北师大版九年级年级全一册 14.4 电磁铁及其应用
一、单选题
1.图所示的四个实验中,能够说明电动机原理的是( )
A. B.
C. D.
2.下列4个实验中能揭示电风扇工作原理的是
A. B. C. D.
3.如图所示是燃油汽车启动装置的电路简图。汽车启动时,需将钥匙插入仪表板上的钥匙孔并旋转,则下列分析正确的是( )
A.旋转钥匙相当于闭合开关
B.电磁铁是利用电流的热效应来工作的
C.电磁铁通电后电磁铁的上端为S极
D.电动机工作时将电能全部转化为机械能
4.在一次物理实验中,小于同学连接了如图所示的电路,靠近电磁铁的B端有一个可自由转动的小磁针,闭合开关后,下列说法错误的是( )
A.电磁铁的A端为N极,B端为S极
B.小磁针静止时,N极水平指向左侧
C.去掉铁芯,螺线管的磁性更强
D.当滑片P向右端移动,电磁铁磁性增强
5.医用外科口罩的中间层为多孔结构的熔喷布,在生产过程中通过处理,熔喷布得到大量电子,具有“吸引”轻小物体的作用。下列“吸”的现象中,原理与其相同的是( )
A.挤压后的塑料吸盘“吸”在光滑的瓷砖
B.密蜂飞行时,能“吸”引花粉
C.电磁铁“吸”引铁钉
D.表面光滑的两个铅块挤压后会“吸”在一起
6.小明设计了一款“智能照明灯”,其电路的原理图如图所示,光线较暗时灯泡自动发光,光线较亮时灯液所示制电路中,电源电压恒定,为定值电阻,为光敏电阻,其阻值随光照强度的增大而减小。以下说法正确的是( )
A.电磁铁的上端为S极
B.当光照强度增强,控制电路的电流变小
C.当光照强度减弱,电磁铁的磁性增强
D.灯泡应设计在和两接线柱之间
7.如图所示,新能源汽车电动机的永磁体,是将稀土加其它金属一起进行熔化、冷却、破碎、烧结,再用强大的电流进行磁化而制成的。由此可知永磁体( )
A.不耐高温 B.磁性很弱
C.没有经过电流磁场磁化 D.经历熔化和凝固的过程
8.医生给心脏疾病的患者做手术时,往往要用一种称为“人工心脏泵”的体外装置来代替心脏,以推动血液循环。如图是该装置的示意图,线圈ab固定在用软铁制成的活塞柄上(相当于一个电磁铁),通电时线圈与活塞柄组成的系统与固定在左侧的磁体相互作用,从而带动活塞运动。活塞通过阀门与血管相通,阀门S1只能向外开启,S2只能向内开启。下列说法正确的是( )
A.若电流从a端流进线圈,从b端流出线圈,则电磁铁左侧为S极
B.若电流从b端流进线圈,从a端流出线圈,则S1会开启,S2会关闭
C.要使血液流出该“血泵”,电流需从a端流进线圈,从b端流出线圈
D.要使血液流入该“血泵”,电流需从a端流进线圈,从b端流出线圈
9.台阶式自动电梯的运动快慢能根据是否有人乘坐自动调节,其原理是电梯台阶下连接着一个压敏电阻R,电路可简化为如图所示,压敏电阻R起初阻值很大,但随压力的增大而迅速减小,从而改变电梯电动机M的转动快慢,已知电梯及压敏电阻的电源电压均恒定,则下列分析正确的是( )
A.当没有人在电梯上时,衔铁与触点2接触,电动机的转速较小
B.当没有人在电梯上时,衔铁与触点1接触,电动机的转速较大
C.当有人站在电梯上时,衔铁与触点2接触,电动机的转速较大
D.当有人站在电梯上时,衔铁与触点1接触,电动机的转速较小
10.如图所示,GMR是巨磁电阻,它的阻值随电磁铁磁性的增强而减小。下列判断正确的是( )
A.开关S1闭合,滑片向右移动,电磁铁磁性增强
B.开关S1闭合,滑片移到某一位置,电磁铁左端为N极
C.开关S1和S2同时闭合,滑片向右移动,GMR的电阻变小
