还剩20页未读，
继续阅读
2022年中考物理二轮专题复习——电磁型动态电路计算
展开
这是一份2022年中考物理二轮专题复习——电磁型动态电路计算，共23页。试卷主要包含了002A等内容，欢迎下载使用。
2022年中考物理二轮专题复习——电磁型动态电路计算
1.如图甲所示是家用燃气报警器的部分电路示意图，其中控制电路中的R1是由气敏电阻制成的传感器，R1的阻值与燃气浓度的关系如图乙。出厂预设当燃气浓度达到4%时报警，出厂测试时，控制电路的电源电压为3V且保持恒定，闭合开关S1、S2，移动滑动变阻器R2滑片P的位置，当控制电路中的电流为0.03A时，电磁铁恰好能将衔铁吸下，工作电路中相应的灯亮起而报警（电磁铁线圈的阻值忽略不计）。
（1）使用燃气的场所都应安装燃气报警器，安装的具体位置应根据被检测气体相对于空气的密度来决定。如果家中使用的是天然气（主要成分是密度比空气小的甲烷），则报警器应安装在厨房（如图丙）的________（填“A”或“B”）区域；
（2）小科认为报警时只有灯亮还不能起到很好的报警作用，最好灯亮同时又有警报声，所以建议加接蜂鸣器，则蜂鸣器应与________灯并联；
（3）该报警器要达到出厂预设值，请计算滑动变阻器应接入电路的电阻值：________。
（4）当报警器报警时，下列处理方法正确的是________；
A．迅速打开排风扇 B．打开门窗通风换气
C．禁止切断报警器电源 D．熄灭一切火种，迅速关闭气源总阀
2.纯电动汽车是一种采用蓄电池作为唯一动力源的汽车，电池的安全性主要体现在对其温度的控制上，当某组电池温度过高时，立即启动制冷系统进行降温，图甲是小明设计的模拟控温装置示意图，电磁继电器与热敏电阻Rt、滑动变阻器Rp串联接在电压为6V的电源两端。当电磁铁线圈（电阻不计）中的电流I大于或等于25mA时，衔铁被吸合，热敏电阻置于温度监测区域，其阻值Rt，与温度t的关系如图乙所示，滑动变阻器的最大阻值为200Ω.
（1）图甲中应将b端与 ▲ 端相连；
（2）当开关S闭合时，电磁铁上端为 ▲ 极；
（3）若设置电池温度为60℃时启动制冷系统，则滑动变阻器阻值应为 ▲ Ω；
（4）该电路可设置启动制冷系统的最高温度是 ▲ ℃；
（5）现利用一只电阻箱在室温条件下对上述电路进行调试。使电路能在60℃时启动制冷系统.为此，先将电阻箱调为70Ω，然后还需要经过三个关键的调试步骤才能完成调试。
第一步：断开开关， ▲ ；
第二步：闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，直到继电器的衔铁被吸合；
第三步：断开开关， ▲ ，完成电路调试.
3.下图是一款给蔬菜大棚提供热和光的装置的电路示意图，R是阻值为55Ω大功率灯泡，Rt是热敏电阻，其阻值与大棚内温度的关系式为Rt=5+0.5t（式中Rt单位是Ω，t的单位是℃），R0是设定温度的变阻器。控制电路中，电源电压为3V。当电磁继电器线圈中的电流小于等于10mA时，衔铁片会弹起，触点分离，灯泡熄灭（电磁继电器线圈电阻忽略不计）。
（1）灯泡工作时，大棚内气体温度逐渐升高，分子热运动越来越______，电磁继电器线圈的磁性越来越____。
（2）如果大棚内温度刚达到30℃时灯泡熄灭，则滑动变阻器的接入电阻是______Ω。
4.为节约用水，小华为农场的储水箱设计了一个自动抽水控制装置。如图，水箱高为1 m，容积为0.8m3。在空水箱底部竖直放置一重5N的长方体，长方体高为1m、底面积为0.02m2，上端通过绝缘轻杆与控制电路的压敏电阻R接触，此时压敏电阻受到的压力为零。压敏电阻R的阻值随压力F的增大而减小，部分数据如下表。控制电路电源电压U=12V，定值电阻R0为保护电阻。当控制电路的电流I≥0.5A时，电磁铁将衔铁吸合，工作电路断开，水泵停止给储水箱抽水。
（1）若水泵的额定功率为440W，正常工作时通过的电流是多少？
（2）要使储水箱装满水时水泵恰能自动停止工作，R0应为多少？
（3）从水箱顶部给空水箱注满水的过程中，水的重力所做的功是多少？
5.小聪利用光光敏电阻为社区设计了一种自动草坪灯，其工作原理如图17所示。工作电路中有两盏规格均为“220V 44W”的灯泡L，天暗时灯自动发光，天亮时灯自动熄灭。电控制电路中电源电压U恒为6V。定值电阻R0为220Ω。在一定范围内，光敏电阻R的阻值与光照强度E（光照强度一代单位为lx，光越强光照强度越大）之间存在着一定关系，部分数据如下表所示。电磁铁的线圈电阻忽略不计，当天色渐暗，通过线圈的电流为0.02A时，恰好启动工作电路的照明系统。试问：
（1）随着光照强度减小，光敏电阻R的阻值_____________（选填“增大”或“减小”），电磁铁的磁性______________（选题“增强”或“减弱”），当光照强度减小到一定值时，衔铁会被____________（选题“吸下”或“释放”），照明系统启动。
（2）两盏灯均正常发光时，工作电路中的总电流是多少？
（3）照明系统恰好启动时，光敏电阻R的阻值为多少？此时光照强度为多少？
6.某科技小组的同学设计制作了一款自动控温烘干箱，箱内主要电路包括控制电路和工作电路，其原理图如图所示。控制电路电源电压为8V，R为变阻器，Rt为热敏电阻、Rt阻值与箱内气温关系如下表所示。工作电路电源电压为220V，R0为电热丝，阻值恒为88Ω，M为电风扇，铭牌上标有“220V 20W”字样，其作用是使箱内空气均匀受热，红、绿指示灯用于分别指示电路加热、待机状态。当控制电路的电流达到0.025A时，衔铁被电磁铁吸住，工作电路处于待机状态，当控制电路电流减小到某值时，衔铁被释放，工作电路处于加热状态。
（1）将控制电路中变阻器R的阻值调为120Ω时，箱内气温最高可达多少摄氏度？（电磁铁的线圈电阻不计）
（2）重新调节变阻器R，同时闭合开关S1、S2，箱内气温与时间关系如图乙所示，若电热丝R0加热空气的效率为80%，衔铁每次被吸住的时长均为300s，箱内空气质量恒为2.2kg、比热容为，求开关S1、S2闭合20min内，工作电路总共消耗的电能是多少焦耳？（控制电路、指示灯及电风扇M产生的电热均不计，指示灯消耗的电能不计）
7.某兴趣小组设计了一种恒温箱电路，如图甲所示，工作电路电源电压U1=220V，R1=242Ω，控制电路电源电压U2=3V，R2=300Ω，热敏电阻R能即时感知恒温箱内温度，其阻值与温度的关系如图乙，不计线圈的电阻，当线圈中的电流大于或等于40mA时，继电器的衔铁被吸合，动触点A与静触点B接触；当线圈中的电流小于或等于30mA时衔铁被释放，动触点A与静触点C接触。求：
（1）闭合开关S1和S2，恒温箱开始工作，此时衔铁的动触点A与________（选填“B”或“C”）静触点相接触。
（2）电热丝R1正常工作5分钟消耗的电能。
（3）分析计算恒温箱正常工作时的温度变化范围。
8.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，电压U1＝3V，定值电阻R0＝50Ω，热敏电阻R阻值随温度变化的图象如图乙所示；工作电路中2＝220V，R1＝836Ω，R2＝44Ω。已知恒温调奶器容量为2kg，水温达到80℃时衔铁会跳起。[水的比热容为4.2×103J/（kg•℃）]
（1）请结合此电路，简要说明电磁继电器的工作原理。
（2）求衔铁刚跳起时，通过电磁铁线圈的电流。
（3）求工作电路在保温状态下的电功率。
（4）当调奶器加满温度为25℃的水，加热元件工作500s后衔铁跳起，求此过程中水吸收的热量及恒温调奶器的加热效率。
9.图甲为某品牌电压力锅，其电路原理图如图乙所示。电源转换器将U＝220V的电压转换为直流低电压U'，R是热敏电阻，温度与锅内温度保持一致，当温度为100℃时，R的阻值为1700Ω，温度每升高1℃，阻值减小80Ω。R'是可调电阻，电磁铁线圈电阻忽略不计，当电磁铁线圈中的电流达到0.02A时，衔铁P被吸起（开关断开），此时锅内温度为115℃；当电流减小到0.012A时，衔铁P被释放（开关重新接通），此时锅内温度为110℃。S为电源开关；S1为定时器开关，闭合后自动开始计时，计时结束会自动断开，无外力不再闭合，S2为保温开关，开始时处于闭合状态，当锅内温度达到80℃时断开，当锅内温度低于60℃时自动闭合，保压指示灯L1、保温指示灯L2阻值可忽略。R1、R2阻值均为110kΩ，R3为加热盘，额定电压为220V，电阻为48.4Ω。
某次煮饭时，电压力锅内加入适量米和水，盖好盖子，闭合S、S1，电压力锅进入“加热”工作状态，6min后灯L1亮起，电压力锅进入“保压”工作状态，保压期间，观察到灯L1间歇发光；再过一段时间，S1断开，灯L2亮起，电压力锅进入“保温”工作状态。
（1）电压力锅在“加热”工作状态时，加热盘R3消耗的电能为多少？
（2）电压力锅进入“保温”工作状态后，下列说法中错误的是________。
A．灯L1、L2间歇发光
B．灯L1会熄灭、灯L2间歇发光
C．当锅内温度低于60℃时，R3正常工作
D．当锅内温度达到80℃时，通过R3的电流小于0.002A
（3）为控制电压力锅在“保压”工作状态时，锅内温度在110～115℃，可调电阻R'接入电路的阻值为多少？
10.人们对自我保护越来越关注。图甲为某品牌足浴盆的相关参数，其内部电路可分为工作电路和控制电路两个部分（如图乙所示）。电磁继电器所在控制电路的电源电压U=6V，电磁继电器线圈的电阻可不计，加热至40℃时，自动进入保温模式，此时电磁继电器线圈的电源达到30mA，热敏电阻R2的阻值随温度变化的曲线如图丙所示。
(1)求R2的阻值；
(2)在一次使用过程中，加热时间为5min，则加热过程中消耗的电能是多少？不计热损失，这些热量可使5kg的水温度升高多少；[c水=4.2×103J/(kg·℃)]
(3)为使温度加热至40℃时，自动进入保温模式，滑动变阻器的电阻需要调到多大?
(4)若想温度加热到45℃时，自动进入保温状态，应该如何操作？
11.为响应市政府提出的“创建海绵型城市”的号召，小科设计了如图所示的市政自动排水装置模型，控制电路由电压为12V、最大容量为6000mAh的蓄电池供电，蓄电池用“发电玻璃”制成的太阳能电板充电。R0为定值电阻，R为压敏电阻，压敏电阻通过杠杆ABO与圆柱形浮体相连，AO：BO＝4：1，压敏电阻的阻值随压力变化的关系如下表。（压板、杠杆和硬质连杆的质量及电磁铁线圈电阻忽略不计，所用绿灯红灯及排水泵的额定电压均为220V）
（1）“发电玻璃”面积为0.2m2，其光电转化率为10%，要对没有电的控制电路蓄电池充满电需要_______小时。（太阳能辐射到每平方米地面上的平均功率按1KW计算）
（2）按照设计要求，当水位上升到浮体刚好全部浸入水中时，压敏电阻受到压力为360N，通过电磁铁线圈的电流为100mA，排水泵启动；定值电阻R0的阻值为_______Ω．该浮体重力为10N，浮体刚好全部浸入水中时受到的浮力为_______N。
（3）制作压敏电阻的材料属于_______（填“导体”或“半导体“）。在实际调试过程中，小科发现水位已达到安全位置上限，但排水装置还未启动。如果在其他条件保持不变的前提下，要使排水装置符合设计要求，应该将与压敏电阻相连的压板向_______（填“左”或“右“）移动。
（4）若选用额定功率为5kW的排水电动机，排水泵机械效率为80%，工作2小时能将_______kg的水抽到6米高处。（g＝10N/kg）
12.某电饮水机的工作模式和相关参数如表。如图所示的是该电饮水机的原理图，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电饮水机实现加热状态和保温状态的挡位变换。R0、R1为电热丝，其阻值不随温度而变化；R2为滑动变阻器，R为热敏电阻（置于电饮水机内），其阻值随温度的升高而减小。红灯、绿灯是电饮水机工作时的指示灯，忽略指示灯对电路的影响。试问：
（1）当绿灯亮时，电饮水机处于 状态，电磁铁的上端是 极。
（2）电热丝R1的电阻是多大？
（3）电饮水机处于正常加热状态时，工作10.5min，将满水箱的水从20℃加热到80℃，则该电饮水机的加热效率是多少？[c水＝4.2×103J/（kg•℃）]
（4）工作时，若要提高电饮水机的保温温度，应如何调节滑动变阻器R2的滑片？
13.电梯为居民出入带来很大的便利，小明家住某小区某栋6楼，放学后乘电梯回家。小明查阅资料，了解到出于安全考虑，电梯都设置了超载自动报警系统，其工作原理如图甲所示，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，动触点K与静触点A接触，闭合开关S，电动机正常工作；当电梯超载时，动触点K与静触点B接触，电铃发出报警铃声，即使闭合开关S，电动机也不工作。在控制电路中，已知电源电压U＝6V，保护电阻R1＝100Ω，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，电梯自重和电磁铁线圈的阻值都忽略不计。
（1）若小明的体重为400N，他站在静止的电梯上，脚与电梯地面的总接触面积为0.04m2，则此时小明对电梯地面的压强为多少？
（2）某次电梯正常运行时，测得通过电磁铁线圈的电流为10mA，则此时电梯载重为多少？
（3）若电磁铁线圈电流达到20mA时，刚好接触静触点B，电铃发出警报声。当该电梯厢内站立总质量1000kg的乘客时，试通过计算说明电梯是否超载？
14.如图甲所示，是一种电加热恒温箱的简化工作原理电路图。工作电路由电压U0=220V的电源和阻值为R0=88Ω的电热丝组成。控制电路是由电压U1=7.5V的电源、开关、电磁继电器（线圈电阻不计）、电阻箱R1（可取值范围为0~120Ω）和热敏电阻Rt组成的，热敏电阻Rt的阻值随温度变化的关系如图乙所示。当控制电路的电流达到50mA时，衔铁才吸合，从而切断右边工作电路，停止加热。
（1）由乙图可知热敏电阻Rt的阻值随温度的升高怎样变化？
（2）求工作电路中电热丝R0工作时的电流和工作5min产生的热量。
（3）如果恒温箱的温度设定为60℃则电阻箱R1应取多大阻值。
（4）该恒温箱可设定的最高温度是多少。
15.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，光敏电阻将_____，控制电路中的电流将_____（选填“变大”“变小”或“不变”）。长时间使用后，控制电路中的电流将降低，若在相同的情况下接通电路，则光照强度_____。（选填“增强”“减弱”或“不变”）。
（2）当开关S闭合时，光敏电阻上的照度大于或等于0.4lx时，警示灯L亮，已知控制电路的电源电压为22V，电磁继电器的线圈电阻为10Ω，此时控制电路中的电流是多大？
（3）若使电流达到0.2A时，光敏电阻上的照度大于或等于0.4lx时警示灯L亮，试通过计算说明怎样改装控制电路。（注：可以添加必要的元件）
16.许多大桥被损坏的一个重要原因是过往车辆严重超载，为了能抓拍超载车辆，小明及其物理兴趣小组成员决定为大桥管理者设计一个“汽车超载记录器”来进行监控管理。如图甲为该超载记录器原理图，已知电源电压，电压表量程为0～5V，线圈电阻，保护电阻，为压敏电阻，当车辆驶入被检测路段时，其阻值随它受到的压力变化的情况如图乙所示，当电压表示数达到或超过4V时，继电器的衔铁被吸下，工作电路中的照相机就开始工作，抓拍超载车辆。试问：（g取10N/kg）
（1）若某车的质量为15t，静止时轮胎与路面接触的总面积为0.3m2，则静止时该车对路面的压强为多少？
（2）第（1）问中该车辆过桥时，电压表的示数是多少？
（3）该记录器所能记录的过桥车辆的最大质量是多少？
2022年中考物理二轮专题复习——电磁型动态电路计算参考答案
1.如图甲所示是家用燃气报警器的部分电路示意图，其中控制电路中的R1是由气敏电阻制成的传感器，R1的阻值与燃气浓度的关系如图乙。出厂预设当燃气浓度达到4%时报警，出厂测试时，控制电路的电源电压为3V且保持恒定，闭合开关S1、S2，移动滑动变阻器R2滑片P的位置，当控制电路中的电流为0.03A时，电磁铁恰好能将衔铁吸下，工作电路中相应的灯亮起而报警（电磁铁线圈的阻值忽略不计）。
（1）使用燃气的场所都应安装燃气报警器，安装的具体位置应根据被检测气体相对于空气的密度来决定。如果家中使用的是天然气（主要成分是密度比空气小的甲烷），则报警器应安装在厨房（如图丙）的________（填“A”或“B”）区域；
（2）小科认为报警时只有灯亮还不能起到很好的报警作用，最好灯亮同时又有警报声，所以建议加接蜂鸣器，则蜂鸣器应与________灯并联；
（3）该报警器要达到出厂预设值，请计算滑动变阻器应接入电路的电阻值：________。
（4）当报警器报警时，下列处理方法正确的是________；
A．迅速打开排风扇 B．打开门窗通风换气
C．禁止切断报警器电源 D．熄灭一切火种，迅速关闭气源总阀
【答案】（1）A （2）L2 （3）60Ω （4）BCD
2.纯电动汽车是一种采用蓄电池作为唯一动力源的汽车，电池的安全性主要体现在对其温度的控制上，当某组电池温度过高时，立即启动制冷系统进行降温，图甲是小明设计的模拟控温装置示意图，电磁继电器与热敏电阻Rt、滑动变阻器Rp串联接在电压为6V的电源两端。当电磁铁线圈（电阻不计）中的电流I大于或等于25mA时，衔铁被吸合，热敏电阻置于温度监测区域，其阻值Rt，与温度t的关系如图乙所示，滑动变阻器的最大阻值为200Ω.
（1）图甲中应将b端与 ▲ 端相连；
（2）当开关S闭合时，电磁铁上端为 ▲ 极；
（3）若设置电池温度为60℃时启动制冷系统，则滑动变阻器阻值应为 ▲ Ω；
（4）该电路可设置启动制冷系统的最高温度是 ▲ ℃；
（5）现利用一只电阻箱在室温条件下对上述电路进行调试。使电路能在60℃时启动制冷系统.为此，先将电阻箱调为70Ω，然后还需要经过三个关键的调试步骤才能完成调试。
第一步：断开开关， ▲ ；
第二步：闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，直到继电器的衔铁被吸合；
第三步：断开开关， ▲ ，完成电路调试.
