某科技小组的同学设计制作了一款自动控温烘干箱,箱内主要电路包括控制电路和工作电路,其原理图如图甲所示。控制电路电源电压为8V,R为变阻器,Rt为热敏电阻、Rt阻值与箱内气温关系如下表所示。
工作电路电源电压为220V,R0为电热丝,阻值恒为88Ω,M为电风扇,铭牌上标有“220V 20W”字样,其作用是使箱内空气均匀受热,红、绿指示灯用于分别指示电路加热、待机状态。当控制电路的电流达到0.025A时,衔铁被电磁铁吸住,当控制电路电流减小到某值时,衔铁被释放。求:
(1)当衔铁被电磁铁吸住时,工作电路处于___________ 状态;(填“加热”或“待机”)
(2)将控制电路中变阻器R的阻值调为120Ω时,控制电路的电流为0.025A,此时箱内气温多少摄氏度?(电磁铁的线圈电阻不计)( )
(3)重新调节变阻器R,同时闭合开关S1、S2,箱内气温与时间关系如图乙所示,若电热丝R0加热空气的效率为80%,衔铁每次被吸住的时长均为300s,箱内空气质量恒为2.2kg,比热容为1×103 J/(kg·℃)。求
①乙图中t1对应的时间应该是多少s?( )
②0~t2的时间内,工作电路总共消耗的电能是多少焦耳?(控制电路、指示灯及电风扇产生的电热均不计,指示灯消耗的电能不计)( )
t/℃ | 30 | 40 | 50 | 60 | 70 |
Rt/Ω | 305 | 245 | 200 | 170 | 150 |
(1)当衔铁被电磁铁吸住时,工作电路处于
(2)将控制电路中变阻器R的阻值调为120Ω时,控制电路的电流为0.025A,此时箱内气温多少摄氏度?(电磁铁的线圈电阻不计)
(3)重新调节变阻器R,同时闭合开关S1、S2,箱内气温与时间关系如图乙所示,若电热丝R0加热空气的效率为80%,衔铁每次被吸住的时长均为300s,箱内空气质量恒为2.2kg,比热容为1×103 J/(kg·℃)。求
①乙图中t1对应的时间应该是多少s?
②0~t2的时间内,工作电路总共消耗的电能是多少焦耳?(控制电路、指示灯及电风扇产生的电热均不计,指示灯消耗的电能不计)
更新时间:2024-03-25 12:52:54
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【推荐1】某水位报警器如图所示:光敏电阻R和光源正对安装在水池侧壁等高处。R接收到光源发出的光时阻值为20Ω,未接收到光时阻值为120Ω。为电阻箱,Q为边长5cm的正方体浮子,密度为0.6g/cm3,当池内水面缓慢上升至某处时,浮子将挡住射向R的光线,报警铃声响起。当线圈中的电流时,铁质开关K被吸上,反之被释放。电源电压,不计线圈电阻,g取10N/kg。
(1)浮子Q缓慢上升时受到的浮力为______ N,露出水面的高度为______ cm;
(2)如图所示,为保证开始报警时的液面位置MN与R之间高度差,需要对装置进行适当的调整,下列措施可行的是______ ;(有多个选项正确)
A.仅换用密度小些的材料制作浮子 B.仅将池内水换为密度小些的液体
C.仅将浮子的边长增大一些 D.仅将浮子做成厚度均匀的空心正方体
(3)在该装置能实现其功能的前提下:
①求电阻箱接入电路的最大值和最小值分别是多少?____ 、____
②在满足①问的条件下,当电路未报警时求光敏电阻R消耗的最小电功率是多少?____
③在满足①问的条件下,当电路报警时求光敏电阻R消耗的最大电功率是多少?____
(1)浮子Q缓慢上升时受到的浮力为
(2)如图所示,为保证开始报警时的液面位置MN与R之间高度差,需要对装置进行适当的调整,下列措施可行的是
A.仅换用密度小些的材料制作浮子 B.仅将池内水换为密度小些的液体
C.仅将浮子的边长增大一些 D.仅将浮子做成厚度均匀的空心正方体
(3)在该装置能实现其功能的前提下:
①求电阻箱接入电路的最大值和最小值分别是多少?