D.开关S1和S2同时闭合,滑片向左移动,指示灯变暗
二、填空题
11.如图是研究巨磁电阻(GMR电阻在磁场中急剧减小)特性的原理示意图,闭合开关S1、S2后,电磁铁右端为 ______极,滑片P向左滑动过程中,指示灯明显变 ______(选填“亮”或“暗”)。
12.在“探究影响电磁铁磁性强弱的因素”的实验中,实验室准备的器材有∶电源、开关、滑动变阻器、两根完全相同的铁钉、表面绝缘的铜线、大头针若干。小明利用上述器材,制成简易电磁铁甲、乙,并设计了电路,如图所示:
(1)实验中通过观察电磁铁吸引大头针数目的不同,可以判断电磁铁的磁性强弱不同,这种方法叫_________法;
(2)当滑动变阻器滑片向左移动时,电磁铁甲、乙吸引大头针的个数都在_________(选填“增加”或“减少”),说明线圈匝数一定时,电流越______,电磁铁磁性越强;
(3)根据图中的情境可知,电磁铁甲的磁性强,说明电流一定时,___________,电磁铁磁性越强;
(4)图中电磁铁甲的钉帽相当于电磁铁的______极(选填“N”或“S”)。
13.在遂宁农村地区,很多道路边都安装有太阳能路灯,能够实现白天自动充电,夜晚自动给LED灯供电照明。若其自动控制电路如下图所示,R0为保护电阻,R为光敏电阻。电磁铁的工作是利用了_____(奥斯特/法拉第)的发现,要实现自动控制,光敏电阻R的阻值应该随光照强度增大而_____(增大/减小)。
14.图甲是商场“聪明的电梯”,图乙是电梯的自动控制简易电路。电路中的R是一个压敏电阻,其阻值随压力的增大而减小。当人走下电梯后,电磁铁的磁性变___________ (选填“强”或“弱”),电动机的转速变___________(选填“大”或“小”)。
15.为了更好的防控新冠病毒疫情,我国研制了某款智能防疫机器人。机器人利用磁敏电阻等器件来监控移动速度,控制驱动电机运转,图甲为控制电机运转的原理电路,U为输入电压,RB为磁敏电阻,阻值随外加磁场强弱的变化而改变。
下表为机器人的部分参数,“电池比能量”为单位质量的电池所能输出的电能;“减速器的减速比”为输入转速与输出转速的比值。
电池的质量 10kg 减速器的减速比 30:1
电池比能量 140W h/kg 驱动电机的输入总功率 400W
移动速度 0.1~1m/s 驱动电机将电能转化为机械能的效率 60%
(1)图甲中电磁铁是利用_________工作的;
(2)电磁铁上端的磁极是________极(选填“N”或“S”)。
(3)若机器人以最大速度沿水平路面匀速直线运动21min,此过程机器人受到的阻力为______N,消耗的电能占电池所能输出总电能的_______%。
(4)控制电机运转的磁敏电阻阻值随磁场强弱变化的图线如图乙,当磁敏电阻在正常工作区时,即使图甲电路中输入电压U发生改变,R1两端电压U1都能维持在某一定值附近微小变化,从而使控制电路中的电机稳定转动,则磁敏电阻的正常工作区对应图乙中____(选填“ab”或“bc”)段,已知无磁场时RB的阻值为200Ω,R1的阻值为400Ω,线圈电阻忽略不计,当U为24V时,处在磁场中的RB电功率为0.32W,则R1两端的电压U1是__________V。
三、综合题
16.电梯为居民出入带来很大的便利,出于安全考虑,电梯都设置超载自动报警系统,其工作原理如图甲所示.已知控制电路的电源电压U=6伏,保护电阻R1=100欧,压敏电阻R2的阻值随压力F大小变化如图乙所示,电梯底架自重和电磁铁线圈的阻值都忽略不计.
