八年级科学下册1.3电磁铁的应用同步练习
一、单选题
1.(2022八下·婺城期末)2022年中国疫情形势依然很严峻,“金华415”疫情防控及时、到位,很快得到有效控制。如图是金华某商场的红外测温仪,该仪器的原理是热敏电阻的阻值随人体辐射的红外线而改变,当人体温度越高热敏电阻的阻值越小。小科同学据此设计了一个红外线体温安检电路:要求无人或体温低于37.3℃的人经过时仅绿灯亮,高于37.3℃的人经过时,红灯亮且电铃响起。下列设计符合要求的是( )
A.
B.
C.
D.
2.(2022八下·嘉兴月考)下列关于电磁的四幅图说法错误的是( )
A.甲图的实验说明通电导体在磁场中受到力的作用
B.乙图的温度报警器,若将温度计上端的金属丝向下调整,报警温度降低
C.丙图是电动机的主要结构示意图
D.丁图中麦克风的原理和发电机相同
3.(2022八下·舟山月考)2021年夏季,我国南方普降暴雨,城市内涝给人们生活带来很大影响。小明设计了一种利用电磁继电器来自动控制抽水机工作的电路:当水位在安全位置以下时绿灯亮,抽水机不工作;当水位到达安全位置上限时红灯亮,抽水机开始工作。如图是小明还未连接完成的电路,小明接下去的电路连接应该是( )
A.M接A,N接B B.M接A,N接D C.M接B,N接C D.M接B,N接D
4.(2022八下·嘉兴期末)电磁继电器是利用电磁铁来控制工作电路的一种自动开关。下列装置应用了电磁继电器的是( )
A. 直流电动机
B. 交流发电机
C. 断路器
D. 水位自动报警器
5.(2022八下·金华期中)小明要为自行车设计一种“雾灯”,以提示过往的行人和车辆。题意工作时灯泡能持续交替闪烁。忽略弹性衔铁和电磁铁线圈电阻,下列电路中符合设计要求的是( )
A. B.
C. D.
6.(2022八下·温州期中)如图是拍摄机动车闯红灯的摄像系统工作原理示意图。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。下列有关说法中,正确的是( )
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.将光控开关和压力开关并联,也能起到相同的作用
7.(2022八下·长兴月考)如图所示是拍摄机动车辆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。下列有关说法正确是( )
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,摄电源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
8.(2022八下·杭州月考)如图是小敏设计的汽车尾气中 CO 排放量的检测电路。当 CO 浓度高于某一设定值时,电铃发声报警。图中气敏电阻 R1阻值随 CO 浓度的增大而减小。下列说法正确的是( )
A.电铃应接在A和B之间
B.当CO浓度升高,电磁铁磁性减弱
C.用久后,电源电压U1会减小,报警时CO最小浓度比设定值低
D.为使该检测电路在CO浓度更低时报警,可将控制电路R2的滑片向上移
9.2021年夏季,我国南方普降暴雨,城市内涝给人们生活带来很大影响。小明设计了一种利用电磁继电器来自动控制抽水机工作的电路:当水位在安全位置以下时绿灯亮,抽水机不工作;当水位到达安全位置上限时红灯亮,抽水机开始工作。如图是小明还未连接完成的电路,小明接下去的电路连接应该是( )
A.M接A,N接B B.M接B,N接D C.M接B,N接C D.M接A,N接D
10.如图为一种温度自动报警器的原理图,图中的水银温度计在制作时,玻璃管中封入了一段金属丝,电源和金属丝相连,当温度达到设定值,电铃报警。下列说法不正确的是( )
A.电磁铁的工作原理是电流的磁效应
B.温度升高至78 ℃时,电铃报警
C.若将温度计上端的金属丝向下调整,则报警温度会降低
D.电铃工作时,电磁铁a端为N极
11.(2021八下·上虞期末)如图是一种温度自动报警器的工作原理电路图,在水银温度计上部插入一段金属丝。下列有关报警器的叙述正确的是( )
A.电铃发出报警信号时,电磁铁的右端为s极
B.把电路图中的“+”﹑“-”对调,该报警器将不能正常工作
C.增大水银温度计上部金属丝的长度,则电铃发出报警信号的温度会升高
D.当环境温度升高,水银柱达到金属丝的下端所指示的温度时,电铃会发出报警信号
12.(2021八下·杭州期中)出于安全考虑,电梯会设置超载自动报警系统,其工作原理如图所示。电梯厢底层装有压敏电阻R1,R2为保护电阻。K为动触点,A、B为静触点,当出现超载情况时,电铃将发出报警声,电梯停止运行,下列说法正确的是( )
A.电梯工作时电磁铁的上端为N极
B.电磁铁磁性的强弱与电流的大小有关
C.电梯未超载时动触点K与静触点B接触
D.电梯超载时报警说明压敏电阻的阻值随压力增大而增大
13.电梯为居民出入带来了很大的便利,出于安全考虑,电梯设置有超载自动报警系统,其工作原理如图所示。R1为保护电阻,R2为压敏电阻,其阻值随压力增大而减小。下列说法正确的是( )
A.电磁铁是根据电磁感应原理制成的
B.工作时,电磁铁的上端为N极
C.超载时,电磁铁的磁性减小
D.正常情况下(未超载时),K与A接触
14.(2021八下·诸暨月考)如图所示是某科技小组设计的一种温度自动控制报警装置电路图,以下说法正确的( )
A.温度达到90℃,绿灯亮
B.自动报警器的触点类似一种开关
C.自动报警器中的电磁铁运用了电磁感应现象
D.把水银温度计换成酒精温度计同样可以工作
15.(2020八下·温州期中)如图所示是某同学连接的电铃电路,开关闭合后,电铃只响一声就不再响了。原因是( )
A.电磁铁始终没有磁性 B.衔铁没有向下运动
C.电池正、负极接反了 D.衔铁一直被吸住
二、填空题
16.(2022八下·婺城期末)学习了家庭电路后,小科对家庭电路进行了调查研究。请回答:
(1)如图甲是空气开关的原理图,当电路中电流过大时,通电线圈P产生较强的磁性,吸引衔铁Q,弹簧拉动开关,自动切断电路。可见空气开关切断电路是利用了电流的 效应。
(2)观察厨房中的电器时,妈妈告诉他,以前电饭锅不用时要将插头从插座上拔下来,既不方便也容易损坏插座。后来电工师傅换了一个如图乙的带开关的插座后,只要拨动下开关就可以断开电了。小科仔细观察了如图乙的插座后,很快就在纸上画出了如图丙所示的插座背面接线示意图。则图中最上面的a线应该是 线。
17.(2022八下·鄞州期末)如图是小宁设计的汽车尾气中CO排放量的检测电路。当CO浓度高于某一设定值时,电铃发声报警。图中气敏电阻R1阻值随CO浓度的增大而减小。
(1)根据小宁的设计,电铃应该接在 。(填“AC之间”或“BD之间”)
(2)用久后,电源电压U会减小,报警时CO最小浓度比设定值 。(填“高”或“低”)
(3)为使该检测电路在CO浓度更低时报警,可将R2的滑片向 。(填“上移”或“下移”)
18.(2022八下·东阳期末)有一款“智能照明灯”的工作原理如图所示,天暗时灯L自动发光,天亮时自动熄灭。已知控制电路中,电源电压恒定,R1为定值电阻,R2为光敏电阻,其阻值随光照强度的增大而减小,据此回答下列问题。
(1)当光照强度增大时,电压表示数将 。
(2)若将R1换成阻值稍大的电阻,则灯L的发光时间 (选填“变短”或“变长”)。
19.(2022八下·余杭期中)
(1)小阳利用如图①所示电磁继电器可以控制电动机的正反转,请将工作电路连接完整。
(2)如图②甲是我们常用的一个插线板.在使用中我们会发现:插线板上的指示灯在开关闭合时会发光,插孔正常通电;如果指示灯损坏,开关闭合时插孔也能正常通电.根据上述现象,在图②乙中画出插线板中开关、指示灯和插孔的连接方式,并与电源线接通。
20.(2022八下·苍南竞赛)在“制作自动保温器”的项目化活动中,小明设计了如图甲所示自动保温电路图。其工作 原理为:当工作电路接通电源,处于保温器内的电热丝工作,双金属片 AB 受热逐渐向一 侧弯曲;当保温器内温度达到设定值时,双金属片 (阻值忽略不计) 与导体 C 接触,控制 电路中衔铁被吸下,使得工作电路自动断开, 电热丝停止加热。温度降低到一定值后,双 金属片与C 脱离,电热丝重新加热。
(1)当双金属片与导体C接触时,控制电路中的灯L亮度的变化情况是 。
(2)如图乙所示为不同长度的黄铜片和康铜片升高相同温度后的长度变化情况。小明欲用这两 种金属来制作双金属片 AB ,则金属片 A 应选择两种材料中的 。
(3)小明想提高自动保温器的设定温度,下列方法可行的是 。
A..滑动变阻器滑片左移 B.减少电磁铁线圈匝数
C.减小控制电路的电压 D.将导体C适当远离双金属片
21.(2022八下·兰溪月考)如图是汽车油箱内监测油量的装置模型,电流表显示油量,电磁继电器控制指示灯。当油量较低时,电流表示数 (选填 “变大”“不变”或“变小”),此时指示灯会亮的 (选填“L1”或“L2”)。
22.(2022八下·乐清月考)梅雨季节,空气潮湿,路面湿滑,为保证师生通行安全,好学的英英同学设计了如图乙警示灯的模拟电路。
(1)在电路中串联一个湿敏电阻,当湿度变大,电流高达一定程度时警示灯才发光,因此应选择图甲中的 (填“R1”或“R2”)湿敏电阻。
(2)为了提高警示效果,要求警示灯能亮暗闪烁,湿敏电阻应连接在图乙的 (填“A” 或“B”)位置。
23.(2022八下·龙游月考)光敏电阻在各种自动化装置中有很多应用,小柯用它设计了一种“智能家居照明灯”电路,如图所示。(电磁继电器线圈的电阻不计)
(1)用测电笔测试 A,B两处,能使氖管发光的是 处。
(2)小柯的设计要求是:“智能家居照明灯”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应随光照强度的减弱而 。
24.(2022八下·杭州月考)如图所示是电磁选矿机的示意图,其中D是 ,利用它来挑选矿石,若M为矿石,则落入B中的是 。(填“铁矿石”或“非铁矿石”)
25.(2022八下·杭州月考)如图所示是某科技小组设计的一种温度自动控制报警装置电路图,当温度达到90℃时,报警装置就会响铃,同时红灯亮,当温度低于90℃时,绿灯亮,电铃不响。
(1)请你根据科技小组的设计要求完成电路图。
(2)当图中左方电源正负极不小心被对调后,报警装置 (选填“能”或“不能”)正常工作。
三、实验探究题
26.(2022八下·温州期中)夏天的紫外线较强,人们在户外活动时间过长,会造成皮肤灼伤,甚至诱发皮肤癌。小宁利用紫外光敏电阻对紫外线较灵敏的性质,设计了如图所示电路。当户外紫外线增强到设定值时,S2 闭合,电动机转动,遮阳棚防紫外线的遮阳布展开
(1)图中光敏电阻R2的阻值随紫外线的增强而逐渐 (填“增大”或“减小”)
(2)从安全用电的角度分析,进户线a应该是 线。
(3)若要使遮阳棚防紫外线的遮阳布在紫外线还未达到设定值时就展开,可以怎么操作?
27.夜幕下,路边LED灯将道路照得犹如白昼,这种LED灯是通过光电转换来供电的。
如图是某小区利用太阳能给LED路灯供电的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、流过线圈的电流I与光照强度E(单位:勒克斯,符号:lx)之间的几次实验数据如表所示:
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
当线圈A中的电流I≥30.0 mA时,动触点D与静触点G、H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的减弱而 (填“增大”或“减小”)。
(2)当光照强度增强时,电磁铁的磁性 (填“增强”或“减弱”)。
(3)白天,太阳能电池板将太阳能转化为电能,这种能量通过再次转化储存在大容量蓄电池内。傍晚,当光照强度小于 _lx(勒克斯)时,路灯开始工作。
28.(2019八下·湖州月考)计了一个道路限载报警器(图甲),R0是变阻器,R是压敏电阻。R的电阻大小随压力大小变化关系如图乙。当超载车辆通过压敏电阻时,限载报警器就会报警。
(1)调试好电路,闭合开关S1和S2,当超载车辆通过时,限载报警器会 (填“灯亮”、“铃响”)
(2)一般交通主干道的抗压能力比村道路要强得多。若把村道路限载报警器应用到主干道,就要适当调高报警的限载重量,下列操作可行的是 。
A.把变阻器R0的滑片适当左移
B.把电源1的电压适当增大
C.把电磁铁C适当右移
29.(2019八下·温州月考)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,其工作原理如图所示。当电梯超载时,电梯的自动报警系统就会启动,铃声响起;当电梯载重量正常时,电梯上升。
(1)当接通控制电路时,继电器的动触头与 (填“上”或“下”)静触点接触。
(2)电梯内部的压敏电阻随着受到压力的增大而 (填“增大”或“减小”),来改变控制电路中的电流,
从而达到改变电磁铁的磁性,起到报警的作用。
(3)若该报警系统在电梯严重超载时才自动报警,为保证人员安全,应如何对该系统进行改进。 (答出一点即可)
30.(2018八下·杭州月考)当夏天大气压偏低的时候,养鱼专业户需要给鱼塘增氧,以防止鱼缺氧死亡。小明同学设计了一个自动增氧系统,他把实验室的水银气压计进行改装,在气压计左边顶端密封一根铜导线,右边开口处也固定一根铜导线,如图所示。气压计左边的水银面上方为真空,标准大气压下两边水银柱高度差为 76cm。当左边水银面下降时,右边水银面将上升。如果外界大气压低于 72cm 高水银柱所产生的压强时,水银柱将两边的铜导线接通,使得电磁继电器的控制电路形成通路,电磁铁将衔铁吸下,工作电路接通,增氧泵(里面是交流电动机)就自动工作。
(1)气压计右边的铜导线应竖直向下伸长到右边标心 cm 处。请同时在图中画出 。
(2)请按照题意要求,直接在图中连接好电路。
四、解答题
31.(2022八下·新昌期末)电动车已成为人们出行的重要交通工具,但与电动车相关的安全事故也呈现多发的态势。
(1)电动车由电池包供电,若电池包意外进水就可能引发自燃,其原理如下:
水电解→可燃性气体积累→遇明火,气体燃烧→引燃整车
请写出以上原理中水电解的化学方程式 。
(2)雨天或雾天时能见度低,骑电动车易发生交通事故。小敏为电动车设计的一种“警示灯”,骑行过程中灯泡会持续交替闪烁发光,以提示过往的行人和车辆。如图是“警示灯”的电路图,R0为定值电阻,电磁铁线圈及弹性衔铁的电阻忽略不计.