②在满足①问的条件下,当电路未报警时求光敏电阻R消耗的最小电功率是多少?
③在满足①问的条件下,当电路报警时求光敏电阻R消耗的最大电功率是多少?
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解题方法
【推荐2】某班科技小组自制一可以测量电阻阻值的欧姆表,如图所示。欧姆表电路由一只理想的灵敏电流计G、定值电阻R0、滑动变阻器和电压不变的电源组成。使用时可以把待测电阻接在a、b之间。为了能直接从灵敏电流计表盘上读出a、b之间接入的电阻阻值,需要在表盘上重新标注a、b之间所测的电阻的阻值数。当将a、b两端直接连在一起时,调节滑动变阻器使灵敏电流计的指针达到满偏。已知此时滑动变阻器的有效阻值和定值电阻R0的总阻值为15Ω,则:
(1)在该欧姆表指针满偏位置处,盘面应标注的示数为___________ ;
(2)当a、b间断开时,该欧姆表指针所指的位置处,盘面应标注的示数为___________ ;
(3)该欧姆表表盘正中间位置处,盘面应标注的示数为___________ ;
(4)该欧姆表表盘上的刻度值是否均匀?___________ 。
(1)在该欧姆表指针满偏位置处,盘面应标注的示数为
(2)当a、b间断开时,该欧姆表指针所指的位置处,盘面应标注的示数为
(3)该欧姆表表盘正中间位置处,盘面应标注的示数为
(4)该欧姆表表盘上的刻度值是否均匀?
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解题方法
【推荐3】在图1所示电路中,电源电压保持不变,电阻R1阻值为30欧。电路中两电表表盘如图2所示,已知电流表0~3A量程已损坏。(1)闭合开关S,若通过电阻R1的电流为0.2安,求电阻R1两端的电压U1;
(2)现对电路中的电源和滑动变阻器R2进行替换,替换后要求:闭合开关S,在移动滑动变阻器滑片P的过程中,电压表示数分别能够达到4伏和12伏,且电路正常工作。有如下三种方案:
方案一:电源电压为10伏,滑动变阻器上标有“100Ω 2A”字样;
方案二:电源电压为25伏,滑动变阻器上标有“100Ω 1A”字样;
方案三:电源电压为20伏,滑动变阻器上标有“50Ω 1.5A”字样。
请判断各方案的可行性并说明理由。
(2)现对电路中的电源和滑动变阻器R2进行替换,替换后要求:闭合开关S,在移动滑动变阻器滑片P的过程中,电压表示数分别能够达到4伏和12伏,且电路正常工作。有如下三种方案:
方案一:电源电压为10伏,滑动变阻器上标有“100Ω 2A”字样;
方案二:电源电压为25伏,滑动变阻器上标有“100Ω 1A”字样;
方案三:电源电压为20伏,滑动变阻器上标有“50Ω 1.5A”字样。
请判断各方案的可行性并说明理由。
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【推荐1】近段时间,感冒发烧肆虐校园。学校采购了一批空气净化器净化教室空气。甲图是某品牌空气净化器,其额定电压为220V,在某一挡位正常工作时,每小时净化空气的体积为250m3。该净化器内部有一个检测电路,乙图是其简化电路图,电源电压恒为28V,R0阻值为10Ω,R为气敏电阻,其阻值大小与有害气体浓度的关系如图丙所示。
(1)电路中单独使用该净化器正常工作20min,使规格为2400revs/(kW•h)的电能表上的转盘转过48圈。
①“2400revs/(kW•h)”含义是:__________ ;
②空气净化器这段时间消耗的电能是多少_____________ kW•h?该挡位的额定功率是多少_____________ W?
