2025年中考物理总复习计算题专题十电与磁

2025年中考物理总复习计算题 专题十�电与磁 一、计算题 1．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） 2．2023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，触发报警喷淋时的最低烟雾浓度为C2，控制电路消耗的总功率为P控2，P控1∶P控2=25∶31，求U控1、U控2和C2的大小。    3．梅雨季节，湿衣服久晾不干，令人烦恼。小黄同学设计了一款自动控制“干衣神器”，其部分电路如图甲所示。器材：开关、电源转换器（将220V交流电压转换为6V直流电压）、定值电阻、热敏电阻（电阻随温度的变化关系如图乙所示）、电磁继电器（线圈电阻不计，当线圈中电流大于或等于0.2A时衔铁被吸下）、电风扇、电热丝（电阻不变）。 功能：①闭合开关S，当温度t≤60℃时，机器吹热风；当t＞60℃时，机器吹冷风； ②受控电路（220V工作电路）吹热风时功率为120W，吹冷风时功率为20W。    (1)请以笔画线代替导线完成图甲电路连接。 (2)定值电阻的阻值为多少Ω？ (3)电热丝的阻值为多少Ω？ 4．为节约用水，小华为农场的储水箱设计了一个自动抽水控制装置。如图，水箱高为1m，容积为。在空水箱底部竖直放置一个重5N的长方体，长方体高为1m、底面积为，上端通过绝缘轻质硬杆与控制电路的压敏电阻R接触，此时压敏电阻受到的压力为零。压敏电阻R的阻值随压力F的增大而减小，部分数据如表。控制电路电源电压U=12V，定值电阻为保护电阻。当控制电路的电流I≥0.5A时，电磁铁将衔铁吸下，工作电路断开，水泵停止给储水箱抽水。 压力F/N 180 185 190 195 200 压敏电阻R/Ω 18 17 16 14 12 （1）若水泵电动机的额定功率为440W，正常工作时通过的电流是多少？ （2）若水泵电动机的电阻约为20Ω，它正常工作10min，产生的焦耳热是多少？ （3）要使储水箱装满水时水泵恰好能自动停止工作，应为多少？ 5．兴趣小组利用电磁继电器为家用空调设计自动制冷控制装置（如图甲所示），U1恒定为6V，电磁铁A线圈电阻R0的阻值为10Ω，热敏电阻R的阻值随温度变化关系如表乙所示。闭合S后，当控制电路线圈A中的电流等于或大于15mA时，衔铁B被吸合，受控电路的空调正常工作。求： 温度t/℃ 0 5 10 15 20 25 30 35 40 电阻R/Ω 600 550 500 450 420 390 360 330 300 （1）空调刚启动工作时热敏电阻R的阻值是多大？此时温度是多少℃？ （2）为节省电能，可将空调启动温度设定为30℃，则控制电路中需再串联一只多少Ω的电阻？ （3）为方便给空调自由设定不同的启动温度，请写出两种对控制电路进行改进的方案。    6．实践小组设计了由厢体、承重板和动滑轮组成的提升重物的装置，示意图如图甲，厢体放置在水平承重板上，承重板的上表面装有压力传感器，装置由电动机提供动力。该装置设计有超载限制系统，如图乙，限制系统中的控制电路电源电压恒为12V，定值电阻R0阻值为200Ω，压力传感器中的力敏电阻RF阻值随压力F压变化的部分数据如下表所示。当控制电路的电流大于0.03A时，电磁铁将衔铁吸下，B、C两个触点断开，电动机停止工作。已知厢体重150N，承重板和滑轮共重100N，忽略绳重、摩擦和电磁铁线圈电阻。 F压/N … 400 600 800 900 1000 … RF/Ω … 800 500 300 200 100 … （1）空厢匀速竖直上升时，求绳拉力F的大小； （2）在6s内将空厢匀速竖直提升3m，求拉力F做功的功率； （3）重物放在厢体内，求该装置匀速竖直提升重物的最大机械效率； （4）若要将该装置的最大载重量调小，提出对控制电路的一条调整措施。    7．科技小组为灯暖型浴霸（一种取暖用的电器）设计了一个可自动控制温度的装置。如图甲所示，控制电路电压恒为，继电器线圈的电阻为，定值电阻为，热敏电阻的阻值随温度变化的图像如图乙所示；工作电路电压恒为，安装两只标有“”的灯泡。闭合开关S，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，工作电路断开。 (1)工作电路工作时，A端应与 （选填“B”或“C”）端相连接。 (2)工作电路工作时的总电流为多大？ (3)浴室里控制的温度为多高？ (4)为使利用控制的浴室温度高低可调，需要对控制电路进行改进，请在图丙的虚线框内画出改进后的部分电路。 8．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？ 9．如图甲所示，小明设计了一种自动测量汽车油箱内油量的电路，电路由工作电路和控制电路组成。控制电路中，油量表实际上是一个选用“”量程的电压表，电源电压保持不变，是阻值为的定值电阻，当长方体油箱中有50升汽油时，油量表的指针满偏，压敏电阻接入电路的电阻与油箱中汽油的体积V的关系如图乙所示，电磁铁线圈的阻值忽略不计；工作电路中，a、b两处接有指示灯或定值电阻，当油量大于5升时，指示灯不发光；当油箱中的油量减小到5升时，指示灯发光，开始自动报警，提醒司机尽快加油。求： （1）工作电路中，a处接有的电路元件是 ； （2）控制电路的电源电压 ； （3）当控制电路中定值电阻消耗的电功率为时，油箱中的油量 。 10．一位设计师设计了一种“重力灯”。无论你在地球哪一个角落，无论当地的天气如何，它都可以实现照明。如图甲是这种“重力灯”的结构简化图，当重物下落时拉动绳子，转轴转动时，小灯泡就可以发光。重复以上操作，可以实现长时间照明。现挂上一个质量为25kg的重物，该重物恰好可以缓慢匀速下落。在重物下落高度为2.4m的过程中，就可以供一个标有“3.6V  1W”字样的LED灯持续正常发光4min。（g取10N/kg） （1）甲图虚线框内一定有 ，它的工作原理是 ； （2）求重物下落时，重力做功的功率；( ) （3）求重物在一次下落过程中，甲图装置能量转化的效率；( ) （4）取下灯泡，将甲图装置的两个输出端接入乙图中的a、b两个接线柱进行实验（设该装置在短时间实验过程中可以稳定输出3.6V电压）；R0为标有“5Ω 0.3A”的定值电阻，滑动变阻器R1标有“50Ω  1A”，电流表选择量程为0~0.6A，电压表选择量程为0~3V；为了保证电路安全，求滑动变阻器接入电路的阻值变化范围。( ) 11．如图甲所示的恒温箱，由工作电路和控制电路组成，其简化电路如图乙所示，其中控制电路是由线圈电阻、热敏电阻R、滑动变阻器R′串联组成，电源两端电压恒为6V，线圈的阻值不计，热敏电阻的R﹣t图像如图丙所示；R′的阻值为250Ω时，恒温箱可以实现100℃的恒温控制；当线圈的电流达到0.02A时衔铁被吸合；其中加热器的额定电压为220V，额定功率为605W。求： （1）当恒温箱实现100℃恒温控制时，热敏电阻R消耗的功率； （2）如果要使恒温箱能够设置50℃至150℃之间的温度，可变电阻R′的阻值范围； （3）由于工作电路上导线有电阻，当某次加热器的实际功率为500W时，假设加热器电阻不变。求加热器的实际电压。    12．图甲是某多功能养生壶内部简化电路，由控制电路和工作电路两部分组成。R0为热敏电阻，其阻值随监测水温变化图象如图乙所示。控制电路电源电压为6V，R为滑动变阻器，电磁继电器线圈的电阻忽略不计，当继电器线圈电流达到50mA时，衔铁会被吸下。工作电路电源电压为220V，R1、R2为电加热丝，加热功率为1100W，保温功率为200W。 （1）R2的阻值为多少？( ) （2）用加热挡将2.2kg的水15℃加热至45℃，用时5min，则养生壶加热效率是多少？[c水＝4.2×103J/（kg•℃）]( ) （3）使用烧水功能时，需设定水温达到100℃时停止加热，进行保温，则滑动变阻器R接入电路阻值应调为多大？( ) （4）换用花茶功能时，为了避免破坏营养成分，需调低停止加热时的设定水温，应将滑动变阻器的滑片向 调（填“左”或“右”）。 13．如图甲是某型号能设定加热温度的家用空气炸锅简化电路，它是通过电热丝R1来加热空气，从而加热食物，达到设定加热温度后，断开开关。 （1）在工作电路中，指示灯L标有“2V　0.2A”字样，要使指示灯L正常工作，则保护电阻R0的阻值为多大？ （2）把空气炸锅单独接入家庭电路中正常工作2min，电能表上标有600r/kW·h的字样，其转盘刚好转了20转，则空气炸锅的电功率是多少？ （3）在控制电路中，电源电压恒定为3V，用R3来设置加热温度，热敏电阻R2置于温度监测区域，它的阻值随温度变化的关系如图乙所示。