中考热点专训8 电磁计算-【名师学案】2024-2025学年九年级下册物理分层进阶学习法（人教版）

６７　 九年级物理·下册 中考热点专训八　电磁计算 １．（２０２４·宿迁）教室的饮水机上有两条提示 语：“注意水温，谨防烫伤”和“节约用电，弘扬 美德”。小明画出了饮水机电路示意图，如图 甲所示，电阻犚１＝１２１０Ω，加热时总功率为 ８４０Ｗ。线圈内阻不计，犚狋为热敏电阻，其阻 值随温度的变化如表格所示，控制电路电源 电压恒为３Ｖ，当电流达到０．０２Ａ时衔铁被 吸合。 狋／℃ ３０ ４０ ５０ ６０ ７０ 犚狋／Ω ２２０ １６５ １３０ １００ ８３ （１）衔铁被吸合时，饮水机处于　保温　（选 填“加热”或“保温”）状态，饮水机处于保 温状态时，功率为　　　　Ｗ； （２）设定最高水温为６０℃，需要将滑动变阻器 犚Ｐ阻值调至　　　　Ω。根据图乙中电能 表参数，饮水机处于加热状态时，经过１０ ｍｉｎ，电能表指示灯闪烁　　　　次。 ２．（２０２４·兰州）小明家所在的小区要修建一个 景观池，景观池的造型是一个底面积大小为 犛１＝２０ｍ ２的长方体水槽，图甲是小明为小区 景观池设计的自动补水系统示意图，其中控 制电路的电源电压恒为９Ｖ，犚０为保护电阻， 犚是一个固定于景观池底部的压敏电阻，它 在水中的有效受力面积为犛２＝４ｃｍ ２。在最 高、最低水位设计深度变化范围内，压敏电阻 犚的阻值与其所受压力的大小变化关系如图 乙所示。当控制电路中的电流犐≤０．３Ａ时， 弹簧将衔铁拉起，工作电路接通，水泵开始为 景观池供水；当控制电路中的电流犐≥０．６Ａ 时，电磁铁将衔铁吸合，工作电路断开，水泵 停止为景观池供水，（计算时不考虑电磁铁线 圈的阻值和压敏电阻的厚度，ρ水 ＝１．０× １０３ｋｇ／ｍ３，犵取１０Ｎ／ｋｇ）求： （１）保护电阻犚０的阻值； （２）景观池最低水位设计深度； （３）景观池每次补水的最大质量。 解：（１）控制电路中，闭合开关，保护电阻和压敏电 阻串联，电流表测量电路电流。 从图乙可知，压力越小，压敏电阻的阻值越大，根 据欧姆定律可知控制电路中的电流越小，最小电 流犐＝０．３Ａ，犚＝２０Ω，根据欧姆定律可知此时总 电阻犚总＝ 犝 犐 ＝ ９Ｖ ０．３Ａ ＝３０Ω，根据电阻串联的特 点可知保护电阻的阻值犚０＝犚总 －犚＝３０Ω－ ２０Ω＝１０Ω； （２）压力最小时压敏电阻正上方水的重力犌＝犉＝ ０．８Ｎ，根据 犌＝犿犵 可知水的质量犿＝ 犌 犵 ＝ ０．８Ｎ １０Ｎ／ｋｇ ＝０．０８ｋｇ，水的体积犞＝ 犿 ρ水 ＝ ０．０８ｋｇ １０３ｋｇ／ｍ                                                                      ３ 助学助教　优质高效 ６８　 ＝８×１０－５ ｍ３＝８０ｃｍ３；景观池最低水位设计深 度犺＝ 犞 犛 ＝ ８０ｃｍ３ ４ｃｍ２ ＝２０ｃｍ； （３）压力最大时压敏电阻正上方水的重力犌′＝犉′ ＝２Ｎ，根据犌＝犿犵 可知水的质量犿′＝ 犌′ 犵 ＝ ２Ｎ １０Ｎ／ｋｇ ＝０．２ｋｇ，水的体积犞＝ 犿′ ρ水 ＝ ０．