1 . 如图所示的为某种电热水器的原理图,包括控制电路和工作电路两部分,其工作模式和相关参数如下表所示。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、绿灯是电热水器工作时的指示灯,忽略指示灯对电路的影响。
(1)工作电路中的A线应接________ (填“火”“零”或“地”)线;当________ 灯亮时,电热水器处于保温状态。工作时若要提高电热水器的保温温度,应将R2的滑片P向________ 端调节;
(2)R1工作时的电阻是多大?_____
(3)电热水器处于加热状态时,工作315s,可使1L的水温度升高60℃,计算该电热水器的效率。[c水=4.2×103J/(kg·℃),ρ水=1.0×103kg/m3]_____
电源 | 220V |
加热功率 | 1000W |
保温功率 | 40W |
水容量 | 1.0L |
(2)R1工作时的电阻是多大?
(3)电热水器处于加热状态时,工作315s,可使1L的水温度升高60℃,计算该电热水器的效率。[c水=4.2×103J/(kg·℃),ρ水=1.0×103kg/m3]
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2 . 如下图所示,有人发明了一种“发电地板”。发电地板的主要部件由永磁体和线圈组成。行人或车辆通过时,挤压地板使永磁体和线圈发生相对运动,就能发电。与该发电地板工作原理相同的是( )
A.![]() | B.![]() |
C.![]() | D.![]() |
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3 . 运用知识解决问题:
(1)如图是水位自动报警装置。当水位上升时,浮子a上升,并推动b上升。当水位达到一定高度时,电磁铁电路接通,电磁铁______ ,吸引衔铁,电灯电路______ ,电灯发光发出警报,警告水位过高;______ ;
和
的电阻并联接在电源两极上,测得总电流为0.6A,通过
的电流为0.4A。则:①电源电压![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/15fa22efc54f77da4a17374ca8ab67d0.png)
______ V;②R1______
。
(1)如图是水位自动报警装置。当水位上升时,浮子a上升,并推动b上升。当水位达到一定高度时,电磁铁电路接通,电磁铁
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/9efc18a5bb2e53586331b2a58538a48b.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/20a4e7817bd7939c33d5c8471bb04de7.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/9efc18a5bb2e53586331b2a58538a48b.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/15fa22efc54f77da4a17374ca8ab67d0.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/cffa35373ec4e4684107b42adb7a5161.png)
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4 . 图甲是跨学科实践小组同学设计的一款家用即热式饮水机。控制电路的电源电压
,定值电阻
,
为置于储水箱内底部的压敏电阻,压敏电阻的受力面积
,其阻值与压力有关。压敏电阻 RF的阻值与水位 h的关系见下表。当储水箱水位 h=0.08 m,开关K被释放,指示灯发光,开始往储水箱注水;当控制电路中通过电磁铁线圈的电流I=0.06A 时,开关K被吸上,指示灯熄灭,注水停止。电磁铁线圈电阻不计。
(1)当水位h=0.08m时,求压敏电阻RF的阻值和控制电路中通过电磁铁线圈的电流;
(2)从开始注水到注水停止的过程中,求储水箱底部的压敏电阻RF受到压力的变化量;
(3)如图乙所示,管道粗细均匀,管道的横截面积
,水流以0.1m/s的速度匀速流过加热区管道,加热区管道上均匀缠绕阻值为44Ω的电热丝,电热丝两端的电压为220V。假设电热丝产生的热量全部被水吸收。求某次从出水口持续接热水3.6 L 消耗的电能。
