答案解析
1.【答案】(1)解:随着室内温度的升高,热敏电阻的阻值减小,控制电路中电流增大,当电流达到15 mA时,衔铁被吸合,右侧空调电路接通,空调开始工作。当温度下降时,热敏电阻阻值增大,控制电路中电阻增大,电流减小,线圈磁性减小,减小到一定值,使空调电路断开,这样就实现了自动控制。
(2)解:电路启动时的总电阻:R总= =400Ω,此时热敏电阻的阻值:R热=R总-R0=400Ω-10Ω=390Ω,对照表格数据可知,该空调的启动温度是25 °C。
【解析】【分析】(1)根据室内温度的变化,结合表格分析热敏电阻的阻值改变,根据欧姆定律分析通过电磁铁的电流大小变化,确定它的磁场强弱变化以及衔铁的运动方向,最后说明工作电路是否工作即可。
(2)根据图片可知,热敏电阻与继电器线圈串联。首先根据 计算出启动时的总电阻,再根据 R热=R总-R0 计算出启动时热敏电阻的阻值,最后根据表格确定空调的启动温度。
2.【答案】(1)最下端
(2)
(3)减小R1的阻值、增加线圈匝数、缩小衔铁与线圈的距离等(其他合理措施均可)。
【解析】【分析】(1)根据图片可知,弹簧受到的拉力越大,它的长度越大,变阻器的滑片越靠下,变阻器的阻值越小。当水箱中有水时,物体会受到浮力,根据F拉=G-F浮分析即可;
(2)当水面上升使滑片P指向R2的中点时,此时线圈电流达到0.1A,衔铁弹开来报警。首先根据R总=R1+R2'计算出总电阻,再根据U总=I总R总计算出电源电压即可。
(3)当警戒水位升高时,R2的阻值增大,通过电路的电流会变小,电磁铁的磁场会变弱,衔铁会弹开接通报警电路,此时需要增大电流,或者增大电磁铁的磁场强度,据此分析解答。
【解答】(1)当水箱未盛水时,物体不会受到浮力,根据F拉=G-F浮可知,此时弹簧受到的拉力最大,它的长度最大,则滑片应该在最下端。
(2)当水面上升使滑片P指向R2的中点时,此时线圈电流达到0.1A,衔铁弹开来报警。
此时总电阻为:R总=R1+R2'=20Ω+20Ω×=30Ω;
电源电压为:U总=I总R总=0.1A×30Ω=3V。
(3)当警戒水位升高时,R2的阻值增大,通过电路的电流会变小,电磁铁的磁场会变弱,衔铁会弹开接通报警电路,此时需要增大电流,或者增大电磁铁的磁场强度,则采取的措施:
①增大电流,即减小R1的阻值;
②增大电磁铁的磁场强度,即增大线圈匝数;
③增大衔铁与线圈中间的吸引力,即缩小衔铁与线圈的距离。
3.【答案】(1)15;25
(2)W=Pt=2.2千瓦×6×30小时=396千瓦时
或W=Pt=2200瓦×6×30×3600秒=1.43×109焦
(3)A;C;D
【解析】【分析】(1)根据乙图读出电流表的示数,再根据公式 计算出此时的总电阻,利用公式 R总=R总-R0计算出热敏电阻的阻值,最后根据表格确定空调的启动温度。
(2)已知空调制冷的额定功率和时间,根据公式W=Pt计算出消耗的电能。
(3)当温度升高时,热敏电阻的阻值减小,那么通过电磁铁的电流增大,电磁铁的磁力增大,衔铁会提前吸合,为了达到节能的效果,必须设法减小电磁力,可从影响电磁铁磁场强弱的因素和杠杆的平衡条件等角度思考解决方案。
【解答】(1)根据丙图可知,电流表的示数为15mA=0.015A;
电路启动时总电阻为:R总= =400Ω;
此时热敏电阻的阻值为: R总=R总-R0=400Ω-10Ω=390Ω;
对照表格数据可知,此时的启动温度为25℃。
(2)方法一:W=Pt=2.2千瓦×6×30小时=396千瓦时;
方法二:W=Pt=2200瓦×6×30×3600秒=1.43×109焦。
(3)当温度升高时,热敏电阻的阻值减小,那么通过电磁铁的电流增大,电磁铁的磁力增大,衔铁会提前吸合,因此要减弱电磁铁的磁场。根据影响电磁铁的磁场强弱的因素可知,可以减小线圈匝数,故A符合题意;
