2024年中考物理復習專練：電磁繼電器問題的綜合應用題（原卷版+解析）

2024年物理中考二輪復習以題型精煉攻克難點亮點的60個小微專題

專題60電磁繼電器問題的綜合應用題

1.如圖所示為一恒溫箱溫控電路，包括工作電路和控制電路兩部分。R為熱敏電阻（置于恒溫箱內），阻

值隨溫度變化的關系如圖所示。恒溫箱溫控電路工作原理是：加熱過程中，恒溫箱溫度升高到一定值時,

控制電路中電流會達到一定值，繼電器的銜鐵被吸合，工作電路停止加熱。

■O220VG

（1）圖中所示狀態(tài)，電路處于加熱還是未加熱?

（2）恒溫箱的溫度為100°。時，繼電器線圈中的電流達到20mA,銜鐵被吸合，此時熱敏電阻R消耗的功率是

多少？

（3）電阻R，有什么作用？

2.（2023遼寧營口）某溫度自動報警器的原理圖如圖所示。電磁鐵上端為N極，在水銀溫度計中封入一段

金屬絲，當溫度低于設定溫度時，安全指示燈常亮；當溫度達到設定溫度時，安全指示燈熄滅，電鈴發(fā)出

報警信號。請在括號中標出電源的極性（用“+”或表示），并在虛線框內填入電鈴（價）和指示

燈的電路元件符號。

I------------

電源--------o電源o—

（）

3.（2023陜西）小明設計了一個電梯自動報警模擬裝置，如圖-1所示。在控制電路中，電源電壓為12V,

均為滑動變阻器，&為壓敏電阻，&的阻值大小隨壓力F的變化關系如圖-2所示。閉合開關，和當

壓敏電阻受到的壓力達到4000N時，電磁鐵線圈中的電流為0.1A,此時銜鐵被吸下，動觸點K與觸點A斷

開，同時與觸點B接觸，電動機停止工作，報警鈴聲開始響起。電磁鐵線圈的電阻忽略不計。下列說法正

確

的是

電

源

2

00

1

60

Icm

1

p20

彈w

簧w8o

w制

路4O

鐵

圖T圖-2

A.Si閉合時，電磁鐵的上端為N極

B.壓敏電阻受到的壓力越大，控制電路中的電流越小

C.當電梯自動報警鈴聲開始響起時，尺的功率為0.4W

D.若控制電路電源電壓降低，要保證電梯最大載重不變，應將用的滑片P向左移

4.如圖所示，物理科技小組設計的具有防干燒功能的空氣加濕器裝置模型，由控制器和加熱器組成，可在

水量不足時自動停止加熱。加熱器有高、低兩個檔位，由開關S和加熱電阻絲/、&組成，U=22QV,

鳥=2420；控制電路電壓恒定，凡=10Q,4為壓敏電阻，下方固定一個輕質絕緣T形硬質桿，水箱注

水后圓柱形浮體A豎直上浮，通過T形桿對壓敏電阻產生壓力，所受壓力每增加1.5N,電阻減小5。。浮

體A體積為lOOOcn?,質量為50g?？萍夹〗M對加濕器進行測試：向水箱內緩慢注水，當液面上升至浮體

A體積的g浸入水中時，電磁鐵線圈中電流為200mA,此時銜鐵恰好被吸下，加熱器開始工作；當液面

上升至浮體A體積的g浸入水中時，電磁鐵線圈中電流為240mA；當水箱注水量達到最大值時，電磁鐵

線圈中電流為300mA。T形硬質桿的質量和電磁鐵線圈電阻忽略不計，g取10N/kg,水的密度為

1.0x103kg/m3,水的比熱容為4.2xlO3J/（kg?℃）。

（1）當加熱器處于高檔位時，加熱140s所產生的熱量全部被L2kg的水吸收，水溫升高了25℃。求加熱

器的高檔功率和低檔功率；

（2）求浮體A體積的|浸入水中時受到的浮力和此時壓敏電阻受到的壓力；

（3）求水箱注水量達到最大值時，浮體A浸入水中的體積。

銜鐵絕緣板金展板

5.如圖所示為某智能烘干機的簡化電路原理圖，其工作電路由電壓為220V的電源、阻值為55。的電熱絲

R、紅燈L和蜂鳴器組成；控制電路由電源U、電磁鐵(線圈電阻忽略不計)、開關S、熱敏電阻R和滑動

