2025年中考物理专题训练——电与磁的综合计算

2025年中考物理专题训练——电与磁的综合计算 一、计算题 1．左图是小明设计的调光电路图，他将粗细均匀的电阻丝AB通过滑片P连入电路，小灯泡的额定电压为6V．闭合开关S后，滑片P从最左端A滑到最右端B的过程中，小灯泡的I—U关系图像如右图所示．(电阻丝AB的阻值不随温度变化) 求：(1)小灯泡的额定功率； (2)电阻丝AB的阻值； (3)当AB连入电路的阻值R1=2.5Ω时，灯泡消耗的功率为3.2W，此时灯丝的阻值为多少． 2．在一个标准大气压下，用炉子将10 kg的水从20 ℃加热至沸腾，燃烧了0.5 kg的焦炭，已知水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)，焦炭的热值为3.0×107 J/kg.求： (1)水吸收的热量； (2)0.5 kg焦炭完全燃烧释放的热量； (3)炉子烧水的效率． 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 ． 4．一台电动机的额定电压为，额定功率为，它正常工作时的电流多大？连续正常工作耗电多少？ 5．电磁铁通电，小磁针按图示方向转动，在括号内标出电源的“＋”或“－”极、螺线管的“N”或“S”极。 6．如图甲所示的电路，电源电压保持不变．小灯泡L标有“2.5 V　0.25 A”字样，滑动变阻器R1的最大值为30 Ω，定值电阻R2＝30 Ω，电流表的量程为0～0.6 A，电压表的量程为0～3 V．求： (1)小灯泡的额定功率是多少？ (2)只闭合S、S2和S3，将变阻器R1的滑片P移到中点时，电流表示数为0.45 A，则电源电压是多少？ (3)只闭合开关S、S1，移动变阻器的滑片P，小灯泡L的I－U图象如图乙所示．在保证各元件安全的情况下，滑动变阻器R1允许的取值范围是多少？ 7．为实现自动控制，小明同学利用电磁继电器（电磁铁线圈电阻不计）制作了具有延时加热、保温、消毒等功能的恒温器，其电路图如图甲所示，控制电路中，电压，定值电阻，热敏电阻R阻值随温度变化的图像如图乙所示；工作电路中，电压，、是电热丝，并且，。已知水温达到80℃时衔铁会跳起，求： （1）衔铁刚跳起时，通过电磁铁线圈的电流； （2）工作电路在保温状态下的电功率； （3）衔铁被吸下后经过10min工作电路中产生的热量； （4）要使水温达到60℃时衔铁跳起，应将定值电阻调整为多少欧？ 8．图甲是恒温箱，其简化电路如图乙所示，它是通过电阻丝置于恒温箱内来加热空气，从而保持箱内恒温。控制电路中的电磁铁线圈电阻不计，通过调节变阻器接入电路的阻值来设置加热温度，热敏电阻置于温度监测区域，其阻值随温度变化的规律如图丙所示，控制电路的电源电压恒为6V，当控制电路线圈中的电流时，衔铁被电磁铁吸下，接通加热电路。已知电阻丝的额定电压为220V，额定功率为1210W；恒温箱内部空气质量约2.6kg，空气的比热容为。求： (1)正常工作2min，电阻丝产生的热量。 (2)工作电路中电阻丝与指示灯电路并联。正常工作时，工作电路的总电流为5.55A，求此时指示灯支路消耗的功率。 (3)为了使箱内温度保持在50℃（温度低于50℃时，电热器工作，高于50℃时，停止加热），求滑动变阻器接入电路阻值。 9．如图所示是某温控装置的简化电路图，工作电路由电压为220V的电源和阻值R=88Ω的电热丝组成；控制电路由电源、电磁铁（线圈电阻R0=20Ω）、开关、滑动变阻器R2（取值范围为0~80Ω）和热敏电阻R1组成，R1阻值随温度变化的关系如下表所示。