(1)当压敏电阻R2受到的压力F增大时,其阻值减小,控制电路中的电流增大,从而使电磁铁的磁性增强.电梯超载时,衔铁被电磁铁吸住,触点K与触点______接触,电铃发出警报声.
(2)若电梯在20秒内将一位重600牛的乘客匀速提升15米,求电梯对乘客做功的功率.
(3)当电磁铁线圈电流达到20毫安时,衔铁刚好被吸住.若该电梯厢内站立总质量为1000千克的乘客时,试通过计算说明电梯是否超载.(g取10牛/千克)
17.小丽同学家的卫生间将要改造,她利用学过的物理知识边思考、边探究。
(1)为防止扳动开关造成触电事故,她为家用浴霸(两个既可照明又可取暖的灯,其额定电压均为220V)设计了一个温度自动控制装置,如图甲所示。请将两灯连入电路中。( )
(2)洗澡时,涉及很多物理知识,小丽总结了一些,其中正确的是________
A.房间内充满“白气”是汽化现象
B.房间的玻璃镜面变得模糊不清,是水蒸气液化造成的
C.搓背用的洗澡巾表面粗糙是为了增大弹性
D.浴室内的照明灯用玻璃罩密封,是避免液化的水膜导电,造成人体触电事故
(3)小丽准备购买一个草坪式浴室防滑垫,它是由柔软的PVC材料制成,其正面为仿草坪式设计,背面有许多小吸盘,如图乙所示,正面是通过增大接触面的粗糙程度增大脚与垫之间的摩擦力:背面则是利用_______产生的较大压力来增大垫与地之间的摩擦力,两者并举从而达到理想的防滑效果。
(4)小丽想自制一个简易淋浴器,如图丙所示,其“混合器”其实就是一个可以调节横截面积大小的“三通”,当凉水从水龙头流经混合器时,热水会自动从热水壶中上升与凉水混合流到喷头洒出。热水会自动从热水壶中上升的原理是________。在热水和凉水的温度均保持不变的情况下,如果要使喷头喷出的水温升高,应如何调节“混合器”________。
18.为延长蔬果保鲜时间,某同学帮助菜农设计了蔬果保鲜仓库的自动制冷装置.装置如图甲所示,控制电路中电源电压恒定,R1为热敏电阻,R2阻值为5Ω,电磁铁线圈阻值忽略不计;R1阻值随温度的变化关系如图乙所示.当温度升高到5℃时,控制电路中电流达到100mA,衔铁吸下,制冷器启动工作;当电流降至37.5mA时,衔铁弹回,工作电路断开,制冷器停止工作,如此进行间歇性循环工作.图丙为工作电路断开,制冷器听孩子工作,如此进行间歇性循环工作.图丙为工作电路某1小时内制冷器功率与时间的关系图。
请完成下列问题:
(1)温度升高时,热敏电阻R1的阻值将______(选填“增大”或“减小”);
(2)请在控制电路中加一个电压表,使得温度升高时,电压表示数变大,应加在______(选填“R1”或“R2”)两端;
(3)求该装置所控制的最低温度(请写出过程);( )
(4)求一小时内,工作电路制冷器消耗的总电能;( )
(5)如果要提高该装置所控制的最低温度,应将R2的阻值_______(选填“增大”或“减小”),此时最高温和最低温的温度差______(选填“增大”、“减小”或“不变”),理由是______。
19.梅雨季节,湿衣服久晾不干,令人烦恼.小组同学设计出两款自动控制“干衣神器”,可使得衣服快速变干.请选择其中一种方法完成电路原理设计并算出相应答案.(两种方法都做,以第一种为准)
方法一 方法二