【答案】（1）c；（2）N；（3）170；（4）90 （5）用电阻箱替换热敏电阻，用热敏电阻替换电阻箱
3.下图是一款给蔬菜大棚提供热和光的装置的电路示意图，R是阻值为55Ω大功率灯泡，Rt是热敏电阻，其阻值与大棚内温度的关系式为Rt=5+0.5t（式中Rt单位是Ω，t的单位是℃），R0是设定温度的变阻器。控制电路中，电源电压为3V。当电磁继电器线圈中的电流小于等于10mA时，衔铁片会弹起，触点分离，灯泡熄灭（电磁继电器线圈电阻忽略不计）。
（1）灯泡工作时，大棚内气体温度逐渐升高，分子热运动越来越______，电磁继电器线圈的磁性越来越____。
（2）如果大棚内温度刚达到30℃时灯泡熄灭，则滑动变阻器的接入电阻是______Ω。
【答案】 ①. 剧烈（或快、激烈） ②. 弱（或小） ③. 280
4.为节约用水，小华为农场的储水箱设计了一个自动抽水控制装置。如图，水箱高为1 m，容积为0.8m3。在空水箱底部竖直放置一重5N的长方体，长方体高为1m、底面积为0.02m2，上端通过绝缘轻杆与控制电路的压敏电阻R接触，此时压敏电阻受到的压力为零。压敏电阻R的阻值随压力F的增大而减小，部分数据如下表。控制电路电源电压U=12V，定值电阻R0为保护电阻。当控制电路的电流I≥0.5A时，电磁铁将衔铁吸合，工作电路断开，水泵停止给储水箱抽水。
（1）若水泵的额定功率为440W，正常工作时通过的电流是多少？
（2）要使储水箱装满水时水泵恰能自动停止工作，R0应为多少？
（3）从水箱顶部给空水箱注满水的过程中，水的重力所做的功是多少？
【答案】（1）2A；（2）10Ω；（3）3900J
5.小聪利用光光敏电阻为社区设计了一种自动草坪灯，其工作原理如图17所示。工作电路中有两盏规格均为“220V 44W”的灯泡L，天暗时灯自动发光，天亮时灯自动熄灭。电控制电路中电源电压U恒为6V。定值电阻R0为220Ω。在一定范围内，光敏电阻R的阻值与光照强度E（光照强度一代单位为lx，光越强光照强度越大）之间存在着一定关系，部分数据如下表所示。电磁铁的线圈电阻忽略不计，当天色渐暗，通过线圈的电流为0.02A时，恰好启动工作电路的照明系统。试问：
（1）随着光照强度减小，光敏电阻R的阻值_____________（选填“增大”或“减小”），电磁铁的磁性______________（选题“增强”或“减弱”），当光照强度减小到一定值时，衔铁会被____________（选题“吸下”或“释放”），照明系统启动。
（2）两盏灯均正常发光时，工作电路中的总电流是多少？
（3）照明系统恰好启动时，光敏电阻R的阻值为多少？此时光照强度为多少？
【答案】
6.某科技小组的同学设计制作了一款自动控温烘干箱，箱内主要电路包括控制电路和工作电路，其原理图如图所示。控制电路电源电压为8V，R为变阻器，Rt为热敏电阻、Rt阻值与箱内气温关系如下表所示。工作电路电源电压为220V，R0为电热丝，阻值恒为88Ω，M为电风扇，铭牌上标有“220V 20W”字样，其作用是使箱内空气均匀受热，红、绿指示灯用于分别指示电路加热、待机状态。当控制电路的电流达到0.025A时，衔铁被电磁铁吸住，工作电路处于待机状态，当控制电路电流减小到某值时，衔铁被释放，工作电路处于加热状态。
（1）将控制电路中变阻器R的阻值调为120Ω时，箱内气温最高可达多少摄氏度？（电磁铁的线圈电阻不计）
（2）重新调节变阻器R，同时闭合开关S1、S2，箱内气温与时间关系如图乙所示，若电热丝R0加热空气的效率为80%，衔铁每次被吸住的时长均为300s，箱内空气质量恒为2.2kg、比热容为，求开关S1、S2闭合20min内，工作电路总共消耗的电能是多少焦耳？（控制电路、指示灯及电风扇M产生的电热均不计，指示灯消耗的电能不计）
【答案】（1）50℃；（2）
7.某兴趣小组设计了一种恒温箱电路，如图甲所示，工作电路电源电压U1=220V，R1=242Ω，控制电路电源电压U2=3V，R2=300Ω，热敏电阻R能即时感知恒温箱内温度，其阻值与温度的关系如图乙，不计线圈的电阻，当线圈中的电流大于或等于40mA时，继电器的衔铁被吸合，动触点A与静触点B接触；当线圈中的电流小于或等于30mA时衔铁被释放，动触点A与静触点C接触。求：
（1）闭合开关S1和S2，恒温箱开始工作，此时衔铁的动触点A与________（选填“B”或“C”）静触点相接触。
（2）电热丝R1正常工作5分钟消耗的电能。
（3）分析计算恒温箱正常工作时的温度变化范围。
【答案】（1）C （2）6×104J （3）90℃~100℃
8.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，电压U1＝3V，定值电阻R0＝50Ω，热敏电阻R阻值随温度变化的图象如图乙所示；工作电路中2＝220V，R1＝836Ω，R2＝44Ω。已知恒温调奶器容量为2kg，水温达到80℃时衔铁会跳起。[水的比热容为4.2×103J/（kg•℃）]
（1）请结合此电路，简要说明电磁继电器的工作原理。
（2）求衔铁刚跳起时，通过电磁铁线圈的电流。
（3）求工作电路在保温状态下的电功率。
（4）当调奶器加满温度为25℃的水，加热元件工作500s后衔铁跳起，求此过程中水吸收的热量及恒温调奶器的加热效率。
【答案】（1）水温达到80℃前，电磁铁把衔铁吸下，R2接入工作电路，处于加热状态，衔铁被弹簧拉起，R1和R5串联接入工作电路，处于保温状态；
（2）由图可知当温度为80℃时，热敏电阻的阻值为100Ω，所以控制电路的总电阻为：R控＝R+R0＝100Ω+50Ω＝150Ω，
衔铁刚弹起时，通过电磁铁线圈的电流：I＝＝，
（3）R1和R2串联接入工作电路，处于保温状态＝＝55W；
（4）水吸收的热量为：Q＝c水m△t＝4.2×107J/(kg•℃)×2kg×(80℃﹣25℃)＝4.62×107J，
恒温调奶器加热状态小的电功率：P＝＝＝1100W；
500s内消耗的电能：W＝Pt＝1100W×500s＝5.5×104J，
恒温调奶器的加热效率：η＝100%＝。
答：（1）水温达到80℃前，电磁铁把衔铁吸下，R2接入工作电路，处于加热状态，衔铁被弹簧拉起，R1和R4串联接入工作电路，处于保温状态；
（2）衔铁刚跳起时，通过电磁铁线圈的电流为0.02A；
（3）工作电路在保温状态下的电功率为55W；
（4）此过程中水吸收的热量为4.62×106J，恒温调奶器的加热效率为84%。
9.图甲为某品牌电压力锅，其电路原理图如图乙所示。电源转换器将U＝220V的电压转换为直流低电压U'，R是热敏电阻，温度与锅内温度保持一致，当温度为100℃时，R的阻值为1700Ω，温度每升高1℃，阻值减小80Ω。R'是可调电阻，电磁铁线圈电阻忽略不计，当电磁铁线圈中的电流达到0.02A时，衔铁P被吸起（开关断开），此时锅内温度为115℃；当电流减小到0.012A时，衔铁P被释放（开关重新接通），此时锅内温度为110℃。S为电源开关；S1为定时器开关，闭合后自动开始计时，计时结束会自动断开，无外力不再闭合，S2为保温开关，开始时处于闭合状态，当锅内温度达到80℃时断开，当锅内温度低于60℃时自动闭合，保压指示灯L1、保温指示灯L2阻值可忽略。R1、R2阻值均为110kΩ，R3为加热盘，额定电压为220V，电阻为48.4Ω。
某次煮饭时，电压力锅内加入适量米和水，盖好盖子，闭合S、S1，电压力锅进入“加热”工作状态，6min后灯L1亮起，电压力锅进入“保压”工作状态，保压期间，观察到灯L1间歇发光；再过一段时间，S1断开，灯L2亮起，电压力锅进入“保温”工作状态。
（1）电压力锅在“加热”工作状态时，加热盘R3消耗的电能为多少？
（2）电压力锅进入“保温”工作状态后，下列说法中错误的是________。
A．灯L1、L2间歇发光
B．灯L1会熄灭、灯L2间歇发光
C．当锅内温度低于60℃时，R3正常工作
D．当锅内温度达到80℃时，通过R3的电流小于0.002A
（3）为控制电压力锅在“保压”工作状态时，锅内温度在110～115℃，可调电阻R'接入电路的阻值为多少？
【答案】（1）3.6×105J （2）A （3）100Ω
10.人们对自我保护越来越关注。图甲为某品牌足浴盆的相关参数，其内部电路可分为工作电路和控制电路两个部分（如图乙所示）。电磁继电器所在控制电路的电源电压U=6V，电磁继电器线圈的电阻可不计，加热至40℃时，自动进入保温模式，此时电磁继电器线圈的电源达到30mA，热敏电阻R2的阻值随温度变化的曲线如图丙所示。
(1)求R2的阻值；
(2)在一次使用过程中，加热时间为5min，则加热过程中消耗的电能是多少？不计热损失，这些热量可使5kg的水温度升高多少；[c水=4.2×103J/(kg·℃)]
(3)为使温度加热至40℃时，自动进入保温模式，滑动变阻器的电阻需要调到多大?