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/441cb5fa3162cef7887b45dfde375bc1.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/ee1570e13d56c5b4d809f4533c305e35.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/0c841e3b1c64a0088b96b18d422db2d8.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/41497c97dc0607f728f2641f7bfd5e4c.png)
水位h/m | 0.08 | 0.16 | 0.24 | 0.32 | 0.40 | 0.48 | 0.56 |
压敏电阻 RF/Ω | 250 | 210 | 170 | 130 | 90 | 50 | 10 |
(2)从开始注水到注水停止的过程中,求储水箱底部的压敏电阻RF受到压力的变化量;
(3)如图乙所示,管道粗细均匀,管道的横截面积
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/4c98f39d161f079f4b12024fc56d1f6c.png)
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5 . 阅读下面短文,完成问题。
时,动触点与静触点F、G接触;当线圈A中的电流
时,动触点与静触点D、E接触。
(1)由表格中数据可知,光敏电阻的阻值R随光照强度E的增强而______ ;
(2)傍晚,当光照强度小于______ lx(勒克斯)时,LED灯开始工作;当光照强度增强时,太阳能电池板开始给蓄电池充电,此时蓄电池在电路中的作用相当于______ ,把电能转化为______ 能;
(3)某小组同学在实际调查中发现,有的自动控制电路在光照强度小于设定值时电磁继电器因磁性太强而未能正常释放衔铁,导致LED灯工作电路不能工作。请你帮助他设计一个减弱电磁铁磁性的方案______ (写出一种即可);
(4)一只功率为6W的LED灯,其正常发光亮度相与30W的日光灯相当,某间教室有10盏30W的日光灯,每天平均使用3h,如果能用6W的LED灯替换,则一个月(按30天计算)可节约电能______ kW·h。
LED灯的自动控制电路
夜幕下,马路边LED灯亮化工程形成了一道亮丽的风景。这种LED灯是通过光电转换来供电的。如图所示是LED灯自动控制电路的原理示意图。其中,R是光敏电阻,此光敏电阻的阻值R、流过线圈电流I与光照度E(单位勒克斯,符号lx)之间关系下表所示。当线圈A中的电流![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/6ef70d48775701ef39b54179c0c6e1f9.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/86dbd3962cc8a72a8d257ab949e75824.png)
光照强度E/lx | 5 | 10 | 15 | 20 | 25 | 30 |
光敏电阻R/Ω | 60 | 30 | 20 | 15 | 12 | 10 |
线圈中电流I/mA | 21.4 | 27.3 | 30.0 | 31.6 | 32.6 | 33.3 |
(2)傍晚,当光照强度小于
(3)某小组同学在实际调查中发现,有的自动控制电路在光照强度小于设定值时电磁继电器因磁性太强而未能正常释放衔铁,导致LED灯工作电路不能工作。请你帮助他设计一个减弱电磁铁磁性的方案
(4)一只功率为6W的LED灯,其正常发光亮度相与30W的日光灯相当,某间教室有10盏30W的日光灯,每天平均使用3h,如果能用6W的LED灯替换,则一个月(按30天计算)可节约电能
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6 . 一同学设计了如图甲所示的电热水器简化电路图,电磁铁线圈阻值忽略不计,M为自动注水装置,当热水器内水位高度达到设定上限值时,电磁铁吸引衔铁,工作电路停止注水,自动切换至加热状态。控制电路中,电源电压恒为6V,定值电阻R2=40Ω,力敏电阻R1的阻值随热水器内水位高度变化关系如图乙所示。工作电路中,电源电压恒为220V,电热丝R3=55Ω,R4=220Ω,闭合开关S1和S2,求:
(1)如图甲所示,此时工作电路处于___________ (选填“加热”或“注水”)状态;
(2)工作电路处于加热状态时,水对容器底部的压强;___________