当设定加热温度为某一温度时，R3的阻值恰好为40Ω，闭合开关S，工作电路接通，开始加热；当控制电流I = 0.03A时，衔铁被弹起，停止加热，则设定的加热温度是多少？ 14．磁场的强弱可用磁感应强度B表示，单位为特斯拉（T）。小华设计了一个磁感应强度测量仪，其简化电路如图所示。该仪器显示计由量程为0～0.03A的灵敏电流计改装而成，电源电压恒为6V，定值电阻R0为40Ω，磁敏电阻R在常温下的阻值随磁感应强度变化的关系如下表所示。 磁感应强度B/T 0 0.04 0.08 0.12 0.16 0.20 磁敏电阻R内/Ω 160 180 200 230 260 290 （1）当待测磁感应强度为0.04T时，磁敏电阻RB的阻值是多少？ （2）若把该测量仪放在某处，闭合开关，测得R0两端的电压为0.8V，则该处的磁感应强度是多少？ （3）请说明用该磁感应强度测量仪能否测量无磁场环境（磁感应强度为0）。 15．为响应国家提出的“创建海绵型城市”的号召，小明设计了如图所示的市政自动排水装置模型，控制电路由电压为12V。最大容量为100Ah的蓄电池供电，蓄电池用“发电玻璃”制成的太阳能电板充电。已知R0为定值电阻，R为压敏电阻，压敏电阻通过杠杆ABO与圆柱形浮体相连，AB∶BO＝4∶1，压敏电阻的阻值随压力化的关系如下表。（压板、杠杆和硬质连杆的质量及电磁铁线圈电阻忽略不计，所用绿灯、红灯及排水泵的额定电压均为220V） 压级电阻受到的压力F/N 60 120 180 240 300 360 420 480 ..... 压敏电阻R阻值/Ω 500 360 260 180 120 80 65 55 （1）“发电玻璃”光电转化率接近20%，要求在5h内对控制电路的蓄电池充满电，在太阳能电池板充电工作过程中，将太阳能转化为电能。蓄电池充满电后，电能是多少焦耳？则选用的“发电玻璃”面积至少为多少m2；（太阳能辐射到每平方米地面上的平均功率按1000W计算） （2）①按照设计要求，当水位上升到浮体刚好全部浸入水中时，压敏电阻受到压力为360N，通过电磁铁线圈的电流为100mA排水泵启动，求定值电阻R0的阻值； ②当水位回落到浮体只有体积浸入水中时，硬质杠杆ABO仍处于水平位置，线圈中电流为30mA，排水泵停止工作，则小明应选择重力为多大的浮体。    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．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、消毒等功能的恒温调奶器，其电路图如图甲所示。控制电路中，电压U1=3V，定值电阻R0=50Ω，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U2=220V，R1=836Ω，R2=44Ω。已知恒温调奶器容量为2kg，水温达到80℃时衔铁会跳起。[水的比热容为4.2×103J/(kg•℃)] （1）求衔铁刚跳起时，通过电磁铁线圈的电流； （2）求工作电路在保温状态下的电功率； （3）当调奶器加满温度为25℃的水，加热元件工作500s后衔铁跳起，求此过程中水吸收的热量及恒温调奶器的加热效率。 18．人们对自我保护越来越关注。图甲为某品牌足浴盆的相关参数，其内部电路可分为工作电路和控制电路两个部分（如图乙所示）。电磁继电器所在控制电路的电源电压U=6V，电磁继电器线圈的电阻可不计，加热至40℃时，自动进入保温模式，此时电磁继电器线圈的电流达到30mA，热敏电阻Rx的阻值随温度变化的曲线如图丙所示。 (1)求R2的阻值； (2)在一次使用过程中，加热时间为5min，则加热过程中消耗的电能是多少？不计热损失，这些热量可使5kg的水温度升高多少；[c水=4.2×103J/(kg·℃)] (3)为使温度加热至40℃时，自动进入保温模式，滑动变阻器的电阻需要调到多大? (4)若想温度加热到45℃时，自动进入保温状态，应该如何操作？ 19．如图甲所示，是一种电加热恒温箱的简化工作原理电路图。工作电路由电压U0＝220V的电源和阻值为R0＝88Ω的电热丝组成。控制电路是由电压U1＝7.5V的电源、开关、电磁继电器（线圈电阻不计）、电阻箱R1（可取值范围为0~110Ω）和热敏电阻Rt组成的，热敏电阻Rt的阻值随温度变化的关系如图乙所示。当控制电路的电流达到50mA时，衔铁才吸合，从而切断右边工作电路。 （1）由乙图可知热敏电阻Rt的阻值随温度的升高而 ； （2）求工作电路中电热丝R0工作时的电流和工作5min产生的热量； （3）如果恒温箱的温度设定为50℃，则电阻箱R1应取多大阻值； （4）该恒温箱可设定的最高温度是多少。 20．孝敬父母是中华民族的优良美德。小明妈妈为小明爷爷买了一个电热足浴盆，如图所示。该电热足浴盆内部由加热系统和按摩系统两部分组成，加热系统的加热电阻的额定电压为，额定功率为。[水的比热容为 （1）该电热足浴盆加热系统是利用电流的 效应工作的，按摩系统中的电动机的工作原理是通电导体在磁场中受到 的作用； （2）加热电阻的阻值是多少？ （3）若加热系统将盆内质量为、初温为的水加热到，水吸收的热量是多少？ 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年中考物理总复习计算题 专题十�电与磁》参考答案 1．（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）。 2．（1）110Ω；（2）1440J；（3）U控1=5V，U控2=6.2V，C2=2% 【详解】解：（1）由可得，安全指示灯L的额定电压为 由P=UI可得，安全指示灯L的额定电流为 由电路图可知，安全指示灯L与保护电阻R′串联，由串联电路电阻分压规律可知，L正常工作时，保护电阻R′两端电压为 U′=U-UL=36V-3V=33V 由欧姆定律可得，保护电阻R′的阻值为 （2）由电路图可知，报警电铃与喷淋系统并联，电流表测电路中总电流，报警电铃响时电路中的总电流为I总=2.5A，由P=UI可得，流过报警电铃的电流为 故由并联电路的电流规律可知，流过喷淋系统的电流为 I2=I总-I1=2.5A-0.5A=2A 由P=UI可得，喷淋系统的额定功率为 P2=UI2=36V×2A=72W 由W=Pt可得，喷淋系统工作20s消耗的电能为 W=P2t=72W×20s=1440J （3）由图乙可知，当C=0时，Rc=300Ω，当C=5%时，Rc=250Ω，故由数学知识可知，Rc与C之间的函数关系式为 Rc=-1000C+300 当C1=8%时，带入可得此时Rc1=220Ω，由题意可知，此时电路中电流为I=0.02A，此时电阻R0的功率为P0=0.012W，故由P=I2R可得，电阻R0的阻值为 由欧姆定律可得，此时电源电压为 U控1=I(R0+Rc1)=0.02A×(30Ω+220Ω)=5V 此时电路消耗的总功率为 P控1=U控1I=5V×0.02A=0.1W 由 P控1∶P控2=25∶31 可得 此时电路中的电流仍为I=0.02A，故由P=UI可得，此时电源电压为 此时电阻R0两端电压为 U0=IR0=0.02A×30Ω=0.6V 由串联电路的电压规律可得，此时气敏电阻两端电压为 Uc2=U控2-U0=6.2V-0.6V=5.6V 则此时气敏电阻的阻值为 带入Rc与C的关系式解得C2=2%。 答：（1）要使灯L正常工作，则保护电阻R′的阻值为110Ω； （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1440J； （3）U控1 =5V，U控2 =6.2V，C2=2%。 3．(1)   (2) (3) 【详解】（1）由图知道，温度为60℃时，热敏电阻的阻值为60Ω，热敏电阻的阻值随温度的升高而增大（或热敏电阻的阻值随温度的降低而减小），若控制电路只有热敏电阻，则电流为 电流小于0.2A（线圈电流大于0.2A时衔铁被吸下，线圈电流小于0.2A时衔铁被弹回），则需要将定值电阻R0和热敏电阻Rx并联连接时，线圈中电流才能达到0.2A，温度低于60℃时吹热风；根据图象可知，随温度的降低，Rx的阻值减小，控制电路中的电阻减小，电流变大，衔铁将被吸下，则电热丝要接在下方静触点上，电热丝和电风扇并联连接，电风扇不受电磁继电器的控制，电风扇直接接在火线和零线之间，如下图    （2）根据题意和欧姆定律知道，衔铁即将吸下时控制电路的总电流 即 解得 R0=60Ω （3）由于吹热风时功率为120W、吹冷风时功率为20W，且电热丝和电风扇并联连接， 所以电热丝消耗的功率为 则电热丝的电阻为 4．