当控制电路电流I≥50mA时，衔铁被吸合而切断工作电路；当控制电路电流I≤40mA时，衔铁被释放而接通工作电路。 温度/℃ 90 80 66 60 50 46 40 36 35 34 R1/Ω 10 20 40 50 70 80 100 120 130 150 （1）工作电路正常工作时，电热丝在1min内产生的热量是多少？ （2）当温度为60℃，滑动变阻器R2接入电路的阻值为50Ω时，衔铁恰好被吸合，则控制电路的电源电压是多少？ （3）若控制电路电源电压不变，此装置可控制的温度最大范围是多少？ 10．汽车启动时，蓄电池向启动电动机M供电，设M两端电压为U，测得U﹣t和I﹣t图象如图1。 （1）求0.5s到1s，电动机M所消耗的电能； （2）M仅通过导线a、b接入电路，如图2所示，a的电阻为0.001Ω。若通过M的电流为200A，持续2s，求此过程a产生的热量； （3）一般采用电磁继电器控制M的通断电，利用实验器材模拟汽车启动，请用笔画线完成电路的连接。 11．某同学利用热敏电阻为家中灯暖型“浴霸”（用电灯取暖的用电器）设计了一个温度可自动控制的装置，如图甲所示，“控制电路”中的热敏电阻R1的阻值随温度变化的曲线如图乙所示，电磁铁线圈可看成阻值为20Ω的纯电阻R0，“浴霸”共安装有2盏标有“220V，440W”的灯泡，当电磁铁线圈中电流大于或等于50mA时，继电器的衔铁被吸合，使“浴霸”电路断开；当线圈中的电流小于或等于40mA时，继电器的衔铁被释放，使“浴霸”电路闭合。 求（1）若浴室中的温度不得超过40℃，则控制电路的电源电压U1最小值是多少？ （2）若电源U1电压恒定为12V，则将此装置放在浴室内，浴室内温度可控制在多大范围内 ？ 12．近几年西安市进行老旧小区改造，不少多层楼房安装了电梯。图甲是某小区电梯的结构示意图，它由轿厢、配重、滑轮、缆绳、钢丝绳和电动机组成，轿厢质量为400kg，配重质量为300kg，绳重和摩擦忽略不计。为了安全，电梯设置了超载自动报警系统，如图乙。闭合控制开关，电梯没有超载时，再闭合运行开关S，电动机正常工作，电动机的工作参数如表丁所示。当控制电路的电流大于0.1A时，电磁铁将衔铁吸下，B、C两个触点断开，电动机停止工作。控制电路电源电压为12V，定值电阻的阻值为40Ω，电磁铁线圈电阻不计，轿厢内底面压力传感器力敏电阻的阻值与它所受压力F的关系如图丙所示。 （1）闭合时，电磁铁的上端为___________极。 （2）求该电梯能承载的最大物重是多少N？ （3）求正常工作的电动机拉动承载最大物重的轿厢向上匀速运动时的速度是多少？ 电动机参数 额定电压 220v 额定功率 15KW 效率 80% 表丁 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．实践小组为学校花卉种植小屋设计了自动加湿装置，其简化电路如图甲。该自动加湿装置由控制电路和工作电路两部分组成，它能使小屋内空气湿度H的变化范围控制在60%~80%，控制电路中湿敏电阻R的阻值随空气湿度H的变化关系如图乙。当线圈中的电流减小至0.04A时，衔铁被松开，触点B、C接通，加湿器开始加湿；当线圈中的电流增大至0.06A时，衔铁被吸下，触点B、C断开，加湿器停止加湿。已知加湿器上标有“220V 60W”字样，控制电路电源电压U恒定，R0为定值电阻，线圈电阻不计。问： （1）加湿器正常工作10min消耗的电能； （2）电源电压U的大小和电阻R0的阻值； （3）若用阻值为25Ω的电阻替换原控制电路的电阻R0，求替换前后，当自动控制电路均处于刚启动加湿器工作的状态时，湿敏电阻功率的变化量。 