2026年中考物理第二轮专题计算题训练:电与磁
2026-05-30
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资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 九年级 |
| 章节 | - |
| 类型 | 题集-专项训练 |
| 知识点 | 电和磁 |
| 使用场景 | 中考复习-二轮专题 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | DOCX |
| 文件大小 | 9.88 MB |
| 发布时间 | 2026-05-30 |
| 更新时间 | 2026-05-30 |
| 作者 | 匿名 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-05-30 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/58126332.html |
| 价格 | 1.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
**基本信息**
聚焦电与磁综合计算,以电磁继电器为核心载体,融合欧姆定律、电功率及传感器特性,构建"原理分析-电路计算-实际应用"的递进训练体系。
**专项设计**
|模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑|
|----|-----------|----------|----------|
|电磁继电器控制|12题(如1-3题)|双电路分析+临界电流计算|电流磁效应→电路切换→动态控制逻辑|
|传感器应用|5题(如4、6题)|电阻特性曲线+函数关系推导|压力/温度传感→电阻变化→电信号转换|
|综合电路计算|3题(如5、20题)|多挡位功率+效率综合求解|串并联电路→功率公式→能量转化守恒|
内容正文:
2026年中考物理第二轮专题计算题训练:电与磁
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、计算题
1.生活中,电梯超载时,自动报警系统的电铃响起,电梯无法起降。报警系统的工作原理如图甲所示,控制电路电源电压U=6V,电磁铁线圈电阻R0=150Ω,电阻箱R1的电阻设定为250Ω,R2为压敏电阻,其阻值与压力的大小关系如图乙所示。当线圈中的电流大于或等于10mA时,衔铁被吸合,受控制电路中电动机断电,报警电铃响,实现超载停机并发出提醒。
(1)电梯的自动报警电铃应接在________(选填“C、D”或“E、F”)之间。
(2)空载时电梯底座对R2的压力等于电梯厢的重 力为4000N,闭合开关S1,求空载时控制电路中的电流大小;
(3)求该电梯限载人数;(设每人质量为70kg,g取10N/kg)
(4)若要求电梯限载人数减小,请对控制电路提出一种改进措施。
2.某创新小组设计了如图所示的水温自动控制装置。控制电路中,电压恒为18V,定值电阻R0为200Ω,R为热敏电阻,其阻值随温度的变化情况如表所示。工作电路中,电源电压恒为220V,发热电阻R1为20Ω。发热电阻和热敏电阻均处于水箱中,电磁铁线圈电阻忽略不计。当控制电路中的电流为0.06A时,电磁铁恰好能将衔铁吸下。
温度T/℃
10
20
30
40
50
60
70
电阻R/Ω
1000
700
450
250
200
100
50
(1)电磁继电器中电磁铁的工作原理是______;控制电路通电后,电磁铁上方磁极为______极。
(2)工作电路正常工作时的电流为多少?
(3)水箱中水的温度最高可达多少摄氏度?
(4)若想降低水箱中加热水的最高温度,请写出一种简便可行的方法。
3.恒温箱广泛应用于科研、医疗、养殖等领域。在学校开展的综合实践活动中,某小组设计的装置内部电路如图甲所示,可实现加热、保温两档自动切换,其中是定值电阻,为热敏电阻,、为电热丝。控制电路电源电压U为3V,为25Ω,为176Ω,为44Ω,电磁铁线圈的电阻忽略不计。的阻值与温度的关系如图乙所示,电磁铁衔铁在电流大于或等于60mA时吸合,当电流小于或等于30mA时释放。求:
(1)该恒温箱的温度为25℃时控制电路的电流;
(2)该恒温箱加热状态时工作电路的电功率;
(3)该恒温箱的温度控制范围;
(4)进行培育实践时,要求适宜温度为20℃~25℃,小组成员对恒温箱进行调试,并设计了两种调整方案。
方案一:保持电源电压和控制电流不变,只把增大为50Ω;
方案二:保持和控制电流不变,只把电源电压降低到2.25V。
请任意选择其中一个方案计算分析判断其是否可行。
4.某电梯简图如图1所示,其部分工作原理如图2所示,R是一个压敏电阻,加在压敏电阻R上的压力增大时,它的阻值减小,当控制电路中的电流达到设定值时超载电铃报警。
(1)压敏电阻R的阻值随着压力的变化规律如图3所示,控制电路的电源电压为6V,当控制电路中的电流达到0.03A时,衔铁被吸下,报警电铃响起,求此时R的大小及这部电梯设计的最大载重是多少?(电磁铁线圈的电阻不计)
(2)电梯质量300kg,带动电梯升降的电动机上标有“220V,10kW”的字样。当电梯里人和货物的总质量为500kg时,中途匀速运行10s内上升了10m,则此过程电动机将电能转化为机械能的效率是多少?(g取10m/s2)
5.在科技小组开展的“设计一款多功能电热水器”项目活动中,规定使用两种不同规格的纯电阻发热体和放在水箱中,其中,。小青同学提交的初步设计简化电路如图甲,后来考虑到实际应用中自动控制与快速加热的需求,他又将设计电路修改为如图乙,热敏电阻阻值随温度变化的关系如图丙所示;为可调电阻,用来设定电热水器的水温;电磁铁线圈电阻忽略不计。各电路中的电源电压如图所示且都保持不变。
(1)图甲设计中,开关均闭合时电路工作100s所消耗的电能为多少J?
(2)图乙设计中,加热至60℃时,自动进入保温模式,此时电磁继电器线圈的电流达到30mA,的阻值应该调至多少Ω?
(3)小青比较了以上两种设计的工作电路所消耗的总功率,发现两者最接近时比值为10∶11。请计算得出图甲设计中电路正常工作保温挡时的总功率。
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。
7.某变频空调电路原理示意图如图甲所示,其中控制电路的电源电压为调控电阻,可通过遥控调节其阻值大小,为热敏电阻,其阻值随温度变化的图像如图乙所示,为磁控开关,当热敏电阻的阻值发生变化时,线圈的电流也随之发生变化,当电流大于或等于时,的两个磁性弹片相互吸合,工作电路的变频压缩机开始工作。工作电路的电压为为保护电阻,磁控开关的线圈电阻不计。
(1)当S接通,的两个磁性弹片的相邻端为_____(选填“同”或“异”)名磁极。
(2)若该空调最高设定温度为,则调控电阻的阻值不能超过多少?
(3)由于变频作用,某段时间内工作电路的总功率变化如图丙所示,已知保护电阻为,则内消耗的电能是多少?
8.国庆节,小华和家人到博物馆参观,他被展厅自动大门所吸引,他发现当人靠近大门时,大门自动打开,如图甲所示。回家后,他和所在的物理小组一起利用电磁继电器、人体红外传感器,电动机等元件制作了模拟电路,部分电路如图乙所示。其中电动机铭牌上标有“220V 50W”的字样,控制电路的电源电压为,为定值电阻,人体红外传感器的阻值随人体到大门距离的变化关系如图丙所示;当电磁铁线圈中的电流为时,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)电动机正常工作时开门一次用时,请计算开门一次电动机消耗电能多少J?
(2)若电动机实际工作时通过的电流为,实际功率为,求电动机两端的实际电压?
(3)经测试时刚好触发电动机工作,则的阻值为多少?
9.如图甲是某自动控温电热水器的电路图,其中控制电路电压恒为6V,R1为热敏电阻,置于水箱中产生的热量对水箱中水温的影响忽略不计,R1阻值随温度变化的关系如图乙所示,R2为可调电阻,用来设定电热水器的水温。工作电路设置保温和加热两种状态,R3、R4为纯电热丝,均置于水箱中,;电磁铁线圈电阻忽略不计,当电磁铁电流达到0.2A时,继电器衔铁被吸下来即达到设定温度。工作过程中,电源电压均保持不变,请完成下列问题:
(1)若将电热水器水温设为60℃,R2的阻值是多少?
(2)加热时电热丝R3的功率为多少?
(3)如果电热水器储有60kg水,电路处于加热状态正常工作1小时,工作电路产生的热量被水吸收后,水温升高了25℃,此热水器的效率是多少?。
10.为实现自动控制,小明同学利用电磁继电器(电磁铁线圈电阻不计)制作了具有延时加热、保温、消毒等功能的恒温调奶器,其电路图如图甲所示。控制电路中,电压,定值电阻,热敏电阻R阻值随温度变化的图像如图乙所示;工作电路中,电压,,。已知恒温调奶器容量为,水温达到80℃时衔铁会跳起。
(1)求衔铁刚跳起时,通过电磁铁线圈的电流;
(2)求工作电路在保温状态下的电功率;
(3)当调奶器加满温度为25℃的水,加热元件工作500s后衔铁跳起,求此过程中消耗的电能。
11.如图甲为酸奶机内部简化电路图,该电路由控制电路和工作电路两部分组成,控制电路的电源电压恒为18V,R1为定值电阻,其阻值为40Ω,热敏电阻R2的阻值随温度t的变化关系如图乙所示,工作电路中加热器正常工作时,通过加热器的电流为0.5A。闭合开关S,当通过电磁铁线圈的电流小于或等于0.2A时,衔铁被释放,工作电路的加热器开始加热;当通过电磁铁线圈的电流大于或等于0.3A时,衔铁被吸合,加热器停止加热,电路中导线及线圈的电阻不计。求:
(1)加热器正常工作时的电功率;
(2)当温度为32℃时,控制电路中的电流;
(3)酸奶机正常工作时的温度变化范围;
(4)要提高该装置控制的最高温度值,请提出一种可行方案。
12.如图甲是科技小组设计的“智能温控小屋”简化电路,受控电路功率随时间的变化关系如图乙所示。当室温上升至28℃时冷却系统开始工作,当室温降至23℃时停止工作。为热敏电阻,其阻值随温度的升高而减小,当控制电路中的电流为0.15A时,衔铁刚好被吸下,控制电路电源电压恒为3V。定值电阻为100Ω,线圈电阻忽略不计。求:
(1)受控电路40min内消耗的电能;
(2)受控电路工作时,通过电阻的电流;
(3)热敏电阻的变化范围。
13.物理兴趣小组利用磁性开关S2设计了烟雾报警与自动喷淋联动模拟系统,当烟雾达到一定浓度时触发自动报警喷淋,防范火灾发生。图甲为该模拟系统示意图,为气敏电阻。控制电路中的电流时,磁性开关的动触片被电磁铁吸引与触点a接触,安全指示灯L熄灭,报警喷淋系统同时工作;控制电路中的电流时,动触片被释放,与触点b接触,安全指示灯L亮,报警喷淋系统停止工作。已知控制电路电源电压U控大小可调节,电磁铁线圈电阻不计,气敏电阻的阻值与烟雾浓度C的关系如图乙所示,R0为定值电阻。工作电路电源电压,报警电铃标有“36V 18W”的字样。
(1)报警电铃响时电流表的示数为2.5A,则喷淋系统工作20s消耗的电能是多少?
(2)通过调节U控大小,可改变该装置对烟雾探测的灵敏度。当U控调至某一值时,触发报警喷淋的最低烟雾浓度,此时电阻R0的功率为0.012W,求此时的阻值大小和控制电路消耗的总功率P控。
14.在实践活动中,小博利用电磁继电器(电磁铁线圈电阻不计)制作了具有加热、保温功能的恒温孵化器,如图甲所示。在控制电路中,电源电压U1=12V,定值电阻R0=50Ω,热敏电阻R阻值随温度变化的图像如图乙所示;在孵化器内的工作电路中,电源电压U2=220V,R1、R2为电热丝,R1=1000Ω,R2=100Ω。当孵化器内温度达到45°C时,衔铁会跳起。求:
(1)衔铁刚跳起时,通过电磁铁线圈的电流;
(2)工作电路在保温状态下的电功率;
(3)衔铁被吸下以后经过10min工作电路中产生的热量;
(4)若要使孵化器内温度达到35°C时衔铁就跳起,请通过计算说明应串联一个多大的电阻来调整控制电路?
15.某家用电热水器工作原理如图所示。图甲为电热水器的原理图,包括工作电路和控制电路两部分,通过电磁继电器自动控制实现加热和保温状态的挡位变换。、为电热丝,其中阻值为22Ω,电路保温功率为220W,电磁铁线圈的电阻忽略不计,为定值电阻,R为热敏电阻(置于电热水器内),其阻值随温度变化关系如图乙所示。当控制电路的电流达到0.04A时,继电器的衔铁被吸合;当控制电路中的电流减小到0.024A时,衔铁被释放,求:
(1)当工作电路为加热状态时的电流和加热功率大小;
(2)工作时的电阻;
(3)若热水器可获得的最高温度为60℃,热水器最低温度控制在40℃,则的阻值为多少?
16.道路被损坏的一个重要原因是车辆严重超载。为了抓拍超载车辆,学校的科技小组设计了一个“汽车超载记录器”,其电路原理图如图甲。已知控制电路的电源电压U=10V,线圈电阻R0=5Ω,保护电阻R1=10Ω。当车辆经过水平检测点时,阻值与压力变化的关系如图乙所示。当电压表示数U1≥4V时,继电器的衔铁被吸下,工作电路中的照相机就开始抓拍。(g取10N/kg)求:
\
(1)抓拍时通过R0的电流;
(2)某总质量为1.5×104kg的汽车通过时,计算说明该车是否被抓拍;
(3)为了延长某大桥的使用寿命,将控制电路电源电压降为9V,要抓拍m总≥30t的车,则R1要更换多大的电阻。
17.在实践活动中,小博利用电磁继电器(电磁铁线圈电阻不计)制作了具有加热、保温功能的恒温孵化器,如图甲所示。在控制电路中,电源电压,定值电阻,热敏电阻R阻值随温度变化的图像如图乙所示;在孵化器内的工作电路中,电源电压,、为电热丝,, 。当孵化器内温度达到时,衔铁会跳起。求:
(1)衔铁刚跳起时,通过电磁铁线圈的电流;
(2)工作电路在保温状态下的电功率;
(3)衔铁被吸下以后经过10min工作电路中产生的热量;
(4)若要使孵化器内温度达到时衔铁就跳起,请通过计算说明应如何调整控制电路。
18.小西利用光敏电阻为社区设计了一种自动草坪灯,其工作原理如图所示。工作电路中有两盏规格均为“220V,22W”的灯泡L,天暗时灯泡自动发光,天亮时自动熄灭;控制电路的电源电压U恒为12V,定值电阻R0的阻值为200Ω,电磁铁线圈的电阻忽略不计。在一定范围内,光敏电阻R的阻值与光照强度E(单位为lx)之间的存在一定关系,部分数据如下表所示。
光照强度E/lx
1.0
2.0
3.0
4.0
5.0
光敏电阻R/Ω
150
75
50
37.5
30
(1)两盏灯均正常发光时,工作电路中的总电流为多少?
(2)当天色渐暗,通过线圈的电流为0.04A时,工作电路的照明系统恰好启动。此时光敏电阻R的阻值为多少?光照强度为多少?
19.如图甲是某多功能养生壶内部简化电路图,由控制电路和工作电路两部分组成。为热敏电阻,其阻值随水温变化图像如图乙所示。控制电路电源电压,R为滑动变阻器,线圈电阻不计。当壶中的水温达到100℃时,线圈中的电流为6mA,衔铁刚好被吸下。工作电路电源电压,、为电热丝,,。求:
(1)养生壶的加热功率和保温功率是多少?
(2)此养生壶的加热效率为90%,用此养生壶加热挡加热7min,可使质量为2.2kg的水从15℃加热至多少℃?
(3)使用烧水功能时,需设定水温达到100℃时停止加热,进行保温,则此时滑动变阻器R接入电路的阻值是多少?
20.“无油烹饪”成为当下人们追求的一种健康饮食方式。如图甲所示的空气炸锅,工作时通过电加热丝将空气加热,利用高温空气来代替食用油,通过高功率的风扇,使高温空气在一个密闭空间内形成循环热流,通过热流使食物迅速变熟,达到设定加热温度后,开关断开。求:
产品容量
加热方式
高速空气循环技术
额定功率
额定电压
时间设定
0-60分钟
烹饪温度
(1)在工作电路中,指示灯标有“”字样,要使指示灯正常工作,则保护电阻的阻值为多大;
(2)工作电路中电热丝与指示灯支路并联,已知的额定电压为,额定功率为,正常工作时,工作电路的总电流为,求此时指示灯支路的功率;
(3)控制电路电源电压恒定,通过调节变阻器接入电路的阻值来设置加热温度,电阻置于温度监测区域,它的阻值随温度变化的关系如图乙所示。当加热温度设定为,的阻值调为时,闭合开关,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;直到温度达到时,衔铁向上弹起,停止加热。则当的阻值调为时,对应的加热温度设定为多少。
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
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《2026年中考物理第二轮专题计算题训练:电与磁》参考答案
1.(1)E、F
(2)5mA
(3)8人
(4)见解析
【详解】(1)根据题意,当线圈中的电流大于或等于10mA时,衔铁被吸合,受控制电路中电动机断电,报警电铃响,故电梯的自动报警电铃应接在E、F之间。
(2)由图乙知,空载时电梯底座对R2的压力为4000N时,R2压敏电阻对应的电阻为800Ω,由图甲知控制电路中电磁铁线圈电阻R0、电阻箱R1和压敏电阻R2串联接入电路,电路的总电阻R总=R0+R1+R2=150Ω+250Ω+800Ω=1200Ω
空载时控制电路中的电流
(3)当线圈中的电流等于10mA时,电路的总电阻
此时压敏电阻R2′=R总′-R0-R1=600Ω-150Ω-250Ω=200Ω
由图丙可知,此时对应的压力为1×104N,即当压力F=1×104N时超载,电梯报警,空载时电梯底座对R2的压力等于电梯厢的重力为4000N,故电梯中人的重力为G人=F-F空=1×104N-4×103N=6×103N
一个人的重力为G1=mg=70kg×10N/kg=700N
电梯超载时的人数为人
故电梯限载人数为8人。
(4)①保持起始报警电流不变,若要减小核载人数,压力变小,则R2的阻值变大;由于吸合电路不变,根据U=IR可知,可以增大电源电压;②吸合电流不变,在电源电压一定时,电路的总电阻不变,所以可以减小R1的阻值。
2.(1) 电流的磁效应 N
(2)11A
(3)60℃
(4)增大控制电路电源电压
【详解】(1)[1]奥斯特最早发现了电流的磁效应,即通电导线周围存在磁场,人们利用此原理制成了电磁铁。
[2]由图可知,闭合开关后,电流从电磁铁下端流入,根据安培定则,四指顺着电流方向,则大拇指向电磁铁的上端,所以电磁铁的上端为N极。
(2)根据欧姆定律知,工作电路正常工作时的电流
(3)当控制电路中的电流为0.06A时,电磁铁恰好能将衔铁吸下,电路总电阻为
热敏电阻阻值
由表格可知,此时水箱中水的温度最高可达。
(4)由表格可知,当水温的最高温度降低时,热敏电阻接入电路的阻值变大,根据串联电路电阻规律可知,电路总电阻变大,而通过控制电路的电流不变,根据欧姆定律可知,控制电路电源电压增大,由此可知,若要降低水箱中的最高温度,可适当增大控制电路电源电压。
3.(1)
40mA
(2)
1100W
(3)
23℃~26℃
(4)
选择方案一进行分析,该方案不可行。
【详解】(1)由图乙可知,当温度为25℃时,热敏电阻的阻值,控制电路由和串联组成,其总电阻为
根据欧姆定律,控制电路的电流为
(2)工作电路有加热和保温两种状态。由可知,在电源电压不变时,电阻越小,功率越大,为加热状态。当电磁铁吸合时,衔铁被吸下,动触点与下方静触点接通,电热丝被短路,只有接入电路,此时电路电阻最小,功率最大,处于加热状态。加热状态的电功率为
(3)恒温箱的温度控制是利用电磁继电器实现的,当温度下降到设定下限时,阻值最小,控制电路电流增大到吸合电流,电磁铁吸合,工作电路从保温状态切换到加热状态和串联,此时控制电路的总电阻为
对应的热敏电阻阻值为
由图乙可知,当时,对应的温度为23℃,此为控制的最低温度。
当温度升高到设定上限时,阻值最大,控制电路电流减小到释放电流,电磁铁释放,工作电路从加热状态切换到保温状态,此时控制电路的总电阻为
对应的热敏电阻阻值为
由图乙可知,当时,对应的温度为26℃,此为控制的最高温度。
因此,该恒温箱的温度控制范围是23℃~26℃
(4)选择方案一进行分析:目标是将温度控制范围调整为20℃~25℃。
方案一:保持电源电压不变,将增大为,根据恒温箱工作原理,控制范围的上限温度由释放电流决定,下限温度由吸合电流决定。
① 计算调整后的下限温度:当电流达到时,电磁铁吸合,开始加热。
此时控制电路总电阻
热敏电阻的阻值
由图乙可知,的阻值随温度升高而增大,当阻值最小时,温度最低,最低温度不为20℃,不满足要求。
② 计算调整后的上限温度:当电流减小到时,电磁铁释放,停止加热。
此时控制电路总电阻
热敏电阻的阻值
由图乙可知,当时,对应的温度为25℃。
综上,采用方案一,恒温箱的温度控制范围不满足20℃~25℃的要求,故该方案不可行。
4.(1)200Ω,10000N
(2)80%
【详解】(1)由题意得,控制电路电源电压,衔铁吸下时控制电路电流,电磁铁线圈电阻不计,根据欧姆定律可得压敏电阻阻值
由图3图像可知,当时,对应压敏电阻受到的压力,由于踏板轻质,压力等于电梯载重,因此电梯设计的最大载重为。
(2)由题意得,电梯质量,人和货物总质量,总质量
上升高度,运动时间,电动机功率
电梯上升获得的机械能等于克服总重力做的功
根据功率公式,可得电动机消耗的总电能
因此电能转化为机械能的效率
5.(1)
(2)140Ω
(3)100W
【详解】(1)由图甲可知,开关均闭合时,只有R1的简单电路,电路工作100s所消耗的电能
(2)由图丙可知,温度升高,Rt的阻值越大,电路的总电阻越大,由欧姆定律可知通过电路的电流越小,电磁铁的磁性越弱,弹簧将衔铁拉起,动触点和上面的静触点连接,只有R2的简单电路,电路的总电阻较大,由可知电路的总功率较小,处于保温模式,由图丙可知加热至60℃时,Rt=60Ω,此时电磁继电器线圈的电流达到30mA,电路的总电阻
由串联电路电阻的规律得到的阻值应该调至RP=R-Rt=200Ω-60Ω=140Ω
(3)由图甲可知,闭合开关S1,两个电阻串联,电路的总电阻最大,由可知电路的总功率最小,处于保温状态,小青比较了以上两种设计的工作电路所消耗的总功率,发现两者最接近时比值为10∶11,所以
得到R2=10R1=10×44Ω=440Ω
图甲设计中电路正常工作保温挡时的总功率
6.(1)4.5A
(2)8W
(3)4kg
【详解】(1)由图乙知道,当t=3s时,电源电压是15V,定值电阻两端的电压为
线圈中通过的电流
(2)根据题意知道,水泵启动喷水时,当线圈中通过的电流I≥2A,则根据欧姆定律知道
则根据串联电路的电压特点知道,电源电压
此时,电阻R1的功率
(3)当Ua<6伏时,电路中没有电流通过,水泵不工作;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,控制电路两端的电压≥10V,由图乙知道,电压在3s内由0V增大到15V,又在3s内由15V减小到0V,那么每秒电压的变化量为5V,据此推算0~2s内电源电压小于10V,水泵不工作;2s~4s内电源电压大于等于10V,水泵启动喷水;已知水泵每秒可喷出水的体积为2×10-3m3,则在0~6s内喷时间是2s,则这段时间喷水的质量为
7.(1)异
(2)550Ω
(3)14880J
【详解】(1)当S接通,的两个磁性弹片的相邻端为异名磁极,由于异名磁极相互吸引,此时的两个磁性弹片相互吸合。
(2)控制电路中,Rt、Rs串联。
当
时压缩机开始工作,由欧姆定律得,此时控制电路的总电阻
时热敏电阻的阻值为,所以此时
所以的阻值不能超过。
(3)由丙图与可知,内变频空调工作电流
内变频空调工作电流
内消耗的电能是
8.(1)150J
(2)180V
(3)170Ω
【详解】(1)开门一次电动机消耗的电能为
(2)电动机两端的实际电压为
(3)当时,查丙图可知此时红外传感器阻值为130Ω。因刚好触发电动机工作,说明此时控制电路中电流为
红外传感器两端电压为
定值电阻两端电压为
定值电阻阻值为
9.(1)20Ω
(2)2000W
(3)87.5%
【分析】根据欧姆定律和电功率的公式计算电阻和电功率;计算水吸收的热量、电路工作时消耗的电能,从而计算热水器的效率。
【详解】(1)由图乙可知,当水温设定为60℃时,热敏电阻的阻值。当达到设定温度时,继电器衔铁被吸下,此时控制电路中的电流,控制电路的电源电压。由可得,控制电路的总电阻
因为在控制电路中,和是串联的,所以的阻值
(2)当水温低于设定温度时,控制电路中电流较小,电磁铁磁性弱,衔铁被弹簧拉起,动触点与上方静触点接通,工作电路中只有电热丝接入电路,此时电热水器处于加热状态。
工作电路的电源电压, 加热时电热丝的功率
(3)水吸收的热量
电热水器加热的时间
由可得,电热水器处于加热状态正常工作1小时消耗的电能
此热水器的效率
10.(1)0.02A
(2)55W
(3)
【详解】(1)根据题意,当水温达到80℃时衔铁会跳起。由图乙可知,当温度80℃时,热敏电阻的阻值,控制电路中,定值电阻R0与热敏电阻R串联,电磁铁线圈电阻不计。控制电路的总电阻为
根据欧姆定律,此时通过电磁铁线圈的电流为
(2)当温度升高到80℃时,衔铁跳起,说明电磁铁磁性减弱,衔铁被弹簧拉起,动触点与静触点a接通。此时工作电路中R1和R2串联,电路总电阻较大,根据公式可知,此时电功率较小,电路处于保温状态。保温状态下,工作电路的总电阻为
工作电路在保温状态下的电功率为
(3)当调奶器对水进行加热时,水温低于80℃,控制电路中热敏电阻R的阻值较小,电流较大,电磁铁磁性较强,吸合衔铁,动触点与静触点b接通。此时工作电路中只有R2工作,电路总电阻较小,电功率较大,处于加热状态。加热状态下的电功率为
由可知,加热元件工作500s消耗的电能为
11.(1)100W
(2)0.15A
(3)36℃~44℃
(4)增大定值电阻R1的阻值。
【详解】(1)加热器正常工作时的电功率为
(2)由图乙的变化规律可得,温度时,热敏电阻阻值
控制电路中R1与R2串联,电路总电阻
由欧姆定律,得电流为
(3)当电流达到吸合电流时,加热器停止加热,对应温度最高,根据欧姆定律,总电阻
热敏电阻阻值
由图乙可得,对应温度为44℃。
当电流降到时,加热器开始加热,对应温度最低,根据欧姆定律,总电阻
热敏电阻阻值
由图乙可得,对应温度为36℃。因此酸奶机正常工作的温度变化范围为36℃~44℃。
(4)电磁铁的吸合电流不变,控制电路电源电压不变,根据可知,吸合时总电阻保持不变,增大R1的阻值后,吸合时
可得R2的阻值更小,由图乙可知,R2越小对应温度越高,因此可以提高该装置控制的最高温度。
12.(1)
(2)0.03A
(3)
【详解】(1)由图乙分析得,40min内受控电路的总工作时间为
受控电路40min内消耗的电能
(2)受控电路工作时衔铁被吸下,控制电路中与并联,根据并联电路电压规律,两端电压等于控制电路电源电压,即
的电流
(3)衔铁被吸下前,控制电路只有接入,电流达到0.15A时衔铁刚好被吸下,此时阻值最小,根据欧姆定律计算最小阻值
衔铁被吸下后,与并联,当总电流减小到0.15A时,衔铁弹开,冷却系统停止工作,此时通过的电流
此时阻值最大,计算最大阻值
因此热敏电阻的变化范围为。
13.(1)1440J;
(2)220Ω,0.1W
【详解】(1)报警电铃响时,磁性开关的动触片与触点a接触,报警电铃与喷淋系统并联于工作电路中,电源电压,电流表测量工作电路的干路电流,则工作电路的总功率为
根据铭牌,报警电铃此时正常工作,功率等于额定功率
则喷淋系统的功率为
喷淋系统工作20s消耗的电能为
(2)当烟雾浓度时,触发报警,此时控制电路中的电流达到临界值,即
由图乙可知,与C是一次函数关系,设
将点(0, 300Ω)和点(5%, 250Ω)代入函数关系式,解得,,所以
当烟雾浓度时,气敏电阻的阻值
此时,定值电阻R0的功率,由可得
控制电路为Rc与R0串联,总电阻为
控制电路消耗的总功率为
14.(1)0.04A
(2)44W
(3)
(4)50Ω
【详解】(1)当衔铁刚跳起时,孵化器内温度达到45°C,由图乙可知此时热敏电阻的阻值。控制电路中,定值电阻与热敏电阻R串联,根据串联电路电阻的特点,总电阻
根据欧姆定律,已知电源电压,则通过电磁铁线圈的电流
(2)当衔铁跳起时,与串联,工作电路处于保温状态。根据电功率公式,工作电路电源电压,总电阻
则保温功率
(3)当衔铁被吸下时,单独工作,工作电路处于加热状态。由焦耳定律变形式,,,时间,则产生的热量
(4)当温度达到35℃时,由图乙可知热敏电阻的阻值。因为衔铁跳起时控制电路电流仍为,电压仍为,所以总电阻仍为
则需要串联的电阻为
15.(1)10A,2200W
(2)198Ω
(3)250Ω
【详解】(1)当电磁继电器衔铁被释放时,只有R1工作,电路中的总电阻较小;当衔铁被吸合时,R1、R2串联,电路中的总电阻较大。根据可知,当衔铁被释放时,只有R1工作,电热水器是加热状态,加热时的电流为
加热功率
(2)当衔铁被吸合时,R1、R2串联,电热水器是保温状态。此时电路中的总电阻
根据串联电路的电阻关系可知,的电阻
(3)当控制电路的电流达到0.04A时,获得的最高温度为60℃,继电器的衔铁被吸合时,进入保温状态,由图乙可知,此时热敏电阻的阻值为200Ω;当控制电路的电流减小到0.024A时,获得的最低温度为40℃,继电器的衔铁被释放,进入加热状态,由图乙可知,此时热敏电阻的阻值为500Ω。当控制电路中的电流为0.04A时,电源电压①
当控制电路中的电流为0.024A时,电源电压②
控制电路的电源电压不变,由①②可得,的阻值
16.(1)0.4A
(2)见解析
(3)
【详解】(1)控制电路中,、、串联,根据串联电流规律,通过、、的电流相等,电压表测电压,则抓拍时通过R0的电流
(2)某总质量为1.5×104kg的汽车通过时,压力为
由乙图可知,此时阻值为,控制电路中电流为
则电压表示数为
此时继电器的衔铁没有被吸下,该车不会被抓拍。
(3)依题意可知,当车子质量为30t时,电压表示数为4V,继电器的衔铁被吸下,照相机恰好开始抓拍。此时压力为
由乙图可知,此时阻值为,控制电路中电流为
则阻值应更换为
17.(1)0.04A
(2)44W
(3)
(4)应将定值电阻R0串联一个50Ω的电阻
【详解】(1)当孵化器内温度达到45℃时,衔铁会跳起。由图乙可知,此时热敏电阻的阻值。控制电路中,定值电阻R0与热敏电阻R串联,电磁铁线圈电阻不计。控制电路的总电阻
根据可得,通过电磁铁线圈的电流
(2)当温度升高,控制电路中电流减小,电磁铁磁性减弱,衔铁跳起,动触点与静触点a接通,工作电路中与串联,此时电路总电阻较大,功率较小,处于保温状态。由可得,工作电路在保温状态下的电功率
(3)当温度较低时,控制电路中电流较大,电磁铁磁性较强,将衔铁吸下,动触点与静触点b接通,工作电路中只有工作,此时电路总电阻较小,功率较大,处于加热状态。加热状态下的电功率
工作时间
产生的热量
(4)电磁继电器衔铁跳起的动作电流是固定的,由第(1)问可知,动作电流。若要使孵化器内温度达到35℃时衔铁就跳起,由图乙可知,此时热敏电阻的阻值。此时控制电路的总电阻
此时控制电路中的定值电阻
需要串联的电阻阻值
18.(1)0.2A
(2)100Ω,1.5lx
【详解】(1)由P=UI可得,每盏灯泡正常发光时通过的电流
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以,两盏灯均正常发光时,工作电路中的总电流I总=2IL=2×0.1A=0.2A
(2)由表格数据可知,光照强度E和光敏电阻R的阻值的关系为
照明系统恰好启动时,控制电路的电流I=0.04A,由可得,控制电路的总电阻
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,光敏电阻R的阻值R=R总-R0=300Ω-200Ω=100Ω
此时光照强度
19.(1)1100W,220W;
(2);
(3)
【详解】(1)当继电器线圈电流达不到6mA时,衔铁不会被吸下,此时工作电路中只有电阻工作,工作电路电阻最小,由可知,电路处于加热状态;当继电器线圈电流达到6mA时,衔铁会被吸下,此时工作电路中、串联,工作电路电阻最大,此时电路处于保温状态。则
(2)加热挡工作7min养生壶消耗的电能
水吸收的热量
由得
水的末温度
所以,可使质量为2.2kg的水从15℃加热至60℃。
(3)当温度为100℃时,由图乙可知。此时控制电路的电流
控制电路总电阻
滑动变阻器接入电路的阻值
20.(1)
(2)121W
(3)200℃
【详解】(1)由图可知,指示灯与保护电阻串联,指示灯正常工作时电压,电流,电源电压,保护电阻两端电压
串联电路电流处处相等,则
由可得,保护电阻的阻值
(2)由可得,电热丝正常工作电流
指示灯支路电流
指示灯支路功率
(3)当加热温度设定为150℃时,,由图可知此时,此时电磁继电器衔铁被吸下,工作电路接通。根据串联电路电阻特点,可知此时控制电路总电阻
当调为80Ω时,因为衔铁吸合与弹起时控制电路电流相等,根据欧姆定律可知,电压不变,总电阻相等,所以此时
由图可知对应的加热温度设定为200℃。
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