压轴题04 电磁继电器核心综合练-2024年中考物理压轴题专项训练（全国通用）

压轴题04 电磁继电器核心综合练（电与磁）中考新考法——以电磁继电器为核心的生活应用设计类题目；常以结合敏感电阻、弹簧、电磁继电器+敏感电阻的形式制作生活仪器；仪器在极限境况下的相关物理量计算；为满足某要求（如测量范围、精度）对装置进行调整，通过计算改进方案。新情景下的电磁感应生活应用设计类题目。1.电磁铁：内部有铁心的螺线管叫做电磁铁。电磁铁在电磁起重机、电铃、发电机、电动机、自动控制上有着广泛的应用。2.电磁铁的磁性：（1）电磁铁磁性的有无，完全可以由通断电来控制。（2）电磁铁磁性的强弱可以由电流的大小、线圈匝数控制。3.电磁继电器：（1）结构：具有磁性的电磁继电器由控制电路和工作电路两部分组成。控制电路包括低压电源、开关和电磁铁，其特点是低电压、弱电流的电路；工作电路包括高压电源、用电器和电磁继电器的触点，其特点是高电压、强电流的电路。（2）原理：电磁继电器的核心是电磁铁。当电磁铁通电时，把衔铁吸过来，使动触点和静触点接触（或分离），工作电路闭合（或断开）。当电磁铁断电时失去磁性，衔铁在弹簧的作用下脱离电磁铁，切断（或接通）工作电路。从而由低压控制电路的通断，间接地控制高压工作电路的通断，实现远距离操作和自动化控制。电磁继电器的作用相当于一个电磁开关。　分析：电磁继电器是利用低电压、弱电流电路的通断，来间接地控制高电压、强电流电路通断的装置。电磁继电器就是利用电磁铁来控制工作电路的一种开关。方法转化：把电磁继电器当作开关，把敏感电阻当作滑动变阻器，即可转化到我们压轴题01-02中的多开关、动态电路中去解决。细节把控：在转化思想解决问题的同时，这类题其实是一类综合信息题，考查学生的综合素养，对整个题目已知信息，包括图像信息，很多隐含条件的挖掘。目录：01 电流磁效应的应用02 电磁继电器与敏感电阻（含图像题综合）03 新情景中的电磁感应04 电磁继电器与敏感电阻（计算题）05 电磁继电器与简单机械（计算题）06 电磁继电器与浮力综合（计算题）07 电磁继电器在热学中的应用（计算题）08 电磁继电器的应用：警报问题（计算题）09 电磁继电器与交流电图像问题（计算题）10 电磁继电器的其他应用11 电磁继电器的综合信息题01 电流磁效应的应用1．（2024·河南商丘·一模）人工心脏泵可短时间代替心脏工作，其结构如图所示，线圈AB固定在活塞的柄上S1只能向泵室外侧开启，阀门S2只能向泵室内侧开启。人工心脏泵工作时，以下说法正确的是（　　）A．线圈AB中应通入大小周期性改变的电流B．电流从线圈A端流入时，磁铁吸引活塞柄C．电流从线圈B端流入时，血液将流入泵室D．人工心脏泵每分钟“跳动”的次数由线圈中电流的大小决定【答案】B【详解】A．线圈AB中若通入直流电，活塞只能向一个方向移动，因此要使该装置能维持人体血液循环电流方向要周期性改变，故A错误；B．电流从线圈A端流入过程中，螺线管左端为S极，活塞左移，故B正确；C．电流从线圈B端流入过程中，螺线管左端为N极，活塞右移，S2关闭，S1打开，血液从泵室经S1流出，故C错误；D．图中的线圈移动快慢与交流电的频率有关，与电流大小无关，故D错误。故选B。2．（2024·陕西渭南·一模）小林利用“热敏电阻的阻值会随温度的升高而减小”的性质，设计了判断水温变化的装置，其工作原理如图甲所示，电源（电压恒定不变）、热敏电阻、电磁铁、定值电阻由导线连接成一个串联电路，电磁铁线圈电阻不计，在线圈的上方固定一个弹簧测力计，其下端挂一条形磁体。实验时把热敏电阻放入盛水的烧杯中，水温的变化会引起弹簧测力计示数发生变化。如图乙所示为某次实验中弹簧测力计读数随时间变化的图像。下列说法正确的是（　　）A．到时间内热敏电阻的阻值变大B．到时间内水温降低C．到时间内电压表示数最小D．到时间内电路中的总功率变小【答案】D【详解】由电路图可知，定值电阻与热敏电阻串联，电压表测定值电阻R0两端的电压。A．由图象可知，t1到t2时间内弹簧测力计示数增大，说明铁块受到磁力增大，线圈中的电流变大，根据欧姆定律可知电路中的总电阻减小，则热敏电阻的阻值减小，故A错误；B．因热敏电阻的阻值会随温度的升高而减小，所以t1到t2时间内热敏电阻的阻值减小时，水温升高，故B错误；C．由图象可知，t2到t3时间弹簧测力计示数不变，说明电路中的电流不变，则热敏电阻两端电压没有改变，根据串联电路的电压特点可知，电压表的示数不变；结合B项分析可知t2时刻水温最高，电路中的电流最大，由U=IR可知定值电阻R两端的电压最大(电压表示数最大)，所以t2到t3时间内电压表的示数最大，故C错误；D．由图象可知，t3到t4时间内弹簧测力计示数减小，说明铁块受到磁力减小，电路中的电流减小，根据可知，电路中总电功率减小，故D正确。故选D。02 电磁继电器与敏感电阻（含图像题综合）3．（2023·江苏常州·模拟预测）如图所示，是模拟超市里电动扶梯电路，使用扶梯前先要闭合开关，是一个红外传感器，当人靠近到一定距离时，人体辐射的红外线被红外传感器接收，红外传感器阻值减小。下列说法正确的是（　　）  A．电路工作时，电磁铁上端为极B．当人远离传感器时，传感器阻值减小C．当人远离传感器时，电磁铁的磁性变弱D．当人远离传感器时，电动机转速变快【答案】C【详解】A．如图，电流从电磁铁的下端进入，根据安培定则可以判断电磁铁的上端是极，下端是极，故A错误；BCD．闭合开关，控制电路中两电阻串联接入电路，当人靠近到一定距离时，人体辐射的红外线被红外传感器接收，红外传感器阻值减小，总电阻减小，电源电压不变，根据欧姆定律可知电路电流变大，电磁铁的磁性增强，吸引衔铁，动触头和静触头接通，工作电路的定值电阻短路，只有电动机接在电路中，电动机电压变大，电动机转动速度变快。所以，当人远离传感器时，传感器阻值变大，电磁铁的磁性变弱，电动机转速变慢。故C正确，BD错误。故选C。4．（2023·陕西·模拟预测）3D打印机是一种可快速打印定型的机器，它的原理是把数据和原料放进3D打印机中，通过逐层打印的方式来构造物体。小明家用的3D打印机所使用的丝材原料是一种易熔易凝的PLA塑料，其比热容c＝1.6×103J/（kg•℃）。其工作电路如图甲所示，其中U1＝9V，电磁铁的线圈电阻为40Ω，当电磁继电器线圈的电流达到100mA时，衔铁被吸下来。下列有关说法正确的是（　　）      A．3D打印机喷头主要是利用了电流的磁效应B．当电阻R1为30Ω时，要使衔铁能被吸引下来，R2的阻值最多为60ΩC．若电路中只有3D打印机工作了40min，如图乙所示的家用电能表指示灯闪烁了500次，则该打印机的实际功率为250WD．100g的PLA塑料从30℃加热到80℃，吸收的热量为12800J【答案】C【详解】A．要熔化PLA塑料，则3D打印机喷头主要是利用了电流的热效应，故A错误；B．电磁继电器线圈的电流达到100mA时，衔铁被吸下来，根据欧姆定律得，电路的总电阻为根据串联电路电阻特点，R2的阻值最多为R2＝R总﹣R1﹣R线圈＝90Ω﹣30Ω﹣40Ω＝20Ω故B错误；C．图乙中的家用电能表指示灯闪烁了500次，打印机做的功为打印机的实际功率为故C正确；D．100g的PLA塑料从30℃加热到80℃，吸收的热量为Q吸＝cm（t﹣t0）＝1.6×103J/（kg•℃）×0.1kg×（80℃﹣30℃）＝8000J 故D错误。故选C。5．（2023·陕西·中考真题）小明设计了一个电梯自动报警模拟装置，如图-1所示。在控制电路中，电源电压为12V，为滑动变阻器，为压敏电阻，的阻值大小随压力F的变化关系如图-2所示。闭合开关S1和S2，当压敏电阻受到的压力达到4000N时，电磁铁线圈中的电流为0.1A，此时衔铁被吸下，动触点K与触点A断开，同时与触点B接触，电动机停止工作，报警铃声开始响起。电磁铁线圈的电阻忽略不计。下列说法正确的是（　　）  A．S1闭合时，电磁铁的上端为N极B．压敏电阻受到的压力越大，控制电路中的电流越小C．当电梯自动报警铃声开始响起时，的功率为0.4WD．若控制电路电源电压降低，要保证电梯最大载重不变，应将的滑片P向左移【答案】D【详解】A．由图1可知，电流从通电螺线管的下端接线柱流入，上端流出，根据右手螺旋定则，可知螺线管的上端为S极，故A错误；B．由图2可知，压力越大，R2阻值越小，由欧姆定律可知，控制电路中的电流越大，故B错误；C．由题意知，自动报警铃声开始响起时，控制电路电流为0.1A，此时R2对应阻值为40Ω，由得，R2两端电压为根据串联电路电压规律可知，R1两端的电压为由得，此时R1的功率为故C错误；D．为了保证电梯最大载重不变，即警报响起电流为0.1A，由可知，当电源电压降低，电阻也应降低，结合题意可知，应将的滑片P向左移动，故D正确。故选D。6．（2024·陕西宝鸡·一模）如图甲是某校初中物理创新小组设计的“闯红灯违规模拟记录器”，当光控开关接收到某种颜色光时，开关自动闭合，它的阻值变化规律如图乙所示，已知控制电路电压为6V，继电器线圈电阻10Ω，当控制电路中电流大于0.06A时，衔铁被吸合。下列说法中不正确的是（　　）A．要记录违规闯红灯的情景，光控开关应在接收到红光时，自动闭合B．光控开关接收到绿光时，指示灯亮，电控照相机不工作C．质量小于400kg的车辆违规时不会被拍照记录D．要使质量较小的车闯红灯也能被拍下，可以在控制电路中串联一个电阻【答案】D【详解】AB．