①当电流通过电磁铁时,电磁铁的下端是 极。
②请说明“警示灯”能自动进行交替发光的工作原理 。
32.(2022八下·柯桥期末)如图甲为恒温箱的简化电路,R0、R1设置在恒温箱内,R0为加热电阻,阻值为40Ω。R1为热敏电阻,其电阻值随温度的变化关系如图乙。控制电路中,U=6V,R2为滑动变阻器。当恒温箱内的温度达到一定值时,加热电路会自动断开,当箱内温度略低时,加热电路自动闭合进行加热。
(1)根据恒温箱的工作过程判断,P应与 (填 “m”或“n")连接。
(2)若电磁铁线圈电阻为10欧,当线圈中的电流达到30mA时,电磁继电器的衔铁会被吸下。若恒温箱内的温度设定为100℃,则滑动变阻器R应接入电路的电阻值为多少?
(3)若要增大恒温箱内的设定温度,该如何进行操作?
(至少写两点)
33.(2022八下·滨江期末)小滨利用压力传感器、电磁继电器、阻值可调的电阻R等元件,设计了一个汽车超载自动报警电路,如图甲所示。已知压力传感器所受压力越大时,输出的电压U就越大,二者的关系如图乙所示。闭合开关S,当继电器线圈中电流大于或等于20mA时,衔铁被吸合。已知传感器的输出电压U即为继电器控制电路的电源电压,线圈的电阻为20Ω。
回答下列问题:
(1)车辆不超载时,工作电路中绿灯亮;当传感器所受压力增大到一定程度时,红灯亮,说明汽车超载。请判断灯 (填 “L1”或“L2”)是红灯。
(2)某水平公路桥禁止质量大于或等于20t的车辆通行,用此装置报警,R的阻值应调节为多少?(g=10Nkg,要求写出计算过程)
(3)如果要求禁止质量更小的车辆通行,应该如何改动报警装置的控制电路?(写出一种方法即可)
34.(2022八下·安吉期末)如图甲所示,某恒温箱的工作电路由工作电源、电热丝等组成,其电路通断由控制电路控制,控制电路由20V的低压电源、电磁继电器( 线圈电阻不计)、热敏电阻R1 (安装在恒温箱内)、可变电阻器R2开关等组成,R1的阻值随温度变化的关系如图乙所示。调节可变电阻器使得R2=110Ω,闭合开关,当恒温箱内温度升高到50℃时,由于电磁继电器的作用,工作电路被断开,电磁继电器的线圈电阻忽略不计,请回答下列问题:
(1)从电路安全来看,工作电路中交流电源的火线应该接 端(选填“a”或“b”)接;
(2)调节可变电阻器使得R2=170Ω,恒温箱内温度最高能达到多少度?
(3)若要调低恒温箱的设定温度,应将可变电阻器R2的阻值适当 (选填“调大”或“调小”)。
35.(2022八下·定海期末)某光敏电阻R1没有受到光照(或光照较暗)时,阻值较小;有光照(或光照较强)时,阻值较大。如图是科学兴趣小组同学利用该光敏电阻和电磁继电器设计的路灯自动控制电路,用于公路照明。
(1)当光照较暗时,公路照明灯亮;当光照较强时,公路照明灯灭。则工作电路的A点应接在处 (选填“M”或“N”),才能达到控制要求。
(2)若控制电路中电源电压为6V,线圈电阻忽略不计,当滑动变阻器接入电路的阻值为20Ω,通过该电路的电流为0.05A时,工作电路正常工作,公路照明灯亮发光,求此时光敏电阻的阻值R1为多少Ω?
(3)在实际操作中,当光照较暗时,公路照明灯仍未发光,而电路连接及元件都正常。要使电路满足控制要求,下列调试方法可行的是 。
A.向右移动滑片P B.向左移动滑片P
C.增加线圈匝数 D.升高控制电路电压
答案解析部分
1.【答案】C
【知识点】电磁铁的其他应用
【解析】【分析】逐一分析每个选项的电路的工作过程,找出符合题意的答案。【解答】A.A图红灯装在干路,不论什么情况红灯均亮,A不符合题意;
B.无人或体温低于37.3℃的人经过热敏电阻的阻值变大,由欧姆定律可知,控制电路中的电流越小,电磁铁磁性变弱,衔铁在弹簧弹力的作用下使静触点动触点分开,仅红灯亮,故B不符合题意;
C.体温高于37.3℃的人经过热敏电阻的阻值变小,由欧姆定律可知,控制电路中的电流越大,电磁铁磁性变强,衔铁被吸下,工作电路中电铃与红灯并联连入电路中,电铃响,红灯亮,故C符合题意;
D.D图中,红灯接在干路中,在任何情况下红灯均发光,故D不符合题意。
故选C。
2.【答案】A
【知识点】通电直导线周围的磁场;电磁铁的其他应用;电磁感应;直流电动机的构造原理与工作过程
【解析】【分析】根据图片分析其中包含的物理过程和原理即可。
【解答】A.图甲中,当电流从导线中经过时,下方的小磁针的指向发生偏转,则说明电流周围存在磁场,故A错误符合题意;
B.图乙中,温度计内的金属丝向下调整,则水银柱与金属丝接触时的温度降低,即报警温度降低,故B正确不合题意;
C.丙图中,通电线圈在磁场中受力运动,这就是电动机的工作原理,故C正确不合题意;
D.声音引起膜片振动,膜片带动线圈振动,线圈在磁场中切割磁感线,从而产生强弱不同的电流,这和发电机的工作原理相同,即电磁感应现象,故D正确不合题意。
故选A。
3.【答案】D
【知识点】电磁铁的其他应用
【解析】【分析】根据图片,分析整个装置的工作过程,确定衔铁的位置对工作电路的影响,从而确定正确的连接方式即可。
【解答】根据图片可知,当水位没有达到安全位置时,此时绿灯发光,即高压电源的M可以与动触点B相连,而N与D点相连。当水位达到安全位置时,控制电路被接通,此时电磁铁将衔铁吸下来,接通红灯和抽水机所在的电路,此时抽水机开始工作。
故选D。
4.【答案】D
【知识点】电磁铁的其他应用
【解析】【分析】电磁继电器是用电磁铁控制的开关,据此分析判断。
【解答】根据图片可在,直流电动机、交流电动机和断路器中,都没有利用电磁铁,故A、B、C不合题意;
在水位自动报警器中,应用了电磁铁,即使用了电磁继电器,故D符合题意。
故选D。
5.【答案】D
【知识点】电磁铁的其他应用
【解析】【分析】对各个电路图进行分析,哪个符合题目的要求,哪个就是正确选项。
【解答】AB.闭合开关后,电磁铁将衔铁吸下来,接通灯泡所在的电路,则灯泡持续发光,而不能交替发光,故A不合题意;
C.闭合开关后,电磁铁将衔铁吸下来,此时灯泡所在的电路断开,则灯泡熄灭,而不能交替发光 ,故C不合题意;
D.闭合开关后,灯泡和电磁铁所在的电路都接通,此时灯泡发光。电磁铁将衔铁吸下来,此时灯泡的电路断开,因此它会熄灭。由于此时电磁铁所在的电路也断开,因此磁场消失,衔铁弹回,此时又接通灯泡和电磁铁所在的电路,此时灯泡发光。如此循环往复,从而使灯泡交替发光,故D正确,而A、B、C错误。
故选D。
6.【答案】C
【知识点】电磁铁的其他应用
【解析】【分析】根据图片,分析整个装置的工作过程,然后对各个选项进行判断。
【解答】根据图片可知,光控开关和压力开关串联。只有光控开关和压力开关同时闭合时,才能启动摄像系统,故A、B错误,C正确;
光控开关和压力开关并联时,则会:①只要红灯时,就会启动拍摄系统;②只要有汽车经过,就会启动拍摄系统,与题意不符,故D错误。
故选C。
7.【答案】C
【知识点】电磁铁的其他应用
【解析】【分析】根据图片,结合题目的描述分析这个违章拍照装置的工作原理和过程,然后对各个选项进行判断。
【解答】根据图片可知,光控开挂与压力开关串联,只有两个开关同时闭合,电磁铁才会产生磁场,从而启动拍摄系统,故A、B错误,C正确;
如果两个开关闭合,那么二者不相互影响,即:①只要红灯发光,就会拍照;②只要有汽车经过,就会拍照,这和实际要求不符,故D错误。
故选C。
8.【答案】D
【知识点】电磁铁的其他应用
【解析】【分析】(1)(2)图中气敏电阻R1阻值随CO浓度的增大而减小,由欧姆定律得出控制电路的电流变化,根据影响电磁铁磁性强弱的因素可知磁性的变化,结合电路分析;
(3)用久后,电源电压U1会减小,由欧姆定律,只有当R1阻值变小时,控制电路才能达到衔铁被吸下的最小电流,据此分析;
(4)在CO浓度越低电阻越大,因控制电路衔铁被吸下的最小电流不变,由欧姆定律和电阻的串联分析。【解答】AB.图中气敏电阻R1阻值随CO浓度的增大而减小,由欧姆定律可知,控制电路的电流增大,电磁铁磁性增强,衔铁被吸下,因CO浓度高于某一设定值时,电铃发声报警,故电铃应接在CD之间,故A、B错误;
C.用久后,电源电压U1会减小,由欧姆定律可知,此时电流减小。只有当R1阻值变小时,控制电路才能达到衔铁被吸下的最小电流,即报警时CO最小浓度比设定值高,故C错误;
D.控制电路衔铁被吸下的最小电流不变,即总电阻不变。根据R总=R1+R2可知,在CO浓度越低电阻变大,即减小变阻器的电阻,故将R2的滑片向上移,故D正确。
故选D。
9.【答案】B
【知识点】电磁铁的其他应用
【解析】【分析】根据题目的要求确定工作电路的接线方法即可。
【解答】根据题目的要求可知,电磁铁的衔铁上的动触点要么接通上面的绿灯,要么接通下面的红灯,因此它应该直接连接高压电源的一个电极。绿灯或红灯要正常工作,则还应该接通另一个电极,根据图片可知,二者右端的接线共同连接在D点,则只需将D点与另一电极相接即可,故M接B,N接D。
故B正确,而A、C、D错误。
故选B。
10.【答案】D
【知识点】电磁铁的构造和原理;通电螺线管的极性和电流方向的判断
【解析】【分析】(1)根据电磁铁的工作原理判断;
(2)根据图片确定水银柱与上面的金属丝接通的对应温度;
(3)根据(2)中的分析判断;
(4)根据安培定则判断电磁铁的极性。
【解答】A.电磁铁的工作原理是电流的磁效应,故A正确不合题意;
B.根据图片可知,水银柱与上面的金属丝接通的温度为78℃,则温度升高至78 ℃时,电铃报警,故B正确不合题意;
C.若将温度计上端的金属丝向下调整,那么水银柱与上面金属丝接通时的温度会降低,则报警温度会降低,故C正确不合题意;
D.线圈上电流方向下。右手握住螺线管,弯曲的四指指尖向下,此时大拇指指向右端,则右端为螺线管的N极,左端a为S极,故D错误符合题意。
故选D。
11.【答案】D
【知识点】电磁铁的其他应用
【解析】【分析】(1)根据安培定则判断电磁铁的极性;
(2)根据电磁铁的特点分析;
(3)根据金属丝与水银接触时所对的刻度分析;
(4)根据图片分析这个装置的工作过程。
【解答】A.线圈上电流方向向下;右手握住螺线管,弯曲的四指指尖向下,此时大拇指指向右端,则电磁铁的右端为N极,故A错误;
B.把电路图中的“+”﹑“-”对调,则通过电磁铁的电流方向改变,那么电磁铁的极性发生改变,但是并不影响电磁铁对衔铁的吸引,则该报警器能正常工作,故B错误;
C.增大水银温度计上部金属丝的长度,则与水银面接触时所对的温度会偏小,即电铃发出报警信号的温度会降低,故C错误;
D.当环境温度升高,水银柱达到金属丝的下端所指示的温度时,控制电路被接通,电磁铁产生磁性。将衔铁吸合,接通电铃所在的电路,因此电铃会发出报警信号,故D正确。
故选D。
12.【答案】B
【知识点】影响电磁铁磁性强弱的因素;电磁铁的其他应用;通电螺线管的极性和电流方向的判断
【解析】【分析】(1)根据安培定则判断电磁铁的极性;
(2)根据影响电磁铁磁性强弱的因素分析;
(3)分析未超载时电梯的状态即可;
(4)分析压力增大时电磁铁磁性强弱的变化,进而确定电流的变化,并推测压敏电阻的阻值变化。
【解答】A.螺线管线圈上电流方向向左;右手握住螺线管,弯曲的四指指尖向左,此时大拇指指向下端,则电磁铁的下端为N极,故A错误;
B.电磁铁的磁性强弱与电流大小和线圈匝数都有关系,故B正确;
C.电梯超载时,电铃发出报警声,即衔铁被吸下来,接通触点B,那么电梯未超载时,衔铁弹起,与触点A接触,此时电梯正常工作,故C错误;
D.电梯超载时,电磁铁的磁场变强,衔铁被吸下来,则通过电磁铁的电流增大,而压敏电阻的阻值减小,那么得到结论:压敏电阻的阻值随压力增大而减小,故D错误。
故选B。
13.【答案】D
【知识点】电磁铁的构造和原理;影响电磁铁磁性强弱的因素;通电螺线管的极性和电流方向的判断
【解析】【分析】(1)根据电磁铁的工作原理分析;
(2)根据安培定则判断电磁铁的磁极方向;
(3)超载时,首先分析压敏电阻的阻值变化,然后确定电流变化,进而判断电磁铁磁性的变化;
(4)根据该装置的工作过程判断。
