2020年中考物理挑战压轴题附详解（七）

2020年中考物理挑战压轴题附详解（七）
压轴题07电和磁
1．小明家的饮水机具有自动加水和加热两种功能，烧水时，先按一下加水按钮，自吸泵把水从水桶抽到壶内，当壶内水位达到规定容量时，自吸泵自动停止抽水；再按一下加热按钮，加热装置将对壶内的水加热。如图所示．“控制电路”中的热敏电阻R1的阻值随温度变化的曲线如图所示．电磁铁线圈电阻可忽略不计，“饮水机”共安装有2根加热电热丝和一根保温电热丝，当电磁铁线圈中电流大于或等于50mA时，继电器的衔铁被吸合，使加热电路断开，保温电路工作。当线圈中的电流小于或等于40mA时，继电器的衔铁被释放，使加热电路闭合．电磁继电器的电源两端电压U=6V，饮水机的参数如表所示已知水的比热容c水=4.2×103 J/（kg· ℃），水的密度ρ水=1.0×103 kg/m3，g取10 N/kg，电热水机的铭牌数据如表.

（1）电磁继电器的接线柱________（M/N）应与家庭电路的火线相连。
（2）如果自吸泵抽水效率为60%，求自吸泵将1.2 L水提升0.5 m消耗的电能_____.
（3）加热电路中2根“220V 600W”电热丝的合理连接方式是___________（ 并联/串联）
（4）为了实现温度控制，饮水机加热电热丝（图中未画出）应该选择接在以下的____。
A．AD端   B．BC端   C．AB端   D．CD端
（5）假设饮水机内水温达到90℃时，温控电路就将电路切换到保温状态，此时滑动变阻器的阻值为__________Ω。
（6）现将滑动变阻器R2的阻值适当调小，则该饮水机的保温范围将比原来____（大/小）.
2．图甲是电梯结构的示意图，它主要是由轿厢、滑轮、配重、缆绳及电动机等部件组成，小明家住21楼，他乘电梯从1楼匀速上升到21楼用时60s，已知每层楼的高度为3 m.小明重500 N，轿厢重4500 N，动滑轮和细绳的重力以及摩擦力均忽略不计，针对此过程，解答下列问题.

（1）拉力F的功率为多大____？（g取10 N/kg）
（2）动滑轮A提升小明的机械效率为多少_____？
（3）图乙是该电梯超载报警系统工作原理图，在工作电路中，当电梯没有超载时，触点K与触点A接触，闭合开关S，电动机正常工作；当电梯超载时，触点K与触点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，已知电源电压为8 V，保护电阻R2= 100Ω，电阻式压力传感器R1的阻值随乘客压力（F压）大小变化如图丙所示，电磁铁线圈的阻值忽略不计，当电磁铁线圈电流超过0.02 A时，电铃就会发出警报声.
①由图丙可知，电梯承载的人越多，电阻式压力传感器R1受到的压力越大，电阻___________，当电流达到0.02A时，衔铁被吸下，电铃发出警报声；
②若乘客人均重为600 N，该电梯最多可以乘载多少人______？
③在安全的前提下，如果想增大该电梯的载重量，可以怎样改变控制电路_____？
3．如图，一质量为40g。体积为50cm3的铁制小球放入盛水的薄玻璃容器中，在玻璃容器下方有一已经接入电路的螺线管，小灯泡标有“6V3W“字样，通过螺线管的电流I与螺线管对铁制小球的作用力F的关系如表，假设灯丝电阻保持不变，不考虑小球与螺线管距离的远近对力F的影响。

I/A
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
F/N
0.05
0.1
0.15
0.2
0.25