当温度升高时,热敏电阻的阻值减小,如果增大电源电压,那么通过电磁铁的电流会大幅增大,磁场增大很多,衔铁提前吸合,从而浪费电能,故B不合题意;
当温度升高时,热敏电阻的阻值减小,如果在控制电路中串联一个电阻,会使总电阻增大,从而保证通过电磁铁的启动电流不变,起到节能作用,故C符合题意;
当温度升高时,热敏电阻的阻值减小,那么通过电磁铁的电流增大,电磁铁的磁力增大,衔铁会提前吸合。根据杠杆的平衡条件可知,此时将衔铁适当向左移动,会减小电磁力的动力臂,从而使吸合时间向后延迟,起到节能作用,故D符合题意。
故选ACD。
4.【答案】(1)串
(2)
(3)当t=60°C时,Rt=40Ω,
则R= =300Ω
R0=300Ω-40Ω=260Ω
(4)把滑动变阻器的滑片向右移;或者把直流电源变换器的电压降低;或者把电磁铁与衔铁的距离适当的分离开来等
【解析】【分析】(1)假设两根加热棒串联或并联,然后对功率的大小进行比较即可;
(2)在家庭电路中,开关必须接在火线和用电器之间,据此完成电路的连接;
(3)首先根据图乙确定温度为60℃时Rt的阻值,然后根据计算出总电阻,再根据串联电路R0=R-Rt计算出变阻器的阻值即可。
(4)电磁铁吸合时通过的电流大小不变,即总电阻保持不变,据此分析节约用电的措施。
【解答】(1)如果两个电热棒并联,那么当它们都工作时的总功率肯定等于单个工作时的功率之和,但是0.667kW+1kW≠2kW,因此两根电热棒的连接方式是串联。
(2)从火线上引线,然后先连接两根触点,再连接热水器,最后回到零线,如下图所示:
(3)根据图乙可知,当t=60°C时,热敏电阻Rt=40Ω,
则电路的总电阻R= =300Ω;
此时滑动变阻器接入的阻值:R0=R-Rt=300Ω-40Ω=260Ω。
(4)①当水温降低时,热敏电阻阻值减小,那么总电阻减小,而电磁铁吸合时通过的电流大小不变,根据U=IR可知,此时总电压减小,因此可以降低电源电压;
②如果电源电压不变,而通过电磁铁的电流大小不变,那么电路的总电阻不变。因为温度降低时热敏电阻阻值减小,所以变阻器的阻值要增大,即滑片向右移动。
③电源电压不变,热敏电阻阻值减小,即总电阻减小,这时电流增大,电磁力增大。因为电磁力的大小与距离有关,因此为了使电磁力减小到原来程度,可以适当增大衔铁与电磁铁的距离。
5.【答案】(1)L2
(2)解:∵I=
∴R= = = Ω
∵由乙可知,燃气浓度4%时,Rr=40Ω
∴R2=R-R1= Ω-40Ω=60Ω
答:阻值为60Ω
(3)将滑动变阻器向下移动;应调节滑片使滑动变阻器接入电路的阻值减小;原理;报警时电路电流不变,电路的总电阻不变,当燃气溶度达到3%时,气敏电阻接入电路的阻值变大 ,则滑动变阻器接入电路的阻值减小
【解析】【分析】(1)根据衔铁的运动方向,分析接通哪个灯泡所在的电路即可;
(2)首先根据计算出报警时电路的总电阻,再根据乙图确定燃气浓度为4%时气敏电阻的阻值,最后根据R2=R-R1串联电路计算变阻器接入的阻值。
(3)当报警器报警时,电磁铁将衔铁吸下来,它需要的电磁力保持不变,即通过电磁铁的电流保持不变;因为总电压保持不变,所以电路的总电阻保持不变。首先根据乙图分析燃气浓度为3%时气敏电阻的阻值变化,再根据R总=R1+R2分析变阻器的阻值变化即可。
【解答】(1)根据图甲可知,当电流达到0.03A时,衔铁被吸下来报警,此时衔铁接通L2所在的电路,因此L2灯亮。
(2)当报警器达到出厂预设值时,通过电磁铁的电流为0.03A,
此时电路的总电阻为:;
由乙可知,燃气浓度4%时,气敏电阻的阻值R1=40Ω
那么滑动变阻器接入的阻值:R2=R-R1=100Ω-40Ω=60Ω.
