2025年中考物理高频考点专题训练：电与磁计算题、实验题

2025年中考物理高频考点专题训练：电与磁计算题、实验题 一、实验题 1．如图甲所示为人们所喜爱的电动自行车，它轻便、节能、环保。只要将图中车钥匙插入锁孔并顺时针旋转一下，车子就通电了； (1)车钥匙实质相当于一个 ，跨上自行车将右侧把手向后旋转，车子就能前进，并且向后旋转的角度越大，车速就越快，右侧把手实质相当于一个 。蓄电池给电动车供电时，蓄电池相当于 （以上三空均填电学元件名称）； (2)电动自行车行驶时，电动机工作是利用磁场对 的作用的原理； (3)两刹车手柄中各有一只开关S1和S2，在行驶中用任一只手柄刹车时，该手柄上的开关立即断开，电动机停止工作，以下电路符合要求的是_________； A． B． C． D． (4)实验小组的同学想利用电位器、电流表、小灯泡、电源、开关和导线设计一个电路，请在图丙中将电路连接完整 。要求： ①开关可以控制整个电路； ②电流表只测量灯泡L1的电流； ③电位器只改变灯泡L2的亮度，且滑片顺时针旋转时，灯泡L2变亮。 2．如图甲所示，是“探究通电螺线管外部的场分布”的实验。    （1）在玻璃板上均匀撒上铁屑，放上小磁针，闭合开关后，轻敲玻璃板，铁屑分布情况表明：通电螺线管外部的磁场与 磁体的磁场相似； （2）调换电源的正负极，闭合开关，小磁针反方向偏转，这说明通电螺线管外部磁场的方向与 有关； （3）通电螺线管通入如图乙所示的电流I，其右端为 极。 3．在研究“磁场对通电导体的作用”实验中：    （1）利用如图甲所示的装置研究“磁场对电流的作用”时，应在a、b之间接入 （选填“灵敏电流计”或“电源”）； （2）在乙图中，通电后cd段导线受磁场力F1的方向为竖直向上，此时，ab段导线所受磁场力F2的方向是竖直向 （选填“上”或“下”）； （3）要使图乙中的线圈持续转动，应在其外部加装换向器，自动改变线圈中的 方向。 4．小思在“探究通电螺线管外部磁场分布”实验中，采用如图实验装置。 (1)在有螺线管的硬纸板上均匀地洒上铁屑，给螺线管通电后，观察到只有少量铁屑发生移动；若想使铁屑在磁场力的作用下有规律地排列，接下来进行的操作是： 。 (2)根据铁屑的排布可以得出的结论是：通电螺线管外部的磁场与 磁体周围的磁场相似。 (3)小磁针静止时如图（标注黑色一端为极），则螺线管右端的磁极为 极。 5．某同学用如图甲所示的装置探究什么情况下磁可以生电。在蹄形磁体的磁场中放置一根导线，导线两端跟电流表连接组成闭合回路。 （1）让导线AB在磁场中静止，观察到电流表指针 ；让导线AB在磁场中静止，换用磁性更强的蹄形磁体，观察到电流表指针 ；保持蹄形磁体静止让导线AB从图中所示位置水平向右运动，观察到电流表指针 。（填“偏转”或“不偏转”） （2）图乙中的a表示垂直于纸面的-根导线，它是闭合电路的一部分。它在磁场中按箭头方向运动时，会产生感应电流的是 （填标号）。 6．发电机是如何发电的呢？同学们用如图所示的装置进行探究。 （1）当导体ab静止悬挂起来后，闭合开关，灵敏电流计G指针不偏转，说明电路中 （选填“有”或“无”）电流产生。 （2）小芳无意间碰到导体ab，导体ab晃动起来，小明发现电流表指针发生了偏转，就说：“让导体在磁场中运动就可产生电流”，但小芳说：“不一定，还要看导体怎样运动”。为验证猜想，他们继续探究，并把观察到的现象记录如下： 序号 放方向 ab的运动方向 电流计指针 1 N极在上 竖直上下运动 不偏转 2 水平向左运动 向右偏转 3 水平向右运动 向左偏转 4 N极在下 竖直上下运动 不偏转 5 水平向左运动 向左偏转 6 水平向右运动 向右偏转 分析实验现象后，同学们一致认为小芳的观点是 （选填“正确”或“错误”）的，比较第2、3次实验现象发现，产生的电流的方向跟 有关；比较第3、6次实验现象发现，产生的电流的方向还跟 有关。 （3）发电机的原理是，此原理最早由英国物理学家发现 。 7．如图所示，这是小明做“探究什么情况下磁可以生电”的实验装置，ab是一根导体棒，通过导线连接在灵敏电流计的两接线柱上。    （1）实验时，小明通过观察 来判断电路中是否产生感应电流； （2）实验中，导体棒ab左右移动，电路中有感应电流产生，导体棒ab上下移动，电路中没有感应电流产生。根据实验现象可得出初步结论：当闭合电路的一部分导体在磁场中做 运动时，导体中产生感应电流； （3）根据结论分析可知，若导体棒ab不动，左右移动磁铁，电路中 （选填“有”或“无”）感应电流产生； （4）请写出一条该实验原理在生活中应用的实例 。 8．在“探究导体在磁场中产生电流的条件”的实验中，小明做了如图甲、乙、丙所示的三次实验。 （1）如图甲所示，导体ab向右运动，电流计指针不发生偏转，这是因为 ； （2）如图乙所示，导体ab在蹄形磁体中竖直向下运动，电流计指针 （选填“偏转”或“不偏转”）； （3）如图丙所示，导体ab水平向左运动，电流计指针发生偏转，说明电路中有 产生； （4）由大量实验现象可知，导体在磁场中产生电流的条件是：闭合回路的部分导体做 磁感线运动。这个现象叫电磁感应现象； （5）产生感应电流时， 相当于电源； （6）在这个实验中 能转化为了电能。 二、计算题 9．图1所示为一种自动蓄水装置示意图：轻质弹簧上端固定，下端与一个密度为0.5g/cm3的正方体木块相连，轻质滑片P的右端固定在弹簧最下端，左端位于粗细均匀的金属电阻R2的最下端A处且接触良好，此时木块底面距容器底面12cm。闭合S，水泵工作，向空水箱里缓慢注水，当P上滑至B处（R2的中点）时，水面到达设定高度，水泵自动停止注水，在此过程中，弹簧弹力F与滑P上滑长度x之间的关系如图2所示，已知：电阻箱R1接入电路中的阻值为40Ω，R2的总电阻为20Ω，长度为20cm；当线圈中电流I≥0.1A时，衔铁被吸下，g=10N/kg，弹簧始终处于弹性限度范围内，不考虑线圈的电阻和滑片P滑动时的摩擦。 （1）求电源电压U； （2）求木块的边长； （3）当P滑至B处时，求木块浸入水中的体积； （4）求水面的设定高度。 10．小星同学为自家的洗浴电热水器设计了一个自动控制装置，如图所示。R1是一个热敏电阻（置于热水器水中），其阻值随温度的变化关系如表I所示。表Ⅱ是这个电热水器的铭牌。已知继电器线圈电阻R2为10Ω，左边电源的电压U0为6V不变。当继电器线圈R2中的电流增大到某一数值时，继电器的衔铁被吸下，电热水器电路断开；当继电器线圈中的电流减小到某一数值时，继电器的衔铁被释放，电热水器电路闭合，开始工作。 表I： 温度t/℃ 10 20 30 40 50 60 70 80 90 电阻R/Ω 60 42 30 20 15 10 8 6 5 表Ⅱ： 型号 FED-H50 额定电压 交流220V 最大水量 50kg 频率 50Hz 额定内压 0.75MPa 额定功率 2000W 请解答：（1）正常工作时，电热水器的电阻是多少？ （2）分析表I，热敏电阻的阻值随温度如何变化？ （3）若电热水器内的水温控制在30~60℃之间，求衔铁被吸下、电热水器电路被断开时，继电器线圈中的电流是多少？ （4）电热水器正常工作时，将整箱水从30℃加热到60℃需要多长时间？（c水=4.2×103J/(kg·℃)，不计热损失）      11．如图甲是小明制作的防盗报警装置示意图，其中工作电路电源电压U1＝6V，指示灯L的额定电压UL＝2.5V，定值电阻R0＝350Ω；控制电路电源电压U2＝1.5V，磁敏电阻Rx的阻值随其所处位置磁场强度的变化如图乙所示，D、E、F为动静触点上的三个接线柱，当含有内置小磁铁的窗户分别处在轨道A、B、C处时，磁敏电阻Rx所处位置的磁场强度分别为a、b、c，闭合开关S1和S2后，当窗户关闭时，指示灯亮，蜂鸣器不工作；当窗户打开一定程度时，指示灯熄灭，蜂呜器发出警报声。 (1)按要求连接好电路； (2)将窗户移到A点时，窗户关闭，闭合开关S1，指示灯L正常发光，求此时指示灯L消耗的电功率；（写下计算过程） (3)已知电磁铁线圈中的电流达到3mA时，电磁铁的衔铁刚好被吸下，指示灯L熄灭，蜂鸣器开始报警，现移动滑动变阻器的滑片，使其接入电路的阻值为其最大阻值的，当窗户移至轨道B点位置时，蜂鸣器恰好开始报警，若要求窗户移至轨道C点位置时才开始报警，此时能否通过调节滑动变阻器来实现？请通过计算加以说明。（写出计算过程，电磁铁线圈阻值忽略不计） 12．美好生活从早餐开始，图是某款400W单仓面包机的工作原理图，将面包片放入面包机的加热仓后，设定时间（定时开关闭合），按下按键B，触点1与C接触，面包机开始工作；到了设定时间，定时开关自动断开，控制电路断路，电磁铁失去磁性，杠杆AOB在衔铁重力和弹簧向上弹力的共同作用下，断开加热电路并弹出面包片。求： （1）加热电阻R1的阻值； （2）定时工作1min面包内能的增加量（不计热量损失）； （3）由于面包的种类和大小不同，所需加热时间也不等，常会出现面包烤焦的情况。请对面包机进行改进。要求：当面包达到设定所需温度时，面包机能自动断开加热电路并弹出面包，实现智能化温度控制。 13．图甲是恒温水箱温控电路，它由工作电路和控制电路组成。工作电路中的电热器上标有“220V，2200W”的字样；控制电路电源电压恒定不变，热敏电阻R1置于恒温水箱内，作为感应器探测水温，其阻值随温度变化的关系如图乙所示，R为滑动变阻器。为了把温度控制在40℃，设定在水温低于40℃时自动加热，在水温达到40℃时停止加热。当通过线圈的电流至少为100mA时，衔铁被电磁铁吸下，工作电路断开。[不计线圈的电阻，c水=4.2×103J/（kg•oC）    （1）电热器是利用电流的 效应来工作的； （2）电热器正常工作时的电流为多少 ？ （3）电热器正常工作25min，可使水温由30℃升高到40℃，假如电热器的加热效率为70%，则水箱中的水的质量为多少 ？ （4）滑动变阻器R连入电路的阻值为250Ω，则控制电路电源电压为多少 ？ 14．如图是一款利用电磁继电器设定不同出水温度的电热饮水机原理示意图。工作电路中，电源电压恒为220V，R是加热电阻丝，阻值为48.4Ω。控制电路中，电源电压恒为3V，电磁铁线圈电阻R线为5Ω，Rt是热敏电阻，其阻值与温度的关系式为Rt=5+0.5t（其中Rt单位是Ω，t的单位是℃），R0是用来设定不同出水温度的滑动变阻器。当电磁铁线圈中的电流小于或等于10mA时，衔铁片会弹起，触点分离，饮水器停止加热。[ρ水=1.0×103kg/m3，c水=4.2×103J/(kg⋅℃)】 （1）若将滑动变阻器R0的阻值调为250Ω时，饮水机能将水加热到的最高温度是多少？ （2）饮水机内装有1000mL，初温为20℃的水，将其加热到100℃，用时7min，则水吸收的热量是多少？ （3）上述加热过程中，该饮水机工作电路的加热效率是多少？ 15．小丽学习了电磁继电器的相关知识后，结合自己上下楼乘坐电梯的情况（如图甲），设计了一个电梯超载自动报警模拟装置，其工作原理如图乙，U0=9V。且保持不变，定值电阻R1=10Ω，R2为压敏电阻，其阻值大小随压力F大小变化的图像如图丙，小丽所设计的模拟装置的最大承载质量为100kg。（不计电磁铁线圈的阻值，g=10N/kg） （1）当压敏电阻承载物体的质量为20kg时，定值电阻R1消耗的电功率是多少？ （2）当压敏电阻两端电压为4V时，通过计算确定该电梯超载自动报警装置是否报警？ （3）请你指出小丽设计装置中的组件或元件所利用的物理知识或物理原理。（说出一个即可） 16．