（1）闭合开关后，通电螺线管A端是______极，调节滑动变阻器，滑片向右移动，则通电螺线管的_____会增强。
（2）闭合开关，调节滑动变阻器使铁制小球能够悬浮在水中，此时，小灯泡消耗的功率是多少W____？
（3）闭合开关，调节滑动变阻器使小灯泡正常发光，当铁制小球静止时，小球对容器底的压力是多少N__？
4．智能家居为我们的生活提供了很多便利．香茗家新购置了一台mini智能空气加湿器，如图甲所示，R1、R2为发热电阻，且R2＝3R1，U1＝U2＝5V，S为旋转型开关，1、2、3、4为触点，通过旋转开关S可实现“关”、“低挡”和“高挡”之间的转换，其高挡发热功率为2W．

（1）香茗与mini“对话”，即可实现对其功能的操作．Mini将香茗的声音的声信号转化为电信号，这与_____的原理相同（选填“发电机”或“电动机”）．
（2）低挡模式时，mini工作电路中的电流是多少________？
（3）Mini具有智能断电功能，当水量偏低时会自动切断电源，防止干烧．控制电路中，R0＝60Ω，R为压敏电阻，其阻值随压力的变化关系如图所示．当控制电路中的电流达到50mA时，衔铁才会吸合，工作电路接通．请通过计算说明，mini工作时至少需要加水多少千克____________？（g＝10N/kg）
5．如图是“探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件”的实验装置．

（1）闭合开关后，当导体ab向左或向右运动时，电流表指针偏转，当导体ab向上或向下运动时，电流表指针不偏转，说明闭合电路中的部分导体在磁场中做________运动时导体中会产生感应电流．
（2）在此实验过程中，能量转化情况是________．
（3）实验中发现，当导体ab向左运动时，电流表指针向右偏转，当导体ab向右运动时，电流表指针向左偏转，说明________．
（4）小明猜想“感应电流大小可能与导体运动速度大小有关”，他验证猜想的过程是：让导体在第一次实验中运动较慢，在第二次实验中运动较快，观察两次实验中的________，然后进行分析与判断．
6．阅读下面短文，回答问题．
善变的软磁铁
图甲所示为中国科技馆探索与发现展厅的一个名为“善变的软磁铁”的展品，体验者推动如图乙所示的软磁铁A缓慢地向永磁铁B移动（永磁铁的右端是N极），会感觉到同性的软磁铁和固定的永磁铁之间的斥力越来越大，推动越来越吃力．但是，当软磁铁继续靠近永磁铁，两者接近到一定距离时，两块磁铁之间的排斥力又忽然变成了吸引力．这件展品让观众们体验了软磁铁与永磁铁之间同性相吸的奇妙特性．
磁铁一般分为软磁铁和硬磁铁．所谓软，是指这些材料容易磁化，在磁性上表现“软”．在一般情况下，软磁铁同样也表现出硬磁铁中的一类﹣﹣永磁铁的正常属性，但当普通永磁铁非常接近软磁铁的尖端时，软磁材料的磁矩方向发生了变化，两者的斥力会突然转变为吸引力．软磁材料，易被磁化，被磁化后，磁性也容易消失，也易于通过敲打和加热退磁，它广泛用于电工设备和电子设备，如应用在电磁铁、变压器和电机的铁芯中，以便在断电后磁性消失．

根据上述内容回答：
（1）开始体验时，体验者缓慢用力推软磁铁时，永磁铁B与软磁铁A之间相互排斥，此时，下列说法正确的是：_____（选填选项前的字母）
A．B对A的斥力与体验者对A的推力，是一对相互作用力
B．B对A的斥力与A对体验者的推力，是一对相互作用力
C．B对A的斥力与体验者对A的推力，是一对平衡力
D．B对A的斥力与A对B的斥力，是一对平衡力
（2）图乙中，当永磁铁B和软磁铁A间相互排斥时，此时软磁铁的左端是_____极；当它们接近到一定距离时，两磁铁间相互作用变为吸引时，此时软磁铁A的左端是_____极．（N/S）
（3）写出一条与硬磁铁相比，软磁铁的突出特点_____．如果一个软磁铁还留有磁性，把它的磁性消除或减弱的办法是：_____．（写出一条即可）
7．阅读下面短文，回答问题
电饭锅的温控开关
19世纪末，著名物理学家皮埃尔·居里在自己的实验室里发现磁石的一个物理特性，就是当磁石加热到一定温度时，原来的磁性就会消失．后来，人们把这个温度叫“居里点”．磁芯温度一旦超过其居里温度，磁芯的电磁效应已无法起到作用．不同材质的磁芯所承受的居里温度不固定．

