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周周练——第一章电磁铁应用计算题
班级：_______________ 姓名：_______________ 学号：________________
1．兴趣小组同学为某水箱设计了一个自动注水系统，其电路设计如图所示。控制电路电源电压U1＝12伏，R0为定值电阻，R1为压敏电阻，电磁铁线圈电阻忽略不计；压敏电阻R1放置于水箱底部，其阻值随水位变化的关系如下表。当水箱水位下降到1米时，注水系统开始自动工作。当水箱水位上升到2米时，注水系统恰好停止工作。
水位（米） 1.00 1.25 1.50 1.75 2.00
压敏电阻R1（欧） 90 70 65 65 60
（1）试根据上述信息，分析自动注水系统的工作原理。
（2）若衔铁恰好被吸下，注水系统停止工作时，通过电磁铁线圈的电流I＝0.1安，试求定值电阻R0的阻值是多少？
2．近几年西湖区进行老小区改造，不少多层楼房安装了电梯。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，电路由工作电路和控制电路组成。在工作电路中，当电梯没有超载时，电动机正常工作；当电梯超载时，电铃发出报警铃声，电动机不工作。在控制电路中，已知电源电压U＝6V，保护电阻R1＝100Ω，电阻式压力传感器（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）压敏电阻R2受到的压力与其阻值关系如图乙所示。当人走出电梯后，控制电路电流__________ （选填“增大”、“不变”或“减小”）；
图中a、b分别为电铃和电动机，当电梯超载时，电铃发出报警铃声，则__________ （填“a”或“b”）是电铃。
（2）若电磁铁线圈电流达到15mA时，衔铁刚好被吸住。请你设定该电梯最多乘坐几人？（以每人50kg计算，且g取10N/kg）
（3）出于安全考虑，现希望适当降低电梯载重上限，则对控制电路的部分装置可做哪些调整？（写一条即可）
3．图甲为热敏电阻的R﹣t图象，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，为继电器线圈供电的电池的电压为6伏，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 __________ 欧。
（2）恒温箱的加热器应接在A、B端还是C、D端？__________ 。
（3）若恒温箱内的温度达到100℃时，通过计算分析恒温箱加热器是否处于工作状态？
（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 __________ （选填“变大”“不变”或“变小”）。
4．电动车电池的安全性主要体现在对其温度的控制上，当某组电池温度过高时，立即启动制冷系统进行降温，图甲是模拟控温装置示意图，电磁继电器与热敏电阻R1、滑动变阻器RP串联接在电压为6伏的电源两端。当电磁铁线圈（电阻不计）中的电流I大于或等于20毫安时，衔铁被吸合，热敏电阻置于温度监测区域，其阻值Rt与温度t的关系如图乙所示，滑动变阻器的最大阻值为250欧。
（1）从图乙中可得热敏Rt电阻的阻值随温度升高而 __________ 。
（2）根据设计要求，制冷系统a端应与__________ （选填“b”或“c”）连接。
（3）根据题中给出的数据，请通过计算分析电池设定最高温度为多少度？
（4）为了降低电池设定的最高温度，可以对控制电路RP的滑片向 __________ （选填“左”或“右”）移动。
5．智能扫地机器人（如图1）可通过灰尘传感器自动寻找清扫灰尘，通过电动机旋转、产生高速气流将灰尘等吸入集尘盒。图2为其部分工作原理图，控制电路电源电压U为4.5V，定值电阻R0＝12Ω，R为光敏电阻，其阻值随光照强度E（单位：cd）的变化如图3所示。其中电磁铁线圈的电阻不计。
（1）当灰尘增多，空气的透光程度减弱，使照射到光敏电阻上的光照强度减弱，光敏电阻阻值__________ （选填“变大”或“变小”“不变”），B触头与静触头 __________ （选填“A“或“C”）接触，则电动机工作；反之指示灯亮，从而达到自动控制的目的。
（2）若电压表示数小于等于3V时，电动机开始工作。求电压表示数为3V时，光照强度为多少？
（3）若要增加光照强度，电动机仍在电压表示数≤3V时开始工作，你可以怎么做？（请写出1种方法）
6．如图1所示为一恒温水箱电路结构示意图，包括控制电路和工作电路两部分，控制路：电源电压恒为12V，R1为热敏电阻（置于水箱中），阻值随温度变化的关系如图2所示，R0为滑动变阻器，线圈电阻不计，线圈中电流大于0.2A时衔铁被吸下；工作电路：R2为电热器，L1、L2为红绿指示灯，其额定电压（指正常工作时的电压）均为220V，加热时红灯正常发光，绿灯不亮，停止加热时绿灯正常发光，红灯不亮。
（1）按要求连接好工作电路；
（2）为了使水箱内温度保持在40℃（水温低于40℃时电热器工作，高于40℃时停止加热），滑动变阻器接入电路阻值应为多少？
（3）为了使恒温水箱内设定的温度降低一些，请你想出两种办法？
7．小科在参观了台州安全教育馆的消防安全项目后设计了一个火灾报警器，该报警器由控制电路和工作电路组成。控制电路中电源电压为6伏，线圈电阻R0为18欧，光敏电阻R的阻值与光强E之间的一组实验数据如下表所示（“光强”表示光照强弱的程度，符号为E，单位为cd。）
光强E/cd 1 2 3 4 5 6
光敏电阻R/Ω 6 12 18 30 36
小科的设计思路：当光敏电阻接收到的光照因为浓烟的影响而减小到一定程度时，工作电路接通，电铃报警。
（1）分析上表数据，根据光敏电阻的阻值R随光强E变化的规律，表格空格处应填写的数值为 __________。
（2）请根据小科的设计思路将图中的工作电路连接完整。
（3）闭合开关S，如果当线圈中的电流大于或等于0.2安时，继电器的衔铁被吸合。请计算出刚好触发报警时的最低光强。
（4）以下措施中可以提高报警器报警灵敏度的有 __________。
A．增大控制电路电源电压 B．将电磁铁适当向左移动 C．增加电磁铁的线圈匝数
8．如图甲是某兴趣小组设计的苹果自动分拣装置简化示意图，该装置能把大小不同的苹果按一定质量标准自动分拣。其中电源电压恒为3伏，衔铁所在的横杆能绕支点（固定不动的点）转动，压敏电阻R1的阻值与压力F的关系如图乙。该小组以苹果质量达到0.3千克作为质量标准设置分拣装置：闭合开关S，在托盘秤上放上0.3千克的苹果，移动滑动变阻器R2滑片P的位置，当电路中的电流为0.03安时，电磁铁恰好能将衔铁吸下，苹果进入下通道（电磁铁线圈的阻值忽略不计）。
（1）如图乙可知，压力越大，压敏电阻的阻值越__________；
（2）当苹果质量达到标准，电磁铁恰好能将衔铁吸下时，求此时R2的阻值；
（3）使用该分拣装置时，质量大于0.3千克的苹果也能进入下通道，请简述理由 __________ __________________________________________________。（不考虑苹果体积对分拣的影响）
9．小强利用压力传感器、电磁器电器、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。他了解到这种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即为维电器控制电路的电源电压，线圈的电阻为20Ω。
（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，请你判断灯 __________（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，要用小强设计的装置为此桥报警，R的阻值应调节为多少？（g取10N/kg）
（3）将该报警装置装在乡村道路上，要求更轻的车通过也能报警，则装置可做如何处理______________________________________________________________________。
10．随着科技的发展，很多地方通过水位自动报警装置来监测水位的变化。如图是钱塘江水位自动报警装置示意图，A为球形浮子，B装置（T形）可以上下移动，C为外壳固定不动。当水位上升时，浮子A上升，并推动B上升。
（1）当水位达到一定高度时，控制电路接通。此时工作电路__________亮（选填“红灯”或“绿灯”或“同时”），警示水位过高；
（2）A和B的总质量为0.6千克，当水位上涨，使浮子A浸入水中体积达到一半时装置报警，若要保证报警器能正常工作，不计摩擦，则浮子A的体积为多少？
11．新冠疫情期间，为了防止人员聚集和解决医务人员稀缺的问题，医院设计了一个自动输液报警器，如图1所示。闭合开关，当输液报警器处的输液管中有药液流过时，绿灯亮；无药液流过时，喇叭报警。小彬运用自己所学知识和查找的资料设计了一个类似的自动输液报警器，如图2所示。电路中U2＝6V，电磁铁电阻为5Ω，当电流超过30mA时，电磁铁把衔铁吸下，此时绿灯亮。
（1）光敏电阻的阻值随光照增强而__________。
（2）无药液流过时，光敏电阻的阻值为50Ω，则选用的R0电阻的阻值最小是多少？
（3）调试时发现：LED灯使用较长时间后老化，亮度降低，有无药液通过时都会响起报警声。应 __________（填增大或减小）R0。请说明理由。
12．一般人在空气相对湿度45%～55%时感觉比较舒服，如果空气过于干燥，可以进行加湿。如图所示是某家用空气加湿装置的自动控制电路，R1是湿敏电阻用于探测空气的湿度，其阻值随湿度的变化关系如表所示。已知定值电阻R0为70Ω，控制电路电源的电压U0为6V不变，继电器线圈电阻不计。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。请回答：
（1）空气湿度影响着我们的生活。一般情况下，36伏以下的电压是安全的，但在湿度较大的环境下，安全电压应在 __________（选填“36伏”或“24伏”）以下。
（2）若室内湿度为60%时，衔铁被吸下，从表中可知此时R1阻值为__________Ω，并求此时控制电路中的电流。
空气湿度（%） 10 20 30 40 50 60 70 80 90
电阻R1阻值（Ω） 300 210 150 100 75 50 40 30 25
（3）若要使室内湿度为70%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_________________________________________________________________（写出一点即可）。
13．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。已知控制电路的电源电压U＝6伏，保护电阻R1＝l00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__________，控制电路中的电流 __________，从而使电磁铁的磁性__________。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）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l0牛/千克）
14．有一种电加热恒温箱，工作原理如图甲所示。控制电路由电压为U1＝9V的电源、电磁继电器（线圈电阻不计）、滑动变阻器R2和热敏电阻R1组成，图乙是热敏电阻R1阻值随温度变化的图象；工作电路由电压为U2＝220V的电源和电阻为R0的电热丝组成。通过实验测得当电磁继电器线圈的电流达到60mA时，电磁继电器的衔铁被吸下来。求：
（1）按照题意将图中的工作电路连接完整，C点应与 __________相连（选填“A”或“B”）；
（2）在升温的过程中，通过电阻R1的电流会 __________（选填“变大”、“变小”或“不变”）；
（3）要使恒温箱设定的温度值升高，应调节滑动变阻器R2的滑片，使其接入电路的阻值_________（选填“变大”或“变小”）；
（4）当滑动变阻器R2接入电路中的电阻为90Ω时，恒温箱内的温度是多大？
15．在学校科技创新大赛中，同学们根据所学的物理知识设计了一种“闯红灯违规证据模拟记录器”如图甲所示，可以通过拍摄照片来记录机动车辆闯红灯时的情境。它的工作原理是：当光控开关接收到红光时，开关自动闭合，且当压敏电阻受到车压力，它的阻值变化引起电流变化到一定值时，电磁继电器衔铁就被吸下，工作电路中电控照相机工作，拍摄违规车辆。光控开关未受到红光照射自动断开，衔铁没有被吸引，工作电路中的指示灯发光。
（1）根据工作原理，将电路连接完整。
（2）由图乙可知，控制电路中的电流随压敏电阻受到压力的增大而 __________。
（3）假设控制电路电压U为6V，继电器线圈电阻R0为10Ω，当控制电路中电流≥60mA时，衔铁被吸引。结合图乙计算可知，只有质量达到多少kg的车辆违规时才会被拍照记录（g取10N/kg，写出计算过程）。
（4）要使质量较小的车闯红灯也能被拍下，你的办法有：__________（填序号）。
①增加线圈的匝数 ②减少线圈的匝数 ③增大控制电路中的电源电压
④减小控制电路中的电源电压 ⑤用一定值电阻与压敏电阻并联⑥用一定值电阻与压敏电阻串联
；
16．为判断短跑比赛是否抢跑，某兴趣小组设计了如图所示的“抢跑自动指示”电路。其工作原理是：当运动员蹲在起跑器上后，闭合S；当发令时，闭合S1，发令指示灯亮，运动员起跑后，装在起跑器上的压敏电阻R0因受到压力减小，其电阻改变，起跑指示灯亮。已知压敏电阻R0通常有两种类型：A．阻值随压力增大而增大；B．阻值随压力增大而减小。则该压敏电阻R0应选择 __________类型，结合电路简要说明该抢跑自动指示器的工作原理。
17．某兴趣小组设计了一种恒温箱电路，如图甲所示，工作电路电源电压U1＝220V，R1＝242Ω，控制电路电源电压U2＝3V，R2＝300Ω，热敏电阻R能即时感知恒温箱内温度，其阻值与温度的关系如图乙，不计线圈的电阻，当线圈中的电流大于或等于40mA时，继电器的衔铁被吸合，动触点A与静触点B接触；当线圈中的电流小于或等于30mA时衔铁被释放，动触点A与静触点C接触。求：
（1）闭合开关S1和S2，恒温箱开始工作，此时衔铁的动触点A与 __________（选填“B”或“C”）静触点相接触。
（2）分析计算恒温箱正常工作时的温度变化范围。
18．如图为利用太阳能给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。不计电磁铁线圈电阻，定值电阻R0＝40Ω，控制电路电源电压为12V。白天，太阳能电池板将太阳能转化为电能，贮存于蓄电池中。傍晚，当光照强度减弱，使电磁铁中电流I＝0.1A时，控制电路会自动接通路灯电路，由蓄电池给LED路灯供电。
（1）由题意可推断，光敏电阻R的阻值随光照强度的减弱而 __________（选填“增大”或“减小”）。
（2）列式计算LED路灯亮起时，光敏电阻R的阻值。
（3）若想在光照更暗时才使路灯接通而工作，可采取的做法是______________（写出一种即可）。
19．科技小组的同学们设计了如图甲所示的恒温箱温控电路（用于获得高于室温、控制在一定范围内的“恒温”），包括工作电路和控制电路两部分。其中，R′为阻值可以调节的可变电阻。R为热敏电阻（置于恒温箱内），其阻值随温度变化的关系如图乙所示，继电器线圈电阻忽略不计。
（1）如图甲所示状态，加热器__________（选填“是”或“不是”）处于加热状态；
（2）已知当控制电路的电流达到0.04A时，继电器的衔铁被吸合；当控制电路的电流减小到0.034A时，衔铁会被释放。当调节R′＝350Ω时，恒温箱内可获得最高温度为100℃的“恒温”。如果需要将恒温箱内的温度控制在最低温度为50℃的“恒温”，则应将R′的阻值调为 __________Ω；
（3）使用该恒温箱，获得A：最低温度为50℃的“恒温”，与获得B：最高温度为100℃的“恒温”相比较，__________（选填“A”或“B”）的温度波动范围更小。理由是：______________
________________________________________________________________________________。
20．图甲为具有自动断电功能的电饭煲，其结构如图乙（断电状态）。感温磁体固定在内胆锅底部，其磁性随温度变化而变化（如图丁）。永磁体磁性不变，通过硬杆与开关相连，开关可绕转轴自由转动，当开关往下按时，转轴向上运动。低温断电时水磁体与感温磁体在弹簧弹力作用下分离，带动开关向下压弹片使两个触点分离，工作电路断开。烧饭时按下开关，感温磁体与永磁体吸合，电饭煲即可开始工作（如图丁）。请根据所给的信息对电饭煲从按下开关开始烧饭到自动断电过程的工作原理进行解释。
21．如图1是一种浮球液位开关，由浮球和重锤组成，重锤可固定在导线的任一位置。它应用于供水和排水的控制电路中（如图2）。工作原理：当储水罐内液面下降，浮球向下运动，头部向下达到一定角度，浮球内的钢球在卡槽内向头部运动，带动连杆，触动微动开关，使动触头A与触头B接通（如图3），使水泵进水。水位上升时，浮球上浮，当浮球的头部上仰至一定角度时，钢球往尾部移动，连杆离开微动开关，动触头A在弹性作用下与触头C接通（如图4），使水泵停止工作。
已知浮球及其内部所有物体总重G＝6N，电线重力和体积不计。
（1）计算浮球的体积至少要多大？
（2）重锤的作用是____________________________________________________________。
（3）某科技小组利用该液位开关等器材设计了一个自动注水装置如图5所示。接线柱A、B、C分别与微动开关中的触头A、B、C相连接，电磁铁通电时，电磁继电器的触头接通，水泵工作，断电时，触头弹开，水泵停止工作。请你按照如图所示的器材，连接一个可以实现自动注水的电路。（导线不得交叉）
（4）安装时由于未到预定水位水泵就停止了，请分析原因：____________________。
（5）浮球的密封性是浮球液位开关的关键技术，如果密封性不好导致漏水，以下哪些现象会发生 __________。
A.接触到水管内的水会触电 B.浮球不能浮起
C.水泵不会工作 D.水泵连续工作，不能停止
22．为解决妈妈回家晚耽搁收衣服的问题，小科设计了“自动收缩晾衣架”（如图1）。主要部件括可折叠晾衣架、电动机及控制电路。其中晾衣架下端连杆固定在竖杆上的P点，上端连杆通过滑环可在竖杆上自由移动，R为光敏电阻，电动机M通过拉绳与晾衣架上端连杆相连，S是按钮开关，向上按按钮可切断电路（黑色部分为导体，白色部分为绝缘体）。白天晾衣架展开伸出窗外（如图1），天黑时电动机接通，将连杆向上拉动，使晾衣架自动收缩折叠（如图2），同时连杆上的突起Q将S的按键向上按，使电路切断，停止工作。
（1）当光照强度减小时，电磁铁磁性 __________。（选填“变大”、“不变”或“变小”）
（2）已知控制电路中电源电压为3伏，电磁铁线圈的阻值为60欧，光敏电阻的阻值随光照强度的变化情况如下表所示，电磁铁衔铁吸合电流至少达到30毫安，则此晾衣架自动收缩时的光照强度是多少？（写出计算过程）
光照强度（勒克斯） 5 10 15 20 25 30
光敏电阻R阻值（欧） 10 15 20 26 40 60
（3）小科在实际调试时发现，还没天黑晾衣架就自动缩回，为解决此问题，请提出一种改进方法：________________________________________。
23．体感平衡车是一种时尚代步工具，采用站立式驾驶方式，S1、S2闭合，改变左右脚对踏板的压力控制车体运行，如图甲。但是转弯时没有转向指示灯，为了安全小科设计了如图乙所示的平衡车的转向指示灯模拟电路，当S1、S2闭合时，可通过增大左脚对踏板的压力并减小右脚对踏板（图已省略）的压力使车体向左转弯同时L1灯会亮暗交替闪烁，其中R1为定值电阻，R2为力敏电阻，L1为指示灯，电源U1电压为6伏，电磁铁线圈及衔铁的阻值忽略不计。
（1）图丙是两种力敏电阻阻值大小随压力变化的图像，R2应选择 __________（填“①”或“②”）；
（2）当左脚对踏板的压力为150N时，求通过R3的电流；
（3）在实际操作中，小科发现警示灯并没有闪烁，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 ______________________________（写一点即可）。
第1题
第2题
第3题
第4题
第8集
第9集
第10题
第11题
第12题
第13题
第16题
第17题
第18题
第19题
第22题
第23题
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周周练——第一章电磁铁应用计算题 参考答案
1．兴趣小组同学为某水箱设计了一个自动注水系统，其电路设计如图所示。控制电路电源电压U1＝12伏，R0为定值电阻，R1为压敏电阻，电磁铁线圈电阻忽略不计；压敏电阻R1放置于水箱底部，其阻值随水位变化的关系如下表。当水箱水位下降到1米时，注水系统开始自动工作。当水箱水位上升到2米时，注水系统恰好停止工作。
水位（米） 1.00 1.25 1.50 1.75 2.00
压敏电阻R1（欧） 90 70 65 65 60
（1）试根据上述信息，分析自动注水系统的工作原理。
（2）若衔铁恰好被吸下，注水系统停止工作时，通过电磁铁线圈的电流I＝0.1安，试求定值电阻R0的阻值是多少？
解：（1）由表格数据可知，当水箱水位下降到1米时，压敏电阻R1的阻值最大，控制电路的总电阻最大，由I＝可知，控制电路的电流最小，电磁铁的磁性最弱，衔铁被释放，注水系统开始自动工作；随着水位的升高，压敏电阻R1的阻值变小，当水箱水位上升到2米时，其阻值最小，控制电路的总电阻最小，控制电路的电流最大，电磁铁的磁性最强，衔铁被吸下，注水系统停止工作；
（2）由表格数据可知，衔铁恰好被吸下时，压敏电阻的阻值R1＝60Ω，
由I＝可得，此时控制电路的总电阻：R＝＝＝120Ω，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，定值电阻R0的阻值：R0＝R﹣R1＝120Ω﹣60Ω＝60Ω。
答：（1）自动注水系统的工作原理如解答中所示；（2）定值电阻R0的阻值是60Ω。
2．近几年西湖区进行老小区改造，不少多层楼房安装了电梯。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，电路由工作电路和控制电路组成。在工作电路中，当电梯没有超载时，电动机正常工作；当电梯超载时，电铃发出报警铃声，电动机不工作。在控制电路中，已知电源电压U＝6V，保护电阻R1＝100Ω，电阻式压力传感器（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）压敏电阻R2受到的压力与其阻值关系如图乙所示。当人走出电梯后，控制电路电流 变小 （选填“增大”、“不变”或“减小”）；图中a、b分别为电铃和电动机，当电梯超载时，电铃发出报警铃声，则 b （填“a”或“b”）是电铃。
（2）若电磁铁线圈电流达到15mA时，衔铁刚好被吸住。请你设定该电梯最多乘坐几人？（以每人50kg计算，且g取10N/kg）
（3）出于安全考虑，现希望适当降低电梯载重上限，则对控制电路的部分装置可做哪些调整？（写一条即可）
解：（1）从乙图可知，压敏电阻的阻值与压力成反比，人走后，压力变小，电阻变大，根据欧姆定律U＝IR可知。电压一定时，电流与电阻成反比，故电流会变小；当电梯超载时，电铃发出报警铃声时，衔铁被吸下，此时b开始工作，故电铃是b。
（2）当电流为15mA时，R总＝＝400Ω；
故：R2＝R总﹣R1＝400Ω﹣100Ω＝300Ω，从乙图可知，此时F＝8000N，假定每人m＝50kg，
则：G人＝mg＝50kg×10N/kg＝500N，n＝＝＝16人。
因为坐16人会报警，所以能电梯最多乘坐的人数：16﹣1＝15人。
（3）若适当降低电梯载重上限，则压敏电阻受到的压力减小，由图乙可知，压敏电阻R2的阻值增大，若维持原电路不变，由欧姆定律可知，控制电路中的电流会减小，无法达到报警的目的，为了使电路中的电流达到15mA，衔铁刚好被吸住，由欧姆定律可知，可以通过增大电源电压或减小保护电阻R1的阻值来达到目的。
故答案为：（1）变小；b；（2）该电梯最多乘坐15人；（3）增大电源电压或减小保护电阻R1的阻值。
3．图甲为热敏电阻的R﹣t图象，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，为继电器线圈供电的电池的电压为6伏，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A、B端还是C、D端？ A、B端 。
（3）若恒温箱内的温度达到100℃时，通过计算分析恒温箱加热器是否处于工作状态？
（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 变大 （选填“变大”“不变”或“变小”）。
解：（1）根据图甲可知，温度为50℃时，热敏电阻的阻值为90Ω；
（2）根据题意知，当温度低时，热敏电阻的阻值较大，通过线圈电流较小，此时衔铁不能被吸下，工作电路与AB接通，此时需要加热工作，所以恒温箱的加热器应接在A、B端；
（3）当温度为100℃时，由图甲知，热敏电阻阻值为50Ω，继电器线圈的电阻为150Ω，
则线圈中电流I＝＝＝0.03A＝30mA，因为I＞28mA，所以恒温箱加热器不处于工作状态；
（4）根据线圈中电流大于或等于28毫安时，继电器的衔铁被吸合，工作电路中的加热器停止工作；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，若热敏电阻阻值一定时，线圈中电流会变小，所以控制电路达到28mA的时间会更长，说明工作电路中的保温箱的加热时间变长，即恒温箱内的最高温度将变大。
故答案为：（1）90；（2）A、B端；（3）当温度为100℃时，通过计算分析恒温箱加热器不处于工作状态；（4）变大。
4．电动车电池的安全性主要体现在对其温度的控制上，当某组电池温度过高时，立即启动制冷系统进行降温，图甲是模拟控温装置示意图，电磁继电器与热敏电阻R1、滑动变阻器RP串联接在电压为6伏的电源两端。当电磁铁线圈（电阻不计）中的电流I大于或等于20毫安时，衔铁被吸合，热敏电阻置于温度监测区域，其阻值Rt与温度t的关系如图乙所示，滑动变阻器的最大阻值为250欧。
（1）从图乙中可得热敏Rt电阻的阻值随温度升高而 减小 。
（2）根据设计要求，制冷系统a端应与 c （选填“b”或“c”）连接。
（3）根据题中给出的数据，请通过计算分析电池设定最高温度为多少度？
（4）为了降低电池设定的最高温度，可以对控制电路RP的滑片向 右 （选填“左”或“右”）移动。
解：（1）根据图乙可知，热敏电阻Rt的阻值随温度的升高而减小；
（2）当温度升高到一定程度时，热敏电阻的阻值减小而电流增大，此时电磁铁的磁场增强将衔铁吸下来接通触点c，此时制冷系统开始工作，因此a端应该与c连接；
（3）衔铁被吸合时，电路中的总电阻为：R＝＝＝300Ω；
根据串联电路的电阻关系可知，当滑动变阻器的阻值最大时，Rt的阻值最小，对应的温度最高；
故Rt的阻值为：Rt＝R﹣RP＝300Ω﹣250Ω＝50Ω；由乙图可知，最高温度为74℃；
（4）电磁铁吸合时磁场强度不变，即通过电磁铁的电流不变，而控制电路总电压不变，那么总电阻不变。当温度降低时，热敏电阻的阻值增大，根据R总＝Rt+RP可知，变阻器的阻值要减小，即滑片向右移动。
故答案为：（1）减小；（2）c；（3）电池设定最高温度为74℃；（4）右。
5．智能扫地机器人（如图1）可通过灰尘传感器自动寻找清扫灰尘，通过电动机旋转、产生高速气流将灰尘等吸入集尘盒。图2为其部分工作原理图，控制电路电源电压U为4.5V，定值电阻R0＝12Ω，R为光敏电阻，其阻值随光照强度E（单位：cd）的变化如图3所示。其中电磁铁线圈的电阻不计。
（1）当灰尘增多，空气的透光程度减弱，使照射到光敏电阻上的光照强度减弱，光敏电阻阻值 变大 （选填“变大”或“变小”“不变”），B触头与静触头 A （选填“A“或“C”）接触，则电动机工作；反之指示灯亮，从而达到自动控制的目的。
（2）若电压表示数小于等于3V时，电动机开始工作。求电压表示数为3V时，光照强度为多少？
（3）若要增加光照强度，电动机仍在电压表示数≤3V时开始工作，你可以怎么做？（请写出1种方法）
解：（1）由图3可知当地面灰尘增多，空气的透光程度减弱，使照射到光敏电阻上的光照强度减弱，光敏电阻的阻值变大，
由图2可知，控制电路中，光敏电阻与定值电阻串联，串联电路总电阻等于各部分电阻之和，根据欧姆定律可知通过电路的电流变小，电磁铁的磁性减弱，弹簧将衔铁拉起，B触头与静触头A接触，电动机工作，反之，指示灯亮，从而达到自动控制的目的；
（2）由图2可知，控制电路中，光敏电阻与定值电阻串联，电压表测量定值电阻两端电压，电压表示数为3V时，根据欧姆定律可得通过定值电阻R0的电流为：I＝＝＝0.25A；串联电路总电压等于各部分电压之和，则光敏电阻两端的电压：UR＝U﹣U0＝4.5V﹣3V＝1.5V，根据欧姆定律可得光敏电阻的电阻：R＝＝＝6Ω，
由图3可知，当光敏电阻的电阻为6Ω时，光照强度为3cd；
（3）由图3可知，当光照强度增强时，光敏电阻的阻值变小，在R0不变时，由串联分压的规律可知光敏电阻分得的电压变小，若要电动机仍在电压表示数≤3V时开始工作，由串联电路的电压特点可知应减小电源电压；
或当光照强度增强时，光敏电阻的阻值变小，若电源电压不变，仍要电动机在电压表示数≤3V时开始工作，则此时光敏电阻分得电压不变，由分压规律可得＝，因R的阻值减小，则应减小R0的阻值才能满足要求，即更换阻值更小的定值电阻。