器材:开关,电源转换器(把220V交流电压转换为6V直流电压), 定值电阻R0,热敏电阻Rx(电阻随温度的变化关系如图所示), 电磁继电器(线圈电阻不计,线图所示), 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,电热丝(电阻不变) 功能:①闭合开关S当温度低于60℃时, 机器吹热风;当温度高于60℃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 (1)请以笔画线代替导线完成电路连接 ( ) (2)定值电阻R0的阻值为 ________ Ω (3)电热丝的阻值为 _________ Ω 器材:开关S、电源转换器(把220V交流电压转换为6V直流电压) 定值电阻R0, 湿敏电阻Rx(电阻随湿度的变化关系如图所示) 电磁继电器(线圈电阻不计, ,线圈电流电流大于0.2A时衔铁被吸下, 线圈电流电流小于0.2A时衔铁被弹回), 电风扇,电热丝(电阻不变) 功能:①闭合开关S当湿度大于40%时机器吹机器吹热风;当湿度小于40%时, 机器吹机器吹冷风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 (1)请以笔画线代替导线完成电路连接 ( ) (2)定值电阻R0,的阻值为 __________ Ω (3)电热丝的阻值为 _____________ Ω
试卷第1页,共3页
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参考答案:
1.D
【解析】
【详解】
A.此图说明磁体磁极间的相互作用,故A不符合题意;
B.此图说明通电导体周围存在磁场,故B不符合题意;
C.此图电铃利用电磁铁控制电路的通断,从而敲响铃铛,故C不符合题意;
D.此图说明通电导体在磁场中受到力的作用而产生运动,是电动机的工作原理,故D符合题意;
故选D。
2.C
【解析】
【详解】
电风扇工作核心元件是电动机,电动机是利用通电导线在磁场中受力而运动的原理制成的。
A.此图是奥斯特实验,小磁针发针偏转说明通电导体周围有磁场,故A不符合题意;
B.该实验说明闭合电路中的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,会产生感应电流是电磁感应原理,故B不符合题意;
C.电路中有电源,通电导体受到磁场力的作用发生运动,是电动机的原理,故C符合题意;
D.电磁铁是利用了通电螺线管周围存在磁场制成的,故D不符合题意。
故选C。
3.A
【解析】
【分析】
【详解】
A.插入钥匙并旋转才能启动汽车,所以旋转钥匙相当是闭合开关,接通电路,故A正确;
B.电磁铁是在电流通过线圈时,线圈产生磁性,所以电磁铁利用电流的磁效应工作的,故B错误;
C.图示中的电磁铁,电流从其上端流入,下端流出,据安培定则知,电磁铁的下端为S极,故C错误;
D.电动机工作时,大部分电能转化为机械能,小部分电能转化为内能,故D错误。
故选A。
4.C
【解析】
【详解】
A.由图知,电流从螺线管的右端流入、左端流出,根据安培定则可知,电磁铁的A端是N极,B端是S极,故A正确,不符合题意;
B.电磁铁的B端是S极,由磁极间的作用规律可知,小磁针静止时,左端是N极,即N极水平指向左,故B正确,不符合题意;
C.螺线管中间加入铁芯后,通电螺线管的磁性增强,故C错误,符合题意;
D.当滑动变阻器滑动片P向右端移动时,变阻器接入电路的电阻变小,电路中电流变大,则电磁铁的磁性变强,故D正确,不符合题意。
故选C。
5.B
【解析】
【详解】
A.塑料吸盘能吸在墙上是因为大气压强,与题意中带电吸引轻小物体不同,故A选项不符合题意;