15．越来越多的城市用氢燃料新能源公交车，如图所示，据介绍，氢能源公交车通过氢氧离子的化学反应为车辆提供动力，消耗的是氢气，排出的是无污染的“纯净水”，真正实现零排放、零污染。则： （1）驱动公交车的电动机是依靠 的原理工作的；在行驶时，电池为公交车提供的电能是由 能转化而来的； （2）氢燃料新能源公交车满载时的总质量为20t，某次公交车满载在水平地面上匀速直线行驶1.5km，此过程公交车所受阻力为总重的。求该过程中公交车牵引力做的功是多少 ？（g取10N/kg） （3）若公交车在（2）所述行驶过程中消耗氢燃料0.5kg，则该公交车发动机的效率是多大 ？（） 16．某家用电热水器，其工作模式和相关参数如下表所示。图为电热水器的原理图，包括工作电路和控制电路两部分，通过电磁继电器自动控制电热水器实现加热状态和保温状态的挡位变换。R0、R1为电热丝，R2为滑动变阻器，R为热敏电阻（置于电热水器内），其阻值随温度的升高而减小。红灯、绿灯是电热水器工作时的指示灯，忽略指示灯对电路的影响。 (1)分析说明当绿灯亮时，电热水器处于保温状态还是加热状态? (2)R1工作时的电阻是多大? (3)该电热水器处于加热状态时，工作4.2min，可使1L水的温度升高40℃，则该电热水器的效率是多少?[，计算结果精确到0.1%] 电源 220V 50Hz 加热功率 800W 保温功率 40W 水容量 1.0L 17．某电热水器有高温挡和低温挡。科学兴趣小组同学为模拟该热水器的工作原理，设计了如图甲所示电路。工作电路中有两根规格均为“220V 1100W”电热丝R1和R2，电源电压U2为220V。温控电路中电源电压U1恒为12V，定值电阻R0阻值为60Ω，放置于水箱中的热敏电阻Rt的阻值随温度变化的关系如图乙所示，闭合开关S，当通过电磁继电器线圈中的电流大于或等于50mA时，衔铁会被吸下，工作电路断开。电磁铁、线圈等电阻忽略不计。 （1）当工作电路的旋钮开关处于“bc”位置时，电路中的电流为多少？ （2）某次工作过程中，工作电路处于高温挡工作30分钟后，衔铁被吸下。该过程中，工作电路共消耗电能多少焦？ （3）为了使温控电路控制的最高水温可以在60~84℃范围内调节，需对温控电路进行改进。科学兴趣小组用滑动变阻器和热敏电阻Rt来实现，请在图丙所示虚框内完善改进后的温控电路，并标明滑动变阻器的调节范围。 　 18．电动自行车是一种快捷方便交通工具。骑行电动车时，蓄电池对车上电动机供电，电动机为车提供动力。有一款电动自行车整车质量40kg，限制最高车速为30km/h。 （1）行驶过程中两个轮胎与地面的总接触面积为，当一个质量为50kg的成年人骑着该电动自行车在平直公路上行驶时，地面受到的压强是多大？（取） （2）甲地到乙地距离3500m，骑该电动自行车以最高车速行驶，需要多长时间？ （3）电动自行车配备的电动机的工作原理是什么？ （4）电动自行车为什么要限制最高行驶速度？ 19．如图甲是一款家用电取暖器简化电路图，取暖器的额定电压为220V。它由加热电路和温度控制电路组成。加热电路中：当开关S1掷向左边时，能同时接通A、B两个触点；当开关S1掷向右边时，能接通C触点；当开关S1掷向中间时，电路断开。R1、R2均为加热电阻丝，R1的阻值为50Ω。它有加热和自动保温两个档位，加热档功率为3388W（指示灯的功率忽略不计）。求： （1）R1正常工作时，R1的功率； （2）R2的阻值； （3）在温度控制电路中：Rt为热敏电阻，其阻值随温度升高而减少；当电压鉴别器测出a、b两点间的电压小于等于5V时，开关S2闭合；当a、b两点间的电压大于等于6V时，开关S2断开。