變阻器B組成；K的阻值隨溫度變化的關系如下表所示。當控制電路電流I20.05A時，銜鐵被吸合，電熱

絲R停止工作，同時紅燈亮蜂鳴器響發(fā)出報警信號，表明烘干機內溫度過高。

溫度/℃908066605046403635

102040507080100120130

(1)電熱絲R工作時的電流為多少？

(2)電熱絲R通電10s產生的熱量為多少？

(3)已知控制電路的電源電壓U=6V,當調節(jié)滑動變阻器Rz=70Q時，烘干機內溫度至少多高會發(fā)出報警信

號？

■AAAAAAAAA

R

」L

——加

百

蜂鳴器

------------O220VO-

工作電路

6.圖甲是某型號能設定加熱溫度的家用空氣炸鍋，其簡化電路如圖乙所示，它是通過電熱絲Ri來加熱空氣,

從而加熱食物，達到設定加熱溫度后，斷開開關。求：

（1）將5Xl（Tkg的空氣從20℃加熱到200℃需要吸收的熱量。c空氣取LOXIO'J/（kg?℃）；

（2）工作電路中電熱絲Ri與指示燈支路并聯(lián)。已知R的額定電壓為220V,額定功率為1210W?正常工作時，

工作電路的總電流為5.55A,此時指示燈支路消耗的功率；

（3）控制電路電源電壓恒定，通過調節(jié)變阻器Rs接入電路的阻值來設置加熱溫度，電阻R置于溫度監(jiān)測區(qū)

域，它的阻值隨溫度變化的關系如圖丙所示。當加熱溫度設定為150℃,即Rs的阻值調為100CB寸，閉合開

關S,電磁繼電器（不計線圈的電阻）的銜鐵被吸下，工作電路接通，開始加熱；直到溫度達到150℃時,

銜鐵向上彈起，停止加熱。則當R的阻值調為80a寸，對應的加熱溫度設定為多少？

銜鐵

□1

指

示

0燈

2支

0o>v路

—

控制電路工作電路

乙丙

7.圖甲是某小區(qū)電梯的結構示意圖，它是由轎廂（500kg）、配重（400kg）、滑輪、纜繩、鋼絲繩和電動

機組成，繩重和摩擦忽略不計。為了安全，電梯設置了超載自動報警系統(tǒng)，如圖乙。閉合控制開關S1,電

梯沒有超載時，觸點與B接觸，再閉合運行開關Sz,電動機正常工作:超載時（即控制電路中的電流/>O.1A）,

觸點與A接觸，電鈴發(fā)出報警鈴聲，即使閉合Sz,電動機也不工作?？刂齐娐冯娫措妷簽?2V,電磁鐵線圈

電阻不計，轎廂內底而壓力傳感器與的阻值與它所受壓力F的關系如圖丙所示，當與受到2000N壓力時，

為與定值電阻&的功率之比為2:1。

（1）該電梯空載靜止時，與轎廂相連的纜繩對轎廂的拉力為No

（2）用筆畫線代替導線，將圖乙中的電動機和電鈴連入電路。（導線不能交叉）

（3）該電梯的最大載重量（轎廂內人和貨物的總重）為多少N?

(4)若每層樓高度3m,平均每人重600N,該電梯將8人從一樓運送到六樓，求電機牽引轎廂的鋼絲繩做

的功(此過程作勻速直線運動處理)。

8.如圖甲是某自動控溫電熱水器的電路圖，其中控制電路電壓恒為6V,R為熱敏電阻，置于水箱中產生的

熱量對水箱中水溫的影響忽略不計，R阻值隨溫度變化的關系如圖乙所示，區(qū)為可調電阻，用來設定電熱水

器的水溫。Rs、R,為純電熱絲，均置于水箱中，R3=22Q；電磁鐵線圈電阻忽略不計，當電磁鐵電流達到0.2A

時，繼電器銜鐵被吸下來。(工作過程中，電源電壓均保持不變)，請完成下列問題：

S../JI

6VRiR2020406080100/℃

甲乙

(1)圖甲中電磁鐵的上端為（選填“N極”或“S極”）；

(2)加熱時電熱絲Rs的功率為；

(3)如果電熱水器儲有60kg的水，電路處于加熱狀態(tài)，正常工作1小時，產生的熱量80%被水吸收，則水

溫升高了℃；[c*=4.2X103J/(kg-℃),結果保留1位小數(shù)]