【解答】A.电磁铁是根据电流的磁效应制成的,故A错误;
B.工作时,线圈上电流向左;右手握住螺线管,弯曲的四指指尖向左,此时大拇指指向下端,那么电磁铁的下端为N极,故B错误;
C.超载时,压敏电阻的阻值减小,通过电磁铁的电流增大,则电磁铁的磁性增大,故C错误;
D.正常情况下(未超载时),K与A接触,接通电动机所在的电路,断开电铃所在的电路,保证电梯正常工作,故D正确。
故选D。
14.【答案】B
【知识点】电磁铁的其他应用
【解析】【分析】根据电磁铁的应用的知识分析判断。
【解答】根据图片可知,当温度达到90℃时,水银柱与金属丝接通,此时电磁铁产生磁性,将衔铁吸下来,切断绿灯所在的电路,此时绿灯熄灭,故A错误;
自动报警器中的电磁铁和触点相当于一个开关,故B正确;
电磁铁运用了电流的磁效应,故C错误;
水银为导体,而酒精为绝缘体,即使酒精的液柱与金属丝接触,也不能接通电磁铁所在的电路,因此不能正常工作,故D错误。
故选B。
15.【答案】D
【知识点】电磁铁的其他应用
【解析】【分析】分析整个装置的工作过程即可。
【解答】闭合开关后,电路中有电流经过,电磁铁产生磁性,将衔铁吸下来,衔铁带动小锤敲击铃碗发出声音。由于电磁铁的磁性一直存在,因此衔铁一直被吸引,不能恢复原来的位置,开始第二次敲击,故D正确,而A、B、C错误。
故选D。
16.【答案】(1)磁
(2)零
【知识点】电磁铁的构造和原理;家庭电路的组成与连接
【解析】【分析】(1)根据题意可知,空气开关的主要结构为电磁铁,据此分析工作原理。
(2)根据家庭电路的接线方法分析解答。
【解答】(1)如图甲是空气开关的原理图,当电路中电流过大时,通电线圈P产生较强的磁性,吸引衔铁Q,弹簧拉动开关,自动切断电路。可见空气开关切断电路是利用了电流的磁效应。
(2)在家庭电路中,为了用电安全,开关必须接在火线上。根据图丙可知,开关与b相接,因此b为火线,而c为地线,那么a肯定是零线。
17.【答案】(1)BD之间
(2)高
(3)上移
【知识点】欧姆定律及其应用;电磁铁的其他应用
【解析】【分析】(1)根据题目描述,结合图片确定电铃报警时衔铁的位置即可;
(2)根据欧姆定律分析报警时总电阻的变化,进而确定压敏电阻的阻值变化,最后确定CO浓度的变化。
(3)报警时通过电路的电流大小不变,即总电阻不变,根据R总=R1+R2分析变阻器的阻值变化即可。
【解答】(1)当CO浓度增大时,气敏电阻的阻值减小,那么总电阻减小,而总电流增大,电磁铁的磁场变强,将衔铁吸下来,接通BD所在的电路而报警,因此电铃应该接在BD之间。
(2)用久后,电源电压U会减小,而报警时的电流不变,根据U=IR可知,此时总电阻减小,即压敏电阻的阻值减小,则CO浓度比设定值高。
(3)报警时通过电路的电流大小不变,即总电阻不变,当CO浓度降低时,气敏电阻的阻值增大,根据R总=R1+R2可知,R2的阻值要减小,即滑片向上移动。
18.【答案】(1)减小
(2)变长
【知识点】欧姆定律及其应用;电磁铁的其他应用
【解析】【分析】(1)首先分析光敏电阻的阻值变化,然后根据“串联电路电压与电阻成正比”的规律确定电压表的示数变化;
(2)电磁铁吸合时需要的电流大小是不变的,据此分析发光时间的变化。
【解答】(1)根据图片可知,定值电阻R1与光敏电阻R2串联,电压表测R2的电压。当光照强度增大时,光敏电阻R2的阻值减小,根据串联电路的分压规律可知,此时电压表的示数减小。
(2)若将R1换成阻值稍大的电阻,此时总电阻增大,而总电流减小,则当光照强度到达原来的临界值时电磁铁不会吸合,因此灯泡L的发光时间延长。
19.【答案】(1)
(2)
【知识点】电磁铁的其他应用;家庭电路的组成与连接
【解析】【分析】(1)电动机的转动方向由电流方向决定,因此控制电动机的正反转,其实就是改变电流方向,即改变电源正负极的方向,据此分析解答;
(2)用电器相互影响为串联,不相互影响为并联,据此确定指示灯和插座的串并联关系,再结合家庭电路的安全知识完成连接即可。
【解答】(1)根据图2可知,将电动机的左端接在动触头上,将电源的左端分别接在上下两个静触头上,最后将电源的右端并接即可,此时可以通过衔铁的上下移动,改变电动机中的电流方向,如下图所示:
(2)①指示灯损坏后,插口正常工作,则指示灯和插座并联;
②在家庭电路中,开关要接在火线和用电器之间,如下图所示:
20.【答案】(1)熄灭
(2)黄铜
(3)B;C;D
【知识点】影响电磁铁磁性强弱的因素;电磁铁的其他应用
【解析】【分析】(1)根据电路的连接方式分析灯泡亮度的变化;
(2)根据材料的膨胀性能的大小分析;
(3)要想提高自动保温器的设定温度,需要电热丝工作更长的时间,根据电路的连接方式分析采取的方法。
【解答】(1)当双金属片与导体C不接触时,灯泡、电磁铁、滑动变阻器串联接入电路中,此时通过灯泡有电流,灯泡会发光;当双金属片与导体C接触时,灯泡的两端被导线相连,灯泡被短路,不发光,所以灯泡此时会熄灭;
(2)由图可知,1m长的康铜膨胀后变为1.19m,则2m长的康铜膨胀后变为2.38m,而2m长的黄铜膨胀后变为2.3m,由此可知,同样长度的黄铜和康铜升高相同温度时,康铜膨胀的长度要大,双金属片相同受热情况下往黄铜方向弯曲。为了使金属片向左弯曲,所以黄铜在左边,即A的材料为黄铜;
(3)要想提高自动保温器的设定温度,则需要电热丝工作更长的时间,此时需要减小通过电磁铁的电流或使电磁铁的磁性减弱;
A.滑动变阻器滑片左移,滑动变阻器接入电路的电阻减小,总电阻减小,电路中的电流变大,故A错误;
B.电磁铁磁性的大小与线圈的匝数、电流的大小有关,所以可以减少电磁铁线圈匝数,故B正确;
C.减小控制电路的电压,根据欧姆定律可知,通过电磁铁的电流会变小,故C正确;
D.将导体C适当远离双金属片,只有当双金属片的温度更高时才能与C接通,会提高自动保温器的设定温度,故D正确;
故选BCD。
21.【答案】变小;L2
【知识点】欧姆定律及其应用;电磁铁的其他应用
【解析】【分析】(1)根据图片确定滑片的移动方向,判断变阻器的阻值变化,再根据“电流与电阻的反比关系”确定电流表的示数变化;
(2)根据衔铁的运动方向,确定被接通的灯泡即可。
【解答】(1)根据图片可知,当油量较低时,滑片向上移动,变阻器的阻值增大,而电流表的示数变小;
(2)变阻器的滑片向上移动,接通电磁铁所在的电路,电磁铁将衔铁吸下来,接通灯泡L2所在的电路,则此时指示灯会亮的是L2。
22.【答案】(1)R2
(2)B
【知识点】欧姆定律及其应用;电磁铁的其他应用
【解析】【分析】(1)根据欧姆定律判断出湿敏电阻与湿度的关系,再根据图象判断出R1和R2与湿度的关系,从而得出答案;
(2)根据实际需要,当空气潮湿,能见度低时,警示灯变亮,即警示灯随湿度增加而变亮,警示灯变亮时,电路的电流增大,电阻减小,即湿敏电阻随着湿度的增加而减小,根据警示灯不断闪烁确定湿敏电阻的位置。
【解答】(1)根据题意可知,当湿度变大时,电流越大,电磁铁的磁场增强,将衔铁吸下来,短路电磁铁和B,此时只有灯泡自己。由于灯泡的电压增大,所以此时警示灯发光。由欧姆定律可知,湿敏电阻随湿度的增加而减小,
由图甲知:R1的电阻随湿度的增加而增加,R2的电阻随湿度的增加而减小,因此R2为湿敏电阻。
(2)由图乙知,当空气潮湿(湿度大),能见度低时,湿敏电阻的阻值变小,根据
可知,电路的电流增大,电磁铁的磁性变强,将衔铁吸引下来;若湿敏电阻放在B位置时,会被短路,电路的电流突然增大,警示灯一下变得很亮,起到闪烁的作用,而放在A点则不会出现此现象,因此湿敏电阻应连接在图甲的B位置。
23.【答案】(1)A
(2)增大
【知识点】电磁铁的其他应用;测电笔的使用
【解析】【分析】(1)测电笔接触火线发光,接触零线不发光;在家庭电路中,开关必须接在火线上;
(2)根据图片分析灯泡发光时衔铁的位置,确定电磁铁磁场强弱变化,进而确定光敏电阻的阻值变化即可。
【解答】(1)根据图片可知,控制灯泡的开关直接与A相连,则A为火线,B为零线,则能够使氖管发光的是A处。
(2)当天变暗时,光照强度减小,此时灯泡点亮,说明衔铁脱离电磁铁的吸引弹回上面,从而接通灯泡所在的电路。由于电磁铁的磁性减弱,所以通过电磁铁的电流减小,而总电阻增大,也就是光敏电阻的阻值增大,那么得到:光敏电阻阻值应随光照强度的减弱而增大。
24.【答案】电磁铁;铁矿石
【知识点】电磁铁的其他应用
【解析】【分析】根据图片,分析电磁选矿机的工作原理,据此分析解答。
【解答】根据图片可知,将矿石放入料斗,然后矿石进入分选器,其中的铁矿石能够被电磁铁吸引,从而进入右侧,而非铁矿石不受影响,直接落入左侧。据此可知,D应该是电磁铁,落入B中的受到吸引,应该为铁矿石。
25.【答案】(1)解:如图所示:
(2)能
【知识点】电磁铁的其他应用
【解析】【分析】(1)根据题目的描述,结合图片分析整个装置的工作过程,进而确定接线方式。
(2)电源的正负极对调后,不会影响通过电路的电流大小,只会影响电流的方向。而衔铁能够被吸合,只和电磁铁的吸引力大小有关,因此不会影响装置的正常工作,据此分析解答。
【解答】(1)根据图片可知,当温度到达90℃时,水银柱与金属丝接通,此时电磁铁产生磁场,将衔铁吸下来,接通红灯所在的电路。由于此时红灯亮,电铃响,因此红灯和电铃应该串联。当温度低于90℃时,电磁铁没有磁性,衔铁回到原来位置,接通绿灯所在电路,此时绿灯亮,如下图所示:
(2)当图中左方电源正负极不小心被对调后,报警装置能正常工作。
26.【答案】(1)减小
(2)火
(3)将滑动变阻器的滑片向右移动,减小R1的阻值;换用电压更大的电源;增加线圈匝数;换用阻值随紫外线增强而减小得更多的光敏电阻(合理即可)
【知识点】电磁铁的其他应用;家庭电路的组成与连接
【解析】【分析】(1)根据图片可知,当紫外线增强到一定程度时,开关S2闭合,此时电磁铁吸合衔铁,即它的磁场增强,通过它的电流增大,据此判断光敏电阻R2的变化。
(2)在家庭电路中,开关必须接在火线上;
(3)电磁铁吸合时,需要的磁场强度是不变的,根据影响电磁铁磁场强弱的因素分析操作方法。
【解答】(1)根据图片可知,光敏电阻R2的阻值随紫外线的增强而逐渐减小;
(2)根据图片可知,进户线a与开关S2直接相接,那么a应该是火线。
(3)电磁铁吸合时,需要的磁场强度是不变的,
①保持通过控制电路的电流不变,即总电阻不变。当紫外线强度较低时,R2的阻值偏大,因此要变阻器的滑片向右移动,从而减小R1的阻值。
②保持通过控制电路的电流不变,当紫外线强度较低时,R2的阻值偏大,根据R总=R1+R2可知,总电阻增大。根据U=IR可知,此时可以增大电源电压。
③当紫外线强度较低时,R2的阻值偏大,根据R总=R1+R2可知,总电阻增大,则通过电磁铁的电流减小。为零保持磁场强度不变,可以换用匝数更多的电磁铁;
④保持通过控制电路的电流不变,即总电阻不变。在变阻器R1的阻值不变的情况下,可以换用一个随紫外线减小更多的光敏电阻R2。
27.【答案】(1)增大
(2)增强
(3)15
【知识点】电磁铁的其他应用
【解析】【分析】(1)根据表格数据,分析光敏电阻的阻值随光照强度的变化规律;
(2)电磁铁的磁性强弱与通过它的电流大小有关,分析控制电路部分的电流变化即可;
(3)根据表格确定电流为30mA时的光照强度即可。
【解答】(1)由表格中数据可知,光敏电阻的阻值R随光照强度E的减弱而增大。
(2)当光照强度增强时,光敏电阻的阻值减小,则通过电磁铁的电流增大,那么电磁铁的磁性增强。
(3)根据表格可知,当线圈电流为30mA时,此时的光照强度为15lx,则:傍晚,当光照强度小于15lx(勒克斯)时,路灯开始工作。
28.【答案】(1)铃响
(2)A
【知识点】电磁铁的其他应用
【解析】【分析】(1)根据图乙确定车辆超载时压敏电阻R的阻值变化,进而推断控制电流的变化,得到电磁铁磁性大小的变化,最后根据衔铁的运动方向确定限载报警器的工作方式;