在保温的10min里，电压鉴别器测出a、b两点间电压随时间的变化如图乙所示。这段时间里，家里只有取暖器工作，标有2000r/kw∙h的电能表转盘转了160转。则取暖器工作的实际电压是多少？ 20．小明同学利用如图所示的器材，为三防指挥部设计了一个水位自动报警器：当水位尚未达到金属块A所在的高度时，工作电路中绿灯L1亮，表示水位正常；当水位达到A高度时（河水含有杂质，属于导体），红灯L2亮（发出报警信号）。L1、L2的额定功率均为2W。 （1）请按照上述要求将图中的电路连接完整； （2）若绿灯L1的灯丝断了，装置其它元件正常，当水位达到A高度时，红灯L2能不能亮？ （3）这个报警器正常工作2h，绿灯L1和红灯L2总共消耗的电能是多少kW•h？ 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 《2025年中考物理专题训练——电与磁的综合计算》参考答案 1．(1)6W　　(2) 9Ω　(3)5Ω 【详解】(1)当滑片P在B端时，由图得知电源电压与小灯泡额定电压相等为6V，对应的电流为1A 小灯泡的额定功率： PL=ULIL=6V×1A=6W (2)当滑片P在A端时，由图得小灯泡两端的电压为1.5V，电流如I小=0.5A 由于R与L串联，则电阻丝两端电压：U丝=6V—1.5V=4.5V 由欧姆定律得电阻丝AB的电阻： R=U丝/I小="4.5V/0.5A=" 9Ω (3)灯泡消耗的功率为： P=I2RL= 将U=6V、R1=2.5Ω、P=3.W代入上式中， 解得：RL=1.25Ω或5Ω 由图可知，灯泡连入电路中的最小阻值为RL最小=1.5V/0.5A=3Ω 所以RL=5Ω 2．(1)3.36×106 J；(2)1.5×107 J；(3) 22.4% 【详解】解：（1）1个标准大气压下，水的沸点为100℃，所以将水加热至100℃，水吸收的热量： . （2）0.5kg焦炭完全燃烧释放的热量： ； （3）炉子烧水的效率 ． 答：（1）水吸收的热量为；（2）0.5kg焦炭完全燃烧释放的热量为；（3）炉子烧水的效率为22.4%． 3． 减小 0.4 小 70Ω 【分析】（1）由图2可知，电阻值R随光照强度E的变化规律； （2）先求出10盏节能灯的总功率，又知道正常工作时间，根据W＝Pt求出这些节能灯共消耗电能； （3）为缩短路灯点亮时间，在设置时将光敏电阻的光照强度减小，结合图象和电磁铁能吸合衔铁的电流不变，利用欧姆定律判断即可； （4）当外界光照强度达到1cd时，根据图象可以看出R的阻值，根据欧姆定律的变形公式求出总电阻，再利用串联电路电阻特点求出R0的阻值． 【详解】（1）由图2可知，R随光照强度E变大而减小． （2）10盏节能灯的总功率： P＝10P1＝10×10W＝100W＝0.1kW， 则这些节能灯同时正常工作4小时消耗的电能： W＝Pt＝0.1kW×4h＝0.4kW•h． （3）若要缩短节能灯点亮的时间，即当外界光照更弱时，电磁铁才能吸合衔铁，节能灯才能工作；由图2可知，当光照强度E减小时，R的阻值变大，而电磁铁能吸合衔铁的电流不变，电源电压不变，则电路总电阻不变，故应换用阻值较小的R0． （4）当外界光照强度达到1cd时，由图2可知，R＝120Ω，当电动卷帘便开始工作，电磁铁能吸合衔铁的电流I＝0.06A，由得，电路总电阻： R总＝＝200Ω， 根据串联电路电阻规律可知，R0的阻值： R0＝R总﹣R﹣RP＝200Ω﹣120Ω﹣10Ω＝70Ω． 