实践小组为学校的花卉种植大棚设计了自动加热装置，其简化电路如图甲所示，该自动加热装置由控制电路和工作电路两部分组成，它可以使种植大棚内的温度保持在15℃~40℃之间，控制电路中的热敏电阻R的阻值随空气温度t的变化关系如图乙所示，当电磁铁线圈内的电流减小至0.1 A时，衔铁释放，触点B、C断开，停止加热；当电磁铁线圈内的电流增大至0.2A时，衔铁补被吸下，触点B、C接通，开始加热；已知加热器的铭牌的标有“220V　 500W”字样。控制电路的电源电压恒定，R0为定值电阻，电路中导线及线圈电阻不计。求： (1)加热器正常工作的电流及其电阻； (2)控制电路的电源电压及定值电阻R0的阻值； (3)请分析该装置中影响实际控制温度准确度的因素（说出一个即可）。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 参考答案： 1．(1) 开关 滑动变阻器 电源 (2)通电导体 (3)D (4) 【详解】（1）[1]只要将图中车钥匙插入锁孔并顺时针旋转一下，车子就通电了，说明车钥匙能够控制整个电路，相当于开关。 [2]跨上自行车将右侧把手向后旋转，车子就能前进，并且向后旋转的角度越大，车速就越快，说明右侧把手可以调节转速，能够调节电流的大小，相当于滑动变阻器。 [3]蓄电池给电动车供电时，蓄电池提供电能，相当于电源。 （2）电动自行车行驶时，通电才能运动，电动机工作是利用磁场对通电导体有力的作用。 （3）A．只断开S1，其他开关均闭合，电动机仍然工作，故A不符合题意； B．只断开S1，其他开关均闭合，电动机仍然工作，故B不符合题意； C．只断开S2，其他开关均闭合，电动机仍然工作，故C不符合题意； D．断开S1或者S2，电动机都停止工作，故D符合题意。 故选D。 （4）电流表只测量灯泡L1的电流，说明两个灯泡并联，电流表与灯泡L1串联，电位器只改变灯泡L2的亮度，且滑片顺时针旋转时，灯泡L2变亮，说明电位器与灯泡L2串联，电位器的左端接入电路，开关控制整个电路，说明开关在干路，故如图所示： 2． 条形 电流方向 S 【详解】（1）[1]闭合开关，轻敲玻璃板，铁屑的分布情况反映了磁场情况，由甲图可知，通电螺线管周围的磁场与条形磁体的磁场相似，都有两个磁极，两极磁性强，中间磁性弱。 （2） [2]保持绕线方法不变，调换电源的正负极，螺线管中的电流方向发生改变，发现两端小磁针的偏转方向也发生改变，说明通电螺线管外部的磁场的方向与电流方向有关。 （3）[3]乙图中，电流从右端流入，根据安培定则可判断，通电螺线管的左端为N极，右端为S极。 3． 电源 下 电流 【详解】（1）[1]在研究“磁场对通电导体的作用”实验中，需使导体通电，故应在a、b之间接入，电源。 （2）[2]导体在中的受力方向与磁场方向、电流方向有关，在乙图中，通电后，cd段导线与ab段导线所处的磁场方向相同，但电流方向相反，所以ab段受磁场力的方向与cd段受力方向相反，由于cd段导线受磁场力F1的方向为竖直向上，所以ab段导线所受磁场力的方向是竖直向下的。 （3）[3]线圈可以持续转动，是在外部加装了换向器，当通电线圈所在平面与磁感线垂直时（平衡位置），它能自动改变线圈中的电流方向，从而使线圈持续转动。 4．(1)轻敲纸板 (2)条形 (3)N 【详解】（1）在嵌有螺线管的硬纸板上均匀地酒上铁 屑，给螺线管接上电源通电后，周围铁屑会被磁 化，但由于其与纸板的摩擦力太大，只有少量铁 屑发生移动，为了减小铁屑与纸板间的摩擦力， 需轻敲纸板，使接触面分离而减小摩擦，使铁屑 在磁场力作用下动起来有规律的排列起来。 （2）由铁屑的分布情况可知，通电螺线管外部的磁 场和条形磁体的磁场相似，都有两个磁极。 （3）由小磁针指向以及磁极间的相互作用可知，螺线管右端的磁极为N极。 5． 不偏转 不偏转 偏转 CD 【详解】（1）[1]让导线AB在磁场中静止，导线没有做切割磁感线运动，不会产生感应电流，观察到电流表指针不偏转。 [2]让导线AB在磁场中静止，换用磁性更强的蹄形磁体，导线没有做切割磁感线运动，不会产生感应电流，观察到电流表指针不偏转。 [3]持蹄形磁体静止让导线AB从图中所示位置水平向右运动，导体做切割磁感线运动，会产生感应电流，观察到电流表指针偏转。 （2）[4]AB．图AB中导体运动的方向与磁感线平行，导线没有做切割磁感线运动，不会产生感应电流，故AB不符合题意； CD．图CD中，导体做切割磁感线运动，会产生感应电流，故CD符合题意。 故选CD。 6． 无 正确 导体的运动方向 磁场方向 法拉第 【详解】（1）[1]当导体ab静止悬挂起来后，闭合开关，此时导体没有做切割磁感线运动，灵敏电流计G指针不偏转，说明电路中无电流产生。 （2）[2]根据表格中的信息可知，当导体在磁场中运动时，电流计指针不一定偏转，说明不一定产生电流，故小芳的观点是正确的。 [3]比较第2、3次实验现象发现，磁场方向相同，导体运动的方向不同，产生电流的方向不同，即产生的电流的方向跟导体运动方向有关。 [4]比较第3、6次实验现象发现，导体运动的方向相同，磁场方向不同，产生电流的方向不同，即产生的电流的方向还跟磁场方向有关。 （3）[5]发电机的原理是电磁感应现象，由法拉第发现。 7． 电流计指针是否偏转 切割磁感线 有 发电机 【详解】（1）[1]感应电流就是通过灵敏电流表的指针偏转来体现的，若灵敏电流表的指针发生偏转，就说明产生了感应电流。 （2）[2]根据经过多次实验研究发现，只有闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中才会产生感应电流。 （3）[3]磁铁左右水平运动，以磁铁为参照物，导线就是水平运动的，做的是切割磁感线的运动，所以就会产生感应电流。 （4）[4]发电机就是根据此原理发明的。 8． 开关没有闭合 不偏转 电流 切割 导线ab 机械 【详解】（1）[1]闭合回路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中会产生感应电流，如图甲所示，开关未闭合，没有形成闭合回路，故没有感应电流产生，电流计指针不发生偏转。 （2）[2]导体ab在蹄形磁体中竖直向下运动，没有做切割磁感线运动，没有感应电流产生，电流计指针不发生偏转。 （3）[3]导体ab水平向左运动，导体做切割磁感线运动，电流计指针发生偏转，说明闭合电路中有电流产生。 （4）[4]由前面分析可知，电磁感应现象是指闭合回路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中会产生感应电流。 （5）[5]产生感应电流时，导体ab做切割磁感线运动，产生电流，相当于电源。 （6）[6]在这个实验中导体运动产生电流，消耗了机械能，得到了电能，因此是将机械能转化为了电能。 9．（1）；（2）；（3）；（4） 【详解】解（1）当P上滑至B处（R2的中点）时，水面到达设定高度，即电流到了0.1A，滑片再往上滑动时，电阻变大，电流变小，磁性变弱，衔铁断开，停止注水，故当P在B点时，电流为0.1A，则此时接入的总电阻为 则电源电压为 （2）当x=0cm时，此时弹簧测力计的示数即为重力为5N，故木块质量为 则木块的体积为 木块的边长 （3）当P滑至B处时，弹簧测力计的示数为零，说明此时物体所受的重力和浮力相等，故浮力为5N，则木块浸入水中的体积 （4）此时木块浸入水的深度为 水面的设定高度 答：（1）电源电压U为； （2）木块的边长为； （3）P滑至B处时，求木块浸入水中的体积为； （4）水面的设定高度为。 10．