1.3电磁铁的应用 同步练习-2024-2025学年浙教版八年级下册科学

电磁铁的应用——2025 一．选择题（共13小题） 1．（2024春•义乌市期末）学校的楼道里的消防应急灯，平时是不亮的，一旦停电，消防应急灯里的两个灯泡（额定电压为36V）就会正常发光。下图是四位同学设计的模拟电路，最科学的是（　　） A． B． C． D． 2．（2024春•浦江县期末）电磁铁被广泛应用于生产、生活中。下列产品中没有用到电磁铁的是（　　） A．磁悬浮列车 B．电话机 C．指南针 D．电磁起重机 3．（2024春•洞头区期中）电梯为居民上下楼带来很大的便利，出于安全考虑，电梯设置了超载自动报警系统，其工作原理如图所示，电梯厢底层装有压敏电阻R1，R2为保护电阻。K为动触点，A、B为静触点，当出现超载情况时，电铃将发出报警声，电梯停止运行，下列说法正确的是（　　） A．电梯工作时电磁铁的上端为N极 B．电磁铁磁性的强弱与电流的大小有关 C．电梯未超载时动触点K与静触点B接触 D．电梯超载时报警说明压敏电阻的阻值随压力增大而增大 4．（2024春•镇海区期末）现在很多大型商场都安装有如图甲所示的“聪明的电梯”，载人和不载人时电梯运行的速度会发生变化。这种电梯的简易控制电路如图乙所示，图中压力传感器R的阻值会随压力的增大而减小。对此，下列说法正确的是（　　） A．控制电路中电磁铁的上端为S极 B．当电流的方向发生变化时，电梯运行的速度会发生变化 C．当载人时，衔铁与触点2接触，电梯的速度加快 D．当无人站在电梯上时，电磁继电器控制电路中的电流增大 5．（2024春•海曙区期末）小曙同学在医院看到一个自动输液报警器，如图甲所示。闭合开关，当输液报警器处输液管中有药液流过，绿灯亮，无药液流过，喇叭报警，小曙运用自己所学知识和查找的资料设计了一个类似的自动输液报警器，如图乙所示。光敏电阻阻值随光照强度增大而减小，以下说法正确的选项是（　　） A．电磁铁的上端是S极 B．输液管中没有药液流过时，控制电路线圈中的电流变大 C．当输液管内有药液时，LED灯发出的光将被会聚到光敏电阻上，衔铁吸下 D．调试时，输液管中有药液流过也会报警，可减少线圈匝数改进 6．（2024•临安区一模）如图所示是某同学设计的汽车尾气中CO排放量的检测电路．当CO浓度高于某一设定值时，电铃发声报警。图中气敏电阻R1的阻值随一氧化碳浓度的增大而减小。下列说法正确的是（　　） A．电铃应该在A和B之间 B．当一氧化碳浓度升高，电磁铁磁性减弱 C．用久后，电源电压U1会减小，报警时一氧化碳最低浓度比设定值低 D．为使检测电路在一氧化碳浓度更低时报警，可将R2控制电路的滑片向上移 7．（2024春•拱墅区校级期中）为了应对即将到来的汛期，某课外兴趣小组设计了一个检测水库水位的装置，其原理如图所示。L为安全指示灯，电铃为报警器，R1为定值电阻，R2为竖直放置、粗细均匀且足够长的电阻棒，滑片P可以在电阻棒上自由滑动，并与浮子用竖直的绝缘杆连接，可随着浮子的上下移动而改变电阻棒R2接入电路的阻值，从而可通过电流表的示数来反映水位的高低。当滑片P指向R2的中点时，水位达到警戒值，电磁铁吸下衔铁报警。则该检测器正常工作时（　　） A．电磁铁的上端为N极 B．水位较低时，电磁铁的磁性较强 C．若减小R1的阻值，警戒水位会变高 D．电流表示数越大，表示水位越高 8．（2024春•长兴县月考）下列用电器或设备中，没有电磁铁的是（　　） A．日光灯 B．电铃 C．电磁起重机 D．磁悬浮列车 9．（2024•镇海区模拟）我市装有多座过街天桥，极大方便了行人的出行。阴雨天时，空气潮湿，能见度低，路面湿滑，为保证行人上下天桥时的安全，需在天桥入口处设置警示灯。图甲是某同学为此设计的部分模拟电路，电磁铁及触点1固定不动，衔铁可在电磁铁作用下上下运动，带动铜棒OF绕O点运动。该电路中需用到阻值随空气湿度变化的湿敏电阻，将湿敏电阻接在电路中（图中未画出），闭合：开关S，当空气湿度小于设定值时，警示灯随湿度变化而自动调整亮度；当空气湿度增大到设定值时，警示灯能不断闪烁。图乙是可供选择的两种湿敏电阻的阻值随湿度变化的关系图像。忽略电磁铁线圈电阻，灯泡阻值不变，以下说法正确的是（　　） A．应选R1作为该电路的湿敏电阻 B．在M、N、Q三处位置中，湿敏电阻应安装在Q处 C．小于设定值时，湿度越小警示灯越亮 D．向左移动滑片P，可使警示灯在较小湿度下实现闪烁 10．（2024春•宁波期中）如图所示，R0是一个光敏电阻，光敏电阻的阻值随光照强度的增加而减小，R是电阻箱（已调至合适阻值），它们和继电器组成自动控制电路来控制路灯，白天路灯熄灭、夜晚路灯亮起。下列说法正确的是（　　） A．电路工作时，电磁铁上端为N极 B．给路灯供电的电源应接在b、c两端 C．控制电路电源电压减小后，傍晚时路灯比原来早一些亮 D．白天，如果将电阻箱的电阻调小，则路灯也可能亮 11．（2024春•拱墅区校级期中）许多自动控制的电路中都安装有电磁铁。有关电磁铁，下列说法中正确的是（　　） A．电磁铁的铁芯，可以用铜棒代替 B．电磁继电器中的磁体，可以使用永磁铁 C．电磁铁磁性的强弱只与电流的大小有关 D．电磁铁是根据电流的磁效应制成的 12．（2024春•东阳市月考）下列没有利用电磁铁工作的是（　　） A．电铃 B．电磁选矿机 C．电磁起重机 D．电热水壶 13．（2024春•西湖区校级期中）如图所示。A为电磁铁。B为铁芯。C为套在铁芯B上的绝缘磁环。现将A、B、C放置在天平的左盘上。当A中通有电流I时，C悬停在空中。天平保持平衡。当增大A中电流时。绝缘磁环C将向上运动。在绝缘磁环C上升到最高点的过程中。若不考虑摩擦及空气阻力。则下列描述正确的是（　　） A．天平仍保持平衡 B．天平左盘先下降后上升 C．天平左盘先上升后下降 D．天平左盘一直下降至最低点 二．解答题（共7小题） 14．（2024秋•北仑区期末）入冬，温度骤降。为了避免鱼缸中的热带鱼抵抗不了低温，老师发布任务要求。 设计一款自动加热装置放在鱼缸中，并将相关指标设计了量表（如表所示） 评价指标 10分 5分 0分 加热效率 加热功率大于30W 加热功率在15﹣30W之间 加热功率小于15W 自动化 能在低温时自动加热，高温时自动断开 能在低温时自动加热，但高温时无法自动断开 无法自动加热 小科利用电磁铁设计以下电路，在工作电路中电源电压U0为12V，电热丝电阻R0为6Ω；控制电路中电源电压U1为6V，电磁铁对衔铁的吸引力在不同电流和不同距离下的大小关系如图乙所示，Rx为热敏电阻，阻值随水温的变化规律如图丙所示，电磁铁和衔铁的阻值忽略不计： （1）针对自动化指标，小科的设计能达到10分。当温度降到一定值，衔铁被吸起，工作电路连通，开始加热；当温度上升到一定值，衔铁自动掉落，工作电路断开，停止加热。若小科选择的衔铁质量为0.5千克，请计算小科该设计能保证鱼缸的最低温度为多少。 （2）若小科想利用该装置，使鱼缸的最高水温稍微提高一些，可以采取以下措施 　 　。（写出一点即可） 15．（2024•江北区一模）如图甲所示是某项目化小组模拟自动灌注的模型示意图，该装置可分为灌注装置和运输装置两部分。通过运输装置中的传送带将空杯运输到灌注台，灌注装置在控制电路的控制下，使线圈1定时吸引衔铁将工作电路接通，喷头向杯中注入果汁。灌注台下方有压敏电阻R2，其阻值随压力F的变化情况如图乙所示，空杯、传送带、灌注台对R2的压力均忽略不计。当通过线圈2的电流大于或等于0.2A时，电动机内部开关闭合，传送带将带着装有果汁的杯子移动至接收台。 （1）当果汁灌入杯中时，通过线圈2的电流将 　 　。 （2）运输装置中，电源电压U3＝1.2V，线圈2电阻不计。若R3的阻值为2Ω，求该情况下每杯至少可灌注多少克的果汁。 （3）为使喷头可以间断性喷射，控制电路的电源电压U1呈图丙周期性变化，线圈1电阻不计，当通过线圈1的电流I≥0.5A时，电磁继电器衔铁被吸下，喷头喷射果汁，已知喷头每秒喷出果汁质量为200g。