【点睛】本题主要考查光敏电阻的特点、电功的计算、串联电路的特点及欧姆定律的灵活运用等知识，关键能从图象上找出有用的信息，并弄清楚电磁继电器的工作原理，有一定的综合性． 4．25A，11kW·h 【详解】解：正常工作时的电流为 连续正常工作耗电为 答：正常工作时的电流25A，连续正常工作耗电11kW·h。 5． 【详解】电磁铁通电后，小磁针顺时针转动，N极指向通电螺线管左侧，因为异名磁极互相吸引，因此通电螺线管左侧为S极，右侧为N极；根据安培定则可知，电源左侧为正极，右侧为负极，如图所示： 6．(1)0.625 W；(2)4.5 V；(3)8～15 Ω. 【详解】解：（1）PL＝ULIL＝2.5V×0.25A＝0.625W；（2）只闭合开关S、S2和S3， L被短路，电阻R1与R2并联，总电阻，R并＝＝10Ω，电源电压：U＝IR并＝0.45A×10Ω＝4.5V；（3）只闭合开关S、S1时，灯泡L与R1串联，R1和灯L串联接入电路，滑片P向左移动时，R1变大，电压表的示数变大，当电压表示数为3V时，R1最大，则R1的电压U1大＝3V，此时小灯泡两端的电压为：UL′＝U﹣U1大＝4.5V﹣3V＝1.5V， 由图乙可知电路中最小电流：I最小＝0.2A，所以R1连入电路的电阻：R1＝＝15Ω，当滑片向右移动R1变小，电流表的示数变大，UL也变大，由图象可知电路中的最大电流：I最大＝0.25A＜0.6A（电流表安全），此时UL′＝2.5V，R1两端的电压为：U1′＝U﹣UL′＝4.5V﹣2.5V＝2V，R1连入电路的电阻：R1′＝＝8Ω，所以在保证各元件安全的情况下，滑动变阻器R1允许的取值范围是8～15Ω． 点睛：解答此题的关键是正确识别电路，从图象中获取有效的信息． 7．.（1）0.02A；（2）44W；（3）2.904×105J；（4）86 【详解】解：（1）由图乙可知，当温度为80℃时，热敏电阻的阻值为100Ω，根据串联电路的电阻特点可知，控制电路的总电阻 衔铁刚弹起时，通过电磁铁线圈的电流 （2）由图甲可知，当衔铁与触点a接触时，、串联，根据串联电路的电阻特点可知，此时电路中的总电阻最大，由可知，电路中的总功率最小，工作电路处于保温状态；当衔铁与触点b接触时，只有工作，电路中的总电阻最小，总功率最大，工作电路处于加热状态；则保温功率 （3）衔铁被吸下以后经过10min工作电路中产生的热量 （4）要使水温达到60℃时衔铁跳起，通过电磁铁线圈的电流仍为0.02A，由图乙知，热敏电阻的阻值为64Ω，若控制电路中电压不变，控制电路的总电阻为150Ω不变，则定值电阻变为 即要使水温达到60℃时衔铁跳起，应把定值电阻更换阻值为86Ω的电阻。 答：（1）衔铁刚跳起时，通过电磁铁线圈的电流为0.02A； （2）工作电路在保温状态下的电功率为44W； （3）衔铁被吸下以后经过10min工作电路中产生的热量是2.904×105J； （4）见上面解析。 8．(1) (2)11W (3)450Ω 【详解】（1）电阻丝的额定功率为1210W，正常工作2min，电阻丝产生的热量 （2）的额定电流 根据并联电路干路电流等于各支路电流之和可知，指示灯支路的电流为 此时指示灯支路消耗的功率 （3）根据图丙示可知，当温度为50°C时，热敏电阻R2的阻值为300Ω，由可知，当电路电流为8mA=0.008A时，控制电路的总电阻 因为R2与R3串联，所以R3接入电路的阻值 9．