(4)若想温度加热到45℃时，自动进入保温状态，应该如何操作？
【答案】解：(1)由题知，加热至40℃时，控制电路中的弹簧会将衔铁拉起来，自动进入保温模式，由图乙知，此时工作电路中只有R1接入电路；当温度降低时，控制电路中的电磁铁会将衔铁吸下来，进入加热模式，由图乙知，此时工作电路中R1和R2并联接入电路；所以R2的功率
P2=P加热-P保温=2100W-100W=2000W
R2的阻值
(2)加热5min消耗的电能
W=P加热t=2100W×5×60s=6.3×105J
水升高的温度
(3)温度加热至40℃时，此时电磁继电器线圈的电流达到30mA，由图丙知，此时热敏电阻Rx的阻值为40Ω，电路的总电阻
滑动变阻器的电阻
R滑=R-Rx=200Ω-40Ω=160Ω
(4)若想温度加热到45℃时，自动进入保温状态，即要提高恒温箱的设定温度，从图丙可知，要提高恒温箱的设定温度，就要增大热敏电阻的阻值，但为了使衔铁吸合工作电流即线圈中的电流仍为30mA，根据欧姆定律就要减小滑动变阻器的电阻。
答：(1)R2的阻值为24.2Ω；
(2)在一次使用过程中，加热时间为5min，则加热过程中耗的电能是6.3×105J；不计热损失，这些热量可使5kg的水温度升高30℃；
(3)为使温度加热至40℃时，自动进入保温模式，滑动变阻器的电阻需要调到160Ω；
(4)若想温度加热到45℃时，自动进入保温状态，应该减小滑动变阻器的电阻。
11.为响应市政府提出的“创建海绵型城市”的号召，小科设计了如图所示的市政自动排水装置模型，控制电路由电压为12V、最大容量为6000mAh的蓄电池供电，蓄电池用“发电玻璃”制成的太阳能电板充电。R0为定值电阻，R为压敏电阻，压敏电阻通过杠杆ABO与圆柱形浮体相连，AO：BO＝4：1，压敏电阻的阻值随压力变化的关系如下表。（压板、杠杆和硬质连杆的质量及电磁铁线圈电阻忽略不计，所用绿灯红灯及排水泵的额定电压均为220V）
（1）“发电玻璃”面积为0.2m2，其光电转化率为10%，要对没有电的控制电路蓄电池充满电需要_______小时。（太阳能辐射到每平方米地面上的平均功率按1KW计算）
（2）按照设计要求，当水位上升到浮体刚好全部浸入水中时，压敏电阻受到压力为360N，通过电磁铁线圈的电流为100mA，排水泵启动；定值电阻R0的阻值为_______Ω．该浮体重力为10N，浮体刚好全部浸入水中时受到的浮力为_______N。
（3）制作压敏电阻的材料属于_______（填“导体”或“半导体“）。在实际调试过程中，小科发现水位已达到安全位置上限，但排水装置还未启动。如果在其他条件保持不变的前提下，要使排水装置符合设计要求，应该将与压敏电阻相连的压板向_______（填“左”或“右“）移动。
（4）若选用额定功率为5kW的排水电动机，排水泵机械效率为80%，工作2小时能将_______kg的水抽到6米高处。（g＝10N/kg）
【答案】（1）蓄电池充满电时储存的电能：
W＝UIt＝12V×6000×10﹣3A×3600s＝2.592×105J＝0.072kW•h，
因发电玻璃的光电转化率为10%，
所以，发电玻璃接收到的太阳能：
E＝＝＝0.72kW•h，
由E＝PSt可得，蓄电池充满电需要的时间：
t＝＝＝3.6h；
（2）当浮体刚好全部浸入水中时，压敏电阻受到压力为360N，通过电磁铁线圈的电流I＝100mA＝0.1A，
由表中数据知，此时压敏电阻的阻值R＝80Ω，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，由I＝可得，定值电阻R0的阻值：
R0＝R总﹣R＝﹣R＝﹣80Ω＝40Ω，
设此时连杆对A端的作用力为FA，压敏电阻对B处的作用力为FB，
由杠杆的平衡条件FA•OA＝FB•OB可得：
FA＝FB＝×360N＝90N，
由力作用的相互性可知，A端对浮体向下的压力：FA'＝FA＝90N，
由力的平衡条件可得，此时浮体受到的浮力：F浮＝G+FA'＝10N+90N＝100N；
（3）制作压敏电阻的材料属于半导体；
在实际调试过程中，小科发现水位已达到安全位置上限，但排水装置还未启动，
则控制电路的电流太小，如果在其他条件保持不变的前提下，要使排水装置符合设计要求，
应减小控制电路中的电阻以增大控制电路中电流，由表格数据可知，应增大压敏电阻受到的压力，
在A端作用力和动力臂不变的情况下，由杠杆平衡条件知，将压板向右移动时，减小了阻力臂，可增大对压敏电阻的压力；
（4）由P＝可得，排水电动机工作2h消耗的电能：
W电＝P电t′＝5×103W×2×3600s＝3.6×107J，
电动机消耗的电能转化为水的机械能：
W机械＝W电η＝3.6×107J×80%＝2.88×107J，
由W＝Gh＝mgh可得，能抽到6m高处水的质量：
m＝＝＝4.8×105kg。
答：（1）3.6；（2）40；100；（3）半导体；右；（4）4.8×105。
12.某电饮水机的工作模式和相关参数如表。如图所示的是该电饮水机的原理图，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电饮水机实现加热状态和保温状态的挡位变换。R0、R1为电热丝，其阻值不随温度而变化；R2为滑动变阻器，R为热敏电阻（置于电饮水机内），其阻值随温度的升高而减小。红灯、绿灯是电饮水机工作时的指示灯，忽略指示灯对电路的影响。试问：
（1）当绿灯亮时，电饮水机处于 状态，电磁铁的上端是 极。
（2）电热丝R1的电阻是多大？
（3）电饮水机处于正常加热状态时，工作10.5min，将满水箱的水从20℃加热到80℃，则该电饮水机的加热效率是多少？[c水＝4.2×103J/（kg•℃）]
（4）工作时，若要提高电饮水机的保温温度，应如何调节滑动变阻器R2的滑片？
【答案】（1）保温；S；
（2）R1工作时的电阻是1149.5Ω；
（3）该电饮水机的效率是83.3%；
（4）工作时若要提高电饮水机的保温温度，滑动变阻器R2的滑片向右移动。
13.电梯为居民出入带来很大的便利，小明家住某小区某栋6楼，放学后乘电梯回家。小明查阅资料，了解到出于安全考虑，电梯都设置了超载自动报警系统，其工作原理如图甲所示，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，动触点K与静触点A接触，闭合开关S，电动机正常工作；当电梯超载时，动触点K与静触点B接触，电铃发出报警铃声，即使闭合开关S，电动机也不工作。在控制电路中，已知电源电压U＝6V，保护电阻R1＝100Ω，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，电梯自重和电磁铁线圈的阻值都忽略不计。
（1）若小明的体重为400N，他站在静止的电梯上，脚与电梯地面的总接触面积为0.04m2，则此时小明对电梯地面的压强为多少？
（2）某次电梯正常运行时，测得通过电磁铁线圈的电流为10mA，则此时电梯载重为多少？
（3）若电磁铁线圈电流达到20mA时，刚好接触静触点B，电铃发出警报声。当该电梯厢内站立总质量1000kg的乘客时，试通过计算说明电梯是否超载？
【答案】
解：（1）小明对电梯地面的压力 F＝G＝400 N；
小明对电梯地面的压强：p＝＝＝1×104Pa；
（2）电路总电阻：R＝＝＝600Ω；
根据串联电路电阻特点可知，此时压敏电阻的阻值 R2＝R﹣R1＝600Ω﹣100Ω＝500Ω；
由图乙可知此时压敏电阻所受的压力为 F1＝6×103 N，故此时电梯载重为 6×103 N；
（3）电梯厢内站立总质量为 1000kg 的乘客时，电梯受到的压力等于乘客的重力，
即 F2＝G'＝mg＝1000 kg×10 N/kg＝104 N；
由题图乙可知，当压力 F2＝104 N 时，对应的压敏电阻阻值 R2'＝100Ω，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，则控制电路中的电流；
I'＝＝＝0.03A＝30mA；
因 30 mA＞20 mA，所以此时电梯超载；
答：（1）小明对电梯地面的压强为1×104Pa；
（2）电梯载重为6×103 N；
（3）电梯超载。
14.如图甲所示，是一种电加热恒温箱的简化工作原理电路图。工作电路由电压U0=220V的电源和阻值为R0=88Ω的电热丝组成。控制电路是由电压U1=7.5V的电源、开关、电磁继电器（线圈电阻不计）、电阻箱R1（可取值范围为0~120Ω）和热敏电阻Rt组成的，热敏电阻Rt的阻值随温度变化的关系如图乙所示。当控制电路的电流达到50mA时，衔铁才吸合，从而切断右边工作电路，停止加热。
（1）由乙图可知热敏电阻Rt的阻值随温度的升高怎样变化？
（2）求工作电路中电热丝R0工作时的电流和工作5min产生的热量。
（3）如果恒温箱的温度设定为60℃则电阻箱R1应取多大阻值。
（4）该恒温箱可设定的最高温度是多少。
【答案】（1）观察乙图坐标轴可知，随着温度的升高热敏电阻Rt的阻值逐渐减小。
（2）工作电路中电热丝R0工作时的电流为
工作5min产生的热量为
（3）衔铁被吸下时控制电路总电阻为
由乙图可知当温度为60℃时，热敏电阻Rt的阻值为90Ω，则可求此时电阻箱R1阻值为
R1=R总-Rt=150Ω-90Ω=60Ω
（4）设定温度越高则热敏电阻Rt的阻值越小，总阻值须达到150Ω衔铁才会被吸下，则当滑动变阻器取得最大值为120Ω时，热敏电阻Rt的阻值最小为
Rtmin=150Ω-120Ω=30Ω
对应乙图可知，可测量最高温度为180℃。
答：（1）随着温度的升高热敏电阻Rt的阻值逐渐减小；
（2）电热丝R0工作时的电流为2.5A，工作5min产生的热量为1.65×105J；
（3）如果恒温箱的温度设定为60℃则电阻箱R1应取60Ω；
（4）该恒温箱可设定的最高温度是180℃。
15.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，光敏电阻将_____，控制电路中的电流将_____（选填“变大”“变小”或“不变”）。长时间使用后，控制电路中的电流将降低，若在相同的情况下接通电路，则光照强度_____。（选填“增强”“减弱”或“不变”）。
（2）当开关S闭合时，光敏电阻上的照度大于或等于0.4lx时，警示灯L亮，已知控制电路的电源电压为22V，电磁继电器的线圈电阻为10Ω，此时控制电路中的电流是多大？
（3）若使电流达到0.2A时，光敏电阻上的照度大于或等于0.4lx时警示灯L亮，试通过计算说明怎样改装控制电路。（注：可以添加必要的元件）
【答案】（1）磁；变小；变大；增强；
（2）此时控制电路中的电流是0.44A；
（3）可以在控制电路中串联接入⼀个 60Ω的电阻。
16.许多大桥被损坏的一个重要原因是过往车辆严重超载，为了能抓拍超载车辆，小明及其物理兴趣小组成员决定为大桥管理者设计一个“汽车超载记录器”来进行监控管理。如图甲为该超载记录器原理图，已知电源电压，电压表量程为0～5V，线圈电阻，保护电阻，为压敏电阻，当车辆驶入被检测路段时，其阻值随它受到的压力变化的情况如图乙所示，当电压表示数达到或超过4V时，继电器的衔铁被吸下，工作电路中的照相机就开始工作，抓拍超载车辆。试问：（g取10N/kg）
（1）若某车的质量为15t，静止时轮胎与路面接触的总面积为0.3m2，则静止时该车对路面的压强为多少？
（2）第（1）问中该车辆过桥时，电压表的示数是多少？
（3）该记录器所能记录的过桥车辆的最大质量是多少？
【答案】(1)静止时对该车对路面的压力：，
该车对路面的压强：
；
(2)根据控制电路可知，三电阻串联，电压表测两端的电压，由乙图像可知，
时，此时压敏电阻的阻值
电路中的电流
，
电压表测两端的电压，示数为
；
(3)经分析当电压表示数最大时，记录器所能记录的过桥车辆的质量最大，电路中的电流
，
两端电压
，
压敏电阻两端的电压
，
压敏电阻的阻值
，
由图乙可知此时的压力
，
则记录器所能记录的过桥车辆的最大质量是
。
答：(1)该车对路面的压强为5×105Pa；
(2)第(1)问中该车辆过桥时，电压表的示数是2.5V；
(3)该记录器所能记录的过桥车辆的最大质量是5.5×104kg。
2022年中考物理二轮专题复习——电磁型动态电路计算
1.如图甲所示是家用燃气报警器的部分电路示意图，其中控制电路中的R1是由气敏电阻制成的传感器，R1的阻值与燃气浓度的关系如图乙。出厂预设当燃气浓度达到4%时报警，出厂测试时，控制电路的电源电压为3V且保持恒定，闭合开关S1、S2，移动滑动变阻器R2滑片P的位置，当控制电路中的电流为0.03A时，电磁铁恰好能将衔铁吸下，工作电路中相应的灯亮起而报警（电磁铁线圈的阻值忽略不计）。
（1）使用燃气的场所都应安装燃气报警器，安装的具体位置应根据被检测气体相对于空气的密度来决定。如果家中使用的是天然气（主要成分是密度比空气小的甲烷），则报警器应安装在厨房（如图丙）的________（填“A”或“B”）区域；
（2）小科认为报警时只有灯亮还不能起到很好的报警作用，最好灯亮同时又有警报声，所以建议加接蜂鸣器，则蜂鸣器应与________灯并联；
（3）该报警器要达到出厂预设值，请计算滑动变阻器应接入电路的电阻值：________。
（4）当报警器报警时，下列处理方法正确的是________；
A．迅速打开排风扇 B．打开门窗通风换气
C．禁止切断报警器电源 D．熄灭一切火种，迅速关闭气源总阀
2.纯电动汽车是一种采用蓄电池作为唯一动力源的汽车，电池的安全性主要体现在对其温度的控制上，当某组电池温度过高时，立即启动制冷系统进行降温，图甲是小明设计的模拟控温装置示意图，电磁继电器与热敏电阻Rt、滑动变阻器Rp串联接在电压为6V的电源两端。当电磁铁线圈（电阻不计）中的电流I大于或等于25mA时，衔铁被吸合，热敏电阻置于温度监测区域，其阻值Rt，与温度t的关系如图乙所示，滑动变阻器的最大阻值为200Ω.