(2)当电磁铁的衔铁被吸下来时需要的电磁力是固定不变的,可从杠杆平衡的角度对C的位置改变进行分析,也可以从减小电磁力的角度分析解决办法。
【解答】(1) 调试好电路,闭合开关S1和S2,当超载车辆通过时, 根据乙图可知,压敏电阻R的阻值变小,那么控制电流变大,电磁铁的磁场变强,磁力变大,上面的衔铁被吸下来,从而接通电铃所在的电路,所以此时限载报警器会铃响;
(2)A.把变阻器的滑片左移,那么阻值变大,控制电流变小,电磁铁的磁力不能将衔铁吸下来报警,即在限载质量不变的情况下,报警器没有报警;如果要报警的话,那么需要增大限载质量,故A符合题意;
B.增大电源1的电压,那么通过电磁铁的电流增大,磁性增强,即原来没有报警时的电流,现在就有可能报警,也就是减小了限载质量,故B不合题意。
C.衔铁和支架的相接点为杠杆的支点,弹簧AB的拉力为阻力,电磁铁C的吸引力为动力;如果将C右移,那么动力臂变长,因此要将衔铁吸下来需要的电磁力就更小了,即更小的电流也能使它报警,这样不但没有提高限载质量,反而减小了限载质量,故C不合题意;
故选A。
29.【答案】(1)下
(2)减小
(3)减小电源电压
【知识点】电路的动态分析;电磁铁的其他应用
【解析】【分析】(1)接通控制电路时,衔铁受到电磁铁的吸引,根据衔铁的运动方向判断继电器的动触头与哪个触点接触;
(2)电梯超载,压敏电阻受到的压力增大时,这时控制电路会接通,根据电磁铁磁性的大小判断电流的大小变化,进而判断电阻的大小变化,最终弄清压敏电阻的阻值变化;
(3)首先判断电梯严重超载时压敏电阻的阻值变化,然后判断电流变化,最后根据电流的变化思考解决方案。
【解答】(1)当接通控制电路时,电磁铁会将衔铁向下吸引,这时继电器的动触头与下面的静触点接触,电铃工作,发出报警;
(2)电梯内部的压敏电阻随着受到压力的增大而减小),来改变控制电路中的电流, 从而达到改变电磁铁的磁性,起到报警的作用;
(3)当电梯严重超载时才自动报警,即报警电流增大,这时有可能导致超出电梯的承载能力发生危险;将报警电流减小为原来的电流是一种解决方案:①减小电源电压;②增大定值电阻阻值。
故答案为:(1)下;(2)减小;(3)减小电源电压
30.【答案】(1)12;
(2)解:如图所示:
【知识点】电磁继电器的组成、原理和特点
【解析】【分析】(1)玻璃管中左右液面的高度差表示大气压强的大小,由题意可知当大气压强为72cm水银柱时,增氧泵要开始工作,也就是玻璃管中两侧的液面差为72cm时电流导通,据此可计算出右侧液面上面到的位置,同时也是右侧铜导线向下伸长到右边的标心处;
(2)将玻璃管组成的自动开关串联在控制电路中,使用低压电源。工作电路中的增氧泵使用220V的交流电压。
【解答】(1)由题意知,当左右液面相差72cm时增氧泵要自动工作,设左液面下降了xcm,(86cm-x)-(10cm+x)=72cm,解得x=2cm,所以右液面上升到了12cm处,此时两边铜导线要接通,所以右边的铜导线应竖直向下伸长到右边标心12cm处。
故答案为:(1)12
31.【答案】(1)2H2O 2H2↑ +O2↑
(2)S;图中该电路闭合开关,电磁铁与灯泡中都有电流经过,灯泡发光且电磁铁产生磁性: 之后电磁铁将动触点吸下,与静触点分离,电路被切断,灯熄灭且电磁铁磁性消失; 弹性衔铁形变恢复,动触点与静触点接触,电路通路,灯泡发光且电磁铁又具有磁性。 如此反复,灯泡交替发光。
【知识点】电磁铁的其他应用;书写化学方程式、文字表达式
【解析】【分析】(1)确定反应物、反应条件和生成物,据此写出反应的化学方程式。
(2)①根据安培定则判断电磁铁的极性;
②电磁铁通电时有磁性,断电时无磁性。据此结合衔铁自身的弹性,分析衔铁的位置变化,描述灯泡的发光情况即可。
【解答】(1)水在通直流电的条件下分解,生成氢气和氧气,则反应的方程式: 、2H2O 2H2↑ +O2↑ 。
(2)①根据图片可知,线圈上电流方向向右。右手握住螺线管,弯曲的四指指尖向右,此时大拇指指向上端,则电磁铁的上端为N极,下端为S极。
②警示灯”能自动进行交替发光的工作原理:图中该电路闭合开关,电磁铁与灯泡中都有电流经过,灯泡发光且电磁铁产生磁性: 之后电磁铁将动触点吸下,与静触点分离,电路被切断,灯熄灭且电磁铁磁性消失; 弹性衔铁形变恢复,动触点与静触点接触,电路通路,灯泡发光且电磁铁又具有磁性。 如此反复,灯泡交替发光。
32.【答案】(1)n
(2)解:R= =200欧
R=200欧-50欧10欧=140欧
(3)解:减小电源电压,滑片向右移,控制电路中串联一个电阻,减少电磁铁的线圈匝数
【知识点】欧姆定律及其应用;影响电磁铁磁性强弱的因素;电磁铁的其他应用
【解析】【分析】(1)根据甲图,结合题目的描述分析加热电阻工作时衔铁的位置即可;
(2)根据图片可知,在控制电路部分,电磁铁、滑动变阻器和热敏电阻串联。首先根据计算出总电阻,再根据图乙确定100℃时热敏电阻的阻值,最后根据R2=R总-R电磁铁-R1计算出变阻器接入的阻值即可。
(3)根据影响电磁铁磁场强弱的因素分析解答。
【解答】(1)根据图甲可知,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,磁场增强,此时将衔铁吸下来与下面的触点连通,切断加热电路,那么衔铁与触电n接触时应该为加热状态,即P应该与n连接。
(2)电磁铁吸合时需要的磁场强度不变,当温度升高时,热敏电阻的阻值减小,通过电磁铁的电流增大,磁场变强,则衔铁会提前吸下来切断工作电路。为了能够继续工作,必须减小电磁铁的磁场强度,方法为:
①减小电磁铁的线圈匝数;
②减小通过电磁铁的电流,根据U=IR可知,即减小电源电压;增大总电阻,即滑片右移,或者再串联一个电阻即可。
33.【答案】(1)L2
(2)当某水平公路桥禁止质量大于或等于20t的车辆通行时,
车对水平地面的最小压力:F最小=G最小=m最小g=20×103kg×10N/kg=2×105N,
由图象可知,此时的输出电压:U=1V,
由欧姆定律可知电路总电阻:,
那么电阻R的阻值:R=R总-R线圈=50Ω-20Ω=30Ω;
(3)要求禁止质量更小的车辆通行,此时车辆对传感器的压力变小,压力传感器输出的电压U就越小,根据可知,电路中的电流变小。由于吸合电流不变,则需要增大电路中的电流,采取的方法有:减小R接入电路的电阻。
【知识点】欧姆定律及其应用;电磁铁的其他应用
【解析】【分析】(1)分析超载和不超载时,衔铁的位置及两盏灯的亮暗情况得出结论。
(2)车对水平地面的压力等于它的重力,由图象求出压力传感器的阻值,然后由串联电路特点与欧姆定律求出R阻值。
(3)要求禁止质量更小的车辆通行,此时的压力变小,压力传感器输出的电压U就越小,根据欧姆定律分析电路中电流的变化,最后根据吸合电流不变,分析电阻R的阻值变化即可。【解答】(1)根据乙图可知,当压力增大时,传感器输出电压增大,则通过电磁铁的电流增大,磁场变强。根据甲图可知,车辆不超载时,衔铁接上端,L1亮;车辆超载时,衔铁被吸合,衔铁接下端,L2亮,由题意知,L1是绿灯,L2是红灯。
34.【答案】(1)a
(2)当温度达到50℃时,热敏电阻的阻值为90Ω,、
则电磁铁吸合时的总电阻:R总=R2+R1=110Ω+90Ω=200Ω;
当电磁铁吸合断开工作电路时,需要的电流大小不变,即总电阻不变,
当可变电阻器使得R2=170Ω时,热敏电阻:R1'=R总-R2'=200Ω-170Ω=30Ω;
根据图乙可知,此时温度为130℃。
(3)调小
【知识点】欧姆定律及其应用;电磁铁的其他应用
【解析】【分析】(1)在家庭电路中,为了用电安全,开关应该接在火线和用电器之间;
(2)当电磁铁吸合断开工作电路时,需要的电流大小不变,即总电阻不变,根据R总=R2+R1计算即可。
(3)首先根据图乙确定温度降低时热敏电阻的阻值变化,再根据R总=R2+R1分析可变电阻器R2的阻值变化。
【解答】(1)根据图甲可知,a端与电磁继电器控制的开关直接相连,因此a应该为火线。
(2)当温度达到50℃时,热敏电阻的阻值为90Ω,、
则电磁铁吸合时的总电阻:R总=R2+R1=110Ω+90Ω=200Ω;
当电磁铁吸合断开工作电路时,需要的电流大小不变,即总电阻不变,
当可变电阻器使得R2=170Ω时,热敏电阻:R1'=R总-R2'=200Ω-170Ω=30Ω;
根据图乙可知,此时温度为130℃。
(3)当恒温箱的温度降低时,根据图乙可知,此时热敏电阻的阻值增大,根据R总=R2+R1可知,为了保持总电阻不变,此时可变电阻器R2的阻值要减小。
35.【答案】(1)N
(2)电路的总电阻:;
此时光敏电阻的阻值:R1=R总-R变=120Ω-20Ω=100Ω。
(3)A;C;D
【知识点】欧姆定律及其应用;影响电磁铁磁性强弱的因素;电磁铁的其他应用
【解析】【分析】(1)根据题目的描述,分析灯泡发光时衔铁的位置即可;
(2)首先根据计算出电路的总电阻,再根据R1=R总-R变计算出光敏电阻的阻值。
(3)照明灯还没有发光,说明此时衔铁没有被吸合,即电磁铁的磁场强度较小,据此分析判断。
【解答】(1)A点与照明灯连接,当照明灯工作时,光照较暗,此时光敏电阻阻值减小,而通过电磁铁的电流较大,因此衔铁被吸下来接通A所在的电路,因此A点应该与N接通。
(2)电路的总电阻:;
此时光敏电阻的阻值:R1=R总-R变=120Ω-20Ω=100Ω。
(3)照明灯还没有发光,说明此时衔铁没有被吸合,即电磁铁的磁场强度较小。
要增大电磁铁的磁场强度,可以增大电流而减小电阻,即变阻器的滑片向右移动,故A符合题意,B不合题意;
要增大电磁铁的磁场强度,可以增大线圈匝数,故C符合题意;
如果变阻器的阻值不变,那么当电流增大时,根据U=IR可知,此时需要升高控制电路的电压,故D符合题意。
故选ACD。
1 / 1八年级科学下册1.3电磁铁的应用同步练习
一、单选题
1.(2022八下·婺城期末)2022年中国疫情形势依然很严峻,“金华415”疫情防控及时、到位,很快得到有效控制。如图是金华某商场的红外测温仪,该仪器的原理是热敏电阻的阻值随人体辐射的红外线而改变,当人体温度越高热敏电阻的阻值越小。小科同学据此设计了一个红外线体温安检电路:要求无人或体温低于37.3℃的人经过时仅绿灯亮,高于37.3℃的人经过时,红灯亮且电铃响起。下列设计符合要求的是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【知识点】电磁铁的其他应用
【解析】【分析】逐一分析每个选项的电路的工作过程,找出符合题意的答案。【解答】A.A图红灯装在干路,不论什么情况红灯均亮,A不符合题意;
B.无人或体温低于37.3℃的人经过热敏电阻的阻值变大,由欧姆定律可知,控制电路中的电流越小,电磁铁磁性变弱,衔铁在弹簧弹力的作用下使静触点动触点分开,仅红灯亮,故B不符合题意;
C.体温高于37.3℃的人经过热敏电阻的阻值变小,由欧姆定律可知,控制电路中的电流越大,电磁铁磁性变强,衔铁被吸下,工作电路中电铃与红灯并联连入电路中,电铃响,红灯亮,故C符合题意;
D.D图中,红灯接在干路中,在任何情况下红灯均发光,故D不符合题意。
故选C。
2.(2022八下·嘉兴月考)下列关于电磁的四幅图说法错误的是( )
A.甲图的实验说明通电导体在磁场中受到力的作用
B.乙图的温度报警器,若将温度计上端的金属丝向下调整,报警温度降低
C.丙图是电动机的主要结构示意图
D.丁图中麦克风的原理和发电机相同
【答案】A
【知识点】通电直导线周围的磁场;电磁铁的其他应用;电磁感应;直流电动机的构造原理与工作过程
【解析】【分析】根据图片分析其中包含的物理过程和原理即可。
【解答】A.图甲中,当电流从导线中经过时,下方的小磁针的指向发生偏转,则说明电流周围存在磁场,故A错误符合题意;
B.图乙中,温度计内的金属丝向下调整,则水银柱与金属丝接触时的温度降低,即报警温度降低,故B正确不合题意;
C.丙图中,通电线圈在磁场中受力运动,这就是电动机的工作原理,故C正确不合题意;
