连，重物C、铁块D分别通过支架固定在杠杆AB两端，支架与杠杆垂直。杠杆的B端置于水平台面上，杠杆可以绕支点O在竖直平面内逆时针转动，自动拉开开关被拉开前，杠杆在水平位置处于平衡状态，已知滑轮Q的质量为0.2kg，OA:OB=3:1，重物C、铁块D的质量分别为1.5kg和3kg，若刚好拉开开关所需的拉力T为6N，D的正上方有一电磁铁，它对D的吸引力大小F与通过的电流I的关系（如图2所示），电源电压为12V，滑动变阻器的最大阻值为20Ω，不计电磁铁电阻，不计细绳、杠杆的重力和一切摩擦，g取10N/kg。求： (1)当控制电路上的电键S断开，杠杆B端对水平台面的压力刚好为零时，与机械自动拉开开关相连的细绳上的拉力是多少？ (2)闭合控制电路上的电键S后，当变阻器的滑片移到中点时，自动拉开开关刚好被拉开，则保护电阻R0的电阻值是多少？ 2．小明设计的一个温控电加热装置，原理如图所示，电压U1=6V，Rt为热敏电阻其阻值随加热环境温度的升高而增大．电磁铁线圈电阻不计，当导线中的电流大于或等于10mA时，衔铁吸下与下触点A接触；当电流小于10mA时，衔铁松开与B触点接触，U2=220V，R1=48.4Ω． （1）衔铁刚被吸下时，求Rt的阻值． （2）求该电加热器处于加热挡时的电功率． （3）若该电加热器的保温时功率是加热时功率的10%，求R2的阻值． 3．硫化镉（CdS）是一种光敏材料，其电阻值R随光照强度E（E越大表示光照越强，其国际单位为cd）的变化如图2所示．某展览厅（如图1所示）为保护展品．采用这种材料设置了调光天窗．当外界光照较强时，启动电动卷帘适时调整进光量；当外界光照较弱时，自动启动节能灯给予补光．调光天窗的电路原理如图3所示，R0为定值电阻，R为CdS电阻，P为电磁铁，其线圈电阻RP为10Ω，当电流达到0.06A时能吸合衔铁．已知电源电压U1＝12V，U2＝220V，则： （1）图2中R随光照强度E变大而 （选填“增大”或“减小”）． （2）图3中的L代表的是并联安装在展厅内的10盏“220V 10W”节能灯，这些节能灯同时正常工作4小时，共消耗电能 kW•h． （3）若要缩短节能灯点亮的时间，可换用阻值较 （选填“大”或“小”）的R0． （4）当外界光照强度达到1cd时，电动卷帘便开始工作，求R0的阻值 ． 4．空气炸锅深受年轻人的喜爱，炸出的食物既美味可口，又可以通过传感器使其在各挡位之间转换，起到节能作用，其工作原理如图所示，在控制电路中，电源电压为3V，R0为热敏电阻，其阻值随温度变化的图象如图乙所示，R为滑动变阻器，电磁继电器线圈的电阻为10Ω，当继电器线圈电流达到50mA时，衔铁会被吸下，R1、R2为电加热丝，加热功率为1210W，保温功率为121W。试问：    （1）空气炸锅控制电路是利用电流的 （选填“热”或“磁”）效应工作的；当空气炸锅温度升高时，继电器磁性将 （选填“增强”、“减弱”或“不变”）；当衔铁被吸下时，空气炸锅处于 （选填“加热”或“保温”）挡位； （2）请问R2是多少 ？ （3）若滑动变阻器阻值调到30Ω时，可以设定为用来烤土豆片的最佳温度，请问这个设定温度是多少 ？ 5．2023年3月27日是第28个全国中小学生安全教育日，某校开展了安全创意设计比赛活动，物理兴趣小组利用磁性开关S2设计了烟雾报警与自动喷淋联动模拟系统，当烟雾达到一定浓度时触发自动报警喷淋，防范火灾发生。图甲为该模拟系统示意图，Rc为气敏电阻。控制电路中的电流I控≥0.02A时，磁性开关S2动触片被电磁铁吸引与触点a接触，安全指示灯L熄灭，报警喷淋系统同时工作；控制电路中的电流小于0.02A时，动触片被释放，与触点b接触，安全指示灯亮，报警喷淋系统停止工作。已知控制电路电源电压U控大小可调节，电磁铁线圈电阻不计，气敏电阻Rc的阻值与烟雾浓度C的关系如图乙所示，R0为定值电阻。工作电路电源电压U=36V，报警电铃标有“36V 18W”字样。 （1）安全指示灯L标有“0.9W 10Ω”字样（忽略温度对灯丝电阻的影响），要使灯L正常工作，则保护电阻R′的阻值为多大？ （2）报警电铃响时电流表示数为2.5A，喷淋系统工作20s消耗的电能是多少？ （3）通过调节U控大小，可改变该装置对烟雾探测的灵敏度。调至U控1时，触发报警喷淋的最低烟雾浓度C1=8%，电阻R0的功率为0.012W，控制电路消耗的总功率为P控1；将电压增大调至U控2，触发