2021年中考物理三轮冲刺过关 专题26 含有电磁继电器的冷门计算题对策（学生版）

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解决专题问题策略
策略1：掌握欧姆定律及其应用
(1)导体中的电流，与导体两端的电压成 正比，与导体的电阻成反比。
(2)公式：I=U/R ，式中单位：I→A；U→V；R→Ω。1安=1伏/欧。
(3)对公式的理解：①公式中的I、U和R必须是在同一段电路中；②I、U和R中已知任意的两个量就可求另一个量；③计算时单位要统一。
(4)欧姆定律的应用
① 同一个电阻，阻值不变，与电流和电压无关, 但加在这个电阻两端的电压增大时，通过的电流也增大。
②当电压不变时，电阻越大，则通过的电流就越小。
当电流一定时，电阻越大，则电阻两端的电压就越大。
策略2：知道电磁继电器的本质
实质上是一个利用电磁铁来控制电路的开关。它的作用可实现远距离操作，利用低电压、弱电流来控制高电压、强电流。还可实现自动控制。
中考典型例题解析
【例题1】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Ix)。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0.41x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0.41x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)
【例题2】(2021广西北部湾二模)图甲是温度自动报警器。控制电路中，电源电压U控=5V，热敏电阻R2的阻值与温度的关系如图20乙所示；工作电路中，灯泡L标有“9V 0.3A”的字样，R4为电子嗡鸣器，它的电流达到某一固定值时就会发声报警，其阻值R4=10Ω。在R2温度为20℃的情况下，小明依次进行如下操作：闭合开关S1和S2，灯泡L恰好正常发光，此时R0的电功率为P0；将R1的滑片调到最左端时，继电器的衔铁刚好被吸下，使动触点与下方静触点接触；调节R3的滑片，当R3与R4的电压之比U3：U4=4:1时，电子嗡鸣器恰好能发声，此时R0的电功率为，。已知电源电压、灯丝电阻都不变，线圈电阻忽略不计。求：
(1)灯泡L的额定功率；
(2)当衔铁刚好被吸下时，控制电路的电流；
(3)将报警温度设为50℃时，R1接入电路的阻值；
(4)工作电路的电源电压Ux。
临门一脚预测练
1．如图所示是某温控装置的简化电路图，工作电路由电压为220V的电源和阻值R＝88Ω的电热丝组成；控制电路由电源、电磁铁(线圈电阻R0＝20Ω)、开关、滑动变阻器R2(取值范围0～80Ω)和热敏电阻R1组成；R1阻值随温度变化的关系如下表所示，当控制电路电流I≥50mA时，衔铁被吸合切断工作电路；当控制电路电流I≤40mA时，衔铁被释放接通工作电路。
(1)工作电路正常工作时，R在1min内产生的热量是多少？
(2)当温度为60℃，滑动变阻器R2＝50Ω时，衔铁恰好被吸合，控制电路的电源电压是多少？
(3)若控制电路电源电压不变，此装置可控制的温度最大范围是多少？
(4)要想要该装置所控制的最高温度降低一些，请分析说明如何改变R2的阻值。
2．(2021山东泰安一模)某电热水器具有加热和保温功能，其工作原理如图甲所示。其中控制电路中的电磁铁线圈电阻不计，R为热敏电阻，热敏电阻中允许通过的最大电流Ig＝15mA，其阻值R随温度变化的规律图象如图乙所示，电源电压U恒为6V，当电磁铁线圈中的电流I＞8mA时，电磁铁的衔铁被吸下，继电器下方触点a、b接触，加热电路接通：当电磁铁线圈中的电流I≤8mA时，继电器上方触点c接触，保温电路接通，热敏电阻R和工作电路中的三只电阻丝R1、R2、R3，均置于储水箱中，U2＝220V，加热时的功率P加热═2200W，保温时的功率P保温＝110W，加热效率η＝90%，R2＝2R1，水的比热容，c水＝4.2×103J/(kg•℃)，水箱内最低温度为0℃。
(1)为使控制电路正常工作，保护电阻R0的阻值至少为多大？若R0为该值，试求热水器刚开始保温时水的温度。
