3.2.2 电流的磁场（二）讲练-2025-2026学年科学八年级下册浙教版

3.2.2 电流的磁场（二） 知识点一、电磁继电器 1. 实质：它是利用电磁铁来控制工作电路的一种自动开关。 2. 原理：利用电磁继电器可以实现用低电压和弱电流电路的通断，来控制高电压和强电流电路的通断。如图为电磁继电器的控制电路示意图。 3. 电磁继电器的应用：水位自动报警器，电铃等。 考点1：电磁继电器的特点和应用 1．（2025春•温州期中）城市下水道井盖丢失导致行人坠人下水道的悲剧时有发生，令人痛心。为此，某同学设计了一种警示电路：在井口安装一环形灯L，井盖相当于开关S；正常情况下（S闭合），灯L不亮；一旦井盖丢失（S断开），灯L即亮起，以警示行人。图中电路符合要求的是（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【解答】解：A、由图可知S闭合时，电磁铁有磁性，被控制电路也闭合灯泡发光，S断开时电磁铁无磁性，被控制电路断路灯泡不发光，故A不符合题意； B、由图可知S闭合时，电磁铁有磁性，被控制电路断路灯泡不发光，S断开时电磁铁无磁性，被控制电路闭合灯泡发光，故B符合题意； C、由图可知S闭合还是断开时，被控制电路的灯泡始终发光，故C不符合题意； D、由图可知S闭合还是断开时，被控制电路的灯泡始终发光，故D不符合题意。 故选：B。 2．（2024春•杭州期末）如图为水位报警装置原理图，其中A、B为两个金属杆。当水位达到或超过警戒线时，绿灯、红灯和电铃的工作状态分别是（　　） A．绿灯亮、红灯不亮，电铃不响 B．绿灯亮、红灯亮，电铃响 C．绿灯不亮、红灯亮，电铃不响 D．绿灯不亮、红灯亮，电铃响 【答案】D 【解答】解：当水位到达或超过警戒水位时，控制电路接通。电路中有了电流，电磁铁有磁性，吸引衔铁，使动触点与左边的静触点接触，与右边的触点分开，导致了绿灯所在的电路断开，绿灯灭。红灯与电铃并联的电路接通，导致红灯亮、电铃响，从而报警。故D正确。 故选：D。 3．（2025春•杭州月考）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，故C符合这一要求。 故选：C。 4．（2025春•绍兴月考）如图所示是一种温度自动报警器的原理图。制作水银温度计时在玻璃管中封入一段金属丝，电源的两极分别与水银和金属丝相连。 （1）该水银温度计在电路中的作用相当于一个 　 　 。 （2）当温度达到 　 　 ℃时，接通控制电路，电磁铁产生磁性，使工作电路中的 　 　 （填“绿”或“红”）灯亮。 【答案】（1）开关；（2）80；红。 【解答】解：（1）该水银温度计在电路中的作用相当于一个开关，即控制电路的通断。 （2）由图可知，当水银温度计的温度达到80℃时，接通控制电路，电磁铁产生磁性，把衔铁拉下，使工作电路中的红灯亮。 故答案为：（1）开关；（2）80；红。 5．（2025春•杭州校级期中）如图甲所示为某款无接触式的热风干手器，当手位于出风口下方时，可吹出热风。其内部电路由控制电路和工作电路两部分组成，简化电路如图乙所示。 （1）由图乙可知，接线柱 　 　 （选填“A”或“B”）接的是火线。 （2）当手位于出风口下方时，光敏电阻R的阻值 　 　 （选填“增大”“不变”或“减小”），衔铁被吸下，工作电路开始工作。 （3）为了满足出风口吹出热风，则加热电阻丝、风扇和出风口三者的位置，从上往下依次是 　 　 。 A．加热电阻丝、风扇、出风口 B．风扇、加热电阻丝、出风口 【答案】（1）A；（2）减小；（3）B。 【解答】解（1）从安全角度，接线柱A接火线，这样防止工作电路不工作状态带电； （2）当手位于出风口下方时，工作电路接通吹热风，这时控制电路中电磁铁的磁性增强才能闭合工作电路，磁性增强电流要变大，控制电路的总电阻变小，所以这时光敏电阻的阻值变小； （3）出风口在最下面，风扇要把电阻丝产生的热量吹到出风口，可知选B。 故本题答案为：（1）A；（2）减小；（3）B。 考点2： 电磁继电器误差分析 6．（2025•浙江模拟）如图所示的电路是利用光敏电阻特性设计的电路，能够实现夜晚变暗时路灯自动亮起，白天变亮时路灯自动熄灭。下列有关说法正确的是（　　） A．当控制电路断开时，电磁铁仍有磁性 B．光敏电阻阻值随光照强度的增强而增大 C．为了让路灯更早亮起，可将滑片适当向右移 D．工作电路A端应与家庭电路的零线相连 【答案】C 【解答】解：A．当控制电路断开时，电路中没有电流通过，则电磁铁没有磁性，故A错误； B．白天变亮时路灯自动熄灭，由图可知衔铁被吸下，电磁铁磁性强，控制电路中电流大，由欧姆定律可知电路总电阻变小，即光敏电阻在光照强度较大时电阻小，说明光敏电阻阻值随光照强度的增强而减小，故B错误； C．由于光敏电阻的阻值随着光照强度的增强而减小，所以更早亮，即电阻更小时亮，又由于断开衔铁的电阻一定，则电路中的电阻也一定，光敏电阻变小了，则滑动变阻器的阻值要变大，即向右移动，故C正确； D．由电路结构可知，为了用电安全，在衔铁被吸下时应断开电源，使灯泡处没有电，所以工作电路A端应与家庭电路的火线相连，故D错误。 故选：C。 7．（2025春•温州期中）如图是汽车尾气中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阻值随CO浓度的增大而减小。下列说法正确的是（　　） A．电铃应接在A和C之间 B．当CO浓度升高，电磁铁磁性减弱 C．为使该检测电路在CO浓度更低时报警，可将R2的滑片向上移 D．用久后，电源电压U1会减小，报警时CO最小浓度比设定值低 【答案】C 【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、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C正确； D、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D错误。 故选：C。 8．（2025春•婺城区校级月考）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。 【项目任务】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Rp（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）如图丙所示，光敏电阻阻值随光照强度的变化规律是　 　 。 【方案设计】 （2）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”）。 【项目调试】 （3）该组同学组装好电路后开始测试，闭合开关S，当光照强度为6cd时，报警器就报警了，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？　 　 （无需具体阻值）。 【项目评价与反思】 （4）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 【答案】（1）光照越强，电阻越小；（2）A；（3）向左移动调节滑动变阻器滑片；（4）CD。 【解答】解：（1）观察图丙可知，随着光照强度的增大，光敏电阻的阻值逐渐减小，所以光敏电阻阻值随光照强度的变化规律是：光照强度越大，光敏电阻阻值越小。 （2）由题意和图像可知，当环境中的烟雾浓度升高，光照强度减弱，光敏电阻Rx的阻值增大，控制电路的总电阻也将增大，由欧姆定律可知控制电路中的电流减小，则电磁铁的磁性减弱，衔铁会被向上拉起，要求光照强度小于3cd时，立刻报警鸣叫，故应将报警器接入图乙中的A处； （3）由图丙可知此时光敏电阻的电阻增大，因R总＝Rp+Rx，则应减小滑动变阻器接入电路中的电阻（衔铁被吸合时控制电路的电流不变，由欧姆定律可知此时控制电路的总电阻不变，为了符合制作要求（即光照强度小于3cd时报警）），所以由图乙可知向左移动变阻器的滑片； （4）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，为了使衔铁被拉起，控制电路中的电流要进一步减小； A．若增大电源电压，在其它条件一定时，控制电路中的电流变大，不能使衔铁被拉起，不能实现在烟雾更少条件下就能报警，故A错误； B．增加线圈匝数，在其它条件一定时，电磁铁的磁性增强，不能使衔铁被拉起，不能实现在烟雾更少条件下就能报警，故B错误； C．