某兴趣小组设计了一种智能化的电热水器,如图所示,它主要由工作电路和控制电路(U2为2V)两部分组成,U1、U2恒定不变,其中 R1与R2均为电加热丝,工作电路可以在保温和加热两挡之间切换,当磁控开关L线圈中的电流等于或大于 20mA时,磁控开关L的簧片吸合(簧片与线圈不接触,且电阻都不计),当线圈中的电流小于 20mA时簧片断开,光敏电阻R 随光照强度E(表示光照射强弱的物理量,单位是坎德拉,符号cd)变化的关系如下表所示,当开关S闭合时,求:
(1) 当光强E达到1cd时,R0为多少时,磁控开关的簧片恰好吸合;
(2)用加热挡将6kg的水由25℃加热至 45℃时,水需要吸收的热量; (c水=4.2×103J/(kg·℃))
(3) 当R1与R2的比值为3︰2时,工作电路在加热和保温两种状态时。R1的功率之比。
(1) 当光强E达到1cd时,R0为多少时,磁控开关的簧片恰好吸合;
(2)用加热挡将6kg的水由25℃加热至 45℃时,水需要吸收的热量; (c水=4.2×103J/(kg·℃))
(3) 当R1与R2的比值为3︰2时,工作电路在加热和保温两种状态时。R1的功率之比。
光照强度 E/cd | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
光敏电阻 R/Ω | 18 | 9 | 6 | 4.5 | 3 |
更新时间:2024-02-29 08:34:29
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解题方法
【推荐1】如图所示,电源两端电压为12V且保持不变,当将CD接入MN中,此时电流表的读数为0.4A。
(1)求R0的大小;
(2)现有滑动变阻器 Rₓ的铭牌模糊不清, 但实验室只有三种规格:“20Ω1.5A”、“50Ω1A”和“50Ω1.5A”, 通过将滑动变阻器Rx与 R0以不同的方式连接并接入MN中,观察到不同连接方式中电流表示数最大为 1.9A,最小电流为0.15A,请通过计算判断Rx所用规格;
(3)将CD取下,并将EF连入MN中, 当开关S、S1闭合, S2断开,滑动变阻器, R3的滑片P移到A端时,电流表的示数为 I1;当开关S、S₂闭合, S1断开时,电流表的示数为 I2;当开关S 闭合, S1、S2都断开,滑动变阻器.R3的滑片P在C点时,变阻器接入电路的电阻为 RC,电压表 V1的示数为U1,电压表 V2的示数为 U2,此时 R2的功率为 P1,RC的电功率为 P2。已知 R1=10Ω,I1∶I2=3∶5,U1∶U2=2∶3,P1∶P2=2∶1;控制开关和移动滑片 P,求电路消耗的最小功率。
(1)求R0的大小;
(2)现有滑动变阻器 Rₓ的铭牌模糊不清, 但实验室只有三种规格:“20Ω1.5A”、“50Ω1A”和“50Ω1.5A”, 通过将滑动变阻器Rx与 R0以不同的方式连接并接入MN中,观察到不同连接方式中电流表示数最大为 1.9A,最小电流为0.15A,请通过计算判断Rx所用规格;
(3)将CD取下,并将EF连入MN中, 当开关S、S1闭合, S2断开,滑动变阻器, R3的滑片P移到A端时,电流表的示数为 I1;当开关S、S₂闭合, S1断开时,电流表的示数为 I2;当开关S 闭合, S1、S2都断开,滑动变阻器.R3的滑片P在C点时,变阻器接入电路的电阻为 RC,电压表 V1的示数为U1,电压表 V2的示数为 U2,此时 R2的功率为 P1,RC的电功率为 P2。已知 R1=10Ω,I1∶I2=3∶5,U1∶U2=2∶3,P1∶P2=2∶1;控制开关和移动滑片 P,求电路消耗的最小功率。
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解题方法
【推荐2】确保航天员的生命安全,要求载人飞船的舱门必须具有良好的密封性。图甲是科研人员检验飞船舱门密封性的原理图,
、
是两个相同的电阻,其阻值随所受气体压强变化关系如图乙所示,电源电压为12V,
为定值电阻,N为不漏气的集气空腔,M为置于N中的待检验飞船舱体,M的舱门面积是
,M的容积为V,N与M之间部分的容积为4V。某次检验过程中,对M充气至压强为
后关闭阀门,快速将N抽成真空,此时开关S接a,电压表示数为8V,电流表示数为
;1h时,电压表示数变为4V,此时将S改接到b,电压表示数为2V;2h后,无论S接a还是改接到b,电压表、电流表示数均稳定不变。已知一定质量的某种气体,在温度不变的情况下,压强p与体积V成反比,即pV=C(常数)。求:
(1)电阻R0的阻值;
(2)1h时,RM的阻值;
(3)1h时,M的舱门受到内外气体的压力差;