B.由于蜜蜂飞行与空气摩擦产生静电,蜜蜂在飞行中就可以吸引带正电的花粉,故B选项符合题意;
C.电磁铁“吸”引铁钉,是利用磁铁能够吸引铁的性质,故C选项不符合题意;
D.表面光滑的两个铅块挤压后会“吸”在一起,是分子之间的引力,故D选项不符合题意。
故选B。
6.D
【解析】
【详解】
A.由图可知,根据安培定则可知,电磁铁的上端为N极,故A错误;
B.当光照强度增强,光敏电阻的阻值减小,总电阻减小,根据欧姆定律可知,控制电路的电流变大,故B错误;
C.当光照强度减弱时,光敏电阻的阻值变大,总电阻变大,根据欧姆定律可知,控制电路的电流变小,电磁铁磁性大小与电流大小、线圈匝数有关,电流减小,则磁性变弱,故C错误;
D.光线较暗时,光敏电阻的阻值大,则控制电路中的电流小,电磁铁的磁性弱,衔铁在弹簧的作用下被拉起,灯泡自动发光,说明灯泡在和两接线柱之间,故D正确。
故选D。
7.D
【解析】
【分析】
【详解】
A.永磁体经过熔化、烧结等过程而制成,所以它耐高温,故A不符合题意;
BC.永磁体用强大的电流磁化而成,而电流越大,产生的电磁场越强,所以磁化后的永磁体的磁性很强,故BC不符合题意;
D.由题知,永磁体是由稀土原材料与其他金属一起经过熔化、冷却、破碎、烧结等复杂工艺形成毛坯,说明制作过程中经历了熔化和凝固过程,故D符合题意。
故选D。
8.C
【解析】
【分析】
【详解】
A.若电流从a端流进线圈,从b端流出线圈,由安培定则可知,电磁铁左侧为N极,故A错误;
B.若电流从b端流进线圈,从a端流出线圈,由安培定则可知,电磁铁右侧为N极,与左侧磁体相互吸引,故活塞向左运动,所以S1会关闭,S2会开启,故B错误;
C.要使血液流出该“血泵”,活塞要向右移动,故电磁铁和左侧磁体相互排斥,电磁铁左侧应该为N极,由安培定则可知,电流从a端流进线圈,从b端流出线圈,故C正确;
D.要使血液流入该“血泵”活塞要向左移动,故电磁铁和左侧磁体相互吸引,电磁铁左侧应该为S极,由安培定则可知,电流从b端流进线圈,从a端流出线圈,故D错误。
故选C。
9.C
【解析】
【详解】
当人站在电梯上时,压敏电阻R的阻值减小,控制电路中电流增大,电磁铁磁性变强,则衔铁被吸下,与触点2接触,此时电阻R1没有接入电路,电动机两端电压为电源电压,电动机的功率变大,则电动机转速变快;当人走下电梯后,压敏电阻的阻值增大,则控制电路中电流变小,电磁铁的磁性变弱,衔铁被拉起与触点1接触,此时R1与电动机串联,电动机两端电压变小,电动机的功率变小,则电动机转速变小;综上所述C正确。故选C。
10.B
【解析】
【分析】
【详解】
AB.由图示知,电磁铁与滑动变阻器串联在电路中,开关S1闭合,电流由电磁铁的右端流入,左端流出,据安培定则知,电磁铁的左端为N极。当滑片向右滑动时,变阻器接入电路的阻值变大,据欧姆定律知,通过电路的电流变小,那么电磁铁的磁性会减弱。故A错误,B正确;
C.开关S1和S2同时闭合,滑片向右移动时,电磁铁的磁性减弱,则GMR的电阻会变大。故C错误;
D.开关S1和S2同时闭合,当滑片向左滑动时,通过电磁铁的电流变大,它的磁性增强,GMR的电阻减小,而GMR与指示灯串联,则此电路中的总电阻变小,那么通过指示灯的电流变大,指示灯变亮。故D错误。
故选B。
11. S 亮
【解析】
【分析】
【详解】
[1]根据右手螺旋定则,四指的方向为电流的方向,大拇指为N极,故电磁铁的右端为S极。
[2]滑片P向左滑动过程中,电阻变小,电流变大,磁性变强,GMR电阻变小,总电阻变小,电流变大,故灯泡变亮。