若每次灌注240g果汁，为使灌果汁的过程可连续且稳定地进行，则应调节R1的阻值为多少欧？ 16．（2024春•上城区期末）小金发现超市里的电梯，有人乘时运行较快，无人乘时为了节能运行较慢，了解后得知利用电磁继电器可以设计这样的电路，所用器材：U1电压为20V，U2电压为220V，开关S，压敏电阻R0（电阻随压力的变化关系如图乙所示），电阻R1为10Ω，电动机（有电阻），电磁继电器（线圈电阻忽略不计，线圈电流大于20mA时衔铁被吸下，线圈电流小于20mA时衔铁被弹回）。 （1）已知电流小时，电梯运行较慢，请在图甲中完善工作电路电路图。 （2）若安装时滑动变阻器阻值调为600Ω，当电梯快速运行时，乘客质量至少为多大？ （3）运营一段时间后，如果想让质量更小的人站上电梯就能使其较快运行，应该如何移动滑片？ 17．（2024春•嘉兴期末）某科技小组开展设计烟感报警器的项目化学习活动。 【明确要求】当监测到烟雾达到一定浓度时，警铃响起，喷淋系统开始工作，扑灭火苗，并制定如下验收表： 工作电压/V 工作要求 10 ①当控制电路中的电流小于250mA时绿灯亮； ②当控制电路电流大于或等于250mA时，警铃响起，喷淋系统开始工作 【方案设计】 （1）经讨论设计如图甲电路图，但工作电路并未完成，请你补充完整。 （2）当控制电路中的电流达到250mA时，警铃响起，喷淋系统开始工作，若不计电磁铁中线圈的阻值，则此时烟感开关的电阻应不超过多少欧？ （3）烟感开关由光敏电阻制成，其阻值会随着光照强度（单位：勒克斯，符号lx）的变化而变化。现有两种不同的光敏电阻a和b，其电阻变化与光照强度的关系如图乙所示，你认为选择哪种光敏电阻更合适？说明你的理由。 18．（2024•绍兴模拟）根据电动扶梯“有人乘时运行较快，无人乘时运行较慢”的特点，项目化学习小组设计了它的工作电路如图甲。该电路由“控制电路”和“工作电路”两部分组成，其中“控制电路”由压敏电阻R、滑动变阻器R1电磁铁、电压为9伏的电源U1等组成，压敏电阻的阻值与所受压力的变化关系如图乙；“工作电路”由电源、电动机、定值电阻等组成。无人乘时电动扶梯以较慢的速度运行，当控制电路的电流增大到设定值10毫安，衔铁被吸下，电动机功率增大，电动扶梯运行速度变快。（电磁铁线圈电阻忽略不计） （1）请将图甲中“工作电路”补充完整，使电路设计能满足实际工作情况的需要。 （2）根据图乙，压敏电阻所受的压力F增大，压敏电阻R的阻值将 　 　（选填“增大”、“不变”或“减小”）。 （3）若滑动变阻器R1接入电路的阻值为300欧，某次运行时，通过电磁铁线圈的电流恰好达到10毫安，则此时电动扶梯载重为多少？ （4）在保持设定电流10毫安不变的情况下，若要使自动扶梯在更小的载重下就能实现快速运行，如何改进？（写出一点改进意见） 19．（2024春•金东区期末）大棚内二氧化碳浓度在一天内变化很大，蔬菜生长最适宜的二氧化碳浓度一般为0.1%～0.2%。如图是项目化学习小组设计的一款二氧化碳浓度自动调节装置原理模型图，右侧工作电路为二氧化碳供给装置，左侧为控制电路。其中控制电路电源电压U为12V，定值电阻R0阻值为30Ω，Rx是气敏电阻，其阻值与二氧化碳浓度的关系如下表。分析回答。 大棚中CO2浓度/% 0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 气敏电阻Rx的阻值/Ω 40 35 30 25 20 15 10 （1）二氧化碳浓度仪由电流表改装成，并在电流表的表盘刻度上标注对应的二氧化碳浓度值。则改装后表盘上标注的刻度是 　 　（填“均匀”或“不均匀”）的。 （2）简述该装置能实现二氧化碳浓度自动调节的原理：　 　。 （3）结合工作原理，通过计算说明要符合蔬菜生长最适宜的二氧化碳浓度，电磁铁衔铁吸下和释放的电流值分别为多大（电磁铁上电阻丝阻值不计）？ 20．（2024春•余姚市期末）出于安全考虑，电梯都装有超载自动报警系统，其工作原理如图甲所示。已知控制电路的电源电压U＝12V，保护电阻R1＝200Ω，电梯底架自重为1000N，压敏电阻R2（压力传感器）的阻值随压力F大小变化如图乙所示。出厂预设控制电路的电流达到0.02A时，衔铁被电磁铁吸下，触点K与B接触，电铃响而报警。 （1）闭合S1且电铃报警时，电梯内部载重至少达到了 　 　N（电磁铁的阻值忽略不计）。 （2）若重设电梯内部载重达到5000N时就报警，有以下两种方法。 ①其他不变，可将控制电路中200Ω的R1换成 　 　Ω的保护电阻。 ②其他不变，可将控制电路中12V的电源电压换成多少V？（写出计算过程） 三．填空题（共2小题） 21．（2024春•杭州期中）如图是一种“闯红灯违法证据模拟记录器”。已知压敏电阻受到车的压力越大时，它的阻值变的越小。 （1）该记录器的原理是，当光控开关接收到 　 　光（选填“红”、“绿”或“黄”）时，自动 　 　（选填“闭合”或“断开”）；当压敏电阻受到车的压力到一定值时，继电器的衔铁就被吸下，　 　（选填“指示灯”或“电控照相机”）工作；光控开关未闭合时，衔铁没有被吸引。 （2）将电路连接完整。 （3）要使质量较小的车在闯红灯时也能被拍下，可以在控制电路中与压敏电阻 　 　（选填“串联”或“并联”）一个电阻。 22．（2024春•下城区校级期中）如图所示为一种仓库防盗报警器的部分工作原理图。其踏板放在仓库的门口，电铃和电灯放在值班室内。 （1）踏板相当于控制电路中的 　 　。 （2）用笔画线将工作电路连接完整，要求有人踩踏板时电铃响、电灯不亮；无人踩踏板时电铃不响、电灯亮。 四．实验探究题（共5小题） 23．（2024春•北仑区期末）某学习小组开展“制作烟雾报警器”项目化学习活动。 【相关资料】烟雾报警器内部由发射电路和接受电路组成（如图甲所示）。发射电路发射的红外光源会被外界烟尘粒子散射，烟的浓度越大，接受电路接收到的光强度越弱。接收电路能够将光信号转化为电信号，最后转化为报警信号。 【项Ⅱ任务】小组同学讨论后，确定烟雾报警器的要求如下：当环境中的烟雾浓度升高，光照强度小于3cd时，立刻报警鸣叫。 【器材选择】电磁继电器（当控制电路中的电流达到250mA时，衔铁被吸合，线圈电阻不计）、控制电压U1 （6伏）、滑动变阻器R（规格为“2安 50欧”）、光敏电阻Rx （阻值随光照强度的变化如图丙所示）、报警器、开关、导线等。 （1）【方案设计】小组同学讨论后，利用光敏电阻Rx对烟雾报警器的接收电路部分进行设计，如图乙所示。为了实现任务要求，应将报警器接入图乙中的 　 　处（选填“A”或“B”）。 （2）【项Ⅱ调试】该组同学组装好电路后开始测试，闭合开关S，发现当通光照强度为6cd时，报警器就报警了，求出此时滑动变阻器接入电路的阻值。为了符合制作要求（即光照强度小于3cd时报警），应如何调节滑动变阻器？（写出计算过程） （3）【项目评价与反思】为了提高该烟雾报警器的灵敏度（即在烟雾更少条件下就能报警），该组同学提出以下几种方法，其中正确的是 　 　。 A.增大电源电压 B.增加线圈匝数 C.增大线圈和衔铁之间的距离 D.向右移动滑动变阻器滑片 24．（2024•温州三模）小龙利用电磁继电器设计了食盐“自动封装电路”（如图），两个完全相同的电磁继电器（电磁铁分别为 L1 和 L2），电磁铁的电阻和袋子质量忽略不计，托盘质量为0.5千克，R0 为保护电阻，R为力敏电阻，其阻值与压力的关系如下表所示。 R/Ω 145 165 210 280 380 500 压力/N 15 13 11 9 7 5 【工作原理】通过电磁铁分别控制“食盐添加系统”（通电时可向袋子内添加食盐）和“封装系统”（通电时可完成袋口的密封），当袋中的食盐达到一定的质量时封装。 （1）【产品制作】根据电路的工作原理，则图中A和B，哪一个是“封装系统”：　 　（选填“A”或“B”）。 （2）【装置测试】控制电路的电源电压U为6V，R0为20欧，电磁铁的吸合电流为：20毫安，则该电路可自动封装的食盐质量为多少？ （3）【迭代升级】小港觉得可以对电路进行适当升级改造，适当增加控制“食盐添加系统”的电磁铁线圈匝数，可以实现先停止添加食盐再完成封装。请判断小港的升级是否可行，并说明理由：　 　。 25．（2024•西湖区一模）为了确保鱼正常的生命活动，通常在鱼池内使用增氧泵（如图甲）。其中图乙为气室和橡皮碗的局部放大图。弹性金属片左端固定一固体A，当A被电磁铁吸引时，橡皮碗被压缩，气室内的空气被压入水中：当A被电磁铁排斥时，橡皮碗恢复原状，空气被吸进气室。a和b是与气室相连的导管。增氧泵工作时能不断地将空气压入水中，从而增加水体的溶解氧。 （1）为使增氧泵正常工作，固体A应选用 　 　（选填“磁体”或“铁块”）。 （2）当弹性金属片向下压缩橡皮碗时，K1、K2的开闭情况为 　 　。 （3）增氧泵工作时，为使氧气充分的溶解在水中，以下措施可行的是 　 　（选填序号）。 A. 增加气室的高度 B. 增加导管b伸入水面以下的长度 C. 导管b的下端加装一个多孔装置 （4）养鱼时，冬季与夏季，哪个季节更需要增氧泵？判断并说明理由。 　 　。 26．（2024春•长兴县月考）小明利用实验室的电磁继电器、热敏电阻R1、可变电阻器R2等器件设计了一个恒温箱控制电路，如图甲所示。如图乙是小明通过实验测得的R1的阻值随温度变化的关系曲线。 （1）电磁继电器中电磁铁上端是 　 　极（N/S）。 （2）当温度较低时，电磁铁的磁性较 　 　，触点开关 　 　（接通/断开）。 （3）电磁继电器的电源两端电压U＝6V，电磁继电器线圈的电阻可不计，通过实验测得当电流为30mA时，电磁继电器的衔铁被吸合。若可变电阻器R2的电阻值设定为150Ω时，恒温箱温度可达到 　 　℃．当可变电阻器R2的电阻变大时，恒温箱设定的温度将变 　 　（高/低）。 （4）如果要使恒温箱内预设的温度可调节范围是90℃～150℃，可供选择的可变电阻器R2的电阻值有如下的几种，你选择 　 　。 A．0～100Ω B．0～200Ω C．0～1000Ω D．0～1500Ω 27．（2024春•长兴县月考）小明设计了一个“过热自动报警电路”，如图甲所示。将热敏电阻R安装在需要探测温度的地方，当环境温度正常时，继电器的上触点接触，下触点分离，指示灯亮；当环境温度超过某一值时，继电器的下触点接触，上触点分离，警铃响。图甲中继电器的供电电压U1＝3V，继电器线圈的电阻R0为30Ω．当线圈中的电流大于等于50mA时，继电器的衔铁将被吸合，警铃响。图乙是热敏电阻的阻值随温度变化的图象。 （1）由图乙可知，当环境温度为40℃时，热敏电阻阻值为 　 　。当环境温度升高时，热敏电阻阻值将 　 　，继电器的磁性将 　 　（均选填“增强”、“减弱”或“不变”）。 （2）图甲中警铃的接线柱C应与接线柱 　 　相连，指示灯的接线柱D应与接线柱 　 　相连（均选填“A”或“B”）。 （3）环境温度高于 　 　时，警铃报警。 电磁铁的应用——2025 参考答案与试题解析 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 答案 C C B C C D D A D C D 题号 12 13 答案 D B 一．选择题（共13小题） 1．（2024春•义乌市期末）学校的楼道里的消防应急灯，平时是不亮的，一旦停电，消防应急灯里的两个灯泡（额定电压为36V）就会正常发光。下图是四位同学设计的模拟电路，最科学的是（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【解答】解：根据题意，分析各图可知，当照明电路正常工作时，电磁铁具有磁性，吸引衔铁，使消防应急灯所在电路断开，而当停电后，电磁铁失去磁性，衔铁在弹簧的作用下向上弹起，与触点接触，两灯泡连接，且为并联。因此，对照各图发现，只有图C符合这一要求。 故选：C。 2．（2024春•浦江县期末）电磁铁被广泛应用于生产、生活中。下列产品中没有用到电磁铁的是（　　） A．磁悬浮列车 B．电话机 C．指南针 D．电磁起重机 【答案】C 【解答】解：ABD、磁悬浮列车、电话机和电磁起重器中都有电磁铁，故ABD不符合题意； C、指南针是利用磁体指示南北的性质制成的，它是永磁体制成的，里面没有电磁铁，故C符合题意。 故选：C。 3．（2024春•洞头区期中）电梯为居民上下楼带来很大的便利，出于安全考虑，电梯设置了超载自动报警系统，其工作原理如图所示，电梯厢底层装有压敏电阻R1，R2为保护电阻。K为动触点，A、B为静触点，当出现超载情况时，电铃将发出报警声，电梯停止运行，下列说法正确的是（　　） A．电梯工作时电磁铁的上端为N极 B．电磁铁磁性的强弱与电流的大小有关 C．电梯未超载时动触点K与静触点B接触 D．电梯超载时报警说明压敏电阻的阻值随压力增大而增大 【答案】B 【解答】解：A、工作时，电流从电磁铁的下面导线流入，利用安培定则判断出电磁铁的下端为N极，上端为S极，故A错误； B、电磁铁磁性的强弱与电流的大小有关，故B正确； C、正常情况下（未超载时），衔铁被弹簧拉起，K与静触点A接触，故C错误； D、超载时，随着压力的增大，压敏电阻的阻值随着减小，电路中的电流逐渐增大，电磁铁的磁性逐渐增强，动触点K与静触点B接触，电铃报警，故D错误。 故选：B。 4．（2024春•镇海区期末）现在很多大型商场都安装有如图甲所示的“聪明的电梯”，载人和不载人时电梯运行的速度会发生变化。这种电梯的简易控制电路如图乙所示，图中压力传感器R的阻值会随压力的增大而减小。对此，下列说法正确的是（　　） A．控制电路中电磁铁的上端为S极 B．当电流的方向发生变化时，电梯运行的速度会发生变化 C．当载人时，衔铁与触点2接触，电梯的速度加快 D．当无人站在电梯上时，电磁继电器控制电路中的电流增大 【答案】C 【解答】解：（1）由图可知，电流从电磁铁的下端流入，上端流出，根据安培定则可知，电磁铁的上端为N极，当电流的方向发生变化时，电磁铁的极性会发生改变，但通过电路的电流不变，故AB错误； （2）压力传感器R的阻值会随压力的增大而减小，当有人走上电梯后，压敏电阻受到的压力变大，压敏电阻的阻值变小，串联电路总电阻等于各部分电阻之和，根据欧姆定律可知通过控制电路的电流变大，电磁铁的磁性增强，工作电路中衔铁与触点1接触时，定值电阻和电动机串联接入电路，当压力增大到一定值时，衔铁被吸下，衔铁与触点2接触，工作电路中只剩下电动机，根据欧姆定律可知通过电动机的电流变大，根据P＝UI可知电动机的电功率变大，则电梯运行的速度加快，反之当无人站在电梯上时，电磁继电器控制电路中的电流减小，故C正确，D错误。 故选：C。 5．（2024春•海曙区期末）小曙同学在医院看到一个自动输液报警器，如图甲所示。闭合开关，当输液报警器处输液管中有药液流过，绿灯亮，无药液流过，喇叭报警，小曙运用自己所学知识和查找的资料设计了一个类似的自动输液报警器，如图乙所示。光敏电阻阻值随光照强度增大而减小，以下说法正确的选项是（　　） A．电磁铁的上端是S极 B．输液管中没有药液流过时，控制电路线圈中的电流变大 C．当输液管内有药液时，LED灯发出的光将被会聚到光敏电阻上，衔铁吸下 D．调试时，输液管中有药液流过也会报警，可减少线圈匝数改进 【答案】C 【解答】解：A、根据安培定则，电磁铁的上端是N极，故A错误； B、输液管中没有药液流过时，没有了药液柱对光的会聚作用，光敏电阻上的光照强度变小，光敏电阻的阻值增大，根据欧姆定律，控制电路线圈中的电流变小，故B错误； C、输液管内有药液时，LED灯发出的光将被会聚到光敏电阻上，光敏电阻的阻值变小，控制电路中的总电阻变小，电磁铁中的电流变大，衔铁吸下，绿灯亮，故C正确； D、调试时，输液管中有药液流过也会报警，说明控制电路中的电流偏小，应该减小电阻或增大线圈的匝数进行改进，故D错误。 