(4)2h后,S接在a处时,整个电路的总功率。
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(1)电阻R0的阻值;
(2)1h时,RM的阻值;
(3)1h时,M的舱门受到内外气体的压力差;
(4)2h后,S接在a处时,整个电路的总功率。
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解题方法
【推荐3】某科研兴趣小组对超声波充电汽车进行了研究.研究发现:通过安置在插座上的电流转换器,将电能转换为超声波,电动小车上的接收器收到超声波讯号,可以将其能量转换为电能为电池充电(如图甲).接收器接收到的超声波功率与它和转换器间距离L的平方成反比,它将超声波能量转化为电能并储存在电池中的效率为50%,当小车与转换器间距离L0=1m时,接收器接收到的超声波功率P0=8w.
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2017/5/23/1693172011876352/1729849074393088/STEM/501a4388-f472-46a4-866d-b6a3d3c38b0c.png)
(1)若充电时小车与转换器间距L=2m,2h内所充电能是多少?
(2)该科研兴趣小组设计了如图乙所示的小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,指示灯的规格为“6V 3W”,R0为定值电阻,电磁铁线圈及衔铁的阻值忽略不计.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丙所示.已知当右转指示灯微弱发光时,其两端实际电压为Ux,消耗的实际功率为额定功率的
.
求:①右转指示灯闪烁交替工作30秒消耗的电能.
②定值电阻R0的阻值.(指示灯的电阻不变)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2017/5/23/1693172011876352/1729849074393088/STEM/501a4388-f472-46a4-866d-b6a3d3c38b0c.png)
(1)若充电时小车与转换器间距L=2m,2h内所充电能是多少?
(2)该科研兴趣小组设计了如图乙所示的小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,指示灯的规格为“6V 3W”,R0为定值电阻,电磁铁线圈及衔铁的阻值忽略不计.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丙所示.已知当右转指示灯微弱发光时,其两端实际电压为Ux,消耗的实际功率为额定功率的
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求:①右转指示灯闪烁交替工作30秒消耗的电能.
②定值电阻R0的阻值.(指示灯的电阻不变)
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解题方法
【推荐1】如图所示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,其中低压控制电路如图所示由电磁继电器(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,当电磁铁线圈中的电流I<10mA时,继电器上方触点和触点c接通:当电磁铁线圈中的电流I≥10mA时,电磁铁的衔铁被吸下,继电器下方触点和触点a、b接通,热敏电阻R中允许通过的最大电流I0=15mA,其电阻R随温度变化的规律如图所示,热敏电阻和高压工作电路中的三只电阻R1、R2、R3均置于储水箱中,已知R1=33Ω、R2=66Ω、R3=154Ω、U2=220V,求:
(1)当衔铁位于如图所示位置时,高压工作电路中的总电阻为______ Ω,此时热水器处于______ (选填“加热”或“保温”)状态。
(2)当电热水器处于加热状态,且正常工作时,求该电热水器加热的电功率为多少?( )
(3)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,衔铁刚好被吸下时储水箱中水温是多少?( )
(1)当衔铁位于如图所示位置时,高压工作电路中的总电阻为
(2)当电热水器处于加热状态,且正常工作时,求该电热水器加热的电功率为多少?
(3)为使控制电路正常工作,保护电阻R0的阻值至少为多大?