增大线圈和衔铁之间的距离，电磁铁线圈对衔铁的吸引力减小，能使衔铁被拉起，从而在烟雾更少条件下就能报警，故C正确； 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，能使衔铁被拉起，从而在烟雾更少条件下就能报警，故D正确。 故选CD。 故答案为：（1）光照越强，电阻越小；（2）A；（3）向左移动调节滑动变阻器滑片；（4）CD。 考点3： 电磁继电器计算 9．（2023春•滨江区校级期中）智能扫地机器人（如图甲）可通过灰尘传感器自动寻找清扫灰尘，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。 （1）当地面灰尘增多，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 　A　 （选填“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）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？ （3）若要增加光照强度，电动机仍在电压表示数≤3V时开始工作，你可以怎么做？（请写出一种方法） 【答案】（1）A； （2）光照强度为3cd； （3）减小电源电压。 【解答】解：（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，光敏电阻变大，电流变小，磁性减弱，弹簧将衔铁拉起，B触头与静触头A接触，电动机工作，反之，指示灯亮，从而达到自动控制的目的。 （2）由图乙可知，控制电路中，光敏电阻与定值电阻串联，电压表测量定值电阻两端电压； 电压表示数为3V时，定值电阻R0的电流为：I0.25A； 光敏电阻两端的电压：U′＝U﹣U0＝4.5V﹣3V＝1.5V， 光敏电阻的电阻：R6Ω，由图丙可知，当光敏电阻的电阻为6Ω时，光照强度为3cd； （3）由图丙可知，当光照强度增强时，光敏电阻的阻值变小，在R0不变时，由串联分压的规律可知光敏电阻分得的电压变小，若要电动机仍在电压表示数≤3V时开始工作，根据串联电路的电压特点可知应减小电源电压。 答：（1）A； （2）光照强度为3cd； （3）减小电源电压。 10．小明根据所学的电学知识，想设计一个汽车超载自动报警电路。他查阅了相关资料了解到压敏电阻是阻值随压力变化而变化的元件，并了解到压敏电阻在生活中的一种应用﹣压力传感器。压力传感器受到的压力越大，输出的电压就越大，用它可以称量汽车的重。某压力传感器输出电压与压力的关系如下表： 压力/×105N 0 1.2 2.4 3.6 4.8 6.0 输出电压/V 0 1 2 3 4 5 小明利用该压力传感器和电阻箱R'（最大电阻999.9Ω）及部分其他器材设计了图所示的电路。闭合开关S，当线圈中电流大于或等于20mA时，电磁继电器的衔铁被吸合。已知继电器线圈的电阻为25Ω，继电器电路的电源电压由传感器的输出电压U提供。（假设U不受继电器电路影响） （1）当压力增加到一定程度时，电铃报警，说明汽车超载，则图甲中电铃应接在 　C、D　 （填“A、B”或“C、D”）两端； （2）小明希望压力大于或等于2.4×105N时，启动报警系统，则电阻箱R的电阻应调节到多大？ （3）要使该装置报警，汽车的最小重力为多少？ 【答案】见试题解答内容 【解答】解：（1）当压力增大到一定程度时，压力传感器输出电压达到一定数值，线圈中电流大于或等于20mA时，电磁继电器的衔铁被吸合，C、D间的电路就会被接通，因此电铃应接在C、D之间； （2）由图象可知，当压力为2.4×105N时，输出电压U＝2V，使电磁继电器衔铁闭合的最小电流I＝20mA＝0.02A， 此时电路的总电阻R总100Ω 由于继电器线圈的电阻R线＝25Ω，关键串联电路的总电阻等于各电阻之和可知： 电阻箱接入电路的阻值R＝R总﹣R线＝100Ω﹣25Ω＝75Ω （3）使电磁继电器衔铁闭合的最小电流I＝20mA＝0.02A，继电器线圈的电阻R线＝25Ω，要使该装置报警，压力传感器输出的电压最小值为： U最小＝IR线＝0.02A×25Ω＝0.5V； 由图象可知，输出电压为0.5V时，对应的压力为6×104N。 答：（1）C、D； （2）电阻箱R的电阻应调节到75Ω。 （3）汽车的最小重力为6×104N。 11．（2023春•上城区校级单元）科技小组的同学们设计了如图甲所示的恒温箱温控电路（用于获得高于室温：控制在一定范围内的“恒温”），包括工作电路和控制电路两部分。其中，R′为阻值可以调节的可变电阻。R为热敏电阻（置于恒温箱内），其阻值随温度变化的关系如图乙所示，继电器线圈电阻50欧姆。 （1）如图甲所示状态，加热器是否处于加热状态？ （2）已知当控制电路的电流达到0.04A时，继电器的衔铁被吸合，当调节滑动变阻器阻值R′＝350Ω时，恒温箱内可获得最高温度为100℃的“恒温”。则控制电路电源电压为多大？ （3）当控制电路的电流减小到0.036A时，衔铁会被释放。如果需要将恒温箱内的温度控制在最低温度为50℃的“恒温”，则应将R′的限值调为多大？ 【答案】（1）如图甲所示状态，加热器处于加热状态； （2）控制电路电源电压为36V； （3）当控制电路的电流减小到0.036A时，衔铁会被释放。如果需要将恒温箱内的温度控制在最低温度为50℃的“恒温”，则应将R′的限值调为50Ω。 【解答】解：（1）由图甲所示电路可知，工作电路是通路，加热器处于加热状态； （2）由图乙所示图象可知，温度为100℃时，热敏电阻阻值为500Ω， 由I和串联电路的电阻特点可知，电源电压： U＝IR总＝I（R0+R+R′）＝0.04A×（50Ω+500Ω+350Ω）＝36V； （3）当控制电路的电流减小到0.036A时，衔铁会被释放， 由I可知，控制电路总电阻：R总′1000Ω， 由图乙所示图象可知，当温度为50℃时，热敏电阻阻值为900Ω， 根据串联电路的总电阻等于各用电器的电阻之和可得，此时滑动变阻器的阻值为： R′＝R总′﹣R0﹣R＝1000Ω﹣50Ω﹣900Ω＝50Ω。 故答案为：（1）是；（2）50；（3）A；在50℃附近，热敏电阻阻值随温度变化显著。 12．（2025春•钱塘区期末）以下是小江项目化学习小组设计的自动折叠伞控制系统。 【项目名称】设计自动折叠伞控制系统 【项目背景】同学们很喜欢到户外的学习园地中（如图甲）讨论问题。遇到下雨时，巨大的折叠伞打开操作困难。 【项目要求】当空气相对湿度达到一定程度时，工作电路中的电动机M转动，折叠伞展开。 【项目设计】根据要求设计如图乙的电路图。 （1）【器材选择】电磁继电器（线圈电阻不计，当通过电磁继电器的电流达到0.03安时，衔铁被吸下）、控制电压U1为6伏、滑动变阻器R1规格为“1安200欧”、灵敏电流表、电动机M、湿敏电阻R2、开关、导线等。 要满足上述项目要求，他们应该选择的湿敏电阻是表中 　A　 （选填字母）。 空气相对湿度/% 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 湿敏电阻A/Ω 92 90 86 80 72 56 42 30 20 13 湿敏电阻B/Ω 13 20 30 42 56 72 80 86 90 92 （2）【项目调试】利用上述选择的器材，组装好电路后开始测试。将滑动变阻器的滑片移至阻值最大处时，闭合开关S1，折叠伞不展开。若要使折叠伞在空气相对湿度达到80%时打开，则需要将滑动变阻器滑片P移至阻值多大处？（请通过计算说明） （3）【项目评价及反思】 评价指标 合格 待改进 指标一 伞可以自动展开 伞不能自动展开 指标二 开伞时的湿度可多档调节 开伞时的湿度不可调节 根据指标二，该装置被评为合格，请你结合上述信息和所学知识解释原因。 【答案】（1）A；（2）需要将滑动变阻器滑片P移至到阻值是170Ω； （3）在空气相对湿度在80%左右时，电流满足吸合的条件，自动闭合电动机的开关，自动打开伞，调节滑动变阻器的大小可以改变自动闭合时的湿敏电阻的阻值，因而开伞时的湿度可多挡调节。 【解答】解：【器材选择】 当空气相对湿度达到一定程度时，使工作电路中的电动机M转动，折叠伞展开，湿度增大使得电流变大，磁性增强，将衔铁吸引，使得S2闭合，说明湿敏电阻随着湿度增大，电阻变小，电流变大，故A符合要求； 【项目调试】控制电路电压U1＝6V，工作电流I＝0.03A，由欧姆定律，此时电路的总电阻： R200Ω， 此时湿度为80%，R2＝30Ω； 根据串联电路的特点知，R1＝R﹣R2＝200Ω﹣30Ω＝170Ω， 【项目评价及反思】在空气相对湿度在80%左右时，电流满足吸合的条件，自动闭合电动机的开关，自动打开伞，调节滑动变阻器的大小可以改变自动闭合时的湿敏电阻的阻值，因而开伞时的湿度可多挡调节。 