初中物理专题训练含有电磁继电器的计算题及解析Word格式文档下载.docx
- 文档编号:13786941
- 上传时间:2022-10-13
- 格式:DOCX
- 页数:13
- 大小:518.33KB
初中物理专题训练含有电磁继电器的计算题及解析Word格式文档下载.docx
《初中物理专题训练含有电磁继电器的计算题及解析Word格式文档下载.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《初中物理专题训练含有电磁继电器的计算题及解析Word格式文档下载.docx(13页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
3当电流一定时,电阻越大,则电阻两端的电压就越大。
策略2:
知道电磁继电器的本质
实质上是一个利用电磁铁来控制电路的开关。
它的作用可实现远距离操作,利用低电压、弱电流来控制高电压、强电流。
还可实现自动控制。
中考典型例题解析
【例题1】智能自动化管理是未来社会的发展趋势,如图甲所示为某工作室的自动化光控电路图,其中光敏电阻R的阻值随照度变化的关系如图乙所示(照度表示物体被照明的程度,单位是Ix)。
请你回答下列问题:
(1)电磁继电器是利用电流 效应工作的,当光照强度增强时,光敏电阻将 ,控制电路中的电流将 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
长时间使用后,控制电路中的电流将降低,若相同的情况下接通电路,则光照强度 。
(选填“增强”“减弱”或“不变”)。
(2)当开关S闭合时,光敏电阻上的照度大于或等于0.41x时,警示灯L亮,已知控制电路的电源电压为22V,电磁继电器的线圈电阻为10Ω,此时控制电路中的电流是多大?
(3)若使电流达到0.2A时,光敏电阻上的照度大于或等于0.41x时警示灯L亮,试通过计算说明怎样改装控制电路。
(注:
可以添加必要的元件)
【答案】
(1)磁;
变小;
变大;
增强;
(2)此时控制电路中的电流是0.44A;
(3)可以在控制电路中串联接入一个60Ω的电阻。
【解析】
(1)电磁继电器是利用电流磁效应工作的,当光照强度增强时,由图乙知,光敏电阻将变小,根据电阻的串联,总电阻变小,由欧姆定律可知,控制电路中的电流将变大;
长时间使用后,控制电路中的电流将降低,若在相同的情况下接通电路,需要增大电流,由欧姆定律可知,要减小光敏电阻的阻值,由图乙知,则光照强度增强;
(2)当照度等于0.4Lx时,由图知,光敏电阻的阻值R=40Ω,
根据欧姆定律和电阻的串联可得,此时控制电路中的电流为:
I==═0.44A;
(3)当电流达到0.2A时,由欧姆定律可得控制电路中的总电阻:
R总===110Ω,
由于此时的总电阻大于原来的总电阻,所以应在控制电路中串联一个电阻;
当照度等于0.4Lx时,警示灯L亮,光敏电阻的阻值仍然为R=40Ω,
根据电阻的串联,串联电阻的阻值:
R串=R总﹣R光﹣R线=110Ω﹣40Ω﹣10Ω=60Ω,
即可以在控制电路中串联接入一个60Ω的电阻。
【例题2】
(2021广西北部湾二模)图甲是温度自动报警器。
控制电路中,电源电压U控=5V,热敏电阻R2的阻值与温度的关系如图20乙所示;
工作电路中,灯泡L标有“9V0.3A”的字样,R4为电子嗡鸣器,它的电流达到某一固定值时就会发声报警,其阻值R4=10Ω。
在R2温度为20℃的情况下,小明依次进行如下操作:
闭合开关S1和S2,灯泡L恰好正常发光,此时R0的电功率为P0;
将R1的滑片调到最左端时,继电器的衔铁刚好被吸下,使动触点与下方静触点接触;
调节R3的滑片,当R3与R4的电压之比U3:
U4=4:
1时,电子嗡鸣器恰好能发声,此时R0的电功率为,。
已知电源电压、灯丝电阻都不变,线圈电阻忽略不计。
求:
(1)灯泡L的额定功率;
(2)当衔铁刚好被吸下时,控制电路的电流;
(3)将报警温度设为50℃时,R1接入电路的阻值;
(4)工作电路的电源电压Ux。
【答案】见解析。
(1)灯泡L的额定功率为
P额=U额×
I额=9V×
0.3A=2.7W
(2)当衔铁刚好被吸下时,变阻器R1接入电路的阻值刚好为0
由图乙知温度为20℃时R2的阻值为R2=25Ω
控制电路的电流为
(3)当将报警温度设为50℃时,由图乙知,R2的阻值变为=10Ω,
此时控制电路的电流仍然为I=0.2A
由得R1接入电路的阻值为
(2)当继电器的衔铁还没被吸下时,电路中的电流为I额=0.3A,则有;
当继电器的衔铁被吸下时,
设此时电路的电流为I,则有;
由即可求得I=0.2A,
此时
而,则得U3=8V
因为,所以得,
即有,
即
解得Ux=12V
临门一脚预测练
1.如图所示是某温控装置的简化电路图,工作电路由电压为220V的电源和阻值R=88Ω的电热丝组成;
控制电路由电源、电磁铁(线圈电阻R0=20Ω)、开关、滑动变阻器R2(取值范围0~80Ω)和热敏电阻R1组成;
R1阻值随温度变化的关系如下表所示,当控制电路电流I≥50mA时,衔铁被吸合切断工作电路;
当控制电路电流I≤40mA时,衔铁被释放接通工作电路。
温度/℃
90
80
66
60
50
46
40
36
35
34
R1/Ω
10
20
70
100
120
130
150
(1)工作电路正常工作时,R在1min内产生的热量是多少?