(4)如果將電熱水器水溫設為60℃,旦的阻值應該調至___________Qo

9.圖1是某恒溫箱的電路原理圖。工作電路電壓為220V,電熱絲R。的阻值為88Q；控制電路電源電壓為

8V,線圈的電阻R為10Q,調溫電阻R,最大阻值為120Q；熱敏電阻Rs的阻值隨溫度t變化的關系如圖2

所示。R。和Rs均置于恒溫箱中，當繼電器線圈中的電流達到50mA時，繼電器的銜鐵會被吸下。求：

“&/Q

-O220Vo

銜

鐵

簧

彈120

//\

C

290

60

A

R

04080120160200240//℃

ffll圖2

(DS閉合時，電磁鐵上端是極(用字母表示)，當恒溫箱中溫度升高時，線圈中的電流將變；

(2)恒溫箱中溫度保持為40°C,Rs的阻值為Q,此時氏的阻值為Q；

(3)R。工作時，功率為W,5min消耗的電能為J；

(4)該恒溫箱能設定的最高溫度為多少？

10.小明發(fā)現(xiàn)小區(qū)、商場等地下停車場入口處的地面要比臨街路面高一些。經過調查了解，這是為了避免

雨天路上的積水流進地下停車場而采取的措施，當積水過高時還要用沙袋將停車場入口地面墊高，小明與

學習小組的同學擬設計一個自動裝置、解決積水進入地下停車場的問題，制定了如下項目研究內容：

【項目名稱】浮體式攔水壩

【項目特點】隱藏式、自動化、節(jié)能

【項目要求】

要求一：積水即將沒過上行緩坡時，蓄水池蓄水。當蓄水達到一定高度，攔水壩升起。

要求二：積水水位降低，攔水壩自動下降。當水位降至路面時，攔水壩下降至底部。

【項目設計】

停車場」進水口

入口排水口

祖?、、、寸

虛線框排水管道

圖2

圖4

(1)結構及原理：如圖1甲，參照船閘的結構和原理，地下蓄水池相當于閘室。積水的路面相當于河流的

上游，通過進水口下方管道連接起來構成o如圖1乙，當蓄水池中水面逐漸上升至H位置時，攔水

壩剛要浮起，在這個過程中攔水壩受到的浮力(填“變大”、“不變”或“變小”)。如圖丙，隨

著水面繼續(xù)升高，攔水壩慢慢升起至頂端，此時壩體與蓄水池左側壁接觸緊密，避免蓄水池中的水進入地

下停車場。

(2)方案評估：同學們經過充分討論后發(fā)現(xiàn)這個設計方案不能滿足“項目要求”中的(填“要求

一”或“要求二”)，需要進一步改進。

(3)設計改進：①如圖2,參照原設計結構，增加一個排水管道，排水口與路面相平。要保證積水不能從

排水管道流進蓄水池，但蓄水池中的水可以從排水管道排出。這就需要利用單向閥門來控制水流方向，單

向閥門只能向一個方向開啟，其結構和作用如圖3所示。要滿足全部項目要求，應在圖2虛線框所在的位

置安裝圖3中的(填“A閥門”或“B閥門”)。

②通過調節(jié)攔水壩的配重，可改變排水水位的高度，以應對各種積水情況。

(4)功能升級：攔水壩升起時車輛不能通行，應在入口處設計一個報警電路。

①如圖4,虛線位置為攔水壩恰好浮起時蓄水池水面高度H處，金屬塊A、B、C分別安裝在蓄水池側壁的不

同高度上，隨著水位的升高，都能與雨水接觸較好(雨水可以導電)。其中a、b、c是連接金屬塊的接線

柱、d、e是電磁繼電器上的接線柱。

②要求：攔水壩不升起時，綠燈亮；攔水壩升起時，紅燈亮同時電鈴響，起到警示作用。請你根據上述要

求選擇合適的接線柱，用筆畫線代替導線，將電路連接完整。

【項目小結】同學們設計已完成項目要求，更多功能可進一步開發(fā)。

11.冬季，汽車后風窗玻璃上常會形成一層薄霜，導致駕駛員無法準確觀察后方情況。為保障行車安全，

后風窗玻璃裝有加熱除霜電路。如圖甲所示，是某同學設計的模擬汽車后風窗玻璃加熱電路，它由控制電

路和受控電路組成?？刂齐娐分蠸接“手動”時，電磁鐵A通電吸引銜鐵，使觸點。、E接觸、受控電路

中電熱絲用工作，對玻璃均勻加熱。S接“自動”時，加熱過程中，玻璃溫度升高至45℃時，觸點。、E

恰好脫開，此時控制電路中通過的電流為0.02A。電路中Ui=6V,U2=12V,RO=15OQ,R2=0.8Q,Ri為固定在

玻璃內的熱敏電阻，其溫度始終與玻璃溫度相同，阻值隨溫度升高而增大。若電熱絲比所產生的熱量完全

被玻璃吸收，玻璃質量為9kg,玻璃比熱容為(0.8X103J/(kg?℃))o電磁鐵A線圈的電阻忽略不計。

⑴開關S接“手動”：

①電磁鐵A通電時具有磁性，此現(xiàn)象稱為電流的效應，A的上端是極。

②將玻璃從—5C加熱至45℃.所需的時間是?

(2)開關S接“自動”。玻璃的溫度為15℃和45℃時，控制電路的功率相差了0.03W,則15℃時熱敏電阻

片的阻值為Qo

⑶汽車后風窗玻璃上的電熱絲&是通過絲網印刷的方式將專用的導電銀漿印刷到玻璃的表面燒結制成，如

圖乙所示，在電壓S不變的情況下，為增大電熱絲冬的加熱功率，請從銀漿線的厚度，條數(shù)、粗細等方面，

提出一種改進措施。

12.(2023福建省)實踐小組設計了由廂體、承重板和動滑輪組成的提升重物的裝置，示意圖如圖甲，廂

體放置在水平承重板上，承重板的上表面裝有壓力傳感器，裝置由電動機提供動力。該裝置設計有超載限

制系統(tǒng)，如圖乙，限制系統(tǒng)中的控制電路電源電壓恒為12V,定值電阻R。阻值為200Q,壓力傳感器中的力

敏電阻RF阻值隨壓力F底變化的部分數(shù)據如下表所示。當控制電路的電流大于0.03A時，電磁鐵將銜鐵吸下，

B、C兩個觸點斷開，電動機停止工作。已知廂體重150N,承重板和滑輪共重100N,忽略繩重、摩擦和電磁

鐵線圈電阻。

??.???

