浙教版八年级下册第一章电与磁1.3电磁铁的应用计算及详解

电磁铁的应用计算 1、如图是拍摄机动车闯红灯的工作原理示意图。光控开关接收到红灯发出的光会自动闭合， 压力开关受到机动车的压力会闭合，摄像系统在电路接通时可自动拍摄违章车辆。下列有关 说法正确的是（ C ） A．只要光控开关接收到红光，摄像系统就会自动拍摄 B．机动车只要驶过埋有压力开关的路口，摄像系统就会自动拍摄 C．只有光控开关和压力开关都闭合时，摄像系统才会自动拍摄 D．若将光控开关和压力开关并联，也能起到相同的作用 （解：分析题意可知，只有光控开关和压力开关都闭合时，摄像系统才会自动拍摄，因此 A 和 B 两个选项的说法是错误的；分析可见，光控开关和压力开关是相互牵制，相互影响的， 因此这两个开关只能串联，不能并联，所以 D 选项的说法也是错误的。） 2、右图所示的是恒温箱的简易电路图。其工作原理是，接通工作电路后，电热丝加热，箱 内温度升高，当箱内温度达到温度计金属丝 A 所指的温度时，控制电路接通，电磁铁有磁性， 衔铁被吸下，工作电路 断开 ，电热丝停止加热。当箱内温度低于金属丝 A 所指的温度 时，控制电路断开，衔铁被 弹簧拉起 ，工作电路再次工作，电热丝加热，从而保持恒 温箱内温度恒定。 （解：如图，接通工作电路后加热，箱内温度升高，当温度计的水银柱上升到与金属丝 A 接触时，由于水银是导体，控制电路接通，电磁铁有磁性，衔铁被吸下，则工作电路断开， 电热丝停止加热，当温度低于 A 所指的温度时，控制电路控制电路断开，电磁铁失去磁性， 衔铁被弹簧拉起，工作电路再次工作。） 3、图甲为热敏电阻的 R－t 图像，图乙为用此热敏电阻 R 和继电器组成的恒温箱的简单温控 电路。继电器线圈的电阻为 150 欧，当线圈中电流大于或等于 28 毫安时，继电器的衔铁被 吸合，图中的“电源”是恒温箱加热器的电源。 (1)从图甲中可得 50 ℃时热敏电阻的阻值为 90 欧。 (2)恒温箱的加热器应接在 AB (填“AB”或“CD”)间。 (3)当恒温箱内的温度达到 100 ℃时，恒温箱加热器 不处于 (填“处于”或“不处于”) 工作状态。 （解：当温度达到 100℃时，据甲图可知，此时的电阻是 50Ω，继电器线圈的电阻为 150Ω， 所以该电路的电流是： mAAV R UI 3003.015050 6  总 总 ，所以其大于 28mA，故恒温箱不处于工作状态） (4) 若在原控制电路中，串联接入一个可变电阻，当该电阻增大时，所控制的恒温箱内的最 高温度将 变高 (填“变高”“不变”或“变低”)。 （解：据题意可知，“当线圈中电流大于或等于 28 毫安时，继电器的衔铁被吸合”即恒温 箱会停止工作，故可知，若在控制电路中串联一个电阻后，电路电阻变大，同样情况下，使 得电路电流变小，故控制电路达到 28mA 时所用的时间会更长，故可知，保温箱的加热时间 会更长，故保温箱内的温度会更高） 4、如图所示为某兴趣小组为学校办公楼空调设计的自动控制装置，R 是热敏电阻，其阻值 随温度变化关系如下表所示，已知继电器的线圈电阻 R0＝10Ω，左边电源电压为 6V 恒定不 变，当继电器线圈中的电流大于或等于 15 mA 时，继电器的衔铁被吸合，右边的空调电路正 常工作． 温度 t/℃ 0 5 10 15 20 25 30 35 40 电阻 R/Ω 600 550 500 450 420 390 360 330 300 （1）计算说明该空调的启动温度是多少？ （2）为了节省电能，将空调启动温度设定为 30℃，控制电路中需要串联多大的电阻？ 解：（1）、电路启动时的总电阻：  400015.0 6 A V I UR总 此时热敏电阻的阻值：  39010400- 0RRR 总热 查表可得：启动温度为 25℃ （2）、因为电路启动时的总电阻为 400Ω， 由表中数据可知，空调启动温度设定为 30℃时，热敏电阻的阻值为 360Ω， 则电路中还应串联的电阻：  3036010400- ' 0 ' 热总 RRRR 5、如图甲，电磁继电器和热敏电阻 R1 等组成了恒温箱控制电路，R1 处于恒温箱内．