(2)当温度为60℃,滑动变阻器R2=50Ω时,衔铁恰好被吸合,控制电路的电源电压是多少?
(3)若控制电路电源电压不变,此装置可控制的温度最大范围是多少?
(4)要想要该装置所控制的最高温度降低一些,请分析说明如何改变R2的阻值。
(1)工作电路正常工作时,R在1min内产生的热量是3.3×
104J;
(2)当温度为60℃,滑动变阻器R2=50Ω时,衔铁恰好被吸合,控制电路的电源电压是6V;
(3)若控制电路电源电压不变,此装置可控制的温度最大范围是35℃~80℃;
(4)要想要该装置所控制的最高温度降低一些,应减小R2的最大阻值。
(1)工作电路由电压为220V的电源和阻值R=88Ω的电热丝组成,
则R在1min内产生的热量:
Q=t=×
1×
60s=3.3×
(2)当温度为60℃时,由表格数据可知R1=50Ω,
已知此时滑动变阻器R2=50Ω,则控制电路的总电阻为:
R=R1+R2+R0=50Ω+50Ω+20Ω=120Ω,
此时衔铁恰好被吸合,则控制电路的电流I=50mA=0.05A,
由欧姆定律可得,控制电路的电源电压:
U=IR=0.05A×
120Ω=6V;
(3)当控制电路电流I≥50mA时,衔铁被吸合切断工作电路,由欧姆定律可得,控制电路的总电阻最大为:
R大===120Ω,
滑动变阻器R2(取值范围0~80Ω)的最大电阻为80Ω,根据串联电阻的规律,热敏电阻R1的阻值最小(此时温度最高):
R1=R大﹣R2﹣R0=120Ω﹣80Ω﹣20Ω=20Ω,由表中数据知可控制的最高温度为80℃;
当控制电路电流I≤40mA时,衔铁被释放接通工作电路,由欧姆定律,控制电路的总电阻最小为:
R小===150Ω,
滑动变阻器R2的最小电阻为0时,根据串联电阻的规律,热敏电阻R1的阻值最大(此时温度最低):
R′1=150Ω﹣20Ω=130Ω,由表中数据知可控制的最低温度为35℃;
所以,若控制电路电源电压不变,此装置可控制的温度最大范围是35℃~80℃;
(4)要想要该装置所控制的最高温度降低一些,即热敏电阻R1的阻值增大,因吸合时的电流不变,由欧姆定律可知,控制电路的总电阻不变,故应减小R2的最大阻值。
2.(2021山东泰安一模)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℃。
(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?
(1)为使控制电路正常工作,保护电阻R0的阻值至少为450Ω;
若R0为该值,热水器刚开始保温时水的温度为70℃。
(2)电阻丝R1、R2、R3的阻值分别为33Ω、66Ω、374Ω;
(3)该热水器在加热状态下,将44kg、20℃的水加热到50℃需要2800s。
(1)由题意可知,热敏电阻中允许通过的最大电流I0=15mA,电源电压U1=6V,
控制电路中最小值是R总小===400Ω,
当水箱内最低温度为0℃时,热敏电阻阻值最小,R最小,R最小=100Ω。
保护电阻R0的最小值,保护电阻阻值至少为R0=R总小﹣R最小=400Ω﹣100Ω=300Ω,
热水器刚开始保温时,控制电路中的总电阻R总===750Ω,
热敏电阻的阻值为:
R=R总﹣R最小=750Ω﹣300Ω=450Ω,
由图乙可知,此时水温为70℃;
(2)由题意和电路图知:
衔铁被吸下时,R1、R2并联,电热水器处于加热状态,
P加热=+=2200W,且R2=2R1,
所以+=2200W,
=2200W,
解得:
R1=33Ω,R2=2R1=2×
33Ω=66Ω;
根据题意可知,电磁继电器上方触点和触点c接通时,电热水器处于保温状态,则由电路图知,此时R2、R3串联,
根据电阻的串联特点和欧姆定律可得保温功率:
P保温==110W,即=110W,
R3=374Ω;
(3)水吸收的热量:
Q吸=cm(t﹣t0)=4.2×
103J/(kg•℃)×
44kg×
(50℃﹣20℃)=5.544×
106J:
根据热效率公式η=可得,
加热电路消耗的能量:
W===6.16×
106J,
加热时间:
t===2800s。
3.(2021四川内江一模)如图甲所示,是某科技小组的同学们设计的恒温箱电路图,它包括工作电路和控制电路两部分,用于获得高于室温、控制在定范围内的“恒温”。
工作电路中的加热器正常工作时的电功率为1.0kW;
控制电路中的电阻R'
为滑动变阻器,R为置于恒温箱内的热敏电阻,它的阻值随温度变化的关系如图乙所示,继电器的电阻R0为10Ω.当控制电路的电流达到0.04A时,继电器的衔铁被吸合;
当控制电路中的电流减小到0.024A时,衔铁被释放,则:
(1)正常工作时,加热器的电阻值是多少?
(2)当滑动变阻器R为390Ω时,恒温箱内可获得的最高温度为150℃,如果需要将恒温箱内的温度控制在最低温度为50℃那么,R′的阻值为多大?
(1)正常工作时,加热器的电阻值是48.4Ω;
(2)R′的阻值为90Ω。
(1)根据P=得
正常工作时,加热器的电阻值R===48.4Ω;
(2)由乙图知,当最高温度为150℃时,热敏电阻的阻值R1=200Ω,
控制电路电流I1=0.04A
由欧姆定律得U=I1(R0+R′+R1)=0.04A×
(10Ω+390
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 初中 物理 专题 训练 含有 电磁 继电器 算题 解析