故答案为：（1）A；（2）需要将滑动变阻器滑片P移至到阻值是170Ω； （3）在空气相对湿度在80%左右时，电流满足吸合的条件，自动闭合电动机的开关，自动打开伞，调节滑动变阻器的大小可以改变自动闭合时的湿敏电阻的阻值，因而开伞时的湿度可多挡调节。 考点4： 双控制电路 13．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： 。 【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。 知识点二、磁悬浮列车 列车轨道上强电磁铁的磁极与列车上的电磁铁的磁极的排斥或吸引的作用力，使列车悬浮，消除了摩擦，减少了阻力，增加运行速度； 考点5：磁悬浮及其应用 14．（2023春•长兴县校级期中）磁悬浮列车是现代高科技的应用，下列说法中不正确的是（　　） A．通过列车底部、下方轨道间的同名磁极相互排斥，使列车悬浮 B．使列车悬浮的不是电磁铁，而是磁性超强的磁石 C．由于列车在悬浮状态下行驶，因而车体与轨道间阻力小 D．列车悬浮行驶时，无振动，运行平稳 【答案】B 【解答】解：A、列车的悬浮是利用列车底部和下方轨道间的同名磁极互相排斥，达到减小两者之间的摩擦阻力，从而可以提高车速。故正确但不符合题意； B、使列车悬浮的是电磁铁，而不是磁性超强的磁石，故错误符合题意； C、列车在悬浮状态下行驶，车体与轨道分离，因而车体与轨道间阻力小，故正确不符合题意； D、列车的悬浮，即车轮与车轨间的摩擦力完全消失，所以车体与轨道间无阻力、无振动，运动平稳，故正确但不符合题意。 故选：B。 15（2024春•瑞安市校级期中）我国的磁悬浮列车和高铁技术都处于世界领先水平。 （1）上海磁悬浮列车的结构如图所示。要使列车悬浮起来，该列车运行时依据磁极间相互作用的原理是 　 　 。 （2）请你根据所学知识判断，图中车身线圈电源的A端为 　 　 极（选填“正”或“负”）。 【答案】（1）异名磁极相互吸引； （2）正 【解答】解：（1）由图知，上方条形磁铁与下方电磁铁相邻的两个磁极为异名磁极，磁体间的相互作用规律：由于异名磁极相互吸引，从而使车身与轨道接触面彼此分离，达到减小车身与轨道之间摩擦的目的。 （2）车身线圈通电后上端为S极，下端为N极，根据安培定则知，电流从螺线管的上端流入，下端流出，则电源的A端为正极。 故答案为：（1）异名磁极相互吸引； （2）正。 16．（2025•永嘉县校级三模）“地漏”是连接排水管道与室内地面的接口，如图甲。“磁悬浮地漏”相对于传统地漏具有较多优点，如排水速度可随积水深度自动调节、在不排水时能密封管道等，工作原理如图乙。请判断磁体B上端的磁极为　 　 极，磁体A受到的磁力方向为　 　 。请解释碰悬浮地漏为什么积水后会自动排出水？（密封盖和磁体A固定在一起，密封盖质量可忽略不计。） 【答案】N；竖直向上；当没有水时，磁体的排斥力将排水口密封住，当水越多，水对密封盖的压强越大、压力越大，排水口下降越多，排水口越大，排水越容易。 【解答】解：（1）根据同名磁极相互排斥可知：磁体A需要受到磁体B向上的排斥力才能密封住排水口，根据物体间力的作用是相互的，磁体B受到向下的排斥力，磁体A下端为N极，故B上端也为N极；磁体A受到的磁力方向为竖直向上。 （2）当没有水时，磁体的排斥力将排水口密封住；当水越多，水对密封盖的压强越大、根据F＝pS，压力越大，排水口下降越多，排水口越大，排水越容易。 故答案为：N；竖直向上；当没有水时，磁体的排斥力将排水口密封住，当水越多，水对密封盖的压强越大、压力越大，排水口下降越多，排水口越大，排水越容易。 知识点三、信息的磁记录 记录声音，文字，图像等信息的磁带的一面都涂有一层磁粉，每一个磁粉粒就是一个小磁铁，通过磁头把磁粉磁化，把信息记录在磁带上。 考点6：信息的磁记录 17．阅读《磁记录》并回答问题。 磁记录: 铁棒和钢棒本来不能吸引钢铁，当磁体靠近它或者与它接触时，它便有了吸引钢铁的性质，也就是被磁化了。软铁磁化后磁性很容易消失，称为软磁性材料。硬磁性材料可以做成永磁体，还可以用来记录信息。 录音机的磁带上就附有一层磁性材料制成的小颗粒（磁粉）。 录音时，声音先在磁头线圈中转变成强弱变化的电流，这样的电流通过录音磁头，产生了强弱变 化的磁场。磁带划过磁头时，记录了一连串有关磁性变化的信息，如图所示。 放音时，磁带贴着放音磁头运动，磁性强弱变化的磁带使磁头线圈中产生变化的电流，电流经放大后使扬声器发声，这便“读”出了录音带中记录的信息。 (1)关于磁性材料的应用，以下判断中正确的是 A A．磁带上的磁粉用的是软磁性材料 B．存折上的磁条用的是软磁性材料 C．电磁铁上的铁芯用的是软磁性材料 D．卡式车票的磁条用的是软磁性材料 (2)（多选）关于录音机的录音过程和放音过程，以下说法中正确的是 BC A．录音时磁带使磁头线圈中产生感应电流 B．放音时磁带使磁头线圈中产生感应电流 C．录音时磁粉被磁头线圈中的电流磁化 D．放音时磁粉被磁头线圈中的电流磁化 【解答】解： （1）A、磁带上的磁粉磁化后磁性不容易消失，属于永磁体材料，故A错误; B、存折上的磁条用的是永磁性材料制成的，磁性不容易消失，故B错误; C．电磁铁的特点是通电有磁性，断电无磁性，所以铁芯用的是软磁性材料，故C正确; D．卡式车票的磁条的磁性不容易消失，用的是永磁性材料，故D错误; 故选C; （2）AC、录音时，声音先在磁头线圈中转变成强弱变化的电流，这样的电流通过录音磁头，产生了强弱变化的磁场。磁带划过磁头时，记录了一连串有关磁性变化的信息，故A错误，C正确; BD、放音时，磁带贴着放音磁头运动，磁性强弱变化的磁带使磁头线圈中产生变化的电流,这是电磁感应现象；故B正确，D错误。故答案为：（1）C；（2）BC。 18．如图所示，录音机录音时声音先转变成强弱变化的电流，这样的电流通过录音磁头，产生了强弱变化的磁场。磁带划过磁头时，磁带上的小颗粒被强弱不同地 磁化 ，于是记录了一连串有关磁性变化的信息，磁粉小颗粒是由 （填“硬磁性”或“软磁性”）材料制成的。放音时，磁带贴着放音磁头运动，磁性强弱变化的磁带使放音磁头中产生变化的感应电流，电流经放大后使扬声器发声，这便“读”出了录音带中记录的信息。下列选项与扬声器工作原理相同的是 （填字母标号）； A．直流电铃      B．电磁继电器     C．电动机     D．动圈式话筒 请在图中磁头线圈上用箭头标识此时电流的方向。 1．（2025春•拱墅区校级月考）如图是拍摄机动车闯红灯的工作原理示意图。光控开关接收到红灯发出的光会自动闭合，压力开关受到机动车的压力会闭合，摄像系统在电路接通时可自动拍摄违规车辆。下列有关说法正确的是（　　） A．只要光控开关接收到红光，摄像系统就会自动拍摄 B．若将光控开关和压力开关并联，也能起到相同的作用 C．机动车只要驶过埋有压力开关的路口，摄像系统就会自动拍摄 D．只有光控开关和压力开关都闭合时，摄像系统才会自动拍摄 【答案】D 【解答】解： A、分析题意可知，只有光控开关和压力开关都闭合时，摄像系统才会自动拍摄，所以A错误； B、光控开关和压力开关是相互牵制，相互影响，因此这两个开关只能串联，不能并联，所以B错误； C、由上分析知，因此光控开关和压力开关都闭合时，摄像系统才会自动拍摄，所以C选错误； D、由题意知，光控开关和压力开关都闭合时，摄像系统才会自动拍摄，所以D正确。 故选：D。 2．（2025春•临平区月考）现在很多大型商场都安装一种“聪明”的电梯，载人时电梯运行的速度快，不载人时电梯运行的速度慢。这种电梯的简易控制电路如图所示，R是压力传感器。下列分析正确的是（　　） A．螺线管的上端是S极 B．控制电路的工作原理是磁场对电流的作用 C．压力传感器R的阻值随压力的增大而减小 D．载人时电磁铁的磁性减弱 【答案】C 【解答】解：A、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，故A错误； B、控制电路的工作原理是电流的磁效应，故B错误； CD、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。 3．如图甲，我国时速600公里高速磁浮试验样车，在上海同济大学磁浮试验线上成功试跑，标志着我国磁悬浮技术已达到世界领先水平。列车上电磁体始终通有直流电，铁轨上线圈通电后，电磁体和线圈会变成一节节带有N极和S极的电磁铁，列车所受磁力如图乙所示。下列有关说法错误的是（　 　） A．