（1）3.3×104J；（2）6V；（3）35℃~80℃ 【详解】解：（1）由题知，工作电路由电压为220V的电源和阻值R=88Ω的电热丝组成，则R在1min内产生的热量为 （2）当温度为60℃时，由表格数据可知，热敏电阻R1=50Ω，且此时滑动变阻器接入电路的阻值R2=50Ω，线圈电阻R0=20Ω，则控制电路的总电阻为 R总=R1+R2+R0=50Ω+50Ω+20Ω=120Ω 此时衔铁恰好被吸合，则控制电路的电流为 I=50mA=0.05A 则控制电路的电压为 U=IR总=0.05A×120Ω=6V （3）当控制电路电流I=50mA时，控制电路的总电阻最大为 衔铁被吸合切断工作电路，当滑动变阻器R2的最大阻值为80Ω时，热敏电阻R1的阻值最小（此时温度最高），则最小值为 R1小=R最大﹣R2﹣R0=120Ω﹣80Ω﹣20Ω=20Ω 由表中数据知可控制的最高温度为80℃。当控制电路电流为40mA时，衔铁被释放接通工作电路，控制电路的总电阻最小为 当滑动变阻器R2的最小阻值为0时，热敏电阻R1的阻值最大（此时温度最低），则最大值为 R1大=R最小﹣R0=150Ω﹣20Ω=130Ω 由表中数据知可控制的最低温度为35℃。所以此装置可控制的温度最大范围是：35℃~80℃。 答：（1）工作电路正常工作时，电热丝在1min内产生的热量是3.3×104J； （2）当温度为60℃，滑动变阻器R2接入电路的阻值为50Ω时，衔铁恰好被吸合，则控制电路的电源电压是6V； （3）若控制电路电源电压不变，此装置可控制的温度最大范围是35℃~80℃。 10．（1）1000J；（2）80J；（3）见解析 【详解】解：（1）由图1可知，0.5s到1s时，电动机M两端电压为10V，通过电动机的电流为200A，电动机消耗的电能为 （2）此过程a产生的热量 Q＝I2Rt＝(200A)2×0.001Ω×2s＝80J （3）由图3可知，当开关闭合，衔铁被吸下，电磁继电器相当于开关，电路连接如下图所示： 答：（1）0.5s到1s，电动机M所消耗的电能为1000J； （2）此过程a产生的热量为80J； （3）见解析。 11． 10V 22℃～30℃ 【详解】（1）由图可知，控制电路部分R0与R1串联，由图乙可知，当温度为40℃时，其阻值为R1=180Ω，因为当电磁铁线圈中电流大于或等于50mA时，继电器的衔铁被吸合，使“浴霸”电路断开；所以电路中的最小电流 I1=50mA=0.05A 串联电路的总电阻等于各分电阻之和，所以 R总=R1+R0=180Ω+20Ω=200Ω 因此控制电路的最小电压 U1=I1R总=0.05A×200Ω=10V （2）当电流 I=50mA=0.05A 时，由可得总电阻 则 R1=240Ω-20Ω=220Ω 由图乙可得，对应温度为30℃。当电流为 I’=40mA=0.04A 时，此时的总电阻 则 R1’=300Ω-R0=300Ω-20Ω=280Ω 由图乙可得，对应温度为22℃。所以将此装置放在浴室内，浴室内温度可控制在22℃~30℃。 12．（1）S；（2）5000N；（3）2m/s 【详解】解：（1）由图乙知，当开关S闭合时，电流从电磁铁下端流入，由安培定则可知，电磁铁下端为N极，上端为S极。 （2）由题意知，载重量越大，对轿厢的压力越大，由图丙知RF的阻值越小，控制电路的总电阻就越小，根据欧姆定律知电路中的电流越大，当电流为I=0.1A时即为不超载时的最大电流，也就是载重量最大，所以，由可得，当控制电路电流为I=0.1A时，电路的总阻值为 由于串联电路电路电阻等于各部分电阻之和，则此时压敏电阻RF的阻值为 由图丙知，此时对应的压力为 由此可知，该电梯能承载的最大物重为 （3）轿厢的重力为 配重的缆绳对轿厢的拉力为 则电动机拉动承载最大物重轿厢匀速向上运动时，其牵引轿厢的钢丝绳的拉力为 由图丁知，电动机额定功率为 其效率为80%，则其拉动轿厢向上运动时的输出功率为 由P=Fv可得，电动机拉动承载最大物重轿厢匀速向上运动的速度为 答：（1）S1闭合时，电磁铁的上端为S极； （2）求该电梯能承载的最大物重是5000N； （3）求正常工作的电动机拉动承载最大物重的轿厢向上匀速运动时的速度是2m/s。 