因为电控照相机要自动记录违规闯红灯的情景，所以光控开关应在接收到红光时，自动闭合；在接收到绿光时，光控开关断开，指示灯发光，电控照相机不工作，故AB正确，不符合题意；C．根据欧姆定律压敏电阻的阻值为R＝100Ω﹣10Ω＝90Ω查图可知，当R＝90Ω时，压敏电阻所受的压力F= 4000N，根据G＝mg得只有质量大于400kg的车辆违规时才会被拍照记录；故C正确，不符合题意；D．分析图乙可知，当压力F越小时，电阻R越大，如果再串联一个电阻，根据串联电路中的总电阻等于各串联电阻之和，则电路中的总电阻更大，电流会更小，达不到0.06A，电磁铁不能有效控制衔铁，则不能达到给违规车辆拍照的目的，故D错误，符合题意。故选D。7．（2023·内蒙古包头·三模）天桥极大方便了行人的出行，阴雨天时空气潮湿，能见度低，路面湿滑，为保证行人上下天桥时的安全，需在天桥入口处设置警示灯。图甲是某同学为此设计的部分模拟电路，电磁铁及触点1固定不动，衔铁可在电磁铁作用下上下运动，带动铜棒OF绕O点运动。该电路中需用到阻值随空气湿度变化的湿敏电阻，将湿敏电阻接在电路中（图中未画出），闭合开关S，当空气湿度小于设定值时，警示灯随湿度变化而自动调整亮度；当空气湿度增大到设定值时，警示灯能不断闪烁。图乙是可供选择的两种湿敏电阻的阻值随湿度变化关系的图像。忽略电磁铁线圈电阻，灯泡阻值不变，以下说法正确的是（　　）  A．应选R1作为该电路的湿敏电阻B．在M、N、Q三处位置中，湿敏电阻应安装在N处C．小于设定值时，湿度越小警示灯越亮D．向左移动滑片P，可使警示灯在较小湿度下实现闪烁【答案】D【详解】A．由图乙知，R1的电阻随湿度的增加而增加，R2的电阻随湿度的增加而减小。根据实际情况，当空气潮湿，能见度变低时，警示灯变亮，电路中电流变大，电阻变小，即湿敏电阻随湿度的增加而减小，所以应选R2作为该电路的湿敏电阻，故A错误；B．由图甲知，当湿度增大，能见度低，湿敏电阻变小，电路的电流增大，电磁铁的磁性变强，将衔铁吸引上去，湿敏电阻安装在M处时，会被短路，电路的电流突然增大，警示灯一下变得很亮起到闪烁的作用，可知湿敏电阻应安装在M处，故B错误；C．由图乙知，当湿度减小，湿敏电阻变大，根据欧姆定律得，电路的电流变小，所以小于设定值时，湿度越小警示灯越暗，故C错误；D．向左移动滑片P，电路中电阻变小，电路的电流增大，电磁铁的磁性变强，将衔铁吸引上去，可使警示灯在较小湿度下实现闪烁，故D正确。故选D。03 新情景中的电磁感应8．（2024·湖北孝感·一模）我国第三艘航母“福建舰”装备了先进的电磁弹射系统，如图是一种电磁弹射示意图，滑块被弹射的原理是（　　）A．电生磁 B．磁生电C．同种电荷相排斥 D．磁场对通电导体有力的作用【答案】D【详解】由题意可知，电磁弹射器的弹射轨道处于磁场中，当滑块通以电流时，即可受到强大的推力，由此可知其原理是磁场对通电导体有力的作用；故D符合题意，ABC不符合题意。故选D。9．（2024·陕西西安·二模）如图-1所示，这是一种自行车上的装置，车前端的灯泡与该装置内部线圈相连，在骑行时自行车的车轮转动带动该装置上端的小轮转动，小轮带动内部的磁铁转动，灯泡便发光照明，图-2是其结构示意图。下列分析正确的是（　　）A．当车轮反方向转动时灯泡不会发光B．该装置的原理是法拉第发现的C．该装置创造了能量，能量不守恒D．车轮与小轮之间没有摩擦【答案】B【详解】A．当车轮反方向转动时，带动内部的磁铁转动，灯泡便发光照明，故A错误；B．该装置的原理，即电磁感应现象是法拉第发现的，故B正确；C．该装置将机械能转化为电能，能量守恒，故C错误；D．车轮与小轮之间有相对运动，有摩擦，故D错误。故选B。10．（2024·四川绵阳·二模）图中黑色圆点为闭合回路放在磁场中的线圈的一边的横截面，当它在磁场中旋转一周时，下列说法中正确的是（　　）A．线圈在位置①③时有感应电流B．线圈在位置②④时，有感应电流C．图中感应电流的方向改变一次D．线圈在所有位置时均有感应电流【答案】A【详解】ACD．线圈在位置①③时切割磁感线运动，导体中都有感应电流；线圈在位置①③时，磁感线的方向相同，运动方向不同，得到的感应电流的方向不同，图中感应电流的方向改变两次，故A正确，CD错误；B．在位置②时沿着磁感线的方向运动，不切割磁感线，导体中没有感应电流，在位置④时逆着磁感线的方向运动，不切割磁感线，导体中没有感应电流，故B错误。故选A。04 电磁继电器与敏感电阻（计算题）11．（2024·福建泉州·一模）图是可自动调节浴室温度的灯暖型浴霸的简易电路图。控制电路中，电源电压为U1，定值电阻R0的阻值为15Ω，热敏电阻R的阻值随温度变化关系如下表所示，电磁继电器线圈电阻不计。工作电路中，电源电压U2恒为220 V，浴霸的两只灯泡均标有“220V 275W”的字样。当通过电磁继电器线圈的电流I达到60mA时，衔铁被吸下，工作电路断开；当通过电磁继电器线圈的电流I≤40mA时，衔铁被释放，工作电路闭合。（1）求工作电路闭合时，通过工作电路的总电流；（2）若浴室的温度不能超过40℃，求控制电路电源电压的最小值；（3）若控制电路电源电压为12V，求浴室温度的调节范围；（4）为了使浴室的控制温度升高，只增加电磁继电器线圈的匝数，这种方法是否可行？请说明理由。【答案】（1）2.5A；（2）9.9V；（3）20~36℃；（4）见解析【详解】解：（1）工作电路闭合时，两灯并联，两灯的工作电压均为额定电压220V，由与并联电路特点得，通过工作电路的总电流（2）控制电路中Rt、R0、电磁继电器串联，电磁继电器线圈电阻不计。若浴室的温度不能超过40℃，则当热敏电阻的温度为40℃时，衔铁断开，两灯不工作。由表格中数据得，此时热敏电阻Rt电阻为150Ω；当通过电磁继电器线圈的电流I≤40mA时，由欧姆定律与串联电路电压特点得，控制电路电源电压的最小值（3）若控制电路电源电压为12V，由欧姆定律得，当通过电磁继电器线圈的电流I达到60mA时，衔铁被吸下，工作电路断开，此时控制电路的电阻为热敏电阻Rt电阻为由表格中数据得，浴室温度温度为36℃。当通过电磁继电器线圈的电流I≤40mA时，衔铁被释放，此时控制电路的电阻为热敏电阻R1电阻为由表格中数据得，浴室温度温度为20℃，则浴室温度的调节范围为20~36℃。（4）增加电磁继电器线圈的匝数，其他条件不变时，电磁铁磁性增强，则当控制电路中电流较小时，衔铁就会被吸下，由欧姆定律得，此时控制电路中总电阻较大，R 0阻值不变，则此时热敏电阻的阻值较大，由表格中数据得，浴室温度变小，即当浴室温度较小时，浴霸就停止工作，故无法使浴室的控制温度升高，则这种说法不可行。答：（1）工作电路闭合时，通过工作电路的总电流2.5A；（2）若浴室的温度不能超过40℃，控制电路电源电压的最小值9.9V；（3）若控制电路电源电压为12V，浴室温度的调节范围20~36℃；（4）见解析。12．（2024·黑龙江哈尔滨·一模）某电梯简图如图1所示，其部分工作原理如图2所示，R是一个压敏电阻，加在压敏电阻R上的压力增大时，它的阻值减小，当控制电路中的电流达到设定值时超载电铃报警。（1）动触点K与A、B触点中的哪一个接触时电铃报警？（不用说明理由）（2）压敏电阻R的阻值随着压力的变化规律如图3所示，控制电路的电源电压为6V，当控制电路中的电流达到0.03A时，衔铁被吸下，报警电铃响起，求此时R的大小及这部电梯设计的最大载重是多少？（电磁铁线圈的电阻不计）（3）电梯质量300kg，带动电梯升降的电动机上标有“220V；10kW”的字样。当电梯里人和货物的总质量为500kg时，中途匀速运行10s内上升了10m，则此过程电动机将电能转化为机械能的效率是多少？【答案】（1）B触点；（2）10000N；（3）80%【详解】解：（1）由图得，B触点与电铃串联，则动触点K与B触点接触时电铃报警。（2）由图2可知，控制电路电压当控制电路中的电流为0.03A时，此时由可知，R的大小为由图3可知，当时，对应的压力即电梯的最大载重为10000N。（3）电梯得到的机械能由得，电梯消耗的电能此过程电动机将电能转化为机械能的效率是答：（1）动触点K与B触点接触时电铃报警；（2）此时R的大小及这部电梯设计的最大载重是10000N； （3）此过程电动机将电能转化为机械能的效率是80%。13．（2024·湖北孝感·一模）科技小组开展设计一款多功能电热锅的项目活动，过程如下：【明确问题】同学们讨论后认为，电热锅应具有如下功能和标准：功能1：加热模式额定功率880W；保温模式额定功率88W；额定电压220V；功能2：电热锅达到设定温度后能自动从加热模式切换到保温模式；功能3：电热锅从加热模式切换到保温模式的设定温度可调，以实现蒸、煮、炖、焖、烙、煎多种烹饪方式；【方案设计】根据标准，小组设计了如图甲的方案：（1）工作电路中加热挡的发热电阻R应设计在 处（选填“a”或“b”）；（2）为保证加热功率为880W，发热电阻R的阻值应为多大；( )（3）科技小组选取了一种热敏电阻Rt，其阻值与温度关系见图乙，把它接在控制电路中，可以实现当电热锅内温度达到105℃时，当电流达到0.03A时，电磁铁会吸下衔铁，选用的定值电阻R0阻值应为多大；（电磁铁线圈阻值不计）( )（4）用这个电热锅在加热模式下将1L温度为12℃的水在标准大气压下烧开，至少需要多长时间[]；( )【方案评估及改进】（1）经过讨论，同学们发现以上设计方案无法实现功能3；（2）为实现功能3，请说出一种改进方法： 。