12. 转换法 增加 大 线圈匝数越多 S
【解析】
【详解】
(1)[1]将不容易观测的事物转化为容易观测的事物,是转换法。
(2)[2] [3]变阻器滑片向左移动,变阻器连入电路中的阻值减小,电路中电流增大,又因为电流越大,其磁性越大,故电磁铁吸引大头针的个数都增加;实验中变化的条件是电流的大小,说明线圈匝数一定时,电流越大,电磁铁的磁性越强。
(3)[4]甲、乙电磁铁的唯一不同之处是匝数不同,所以,它们吸引大头针数目不同,说明其磁性强弱与线圈匝数有关,匝数越多,磁性越强。
(4)[5]利用安培定则,可以判断出钉尖是N极,则钉帽是S极。
13. 奥斯特 增大
【解析】
【详解】
[1]电磁铁的工作原理是电流的磁效应,而电流的磁效应是奥斯特发现的。
[2]由图知能够实现白天自动充电,夜晚自动给LED灯供电照明,说明夜晚衔铁被吸下,夜晚电磁铁的磁性比白天强。电磁铁的磁性随电流的增大而增大,所以夜晚电流大,电磁铁所在串联电路夜晚电阻小,即R的电阻白天大夜晚小,故光敏电阻R的阻值应该随光照强度增大而增大/。
14. 弱 小
【解析】
【详解】
[1][2]由图乙知,压敏电阻与电磁铁串联连接,当人走下电梯后,压敏电阻所受的压力变小,电阻变大,则电路中的电流变小,电磁铁的磁性变弱,那么电磁继电器的动触点与触点1接通,电阻R1与电动机串联在电路中。而动触点与触点2接触时,电路中只有电动机工作,电路中的电流较大。那么接触触点1时,电路中的电流较小,电动机的转速变小。
15. 电流的磁效应 N 240 10 ab 16
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]电磁铁通电时,有磁性,断电时,无磁性;所以电磁铁是利用电流的磁效应工作的。
(2)[2]由图电磁铁上导线电流的方向是从左到右,根据安培定则,右手的四指指向电流的方向,大拇指指向电磁铁的上端,则电磁铁上端的磁极是N极。
(3)[3][4]驱动电机的输入总功率为400W,由题驱动电机将电能转化为机械能的效率为60%,则驱动电机的机械功率为
机器人最大移动速度为1m/s,则当机器人以此速度匀速运动时,机器人受到的牵引力与阻力大小相等,则机器人受到的阻力
机器人匀速直线运动21min消耗的电能为
电池输出的总电能为
消耗的电能占电池所能输出总电能的百分百比为
(4)[5]由题可知磁敏电阻在正常工作区时,因为磁敏电阻RB比较稳定,R1两端电压U1能稳定在一定范围,所以磁敏电阻的正常工作区对应图乙中ab段。
[6]当U为24V时,电路中的电流为
RB电功率为0.32W,则带入公式
解得
由于磁敏电阻RB的阻值比较稳定,则
根据串联分压,电阻之比等于电压之比
可得U1=16V。
16.(1)B;(2)450W;(3)此时电梯超载
【解析】
【详解】
(1)电梯超载时,压敏电阻R2受到的压力F增大时,其阻值减小,控制电路中的电流增大,从而使电磁铁的磁性增强,磁性达到一定程度时,衔铁被电磁铁吸住,触点K与触点B接触,电铃报警,电梯不工作.
(2)在20秒内将一位重600牛的乘客匀速提升15米,此过程电梯克服乘客的重力做功,
做功的功率是:P==450W;
(3)电梯厢内站立总质量为1000千克的乘客时,电梯受到的压力等于乘客的重力,
即F=G=mg=1000kg×10N/kg=10000N
由图乙知道,当压力是F=10000N时,对应的压敏电阻阻值是R2=100Ω,
此时控制电路中的电流是:I==0.03A=30mA>20mA,所以此时电梯超载.