(3)某场地安装该报警器后,想在燃气浓度达到3%时报警,应将滑动变阻器向下移动,理由:报警时电路电流不变,电路的总电阻不变,当燃气溶度达到3%时,气敏电阻接入电路的阻值变大 ,根据R总=R1+R2可知,滑动变阻器接入电路的阻值减小。
6.【答案】(1)I=P/U=44W/220V=0.2A
(2)查表可得:R1=75Ω
(3)A、C
【解析】【分析】(1)已知加湿器的功率和电压,根据公式I=P/U计算正常的工作电流;
(2)首先根据表格确定空气湿度为50%时湿敏电阻的阻值,再根据R总=R1+R0计算出总电阻,最后根据计算控制电路的电流。
(3)衔铁被吸下来时需要的电磁力的大小不变,根据影响电磁铁磁场强弱的因素思考采取的措施即可。
【解答】(3)衔铁被吸下来时需要的电磁力的大小不变,保持控制电流不变,即电路的总电阻不变。湿度60%时湿敏电阻的阻值会减小,根据R总=R1+R0可知,此时总电阻变小,需要串联一个电阻才能保证总电阻不变,故A正确,B错误;
根据U=IR可知,当电流不变时,电压与电阻成正比;既然总电阻变小了,那么就要减小控制电路的电压,故C正确;
当湿度为60%时,总电阻变小,总电流变大,如果再增大线圈匝数,那么电磁铁的磁场强度增大,它会提前将衔铁吸下来,故D错误。
故选AC。
7.【答案】(1)R2
(2)解:当空气湿度为40%时,RD=24Ω
R=R灯+RD=30Ω+24Ω=54Ω
I= = =0.11A
答:此时灯的电流是0.11A
(3)增加线圈匝数、增大电源电压、减小D电阻
【解析】【分析】(1)根据甲图分析湿度增大时湿敏电阻的阻值大小变化,然后与图乙对照即可;
(2)通过图乙确定湿度为40%时湿敏电阻的阻值,然后根据R=R灯+RD计算出此时的总电阻,最后根据欧姆定律计算即可;
(3)警示灯没有闪烁,说明电磁铁没有将衔铁吸引下来,即电磁铁的磁性太弱,根据影响电磁铁磁性强弱的因素思考解决办法。
【解答】(1)根据甲图可知,当湿度增大到80%时,电磁铁的磁场增强,将衔铁吸引下来,此时湿敏电阻D和电磁铁都被短路,通过警示灯的电流变大,那么它的亮度变大。由于电磁铁没有电流经过,因此磁场消失,衔铁又被弹簧拉回,此时警示灯和湿敏电阻串联,通过它的电流变小,灯泡变暗。如此循环往复,警示灯交替闪烁。因为电流增大,所以湿敏电阻的阻值随湿度的增大而减小,那么D处应该选R2.