在电饭锅的底部中央装了一块永久磁环和一块居里点为103℃的磁性材料．当锅里的水分干了以后，食品的温度将从100℃上升．当温度到达大约103℃时，由于被磁铁吸住的磁性材料的磁性____，磁环的吸引力____(小于/大于/等于)其上的弹簧的弹力，电源开关被____．
8．阅读下面的短文，回答问题
双触点干簧管
双触点干簧管是一种磁控开关，结构如图所示，其外壳是一只密封的玻璃管，管内充有某种惰性气体，并装有A、B和C三块簧片，其中B和C是用铁或镍等材料制成，A是用铜或铝等非磁性材料制成，A的端点与C的端点是固定端点，B的端点是自由端点，正常时B的端点在自身弹力作用下与A的端点接触，当绕在干簧管上的线圈通电时，如图所示，B的端点与C的端点分别被磁化而相互吸引，当吸引力大于B的弹力时，B与A的端点分开，并与C的端点接触．而当B与C的吸引力减小到一定程度时，B在弹力的作用下与C的端点分开，重新恢复与A的端点接触．
请问答下列问题：
⑴在图中，若要使螺线管的左端为N极，则电源左端是 极．

⑵簧片A、B和C所对应的材料可能是 ．（填写序号）
①铁、铁、铜 ②铜、铝、铁 ③铜、铁、铁 ④镍、铁、铝
⑶当B的端点与C的端点接触时，簧片B具有 势能．
⑷如图所示，请将电路连接完整，要求闭合开关后，红灯先通电，然后绿灯与红灯能交替通电．

【答案】（1）正（+） （2）3 （3）弹性 （4）如图
或
9．如图电磁继电器和热敏电阻R1等组成了恒温箱控制电路，R1处于恒温箱内．电源电压U=6v，继电器线圈的电阻可不计．如图为热敏电阻的R1-t图象，且已知在50～150℃范围内，热敏电阻的阻值随温度的变化规律是：R1•t=常数；电阻R2是可变电阻．当线圈中的电流达到20mA时，继电器的衔铁被吸合．已知此时可变电阻R2=225Ω，恒温箱保持60℃恒温．图中的“交流电源”是恒温箱加热器的电源．

（1）60℃时，热敏电阻R1的阻值是多少？
（2）应该把恒温箱的加热器接在A、B端还是C、D端？
（3）如果要使恒温箱内的温度保持100℃，可变电阻R2的阻值应调为多少？
10．“汽车共享”在丽水市推出来受到市民的青睐，它属于公共交通的补充，可以满足人们自驾出行的需求．如图是我市一款按租用时间收费的电动共享汽车．五一期间，小科一家三口租用该款电动共享汽车去旅游，从租车点一路不停行驶105千米到达目的地，若全程的速度为70千米/时．回答下列问题：

（1）如图所示，租车时，租赁者只要将租车卡靠近电动汽车上的感应器，感应器即能读取卡中的信息，将车解锁．下列哪一副图与刷卡所用的原理相同是_____．

（2）租用该电动汽车的价格为0.5元/分钟，小科从租车点到目的地的租车费用为____元；
（3）该车质量为1.6×103 kg，小科一家三人总质量为是160 kg，每个轮胎和地面的接触面积为2×10-2 m2，g取10 N/kg．求该车对地面的压强____．
（4）某品牌电动汽车的部分参数如下表所示．根据表中的数据电动汽车充满电后，在水平地面上匀速行驶的最大距离为 140 千米，则行驶时该车受到的阻力为多少_____．