D.声音引起膜片振动,膜片带动线圈振动,线圈在磁场中切割磁感线,从而产生强弱不同的电流,这和发电机的工作原理相同,即电磁感应现象,故D正确不合题意。
故选A。
3.(2022八下·舟山月考)2021年夏季,我国南方普降暴雨,城市内涝给人们生活带来很大影响。小明设计了一种利用电磁继电器来自动控制抽水机工作的电路:当水位在安全位置以下时绿灯亮,抽水机不工作;当水位到达安全位置上限时红灯亮,抽水机开始工作。如图是小明还未连接完成的电路,小明接下去的电路连接应该是( )
A.M接A,N接B B.M接A,N接D C.M接B,N接C D.M接B,N接D
【答案】D
【知识点】电磁铁的其他应用
【解析】【分析】根据图片,分析整个装置的工作过程,确定衔铁的位置对工作电路的影响,从而确定正确的连接方式即可。
【解答】根据图片可知,当水位没有达到安全位置时,此时绿灯发光,即高压电源的M可以与动触点B相连,而N与D点相连。当水位达到安全位置时,控制电路被接通,此时电磁铁将衔铁吸下来,接通红灯和抽水机所在的电路,此时抽水机开始工作。
故选D。
4.(2022八下·嘉兴期末)电磁继电器是利用电磁铁来控制工作电路的一种自动开关。下列装置应用了电磁继电器的是( )
A. 直流电动机
B. 交流发电机
C. 断路器
D. 水位自动报警器
【答案】D
【知识点】电磁铁的其他应用
【解析】【分析】电磁继电器是用电磁铁控制的开关,据此分析判断。
【解答】根据图片可在,直流电动机、交流电动机和断路器中,都没有利用电磁铁,故A、B、C不合题意;
在水位自动报警器中,应用了电磁铁,即使用了电磁继电器,故D符合题意。
故选D。
5.(2022八下·金华期中)小明要为自行车设计一种“雾灯”,以提示过往的行人和车辆。题意工作时灯泡能持续交替闪烁。忽略弹性衔铁和电磁铁线圈电阻,下列电路中符合设计要求的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【知识点】电磁铁的其他应用
【解析】【分析】对各个电路图进行分析,哪个符合题目的要求,哪个就是正确选项。
【解答】AB.闭合开关后,电磁铁将衔铁吸下来,接通灯泡所在的电路,则灯泡持续发光,而不能交替发光,故A不合题意;
C.闭合开关后,电磁铁将衔铁吸下来,此时灯泡所在的电路断开,则灯泡熄灭,而不能交替发光 ,故C不合题意;
D.闭合开关后,灯泡和电磁铁所在的电路都接通,此时灯泡发光。电磁铁将衔铁吸下来,此时灯泡的电路断开,因此它会熄灭。由于此时电磁铁所在的电路也断开,因此磁场消失,衔铁弹回,此时又接通灯泡和电磁铁所在的电路,此时灯泡发光。如此循环往复,从而使灯泡交替发光,故D正确,而A、B、C错误。
故选D。
6.(2022八下·温州期中)如图是拍摄机动车闯红灯的摄像系统工作原理示意图。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。下列有关说法中,正确的是( )
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.将光控开关和压力开关并联,也能起到相同的作用
【答案】C
【知识点】电磁铁的其他应用
【解析】【分析】根据图片,分析整个装置的工作过程,然后对各个选项进行判断。
【解答】根据图片可知,光控开关和压力开关串联。只有光控开关和压力开关同时闭合时,才能启动摄像系统,故A、B错误,C正确;
光控开关和压力开关并联时,则会:①只要红灯时,就会启动拍摄系统;②只要有汽车经过,就会启动拍摄系统,与题意不符,故D错误。
故选C。
7.(2022八下·长兴月考)如图所示是拍摄机动车辆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。下列有关说法正确是( )
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,摄电源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
【答案】C
【知识点】电磁铁的其他应用
【解析】【分析】根据图片,结合题目的描述分析这个违章拍照装置的工作原理和过程,然后对各个选项进行判断。
【解答】根据图片可知,光控开挂与压力开关串联,只有两个开关同时闭合,电磁铁才会产生磁场,从而启动拍摄系统,故A、B错误,C正确;
如果两个开关闭合,那么二者不相互影响,即:①只要红灯发光,就会拍照;②只要有汽车经过,就会拍照,这和实际要求不符,故D错误。
故选C。
8.(2022八下·杭州月考)如图是小敏设计的汽车尾气中 CO 排放量的检测电路。当 CO 浓度高于某一设定值时,电铃发声报警。图中气敏电阻 R1阻值随 CO 浓度的增大而减小。下列说法正确的是( )
A.电铃应接在A和B之间
B.当CO浓度升高,电磁铁磁性减弱
C.用久后,电源电压U1会减小,报警时CO最小浓度比设定值低
D.为使该检测电路在CO浓度更低时报警,可将控制电路R2的滑片向上移
【答案】D
【知识点】电磁铁的其他应用
【解析】【分析】(1)(2)图中气敏电阻R1阻值随CO浓度的增大而减小,由欧姆定律得出控制电路的电流变化,根据影响电磁铁磁性强弱的因素可知磁性的变化,结合电路分析;
(3)用久后,电源电压U1会减小,由欧姆定律,只有当R1阻值变小时,控制电路才能达到衔铁被吸下的最小电流,据此分析;
(4)在CO浓度越低电阻越大,因控制电路衔铁被吸下的最小电流不变,由欧姆定律和电阻的串联分析。【解答】AB.图中气敏电阻R1阻值随CO浓度的增大而减小,由欧姆定律可知,控制电路的电流增大,电磁铁磁性增强,衔铁被吸下,因CO浓度高于某一设定值时,电铃发声报警,故电铃应接在CD之间,故A、B错误;
C.用久后,电源电压U1会减小,由欧姆定律可知,此时电流减小。只有当R1阻值变小时,控制电路才能达到衔铁被吸下的最小电流,即报警时CO最小浓度比设定值高,故C错误;
D.控制电路衔铁被吸下的最小电流不变,即总电阻不变。根据R总=R1+R2可知,在CO浓度越低电阻变大,即减小变阻器的电阻,故将R2的滑片向上移,故D正确。
故选D。
9.2021年夏季,我国南方普降暴雨,城市内涝给人们生活带来很大影响。小明设计了一种利用电磁继电器来自动控制抽水机工作的电路:当水位在安全位置以下时绿灯亮,抽水机不工作;当水位到达安全位置上限时红灯亮,抽水机开始工作。如图是小明还未连接完成的电路,小明接下去的电路连接应该是( )
A.M接A,N接B B.M接B,N接D C.M接B,N接C D.M接A,N接D
【答案】B
【知识点】电磁铁的其他应用
【解析】【分析】根据题目的要求确定工作电路的接线方法即可。
【解答】根据题目的要求可知,电磁铁的衔铁上的动触点要么接通上面的绿灯,要么接通下面的红灯,因此它应该直接连接高压电源的一个电极。绿灯或红灯要正常工作,则还应该接通另一个电极,根据图片可知,二者右端的接线共同连接在D点,则只需将D点与另一电极相接即可,故M接B,N接D。
故B正确,而A、C、D错误。
故选B。
10.如图为一种温度自动报警器的原理图,图中的水银温度计在制作时,玻璃管中封入了一段金属丝,电源和金属丝相连,当温度达到设定值,电铃报警。下列说法不正确的是( )
A.电磁铁的工作原理是电流的磁效应
B.温度升高至78 ℃时,电铃报警
C.若将温度计上端的金属丝向下调整,则报警温度会降低
D.电铃工作时,电磁铁a端为N极
【答案】D
【知识点】电磁铁的构造和原理;通电螺线管的极性和电流方向的判断
【解析】【分析】(1)根据电磁铁的工作原理判断;
(2)根据图片确定水银柱与上面的金属丝接通的对应温度;
(3)根据(2)中的分析判断;
(4)根据安培定则判断电磁铁的极性。
【解答】A.电磁铁的工作原理是电流的磁效应,故A正确不合题意;
B.根据图片可知,水银柱与上面的金属丝接通的温度为78℃,则温度升高至78 ℃时,电铃报警,故B正确不合题意;
C.若将温度计上端的金属丝向下调整,那么水银柱与上面金属丝接通时的温度会降低,则报警温度会降低,故C正确不合题意;
D.线圈上电流方向下。右手握住螺线管,弯曲的四指指尖向下,此时大拇指指向右端,则右端为螺线管的N极,左端a为S极,故D错误符合题意。
故选D。
11.(2021八下·上虞期末)如图是一种温度自动报警器的工作原理电路图,在水银温度计上部插入一段金属丝。下列有关报警器的叙述正确的是( )
A.电铃发出报警信号时,电磁铁的右端为s极
B.把电路图中的“+”﹑“-”对调,该报警器将不能正常工作
C.增大水银温度计上部金属丝的长度,则电铃发出报警信号的温度会升高
D.当环境温度升高,水银柱达到金属丝的下端所指示的温度时,电铃会发出报警信号
【答案】D
【知识点】电磁铁的其他应用
【解析】【分析】(1)根据安培定则判断电磁铁的极性;
(2)根据电磁铁的特点分析;
(3)根据金属丝与水银接触时所对的刻度分析;
(4)根据图片分析这个装置的工作过程。
【解答】A.线圈上电流方向向下;右手握住螺线管,弯曲的四指指尖向下,此时大拇指指向右端,则电磁铁的右端为N极,故A错误;
B.把电路图中的“+”﹑“-”对调,则通过电磁铁的电流方向改变,那么电磁铁的极性发生改变,但是并不影响电磁铁对衔铁的吸引,则该报警器能正常工作,故B错误;
C.增大水银温度计上部金属丝的长度,则与水银面接触时所对的温度会偏小,即电铃发出报警信号的温度会降低,故C错误;
D.当环境温度升高,水银柱达到金属丝的下端所指示的温度时,控制电路被接通,电磁铁产生磁性。将衔铁吸合,接通电铃所在的电路,因此电铃会发出报警信号,故D正确。
故选D。
12.(2021八下·杭州期中)出于安全考虑,电梯会设置超载自动报警系统,其工作原理如图所示。电梯厢底层装有压敏电阻R1,R2为保护电阻。K为动触点,A、B为静触点,当出现超载情况时,电铃将发出报警声,电梯停止运行,下列说法正确的是( )
A.电梯工作时电磁铁的上端为N极
B.电磁铁磁性的强弱与电流的大小有关
C.电梯未超载时动触点K与静触点B接触
D.电梯超载时报警说明压敏电阻的阻值随压力增大而增大
【答案】B
【知识点】影响电磁铁磁性强弱的因素;电磁铁的其他应用;通电螺线管的极性和电流方向的判断
【解析】【分析】(1)根据安培定则判断电磁铁的极性;
(2)根据影响电磁铁磁性强弱的因素分析;
(3)分析未超载时电梯的状态即可;
(4)分析压力增大时电磁铁磁性强弱的变化,进而确定电流的变化,并推测压敏电阻的阻值变化。
【解答】A.螺线管线圈上电流方向向左;右手握住螺线管,弯曲的四指指尖向左,此时大拇指指向下端,则电磁铁的下端为N极,故A错误;
B.电磁铁的磁性强弱与电流大小和线圈匝数都有关系,故B正确;
C.电梯超载时,电铃发出报警声,即衔铁被吸下来,接通触点B,那么电梯未超载时,衔铁弹起,与触点A接触,此时电梯正常工作,故C错误;
D.电梯超载时,电磁铁的磁场变强,衔铁被吸下来,则通过电磁铁的电流增大,而压敏电阻的阻值减小,那么得到结论:压敏电阻的阻值随压力增大而减小,故D错误。
故选B。
13.电梯为居民出入带来了很大的便利,出于安全考虑,电梯设置有超载自动报警系统,其工作原理如图所示。R1为保护电阻,R2为压敏电阻,其阻值随压力增大而减小。下列说法正确的是( )
A.电磁铁是根据电磁感应原理制成的
B.工作时,电磁铁的上端为N极
C.超载时,电磁铁的磁性减小
D.正常情况下(未超载时),K与A接触
【答案】D
【知识点】电磁铁的构造和原理;影响电磁铁磁性强弱的因素;通电螺线管的极性和电流方向的判断
【解析】【分析】(1)根据电磁铁的工作原理分析;
(2)根据安培定则判断电磁铁的磁极方向;
(3)超载时,首先分析压敏电阻的阻值变化,然后确定电流变化,进而判断电磁铁磁性的变化;
(4)根据该装置的工作过程判断。
【解答】A.电磁铁是根据电流的磁效应制成的,故A错误;
B.工作时,线圈上电流向左;右手握住螺线管,弯曲的四指指尖向左,此时大拇指指向下端,那么电磁铁的下端为N极,故B错误;
C.超载时,压敏电阻的阻值减小,通过电磁铁的电流增大,则电磁铁的磁性增大,故C错误;
D.正常情况下(未超载时),K与A接触,接通电动机所在的电路,断开电铃所在的电路,保证电梯正常工作,故D正确。
故选D。
14.(2021八下·诸暨月考)如图所示是某科技小组设计的一种温度自动控制报警装置电路图,以下说法正确的( )
A.温度达到90℃,绿灯亮
B.自动报警器的触点类似一种开关
C.自动报警器中的电磁铁运用了电磁感应现象
D.把水银温度计换成酒精温度计同样可以工作
【答案】B
【知识点】电磁铁的其他应用
【解析】【分析】根据电磁铁的应用的知识分析判断。
【解答】根据图片可知,当温度达到90℃时,水银柱与金属丝接通,此时电磁铁产生磁性,将衔铁吸下来,切断绿灯所在的电路,此时绿灯熄灭,故A错误;
自动报警器中的电磁铁和触点相当于一个开关,故B正确;
电磁铁运用了电流的磁效应,故C错误;
水银为导体,而酒精为绝缘体,即使酒精的液柱与金属丝接触,也不能接通电磁铁所在的电路,因此不能正常工作,故D错误。
故选B。
15.(2020八下·温州期中)如图所示是某同学连接的电铃电路,开关闭合后,电铃只响一声就不再响了。原因是( )
A.电磁铁始终没有磁性 B.衔铁没有向下运动
C.电池正、负极接反了 D.衔铁一直被吸住
【答案】D
【知识点】电磁铁的其他应用
【解析】【分析】分析整个装置的工作过程即可。
【解答】闭合开关后,电路中有电流经过,电磁铁产生磁性,将衔铁吸下来,衔铁带动小锤敲击铃碗发出声音。由于电磁铁的磁性一直存在,因此衔铁一直被吸引,不能恢复原来的位置,开始第二次敲击,故D正确,而A、B、C错误。
故选D。
二、填空题
16.(2022八下·婺城期末)学习了家庭电路后,小科对家庭电路进行了调查研究。请回答:
(1)如图甲是空气开关的原理图,当电路中电流过大时,通电线圈P产生较强的磁性,吸引衔铁Q,弹簧拉动开关,自动切断电路。可见空气开关切断电路是利用了电流的 效应。
(2)观察厨房中的电器时,妈妈告诉他,以前电饭锅不用时要将插头从插座上拔下来,既不方便也容易损坏插座。后来电工师傅换了一个如图乙的带开关的插座后,只要拨动下开关就可以断开电了。小科仔细观察了如图乙的插座后,很快就在纸上画出了如图丙所示的插座背面接线示意图。则图中最上面的a线应该是 线。
【答案】(1)磁
(2)零
【知识点】电磁铁的构造和原理;家庭电路的组成与连接
【解析】【分析】(1)根据题意可知,空气开关的主要结构为电磁铁,据此分析工作原理。
(2)根据家庭电路的接线方法分析解答。
【解答】(1)如图甲是空气开关的原理图,当电路中电流过大时,通电线圈P产生较强的磁性,吸引衔铁Q,弹簧拉动开关,自动切断电路。可见空气开关切断电路是利用了电流的磁效应。
(2)在家庭电路中,为了用电安全,开关必须接在火线上。根据图丙可知,开关与b相接,因此b为火线,而c为地线,那么a肯定是零线。
17.(2022八下·鄞州期末)如图是小宁设计的汽车尾气中CO排放量的检测电路。当CO浓度高于某一设定值时,电铃发声报警。图中气敏电阻R1阻值随CO浓度的增大而减小。
(1)根据小宁的设计,电铃应该接在 。(填“AC之间”或“BD之间”)
(2)用久后,电源电压U会减小,报警时CO最小浓度比设定值 。(填“高”或“低”)
(3)为使该检测电路在CO浓度更低时报警,可将R2的滑片向 。(填“上移”或“下移”)
【答案】(1)BD之间
(2)高
(3)上移
【知识点】欧姆定律及其应用;电磁铁的其他应用
【解析】【分析】(1)根据题目描述,结合图片确定电铃报警时衔铁的位置即可;
(2)根据欧姆定律分析报警时总电阻的变化,进而确定压敏电阻的阻值变化,最后确定CO浓度的变化。
(3)报警时通过电路的电流大小不变,即总电阻不变,根据R总=R1+R2分析变阻器的阻值变化即可。
【解答】(1)当CO浓度增大时,气敏电阻的阻值减小,那么总电阻减小,而总电流增大,电磁铁的磁场变强,将衔铁吸下来,接通BD所在的电路而报警,因此电铃应该接在BD之间。
(2)用久后,电源电压U会减小,而报警时的电流不变,根据U=IR可知,此时总电阻减小,即压敏电阻的阻值减小,则CO浓度比设定值高。
(3)报警时通过电路的电流大小不变,即总电阻不变,当CO浓度降低时,气敏电阻的阻值增大,根据R总=R1+R2可知,R2的阻值要减小,即滑片向上移动。
18.(2022八下·东阳期末)有一款“智能照明灯”的工作原理如图所示,天暗时灯L自动发光,天亮时自动熄灭。已知控制电路中,电源电压恒定,R1为定值电阻,R2为光敏电阻,其阻值随光照强度的增大而减小,据此回答下列问题。
(1)当光照强度增大时,电压表示数将 。
(2)若将R1换成阻值稍大的电阻,则灯L的发光时间 (选填“变短”或“变长”)。
【答案】(1)减小
(2)变长
【知识点】欧姆定律及其应用;电磁铁的其他应用
【解析】【分析】(1)首先分析光敏电阻的阻值变化,然后根据“串联电路电压与电阻成正比”的规律确定电压表的示数变化;
(2)电磁铁吸合时需要的电流大小是不变的,据此分析发光时间的变化。
【解答】(1)根据图片可知,定值电阻R1与光敏电阻R2串联,电压表测R2的电压。当光照强度增大时,光敏电阻R2的阻值减小,根据串联电路的分压规律可知,此时电压表的示数减小。
(2)若将R1换成阻值稍大的电阻,此时总电阻增大,而总电流减小,则当光照强度到达原来的临界值时电磁铁不会吸合,因此灯泡L的发光时间延长。
19.(2022八下·余杭期中)
(1)小阳利用如图①所示电磁继电器可以控制电动机的正反转,请将工作电路连接完整。
(2)如图②甲是我们常用的一个插线板.在使用中我们会发现:插线板上的指示灯在开关闭合时会发光,插孔正常通电;如果指示灯损坏,开关闭合时插孔也能正常通电.根据上述现象,在图②乙中画出插线板中开关、指示灯和插孔的连接方式,并与电源线接通。
【答案】(1)
(2)
【知识点】电磁铁的其他应用;家庭电路的组成与连接
【解析】【分析】(1)电动机的转动方向由电流方向决定,因此控制电动机的正反转,其实就是改变电流方向,即改变电源正负极的方向,据此分析解答;
(2)用电器相互影响为串联,不相互影响为并联,据此确定指示灯和插座的串并联关系,再结合家庭电路的安全知识完成连接即可。
【解答】(1)根据图2可知,将电动机的左端接在动触头上,将电源的左端分别接在上下两个静触头上,最后将电源的右端并接即可,此时可以通过衔铁的上下移动,改变电动机中的电流方向,如下图所示:
(2)①指示灯损坏后,插口正常工作,则指示灯和插座并联;
②在家庭电路中,开关要接在火线和用电器之间,如下图所示:
20.(2022八下·苍南竞赛)在“制作自动保温器”的项目化活动中,小明设计了如图甲所示自动保温电路图。其工作 原理为:当工作电路接通电源,处于保温器内的电热丝工作,双金属片 AB 受热逐渐向一 侧弯曲;当保温器内温度达到设定值时,双金属片 (阻值忽略不计) 与导体 C 接触,控制 电路中衔铁被吸下,使得工作电路自动断开, 电热丝停止加热。温度降低到一定值后,双 金属片与C 脱离,电热丝重新加热。
(1)当双金属片与导体C接触时,控制电路中的灯L亮度的变化情况是 。
(2)如图乙所示为不同长度的黄铜片和康铜片升高相同温度后的长度变化情况。小明欲用这两 种金属来制作双金属片 AB ,则金属片 A 应选择两种材料中的 。
(3)小明想提高自动保温器的设定温度,下列方法可行的是 。
A..滑动变阻器滑片左移 B.减少电磁铁线圈匝数
C.减小控制电路的电压 D.将导体C适当远离双金属片
【答案】(1)熄灭
(2)黄铜
(3)B;C;D
【知识点】影响电磁铁磁性强弱的因素;电磁铁的其他应用
【解析】【分析】(1)根据电路的连接方式分析灯泡亮度的变化;
(2)根据材料的膨胀性能的大小分析;
(3)要想提高自动保温器的设定温度,需要电热丝工作更长的时间,根据电路的连接方式分析采取的方法。
【解答】(1)当双金属片与导体C不接触时,灯泡、电磁铁、滑动变阻器串联接入电路中,此时通过灯泡有电流,灯泡会发光;当双金属片与导体C接触时,灯泡的两端被导线相连,灯泡被短路,不发光,所以灯泡此时会熄灭;
(2)由图可知,1m长的康铜膨胀后变为1.19m,则2m长的康铜膨胀后变为2.38m,而2m长的黄铜膨胀后变为2.3m,由此可知,同样长度的黄铜和康铜升高相同温度时,康铜膨胀的长度要大,双金属片相同受热情况下往黄铜方向弯曲。为了使金属片向左弯曲,所以黄铜在左边,即A的材料为黄铜;
(3)要想提高自动保温器的设定温度,则需要电热丝工作更长的时间,此时需要减小通过电磁铁的电流或使电磁铁的磁性减弱;
A.滑动变阻器滑片左移,滑动变阻器接入电路的电阻减小,总电阻减小,电路中的电流变大,故A错误;
B.电磁铁磁性的大小与线圈的匝数、电流的大小有关,所以可以减少电磁铁线圈匝数,故B正确;
C.减小控制电路的电压,根据欧姆定律可知,通过电磁铁的电流会变小,故C正确;
D.将导体C适当远离双金属片,只有当双金属片的温度更高时才能与C接通,会提高自动保温器的设定温度,故D正确;
故选BCD。
21.(2022八下·兰溪月考)如图是汽车油箱内监测油量的装置模型,电流表显示油量,电磁继电器控制指示灯。当油量较低时,电流表示数 (选填 “变大”“不变”或“变小”),此时指示灯会亮的 (选填“L1”或“L2”)。
【答案】变小;L2
【知识点】欧姆定律及其应用;电磁铁的其他应用
【解析】【分析】(1)根据图片确定滑片的移动方向,判断变阻器的阻值变化,再根据“电流与电阻的反比关系”确定电流表的示数变化;
(2)根据衔铁的运动方向,确定被接通的灯泡即可。
【解答】(1)根据图片可知,当油量较低时,滑片向上移动,变阻器的阻值增大,而电流表的示数变小;
(2)变阻器的滑片向上移动,接通电磁铁所在的电路,电磁铁将衔铁吸下来,接通灯泡L2所在的电路,则此时指示灯会亮的是L2。
22.(2022八下·乐清月考)梅雨季节,空气潮湿,路面湿滑,为保证师生通行安全,好学的英英同学设计了如图乙警示灯的模拟电路。
(1)在电路中串联一个湿敏电阻,当湿度变大,电流高达一定程度时警示灯才发光,因此应选择图甲中的 (填“R1”或“R2”)湿敏电阻。
(2)为了提高警示效果,要求警示灯能亮暗闪烁,湿敏电阻应连接在图乙的 (填“A” 或“B”)位置。
【答案】(1)R2
(2)B
【知识点】欧姆定律及其应用;电磁铁的其他应用
【解析】【分析】(1)根据欧姆定律判断出湿敏电阻与湿度的关系,再根据图象判断出R1和R2与湿度的关系,从而得出答案;
(2)根据实际需要,当空气潮湿,能见度低时,警示灯变亮,即警示灯随湿度增加而变亮,警示灯变亮时,电路的电流增大,电阻减小,即湿敏电阻随着湿度的增加而减小,根据警示灯不断闪烁确定湿敏电阻的位置。
【解答】(1)根据题意可知,当湿度变大时,电流越大,电磁铁的磁场增强,将衔铁吸下来,短路电磁铁和B,此时只有灯泡自己。由于灯泡的电压增大,所以此时警示灯发光。由欧姆定律可知,湿敏电阻随湿度的增加而减小,
由图甲知:R1的电阻随湿度的增加而增加,R2的电阻随湿度的增加而减小,因此R2为湿敏电阻。
(2)由图乙知,当空气潮湿(湿度大),能见度低时,湿敏电阻的阻值变小,根据
可知,电路的电流增大,电磁铁的磁性变强,将衔铁吸引下来;若湿敏电阻放在B位置时,会被短路,电路的电流突然增大,警示灯一下变得很亮,起到闪烁的作用,而放在A点则不会出现此现象,因此湿敏电阻应连接在图甲的B位置。
23.(2022八下·龙游月考)光敏电阻在各种自动化装置中有很多应用,小柯用它设计了一种“智能家居照明灯”电路,如图所示。(电磁继电器线圈的电阻不计)
(1)用测电笔测试 A,B两处,能使氖管发光的是 处。
(2)小柯的设计要求是:“智能家居照明灯”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应随光照强度的减弱而 。
【答案】(1)A
(2)增大
【知识点】电磁铁的其他应用;测电笔的使用