(2)当空气湿度为40%时,RD=24Ω;
总电阻R=R灯+RD=30Ω+24Ω=54Ω;
此时通过灯泡的电流I== =0.11A。
(3)要使电路满足控制要求,必须增大电磁铁的磁性;
①增大线圈匝数;
②增大电流,即增大电源电压或减小D的阻值。
8.【答案】(1)R总==300Ω
R热敏=300Ω-50Ω=250Ω
查曲线表对应的温度是50℃
(2)低
(3)Q=I2Rt=25×44×600 =660000J
【解析】【分析】1、可根据题中信息“当继电器线圈中的电流大于或等于20毫安时,继电器的衔铁被吸下”计算出此时控制电路中的总电阻。由于控制电路中实际有两个电阻,线圈电阻和热敏电阻,由此可计算出热敏电阻的阻,利用图1可以得到此时对应的温度,这一温度就是最高温度;
2、由于电源电压增大,在控制电路的触发电流不变的情况下,总电阻要求更大,线圈电阻不变,所以热敏电阻较大时就会停止加热,由图1可知,电阻较大时对应的温度较低;
3、由焦耳定律Q=I2R,利用已知的电流,电阻和时间可以计算出热量。
【解答】(2)由于电源电压增大,在控制电路的触发电流不变的情况下,总电阻要求更大,线圈电阻不变,所以热敏电阻较大时就会停止加热,由图1可知,电阻较大时对应的温度较低。
故答案为:(2)低电磁继电器解答题
1.如图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表所示。已知继电器的线圈电阻R0=10Ω,左边电源电压为6V且恒定不变。当继电器线圈中的电流大于或等于15mA时,继电器的衔铁被吸合,右边的空调电路正常工作。
温度t/°C 0 5 10 15 20 25 30 35 40
电阻R/Ω 600 550 500 450 420 390 360 330 300
(1)请说明该自动控制装置的工作原理。
(2)计算说明该空调的启动温度是多少。
2.兴趣小组同学设计了一种自动蓄水装置(如图),其工作原理是:滑动变阻器R2的滑片P固定在弹簀的最下端,当水箱未盛水时,滑片P在R2的某端点,闭合开关后,水泵向水箱内注水;当水面上升使滑片P指向R2的中点时,水面到达预设的警戒高度,水泵自动停止注水,同时电铃发出响声报警。已知当线圈中电流I≥0.1安时,衔接被吸下;R1的阻值为20欧,R2的总电阻为20欧,线圈电阻忽略不计。
(1)当水箱未盛水时,滑片P在R2的 (选填“最上端”或“最下端”)。
(2)求电源电压U。
(3)若要使该自动蓄水装置警戒水位适当升高,可采取的措施有 (列举2种)。
3.如图甲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,控制电路电源电压为6V恒定不变。当继电器线圈中的电流大于或等于某一电流时,继电器的衔铁被吸合,工作电路中空调正常工作。该空调的铭牌如图乙。
温度t/°C 0 5 10 15 20 25 30 35 40
电阻R/Ω 600 550 500 450 420 390 360 330 300
(1)图丙中电流表示数为 毫安,若将电流表改成温度表,请通过计算此时的电流对应的启动温度是多少 ?
(2)空调夏季每天以额定功率工作6小时,每月按30天计算,该空调一个月消耗电能是多少?
(3)为节约用电,夏季要适当升高空调的启动温度,请你选择可行的调节方案。( )
A.减少线圈匝数 B.增大电源电压
C.在控制电路中串联一个电阻 D.将衔铁适当往左移动
4.如图甲是一款即热式电热水器的原理示意图,它可以设定不同的出水温度。A 是热水器,其规格如图丙所示。控制电路中的直流电源变换器能将 220V 交流电转换成 6V 的直流电,Rt 是热敏电阻,其阻值与温度的关系如图乙。电磁铁线圈电阻忽略不计,R 0 是滑动变阻器,当电磁继电器线圈中的电流小于等于 20mA 时,衔铁片会弹起,触点分离,热水器停止加热。
(1)加热棒阻值不变,加热功率分为三档,参数如图丙所示,三档的加热方式为两根加热棒分别单独工作和两根加热棒同时工作,当二根加热棒同时工作时,它们的连接方式是 联的。
(2)请根据要求,在图甲中将热水器 A 接入电路。
(3)如果设定出水温度为60°C,则滑动变阻器的阻值要调到多大
(4)夏天,为了节约用电,使出水温度降低到 50°C,合理的操作是
5.如图甲所示是一家庭燃气报警器的部分电路示意图,其中控制电路中的R1是由气敏电阻制成的传感器,R1的阻值与燃气的浓度的关系如图乙。出厂预设当燃气浓度达到4%时报警,出厂测试时,控制电路的电源电压U1为3伏且保持恒定,闭合开关S1、S2 ,移动滑动变阻器R2滑片P的位置,当控制电路中的电流为0.03安,电磁铁A恰好能将衔铁B吸下。
工作电路中相应的灯亮起而报警。(电磁铁线圈的阻值忽略不计)。
(1)当报警器报警时: 灯亮。(选填“L1”或“L2”)
(2)该报警器要达到出厂预设值,滑动变阻器接入电路的阻值有多大?