（1）2A；（2）48000J（3）10Ω 【详解】解：（1）由图可知，水泵正常工作时电压为220V，由P=UI可得正常工作时通过的电流 （2）若水泵电动机的电阻约为20Ω，它正常工作10min，产生的焦耳热 Q=I12Rt=(2A)2×20Ω×10×60s=48000J （3）长方体的体积 V=Sh=0.02m2×1m=0.02m3 长方体浸没在水中，其排开水的体积 V排=V=0.02m3 则长方体受到的浮力 F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.02m3=200N 此时压敏电阻受到的压力 F压=F浮-G=200N-5N=195N 由表可知R压=14Ω，电路的总电阻 定值电阻的阻值 R0=R总-R压=24Ω-14Ω=10Ω 答：（1）若水泵电动机的额定功率为440W，正常工作时通过的电流是2A； （2）若水泵电动机的电阻约为20Ω，它正常工作10min，产生的焦耳热是48000J （3）要使储水箱装满水时水泵恰好能自动停止工作，应为10Ω。 5．（1）390Ω，25℃；（2）30Ω；（3）见解析 【详解】解：（1）当控制电路的电流达到时，衔铁被吸合，右侧空调电路接通，空调开始工作，由可得，此时控制电路的总电阻 因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，热敏电阻的阻值 查表可知，此时温度为25℃。 （2）将空调启动温度设定为30℃时，空调启动的电流和电源的电压不变，电路中的总电阻不变，查表可知30℃时热敏电阻阻值R2＝360Ω，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，需要串联的电阻值 （3）因为本装置启动的电流是一定的，因此，既可通过改变电阻来改变电流，即在控制电路里串联一个滑动变阻器，或者可以通过将左边电源改为可调压电源来实现对其控制。 6．（1）125N；（2）125W；（3）75%；（4）减小R0 【详解】解：（1）忽略绳重、摩擦，空厢匀速竖直上升时，绳拉力F的大小 （2）绳端移动距离 绳拉力F做的功 绳拉力F的功率 （3）控制电路的最大电流时，载重量最大，控制电路最小总电阻 力敏电阻的阻值 由表中数据可知，当，压力，即最大载重 装置的最大机械效率 （4）要将该装置的最大载重量调小，力敏电阻RF阻值会变大，控制电路的电流不变，由可知，电源电压不变，电路的总电阻不变，可以减小R0的阻值。 答：（1）空厢匀速竖直上升时，绳拉力F的大小是125N； （2）在6s内将空厢匀速竖直提升3m，拉力F做功的功率是125W； （3）重物放在厢体内，该装置匀速竖直提升重物的最大机械效率是75%； （4）若要将该装置的最大载重量调小，减小R0。 7．(1)B (2) (3)38℃ (4) 【详解】（1）当继电器线圈中的电流大于或等于50mA时，继电器的衔铁被吸合，工作电路断开，由图可知工作电路工作时，A端应与B端相连接。 （2）安装两只标有“220V 275W”的灯泡，工作时，两灯并联，总功率为 工作电路工作时的总电流为 （3）当继电器线圈中的电流大于或等于50mA时，继电器的衔铁被吸合，工作电路断开，I=50mA。由欧姆定律可知 由图乙知，控制的温度t0=38℃。 （4）当继电器线圈中的电流大于或等于50mA时，继电器的衔铁被吸合，工作电路断开，定值电阻R1为55Ω，利用滑动变阻器改变连入电路的电阻，根据串联电阻的规律，为了能利用R2达到控制浴室温度t0高低的作用，可用一个滑动变阻器替换R1，如下所示 8．（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%。 9． 指示灯 9V 35L 【详解】解：（1）[1]由图乙可知，当油量大于5升时，压敏电阻RF接入电路的电阻小，则控制电路中的电流大，电磁铁的磁性强，将衔铁向下吸引，此时b处元件接入工作电路中，根据题意可知，当油量大于5升时，指示灯不发光，则说明b处的是定值电阻，a处的是指示灯。 （2）[2]当长方体油箱中有50升汽油时，根据图乙可知，，油量表测定值电阻R0两端电压，且此时电压为3V，则电路中的电流为 则控制电路的电源电压为 （3）[3]当控制电路中定值电阻R0消耗的电功率为0.125W时，电路中的电流为 此时控制电路中的总电阻为 压敏电阻RF接入电路的电阻为 由图乙分析可知，当油量为5升时，电阻为；当油量为50升时，电阻为，可得 则当电阻为时，油量为35L。 