5.电与磁综合计算-2025年中考科学三轮复习精练突破（浙江专用）

电与磁综合计算 1、下表是小冬家所在小区新建充电桩铭牌上的部分参数，充电桩把交流电转换为直流电给汽车充电。xxx落地式充电桩 额定输入电压：220V交流 额定输出电压：500V直流 额定输入电流：100A交流 额定输出电流：40A直流 防护等级：IP54 使用环境：室外 （1）求充电桩的额定输出功率以及充电桩进行交流、直流转换的效率（效率的计算结果保留至0.01%）； （2）小冬家汽车的电池能量为，从完全没电到充电至70%的电量，在额定状态下需要多长时间？ （3）①为了安全，充电插头和插座间压力（压敏电阻R，所受压力）大于等于F0时，充电电路才能接通。其原理如图甲所示：电磁继电器线圈中电流时，衔铁被吸下，充电电路接通。电阻箱接入电路的电阻，图乙是压敏电阻阻值随压力变化的关系图像，若控制电路的电池电压为5V，则F0为多大？ ②控制电路中电池使用一段时间后，电压会降低。为保持压力为F0时充电电路能接通，应该怎样调节电阻箱接入电路的电阻？ 2、某同学发现不少商场洗手间为顾客提供干手器（图甲），他也想设计并制作一款干手器供学校使用。 （1）某同学利用电磁继电器设计了如下电路图（图乙），实现自动化控制。闭合开关S、S1、S2后，干手器感应到手伸入时，感应开关闭合，电动机开始工作。此时电磁铁上端为 极，图丙中的光敏电阻 （选填“①”或“②”）符合他的设计要求。 （2）若全校师生均使用热风干手，一周累计10000次，按照某同学的设计图及干手器参数表计算干手器一周消耗的总电能？ 干手器参数 额定电压 220V 电动机额定功率 50W R1加热功率 950W 工作时间 18s 3、图甲为恒温水箱温控电路示意图。电热器上标有“220V；1100W”字样，控制电路的电源电压为6伏，热敏电阻R₁置于恒温水箱内，其阻值随温度变化的关系如图乙，R2为滑动变阻器，电磁铁线圈的电阻忽略不计。闭合开关S，当通过电磁铁的电流达到100毫安时，电磁铁可将衔铁吸下。请回答下列问题： （1）若电热器将水箱内的水加热到设定温度后，工作电路自动断开，则电热器两端分别与触点 （选填“AB”或“CD”）连接。 （2）工作电路中电热器正常工作时，通过电热器的电流为多少安？ （3）为了将恒温水箱内的水温控制在60°C，应将R2的阻值调到多少欧？ （4）若将R2的滑片往左移动时，则设定温度将 （选填“升高”或“降低”），请说明理由： 。 4、我省实施“清凉工程”。某校共36个班级，现每个班级各安装一台空调，空调制冷额定功率为3000W。 （1）为了让空调能正常使用，需对线路进行改造。请解释：线路改造时换用更粗电线或为空调电路设置独立的线路的原因； （2）若36个班级同时使用空调，以制冷额定功率工作1h计，空调共消耗多少电能？ （3）为使教室内温度控制在一定范围内，研习小组设计并安装了如图甲的自动控制模拟电路。R1为热敏电阻，阻值随温度变化如图乙所示；R0是阻值为30欧的定值电阻；线圈电阻忽略不计。工作原理：电磁继电器电流大于等于0.2A时，衔铁下吸；当电流小于0.2A时，衔铁自动弹回。当温度达到时，空调会自动开始工作。求：该套装置设定教室的温度范围。 5、一些大型商场内常会安装观光电梯，其简图及部分数据如图甲所示。电梯满载上升时，主电动机提供动力，驱动轿厢。已知商场营业时间为10∶00—22∶00，该时间段内电梯一直处于通电状态。为了安全，电梯设置了超载报警装置，其简图如图乙。控制电路电压12V，当电流大于0.2A时，衔铁吸合，电铃响电梯自动报警。压力传感器电阻与所受压力F的关系如图丙，忽略电磁继电器、导线等的电阻。 （1）自动报警装置中的电磁铁右端为 极； （2）某次达到最大载重时，电梯自动报警，求此时R0的阻值； （3）营业期间该电梯平均有五分之三的时间处于待机状态，其他时间以额定功率运行，求一天中的耗电量。 6、某科学兴趣小组开展项目研究，要制作一款楼道安全应急灯。他们进行如下活动： 【明确问题】设计楼道安全应急灯，验收标准如下表： 验收表 功能 规格 材料 当家庭电路断电时，应急灯亮起。 两盏“6V，3W”的LED灯，并联连接 1.蓄电池（规格6V，2000mAh） 2.电磁继电器3.电线、开关等 说明：2000mAh表示电池可以提供大小为2000mA的恒定电流持续工作1小时。 （1）方案中应急灯的位置还未明确，你认为应接在图中的 处（选填“甲”或“乙”）； （2）方案中采用的继电器线圈电阻为15欧，经变压后控制电路的电源电压为6V，控制电路中还需要串联一个保护电阻R，但要求电路中的电流≥0.06安，才能确保衔铁一直被吸引。则选用的电阻R的阻值不能超过多少欧？ 【实施计划】同学们按照设计方案，选择材料并组装。 【检验产品】国家要求，应急照明产品照明时间应不少于90分钟。请通过计算判断，根据上述方案组装的应急灯是否符合国家规范？（当蓄电池剩余的电能低于20%时，应急灯就无法正常工作） 【发布成果】…… 7、某同学设计了一款自动注水储水池装置，其电路设计如图所示，控制电路电源电压U1=12伏，R0为定值电阻，R为压敏电阻，电磁铁线圈电阻忽略不计；压敏电阻R放置于水箱底部（如图），其阻值与压力有关，阻值随水位变化关系如表。注水装置在控制电路中，其电源电压U2=220伏，圆柱体水箱底面积S=0.4m2；当水箱内的水位上升到2米时，通过电磁铁线圈的电流I=0.1安，衔铁恰好被吸下，注水系统停止工作；当水位下降到1米时，衔铁恰好被拉起，注水系统开始给水箱注水，此时工作电路中的电流为2安。 水位（米） 0.50 0.75 1.00 1.25 1.50 1.75 2.00 2.25 压敏电阻R阻值（欧） 200 125 90 70 65 62 60 59 （1）当水位下降时，电阻R0的电功率 （选填“变大”、“变小”、或“不变”）。 （2）当水箱内水位下降到1米时，通过电磁铁线圈的电流为多少安？ （3）已知注水装置工作时，每秒钟给水箱注水恒为0.005m3，求工作电路完成一次注水消耗的电能。 8、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） 9、有一种电加热恒温箱，工作原理如图a所示，控制电路由电压U1=6V的电源、电磁继电器（线圈电阻R线=20Ω）、滑动变阻器R0（50Ω 1A）和热敏电阻R1组成：工作电路由电压为U2=220V的电源、阻值为48.4Ω的电热丝R2组成。当控制电器中的电流达到0.05A时，衔铁被吸下来，触点处断开，工作电路停止工作，当控制电路中的电流小于0.05A时，衔铁被弹回，触点处接通，加热电路正常工作。热敏电阻R1的阻值随温度变化关系如图b所示。 （1）分析图b可知，热敏电阻R1的阻值随温度的升高而 。 （2）工作电路正常工作1min，电热丝R2产生的热量是多少焦。 （3）通过调节控制电路中滑动变阻器R0接入电路的阻值，就能调节恒温箱中需要设定的不同温度，则恒温箱能够设定的最高温度值是多少？（写出解答过程） （4）若要提高恒温箱能够设定的最高温度值，请说出两种改进方法： 。 10、下表为小区充电桩铭牌参数，充电桩能把交流电转换为直流电给汽车充电。 ×××落地式充电桩 额定输入电压：220V交流 额定输出电压：500V直流 额定输入电流：100A交流 额定输出电流：40A直流 防护等级：IPS4 使用环境：室外 （1）求输出的额定功率以及充电桩进行交、直流转换的效率；（效率精确到0.1%） （2）汽车电池的容量为，从完全没电到充电至70%的电量，在额定状态下需要多长时间？ （3）为了安全，充电插头和插座间压力大于等于时，充电电路才能接通。其原理如图甲所示，电磁继电器线圈中电流时，衔铁吸下，充电电路接通。电阻箱接入电路的电阻，图乙是压敏电阻阻值随压力变化的关系图像，若电池电压，则应为多大？ 11、小铄在使用某电热水壶烧水，壶内装入1.0L清水，合上盖子，经过4分10秒水烧开，再过几秒水壶自动断电。其铭牌如表所示。 额定功率：1800W 额定电压：220V 容量：1.2L 有防干烧保护功能 （1）电热水壶加热电阻R的阻值大小？（结果保留一位小数） （2）在额定电压下加热，水初始温度为20℃，此次烧水过程中热水壶的加热效率多大？（水的比热4.2×103J/（kg•℃），环境大气压为标准大气压，结果保留一位小数） （3）小铄在使用时还发现了烧水时若把盖子打开，水仍会沸腾，但电热水壶不会自动断电，过几秒电热水壶就会自动断电。进一步观察，发现水壶内靠近握柄的地方有一个小孔连通握柄图2中两继电器完全相同，当通过电磁铁的电流大于等于0.05A时，衔铁会被吸引，当电流小于等于0.05A时，衔铁不会被吸引。则电路图中的Ra应该选图3中热敏电阻 （选填“M”或“N”），Rb应该放在图4热水壶的 （选填“A”或“B”或“C”）处，并对Rb的选择作出解释 。 12、豆芽发芽需要适宜的温度和湿度，市场上出现的豆芽机一般有在气温不同时自动加温和喷水的功能，具体功能如表；小鹿根据要求设计了图乙所示电路图，电路由控制电路和工作电路组成： 工作电路：工作电路电压，加温电阻121欧姆、喷水水泵功率80瓦； 控制电路：电源电压，定值电阻，热敏电阻放在外壳空气中，其阻值随温度的变化关系见图丙，设定两个电磁铁线圈a和线圈b分别在气温为和时恰好吸住衔铁a和衔铁b；工作电路中，定时开关1控制喷水模式①（每1小时喷水一次），定时开关2控制喷水模式②（每半小时喷水一次），两种模式每次喷水持续10分钟；衔铁、线圈、开关和导线的电阻均忽略不计； 气温（运行模式） 加温装置 喷水装置 （冬季模式） 加温 喷水模式① （常规模式） — 喷水模式 （夏季模式） 不加温 喷水模式② （1）请在表中补充豆芽机在常规模式运行时，加温装置和喷水装置的工作情况 、喷水模式 ； （2）计算时控制电路中的电流； （3）计算冬季模式时，工作电路工作一天消耗的电能为。 13、某展览厅（如图甲）为保护展品，设置了调光天窗，当外界光照较强时，能启动电动卷帘适时调整进光量：当外界光照较弱时，能自动启动节能灯给予补光。调光天窗的电路原理如图乙所示；R₀为定值电阻：R为光敏电阻，其电阻值R随光照强度的变化如图丙所示，光照强度的国际单位为勒克斯（1x）；P为电磁铁，其线圈电阻Rp为20Ω，当电流达到0.04A时能吸合衔铁。图乙中的M、N，其中一处是节能灯，另一处是电动卷帘。已知电源电压I则: （1）电磁铁P上端为 极（填“N”或“S”）； （2）当外界光照强度达到1501x时，电动卷帘便开始工作，求R₀的阻值（有计算过程）； （3）展厅内有一由透明无色弹性橡皮膜制成的生态球（如图丁），球的体积随内部气压变化而变化。球内有水、沙、无机盐、水草、藻类、鱼、虾、微生物等，二氧化碳缓冲液能维持球内二氧化碳含量稳定。当整个球密封后放入大水箱内，处于漂浮状态。将装置置于实验室中，白天用1千勒克斯以上的光源持续照射，生态球将上浮。（忽略温度及外界气压对整个装置的影响） ①实验中选择透明无色橡皮膜制作生态球，其目的是 ； ②请说明该生态球在白天实现上浮的原理 。 14、马铃薯是一年生草本植物，是全球第四大重要的粮食作物，如图甲是马铃薯植株示意图。小朋友格外喜欢马铃薯制成的薯条，家长认为利用空气炸锅比油炸更加健康。图乙是某型号能设定加热温度的家用空气炸锅，其简化电路如图丙所示，它是通过工作电路中的电热丝R1来加热空气，从而加热食物，达到设定加热温度后，开关断开。控制电路电源电压恒定，通过调节变阻器R3接入电路的阻值来设置加热温度，温敏电阻R2置于温度量测区域，它的阻值随温度变化的关系如图丁所示。 （1）人们食用的马铃薯的部位属于植物的 （填写器官名称）；马铃薯中的主要营养成分是淀粉，摄入人体后主要在消化系统的 （填写器官名称）中被消化吸收，最终通过呼吸作用氧化分解，为人体生命活动提供能量，请写出呼吸作用的文字表达式 。 （2）科学种植是保证马铃薯产量的有效手段，若马铃薯叶子发黄，此时应施加的肥料是 （选填“氮肥”、“磷肥”或“钾肥”） 。 （3） 若把空气炸锅单独接入家庭电路中持续工作2min，电能表上标有3000r/（kW·h） 的字样，其转盘正好转了100转，这段时间空气炸锅内200g的薯条温度升高了80℃，求薯条吸收的热量和此时空气炸锅的实际电功率。 （4）在保证电路安全的条件下，小滨想提高空气炸锅内的温度，可以采取的措施是什么？ 。（答出一种即可） 15、小禾家安装了一款无接触式热风干手器，手伸向出风口时可吹出温度为35℃~45℃的热风。干手器内部电路由控制电路和工作电路两部分构成，简化电路如图所示。控制电路中 R为光敏电阻，加热电阻丝阻值为88欧，加热丝和电动机额定电压均为220伏。 （1）闭合开关S，当手伸向出风口时，R的阻值会___________（选填“增大”、“不变”或“减小”），衔铁被吸下，工作电路开始工作； （2）时间长了，因控制电路的电源电压减小，导致干手器反应灵敏度下降。下列措施中能提高杠杆它的灵敏度的是___________； A.增加线圈匝数 B.将杠杆支点右移 C.减小弹簧弹性 （3）小禾为了测算干手器内电动机的功率，将家里的其他用电器全部关闭，只让干手器工作，观察到经过2分钟家里标有“3000r/kW•h”字样的电能表转盘恰好转过90转，则电动机的功率为多少瓦？ 16、某学习小组展开“自制智能电热马桶圈”的项目化学习。在老师的指导下小组同学制定了评价量规，表一为部分评价指标。表一：评价量规 评价维度 评价等级 优秀 良好 待改进 升温维度 坐在马桶圈上面后5秒内温度上升至30℃以上 坐在马桶圈上面后10秒内温度上升至30℃以上 坐在马桶圈上面后10秒内温度无法上升至30℃ 节能性 在保温档时功率不大于12瓦 在保温档时功宰范围在12～24瓦 在保温档时功率大于21瓦 如图甲是该小组同学设计的电路图。控制电路电源电压U=12V，Ra为压敏电阻，其阻值随压力的变化如图乙所示的Ra。Rb为热敏电阻，其阻值随温度变化如表二所示。电磁继电器在电流大于80mA时吸合，在吸合状态下电流小于40mA时释放。电磁铁线圈电阻忽略不计。OB为一根轻质杠杆，O点固定，A点连接马桶圈，B点连接Ra，OA：OB=1：4。工作电路的电源电压为220V，R₁、R₂为电热丝，给马桶圈加热，R₂=100欧。工作电路有保温和加热两种状态。 表二：热敏电阻阻值随温度变化 温度/℃ 20 25 29 32 34 35 36 37 38 40 42 44 阻值/ 25 50 75 100 125 150 175 200 225 250 275 300 （1）当R₁的阻值为4740欧时，请通过计算，根据评价量规，对该智能电热马桶圈在“节能性”这一维度进行等级判断 。 （2）请计算重为400牛的小宁坐在马桶上时，马桶圈的温度调控范围。 （3）如果要把该控制电路的最低温度适当调低，下列方法可行的是 。 A．适当减小控制电路的电源电压 B．适当增加电磁铁的线圈匝数 C．