(3)某场地安装该报警器后,想在燃气浓度达到3%时报警,该滑动变阻器滑片P应如何移动 ,请简述其中的科学原理
6.专家提示:室内空气过于干燥,发病率会明显增加,室内最佳空气湿度值范围45%至50%。如图所示是某家用空气加湿装置的自动控制电路,R1是一个传感电阻(置于加湿器表面,和空气接触,用于探测空气的湿度),其阻值随湿度的变化关系如表所示。加湿装置上标有“220V 44W”字样。已知定值电阻R0为75Ω,控制电路电源的电压U0为6V不变。当控制电路中的电流增大到某一数值时,继电器的衔铁被吸下,加湿装置电路断开;当控制电路中的电流减小到某-数值时,继电器的衔铁被断开,加湿裝置电路闭合,开始工作。请回答:
空气湿度(%) 10 20 30 40 50 60 70 80 90
电阻R阻值(Ω) 300 210 150 100 75 50 40 30 25
(1)求加湿装置正常工作时的工作电流。
(2)若室内湿度在50%,衔铁被吸下、加湿装置电路被断开,求这时控制电路中的电流。
(3)若要使室内湿度在60%时,才能让衔铁被吸下,加湿装置电路被断开。对控制电路可采取的措施有 。
A.串联一个电阻B.减小R0的电阻值C.减小控制电路电压U0D.增大线圈匝数
7.雨天空气潮湿,能见度低,为确保旅客上、下车安全,需在车门旁开启警示灯。小科设计了如图甲所示的模拟电路,D是一个湿敏电阻,闭合开关后,警示灯随湿度的增大而变亮,当湿度达到80%后能不断亮暗交替闪烁。电路中电源电压为6伏,灯泡电阻为30欧,电磁铁线圈及衔铁的阻值忽略不计。
(1)图乙是两种湿敏电阻阻值大小随湿度变化的图像,D处应选择 (填“R1”或“R2”);
(2)当空气湿度为40%时,求通过灯的电流;(结果保留两位小数)
(3)在实际操作中,小科发现当湿度达到80%后警示灯并没有闪烁,而电路元件都正常,要使电路满足控制要求,小科可以采取的措施有 (写一条即可)。
8.小金在研究性学习活动中,通过查阅资料,查到了一种由半导体材料做成的热敏电阻R热的阻值随温度变化的曲线(如图1),并设计了如图2所示的温度自动控制装置。已知电磁继电器的线圈电阻R0为50欧,左侧控制电路电源电压为6伏,当继电器线圈中的电流大于或等于20毫安时,继电器的衔铁被吸下,右侧发热电路就断开。
(1)求此温度自动控制装置能将温度控制在多少摄氏度以下?(写出具体计算过程)
(2)若将控制电路的电源电压增大,则此装置控制的温度值将变 (填“高”或“低”)
(3)发热电路中电热丝电阻为44欧,正常工作电流5安,则加热10分钟产生热量多少焦?