答：（1）工作电路中，a处接有的电路元件是指示灯； （2）控制电路的电源电压为9V； （3）当控制电路中定值电阻R0消耗的电功率为0.125W时，油箱中的油量为35L。 10． 发电机 电磁感应 2.5W 40% 7~25Ω 【详解】解：（1）[1][2]转轴转动时，小灯泡就可以发光，即产生了电能，所以甲图虚线框内一定有发电机；发电机的工作原理是闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，就会在导体中产生感应电流，即它的工作原理是电磁感应原理。 （2）[3]这个质量为25kg的重物，它的重力 它的重力是250N；重物下落高度为2.4m，则这个过程重力做的功 重力做的功是600J；这个过程可以供一个标有“3.6V  1W”字样的LED灯持续正常发光4min，也是说重物下落2.4m，消耗的时间是，根据可知，重力做功的功率 重力做功的功率是2.5W。 （3）[4]由[3]解析可知，重力做的功是600J，这是总功；这个过程中可以供一个标有“3.6V  1W”字样的LED灯持续正常发光4min，正常发光，则灯的电功率是1W，时间是，那么根据可知，甲图装置所做的有用功 甲图装置能量转化的效率 甲图装置能量转化的效率是40%。 （4）[5]观察题中的条件，R0为标有“5Ω  0.3A”的定值电阻，即流过R0的电流最大只能是0.3A；滑动变阻器R1标有“50Ω  1A”，即流过R1的电流最大只能是1A；电流表选择量程为0~0.6A，即流过电流表的电流最大只能是0.6A；由上述可知，三个电流值：0.3A、1A、0.6A，并且这个是串联电路，电流处处相等，那么电路中最大电流只能是0.3A，根据欧姆定律得 解得，即R1最小阻值为7Ω； 电压表选择量程为0~3V，则电压表的示数最大只能是3V，电压表并联在R1两端，则R1两端的最大电压是3V，根据串联电路的分压原理，电阻越大，分得的电压越大，则这时R1的电阻是最大的，根据可知 解得，即R1最大阻值为25Ω；综上所述，为了保证电路安全，R1接入电路的阻值变化范围是7~25Ω。 答：（1）甲图虚线框内一定有发电机，它的工作原理是电磁感应； （2）重物下落时，重力做功的功率是2.5W； （3）重物在一次下落过程中，甲图装置能量转化的效率是40%； （4）为了保证电路安全，滑动变阻器接入电路的阻值变化范围是7~25Ω。 11．（1）0.02W；（2）210~270Ω；（3）200V 【详解】解：（1）恒温箱实现100℃恒温控制时，控制电路的电流为0.02A，由图丙可知热敏电阻的阻值为50Ω，热敏电阻两端电压 UR=0.02A×50Ω=1V 则热敏电阻消耗的功率为 PR=URI=1V×0.02A=0.02W （2）根据题意可知，控制电路电源电压恒为6V，当电路中的电流达到0.02A时，衔铁被吸合，故无论怎样设定温度，电路中的总电阻都不变电路中的总电阻 当恒温箱设置50℃时，由图丙可知R=90Ω，滑动变阻器接入电路中的电阻为 R滑1=R总﹣R′=300Ω﹣90Ω=210Ω 当恒温箱设置150℃时，由图丙可知R=30Ω；滑动变阻器接入电路中的电阻 R滑2=R总﹣R′=300Ω﹣30Ω=270Ω 要使恒温箱能够设置50℃至150℃之间的温度，可变电阻R′的阻值调节范围应该在210~270Ω； （3）已知加热器的额定电压为220V，额定功率为605W，加热器的电阻为 工作电路的实际电压 答：（1）当恒温箱实现100℃恒温控制时，热敏电阻R消耗的功率是0.02W； （2）如果要使恒温箱能够设置50℃至150℃之间的温度，那么可变电阻R'的阻值范围为210~270Ω； （3）当某次加热器的实际功率为500W时，工作电路的实际电压为200V。 12． 