(3)若电热水器柱状水箱的底面积为0.01m2,当工作电路处于加热状态时,将箱内的水从25℃加热至80℃用时400s,求该电热水器的加热效率___________ 。[
,c水=4.2×103J/(kg·℃)]
(1)如图甲所示,此时工作电路处于
(2)工作电路处于加热状态时,水对容器底部的压强;
(3)若电热水器柱状水箱的底面积为0.01m2,当工作电路处于加热状态时,将箱内的水从25℃加热至80℃用时400s,求该电热水器的加热效率
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7 . 如图所示是小明设计的一种温度自动控制报警电路图,水银属于__________ (选“导体”或“绝缘体”);当温度低于90℃时,工作的用电器是______ (选填“红”或“绿”)灯;当电磁铁有磁性时其上端为__________ 极。
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8 . 如图,小宇利用自制了一个水位报警器,其中a、b是接线柱,c、d是金属块。___________ ,灯泡L将会___________ (选填“常亮”、“不亮”、“一闪一闪”),报警显示水位过高;
(2)电磁铁有磁性时,下端是___________ 极。想要增强电磁铁的磁性,可以采取的操作是___________ ;
(3)小宇想要加装一个电铃,水位过高时,同时有铃声报警。请你将电铃连入电路中。___________
(2)电磁铁有磁性时,下端是
(3)小宇想要加装一个电铃,水位过高时,同时有铃声报警。请你将电铃连入电路中。
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9 . 学校组织学生进行学科综合实践活动,针对梅雨季节,湿衣服久晾不干,令人烦恼。小明和同学设计出一款“干衣神器”——可自动控制小型的烘干机,可使得衣服快速变干。
___________ 相连(选填“b”或者“c”);
(2)当控制温度设定为T0 = 60℃时,求滑动变阻器R0和电热丝R的阻值分别为多少欧姆?___________
(3)图丙是烘干机正常工作过程中吹热风和吹冷风交替工作模式的功率与时间(P-t)的图像。烘干机连续工作4小时消耗多少度电?___________
(4)如果想将控制温度由T0=60℃调高到T1=70℃,请写出两个可行的措施___________
器 材 | 功 能 |
开关S,电源转换器(把220V交流电压转换为U0=6V直流电压),滑动变阻器R0(200Ω,0.5A),热敏电阻Rx(电阻随温度的变化关系如图甲所示),电磁继电器(线圈电阻不计,线圈电流大于0.2A时衔铁被吸下,线圈电流小于0.2A时衔铁被弹回),电风扇M,电热丝R(电阻恒定不变)。 | ①闭合开关S。当温度低于控制温度T0时,机器吹热风;当温度高于控制温度T0时,机器吹冷风。 ②受控电路(220V工作电路)吹热风时功率为120W、吹冷风时功率为20W。 |
(2)当控制温度设定为T0 = 60℃时,求滑动变阻器R0和电热丝R的阻值分别为多少欧姆?
(3)图丙是烘干机正常工作过程中吹热风和吹冷风交替工作模式的功率与时间(P-t)的图像。烘干机连续工作4小时消耗多少度电?
(4)如果想将控制温度由T0=60℃调高到T1=70℃,请写出两个可行的措施
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解题方法
10 . 物理兴趣小组设计了一款具有自动加热和保温功能的电饭锅,电路图如图甲所示。设计加热功率为880W,保温功率为88W,R0为定值电阻,当电饭锅内温度达到105℃时工作电路切换到保温模式,R1为热敏电阻,其阻值与温度关系如图乙所示。控制电路的电源电压为16V,当电流达到0.02A时,电磁铁会吸下衔铁。
(1)电磁铁的工作原理是电流的__________ 效应;控制电路的电流越大,电磁铁的磁性越__________ (选填“强”或“弱”)。
(2)为了使电饭锅内温度达到105℃时,控制电路的电流达到0.02A。从而把衔铁吸下,使工作电路切换到保温模式,选用的定值电阻R0的阻值应为多大(忽略通电螺线管的阻值)?( )
(3)他们选用的发热电阻R2和R3的阻值分别为多大?( ) ( )
(1)电磁铁的工作原理是电流的
(2)为了使电饭锅内温度达到105℃时,控制电路的电流达到0.02A。从而把衔铁吸下,使工作电路切换到保温模式,选用的定值电阻R0的阻值应为多大(忽略通电螺线管的阻值)?
(3)他们选用的发热电阻R2和R3的阻值分别为多大?
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