故选：C。 6．（2024•临安区一模）如图所示是某同学设计的汽车尾气中CO排放量的检测电路．当CO浓度高于某一设定值时，电铃发声报警。图中气敏电阻R1的阻值随一氧化碳浓度的增大而减小。下列说法正确的是（　　） A．电铃应该在A和B之间 B．当一氧化碳浓度升高，电磁铁磁性减弱 C．用久后，电源电压U1会减小，报警时一氧化碳最低浓度比设定值低 D．为使检测电路在一氧化碳浓度更低时报警，可将R2控制电路的滑片向上移 【答案】D 【解答】解：AB、当CO浓度升高时，气敏电阻R1的阻值减小，控制电路的总电阻减小，电源电压不变，由欧姆定律可知控制电路中的电流增大，所以电磁铁的磁性增强；当CO浓度高于某一设定值时，衔铁被吸下，电铃发声报警，所以电铃应接在C和D之间，故AB错误； C、用久后，电源电压U1会减小，由欧姆定律可知，只有当R1阻值变小时，控制电路才能达到衔铁被吸下的最小电流，结合题意可知报警时CO最小浓度比设定值高，故C错误； D、在CO浓度更低时，气敏电阻R1阻值更大，因衔铁被吸下时的最小电流不变，由欧姆定律和电阻的串联可知I，在电源电压不变时，应减小变阻器R2的阻值，所以应将R2的滑片向上移，故D正确。 故选：D。 7．（2024春•拱墅区校级期中）为了应对即将到来的汛期，某课外兴趣小组设计了一个检测水库水位的装置，其原理如图所示。L为安全指示灯，电铃为报警器，R1为定值电阻，R2为竖直放置、粗细均匀且足够长的电阻棒，滑片P可以在电阻棒上自由滑动，并与浮子用竖直的绝缘杆连接，可随着浮子的上下移动而改变电阻棒R2接入电路的阻值，从而可通过电流表的示数来反映水位的高低。当滑片P指向R2的中点时，水位达到警戒值，电磁铁吸下衔铁报警。则该检测器正常工作时（　　） A．电磁铁的上端为N极 B．水位较低时，电磁铁的磁性较强 C．若减小R1的阻值，警戒水位会变高 D．电流表示数越大，表示水位越高 【答案】D 【解答】解：A、螺线管中的电流方向是从右向左，根据安培定则可知电磁铁上端为S极，故A错误； B、由图可知，R1、R2、电磁铁、电流表串联接入电路，水位较低时，滑片P向下移动，R2接入电路的阻值变大，根据串联电路电阻规律可知电路中总电阻的变大，根据I＝可知，当电源电压一定时，电路中电流的变小，电磁铁磁性变弱，故B错误； C、若减小R1的阻值，要控制电路的电流不变，根据I可知，当电源电压一定时，控制电路的电阻不变，根据串联电路电阻规律可知R2阻值的变大，由此可知警戒水位的变低，故C错误； D、电流表示数变大，根据I可知，当电源电压一定时，控制电路电阻的变小，根据串联电路电阻规律可知R2阻值变小，滑片P向上移，由此可知水位变高，故D正确。 故选：D。 8．（2024春•长兴县月考）下列用电器或设备中，没有电磁铁的是（　　） A．日光灯 B．电铃 C．电磁起重机 D．磁悬浮列车 【答案】A 【解答】解：在题目中所示答案，只有日光灯不需电磁铁，而其他电器中均需要电磁铁产生磁性进行工作。 故选：A。 9．（2024•镇海区模拟）我市装有多座过街天桥，极大方便了行人的出行。阴雨天时，空气潮湿，能见度低，路面湿滑，为保证行人上下天桥时的安全，需在天桥入口处设置警示灯。图甲是某同学为此设计的部分模拟电路，电磁铁及触点1固定不动，衔铁可在电磁铁作用下上下运动，带动铜棒OF绕O点运动。该电路中需用到阻值随空气湿度变化的湿敏电阻，将湿敏电阻接在电路中（图中未画出），闭合：开关S，当空气湿度小于设定值时，警示灯随湿度变化而自动调整亮度；当空气湿度增大到设定值时，警示灯能不断闪烁。图乙是可供选择的两种湿敏电阻的阻值随湿度变化的关系图像。忽略电磁铁线圈电阻，灯泡阻值不变，以下说法正确的是（　　） A．应选R1作为该电路的湿敏电阻 B．在M、N、Q三处位置中，湿敏电阻应安装在Q处 C．小于设定值时，湿度越小警示灯越亮 D．向左移动滑片P，可使警示灯在较小湿度下实现闪烁 【答案】D 【解答】解：A、由乙图可知，R1的阻值随湿度的增加而增加，R2的阻值随湿度的增加而减小，根据实际需要，当空气潮湿，能见度低时，警示灯变亮，即警示灯随湿度的增加而变亮，当警示灯变亮时，通过电路的电流变大，电路电阻变小，所以R2符合要求，故A错误； B、若将它串联在图甲电路中的M位置，当通过电路的电流变大，电磁铁的磁性增强，衔铁被吸下，动触点2接触静触点1，吸合后电磁铁和R2会被短路，警示灯会一下变亮，吸合后电磁铁和R2被短路而失去磁性，衔铁被弹簧拉起，此时警示灯和R2串联接入电路，灯泡变暗，而R2放在N点和Q点都不会出现此现象，故应该将警示灯串联在图甲电路中的M位置，才能起到闪烁的作用，故B错误； C、空气潮湿，能见度低，路面湿滑，为安全起见，湿度越大，警示灯应越亮，故C错误； D、电源电压不变，空气湿度设定值不变，即触发电流不变、电路中总电阻不变，若向左移动滑片，滑动变阻器接入电路中的阻值变小，即湿敏电阻阻值较大时，电路中电流即可达到触发电流，使警示灯在较小湿度下就能实现闪烁，故D正确。 故选：D。 10．（2024春•宁波期中）如图所示，R0是一个光敏电阻，光敏电阻的阻值随光照强度的增加而减小，R是电阻箱（已调至合适阻值），它们和继电器组成自动控制电路来控制路灯，白天路灯熄灭、夜晚路灯亮起。下列说法正确的是（　　） A．电路工作时，电磁铁上端为N极 B．给路灯供电的电源应接在b、c两端 C．控制电路电源电压减小后，傍晚时路灯比原来早一些亮 D．白天，如果将电阻箱的电阻调小，则路灯也可能亮 【答案】C 【解答】解： A、根据图示可知，电流从电磁铁的上端流入，根据安培定则可知，电磁铁的上端为S极，故A错误； B、晚上时的光线暗，光敏电阻的电阻值大，电路中的电流值小，所以静触点与a接通，所以要达到晚上灯亮，白天灯灭，则路灯供电的电源应接在a、b之间，故B错误； C、电源电压减小后，在其它条件不变时，根据欧姆定律可知，电路中的电流变小，电磁铁中的磁性变弱，傍晚时路灯比原来早一些亮，故C正确； D、由电路结构可知，当电阻箱R的阻值变大时，根据串联分压的特点可知，光敏电阻的电阻值小，电路中的电流值大，路灯亮，因此，白天如果将电阻箱R的阻值调大，路灯也可能变成亮，故D错误。 故选：C。 11．（2024春•拱墅区校级期中）许多自动控制的电路中都安装有电磁铁。有关电磁铁，下列说法中正确的是（　　） A．电磁铁的铁芯，可以用铜棒代替 B．电磁继电器中的磁体，可以使用永磁铁 C．电磁铁磁性的强弱只与电流的大小有关 D．电磁铁是根据电流的磁效应制成的 【答案】D 【解答】解：A、电磁铁的铁芯需用软磁性材料制成，铜不是磁性材料，故不可以用铜棒代替，故A错误； B、电磁铁不是永久磁铁，它的磁性的有无跟电流的通断有关，所以电磁继电器中的磁体，不能使用永磁铁，故B错误； C、电磁铁的磁性强弱与电流的大小和线圈的匝数有关，故C错误； D、电磁铁是利用电流的磁效应制成的，故D正确。 故选：D。 12．（2024春•东阳市月考）下列没有利用电磁铁工作的是（　　） A．电铃 B．电磁选矿机 C．电磁起重机 D．电热水壶 【答案】D 【解答】解：ABC、电铃、电磁选矿机、电磁起重机的核心都是电磁铁，因而是利用电磁铁工作的，故ABC不符合题意； D、电热水壶利用电流的热效应，没有利用电磁铁，故D符合题意。 故选：D。 13．（2024春•西湖区校级期中）如图所示。A为电磁铁。B为铁芯。C为套在铁芯B上的绝缘磁环。现将A、B、C放置在天平的左盘上。当A中通有电流I时，C悬停在空中。天平保持平衡。当增大A中电流时。绝缘磁环C将向上运动。在绝缘磁环C上升到最高点的过程中。若不考虑摩擦及空气阻力。则下列描述正确的是（　　） A．天平仍保持平衡 B．天平左盘先下降后上升 C．天平左盘先上升后下降 D．