198Ω 84% 100Ω 右 【详解】解：（1）当继电器线圈电流达不到50mA时，衔铁不会被吸下，此时工作电路中只有电阻R1工作，电阻较小，根据 可知电路处于加热状态；当继电器线圈电流达到50mA时，衔铁会被吸下，此时工作电路中两电阻串联，电阻较大，根据 知电路处于保温状态；R1的电阻为 R1和R2的总电阻为 根据串联电路电阻的规律知R2的阻值为 （2）2.2kg的水从15℃加热到45℃，水吸收的热量 Q吸＝c水m（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×2.2kg×（45℃﹣15℃）＝2.772×105J 加热挡时养生壶消耗的电能为 W＝P加热t＝1100W×5×60s＝3.3×105J 养生壶的效率为 （3）使用烧水功能时，需设定水温达到100℃时停止加热，由图乙R0的电阻为20Ω，此时电路的总电阻为 此时电阻器R接入电路的阻值为 R滑＝R总′﹣R0＝120Ω﹣20Ω＝100Ω （4）换用花茶功能时，为了避免破坏营养成分，需调低停止加热时的设定水温，从图乙可知R0的电阻变大，为了使衔铁吸合工作电流即线圈中的电流仍为50mA，根据 可知电路的总电阻不变，根据串联电路电阻的规律知滑动变阻器的电阻需要减小，将滑片向右移动。 答：（1）R2的阻值为198Ω； （2）养生壶加热效率是84%； （3）使用烧水功能时，需设定水温达到100℃时停止加热，进行保温，则滑动变阻器R接入电路阻值应调为100Ω； （4）右。 13．（1）1090Ω；（2）；（3）200℃ 【详解】解：（1）R0和指示灯L串联，R0两端的电压为 指示灯L正常工作，通过R0的电流为 I0=IL=0.2A 保护电阻R0的阻值为 R0 （2）转盘刚好转了20转，空气炸锅消耗的电能 空气炸锅的功率 （3）衔铁被弹起时，控制电路的总电阻为 此时热敏电阻 由乙图可知，当R2 =60Ω，设定温度为200℃。 答：（1）保护电阻R0的阻值为1090Ω； （2）空气炸锅的电功率是1kW； （3）设定的加热温度是200℃。 14．（1）180Ω；（2）0.16T；（3）能测量 【详解】解：（1）由表格数据可知，磁感应强度是0.04T时，磁敏电阻的阻值RB＝180Ω。 （2）闭合开关后，磁敏电阻与定值电阻串联，电路中的电流为 磁敏电阻RB两端的电压为 此时RB的阻值为 根据表格中数据可知，该处的磁感应强度为0.16T。 （3）为了保证电路安全，电路中的电流最大值Imax＝0.03A，此时电路中的总电阻为 当磁感应强度为0时，磁敏电阻阻值为160Ω，电路中的总电阻为200Ω，不小于R总，故磁感应强度为0时电路安全，用该磁感应强度测量仪能测量无磁场环境。 答：（1）磁敏电阻的阻值RB＝180Ω； （2）该处的磁感应强度为0.16T； （3）故磁感应强度为0时电路安全，用该磁感应强度测量仪能测量无磁场环境。 15．（1）1.2 kW·h，1.2m2；（2）①40Ω，②8N 【详解】解：（1）在太阳能电池板充电工作过程中，将太阳能转化为电能。蓄电池充满电时储存的电能为 W=UIt=12V×100A×3600s=4.32×106J=1.2 kW·h 由题知，发电玻璃光电转化率接近20%，在5h内对控制电路的蓄电池充满电，太阳能辐射到每平方米地面上的平均功率1000W=1kW，设“发电玻璃”面积至少为S，则有 则选用的“发电玻璃”面积为 （2）当浮体刚好浸没时，压敏电阻受到压力为360N，由表中数据知，此时压敏电阻的阻值R=80Ω，控制电路中R与R0串联，通过控制电路中的电流为 I=100mA=0.1A 由串联电路特点和欧姆定律可得，定值电阻的阻值为 设此时连杆对A端的作用力为FA，压敏电阻对B处的作用力为FB，已知 AB∶BO＝4∶1 则 AO∶BO＝5∶1 根据杠杆的平衡条件有 FA×lOA＝FB×lOB 则 因为力的作用是相互的，所以A端对浮体向下的压力为 由力的平衡条件可得，此时浮体受到的浮力为   ① 当浮体只有体积浸入水中时，由阿基米德原理可得此时的浮力为 此时控制电路中电流为30mA=0.03A，由串联电路特点和欧姆定律可得，此时压敏电阻的阻值为 由表中数据知，压敏电阻受到压力FB'=120N，由杠杆平衡条件有 所以有 同理可得，此时浮体受到的浮力为 即   ② 解①②可得：F浮=80N，G=8N。 答：（1）蓄电池充满电后，电能是4.32×106J，则选用的“发电玻璃”面积至少为1.2m2； （2）定值电阻R0的阻值是40Ω，小明应选择重力为8N的浮体。 