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/1/19/79a66d91-4d31-49b0-8cda-992004b11ca0.png?resizew=401)
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(0.4)
【推荐2】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℃.
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/10/19/dbe08685-b7e3-43aa-8799-8febad823cc6.png?resizew=452)
(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?
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/10/19/dbe08685-b7e3-43aa-8799-8febad823cc6.png?resizew=452)
(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?
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(0.4)
【推荐3】某同学设计了一个测量身高和体重的电路,其原理如图甲所示。设定数据如下:电源电压24V保持不变;R0为滑动变阻器,总长为100cm,1cm的R0对应阻值2Ω;R压为压敏电阻,其阻值随压力变化关系如图乙所示;R1=40Ω,电流表量程为0~0.6A作为显示仪表,0.6A对应身高200cm的人,测体重电路的电压表量程选择0~15V,也作为显示仪表,R2阻值为280Ω。(计算保留一位小数)请回答下列问题:
(1)通过计算说明,当电流表示数为0.3A时,对应的人的身高是多大?
(2)人的体重90kg时,对应的电压表示数多大?
(3)电流表上的刻度与身高是否成正比?
(4)请说出该电路设计的一个缺点。
(1)通过计算说明,当电流表示数为0.3A时,对应的人的身高是多大?
(2)人的体重90kg时,对应的电压表示数多大?
(3)电流表上的刻度与身高是否成正比?
(4)请说出该电路设计的一个缺点。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/7/25/874a3924-7c5f-4c56-bdaf-f82b7b24e1a1.png?resizew=415)
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(0.4)
【推荐1】如图所示,电源电压和小灯泡的阻值均保持不变.小灯泡
标有“
”字样,
,滑动变阻器
允许通过的最大电流为
,电流表的量程为
,电压表的量程为
.请画出第(2)(3)小题的等效电路图.
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/8/20/f167049b-8ab8-4de9-9a0e-cb2ac4247f25.png?resizew=193)
(1)求小灯泡
的电阻值是多少.
(2)只闭合开关
时,电压表示数为
,求电源电压.
(3)在不损坏各电路元件的情况下,若闭合所有开关,滑动变阻器
消耗的最大功率和最小功率之比为3:1;若只闭合开关
,求小灯泡
消耗的电功率变化范围.
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d24a506157019d124c84e75ee02cf783.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/ef412f9f9a6ca89bc145417e89134a4f.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f8af314b39b70250185ea217e4c89653.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/db90ffd492bf518f17e9f128357c093d.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/5a2c4640b2bee411935f588fc5433c74.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/67256368a8a7676db7d01653f4fe28f9.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/64eea08dbac8bc0aa845c8541672a9b1.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/67f348292d1ed41299d0e260fc951388.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/8/20/f167049b-8ab8-4de9-9a0e-cb2ac4247f25.png?resizew=193)
(1)求小灯泡
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d24a506157019d124c84e75ee02cf783.png)
(2)只闭合开关
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/530f5b63e797195906285c0c03eb9276.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/88866e31275955fd69b6ffa120d3d898.png)