答案解析
1.【答案】(1)解:随着室内温度的升高,热敏电阻的阻值减小,控制电路中电流增大,当电流达到15 mA时,衔铁被吸合,右侧空调电路接通,空调开始工作。当温度下降时,热敏电阻阻值增大,控制电路中电阻增大,电流减小,线圈磁性减小,减小到一定值,使空调电路断开,这样就实现了自动控制。
(2)解:电路启动时的总电阻:R总= =400Ω,此时热敏电阻的阻值:R热=R总-R0=400Ω-10Ω=390Ω,对照表格数据可知,该空调的启动温度是25 °C。
【解析】【分析】(1)根据室内温度的变化,结合表格分析热敏电阻的阻值改变,根据欧姆定律分析通过电磁铁的电流大小变化,确定它的磁场强弱变化以及衔铁的运动方向,最后说明工作电路是否工作即可。
(2)根据图片可知,热敏电阻与继电器线圈串联。首先根据 计算出启动时的总电阻,再根据 R热=R总-R0 计算出启动时热敏电阻的阻值,最后根据表格确定空调的启动温度。
2.【答案】(1)最下端
(2)
(3)减小R1的阻值、增加线圈匝数、缩小衔铁与线圈的距离等(其他合理措施均可)。
【解析】【分析】(1)根据图片可知,弹簧受到的拉力越大,它的长度越大,变阻器的滑片越靠下,变阻器的阻值越小。当水箱中有水时,物体会受到浮力,根据F拉=G-F浮分析即可;
(2)当水面上升使滑片P指向R2的中点时,此时线圈电流达到0.1A,衔铁弹开来报警。首先根据R总=R1+R2'计算出总电阻,再根据U总=I总R总计算出电源电压即可。
(3)当警戒水位升高时,R2的阻值增大,通过电路的电流会变小,电磁铁的磁场会变弱,衔铁会弹开接通报警电路,此时需要增大电流,或者增大电磁铁的磁场强度,据此分析解答。
【解答】(1)当水箱未盛水时,物体不会受到浮力,根据F拉=G-F浮可知,此时弹簧受到的拉力最大,它的长度最大,则滑片应该在最下端。
(2)当水面上升使滑片P指向R2的中点时,此时线圈电流达到0.1A,衔铁弹开来报警。
此时总电阻为:R总=R1+R2'=20Ω+20Ω×=30Ω;
电源电压为:U总=I总R总=0.1A×30Ω=3V。
(3)当警戒水位升高时,R2的阻值增大,通过电路的电流会变小,电磁铁的磁场会变弱,衔铁会弹开接通报警电路,此时需要增大电流,或者增大电磁铁的磁场强度,则采取的措施:
①增大电流,即减小R1的阻值;
②增大电磁铁的磁场强度,即增大线圈匝数;
③增大衔铁与线圈中间的吸引力,即缩小衔铁与线圈的距离。
3.【答案】(1)15;25
(2)W=Pt=2.2千瓦×6×30小时=396千瓦时
或W=Pt=2200瓦×6×30×3600秒=1.43×109焦
(3)A;C;D
【解析】【分析】(1)根据乙图读出电流表的示数,再根据公式 计算出此时的总电阻,利用公式 R总=R总-R0计算出热敏电阻的阻值,最后根据表格确定空调的启动温度。
(2)已知空调制冷的额定功率和时间,根据公式W=Pt计算出消耗的电能。
(3)当温度升高时,热敏电阻的阻值减小,那么通过电磁铁的电流增大,电磁铁的磁力增大,衔铁会提前吸合,为了达到节能的效果,必须设法减小电磁力,可从影响电磁铁磁场强弱的因素和杠杆的平衡条件等角度思考解决方案。
【解答】(1)根据丙图可知,电流表的示数为15mA=0.015A;
电路启动时总电阻为:R总= =400Ω;
此时热敏电阻的阻值为: R总=R总-R0=400Ω-10Ω=390Ω;
对照表格数据可知,此时的启动温度为25℃。
(2)方法一:W=Pt=2.2千瓦×6×30小时=396千瓦时;
方法二:W=Pt=2200瓦×6×30×3600秒=1.43×109焦。
(3)当温度升高时,热敏电阻的阻值减小,那么通过电磁铁的电流增大,电磁铁的磁力增大,衔铁会提前吸合,因此要减弱电磁铁的磁场。根据影响电磁铁的磁场强弱的因素可知,可以减小线圈匝数,故A符合题意;