（1）图甲中应将b端与 ▲ 端相连；
（2）当开关S闭合时，电磁铁上端为 ▲ 极；
（3）若设置电池温度为60℃时启动制冷系统，则滑动变阻器阻值应为 ▲ Ω；
（4）该电路可设置启动制冷系统的最高温度是 ▲ ℃；
（5）现利用一只电阻箱在室温条件下对上述电路进行调试。使电路能在60℃时启动制冷系统.为此，先将电阻箱调为70Ω，然后还需要经过三个关键的调试步骤才能完成调试。
第一步：断开开关， ▲ ；
第二步：闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，直到继电器的衔铁被吸合；
第三步：断开开关， ▲ ，完成电路调试.
3.下图是一款给蔬菜大棚提供热和光的装置的电路示意图，R是阻值为55Ω大功率灯泡，Rt是热敏电阻，其阻值与大棚内温度的关系式为Rt=5+0.5t（式中Rt单位是Ω，t的单位是℃），R0是设定温度的变阻器。控制电路中，电源电压为3V。当电磁继电器线圈中的电流小于等于10mA时，衔铁片会弹起，触点分离，灯泡熄灭（电磁继电器线圈电阻忽略不计）。
（1）灯泡工作时，大棚内气体温度逐渐升高，分子热运动越来越______，电磁继电器线圈的磁性越来越____。
（2）如果大棚内温度刚达到30℃时灯泡熄灭，则滑动变阻器的接入电阻是______Ω。
4.为节约用水，小华为农场的储水箱设计了一个自动抽水控制装置。如图，水箱高为1 m，容积为0.8m3。在空水箱底部竖直放置一重5N的长方体，长方体高为1m、底面积为0.02m2，上端通过绝缘轻杆与控制电路的压敏电阻R接触，此时压敏电阻受到的压力为零。压敏电阻R的阻值随压力F的增大而减小，部分数据如下表。控制电路电源电压U=12V，定值电阻R0为保护电阻。当控制电路的电流I≥0.5A时，电磁铁将衔铁吸合，工作电路断开，水泵停止给储水箱抽水。
（1）若水泵的额定功率为440W，正常工作时通过的电流是多少？
（2）要使储水箱装满水时水泵恰能自动停止工作，R0应为多少？
（3）从水箱顶部给空水箱注满水的过程中，水的重力所做的功是多少？
5.小聪利用光光敏电阻为社区设计了一种自动草坪灯，其工作原理如图17所示。工作电路中有两盏规格均为“220V 44W”的灯泡L，天暗时灯自动发光，天亮时灯自动熄灭。电控制电路中电源电压U恒为6V。定值电阻R0为220Ω。在一定范围内，光敏电阻R的阻值与光照强度E（光照强度一代单位为lx，光越强光照强度越大）之间存在着一定关系，部分数据如下表所示。电磁铁的线圈电阻忽略不计，当天色渐暗，通过线圈的电流为0.02A时，恰好启动工作电路的照明系统。试问：
（1）随着光照强度减小，光敏电阻R的阻值_____________（选填“增大”或“减小”），电磁铁的磁性______________（选题“增强”或“减弱”），当光照强度减小到一定值时，衔铁会被____________（选题“吸下”或“释放”），照明系统启动。
（2）两盏灯均正常发光时，工作电路中的总电流是多少？
（3）照明系统恰好启动时，光敏电阻R的阻值为多少？此时光照强度为多少？
6.某科技小组的同学设计制作了一款自动控温烘干箱，箱内主要电路包括控制电路和工作电路，其原理图如图所示。控制电路电源电压为8V，R为变阻器，Rt为热敏电阻、Rt阻值与箱内气温关系如下表所示。工作电路电源电压为220V，R0为电热丝，阻值恒为88Ω，M为电风扇，铭牌上标有“220V 20W”字样，其作用是使箱内空气均匀受热，红、绿指示灯用于分别指示电路加热、待机状态。当控制电路的电流达到0.025A时，衔铁被电磁铁吸住，工作电路处于待机状态，当控制电路电流减小到某值时，衔铁被释放，工作电路处于加热状态。
（1）将控制电路中变阻器R的阻值调为120Ω时，箱内气温最高可达多少摄氏度？（电磁铁的线圈电阻不计）
（2）重新调节变阻器R，同时闭合开关S1、S2，箱内气温与时间关系如图乙所示，若电热丝R0加热空气的效率为80%，衔铁每次被吸住的时长均为300s，箱内空气质量恒为2.2kg、比热容为，求开关S1、S2闭合20min内，工作电路总共消耗的电能是多少焦耳？（控制电路、指示灯及电风扇M产生的电热均不计，指示灯消耗的电能不计）
7.某兴趣小组设计了一种恒温箱电路，如图甲所示，工作电路电源电压U1=220V，R1=242Ω，控制电路电源电压U2=3V，R2=300Ω，热敏电阻R能即时感知恒温箱内温度，其阻值与温度的关系如图乙，不计线圈的电阻，当线圈中的电流大于或等于40mA时，继电器的衔铁被吸合，动触点A与静触点B接触；当线圈中的电流小于或等于30mA时衔铁被释放，动触点A与静触点C接触。求：
（1）闭合开关S1和S2，恒温箱开始工作，此时衔铁的动触点A与________（选填“B”或“C”）静触点相接触。
（2）电热丝R1正常工作5分钟消耗的电能。
（3）分析计算恒温箱正常工作时的温度变化范围。
8.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，电压U1＝3V，定值电阻R0＝50Ω，热敏电阻R阻值随温度变化的图象如图乙所示；工作电路中2＝220V，R1＝836Ω，R2＝44Ω。已知恒温调奶器容量为2kg，水温达到80℃时衔铁会跳起。[水的比热容为4.2×103J/（kg•℃）]
（1）请结合此电路，简要说明电磁继电器的工作原理。
（2）求衔铁刚跳起时，通过电磁铁线圈的电流。
（3）求工作电路在保温状态下的电功率。
（4）当调奶器加满温度为25℃的水，加热元件工作500s后衔铁跳起，求此过程中水吸收的热量及恒温调奶器的加热效率。
9.图甲为某品牌电压力锅，其电路原理图如图乙所示。电源转换器将U＝220V的电压转换为直流低电压U'，R是热敏电阻，温度与锅内温度保持一致，当温度为100℃时，R的阻值为1700Ω，温度每升高1℃，阻值减小80Ω。R'是可调电阻，电磁铁线圈电阻忽略不计，当电磁铁线圈中的电流达到0.02A时，衔铁P被吸起（开关断开），此时锅内温度为115℃；当电流减小到0.012A时，衔铁P被释放（开关重新接通），此时锅内温度为110℃。S为电源开关；S1为定时器开关，闭合后自动开始计时，计时结束会自动断开，无外力不再闭合，S2为保温开关，开始时处于闭合状态，当锅内温度达到80℃时断开，当锅内温度低于60℃时自动闭合，保压指示灯L1、保温指示灯L2阻值可忽略。R1、R2阻值均为110kΩ，R3为加热盘，额定电压为220V，电阻为48.4Ω。
某次煮饭时，电压力锅内加入适量米和水，盖好盖子，闭合S、S1，电压力锅进入“加热”工作状态，6min后灯L1亮起，电压力锅进入“保压”工作状态，保压期间，观察到灯L1间歇发光；再过一段时间，S1断开，灯L2亮起，电压力锅进入“保温”工作状态。
（1）电压力锅在“加热”工作状态时，加热盘R3消耗的电能为多少？
（2）电压力锅进入“保温”工作状态后，下列说法中错误的是________。
A．灯L1、L2间歇发光
B．灯L1会熄灭、灯L2间歇发光
C．当锅内温度低于60℃时，R3正常工作
D．当锅内温度达到80℃时，通过R3的电流小于0.002A
（3）为控制电压力锅在“保压”工作状态时，锅内温度在110～115℃，可调电阻R'接入电路的阻值为多少？
10.人们对自我保护越来越关注。图甲为某品牌足浴盆的相关参数，其内部电路可分为工作电路和控制电路两个部分（如图乙所示）。电磁继电器所在控制电路的电源电压U=6V，电磁继电器线圈的电阻可不计，加热至40℃时，自动进入保温模式，此时电磁继电器线圈的电源达到30mA，热敏电阻R2的阻值随温度变化的曲线如图丙所示。
(1)求R2的阻值；
(2)在一次使用过程中，加热时间为5min，则加热过程中消耗的电能是多少？不计热损失，这些热量可使5kg的水温度升高多少；[c水=4.2×103J/(kg·℃)]
(3)为使温度加热至40℃时，自动进入保温模式，滑动变阻器的电阻需要调到多大?