２ｋｇ １０３ｋｇ／ｍ ３ ＝２×１０－４ｍ３＝２００ｃｍ３；景观池最高水位设计深 度犺′＝ 犞′ 犛 ＝ ２００ｃｍ３ ４ｃｍ２ ＝５０ｃｍ；所补水的深度Δ犺＝ 犺′－犺＝５０ｃｍ－２０ｃｍ＝３０ｃｍ＝０．３ｍ，景观池每 次补水的最大体积Δ犞＝犛１Δ犺＝２０ｍ ２×０．３ｍ＝ ６ｍ３，景观池每次补水的最大质量Δ犿＝ρ水 Δ犞＝ １０３ｋｇ／ｍ ３×６ｍ３＝６×１０３ｋｇ。 ３．（２０２４·广东）我国载人潜水器“奋斗者”号突 破万米深潜。潜水器内氧气浓度过低会影响 内部人员的生命安全。氧气可通过电解水的 方式来制备。某科创小组设计了氧气浓度报 警装置，其简化电路（未连接完整）如图甲所 示。气敏箱可等效为一个电阻，其阻值犚与 氧气浓度犮的关系如图乙所示。闭合开关， 当氧气浓度犮＞０．２８ｋｇ／ｍ３ 时，绿灯正常发 光；当犮≤０．２８ｋｇ／ｍ３ 时，红灯正常发光。已 知电源电压及两灯的额定电压均为４．８Ｖ， 电磁铁线圈的电阻忽略不计。 （１）“奋斗者”号下潜过程中，受到海水的压强 变　大　。 （２）电解水制备氧气的过程中，电能主要转化 为　化学　能。 （３）图甲中的 犃 灯为　绿　（选填“红”或 “绿”）灯。 （４）闭合开关Ｓ，当犮＝０．２８ｋｇ／ｍ３时，通过电 磁铁线圈的电流为　０．１　Ａ。 （５）请根据文中信息，用笔画线代替导线，将 图甲所示电路连接完整，要求导线不能相 交（为接线柱）。 解：（１）“奋斗者”号下潜过程中，所处的深度增加， 由于液体的压强随深度的增加而增大，所以，“奋 斗者”号受到海水的压强变大。 （２）电解水制备氧气的过程中，消耗电能，则电能 转化为化学能。 （３）由图乙可知：气敏箱的阻值犚随氧气浓度犮的 增加而增大，所以，当氧气浓度犮＞０．２８ｋｇ／ｍ ３ 时，气敏箱的阻值犚 逐渐变大，根据欧姆定律可 知通过电磁铁的电流变小，由于电磁铁的磁性随 电流的减小而减弱，所以，此时电磁铁的磁性变 弱，衔铁在弹簧的拉力下与上接线柱连接，则犃 灯发光，由于当氧气浓度犮＞０．２８ｋｇ／ｍ ３ 其绿灯 正常发光；所以，图甲中的犃灯为绿灯，则犅灯为 红灯。 （４）由图乙可知：气敏箱的阻值犚与氧气浓度犮是一 次函数，设为：犚＝犽犮＋犫，由图乙可知：犮＝０．２ｋｇ／ｍ ３ 时犚＝４０Ω，犮＝０．４ｋｇ／ｍ ３ 时犚＝６０Ω， 则：４０Ω＝犽×０．２ｋｇ／ｍ ３＋犫 ①，!!!!!! ６０Ω＝犽×０．４ｋｇ／ｍ ３＋犫 ②，!!!!!!!! 解得：犽＝１００Ω·ｍ ３／ｋｇ，犫＝２０Ω； 所以，犚＝１００Ω·ｍ ３／ｋｇ×犮＋２０Ω； 当犮＝０．２８ｋｇ／ｍ ３时，气敏箱的阻值犚＝１００Ω·ｍ ３／ｋｇ ×０．２８ｋｇ／ｍ ３＋２０Ω＝４８Ω， 通过电磁铁线圈的电流：犐＝ 犝 犚 ＝ ４．８Ｖ ４８Ω ＝０．１Ａ； （５）由于图中只有一个电源，并且电磁铁与气敏箱 的电路与灯泡互不影响，故应并联连接，如下图                                                                           ： 第5节 磁生电 知识储备 1.