Fff/N4006008009001000

R"Q…800500300200100???

(1)空廂勻速豎直上升時，求繩拉力F的大?。?/p>

(2)在6s內將空廂勻速豎直提升3m,求拉力F做功的功率；

(3)重物放在廂體內，求該裝置勻速豎直提升重物的最大機械效率；

(4)若要將該裝置的最大載重量調小，提出對控制電路的一條調整措施。

—O電源o

工作

BC電路

百斤

力敏電阻尺F

—cn——

控制

電路

甲乙

13.如圖甲所示，是某科技小組的同學們設計的恒溫箱電路圖，它包括工作電路和控制電路兩部分，用于

獲得高于室溫、控制在一定范圍內的“恒溫”。工作電路中的加熱器正常工作時的電功率為LOkW；控制電

路中的電阻R'為滑動變阻器，R為置于恒溫箱內的熱敏電阻，它的阻值隨溫度變化的關系如圖乙所示，繼

電器的電阻R。為10Q.當控制電路的電流達到0.04A時，繼電器的銜鐵被吸合；當控制電路中的電流減小

到0.024A時,銜鐵被釋放，則:

（1）正常工作時，加熱器的電阻值是多少？

（2）當滑動變阻器R'為390Q時，恒溫箱內可獲得的最高溫度為150℃,如果需要將恒溫箱內的溫度控制

在最低溫度為50℃那么，R，的阻值為多大？

14.（2023四川遂寧）學校組織學生到射洪市“三五三六”廠參加國防教育活動。同學們被展廳自動大門

所吸引，他們發(fā)現(xiàn)當人靠近大門時，大門自動打開，如圖甲所示?；匦：螅萍夹〗M利用電磁繼電器、人

體紅外傳感器，電動機等元件制作了模擬電路，部分電路如圖乙所示。其中電動機銘牌上標有“220V40W”

的字樣，控制電路的電源電壓U為24V,R為定值電阻，人體紅外傳感器的阻值R隨人體到大門距離L的變

化關系如圖丙所示；當電磁鐵線圈中的電流為100mA時，銜鐵剛好被吸下，觸發(fā)電動機工作，大門打開。

（不計電磁鐵線圈的電阻）

（1）開門一次用時3s,請計算開門一次電動機消耗電能多少焦耳?

（2）經測試L=3m時剛好觸發(fā)電動機工作，則R的阻值為多少？

2024年物理中考二輪復習以題型精煉攻克難點亮點的60個小微專題

專題60電磁繼電器問題的綜合應用題

1.如圖所示為一恒溫箱溫控電路，包括工作電路和控制電路兩部分。R為熱敏電阻（置于恒溫箱內），阻

值隨溫度變化的關系如圖所示。恒溫箱溫控電路工作原理是：加熱過程中，恒溫箱溫度升高到一定值時,

控制電路中電流會達到一定值，繼電器的銜鐵被吸合，工作電路停止加熱。

■O220Vo

（1）圖中所示狀態(tài)，電路處于加熱還是未加熱？

（2）恒溫箱的溫度為100℃時，繼電器線圈中的電流達到20mA,銜鐵被吸合，此時熱敏電阻R消耗的功率是

多少？

（3）電阻R'有什么作用？

【答案】（1）加熱。（2）熱敏電阻R消耗的功率是0.02W。（3）一是保護電路，二是調節(jié)溫控箱的控制

溫度。

【解析】（1）圖示中的狀態(tài)，電熱絲被接在了220V的電路兩端，故電路處于加熱狀態(tài)中；（2）由熱敏電阻

與溫度的關系可得出，溫度為100℃時的溫度值，再由電流的大小即可計算它消耗的電功率；（3）由于R，

是滑動變阻器，故它在電路中的作用是保護電路和調節(jié)溫控箱的控制溫度。

2.（2023遼寧營口）某溫度自動報警器的原理圖如圖所示。電磁鐵上端為N極，在水銀溫度計中封入一段

金屬絲，當溫度低于設定溫度時，安全指示燈常亮；當溫度達到設定溫度時，安全指示燈熄滅，電鈴發(fā)出

報警信號。請在括號中標出電源的極性（用“+”或“-”表示），并在虛線框內填入電鈴（玲）和指示

燈的電路元件符號。

電源——電源O~

()