控制电路再串联一个定值电阻 D．把电磁铁向右平移一定距离 17、空气过于干燥会对人的身体产生不利影响，专家提示：室内最佳空气湿度值范围为40%至60%。某小组开展“自制空气加湿器”的项目活动，过程如下： 【项目量规】表1项目成果评价表 指标 优秀 良好 待改进 一 自动加湿，自动调节出雾量，可设置不同恒湿，防干烧 自动加湿，自动调节出雾量，防干烧 自动加湿，自动调节出雾量 【项目设计】如图所示，小科设计的“自制空气加湿器”原理模型。 工作电路：R为湿敏电阻。 控制电路：电磁继电器A和B完全相同（线圈电阻忽略不计）；Ra为湿敏电阻，置于加湿器表面，和空气接触，用于探测空气的湿度，其Ra阻值随空气湿度的变化如下表2所示，当空气湿度为某一数值时，La吸引弹性衔铁使Sa断开，同时开关K闭合，接通R0电路；Rb为压敏电阻，其阻值随压力的增大而减小，当压力为某一数值时，Lb吸引弹性衔铁使Sb闭合。 表2：湿敏电阻Ra阻值随空气湿度的变化 空气湿度（%） 10 20 30 40 50 60 70 80 90 湿敏电阻Ra阻值（欧） 300 210 150 100 75 50 40 30 25 【项目调试】 （1）当空气湿度减小时，为了使空气加湿器出雾量自动增大，工作电路中，湿敏电阻R的阻值随空气湿度变化的图像应为 ； A.B.C.D. （2）控制电路中电源电压恒为3伏，自制空气加湿器水箱中加入适量水，Lb吸引弹性衔铁使Sb闭合，当空气湿度升高至50%以上时，La恰好能吸引弹性衔铁使Sa断开，当空气湿度降低为40%以下时，Sa又自动闭合，K自动断开，请计算R0的阻值；（写出计算过程） 【项目评价】 （3）根据表1项目成果评价表，对小科设计的“自制空气加湿器”原理模型进行评价，你认为该项目被评为哪种指标等级，阐述理由并提出修改建议 。 18、某智能扫地机器人(如图甲)可通过灰尘传感器自动寻找灰尘清扫，通过电动机旋转、产生高速气流将灰尘等吸入集尘盒。图乙为其部分工作原理图，控制电路电源电压U为4.5V，定值电阻R0＝12Ω，R为光敏电阻，其阻值随光照强度E(单位cd)的变化如图丙所示。下表为其部分工作参数(注：电池容量指工作电流与工作总时间的乘积)。 额定工作电压 12伏 额定功率 30瓦 电池总容量 2.5Ah(安时) 工作噪音 <50dB(分贝) (1)当地面灰尘增多，使空气的透光程度减弱，使照射到光敏电阻上的光照强度减弱，B触头与静触头 (填“A”或“C”)接触，则电动机工作；反之，指示灯亮，从而达到自动控制的目的。 (2)当剩余电量减为电池总容量的20%时，机器人会主动寻找充电器充电。在充满电后到主动寻找充电器期间的电池总容量，能持续供应该机器人正常工作多少小时？ (3)若电压表示数小于等于3V时，电动机开始工作。求电压表示数为3V时光照强度为多少？ 19、如图是某兴趣小组制作的“电子秤”的结构简图，其中电磁铁和永磁体之间相互排斥，对秤盘产生向上的力。当秤盘上放置质量不同的物体时，从而改变斥力大小，使指针始终指在“a”位置。此时k为500克/安。据此原理，可将电流表改装成“质量显示仪”。 （1）图中电磁铁和永磁体之间要产生斥力，则永磁体下端应为 极。 （2）当秤盘上放上物体后，为了使指针仍处在“a”位置，必须将滑动变阻器滑片向 端移动。 （3）图中电源电压为9伏，线圈电阻为10欧，线圈允许通过的最大电流为0.8安，电流表量程为0～0.6安。 ①计算该电子秤所能称量物体质量的范围。 ②要增大该电子秤的称量范围，以下方法可行的是 。（假设弹簧等元件均能正常工作） A.增大电源电压 B.换用“100Ω 1A”的滑动变阻器 C.电流表的量程换用到0～3安 20、小金家卫生间新装一种智能抽水马桶，该马桶有坐垫自动加热和保温功能，坐垫加热原理如图甲。R2是安装在坐垫内的热敏电阻其阻值变化如图乙所示，闭合开关、，电热坐垫可在高功率和低功率模式之间切换，使其温度维持在一定范围。工作电路中电热丝R1和R2的阻值均为1210欧。 （1）分析图中数据，当温度升高时，热敏电阻R2的阻值 ；（填“变大”或“变小”） （2）闭合开关、，电热坐垫启动高功率工作模式，当通过电磁铁的电流达到0.05安时，衔铁和同时被吸引，转为低功率工作模式。当坐垫温度降低使通过电磁铁的电流为0.03安时，电磁铁无法吸住衔铁和，、恢复原位，又转为高功率工作模式。请求出高功率工作模式时的电功率； （3）该智能马桶坐垫加热是全天工作的，假设一天中智能马桶坐垫在高功率模式工作1小时，其余时间都在低功率模式工作，则一天共消耗的总电能为多少？ 21、小柯开展“设计智能马桶圈”项目化活动时，对市面上在售的产品进行了研究。如图甲是某款电热马桶圈的电路结构图，电源可以输出不同电压。 某品牌电热马桶圈部分使用说明 [额定功率] 高功率：36W 温度：35-37℃ 低功率：30W 温度：32-34℃ （1）电热丝的工作原理是电流具有 ； （2）经测量当电热丝高功率工作时，可调电源输出电压为12V，请计算电热丝的电阻； （3）请结合说明书，计算该产品在24小时内消耗电能（该电路实际工作时，一天中有1.5小时处于高功率工作状态，其余时间处于低功率工作状态）； （4）从安全和节能的角度，小柯设计了具有过热保护功能的电路，如图乙所示。常见的热敏电阻有以下两种，他选择的热敏电阻R热敏为 。 22、智能家居已经悄然走入我们的生活，智能扫地机器人（如图甲）可通过灰尘传感器自动寻找灰尘清扫，通过电动机旋转、产生高速气流将灰尘等吸入集尘盒，图乙为其自动开始扫地的工作原理图，当地面灰尘增多，使空气的透光程度减弱，使照射到光敏电阻上的光照强度减弱，改变电磁铁的磁性，从而达到自动控制工作。控制电路电源电压U为4.5伏，定值电阻R0=12Ω，R为光敏电阻，其阻值随光强度E（单位cd）的变化如图丙所示，下表为其部分工作参数（注：电池容量指工作电流与工作总时间的乘积）。 额定工作电压 10伏 额定功率 48瓦 电池总容量 5000毫安∙时 待机指示灯额定功率 5瓦 （1）地面灰尘增多，衔铁B将与 （选填A、C）点连接； （2）白天，当机器人光敏电阻上的光照强度为3cd时，它就会开始扫地，求此时控制电路中的电流； （3）为了能使扫地机器人长时间扫地，电动机不会过热。可通过其自带的智能开关将工作电路设定为一个工作周期：扫地20分钟、待机8分钟，如此循环。则机器人充满电后开始工作，最多可连续工作几个周期？ 1 学科网（北京）股份有限公司 $$ 电与磁综合计算 1、下表是小冬家所在小区新建充电桩铭牌上的部分参数，充电桩把交流电转换为直流电给汽车充电。xxx落地式充电桩 额定输入电压：220V交流 额定输出电压：500V直流 额定输入电流：100A交流 额定输出电流：40A直流 防护等级：IP54 使用环境：室外 （1）求充电桩的额定输出功率以及充电桩进行交流、直流转换的效率（效率的计算结果保留至0.01%）； （2）小冬家汽车的电池能量为，从完全没电到充电至70%的电量，在额定状态下需要多长时间？ （3）①为了安全，充电插头和插座间压力（压敏电阻R，所受压力）大于等于F0时，充电电路才能接通。其原理如图甲所示：电磁继电器线圈中电流时，衔铁被吸下，充电电路接通。电阻箱接入电路的电阻，图乙是压敏电阻阻值随压力变化的关系图像，若控制电路的电池电压为5V，则F0为多大？ ②控制电路中电池使用一段时间后，电压会降低。为保持压力为F0时充电电路能接通，应该怎样调节电阻箱接入电路的电阻？ 