【答案】 a 55Ω 340Ω 420s 把定值电阻R0改为变阻器，可以调节电阻大小【详解】（1）[1]电磁继电器本质上是一个开关，如图所示，电磁铁磁性增强，工作电路a；当控制电路电流小，没有吸引衔铁，b处电阻与工作电路断开，可知电磁继电器控制的是电阻R在工作电路中的通断，工作电路中的发热电阻R应设计在a处；（2）[2]加热功率为P=880W，由，发热电阻R的阻值为（3）[3]控制电路的电源电压为12V，当电流达到0.03A时，此时控制电路总电阻当电饭煲内温度达到设定温度105℃时，由图丙可知此时热敏电阻Rt=60Ω，选用的定值电阻阻值（4）[4]水吸收的热量为不计热损失时W=Q，加热时间（5）[5]要电热锅从加热模式切换到保温模式的设定温度可调，即衔铁吸引下来时的电流不同，而温度改变时，则必须要调节定值电阻R0的阻值大小，因而需要把定值电阻R0改为变阻器，可以调节电阻大小。14．（2023·四川遂宁·中考真题）学校组织学生到射洪市“三五三六”厂参加国防教育活动。同学们被展厅自动大门所吸引，他们发现当人靠近大门时，大门自动打开，如图甲所示。回校后，科技小组利用电磁继电器、人体红外传感器，电动机等元件制作了模拟电路，部分电路如图乙所示。其中电动机铭牌上标有“220V 40W”的字样，控制电路的电源电压U为24V，R1为定值电阻，人体红外传感器的阻值R随人体到大门距离L的变化关系如图丙所示；当电磁铁线圈中的电流为100mA时，衔铁刚好被吸下，触发电动机工作，大门打开。（不计电磁铁线圈的电阻）（1）开门一次用时3s，请计算开门一次电动机消耗电能多少焦耳？（2）经测试L＝3m时刚好触发电动机工作，则R1的阻值为多少？  【答案】（1）120J；（2）120Ω【详解】解：（1）由题可知，开门一次电动机消耗电能为（2）由图丙可知，当L＝3m时，当电磁铁线圈中的电流为100mA时，衔铁刚好被吸下，触发电动机工作，此时控制电路总电阻为则在串联电路中R1的阻值为答：（1）开门一次用时3s，请计算开门一次电动机消耗电能120焦耳；（2）经测试L＝3m时刚好触发电动机工作，则R1的阻值为120Ω。05 电磁继电器与简单机械（计算题）15．（2023·福建·中考真题）实践小组设计了由厢体、承重板和动滑轮组成的提升重物的装置，示意图如图甲，厢体放置在水平承重板上，承重板的上表面装有压力传感器，装置由电动机提供动力。该装置设计有超载限制系统，如图乙，限制系统中的控制电路电源电压恒为12V，定值电阻R0阻值为200Ω，压力传感器中的力敏电阻RF阻值随压力F压变化的部分数据如下表所示。当控制电路的电流大于0.03A时，电磁铁将衔铁吸下，B、C两个触点断开，电动机停止工作。已知厢体重150N，承重板和滑轮共重100N，忽略绳重、摩擦和电磁铁线圈电阻。（1）空厢匀速竖直上升时，求绳拉力F的大小；（2）在6s内将空厢匀速竖直提升3m，求拉力F做功的功率；（3）重物放在厢体内，求该装置匀速竖直提升重物的最大机械效率；（4）若要将该装置的最大载重量调小，提出对控制电路的一条调整措施。  【答案】（1）125N；（2）125W；（3）75%；（4）减小R0【详解】解：（1）忽略绳重、摩擦，空厢匀速竖直上升时，绳拉力F的大小（2）绳端移动距离绳拉力F做的功绳拉力F的功率（3）控制电路的最大电流时，载重量最大，控制电路最小总电阻力敏电阻的阻值由表中数据可知，当，压力，即最大载重装置的最大机械效率（4）要将该装置的最大载重量调小，力敏电阻RF阻值会变大，控制电路的电流不变，由可知，电源电压不变，电路的总电阻不变，可以减小R0的阻值。答：（1）空厢匀速竖直上升时，绳拉力F的大小是125N；（2）在6s内将空厢匀速竖直提升3m，拉力F做功的功率是125W；（3）重物放在厢体内，该装置匀速竖直提升重物的最大机械效率是75%；（4）若要将该装置的最大载重量调小，减小R0。16．（2023·湖南衡阳·中考真题）近几年衡阳市进行老旧小区改造，不少多层楼房安装了电梯。图甲是某小区电梯的结构示意图，它由轿厢、配重、滑轮、缆绳、钢丝绳和电动机组成，轿厢质量为400kg，配重质量为300kg，绳重和摩擦忽略不计。为了安全，电梯设置了超载自动报警系统，如图乙。闭合控制开关S1，电梯没有超载时，再闭合运行开关S2，电动机正常工作：超载时（即控制电路中的电流），电铃发出报警铃声，即使闭合S2，电动机也不工作。控制电路电源电压为9V，定值电阻的阻值为30Ω，电磁铁线圈电阻不计，轿厢内底面压力传感器的阻值与它所受压力F的关系如图丙所示。（1）该电梯空载静止时，与轿厢相连的缆绳对轿厢的拉力为 N，超载时，图乙中触点将与 点接触（选填“A”或“B”），电铃发出报警铃声；（2）该电梯某次轿厢内载人和货物的总重为8000N，试通过计算判断电梯是否超载； （3）如图丁所示是某次电梯上升时的图像，若轿厢内人和货物总重为5000N，求电梯匀速上升运行阶段，电动机牵引轿厢的钢丝绳做功的功率。     【答案】 3000 A 超载 1.2×104W【详解】（1）[1]该电梯空载静止时，配重和轿厢都处于静止状态，与轿厢相连的缆绳对轿厢的拉力大小等于配重的重力，即F缆绳=G配重=m配重g=300kg×10N/kg=3000N[2]由图乙可知，超载时，触点与A接触，电铃接入电路中，电铃发出报警铃声。（2）[3]该电梯某次轿厢内载人和货物的总重为8000N，轿厢内底面压力传感器受到的压力F压=8000N由图丙可知，压敏电阻R2=30Ω，电路中的电流说明电梯超载。（3）[4]由图丁可知，电梯匀速上升阶段的速度是2m/s，对轿厢受力分析，轿厢受到三个力的作用：轿厢自身的重力、绳子对轿厢竖直向上的拉力以及钢丝绳对轿厢的拉力，当轿厢匀速直线运动时，受力平衡，轿厢整体的重力G总= G厢+G = m厢g+G=400kg×10N/kg+5000N=9000N钢丝绳对轿厢的拉力F钢=G总- F缆绳=9000N-3000N=6000N电梯满载匀速运行时，电动机钢丝绳对轿厢拉力的功率06 电磁继电器与浮力综合（计算题）17．（2023·湖南岳阳·二模）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，如图所示，水箱高为1m，容积为。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，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，部分数据如表，控制电路的电源电压，定值电阻为保护电阻，当控制电路的电流时，电磁铁将衔铁吸合，工作电路断开泵停止给储水箱抽水。(取)（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）储水箱装满水时长方体所受浮力大小为多少？（3）为了更加安全的工作，小华通过反复试验，只调整R0的大小，使水面离顶部还有0.05m时，水泵停止给水箱抽水，求此时R0的功率。【答案】（1）2A；（2）200N；（3）【详解】解：（1）由图可知，水泵正常工作时电压为220V，由可得正常工作时通过的电流是（2）长方体的体积为长方体浸没在水中，其排开水的体积为则长方体受到的浮力为（3）水面离顶部还有时长方体受到的浮力为此时压敏电阻受到的压力为由表可知，压敏电阻，根据欧姆定律可得电路总电阻为则定值电阻的阻值为此时的功率为答：（1）若水泵的额定功率为440W，正常工作时通过的电流是2A；（2）储水箱装满水时长方体所受浮力大小为200N；（3）只调整的大小，使水面离顶部还有时，水泵停止给水箱抽水，此时的功率为。07 电磁继电器在热学中的应用（计算题）18．（2022·河南洛阳·模拟预测）如图是一款利用电磁继电器设定不同出水温度的电热饮水机原理示意图。工作电路中，电源电压恒为220V，R是加热电阻丝，阻值为48.4Ω。控制电路中，电源电压恒为3V，电磁铁线圈电阻R线为5Ω，Rt是热敏电阻，其阻值与温度的关系式为Rt=5+0.5t（其中Rt单位是Ω，t的单位是℃），R0是用来设定不同出水温度的滑动变阻器。当电磁铁线圈中的电流小于或等于10mA时，衔铁片会弹起，触点分离，饮水器停止加热。[ρ水=1.0×103kg/m3，c水=4.2×103J/(kg⋅℃)】（1）若将滑动变阻器R0的阻值调为250Ω时，饮水机能将水加热到的最高温度是多少？（2）饮水机内装有1000mL，初温为20℃的水，将其加热到100℃，用时7min，则水吸收的热量是多少？（3）上述加热过程中，该饮水机工作电路的加热效率是多少？【答案】（1）90℃；（2）3.36×105J；（3）80%【详解】解：（1）饮水机将水加热到最高温度时，衔铁会弹起，触点分离，此时控制电路的电流为I=10mA=0.01A此时滑动变阻器R0两端的电压U0=IR0=0.01A×250Ω=2.5V热敏电阻Rt两端的电压Ut=U-U0=3V-2.5V=0.5V热敏电阻的阻值据Rt=5+0.5t知，水能加热到的最高温度（2）饮水机中水的质量m=ρ水V=1.0×103kg/m3×1000×10-6m3=1kg水吸收的热量Q吸=c水m(t1-t0)=4.2×103J/(kg⋅℃)×1kg×(100-20)℃=3.36×105J（3）上述加热过程中，饮水机消耗的电能饮水机工作电路的加热效率答：（1）若将滑动变阻器R0的阻值设为250Ω，饮水机能将水加热到的最高温度是90℃；（2）水吸收的热量是3.36×105J；（3）上述加热过程中，该饮水机工作电路的加热效率是80%。