（1）24.2Ω；（2）热敏电阻的阻值随温度的升高而减小；（3）0.3A；（4）3150s 【详解】解：（1）电热水器的电阻 （2）由表I可知，温度越高，热敏电阻的阻值越小，可以得到热敏电阻的阻值随温度的升高而减小 （3）水温达到60℃时，衔铁被吸下，此时R1=10Ω，因为串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以继电器线圈中的电流 （4）水吸收的热量 Q吸=c水mΔt=4.2×103J/(kg·℃)×50kg×(60℃-30℃)=6.3×106J 不计热损失电热水器消耗的电能 W=Q吸=6.3×106J 电热水器正常工作时，将整箱水从30℃加热到60℃需要的时间 答：（1）正常工作时，电热水器的电阻是24.2Ω； （2）热敏电阻的阻值随温度的升高而减小； （3）若电热水器内的水温控制在30~60℃之间，衔铁被吸下、电热水器电路被断开时，继电器线圈中的电流是0.3A； （4）电热水器正常工作时，将整箱水从30℃加热到60℃需要3150s。 11．(1)见解析；(2)0.025W；(3)不能通过调节滑动变阻器的阻值来实现 【分析】(1)因为小灯泡的额定电压小于电源电压，所以需要将电阻R0与灯泡串联，又因为电灯泡和蜂鸣器能够独立工作，所以电灯泡和蜂鸣器并联，根据磁敏电阻的性质以及电磁继电器的工作原理判断出电灯泡和蜂鸣器的位置。 (2)工作电路中灯泡和R0串联，灯泡正常发光，根据串联电路的分压特点求出R0两端的电压，根据欧姆定律求出电流，再根据求出灯泡的额定功率。 (3)由图象读出窗户移至B点和C点时，磁敏电阻的电阻值，根据欧姆定律求出滑动变阻器接入电路的阻值，进而得出滑动变阻器的最大阻值，再判断是否能通过调节滑动变阻器的阻值来实现报警。 【详解】解：(1)因为小灯泡的额定电压小于电源电压，所以需要将电阻R0与灯泡串联，又因为电灯泡和蜂鸣器能够独立工作，所以电灯泡和蜂鸣器并联；闭合开关S1和S2后，当窗户关闭时，磁敏电阻距离磁铁近，磁铁的磁性强，根据右图知磁敏电阻的电阻大，电路的电流小，电磁铁的磁性弱，不能把衔铁吸引下来，指示灯亮，蜂鸣器不工作，所以小灯泡和电阻串联后接在上静触点上；当窗户打开一定程度时，磁敏电阻距离磁铁远，磁铁的磁性弱，根据右图知磁敏电阻的电阻小，电路的电流大，电磁铁的磁性强，把衔铁吸引下来，指示灯不亮，蜂鸣器工作，所以蜂鸣器接在上静触点上，如下图所示： (2)闭合开关S1，灯泡和R0串联，灯泡正常发光，其两端的电压为UL＝2.5V，R0两端的电压 电路中的电流为 灯泡的额定功率 (3)由图象乙可知，窗户移至B点和C点时，磁敏电阻的电阻值分别为400Ω和300Ω，由欧姆定律可得，当窗户移至轨道B点位置时，蜂鸣器恰好开始报警，控制电路中的总电阻为 此时滑动变阻器接入电路的阻值 此时滑动变阻器接入电路的阻值为其最大阻值的，所以滑动变阻器的最大阻值为150Ω，当窗户移至轨道C点位置时，滑动变阻器接入电路的阻值应该为 但是滑动变阻器的最大阻值为150Ω，所以若要求窗户移至轨道C点位置时蜂鸣器才开始报警，此时不能通过调节滑动变阻器的阻值来实现。 答：(1)见上图； (2)此时指示灯L消耗的电功率0.025W； (3)不能通过调节滑动变阻器的阻值来实现。 12．（1）121Ω；（2）；（3）在控制电路中加装温控开关或工作电路中加装温控开关 【详解】解：（1）由题意知，单个加热电阻加热时，电阻功率为400W，则加热电阻R1的阻值 （2）因为不计热量损失，所以定时工作1min面包内能的增加量等于消耗的电能，即 （3）根据题意可知：要实现面包达到设定所需温度时，面包机能自动断开加热电路并弹出面包，实现智能化温度控制，可以在控制电路中加装温控开关或工作电路中加装温控开关。 答：（1）加热电阻R1的阻值121Ω； （2）定时工作1min面包内能的增加量； （3）可以在控制电路中加装温控开关或工作电路中加装温控开关，达到面包达到设定所需温度时，面包机能自动断开加热电路并弹出面包，实现智能化温度控制的目的。 