磁悬浮列车是利用同名磁极相互排斥的原理悬浮在轨道上的 B．图中列车在磁力作用下正在向右行驶 C．要保证列车一直向前行驶，线圈的N极和S极就要不断变换，则铁轨上线圈中应通直流电 D．为了节约能源，列车行驶时应对铁轨上线圈分区段供电 【答案】C 【解答】解：A、磁场力使列车能够悬浮在轨道上，利用的是列车与轨道间同名磁极相互排斥的原理，选项说法正确，不符合题意; B、根据力的示意图能够看出，不同磁极间受力方向是向右的，列车整体受力方向向右，选项说法正确，不符合题意; C、要使列车一直向右运动，需要使列车与轨道间磁极始终如题中所示，列车上磁体通有直流电，磁极方向始终不变，轨道上磁极需要改变，因此铁轨上线圈应该通有交流电，选项说法错误，符合题意; D、列车具有惯性，分区段供电，列车在无电区段可以利用惯性继续运动，从而节约能源，选项说法正确，不符合题意; 4．（2025春•长兴县校级月考）如图所示是小明利用光敏电阻为居民接门口设计的一种智能照明电路，L为“220V，22W”的照明灯，天暗时自动发光，天亮时自动熄灭。控制电路中，电源由两节干电池串联而成。R1为定值电阻。R2为光敏电阻，其阻值会随着光强的变化而变化。下列说法正确的是（　　） A．光敏电阻的阻值随光照强度的增大而增大 B．控制电路长时间使用后电压下降，天亮时灯自动熄灭时间变晚 C．如果提高控制电路电源电压，照明灯晚上一定发光 D．光照强度越大，电压表示数越大 【答案】B 【解答】A.由题意知：照明灯天暗时自动发光，天亮时自动熄灭，可知天亮时衔铁被吸下工作电路断开，天暗释放衔铁，工作电路闭合，所以天暗时线圈的磁性增大，电路中的总电阻变小，光敏电阻的阻值随光照强度的增大而减小，故错误； B.控制电路长时间使用后电压下降，要时线衔铁被吸下的电流不变，衔铁被吸下时的总电阻变小，光敏电阻的阻值变小，因为光敏电阻的阻值随光照强度的增大而减小，所以天亮时灯自动熄灭时间变晚，故B正确； C.提高控制电路电源电压后，使衔铁吸下的电流不变，总电阻变大，光敏电阻的阻值变大，光照强度变小，照明灯晚上可能不放光也可能发光，故C错误； D.电压表测量光敏电阻两端电压，当光照强度越大，光敏电阻的阻值越小，控制电路中的电流变大，R1两端的电压变大，由串联电路中电压的特点可知光敏电阻两端电压变下，即电压表示数变小，故D错误； 故选：B。 5．（2025春•鹿城区校级月考）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．给路灯供电的电源应接在b、c两端 B．白天流过R0的电流比夜晚小 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：AB、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AB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。 6．（2025•浙江模拟）如图是一个检测天然气泄漏的电路，R1气敏电阻，其阻值浓度的增大而减小。当天然气浓度高于某一设定值时，连接在 　 　 （选填“AB“或“CD”）两端的警报响起。为使该检测电路在天然气浓度更低时报警，可将控制电路中R2的滑片向 　 　 （选填“上”或“下”）移。 【答案】CD；上 【解答】解：当天然气浓度升高时，气敏电阻R1阻值减小，由欧姆定律可知，控制电路的电流增大，电磁铁磁性增强；当天然气浓度高于某一设定值时，衔铁被吸下，电铃发声报警，故电铃应接在CD之间； 天然气浓度越低电阻越大，因控制电路衔铁被吸下的最小电流不变，根据欧姆定律可知，衔铁吸下时电路的总电阻不变，此时需要减小变阻器的电阻，故将R2的滑片向上移。 故答案为：CD；上。 7．（2025春•婺城区校级月考）科学进步是推动人类文明发展的重要动力，科学技术也在影响我们的生活。 （1）如图所示的是太阳能热水器自动加水电路（图甲），c处有水位控制开关（如图乙），高水位时接通且指示灯亮，低水位时断开且抽水机工作。则b处接的是　 　 （选填“指示灯”或“抽水机”）。 （2）小柯根据设计制作出自动加水器模型，为了确保衔铁能够吸下，他向图乙水位开关中加入足够的氯化钠，发现当衔铁闭合时A、B电极附近产生大量气泡，请根据现象猜测此时电极附近发生了　 　 。（填“化学变化”或“物理变化”） （3）分析电路，若小柯增大控制电路电源电压，则水位开关闭合　 　 （选填“更容易”或“更不容易”或“不受影响”）。 【答案】（1）指示灯； （2）化学变化； （3）不受影响。 【解答】解：（1）根据题意，高水位时接通且指示灯亮，低水位时断开且抽水机工作。因为c处水位控制开关，高水位时c接通，电磁铁有磁性，把衔铁吸下，工作电路b接通，a断开，此时要指示灯亮，所以b处接的是指示灯。 （2）当衔铁闭合时A、B电极附近产生大量气泡，有新物质（气体）生成，属于化学变化。 （3）增大控制电路电源电压，电流增大，电磁铁的磁性增强，水位没有到达所控制的水位时，控制电路断开，工作电路b不接通，当水位到达所控制的水位时，控制电路接通，工作电路b接通，故增大控制电路电源电压，不会影响水位开关闭合。 故答案为：（1）指示灯； （2）化学变化； （3）不受影响。 8．（2025春•长兴县校级期中）小明利用实验室的电磁继电器、阻值随温度变化的电阻R1、滑动变阻器R2、发热电阻丝R0设计了一个恒温箱控制电路。如图甲所示，恒温箱加热器的电源电压为220V，加热电热丝R0和电阻R1处于恒温箱内，图乙是电阻R1的阻值随温度变化的关系曲线。电磁继电器所在的控制电路的电源电压U＝9V，电磁继电器线圈的电阻可不计，通过实验测得当电磁继电器线圈的电流达到30mA时，电磁继电器的衔铁被吸下来。 （1）请用笔画线代替导线，按照题意将图中的电路连接完整； （2）在升温的过程中，电阻R1两端的电压会　 　 （选填“变大”“变小”或“不变”）； （3）如果要使恒温箱内保持的温度升高，合理的操作方法是　 　 。 【答案】 （1）；（2）变大；（3）将R2的滑片向左移。 【解答】解：（1）根据乙图可知，电阻R1的阻值随温度的增大而增大，当温度达到设定温度时，电磁继电器会自动控制加热电路停止工作，因此发热电阻丝分别与最下面两个接线柱相连；如下图所示： 。 （2）在升温的过程中，电阻R1的电阻会变大，电路中的总电阻变大，电路中的电流变小，由U＝IR可知，滑动变阻器接入电路的电阻不变时其两端的电压变小，此时R1两端的电压增大。 （3）要提高恒温箱的设定温度，就要增大热敏电阻的阻值；但线圈中的电流仍为30mA，根据欧姆定律可知就要减小滑动变阻器连入的电阻值，即R2的滑片向左移动。 9．（2025春•诸暨市期末）以下是某项目化学习小组设计的晾衣架自动收回系统。 【项目名称】设计晾衣架自动收回系统。 【项目背景】梅雨季节时，晾晒的衣物常因突然降雨而被淋湿。某项目化学习小组想利用电磁继电器设计一个简易装置：当检测到雨水时，自动触发电机将晾衣架收回室内。 【项目要求】当下雨时，工作电路中的电动机M转动，晾衣架收回。 【项目设计】根据要求设计如图甲的电路图。 【器材选择】电磁继电器，控制电源U1、滑动变阻器R1、灵敏电流表、电动机M、开关S1（开关S1的示意图如图乙所示，两根铜棒插入雨水收集器中，当雨水收集器中有雨水时，开关S1闭合）、导线等。 【项目调试】 （1）雨水收集器长期放置于户外，考虑到有可能下酸雨等，其制作材料应选择（　 　 ）（填选项字母） A．塑料 B．大理石 （2）往雨水收集器中加入适量水模拟下雨情况，发现控制电路中电流表有示数，但衔铁并未吸下，此时项目化学习小组应该向　 　 （选填“左”或“右”）调节滑动变阻器的滑片。 （3）控制电路接通时，电磁继电器中电磁铁上端是　 　 （选填“N”或“S”）极。 （4）【项目反思】请写出该装置在实际工作中的不足之处　 　 。 【答案】（1）A；（2）左；（3）N；（4）雨水收集器有足量水后，工作电路才会闭合，收回晾衣杆，此时衣物已被淋湿。 【解答】解：（1）大理石主要成分为碳酸钙（CaCO3），易与酸雨中的酸性物质（如H2SO4、HNO3）发生化学反应，导致腐蚀损坏。塑料具有耐酸碱、抗腐蚀的特性，适合长期暴露在户外环境中，因此选择塑料作为雨水收集器材料更合理。故选A。 （2）电流表有示数但衔铁未吸下，说明电磁铁的磁性太弱，电磁铁的磁性随线圈中的电流的增大而增强，所以可增大控制电路中的电流达到目的，根据欧姆定律电流，要增大电流，应减小电路中的总电阻，滑动变阻器滑片向左移动时，接入电阻减小，电路中的总电阻变小，电流增大，从而增强电磁铁磁性，使衔铁吸下。 （3）根据安培定则可判断电磁铁上端为N极，下端为S极。 （4）雨水收集器有足量水后，工作电路才会闭合，启动电动机，收回晾衣杆，此时衣物已被淋湿。 故答案为：（1）A；（2）左；（3）N；（4）雨水收集器有足量水后，工作电路才会闭合，收回晾衣杆，此时衣物已被淋湿。 10．（2025春•萧山区校级月考）在跨学科实践课上，某小组开展了“空气质量检测仪”的项目化学习活动。 【项目任务】制作一个简易空气质量检测仪。 【项目设计】 （1）查阅资料显示空气质量等级是按照空气质量指数K划分的，如表所示。 空气质量指数K 0∼50 51∼100 101∼150 151∼200 201∼250 ＞300 空气质量等级 优 良 轻度污染 中度污染 重度污染 重度污染 （2）从学校科技实验员处借得一个气敏电阻R，通过说明书获悉，其电阻值R随空气质量指数K的关系如表所示：每当启动空气重污染橙色预警时，中小学、幼儿园等将减少或停止户外活动。 空气质量指数K 50 100 150 200 250 300 电阻值R/Ω 100 50 30 20 15 10 （3）小组经过讨论，设计如图所示的空气质量检测仪的电路，其中定值电阻R0＝20Ω，电源电压U恒为6V不变，用电流表示数表示对应空气质量指数；闭合开关S，当电流表示数为0.15A时，电路报警，此时电磁铁把衔铁B吸下来，净化系统开始工作，电磁铁中线圈的电阻不计。 【项目实施】 （1）当净化系统工作时，弹簧对P点作用力的方向是向 　 　 （选填“上”或“下”）。 （2）闭合开关S，当空气质量指数K值升高，电路中电流表的示数 　 　 （选填“增大”、“减小”或“不变”）。当电路报警时，则此时对应的空气质量等级为 　 　 （写出计算过程）。 【评价反思】 若想让仪器检测更加灵敏，使空气质量指数K略低于“方案设计”中数值时电路就报警，请提出一种合理化建议：　 　 。 【答案】（1）下；（2）增大；中度污染；减小定值电阻R0的阻值或增大电源电压。 【解答】解：（1）当净化系统工作时，衔铁被吸下，P点向上运动，弹簧伸长，所以弹簧对P点作用力的方向向下。 （2）由表格数据可知，当空气质量指数K值升高时，气敏电阻R的阻值减小，电路中的总电阻减小，由可知，电路中的电流增大，即电流表的示数增大；当电路报警时，电路中的电流I＝0.15A， 电路中的总电阻： ， 因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以气敏电阻的阻值：R＝R总−R0＝40Ω−20Ω＝20Ω， 由表格数据可知，此时空气质量指数K＝200，对应的空气质量等级为中度污染。 若想让仪器检测更加灵敏，使空气质量指数K略低于“方案设计”中数值时电路就报警，即当电流表的示数略小于0.15A时电路就报警，由可知，应减小电路中的总电阻，即减小R0的阻值或增大电源电压。 故答案为：（1）下；（2）增大；中度污染；减小定值电阻R0的阻值或增大电源电压。 11．（2024春•椒江区期末）“北方不懂南方的冷”，一语道尽冬天南北方的体感差异，一个智能加热马桶圈可以大大提升你的幸福指数。某科学学习小组开展“自制智能加热马桶圈”的项目化学习，在老师的指导下，小组同学制定了评价量表，表一为评价量表的部分内容。 表一 评论指标 评价等级 优秀 良好 待改进 节能性 在保温挡时，工作电路电流不大于50mA 在保温挡时，工作电路电流不大于50～100mA 在保温挡时，工作电路电流不大于100mA 图甲是该小组同学设计的电路图，控制电路电源电压U为3伏，Ra为力敏电阻，其阻值与马桶圈受到压力的关系如图乙所示，Rb为热敏电阻，其阻值与马桶圈的温度的关系如表二所示。工作电路的电源电压为220伏，R2是给马桶圈加热的电热丝，其阻值为200欧。电磁继电器在电流升至30毫安及以上时，衔铁被吸合，工作电路处于加热状态；在电流降至15毫安及以下时，衔铁被释放，工作电路处于保温状态。（电磁铁线圈电阻忽略不计） 表二 温度/℃ 20 25 29 32 34 35 36 37 38 40 42 44 阻值/Ω 25 50 75 100 125 150 175 200 225 250 275 300 （1）对照表一，为使该小组设计的智能加热马桶圈在评价指标节能性上达到优秀，请计算R1的阻值至少为多少欧。 （2）当质量为45千克的小科坐在马桶圈上时，请计算马桶圈的温度变化范围。 （3）若质量不到20千克的小孩坐在马桶圈上时，会出现什么问题？请简要分析说明。 【答案】（1）R1的阻值至少为4300Ω； （2）马桶圈的温度调控范围是25℃～35℃； （3）若质量不到20千克的小孩坐在马桶圈上时，衔铁被释放，工作电路处于保温状态。 【解答】解：当触点开关断开时，两个电阻串联，而触点开关闭合，R1被短路，根据串联总电阻比任何一个电阻大，根据P可知，当触点开关闭合时是加热挡，而触点开关断开时是保温挡； （1）工作电路的电压为220V，根据在保温挡时工作电路电流不大于50mA＝0.05A， 由I可得，此时总电阻：R总4400Ω， 根据串联电阻的电阻特点知R1的最小阻值为：R1＝R总﹣R2＝4400Ω﹣100Ω＝4300Ω； （2）体重为45kg的小明坐在马桶上时，压力F＝G＝mg＝45kg×10N/kg＝450N，根据乙图知，此时Ra＝50Ω； 控制电路电源电压U控＝3V，在电流小于15mA＝0.015A 时，衔铁被释放，工作电路处于保温状态。 此时温度最高，则总电阻：R'总200Ω， 根据串联电阻的电阻特点知Rb的最大阻值： Rb＝R'总﹣Ra＝200Ω﹣50Ω＝150Ω；根据表格中数据知，此时温度为35℃； 当电磁继电器在电流大于30mA＝0.03A时，衔铁被吸合， 此时温度最低，则总电阻：R''总100Ω， 根据串联电阻的电阻特点知：Rb的最小阻值： Rbmin＝R''总﹣Ra＝100Ω﹣50Ω＝50Ω；根据表格中数据知，此时温度为25℃； 马桶圈的温度调控范围是25℃～35℃； （3）若质量不到20千克的小孩坐在马桶圈上时，压力F'＜G'＝m'g＝20kg×10N/kg＝200N，根据乙图知，此时Ra＝400Ω， 此时控制电路中的电流将小于：I0.0075A＝7.5mA，故此时衔铁被释放，工作电路处于保温状态。 答：（1）R1的阻值至少为4300Ω； （2）马桶圈的温度调控范围是25℃～35℃； （3）若质量不到20千克的小孩坐在马桶圈上时，衔铁被释放，工作电路处于保温状态。 12．（2025春•绍兴期末）愉快的暑假即将到来，为了保证教室内的花草正常生长，STEAM小组设计了一个自动浇花机器人，要求其按线路巡视并检测土壤的湿度，然后根据检测结果及时浇花。 【项目设计】 项目一：设计线路巡查系统。 如图甲所示，场地布置为白底，引导线为黑线，机器人腹部装有五个红外线发射接收管，按照图甲中a、b、c、d、e的顺序依次接收信号，并沿黑线前进。已知：当红外线发射接收管处在黑线位置时，发出的红外线会被黑色吸收，无法接收到地面反射，此时输出电信号为0；当红外线发射接收管处在白底位置时，发出的红外线经地面发射，均被红外线发射接收管接收，此时输出电信号为1。 项目二：设计湿度检测系统。 如图乙为设计的湿度系统原理图，实现了土壤干燥时浇水，土壤潮湿到一定程度时停止浇水的要求。已知控制电路电源电压U为12V，电磁铁线圈电阻为10Ω，R为湿敏电阻，其阻值随湿度的变化如图丙。电磁继电器在电流大于80mA时，衔铁被吸合；在电流小于24mA时，衔铁被释放。（湿度计的电阻不计） 【项目评价】下表是项目二的部分评价指标，根据评价表对活动进行评价。 评价指标 优秀 合格 待改进 适度调节 土壤湿度能控制在一定范围内，且能调整湿度范围 土壤湿度能控制在一定范围内，但不能调整湿度范围 不能将土壤湿度控制在一定范围内 （1）在巡查过程中，机器人的红外线发射接收管连续发出红外线照射到地面上，当机器人腹部的五个红外线发射接收管输出的电信号依次为01010。此时机器人沿着引导线正在 　 　 （选填“前进”、“右转”或“左转”）。 （2）使用该浇花机器人后土壤湿度维持在多少？ （3）根据评价指标，你的评价结果为 　 　 ；为了达到优秀，请给出一条优化建议：　 　 。 【答案】（1）前进；（2）土壤湿度维持在15%到40%湿度范围；（3）评价结果为合格；更换可调电阻，调整湿度范围。 【解答】解：（1）传感器输出信号为 1 表示检测到强反射（白色），输出信号为 0 表示检测到弱反射（黑色），给出的信号01010说明3个探头在黑线上（a、c、e输出0），其余均在白色区域（输出1），表示机器人的中心传感器c在黑线上，但两侧的b和d在白底上，且两端的a和e也在黑线上。