19．（2023·黑龙江齐齐哈尔·模拟预测）小星同学为自家的洗浴电热水器设计了一个自动控制装置，如图所示。R1是一个热敏电阻（置于热水器水中），其阻值随温度的变化关系如表I所示。表Ⅱ是这个电热水器的铭牌。已知继电器线圈电阻R2为10Ω，左边电源的电压U0为6V不变。当继电器线圈R2中的电流增大到某一数值时，继电器的衔铁被吸下，电热水器电路断开；当继电器线圈中的电流减小到某一数值时，继电器的衔铁被释放，电热水器电路闭合，开始工作。表I：表Ⅱ：请解答：（1）正常工作时，电热水器的电阻是多少？（2）分析表I，热敏电阻的阻值随温度如何变化？（3）若电热水器内的水温控制在30~60℃之间，求衔铁被吸下、电热水器电路被断开时，继电器线圈中的电流是多少？（4）电热水器正常工作时，将整箱水从30℃加热到60℃需要多长时间？（c水=4.2×103J/(kg·℃)，不计热损失）    【答案】（1）24.2Ω；（2）热敏电阻的阻值随温度的升高而减小；（3）0.3A；（4）3150s【详解】解：（1）电热水器的电阻（2）由表I可知，温度越高，热敏电阻的阻值越小，可以得到热敏电阻的阻值随温度的升高而减小（3）水温达到60℃时，衔铁被吸下，此时R1=10Ω，因为串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以继电器线圈中的电流（4）水吸收的热量Q吸=c水mΔt=4.2×103J/(kg·℃)×50kg×(60℃-30℃)=6.3×106J不计热损失电热水器消耗的电能W=Q吸=6.3×106J电热水器正常工作时，将整箱水从30℃加热到60℃需要的时间答：（1）正常工作时，电热水器的电阻是24.2Ω；（2）热敏电阻的阻值随温度的升高而减小；（3）若电热水器内的水温控制在30~60℃之间，衔铁被吸下、电热水器电路被断开时，继电器线圈中的电流是0.3A；（4）电热水器正常工作时，将整箱水从30℃加热到60℃需要3150s。20．（2023·江苏连云港·模拟预测）如图甲是小明制作的防盗报警装置示意图，其中工作电路电源电压，指示灯L的额定电压，定值电阻；控制电路电源电压，磁敏电阻的阻值随其所处位置磁场强度的变化关系如图乙所示，当窗户分别处在轨道A、B、C处时，磁敏电阻所处位置的磁场强度分别为a、b、c，闭合开关和后，当窗户关闭时，指示灯亮，蜂鸣器不工作；当窗户打开一定程度时，指示灯熄灭，蜂鸣器发出警报声。（1）电磁继电器实则就是电磁铁控制的一种 。（2）将窗户移至A点时，窗户关闭，闭合开关，指示灯L正常发光，求此时指示灯L消耗的电功率。 （3）已知电磁铁线圈中的电流达到3mA时，电磁铁的衔铁刚好被吸下，指示灯L熄灭，蜂鸣器开始报警。现移动滑动变阻器的滑片，使其接入电路的阻值为其最大阻值的，当窗户移至轨道B点位置时，蜂鸣器恰好开始报警。若要求窗户移至轨道C点位置时蜂鸣器才开始报警，此时能否通过调节滑动变阻器的阻值来实现？请通过计算加以说明 。（电磁铁线圈电阻忽略不计）【答案】 开关 不能通过调节滑动变阻器的阻值来实现【详解】（1）[1]电磁继电器实则就是电磁铁控制的一种开关。（2）[2]闭合开关，灯泡和串联，灯泡正常发光，其两端的电压为两端的电压电路中的电流灯泡的额定功率（3）[3]由图乙可知，窗户移至B点和C点时，磁敏电阻的电阻值分别为和，由欧姆定律可得,当窗户移至轨道B点位置时，蜂鸣器恰好开始报警，控制电路中的总电阻此时滑动变阻器接入电路的阻值此时滑动变阻器接入电路的阻值为其最大阻值的，所以滑动变阻器的最大阻值为，当窗户移至轨道C点位置时，滑动变阻器接入电路的阻值应该为但是滑动变阻器的最大阻值为，所以若要求窗户移至轨道C点位置时蜂鸣器才开始报警，此时不能通过调节滑动变阻器的阻值来实现。21．（2023·山东泰安·中考真题）2023年3月27日是第28个全国中小学生安全教育日，某校开展了安全创意设计比赛活动，物理兴趣小组利用磁性开关S2设计了烟雾报警与自动喷淋联动模拟系统，当烟雾达到一定浓度时触发自动报警喷淋，防范火灾发生。图甲为该模拟系统示意图，Rc为气敏电阻。控制电路中的电流I控≥0.02A时，磁性开关S2动触片被电磁铁吸引与触点a接触，安全指示灯L熄灭，报警喷淋系统同时工作；控制电路中的电流小于0.02A时，动触片被释放，与触点b接触，安全指示灯亮，报警喷淋系统停止工作。已知控制电路电源电压U控大小可调节，电磁铁线圈电阻不计，气敏电阻Rc的阻值与烟雾浓度C的关系如图乙所示，R0为定值电阻。工作电路电源电压U=36V，报警电铃标有“36V 18W”字样。（1）安全指示灯L标有“0.9W 10Ω”字样（忽略温度对灯丝电阻的影响），要使灯L正常工作，则保护电阻R′的阻值为多大？（2）报警电铃响时电流表示数为2.5A，喷淋系统工作20s消耗的电能是多少？（3）通过调节U控大小，可改变该装置对烟雾探测的灵敏度。调至U控1时，触发报警喷淋的最低烟雾浓度C1=8%，电阻R0的功率为0.012W，控制电路消耗的总功率为P控1；将电压增大调至U控2，触发报警喷淋时的最低烟雾浓度为C2，控制电路消耗的总功率为P控2，P控1∶P控2=25∶31，求U控1、U控2和C2的大小。  【答案】（1）110Ω；（2）1440J；（3）U控1=5V，U控2=6.2V，C2=2%【详解】解：（1）由可得，安全指示灯L的额定电压为由P=UI可得，安全指示灯L的额定电流为由电路图可知，安全指示灯L与保护电阻R′串联，由串联电路电阻分压规律可知，L正常工作时，保护电阻R′两端电压为U′=U-UL=36V-3V=33V由欧姆定律可得，保护电阻R′的阻值为（2）由电路图可知，报警电铃与喷淋系统并联，电流表测电路中总电流，报警电铃响时电路中的总电流为I总=2.5A，由P=UI可得，流过报警电铃的电流为故由并联电路的电流规律可知，流过喷淋系统的电流为I2=I总-I1=2.5A-0.5A=2A由P=UI可得，喷淋系统的额定功率为P2=UI2=36V×2A=72W由W=Pt可得，喷淋系统工作20s消耗的电能为W=P2t=72W×20s=1440J（3）由图乙可知，当C=0时，Rc=300Ω，当C=5%时，Rc=250Ω，故由数学知识可知，Rc与C之间的函数关系式为Rc=-1000C+300当C1=8%时，带入可得此时Rc1=220Ω，由题意可知，此时电路中电流为I=0.02A，此时电阻R0的功率为P0=0.012W，故由P=I2R可得，电阻R0的阻值为由欧姆定律可得，此时电源电压为U控1=I(R0+Rc1)=0.02A×(30Ω+220Ω)=5V此时电路消耗的总功率为P控1=U控1I=5V×0.02A=0.1W由P控1∶P控2=25∶31可得此时电路中的电流仍为I=0.02A，故由P=UI可得，此时电源电压为此时电阻R0两端电压为U0=IR0=0.02A×30Ω=0.6V由串联电路的电压规律可得，此时气敏电阻两端电压为Uc2=U控2-U0=6.2V-0.6V=5.6V则此时气敏电阻的阻值为带入Rc与C的关系式解得C2=2%。答：（1）要使灯L正常工作，则保护电阻R′的阻值为110Ω；（2）报警电铃响时电流表示数为2.5A，喷淋系统工作20s消耗的电能是1440J；（3）U控1 =5V，U控2 =6.2V，C2=2%。09 电磁继电器与交流电图像问题（计算题）22．（2024·广东东莞·一模）如图，某小组设计了图甲所示的汽车转向指示灯电路模型，接通相应指示灯后，该指示灯会亮、暗（微弱发光）交替闪烁发光，电路中电源电压恒为6伏，指示灯规格为“6V；6W”，R0为定值电阻，电磁铁的阻值忽略不计。（1）若让左转、右转指示灯同时工作，转向开关应与触点 接通（选填“1和2”、“2和3”、“3和4”或“4和5”）；（2）当转向开关与触点“2和3”接通时，右转指示灯两端实际电压变化规律如图乙所示。当右转指示灯正常发光时，电磁铁 （选填“有”或“无”）磁性，此时R0两端的电压 （选填“等于6V”、“小于6V大于0V”或“等于0V”）；（3）若图乙中Ux的值为1.5V，则灯泡微弱发光时的指示灯的实际功率为 W，定值电阻R0的阻值为 。（已知指示灯的电阻不变）【答案】 3和4 有 等于0V 0.375 18Ω【详解】（1）[1]若让左转、右转指示灯同时工作，应该让两个指示灯同时接入电路，故转向开关应与触点3和4接通。（2）[2][3]当右转指示灯正常发光时，电磁铁被接通，有电流通过，电磁铁有磁性；此时右转指示灯电压为6V，因为电路中电源电压恒为6伏，根据串联电路电压规律可知，此时R0两端的电压等于0。（3）[4][5]已知指示灯规格为“6V；6W”，则指示灯的电阻若Ux的值为1.5V，此时电路电流则灯泡微弱发光时的指示灯的实际功率P实=UxI=1.5V×0.25A=0.375W根据串联电路电压规律可得，定值电阻R0两端的电压U0=U-UL=6V-1.5V=4.5V则定值电阻R0的阻值10 电磁继电器的其他应用23．（2023·四川资阳·中考真题）夜幕降临，装有自动照明系统的LED灯将城市照得灯火通明。这种LED灯是通过光电转换原理来供电的：白天，太阳能电池板将太阳能转化为电能，通过对蓄电池充电将电能转化为化学能储存起来；夜晚，蓄电池放电，将化学能转化为电能，让路灯实现照明功能；其中，光敏电阻的阻值随光照强度增大而减小，充放电电路的切换由电磁继电器自动实现。该照明系统的电路原理如图所示。