【解析】【分析】(1)测电笔接触火线发光,接触零线不发光;在家庭电路中,开关必须接在火线上;
(2)根据图片分析灯泡发光时衔铁的位置,确定电磁铁磁场强弱变化,进而确定光敏电阻的阻值变化即可。
【解答】(1)根据图片可知,控制灯泡的开关直接与A相连,则A为火线,B为零线,则能够使氖管发光的是A处。
(2)当天变暗时,光照强度减小,此时灯泡点亮,说明衔铁脱离电磁铁的吸引弹回上面,从而接通灯泡所在的电路。由于电磁铁的磁性减弱,所以通过电磁铁的电流减小,而总电阻增大,也就是光敏电阻的阻值增大,那么得到:光敏电阻阻值应随光照强度的减弱而增大。
24.(2022八下·杭州月考)如图所示是电磁选矿机的示意图,其中D是 ,利用它来挑选矿石,若M为矿石,则落入B中的是 。(填“铁矿石”或“非铁矿石”)
【答案】电磁铁;铁矿石
【知识点】电磁铁的其他应用
【解析】【分析】根据图片,分析电磁选矿机的工作原理,据此分析解答。
【解答】根据图片可知,将矿石放入料斗,然后矿石进入分选器,其中的铁矿石能够被电磁铁吸引,从而进入右侧,而非铁矿石不受影响,直接落入左侧。据此可知,D应该是电磁铁,落入B中的受到吸引,应该为铁矿石。
25.(2022八下·杭州月考)如图所示是某科技小组设计的一种温度自动控制报警装置电路图,当温度达到90℃时,报警装置就会响铃,同时红灯亮,当温度低于90℃时,绿灯亮,电铃不响。
(1)请你根据科技小组的设计要求完成电路图。
(2)当图中左方电源正负极不小心被对调后,报警装置 (选填“能”或“不能”)正常工作。
【答案】(1)解:如图所示:
(2)能
【知识点】电磁铁的其他应用
【解析】【分析】(1)根据题目的描述,结合图片分析整个装置的工作过程,进而确定接线方式。
(2)电源的正负极对调后,不会影响通过电路的电流大小,只会影响电流的方向。而衔铁能够被吸合,只和电磁铁的吸引力大小有关,因此不会影响装置的正常工作,据此分析解答。
【解答】(1)根据图片可知,当温度到达90℃时,水银柱与金属丝接通,此时电磁铁产生磁场,将衔铁吸下来,接通红灯所在的电路。由于此时红灯亮,电铃响,因此红灯和电铃应该串联。当温度低于90℃时,电磁铁没有磁性,衔铁回到原来位置,接通绿灯所在电路,此时绿灯亮,如下图所示:
(2)当图中左方电源正负极不小心被对调后,报警装置能正常工作。
三、实验探究题
26.(2022八下·温州期中)夏天的紫外线较强,人们在户外活动时间过长,会造成皮肤灼伤,甚至诱发皮肤癌。小宁利用紫外光敏电阻对紫外线较灵敏的性质,设计了如图所示电路。当户外紫外线增强到设定值时,S2 闭合,电动机转动,遮阳棚防紫外线的遮阳布展开
(1)图中光敏电阻R2的阻值随紫外线的增强而逐渐 (填“增大”或“减小”)
(2)从安全用电的角度分析,进户线a应该是 线。
(3)若要使遮阳棚防紫外线的遮阳布在紫外线还未达到设定值时就展开,可以怎么操作?
【答案】(1)减小
(2)火
(3)将滑动变阻器的滑片向右移动,减小R1的阻值;换用电压更大的电源;增加线圈匝数;换用阻值随紫外线增强而减小得更多的光敏电阻(合理即可)
【知识点】电磁铁的其他应用;家庭电路的组成与连接
【解析】【分析】(1)根据图片可知,当紫外线增强到一定程度时,开关S2闭合,此时电磁铁吸合衔铁,即它的磁场增强,通过它的电流增大,据此判断光敏电阻R2的变化。
(2)在家庭电路中,开关必须接在火线上;
(3)电磁铁吸合时,需要的磁场强度是不变的,根据影响电磁铁磁场强弱的因素分析操作方法。
【解答】(1)根据图片可知,光敏电阻R2的阻值随紫外线的增强而逐渐减小;
(2)根据图片可知,进户线a与开关S2直接相接,那么a应该是火线。
(3)电磁铁吸合时,需要的磁场强度是不变的,
①保持通过控制电路的电流不变,即总电阻不变。当紫外线强度较低时,R2的阻值偏大,因此要变阻器的滑片向右移动,从而减小R1的阻值。
②保持通过控制电路的电流不变,当紫外线强度较低时,R2的阻值偏大,根据R总=R1+R2可知,总电阻增大。根据U=IR可知,此时可以增大电源电压。
③当紫外线强度较低时,R2的阻值偏大,根据R总=R1+R2可知,总电阻增大,则通过电磁铁的电流减小。为零保持磁场强度不变,可以换用匝数更多的电磁铁;
④保持通过控制电路的电流不变,即总电阻不变。在变阻器R1的阻值不变的情况下,可以换用一个随紫外线减小更多的光敏电阻R2。
27.夜幕下,路边LED灯将道路照得犹如白昼,这种LED灯是通过光电转换来供电的。
如图是某小区利用太阳能给LED路灯供电的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、流过线圈的电流I与光照强度E(单位:勒克斯,符号:lx)之间的几次实验数据如表所示:
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
当线圈A中的电流I≥30.0 mA时,动触点D与静触点G、H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的减弱而 (填“增大”或“减小”)。
(2)当光照强度增强时,电磁铁的磁性 (填“增强”或“减弱”)。
(3)白天,太阳能电池板将太阳能转化为电能,这种能量通过再次转化储存在大容量蓄电池内。傍晚,当光照强度小于 _lx(勒克斯)时,路灯开始工作。
【答案】(1)增大
(2)增强
(3)15
【知识点】电磁铁的其他应用
【解析】【分析】(1)根据表格数据,分析光敏电阻的阻值随光照强度的变化规律;
(2)电磁铁的磁性强弱与通过它的电流大小有关,分析控制电路部分的电流变化即可;
(3)根据表格确定电流为30mA时的光照强度即可。
【解答】(1)由表格中数据可知,光敏电阻的阻值R随光照强度E的减弱而增大。
(2)当光照强度增强时,光敏电阻的阻值减小,则通过电磁铁的电流增大,那么电磁铁的磁性增强。
(3)根据表格可知,当线圈电流为30mA时,此时的光照强度为15lx,则:傍晚,当光照强度小于15lx(勒克斯)时,路灯开始工作。
28.(2019八下·湖州月考)计了一个道路限载报警器(图甲),R0是变阻器,R是压敏电阻。R的电阻大小随压力大小变化关系如图乙。当超载车辆通过压敏电阻时,限载报警器就会报警。
(1)调试好电路,闭合开关S1和S2,当超载车辆通过时,限载报警器会 (填“灯亮”、“铃响”)
(2)一般交通主干道的抗压能力比村道路要强得多。若把村道路限载报警器应用到主干道,就要适当调高报警的限载重量,下列操作可行的是 。
A.把变阻器R0的滑片适当左移
B.把电源1的电压适当增大
C.把电磁铁C适当右移
【答案】(1)铃响
(2)A
【知识点】电磁铁的其他应用
【解析】【分析】(1)根据图乙确定车辆超载时压敏电阻R的阻值变化,进而推断控制电流的变化,得到电磁铁磁性大小的变化,最后根据衔铁的运动方向确定限载报警器的工作方式;
(2)当电磁铁的衔铁被吸下来时需要的电磁力是固定不变的,可从杠杆平衡的角度对C的位置改变进行分析,也可以从减小电磁力的角度分析解决办法。
【解答】(1) 调试好电路,闭合开关S1和S2,当超载车辆通过时, 根据乙图可知,压敏电阻R的阻值变小,那么控制电流变大,电磁铁的磁场变强,磁力变大,上面的衔铁被吸下来,从而接通电铃所在的电路,所以此时限载报警器会铃响;
(2)A.把变阻器的滑片左移,那么阻值变大,控制电流变小,电磁铁的磁力不能将衔铁吸下来报警,即在限载质量不变的情况下,报警器没有报警;如果要报警的话,那么需要增大限载质量,故A符合题意;
B.增大电源1的电压,那么通过电磁铁的电流增大,磁性增强,即原来没有报警时的电流,现在就有可能报警,也就是减小了限载质量,故B不合题意。
C.衔铁和支架的相接点为杠杆的支点,弹簧AB的拉力为阻力,电磁铁C的吸引力为动力;如果将C右移,那么动力臂变长,因此要将衔铁吸下来需要的电磁力就更小了,即更小的电流也能使它报警,这样不但没有提高限载质量,反而减小了限载质量,故C不合题意;
故选A。
29.(2019八下·温州月考)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,其工作原理如图所示。当电梯超载时,电梯的自动报警系统就会启动,铃声响起;当电梯载重量正常时,电梯上升。
(1)当接通控制电路时,继电器的动触头与 (填“上”或“下”)静触点接触。
(2)电梯内部的压敏电阻随着受到压力的增大而 (填“增大”或“减小”),来改变控制电路中的电流,
从而达到改变电磁铁的磁性,起到报警的作用。
(3)若该报警系统在电梯严重超载时才自动报警,为保证人员安全,应如何对该系统进行改进。 (答出一点即可)
【答案】(1)下
(2)减小
(3)减小电源电压
【知识点】电路的动态分析;电磁铁的其他应用
【解析】【分析】(1)接通控制电路时,衔铁受到电磁铁的吸引,根据衔铁的运动方向判断继电器的动触头与哪个触点接触;
(2)电梯超载,压敏电阻受到的压力增大时,这时控制电路会接通,根据电磁铁磁性的大小判断电流的大小变化,进而判断电阻的大小变化,最终弄清压敏电阻的阻值变化;
(3)首先判断电梯严重超载时压敏电阻的阻值变化,然后判断电流变化,最后根据电流的变化思考解决方案。
【解答】(1)当接通控制电路时,电磁铁会将衔铁向下吸引,这时继电器的动触头与下面的静触点接触,电铃工作,发出报警;
(2)电梯内部的压敏电阻随着受到压力的增大而减小),来改变控制电路中的电流, 从而达到改变电磁铁的磁性,起到报警的作用;
(3)当电梯严重超载时才自动报警,即报警电流增大,这时有可能导致超出电梯的承载能力发生危险;将报警电流减小为原来的电流是一种解决方案:①减小电源电压;②增大定值电阻阻值。
故答案为:(1)下;(2)减小;(3)减小电源电压
30.(2018八下·杭州月考)当夏天大气压偏低的时候,养鱼专业户需要给鱼塘增氧,以防止鱼缺氧死亡。小明同学设计了一个自动增氧系统,他把实验室的水银气压计进行改装,在气压计左边顶端密封一根铜导线,右边开口处也固定一根铜导线,如图所示。气压计左边的水银面上方为真空,标准大气压下两边水银柱高度差为 76cm。当左边水银面下降时,右边水银面将上升。如果外界大气压低于 72cm 高水银柱所产生的压强时,水银柱将两边的铜导线接通,使得电磁继电器的控制电路形成通路,电磁铁将衔铁吸下,工作电路接通,增氧泵(里面是交流电动机)就自动工作。
(1)气压计右边的铜导线应竖直向下伸长到右边标心 cm 处。请同时在图中画出 。
(2)请按照题意要求,直接在图中连接好电路。
【答案】(1)12;
(2)解:如图所示:
【知识点】电磁继电器的组成、原理和特点
【解析】【分析】(1)玻璃管中左右液面的高度差表示大气压强的大小,由题意可知当大气压强为72cm水银柱时,增氧泵要开始工作,也就是玻璃管中两侧的液面差为72cm时电流导通,据此可计算出右侧液面上面到的位置,同时也是右侧铜导线向下伸长到右边的标心处;
(2)将玻璃管组成的自动开关串联在控制电路中,使用低压电源。工作电路中的增氧泵使用220V的交流电压。
【解答】(1)由题意知,当左右液面相差72cm时增氧泵要自动工作,设左液面下降了xcm,(86cm-x)-(10cm+x)=72cm,解得x=2cm,所以右液面上升到了12cm处,此时两边铜导线要接通,所以右边的铜导线应竖直向下伸长到右边标心12cm处。
故答案为:(1)12
四、解答题
31.(2022八下·新昌期末)电动车已成为人们出行的重要交通工具,但与电动车相关的安全事故也呈现多发的态势。
(1)电动车由电池包供电,若电池包意外进水就可能引发自燃,其原理如下:
水电解→可燃性气体积累→遇明火,气体燃烧→引燃整车
请写出以上原理中水电解的化学方程式 。
(2)雨天或雾天时能见度低,骑电动车易发生交通事故。小敏为电动车设计的一种“警示灯”,骑行过程中灯泡会持续交替闪烁发光,以提示过往的行人和车辆。如图是“警示灯”的电路图,R0为定值电阻,电磁铁线圈及弹性衔铁的电阻忽略不计.
