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,其电路图如图甲所示。控制电路中,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,电压U2=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·℃)】
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(1)电磁铁是利用电流的______ 效应工作的;
(2)求衔铁刚跳起时,通过电磁铁线圈的电流______ ;
(3)当向恒温调奶器注满温度为25℃的水,求水加热至衔铁跳起的过程,水吸收的热量______ ;
(4)求工作电路在保温状态下的总功率______ 。
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(1)电磁铁是利用电流的
(2)求衔铁刚跳起时,通过电磁铁线圈的电流
(3)当向恒温调奶器注满温度为25℃的水,求水加热至衔铁跳起的过程,水吸收的热量
(4)求工作电路在保温状态下的总功率
更新时间:2024-02-28 08:59:54
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适中
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解题方法
【推荐1】某家用电热水器,其工作模式和相关参数如下表。图为电热水器的原理图,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热水器实现加热状态和保温状态的挡位变换。R0、R1为电热丝,R2为滑动变阻器,R为热敏电阻(置于电热水器内),其阻值随温度的升高而减小。红灯、绿灯是热水器工作时的指示灯,忽略指示灯对电路的影响:
(1)分析说明当绿灯亮时,电热水器处于___________ (保温状态/加热状态);
(2)工作时若要提高电热水器的保温温度,应将保护电阻R2的滑片向___________ (左/右)调节;
(3)R1工作时的电阻是多大?___________
(4)电热水器处于加热状态时,工作4.2min,可使1kg水的温度升高40℃。则该电热水器的效率是多少___________ ?[c水=4.2×103J/(kg·℃)]
型号 | LWLZ20-19 |
电源 | AD220V 50Hz |
加热功率 | 800W |
保温功率 | 40W |
水容量 | 1.0kg |
(1)分析说明当绿灯亮时,电热水器处于
(2)工作时若要提高电热水器的保温温度,应将保护电阻R2的滑片向
(3)R1工作时的电阻是多大?
(4)电热水器处于加热状态时,工作4.2min,可使1kg水的温度升高40℃。则该电热水器的效率是多少
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综合题
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(0.65)
解题方法
【推荐2】某科技小组设计了一个水位报警装置模型,工作原理如图所示。其中控制电路中的电源电压U1为12V。当电磁铁线圈中的电流小于I0时,继电器上方触点和触点c接触,绿灯亮;当电磁铁线圈中的电流大于等于I0时,电磁铁的衔铁被吸下,继电器下方触点与触点a、b接触,红灯亮,报警器发出报警信号。定值电阻R0的阻值为100Ω,R为压敏电阻,压敏电阻通过长120cm的杠杆ABO与一个质量为1kg、体积为6×10﹣3m3的圆柱形浮体相连(杠杆与浮体之间是硬质连杆),AB∶BO=4∶1,压敏电阻的阻值R随压力F变化的关系如表乙。压板、杠杆和硬质连杆的质量及电磁铁线圈电阻忽略不计,g取10N/kg,水的密度为1.0×103kg/m3,求:
(1)若浮体一半的体积浸入水中时,报警器刚好开始报警,求浮体此时受到的浮力;
(2)报警器开始报警时,杠杆对压敏电阻的压力;
(3)报警器开始报警时,定值电阻R0的电功率;
(4)若更换U1的电压为9V,装置中其它元件不变,为保证报警器仍在原水位开始报警,需要在杠杆上调节触点B的位置。试计算说明触点B应向哪个方向移动多少厘米?
F/N | 40 | 60 | 80 | 100 | 120 | 140 | ... |
R/Ω | 150 | 200 | 250 | 300 | 350 | 400 | ... |
(2)报警器开始报警时,杠杆对压敏电阻的压力;
(3)报警器开始报警时,定值电阻R0的电功率;
(4)若更换U1的电压为9V,装置中其它元件不变,为保证报警器仍在原水位开始报警,需要在杠杆上调节触点B的位置。试计算说明触点B应向哪个方向移动多少厘米?