②结合上述工作原理，电路原理图中方框内的电器元件是：① 、② 、③ 、④ （选填下列电器元件前的字母代号）。A．电池    B．蓄电池    C．太阳能电池板    D．LED路灯【答案】 A D B C【详解】[1]光敏电阻R与R0串联在控制电路中，控制电路中缺少电源，则①应该是电池。[2][3][4]当光照强度增强时光敏电阻的阻值减小，电磁铁的电流增大，电磁铁的磁性增强，吸引衔铁，与GH接触，使太阳能转化的化学能储存在蓄电池里；夜晚光照强度小于一定值时，电磁铁的电路中几乎无电流，电磁铁无磁性，衔铁与EF接触，蓄电池释放电能，供路灯工作，则衔铁与GH接触时，蓄电池与太阳能电池板组成闭合回路，且蓄电池充电；当衔铁与EF接触时，蓄电池与LED路灯组成闭合回路，蓄电池放电，则②是LED路灯，③是蓄电池，④是太阳能电池板。24．（2024·江苏无锡·一模）小华制作的蓄水池水位报警模拟装置如图所示：浮子由铜片E、空心杆F和木块Q构成。在低水位时，触点C、D位于E的正上方h0处，Q的下表面距池底的高度为h。当水位上升到使E与C、D接触后，蜂鸣器R发出忽强忽弱的报警音，报警音的强弱取决于其两端电压大小。电源电压U=6V，定值电阻R0=3Ω，R可视为9Ω的定值电阻，不计其它电阻。  （1）当E与C、D接触时，电路接通，衔铁吸下与触点 接触（选填“A”或“B”），线圈和R0被 （选填“短路”或“断路”）；（2）在被释放和吸下的过程中，衔铁与A、B的接触时间分别为0.5s和1.5s，不考虑衔铁在A、B之间切换的时间。在未解除报警的情况下，求开始报警后1min内电路所消耗的电能； （3）Q为边长10cm的正方体，密度为0.6×103kg/m3，h0=10cm，h=22cm，g取10N/kg。不计E、F的质量及E与支架间的摩擦。①求刚开始报警时水面距池底的高度H ；②下列措施中，可使①中H值增大的有 。A．将池中水换为密度更大的液体B．仅适当减小Q的边长C．仅适当减小Q的密度D．仅在空心管F中装入适量沙子【答案】 B 短路 225J D【详解】（1）[1][2] 分析电路可知，当水位上升到一定高度时E与C、D接触，电路接通，电磁铁开始工作，衔铁被吸下来与B点接触，R0及线圈被短路，蜂鸣器开始报警。 （2）[3] 已知tA=0.5s，tB=1.5s，U=6V，R0=3Ω，R=9Ω，那么完成一个周期需要2s，消耗的电能为完成一个周期需要的时间是2s，则1min完成30个周期，故开始报警后1min内电路所消耗的电能为W总=30×WAB=30×7.5J=225J（3）[4] 已知，，木头漂浮在水面上，故浮力为木块浸入液体中的体积为木块浸入液体的深度为则刚开始报警时水面距池底的高度为[5] A．由题意可知，h0和h大小不变，则由可知，能够变化的只有，即木块浸入液体的深度变大时，水面距池底的高度H就变大，已知木块在水面漂浮，浮力等于自身重力，将池中水换为密度更大的液体时，木块的浮力仍然等于其重力，由可知，物体浸入液体的体积变小，因此h0变小，H变小，故A不符合题意；B．仅减小Q的边长，则Q的体积减小，则由G=ρVg可知，木块的重力减小，则所受浮力变小，V排变小，因此h0变小，H变小，故B不符合题意；C． 仅适当减小Q的密度，则由G=ρVg可知，木块的重力减小，则所受浮力变小，因此V排变小，h0变小，H变小，故C不符合题意；D．仅在空心管F中装入适量沙子，则木块受到的向下的压力变大，则木块受到的浮力变大，由公式可知，V排变大，因此h0变大，H变大，故D符合题意。故选D。11 电磁继电器的综合信息题25．（2023·江苏南京·中考真题）生活中，电梯超载时，自动报警系统的电铃响起，电梯无法起降，报警系统的工作原理如图甲所示，控制电路电源电压U=6V，电磁铁线圈电阻R0=150Ω。电阻箱R1的电阻设定为250Ω，R2为压敏电阻，其阻值与压力的大小关系如图乙所示。当线圈中的电流大于或等于10mA时，衔铁被吸合，受控制电路中电动机断电，报警电铃响，实现超载停机并发出提醒。（1）电梯的自动报警电铃应接在 （选填“C、D”或“E、F”）之间。电磁铁通电时，上端为 极；（2）空载时电梯底座对R2的压力等于电梯厢的重力为4000N，闭合开关S1，求空载时控制电路中的电流大小 ；（3）求该电梯限载人数 ；（设每人质量为70kg。g取10N/kg）（4）若要求电梯限载人数减小，请对控制电路提出两种改进措施 。【答案】 E、F N 见解析【详解】（1）[1]根据题意，当线圈中的电流大于或等于10mA时，衔铁被吸合，受控制电路中电动机断电，报警电铃响，故电梯的自动报警电铃应接在E、F之间。[2]电磁铁通电时，由安培定则可知上端为N极。（2）[3]电梯底座对R2的压力等于电梯厢的重力为4000N，由图乙可知R2的阻值为800Ω，根据欧姆定律，则空载时控制电路中的电流为（3）[4]当线圈中的电流大于或等于10mA时，衔铁被吸合，受控制电路中电动机断电，报警电铃响，则电流为10mA时，控制电路总电阻为此时串联的压敏电阻为一个人的重力为根据图乙，当压敏电阻为200Ω时，压力为10000N，最多可搭乘的人数为故最多可搭乘的人数为8人。（4）[5]根据题意，为减小电梯的限载可以增大控制电路的电流，根据欧姆定律，可以将R1跟换为阻值更小的电阻（或增大控制电路的电源电压）。26．（2024·江苏徐州·一模）阅读短文，回答问题。电磁血流计如图甲所示用来检测血流速度和血流量的电磁流量计，又称电磁血流计。使用时，将血管放置于两磁极之间，金属电极a、b与血管壁接触，仪表与a、b相连。血液在血管中流动时，a、b间就会有电压，电流流过仪表从而显示出血流速度和流量。流量指的是液体在单位时间内通过某横截面的体积，一个正常人的心脏推动血液流动的功率为1.5W，研究表明，当血液在管内匀速流动时，受到的阻力与的血流速度成正比。当管横截面积为正常值的n倍时，测得心脏主动脉血管内的血流速度v与n的数值如表所示。（1）若测得血流速度为0.2m/s，血流量为10-4m3/s，对应血管的横截面积为 m2，从表中可知，血管横截面积越小，受到的阻力越 ，心脏的负担就越重；（2）关于电磁血流计，下列说法中正确的是 ；A．电磁流量计上的仪表是由电压表改装的B．利用电磁流量计可测量某食用油管道中油的流量C．调换两磁极的位置，流过仪表电流的方向改变D．电磁血流计的原理与电动机相似（3）请你在图示直角坐标系中作出n与v的关系曲线 ；（4）若某人心脏主动脉血管的横截面积为正常人的0.72倍时，血管内血液匀速流动的速度为 m/s，当n＝0.5时，心脏推动血液流动的功率P= W；（5）某兴趣小组用流速传感器D设计测定液体流速的检测电路，通过电流表示数的大小来反应液体流速的大小，如图丙所示，电源电压为3V，R0为10Ω的定值电阻，流速传感器D电阻的倒数与液体流速v的关系如图丁所示：①当电流表的示数为0.2A时，此时液体的流速为 m/s；②设计中，小明用两节干电池作为电源，随着测定液体流速的检测电路使用时间的变长，将会导致测得的血液流速 （选填“偏大”、“偏小”或“不变”）。【答案】 大 C 0.25 6 2 偏小【详解】（1）[1] 流量指的是液体在单位时间内通过某横截面的体积，所以若测得血流速度为0.2m/s，血流量为10-4m3/s，对应血管的横截面积为[2] 从表中可知，血管横截面积越小，流速越大，而当血液在管内匀速流动时，受到的阻力与的血流速度成正比，所以血管横截面积越小，受到的阻力越大。（2）[3] A．根据图甲可知，仪表与电阻串联，因此仪表是电流表改装而成，故A错误；B．电磁流量计是通过将血液当作导体来进行测量的，而食用油是绝缘体，因此利用电磁流量计不可以测量某食用油管道中油的流量，故B错误；CD．根据图甲可知，电路中没有电源，其原理是电磁感应，即与发电机原理相同，所以调换两磁极的位置，磁场方向改变，则流过仪表电流的方向改变，故C正确，D错误。故选C。（3）[4] 根据表格数据描点连线作图如下：（4）[5] 分析表格数据可知，对应与的乘积为定值0.18，成反比例函数关系，则当血管的横截面积为正常人的0.72倍时，血管内血液匀速流动的速度为[6] 一个正常人的心脏推动血液流动的功率为1.5W，当时，血液匀速流动的速度为，根据可得阻力为当n＝0.5时，血管内血液匀速流动的速度为当血液在管内匀速流动时，受到的阻力与的血流速度成正比，所以当n＝0.5时，阻力为，则心脏推动血液流动的功率为（5）[7] 如图丙，和D串联，电流表测电路电流。当电流表的示数为0.2A时，总电阻为此时流速传感器D电阻为则，如图丁所示，流速传感器D电阻的倒数与液体流速v成正比，则有解得液体的流速，即。[8] 用两节干电池作为电源，随着测定液体流速的检测电路使用时间的变长，电源电压变小，根据可知电路中电流变小，则测得的血液流速偏小。27．（2024·江苏盐城·一模）阅读短文，回答问题：天然气的安全防范措施中提到：在使用灶具过程中，人不能远离，防止因沸汤溢出或风吹引起灶具熄火引发燃气泄漏。为了避免安全隐患，大家煲汤时可把汤料和水置于炖蛊内，而炖蛊则浸在大煲的水中，（如图1）并用蒸架把蛊与煲底隔离，这样“炖汤”既美味，又安全，因为煲中的水不会溢出使燃气熄火而导致安全事故的发生。在灶具设备设计上为了避免此类安全事故的发生，国家规定燃气灶须安装熄火自动保护装置，拥有自动熄火保护装置的燃气灶相对其他燃气灶而言，更加安全。如图2为某品牌的燃气灶头，它有两个针头，一个是点火针头，另一个是自动熄火保护装置的感应针头。