(2)该挡位正常工作时,将容积为200m3教室内空气全部净化,需要消耗多少焦的电能__________ ?
(3)净化器启动前,检测电路中电流表示数为0.4A,求此时空气中有害气体的浓度___________ ;
(4)净化后有害气体的浓度减小到0.1μg/m3,求此时检测电路消耗的电功率_____________ 。
(1)电路中单独使用该净化器正常工作20min,使规格为2400revs/(kW•h)的电能表上的转盘转过48圈。
①“2400revs/(kW•h)”含义是:
②空气净化器这段时间消耗的电能是多少
(2)该挡位正常工作时,将容积为200m3教室内空气全部净化,需要消耗多少焦的电能
(3)净化器启动前,检测电路中电流表示数为0.4A,求此时空气中有害气体的浓度
(4)净化后有害气体的浓度减小到0.1μg/m3,求此时检测电路消耗的电功率
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【推荐2】如图1是一款简易煮茶器,它有加热、保温两个挡位,其简化电路图如图2所示,其中S是一温度控制开关,当水达到一定温度时,它会自动切换,使饮水机处于保温状态。R0是饮水机加热管的电阻,R是与加热管串联的电阻。部分参数如下表所示(不考虑温度对R0、R阻值的影响,表中的功率均指加热管R0的功率)。求:
(1)该饮水机是利用电流的______ 效应工作的。当开关S闭合时,饮水机处于_______ 挡位(选填“加热”或“保温”);
(2)当饮水机正常工作时,R的阻值是多少?( )
(3)小明关闭了家中的其他所有用电器,利用家用电能表(图3)测出该饮水机在加热状态下工作3min,转盘共转了75转,求此过程饮水机消耗的电能和实际功率各是多少?( ) ( )
(4)为了实现加热功率连续可调,最低可调至原加热功率的四分之一。小明不用R,只用加热管R0和一个滑动变阻器________ (选填“串联”或“并联”)就实现了此目标;若加热管产生的热量全部被茶汤吸收,则改进后的简易煮茶器电能利用率的范围是______ (电能利用率指加热管耗电量与总电能的比值)。
(1)该饮水机是利用电流的
(2)当饮水机正常工作时,R的阻值是多少?
(3)小明关闭了家中的其他所有用电器,利用家用电能表(图3)测出该饮水机在加热状态下工作3min,转盘共转了75转,求此过程饮水机消耗的电能和实际功率各是多少?
(4)为了实现加热功率连续可调,最低可调至原加热功率的四分之一。小明不用R,只用加热管R0和一个滑动变阻器
额定电压 | 220V |
加热功率 | 550W |
保温功率 | 22W |
最大容水量 | 300mL |
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【推荐3】风光互补道路照明是一个新兴的新能源利用领域,它不仅能为城市照明减少对常规电的依赖,也为农村照明提供了新的解决方案。如图所示,是道路两旁的一排风光互补路灯。该系统同时安装了风力发电机和太阳能电池板。为了节能,该路灯采用LED灯照明。蓄电池充满电后不再充电,使用时放电至余留20%停止电能输出,可使蓄电池使用寿命更为长久。
下表为某型号风光互补路灯系统的部分技术参数(其中光电转化效率是指太阳能电池板将光能转化为电能的效率,最大输出功率是指风速达到最大限制风速时风力发电机的输出功率)。
(1)风力发电机是利用______ 原理发电的。LED灯是利用______ (选填“导体”或“绝缘体”或“半导体”)材料制成的。
(2)当太阳光照射到电池板表面处每平方米的功率为1000W时,太阳能电池板的输出功率为多少?( )
(3)已知风力发电机的输出功率P与风速v的三次方成正比,若风力发电机的输出功率为50W,此时风速为多少m/s?( )
(4)充满电的蓄电池以额定电压对外供电,输出功率为100W时,为使蓄电池的使用寿命更为长久,持续供电的时间不能超过几个小时?( )
下表为某型号风光互补路灯系统的部分技术参数(其中光电转化效率是指太阳能电池板将光能转化为电能的效率,最大输出功率是指风速达到最大限制风速时风力发电机的输出功率)。
太阳能电池板 | 风力发电机 | 蓄电池 | LED灯 | ||||
电池板的总面积 | 0.5m2 | 最大限制风速 | 12.0m/s | 电池容量 | 150A⋅h | 额定电压 | 24V |
光电转化效率 | 20% | 最大输出功率 | 400W | 额定电压 | 12V | 额定功率 | 60W |
(2)当太阳光照射到电池板表面处每平方米的功率为1000W时,太阳能电池板的输出功率为多少?