(3)在不损坏各电路元件的情况下,若闭合所有开关,滑动变阻器
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/5a2c4640b2bee411935f588fc5433c74.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/83c2d5971afbff8eca1b9aff5f76f710.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d24a506157019d124c84e75ee02cf783.png)
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解题方法
【推荐2】图甲是小明家中电能表参数,图乙是家中仅有一个正在工作的养生壶,中温档功率为550W,高温档功率为1100W,其中低温档功率由于磨损已模糊不清,图丙是养生壶的简化电路,其中R₁、R₂是发热电阻。求:
(1)开关S₁闭合,S₂接触点B时,是________ 档;
(2)求电阻R₁的阻值以及低温档功率;________
(3)若该壶在高温挡正常工作2min,消耗的电能为多少________ ?电能表的指示灯闪烁多少次?________
(1)开关S₁闭合,S₂接触点B时,是
(2)求电阻R₁的阻值以及低温档功率;
(3)若该壶在高温挡正常工作2min,消耗的电能为多少
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(0.4)
解题方法
【推荐1】科技小组的同学设计了如图甲所示的恒温水箱温控电路(设环境温度不高于20℃),由工作电路和控制电路组成。工作电路中的电热器上标有“220V 1000W”的字样;控制电路电源电压U=30V,热敏电阻Rt作为感应器探测水温,置于恒温水箱内,其阻值随温度变化的关系如图乙所示,R1为滑动变阻器。闭合开关S,电磁铁产生的吸引力F与控制电路中电流I的关系如图丙所示,衔接只有在不小于3N吸引力的作用下才能被吸下,工作电路断开(不计继电器线圈的电阻,c水=4.2×103J/(kg•℃)。求:
(2)电热器正常工作时,给恒温箱中100kg的水加热,已知电热器的加热效率为70%,当水温由30℃升高到40℃时,电热器的加热时间;
(3)为了把温度控制在40℃左右,设定在水温低于40℃时自动加热,在水温达到40℃时停止加热,求此时滑动变阻器R1消耗的电功率。
(2)电热器正常工作时,给恒温箱中100kg的水加热,已知电热器的加热效率为70%,当水温由30℃升高到40℃时,电热器的加热时间;
(3)为了把温度控制在40℃左右,设定在水温低于40℃时自动加热,在水温达到40℃时停止加热,求此时滑动变阻器R1消耗的电功率。
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(0.4)
解题方法
【推荐2】为了便于给婴幼儿冲泡奶粉,某品牌推出了一款恒温调奶器,如图甲所示,可以将水温保持在一个固定的范围内。其工作原理如图乙所示,由控制电路和工作电路共同组成。工作电路中加热电阻R的阻值为44Ω;控制电路中电源电压U1=12V,R2为调温电阻,阻值可手动调整;R1为半导体材料制成的热敏电阻,其阻值随温度t变化的图像如图丙(为一次函数):电磁铁线圈内阻忽略不计。当线圈中电流大于或等于50mA时,继电器的衔铁被吸下;当线圈中的电流小于或等于40mA时,继电器的衔铁被释放。求:
(1)工作电路正常工作的电功率是多少?
(2)在调奶器内装入2L初温20℃的凉开水,100s后升温到31℃,则此过程加热效率是多少?
(3)若调温电阻R2的阻值为50Ω,则此时水温会保持在怎样的范围内?
(4)小明想将该调奶器改造成能将水温保持在50~55℃的保温水杯,通过精密的计算,他同时改变了控制电路的电源电压U₁和调温电阻R2的阻值,成功实现了改装,请求解改装后的U1和R2的大小?
(1)工作电路正常工作的电功率是多少?
(2)在调奶器内装入2L初温20℃的凉开水,100s后升温到31℃,则此过程加热效率是多少?
(3)若调温电阻R2的阻值为50Ω,则此时水温会保持在怎样的范围内?
(4)小明想将该调奶器改造成能将水温保持在50~55℃的保温水杯,通过精密的计算,他同时改变了控制电路的电源电压U₁和调温电阻R2的阻值,成功实现了改装,请求解改装后的U1和R2的大小?
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(0.4)
解题方法
【推荐3】磁继电器线圈电阻 R1=5Ω,滑动变阻器 R2最大阻值 25Ω。R3是一种新型电子元件,放置在升降电梯的地板上,在压力不超过15000N 的前提下,其阻值随压力大小的变化规律如下表所示。当线圈中电流增至I0=15mA 时,电磁继电器衔铁被电磁铁吸合,电梯中报警指示灯亮,显示人员超重,利用该装置可以实现当压力高至某一设定值时 F0,驱动电梯的电动机停止工作。
(1)分析表格数据可知:写出电子元件的阻值 R3随压力F变化的关系式?
(2)闭合开关S,将滑片P移至b端,求F0为多少?
(3)本系统可调F0的最小值为多少?
压力 F/×103N | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | … |
电阻R3/Ω | 400 | 390 | 380 | 370 | 360 | 350 | 340 | … |
(2)闭合开关S,将滑片P移至b端,求F0为多少?
(3)本系统可调F0的最小值为多少?
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/3/24/d1ce1177-5917-4247-8b44-4f23e17a4765.png?resizew=161)
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