这种模式通常表示机器人正在沿黑线直行，但稍微偏离中心，此时基本居中对准引导线，应是继续前进； （2）当电磁继电器衔铁吸合（控制电路电流I1＝80mA＝0.08A）时，根据欧姆定律可得控制电路总电阻为：R总1150Ω； 电磁铁线圈电阻R线＝10Ω，根据串联电路电阻特点可得湿敏电阻阻值为：R1＝R总1﹣R线＝150Ω﹣10Ω＝140Ω； 由图丙可知，此时对应的湿度40%为较高湿度（土壤潮湿，停止浇水）； 当电磁继电器衔铁释放（电流I2＝24mA＝0.024A）时，根据欧姆定律可得控制电路总电阻为：R总2500Ω； 根据串联电路电阻特点可得此时湿敏电阻阻值为：R2＝R总2﹣R线＝500Ω﹣10Ω＝490Ω； 由图丙可知，此时对应的湿度15%为较低湿度（土壤干燥，需要浇水）； 所以土壤湿度维持在15%到40%湿度范围。 （3）评价结果为合格，因为该装置能将土壤湿度控制在一定范围内，但不能调整湿度范围； 优化建议：在控制电路中串联一个滑动变阻器，通过改变滑动变阻器的阻值来调整控制电路的总电阻，从而调整衔铁吸合和释放时的电流，进而调整土壤湿度的控制范围，使其能达到优秀标准（土壤湿度能控制在一定范围内，且能调整湿度范围）。 答：（1）前进；（2）土壤湿度维持在15%到40%湿度范围；（3）评价结果为合格；更换可调电阻，调整湿度范围。 【培优练】 13．如图甲，小明设计的“加热恒温水壶”电路可实现以下功能：①防“干烧”，即壶内水量低于一定值，不能加热；②壶内的水先煮沸后才自动恒温；③恒温的温度可以手动调节。 【电路简介】压敏电阻R1，可感知壶内水量；热敏电阻R2，可感知水温，阻值变化趋势如图乙；L1、L2为完全相同的两个电磁铁（电阻不计，忽略距离对电磁铁磁性的影响）；电热丝Ro电阻恒为24.2欧，当加入水量达到最低水位时，电热丝工作；烧水至沸腾后，可手动调节滑动变阻器R3，实现恒温的温度调节。 (1)要实现防“干烧”功能，加入水量末到最低水位时，L1磁性 L2磁性 （填“<”、“=”或“＞”)。 (2)水沸腾后，要使壶内水温从恒温60°C调节至55°C ,R3阻值需适当调小，请简要分析原因。 (3)小红认为该设计还有不足，请指出其中一处： 。 【答案】 (1)> (2)温控电路中，热敏电阻和滑动变阻器R3串联接入电路，由图乙可知温度从60°C调节至55°C时，热敏电阻的阻值接入电路的阻值变大，通过电路的电流不变，根据欧姆定律可知电路总电阻不变，根据串联电路电阻规律可知需要减小滑动变阻器接入电路的阻值； (3)控制电路始终处于通电状态 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 $ 3.2.2 电流的磁场（二） 知识点一、电磁继电器 1. 实质：它是利用电磁铁来控制工作电路的一种自动开关。 2. 原理：利用电磁继电器可以实现用低电压和弱电流电路的通断，来控制高电压和强电流电路的通断。如图为电磁继电器的控制电路示意图。 3. 电磁继电器的应用：水位自动报警器，电铃等。 考点1：电磁继电器的特点和应用 1．（2025春•温州期中）城市下水道井盖丢失导致行人坠人下水道的悲剧时有发生，令人痛心。为此，某同学设计了一种警示电路：在井口安装一环形灯L，井盖相当于开关S；正常情况下（S闭合），灯L不亮；一旦井盖丢失（S断开），灯L即亮起，以警示行人。图中电路符合要求的是（　　） A． B． C． D． 2．（2024春•杭州期末）如图为水位报警装置原理图，其中A、B为两个金属杆。当水位达到或超过警戒线时，绿灯、红灯和电铃的工作状态分别是（　　） A．绿灯亮、红灯不亮，电铃不响 B．绿灯亮、红灯亮，电铃响 C．绿灯不亮、红灯亮，电铃不响 D．绿灯不亮、红灯亮，电铃响 3．（2025春•杭州月考）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． 4．（2025春•绍兴月考）如图所示是一种温度自动报警器的原理图。制作水银温度计时在玻璃管中封入一段金属丝，电源的两极分别与水银和金属丝相连。 （1）该水银温度计在电路中的作用相当于一个 　 　 。 （2）当温度达到 　 　 ℃时，接通控制电路，电磁铁产生磁性，使工作电路中的 　 　 （填“绿”或“红”）灯亮。 5．（2025春•杭州校级期中）如图甲所示为某款无接触式的热风干手器，当手位于出风口下方时，可吹出热风。其内部电路由控制电路和工作电路两部分组成，简化电路如图乙所示。 （1）由图乙可知，接线柱 　 　 （选填“A”或“B”）接的是火线。 （2）当手位于出风口下方时，光敏电阻R的阻值 　 　 （选填“增大”“不变”或“减小”），衔铁被吸下，工作电路开始工作。 （3）为了满足出风口吹出热风，则加热电阻丝、风扇和出风口三者的位置，从上往下依次是 　 　 。 A．加热电阻丝、风扇、出风口 B．风扇、加热电阻丝、出风口 考点2： 电磁继电器误差分析 6．（2025•浙江模拟）如图所示的电路是利用光敏电阻特性设计的电路，能够实现夜晚变暗时路灯自动亮起，白天变亮时路灯自动熄灭。下列有关说法正确的是（　　） A．当控制电路断开时，电磁铁仍有磁性 B．光敏电阻阻值随光照强度的增强而增大 C．为了让路灯更早亮起，可将滑片适当向右移 D．工作电路A端应与家庭电路的零线相连 7．（2025春•温州期中）如图是汽车尾气中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阻值随CO浓度的增大而减小。下列说法正确的是（　　） A．电铃应接在A和C之间 B．当CO浓度升高，电磁铁磁性减弱 C．为使该检测电路在CO浓度更低时报警，可将R2的滑片向上移 D．用久后，电源电压U1会减小，报警时CO最小浓度比设定值低 8．（2025春•婺城区校级月考）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。 【项目任务】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Rp（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）如图丙所示，光敏电阻阻值随光照强度的变化规律是　 　 。 【方案设计】 （2）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”）。 【项目调试】 （3）该组同学组装好电路后开始测试，闭合开关S，当光照强度为6cd时，报警器就报警了，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？　 　 （无需具体阻值）。 【项目评价与反思】 （4）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 考点3： 电磁继电器计算 9．（2023春•滨江区校级期中）智能扫地机器人（如图甲）可通过灰尘传感器自动寻找清扫灰尘，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。 （1）当地面灰尘增多，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 　A　 （选填“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）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？ （3）若要增加光照强度，电动机仍在电压表示数≤3V时开始工作，你可以怎么做？（请写出一种方法） 10．小明根据所学的电学知识，想设计一个汽车超载自动报警电路。他查阅了相关资料了解到压敏电阻是阻值随压力变化而变化的元件，并了解到压敏电阻在生活中的一种应用﹣压力传感器。压力传感器受到的压力越大，输出的电压就越大，用它可以称量汽车的重。某压力传感器输出电压与压力的关系如下表： 压力/×105N 0 1.2 2.4 3.6 4.8 6.0 输出电压/V 0 1 2 3 4 5 小明利用该压力传感器和电阻箱R'（最大电阻999.9Ω）及部分其他器材设计了图所示的电路。闭合开关S，当线圈中电流大于或等于20mA时，电磁继电器的衔铁被吸合。已知继电器线圈的电阻为25Ω，继电器电路的电源电压由传感器的输出电压U提供。（假设U不受继电器电路影响） （1）当压力增加到一定程度时，电铃报警，说明汽车超载，则图甲中电铃应接在 　C、D　 （填“A、B”或“C、D”）两端； （2）小明希望压力大于或等于2.4×105N时，启动报警系统，则电阻箱R的电阻应调节到多大？ （3）要使该装置报警，汽车的最小重力为多少？ 11．（2023春•上城区校级单元）科技小组的同学们设计了如图甲所示的恒温箱温控电路（用于获得高于室温：控制在一定范围内的“恒温”），包括工作电路和控制电路两部分。其中，R′为阻值可以调节的可变电阻。R为热敏电阻（置于恒温箱内），其阻值随温度变化的关系如图乙所示，继电器线圈电阻50欧姆。 （1）如图甲所示状态，加热器是否处于加热状态？ （2）已知当控制电路的电流达到0.04A时，继电器的衔铁被吸合，当调节滑动变阻器阻值R′＝350Ω时，恒温箱内可获得最高温度为100℃的“恒温”。则控制电路电源电压为多大？ （3）当控制电路的电流减小到0.036A时，衔铁会被释放。如果需要将恒温箱内的温度控制在最低温度为50℃的“恒温”，则应将R′的限值调为多大？ 12．（2025春•钱塘区期末）以下是小江项目化学习小组设计的自动折叠伞控制系统。 【项目名称】设计自动折叠伞控制系统 【项目背景】同学们很喜欢到户外的学习园地中（如图甲）讨论问题。遇到下雨时，巨大的折叠伞打开操作困难。 【项目要求】当空气相对湿度达到一定程度时，工作电路中的电动机M转动，折叠伞展开。 【项目设计】根据要求设计如图乙的电路图。 （1）【器材选择】电磁继电器（线圈电阻不计，当通过电磁继电器的电流达到0.03安时，衔铁被吸下）、控制电压U1为6伏、滑动变阻器R1规格为“1安200欧”、灵敏电流表、电动机M、湿敏电阻R2、开关、导线等。 要满足上述项目要求，他们应该选择的湿敏电阻是表中 　 　 （选填字母）。 空气相对湿度/% 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 湿敏电阻A/Ω 92 90 86 80 72 56 42 30 20 13 湿敏电阻B/Ω 13 20 30 42 56 72 80 86 90 92 （2）【项目调试】利用上述选择的器材，组装好电路后开始测试。将滑动变阻器的滑片移至阻值最大处时，闭合开关S1，折叠伞不展开。若要使折叠伞在空气相对湿度达到80%时打开，则需要将滑动变阻器滑片P移至阻值多大处？（请通过计算说明） （3）【项目评价及反思】 评价指标 合格 待改进 指标一 伞可以自动展开 伞不能自动展开 指标二 开伞时的湿度可多档调节 开伞时的湿度不可调节 根据指标二，该装置被评为合格，请你结合上述信息和所学知识解释原因。 考点4： 双控制电路 13．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 。 知识点二、磁悬浮列车 列车轨道上强电磁铁的磁极与列车上的电磁铁的磁极的排斥或吸引的作用力，使列车悬浮，消除了摩擦，减少了阻力，增加运行速度； 考点5：磁悬浮及其应用 14．（2023春•长兴县校级期中）磁悬浮列车是现代高科技的应用，下列说法中不正确的是（　　） A．通过列车底部、下方轨道间的同名磁极相互排斥，使列车悬浮 B．使列车悬浮的不是电磁铁，而是磁性超强的磁石 C．由于列车在悬浮状态下行驶，因而车体与轨道间阻力小 D．列车悬浮行驶时，无振动，运行平稳 15（2024春•瑞安市校级期中）我国的磁悬浮列车和高铁技术都处于世界领先水平。 （1）上海磁悬浮列车的结构如图所示。要使列车悬浮起来，该列车运行时依据磁极间相互作用的原理是 　 　 。 （2）请你根据所学知识判断，图中车身线圈电源的A端为 　 　 极（选填“正”或“负”）。 16．（2025•永嘉县校级三模）“地漏”是连接排水管道与室内地面的接口，如图甲。“磁悬浮地漏”相对于传统地漏具有较多优点，如排水速度可随积水深度自动调节、在不排水时能密封管道等，工作原理如图乙。请判断磁体B上端的磁极为　 　 极，磁体A受到的磁力方向为　 　 。请解释碰悬浮地漏为什么积水后会自动排出水？（密封盖和磁体A固定在一起，密封盖质量可忽略不计。） 知识点三、信息的磁记录 记录声音，文字，图像等信息的磁带的一面都涂有一层磁粉，每一个磁粉粒就是一个小磁铁，通过磁头把磁粉磁化，把信息记录在磁带上。 考点6：信息的磁记录 17．阅读《磁记录》并回答问题。 磁记录: 铁棒和钢棒本来不能吸引钢铁，当磁体靠近它或者与它接触时，它便有了吸引钢铁的性质，也就是被磁化了。软铁磁化后磁性很容易消失，称为软磁性材料。硬磁性材料可以做成永磁体，还可以用来记录信息。 录音机的磁带上就附有一层磁性材料制成的小颗粒（磁粉）。 录音时，声音先在磁头线圈中转变成强弱变化的电流，这样的电流通过录音磁头，产生了强弱变 化的磁场。磁带划过磁头时，记录了一连串有关磁性变化的信息，如图所示。 放音时，磁带贴着放音磁头运动，磁性强弱变化的磁带使磁头线圈中产生变化的电流，电流经放大后使扬声器发声，这便“读”出了录音带中记录的信息。 (1)关于磁性材料的应用，以下判断中正确的是 A．磁带上的磁粉用的是软磁性材料 B．存折上的磁条用的是软磁性材料 C．电磁铁上的铁芯用的是软磁性材料 D．卡式车票的磁条用的是软磁性材料 (2)（多选）关于录音机的录音过程和放音过程，以下说法中正确的是 A．录音时磁带使磁头线圈中产生感应电流 B．放音时磁带使磁头线圈中产生感应电流 C．录音时磁粉被磁头线圈中的电流磁化 D．放音时磁粉被磁头线圈中的电流磁化 18．如图所示，录音机录音时声音先转变成强弱变化的电流，这样的电流通过录音磁头，产生了强弱变化的磁场。磁带划过磁头时，磁带上的小颗粒被强弱不同地 磁化 ，于是记录了一连串有关磁性变化的信息，磁粉小颗粒是由 （填“硬磁性”或“软磁性”）材料制成的。放音时，磁带贴着放音磁头运动，磁性强弱变化的磁带使放音磁头中产生变化的感应电流，电流经放大后使扬声器发声，这便“读”出了录音带中记录的信息。下列选项与扬声器工作原理相同的是 （填字母标号）； A．直流电铃      B．电磁继电器     C．电动机     D．动圈式话筒 请在图中磁头线圈上用箭头标识此时电流的方向。 1．（2025春•拱墅区校级月考）如图是拍摄机动车闯红灯的工作原理示意图。光控开关接收到红灯发出的光会自动闭合，压力开关受到机动车的压力会闭合，摄像系统在电路接通时可自动拍摄违规车辆。下列有关说法正确的是（　　） A．只要光控开关接收到红光，摄像系统就会自动拍摄 B．若将光控开关和压力开关并联，也能起到相同的作用 C．机动车只要驶过埋有压力开关的路口，摄像系统就会自动拍摄 D．只有光控开关和压力开关都闭合时，摄像系统才会自动拍摄 2．（2025春•临平区月考）现在很多大型商场都安装一种“聪明”的电梯，载人时电梯运行的速度快，不载人时电梯运行的速度慢。这种电梯的简易控制电路如图所示，R是压力传感器。下列分析正确的是（　　） A．螺线管的上端是S极 B．控制电路的工作原理是磁场对电流的作用 C．压力传感器R的阻值随压力的增大而减小 D．载人时电磁铁的磁性减弱 3．如图甲，我国时速600公里高速磁浮试验样车，在上海同济大学磁浮试验线上成功试跑，标志着我国磁悬浮技术已达到世界领先水平。列车上电磁体始终通有直流电，铁轨上线圈通电后，电磁体和线圈会变成一节节带有N极和S极的电磁铁，列车所受磁力如图乙所示。下列有关说法错误的是（　 　） A．磁悬浮列车是利用同名磁极相互排斥的原理悬浮在轨道上的 B．图中列车在磁力作用下正在向右行驶 C．要保证列车一直向前行驶，线圈的N极和S极就要不断变换，则铁轨上线圈中应通直流电 D．为了节约能源，列车行驶时应对铁轨上线圈分区段供电 4．（2025春•长兴县校级月考）如图所示是小明利用光敏电阻为居民接门口设计的一种智能照明电路，L为“220V，22W”的照明灯，天暗时自动发光，天亮时自动熄灭。控制电路中，电源由两节干电池串联而成。R1为定值电阻。R2为光敏电阻，其阻值会随着光强的变化而变化。下列说法正确的是（　　） A．光敏电阻的阻值随光照强度的增大而增大 B．控制电路长时间使用后电压下降，天亮时灯自动熄灭时间变晚 C．如果提高控制电路电源电压，照明灯晚上一定发光 D．光照强度越大，电压表示数越大 5．（2025春•鹿城区校级月考）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．给路灯供电的电源应接在b、c两端 B．白天流过R0的电流比夜晚小 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 6．（2025•浙江模拟）如图是一个检测天然气泄漏的电路，R1气敏电阻，其阻值浓度的增大而减小。当天然气浓度高于某一设定值时，连接在 　 　 （选填“AB“或“CD”）两端的警报响起。