13． 热 10A 55kg 30V 【详解】（1）[1]电热器工作过程中把电能转化为内能，所以电热器是利用电流的热效应来工作的。 （2）[2]由P=UI可知，电热器正常工作时的电流为 （3）[3]由得，电热器消耗的电能为 由可知，水的热量为 由可知，水的质量 （4）[4]由图甲可知，滑动变阻器R与热敏电阻R1串联，由图乙可知，当水温为40℃时，热敏电阻R1的阻值为50Ω。根据串联电路的电阻特点可知，控制电路的总电阻为 R总= R +R1 =250Ω+50Ω=300Ω 当通过线圈的电流至少为 时，衔铁被电磁铁吸下。故控制电路的电源电压为 答：（1）电热器是利用电流的热效应来工作的； （2）电热器正常工作时的电流为10A； （3）水箱中的水的质量为55kg； （4）控制电路电源电压为30V。 14．（1）90℃；（2）3.36×105J；（3）80% 【详解】解：（1）饮水机将水加热到最高温度时，衔铁会弹起，触点分离，此时控制电路的电流为 I=10mA=0.01A 此时滑动变阻器R0两端的电压 U0=IR0=0.01A×250Ω=2.5V 热敏电阻Rt两端的电压 Ut=U-U0=3V-2.5V=0.5V 热敏电阻的阻值 据Rt=5+0.5t知，水能加热到的最高温度 （2）饮水机中水的质量 m=ρ水V=1.0×103kg/m3×1000×10-6m3=1kg 水吸收的热量 Q吸=c水m(t1-t0)=4.2×103J/(kg⋅℃)×1kg×(100-20)℃=3.36×105J （3）上述加热过程中，饮水机消耗的电能 饮水机工作电路的加热效率 答：（1）若将滑动变阻器R0的阻值设为250Ω，饮水机能将水加热到的最高温度是90℃； （2）水吸收的热量是3.36×105J； （3）上述加热过程中，该饮水机工作电路的加热效率是80%。 15．（1）0.1W；（2）该电梯超载自动报警装置报警；（3）见解析 【详解】解：（1）承载物体的重力为 G=mg=20kg×10N/kg=200N 由图丙知此时的压敏电阻为80Ω，根据串联电阻的规律及欧姆定律电路中的电流为 定值电阻R1消耗的电功率是 P1=I2R1=(0.1A)2×10Ω=0.1W （2）压敏电阻所允许承受的最大压力为 Fmax=Gmax=mmaxg=100kg×10N/kg=1000N 当压敏电阻两端电压为4V时，定值电阻R1两端的电压为 U1=U0﹣U2=9V﹣4V=5V 电路中的电流为 根据欧姆定律压敏电阻R2的电阻为 由图丙知当压敏电阻阻值为8Ω时，压敏电阻所受的压力大于1000N，电梯报警。 （3）图中电动机利用了通电线圈在磁场中受力而转动的原理（或弹簧、衔铁、支架结构利用了杠杆原理）。 答：（1）当压敏电阻承载物体的质量为20kg时，定值电阻R1消耗的电功率是为0.1W； （2）当压敏电阻两端电压为4V时，该电梯超载自动报警装置报警； （3）电动机利用了通电线圈在磁场中受力而转动的原理（或弹簧、衔铁、支架结构利用了杠杆原理）。 16．(1)2.27A，96.8Ω (2)20V，50Ω (3)见解析 【详解】（1）加热器正常工作的电流为 加热器正常工作的电阻为 （2）由乙图及题意可知，温度为15℃时，热敏电阻值为50Ω，控制电路电流恰好为0.2A，衔铁被吸下，工作电路工作；温度为40℃时，热敏电阻值为150Ω，控制电路电流恰好为0.1A，衔铁被释放，工作电路停止工作。设控制电路的电源电压为U，定值电阻的阻值为R0；则由欧姆定律有 解得U＝20V，R0＝50Ω。 （3）由于热敏电阻通电，本身也会产生热量会使自身温度略高于环境温度，当自身温度达到40℃时工作电路便被切断停止加热，所以无法达到40℃。 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $$