第13节 电磁继电器计算 专项练习-2025-2026学年浙教版期末八年级下册科学
2026-06-08
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2份
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66页
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资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 科学 |
| 教材版本 | 初中科学浙教版八年级下 |
| 年级 | 八年级 |
| 章节 | - |
| 类型 | 题集-专项训练 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-期末 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 浙江省 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 39.59 MB |
| 发布时间 | 2026-06-08 |
| 更新时间 | 2026-06-08 |
| 作者 | 元芳科学 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-06-08 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/58250666.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
**基本信息**
聚焦电磁继电器在实际情境中的综合应用,通过项目化问题构建“传感器-控制电路-工作电路”的逻辑链条,强化科学思维与探究实践。
**专项设计**
|模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑|
|----|-----------|----------|----------|
|拔高综合练|15道|恒温/湿度控制、电梯报警等项目化情境题,结合图像/表格数据|传感器特性→电阻变化→电流计算→电磁铁磁性→电路通断控制|
|新题速递|14道|智能调光、CO₂浓度调节等创新应用,含跨学科情境|欧姆定律应用→参数调节(滑片移动/电阻更换)→功能实现逻辑|
内容正文:
电磁继电器计算
目录
拔高综合练 2
新题速递 19
拔高综合练
1.(24-25八年级下·浙江台州·期中)项目化学习小组设计了一个孵化器的恒温装置。图甲为热敏电阻R、滑动变阻器R1和继电器等组成的恒温箱的简单温控电路。为继电器线圈供电的电池的电压为6伏,图中的“电源”是恒温加热箱的电源,继电器线圈的电阻为100欧。当线圈中电流大于或等于20毫安时,继电器的衔铁被吸合,图乙为热敏电阻的R-t图像。分析回答:
(1)恒温箱的加热器应接在 (填“AB”或“CD”)端。
(2)孵化小鸡时,恒温箱的温度设定为40℃则滑动变阻器R1应取多大阻值?
(3)不同孵化时期所需要的孵化温度略有不同,如要调低孵化温度,应向 调节滑动变阻器的滑片。
【答案】(1)AB(2)110Ω(3)左
【解析】(1)根据图乙可知,热敏电阻R的阻值随温度的升高而减小,当温度的升高时,热敏电阻R的阻值减小,控制电路中总电阻减小,则控制电路中的电流增大,当控制电路中的电流大于等于设定的电流时,衔铁被吸引,电键K接通CD所在的电路;反之,接通AB所在的电路;则当温度较低时,电键K接通AB所在的电路,当温度较高时,电键K接通CD所在的电路,所以恒温箱的加热器应接在AB端。
(2)由图乙可知,恒温箱的温度设定为时,热敏电阻R的阻值为90Ω,由欧姆定律得,控制电路的总电阻为,由串联电路的电阻规律得,此时滑动变阻器R1的阻值为。
(3)电磁继电器吸引衔铁闭合时,所需的电流大小为定值,由欧姆定律知,电源电压一定时,控制电路中的总电阻也为一个定值,根据图乙可知,当降低孵化温度时,热敏电阻R的阻值增大,总电阻要保持不变,滑动变阻器接入电路的阻值应该减小,所以,应向左调节滑动变阻器的滑片。
2.(24-25八年级下·浙江温州·期末)盆栽的花卉生长需要一定的土壤湿度。某项目化小组设计了一个自动控湿电路(如图甲):控制电路电源电压U=9伏,R0为定值电阻,Rₓ为湿敏电阻(其阻值与土壤湿度的关系如图乙)。当土壤湿度升高至60%时,线圈中的电流增大至I1,衔铁恰好被吸下,土壤加湿器停止工作;当土壤湿度下降至40%时,线圈中的电流减少至 I2,衔铁恰好被释放,加湿器开始工作。如此循环,最终使得土壤湿度控制在40%到60%之间。线圈电阻忽略不计。
(1)在图甲的线圈中插入铁棒的目的是 。
(2)求衔铁恰好被吸下时,控制电路中的电流 I1。
(3)若要使土壤的湿度控制在30%到60%之间,对电路进行以下调整,其中正确的是 。
A.增大电源电压 B.减小R0的电阻 C.增加线圈的匝数
【答案】(1)增强电磁铁的磁性(2)0.45A(3)B
【解析】(1)在通电螺线管中插入铁棒,铁棒会被磁化,从而使电磁铁的磁性大大增强。所以在图甲的线圈中插入铁棒的目的是增强电磁铁的磁性。
(2)当湿度升至为60%时,控制电路只有Rₓ工作,由乙图可知,此时Rₓ=20Ω; 控制电路中的电流
(3)从40%-60%改为30%-60%,即降低土壤湿度,由图乙可知,土壤湿度降低,湿敏电阻的阻值将增大。
A.电源电压增大,可能会导致电路中电流增大,在未达到60%时就将衔铁吸下,加湿器停止工作,故A错误;
B.定值电阻的阻值减小,总电阻减小,相同湿度下电流将增大,可知将在湿度更低使吸引衔铁,同时满足60%的上限不变,故B正确;
C.增加匝数,磁性变强,可能在湿度未达60%就将衔铁吸下,故C错误。故选B。
3.(24-25八年级下·浙江绍兴·期末)植物生长需要适宜的环境湿度。某劳动实践小组为大棚内的甲植物(适宜的环境湿度为30%~40%)设计了一个自动加湿装置,当环境湿度降至30%,加湿器开始加湿;当环境湿度升至 40%,加湿器停止加湿,其电路如图所示。控制电路的电源电压 U恒为6V,定值电阻R0为20Ω,湿敏电阻R的阻值与环境湿度的对应关系如表所示。(线圈电阻忽略不计)
环境湿度
湿敏电阻R/Ω
70%
10
50%
20
40%
30
30%
40
(1)闭合开关S1, 电磁铁的上端是 极(选填“南”或“北”)。
(2)当环境湿度增大时,电磁铁的磁性会 (选填“增强”或“减弱”)。
(3)闭合开关S1、S2,求衔铁恰好被吸下时,通过控制电路的电流大小为多少安?
(4)若大棚内换成种植乙植物(适宜的环境湿度为50%~70%),小明提出该加湿装置只需更换电阻 R0就能实现“当环境湿度降至 50%,加湿器开始加湿;当环境湿度升至70%,加湿器停止加湿”的功能。求更换后R0的阻值大小为多少欧?
【答案】(1)南(2)增强(3)0.12安(4)40欧
【解析】(1)电流从上方外侧流入,根据安培定则知,电磁铁的上端是S(南)极。
(2)分析表格湿敏电阻R的阻值随环境湿度的升高而减小,则当环境湿度升高时,湿敏电阻阻值减小,通过电磁铁的电流变大,磁性增强。
(3)当湿度为40%时,衔铁恰好被吸下,加湿器停止加湿,此时R=30欧,通过控制电路的电流
(4)适宜的环境湿度为50%~70%,衔铁吸引与释放的电流不变,故总电阻不变;释放时的电阻为R放=40Ω+20Ω=20Ω+R0´解得R0´=40Ω。即更换后R0的阻值为40Ω。
4.(24-25八年级下·浙江台州·期末)某兴趣小组为学校智慧农场的储水箱设计自动注水控制系统。
【明确目标】电路功能:水箱装满水时,水泵能自动停止工作。
【分析条件】①工作电路电压U1恒为220V,控制电路电压U2恒为12V。
②压敏电阻R2安装在水箱下部,其阻值会随压力变化而改变。
③电磁铁线圈阻值不计,当电流达到40mA时,衔铁恰好被吸下。
④水箱的容积为0.8m3,水箱自身质量不计。
【设计方案】根据要求,该小组设计了图甲方案。
(1)闭合开关S时,电磁铁上端为 极。
(2)为达成设计目标,R2应选择图乙中的 (选填“①”或“②”)。
(3)水箱装满水时工作电路中的电动机M恰能自动停止工作,则R1应为多少欧?
【答案】(1)N(2)②(3)100Ω
【解析】(1)由图甲可知,电流从电磁铁的下端流入,由安培定则可知电磁铁的下端是N极,上端是S极。
(2)水箱装满水时,R2受到的压力最大,水泵能自动停止工作,说明电磁铁吸引衔铁,动触点向下移动,此时电磁铁的磁性增强,电路中的电流变大,由欧姆定律可知电路的总电阻变小,由电阻的串联可知R2的阻值变小,图乙中②R2的阻值和压力的关系图像。
(3)R2受到的压力,查表可知,当F=8000N时,,电磁铁线圈阻值不计,当电流达到40mA时,衔铁恰好被吸下,电路的总电阻
R1的阻值。
5.(24-25八年级下·浙江舟山·期末)2025年我市开展“清凉学习”中小学教室空调安装行动,将在全市所有中小学教室中共安装2244台空调,为师生创造更舒适的学习环境。
(1)空调属于大功率用电器,为保证用电安全,防止电路中 过大,电线过热,引发火灾,往往会给教室中空调单独铺设输电线。
(2)为落实节能降耗,某校科学小组同学开展项目学习活动,设计空调开机自动控制电路。活动过程如下:
【明确问题】小组同学经讨论后提出,控制电路需实现以下功能,并提出具体标准:
①电路能感知环境温度的变化;
②室温达到30℃时自动接通电路,空调开始工作。
【方案设计】根据标准,小组讨论后,设计了如图甲的自动控制模拟电路,实现当气温升至30℃时,衔铁才能被电磁铁吸下,接通空调线路。热敏电阻R1的阻值随温度变化情况如图乙(线圈电阻忽略不计)。请计算衔铁刚吸合时控制电路中的电流是多少?
【方案迭代】实际使用中发现:当气温在30℃上下波动时,空调线路会频繁接通和断开,影响空调的正常使用。因此该同学在图甲的基础上增加了一个定值电阻R0(如图丙),实现了空调线路接通后,气温降低至26℃以下时才自动切断,回升至30℃后才重新接通。
(3)请计算R0的阻值。并说出“气温从30℃降低至26℃时,空调线路不断开”的工作原理 。
【答案】(1)电流(2)0.15A(3)60Ω,工作原理见详解
【解析】(1)空调属于大功率用电器,为保证用电安全,根据P=UI可知,通过空调的电流过大,为了防止电路中电流过大,电线过热,引发火灾,往往会给教室中空调单独铺设输电线。
(2)当气温升至30℃时,衔铁才能被电磁铁吸下,接通空调线路。由图乙可知,此时热敏电阻Rt的阻值为20Ω,则衔铁刚吸合时控制电路中的电流是
(3)由图乙可知,当温度降为26℃时,热敏电阻Rt的阻值,由并联电路的电压特点可知,此时热敏电阻Rt两端的电压不变,通过Rt的电流,电路改进前后,衔铁刚被吸下时,电磁铁线圈中的电流大小不变, 由并联电路的电流特点可知,通过R0的电流,由欧姆定律可知,R0的阻值
工作原理:气温升至30℃时,衔铁被吸下,Rt和R0并联工作,气温从30℃下降到26℃,由于R0的作用,线圈的电流一直大 于等于0.15A,衔铁一直被吸引,空调线路不断开。
6.(24-25八年级下·浙江金华·期末)图1为一智能路灯工作原理简图,已知控制电路中电源电压恒为6V,为滑动变阻器,R为光敏电阻,其阻值随光照强度(单位符号:)变化的规律如图2所示。当光照足够强时,路灯L不工作;当光照强度降为20,控制电路中电流为0.2A时,工作电路刚好启动,路灯L正常工作。电磁铁线圈的电阻忽略不计。
请完成下列问题:
(1)工作电路中连接灯L的左侧导线为 。(选填“火线”“零线”或“地线”)
(2)由图2可知光敏电阻R的阻值随光照强度的增强而 。(选填“增大”或“减小”)
(3)请列式计算,工作电路刚好启动时,滑动变阻器接入电路的阻值。
(4)为了节能,要使光照强度低于20时,工作电路才开始启动,应该如何改进控制电路?请至少写出两条改进控制电路的方法 。
【答案】(1)火线(2)减小(3)10Ω(4)见解析
【解析】(1)在家庭电路中,为了保证用电安全,开关应接在火线上,当开关断开时,用电器与火线断开,避免触电事故。由图可知,左侧导线与开关相连,所以连接灯L的左侧导线为火线。
(2)由图2可知,随着光照强度的增强,光敏电阻R的阻值逐渐减小,所以光敏电阻R的阻值随光照强度的增强而减小。
(3)当光照强度降为20cd时,工作电路刚好启动,此时控制电路中电流I=0.2A。 从图2中可以看出,当光照强度为20cd时,光敏电阻R的阻值为20Ω。 已知控制电路中电源电压U=6V,根据欧姆定律,可得此时控制电路的总电阻,因为控制电路中R与R0串联,根据串联电路的电阻特点R总=R+R0,所以滑动变阻器R0接入电路的阻值R0=R总−R=30Ω−20Ω=10Ω
(4)要使光照强度低于20cd时工作电路才开始启动,也就是要使控制电路在光照强度更低时电流才达到0.2A,可以从改变电阻和改变电磁铁磁性等方面考虑,以下是一些改进方法:①增大滑动变阻器R0接入电路的阻值:在其他条件不变的情况下,增大R0的阻值,会使控制电路的总电阻增大,根据欧姆定律,在电源电压不变时,总电阻增大,电流会减小。这样就需要更低的光照强度使光敏电阻R的阻值增大到一定程度,才能使电流达到0.2A,从而启动工作电路。
②换用匝数更多的电磁铁:匝数更多的电磁铁在相同电流下磁性更强,这样就需要更大的电流才能使电磁铁吸引衔铁,启动工作电路。而要获得更大的电流,就需要更低的光照强度使光敏电阻R的阻值减小到一定程度,所以可以使光照强度低于20cd时工作电路才开始启动。
③换用磁性更强的电磁铁:磁性更强的电磁铁同样需要更大的电流才能吸引衔铁,启动工作电路,因此也能使光照强度低于20cd时工作电路才开始启动。
7.(24-25八年级下·浙江湖州·期末)湖州市正在高水平建设生态文明典范城市。针对空气质量问题,某科学小组开展了“制作空气质量检测净化仪”的项目化学习活动。小组经过讨论和研究,设计了图甲所示电路。电流表的示数可代表对应的空气质量指数。电路中的净化系统在空气质量等级达到轻度污染时可自动启动,调节空气质量。控制电路中的电源电压,调控电阻的阻值大小可调,R为气敏电阻,其阻值随空气质量指数K的变化图像如图乙所示。下表是依据空气质量指数K划分的空气质量等级。
空气质量指数K
空气质量等级
优
良
轻度污染
中度污染
重度污染
严重污染
(1)下列不属于空气质量监测污染物的是 。
A. B. C. D.
(2)现在当电流表示数为时,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,求此时调控电阻的阻值是多少?(写出计算过程)
(3)在保持上题中调控电阻数值不变的情况下,请在电流表的示数面板上标出对应的空气质量指数K。(附上必要的计算结果,标注指数K时请画出对应的刻度)
【答案】(1)A(2)10Ω(3)
【解析】(1)CO2 是空气成分,不算污染物;SO2、NO2是有害气体,PM2.5 是可吸入颗粒物,均为污染物。故选A。
(2)由图乙,轻度污染对应K=100−150,净化系统启动时K 取 100(或看图像,当K=100 时,R=50Ω)。控制电路电压U=12V,电流I=0.2A,总电阻
气敏电阻R=50Ω(K=100 时),则R0=R总−R=60Ω−50Ω=10Ω。
(3)当空气质量指数K=0(空气质量等级为优)时:从图乙可知,此时气敏电阻R=150Ω,因为R0 =10Ω,根据串联电路总电阻R总=R+R0=150Ω+10Ω=160Ω则。
当空气质量指数K=50(空气质量等级为良)时: 从图乙可知,此时气敏电阻R=100Ω, R总=R+R0=100Ω+10Ω=110Ω则,当空气质量指数K=100(空气质量等级为轻度污染)时: 前面已求得,此时I=0.2A。
当空气质量指数K=150(空气质量等级为中度污染)时: 从图乙可知,此时气敏电阻 R=30Ω,R总=R+R0=30Ω+10Ω=40Ω则
当空气质量指数K=200(空气质量等级为重度污染)时: 从图乙可知,此时气敏电阻R=20Ω,R总=R+R0=20Ω+10Ω=30Ω则
当空气质量指数K=300(空气质量等级为严重污染)时: 从图乙可知,此时气敏电阻R=10Ω,R总=R+R0=10Ω+10Ω=20Ω则
在电流表的示数面板上,分别在I=0.075A处标上K=0;I=0.1A处标上K=50;I=0.2A处标上K=100;I=0.3A处标上 K=150; I=0.4A处标上 K=200;I=0.6A处标上K=300,如图所示。
8.(24-25八年级下·浙江金华·期末)如图甲为一款电热杯垫,可对水杯加热且可调节保温的温度。某项目化小组设计了一个电热杯垫的电路(如图乙)。控制电路电源1的电压为6伏,R0为滑动变阻器,R为热敏电阻,其阻值随温度的变化情况如图丙所示。当线圈中的电流达到0.15安时,衔铁被吸合(线圈电阻不计),杯垫处于保温状态。
(1)由图丙可知,热敏电阻R的阻值随温度的升高而 ;
(2)按电热杯垫电路的工作要求,加热器应接在图乙中的 (填数字);
(3)当滑动变阻器R0接入电路的电阻为10Ω时,电热杯垫的保温温度是多少?
(4)如果要适当降低可调温杯垫的保温温度,下列措施中可行的有 。
A.将滑动变阻器R0的滑片向右移 B.控制电路中串联一个电阻
C.增加该电磁铁线圈匝数 D.适当提高电源2的电压
【答案】(1)减小(2)1(3)40℃(4)AC
【解析】(1)据丙图可知,热敏电阻R的阻值随温度的升高而减小。
(2)根据题意,当线圈中的电流达到0.15安时,衔铁被吸合,杯垫处于保温状态,则加热器应接在图乙中的1位置。
(3)保温时,控制电路中的总电阻为热敏电阻的阻值为,据丙图可知,电热杯垫的保温温度是40℃。
(4)A.控制电路中的电流不变,总电阻不变,将滑动变阻器R0的滑片向右移变阻器接入电路中的阻值变小,则热敏电阻的阻值变大,温杯垫的保温温度会降低,故A符合题意;
B.控制电路中串联一个电阻,热敏电阻接入电路中的阻值变小,温杯垫的保温温度会升高,故B不符合题意;
C.增加该电磁铁线圈匝数,电磁铁对衔铁的吸引能力增强,会提前将衔铁吸下,温杯垫的保温温度会降低,故C符合题意;
D.适当提高电源2的电压,不会影响,衔铁被吸下来时的温度,故D不符合题意。故选AC。
9.(24-25八年级下·浙江嘉兴·期末)出于安全考虑,电梯都设置了超载自动报警系统,其工作原理如图甲所示。已知控制电路电源电压,保护电阻,压敏电阻的阻值随压力F大小变化如图乙所示。空载时电梯底架对压敏电阻的压力为3000N,电磁铁线圈的阻值忽略不计。
请回答下列问题:
(1)电梯不超载时,按下楼层开关S,电动机工作,此时触点K与触点 接触;
(2)当电磁铁线圈电流超过20mA时,衔铁就会被吸住。考虑电梯自重,则该电梯最大承载货物量是多少千克?(写出计算过程)
(3)保证安全运行情况下,如果要求电梯的承载量更大,应该 (选填“增大”或“减小”)电阻。
【答案】(1)A(2)600kg(3)增大
【解析】(1)据甲图可知,不超重时,电梯正常运行,即工作电路中电动机工作,此时触点K与触点A接触。
(2)当电路中的电流为,控制电路中的总电阻
已知,则压敏电阻,根据乙图像可得,此时电梯产生的压力为,电梯最大承载物体重力为,电梯最大承载货物量是。
(3)保证安全运行情况下,即控制电路中的总电阻不变,要求电梯的承载量更大,压敏电阻的阻值变小,则电阻的 要变大。
10.(24-25八年级下·浙江金华·期末)小东设计了一个病人输液时的自动输液报警器(如图1),其原理如图2。设计要求:当输液管中有药液时绿灯亮,无药液时喇叭报警。已知U2=3V,当线圈电流≥0.2A时衔铁被吸下。图3为光敏电阻阻值随光照强度变化的曲线。请回答:
(1)图2中,电磁铁上端为 极(填“N”或“S”)。
(2)药液流完后,控制电路线圈中电流将 (填“变大”“变小”或“不变”)。
(3)当药液存在时,LED灯发出的光将被会聚到光敏电阻上。当光照强度为3cd,此时绿灯恰好亮起,求定值电阻R0的阻值(忽略线圈电阻,写出计算过程)。
(4)调试时发现有无药液均报警,可采取的措施是 (写出一种即可)。
【答案】(1)N(2)变小(3)9Ω(4)见解析
【解析】(1)电磁铁线圈上电流方向向右,由安培定则可知,电磁铁的上端是N极。
(2)输液管中没有药液流过时,没有了药液柱会聚作用,光敏电阻上的光照强度变小,电阻变大,线圈中的电流变小。
(3)当光照强度为3cd时,由图 3 知光敏电阻R光=6.0Ω。绿灯恰好亮起时,线圈电流I=0.2A,控制电路电源电压U2=3V。根据欧姆定律,控制电路总电阻,因为R总=R光-R0,所以。
(4)调试时发现输液报警器处输液管中有无药液流过都会发出警报,说明有药液时电磁铁的磁性太弱(导致衔铁被弹簧拉上去),原因可能是控制电路电源的电压U2太小,可能是电磁铁线圈的匝数太少,可能是定值电阻R0的阻值太大等,改进措施有:更换电压更大的控制电路电源,增加电磁铁线圈的匝数,换用阻值更小的定值电阻R0等。
11.(24-25八年级下·浙江宁波·期末)如图所示为某科学兴趣小组设计的“自动注水”水箱模型。当水位较低时,注水水泵会自动注水;当水位到达设定高度时,注水水泵会自动停止注水。其中是可调节的电阻箱,是一个放置在水箱底部的力敏电阻,其阻值随水位h变化如表所示:已知:电阻箱接入电路中的阻值为,控制电路的电压为,工作电路的电压为,线圈电阻忽略不计,当线圈中电流时,衔铁被拉起。
0
5
10
20
25
30
35
40
3
7
11
20
26
33
40
50
(1)据表分析,在一定范围内,当压力增大时,力敏电阻的阻值 (填“变大”或“变小”);
(2)请计算当注水水泵停止工作时,水箱内的水位高度;
(3)控制电路中可调节电阻箱的作用除了保护电路外,还可以 。
【答案】(1)变大(2)(3)调节水箱的水位设定高度
【解析】(1)据表分析可知,深度越深,力敏电阻受到的压力变大,力敏电阻的阻值变大。
(2)当注水水泵停止工作时,电路中的电流为0.1A,则控制电路中的总电阻为力敏电阻的阻值为由表可知。
(3)调节电阻箱,可以改变电路中的电流,使衔铁被提前吸引或推迟吸引,改变节水箱的水位设定高度。
12.(24-25八年级下·浙江宁波·期末)某同学在乘坐手扶电梯时发现,当电梯上没有人时,电梯以较慢的速度运行;当电梯上有人时,电梯运行速度加快。查阅资料知道:电梯运行的简易电路如图甲所示,电动机的转速随电流的增大而增大,压敏电阻R2的阻值随压力而变化,如图乙所示。(线圈电阻可忽略不计)
(1)由图乙可知,压敏电阻的阻值随压力增大而 ;
(2)当触点与1接触时,电梯以 (选填“较快”或“较慢”)的速度运行;
(3)若控制电路的电源电压为24V,当电流达到20mA时电磁铁将衔铁吸下。现要求一个质量为40kg的小朋友站在电梯上,就能使电梯以较快速度运行,则滑动变阻器R3接入电路的阻值为多大?(g取10N/kg)
(4)如果要求质量更小的人站在电梯上就能使其较快运行,应该如何改动控制电路?(写出两种方法)
【答案】(1)减小(2)较慢(3)400Ω(4)减小R3;增大电源电压
【解析】(1)由图乙知道,压力越大,压敏电阻的阻值越小,即压敏电阻R2的阻值随压力增大而减小。
(2)当触点与1接触时,电动机与R1串联接入电路,电动机两端电压小于电源电压;当触点与2接触时,右侧电路只有电动机工作,其两端电压等于电源电压;通过电动机的电流变大,电动机转速变快,为快速挡。所以当触点与1接触时,电梯以较慢的速度运行。
(3)小朋友的重力,即对电梯的压力为由图2可知,此时力敏电阻的阻值为;衔铁被吸下的电流为根据欧姆定律知道,控制电路的总电阻为根据串联电路的电阻关系知道,滑动变阻器R3接入电路的阻值为。
(4)要求质量更小的人站上电梯就能使其较快运行,质量变小,重力变小,则对电梯的压力变小,根据图甲可知,此时力敏电阻的阻值变大,控制电路的总电阻变大,根据欧姆定律可知,电路中的电流变小,由于吸合电流不变,要使此时的电流达到吸合电流,则需要增大电路中的电流,故采取的方法是:①减小电路的总电阻,即滑动变阻器R3接的滑片向右移动,减小R3;②增大电源电压。
13.(24-25八年级下·浙江丽水·期中)近几年青田进行老小区改造,不少多层楼房安装了电梯。出于安全考虑,电梯都设置超载自动报警系统,其工作原理如图甲所示,电路由工作电路和控制电路组成。在工作电路中,当电梯没有超载时,电动机正常工作;当电梯超载时,电铃发出报警铃声,电动机不工作。在控制电路中,已知电源电压U=12V,保护电阻R1=80Ω,电磁铁线圈的阻值为20Ω,电阻式压力传感器(压敏电阻)R2的阻值随压力F大小变化如图乙所示,电梯底架自重忽略不计。
(1)控制电路中,当乘客增多时,电磁铁的磁性 (选填“增大”或“减小”);工作电路中,电铃应该在触点 (选填“A”或“B”)所在支路;
(2)若电磁铁线圈电流达到20mA时,衔铁刚好被吸住,电铃发出警报声,此时电梯乘坐几人。(以每人50kg计算)
(3)如题中条件下,若想增大电梯的载客量,下列措施可行的是( )
A.减少电磁铁线圈的匝数 B.换用弹性更弱的弹簧
C.减小R1的阻值 D.减少控制电路电源电压
【答案】(1)增大 B(2)12人(3)D
【解析】(1)[1][2]控制电路中,当乘客增多时,由图乙可知压敏电阻的阻值减小,根据欧姆定律可知:控制电路中的电流增大,电磁铁的磁性增大,衔铁会被吸下来,因此工作电路中,电铃应该在触点B所在支路。
(2)若电磁铁线圈电流达到20mA时,衔铁刚好被吸住,电铃发出警报声,此时电路的总电阻为,保护电阻、电磁铁的线圈电阻和压敏电阻三者串联,所以此时压敏电阻的阻值为,根据图乙可知;当压敏电阻的阻值为500Ω时,对应的压力F=6000N,每个人的重力为,可乘坐的人数为。
(3)若想增大电梯的载客量,即压敏电阻所受压力增加,由图乙可知压敏电阻阻值减小,控制电路中电流变大,而电磁铁吸合电流不变,由欧姆定律可知应增大保护电阻的阻值或者增加电磁铁线圈的匝数或者减小控制电路电源电压均可以减小控制电路中电流,而换用弹性更弱的弹簧不影响电路中电流大小,故D符合题意,ABC不符合题意。故选D。
14.(24-25八年级下·浙江温州·期中)电梯为居民出入带来了很大的便利,出于安全考虑,电梯设置有超载自动报警系统,其工作原理如图甲所示,为保护电阻,为压敏电阻,的阻值与它所受压力的关系如图乙所示。闭合开关S,电梯没有超载时,电动机正常工作,电铃不响;控制电路中的电流达到一定值时,电铃报警,电动机不工作。已知控制电路的电源为6V,保护电路电阻,当电磁铁线圈电流达到15mA时,衔铁刚好被吸住。电梯底部自重和电磁铁线圈的阻值都忽略不计。
(1)图甲中的D点应与触点 (填“A”、“B”或“K”相连);
(2)当衔铁刚好被吸住时,该电梯厢内站立总质量为多少千?(写出计算过程)
(3)如果想设置电梯最大乘客载重量为1000kg,计算出的阻值应该设置为多少?(写出计算过程)
(4)若想降低该电梯最大载重,下列方法可行的是 (填字母)。
A.适当降低R1阻值 B.适当减小控制电路的电源 C.适当增加电磁铁的线圈匝数
【答案】(1)A(2)(3)(4)AC
【解析】(1)图甲中的D点应与触点A相连,因为当电梯超载时,控制电路中的电流增大,电磁铁磁性增强,衔铁被吸住,此时要使电铃报警,电动机不工作,所以D点应与A点相连,使电铃所在电路接通,电动机所在电路断开。
(2)当衔铁刚好被吸住时,电路中的电流I=15mA=0.015A根据欧姆定律可得,此时电路中的总电阻,压敏电阻R2=R总-R1=400Ω-200Ω=200Ω由图乙可知,当R2=200Ω时,压敏电阻所受压力F=9000N,可得电梯厢内站立总质量
(3)当电梯最大乘客载重量为1000kg时,乘客重力G′=m′g=1000kg×10N/kg=10000N即压敏电阻所受压力F′=10000N由图乙可知,此时
控制电路中的电流解得
(4)A.降低R1阻值,报警电流仍维持15mA不变,报警时控制电路的总电阻R总=R1+R2即总电阻不变,由于R1阻值减小,所以报警时R2阻值更大,由图乙可得,R2阻值更大,载重更小,故A符合题意;
B.减小控制电路电源,报警电流仍维持15mA不变,由于控制电路电源电压变小,达到报警电流时总阻值R总=R1+R2
即总电阻要变小,由于R1不变,报警时R2阻值更大,由图乙可得,R2阻值更小,载重更大,故B不符合题意;
C.增加电磁体的线圈匝数,同样的电流下,电磁体磁性更强,控制电流电流低于15mA时就能把衔铁吸下来进行报警,即报警时控制电路电流变小,由于电源电压不变,报警时总阻值R总=R1+R2
即总电阻变大,R1阻值不变,报警时R2阻值变大,载重更小,故C符合题意。故选AC。
15.(24-25八年级下·浙江杭州·期中)某项目化小组自制了一款孵蛋器(图甲)进行孵化小鸡实验,孵化器中有控湿电路(如图乙)用来调节孵化小鸡所需湿度。当孵蛋器内湿度变化,湿敏电阻R1阻值也发生变化(如图丙),此时装在E、F两点间的电压鉴别器两端的电压随之变化,闭合开关S1,加湿器开始工作,湿度增加,当UEF高于5.4V时,加湿器停止工作;当UEF低于4.5V时,工作电路的加湿器重新开始工作,从而使箱内湿度再次升高。
(1)乙图中,当开关S1闭合后,电磁铁的上端为 极(填“N”或“S”);
(2)加湿器应接在 端(填“AB”或“CD”);
(3)孵化小鸡中后期,控制电路中的电源两端电压U1为9V,定值电阻R0的阻值为3000Ω,则该孵蛋器内湿度的变化范围为;
(4)孵化小鸡初期,需要提高孵化器箱内湿度,可以 控制电路电压(填“增大”或“减小”)。
【答案】(1)S(2)CD(3)(4)减小
【解析】(1)如图乙,闭合开关,此时电流从线圈下面的导线流入,从上面的导线流出,根据安培定则可知,电磁铁上端是S极,下端为N极。
(2)由图乙可知,控制电路中,两电阻串联接入电路,电压表测定值电阻两端的电压,当UEF高于5.4V时,加湿器停止工作,根据可知,此时通过电路的电流变大,电磁铁的磁性增强,吸下衔铁,CD所在电路断开,所以加湿器应接在CD端。
(3)当时,电路中的电流为此时湿敏电阻两端的电压为湿敏电阻的电阻为由图丙可知湿度为30%;当时,电路中的电流为此时湿敏电阻两端的电压为湿敏电阻的电阻为由图丙可知湿度为45%,该孵蛋器内湿度的变化范围在30~45%之间。
(4)孵化小鸡初期,需要提高孵化器箱内湿度,由图丙可知,湿敏电阻阻值变小,由于定值电阻的阻值以及加湿器停止或开始工作的电压不变,由欧姆定律知,电路中的电流不变,根据知,可以调节控制电路电源电压减小。
新题快递
1.(25-26八年级下·浙江杭州·阶段检测)如图甲,商场的电动扶梯一般采用自动调速的模式,当有人站上去时运行较快,空电梯无人乘时运行较慢。小棉同学利用电磁继电器和力敏电阻结合所学的知识,自行设计了具有自动调速功能的电动扶梯电路(如图丙)。
请完成下列问题:
(1)力敏电阻的阻值与所受压力的关系如图乙所示,由图乙可知力敏电阻的阻值随所受压力的增大而 。(填“增大”或“减小”)
(2)控制电路电源电压为20伏恒定不变,当电流等于或大于20 mA时电磁铁将衔铁吸下。当滑动变阻器接入电路的阻值为500欧时,请通过计算判断此时质量至少为多大的人站到电梯上,能使电梯较快运行?(列式计算,g取10 N/kg)
(3)为了让质量更小的人站上电梯就能使其较快运行,应该如何改进控制电路?请至少写出两条改进控制电路的方法 。
【答案】(1)减小(2)50kg(3)①减小滑动变阻器接入的电阻;②增加电磁铁线圈匝数
【解析】(1)观察图乙,压力越大,力敏电阻的阻值纵坐标越小,因此阻值随压力增大而减小。
(2)已知吸下衔铁的最小电流 控制电路电源电压,根据欧姆定律,总电阻力敏电阻的阻值
对照图乙,,对应的压力,人对电梯的压力等于重力,因此人的最小质量。
(3)质量更小的人重力更小,对力敏电阻的压力更小,对应的阻值更大,控制电路总电阻更大,电流更小,难以达到吸下衔铁的电流。要使电流达到要求,可通过:①增大控制电路电源电压,在总电阻不变时增大电流;②减小滑动变阻器接入的阻值,减小总电阻,增大电流;③通过增强电磁铁磁性(如增加线圈匝数),让更小的电流就能吸下衔铁。
2.(25-26八年级下·浙江杭州·期中)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(lx);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U1=12V,U2=220V,则:
(1)电磁铁P上端为 极(填“N”或“S”);
(2)图中的M处用电器应为 (填“节能灯”或“电动卷帘”);
(3)当外界光照强度达到150lx时,电动卷帘便开始工作,求R0的阻值。
【答案】(1)S(2)节能灯(3)190
【解析】(1)开关S闭合时,电磁铁中电流的方向是向左的,根据安培定则可知,电磁铁P的上端为S极。
(2)当外界光照较强时,光敏电阻阻值小,控制电路电流大,电磁铁磁性较强,吸引衔铁,动触点与A接触,能启动电动卷帘适时调整进光量;当外界光照较弱时,光敏电阻阻值大,控制电路电流小,电磁铁磁性较弱,衔铁弹回,动触点与B接触,能动启动节能灯给予补光,则M处接节能灯。
(3)当外界光照强度达到150lx时,由图丙可知此时光敏电阻的阻值,当电动卷帘便开始工作,电磁铁能吸合衔铁的电流,由欧姆定律得,控制电路的总电阻,根据串联电路电阻规律可知,R0的阻值。
3.(2026·浙江杭州·一模)教室长时间密闭会导致室内二氧化碳浓度上升,从而影响学生的听课效率。为此,小南设计了如图甲所示的自动换气设备,其中控制电路电压恒为6V,气敏电阻的阻值随二氧化碳浓度的变化图像如图乙所示,当通过线圈的电流大于等于50mA时,衔铁被吸下,电动机M工作,加快室内外空气交换,从而降低室内二氧化碳浓度,当通过线圈的电流小于等于40mA时,衔铁弹回,指示灯L亮,使教室内二氧化碳浓度维持在一定的范围。(电磁铁线圈电阻不计)
(1)现有两盏规格分别为“220V0.2A”、“220V0.05A”的小灯泡,且该自动换气设备在白天均处于待机工作状态,从节能角度来讲,指示灯L所选的规格应为 ;
(2)若滑动变阻器的阻值为60欧姆,则该自动换气设备能调节的室内二氧化碳浓度范围为多少?(写出计算过程)
(3)电动机频繁处于工作与不工作状态间转换,会导致电动机寿命变短。为此,小南想通过提高该设备二氧化碳浓度调节的最大值来扩大室内二氧化碳浓度的调节范围,下列方法可行的是 (填字母)。
A.适当减小控制电路的电源电压 B.适当增加控制电路的电源电压
C.适当减小电磁铁的线圈匝数 D.适当增加滑动变阻器接入电路的阻值
【答案】(1)220V 0.05A(2)浓度范围0.09%~0.12%(3)ACD
【解析】(1)根据可知,电压相同时,通过灯泡的电流越小,灯泡的功率越小,,所以“220V 0.05A”的小灯泡功率小,根据可知功率越小,相同时间耗电越少,所以从节能角度来讲,指示灯L所选的规格应为“220V 0.05A”。
(2)由图甲可知,控制电路中两电阻串联接入电路,当通过电路的电流为50mA时,电路的总电阻:,串联电路总电阻等于各分电阻之和,此时气敏电阻的阻值:,由图乙可知此时二氧化碳浓度为0.12%;当通过电路的电流为40mA时,电路的总电阻:,此时气敏电阻的阻值:,由图乙可知此时二氧化碳浓度为0.09%,所以该自动换气设备能调节的室内二氧化碳浓度范围为0.09%~0.12%。
(3)通过提高该设备二氧化碳浓度调节的最大值来扩大室内二氧化碳浓度的调节范围,即要求气敏电阻阻值更小才能达到吸合的电流,以减小电动机工作的频率。
AB.适当减小控制电路的电源电压,吸合的电流不变,则气敏电阻阻值更小,二氧化碳浓度更大才能达到吸合的电流,故A符合题意,B不符合题意;
C.适当减小电磁铁的线圈匝数,需要更大电流才能吸合衔铁,在电压不变时,要求气敏电阻阻值更小,故C符合题意;
D.适当增加滑动变阻器接入电路的阻值,在电压一定时,要仍然达到吸合的电流,要求气敏电阻阻值更小,故D符合题意。故选ACD。
4.(2026·浙江·一模)浙江的春季,天气潮湿,可以用除湿机除湿,其简化后的电路图如图1所示。控制电路中的电源电压,调控电阻的阻值范围为为装在除湿器内的湿敏电阻,其阻值随相对湿度的变化如图2所示(空气中含有水蒸气的百分比,单位为:%RH),L为磁控开关,当湿敏电阻的阻值发生变化、电流大于或等于时,的两个由磁性材料制成的弹片具有了磁性并相互吸合。已知:为保护电阻,磁控开关线圈的电阻不计。
(1)当接通时,可判断出图1中线圈上端的磁极是 极;
(2)若要在相对湿度更小时,除湿机就能开始除湿工作,则应将调控电阻 (选填“变大”或“变小”);
(3)若实验室内有较敏感的器件,需要相对湿度控制在以内,求除湿机调控电阻的最大阻值。
【答案】(1)北或N(2)变小(3)
【解析】(1)根据安培定则,用右手握住螺线管,让四指指向螺线管中电流的方向,则大拇指所指的那端就是螺线管的N极。由图可知,电流从线圈上端流入,下端流出,所以可判断出图1中线圈上端P的磁极为N极。
(2)由图2可知,相对湿度越小,湿敏电阻R的阻值越大。因为控制电路中R与R0串联,电源电压U1不变,根据欧姆定律,当相对湿度更小时,R增大,要使电流仍能达到大于或等于20mA(使L的弹片吸合),则应减小R0的阻值,即应将调控电阻变小。
(3)当相对湿度为60%RH时,由图2可知湿敏电阻。当电流时,根据欧姆定律。因为控制电路中R与R0串联,所以调控电阻的最大阻值为。
5.(2026·浙江·一模)某展厅为保护室内展品,设计了智能调光控制系统(如图甲)。当外界光线较强时,系统会自动启动电动卷帘调节光线;当光线较暗时,自动开启节能灯补光。其电路原理如图乙所示:且阻值不变;R为光敏电阻,其阻值随光照强度的变化如图丙所示,P为电磁铁,其线圈电阻忽略不计,当电流达到0.04A时能吸合衔铁。图乙中的M、N,其中一处是电动卷帘,另一处是节能灯。电源电压和的值见图乙标注。
(1)电磁铁P上端为 极(选填“N”或“S”)。
(2)工作电路中N处装的是 (选填“电动卷帘”或“节能灯”)。
(3)展厅内有一个由无色透明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、微生物等物质,二氧化碳缓冲液能维持球内二氧化碳含量稳定,整个球处于密封状态并放在大水箱内。在150lx的光源持续照射下,生态球处于漂浮状态(忽略温度及外界气压对整个装置的影响),且电磁铁电流达到0.036A,请计算说明是否还需要给生态球补光?
(4)下列是有关生态小球实现自主上浮至漂浮的解释,其中解释正确的序号是 。
①一定光照条件下,生态系统光合作用强度大于呼吸作用强度
②氧气体积增多,气球内部气压增大,使得弹性气球的总体积不变
③气球受到的浮力变大,浮力等于重力,球开始上浮
④当球露出水面后,排开水的体积变小,浮力逐渐减小
【答案】(1)S(2)电动卷帘(3)需要补光(4)①④
【解析】(1)在图乙中,电流从电磁铁的上端流入,下端流出,由安培定则可知电磁铁P上端为S极。
(2)由图丙可知,当光照强度变大时,光敏电阻的阻值变小,乙图中控制电路是串联的,电路中的总电阻变小,由欧姆定律可知电路中的电流变大,衔铁吸合,B触点断开,A触点接触,N开始工作,自动启动电动卷帘调节光线,N处为电动卷帘。
(3)是否需要给小球补光的判断当电流是0.036A时,此时电路总电阻
因为,所以此时光敏电阻的阻值,当光敏电阻阻值为123.3Ω时,对应的光照强度约为100lx。已知生态球在150lx的光源持续照射下能处于漂浮状态,而现在光照强度为100lx,小于150lx,所以为了能实现生态小球的漂浮,需要给小球补光。
(4)生态小球上浮并漂浮的原因当生态小球在一定强度的光照下,球内的水草、藻类等植物进行光合作用,吸收二氧化碳并释放氧气,由于二氧化碳缓冲液能维持球内二氧化碳含量稳定,所以球内氧气含量增加。同时,植物和动物的呼吸作用相对较弱,产生的二氧化碳被缓冲液吸收,而光合作用产生的氧气多于呼吸作用消耗的氧气,使得球内气体增多,气压增大导致球的体积膨胀。由公式可知,球的体积膨胀使得排开液体的体积增大,浮力增大。当浮力大于小球自身重力时,小球就会自主上浮,最终漂浮在液面上。当球露出水面后,排开水的体积变小,由公式可知,浮力逐渐减小,故①④正确。
6.(25-26九年级下·浙江·阶段检测)某同学利用热敏电阻为家中的灯暖型浴霸(一种取暖用的电器)设计了一个温度可自动控制的装置,如图甲所示。“控制电路”中热敏电阻R1的阻值随温度变化的曲线如图乙所示,电磁铁线圈电阻。直流电源电压为U1,浴霸共安装有2只标有“220V,550W”的灯泡,当电磁铁线圈中的电流大于或等于50mA时,继电器的衔铁被吸合,浴霸电路断开;当线圈中的电流小于或等于40mA时,继电器的衔铁被释放,浴霸电路闭合。
(1)电磁铁通电时,其上端是 (填“N”或“S”)极。工作电路闭合时,通过电路的总电流等于 A。
(2)若浴室内的温度最高不得超过40℃,则控制电路的电源电压U1最小值为多大?
(3)若电源U1电压恒定为12V,则浴室内的温度在什么范围内变化?
(4)若电源电压U1等于12V,而浴室内最高温度能达到37℃,大于第(3)小题中的最高温度。这可能是控制电路中某个元件连接处接触不良造成的,试求该处的接触电阻R3。
【答案】(1)N 5(2)10(3)24℃~32℃(4)30Ω
【解析】(1)由图甲可知,电流从电磁铁的下端流入,由安培定则可知电磁铁的上端是N极;工作电路闭合时,两个灯泡并联,通过电路的总电流
(2)若浴室内的温度最高不得超过40℃,此时控制电路的电流,由图乙可知,温度为40℃时,,因串联电路中总电压等于各分电压之和,电源的电压,则控制电路的电源电压U1最小值为10V。
(3)若电源U1电压恒定为12V,此时电路的总电阻,则此时热敏电阻的阻值,由图乙可知,浴室内最高温度为32℃;当电磁铁线圈中的电流最小为,浴室内温度最低,此时电路的总电阻,则此时热敏电阻的阻值,由图可得对应的温度为24℃,所以,浴室内温度可控制在24℃~32℃。
(4)若电源电压U1等于12V,而浴室内最高温度能达到37℃,则,此时电路的总电阻该处的接触电阻。
7.(2026·浙江·一模)大棚内植物生长需要适宜的CO2浓度。某小组设计一款CO2浓度自动调节装置,使用该装置可以在白天棚内CO2浓度较低时,自动补充CO2,使其维持稳定。图1为该装置原理模型图,左侧为控制电路,右侧工作电路为CO2供给装置。其中控制电路电源电压U为12V,定值电阻阻值为,是气敏电阻,其阻值与CO2浓度的关系如图2所示。分析回答:
(1)白天向大棚内增加CO2,是为了促进植物的 作用,合成更多的有机物。
(2)某一天,该装置共向棚内释放了44克的CO2,请计算至少要向装置内放入多少克含CaCO380%的的大理石?
(3)大棚内植株在从幼苗期过渡到开花结果期时,需要将大棚内CO2的浓度从0.1%提高到0.15%,若通过更换气敏电阻的方法来实现,请在图2中画出更换后的阻值随二氧化碳浓度的变化曲线,并标出CO2的浓度在0.15%位置时的坐标。
【答案】(1)光合(2)125g(3)
【解析】(1)二氧化碳是光合作用的原料,白天增加CO2浓度,可以促进光合作用,合成更多有机物。
(2)设需放入含CaCO380%的大理石的质量为m,
(3)由图1可知,两个电阻串联,由图2可知,浓度为0.1%,气敏电阻的阻值是30Ω,此时电路中的电流为,吸合电流是0.2A,CO2的浓度从0.1%提高到0.15%,吸合电流为0.2A不变,所以气敏电阻的阻值是30Ω,曲线经过点(0.15%,30Ω),由图2可知,气敏电阻的阻值随CO2浓度增大而减小,将大棚内CO2的浓度从0.1%提高到0.15%,气敏电阻的阻值和CO2浓度的关系不变,如图所示:
。
8.(24-25八年级下·浙江·期末)半导体薄膜压力传感器是一种常用的传感器,其阻值R1随压力变化情况如图甲所示。小科利用此传感器设计了如图乙所示的自动分拣苹果装置,并设置分拣标准为0.15千克。其原理是:调节R2的滑片P,使得0.15千克的苹果在托盘秤上时,电磁铁恰好能吸住分拣开关的衔铁,苹果便通过下方通道筛选出来,此时R2两端的电压为3V。已知电源电压为6V,内阻不计。
(1)电磁铁上端是 极(选填“N”或“S”);
(2)为使该装置达到上述分拣标准,R2的阻值应调为多少?(通过计算证明)
(3)为了提高分拣标准,挑选出质量为0.2千克以上的苹果,可以进行的操作是
(写出一种即可)。
【答案】(1)N(2)30Ω(3)R2的滑片向右移动
【解析】(1)由图乙可知,电流从电磁铁的上端流入,由安培定则可知电磁铁的上端是N极。
(2)在托盘秤上放上0.15kg的苹果,压敏电阻受到的压力F=mg=0.15kg×10N/kg=1.5N
根据图甲可知,此时压敏电阻的阻值为30Ω,闭合开关,左侧电路中两电阻串联,电压表测量R2两端的电压,R2两端的电压为3V,电磁铁恰好能将衔铁吸下,由串联电路电压的规律可知R1两端的电压U1=U-U2=6V-3V=3V由串联分压可知带入数据得到解得R2=30Ω。
(3)为了提高分拣标准,挑选出质量为0.2千克以上的苹果,此时压力变大,由图甲可知,R1的阻值变小,此时电磁铁恰好能吸住分拣开关的衔铁,电路中的电流保持原来不变,由欧姆定律可知电路的总电阻不变,由电阻的串联可知,变阻器连入电路的电阻变大,R2的滑片向右移动。
9.(25-26九年级上·浙江金华·开学考试)小强利用压力传感器、电磁继电器、阻值可调的电阻R等元件,设计了一个汽车超载自动报警电路,如图甲所示。他了解到这种压力传感器所受压力越大时,输出的电压U就越大,二者的关系如图乙所示。闭合开关S,当继电器线圈中电流大于或等于20mA时,衔铁被吸合。已知传感器的输出电压U即为继电器控制电路的电源电压,线圈的电阻为。
(1)车辆不超载时,工作电路中绿灯亮;当传感器所受压力增大到一定程度时,红灯亮,说明汽车超载。请你判断灯 (选填“”或“”)是红灯;
(2)某水平公路桥禁止质量大于或等于20t的车辆通行,要用小强设计的装置为此桥报警,R的阻值应调节为多少;(g取10N/kg)
(3)若要减小公路桥禁止通行车辆的质量,应 (选填“增大”或“减小”)电阻R的阻值。
【答案】(1)(2)30欧(3)减小
【解析】(1)由图示可知,车辆不超载时,传感器所受压力较小,输出电压较小,控制电路中电流较小,电磁铁磁性较弱,衔铁被弹簧拉起,L1亮;车辆超载时,控制电路中电流增大,衔铁被吸下,衔铁接下端,L2亮,由题意知,L2是红灯。
(2)车对水平地面的压力由图像可知,此时的输出电压U=1V,由欧姆定律可知,电路总电阻电阻R的阻值
(3)要减小公路桥禁止通行车辆的质量,即车辆重力减小,由图乙可知,传感器输出电压U减小。根据,要使线圈中电流I≥20mA(衔铁吸合,红灯亮),在U减小的情况下,应减小电阻R的阻值,这样总电阻减小,电流才能达到要求。
10.(24-25八年级下·浙江温州·期中)为响应光盘行动,某学习小组设计了如图甲所示的光盘检测仪,托盘内不放餐盘时滑动变阻器Rp滑片处于最上端,当放入托盘的餐盘总质量超过一定值,通过电磁铁的电流达到0.1安时,弹片L被吸下电铃响起。Rp的最大阻值为12欧、总长度为12厘米,其阻值与长度成正比。控制电路电源电压U1恒为3伏,电磁继电器线圈电阻忽略不计。弹簧压缩量ΔX与压力F的大小关系如图乙(弹簧始终在弹性限度内,滑片间摩擦忽略不计)。
(1)要使弹片L被电磁铁吸合,弹片可以选择什么材质? 。
(2)当放入托盘内的物体质量超过0.2千克时,电铃响起,则Rp的阻值为多少欧?(g取10N/kg,写出计算过程)
(3)小明调试时发现当放入托盘物体超重却没响铃,请你提出改进措施:
。
【答案】(1)铁(2)(3)适当的减小定值电阻的阻值
【解析】(1)磁性物质是铁、钴、镍,磁性物质能被有磁性的物体吸引,所以要使弹片L被电磁铁吸合,弹片应该选择铁材质。
(2)物体对托盘的压力为,由图乙可知弹簧的压缩量为,则Rp接入电路的长度为,因为Rp的最大阻值为12欧,总长度为12厘米,其阻值与长度成正比,所以Rp的阻值为。
(3)当放入托盘物体超重却没响铃,说明电路中电流没有达到0.1A,因此要适当的减小定值电阻的阻值,增大电路中电流。
11.(24-25八年级下·浙江杭州·期中)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,其阻值随温度变化关系如下表所示。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
390
360
340
330
300
(1)解释该自动控制装置的工作原理。
(2)计算说明该空调的启动温度是多少。
(3)为了节省电能,将空调启动温度设定为25 ℃,控制电路中需要串联多大的电阻?
【答案】(1)见解析(2)20℃(3)30Ω
【解析】(1)随室内温度的升高,热敏电阻的阻值减小,控制电路中电流增大,电磁铁磁性增强,当电流达到15mA时,衔铁被吸合,右侧空调电路连通,空调开始工作。当温度下降时,控制电路电阻增大,电流减小,减小到一定值,使空调电路断开,这样就实现了自动控制。
(2)由欧姆定律得电路启动时的总电阻此时热敏电阻的阻值对照表格数据可知,此时的启动温度是20℃。
(3)因为电路启动时的总电阻为400Ω, 由表中数据可知,空调启动温度设定为25℃时,热敏电阻的阻值为360Ω, 则电路中还应串联的电阻。
12.(24-25八年级下·浙江丽水·期末)近年来,我国新能源汽车发展迅速,许多新能源汽车都配备了刹车辅助系统,如图是某兴趣小组设计的刹车辅助系统电路图,控制电路电源电压,电磁铁线圈电阻为10Ω,定值电阻R1=90Ω,R2为测距元件的电阻,其阻值随距离的变化情况如表所示。已知电磁铁线圈中电流达到10mA 时,衔铁刚好被吸住。
测距元件的阻值随距离的变化情况
距离/m
0
5
10
15
20
25
30
阻值/Ω
200
300
400
500
700
1000
1400
(1)当汽车与前车靠近到一定距离时自动刹车,则刹车系统应接在 (填“1”或“2”)处;
(2)若使用该小组设计的电路,当汽车与前车靠近到多少距离时,会自动启用刹车系统?
(3)生活中,许多新能源汽车能根据路况调整刹车系统自动启用的距离。若要使该电路也具备此功能,则应对该控制电路进行的改进是 (写出一种方法即可)。
【答案】(1)2(2)15m(3)将定值电阻 R1换成滑动变阻器(或将控制电路电源改为可调节电源等,合理即可)。
【解析】(1)当汽车与前车靠近,测距元件R2阻值变化,控制电路电流变化,电磁铁磁性变化。当距离过近,电磁铁吸合衔铁,需让工作电路中刹车系统工作。此时衔铁吸合,K与B接触,所以刹车系统应接在2处 。
(2)已知电磁铁线圈中电流,控制电路电源电压,根据欧姆定律计算得出控制电路总电阻为,R2的电阻大小为。查表格,当R2=500Ω时,对应的距离是15m ,即当汽车与前车靠近到 15m 时,会自动启用刹车系统。
(3)要使电路能根据路况调整刹车系统自动启用的距离,即改变控制电路的触发电流或总电阻;可通过将定值电阻R1更换为滑动变阻器,改变接入电阻,从而改变总电阻和触发时的R2阻值,即对应不同距离;或改变控制电路电源电压,改变电路的总电阻计算,从而改变触发距离等方法。
13.(24-25八年级下·浙江杭州·期末)小科同学利用热敏电阻设计了一个“过热自动报警电路”,如图甲。将热敏电阻R安装在需要探测温度的地方,当环境温度正常时,继电器的衔铁与上触点接触,与下触点分离,指示灯亮;当环境温度超过某一值时,继电器的衔铁与上触点分离,与下触点接触,警铃响。图乙是热敏电阻R的阻值随温度变化的图像。
(1)图甲中警铃的接线柱C应与接线柱 (选填“A”或 “B”)相连,指示灯的接线柱D应与余下的接线柱相连。
(2)图甲中已知控制电路中的电源电压为8伏特,当电磁铁线圈中电流达到200毫安时,衔铁刚好被吸住。R0电阻为10欧,请计算警铃报警时最低的环境温度是多少?
(3)若要提高警铃报警的最低环境温度,请你提出一种电路改进方法:
。
【答案】(1)B(2)80℃(3)见解析
【解析】(1)由图乙可知,温度升高,热敏电阻的阻值减小,控制电路中电流增大,电磁铁的磁性变强,将衔铁吸下,此时警铃要报警,警铃的接线柱C应与接线柱应与B相连。
(2)电流为200mA即0.2A时,热敏电阻的阻值为
由图乙可知,此时温度为80℃。
(3)衔铁被吸下时的电流不变,提高报警的最低环境温度,热敏电阻的阻值将增小,电路中电流不变,由欧姆定律可知,总电阻不变,可以更换阻值更大的定值电阻或减小电源电压。
14.(2025·浙江·中考真题)智能自动化管理是未来社会的发展趋势。如图甲所示为某工作室的自动化光控电路图,其中光敏电阻R的阻值随照度变化的关系如图乙所示(照度表示物体被照明的程度,单位是lx)。请你回答下列问题:
(1)电磁继电器是利用电流 效应工作的,当光照强度增强时,光敏电阻的阻值将 ,控制电路中的电流将变大。长时间使用后,控制电路中的电流将降低。
(2)当开关S闭合,光敏电阻上的照度大于或等于0.4lx时,警示灯L恰好亮起。已知控制电路的电源电压为22V,电磁继电器的线圈电阻为10,此时控制电路中的电流是
A。
【答案】(1)磁 变小(2)0.44
【解析】(1)电磁继电器是利用电流磁效应工作的,当光照强度增强时,由图乙知,光敏电阻将变小,根据电阻的串联,总电阻变小,由欧姆定律可知,控制电路中的电流将变大。
(2)当照度等于0.4lx时,由图知,光敏电阻的阻值R=40Ω, 根据欧姆定律和电阻的串联可得,此时控制电路中的电流为。
15.(24-25八年级下·浙江杭州·期末)如图为市场上在售的某款鸡蛋孵化器,鸡蛋的孵化需要适宜的湿度和温度。某项目化小组设计了一个自动控湿电路(如图甲),电压U1为9伏,定值电阻R0的阻值为30欧,R1为湿敏电阻,其阻值随湿度的变化情况如图乙所示。当线圈中的电流为0.18安时,衔铁被吸合;当线圈中的电流为0.15安时,衔铁释放。(线圈电阻不计)
(1)图甲中为控制电路供电的电源是 (选填“U1”或“U2”)。
(2)按控湿电路的工作要求,加湿器应接电路的 (选填“AB”或“CD”)之间。
(3)通过计算说明当线圈中的电流为0.18安时,鸡蛋孵化器内的湿度是多少?
(4)如果要适当提高控湿电路的最大湿度值,下列措施中可行的有 。
A.换用阻值更大的R0 B.适当提高电源电压U1 C.减少该电磁铁线圈匝数
【答案】(1)U1(2)AB(3)60%(4)AC
【解析】(1)根据甲图可知,电磁铁相当一个开关,可用控制右侧工作电路的状态,则左侧为控制电路,那么控制电路供电的电源是U1。
(2)根据题意可知,当湿度增大到一定程度时,衔铁被吸下来,断开AB所在的电路,则此时加湿器应该停止工作,所以加湿器应该接在工作电路的AB之间。
(3)由图甲可知,R0、R1串联,当线圈中的电流为0.18安时,控制电路的总电阻根湿敏电阻R1的阻值R1=R总-R0=50Ω-30Ω=20Ω由图乙可知,当湿敏电阻为20Ω时,此时鸡蛋孵化器内的湿度为60%。
(4)由图乙可知,湿度增大时,湿敏电阻R1的阻值减小,根据欧姆定律可知此时控制电路的电流增大,电磁铁的磁性增大;若要在室内湿度更大时,加湿装置电路被断开,则电磁铁的磁性应减小,控制电路的电流减小,所以可以串联一个电阻,或减小控制电路电源电压U,或增大R0的电阻值,或减少线圈匝数等。故选AC。
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电磁继电器计算
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拔高综合练 2
新题速递 19
拔高综合练
1.(24-25八年级下·浙江台州·期中)项目化学习小组设计了一个孵化器的恒温装置。图甲为热敏电阻R、滑动变阻器R1和继电器等组成的恒温箱的简单温控电路。为继电器线圈供电的电池的电压为6伏,图中的“电源”是恒温加热箱的电源,继电器线圈的电阻为100欧。当线圈中电流大于或等于20毫安时,继电器的衔铁被吸合,图乙为热敏电阻的R-t图像。分析回答:
(1)恒温箱的加热器应接在 (填“AB”或“CD”)端。
(2)孵化小鸡时,恒温箱的温度设定为40℃则滑动变阻器R1应取多大阻值?
(3)不同孵化时期所需要的孵化温度略有不同,如要调低孵化温度,应向 调节滑动变阻器的滑片。
2.(24-25八年级下·浙江温州·期末)盆栽的花卉生长需要一定的土壤湿度。某项目化小组设计了一个自动控湿电路(如图甲):控制电路电源电压U=9伏,R0为定值电阻,Rₓ为湿敏电阻(其阻值与土壤湿度的关系如图乙)。当土壤湿度升高至60%时,线圈中的电流增大至I1,衔铁恰好被吸下,土壤加湿器停止工作;当土壤湿度下降至40%时,线圈中的电流减少至 I2,衔铁恰好被释放,加湿器开始工作。如此循环,最终使得土壤湿度控制在40%到60%之间。线圈电阻忽略不计。
(1)在图甲的线圈中插入铁棒的目的是 。
(2)求衔铁恰好被吸下时,控制电路中的电流 I1。
(3)若要使土壤的湿度控制在30%到60%之间,对电路进行以下调整,其中正确的是 。
A.增大电源电压 B.减小R0的电阻 C.增加线圈的匝数
3.(24-25八年级下·浙江绍兴·期末)植物生长需要适宜的环境湿度。某劳动实践小组为大棚内的甲植物(适宜的环境湿度为30%~40%)设计了一个自动加湿装置,当环境湿度降至30%,加湿器开始加湿;当环境湿度升至 40%,加湿器停止加湿,其电路如图所示。控制电路的电源电压 U恒为6V,定值电阻R0为20Ω,湿敏电阻R的阻值与环境湿度的对应关系如表所示。(线圈电阻忽略不计)
环境湿度
湿敏电阻R/Ω
70%
10
50%
20
40%
30
30%
40
(1)闭合开关S1, 电磁铁的上端是 极(选填“南”或“北”)。
(2)当环境湿度增大时,电磁铁的磁性会 (选填“增强”或“减弱”)。
(3)闭合开关S1、S2,求衔铁恰好被吸下时,通过控制电路的电流大小为多少安?
(4)若大棚内换成种植乙植物(适宜的环境湿度为50%~70%),小明提出该加湿装置只需更换电阻 R0就能实现“当环境湿度降至 50%,加湿器开始加湿;当环境湿度升至70%,加湿器停止加湿”的功能。求更换后R0的阻值大小为多少欧?
4.(24-25八年级下·浙江台州·期末)某兴趣小组为学校智慧农场的储水箱设计自动注水控制系统。
【明确目标】电路功能:水箱装满水时,水泵能自动停止工作。
【分析条件】①工作电路电压U1恒为220V,控制电路电压U2恒为12V。
②压敏电阻R2安装在水箱下部,其阻值会随压力变化而改变。
③电磁铁线圈阻值不计,当电流达到40mA时,衔铁恰好被吸下。
④水箱的容积为0.8m3,水箱自身质量不计。
【设计方案】根据要求,该小组设计了图甲方案。
(1)闭合开关S时,电磁铁上端为 极。
(2)为达成设计目标,R2应选择图乙中的 (选填“①”或“②”)。
(3)水箱装满水时工作电路中的电动机M恰能自动停止工作,则R1应为多少欧?
5.(24-25八年级下·浙江舟山·期末)2025年我市开展“清凉学习”中小学教室空调安装行动,将在全市所有中小学教室中共安装2244台空调,为师生创造更舒适的学习环境。
(1)空调属于大功率用电器,为保证用电安全,防止电路中 过大,电线过热,引发火灾,往往会给教室中空调单独铺设输电线。
(2)为落实节能降耗,某校科学小组同学开展项目学习活动,设计空调开机自动控制电路。活动过程如下:
【明确问题】小组同学经讨论后提出,控制电路需实现以下功能,并提出具体标准:
①电路能感知环境温度的变化;
②室温达到30℃时自动接通电路,空调开始工作。
【方案设计】根据标准,小组讨论后,设计了如图甲的自动控制模拟电路,实现当气温升至30℃时,衔铁才能被电磁铁吸下,接通空调线路。热敏电阻R1的阻值随温度变化情况如图乙(线圈电阻忽略不计)。请计算衔铁刚吸合时控制电路中的电流是多少?
【方案迭代】实际使用中发现:当气温在30℃上下波动时,空调线路会频繁接通和断开,影响空调的正常使用。因此该同学在图甲的基础上增加了一个定值电阻R0(如图丙),实现了空调线路接通后,气温降低至26℃以下时才自动切断,回升至30℃后才重新接通。
(3)请计算R0的阻值。并说出“气温从30℃降低至26℃时,空调线路不断开”的工作原理 。
6.(24-25八年级下·浙江金华·期末)图1为一智能路灯工作原理简图,已知控制电路中电源电压恒为6V,为滑动变阻器,R为光敏电阻,其阻值随光照强度(单位符号:)变化的规律如图2所示。当光照足够强时,路灯L不工作;当光照强度降为20,控制电路中电流为0.2A时,工作电路刚好启动,路灯L正常工作。电磁铁线圈的电阻忽略不计。
请完成下列问题:
(1)工作电路中连接灯L的左侧导线为 。(选填“火线”“零线”或“地线”)
(2)由图2可知光敏电阻R的阻值随光照强度的增强而 。(选填“增大”或“减小”)
(3)请列式计算,工作电路刚好启动时,滑动变阻器接入电路的阻值。
(4)为了节能,要使光照强度低于20时,工作电路才开始启动,应该如何改进控制电路?请至少写出两条改进控制电路的方法 。
7.(24-25八年级下·浙江湖州·期末)湖州市正在高水平建设生态文明典范城市。针对空气质量问题,某科学小组开展了“制作空气质量检测净化仪”的项目化学习活动。小组经过讨论和研究,设计了图甲所示电路。电流表的示数可代表对应的空气质量指数。电路中的净化系统在空气质量等级达到轻度污染时可自动启动,调节空气质量。控制电路中的电源电压,调控电阻的阻值大小可调,R为气敏电阻,其阻值随空气质量指数K的变化图像如图乙所示。下表是依据空气质量指数K划分的空气质量等级。
空气质量指数K
空气质量等级
优
良
轻度污染
中度污染
重度污染
严重污染
(1)下列不属于空气质量监测污染物的是 。
A. B. C. D.
(2)现在当电流表示数为时,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,求此时调控电阻的阻值是多少?(写出计算过程)
(3)在保持上题中调控电阻数值不变的情况下,请在电流表的示数面板上标出对应的空气质量指数K。(附上必要的计算结果,标注指数K时请画出对应的刻度)
8.(24-25八年级下·浙江金华·期末)如图甲为一款电热杯垫,可对水杯加热且可调节保温的温度。某项目化小组设计了一个电热杯垫的电路(如图乙)。控制电路电源1的电压为6伏,R0为滑动变阻器,R为热敏电阻,其阻值随温度的变化情况如图丙所示。当线圈中的电流达到0.15安时,衔铁被吸合(线圈电阻不计),杯垫处于保温状态。
(1)由图丙可知,热敏电阻R的阻值随温度的升高而 ;
(2)按电热杯垫电路的工作要求,加热器应接在图乙中的 (填数字);
(3)当滑动变阻器R0接入电路的电阻为10Ω时,电热杯垫的保温温度是多少?
(4)如果要适当降低可调温杯垫的保温温度,下列措施中可行的有 。
A.将滑动变阻器R0的滑片向右移 B.控制电路中串联一个电阻
C.增加该电磁铁线圈匝数 D.适当提高电源2的电压
9.(24-25八年级下·浙江嘉兴·期末)出于安全考虑,电梯都设置了超载自动报警系统,其工作原理如图甲所示。已知控制电路电源电压,保护电阻,压敏电阻的阻值随压力F大小变化如图乙所示。空载时电梯底架对压敏电阻的压力为3000N,电磁铁线圈的阻值忽略不计。
请回答下列问题:
(1)电梯不超载时,按下楼层开关S,电动机工作,此时触点K与触点 接触;
(2)当电磁铁线圈电流超过20mA时,衔铁就会被吸住。考虑电梯自重,则该电梯最大承载货物量是多少千克?(写出计算过程)
(3)保证安全运行情况下,如果要求电梯的承载量更大,应该 (选填“增大”或“减小”)电阻。
10.(24-25八年级下·浙江金华·期末)小东设计了一个病人输液时的自动输液报警器(如图1),其原理如图2。设计要求:当输液管中有药液时绿灯亮,无药液时喇叭报警。已知U2=3V,当线圈电流≥0.2A时衔铁被吸下。图3为光敏电阻阻值随光照强度变化的曲线。请回答:
(1)图2中,电磁铁上端为 极(填“N”或“S”)。
(2)药液流完后,控制电路线圈中电流将 (填“变大”“变小”或“不变”)。
(3)当药液存在时,LED灯发出的光将被会聚到光敏电阻上。当光照强度为3cd,此时绿灯恰好亮起,求定值电阻R0的阻值(忽略线圈电阻,写出计算过程)。
(4)调试时发现有无药液均报警,可采取的措施是 (写出一种即可)。
11.(24-25八年级下·浙江宁波·期末)如图所示为某科学兴趣小组设计的“自动注水”水箱模型。当水位较低时,注水水泵会自动注水;当水位到达设定高度时,注水水泵会自动停止注水。其中是可调节的电阻箱,是一个放置在水箱底部的力敏电阻,其阻值随水位h变化如表所示:已知:电阻箱接入电路中的阻值为,控制电路的电压为,工作电路的电压为,线圈电阻忽略不计,当线圈中电流时,衔铁被拉起。
0
5
10
20
25
30
35
40
3
7
11
20
26
33
40
50
(1)据表分析,在一定范围内,当压力增大时,力敏电阻的阻值 (填“变大”或“变小”);
(2)请计算当注水水泵停止工作时,水箱内的水位高度;
(3)控制电路中可调节电阻箱的作用除了保护电路外,还可以 。
12.(24-25八年级下·浙江宁波·期末)某同学在乘坐手扶电梯时发现,当电梯上没有人时,电梯以较慢的速度运行;当电梯上有人时,电梯运行速度加快。查阅资料知道:电梯运行的简易电路如图甲所示,电动机的转速随电流的增大而增大,压敏电阻R2的阻值随压力而变化,如图乙所示。(线圈电阻可忽略不计)
(1)由图乙可知,压敏电阻的阻值随压力增大而 ;
(2)当触点与1接触时,电梯以 (选填“较快”或“较慢”)的速度运行;
(3)若控制电路的电源电压为24V,当电流达到20mA时电磁铁将衔铁吸下。现要求一个质量为40kg的小朋友站在电梯上,就能使电梯以较快速度运行,则滑动变阻器R3接入电路的阻值为多大?(g取10N/kg)
(4)如果要求质量更小的人站在电梯上就能使其较快运行,应该如何改动控制电路?(写出两种方法)
13.(24-25八年级下·浙江丽水·期中)近几年青田进行老小区改造,不少多层楼房安装了电梯。出于安全考虑,电梯都设置超载自动报警系统,其工作原理如图甲所示,电路由工作电路和控制电路组成。在工作电路中,当电梯没有超载时,电动机正常工作;当电梯超载时,电铃发出报警铃声,电动机不工作。在控制电路中,已知电源电压U=12V,保护电阻R1=80Ω,电磁铁线圈的阻值为20Ω,电阻式压力传感器(压敏电阻)R2的阻值随压力F大小变化如图乙所示,电梯底架自重忽略不计。
(1)控制电路中,当乘客增多时,电磁铁的磁性 (选填“增大”或“减小”);工作电路中,电铃应该在触点 (选填“A”或“B”)所在支路;
(2)若电磁铁线圈电流达到20mA时,衔铁刚好被吸住,电铃发出警报声,此时电梯乘坐几人。(以每人50kg计算)
(3)如题中条件下,若想增大电梯的载客量,下列措施可行的是( )
A.减少电磁铁线圈的匝数 B.换用弹性更弱的弹簧
C.减小R1的阻值 D.减少控制电路电源电压
14.(24-25八年级下·浙江温州·期中)电梯为居民出入带来了很大的便利,出于安全考虑,电梯设置有超载自动报警系统,其工作原理如图甲所示,为保护电阻,为压敏电阻,的阻值与它所受压力的关系如图乙所示。闭合开关S,电梯没有超载时,电动机正常工作,电铃不响;控制电路中的电流达到一定值时,电铃报警,电动机不工作。已知控制电路的电源为6V,保护电路电阻,当电磁铁线圈电流达到15mA时,衔铁刚好被吸住。电梯底部自重和电磁铁线圈的阻值都忽略不计。
(1)图甲中的D点应与触点 (填“A”、“B”或“K”相连);
(2)当衔铁刚好被吸住时,该电梯厢内站立总质量为多少千?(写出计算过程)
(3)如果想设置电梯最大乘客载重量为1000kg,计算出的阻值应该设置为多少?(写出计算过程)
(4)若想降低该电梯最大载重,下列方法可行的是 (填字母)。
A.适当降低R1阻值 B.适当减小控制电路的电源 C.适当增加电磁铁的线圈匝数
15.(24-25八年级下·浙江杭州·期中)某项目化小组自制了一款孵蛋器(图甲)进行孵化小鸡实验,孵化器中有控湿电路(如图乙)用来调节孵化小鸡所需湿度。当孵蛋器内湿度变化,湿敏电阻R1阻值也发生变化(如图丙),此时装在E、F两点间的电压鉴别器两端的电压随之变化,闭合开关S1,加湿器开始工作,湿度增加,当UEF高于5.4V时,加湿器停止工作;当UEF低于4.5V时,工作电路的加湿器重新开始工作,从而使箱内湿度再次升高。
(1)乙图中,当开关S1闭合后,电磁铁的上端为 极(填“N”或“S”);
(2)加湿器应接在 端(填“AB”或“CD”);
(3)孵化小鸡中后期,控制电路中的电源两端电压U1为9V,定值电阻R0的阻值为3000Ω,则该孵蛋器内湿度的变化范围为;
(4)孵化小鸡初期,需要提高孵化器箱内湿度,可以 控制电路电压(填“增大”或“减小”)。
新题快递
1.(25-26八年级下·浙江杭州·阶段检测)如图甲,商场的电动扶梯一般采用自动调速的模式,当有人站上去时运行较快,空电梯无人乘时运行较慢。小棉同学利用电磁继电器和力敏电阻结合所学的知识,自行设计了具有自动调速功能的电动扶梯电路(如图丙)。
请完成下列问题:
(1)力敏电阻的阻值与所受压力的关系如图乙所示,由图乙可知力敏电阻的阻值随所受压力的增大而 。(填“增大”或“减小”)
(2)控制电路电源电压为20伏恒定不变,当电流等于或大于20 mA时电磁铁将衔铁吸下。当滑动变阻器接入电路的阻值为500欧时,请通过计算判断此时质量至少为多大的人站到电梯上,能使电梯较快运行?(列式计算,g取10 N/kg)
(3)为了让质量更小的人站上电梯就能使其较快运行,应该如何改进控制电路?请至少写出两条改进控制电路的方法 。
2.(25-26八年级下·浙江杭州·期中)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(lx);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U1=12V,U2=220V,则:
(1)电磁铁P上端为 极(填“N”或“S”);
(2)图中的M处用电器应为 (填“节能灯”或“电动卷帘”);
(3)当外界光照强度达到150lx时,电动卷帘便开始工作,求R0的阻值。
3.(2026·浙江杭州·一模)教室长时间密闭会导致室内二氧化碳浓度上升,从而影响学生的听课效率。为此,小南设计了如图甲所示的自动换气设备,其中控制电路电压恒为6V,气敏电阻的阻值随二氧化碳浓度的变化图像如图乙所示,当通过线圈的电流大于等于50mA时,衔铁被吸下,电动机M工作,加快室内外空气交换,从而降低室内二氧化碳浓度,当通过线圈的电流小于等于40mA时,衔铁弹回,指示灯L亮,使教室内二氧化碳浓度维持在一定的范围。(电磁铁线圈电阻不计)
(1)现有两盏规格分别为“220V0.2A”、“220V0.05A”的小灯泡,且该自动换气设备在白天均处于待机工作状态,从节能角度来讲,指示灯L所选的规格应为 ;
(2)若滑动变阻器的阻值为60欧姆,则该自动换气设备能调节的室内二氧化碳浓度范围为多少?(写出计算过程)
(3)电动机频繁处于工作与不工作状态间转换,会导致电动机寿命变短。为此,小南想通过提高该设备二氧化碳浓度调节的最大值来扩大室内二氧化碳浓度的调节范围,下列方法可行的是 (填字母)。
A.适当减小控制电路的电源电压 B.适当增加控制电路的电源电压
C.适当减小电磁铁的线圈匝数 D.适当增加滑动变阻器接入电路的阻值
4.(2026·浙江·一模)浙江的春季,天气潮湿,可以用除湿机除湿,其简化后的电路图如图1所示。控制电路中的电源电压,调控电阻的阻值范围为为装在除湿器内的湿敏电阻,其阻值随相对湿度的变化如图2所示(空气中含有水蒸气的百分比,单位为:%RH),L为磁控开关,当湿敏电阻的阻值发生变化、电流大于或等于时,的两个由磁性材料制成的弹片具有了磁性并相互吸合。已知:为保护电阻,磁控开关线圈的电阻不计。
(1)当接通时,可判断出图1中线圈上端的磁极是 极;
(2)若要在相对湿度更小时,除湿机就能开始除湿工作,则应将调控电阻 (选填“变大”或“变小”);
(3)若实验室内有较敏感的器件,需要相对湿度控制在以内,求除湿机调控电阻的最大阻值。
5.(2026·浙江·一模)某展厅为保护室内展品,设计了智能调光控制系统(如图甲)。当外界光线较强时,系统会自动启动电动卷帘调节光线;当光线较暗时,自动开启节能灯补光。其电路原理如图乙所示:且阻值不变;R为光敏电阻,其阻值随光照强度的变化如图丙所示,P为电磁铁,其线圈电阻忽略不计,当电流达到0.04A时能吸合衔铁。图乙中的M、N,其中一处是电动卷帘,另一处是节能灯。电源电压和的值见图乙标注。
(1)电磁铁P上端为 极(选填“N”或“S”)。
(2)工作电路中N处装的是 (选填“电动卷帘”或“节能灯”)。
(3)展厅内有一个由无色透明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、微生物等物质,二氧化碳缓冲液能维持球内二氧化碳含量稳定,整个球处于密封状态并放在大水箱内。在150lx的光源持续照射下,生态球处于漂浮状态(忽略温度及外界气压对整个装置的影响),且电磁铁电流达到0.036A,请计算说明是否还需要给生态球补光?