11．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20Ω．

(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“L1”或“L2”)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)在水平路面上，要使该装置报警，通过车辆的最小重力为多少?
(4)请你运用所学物理知识，说明超载的一项危害．
12．如图为小颖同学设计的电热水器的原理图，该电热水器具有加热、保温功能．如图中电磁继电器(线圈电阻不计)、热敏电阻R、保护电阻R0、电压恒为6V的电源U1、导线等组成控制电路．当电磁铁线圈中的电流I0.5N，所以小球将沉底。当小球沉底静止时，除了受到F、G、F浮之外，还受到容器底的支持力F支，由受力分析可知：F+G=F浮+F支，则F支=F+G-F浮=0.25N+0.4N-0.5N=0.15N。因容器底对小球的支持力与小球对容器底的压力为一对相互作用力，所以小球对容器底的压力F压= F支=0.15N。
4．智能家居为我们的生活提供了很多便利．香茗家新购置了一台mini智能空气加湿器，如图甲所示，R1、R2为发热电阻，且R2＝3R1，U1＝U2＝5V，S为旋转型开关，1、2、3、4为触点，通过旋转开关S可实现“关”、“低挡”和“高挡”之间的转换，其高挡发热功率为2W．

（1）香茗与mini“对话”，即可实现对其功能的操作．Mini将香茗的声音的声信号转化为电信号，这与_____的原理相同（选填“发电机”或“电动机”）．
（2）低挡模式时，mini工作电路中的电流是多少________？
（3）Mini具有智能断电功能，当水量偏低时会自动切断电源，防止干烧．控制电路中，R0＝60Ω，R为压敏电阻，其阻值随压力的变化关系如图所示．当控制电路中的电流达到50mA时，衔铁才会吸合，工作电路接通．请通过计算说明，mini工作时至少需要加水多少千克____________？（g＝10N/kg）
【答案】发电机 0.1A 0.02kg
【解析】
【分析】
电磁感应：闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中就会产生电流，发电机就是根据这一原理制成的；当开关S接3、4时，电路为R1的简单电路，加湿器处于高档，根据 求出R1的阻值；当开关S接2、3时，R1、R2串联，加湿器处于低档，根据电阻的串联和欧姆定律求出mini工作电路中的电流；由题意可知，当电流为50mA时，根据欧姆定律求出此时控制电路的总电阻，根据电阻的串联求出压敏电阻的阻值，由图象可知压敏电阻受到的压力，压敏电阻受到的压力是由水的重力产生的，则可求出水的重力，根据F＝G＝mg求出所加水的最小质量．
【详解】
（1）香茗与mini“对话”，声音使膜片振动，使线圈在磁场中做切割磁感线运动，产生感应电流，即将人的声音信号转化为电流信号，这是电磁感应现象，与发电机的原理相同；
（2）当开关S接3、4时，电路为R1的简单电路，加湿器处于高档，由可得，R1的阻值： ，当开关S接2、3时，R1、R2串联，加湿器处于低档，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以mini工作电路中的电流：
；
（3）由题意可知，当电流为50mA时，此时控制电路的总电阻： ，
则压敏电阻的阻值：，
由图可知，当R＝40Ω时，压敏电阻受到的压力F＝0.2N，压敏电阻受到的压力是由水的重力产生的，则水的重力： ，
由 可得所加水的最少质量： .
5．如图是“探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件”的实验装置．