感应针头要与电磁阀、脉冲点火器等部件组合起来配套使用，才能起到自动熄火保护的诈用。在意外熄火（如汤水激出）时，感应针头感知温度变化，当电流达到一定值时，装置能自动关闭气路、出厂前须进行调试，以设定装置启动保护时的最高温度，图3模拟此装置示意图，电源电压为6V，当电磁铁线圈中的电流I≤0.02A时，衔铁K被释放从而关闭气路（未画出）启动保护，反之打开气路；线圈电阻不计，热敏电阻Rt的阻值与温度的关系如图4中图线①所示。（1）若汤的沸点与水的沸点相同，你认为盅内的汤 （能/不能）沸腾；（2）电磁铁的上端为 （N/S）极；（3）为防止意外熄火后燃气泄漏的时间过长，装置启动保护时Rt的电功率应不超过0.06W，则电阻箱R接入电路的最小阻值是 Ω；（4）若将电阻箱R的阻值调为200Ω，则装置启动保护时，Rt的最高温度是 ℃；（5）差分法是一种比较精确的灵敏度计算方法：首先需要在两个温度点处分别测量出热敏电阻的阻值，然后通过计算两个温度点之间的电阻变化量和温度变化量的比值得到灵敏度若仅将Rt更换为图线②所示的热敏电阻（两只热敏电阻的吸、放热本领相同），小华发现装置启动保护的灵敏度会 （升高/降低/不变）。【答案】 不能 S 150 80 降低【详解】（1）[1] 若汤的沸点与水的沸点相同，则盅内的汤温度达到沸点后不能继续从水中吸收热量，所以不能沸腾。（2）[2] 电流从电磁铁的上端流入，下端流出，根据安培定则可知电磁铁的下端为N极，上端为S极。（3）[3] 装置启动保护时，电流为0.02A，Rt的电功率为0.06W，则Rt的电压为则电阻箱R接入电路的最小阻值为（4）[4] 装置启动保护时，总电阻为若将电阻箱R的阻值调为200Ω，则装置启动保护时，Rt的电阻为由图4可知，时，温度为80℃，则Rt的最高温度是80℃。（5）[5] 由图乙可知，随着熄火后Rt温度降低，若仅将Rt更换为图线②所对应的热敏电阻，要比图线①所对应的热敏电阻需降温至更低的温度才能启动保护，因此灵敏度降低。28．（2023·广东汕尾·模拟预测）阅读短文，回答问题。智能洁具智能洁具（智能马桶、全自动洗碗机、智能浴缸等），具有温水洗净、暖风烘干、杀菌等功能，已进入百姓家庭。某智能洁具为确保安全，插头带漏电保护装置，工作原理如图甲所示，连接洁具的火线与零线穿过环形铁芯。正常工作时，两线中的电流相等；若火线与零线中的电流不等，绕在铁芯上的线圈会产生电流，经放大后通过电磁铁吸起铁质开关S切断电源。这种洁具装有红外线感应装置，当人靠近时，感应装置自动升起洁具盖子，启动洗净功能，加热器将水快速加热至温控装置预设的温度，水泵喷水实施清洗。喷水杆采用纳米银（直径为纳米级的银单质）材料，杀菌效果好。清洗结束，暖风烘干机自动开启烘干功能。如表为该洁具的部分参数。  （1）该智能洁具工作时主要将电能转化为 能。当图甲中电磁铁线圈中电流从a流向b时，电磁铁下端是 极；（2）下列说法正确的是 A．红外线感应装置利用超声波进行工作B．暖风烘干是靠增大面积来加快水的汽化C．纳米银是银分子，喷水杆材料具有良好的导电性D．漏电保护装置内的火线与零线短路时，开关S不会被吸起（3）洁具正常工作，按最小喷水量用设定为40℃的温水清洗，10min喷出的水吸收的热量为 J；清洗结束，暖风烘干机工作40s，消耗的电能为 kW·h，会使标有“3000imp/(kW·h)”的电能表指示灯闪烁 次。【水的比热容c=4.2×10–3J/(kg·℃)，水的密度ρ=1.0×103kg/m3，室温为20℃】（4）图乙为洁具的温控装置原理图。R1是滑动变阻器，R2是热敏电阻，其阻值随温度升高而减小。当R1两端电压U1增大到一定值时，控制电路将切断加热电路实现对水温的控制。适当 （选填“增大”或“减小”）电源电压，可使控制水温的预设值升高。【答案】 内 N D 6.72×105 0.002 6 减小【详解】（1）[1][2]该智能洁具工作时，消耗电能，产生内能，主要将电能转化为内能，当图甲电磁铁线圈中电流从a流向b时，由右手沿着电流方向抓住螺线管，则大拇指朝下，即螺线管下端为N极，上端为S极。（2）[3]A．红外线感应水龙头是通过红外线反射原理，故A错误；B．暖风烘干，有热风吹，使水的温度升高，水上方的空气流动速度增大，从而加快了水的蒸发，很快变干，故B错误；C．纳米银（直径为纳米级的银单质）材料，具有良好的导电性，但纳米银不是银分子，故C错误；D．漏电保护装置是在火线和零线中电流不等的情况下工作，因而短路时虽然电流很大，但是火线和零线中的电流相等，漏电保护装置不会工作，则开关S不会被吸起，故D正确。故选D。（3）[4][5][6]以最小喷水量喷水时，每分钟喷出水的质量m=ρV=1.0×103kg/m3×0.8×10-3m3=0.8kg水吸收的热量Q=cmΔt=4.2×103J/(kg·℃)×0.8kg×10×(40℃-20℃)=6.72×105J清洗结束，暖风烘干机工作40s,消耗的电能W=Pt=180W×40s=7200J=0.002kW·h电能表指示灯闪烁n=3000imp/(kW·h)×0.002kW·h=6imp（4）[7]根据R2是热敏电阻，其阻值随温度升高而减小可知，当控制水温的预设值升高，R2的阻值将减小，由于R1两端的电压U1是不变的，R1的阻值不变，根据可知，通过R1的电流将不变，根据串联电路电流规律可知，通过R2的电流也不变，根据U2=I2R2可知R2两端的电压将减小，根据U=U1+U2可知，电源电压将减小。一、单选题1．（2024·江苏苏州·模拟预测）如图所示，弹簧测力计下挂着铁块P，其正下方的水平地面上放着条形磁铁Q，P和Q均处于静止状态。已知和的重力分别为和，若弹簧测力计的示数为，则下列说法正确的是（　　）  A．所受的重力与对的吸引力是一对平衡力B．对弹簧测力计的拉力大小为C．对地面的压力为D．对的吸引力大于对的吸引力【答案】A【详解】D．P对Q的吸引力和Q对P的吸引力是一对相互作用力，这两个力的大小相等，故D错误；B．已知弹簧测力计的示数为4G，且弹簧测力计对P的拉力与P对弹簧测力计的拉力是一对相互作用力，所以P对弹簧测力计的拉力大小为4G，故B错误；C．对P进行受力分析：P受到竖直向上的弹簧测力计的拉力F拉、Q对P的吸引力FQP、竖直向下的重力GP。由题可知，F拉=4G，根据力的平衡条件可得FQP=F拉-GP=4G-G=3G即Q对P的吸引力大小为3G。由于力的作用是相互的，所以P对Q的吸引力也是3G。对Q进行受力分析：Q受到竖直向下的重力GQ、竖直向上的支持力F支持、P对Q的吸引力FPQ；根据力的平衡条件可得地面对Q的支持力F支持=GQ-FPQ=3G-3G=0地面对Q的支持力为0，则Q对地面的压力也为0，故C错误；A．此时Q静止在地面上，地面对Q的支持力为0，此时Q受到P对Q的吸引力和重力的作用，两个力的大小均为3G，方向相反，在同一条直线上，作用在同一物体上，这两个力是一对平衡力，故A正确。故选A。2．（2024·黑龙江齐齐哈尔·一模）如图所示，灵敏电流表的内部构造主要包括金属线圈和磁体，金属线圈悬置在磁体的两极间，线圈同时与一根指针和一根螺旋状弹簧相连。当线圈中有电流通过时，线圈就会转动并带动指针偏转，显示电流的大小。关于此过程，下列说法正确的是（　　）A．其原理是通电导体在磁场中受到力的作用 B．其原理是法拉第电磁感应现象C．电流方向改变时，线圈的磁场方向不变 D．发电机的原理与其原理相同【答案】A【详解】ABD．根据“当线圈中有电流通过时，线圈就会转动并带动指针偏转”可知，这种电流表将电能转化为机械能，工作原理与电动机的工作原理相同，即通电导体在磁场中受力运动。故A正确，BD错误；C．线圈的磁场方向与电流的方向有关，当电流方向改变时，线圈的磁场方向也随之发生改变，故C错误。故选A。3．（2024·四川泸州·二模）无线充电技术，在日常生活中应用越来越广泛，下图是无线充电原理图，根据初中所学知识进行分析，下列说法不正确的是（　　）A．输入电流发生变化，则线圈A产生的磁场也会发生变化B．只有线圈内部附近才有磁感线，磁感线是断开的C．给电池充电时，是将电能转化为化学能D．线圈B产生电流的原理与发电机原理相同【答案】B【详解】A．由图可知，通电线圈A可以视为通电螺线管，其磁场方向与电流方向有关，当输入电流方向发生变化时，线圈A产生的磁场方向也会发生变化，故A正确，不符合题意；B．磁感线是为了描述（或研究）磁场方便而建立的物理模型，通电导线周围存在着磁场，磁场是真实存在的，磁感线不是真实存在的，故在线圈周围不存在着磁感线，故B错误，符合题意；C．手机充电过程中，消耗的电能以化学能的形式储存起来，故C正确，不符合题意；D．通电导体周围存在磁场，由图知，电流通过线圈A产生的磁场，线圈B感应到电磁信号，产生感应电流，这是电磁感应现象，即线圈B是利用电磁感应原理产生感应电流的，发电机也是利用电磁感应原理工作的，故D正确，不符合题意。故选B。4．（2024·陕西宝鸡·一模）如图甲是某校初中物理创新小组设计的“闯红灯违规模拟记录器”，当光控开关接收到某种颜色光时，开关自动闭合，它的阻值变化规律如图乙所示，已知控制电路电压为6V，继电器线圈电阻10Ω，当控制电路中电流大于0.06A时，衔铁被吸合。下列说法中不正确的是（　　）A．要记录违规闯红灯的情景，光控开关应在接收到红光时，自动闭合B．光控开关接收到绿光时，指示灯亮，电控照相机不工作C．质量小于400kg的车辆违规时不会被拍照记录D．