【答案】如圖所示。

電源

【解析】電磁鐵上端為N極，由安培定則可知電流從下端流入，電源的右端是負極，左端是正極，當溫度

低于設定溫度時,水銀與金屬絲斷開，電磁鐵斷電沒有磁性，安全指示燈所在電路接通，指示燈亮，上面

虛線框是指示燈,當溫度達到設定溫度時，水銀和金屬絲連接，電磁鐵通電有磁性，把銜鐵吸引下來，電

鈴所在電路接通,電鈴發(fā)出報警信號，下面虛線框是電鈴，如圖所示。

3.(2023陜西)小明設計了一個電梯自動報警模擬裝置，如圖-1所示。在控制電路中，電源電壓為12V,

均為滑動變阻器，兄為壓敏電阻，凡的阻值大小隨壓力F的變化關系如圖-2所示。閉合開關8和當

壓敏電阻受到的壓力達到4000N時，電磁鐵線圈中的電流為0.1A,此時銜鐵被吸下，動觸點K與觸點A斷

開，同時與觸點B接觸，電動機停止工作，報警鈴聲開始響起。電磁鐵線圈的電阻忽略不計。下列說法正

2Oo

16O

1

120

8o

4O

/

電磁鐵

O

1000200030004000F/N

圖-2

A.Si閉合時，電磁鐵的上端為N極

B.壓敏電阻受到的壓力越大，控制電路中的電流越小

C.當電梯自動報警鈴聲開始響起時，尺的功率為0.4W

D.若控制電路電源電壓降低，要保證電梯最大載重不變，應將用的滑片P向左移

【答案】D

【解析】A.由圖1可知，電流從通電螺線管的下端接線柱流入，上端流出，根據右手螺旋定則，可知螺線

管的上端為S極，故A錯誤；

B.由圖2可知，壓力越大，R?阻值越小，由歐姆定律可知，控制電路中的電流越大，故B錯誤；

C.由題意知，自動報警鈴聲開始響起時，控制電路電流為0.1A,此時R?對應阻值為40Q,由。=〃?得,

R,兩端電壓為

。2=/3=0.1Ax40。=4V

根據串聯(lián)電路電壓規(guī)律可知，Ri兩端的電壓為

Ui=U-L72=12V-4V=8V

由P=L7得，此時R的功率為

尸=UJ=8V?0.1A=

故C錯誤；

D.為了保證電梯最大載重不變，即警報響起電流為0.1A,由。=〃?可知，當電源電壓降低，電阻也應降

低，結合題意可知，應將"的滑片P向左移動，故D正確。故選D。

4.如圖所示，物理科技小組設計的具有防干燒功能的空氣加濕器裝置模型，由控制器和加熱器組成，可在

水量不足時自動停止加熱。加熱器有高、低兩個檔位，由開關S和加熱電阻絲鳥、&組成，U=220V,

4=242Q；控制電路電壓恒定，5=10Q,4為壓敏電阻，下方固定一個輕質絕緣T形硬質桿，水箱注

水后圓柱形浮體A豎直上浮，通過T形桿對壓敏電阻產生壓力，所受壓力每增加1.5N,電阻減小50。浮

體A體積為lOOOcn?,質量為50g?？萍夹〗M對加濕器進行測試：向水箱內緩慢注水，當液面上升至浮體

A體積的g浸入水中時，電磁鐵線圈中電流為200mA,此時銜鐵恰好被吸下，加熱器開始工作；當液面

上升至浮體A體積的3浸入水中時，電磁鐵線圈中電流為240mA；當水箱注水量達到最大值時，電磁鐵

線圈中電流為300mA。T形硬質桿的質量和電磁鐵線圈電阻忽略不計，g取10N/kg,水的密度為

1.0x103kg/m3,水的比熱容為4.2xlO3J/(kg?℃)。

(1)當加熱器處于高檔位時，加熱140s所產生的熱量全部被L2kg的水吸收，水溫升高了25℃。求加熱

器的高檔功率和低檔功率;

(2)求浮體A體積的g浸入水中時受到的浮力和此時壓敏電阻受到的壓力;