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综合题
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(0.65)
真题
【推荐1】2022年卡塔尔世界杯足球赛,球场草坪所用的自动灌溉工程得到了中国技术团队的支持。球场草坪种植的黑麦草,适合在湿度为50%的土壤中生长。
(一)灌溉技术
(1)传统灌溉采用如图(a)所示的喷洒技术,这会导致草叶灼伤,原因是:水喷洒在草叶上,如图(b)所示,透过水珠可见叶面正立、放大的_________ (虚/实)像,水珠作为_________ 透镜,对阳光有_________ 作用;
(2)技术团队选择如图(c)所示的地下渗透灌溉新技术,该技术既可避免草叶灼伤,又可节水,节水的原因是:_________ 。
自动灌溉系统需要湿敏电阻
,小明把
放入湿度为50%的土壤内,设计如图(d)所示的电路,测量
的阻值。_______
(4)闭合开关S前,应将滑动变阻器的滑片P移到_________ (A/B)端;
(5)闭合开关S,移动滑片P,测得多组数据如表格所示。实验②的数据如图(e)所示,电压表示数为_________ V,电流表示数为_________ A。根据实验①②③的数据可得:湿度为50%的土壤内
的阻值为_________
。
(三)装置设计
(6)湿敏电阻
的阻值随所在土壤湿度变化的图像如图(f)所示。已知:蓄电池电压恒为
;电磁继电器线圈电流大于
时衔铁被吸下,小于
时衔铁被弹回,线圈电阻不计;电动机的额定电压为
。请以笔画线代替导线完成图(g)所示的电路连接,要求:闭合开关S,当土壤湿度低于50%时,电动机转动送水;当土壤湿度高于50%时,电动机不转停止送水;_____
的阻值为_________
;
(8)生物学家正在培育新品黑麦草,能在湿度低于50%的土壤中生长,一旦成功,电路中的电阻
应换用阻值更_________ 的定值电阻。
(一)灌溉技术
(1)传统灌溉采用如图(a)所示的喷洒技术,这会导致草叶灼伤,原因是:水喷洒在草叶上,如图(b)所示,透过水珠可见叶面正立、放大的
(2)技术团队选择如图(c)所示的地下渗透灌溉新技术,该技术既可避免草叶灼伤,又可节水,节水的原因是:
自动灌溉系统需要湿敏电阻
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(4)闭合开关S前,应将滑动变阻器的滑片P移到
实验序号 | ① | ② | ③ |
电压表示数/V | 1.1 | 2.6 | |
电流表示数/A | 0.1 | 0.26 | |
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(三)装置设计
(6)湿敏电阻
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(8)生物学家正在培育新品黑麦草,能在湿度低于50%的土壤中生长,一旦成功,电路中的电阻
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综合题
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(0.65)
解题方法
【推荐2】某次旅游,密闭的大巴内坐满了游客,司机忘了打开换气设备,时间一久,车内二氧化碳浓度上升,令人头晕脑胀。为此,小明设计了车载自动换气设备。
(1)小明找来二氧化碳气敏电阻Rx,其电阻值随着空气中二氧化碳浓度的增大而减小。其中二氧化碳浓度为0时,Rx阻值模糊不清,他对该电阻阻值进行测量。小明把空气通过氢氧化钠溶液,得到二氧化碳浓度为0的空气,并收集于集气瓶中,再将Rx置于其中,连接电路如图1所示。
①气敏电阻是由___________ 材料制成的。
②开关S闭合前,滑片P应移至___________ (选填“A”或“B”)端。
③闭合开关S,发现电流表无示数,电压表有示数。电路某一故障可能为___________ 。
④排除故障后,闭合开关S,滑片P向B端移动时,电压表的示数变___________ 。某时刻,电压表、电流表示数如图2所示,则二氧化碳浓度为0时,Rₓ的阻值为 ___________ Ω。
(2)小明利用电磁继电器设计车载自动换气设备,如图3所示:
①电路中定值电阻R0的作用是___________ 。
②请以笔画线完成电路连接,要求:闭合开关S,周围空气中二氧化碳浓度低于某值时,仅绿灯亮;浓度大于某值时,仅红灯亮且换气扇正常工作。( )
(1)小明找来二氧化碳气敏电阻Rx,其电阻值随着空气中二氧化碳浓度的增大而减小。其中二氧化碳浓度为0时,Rx阻值模糊不清,他对该电阻阻值进行测量。小明把空气通过氢氧化钠溶液,得到二氧化碳浓度为0的空气,并收集于集气瓶中,再将Rx置于其中,连接电路如图1所示。
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①气敏电阻是由
②开关S闭合前,滑片P应移至
③闭合开关S,发现电流表无示数,电压表有示数。电路某一故障可能为
④排除故障后,闭合开关S,滑片P向B端移动时,电压表的示数变
(2)小明利用电磁继电器设计车载自动换气设备,如图3所示:
①电路中定值电阻R0的作用是
②请以笔画线完成电路连接,要求:闭合开关S,周围空气中二氧化碳浓度低于某值时,仅绿灯亮;浓度大于某值时,仅红灯亮且换气扇正常工作。
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综合题
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名校
【推荐3】电梯为居民出入带来很大的便利,出于安全考虑,电梯都设置超载自动报警系统,其工作原理如图甲所示.已知控制电路的电源电压U=6伏,保护电阻R1=100欧,压敏电阻R2的阻值随压力F大小变化如图乙所示,电梯底架自重和电磁铁线圈的阻值都忽略不计.
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(1)当压敏电阻R2受到的压力F增大时,其阻值减小,控制电路中的电流增大,从而使电磁铁的磁性增强.电梯超载时,衔铁被电磁铁吸住,触点K与触点______ 接触,电铃发出警报声.