要使质量较小的车闯红灯也能被拍下，可以在控制电路中串联一个电阻【答案】D【详解】AB．因为电控照相机要自动记录违规闯红灯的情景，所以光控开关应在接收到红光时，自动闭合；在接收到绿光时，光控开关断开，指示灯发光，电控照相机不工作，故AB正确，不符合题意；C．根据欧姆定律压敏电阻的阻值为R＝100Ω﹣10Ω＝90Ω查图可知，当R＝90Ω时，压敏电阻所受的压力F= 4000N，根据G＝mg得只有质量大于400kg的车辆违规时才会被拍照记录；故C正确，不符合题意；D．分析图乙可知，当压力F越小时，电阻R越大，如果再串联一个电阻，根据串联电路中的总电阻等于各串联电阻之和，则电路中的总电阻更大，电流会更小，达不到0.06A，电磁铁不能有效控制衔铁，则不能达到给违规车辆拍照的目的，故D错误，符合题意。故选D。5．（2024·陕西西安·二模）吸烟有害健康，为了患者的身体健康，西安市某三甲医院在病房、楼道和厕所都安装了烟雾报警器。当有患者或患者家属忍不住抽烟时，报警器就会发出“这里是无烟医院，此区域禁止吸烟”的声音。如图甲所示为该医院安装的烟雾报警器，它由“控制电路”和“工作电路”组成如图乙，其中“控制电路”由光敏电阻R、电磁铁（线圈阻值）、电源电压，开关等组成；“工作电路”由工作电源、扬声器、指示灯、导线等组成。图丙为光敏电阻与光照强度之间的关系图像。工作原理：当光敏电阻接收到的光强减弱到一定程度时，工作电路接通；扬声器发出报警声。下列有关说法不正确的是（    ）A．根据报警器的工作原理判断，B处应接指示灯B．电磁铁的上端为S极C．要提高报警器的灵敏度，可适当增大电源电压D．当光照强度为3cd时，控制电路的电流为200mA【答案】C【详解】A．当光敏电阻接收到的光强减弱到一定程度时，工作电路接通，扬声器工作。图丙中，光强减弱时，光敏电阻的阻值增大，控制电路中，根据电阻的串联，光强减弱时，电路中的总电阻变大，电流变小，衔铁在弹簧弹力的作用下与上面的静触点接触，扬声器报警，A处为扬声器；光强增强时，光敏电阻阻值减小，电路中的总电阻变小，电流变大，衔铁被吸下，指示灯工作，B处应接指示灯；故A正确，不符合题意；B．根据电路图可知，电流由电磁铁的下端流入，上端流出，根据安培定则可知，电磁铁的下端为N极，上端为S极，故B正确，不符合题意；C．要提高报警器的灵敏度，则在光强较大时，扬声器便报警，光敏电阻接入电路中的电阻较小，控制电路的总阻值较小，由于吸合电流不变，此时需要减小电源电压；故C错误，符合题意；D．由图丙知，当光照强度为3cd时，光敏电阻的阻值R光=12Ω，根据电阻的串联的特点知，控制电路的总阻值R=R光+R0=12Ω+18Ω=30Ω则控制电路的电流为故D正确，不符合题意。故选C。6．（2024·安徽合肥·一模）如图所示是某实验装置的俯视图，“×”表示竖直向下的磁场，ab、cd是两根金属导轨，a端与c端之间用导线接入定值电阻R，将一根金属棒MN放在两根导轨上，金属棒MN中有从N流向M的电流。下列说法中不正确的是（　　）A．该实验装置反映了发电机的工作原理B．金属棒MN向右滑动过程中会受到磁场力C．金属棒MN向右滑动过程中，M端相当于电源的负极D．若金属棒MN向左滑动，则电阻R中的电流方向为从c流向a【答案】C【详解】A．由题知，当图中线圈在磁场中做切割磁感线运动时，闭合的回路中有感应电流产生，是发电机的工作原理，故A正确，不符合题意；B．若先使图线圈在磁场中做切割磁感线运动，闭合回路中也会有感应电流产生，此时通电的甲线圈在磁场中会受到磁场力的作用，故B正确，不符合题意；C．金属棒MN向右滑动过程中，金属棒MN中有从N流向M的电流，电流从M端流向电阻，M端相当于电源的正极，故C错误，符合题意；D．金属棒MN向左滑动过程中，金属棒MN中有从M流向N的电流，电流从N端流向电阻，N端相当于电源的负极，则电阻R中的电流方向为从c流向a，故D正确，不符合题意。故选C。7．（2024·陕西西安·二模）小明放学后去家门口的人人乐超市购物，走到电梯前发现电梯运动较慢，当他站在电梯上时又快了起来。小明根据所学的知识，画出如图所示的电路（R是一个压敏电阻）。关于此电路说法正确的是（　　）A．电磁铁是根据电磁感应原理制作的 B．电磁铁的铁芯用铜做更好C．当人站在电梯上，压敏电阻的阻值减小 D．动触点与触点2接触，电动机的转速变慢【答案】C【详解】A．电磁铁是根据电流的磁效应的原理制作的，故A错误；B．铁容易被磁化，磁化后磁场可以叠加，所以电磁铁的铁芯用铁做更好，故B错误；C．当人站在电梯上，这说明通过电动机的电流变大，衔铁被电磁铁吸下，通过电磁铁的电流大，此时控制电路中的总电阻小，故C正确；D．动触点与触点2接触，工作电路中电阻变小，电流变大，根据可知电动机的转速变快，故D错误。故选C。8．（2024·福建南平·一模）小南利用电磁继电器（电磁铁线圈电阻不计）制作了具有加热、保温等功能的恒温（40℃）加热器，温度40℃时热敏电阻R＝100 Ω，它的阻值随温度的升高而增大，电压U1＝3 V，定值电阻R0＝50 Ω，工作电路U2＝220 V，R1＝836 Ω，R2＝44 Ω，下列说法中正确的是（　　）A．温度降低时电磁铁的磁性减弱B．温度40℃时，控制电路的电流为0.03 AC．工作电路在保温状态下的电功率为1100 WD．工作电路在加热状态下每分钟消耗电能6.6×104 J【答案】D【详解】A．由图得，热敏电阻与定值电阻R0串联，依题意得，当温度降低时，热敏电阻的阻值变小，控制电路中总电阻变小，由欧姆定律得，电路中总电流变大，则电磁铁的磁性增强，故A错误；B．温度40℃时，控制电路的总电阻为控制电路的电流为故B错误；C．工作电路在加热状态下，衔铁连接b点， R2独自工作，此时电路中电阻最小，由得，电路中电功率最大；工作电路在保温状态下，衔铁连接a点，R1与R2串联，此时电路中电阻最大，由得，电路中电功率最小，为故C错误；D．工作电路在加热状态下每分钟消耗电能故D正确。故选D。二、填空题9．（2024·陕西咸阳·一模）物理老师为生物实验室的胭脂鱼鱼缸设计了一款自动控温装置，它可以根据水温自动启动和关闭加热棒。如图-1，控制电路电源电压恒为6V，R是电阻箱，是置于鱼缸里检测水温的热敏电阻，其阻值与温度的关系如图-2。当电磁铁线圈中的电流时，铁质开关K被吸起，当电流时，K被释放，从而控制缸内水温保持在一定范围内，电磁铁线圈电阻忽略不计。水温降低时，电磁铁的磁性 （选填“变强”“变弱”或“不变”）；此电路能控制鱼缸内水的最高温度为20℃，能控制的最低温度为 ℃；若将电阻箱R的阻值调大，可实现最高水温值变 （选填“高”或“低”），同时鱼缸内水的温度差将 （选填“变大”“变小”或“不变”）。【答案】 变弱 15 高 变小【详解】[1]水温降低时，接入电路中的阻值变大，根据欧姆定律可知，电路中的电流变小，电磁铁的磁性变弱。[2]当电磁铁线圈中的电流时，铁质开关K被吸起，电路中的最大电阻是最高温度为20℃，则接入电路中的阻值50Ω，根据串联电路电阻的特点可知，R的电阻是80Ω-50Ω=30Ω当电流时，此时电路中的电阻是所以由图可知，温度为15℃。[3][4]温度最高和最低时对应的总电阻不变，当R增大时，温度最高和最低时对应的减小量相同，由图-2可知，最高水温值变高，且最高温度升高量小，最低温度升高量大，所以温度差变小。10．（2024·河北秦皇岛·一模）如图是医生给心脏病人做手术时用到的一种“人工心脏泵”（血泵）的体外装置，可代替心脏推动血液循环。线圈AB固定在软铁制成的活塞柄上，通电时线圈与活塞柄组成的系统与固定在左侧的磁体相互作用，带动活塞运动。活塞筒通过阀门与血管相通，上端阀门S1只能向外开启，下端阀门S2只能向内开启。某次血液推动阀门S1向外开启时，活塞正在向 （左/右）运动，电流从线圈的 （A/B）端流入，活塞柄的左端是电磁铁的 （N/S）极。【答案】 右 B N【详解】[1][2][3]某次血液推动阀门S1向外开启时，表明活塞内压强变大，则活塞正在向右运动，线圈受到了斥力的作用，即线圈左端为N极，根据安培定则，右手四指顺势握住线圈，大拇指所示方向为N极，四指方向为电流方向，故电流从线圈的B端流入，活塞柄的左端是电磁铁的N极。11．（2024·江苏常州·一模）如图是热爱课外实践的小双同学设计的汽车CO2排放量检测电路。开关闭合后，电磁铁的上端是 （N/S）极。图中气敏电阻R1的阻值随CO2浓度的增大而减小。当CO2浓度高于某一设定值时，电磁铁的磁性 （增强/减弱），电铃就会报警。若要在CO2浓度更小时报警，可采取的措施是 （写出一条即可）。【答案】 N 增强 见详解【详解】[1]如图所示，电流从电磁铁的下端流入，根据安培定则，右手四指顺着电流方向握住螺线管，大拇指所示的方向为N极，故电磁铁的上端是N极。[2]图中气敏电阻R1的阻值随CO2浓度的增大而减小。当CO2浓度增高时，R1电阻变小，电路中电流变大，磁性增加，高于某一设定值时，吸引衔铁向下运动，接通电铃，电铃就会报警。[3]由于吸引衔铁向下运动需要的磁性一定的，即电流大小相同，总电阻不变，若要在CO2浓度更小时报警，则R1的阻值偏大，可以将R2的阻值调小一些，或直接增加电源电压，提高等情况下电路中电流。12．（2024·陕西西安·模拟预测）如图是我国首条自主研发并铺设的高科数智慧公路，未来可实现对该路面上行驶的电动汽车进行无线充电。