当温度升高时,热敏电阻的阻值减小,如果增大电源电压,那么通过电磁铁的电流会大幅增大,磁场增大很多,衔铁提前吸合,从而浪费电能,故B不合题意;
当温度升高时,热敏电阻的阻值减小,如果在控制电路中串联一个电阻,会使总电阻增大,从而保证通过电磁铁的启动电流不变,起到节能作用,故C符合题意;
当温度升高时,热敏电阻的阻值减小,那么通过电磁铁的电流增大,电磁铁的磁力增大,衔铁会提前吸合。根据杠杆的平衡条件可知,此时将衔铁适当向左移动,会减小电磁力的动力臂,从而使吸合时间向后延迟,起到节能作用,故D符合题意。
故选ACD。
4.【答案】(1)串
(2)
(3)当t=60°C时,Rt=40Ω,
则R= =300Ω
R0=300Ω-40Ω=260Ω
(4)把滑动变阻器的滑片向右移;或者把直流电源变换器的电压降低;或者把电磁铁与衔铁的距离适当的分离开来等
【解析】【分析】(1)假设两根加热棒串联或并联,然后对功率的大小进行比较即可;
(2)在家庭电路中,开关必须接在火线和用电器之间,据此完成电路的连接;
(3)首先根据图乙确定温度为60℃时Rt的阻值,然后根据计算出总电阻,再根据串联电路R0=R-Rt计算出变阻器的阻值即可。
(4)电磁铁吸合时通过的电流大小不变,即总电阻保持不变,据此分析节约用电的措施。
【解答】(1)如果两个电热棒并联,那么当它们都工作时的总功率肯定等于单个工作时的功率之和,但是0.667kW+1kW≠2kW,因此两根电热棒的连接方式是串联。
(2)从火线上引线,然后先连接两根触点,再连接热水器,最后回到零线,如下图所示:
(3)根据图乙可知,当t=60°C时,热敏电阻Rt=40Ω,
则电路的总电阻R= =300Ω;
此时滑动变阻器接入的阻值:R0=R-Rt=300Ω-40Ω=260Ω。
(4)①当水温降低时,热敏电阻阻值减小,那么总电阻减小,而电磁铁吸合时通过的电流大小不变,根据U=IR可知,此时总电压减小,因此可以降低电源电压;
②如果电源电压不变,而通过电磁铁的电流大小不变,那么电路的总电阻不变。因为温度降低时热敏电阻阻值减小,所以变阻器的阻值要增大,即滑片向右移动。
③电源电压不变,热敏电阻阻值减小,即总电阻减小,这时电流增大,电磁力增大。因为电磁力的大小与距离有关,因此为了使电磁力减小到原来程度,可以适当增大衔铁与电磁铁的距离。
5.【答案】(1)L2
(2)解:∵I=
∴R= = = Ω
∵由乙可知,燃气浓度4%时,Rr=40Ω
∴R2=R-R1= Ω-40Ω=60Ω
答:阻值为60Ω
(3)将滑动变阻器向下移动;应调节滑片使滑动变阻器接入电路的阻值减小;原理;报警时电路电流不变,电路的总电阻不变,当燃气溶度达到3%时,气敏电阻接入电路的阻值变大 ,则滑动变阻器接入电路的阻值减小
【解析】【分析】(1)根据衔铁的运动方向,分析接通哪个灯泡所在的电路即可;
(2)首先根据计算出报警时电路的总电阻,再根据乙图确定燃气浓度为4%时气敏电阻的阻值,最后根据R2=R-R1串联电路计算变阻器接入的阻值。
(3)当报警器报警时,电磁铁将衔铁吸下来,它需要的电磁力保持不变,即通过电磁铁的电流保持不变;因为总电压保持不变,所以电路的总电阻保持不变。首先根据乙图分析燃气浓度为3%时气敏电阻的阻值变化,再根据R总=R1+R2分析变阻器的阻值变化即可。
【解答】(1)根据图甲可知,当电流达到0.03A时,衔铁被吸下来报警,此时衔铁接通L2所在的电路,因此L2灯亮。
(2)当报警器达到出厂预设值时,通过电磁铁的电流为0.03A,
此时电路的总电阻为:;
由乙可知,燃气浓度4%时,气敏电阻的阻值R1=40Ω
那么滑动变阻器接入的阻值:R2=R-R1=100Ω-40Ω=60Ω.