天平左盘一直下降至最低点 【答案】B 【解答】解： 开始时天平平衡说明天平两侧所受力相同；当增大A中电流时，电磁铁磁性增强，磁环上升开始运动，磁环受到的向上的磁力应增大，而根据力的相互性可知，A所受磁力也应增大，故左侧力变大，天平左侧下降； 而由于磁环离磁铁变远，磁感线越梳磁力越弱，最终会停止，则磁环所向上的力将减小，则A所受力也将会减小，故左侧受力减小，天平左侧上升，故天平左侧应先下降后上升，最后又达到平衡。 故选：B。 二．解答题（共7小题） 14．（2024秋•北仑区期末）入冬，温度骤降。为了避免鱼缸中的热带鱼抵抗不了低温，老师发布任务要求。 设计一款自动加热装置放在鱼缸中，并将相关指标设计了量表（如表所示） 评价指标 10分 5分 0分 加热效率 加热功率大于30W 加热功率在15﹣30W之间 加热功率小于15W 自动化 能在低温时自动加热，高温时自动断开 能在低温时自动加热，但高温时无法自动断开 无法自动加热 小科利用电磁铁设计以下电路，在工作电路中电源电压U0为12V，电热丝电阻R0为6Ω；控制电路中电源电压U1为6V，电磁铁对衔铁的吸引力在不同电流和不同距离下的大小关系如图乙所示，Rx为热敏电阻，阻值随水温的变化规律如图丙所示，电磁铁和衔铁的阻值忽略不计： （1）请通过计算分析小科的设计在加热效率指标上所得分数。 （2）针对自动化指标，小科的设计能达到10分。当温度降到一定值，衔铁被吸起，工作电路连通，开始加热；当温度上升到一定值，衔铁自动掉落，工作电路断开，停止加热。若小科选择的衔铁质量为0.5千克，请计算小科该设计能保证鱼缸的最低温度为多少。 （3）若小科想利用该装置，使鱼缸的最高水温稍微提高一些，可以采取以下措施 　增大衔铁质量　。（写出一点即可） 【答案】（1）小科的设计在加热效率指标上所得分数为5分； （2）小科该设计能保证鱼缸的最低温度为9℃； （3）增大衔铁质量。 【解答】解：（1）在工作电路中电源电压U0为12V，电热丝电阻R0为6Ω，则加热功率为：P24W， 由量表可知，小科的设计在加热效率指标上所得分数为5分； （2）衔铁的重力为：G＝mg＝0.5kg×10N/kg＝5N； 当电磁铁距衔铁s＝4cm，温度降到一定值，衔铁被吸起，此时电磁铁对衔铁的吸引力F＝G＝5N，由图乙可知，控制电路中的电流为0.4A，此时控制电路中电流较大，由欧姆定律可知热敏电阻Rx的阻值较小，结合图像可知此时鱼缸的温度较低； 则Rx的阻值为：Rx15Ω，由图丙可知，此时鱼缸的温度为9℃，即小科该设计能保证鱼缸的最低温度为9℃； （3）当衔铁质量增大时，由G＝mg可知，其重力增大，电磁铁对衔铁的吸引力也增大，由图乙可知，此时控制电路中吸合和释放时的电流变化量也增大，由欧姆定律可知，热敏电阻的阻值变化量也增大，由图丙可知，水温的变化量也增大，即增大衔铁质量，可以增大水温的变化范围。 答：（1）小科的设计在加热效率指标上所得分数为5分； （2）小科该设计能保证鱼缸的最低温度为9℃； （3）增大衔铁质量。 15．（2024•江北区一模）如图甲所示是某项目化小组模拟自动灌注的模型示意图，该装置可分为灌注装置和运输装置两部分。通过运输装置中的传送带将空杯运输到灌注台，灌注装置在控制电路的控制下，使线圈1定时吸引衔铁将工作电路接通，喷头向杯中注入果汁。灌注台下方有压敏电阻R2，其阻值随压力F的变化情况如图乙所示，空杯、传送带、灌注台对R2的压力均忽略不计。当通过线圈2的电流大于或等于0.2A时，电动机内部开关闭合，传送带将带着装有果汁的杯子移动至接收台。 （1）当果汁灌入杯中时，通过线圈2的电流将 　变大　。 （2）运输装置中，电源电压U3＝1.2V，线圈2电阻不计。若R3的阻值为2Ω，求该情况下每杯至少可灌注多少克的果汁。 （3）为使喷头可以间断性喷射，控制电路的电源电压U1呈图丙周期性变化，线圈1电阻不计，当通过线圈1的电流I≥0.5A时，电磁继电器衔铁被吸下，喷头喷射果汁，已知喷头每秒喷出果汁质量为200g。若每次灌注240g果汁，为使灌果汁的过程可连续且稳定地进行，则应调节R1的阻值为多少欧？ 【答案】（1）变大； （2）该情况下每杯至少可灌注300克的果汁； （3）应调节R1的阻值为12Ω。 【解答】解：（1）运输装置控制电路中，R2、R3串联接入电路， 由乙图可知压敏电阻的阻值随压力的增大而减小， 串联电路总电阻等于各部分电阻之和，果汁灌入杯中时，电路总电阻变小，根据欧姆定律可知通过线圈2的电流将变大； （2）闭合开关，R2、R3串联接入电路，当线圈电流大于0.2A时，可使延时开关接通，此时串联电路总电阻：R6Ω， 串联电路总电阻等于各部分电阻之和，则R2的阻值：R2＝R﹣R3＝6Ω﹣2Ω＝4Ω， 由乙图可知力敏电阻受到的压力为3N，则G＝F＝3N， 单次灌注液体的质量：m0.3g＝300g； （3）喷头每秒喷出液体质量为200g，某次液体灌注的标准为240g，则喷灌时间为1.2s， 灌注装置控制电路中，由图丙可知电压在1.8s内由0V增大到18V，又由18V减小到0V，所以0.3s～0.9s～1.5s时间段内电源电压为6V～18V～6V，故在该时间段内喷头喷射液体， 当线圈中通过的电流I≥0.5安时，电磁继电器衔铁被吸下，则R1的阻值：R112Ω。 答：（1）变大； （2）该情况下每杯至少可灌注300克的果汁； （3）应调节R1的阻值为12Ω。 16．（2024春•上城区期末）小金发现超市里的电梯，有人乘时运行较快，无人乘时为了节能运行较慢，了解后得知利用电磁继电器可以设计这样的电路，所用器材：U1电压为20V，U2电压为220V，开关S，压敏电阻R0（电阻随压力的变化关系如图乙所示），电阻R1为10Ω，电动机（有电阻），电磁继电器（线圈电阻忽略不计，线圈电流大于20mA时衔铁被吸下，线圈电流小于20mA时衔铁被弹回）。 （1）已知电流小时，电梯运行较慢，请在图甲中完善工作电路电路图。 （2）若安装时滑动变阻器阻值调为600Ω，当电梯快速运行时，乘客质量至少为多大？ （3）运营一段时间后，如果想让质量更小的人站上电梯就能使其较快运行，应该如何移动滑片？ 【答案】（1） ； （2）若安装时滑动变阻器阻值调为600Ω，当电梯快速运行时，乘客质量至少60kg； （3）如果想让质量更小的人站上电梯就能使其较快运行，应该向左移动滑片。 【解答】解：（1）根据电流小时，电梯运行较慢，可知此时衔铁释放，电阻R1与电动机串联，接入电路中，衔铁吸下时，只有电动机接入电路，电流大，电梯运行快，电路连接如下： ； （2）当电磁继电器线圈电流大于20mA时衔铁被吸下，电梯快速运行，根据欧姆定律可以求得此时控制电路的总电阻： ； 因为滑动变阻器阻值为600Ω，可以求得R0阻值：R0＝R总﹣R滑＝1000Ω﹣600Ω＝400Ω； 由乙图可知此时：G＝F＝600N； 可以求得乘客质量：； （3）让质量更小的人站上电梯，此时对R0压力减小，由图乙可知R0阻值变大，线圈中电流变小，要想使其较快运行，需要增大线圈中的电流，根据欧姆定律需要将滑动变阻器阻值调小即可，即向左移动滑片。 答：（1） ； （2）若安装时滑动变阻器阻值调为600Ω，当电梯快速运行时，乘客质量至少60kg； （3）如果想让质量更小的人站上电梯就能使其较快运行，应该向左移动滑片。 17．（2024春•嘉兴期末）某科技小组开展设计烟感报警器的项目化学习活动。 【明确要求】当监测到烟雾达到一定浓度时，警铃响起，喷淋系统开始工作，扑灭火苗，并制定如下验收表： 工作电压/V 工作要求 10 ①当控制电路中的电流小于250mA时绿灯亮； ②当控制电路电流大于或等于250mA时，警铃响起，喷淋系统开始工作 【方案设计】 （1）经讨论设计如图甲电路图，但工作电路并未完成，请你补充完整。 （2）当控制电路中的电流达到250mA时，警铃响起，喷淋系统开始工作，若不计电磁铁中线圈的阻值，则此时烟感开关的电阻应不超过多少欧？ （3）烟感开关由光敏电阻制成，其阻值会随着光照强度（单位：勒克斯，符号lx）的变化而变化。