当路面内的送电线圈通电之后，该线圈会产生磁场；汽车底部配有受电线圈及与其相连的电池，利用 原理，在汽车行驶时受电线圈中会产生感应电流，实现无线充电。受电线圈在给蓄电池充电时，受电线圈相当于 （选填“电源”或“用电器”）。但该类汽车无线充电技术至今未得到广泛推广，其中一个重要原因是充电效率低，仅为50%，若该道路可提供的充电功率为5kW，要给一个电池容量为的电动汽车从零到充满电，需要时间为 。【答案】 电磁感应 电源 8【详解】[1]汽车行驶时切割磁感线，受电线圈中会产生感应电流，实现无线充电，这叫做电磁感应现象。[2]受电线圈在给蓄电池充电时，受电线圈提供电能，相当于电源。[3]充电时间为三、计算题13．（2024·陕西榆林·三模）风能是一种清洁的可再生能源，利用风力发电将助力我国实现碳中和目标。风力发电机组主要由叶片、齿轮箱，发电机等组成，其简化结构如图-1所示。叶片横截面的设计原理如图-2所示，一面较平，另一面较弯曲。叶片在风的作用下旋转，经过齿轮箱增速后，发电机转子高速旋转发电。（1）图-1中的发电机是根据___________原理制成的。当风正面垂直吹向静止叶片时，如图-2所示，从正面看，叶片A会__________（选填“顺时针”或“逆时针”）转动；（2）某风力发电机正在发电，其发电功率为8×104W。该风力发电机工作0.25h发出的电能是多少？（3）上述风力发电机0.25h获得的风能为7.2×103J，它发电时风能的利用率是多大？（4）若上述风力发电机0.25h发出的电能全部供给一辆电动汽车，假设该电动汽车将电能全部转化为机械能，该电动汽车在水平公路上匀速行驶受到的阻力为1000N，请通过计算判断这些电能能否供该电动汽车在平直公路上行驶70km。【答案】（1）电磁感应，顺时针；（2）7.2×107J；（3）；（4）70km【详解】（1）[1]发电机是根据电磁感应原理制成，即利用闭合电路中的部分导体切割磁感线，产生关于电流。[2]由图得，叶片A向下凸起，叶片A上表面的空气流速较小，压强较大，叶片A受到向下的压力差，则叶片A会顺时针转动。（2）[2]发电机工作0.25h发出的电能（3）[3]发电时风能的利用率（4）[4]电动汽车的牵引力牵引力所做的功因为所以能供该电动汽车在平直公路上行驶70km。14．（2024·湖北省直辖县级单位·一模）小明设计了如图所示的水温控制模拟装置，发热电阻和热敏电阻R均处于水箱中，热敏电阻的阻值随温度的变化情况如下表所示。控制电路的电源电压U＝24V，R0＝300Ω，工作电路的电源电压为220V，发热电阻的阻值为48.4Ω，电磁继电器线圈电阻忽略不计。当水箱中温度达到50℃时停止加热，当温度低于30℃时重新开始加热。（1）工作电路工作时，发热电阻的功率为多少；（2）水箱中温度达到50℃时，控制电路中的电流为多少；（3）若将R0更换为200Ω的定值电阻，水箱中温度达到多少摄氏度时停止加热？【答案】（1）1000W；（2）0.06A；（3）40℃【详解】解：（1）电路工作时，发热电阻的功率为（2）水箱中温度达到50℃时，此时热敏电阻的电阻为100Ω，根据欧姆定律，控制电路中的电流为（3）若将R0更换为200Ω的定值电阻，电磁继电器的启动电流不变，此时控制电路的总电阻为热敏电阻的阻值为查表知：此时对应的温度为40℃。答：（1）工作电路工作时，发热电阻的功率为1000W；（2）水箱中温度达到50℃时，控制电路中的电流为0.06A；（3）若将R0更换为200Ω的定值电阻，水箱中温度达到40℃时停止加热。15．（2024·陕西西安·模拟预测）某科技小组利用热敏电阻为电暖箱设计了一个温度可自动控制的装置，如图甲所示，控制电路中电源电压U1恒定为12V，热敏电阻R1的阻值随温度变化的曲线如图乙所示，电磁铁线圈可看成阻值为30Ω的纯电阻R0，“电暖箱”共安装有2个标有“220V，440W”的发热电阻R，当电磁铁线圈中电流大于或等于60mA时，继电器的衔铁被吸下，使“电暖箱”工作电路断开；当线圈中的电流小于或等于50mA时，继电器的衔铁被释放，使“电暖箱”工作电路闭合。求：（1）发热电阻R的阻值；（2）电暖箱中的最高温度为48℃时，滑动变阻器R2两端电压；（3）调节滑动变阻器阻值为R2=10Ω时，电暖箱温度变化的范围。【答案】（1）110Ω；（2）1.8V；（3）30~40℃【详解】解：（1）发热电阻R的阻值（2）当开关S闭合时，控制电路R0、R1和R2串联，由图乙可知t=48℃时，R1=140Ω，电暖箱中的最高温度为48℃，此时控制电路的电流为I=60mA=0.06A电路的总电阻滑动变阻器R2的阻值R2=R总-R0-R1=200Ω-30Ω-140Ω=30Ω 滑动变阻器R2两端电压U2=IR2=0.06A×30Ω=1.8V（3）当控制电路得电流Imin=50mA=0.05A时，电暖箱温度最低，电路的总电阻热敏电阻R1的阻值R1′=R′总-R0-R2′=240Ω-30Ω-10Ω=200Ω由图乙可知此时电暖箱的温度t=30℃，当控制电路的电流为Imax=60mA=0.06A电暖箱温度为最高，由（2）可知电路的总电阻是200Ω，热敏电阻R1的阻值R1"=R总-R0-R2′=200Ω-30Ω-10Ω=160Ω由图乙可知此时电暖箱的温度t=40℃，电暖箱温度变化的范围为30~40℃。答：（1）发热电阻R的阻值是110Ω；（2）电暖箱中的最高温度为48℃时，滑动变阻器R2两端电压是1.8V；（3）调节滑动变阻器阻值为R2=10Ω时，电暖箱温度变化的范围是30~40℃。四、科普阅读题（综合题）16．（2024·云南昆明·模拟预测）阅读短文，回答问题。无线充电无线充电是指充电器与用电装置间不用电线连接，通过磁场具有的磁场能实现电能传输的技术，常见的无线充电技术有磁共振、电磁感应等方式。磁共振方式的原理与声音的共振原理相同：振动频率相同的音叉排成一列，一个音叉发声，其他音叉也会发声。同样，当“振动”频率相同的线圈排列在磁场中时，可将电能从一个线圈传输到另一个线圈。电磁感应式的原理如图甲所示，电流通过送电线圈产生变化的磁场，当受电线圈靠近该变化磁场时就会产生感应电流来供电。采用电磁感应原理工作的无线充电器上通常标有“Qi”字样。如图乙是某款手机无线充电器及其适配器，充电部分参数如下表，传输效率指手机接收电能的功率与充电器输入功率的比值。手机无线充电时一般先以较大的传输效率快充，再以较小的传输效率慢充，这样可以保护手机电池。  （1）“Qi”充电器中的受电线圈将 能转化为电能；（2）下列实验中，与“Qi”无线充电时送电线圈技术工作原理相同的是 ；A．   B．    C．     D．  （3）充电器接入电路中，与其他用电器的连接方式是 ；（4）手机的电池工作电压为6V、容量为4000mA·h（容量是电池放电电流与放电总时间的乘积），当该电池容量还剩20%时，关机后放在图乙所示的充电器上充电，则输入电池的最大电流是 A，经过2.4h手机充电完成，则给电池充电的实际传输效率为 ；（5）如图丙所示为充电器过热保护的模拟控制电路，电源电压恒定，为电阻箱，L为阻值不计的线圈，是热敏电阻，其电流与电压的关系如图丁所示；①若要适当调高保护电路工作的临界温度，可 的阻值（选填“增大”或“减小”）；②保持阻值不变。闭合开关S、时，通过的电流为50Ma；闭合开关S，断开，的功率为0.072W，则控制电路的电源电压为 V。  【答案】 磁场 C 并联 2.4 44.4% 增大 6【详解】（1）[1]当受电线圈靠近该变化磁场时就会产生感应电流来供电，故能量转化为磁场能转化为电能。（2）[2]送电线圈用来提供变化的磁场，利用的是通电导线周围存在磁场，故C符合题意，ABD不符合题意。故选C。（3）[3]家庭电路中各用电器互不影响，因此是并联的。（4）[4]根据表可知最大传输效率为80%，充电器输入功率为手机最大接受功率为手机充电时的电压为6V，则充电的最大电流为[5]手机能够存储的总电能为手机本来剩余20%，则2.4h充了80%的电能，则实际充入的电能为充电器输入的电能为则实际的传输效率为（5）[6]若要适当调高保护电路工作的临界温度，则需要减弱电磁铁的磁性，由于电磁铁的磁性与通过线圈的电流和匝数有关，所以应调大R1的阻值或会减小电磁铁线圈的匝数。[7]闭合S、S1时，电路中只有R1连入电路，可得电源电压---------①闭合S、断开S1时，R1与R2串联连入，由于R2的功率为0.072W，由图像可知，此时R2两端的电压U2=3.6V，I2=20mA=0.02A，可得电源电压:---------②联立①②解得:R1=120Ω，U=6V。温度t/°C16202428323640电阻R1/Ω300285265243215185150F压/N…4006008009001000…RF/Ω…800500300200100…压力180185190195200压敏电阻1817161412温度t/℃102030405060708090电阻R/Ω604230201510865型号FED-H50额定电压交流220V最大水量50kg频率50Hz额定内压0.75MPa额定功率2000Wn1.000.900.800.750.6v/（m•s﹣1）0.1800.2000.2250.2400.300额定电压220V清洗喷水量0.8~1.2L/min烘干机额定功率180W加热器额定功率2100W温度T/℃2030405060电阻R/Ω70040020010050与水平接触面积/ 额定输入12V/1.5A额定输出电压/V6传输效率50%~80%