17. BD 大气压 流体流速大的地方压强小 减小混合器的横截面积
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]两浴霸可独立工作,则为并联,接入由温度自动控制装置如下
(2)[2]A.房间内的“白气”是水蒸气液化产生的小水珠,故A错误;
B.玻璃变得模糊不清,是室内水蒸气在玻璃表面液化形成的小水珠附着导致的,故B正确;
C.搓澡巾表面粗糙是通过增大接触面粗糙程度,从而增大摩擦,故C错误;
D.房间内的水蒸气会液化形成小水珠,则照明灯用玻璃罩密封,是避免液化的水膜导电,造成人体触电事故,故D正确。
故选BD。
(3)[3]由于挤压,背面小吸盘内的空气被排除,则在大气压的作用下会产生较大压力来增大垫与地之间的摩擦力。
(4)[4]当凉水从水龙头流经混合器时,由于流速大压强小,产生压强差,从而产生压力差,热水就会自动从热水壶中上升。
[5]若使得喷出的水温升高,即需要让热水出来的更多,所以只需要减小混合器的横截面积,使得混合器处的流速更大,压强更小,让更多的热水喷出。
18. 减小 R2 2℃ 1.8kW·h 增大 增大 温度越高,R1阻值的变化越慢
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]由图乙可知,温度升高时,热敏电阻R1的阻值会减小。
(2)[2]R1和R2串联,温度升高时,R1的阻值会减小,由串联电路分压规律可知,R1两端电压减小,R2两端电压增大,故电压表应并联在R2两端。
(3)[3]当电流达到100mA时,衔铁吸下,工作电路接听,此时电流为
I=100mA=0.1A
此时电路的总电阻为
R总=R1+R2=25Ω+5Ω=30Ω
由图乙可知,温度t=5℃时,电阻R2的阻值为25Ω,控制电路电源的电压为
U=IR总=0.1A×30Ω=3V
当电流为
I1=37.5mA=0.0375A
此时,衔铁弹回,制冷器停止工作,温度最低,此时电路中的总电阻为
可得到电阻R1的阻值为
由图乙可知,当R1=75Ω时,t=2℃,即控制的最低温度为2℃。
(4)[4]由图丙可知,一小时内,工作电路制冷器工作时间为
t=15min+10min+10min+10min=45min=0.75h
消耗的总电能为
W=Pt=2.4kW×0.75h=1.8kW·h
(5)[5][6][7]如果提高所控制的最低温度,即便R1阻值减小,则应使R2的阻值增大,此时温度差会变大,由图乙可知,温度越高,R1阻值变化越慢。
19. 120 484 120 484
【解析】
【详解】
方法一:
第一空.电路的控制部分,热敏电阻和定值电阻并联在电路中,由图象可知,热敏电阻随温度的升高而增大,电压一定,电流减小,电磁铁磁性减弱,当温度高于60℃时,机器吹冷风,当温度低于60℃时, 机器吹热风;则电热丝与下面触点接通,且与电动机并联,电路连接如图所示:
第二空.据题意,当温度等于60℃时,控制电路的电流为I=0.2A,由图像知,温度等于60℃时,热敏电阻Rx=40Ω,据欧姆定律得通过Rx的电流为:
Ix===0.15A,
则通过R0得电流为:
I0=I-Ix=0.2A-0.15A=0.05A,
据欧姆定律得R0的阻值为:
R0===120Ω,
第三空.吹热风时功率为120W、吹冷风时功率为20W,则电热丝的功率为100W,
由P=可得电热丝的阻值为:
R===484Ω;
方法二:
第四空.电路的控制部分,湿敏电阻和定值电阻并联在电路中,由图象可知,湿敏电阻随湿度的增大而减小,电压一定,电流增大,电磁铁磁性增强,当湿度大于40%时,机器吹热风,当湿度低于40%时, 机器吹冷风;则电热丝与下面触点接通,且与电动机并联,电路连接如图所示:
第五空.据题意,当湿度等于40%时,控制电路的电流为I=0.2A,由图像知,湿度等于40%时,湿敏电阻Rx=40Ω,据欧姆定律得通过Rx的电流为:
Ix===0.15A,
则通过R0得电流为:
I0=I-Ix=0.2A-0.15A=0.05A,
据欧姆定律得R0的阻值为:
R0===120Ω,
第六空.吹热风时功率为120W、吹冷风时功率为20W,则电热丝的功率为100W,
由P=可得电热丝的阻值为:
R===484Ω;
答案第1页,共2页
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