（1）闭合开关后，当导体ab向左或向右运动时，电流表指针偏转，当导体ab向上或向下运动时，电流表指针不偏转，说明闭合电路中的部分导体在磁场中做________运动时导体中会产生感应电流．
（2）在此实验过程中，能量转化情况是________．
（3）实验中发现，当导体ab向左运动时，电流表指针向右偏转，当导体ab向右运动时，电流表指针向左偏转，说明________．
（4）小明猜想“感应电流大小可能与导体运动速度大小有关”，他验证猜想的过程是：让导体在第一次实验中运动较慢，在第二次实验中运动较快，观察两次实验中的________，然后进行分析与判断．
【答案】切割磁感线 机械能转化为电能 感应电流的方向跟导体运动方向有关 电流表指针偏转情况
【解析】
【分析】
要产生感应电流，则电路是闭合的，且导体做切割磁感线运动；产生感应电流的过程中机械能转化为电能．
导体运动的方向不同，指针偏转的方向不同，即感应电流的方向不同；
要验证感应电流的大小和导体运动快慢的关系，就要控制其它因素一定，而导体的运动快慢不同，据此解答．
【详解】
（1）在此次操作中，使导体ab向上或向下运动时，没有切割磁感线，所以不会产生感应电流，因此要产生感应电流，必须同时满足两个条件：电路是闭合的；导体做切割磁感线运动；
(2)导体在磁场中运动，消耗了机械能，产生了电能，所以产生感应电流的过程是机械能转化为电能的过程．
（3）由于感应电流是导体在磁场中做切割磁感线运动而产生的，当导体运动的方向改变时，电流表指针偏转方向也改变，由此可以联想到感应电流的方向跟导体运动方向有关；
（4）要验证感应电流的大小和导体运动快慢的关系，就要控制其它因素一定，而导体的运动快慢不同，让导体在第一次实验中运动较慢，在第二次实验中运动较快，观察到两次电流表的指针偏转情况不同，由此可以联想到感应电流的大小跟导体运动速度有关．
6．阅读下面短文，回答问题．
善变的软磁铁
图甲所示为中国科技馆探索与发现展厅的一个名为“善变的软磁铁”的展品，体验者推动如图乙所示的软磁铁A缓慢地向永磁铁B移动（永磁铁的右端是N极），会感觉到同性的软磁铁和固定的永磁铁之间的斥力越来越大，推动越来越吃力．但是，当软磁铁继续靠近永磁铁，两者接近到一定距离时，两块磁铁之间的排斥力又忽然变成了吸引力．这件展品让观众们体验了软磁铁与永磁铁之间同性相吸的奇妙特性．
磁铁一般分为软磁铁和硬磁铁．所谓软，是指这些材料容易磁化，在磁性上表现“软”．在一般情况下，软磁铁同样也表现出硬磁铁中的一类﹣﹣永磁铁的正常属性，但当普通永磁铁非常接近软磁铁的尖端时，软磁材料的磁矩方向发生了变化，两者的斥力会突然转变为吸引力．软磁材料，易被磁化，被磁化后，磁性也容易消失，也易于通过敲打和加热退磁，它广泛用于电工设备和电子设备，如应用在电磁铁、变压器和电机的铁芯中，以便在断电后磁性消失．