现有两种不同的光敏电阻a和b，其电阻变化与光照强度的关系如图乙所示，你认为选择哪种光敏电阻更合适？说明你的理由。 【答案】（1）工作电路如下： ； （2）此时烟感开关的电阻应不超过40Ω； （3）认为选择光敏电阻a更合适；根据控制电路中的电流小于250mA时绿灯亮；当控制电路电流大于或等于250mA时，警铃响起，喷淋系统开始工作，根据欧姆定律可知此时电路中电阻减小，因此可得光敏电阻阻值随烟雾浓度的增大而减小，与图乙中曲线a的情况相同。 【解答】解：（1）根据控制电路中的电流小于250mA时绿灯亮；监测到烟雾达到一定浓度时，警铃响起，喷淋系统开始工作，扑灭火苗的要求进行连接，电路连接如下： ； （2）当控制电路中的电流达到250mA时，警铃响起，喷淋系统开始工作，根据欧姆定律可以求得此时烟感开关的电阻： ； （3）根据控制电路中的电流小于250mA时绿灯亮；当控制电路电流大于或等于250mA时，警铃响起，喷淋系统开始工作，根据欧姆定律可知此时电路中电阻减小，因此可得光敏电阻阻值随烟雾浓度的增大而减小，与图乙中曲线a的情况相同，故认为选择光敏电阻a更合适。 答： （1）工作电路如下： ； （2）此时烟感开关的电阻应不超过40Ω； （3）认为选择光敏电阻a更合适；根据控制电路中的电流小于250mA时绿灯亮；当控制电路电流大于或等于250mA时，警铃响起，喷淋系统开始工作，根据欧姆定律可知此时电路中电阻减小，因此可得光敏电阻阻值随烟雾浓度的增大而减小，与图乙中曲线a的情况相同。 18．（2024•绍兴模拟）根据电动扶梯“有人乘时运行较快，无人乘时运行较慢”的特点，项目化学习小组设计了它的工作电路如图甲。该电路由“控制电路”和“工作电路”两部分组成，其中“控制电路”由压敏电阻R、滑动变阻器R1电磁铁、电压为9伏的电源U1等组成，压敏电阻的阻值与所受压力的变化关系如图乙；“工作电路”由电源、电动机、定值电阻等组成。无人乘时电动扶梯以较慢的速度运行，当控制电路的电流增大到设定值10毫安，衔铁被吸下，电动机功率增大，电动扶梯运行速度变快。（电磁铁线圈电阻忽略不计） （1）请将图甲中“工作电路”补充完整，使电路设计能满足实际工作情况的需要。 （2）根据图乙，压敏电阻所受的压力F增大，压敏电阻R的阻值将 　减小　（选填“增大”、“不变”或“减小”）。 （3）若滑动变阻器R1接入电路的阻值为300欧，某次运行时，通过电磁铁线圈的电流恰好达到10毫安，则此时电动扶梯载重为多少？ （4）在保持设定电流10毫安不变的情况下，若要使自动扶梯在更小的载重下就能实现快速运行，如何改进？（写出一点改进意见） 【答案】（1）如图；（2）减小；（3）电动扶梯载重为400N；（4）①减小电路的总电阻，即滑动变阻器R1接的滑片向左移动；②增大电源电压。 【解答】解：（1）有人乘坐时，压力大，则压敏电阻的阻值小，根据欧姆定律可知，控制电路中的电流变大，电磁铁磁性增强，衔铁被吸下；工作电路中的电梯运行快，说明工作电路中的电流大，根据欧姆定律可知，电路中的电阻小，故应该只让电动机接入电路； 无人乘时，压力小，则压敏电阻的阻值大，根据欧姆定律可知，控制电路中的电流变小，电磁铁磁性减弱，衔铁被拉起；无人乘时运行较慢，说明工作电路中的电流小，根据欧姆定律可知，电路的总电阻大，则电动机和定值电阻串联，如图所示： ； （2）根据图像乙可知，当压力增大时，压敏电阻的阻值变小，即压敏电阻的阻值随压力的增大而减小； （3）控制电路中，定值电阻R1与压敏电阻R串联，且R1＝300Ω，通过电磁铁线圈的电流恰好达到10毫安，即I＝10mA＝0.01A，根据欧姆定律，此时电路中的总电阻为： R总 根据串联电路中电阻的规律，此时压敏电阻阻值为： R＝R总﹣R1＝900Ω﹣300Ω＝600Ω 由图乙可知，此时压敏电阻的阻值为600Ω时，对电梯的压力为： F＝400N； 对电梯的压力也就是电动扶梯的载重，因此电动扶梯载重为： G＝F＝400N。 （4）要求质量更小的人站上电梯就能使其较快运行，质量变小，重力变小，则对电梯的压力变小，根据图甲可知，此时力敏电阻的阻值变大，控制电路的总电阻变大，根据欧姆定律可知，电路中的电流变小，由于吸合电流不变，要使此时的电流达到吸合电流，则需要增大电路中的电路，故采取的方法是：①减小电路的总电阻，即滑动变阻器R1接的滑片向左移动；②增大电源电压。 故答案为：（1）如图；（2）减小；（3）电动扶梯载重为400N；（4）①减小电路的总电阻，即滑动变阻器R1接的滑片向左移动；②增大电源电压。 19．（2024春•金东区期末）大棚内二氧化碳浓度在一天内变化很大，蔬菜生长最适宜的二氧化碳浓度一般为0.1%～0.2%。如图是项目化学习小组设计的一款二氧化碳浓度自动调节装置原理模型图，右侧工作电路为二氧化碳供给装置，左侧为控制电路。其中控制电路电源电压U为12V，定值电阻R0阻值为30Ω，Rx是气敏电阻，其阻值与二氧化碳浓度的关系如下表。分析回答。 大棚中CO2浓度/% 0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 气敏电阻Rx的阻值/Ω 40 35 30 25 20 15 10 （1）二氧化碳浓度仪由电流表改装成，并在电流表的表盘刻度上标注对应的二氧化碳浓度值。则改装后表盘上标注的刻度是 　不均匀　（填“均匀”或“不均匀”）的。 （2）简述该装置能实现二氧化碳浓度自动调节的原理：　当浓度增大时，气敏电阻Rx的阻值的阻值减小，电流中的电流增大，磁体的磁性增强，吸引衔铁，密封罐子，使得内部压强增大，使得盐酸下降，与大理石分离不再反应，浓度减小后，电阻变大，电流减小，释放衔铁，盐酸液面相平，继续发生反应　。 （3）结合工作原理，通过计算说明要符合蔬菜生长最适宜的二氧化碳浓度，电磁铁衔铁吸下和释放的电流值分别为多大（电磁铁上电阻丝阻值不计）？ 【答案】（1）不均匀。 （2）当浓度增大时，气敏电阻Rx的阻值的阻值减小，电流中的电流增大，磁体的磁性增强，吸引衔铁，密封罐子，使得内部压强增大，使得盐酸下降，与大理石分离不再反应，浓度减小后，电阻变大，电流减小，释放衔铁，盐酸液面相平，继续发生反应。 （3）电磁铁衔铁吸下和释放的电流值分别为0.24A、0.2A。 【解答】解：（1）根据表格数据知，浓度没增大时0.05%，电阻减小5Ω，则电阻与浓度的关系是R＝40Ω﹣kn，n表示浓度， 而电路中的电流I，此时不是一次函数关系，因而改装后表盘上标注的刻度不是均匀是； （2）当浓度增大时，气敏电阻Rx的阻值的阻值减小，电流中的电流增大，磁体的磁性增强，吸引衔铁，密封罐子，使得内部压强增大，使得盐酸下降，与大理石分离不再反应，浓度减小后，电阻变大，电流减小，释放衔铁，盐酸液面相平，继续发生反应。 （3）蔬菜生长最适宜的二氧化碳浓度一般为0.1%～0.2%。 Rx＝30Ω；R'x＝20Ω； 电路的总电阻R＝R0+Rx＝30Ω+30Ω＝60Ω，R'＝R0+R'x＝30Ω+20Ω＝50Ω， 电路中的电流I0.2A； I'0.24A； 电磁铁衔铁吸下和释放的电流值分别为0.24A、0.2A。 故答案为：（1）不均匀。 （2）当浓度增大时，气敏电阻Rx的阻值的阻值减小，电流中的电流增大，磁体的磁性增强，吸引衔铁，密封罐子，使得内部压强增大，使得盐酸下降，与大理石分离不再反应，浓度减小后，电阻变大，电流减小，释放衔铁，盐酸液面相平，继续发生反应。 （3）电磁铁衔铁吸下和释放的电流值分别为0.24A、0.2A。 20．（2024春•余姚市期末）出于安全考虑，电梯都装有超载自动报警系统，其工作原理如图甲所示。已知控制电路的电源电压U＝12V，保护电阻R1＝200Ω，电梯底架自重为1000N，压敏电阻R2（压力传感器）的阻值随压力F大小变化如图乙所示。出厂预设控制电路的电流达到0.02A时，衔铁被电磁铁吸下，触点K与B接触，电铃响而报警。 （1）闭合S1且电铃报警时，电梯内部载重至少达到了 　6000　N（电磁铁的阻值忽略不计）。 （2）若重设电梯内部载重达到5000N时就报警，有以下两种方法。 ①其他不变，可将控制电路中200Ω的R1换成 　100　Ω的保护电阻。 ②其他不变，可将控制电路中12V的电源电压换成多少V？（写出计算过程） 【答案】（1）6000； （2）①100； ②其他不变，可将控制电路中12V的电源电压换成14V。 【解答】解：（1）根据题意可知，控制电路的电流达到0.02A时，衔铁被电磁铁吸下，触点K与B接触，电铃响而报警， 由I可知，此时控制电路的总电阻：R总600Ω， 根据串联电路的电阻特点可知，此时压敏电阻的阻值：R2＝R总﹣R＝600Ω﹣200Ω＝400Ω， 由图乙可知，当压敏电阻的阻值为400Ω时，电梯底架对压敏电阻的压力F＝7000N， 则此时电梯内部载重G载＝F﹣G自重＝7000N﹣1000N＝6000N； （2）若重设电梯内部载重为5000N时，电梯底架对压敏电阻的压力为F′＝5000N+1000N＝6000N， 由图乙可知，此时压敏电阻的阻值：R2′＝500Ω； ①若电源电压不变，控制电路中报警电流不变，由I可知，控制电路的总电阻不变， 根据串联电路的电阻特点可知，此时R1的阻值：R1′＝R总﹣R2′＝600Ω﹣500Ω＝100Ω； ②若R1阻值不变，控制电路中报警电流不变，根据串联电路的电阻特点可知，此时电路中的总电阻：R总′＝R1+R2′＝200Ω+500Ω＝700Ω， 由I可知，此时控制电路的电源电压：U′＝IR总′＝0.02A×700Ω＝14V。 答：（1）6000； （2）①100； ②其他不变，可将控制电路中12V的电源电压换成14V。 三．填空题（共2小题） 21．（2024春•杭州期中）如图是一种“闯红灯违法证据模拟记录器”。已知压敏电阻受到车的压力越大时，它的阻值变的越小。 （1）该记录器的原理是，当光控开关接收到 　红　光（选填“红”、“绿”或“黄”）时，自动 　闭合　（选填“闭合”或“断开”）；当压敏电阻受到车的压力到一定值时，继电器的衔铁就被吸下，　电控照相机　（选填“指示灯”或“电控照相机”）工作；光控开关未闭合时，衔铁没有被吸引。 （2）将电路连接完整。 （3）要使质量较小的车在闯红灯时也能被拍下，可以在控制电路中与压敏电阻 　并联　（选填“串联”或“并联”）一个电阻。 【答案】（1）红；闭合；电控照相机； （2）如图； （3）并联。 【解答】解：（1）闯红灯的拍照过程，红灯亮，光控开关闭合，车过线，压敏电阻阻值减小，电磁铁磁性增强，衔铁被吸引，下触点接通，照相机拍照； （2）电路如图，电磁铁吸引衔铁时，下触点接通，照相机拍照； （3）要使质量较小的车在闯红灯时也能被拍下，就要使小车经过时，控制电路电流足够大，电磁铁磁性足够强，才能吸引衔铁。要使电流变大，就需要使电阻减小，所以要与压敏电阻并联一个定值电阻。 故答案为：（1）红；闭合；电控照相机； （2）如图； （3）并联。 22．（2024春•下城区校级期中）如图所示为一种仓库防盗报警器的部分工作原理图。其踏板放在仓库的门口，电铃和电灯放在值班室内。 （1）踏板相当于控制电路中的 　开关　。 （2）用笔画线将工作电路连接完整，要求有人踩踏板时电铃响、电灯不亮；无人踩踏板时电铃不响、电灯亮。 【答案】（1）开关；（2）见解析。 【解答】解：（1）踏板相当于控制电路中的开关，可以控制电流； （2）当有人踩踏板时，电磁铁通电，线圈有了磁性，把衔铁吸引下来，电铃工作而报警，当无人踩踏板时，电磁铁不工作，衔铁在弹簧的作用下使电灯与电源形成通路而灯亮，表示安全，图示如下： 故答案为：（1）开关；（2）见解析。 四．实验探究题（共5小题） 23．（2024春•北仑区期末）某学习小组开展“制作烟雾报警器”项目化学习活动。 【相关资料】烟雾报警器内部由发射电路和接受电路组成（如图甲所示）。发射电路发射的红外光源会被外界烟尘粒子散射，烟的浓度越大，接受电路接收到的光强度越弱。接收电路能够将光信号转化为电信号，最后转化为报警信号。 【项Ⅱ任务】小组同学讨论后，确定烟雾报警器的要求如下：当环境中的烟雾浓度升高，光照强度小于3cd时，立刻报警鸣叫。 【器材选择】电磁继电器（当控制电路中的电流达到250mA时，衔铁被吸合，线圈电阻不计）、控制电压U1 （6伏）、滑动变阻器R（规格为“2安 50欧”）、光敏电阻Rx （阻值随光照强度的变化如图丙所示）、报警器、开关、导线等。 （1）【方案设计】小组同学讨论后，利用光敏电阻Rx对烟雾报警器的接收电路部分进行设计，如图乙所示。为了实现任务要求，应将报警器接入图乙中的 　B　处（选填“A”或“B”）。 （2）【项Ⅱ调试】该组同学组装好电路后开始测试，闭合开关S，发现当通光照强度为6cd时，报警器就报警了，求出此时滑动变阻器接入电路的阻值。为了符合制作要求（即光照强度小于3cd时报警），应如何调节滑动变阻器？（写出计算过程） （3）【项目评价与反思】为了提高该烟雾报警器的灵敏度（即在烟雾更少条件下就能报警），该组同学提出以下几种方法，其中正确的是 　AB　。 A.增大电源电压 B.增加线圈匝数 C.增大线圈和衔铁之间的距离 D.向右移动滑动变阻器滑片 【答案】（1）B； （2）此时滑动变阻器接入电路的阻值为21Ω；向左移动滑动变阻器； （3）AB。 【解答】解：（1）由题意可知，当光照强度小于3cd时，报警器鸣叫，即此时电路中的电流应达到250mA，故应将报警器与电磁继电器串联，即报警器应接入图乙中的B处； （2）由图像可知，当光照强度为6cd时，光敏电阻的阻值为3Ω，由题意得，当控制电路中的电流达到250mA时，衔铁被吸合，所以当I＝250mA＝0.25A时，由欧姆定律可得，电路中的总电阻为： R总24Ω，则由串联电路电阻关系可得，此时接入电路的滑动变阻器的阻值为：Rp＝R总﹣3Ω＝24Ω﹣3Ω＝21Ω；为了符合制作要求（即光照强度小于3cd时报警），应增大电路中的电流，即减小滑动变阻器接入电路中的电阻，故应向左移动滑动变阻器； （3）当烟雾较少时，光敏电阻的阻值增大，控制电路中的总电阻增大，为了使衔铁被吸合，电流要达到250mA， A、为了保持电流不变，根据R总＝Rx+Rp可知，此时总电阻变大，再根据U＝IR可知，此时需要增大电源电压，故A正确； B、总电阻增大，若电源电压不变，通过电磁铁的电流减小，为了保持电磁铁的磁场强度不变，使衔铁吸合，可以增加线圈匝数，故B正确； C、增大线圈和衔铁之间的距离，根据杠杆平衡原理可知，此时磁力的力臂减小，为了吸合需要更大的磁场，故C错误； D、若电源电压不变，向右移动滑动变阻器滑片，电路中的总电阻增大，电流减小，控制电路中的电流达不到250mA，衔铁无法吸合，故D错误。 故选：AB。 故答案为：（1）B； （2）此时滑动变阻器接入电路的阻值为21Ω；向左移动滑动变阻器； （3）AB。 24．（2024•温州三模）小龙利用电磁继电器设计了食盐“自动封装电路”（如图），两个完全相同的电磁继电器（电磁铁分别为 L1 和 L2），电磁铁的电阻和袋子质量忽略不计，托盘质量为0.5千克，R0 为保护电阻，R为力敏电阻，其阻值与压力的关系如下表所示。 R/Ω 145 165 210 280 380 500 压力/N 15 13 11 9 7 5 【工作原理】通过电磁铁分别控制“食盐添加系统”（通电时可向袋子内添加食盐）和“封装系统”（通电时可完成袋口的密封），当袋中的食盐达到一定的质量时封装。 （1）【产品制作】根据电路的工作原理，则图中A和B，哪一个是“封装系统”：　B　（选填“A”或“B”）。 （2）【装置测试】控制电路的电源电压U为6V，R0为20欧，电磁铁的吸合电流为：20毫安，则该电路可自动封装的食盐质量为多少？ （3）【迭代升级】小港觉得可以对电路进行适当升级改造，适当增加控制“食盐添加系统”的电磁铁线圈匝数，可以实现先停止添加食盐再完成封装。