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）0.02A；（2）55W；（3）4.62×105J，84% 【详解】解：（1）由图可知当温度为80℃时，热敏电阻的阻值为100Ω，串联电路总电阻等于各分电阻之和，所以控制电路的总电阻为 R控=R+R0=100Ω+50Ω=150Ω 衔铁刚弹起时，通过电磁铁线圈的电流 （2）当衔铁被吸下时，动触点与静触点b接触，工作电路为R2的简单电路，此时工作电路的电阻最小，由可知，此时工作电路的电功率最大，处于加热状态；当衔铁跳起时，动触点与静触点a接触，R1和R2串联接入工作电路时，此时工作电路的总阻值最大，由可知，此时工作电路的电功率最小，处于保温状态；保温功率为 （3）水吸收的热量为 Q=c水mΔt=4.2×103J/(kg·℃)×2kg×(80℃﹣25℃)=4.62×105J 恒温调奶器加热状态下的电功率 500s内消耗的电能 W=P加t=1100W×500s=5.5×105J 恒温调奶器的加热效率 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55W； （3）此过程中水吸收的热量为4.62×105J，恒温调奶器的加热效率为84%。 18．(1)24.2Ω；(2)6.3×105J；30℃；(3) 160Ω；(4)若想温度加热到45℃时，自动进入保温状态，应该减小滑动变阻器的电阻。 【分析】(1)在工作电路两电阻并联，同时工作时为加热模式，保温模式只有R1接入电路中，根据甲中参数，先计算R2的功率，再根据电功率的公式计算R2的阻值。 (2)由W=Pt计算加热过程消耗的电能；根据Q=cmΔt算出水升高的温度。 (3)由欧姆定律算出电路的总电阻，根据串联电路电阻的规律算出滑动变阻器的电阻。 (4)从图丙可知，要提高恒温箱的设定温度，就要增大热敏电阻的阻值；但为了使衔铁吸合工作电流即线圈中的电流仍为30mA，根据欧姆定律就要减小滑动变阻器的电阻。 【详解】解：(1)由题知，加热至40℃时，控制电路中的弹簧会将衔铁拉起来，自动进入保温模式，由图乙知，此时工作电路中只有R1接入电路；当温度降低时，控制电路中的电磁铁会将衔铁吸下来，进入加热模式，由图乙知，此时工作电路中R1和R2并联接入电路；所以R2的功率 P2=P加热-P保温=2100W-100W=2000W R2的阻值 (2)加热5min消耗的电能 W=P加热t=2100W×5×60s=6.3×105J 水升高的温度 (3)温度加热至40℃时，此时电磁继电器线圈的电流达到30mA，由图丙知，此时热敏电阻Rx的阻值为40Ω，电路的总电阻 滑动变阻器的电阻 R滑=R-Rx=200Ω-40Ω=160Ω (4)若想温度加热到45℃时，自动进入保温状态，即要提高恒温箱的设定温度，从图丙可知，要提高恒温箱的设定温度，就要增大热敏电阻的阻值，但为了使衔铁吸合工作电流即线圈中的电流仍为30mA，根据欧姆定律就要减小滑动变阻器的电阻。 答：(1)R2的阻值为24.2Ω； (2)在一次使用过程中，加热时间为5min，则加热过程中耗的电能是6.3×105J；不计热损失，这些热量可使5kg的水温度升高30℃； (3)为使温度加热至40℃时，自动进入保温模式，滑动变阻器的电阻需要调到160Ω； (4)若想温度加热到45℃时，自动进入保温状态，应该减小滑动变阻器的电阻。 19． 减小 2.5A，1.65×105J 50Ω 130℃ 【详解】（1）[1]由乙图可知，当温度升高时Rt的阻值减小，即热敏电阻Rt的阻值随温度的升高而减小。 （2）[2]工作电路中电热丝R0工作时的电流 工作时间，电热丝R0产生的热量 （3）[3]由图像可知，当恒温箱的温度设定为50℃时，Rt的阻值Rt＝100Ω，此时控制电路的电流 时，衔铁才吸合，停止加热，由得，控制电路总电阻 根据串联电路电阻的特点可知，电阻箱R应取的阻值 （4）[4]由图乙可知，当恒温箱可设定的温度最高时，Rt的阻值最小，由于控制电路的电源电压和衔铁的吸合电流不变，根据，电路总电阻不变，要使热敏电阻Rt的阻值最小，电阻箱R1接入的阻值应最大，即R1＝110Ω，由第（3）问可知，控制电路总电阻R总＝150Ω，根据串联电路电阻的特点可知，热敏电阻Rt的阻值 由图乙可知，当热敏电阻Rt的阻值为40Ω，恒温箱可设定的最高温度是130℃。 20． 热 力 60.5Ω 2.1×105J 【详解】解：（1）[1]电热足浴盆是利用电流的热效应工作的。 [2]电动机的工作原理是通电导体在磁场中受到力的作用。 （2）加热电阻的阻值 （3）水吸收的热量 答：（2）加热电阻R的阻值是； （3）水吸收的热量是。 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 $$