切割磁感线 感应 2.电磁感应 转子 定子 3.交变 交流 0.02 50100 基础练 1.B 2.D 3.D 4.D 5.电流 大小 交变电流 6.B 7. 电流 电磁 感应 综合练 8.C 9.C D A B 10.C 11.切割 感应电流 12.乙 甲 素养练 13.磁化 感应电流 综合实践活动 三种电磁现象的比较与判断 专题概述 有 无奥斯特 法拉第 1.C 2. CD 3. C 4. A 5. B 6. 甲 机械 7. C 8. AB 9. A 中考热点专训八 电磁计算 1.(1)保温 40 (2)50350 2.解:(1)控制电路中,闭合开关,保护电阻 和压敏电阻串联,电流表测量电路电流。从图乙可知,压力越小,压敏电阻的 阻值越大,根据欧姆定律可知控制电路中的电流越小,最小电流I一0.3A,R 20Q,根据欧姆定律可知此时总电阻R= --30Q,根据电阻串联 1-0.3A 的特点可知保护电阻的阴值R。-R-R-30Q-20Q-10Q;(2)压力最 小时压敏电阻正上方水的重力G-F-0.8N,根据G一mg可知水的质量 -G0.8N 0.08kg-810-m3-80 -0.08kg,水的体积V-m- 10 N/kg 。10{kg/m{} V 80cm3 cm;景观池最低水位设计深度一 -20cm; S4cm2 (③)压力最大时压 0.2kg-2X10-4m{③}-200 cm{};景 10N/kg #10{kg/m{} h=50cm-20cm=30cm=0.3m,景观池每次补水的最大体积△V=S -20m{×0.3m=6m{},景观池每次补水的最大质量△n=ok V= 103kg/m3×6m3-6×103kg。 3.(1)大(2)化学(3)绿(4)0.1 解:(1)“奋斗者”号下潜过程中,所处的深度增加,由于液体的压强随深度的 增加而增大,所以,“奋斗者”号受到海水的压强变大。(2)电解水制备氧气 的过程中,消耗电能,则电能转化为化学能。(3)由图乙可知:气敏箱的阻值 R随氧气浓度c的增加而增大,所以,当氧气浓度c0.28kg/m}时,气敏箱 的阻值R逐渐变大,根据欧姆定律可知通过电磁铁的电流变小,由于电磁铁 的磁性随电流的减小而减弱,所以,此时电磁铁的磁性变弱,衔铁在弹篝的 拉力下与上接线柱连接,则A灯发光,由于当氧气浓度c0.28kg/m{}其绿 灯正常发光;所以,图甲中的A灯为绿灯,则B灯为红灯。(4)由图乙可知: 气敏箱的阻值R与氧气浓度c是一次函数,设为:R一kc十b,由图乙可知:c 0. 2 kg/m3时R=40O,c=0.4kg/m时R=60O,则:40O=0.2kg/m3$$ +b.....①,60Q=×0.4kg/m}+b...l②,解得:h=100Q·m③}/kg,b=2 0$ ;所以,R=100O·m}/kg×c+20O;当c=0.28kg/m}时,气敏箱的阻值 R=100Q·m3/kgx0.28kg/m3}+20$Q=48O,通过电磁铁线圈的电流: R 一0.1A;(5)由于图中只有一个电源,并且电磁铁与气敏箱的 电路与灯泡互不影响,故应并联连接,如下图: 163