(2)若电梯在20秒内将一位重600牛的乘客匀速提升15米,求电梯对乘客做功的功率.
(3)当电磁铁线圈电流达到20毫安时,衔铁刚好被吸住.若该电梯厢内站立总质量为1000千克的乘客时,试通过计算说明电梯是否超载.(g取10牛/千克)
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(1)当压敏电阻R2受到的压力F增大时,其阻值减小,控制电路中的电流增大,从而使电磁铁的磁性增强.电梯超载时,衔铁被电磁铁吸住,触点K与触点
(2)若电梯在20秒内将一位重600牛的乘客匀速提升15米,求电梯对乘客做功的功率.
(3)当电磁铁线圈电流达到20毫安时,衔铁刚好被吸住.若该电梯厢内站立总质量为1000千克的乘客时,试通过计算说明电梯是否超载.(g取10牛/千克)
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综合题
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适中
(0.65)
【推荐1】如图所示,是用温度传感器测量得到的电开水壶在加热和冷却过程中温度随时间变化的图线,壶内盛有1kg水.请根据图线回答下列问题.
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/11/2/3990f328-620b-462e-ba79-8c6046455cba.png?resizew=356)
(1)在加热过程中,电开水壶消耗的电功率P电与水吸收热量的功率P吸(即每秒吸收的热量)相比较,P电________ P吸(填“大于”、“等于”或“小于”),这是因为________
(2)在从t1=1000s至t2=1600s的冷却过程中,求水的散热功率P散(即每秒散失的热量).已知水的比热容c=4.2×103J/(kg•℃).________
(3)如果给电开水壶加装自动加热功率控制器,当电开水壶将水煮沸后自动调整加热功率使水温保持在80℃.那么保温时的电加热功率应为________ W.
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(1)在加热过程中,电开水壶消耗的电功率P电与水吸收热量的功率P吸(即每秒吸收的热量)相比较,P电
(2)在从t1=1000s至t2=1600s的冷却过程中,求水的散热功率P散(即每秒散失的热量).已知水的比热容c=4.2×103J/(kg•℃).
(3)如果给电开水壶加装自动加热功率控制器,当电开水壶将水煮沸后自动调整加热功率使水温保持在80℃.那么保温时的电加热功率应为
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【推荐2】爷爷生日时小亮用自己的压岁钱给爷爷买了一款如图甲所示的煮茶器,小亮查阅说明书得知:此款煮茶器有“加热”和“保温”两个挡位,额定电压为220V,由两根电热丝R1、R2组成,保温挡的功率为220W。[已知c水=4.2×103J/(kg•℃)]
(1)请在图乙框中画出煮茶器内部的电路图。
(2)某次煮茶器单独正常工作时,将1kg水从20℃加热至沸腾用时8min。家中标有1800r/(kW•h)的电能表表盘转了270r,求煮茶器的加热效率。(当地气压为标准气压,结果保留至0.1%)
(1)请在图乙框中画出煮茶器内部的电路图。
(2)某次煮茶器单独正常工作时,将1kg水从20℃加热至沸腾用时8min。家中标有1800r/(kW•h)的电能表表盘转了270r,求煮茶器的加热效率。(当地气压为标准气压,结果保留至0.1%)
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适中
(0.65)
解题方法
【推荐3】如图甲是一种用于养生保健的煮饮电器养生壶,其电功率可调.某品牌养生壶参数如下表,请回答:
(1)该养生壶工作时利用了电流的______ 效应,将电能转化为______ 能;
(2)将壶内1.5L的水及其他营养物质从20℃以60W功率慢煮至100℃,若此过程中养生壶的加热效率为80%,则此过程所需加热时间为多少?( ) [不计里面混合物的质量,混合物的比热容取4.0×103J/(kg∙℃),不计热损失]
(3)现关闭家中其他所有用电器,只让该养生壶在较大功率下工作3min,家中电能表(如图乙)上的指示灯闪烁了48次(表盘上“1200imp/kW∙h”字样,表示用电器每消耗1kW∙h电能,指示灯闪烁1200次)。请计算此过程中养生壶的实际功率是多少?( )
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/12/28/ce0176bb-f78f-4d24-8ae1-d8ee396f7f72.png?resizew=238)
(1)该养生壶工作时利用了电流的
(2)将壶内1.5L的水及其他营养物质从20℃以60W功率慢煮至100℃,若此过程中养生壶的加热效率为80%,则此过程所需加热时间为多少?
(3)现关闭家中其他所有用电器,只让该养生壶在较大功率下工作3min,家中电能表(如图乙)上的指示灯闪烁了48次(表盘上“1200imp/kW∙h”字样,表示用电器每消耗1kW∙h电能,指示灯闪烁1200次)。请计算此过程中养生壶的实际功率是多少?
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型号 | SD630 |
额定电压 | 220V |
额定频率 | 50Hz |
容量 | 2kg |
额定最大功率 | 1000W |
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