(3)求水箱注水量達到最大值時，浮體A浸入水中的體積。

金屬板

銜鐵絕緣板

【答案】(1)900W,200W；(2)1.5N；(3)8xl0-4m3

【解析】(1)L2kg的水吸收的熱量為

%=cmAt=42x103J/(kg-℃)x1.2kgx25℃=1.26x105J

當加熱器處于高檔位時，加熱140s所產生的熱量全部被L2kg的水吸收，則高溫擋產生的熱量為

5

e=eR=i.26xioj

加熱器的高檔功率

1.26義1。51

=900W

~140s

根據/=——可知，電源電壓一定時，電阻越大，電功率越小，故當開關s閉合時，%、&并聯(lián)，總電阻

較小，電功率較大，此時為加熱擋，加熱擋的功率為900W,當開關S斷開時，只有R,工作，電阻較大，處

于低溫擋，低檔功率

U2（220V）

片氐溫=——=-——J=200W

低向R242Q

(2)浮體A體積的g浸入水中時受到的浮力

3363

4孚i=pgV^=pgx=1x10kg/mxlON/kgx|x1000x10m=2N

物體A所受的重力為

3

GA=/nAg=50xl0kgxlON/kg=O.5N

物體A受到了向下的重力為0.5N,向上的浮力為2N,故桿對A的力是向下的，桿對A的壓力為

耳=弓孚-G=2N—O.5N=1.5N

(3)設控制電路的電壓為U拄，當桿對A的壓力為1.5N時，對應壓敏電阻的阻值為RFI，則根據串聯(lián)電路

電壓規(guī)律可以列等式

?？?/[R總]=200Xl(r3Ax(41+4)=200Xl(r3Ax($1+10。)①

浮體A體積的g浸入水中時受到的浮力

/2=0g%F2=0gxgK=lxlO3kg/m3xlON/kgxgxlOOOxlO-6m3=5N

物體A受到了向下的重力為0.5N,向上的浮力為5N,故桿對A的力是向下的，桿對A的壓力為

F2=F92-G=5N-0.5N=4.5N

根據所受壓力每增加1.5N,電阻減小5。，此時壓敏電阻的阻值為

45N-15N

x5Q

%=鼎-15N=&TOQ

此時對應的控制電路的電流為

/2=240mA=0.24A

根據串聯(lián)電路電壓規(guī)律可以列等式

?？?"?總2=0.24AX(&+耳)=0.24Ax?-10Q+10Q)=0.24Ax4i②

聯(lián)立①②可知

RrPl.=50Q

U控=12V

當當水箱注水量達到最大值時，電磁鐵線圈中電流為300mA,則此時總電阻為

^=3OOX3A=4°Q

壓敏電阻的阻值為

7?F3=R*—4=400-10。=30。

當壓敏電阻為50歐姆時，對應的壓力為1.5N,此時壓敏電阻的阻值為30Q,則對應的壓力為

50Q—30口

E=E+------------xl.5N=1.5N+4xl.5N=7.5N

315Q

此時物體A的浮力為

焉=居+G=7.5N+O.5N=8N

此時物體A浸入水中的體積

4孚________^3________________________=8xl0~4m3

%pg1xlO3kg/m3x10N/kglxlO3kg/m3xlON/kg

5.如圖所示為某智能烘干機的簡化電路原理圖，其工作電路由電壓為220V的電源、阻值為55。的電熱絲

R、紅燈L和蜂鳴器組成；控制電路由電源U、電磁鐵(線圈電阻忽略不計)、開關S、熱敏電阻R和滑動

變阻器氏組成；凡的阻值隨溫度變化的關系如下表所示。當控制電路電流INO.O5A時，銜鐵被吸合，電熱

絲R停止工作，同時紅燈亮蜂鳴器響發(fā)出報警信號，表明烘干機內溫度過高。

溫度/℃908066605046403635

4/。102040507080100120130

(1)電熱絲R工作時的電流為多少？

(2)電熱絲R通電10s產生的熱量為多少？

(3)已知控制電路的電源電壓U=6V,當調節(jié)滑動變阻器旦=70。時，烘干機內溫度至少多高會發(fā)出報警信

號？

■A/WWWXA

R

Q220Vo

控制電路工作電路

【答案】(1)4A；(2)8800J；(3)60℃

【解析】(1)由電路圖可知，電熱絲R工作時，銜鐵與工作電路中上觸點接觸，電熱絲R單獨連接在工作

電路中，其兩端電壓U工作=220V,由題意可知，電熱絲的阻值R=55Q,根據歐姆定律可以得出，電熱絲R工

作時的電流為

/工」="4A

工作R55。

(2)電熱絲R通電時間為t=10s,由焦耳定律得，電熱絲H通電10s產生的熱量為

Q=及作用=(4A)2x55。xlOs=8800J

(3)由控制電路圖可知，控制電路的電源電壓U=6V,電磁鐵、熱敏電阻R和滑動變阻器RZ串聯(lián)在控制電

路中，則流過三者的電流相等，不計電磁鐵的電阻，電磁鐵相當于一條導線，則電路中總電阻為

R總=a+6

當控制電路電流I20.05A時，銜鐵被吸合，電熱絲R停止工作，同時紅燈亮蜂鳴器響發(fā)出報警信號，由歐

姆定律可知，此時電路中總電阻為

I=蕊=由

此時，滑動變阻器阻值R?=70Q,則熱敏電阻Ri的阻值為

R]=R；]—R2=1200—70。=50Q

由歐姆定律/=且可知電路中總電阻越小電流越大，則根據題意只要熱敏電阻RW50Q,電路就會發(fā)出報

R

警，由題中表格可知，溫度越高,熱敏電阻Ri越小,查詢表格數(shù)據可知,對應熱敏電阻R1=50Q的溫度為60℃,

則當調節(jié)滑動變阻器R2=70Q時，烘干機內溫度至少為60℃會發(fā)出報警信號。

6.圖甲是某型號能設定加熱溫度的家用空氣炸鍋，其簡化電路如圖乙所示，它是通過電熱絲R來加熱空氣,

從而加熱食物，達到設定加熱溫度后，斷開開關。求：

(1)將5Xl(Tkg的空氣從20。。加熱到200℃需要吸收的熱量。C空氣取1.0X10)/(kg.C)；

(2)工作電路中電熱絲Ri與指示燈支路并聯(lián)。已知Ri的額定電壓為220V,額定功率為1210W。正常工作時，

工作電路的總電流為5.55A,此時指示燈支路消耗的功率；

(3)控制電路電源電壓恒定，通過調節(jié)變阻器R3接入電路的阻值來設置加熱溫度，電阻RZ置于溫度監(jiān)測區(qū)

域，它的阻值隨溫度變化的關系如圖丙所示。當加熱溫度設定為150℃,即Rs的阻值調為1008寸，閉合開

關S,電磁繼電器(不計線圈的電阻)的銜鐵被吸下，工作電路接通，開始加熱；直到溫度達到150℃時,

銜鐵向上彈起，停止加熱。則當Rs的阻值調為80a寸，對應的加熱溫度設定為多少？

銜鐵

指

示n由50

燈40

V支凡熱

路U絲30

&R?