电源 电压U＝6V，继电器线圈的电阻可不计。如图乙为热敏电阻的R1－t图像，且已知在50～150℃ 范围内，热敏电阻的阻值随温度的变化规律是：R1×t＝常数；电阻 R2 是可变电阻．当线圈 中的电流达到 20mA 时，继电器的衔铁被吸合．已知可变电阻 R2＝225Ω时，恒温箱可保持 60℃恒温．图中的“交流电源” 是恒温箱加热器的电源． 求：(1)60℃时，热敏电阻 R1 的阻值是多少？ (2)应该把恒温箱的加热器接在 A、B 端还是 C、D 端？ (3)如果要使恒温箱内的温度保持 100℃，可变电阻 R2 的阻值应调为多少？ 解：（1）、60℃时，控制电路 I＝20mA＝0.02A，   75225300- 30002.0 6 21 RRR A V I UR 总 总 （2）、恒温箱的加热器应接在 A、B 端 （3）、设 100℃热敏电阻的阻值为 ， 因为 R1×t＝常数，所以 ℃℃ 1006075 ' 1  R  45' 1R   25545300- 30002.0 6 21 RRR A V I UR 总 总 6、下图是某兴趣小组设计的一恒温箱的原理图。“控制电路”由热敏电阻 R1、滑动变阻器 R0、电磁铁(线圈电阻不计)、电源 U1(U1＝8V)、开关、导线等组成．热敏电阻的阻值随温 度变化的规律如下表．当线圈中的电流大于或等于 20mA 时，电磁铁的衔铁被吸下。“工作 电路”由电源 U2(U2＝220V)、发热电阻 R2(R2＝110Ω)、导线等组成。 求：(1)为使恒温箱温度升高到一定值时，“工作电路”自动断开，导线端点 C 应接哪个接 线柱？ (2)若设定恒温箱的温度最高为 45℃，则“控制电路”中的滑动变阻器的阻值为多大？ (3)“工作电路”工作时的电流为多大？ (4)若要发热电阻 R2 产生 1.32×105J 的热量，则工作电路需工作多长时间？ 解：（1）、导线 C 应接 A 接线柱 （2）、当温度为 45℃时，R1＝200Ω，“控制电路”中的电流 I1＝20mA=0.02A，R1 和 R0 串联，所以滑动变阻器的电阻：  20020002.0 8 1 1 1 0 A VRI UR （3）、工作电路工作时的电流： AV R UI 2110 220 2 2 2  （4）、工作电路需工作时间： sA J RI Qt 3001102 1032.1 2 5 2 2 2   ）（ 7、光敏电阻在各种自动化装装置中很多应用，小柯用它设计了一种“智能家居照明灯”电 路，如图甲所示．（电磁继电器线圈的电阻不计）。 求：（1）导 线___A_（选 填 “ A ” 或 “B”）．连 接家庭电路 中的火线． （2）小柯的 设计要求是： “智能家具 照明灯”在天 暗时自动点亮，天亮时自动熄灭，那么他选择的光敏电阻阻值大小应随光照强度的增加而 ______． （3）保持光照强度不变，闭合开关 S 后，滑片 P 由 a 端详 b 端移动过程中，电流表示数 I 与电压表示数 U 的关系如图乙所示，计算滑动变阻器的最大阻值是多少欧？（电源电压 U 不变） 解：（1）、根据安全用电的原则可知，当灯泡不工作时其两端应无电，故 A 是火线、B 是 零线。 （2）、减小 （3）、当滑片位于 b 端时，电路为光敏电阻的简单电路，电压表测电源的电压，由图可知 电源的电压 U=12V； 当滑片位于 a 端时滑动变阻器与光敏电阻串联，电压表测光敏电阻两端的电压，电 流表测电路中的电流，由表可知，I=0.1A，热敏电阻的电压为 2V， 故总电阻为：  1201.0 12 A V I UR总 , 热敏电阻的阻值：  201.0 2 A V I UR 热敏 热敏 滑动变阻器的最大电阻：  10020120- 热敏总 RRRab