为使该检测电路在天然气浓度更低时报警，可将控制电路中R2的滑片向 　 　 （选填“上”或“下”）移。 7．（2025春•婺城区校级月考）科学进步是推动人类文明发展的重要动力，科学技术也在影响我们的生活。 （1）如图所示的是太阳能热水器自动加水电路（图甲），c处有水位控制开关（如图乙），高水位时接通且指示灯亮，低水位时断开且抽水机工作。则b处接的是　 　 （选填“指示灯”或“抽水机”）。 （2）小柯根据设计制作出自动加水器模型，为了确保衔铁能够吸下，他向图乙水位开关中加入足够的氯化钠，发现当衔铁闭合时A、B电极附近产生大量气泡，请根据现象猜测此时电极附近发生了　 　 。（填“化学变化”或“物理变化”） （3）分析电路，若小柯增大控制电路电源电压，则水位开关闭合　 　 （选填“更容易”或“更不容易”或“不受影响”）。 8．（2025春•长兴县校级期中）小明利用实验室的电磁继电器、阻值随温度变化的电阻R1、滑动变阻器R2、发热电阻丝R0设计了一个恒温箱控制电路。如图甲所示，恒温箱加热器的电源电压为220V，加热电热丝R0和电阻R1处于恒温箱内，图乙是电阻R1的阻值随温度变化的关系曲线。电磁继电器所在的控制电路的电源电压U＝9V，电磁继电器线圈的电阻可不计，通过实验测得当电磁继电器线圈的电流达到30mA时，电磁继电器的衔铁被吸下来。 （1）请用笔画线代替导线，按照题意将图中的电路连接完整； （2）在升温的过程中，电阻R1两端的电压会　 　 （选填“变大”“变小”或“不变”）； （3）如果要使恒温箱内保持的温度升高，合理的操作方法是　 　 。 9．（2025春•诸暨市期末）以下是某项目化学习小组设计的晾衣架自动收回系统。 【项目名称】设计晾衣架自动收回系统。 【项目背景】梅雨季节时，晾晒的衣物常因突然降雨而被淋湿。某项目化学习小组想利用电磁继电器设计一个简易装置：当检测到雨水时，自动触发电机将晾衣架收回室内。 【项目要求】当下雨时，工作电路中的电动机M转动，晾衣架收回。 【项目设计】根据要求设计如图甲的电路图。 【器材选择】电磁继电器，控制电源U1、滑动变阻器R1、灵敏电流表、电动机M、开关S1（开关S1的示意图如图乙所示，两根铜棒插入雨水收集器中，当雨水收集器中有雨水时，开关S1闭合）、导线等。 【项目调试】 （1）雨水收集器长期放置于户外，考虑到有可能下酸雨等，其制作材料应选择（　 　 ）（填选项字母） A．塑料 B．大理石 （2）往雨水收集器中加入适量水模拟下雨情况，发现控制电路中电流表有示数，但衔铁并未吸下，此时项目化学习小组应该向　 　 （选填“左”或“右”）调节滑动变阻器的滑片。 （3）控制电路接通时，电磁继电器中电磁铁上端是　 　 （选填“N”或“S”）极。 （4）【项目反思】请写出该装置在实际工作中的不足之处　 　 。 10．（2025春•萧山区校级月考）在跨学科实践课上，某小组开展了“空气质量检测仪”的项目化学习活动。 【项目任务】制作一个简易空气质量检测仪。 【项目设计】 （1）查阅资料显示空气质量等级是按照空气质量指数K划分的，如表所示。 空气质量指数K 0∼50 51∼100 101∼150 151∼200 201∼250 ＞300 空气质量等级 优 良 轻度污染 中度污染 重度污染 重度污染 （2）从学校科技实验员处借得一个气敏电阻R，通过说明书获悉，其电阻值R随空气质量指数K的关系如表所示：每当启动空气重污染橙色预警时，中小学、幼儿园等将减少或停止户外活动。 空气质量指数K 50 100 150 200 250 300 电阻值R/Ω 100 50 30 20 15 10 （3）小组经过讨论，设计如图所示的空气质量检测仪的电路，其中定值电阻R0＝20Ω，电源电压U恒为6V不变，用电流表示数表示对应空气质量指数；闭合开关S，当电流表示数为0.15A时，电路报警，此时电磁铁把衔铁B吸下来，净化系统开始工作，电磁铁中线圈的电阻不计。 【项目实施】 （1）当净化系统工作时，弹簧对P点作用力的方向是向 　 　 （选填“上”或“下”）。 （2）闭合开关S，当空气质量指数K值升高，电路中电流表的示数 　 　 （选填“增大”、“减小”或“不变”）。当电路报警时，则此时对应的空气质量等级为 　 　 （写出计算过程）。 【评价反思】 若想让仪器检测更加灵敏，使空气质量指数K略低于“方案设计”中数值时电路就报警，请提出一种合理化建议：　 　 。 11．（2024春•椒江区期末）“北方不懂南方的冷”，一语道尽冬天南北方的体感差异，一个智能加热马桶圈可以大大提升你的幸福指数。某科学学习小组开展“自制智能加热马桶圈”的项目化学习，在老师的指导下，小组同学制定了评价量表，表一为评价量表的部分内容。 表一 评论指标 评价等级 优秀 良好 待改进 节能性 在保温挡时，工作电路电流不大于50mA 在保温挡时，工作电路电流不大于50～100mA 在保温挡时，工作电路电流不大于100mA 图甲是该小组同学设计的电路图，控制电路电源电压U为3伏，Ra为力敏电阻，其阻值与马桶圈受到压力的关系如图乙所示，Rb为热敏电阻，其阻值与马桶圈的温度的关系如表二所示。工作电路的电源电压为220伏，R2是给马桶圈加热的电热丝，其阻值为200欧。电磁继电器在电流升至30毫安及以上时，衔铁被吸合，工作电路处于加热状态；在电流降至15毫安及以下时，衔铁被释放，工作电路处于保温状态。（电磁铁线圈电阻忽略不计） 表二 温度/℃ 20 25 29 32 34 35 36 37 38 40 42 44 阻值/Ω 25 50 75 100 125 150 175 200 225 250 275 300 （1）对照表一，为使该小组设计的智能加热马桶圈在评价指标节能性上达到优秀，请计算R1的阻值至少为多少欧。 （2）当质量为45千克的小科坐在马桶圈上时，请计算马桶圈的温度变化范围。 （3）若质量不到20千克的小孩坐在马桶圈上时，会出现什么问题？请简要分析说明。 12．（2025春•绍兴期末）愉快的暑假即将到来，为了保证教室内的花草正常生长，STEAM小组设计了一个自动浇花机器人，要求其按线路巡视并检测土壤的湿度，然后根据检测结果及时浇花。 【项目设计】 项目一：设计线路巡查系统。 如图甲所示，场地布置为白底，引导线为黑线，机器人腹部装有五个红外线发射接收管，按照图甲中a、b、c、d、e的顺序依次接收信号，并沿黑线前进。已知：当红外线发射接收管处在黑线位置时，发出的红外线会被黑色吸收，无法接收到地面反射，此时输出电信号为0；当红外线发射接收管处在白底位置时，发出的红外线经地面发射，均被红外线发射接收管接收，此时输出电信号为1。 项目二：设计湿度检测系统。 如图乙为设计的湿度系统原理图，实现了土壤干燥时浇水，土壤潮湿到一定程度时停止浇水的要求。已知控制电路电源电压U为12V，电磁铁线圈电阻为10Ω，R为湿敏电阻，其阻值随湿度的变化如图丙。电磁继电器在电流大于80mA时，衔铁被吸合；在电流小于24mA时，衔铁被释放。（湿度计的电阻不计） 【项目评价】下表是项目二的部分评价指标，根据评价表对活动进行评价。 评价指标 优秀 合格 待改进 适度调节 土壤湿度能控制在一定范围内，且能调整湿度范围 土壤湿度能控制在一定范围内，但不能调整湿度范围 不能将土壤湿度控制在一定范围内 （1）在巡查过程中，机器人的红外线发射接收管连续发出红外线照射到地面上，当机器人腹部的五个红外线发射接收管输出的电信号依次为01010。此时机器人沿着引导线正在 　 　 （选填“前进”、“右转”或“左转”）。 （2）使用该浇花机器人后土壤湿度维持在多少？ （3）根据评价指标，你的评价结果为 　 　 ；为了达到优秀，请给出一条优化建议：　 　 。 【培优练】 13．如图甲，小明设计的“加热恒温水壶”电路可实现以下功能：①防“干烧”，即壶内水量低于一定值，不能加热；②壶内的水先煮沸后才自动恒温；③恒温的温度可以手动调节。 【电路简介】压敏电阻R1，可感知壶内水量；热敏电阻R2，可感知水温，阻值变化趋势如图乙；L1、L2为完全相同的两个电磁铁（电阻不计，忽略距离对电磁铁磁性的影响）；电热丝Ro电阻恒为24.2欧，当加入水量达到最低水位时，电热丝工作；烧水至沸腾后，可手动调节滑动变阻器R3，实现恒温的温度调节。 (1)要实现防“干烧”功能，加入水量末到最低水位时，L1磁性 L2磁性 （填“<”、“=”或“＞”)。 (2)水沸腾后，要使壶内水温从恒温60°C调节至55°C ,R3阻值需适当调小，请简要分析原因。 (3)小红认为该设计还有不足，请指出其中一处： 。 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 $