(2)电阻丝R1、R2、R3的阻值分别为多少欧姆？
(3)该热水器在加热状态下，将44kg、20℃的水加热到50℃需要多少时间？
3．(2021四川内江一模)如图甲所示，是某科技小组的同学们设计的恒温箱电路图，它包括工作电路和控制电路两部分，用于获得高于室温、控制在定范围内的“恒温”。工作电路中的加热器正常工作时的电功率为1.0kW；控制电路中的电阻R'为滑动变阻器，R为置于恒温箱内的热敏电阻，它的阻值随温度变化的关系如图乙所示，继电器的电阻R0为10Ω．当控制电路的电流达到0.04A时，继电器的衔铁被吸合；当控制电路中的电流减小到0.024A时，衔铁被释放，则：
(1)正常工作时，加热器的电阻值是多少？
(2)当滑动变阻器R为390Ω时，恒温箱内可获得的最高温度为150℃，如果需要将恒温箱内的温度控制在最低温度为50℃那么，R′的阻值为多大？
4.为响应宁波市政府提出的“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100Ah的蓄电池供电，蓄电用“发电玻璃”制成的太阳能电板充电。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，AB：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)
按照设计要求，当水位上升到浮体刚好全部浸水中时，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；当水位回落到浮体只有体积浸入水中时，杠杆ABO仍处于水平位置，线圈中电流为30mA，排水泵停止工作，则小科应选择重力为多大的浮体？
5．如图所示电路，是某学校楼道自动控制照明系统，已知控制电路电源电压U=4.5V，电磁继电器线圈电阻R1=5Ω，滑动变阻器R2最大阻值25Ω．R3是一光敏电阻，其阻值随“光照度E”的增大而减小，且成反比，其具体关系如下表所示(光照度E的单位是：勒克斯，符号Lx；光越强，光照度越大)。当线圈中电流减小至I0=90mA时，电磁继电器衔铁被弹簧拉起，启动照明系统，利用该装置可以实现当光照度低至某一设定值E0时，照明系统内照明灯自动工作。
(1)根据表格中数据写出光敏电阻的阻值R3与光照度E的函数关系式。
(2)闭合开关，把滑片移到最右端(b端)，求照明系统启动时的光照度E0是多少？如果光照度E为2Lx时并保持1min不变，这段时间内R2消耗的电能是多少？
6．新冠肺炎疫情，极大的影响了人们的生活和身体健康。而大多数新冠肺炎患者会发现发热、咳嗽等症状，于是进入各种公共场所必须测量体温，如图甲是某中学为初三学生开学准备的红外线测温仪，红外线测温仪是通过对物体自身辐射的红外能量的测量，准确地测定物体表面温度的仪器。当同学们从它前面经过时就可以快速测量出体温。测温仪的电路原理图如图乙所示。左右两个电源电压均为9V，是阻值为10Ω的定值电阻， R1是热敏电阻，其阻值会随着温度的改变而改变。当人体体温高于37.3℃时，红灯亮发出报警。R1随人体温度辐射的红外线变化关系如表中数据。

(1)电路中的作用是_________，从测温仪前面通过的同学体温越高，电流表的示数______；
(2)当体温是36.5℃时，求电流表的示数________？
(3)小张同学经过测温仪时，电流表示数显示0.36A，计算说明测温仪是否会发出报警_______。
温度/℃
90
80
66
60
50
46
40
36
35
34
R1/Ω
10
20
40
50
70
80
100
120
130
150
压敏电阻受到的压力F/N
60
120
180
240
300
360
420
480
…
压敏电阻R阻值/Ω
500
360
260
180
120
80
65
55
…
光照度E/lx
0.5
1
1.5
2
2.5
3
光敏电阻R3阻值/Ω
60
30
20
15
12
10
温度t/℃
35
36.5
37
37.5
38
39
40
电阻R1/Ω
20
17
16
15
14
12
10