-'I——°50100150200

控制電路工作電路

乙丙

【答案】(1)900J；(2)11W；(3)200℃

【解析】(1)需要吸收的熱量

Q=cmAt=lxl03J/(kg-℃)x5xlO^kgx(200℃-20℃)=900J

(2)工作電路中電熱絲Ri與指示燈支路并聯(lián)，Ri的電流為

,P[1210W

I,=-=---------=5CAA

U220V

指示燈支路電流為

右=/—4=5.5A—5A=0.5A

指示燈支路消耗的功率

￡=%=220Vx0.5A=11W

(3)如圖乙所示，艮、Rs串聯(lián)在電路中，當溫度達到150℃時，如圖丙，艮阻值為30Q,此時總電阻為

尺=6+6=30。+100。=130。

此時電流為丁，銜鐵向上彈起，當Rs調為80Q時，要使銜鐵向上彈起，則電流為丁，則總電阻為130Q

R=R,'+R'

R阻值為

瑕=R_R；=130。-80Q=50Q

查圖丙可得，加熱溫度設定為200℃。

答：（1）需要吸收的熱量為900J；

（2）指示燈支路消耗的功率為11W；

（3）加熱溫度設定為200℃。

7.圖甲是某小區(qū)電梯的結構示意圖，它是由轎廂（500kg）、配重（400kg）、滑輪、纜繩、鋼絲繩和電動

機組成，繩重和摩擦忽略不計。為了安全，電梯設置了超載自動報警系統(tǒng)，如圖乙。閉合控制開關S「電

梯沒有超載時，觸點與B接觸，再閉合運行開關電動機正常工作:超載時（即控制電路中的電流/>0.1A）,

觸點與A接觸，電鈴發(fā)出報警鈴聲，即使閉合S2,電動機也不工作?？刂齐娐冯娫措妷簽?2V,電磁鐵線圈

電阻不計，轎廂內底而壓力傳感器與的阻值與它所受壓力F的關系如圖丙所示，當為受到2000N壓力時，

為與定值電阻&的功率之比為2:1。

<1）該電梯空載靜止時，與轎廂相連的纜繩對轎廂的拉力為No

（2）用筆畫線代替導線，將圖乙中的電動機和電鈴連入電路。（導線不能交叉）

（3）該電梯的最大載重量（轎廂內人和貨物的總重）為多少N?

（4）若每層樓高度3m,平均每人重600N,該電梯將8人從一樓運送到六樓，求電機牽引轎廂的鋼絲繩做

的功（此過程作勻速直線運動處理）。

丙

觸點

【答案】（1）4xl03（2）（3）8X103N（4）8.7X104N

電源T

【解析】(1)該電梯空載靜止時，與轎廂相連的纜繩對轎廂的拉力等于配重的重力

%繩=仆己重g=400kgx10N/kg=4000N

(2)根據電路要求，電鈴和電動機應并聯(lián)，閉合控制開關S「電梯沒有超載時，壓力傳感器的電阻較大,

控制電路的電阻較大，電磁鐵的磁性弱，觸點與B接觸，再閉合運行開關％,電動機正常工作；超載時，

控制電路的電阻較小，即控制電路中的電流/>0.1A,電磁鐵的磁性強，觸點與A接觸，電鈴發(fā)出報警鈴

聲，即使閉合Sz,電動機也不工作；電路圖如圖

觸點

I電源I

答案3

p2

(3)已知得■=,，控制電路中Ri、Rz串聯(lián)，兩電阻的功率

41

/2片_2

解得

另&一_2，

由圖丙可知，尸=2000N時，N=160Q,由此可得：R2=80Qo

載重越大，對轎廂地板壓力越大，由圖丙可知，為阻值越小,控制電路中的總電阻就越小，控制電路的電

由/=包得；電路中的最小電阻為

流/=0.1A時即為不超載時的最大電流，也就是載重量最大;