(3)已知风力发电机的输出功率P与风速v的三次方成正比,若风力发电机的输出功率为50W,此时风速为多少m/s?
(4)充满电的蓄电池以额定电压对外供电,输出功率为100W时,为使蓄电池的使用寿命更为长久,持续供电的时间不能超过几个小时?
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(0.4)
真题
解题方法
【推荐1】变频空调的变频压缩机可以根据环境温度自动调整工作时间和功率。某变频空调电路原理示意图如图甲所示,其中控制电路的电源电压U1=12V,Rs为调控电阻,可通过遥控调节其阻值大小,Rt为热敏电阻,其阻值随温度变化的图像如图乙所示,L为磁控开关,当热敏电阻Rt的阻值发生变化时,磁控开关线圈的电流随之发生变化,当电流大于或等于0.02A时,L的两个磁性弹片相互吸合,工作电路的变频压缩机开始工作。电压U2=220V,R0为保护电阻,磁控开关L的线圈电阻不计。问:
(1)压缩机工作过程中内部的电动机主要把电能转化成_________ 能;当S接通,电流大于或等于0.02A时,L的两个磁性弹片的前端为_________ 名磁极;
(2)由图可知,热敏电阻Rt的阻值随着温度t的升高而_________ ;若房间内部的温度为22.5℃,此时热敏电阻Rt的阻值为_________ Ω;
(3)用遥控将Rs的阻值调小时,设定温度变________ ;家用空调最高设定温度通常为 30℃,则调控电阻Rs的阻值不能超过_________ Ω;
(4)由于变频作用,某段时间内工作电路的总功率变化如图丙所示,已知保护电阻R0=2Ω,则10min内R0消耗的电能是多少?( )
(1)压缩机工作过程中内部的电动机主要把电能转化成
(2)由图可知,热敏电阻Rt的阻值随着温度t的升高而
(3)用遥控将Rs的阻值调小时,设定温度变
(4)由于变频作用,某段时间内工作电路的总功率变化如图丙所示,已知保护电阻R0=2Ω,则10min内R0消耗的电能是多少?
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(0.4)
解题方法
【推荐2】王老师向同学们展示了一只具有高温、中温、低温三挡调节功能的自制电加热器,并告知其内部电路由电阻丝和开关五个元件组成,电阻丝,在不拆解加热器的情况下,小军用如图电路对其进行探究:闭合开关S后,他只闭合是低温挡,电流表的示数为;只闭合是中温挡,电路总功率为,只闭合是高温挡,所用电源电压为。求:
(1)电阻丝的阻值。
(2)通过计算,在图中虚线框内标出各个开关的位置。
(3)高温挡时,电路消耗的总功率是多少?
(4)若电源电压可调,为保证电路安全,电流表选用大量程,求此电加热器消耗的最大电功率。
(5)若用改进后的电加热器的最大电功率加热的一杯水,已知水的初温为,加热到用时,求该电加热器的加热效率。
(1)电阻丝的阻值。
(2)通过计算,在图中虚线框内标出各个开关的位置。
(3)高温挡时,电路消耗的总功率是多少?