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）3.6×104J；（2）6V，50Ω；（3）0.04W 【详解】解：（1）根据W=Pt可得，加湿器正常工作10min消耗的电能为 （2）由乙图可知，当湿度为60%时，湿敏电阻R=100Ω，此时控制电路的电流为I=0.04A，根据欧姆定律可得   ① 当湿度为80%时，湿敏电阻R′=50Ω，此时控制电路的电流为I′=0.06A，根据欧姆定律可得   ② 联立①②解得，U=6V，R0=50Ω。 （3）替换前，加湿器刚启动时湿敏电阻R=100Ω，此时控制电路的电流为I=0.04A，湿敏电阻功率为 替换后，加湿器刚启动时，通过控制电路的电流仍为I=0.04A，此时，根据欧姆定律可知，此时的控制电路的总电阻为 由于控制电路是串联电路，所以此时湿敏电阻的阻值为 此时湿敏电阻功率为 则湿敏电阻功率的变化量为 答：（1）加湿器正常工作10min消耗的电能为3.6×104J； （2）电源电压U的大小为6V，电阻R0的阻值为50Ω； （3）湿敏电阻功率的变化量为0.04W。 15． 通电线圈在磁场中受力转动 化学 40% 【详解】（1）[1][2]电动机原理是：通电线圈在磁场中受力发生转动；电池在使用的过程中将存储在内的化学能转化为电能。 （2）[3]公交车的质量为 公交车的重力 公交车受到的阻力 公交车匀速行驶，牵引力与阻力是一对平衡力为 则牵引力做功为 （3）[4]0.5kg氢燃料完全燃烧放出的热量为 公交车发动机的效率 答：（1）驱动公交车的电动机是依靠通电线圈在磁场中受力转动的原理工作的；在行驶时，电池为公交车提供的电能是由化学能能转化而来的； （2）该过程中公交车牵引力做的功是3×107J； （3）则该公交车发动机的效率是40%。 16．(1)保温状态；(2)1149.5Ω；(3)83.3% 【详解】解：(1)当电磁继电器的衔铁被释放时，动触头与上方静触头接触，红灯亮，R0单独工作，总功率P=；当电磁继电器的衔铁被吸下时，动触头与下方静触头接触，绿灯亮，R0与R1串联工作，总功率P'=。比较得出，红灯亮时总功率较大，为加热状态；绿灯亮时总功率较小，为保温状态。 (2)R0的电阻是 R0===60.5Ω 保温时的功率 P保温= 即 40W= 解得 R1=1149.5Ω (3)1L水的温度升高40℃吸收的热量 Q=c水mΔt=c水ρ水VΔt=4.2×103J/(kg·℃)×1.0×103kg/m3×10-3m3×40℃=1.68×105J 加热4.2min消耗的电能 W=P加热t=800W×4.2×60s=2.016×105J 电热水器的效率 η=×100%=×100%≈83.3% 答：(1)当绿灯亮时，电热水器处于保温状态； (2)R1工作时的电阻是1149.5Ω； (3)该电热水器的效率是83.3%。 17．