①当电流通过电磁铁时,电磁铁的下端是 极。
②请说明“警示灯”能自动进行交替发光的工作原理 。
【答案】(1)2H2O 2H2↑ +O2↑
(2)S;图中该电路闭合开关,电磁铁与灯泡中都有电流经过,灯泡发光且电磁铁产生磁性: 之后电磁铁将动触点吸下,与静触点分离,电路被切断,灯熄灭且电磁铁磁性消失; 弹性衔铁形变恢复,动触点与静触点接触,电路通路,灯泡发光且电磁铁又具有磁性。 如此反复,灯泡交替发光。
【知识点】电磁铁的其他应用;书写化学方程式、文字表达式
【解析】【分析】(1)确定反应物、反应条件和生成物,据此写出反应的化学方程式。
(2)①根据安培定则判断电磁铁的极性;
②电磁铁通电时有磁性,断电时无磁性。据此结合衔铁自身的弹性,分析衔铁的位置变化,描述灯泡的发光情况即可。
【解答】(1)水在通直流电的条件下分解,生成氢气和氧气,则反应的方程式: 、2H2O 2H2↑ +O2↑ 。
(2)①根据图片可知,线圈上电流方向向右。右手握住螺线管,弯曲的四指指尖向右,此时大拇指指向上端,则电磁铁的上端为N极,下端为S极。
②警示灯”能自动进行交替发光的工作原理:图中该电路闭合开关,电磁铁与灯泡中都有电流经过,灯泡发光且电磁铁产生磁性: 之后电磁铁将动触点吸下,与静触点分离,电路被切断,灯熄灭且电磁铁磁性消失; 弹性衔铁形变恢复,动触点与静触点接触,电路通路,灯泡发光且电磁铁又具有磁性。 如此反复,灯泡交替发光。
32.(2022八下·柯桥期末)如图甲为恒温箱的简化电路,R0、R1设置在恒温箱内,R0为加热电阻,阻值为40Ω。R1为热敏电阻,其电阻值随温度的变化关系如图乙。控制电路中,U=6V,R2为滑动变阻器。当恒温箱内的温度达到一定值时,加热电路会自动断开,当箱内温度略低时,加热电路自动闭合进行加热。
(1)根据恒温箱的工作过程判断,P应与 (填 “m”或“n")连接。
(2)若电磁铁线圈电阻为10欧,当线圈中的电流达到30mA时,电磁继电器的衔铁会被吸下。若恒温箱内的温度设定为100℃,则滑动变阻器R应接入电路的电阻值为多少?
(3)若要增大恒温箱内的设定温度,该如何进行操作?
(至少写两点)
【答案】(1)n
(2)解:R= =200欧
R=200欧-50欧10欧=140欧
(3)解:减小电源电压,滑片向右移,控制电路中串联一个电阻,减少电磁铁的线圈匝数
【知识点】欧姆定律及其应用;影响电磁铁磁性强弱的因素;电磁铁的其他应用
【解析】【分析】(1)根据甲图,结合题目的描述分析加热电阻工作时衔铁的位置即可;
(2)根据图片可知,在控制电路部分,电磁铁、滑动变阻器和热敏电阻串联。首先根据计算出总电阻,再根据图乙确定100℃时热敏电阻的阻值,最后根据R2=R总-R电磁铁-R1计算出变阻器接入的阻值即可。
(3)根据影响电磁铁磁场强弱的因素分析解答。
【解答】(1)根据图甲可知,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,磁场增强,此时将衔铁吸下来与下面的触点连通,切断加热电路,那么衔铁与触电n接触时应该为加热状态,即P应该与n连接。
(2)电磁铁吸合时需要的磁场强度不变,当温度升高时,热敏电阻的阻值减小,通过电磁铁的电流增大,磁场变强,则衔铁会提前吸下来切断工作电路。为了能够继续工作,必须减小电磁铁的磁场强度,方法为:
①减小电磁铁的线圈匝数;
②减小通过电磁铁的电流,根据U=IR可知,即减小电源电压;增大总电阻,即滑片右移,或者再串联一个电阻即可。
33.(2022八下·滨江期末)小滨利用压力传感器、电磁继电器、阻值可调的电阻R等元件,设计了一个汽车超载自动报警电路,如图甲所示。已知压力传感器所受压力越大时,输出的电压U就越大,二者的关系如图乙所示。闭合开关S,当继电器线圈中电流大于或等于20mA时,衔铁被吸合。已知传感器的输出电压U即为继电器控制电路的电源电压,线圈的电阻为20Ω。
回答下列问题:
(1)车辆不超载时,工作电路中绿灯亮;当传感器所受压力增大到一定程度时,红灯亮,说明汽车超载。请判断灯 (填 “L1”或“L2”)是红灯。
(2)某水平公路桥禁止质量大于或等于20t的车辆通行,用此装置报警,R的阻值应调节为多少?(g=10Nkg,要求写出计算过程)
(3)如果要求禁止质量更小的车辆通行,应该如何改动报警装置的控制电路?(写出一种方法即可)
【答案】(1)L2
(2)当某水平公路桥禁止质量大于或等于20t的车辆通行时,
车对水平地面的最小压力:F最小=G最小=m最小g=20×103kg×10N/kg=2×105N,
由图象可知,此时的输出电压:U=1V,
由欧姆定律可知电路总电阻:,
那么电阻R的阻值:R=R总-R线圈=50Ω-20Ω=30Ω;
(3)要求禁止质量更小的车辆通行,此时车辆对传感器的压力变小,压力传感器输出的电压U就越小,根据可知,电路中的电流变小。由于吸合电流不变,则需要增大电路中的电流,采取的方法有:减小R接入电路的电阻。
【知识点】欧姆定律及其应用;电磁铁的其他应用
【解析】【分析】(1)分析超载和不超载时,衔铁的位置及两盏灯的亮暗情况得出结论。
(2)车对水平地面的压力等于它的重力,由图象求出压力传感器的阻值,然后由串联电路特点与欧姆定律求出R阻值。
(3)要求禁止质量更小的车辆通行,此时的压力变小,压力传感器输出的电压U就越小,根据欧姆定律分析电路中电流的变化,最后根据吸合电流不变,分析电阻R的阻值变化即可。【解答】(1)根据乙图可知,当压力增大时,传感器输出电压增大,则通过电磁铁的电流增大,磁场变强。根据甲图可知,车辆不超载时,衔铁接上端,L1亮;车辆超载时,衔铁被吸合,衔铁接下端,L2亮,由题意知,L1是绿灯,L2是红灯。
34.(2022八下·安吉期末)如图甲所示,某恒温箱的工作电路由工作电源、电热丝等组成,其电路通断由控制电路控制,控制电路由20V的低压电源、电磁继电器( 线圈电阻不计)、热敏电阻R1 (安装在恒温箱内)、可变电阻器R2开关等组成,R1的阻值随温度变化的关系如图乙所示。调节可变电阻器使得R2=110Ω,闭合开关,当恒温箱内温度升高到50℃时,由于电磁继电器的作用,工作电路被断开,电磁继电器的线圈电阻忽略不计,请回答下列问题:
(1)从电路安全来看,工作电路中交流电源的火线应该接 端(选填“a”或“b”)接;
(2)调节可变电阻器使得R2=170Ω,恒温箱内温度最高能达到多少度?
(3)若要调低恒温箱的设定温度,应将可变电阻器R2的阻值适当 (选填“调大”或“调小”)。
【答案】(1)a
(2)当温度达到50℃时,热敏电阻的阻值为90Ω,、
则电磁铁吸合时的总电阻:R总=R2+R1=110Ω+90Ω=200Ω;
当电磁铁吸合断开工作电路时,需要的电流大小不变,即总电阻不变,
当可变电阻器使得R2=170Ω时,热敏电阻:R1'=R总-R2'=200Ω-170Ω=30Ω;
根据图乙可知,此时温度为130℃。
(3)调小
【知识点】欧姆定律及其应用;电磁铁的其他应用
【解析】【分析】(1)在家庭电路中,为了用电安全,开关应该接在火线和用电器之间;
(2)当电磁铁吸合断开工作电路时,需要的电流大小不变,即总电阻不变,根据R总=R2+R1计算即可。
(3)首先根据图乙确定温度降低时热敏电阻的阻值变化,再根据R总=R2+R1分析可变电阻器R2的阻值变化。
【解答】(1)根据图甲可知,a端与电磁继电器控制的开关直接相连,因此a应该为火线。
(2)当温度达到50℃时,热敏电阻的阻值为90Ω,、
则电磁铁吸合时的总电阻:R总=R2+R1=110Ω+90Ω=200Ω;
当电磁铁吸合断开工作电路时,需要的电流大小不变,即总电阻不变,
当可变电阻器使得R2=170Ω时,热敏电阻:R1'=R总-R2'=200Ω-170Ω=30Ω;
根据图乙可知,此时温度为130℃。
(3)当恒温箱的温度降低时,根据图乙可知,此时热敏电阻的阻值增大,根据R总=R2+R1可知,为了保持总电阻不变,此时可变电阻器R2的阻值要减小。
35.(2022八下·定海期末)某光敏电阻R1没有受到光照(或光照较暗)时,阻值较小;有光照(或光照较强)时,阻值较大。如图是科学兴趣小组同学利用该光敏电阻和电磁继电器设计的路灯自动控制电路,用于公路照明。
(1)当光照较暗时,公路照明灯亮;当光照较强时,公路照明灯灭。则工作电路的A点应接在处 (选填“M”或“N”),才能达到控制要求。
(2)若控制电路中电源电压为6V,线圈电阻忽略不计,当滑动变阻器接入电路的阻值为20Ω,通过该电路的电流为0.05A时,工作电路正常工作,公路照明灯亮发光,求此时光敏电阻的阻值R1为多少Ω?
(3)在实际操作中,当光照较暗时,公路照明灯仍未发光,而电路连接及元件都正常。要使电路满足控制要求,下列调试方法可行的是 。
A.向右移动滑片P B.向左移动滑片P
C.增加线圈匝数 D.升高控制电路电压
【答案】(1)N
(2)电路的总电阻:;
此时光敏电阻的阻值:R1=R总-R变=120Ω-20Ω=100Ω。
(3)A;C;D
【知识点】欧姆定律及其应用;影响电磁铁磁性强弱的因素;电磁铁的其他应用
【解析】【分析】(1)根据题目的描述,分析灯泡发光时衔铁的位置即可;
(2)首先根据计算出电路的总电阻,再根据R1=R总-R变计算出光敏电阻的阻值。
(3)照明灯还没有发光,说明此时衔铁没有被吸合,即电磁铁的磁场强度较小,据此分析判断。
【解答】(1)A点与照明灯连接,当照明灯工作时,光照较暗,此时光敏电阻阻值减小,而通过电磁铁的电流较大,因此衔铁被吸下来接通A所在的电路,因此A点应该与N接通。
(2)电路的总电阻:;
此时光敏电阻的阻值:R1=R总-R变=120Ω-20Ω=100Ω。
(3)照明灯还没有发光,说明此时衔铁没有被吸合,即电磁铁的磁场强度较小。
要增大电磁铁的磁场强度,可以增大电流而减小电阻,即变阻器的滑片向右移动,故A符合题意,B不合题意;
要增大电磁铁的磁场强度,可以增大线圈匝数,故C符合题意;
如果变阻器的阻值不变,那么当电流增大时,根据U=IR可知,此时需要升高控制电路的电压,故D符合题意。
故选ACD。
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