根据上述内容回答：
（1）开始体验时，体验者缓慢用力推软磁铁时，永磁铁B与软磁铁A之间相互排斥，此时，下列说法正确的是：_____（选填选项前的字母）
A．B对A的斥力与体验者对A的推力，是一对相互作用力
B．B对A的斥力与A对体验者的推力，是一对相互作用力
C．B对A的斥力与体验者对A的推力，是一对平衡力
D．B对A的斥力与A对B的斥力，是一对平衡力
（2）图乙中，当永磁铁B和软磁铁A间相互排斥时，此时软磁铁的左端是_____极；当它们接近到一定距离时，两磁铁间相互作用变为吸引时，此时软磁铁A的左端是_____极．（N/S）
（3）写出一条与硬磁铁相比，软磁铁的突出特点_____．如果一个软磁铁还留有磁性，把它的磁性消除或减弱的办法是：_____．（写出一条即可）
【答案】B N S 易被磁化 高温或敲击
【解析】
（1）A．永磁铁B对软磁铁A的斥力与体验者对软磁体的推力，作用在同一个物体上，所以两个力不是一对相互作用力．
B．因为力的作用是相互的，永磁铁B对软磁铁A的斥力与软磁体对永磁铁的斥力，是相互作用力，故B正确为答案．
C．永磁铁B对软磁铁A的斥力与体验者对软磁体的推力，两个力大小不相等，不是一对平衡力，故C错误．
D．永磁铁B对软磁铁A的斥力与软磁体对永磁铁的斥力，是一对相互作用力，故D错误．
（2）同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，当永磁铁B和软磁铁A间相互排斥时，因为永磁体B的右端是N极，所以此时软磁铁的左端是N极．当它们接近到一定距离时，两磁铁间相互作用变为吸引时，则此时软磁铁A的左端是S极．
（3）与硬磁铁相比，软磁铁的突出特点是易被磁化．
如果一个软磁铁还留有磁性，把它的磁性消除或减弱的办法是：敲打和加热．
7．阅读下面短文，回答问题
电饭锅的温控开关
19世纪末，著名物理学家皮埃尔·居里在自己的实验室里发现磁石的一个物理特性，就是当磁石加热到一定温度时，原来的磁性就会消失．后来，人们把这个温度叫“居里点”．磁芯温度一旦超过其居里温度，磁芯的电磁效应已无法起到作用．不同材质的磁芯所承受的居里温度不固定．

在电饭锅的底部中央装了一块永久磁环和一块居里点为103℃的磁性材料．当锅里的水分干了以后，食品的温度将从100℃上升．当温度到达大约103℃时，由于被磁铁吸住的磁性材料的磁性____，磁环的吸引力____(小于/大于/等于)其上的弹簧的弹力，电源开关被____．
【答案】消失 小于 断开
【解析】
由题意可知，当温度到达大约103℃时，由于被磁铁吸住的磁性材料达到其“居里点”，磁性消失，磁环的吸引力小于其上的弹簧的弹力，电源开关被断开，电饭锅不再工作．
8．阅读下面的短文，回答问题
双触点干簧管
双触点干簧管是一种磁控开关，结构如图所示，其外壳是一只密封的玻璃管，管内充有某种惰性气体，并装有A、B和C三块簧片，其中B和C是用铁或镍等材料制成，A是用铜或铝等非磁性材料制成，A的端点与C的端点是固定端点，B的端点是自由端点，正常时B的端点在自身弹力作用下与A的端点接触，当绕在干簧管上的线圈通电时，如图所示，B的端点与C的端点分别被磁化而相互吸引，当吸引力大于B的弹力时，B与A的端点分开，并与C的端点接触．而当B与C的吸引力减小到一定程度时，B在弹力的作用下与C的端点分开，重新恢复与A的端点接触．
请问答下列问题：
⑴在图中，若要使螺线管的左端为N极，则电源左端是 极．

⑵簧片A、B和C所对应的材料可能是 ．（填写序号）
①铁、铁、铜 ②铜、铝、铁 ③铜、铁、铁 ④镍、铁、铝
⑶当B的端点与C的端点接触时，簧片B具有 势能．
⑷如图所示，请将电路连接完整，要求闭合开关后，红灯先通电，然后绿灯与红灯能交替通电．

【答案】（1）正（+） （2）3 （3）弹性 （4）如图
或
【解析】
试题分析：（1）用右手握住螺线管，让四指弯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北极．根据安培定则判断电源的极性；
（2）根据物体被磁化后可以吸引铁类物质，进行分析；
（3）弹性势能是由于物体发生弹性形变而具有的能；
（4）闭合开关后，红灯先通电，然后绿灯与红灯能交替通电，由此根据双触点干簧管特点分析连接电路．
解：
（1）螺线管的左端为N极，右手握住螺线管，大拇指朝左，电流从左侧流进，右侧流出，所以电源的左端是正极；
（2）由题磁铁能够磁化干簧管的B、C两个簧片，所以制作材料可能是铁；不能吸引A，制作材料可能是铜；故选③；
（3）正常时B的端点在自身弹力作用下与A的端点接触，当B的端点与C的端点接触时，簧片B发生弹性形变，所以它具有弹性势能；
（4）当开关S闭合后，电路接通红灯亮，故红灯与螺线管相连且与簧处A组成一条支路；
通电后螺线管产生磁性，B的端点与C的端点分别被磁化而相互吸引，把簧片吸下来，绿灯电路接通灯亮．所以绿灯与C相连．这样交替进行．如图所示：