【答案】（1）90.91% （2）2.8h （3）①6N；②应减小电阻箱接入电路的电阻 【解析】（1）充电桩的额定输入功率 充电桩的额定输出功率 充电桩进行交流、直流转换的效率 （2）电池达到70%的电量为 充电桩的额定输出功率 额定状态下需要时间 （3）①控制电路的电池电压为5V，电磁继电器线圈中电流时，电路的电阻 压敏电阻的阻值，由于时充电电路才接通，由欧姆定律及图乙可知，当压敏电阻所受压力大于等于6N时，充电电路接通，故F0为6N。 ②控制电路中电池使用一段时间后，电压会降低，为保持压力为F0时充电电路能接通，不变，由可知，应减小电路的电阻，即应减小电阻箱接入电路的电阻。 2、某同学发现不少商场洗手间为顾客提供干手器（图甲），他也想设计并制作一款干手器供学校使用。 （1）某同学利用电磁继电器设计了如下电路图（图乙），实现自动化控制。闭合开关S、S1、S2后，干手器感应到手伸入时，感应开关闭合，电动机开始工作。此时电磁铁上端为 极，图丙中的光敏电阻 （选填“①”或“②”）符合他的设计要求。 （2）若全校师生均使用热风干手，一周累计10000次，按照某同学的设计图及干手器参数表计算干手器一周消耗的总电能？ 干手器参数 额定电压 220V 电动机额定功率 50W R1加热功率 950W 工作时间 18s 【答案】（1）N ① （2）见解析 【解析】（1）由图可知，控制电路中电流从电磁铁上方线圈流入，由安培定则知，上端为N极。干手器感应到手伸入时，光强减小，此时感应开关闭合说明电流变大，则光敏电阻阻值减小。根据图中知，①符合题意。 （2）使用热风干手时，电动机与电阻同时工作，总功率P=50W+950W=1000W 一周累计10000次，消耗的电能W=Pt=1000W×18s×10000=1.8×108J。 3、图甲为恒温水箱温控电路示意图。电热器上标有“220V；1100W”字样，控制电路的电源电压为6伏，热敏电阻R₁置于恒温水箱内，其阻值随温度变化的关系如图乙，R2为滑动变阻器，电磁铁线圈的电阻忽略不计。闭合开关S，当通过电磁铁的电流达到100毫安时，电磁铁可将衔铁吸下。请回答下列问题： （1）若电热器将水箱内的水加热到设定温度后，工作电路自动断开，则电热器两端分别与触点 （选填“AB”或“CD”）连接。 （2）工作电路中电热器正常工作时，通过电热器的电流为多少安？ （3）为了将恒温水箱内的水温控制在60°C，应将R2的阻值调到多少欧？ （4）若将R2的滑片往左移动时，则设定温度将 （选填“升高”或“降低”），请说明理由： 。 【答案】（1）AB （2）见解析 （3）见解析 （4）降低 若将R2的滑片往左移动时，R2连入电路的阻值变小，而电磁铁的吸合电流不变，根据可知控制电路中的总电阻不变，所以R1的电阻变大，根据图乙可知，设定温度将降低 【解析】（1）由表中数据可知，热敏电阻的阻值R1随温度的升高而减小。加热到设定温度后，热敏电阻R1阻值较小，控制电路的电流较大，此时，电磁铁的磁性较强，衔铁向下被吸住，电热器停止加热，因此电热器两端分别与触点AB连接。 （2）工作电路中电热器正常工作时，通过电热器的电流 （3）将恒温水箱内的水温控制在60℃，根据图乙可知，R1的阻值为15Ω，R2的阻值为 （4）若将R2的滑片往左移动时，R2连入电路的阻值变小，而电磁铁的吸合电流不变，根据可知控制电路中的总电阻不变，所以R1的电阻变大，根据图乙可知，设定温度将降低。 4、我省实施“清凉工程”。某校共36个班级，现每个班级各安装一台空调，空调制冷额定功率为3000W。 （1）为了让空调能正常使用，需对线路进行改造。请解释：线路改造时换用更粗电线或为空调电路设置独立的线路的原因； （2）若36个班级同时使用空调，以制冷额定功率工作1h计，空调共消耗多少电能？ （3）为使教室内温度控制在一定范围内，研习小组设计并安装了如图甲的自动控制模拟电路。R1为热敏电阻，阻值随温度变化如图乙所示；R0是阻值为30欧的定值电阻；线圈电阻忽略不计。工作原理：电磁继电器电流大于等于0.2A时，衔铁下吸；当电流小于0.2A时，衔铁自动弹回。当温度达到时，空调会自动开始工作。求：该套装置设定教室的温度范围。 【答案】（1）见详解 （2） （3）26~34℃ 【解析】（1）空调的额定功率较大，且空调数量较大，正常工作时干路上总电流较大，根据焦耳定律，干路上导线发热功率会显著增加，故应减小导线的电阻即增加导线的横截面积或使用专线进行分流，即线路改造时换用更粗电线或为空调电路设置独立的线路。 （2）空调共消耗的电能为 （3）衔铁下吸时R0中电流为当温度达到时，R1=15Ω，线圈中电流为，故衔铁下吸，空调开始工作。当电流小于0.2A时，即R1中电流最小为此时R1的阻值最小为，则此时的温度为26℃，此时空调停止工作，故空调的温度设置范围为26~34℃。 5、一些大型商场内常会安装观光电梯，其简图及部分数据如图甲所示。电梯满载上升时，主电动机提供动力，驱动轿厢。已知商场营业时间为10∶00—22∶00，该时间段内电梯一直处于通电状态。为了安全，电梯设置了超载报警装置，其简图如图乙。控制电路电压12V，当电流大于0.2A时，衔铁吸合，电铃响电梯自动报警。压力传感器电阻与所受压力F的关系如图丙，忽略电磁继电器、导线等的电阻。 （1）自动报警装置中的电磁铁右端为 极； （2）某次达到最大载重时，电梯自动报警，求此时R0的阻值； （3）营业期间该电梯平均有五分之三的时间处于待机状态，其他时间以额定功率运行，求一天中的耗电量。 【答案】（1）S （2）20Ω （3）127.2kW·h 【解析】（1）由图乙可知，电流从电磁铁的右端流入，从左端流出，由安培定则可以判定电磁铁右端S极。 （2）根据铭牌可知，当最大载重时电梯受到的压力F=G=mg=400kg×10N/kg=4000N 根据图像可知，压力传感器此时的电阻为40Ω，此时的总电阻 则R0的阻值R0=R总-R=60Ω-40Ω=20Ω （3）[3]根据题意可知，电梯的待机时间 则工作时间t'=12h-7.2h=4.8h 那么待机消耗的电能W=Pt=1kW×7.2h=7.2kW·h 工作消耗的电能W'=P't'=25kW×2.8h=120kW·h 则一天消耗的电能W总=W+W'=7.2kW·h+120kW·h=127.2kW·h。 6、某科学兴趣小组开展项目研究，要制作一款楼道安全应急灯。他们进行如下活动： 【明确问题】设计楼道安全应急灯，验收标准如下表： 验收表 功能 规格 材料 当家庭电路断电时，应急灯亮起。 两盏“6V，3W”的LED灯，并联连接 1.蓄电池（规格6V，2000mAh） 2.电磁继电器3.电线、开关等 说明：2000mAh表示电池可以提供大小为2000mA的恒定电流持续工作1小时。 （1）方案中应急灯的位置还未明确，你认为应接在图中的 处（选填“甲”或“乙”）； （2）方案中采用的继电器线圈电阻为15欧，经变压后控制电路的电源电压为6V，控制电路中还需要串联一个保护电阻R，但要求电路中的电流≥0.06安，才能确保衔铁一直被吸引。则选用的电阻R的阻值不能超过多少欧？ 【实施计划】同学们按照设计方案，选择材料并组装。 【检验产品】国家要求，应急照明产品照明时间应不少于90分钟。请通过计算判断，根据上述方案组装的应急灯是否符合国家规范？（当蓄电池剩余的电能低于20%时，应急灯就无法正常工作） 【发布成果】…… 【答案】（1）乙 （2） ①. 85Ω ②. 