(3)某场地安装该报警器后,想在燃气浓度达到3%时报警,应将滑动变阻器向下移动,理由:报警时电路电流不变,电路的总电阻不变,当燃气溶度达到3%时,气敏电阻接入电路的阻值变大 ,根据R总=R1+R2可知,滑动变阻器接入电路的阻值减小。
6.【答案】(1)I=P/U=44W/220V=0.2A
(2)查表可得:R1=75Ω
(3)A、C
【解析】【分析】(1)已知加湿器的功率和电压,根据公式I=P/U计算正常的工作电流;
(2)首先根据表格确定空气湿度为50%时湿敏电阻的阻值,再根据R总=R1+R0计算出总电阻,最后根据计算控制电路的电流。
(3)衔铁被吸下来时需要的电磁力的大小不变,根据影响电磁铁磁场强弱的因素思考采取的措施即可。
【解答】(3)衔铁被吸下来时需要的电磁力的大小不变,保持控制电流不变,即电路的总电阻不变。湿度60%时湿敏电阻的阻值会减小,根据R总=R1+R0可知,此时总电阻变小,需要串联一个电阻才能保证总电阻不变,故A正确,B错误;
根据U=IR可知,当电流不变时,电压与电阻成正比;既然总电阻变小了,那么就要减小控制电路的电压,故C正确;
当湿度为60%时,总电阻变小,总电流变大,如果再增大线圈匝数,那么电磁铁的磁场强度增大,它会提前将衔铁吸下来,故D错误。
故选AC。
7.【答案】(1)R2
(2)解:当空气湿度为40%时,RD=24Ω
R=R灯+RD=30Ω+24Ω=54Ω
I= = =0.11A
答:此时灯的电流是0.11A
(3)增加线圈匝数、增大电源电压、减小D电阻
【解析】【分析】(1)根据甲图分析湿度增大时湿敏电阻的阻值大小变化,然后与图乙对照即可;
(2)通过图乙确定湿度为40%时湿敏电阻的阻值,然后根据R=R灯+RD计算出此时的总电阻,最后根据欧姆定律计算即可;
(3)警示灯没有闪烁,说明电磁铁没有将衔铁吸引下来,即电磁铁的磁性太弱,根据影响电磁铁磁性强弱的因素思考解决办法。
【解答】(1)根据甲图可知,当湿度增大到80%时,电磁铁的磁场增强,将衔铁吸引下来,此时湿敏电阻D和电磁铁都被短路,通过警示灯的电流变大,那么它的亮度变大。由于电磁铁没有电流经过,因此磁场消失,衔铁又被弹簧拉回,此时警示灯和湿敏电阻串联,通过它的电流变小,灯泡变暗。如此循环往复,警示灯交替闪烁。因为电流增大,所以湿敏电阻的阻值随湿度的增大而减小,那么D处应该选R2.
(2)当空气湿度为40%时,RD=24Ω;
总电阻R=R灯+RD=30Ω+24Ω=54Ω;
此时通过灯泡的电流I== =0.11A。
(3)要使电路满足控制要求,必须增大电磁铁的磁性;
①增大线圈匝数;
②增大电流,即增大电源电压或减小D的阻值。
8.【答案】(1)R总==300Ω
R热敏=300Ω-50Ω=250Ω
查曲线表对应的温度是50℃
(2)低
(3)Q=I2Rt=25×44×600 =660000J
【解析】【分析】1、可根据题中信息“当继电器线圈中的电流大于或等于20毫安时,继电器的衔铁被吸下”计算出此时控制电路中的总电阻。由于控制电路中实际有两个电阻,线圈电阻和热敏电阻,由此可计算出热敏电阻的阻,利用图1可以得到此时对应的温度,这一温度就是最高温度;
2、由于电源电压增大,在控制电路的触发电流不变的情况下,总电阻要求更大,线圈电阻不变,所以热敏电阻较大时就会停止加热,由图1可知,电阻较大时对应的温度较低;
3、由焦耳定律Q=I2R,利用已知的电流,电阻和时间可以计算出热量。
【解答】(2)由于电源电压增大,在控制电路的触发电流不变的情况下,总电阻要求更大,线圈电阻不变,所以热敏电阻较大时就会停止加热,由图1可知,电阻较大时对应的温度较低。
故答案为:(2)低