(4)若想温度加热到45℃时，自动进入保温状态，应该如何操作？
11.为响应市政府提出的“创建海绵型城市”的号召，小科设计了如图所示的市政自动排水装置模型，控制电路由电压为12V、最大容量为6000mAh的蓄电池供电，蓄电池用“发电玻璃”制成的太阳能电板充电。R0为定值电阻，R为压敏电阻，压敏电阻通过杠杆ABO与圆柱形浮体相连，AO：BO＝4：1，压敏电阻的阻值随压力变化的关系如下表。（压板、杠杆和硬质连杆的质量及电磁铁线圈电阻忽略不计，所用绿灯红灯及排水泵的额定电压均为220V）
（1）“发电玻璃”面积为0.2m2，其光电转化率为10%，要对没有电的控制电路蓄电池充满电需要_______小时。（太阳能辐射到每平方米地面上的平均功率按1KW计算）
（2）按照设计要求，当水位上升到浮体刚好全部浸入水中时，压敏电阻受到压力为360N，通过电磁铁线圈的电流为100mA，排水泵启动；定值电阻R0的阻值为_______Ω．该浮体重力为10N，浮体刚好全部浸入水中时受到的浮力为_______N。
（3）制作压敏电阻的材料属于_______（填“导体”或“半导体“）。在实际调试过程中，小科发现水位已达到安全位置上限，但排水装置还未启动。如果在其他条件保持不变的前提下，要使排水装置符合设计要求，应该将与压敏电阻相连的压板向_______（填“左”或“右“）移动。
（4）若选用额定功率为5kW的排水电动机，排水泵机械效率为80%，工作2小时能将_______kg的水抽到6米高处。（g＝10N/kg）
12.某电饮水机的工作模式和相关参数如表。如图所示的是该电饮水机的原理图，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电饮水机实现加热状态和保温状态的挡位变换。R0、R1为电热丝，其阻值不随温度而变化；R2为滑动变阻器，R为热敏电阻（置于电饮水机内），其阻值随温度的升高而减小。红灯、绿灯是电饮水机工作时的指示灯，忽略指示灯对电路的影响。试问：
（1）当绿灯亮时，电饮水机处于 状态，电磁铁的上端是 极。
（2）电热丝R1的电阻是多大？
（3）电饮水机处于正常加热状态时，工作10.5min，将满水箱的水从20℃加热到80℃，则该电饮水机的加热效率是多少？[c水＝4.2×103J/（kg•℃）]
（4）工作时，若要提高电饮水机的保温温度，应如何调节滑动变阻器R2的滑片？
13.电梯为居民出入带来很大的便利，小明家住某小区某栋6楼，放学后乘电梯回家。小明查阅资料，了解到出于安全考虑，电梯都设置了超载自动报警系统，其工作原理如图甲所示，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，动触点K与静触点A接触，闭合开关S，电动机正常工作；当电梯超载时，动触点K与静触点B接触，电铃发出报警铃声，即使闭合开关S，电动机也不工作。在控制电路中，已知电源电压U＝6V，保护电阻R1＝100Ω，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，电梯自重和电磁铁线圈的阻值都忽略不计。
（1）若小明的体重为400N，他站在静止的电梯上，脚与电梯地面的总接触面积为0.04m2，则此时小明对电梯地面的压强为多少？
（2）某次电梯正常运行时，测得通过电磁铁线圈的电流为10mA，则此时电梯载重为多少？
（3）若电磁铁线圈电流达到20mA时，刚好接触静触点B，电铃发出警报声。当该电梯厢内站立总质量1000kg的乘客时，试通过计算说明电梯是否超载？
14.如图甲所示，是一种电加热恒温箱的简化工作原理电路图。工作电路由电压U0=220V的电源和阻值为R0=88Ω的电热丝组成。控制电路是由电压U1=7.5V的电源、开关、电磁继电器（线圈电阻不计）、电阻箱R1（可取值范围为0~120Ω）和热敏电阻Rt组成的，热敏电阻Rt的阻值随温度变化的关系如图乙所示。当控制电路的电流达到50mA时，衔铁才吸合，从而切断右边工作电路，停止加热。
（1）由乙图可知热敏电阻Rt的阻值随温度的升高怎样变化？
（2）求工作电路中电热丝R0工作时的电流和工作5min产生的热量。
（3）如果恒温箱的温度设定为60℃则电阻箱R1应取多大阻值。
（4）该恒温箱可设定的最高温度是多少。
15.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，光敏电阻将_____，控制电路中的电流将_____（选填“变大”“变小”或“不变”）。长时间使用后，控制电路中的电流将降低，若在相同的情况下接通电路，则光照强度_____。（选填“增强”“减弱”或“不变”）。
（2）当开关S闭合时，光敏电阻上的照度大于或等于0.4lx时，警示灯L亮，已知控制电路的电源电压为22V，电磁继电器的线圈电阻为10Ω，此时控制电路中的电流是多大？
（3）若使电流达到0.2A时，光敏电阻上的照度大于或等于0.4lx时警示灯L亮，试通过计算说明怎样改装控制电路。（注：可以添加必要的元件）
16.许多大桥被损坏的一个重要原因是过往车辆严重超载，为了能抓拍超载车辆，小明及其物理兴趣小组成员决定为大桥管理者设计一个“汽车超载记录器”来进行监控管理。如图甲为该超载记录器原理图，已知电源电压，电压表量程为0～5V，线圈电阻，保护电阻，为压敏电阻，当车辆驶入被检测路段时，其阻值随它受到的压力变化的情况如图乙所示，当电压表示数达到或超过4V时，继电器的衔铁被吸下，工作电路中的照相机就开始工作，抓拍超载车辆。试问：（g取10N/kg）
（1）若某车的质量为15t，静止时轮胎与路面接触的总面积为0.3m2，则静止时该车对路面的压强为多少？
（2）第（1）问中该车辆过桥时，电压表的示数是多少？
（3）该记录器所能记录的过桥车辆的最大质量是多少？
2022年中考物理二轮专题复习——电磁型动态电路计算参考答案
1.如图甲所示是家用燃气报警器的部分电路示意图，其中控制电路中的R1是由气敏电阻制成的传感器，R1的阻值与燃气浓度的关系如图乙。出厂预设当燃气浓度达到4%时报警，出厂测试时，控制电路的电源电压为3V且保持恒定，闭合开关S1、S2，移动滑动变阻器R2滑片P的位置，当控制电路中的电流为0.03A时，电磁铁恰好能将衔铁吸下，工作电路中相应的灯亮起而报警（电磁铁线圈的阻值忽略不计）。
（1）使用燃气的场所都应安装燃气报警器，安装的具体位置应根据被检测气体相对于空气的密度来决定。如果家中使用的是天然气（主要成分是密度比空气小的甲烷），则报警器应安装在厨房（如图丙）的________（填“A”或“B”）区域；
（2）小科认为报警时只有灯亮还不能起到很好的报警作用，最好灯亮同时又有警报声，所以建议加接蜂鸣器，则蜂鸣器应与________灯并联；
（3）该报警器要达到出厂预设值，请计算滑动变阻器应接入电路的电阻值：________。
（4）当报警器报警时，下列处理方法正确的是________；
A．迅速打开排风扇 B．打开门窗通风换气
C．禁止切断报警器电源 D．熄灭一切火种，迅速关闭气源总阀
【答案】（1）A （2）L2 （3）60Ω （4）BCD
2.纯电动汽车是一种采用蓄电池作为唯一动力源的汽车，电池的安全性主要体现在对其温度的控制上，当某组电池温度过高时，立即启动制冷系统进行降温，图甲是小明设计的模拟控温装置示意图，电磁继电器与热敏电阻Rt、滑动变阻器Rp串联接在电压为6V的电源两端。当电磁铁线圈（电阻不计）中的电流I大于或等于25mA时，衔铁被吸合，热敏电阻置于温度监测区域，其阻值Rt，与温度t的关系如图乙所示，滑动变阻器的最大阻值为200Ω.
（1）图甲中应将b端与 ▲ 端相连；
（2）当开关S闭合时，电磁铁上端为 ▲ 极；
（3）若设置电池温度为60℃时启动制冷系统，则滑动变阻器阻值应为 ▲ Ω；
（4）该电路可设置启动制冷系统的最高温度是 ▲ ℃；
（5）现利用一只电阻箱在室温条件下对上述电路进行调试。使电路能在60℃时启动制冷系统.为此，先将电阻箱调为70Ω，然后还需要经过三个关键的调试步骤才能完成调试。
第一步：断开开关， ▲ ；
第二步：闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，直到继电器的衔铁被吸合；
第三步：断开开关， ▲ ，完成电路调试.