故答案为（1）正；（2）③；（3）弹性；（4）如上图所示．
【点评】干簧管实际是一种继电器控制电路，其作用相当于一个开关，解答中主要用到了安培定则的应用，磁化的特点，以及电路的设计等，有一定的难度，但也给我们很多的启示，是一个很好的应用，也是一道不错的题目．
9．如图电磁继电器和热敏电阻R1等组成了恒温箱控制电路，R1处于恒温箱内．电源电压U=6v，继电器线圈的电阻可不计．如图为热敏电阻的R1-t图象，且已知在50～150℃范围内，热敏电阻的阻值随温度的变化规律是：R1•t=常数；电阻R2是可变电阻．当线圈中的电流达到20mA时，继电器的衔铁被吸合．已知此时可变电阻R2=225Ω，恒温箱保持60℃恒温．图中的“交流电源”是恒温箱加热器的电源．

（1）60℃时，热敏电阻R1的阻值是多少？
（2）应该把恒温箱的加热器接在A、B端还是C、D端？
（3）如果要使恒温箱内的温度保持100℃，可变电阻R2的阻值应调为多少？
【答案】75Ω 由图2可知，当恒温箱内的温度升高时，热敏电阻的阻值随之减小，电路中的电流增大，当电流达到20mA时，电磁铁能够吸引下衔铁，使动触点与C、D所在的电路接通．若把加热器接在此电路中，会使恒温箱内的温度持续升高．相应的，热敏电阻的阻值继续减小，电流持续增大，电磁铁的磁性继续增强，使CD这个电路始终接通，加热器永远工作．达不到控制温度的目的．所以，要把恒温箱的加热器应接在A、B端． 255Ω
【解析】
(1)60℃时，控制电路I＝20mA＝0.02A，R总＝＝300Ω,R1＝R总−R2＝300Ω−225Ω＝75Ω;(2)由图2可知，当恒温箱内的温度升高时，热敏电阻的阻值随之减小，电路中的电流增大，当电流达到20mA时，电磁铁能够吸引下衔铁，使动触点与C. D所在的电路接通．若把加热器接在此电路中，会使恒温箱内的温度持续升高．相应的，热敏电阻的阻值继续减小，电流持续增大，电磁铁的磁性继续增强，使CD这个电路始终接通，加热器永远工作．达不到控制温度的目的．所以，要把恒温箱的加热器应接在A. B端．(3)设100℃热敏电阻的阻值为,∵R1⋅t＝常数,∴75×60＝×100,解得＝45Ω,R总＝＝300Ω,−＝300Ω−45Ω＝255Ω.
点睛：（1）要求R1的阻值，由电路图可知，R1、R2串联后接在6V的电源上，电源电压已知，此时电路中的电流也知道，可用电源电压与电流求出总电阻，然后减去R2，即可解得R1．（2）恒温箱的加热器接在A、B端还是C、D端，主要是由热敏电阻随温度的变化趋势来决定的．（3）要求电阻R2此时的阻值应调为多少，首先要知道此时热敏电阻R1的阻值是多少，而R1•t＝常数是一个非常关键的突破口．
10．“汽车共享”在丽水市推出来受到市民的青睐，它属于公共交通的补充，可以满足人们自驾出行的需求．如图是我市一款按租用时间收费的电动共享汽车．五一期间，小科一家三口租用该款电动共享汽车去旅游，从租车点一路不停行驶105千米到达目的地，若全程的速度为70千米/时．回答下列问题：

（1）如图所示，租车时，租赁者只要将租车卡靠近电动汽车上的感应器，感应器即能读取卡中的信息，将车解锁．下列哪一副图与刷卡所用的原理相同是_____．

（2）租用该电动汽车的价格为0.5元/分钟，小科从租车点到目的地的租车费用为____元；
（3）该车质量为1.6×103 kg，小科一家三人总质量为是160 kg，每个轮胎和地面的接触面积为2×10-2 m2，g取10 N/kg．求该车对地面的压强____．
（4）某品牌电动汽车的部分参数如下表所示．根据表中的数据电动汽车充满电后，在水平地面上匀速行驶的最大距离为 140 千米，则行驶时该车受到的阻力为多少_____．

【答案】B 45 2.2×105 Pa 396N
【解析】
(1)刷卡时能产生感应电流，根据磁卡中的信息可以解锁，故刷卡所用的原理是电磁感应．A图是电流的磁效应，B图是研究感应电流产生的，C图是研究通电螺线管的磁场强弱与线圈匝数关系的，D图磁场对电流的作用，故与刷卡所用的原理相同是B；（2）电动共享汽车行驶的距离s＝105km，全程的速度v＝70km/h，根据v＝可得，电动共享汽车行驶的时间：t＝＝1.5h＝90min，因为租用该电动汽车的价格为0.5元/分钟，所以小科一家从租车点到目的地的租车费用为：0.5元/min×90min＝45元；(3)车和人的总重力G＝mg＝(1.6103kg160kg)10N/kg＝17600N,该车对地面的压强p＝＝ 2.2105Pa;(4)转化的机械能为：W′＝W×η＝22kW⋅h×70%＝1.54kW⋅h＝5.544×107J；汽车做匀速直线运动，则f＝F；则阻力大小为：f＝F＝＝396N.
11．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20Ω．

(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“L1”或“L2”)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)在水平路面上，要使该装置报警，通过车辆的最小重力为多少?
(4)请你运用所学物理知识，说明超载的一项危害．
【答案】（1）（2）（3）（4）超载即压力大，压强大，易于压坏路面，
【解析】
【分析】
（1）分析超载和不超载时，衔铁的位置及两盏灯的亮暗情况得出结论．
（2）车对水平地面的压力等于它的重力，由图象求出压力传感器的阻值，然后由串联电路特点与欧姆定律求出R阻值．
（3）当R为零时，由欧姆定律求出线圈两端电压，然后由图象求出此时压力传感器受到的压力，即车轮的最小重力．
（4）可从惯性、压强两方面分析超载的危害．
【详解】
（1）由图示可知，车辆不超载时，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：
F=G=mg=20×103kg×10N/kg=2×105N，
由图象可知，此时的输出电压U=1V，
由欧姆定律可知电路总电阻：
R总===50Ω，
电阻R的阻值：
R=R总﹣R线圈=50Ω﹣20Ω=30Ω；
（3）当R=0Ω，输出电压最小，
由欧姆定律可知输出最小电压：
U0=IR线圈=0.02A×20Ω=0.4V，
由图象可知，此时压力传感器受到的压力：
F′=0.8×105N=8×104N；
通过车辆的最小重力为8×104N；
（4）超载的汽车质量大，惯性大，急刹车后滑行距离大，容易出交通事故；超载的汽车质量大，对地面的压强大，易损坏路面；
答：（1）L2；
（2）R的阻值应调节为30Ω；
（3）在水平路面上，要使该装置报警，通过车辆的最小重力为8×104N；
（4）超载的汽车质量大，惯性大，急刹车后滑行距离大，容易出交通事故．
12．如图为小颖同学设计的电热水器的原理图，该电热水器具有加热、保温功能．如图中电磁继电器(线圈电阻不计)、热敏电阻R、保护电阻R0、电压恒为6V的电源U1、导线等组成控制电路．当电磁铁线圈中的电流I