第二十章 电与磁 小专题1 含有半导体电阻的电磁继电器电路的分析与计算--2025-2026学年人教版物理九年级全一册

姓名_________ 日期______ 等第______ 第二十章　电 与 磁 小专题1 含有半导体电阻的电磁继电器电路的分析与计算 1. 图甲是小明同学为学校草坪设计的一款自动注水、喷淋系统的电路图。控制电路的电源电压U1＝12V，RF为压敏电阻，放置在注水系统水箱底部，其阻值随压力的增大而减小。图乙是受控电路中电流随时间变化的关系图像。当通过电磁铁线圈的电流为0.1A时，衔铁恰好被吸下，注水系统停止工作，电磁铁线圈的电阻忽略不计。 （1） 当衔铁恰好被吸下时，求电阻RF的阻值。 （2） 求喷淋系统的电功率。 （3） 求500s内注水系统消耗的电能。 2. 小明设计了一个温控电加热装置，原理如图所示，电压U1＝5V，Rt为热敏电阻，其阻值随加热环境温度的升高而增大。电磁铁线圈电阻为10Ω，当导线中的电流大于或等于0.02A时衔铁被吸下，与下触点A接触；当电流小于0.02A时，衔铁松开与B触点接触，U2＝220V，R1＝44Ω。 （1） 求该电加热器处于加热挡时的电流。 （2） 求衔铁刚被吸下时Rt的阻值。 （3） 若该电加热器保温时的功率是加热时功率的20％，求R2的阻值。 3. 如图所示为某兴趣小组为学校办公楼空调设计的自动控制装置，R是热敏电阻，其阻值随温度变化的关系如表所示。已知继电器的线圈电阻R0＝10Ω，左边电源电压为6V恒定不变。当继电器线圈中的电流大于或等于15mA时，继电器的衔铁被吸合，右边的空调电路正常工作。 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） 计算说明该空调的启动温度是多少？ （2） 为了节省电能，将空调启动温度设定为30℃，控制电路中需要再串联多大的电阻？ （3） 改变控制电路的电阻可以给空调设定不同的启动温度，除此之外，请你再提出一种方便可行的调节方案。 4. 同学们对科技馆展厅自动大门很感兴趣，他们发现当人靠近大门时，大门自动打开。回校后，科技小组利用电磁继电器、红外传感器、电动机等元件制作了模拟电路，部分电路如图甲所示。其中电动机上标有“220V　40W”的字样，控制电路的电源电压U为24V，R1为定值电阻，红外传感器的阻值R随人体到大门距离L的变化关系如图乙所示，当电磁铁线圈的电流为100mA时，衔铁刚好被吸下，触发电动机工作，大门打开。（不计电磁铁线圈的电阻） （1） 由图甲可知电磁铁的上端为________极。 （2） 开门一次用时4s，则开门一次电动机消耗多少电能？ （3） 经测试当L＝3m时刚好触发电动机工作，则R1的阻值为多少？ （4） 若门前6m内没有人，则控制电路的电功率是多大？ 5. 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： (1)空气炸锅此时的实际功率是多少?。 (2)这个过程薯条吸收的热量是多少?[c薯条=3.6×103J/(kg•℃)] (3)此空气炸锅的加热效率是多少? (4)空气炸锅的电路图如图乙所示，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，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丙所示；当加热温度设定为150℃，即R3的阻值调为100Ω时，闭合开关S，电磁继电器（不计线圈的电阻）的衔铁被吸下，工作电路接通，开始加热；直到温度达到150℃时，衔铁向上弹起，停止加热；则当R3的阻值调为80Ω时，对应的加热温度设定为多少? 6. 音乐喷泉是集声光电技术于—体的装置，它通过电脑采集音乐的声音频率特征，并将其转 化为控制信号，控制水泵喷出水柱，形成喷泉。如图甲为控制喷泉工作的模拟电路，控制电 路电源电压 Ua，呈周期性变化（如图乙所示），定值电阻 R1=2Ω ，E为具有特殊功能的电子 元件，当 Ua<6V 时，电路中没有电流通过；当 Ua≥6V 时，E 两端电压恒为 6V，当线圈中通 过的电流I≥2A 时，电磁继电器衔铁被吸下，水泵启动喷水（不计线圈电阻）已知水泵每秒 可喷出水的体积为 2×10-3m3，求： (1)t＝3s 时，线圈中通过的电流； (2)电磁继电器衔铁刚好被吸下水泵启动喷水时，电阻 R1 的功率； (3)在 0～6s 内，水泵喷水的总质量。 参考答案 1、（1）120Ω；（2）220W；（3）8.8×104J； 2、（1）5A；（2）240Ω；（3）176Ω； 3、（1）25℃；（2）30Ω；（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，也可以通过将左边电源改为可调压电源来实现对其的控制。 4、（1）S；（2）160J；（3）120Ω；（4）1.92W； 5、（1）1000W；（2）5.76×104J；（3）48％；（4）200℃； 6、（1）4.5A；（2）8W；（3）4kg； 1 学科网（北京）股份有限公司 $$