【答案】（1）c；（2）N；（3）170；（4）90 （5）用电阻箱替换热敏电阻，用热敏电阻替换电阻箱
3.下图是一款给蔬菜大棚提供热和光的装置的电路示意图，R是阻值为55Ω大功率灯泡，Rt是热敏电阻，其阻值与大棚内温度的关系式为Rt=5+0.5t（式中Rt单位是Ω，t的单位是℃），R0是设定温度的变阻器。控制电路中，电源电压为3V。当电磁继电器线圈中的电流小于等于10mA时，衔铁片会弹起，触点分离，灯泡熄灭（电磁继电器线圈电阻忽略不计）。
（1）灯泡工作时，大棚内气体温度逐渐升高，分子热运动越来越______，电磁继电器线圈的磁性越来越____。
（2）如果大棚内温度刚达到30℃时灯泡熄灭，则滑动变阻器的接入电阻是______Ω。
【答案】 ①. 剧烈（或快、激烈） ②. 弱（或小） ③. 280
4.为节约用水，小华为农场的储水箱设计了一个自动抽水控制装置。如图，水箱高为1 m，容积为0.8m3。在空水箱底部竖直放置一重5N的长方体，长方体高为1m、底面积为0.02m2，上端通过绝缘轻杆与控制电路的压敏电阻R接触，此时压敏电阻受到的压力为零。压敏电阻R的阻值随压力F的增大而减小，部分数据如下表。控制电路电源电压U=12V，定值电阻R0为保护电阻。当控制电路的电流I≥0.5A时，电磁铁将衔铁吸合，工作电路断开，水泵停止给储水箱抽水。
（1）若水泵的额定功率为440W，正常工作时通过的电流是多少？
（2）要使储水箱装满水时水泵恰能自动停止工作，R0应为多少？
（3）从水箱顶部给空水箱注满水的过程中，水的重力所做的功是多少？
【答案】（1）2A；（2）10Ω；（3）3900J
5.小聪利用光光敏电阻为社区设计了一种自动草坪灯，其工作原理如图17所示。工作电路中有两盏规格均为“220V 44W”的灯泡L，天暗时灯自动发光，天亮时灯自动熄灭。电控制电路中电源电压U恒为6V。定值电阻R0为220Ω。在一定范围内，光敏电阻R的阻值与光照强度E（光照强度一代单位为lx，光越强光照强度越大）之间存在着一定关系，部分数据如下表所示。电磁铁的线圈电阻忽略不计，当天色渐暗，通过线圈的电流为0.02A时，恰好启动工作电路的照明系统。试问：
（1）随着光照强度减小，光敏电阻R的阻值_____________（选填“增大”或“减小”），电磁铁的磁性______________（选题“增强”或“减弱”），当光照强度减小到一定值时，衔铁会被____________（选题“吸下”或“释放”），照明系统启动。
（2）两盏灯均正常发光时，工作电路中的总电流是多少？
（3）照明系统恰好启动时，光敏电阻R的阻值为多少？此时光照强度为多少？
【答案】
6.某科技小组的同学设计制作了一款自动控温烘干箱，箱内主要电路包括控制电路和工作电路，其原理图如图所示。控制电路电源电压为8V，R为变阻器，Rt为热敏电阻、Rt阻值与箱内气温关系如下表所示。工作电路电源电压为220V，R0为电热丝，阻值恒为88Ω，M为电风扇，铭牌上标有“220V 20W”字样，其作用是使箱内空气均匀受热，红、绿指示灯用于分别指示电路加热、待机状态。当控制电路的电流达到0.025A时，衔铁被电磁铁吸住，工作电路处于待机状态，当控制电路电流减小到某值时，衔铁被释放，工作电路处于加热状态。
（1）将控制电路中变阻器R的阻值调为120Ω时，箱内气温最高可达多少摄氏度？（电磁铁的线圈电阻不计）
（2）重新调节变阻器R，同时闭合开关S1、S2，箱内气温与时间关系如图乙所示，若电热丝R0加热空气的效率为80%，衔铁每次被吸住的时长均为300s，箱内空气质量恒为2.2kg、比热容为，求开关S1、S2闭合20min内，工作电路总共消耗的电能是多少焦耳？（控制电路、指示灯及电风扇M产生的电热均不计，指示灯消耗的电能不计）
【答案】（1）50℃；（2）
7.某兴趣小组设计了一种恒温箱电路，如图甲所示，工作电路电源电压U1=220V，R1=242Ω，控制电路电源电压U2=3V，R2=300Ω，热敏电阻R能即时感知恒温箱内温度，其阻值与温度的关系如图乙，不计线圈的电阻，当线圈中的电流大于或等于40mA时，继电器的衔铁被吸合，动触点A与静触点B接触；当线圈中的电流小于或等于30mA时衔铁被释放，动触点A与静触点C接触。求：
（1）闭合开关S1和S2，恒温箱开始工作，此时衔铁的动触点A与________（选填“B”或“C”）静触点相接触。
（2）电热丝R1正常工作5分钟消耗的电能。
（3）分析计算恒温箱正常工作时的温度变化范围。
【答案】（1）C （2）6×104J （3）90℃~100℃
8.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，电压U1＝3V，定值电阻R0＝50Ω，热敏电阻R阻值随温度变化的图象如图乙所示；工作电路中2＝220V，R1＝836Ω，R2＝44Ω。已知恒温调奶器容量为2kg，水温达到80℃时衔铁会跳起。[水的比热容为4.2×103J/（kg•℃）]
（1）请结合此电路，简要说明电磁继电器的工作原理。
（2）求衔铁刚跳起时，通过电磁铁线圈的电流。
（3）求工作电路在保温状态下的电功率。
（4）当调奶器加满温度为25℃的水，加热元件工作500s后衔铁跳起，求此过程中水吸收的热量及恒温调奶器的加热效率。
【答案】（1）水温达到80℃前，电磁铁把衔铁吸下，R2接入工作电路，处于加热状态，衔铁被弹簧拉起，R1和R5串联接入工作电路，处于保温状态；
（2）由图可知当温度为80℃时，热敏电阻的阻值为100Ω，所以控制电路的总电阻为：R控＝R+R0＝100Ω+50Ω＝150Ω，
衔铁刚弹起时，通过电磁铁线圈的电流：I＝＝，
（3）R1和R2串联接入工作电路，处于保温状态＝＝55W；
（4）水吸收的热量为：Q＝c水m△t＝4.2×107J/(kg•℃)×2kg×(80℃﹣25℃)＝4.62×107J，
恒温调奶器加热状态小的电功率：P＝＝＝1100W；
500s内消耗的电能：W＝Pt＝1100W×500s＝5.5×104J，
恒温调奶器的加热效率：η＝100%＝。
答：（1）水温达到80℃前，电磁铁把衔铁吸下，R2接入工作电路，处于加热状态，衔铁被弹簧拉起，R1和R4串联接入工作电路，处于保温状态；
（2）衔铁刚跳起时，通过电磁铁线圈的电流为0.02A；
（3）工作电路在保温状态下的电功率为55W；
（4）此过程中水吸收的热量为4.62×106J，恒温调奶器的加热效率为84%。
9.图甲为某品牌电压力锅，其电路原理图如图乙所示。电源转换器将U＝220V的电压转换为直流低电压U'，R是热敏电阻，温度与锅内温度保持一致，当温度为100℃时，R的阻值为1700Ω，温度每升高1℃，阻值减小80Ω。R'是可调电阻，电磁铁线圈电阻忽略不计，当电磁铁线圈中的电流达到0.02A时，衔铁P被吸起（开关断开），此时锅内温度为115℃；当电流减小到0.012A时，衔铁P被释放（开关重新接通），此时锅内温度为110℃。S为电源开关；S1为定时器开关，闭合后自动开始计时，计时结束会自动断开，无外力不再闭合，S2为保温开关，开始时处于闭合状态，当锅内温度达到80℃时断开，当锅内温度低于60℃时自动闭合，保压指示灯L1、保温指示灯L2阻值可忽略。R1、R2阻值均为110kΩ，R3为加热盘，额定电压为220V，电阻为48.4Ω。
某次煮饭时，电压力锅内加入适量米和水，盖好盖子，闭合S、S1，电压力锅进入“加热”工作状态，6min后灯L1亮起，电压力锅进入“保压”工作状态，保压期间，观察到灯L1间歇发光；再过一段时间，S1断开，灯L2亮起，电压力锅进入“保温”工作状态。
（1）电压力锅在“加热”工作状态时，加热盘R3消耗的电能为多少？
（2）电压力锅进入“保温”工作状态后，下列说法中错误的是________。
A．灯L1、L2间歇发光
B．灯L1会熄灭、灯L2间歇发光
C．当锅内温度低于60℃时，R3正常工作
D．当锅内温度达到80℃时，通过R3的电流小于0.002A
（3）为控制电压力锅在“保压”工作状态时，锅内温度在110～115℃，可调电阻R'接入电路的阻值为多少？
【答案】（1）3.6×105J （2）A （3）100Ω
10.人们对自我保护越来越关注。图甲为某品牌足浴盆的相关参数，其内部电路可分为工作电路和控制电路两个部分（如图乙所示）。电磁继电器所在控制电路的电源电压U=6V，电磁继电器线圈的电阻可不计，加热至40℃时，自动进入保温模式，此时电磁继电器线圈的电源达到30mA，热敏电阻R2的阻值随温度变化的曲线如图丙所示。
(1)求R2的阻值；
(2)在一次使用过程中，加热时间为5min，则加热过程中消耗的电能是多少？不计热损失，这些热量可使5kg的水温度升高多少；[c水=4.2×103J/(kg·℃)]
(3)为使温度加热至40℃时，自动进入保温模式，滑动变阻器的电阻需要调到多大?