(4)若电源电压可调,为保证电路安全,电流表选用大量程,求此电加热器消耗的最大电功率。
(5)若用改进后的电加热器的最大电功率加热的一杯水,已知水的初温为,加热到用时,求该电加热器的加热效率。
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(0.4)
解题方法
【推荐3】2022年12月,准东至皖南±0千伏特高压直流输电工程获国家优质工程金奖。
(1)电能属于______ (选填“一次”或“二次”)能源。电能传输过程中在输电线路上会产生大量的能量损耗,若保持输电功率不变时,输电线路上损耗的功率与输电电压的平方成______ (选填“正比”或“反比”)。输电过程中损耗的电能转化成了______ 能;(传输过程中输电线路电阻可以认为不变)
(2)据国家电网数据统计,2022年国家电网特高压累计输送电能达28346.11亿kW⋅h。这些电能若由一个装机容量为100万千瓦的发电发电,约工作______ (选填“30多”、“300多”或“3000多”)年才能完成。安全用电常识告诉我们不能靠近特高压输电设备,否则容易发生______ (选填“电弧”或“接触”)触电;
(3)特高压输电为直流输电且输电电流非常稳定。在输电导线周围会产生______ 场,______ (选填“会”或“不会”)产生电磁波。为了防止导线互相鞭击,在特高压输电中使用了如图所示的阻尼式间隔棒。阻尼式间隔棒在其活动部件内嵌进耐磨橡胶垫,利用胶垫的阻尼来消耗导线振动能量,进而对导线振动产生阻尼作用。阻尼式间隔棒属于______ (选填“绝缘体”“半导体”、“导体”)。
(1)电能属于
(2)据国家电网数据统计,2022年国家电网特高压累计输送电能达28346.11亿kW⋅h。这些电能若由一个装机容量为100万千瓦的发电发电,约工作
(3)特高压输电为直流输电且输电电流非常稳定。在输电导线周围会产生
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(0.4)
【推荐1】如图甲所示是学校工程兴趣小组制作的一套自动排水报警装置。储能电池的输出电压为12V,最大容量为100A·h。R0为滑动变阻器,R为压敏电阻,压敏电阻通过杠杆ABO与圆柱形浮子相连,AB∶BO=4∶1,压敏电阻的阻值随压力变化的关系如图乙所示。(压板、杠杆和硬质连杆的质量忽略不计,所用绿灯、红灯及排水泵的额定电压均为220V)
(1)每平方米的地面接收太阳辐射功率为1kW,太阳能电池板面积为0.5m2,其光电转化率为15%。见储能电池容量从30%充到80%,需要______ h;
(2)当水位上升到浮体刚好全部浸入水中时,压敏电阻受到压力为360N,通过电磁铁线圈的电流为100mA,排水泵工作;当水位回落到浮体只有五分之二体积浸入水中时,硬质杠杆ABO仍处于水平位置,线圈中电流为40mA,排水泵停止工作;若电磁铁线圈电阻为10Ω。则滑动变阻器R0的阻值为______ Ω,该浮体的密度为______ kg/m3;
(3)工作电路中排水泵的额定电压220V,电阻5Ω,正常工作时电流5A;则排水泵正常工作1h,消耗电能多少?( ) 其效率是多少?( ) (保留1位小数)
(4)在实际调试过程中,小华发现水位已达到安全位置上限,但排水泵还没有工作。小华可以如何调试______ 。
A.在其他条件保持不变的前提下,将与压敏电阻相连的压板向左移动
B.在其他条件保持不变的前提下,将滑动电阻器滑片向右移动
(1)每平方米的地面接收太阳辐射功率为1kW,太阳能电池板面积为0.5m2,其光电转化率为15%。见储能电池容量从30%充到80%,需要
(2)当水位上升到浮体刚好全部浸入水中时,压敏电阻受到压力为360N,通过电磁铁线圈的电流为100mA,排水泵工作;当水位回落到浮体只有五分之二体积浸入水中时,硬质杠杆ABO仍处于水平位置,线圈中电流为40mA,排水泵停止工作;若电磁铁线圈电阻为10Ω。则滑动变阻器R0的阻值为
(3)工作电路中排水泵的额定电压220V,电阻5Ω,正常工作时电流5A;则排水泵正常工作1h,消耗电能多少?