(4)下列是有关生态小球实现自主上浮至漂浮的解释,其中解释正确的序号是 。
①一定光照条件下,生态系统光合作用强度大于呼吸作用强度
②氧气体积增多,气球内部气压增大,使得弹性气球的总体积不变
③气球受到的浮力变大,浮力等于重力,球开始上浮
④当球露出水面后,排开水的体积变小,浮力逐渐减小
6.(25-26九年级下·浙江·阶段检测)某同学利用热敏电阻为家中的灯暖型浴霸(一种取暖用的电器)设计了一个温度可自动控制的装置,如图甲所示。“控制电路”中热敏电阻R1的阻值随温度变化的曲线如图乙所示,电磁铁线圈电阻。直流电源电压为U1,浴霸共安装有2只标有“220V,550W”的灯泡,当电磁铁线圈中的电流大于或等于50mA时,继电器的衔铁被吸合,浴霸电路断开;当线圈中的电流小于或等于40mA时,继电器的衔铁被释放,浴霸电路闭合。
(1)电磁铁通电时,其上端是 (填“N”或“S”)极。工作电路闭合时,通过电路的总电流等于 A。
(2)若浴室内的温度最高不得超过40℃,则控制电路的电源电压U1最小值为多大?
(3)若电源U1电压恒定为12V,则浴室内的温度在什么范围内变化?
(4)若电源电压U1等于12V,而浴室内最高温度能达到37℃,大于第(3)小题中的最高温度。这可能是控制电路中某个元件连接处接触不良造成的,试求该处的接触电阻R3。
7.(2026·浙江·一模)大棚内植物生长需要适宜的CO2浓度。某小组设计一款CO2浓度自动调节装置,使用该装置可以在白天棚内CO2浓度较低时,自动补充CO2,使其维持稳定。图1为该装置原理模型图,左侧为控制电路,右侧工作电路为CO2供给装置。其中控制电路电源电压U为12V,定值电阻阻值为,是气敏电阻,其阻值与CO2浓度的关系如图2所示。分析回答:
(1)白天向大棚内增加CO2,是为了促进植物的 作用,合成更多的有机物。
(2)某一天,该装置共向棚内释放了44克的CO2,请计算至少要向装置内放入多少克含CaCO380%的的大理石?
(3)大棚内植株在从幼苗期过渡到开花结果期时,需要将大棚内CO2的浓度从0.1%提高到0.15%,若通过更换气敏电阻的方法来实现,请在图2中画出更换后的阻值随二氧化碳浓度的变化曲线,并标出CO2的浓度在0.15%位置时的坐标。
8.(24-25八年级下·浙江·期末)半导体薄膜压力传感器是一种常用的传感器,其阻值R1随压力变化情况如图甲所示。小科利用此传感器设计了如图乙所示的自动分拣苹果装置,并设置分拣标准为0.15千克。其原理是:调节R2的滑片P,使得0.15千克的苹果在托盘秤上时,电磁铁恰好能吸住分拣开关的衔铁,苹果便通过下方通道筛选出来,此时R2两端的电压为3V。已知电源电压为6V,内阻不计。
(1)电磁铁上端是 极(选填“N”或“S”);
(2)为使该装置达到上述分拣标准,R2的阻值应调为多少?(通过计算证明)
(3)为了提高分拣标准,挑选出质量为0.2千克以上的苹果,可以进行的操作是
(写出一种即可)。
9.(25-26九年级上·浙江金华·开学考试)小强利用压力传感器、电磁继电器、阻值可调的电阻R等元件,设计了一个汽车超载自动报警电路,如图甲所示。他了解到这种压力传感器所受压力越大时,输出的电压U就越大,二者的关系如图乙所示。闭合开关S,当继电器线圈中电流大于或等于20mA时,衔铁被吸合。已知传感器的输出电压U即为继电器控制电路的电源电压,线圈的电阻为。
(1)车辆不超载时,工作电路中绿灯亮;当传感器所受压力增大到一定程度时,红灯亮,说明汽车超载。请你判断灯 (选填“”或“”)是红灯;
(2)某水平公路桥禁止质量大于或等于20t的车辆通行,要用小强设计的装置为此桥报警,R的阻值应调节为多少;(g取10N/kg)
(3)若要减小公路桥禁止通行车辆的质量,应 (选填“增大”或“减小”)电阻R的阻值。
10.(24-25八年级下·浙江温州·期中)为响应光盘行动,某学习小组设计了如图甲所示的光盘检测仪,托盘内不放餐盘时滑动变阻器Rp滑片处于最上端,当放入托盘的餐盘总质量超过一定值,通过电磁铁的电流达到0.1安时,弹片L被吸下电铃响起。Rp的最大阻值为12欧、总长度为12厘米,其阻值与长度成正比。控制电路电源电压U1恒为3伏,电磁继电器线圈电阻忽略不计。弹簧压缩量ΔX与压力F的大小关系如图乙(弹簧始终在弹性限度内,滑片间摩擦忽略不计)。
(1)要使弹片L被电磁铁吸合,弹片可以选择什么材质? 。
(2)当放入托盘内的物体质量超过0.2千克时,电铃响起,则Rp的阻值为多少欧?(g取10N/kg,写出计算过程)
(3)小明调试时发现当放入托盘物体超重却没响铃,请你提出改进措施:
。
11.(24-25八年级下·浙江杭州·期中)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,其阻值随温度变化关系如下表所示。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
390
360
340
330
300
(1)解释该自动控制装置的工作原理。
(2)计算说明该空调的启动温度是多少。
(3)为了节省电能,将空调启动温度设定为25 ℃,控制电路中需要串联多大的电阻?
12.(24-25八年级下·浙江丽水·期末)近年来,我国新能源汽车发展迅速,许多新能源汽车都配备了刹车辅助系统,如图是某兴趣小组设计的刹车辅助系统电路图,控制电路电源电压,电磁铁线圈电阻为10Ω,定值电阻R1=90Ω,R2为测距元件的电阻,其阻值随距离的变化情况如表所示。已知电磁铁线圈中电流达到10mA 时,衔铁刚好被吸住。
测距元件的阻值随距离的变化情况
距离/m
0
5
10
15
20
25
30
阻值/Ω
200
300
400
500
700
1000
1400
(1)当汽车与前车靠近到一定距离时自动刹车,则刹车系统应接在 (填“1”或“2”)处;
(2)若使用该小组设计的电路,当汽车与前车靠近到多少距离时,会自动启用刹车系统?
(3)生活中,许多新能源汽车能根据路况调整刹车系统自动启用的距离。若要使该电路也具备此功能,则应对该控制电路进行的改进是 (写出一种方法即可)。
13.(24-25八年级下·浙江杭州·期末)小科同学利用热敏电阻设计了一个“过热自动报警电路”,如图甲。将热敏电阻R安装在需要探测温度的地方,当环境温度正常时,继电器的衔铁与上触点接触,与下触点分离,指示灯亮;当环境温度超过某一值时,继电器的衔铁与上触点分离,与下触点接触,警铃响。图乙是热敏电阻R的阻值随温度变化的图像。
(1)图甲中警铃的接线柱C应与接线柱 (选填“A”或 “B”)相连,指示灯的接线柱D应与余下的接线柱相连。
(2)图甲中已知控制电路中的电源电压为8伏特,当电磁铁线圈中电流达到200毫安时,衔铁刚好被吸住。R0电阻为10欧,请计算警铃报警时最低的环境温度是多少?
(3)若要提高警铃报警的最低环境温度,请你提出一种电路改进方法:
。
14.(2025·浙江·中考真题)智能自动化管理是未来社会的发展趋势。如图甲所示为某工作室的自动化光控电路图,其中光敏电阻R的阻值随照度变化的关系如图乙所示(照度表示物体被照明的程度,单位是lx)。请你回答下列问题:
(1)电磁继电器是利用电流 效应工作的,当光照强度增强时,光敏电阻的阻值将 ,控制电路中的电流将变大。长时间使用后,控制电路中的电流将降低。
(2)当开关S闭合,光敏电阻上的照度大于或等于0.4lx时,警示灯L恰好亮起。已知控制电路的电源电压为22V,电磁继电器的线圈电阻为10,此时控制电路中的电流是
A。
15.(24-25八年级下·浙江杭州·期末)如图为市场上在售的某款鸡蛋孵化器,鸡蛋的孵化需要适宜的湿度和温度。某项目化小组设计了一个自动控湿电路(如图甲),电压U1为9伏,定值电阻R0的阻值为30欧,R1为湿敏电阻,其阻值随湿度的变化情况如图乙所示。当线圈中的电流为0.18安时,衔铁被吸合;当线圈中的电流为0.15安时,衔铁释放。(线圈电阻不计)
(1)图甲中为控制电路供电的电源是 (选填“U1”或“U2”)。
(2)按控湿电路的工作要求,加湿器应接电路的 (选填“AB”或“CD”)之间。
(3)通过计算说明当线圈中的电流为0.18安时,鸡蛋孵化器内的湿度是多少?
(4)如果要适当提高控湿电路的最大湿度值,下列措施中可行的有 。
A.换用阻值更大的R0 B.适当提高电源电压U1 C.减少该电磁铁线圈匝数
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