（1）5A；（2）3.96×106J；（3）见解析 【详解】解：（1）由图可知，当工作电路的旋钮开关处于“bc”位置时，电路为R1的简单电路，已知R1的功率 P1=P1额=1100W 由P=UI公式可得，电路中的电流 （2）由图可知，工作电路处于高温挡时，R1、R2并联，则总功率 P=P1额+P2额=1100W+1100W=2200W 工作电路处于高温挡工作时间 t=30min=1800s 所以，工作电路处于高温挡工作30分钟消耗的电能 W=Pt=2200W×1800s=3.96×106J （3）当通过电磁继电器线圈中的电流大于或等于50mA时，衔铁会被吸下，工作电路断开，根据可知，此时控制电路中的总电阻 由图像可知，水温为60℃时，热敏电阻Rt的阻值为Rt1=220Ω，水温为84℃热敏电阻Rt的阻值Rt2=160Ω，则R总>Rt1>Rt2，所以为了使温控电路控制的最高水温可以在60~84℃范围内调节，利用滑动变阻器和热敏电阻Rt应串联连接，根据串联电路的总电阻等于各分电阻之和可知，当水温为60℃时滑动变阻器连入电路的阻值 R滑1=R总-Rt1=240Ω-220Ω=20Ω 当水温为84℃时滑动变阻器连入电路的阻值 R滑2=R总-Rt2=240Ω-160Ω=80Ω 所以滑动变阻器的调节范围为20~80Ω。如图： 答：（1）当工作电路的旋钮开关处于“bc”位置时，电路中的电流为5A； （2）工作电路共消耗电能为3.96×106J； （3）见解析。 18．（1）；（2）；（3）通电导线在磁场中受到力的作用；（4）见解析 【详解】解：（1）人和电动自行车的总重力 地面受到的压强是 （2）甲地到乙地距离3500m，骑该电动自行车以最高车速行驶，需要的时间 （3）电动机的工作原理是：通电导线在磁场中受到力的作用。 （4）当质量一定时，电动车速度过大会导致其动能越大，潜在危害大，所以电动自行车要限制最高行驶速度。 答：（1）地面受到的压强是； （2）甲地到乙地距离3500m，骑该电动自行车以最高车速行驶，需要； （3）电动自行车配备的电动机的工作原理是通电导线在磁场中受到力的作用； （4）电动自行车因为当质量一定时，电动车速度过大会导致其动能越大，潜在危害大，所以要限制最高行驶速度。 19．（1）968W；（2）20Ω（3）200V 【详解】解：（1）R1正常工作时，R1的功率 （2）当开关S1掷向左边时，能同时接通A、B两个触点,此时R1和R2并联在电路中，电暖器处于加热挡，即R1和R2的总功率为3388W，其中R1的功率为968W，则R2的功率 P2 =P加-P1=3388W-968W=2420W 故R2的电阻 （3）在保温的10min里电暖器消耗的电能 从图乙可知，10min的保温时间内，有6min开关S2处于闭合状态，实际做功的时间t=6min=0.1h保温状态电路中的实际功率 保温状态只接入R1，由公式可得，取暖器工作的实际电压 答：（1）R1正常工作时，R1的功率为968W； （2）R2的阻值为20Ω； （3）取暖器工作的实际电压约为200V。 20．（1）；（2）能；（3） 【详解】解：（1）根据题意，当水位未到达A时，此时电磁铁无磁性，应该上方的绿灯接通；当水位到达A时，控制电路接通，电磁铁有磁性，衔铁被吸下来，应该是红灯所在的电路接通，如图所示 （2）若绿灯L1的灯丝断了，装置其它元件正常，当水位达到A高度时，控制电路接通，电磁铁产生磁性，将衔铁吸下来，红灯L2能亮。、 （3）红、绿指示灯的功率约为2W，即0.002kW，工作2h，耗电 答：（1）见详解； （2）若绿灯L1的灯丝断了，装置其它元件正常，当水位达到A高度时，红灯L2能亮； （3）这个报警器正常工作2h，绿灯L1和红灯L2总共消耗的电能是。 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 $$