(4)若想温度加热到45℃时，自动进入保温状态，应该如何操作？
【答案】解：(1)由题知，加热至40℃时，控制电路中的弹簧会将衔铁拉起来，自动进入保温模式，由图乙知，此时工作电路中只有R1接入电路；当温度降低时，控制电路中的电磁铁会将衔铁吸下来，进入加热模式，由图乙知，此时工作电路中R1和R2并联接入电路；所以R2的功率
P2=P加热-P保温=2100W-100W=2000W
R2的阻值
(2)加热5min消耗的电能
W=P加热t=2100W×5×60s=6.3×105J
水升高的温度
(3)温度加热至40℃时，此时电磁继电器线圈的电流达到30mA，由图丙知，此时热敏电阻Rx的阻值为40Ω，电路的总电阻
滑动变阻器的电阻
R滑=R-Rx=200Ω-40Ω=160Ω
(4)若想温度加热到45℃时，自动进入保温状态，即要提高恒温箱的设定温度，从图丙可知，要提高恒温箱的设定温度，就要增大热敏电阻的阻值，但为了使衔铁吸合工作电流即线圈中的电流仍为30mA，根据欧姆定律就要减小滑动变阻器的电阻。
答：(1)R2的阻值为24.2Ω；
(2)在一次使用过程中，加热时间为5min，则加热过程中耗的电能是6.3×105J；不计热损失，这些热量可使5kg的水温度升高30℃；
(3)为使温度加热至40℃时，自动进入保温模式，滑动变阻器的电阻需要调到160Ω；
(4)若想温度加热到45℃时，自动进入保温状态，应该减小滑动变阻器的电阻。
11.为响应市政府提出的“创建海绵型城市”的号召，小科设计了如图所示的市政自动排水装置模型，控制电路由电压为12V、最大容量为6000mAh的蓄电池供电，蓄电池用“发电玻璃”制成的太阳能电板充电。R0为定值电阻，R为压敏电阻，压敏电阻通过杠杆ABO与圆柱形浮体相连，AO：BO＝4：1，压敏电阻的阻值随压力变化的关系如下表。（压板、杠杆和硬质连杆的质量及电磁铁线圈电阻忽略不计，所用绿灯红灯及排水泵的额定电压均为220V）
（1）“发电玻璃”面积为0.2m2，其光电转化率为10%，要对没有电的控制电路蓄电池充满电需要_______小时。（太阳能辐射到每平方米地面上的平均功率按1KW计算）
（2）按照设计要求，当水位上升到浮体刚好全部浸入水中时，压敏电阻受到压力为360N，通过电磁铁线圈的电流为100mA，排水泵启动；定值电阻R0的阻值为_______Ω．该浮体重力为10N，浮体刚好全部浸入水中时受到的浮力为_______N。
（3）制作压敏电阻的材料属于_______（填“导体”或“半导体“）。在实际调试过程中，小科发现水位已达到安全位置上限，但排水装置还未启动。如果在其他条件保持不变的前提下，要使排水装置符合设计要求，应该将与压敏电阻相连的压板向_______（填“左”或“右“）移动。
（4）若选用额定功率为5kW的排水电动机，排水泵机械效率为80%，工作2小时能将_______kg的水抽到6米高处。（g＝10N/kg）
【答案】（1）蓄电池充满电时储存的电能：
W＝UIt＝12V×6000×10﹣3A×3600s＝2.592×105J＝0.072kW•h，
因发电玻璃的光电转化率为10%，
所以，发电玻璃接收到的太阳能：
E＝＝＝0.72kW•h，
由E＝PSt可得，蓄电池充满电需要的时间：
t＝＝＝3.6h；
（2）当浮体刚好全部浸入水中时，压敏电阻受到压力为360N，通过电磁铁线圈的电流I＝100mA＝0.1A，
由表中数据知，此时压敏电阻的阻值R＝80Ω，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，由I＝可得，定值电阻R0的阻值：
R0＝R总﹣R＝﹣R＝﹣80Ω＝40Ω，
设此时连杆对A端的作用力为FA，压敏电阻对B处的作用力为FB，
由杠杆的平衡条件FA•OA＝FB•OB可得：
FA＝FB＝×360N＝90N，
由力作用的相互性可知，A端对浮体向下的压力：FA'＝FA＝90N，
由力的平衡条件可得，此时浮体受到的浮力：F浮＝G+FA'＝10N+90N＝100N；
（3）制作压敏电阻的材料属于半导体；
在实际调试过程中，小科发现水位已达到安全位置上限，但排水装置还未启动，
则控制电路的电流太小，如果在其他条件保持不变的前提下，要使排水装置符合设计要求，
应减小控制电路中的电阻以增大控制电路中电流，由表格数据可知，应增大压敏电阻受到的压力，
在A端作用力和动力臂不变的情况下，由杠杆平衡条件知，将压板向右移动时，减小了阻力臂，可增大对压敏电阻的压力；
（4）由P＝可得，排水电动机工作2h消耗的电能：
W电＝P电t′＝5×103W×2×3600s＝3.6×107J，
电动机消耗的电能转化为水的机械能：
W机械＝W电η＝3.6×107J×80%＝2.88×107J，
由W＝Gh＝mgh可得，能抽到6m高处水的质量：
m＝＝＝4.8×105kg。
答：（1）3.6；（2）40；100；（3）半导体；右；（4）4.8×105。
12.某电饮水机的工作模式和相关参数如表。如图所示的是该电饮水机的原理图，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电饮水机实现加热状态和保温状态的挡位变换。R0、R1为电热丝，其阻值不随温度而变化；R2为滑动变阻器，R为热敏电阻（置于电饮水机内），其阻值随温度的升高而减小。红灯、绿灯是电饮水机工作时的指示灯，忽略指示灯对电路的影响。试问：
（1）当绿灯亮时，电饮水机处于 状态，电磁铁的上端是 极。
（2）电热丝R1的电阻是多大？
（3）电饮水机处于正常加热状态时，工作10.5min，将满水箱的水从20℃加热到80℃，则该电饮水机的加热效率是多少？[c水＝4.2×103J/（kg•℃）]
（4）工作时，若要提高电饮水机的保温温度，应如何调节滑动变阻器R2的滑片？
【答案】（1）保温；S；
（2）R1工作时的电阻是1149.5Ω；
（3）该电饮水机的效率是83.3%；
（4）工作时若要提高电饮水机的保温温度，滑动变阻器R2的滑片向右移动。
13.电梯为居民出入带来很大的便利，小明家住某小区某栋6楼，放学后乘电梯回家。小明查阅资料，了解到出于安全考虑，电梯都设置了超载自动报警系统，其工作原理如图甲所示，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，动触点K与静触点A接触，闭合开关S，电动机正常工作；当电梯超载时，动触点K与静触点B接触，电铃发出报警铃声，即使闭合开关S，电动机也不工作。在控制电路中，已知电源电压U＝6V，保护电阻R1＝100Ω，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，电梯自重和电磁铁线圈的阻值都忽略不计。
（1）若小明的体重为400N，他站在静止的电梯上，脚与电梯地面的总接触面积为0.04m2，则此时小明对电梯地面的压强为多少？
（2）某次电梯正常运行时，测得通过电磁铁线圈的电流为10mA，则此时电梯载重为多少？
（3）若电磁铁线圈电流达到20mA时，刚好接触静触点B，电铃发出警报声。当该电梯厢内站立总质量1000kg的乘客时，试通过计算说明电梯是否超载？
【答案】
解：（1）小明对电梯地面的压力 F＝G＝400 N；
小明对电梯地面的压强：p＝＝＝1×104Pa；
（2）电路总电阻：R＝＝＝600Ω；
根据串联电路电阻特点可知，此时压敏电阻的阻值 R2＝R﹣R1＝600Ω﹣100Ω＝500Ω；
由图乙可知此时压敏电阻所受的压力为 F1＝6×103 N，故此时电梯载重为 6×103 N；
（3）电梯厢内站立总质量为 1000kg 的乘客时，电梯受到的压力等于乘客的重力，
即 F2＝G'＝mg＝1000 kg×10 N/kg＝104 N；
由题图乙可知，当压力 F2＝104 N 时，对应的压敏电阻阻值 R2'＝100Ω，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，则控制电路中的电流；
I'＝＝＝0.03A＝30mA；
因 30 mA＞20 mA，所以此时电梯超载；
答：（1）小明对电梯地面的压强为1×104Pa；
（2）电梯载重为6×103 N；
（3）电梯超载。
14.如图甲所示，是一种电加热恒温箱的简化工作原理电路图。工作电路由电压U0=220V的电源和阻值为R0=88Ω的电热丝组成。控制电路是由电压U1=7.5V的电源、开关、电磁继电器（线圈电阻不计）、电阻箱R1（可取值范围为0~120Ω）和热敏电阻Rt组成的，热敏电阻Rt的阻值随温度变化的关系如图乙所示。当控制电路的电流达到50mA时，衔铁才吸合，从而切断右边工作电路，停止加热。
（1）由乙图可知热敏电阻Rt的阻值随温度的升高怎样变化？
（2）求工作电路中电热丝R0工作时的电流和工作5min产生的热量。
（3）如果恒温箱的温度设定为60℃则电阻箱R1应取多大阻值。
（4）该恒温箱可设定的最高温度是多少。
【答案】（1）观察乙图坐标轴可知，随着温度的升高热敏电阻Rt的阻值逐渐减小。
（2）工作电路中电热丝R0工作时的电流为
工作5min产生的热量为
（3）衔铁被吸下时控制电路总电阻为
由乙图可知当温度为60℃时，热敏电阻Rt的阻值为90Ω，则可求此时电阻箱R1阻值为
R1=R总-Rt=150Ω-90Ω=60Ω
（4）设定温度越高则热敏电阻Rt的阻值越小，总阻值须达到150Ω衔铁才会被吸下，则当滑动变阻器取得最大值为120Ω时，热敏电阻Rt的阻值最小为
Rtmin=150Ω-120Ω=30Ω
对应乙图可知，可测量最高温度为180℃。
答：（1）随着温度的升高热敏电阻Rt的阻值逐渐减小；
（2）电热丝R0工作时的电流为2.5A，工作5min产生的热量为1.65×105J；
（3）如果恒温箱的温度设定为60℃则电阻箱R1应取60Ω；
（4）该恒温箱可设定的最高温度是180℃。
15.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，光敏电阻将_____，控制电路中的电流将_____（选填“变大”“变小”或“不变”）。长时间使用后，控制电路中的电流将降低，若在相同的情况下接通电路，则光照强度_____。（选填“增强”“减弱”或“不变”）。
（2）当开关S闭合时，光敏电阻上的照度大于或等于0.4lx时，警示灯L亮，已知控制电路的电源电压为22V，电磁继电器的线圈电阻为10Ω，此时控制电路中的电流是多大？
（3）若使电流达到0.2A时，光敏电阻上的照度大于或等于0.4lx时警示灯L亮，试通过计算说明怎样改装控制电路。（注：可以添加必要的元件）
【答案】（1）磁；变小；变大；增强；
（2）此时控制电路中的电流是0.44A；
（3）可以在控制电路中串联接入⼀个 60Ω的电阻。
16.许多大桥被损坏的一个重要原因是过往车辆严重超载，为了能抓拍超载车辆，小明及其物理兴趣小组成员决定为大桥管理者设计一个“汽车超载记录器”来进行监控管理。如图甲为该超载记录器原理图，已知电源电压，电压表量程为0～5V，线圈电阻，保护电阻，为压敏电阻，当车辆驶入被检测路段时，其阻值随它受到的压力变化的情况如图乙所示，当电压表示数达到或超过4V时，继电器的衔铁被吸下，工作电路中的照相机就开始工作，抓拍超载车辆。试问：（g取10N/kg）
（1）若某车的质量为15t，静止时轮胎与路面接触的总面积为0.3m2，则静止时该车对路面的压强为多少？
（2）第（1）问中该车辆过桥时，电压表的示数是多少？
（3）该记录器所能记录的过桥车辆的最大质量是多少？
【答案】(1)静止时对该车对路面的压力：，
该车对路面的压强：
；
(2)根据控制电路可知，三电阻串联，电压表测两端的电压，由乙图像可知，
时，此时压敏电阻的阻值
电路中的电流
，
电压表测两端的电压，示数为
；
(3)经分析当电压表示数最大时，记录器所能记录的过桥车辆的质量最大，电路中的电流
，
两端电压
，
压敏电阻两端的电压
，
压敏电阻的阻值
，
由图乙可知此时的压力
，
则记录器所能记录的过桥车辆的最大质量是
。
答：(1)该车对路面的压强为5×105Pa；
(2)第(1)问中该车辆过桥时，电压表的示数是2.5V；
(3)该记录器所能记录的过桥车辆的最大质量是5.5×104kg。
相关试卷
最新中考物理专题突破：动态电路定值计算型（无答案）练习题： 这是一份最新中考物理专题突破：动态电路定值计算型（无答案）练习题，共10页。试卷主要包含了9W等内容，欢迎下载使用。
2022年中考物理二轮复习特色专题——动态电路分析及计算： 这是一份2022年中考物理二轮复习特色专题——动态电路分析及计算，共9页。试卷主要包含了单选题，填空题，计算题等内容，欢迎下载使用。
2022年中考物理专题复习—变阻器型动态电路： 这是一份2022年中考物理专题复习—变阻器型动态电路，共23页。试卷主要包含了如图电路中，电源电压恒为4等内容，欢迎下载使用。