符合国家规范 【解析】（1）当家庭电路断电时，控制电路中无电流，电磁铁不吸引衔铁，衔铁在弹簧的作用下被拉起，衔铁与上面的静触点接触，使得乙工作，所以应急灯应接在图中的乙处。 （2）根据欧姆定律可知，电路的最大阻值为根据串联电路的电阻关系可知，电阻R的最大阻值为 蓄电池能释放出的电能为 根据可知，LED工作的时间为 应急灯符合国家规范。 7、某同学设计了一款自动注水储水池装置，其电路设计如图所示，控制电路电源电压U1=12伏，R0为定值电阻，R为压敏电阻，电磁铁线圈电阻忽略不计；压敏电阻R放置于水箱底部（如图），其阻值与压力有关，阻值随水位变化关系如表。注水装置在控制电路中，其电源电压U2=220伏，圆柱体水箱底面积S=0.4m2；当水箱内的水位上升到2米时，通过电磁铁线圈的电流I=0.1安，衔铁恰好被吸下，注水系统停止工作；当水位下降到1米时，衔铁恰好被拉起，注水系统开始给水箱注水，此时工作电路中的电流为2安。 水位（米） 0.50 0.75 1.00 1.25 1.50 1.75 2.00 2.25 压敏电阻R阻值（欧） 200 125 90 70 65 62 60 59 （1）当水位下降时，电阻R0的电功率 （选填“变大”、“变小”、或“不变”）。 （2）当水箱内水位下降到1米时，通过电磁铁线圈的电流为多少安？ （3）已知注水装置工作时，每秒钟给水箱注水恒为0.005m3，求工作电路完成一次注水消耗的电能。 【答案】（1）变小 （2）0.08安 （3）3.52×104焦 【解析】（1）水位下降时，压敏电阻的阻值变大，控制电路中的电流减小，根据可知，R0的功率变小。 （2）当水箱中水位为2米时，控制电路电流I=0.1A，R1=60Ω，此时则当水箱中水位为1米时，R2=90Ω，则R总2=R2＋R0=90Ω＋60Ω=150Ω此时控制电路中电流为 （3）注水装置从水位1米开始注水到2米，注水总体积为 需要时间为t，有电流做的功（消耗电能）为W=UIt=220V×2A×80s=352×104J。 8、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） 【答案】（1） （2）减小 （3）400N （4）见解析 【解析】（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，如下图 （2）根据图像乙知道，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）根据欧姆定律知道，控制电路的总电阻为 根据串联电阻的特点查表知道， 当电阻R=600Ω时， 压力F=400N则G=F=400N所以电动扶梯载重为400N。 9、有一种电加热恒温箱，工作原理如图a所示，控制电路由电压U1=6V的电源、电磁继电器（线圈电阻R线=20Ω）、滑动变阻器R0（50Ω 1A）和热敏电阻R1组成：工作电路由电压为U2=220V的电源、阻值为48.4Ω的电热丝R2组成。当控制电器中的电流达到0.05A时，衔铁被吸下来，触点处断开，工作电路停止工作，当控制电路中的电流小于0.05A时，衔铁被弹回，触点处接通，加热电路正常工作。热敏电阻R1的阻值随温度变化关系如图b所示。 （1）分析图b可知，热敏电阻R1的阻值随温度的升高而 。 （2）工作电路正常工作1min，电热丝R2产生的热量是多少焦。 （3）通过调节控制电路中滑动变阻器R0接入电路的阻值，就能调节恒温箱中需要设定的不同温度，则恒温箱能够设定的最高温度值是多少？（写出解答过程） （4）若要提高恒温箱能够设定的最高温度值，请说出两种改进方法： 。 【答案】（1）减小 （2）6×104 （3）80℃ （4）减小U1的值或增大R0的最大阻值 【解析】（1）由图b可知，热敏电阻R1的阻值随温度的升高而减小。 （2）工作电路正常工作1min，电热丝R2产生的电热 （3）由题意可知，控制电路的电压U1=6V，恒温箱达到设定的最高温度时，控制电路中的电流为I1=0.05A，电路的总电阻因热敏电阻R1的阻值随温度的升高而减小，所以，R1的阻值最小时，恒温箱达到能够设定的最高温度值，当R0的阻值最大时，R1的阻值最小，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，R1的最小阻值 R1小=R总-R线-R0大=120Ω-20Ω-50Ω=50Ω由图b可知，恒温箱能够设定的最高温度值是80℃。 （4）由图b可知，要提高恒温箱的设定温度，就要减小热敏电阻的阻值，当电源的电压和电磁铁吸合时的电流不变时，要减小热敏电阻的阻值，应增大R0的最大阻值；当电磁铁吸合时的电流和R0的最大阻值不变时，要减小热敏电阻的阻值，应减小控制电路的电压U1等。 10、下表为小区充电桩铭牌参数，充电桩能把交流电转换为直流电给汽车充电。 ×××落地式充电桩 额定输入电压：220V交流 额定输出电压：500V直流 额定输入电流：100A交流 额定输出电流：40A直流 防护等级：IPS4 使用环境：室外 （1）求输出的额定功率以及充电桩进行交、直流转换的效率；（效率精确到0.1%） （2）汽车电池的容量为，从完全没电到充电至70%的电量，在额定状态下需要多长时间？ （3）为了安全，充电插头和插座间压力大于等于时，充电电路才能接通。其原理如图甲所示，电磁继电器线圈中电流时，衔铁吸下，充电电路接通。电阻箱接入电路的电阻，图乙是压敏电阻阻值随压力变化的关系图像，若电池电压，则应为多大？ 【答案】（1）20000W，90.9%；（2）2.8h；（3）6N 【解析】（1）由表格中数据可知，充电桩额定输出电压为500V，额定输出电流为40A，所以输出的额定功率P出=U出I出=500V×40A=20000W 由表格中数据可知，充电桩额定输入电压为220V，额定输入电流为100A，所以输入的额定功率P入=U入I入=220V×100A=22000W充电桩进行交、直流转换的效率 （2）从完全没电到充电至70%的电量，在额定状态下需要时间 （3）电磁继电器线圈中电流为50mA时，衔铁吸下，则压敏电阻阻值查乙图可知F=6N 答：（1）输出的额定功率为20000W，充电桩进行交、直流转换的效率为90.9%； （2）从完全没电到充电至70%的电量，在额定状态下需要时间为2.8h； （3）则F应为6N。 11、小铄在使用某电热水壶烧水，壶内装入1.0L清水，合上盖子，经过4分10秒水烧开，再过几秒水壶自动断电。其铭牌如表所示。 额定功率：1800W 额定电压：220V 容量：1.2L 有防干烧保护功能 （1）电热水壶加热电阻R的阻值大小？（结果保留一位小数） （2）在额定电压下加热，水初始温度为20℃，此次烧水过程中热水壶的加热效率多大？（水的比热4.2×103J/（kg•℃），环境大气压为标准大气压，结果保留一位小数） （3）小铄在使用时还发现了烧水时若把盖子打开，水仍会沸腾，但电热水壶不会自动断电，过几秒电热水壶就会自动断电。进一步观察，发现水壶内靠近握柄的地方有一个小孔连通握柄图2中两继电器完全相同，当通过电磁铁的电流大于等于0.05A时，衔铁会被吸引，当电流小于等于0.05A时，衔铁不会被吸引。则电路图中的Ra应该选图3中热敏电阻 （选填“M”或“N”），Rb应该放在图4热水壶的 （选填“A”或“B”或“C”）处，并对Rb的选择作出解释 。 