(4)在实际调试过程中,小华发现水位已达到安全位置上限,但排水泵还没有工作。小华可以如何调试
A.在其他条件保持不变的前提下,将与压敏电阻相连的压板向左移动
B.在其他条件保持不变的前提下,将滑动电阻器滑片向右移动
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【推荐2】读短文,回答问题。
如图甲所示,是马路路口的闯红灯系统,图乙是该系统的简化示意图,该系统实际上是一个电磁继电器,控制电路中的光控开关实际上是一个光敏电阻,它在感受到交通信号灯发出的红色光而自动闭合;埋藏在路口停车线前面路面下的电子脉冲感应开关中的感应线用能感应到路面上汽车通过时发出的电子脉冲,从而使得电子脉冲感应开关自动闭合。当红灯亮起,汽车越过了停车线而闯红灯时,受拉电路接通,摄像头对违规车辆进行摄像或拍照。
(1)请根据短文描述,用笔画线代替导线将图乙电路连接完整,要求电流从A端流入。___________
(2)电磁继电器实际上是用电磁铁控制电路的一种___________ (选填“用电器”、“开关”或“电源”),红灯亮时,当汽车通过,电磁铁 ___________ 磁性(选填“有”或“没有”),电磁继电器中的衔铁 ___________ (选填“可以”或者“不可以“)用铜质材料代替;
(3)当图乙中控制电路接通时,电路中电磁铁的上端为___________ 极;此时若对调电源正负极,则 ___________ (选填“会”或者“不会”)影响摄像系统的工作。
闯红灯违章抓拍系统工作原理
如图甲所示,是马路路口的闯红灯系统,图乙是该系统的简化示意图,该系统实际上是一个电磁继电器,控制电路中的光控开关实际上是一个光敏电阻,它在感受到交通信号灯发出的红色光而自动闭合;埋藏在路口停车线前面路面下的电子脉冲感应开关中的感应线用能感应到路面上汽车通过时发出的电子脉冲,从而使得电子脉冲感应开关自动闭合。当红灯亮起,汽车越过了停车线而闯红灯时,受拉电路接通,摄像头对违规车辆进行摄像或拍照。
(1)请根据短文描述,用笔画线代替导线将图乙电路连接完整,要求电流从A端流入。
(2)电磁继电器实际上是用电磁铁控制电路的一种
(3)当图乙中控制电路接通时,电路中电磁铁的上端为
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【推荐3】某科技小组设计的电热水器具有加热和保温功能,其工作原理如图1所示。R为热敏电阻,其阻值R随温度变化的规律图像如图2所示,电源电压U1为6V,保护电阻R0的阻值为300Ω,热敏电阻R和工作电路中的三只加热电阻丝R1、R2、R3均置于储水箱中,R1=44Ω,U2=220V,加热和保温时的功率分别为2200W和110W。
(1)电磁铁上端为___________ 极;
(2)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,热水器刚开始保温时水的温度是多大___________ ?(电磁铁线圈电阻不计)
(3)电阻丝R3的阻值是多大___________ ?
(4)不计热量损失,该热水器在加热状态下将44kg、25℃的水加热到50℃需要多少时间___________ ?[]
(1)电磁铁上端为
(2)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,热水器刚开始保温时水的温度是多大
(3)电阻丝R3的阻值是多大
(4)不计热量损失,该热水器在加热状态下将44kg、25℃的水加热到50℃需要多少时间
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