R

壓敏電阻的最小阻值

K1取尋少小=120Q—80Q=40Q

查看圖丙可知，生大=8X1()3N,即電梯的最大載重量

G最大=七大=8X1()3N

(4)8個人的總重力

G人=600Nx8=4800N

上升的高度〃=3mx(6T)=15m

轎廂重G廂==500kgx10N/kg=5000N

配重的纜繩對轎廂的拉力

%繩==400kgx10N/kg=4000N

勻速直線運動狀態(tài)即平衡狀態(tài)，所以有

琮=6人+G廂一F爆爆=4800N+5000N-4000N=5800N

所以鋼絲繩做的功為

%絲繩=/絲繩=5800Nxl5ni=8.7xl()4N

8.如圖甲是某自動控溫電熱水器的電路圖，其中控制電路電壓恒為6V,R為熱敏電阻，置于水箱中產生的

熱量對水箱中水溫的影響忽略不計，R阻值隨溫度變化的關系如圖乙所示，R?為可調電阻，用來設定電熱水

器的水溫。Rs,R”為純電熱絲，均置于水箱中，R3=22Q；電磁鐵線圈電阻忽略不計，當電磁鐵電流達到0.2A

時，繼電器銜鐵被吸下來。(工作過程中，電源電壓均保持不變)，請完成下列問題：

甲乙

(1)圖甲中電磁鐵的上端為(選填“N極”或“S極”)；

(2)加熱時電熱絲Rs的功率為；

(3)如果電熱水器儲有60kg的水，電路處于加熱狀態(tài)，正常工作1小時，產生的熱量80%被水吸收，則水

溫升高了℃；[C*=4.2X103J/(kg-r),結果保留1位小數(shù)]

(4)如果將電熱水器水溫設為60℃,R?的阻值應該調至___________Q。

【答案】(1)S極(2)2200W(3)25.1(4)20

【解析】(1)電磁鐵是根據電流的磁效應制成的，圖甲中電流從電磁鐵的上端外側流入，由安培定則可知,

線圈的下端為N極，其上端的磁極為S極。

(2)分析甲圖可知，當銜鐵與上方觸點接通時，電路中只有Rs工作，為加熱狀態(tài)，

當銜鐵與下方觸點接通時，電路中Rs與&串聯(lián)，一起工作，為保溫狀態(tài)，加熱時電熱絲Rs的功率為

2

02_(220V)

=2200W

叫_220

(3)電路處于加熱狀態(tài)，正常工作1小時，產生熱量

Q=Pt=2200WX3600s=7.92X106J

產生的熱量80%被水吸收，則水吸收熱量

Q吸=80%XQ=80%X7.92X106J=6.336X106J

由Q*cmAt變形得，水升高的溫度

6.336xlO6J

A?=?25.1℃

c水機4.2xl03J/(kg/℃)x60kg

(4)如果將熱水器中的水溫設置為60℃,此時控制電路中的電流剛好為0.2A,由/=且可知此時控制電

R

路的總電阻

%=:=言=30。

由圖像可知，60℃時Ri的阻值為10Q,則兄的阻值為

R2=R總一RI=30Q-10Q=20Q

9.圖1是某恒溫箱的電路原理圖。工作電路電壓為220V,電熱絲R。的阻值為88Q；控制電路電源電壓為

8V,線圈的電阻R為10Q,調溫電阻氏最大阻值為120Q；熱敏電阻Rs的阻值隨溫度t變化的關系如圖2

所示。R。和Rs均置于恒溫箱中，當繼電器線圈中的電流達到501nA時，繼電器的銜鐵會被吸下。求：

A7?3/Q

04080120160200240t/℃

圖2

(DS閉合時，電磁鐵上端是極(用字母表示)，當恒溫箱中溫度升高時，線圈中的電流將變

(2)恒溫箱中溫度保持為40℃,R：,的阻值為Q,此時R2的阻值為Q；

(3)R。工作時，功率為W,5min消耗的電能為J；

(4)該恒溫箱能設定的最高溫度為多少？

【答案】(1)N大(2)12030(3)5501.65X105(4)160℃

【解析】(1)S閉合時，電流從電磁鐵的上端流入、下端流出，根據安培定則可知，電磁鐵上端是N極。

由圖2可知，當恒溫箱中溫度升高時，熱敏電阻Rs的阻值變小，控制電路的總電阻變小，由/=與?可知,

控制電路的電流變大，則線圈中的電流將變大。

(2)由圖2可知，恒溫箱中溫度保持為40℃,熱敏電阻Rs的阻值R3=120Q。

由題意可知，當繼電器線圈中的電流達到

I=50mA=0.05A

繼電器的銜鐵會被吸下，此時恒溫箱中溫度最高，此時控制電路的總電阻為

u_8V

R也=160。

0.05A

因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，所以，此時R?的阻值為

R2-R總一R3-RI=160Q-120C—10。=30Q

(3)R。工作時的功率為

w

由〃=—t可得，5min消耗的電能為

W=Pt=550WX5X60s=l.65X105J

(4)當恒溫箱能設定的溫度最高時，熱敏電阻Rs的阻值最小，而此時控制電路的總電阻為160Q不變，則

熱敏電阻R3的最小阻值為

R3小二R總-R2大-Ri=160-30Q

由圖2可知，該恒溫箱能設定的最高溫度為160℃。

10.小明發(fā)現(xiàn)小區(qū)、商場等地下停車場入口處的地面要比臨街