请判断小港的升级是否可行，并说明理由：　不可行，添加系统停止工作时，压敏电阻不再改变，电流达不到吸合电流，封装系统无法工作。　。 【答案】（1）B； （2）该电路可自动封装的食盐质量为0.4kg； （3）不可行，添加系统停止工作时，压敏电阻不再改变，电流达不到吸合电流，封装系统无法工作。 【解答】解：（1）当食盐重力较小时，压敏电阻较大，电路中的电流较小，电磁铁的磁性较弱，不能吸引衔铁，则A通电而工作，是添加系统，当食盐重力足够大，电磁铁吸引衔铁，A电路断开，B电路通电，则B是封装系统； （2）控制电路的电源电压U为6V，R0为20欧，电磁铁的吸合电流I＝20mA＝0.02A， 电路的总电阻为R总300Ω， 根据串联电路的知，压敏电阻R＝R总﹣R0＝300Ω﹣20Ω＝280Ω； 根据表格中数据，食盐和托盘的重力G＝F＝9N； 则食盐和托盘的质量m0.9kg； 则食盐的质量为m'＝0.9kg﹣0.5kg＝0.4kg； （3）适当增加控制“食盐添加系统”的电磁铁线圈匝数，可以增强电磁铁的磁性，当电流较小时就可以停止添加实验，但压力不再改变，控制电路的电流不再改变，B永远无法工作，不能完成封装工作。 答：（1）B； （2）该电路可自动封装的食盐质量为0.4kg； （3）不可行，添加系统停止工作时，压敏电阻不再改变，电流达不到吸合电流，封装系统无法工作。 25．（2024•西湖区一模）为了确保鱼正常的生命活动，通常在鱼池内使用增氧泵（如图甲）。其中图乙为气室和橡皮碗的局部放大图。弹性金属片左端固定一固体A，当A被电磁铁吸引时，橡皮碗被压缩，气室内的空气被压入水中：当A被电磁铁排斥时，橡皮碗恢复原状，空气被吸进气室。a和b是与气室相连的导管。增氧泵工作时能不断地将空气压入水中，从而增加水体的溶解氧。 （1）为使增氧泵正常工作，固体A应选用 　磁体　（选填“磁体”或“铁块”）。 （2）当弹性金属片向下压缩橡皮碗时，K1、K2的开闭情况为 　K1关闭，K2打开　。 （3）增氧泵工作时，为使氧气充分的溶解在水中，以下措施可行的是 　BC　（选填序号）。 A. 增加气室的高度 B. 增加导管b伸入水面以下的长度 C. 导管b的下端加装一个多孔装置 （4）养鱼时，冬季与夏季，哪个季节更需要增氧泵？判断并说明理由。 　夏季；气温高，氧气的溶解度降低　。 【答案】（1）磁体；（2）K1关闭，K2打开；（3）BC；（4）夏季；气温高，氧气的溶解度降低。 【解答】解：（1）增氧泵依靠吸引和排斥来上下运动，而铁块一定是被吸引，为使增氧泵正常工作，固体A应选用磁体，同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引； （2）当弹性金属片向下压缩橡皮碗时，内部压强增大，K1关闭，K2打开。 （3）增氧泵工作时，为使氧气充分的溶解在水中，应增大空气与水的接触面积，导管b的下端加装一个多孔装置，增加导管b伸入水面以下的长度上升时不断与水接触，可以增大接触面积，增加气室的高度不能增大气泡与水的接触面积，故选BC。 （4）根据夏季鱼容易缺氧死亡分析，夏季需要增氧，因为气温高，氧气的溶解度降低。 故答案为：（1）磁体；（2）K1关闭，K2打开；（3）BC；（4）夏季；气温高，氧气的溶解度降低。 26．（2024春•长兴县月考）小明利用实验室的电磁继电器、热敏电阻R1、可变电阻器R2等器件设计了一个恒温箱控制电路，如图甲所示。如图乙是小明通过实验测得的R1的阻值随温度变化的关系曲线。 （1）电磁继电器中电磁铁上端是 　S　极（N/S）。 （2）当温度较低时，电磁铁的磁性较 　弱　，触点开关 　接通　（接通/断开）。 （3）电磁继电器的电源两端电压U＝6V，电磁继电器线圈的电阻可不计，通过实验测得当电流为30mA时，电磁继电器的衔铁被吸合。若可变电阻器R2的电阻值设定为150Ω时，恒温箱温度可达到 　90　℃．当可变电阻器R2的电阻变大时，恒温箱设定的温度将变 　高　（高/低）。 （4）如果要使恒温箱内预设的温度可调节范围是90℃～150℃，可供选择的可变电阻器R2的电阻值有如下的几种，你选择 　B　。 A．0～100Ω B．0～200Ω C．0～1000Ω D．0～1500Ω 【答案】见试题解答内容 【解答】解：（1）电流从电磁铁的上端流入下端流出，结合图示的线圈绕向利用安培定则可以确定电磁铁的上端为S极，下端为N极。 （2）温度较低时，由R1的阻值随温度变化的关系曲线可知，热敏电阻的阻值较大，控制电路中的电流较小，电磁铁的磁性较弱，此时的衔铁不会被吸下来，根据图示的工作电路可知，加热丝所在的电路接通。 （3）U源＝6V I＝30mA＝0.03A， 电路的总电阻：R总200Ω， 此时R1＝热敏电阻的阻值：R1＝R总﹣R2＝200Ω﹣150Ω＝50Ω， 由图像知，热敏电阻的阻值为50Ω时，对应的温度为90℃。 当可变电阻器R2的电阻变大时，在热敏电阻阻值不变的情况下，电路中的电流会减小，此时电磁铁的磁性会减弱，所以衔铁不会被吸下来，工作电路继续工作，恒温箱内的温度持续升高，热敏电阻的阻值会继续降低，控制电路中的电流会增大，直到电流到达临界值时，电磁铁切断工作电路。 （4）由第三问的分析可知：当设定温度最低为90℃，根据热敏电阻R1的阻值随温度变化的关系曲线可知，此时热敏电阻的阻值最大为50Ω，因为控制电路的U源＝6V不变，I＝0.03A不变，极控制电路的总电阻200Ω保持不变，所以此时要求R2的阻值为150Ω，且此时为最小值； 当设定温度为150℃时，根据热敏电阻R1的阻值随温度变化的关系曲线可知，此时热敏电阻的阻值最小为30Ω，因为控制电路的总电阻为200Ω不变，所以此时要求R2的阻值为170Ω，且为最大值。 综上分析，当恒温箱内预设的温度可调节范围是90℃～150℃时，滑动变阻器的阻值变化范围为150Ω～170Ω，故选B。 故答案为：（1）S；（2）弱；接通；（3）90；高；（4）B。 27．（2024春•长兴县月考）小明设计了一个“过热自动报警电路”，如图甲所示。将热敏电阻R安装在需要探测温度的地方，当环境温度正常时，继电器的上触点接触，下触点分离，指示灯亮；当环境温度超过某一值时，继电器的下触点接触，上触点分离，警铃响。图甲中继电器的供电电压U1＝3V，继电器线圈的电阻R0为30Ω．当线圈中的电流大于等于50mA时，继电器的衔铁将被吸合，警铃响。图乙是热敏电阻的阻值随温度变化的图象。 （1）由图乙可知，当环境温度为40℃时，热敏电阻阻值为 　70Ω　。当环境温度升高时，热敏电阻阻值将 　减小　，继电器的磁性将 　增强　（均选填“增强”、“减弱”或“不变”）。 （2）图甲中警铃的接线柱C应与接线柱 　B　相连，指示灯的接线柱D应与接线柱 　A　相连（均选填“A”或“B”）。 （3）环境温度高于 　80℃　时，警铃报警。 【答案】见试题解答内容 【解答】解：（1）由图乙可知，当环境温度为40℃时，热敏电阻阻值为70Ω。 分析图象发现：当环境温度升高时，热敏电阻阻值减小， 根据欧姆定律，控制电路中电流就会增大，电磁铁的磁性就会增强； （2）由题中“当环境温度超过某一值时，继电器的下触点接触，上触点分离，警铃响”， 所以警铃的接线柱C应与接线柱B连，指示灯的接线柱D应与接线柱A相连。 （3）当线圈中的电流I＝50mA＝0.05A时，继电器的衔铁将被吸合，警铃报警， 由I得，控制电路的总电阻： R总60Ω， 则热敏电阻的阻值： R＝R总﹣R0＝60Ω﹣30Ω＝30Ω， 由图乙可知，当热敏电阻的阻值为30Ω时，此时环境温度t＝80℃， 所以，当温度t≥80℃时，警铃报警。 故答案为：（1）70Ω；减小；增强；（2）B；A；（3）80℃。 声明：试题解析著作权属所有，未经书面同意，不得复制发布日期：2025/2/21 22:37:08；用户：15757195220；邮箱：15757195220；学号：37628858 第1页（共1页） 学科网（北京）股份有限公司 $$