【答案】（1）26.9Ω （2）74.7% （3） M C 由原理图知，盖子盖上后，Ra的阻值增大，电流变小，小于0.05A时，衔铁吸在自动断开部分，然后电热水壶就会自动断电 【解析】（1）根据可得 （2）电热水壶中装水的体积，由可得水的质量为 水吸收的热量 电热水壶消耗的电能 烧水过程中热水壶的加热效率为 （3）当通过电磁铁的电流小于0.05A时，衔铁不会被吸引，Ra的阻值随温度的升高而减小，所以选M，Ra应该在A处，衔铁部分在B处，Rb应该在C处；由原理图知，盖子盖上后，Ra的阻值增大，电流变小，衔铁吸在自动断开部分。 答：（1）电热水壶加热电阻R的阻值大小为26.9Ω； （2）在额定电压下加热，水初始温度为20℃，此次烧水过程中热水壶的加热效率为74.7%； （3）M；C；由原理图知，Ra的阻值增大，电流变小，衔铁吸在自动断开部分。 12、豆芽发芽需要适宜的温度和湿度，市场上出现的豆芽机一般有在气温不同时自动加温和喷水的功能，具体功能如表；小鹿根据要求设计了图乙所示电路图，电路由控制电路和工作电路组成： 工作电路：工作电路电压，加温电阻121欧姆、喷水水泵功率80瓦； 控制电路：电源电压，定值电阻，热敏电阻放在外壳空气中，其阻值随温度的变化关系见图丙，设定两个电磁铁线圈a和线圈b分别在气温为和时恰好吸住衔铁a和衔铁b；工作电路中，定时开关1控制喷水模式①（每1小时喷水一次），定时开关2控制喷水模式②（每半小时喷水一次），两种模式每次喷水持续10分钟；衔铁、线圈、开关和导线的电阻均忽略不计； 气温（运行模式） 加温装置 喷水装置 （冬季模式） 加温 喷水模式① （常规模式） — 喷水模式 （夏季模式） 不加温 喷水模式② （1）请在表中补充豆芽机在常规模式运行时，加温装置和喷水装置的工作情况 、喷水模式 ； （2）计算时控制电路中的电流； （3）计算冬季模式时，工作电路工作一天消耗的电能为。 【答案】（1）不加温 每1小时喷水一次 （2） （3） 【解析】（1）由题意可知，当温度大于15℃时，线圈a吸住衔铁a，则加热电路断开，所以加温装置不加温。由题意可知，温度小于30℃时，线圈b不会吸衔铁b，则定时开关1接入喷水电路，故喷水电路处于喷水模式①：每1小时喷水一次。 （2）由图丙可知，当t=30℃时，热敏电阻Rt=50Ω，此时控制电路中的电流 （3）当工作电路处于冬季模式时，加热装置和定时开关1控制喷水装置都处于工作状态，由可得，豆芽机每小时消耗的电能 工作电路一天工作24h，消耗的电能。 13、某展览厅（如图甲）为保护展品，设置了调光天窗，当外界光照较强时，能启动电动卷帘适时调整进光量：当外界光照较弱时，能自动启动节能灯给予补光。调光天窗的电路原理如图乙所示；R₀为定值电阻：R为光敏电阻，其电阻值R随光照强度的变化如图丙所示，光照强度的国际单位为勒克斯（1x）；P为电磁铁，其线圈电阻Rp为20Ω，当电流达到0.04A时能吸合衔铁。图乙中的M、N，其中一处是节能灯，另一处是电动卷帘。已知电源电压I则: （1）电磁铁P上端为 极（填“N”或“S”）； （2）当外界光照强度达到1501x时，电动卷帘便开始工作，求R₀的阻值（有计算过程）； （3）展厅内有一由透明无色弹性橡皮膜制成的生态球（如图丁），球的体积随内部气压变化而变化。球内有水、沙、无机盐、水草、藻类、鱼、虾、微生物等，二氧化碳缓冲液能维持球内二氧化碳含量稳定。当整个球密封后放入大水箱内，处于漂浮状态。将装置置于实验室中，白天用1千勒克斯以上的光源持续照射，生态球将上浮。（忽略温度及外界气压对整个装置的影响） ①实验中选择透明无色橡皮膜制作生态球，其目的是 ； ②请说明该生态球在白天实现上浮的原理 。 【答案】（1）N （2）190Ω （3）见解析 见解析 【解析】（1）开关S闭合时，电磁铁正面电流的方向是向右的 ，根据安培定则可知，电磁铁P的上端为N极。 （2）电流达到0.04A时能吸合衔铁，此时电路中的总电阻为 当外界光照强度达到1501x时，光敏电阻的阻值为90Ω，R₀的阻值为 （3）光合作用需要光，实验中选择透明无色 橡皮膜制作生态球，有利于植物进行光合作用制造 氧气，产生有机物，为其他的生物生存提供氧气和 有机物。生态球内的二氧化碳缓冲液能维持球内二氧 化碳含量稳定，白天，生态球内的植物会接收光进行光合作用，吸收二氧化碳释放氧气，由 于二氧化碳缓冲液的存在，二氧化碳的浓度不会变 化，所以氧气的释放会使生态球内气体增多，生态 球体积变大，气体增多，浮力变大，浮力大于重力，使生态球上浮。 14、马铃薯是一年生草本植物，是全球第四大重要的粮食作物，如图甲是马铃薯植株示意图。小朋友格外喜欢马铃薯制成的薯条，家长认为利用空气炸锅比油炸更加健康。图乙是某型号能设定加热温度的家用空气炸锅，其简化电路如图丙所示，它是通过工作电路中的电热丝R1来加热空气，从而加热食物，达到设定加热温度后，开关断开。控制电路电源电压恒定，通过调节变阻器R3接入电路的阻值来设置加热温度，温敏电阻R2置于温度量测区域，它的阻值随温度变化的关系如图丁所示。 （1）人们食用的马铃薯的部位属于植物的 （填写器官名称）；马铃薯中的主要营养成分是淀粉，摄入人体后主要在消化系统的 （填写器官名称）中被消化吸收，最终通过呼吸作用氧化分解，为人体生命活动提供能量，请写出呼吸作用的文字表达式 。 （2）科学种植是保证马铃薯产量的有效手段，若马铃薯叶子发黄，此时应施加的肥料是 （选填“氮肥”、“磷肥”或“钾肥”） 。 （3） 若把空气炸锅单独接入家庭电路中持续工作2min，电能表上标有3000r/（kW·h） 的字样，其转盘正好转了100转，这段时间空气炸锅内200g的薯条温度升高了80℃，求薯条吸收的热量和此时空气炸锅的实际电功率。 （4）在保证电路安全的条件下，小滨想提高空气炸锅内的温度，可以采取的措施是什么？ 。（答出一种即可） 【答案】（1）茎 小肠 葡萄糖+氧气二氧化碳+水+能量 （2）氮肥 （3） （4）见解析 【解析】（1）人们食用的马铃薯的部位属于植物的茎，马铃薯中的主要营养成分是淀粉，摄入人体后主要在消化系统的小肠。 呼吸作用的文字表达式：葡萄糖+氧气二氧化碳+水+能量 （2）马铃薯叶子发黄，此时应施加的肥料是氮肥。 （3）薯条吸收的热量 3000r/（kW•h）表示电路中用电器每消耗1kW•h电能， 电能表转盘转过3000转， 则转盘转了100转，空气炸锅消耗的电能 空气炸锅的实际电功率 （4）要提高空气炸锅内的温度，可以减小R3的电阻或增大控制电路的电源电压或增加线圈匝数。 15、小禾家安装了一款无接触式热风干手器，手伸向出风口时可吹出温度为35℃~45℃的热风。干手器内部电路由控制电路和工作电路两部分构成，简化电路如图所示。控制电路中 R为光敏电阻，加热电阻丝阻值为88欧，加热丝和电动机额定电压均为220伏。 （1）闭合开关S，当手伸向出风口时，R的阻值会___________（选填“增大”、“不变”或“减小”），衔铁被吸下，工作电路开始工作； （2）时间长了，因控制电路的电源电压减小，导致干手器反应灵敏度下降。下列措施中能提高杠杆它的灵敏度的是___________； A.增加线圈匝数 B.将杠杆支点右移 C.减小弹簧弹性 （3）小禾为了测算干手器内电动机的功率，将家里的其他用电器全部关闭，只让干手器工作，观察到经过2分钟家里标有“3000r/kW•h”字样的电能表转盘恰好转过90转，则电动机的功率为多少瓦？ 【答案】（1）减小 （2） AC （3）350W 【解析】（1）根据题意，当手伸向出风口时，衔铁被吸下，说明螺线管的磁性增强，则R的阻值会变小。 （2）要提高杠杆的灵敏度，即杠杆右侧的力增加，因此可以增加电磁铁的磁性，即增加线圈的匝数，减小弹簧测力计的弹力，或将杠杆支点向左移动，故AC符合题意，BD不符合题意。故选AC。 （3）电动机中电阻丝产生的热量为 电动机消耗的电能为 电动机转化的机械能为 电动机的功率为。 16、某学习小组展开“自制智能电热马桶圈”的项目化学习。在老师的指导下小组同学制定了评价量规，表一为部分评价指标。 表一：评价量规 评价维度 评价等级 优秀 良好 待改进 升温维度 坐在马桶圈上面后5秒内温度上升至30℃以上 坐在马桶圈上面后10秒内温度上升至30℃以上 坐在马桶圈上面后10秒内温度无法上升至30℃ 节能性 在保温档时功率不大于12瓦 在保温档时功宰范围在12～24瓦 在保温档时功率大于21瓦 如图甲是该小组同学设计的电路图。控制电路电源电压U=12V，Ra为压敏电阻，其阻值随压力的变化如图乙所示的Ra。Rb为热敏电阻，其阻值随温度变化如表二所示。电磁继电器在电流大于80mA时吸合，在吸合状态下电流小于40mA时释放。电磁铁线圈电阻忽略不计。OB为一根轻质杠杆，O点固定，A点连接马桶圈，B点连接Ra，OA：OB=1：4。工作电路的电源电压为220V，R₁、R₂为电热丝，给马桶圈加热，R₂=100欧。工作电路有保温和加热两种状态。 表二：热敏电阻阻值随温度变化 温度/℃ 20 25 29 32 34 35 36 37 38 40 42 44 阻值/ 25 50 75 100 125 150 175 200 225 250 275 300 （1）当R₁的阻值为4740欧时，请通过计算，根据评价量规，对该智能电热马桶圈在“节能性”这一维度进行等级判断 。 （2）请计算重为400牛的小宁坐在马桶上时，马桶圈的温度调控范围。 （3）如果要把该控制电路的最低温度适当调低，下列方法可行的是 。 A．适当减小控制电路的电源电压 B．适当增加电磁铁的线圈匝数 C．控制电路再串联一个定值电阻 D．把电磁铁向右平移一定距离 【答案】（1）10W；在节能性上的等级为优秀 （2）32℃～40℃ （3）AC 【解析】（1）保温档时，电磁继电器没有吸合，R1、R2串联，则总电阻 R总=R1+R2=4740Ω+100Ω=4840Ω 保温档功率在节能性上的等级为优秀 （2）根据杠杆平衡条件得G×OA=F×OB A处压力 查乙图可知Ra=50Ω；当最大电流为I最大=80mA=0.08A 时，总电阻 Rb的电阻Rb=R总-Ra=150Ω—50Ω=100Ω 查表可知t最小=32℃；当最小电流为I最小=40mA=0.04A时， 总电阻 Rb的电阻查表可知t最大=40℃，所以马桶圈的温度调控范围：32℃～40℃。 （3）A.要调低控制电路的最低温度，即压敏电阻的阻值变小。而电磁铁吸合时电流大小不变，由U=IR得，可以减小控制电路的电源电压，故A符合题意； B.要调低控制电路的最低温度，即压敏电阻的阻值变小，则通过电磁铁的电流变大，而磁场增强，此时可以通过减少电磁铁线圈匝数的方式减小磁场强度，故B不符合题意； C.要调低控制电路的最低温度，即压敏电阻的阻值变小。而电磁铁吸合时电流大小不变，则总电阻不变。根据R总=Ra+Rb，故需增大定值电阻接入电路的阻值，可以串联一个定值电阻，故C符合题意； D.要调低控制电路的最低温度，即压敏电阻的阻值变小，则通过电磁铁的电流变大，而磁场增强，则衔铁受到的电磁力增大。根据杠杆的平衡条件可知，此时可以将电磁铁向左移动，从而减小动力臂，故D不符合题意。故选AC。 17、空气过于干燥会对人的身体产生不利影响，专家提示：室内最佳空气湿度值范围为40%至60%。某小组开展“自制空气加湿器”的项目活动，过程如下： 【项目量规】表1项目成果评价表 指标 优秀 良好 待改进 一 自动加湿，自动调节出雾量，可设置不同恒湿，防干烧 自动加湿，自动调节出雾量，防干烧 自动加湿，自动调节出雾量 【项目设计】如图所示，小科设计的“自制空气加湿器”原理模型。 工作电路：R为湿敏电阻。 控制电路：电磁继电器A和B完全相同（线圈电阻忽略不计）；Ra为湿敏电阻，置于加湿器表面，和空气接触，用于探测空气的湿度，其Ra阻值随空气湿度的变化如下表2所示，当空气湿度为某一数值时，La吸引弹性衔铁使Sa断开，同时开关K闭合，接通R0电路；Rb为压敏电阻，其阻值随压力的增大而减小，当压力为某一数值时，Lb吸引弹性衔铁使Sb闭合。 表2：湿敏电阻Ra阻值随空气湿度的变化 空气湿度（%） 10 20 30 40 50 60 70 80 90 湿敏电阻Ra阻值（欧） 300 210 150 100 75 50 40 30 25 【项目调试】 （1）当空气湿度减小时，为了使空气加湿器出雾量自动增大，工作电路中，湿敏电阻R的阻值随空气湿度变化的图像应为 ； A.B.C.D. （2）控制电路中电源电压恒为3伏，自制空气加湿器水箱中加入适量水，Lb吸引弹性衔铁使Sb闭合，当空气湿度升高至50%以上时，La恰好能吸引弹性衔铁使Sa断开，当空气湿度降低为40%以下时，Sa又自动闭合，K自动断开，请计算R0的阻值；（写出计算过程） 【项目评价】 （3）根据表1项目成果评价表，对小科设计的“自制空气加湿器”原理模型进行评价，你认为该项目被评为哪种指标等级，阐述理由并提出修改建议 。 【答案】（1）D （2）300欧 （3）见解析 【解析】（1）当湿敏电阻的阻值为R时，电路中的电流由I与R1不成正比可知，将电流表改为空气湿度显示仪，空气湿度显示仪的刻度是不均匀的；由知道，越靠近零刻度线，说明R1的阻值越大，由表中数据可知，空气湿度越小，所以，D符合题意，ABC不符合题意。故选D。 （2）根据表格知道，当空气湿度为50%时，Ra=75欧，继电器A刚好吸引衔铁时，线圈中通过的电流此时控制电路中Ra与R0并联，当空气湿度为40%时，Ra=100欧，此时通过Ra的电流 则通过R0的电流I0=0.04安-0.03安=0.01安， （3）因为该原理模型能实现自动加湿，自动调节出雾量，防干烧的功能，但是，不能设定不同的恒湿，可在湿敏电阻Ra支路上串联一个滑动变阻器（或在继电器A的电路中串联一个滑动变阻器），故评价：良好。 18、某智能扫地机器人(如图甲)可通过灰尘传感器自动寻找灰尘清扫，通过电动机旋转、产生高速气流将灰尘等吸入集尘盒。图乙为其部分工作原理图，控制电路电源电压U为4.5V，定值电阻R0＝12Ω，R为光敏电阻，其阻值随光照强度E(单位cd)的变化如图丙所示。下表为其部分工作参数(注：电池容量指工作电流与工作总时间的乘积)。 额定工作电压 12伏 额定功率 30瓦 电池总容量 2.5Ah(安时) 工作噪音 <50dB(分贝) (1)当地面灰尘增多，使空气的透光程度减弱，使照射到光敏电阻上的光照强度减弱，B触头与静触头 (填“A”或“C”)接触，则电动机工作；反之，指示灯亮，从而达到自动控制的目的。 (2)当剩余电量减为电池总容量的20%时，机器人会主动寻找充电器充电。在充满电后到主动寻找充电器期间的电池总容量，能持续供应该机器人正常工作多少小时？ (3)若电压表示数小于等于3V时，电动机开始工作。求电压表示数为3V时光照强度为多少？ 【答案】（1）A （2）0.8h （3）3cd 【解析】（1）当地面灰尘增多，使空气的透光程度减弱，使照射到光敏电阻上的光照强度减弱，电阻R增大，根据I=得到通过电路的电流变小，电磁铁的磁性减弱，B触头与静触头A接触，电动机工作。 （2）机器人正常工作时的电流I==2.5V，机械人充电过程是将电能转化为化学能储存起来，充满电后的电池容量Q1=2.5Ah,下一次自动充电前的电池容量Q2=Q1=202.5Ah=0.5Ah,消耗的电池容量Q=Q1Q2=2.5Ah0.5Ah=2Ah,连续正常的最长时间t=0.8h. （3）通过电路的电流===0.25A，串联电路中各处的电流相等，通过两个电阻的电流相等，R的阻值R==6，从图中得到R=6时，光照强度是3.0cd。 19、如图是某兴趣小组制作的“电子秤”的结构简图，其中电磁铁和永磁体之间相互排斥，对秤盘产生向上的力。当秤盘上放置质量不同的物体时，从而改变斥力大小，使指针始终指在“a”位置。此时k为500克/安。据此原理，可将电流表改装成“质量显示仪”。 （1）图中电磁铁和永磁体之间要产生斥力，则永磁体下端应为 极。 （2）当秤盘上放上物体后，为了使指针仍处在“a”位置，必须将滑动变阻器滑片向 端移动。 （3）图中电源电压为9伏，线圈电阻为10欧，线圈允许通过的最大电流为0.8安，电流表量程为0～0.6安。 ①计算该电子秤所能称量物体质量的范围。 ②要增大该电子秤的称量范围，以下方法可行的是 。（假设弹簧等元件均能正常工作） A.增大电源电压 B.换用“100Ω 1A”的滑动变阻器 C.电流表的量程换用到0～3安 【答案】（1）S （2）下 （3）0.075kg～0.3kg BC 【解析】（1）由图可知，电流从电磁铁的上端进入，根据安培定则可知，让四指弯向螺线管中电流的方向，所以电磁铁的下端是N极；电磁铁和永磁体之间要产生斥力，永磁体的下端应为S极。 （2）放上物体后，指针后向下移动，则应该增大电磁铁和永磁体之间的排斥力，根据欧姆定律可知，则应该减小滑动变阻器的阻值。 （3）①电流表的最大量程为0.6A，则当I大＝0.6A时，电子秤所称量物体质量 m大＝kI大＝500g/A×0.2A＝300g＝0.3kg 根据欧姆定律可知，此时电路中的总电阻根据串联电路的电阻特点可知，滑动变阻器接入电路的阻值R滑＝R总﹣R线＝15Ω﹣10Ω＝5Ω 电流符合线圈允许通过的电流，滑动变阻器接入电路的阻值也在滑动变阻器的阻值范围之内；当滑动变阻器接入电路的阻值最大时，电路中的电流最小 此时电子秤所称量物体质量m小＝kI小＝500g/A×0.15A＝750g＝0.075kg则该电子秤所能称量物体质量的范围为0.075kg～4.3kg。 ②A．增大电源电压后，电路中的最大电流还是0.6A，根据欧姆定律计算出的电流最小值比原来更大，故A不符合题意； B．换用“100Ω 1A”的滑动变阻器后，电路中的最大电流还是0.6A，由于滑动变阻器的阻值变化范围更大，根据m＝kI计算出的物体的最小质量比原来更小，故B符合题意； C．电流表的量程换用“0～3安”，利用m＝kI计算出的物体的最大质量比原来更大，所以电子秤的能测量最小质量不变，故C符合题意。故选BC。 20、小金家卫生间新装一种智能抽水马桶，该马桶有坐垫自动加热和保温功能，坐垫加热原理如图甲。R2是安装在坐垫内的热敏电阻其阻值变化如图乙所示，闭合开关、，电热坐垫可在高功率和低功率模式之间切换，使其温度维持在一定范围。工作电路中电热丝R1和R2的阻值均为1210欧。 （1）分析图中数据，当温度升高时，热敏电阻R2的阻值 ；（填“变大”或“变小”） （2）闭合开关、，电热坐垫启动高功率工作模式，当通过电磁铁的电流达到0.05安时，衔铁和同时被吸引，转为低功率工作模式。当坐垫温度降低使通过电磁铁的电流为0.03安时，电磁铁无法吸住衔铁和，、恢复原位，又转为高功率工作模式。请求出高功率工作模式时的电功率； （3）该智能马桶坐垫加热是全天工作的，假设一天中智能马桶坐垫在高功率模式工作1小时，其余时间都在低功率模式工作，则一天共消耗的总电能为多少？ 【答案】（1）变小 （2）80W （3） 【解析】（1）由乙图可知，当温度升高时，热敏电阻的阻值会变小。 （2）La、Lb恢复原位，转为高功率工作模式，此时电路为两电阻并联，此时电路中的电流为 高功率工作模式时的电功率为 （3）马桶座低温模式的电功率为 则一天共消耗的总电能为。 21、小柯开展“设计智能马桶圈”项目化活动时，对市面上在售的产品进行了研究。如图甲是某款电热马桶圈的电路结构图，电源可以输出不同电压。 某品牌电热马桶圈部分使用说明 [额定功率] 高功率：36W 温度：35-37℃ 低功率：30W 温度：32-34℃ （1）电热丝的工作原理是电流具有 ； （2）经测量当电热丝高功率工作时，可调电源输出电压为12V，请计算电热丝的电阻； （3）请结合说明书，计算该产品在24小时内消耗电能（该电路实际工作时，一天中有1.5小时处于高功率工作状态，其余时间处于低功率工作状态）； （4）从安全和节能的角度，小柯设计了具有过热保护功能的电路，如图乙所示。常见的热敏电阻有以下两种，他选择的热敏电阻R热敏为 。 【答案】（1）热效应 （2）4Ω （3） 0.729kW·h （4） R2 【解析】（1）电流通过导体时会产生热量，即将电能转为内能，故电热丝的工作原理是电流具有热效应。 （2）电热丝的电阻为 （3）高温挡消耗的电能为 低温挡消耗的电能为 在24小时内消耗电能为 （4）随着加热时间的延长，如果出现温度过高，具有过热保护功能的电路此时应断开加热，防止温度进一步变高，故此时磁性应减弱，电阻应变大，则选择的热敏电阻R热敏为R2。 22、智能家居已经悄然走入我们的生活，智能扫地机器人（如图甲）可通过灰尘传感器自动寻找灰尘清扫，通过电动机旋转、产生高速气流将灰尘等吸入集尘盒，图乙为其自动开始扫地的工作原理图，当地面灰尘增多，使空气的透光程度减弱，使照射到光敏电阻上的光照强度减弱，改变电磁铁的磁性，从而达到自动控制工作。控制电路电源电压U为4.5伏，定值电阻R0=12Ω，R为光敏电阻，其阻值随光强度E（单位cd）的变化如图丙所示，下表为其部分工作参数（注：电池容量指工作电流与工作总时间的乘积）。 额定工作电压 10伏 额定功率 48瓦 电池总容量 5000毫安∙时 待机指示灯额定功率 5瓦 （1）地面灰尘增多，衔铁B将与 （选填A、C）点连接； （2）白天，当机器人光敏电阻上的光照强度为3cd时，它就会开始扫地，求此时控制电路中的电流； （3）为了能使扫地机器人长时间扫地，电动机不会过热。可通过其自带的智能开关将工作电路设定为一个工作周期：扫地20分钟、待机8分钟，如此循环。则机器人充满电后开始工作，最多可连续工作几个周期？ 【答案】（1）A （2）0.25A （3）3 【解析】（1）由图乙知道，控制电路中R与R0串联，地面灰尘增多，使空气的透光程度减弱，使照射到光敏电阻上的光照强度减弱，由图丙知道，光敏电阻的阻值变大，根据串联电路电阻规律知道，控制电路总电阻变大，根据欧姆定律知道，通过控制电路的电流变小，电磁铁的磁性减弱，衔铁被弹开，衔铁B将与A点连接。 （2）由图丙可知，当机器人光敏电阻上的光照强度为3cd时，光敏电阻电阻接入电路的阻值R=6Ω，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，电路中的电流 （3）机器人充满电时储存的电能 扫地20min消耗的电能 待机8min消耗的电能 一次扫地20min和待机8min消耗的总电能 机器人充满电后开始工作，最多可连续工作周期。 1 学科网（北京）股份有限公司 $$