答：（1）变大；A；（2）光照强度为3cd；（3）减小电源电压（或更换阻值更小的定值电阻）。
6．如图1所示为一恒温水箱电路结构示意图，包括控制电路和工作电路两部分，控制路：电源电压恒为12V，R1为热敏电阻（置于水箱中），阻值随温度变化的关系如图2所示，R0为滑动变阻器，线圈电阻不计，线圈中电流大于0.2A时衔铁被吸下；工作电路：R2为电热器，L1、L2为红绿指示灯，其额定电压（指正常工作时的电压）均为220V，加热时红灯正常发光，绿灯不亮，停止加热时绿灯正常发光，红灯不亮。
（1）按要求连接好工作电路；
（2）为了使水箱内温度保持在40℃（水温低于40℃时电热器工作，高于40℃时停止加热），滑动变阻器接入电路阻值应为多少？
（3）为了使恒温水箱内设定的温度降低一些，请你想出两种办法？
解：（1）当动触点与上方静触点接触时，电路为绿灯的基本电路；当动触点与下方静触点接触时，电路为R2与红灯的并联电路；如下图所示：
（2）根据图2示可知，当温度为40℃时，热敏电阻R1的阻值为28Ω；
当电路电流为0.2A时，控制电路的总电阻：R＝＝＝60Ω；
因为R1与R0串联，所以R0接入电路的阻值：R0＝R﹣R1＝60Ω﹣28Ω＝32Ω；
（3）从图乙可知，要降低恒温箱的设定温度，就要减小热敏电阻R1的阻值；但为了使衔铁吸合工作电流即线圈中的电流仍为0.2A，根据欧姆定律I＝可知，应增大滑动变阻器R0接入电路的阻值或减小电源电压。
故方案一：将滑动变阻器R0接入电路的阻值调大一些；
方案二：换电源，降低电源电压。
故答案为：（1）见解答；（2）滑动变阻器接入电路阻值应为32Ω；（3）方案一：将滑动变阻器R0接入电路的阻值调大一些；方案二：换电源，降低电源电压。
7．小科在参观了台州安全教育馆的消防安全项目后设计了一个火灾报警器，该报警器由控制电路和工作电路组成。控制电路中电源电压为6伏，线圈电阻R0为18欧，光敏电阻R的阻值与光强E之间的一组实验数据如下表所示（“光强”表示光照强弱的程度，符号为E，单位为cd。）
光强E/cd 1 2 3 4 5 6
光敏电阻R/Ω 6 12 18 30 36
小科的设计思路：当光敏电阻接收到的光照因为浓烟的影响而减小到一定程度时，工作电路接通，电铃报警。
（1）分析上表数据，根据光敏电阻的阻值R随光强E变化的规律，表格空格处应填写的数值为 24Ω 。
（2）请根据小科的设计思路将图中的工作电路连接完整。
（3）闭合开关S，如果当线圈中的电流大于或等于0.2安时，继电器的衔铁被吸合。请计算出刚好触发报警时的最低光强。
（4）以下措施中可以提高报警器报警灵敏度的有 AC 。
A．增大控制电路电源电压 B．将电磁铁适当向左移动 C．增加电磁铁的线圈匝数
解：（1）表格中的数据R＝＝24Ω；
（2）由上表可知：当光敏电阻接收到的光照因为浓烟的影响而减小时，电阻变小，控制电路中的电流变大到某一值时，继电器的衔铁被吸合，电铃报警，如图：
（3）当线圈中的电流I＝0.2A时，由I＝可得，电路中的总电阻：R总＝＝＝30Ω，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，光敏电阻的阻值：R＝R总﹣R0＝30Ω﹣18Ω＝12Ω，
查表可知，当电阻R＝12Ω时，光强E＝2.0cd；
（4）当烟雾较小时，光敏电阻的阻值增大，为了使衔铁被吸合；
A、为了保持磁场强度不变，需要保持电流不变。根据R总＝R1+R2可知，此时总电阻增大，根据U＝IR可知，此时需要增大电源电压，故A正确；
B、将电磁铁适当向左移动时，根据杠杆的平衡原理可知，此时吸引力的力臂减小，为了吸合需要更大的磁场，故B错误；
C、总电阻增大时，通过电磁铁的电流减小。为了保持电磁铁的磁场强度不变，可以换用线圈匝数更多的电磁铁，故C正确。 故选：AC。
故答案为：（1）24Ω；（2）见解析图；（3）刚好触发报警时的最低光强为2.0cd；（4）AC。
8．如图甲是某兴趣小组设计的苹果自动分拣装置简化示意图，该装置能把大小不同的苹果按一定质量标准自动分拣。其中电源电压恒为3伏，衔铁所在的横杆能绕支点（固定不动的点）转动，压敏电阻R1的阻值与压力F的关系如图乙。该小组以苹果质量达到0.3千克作为质量标准设置分拣装置：闭合开关S，在托盘秤上放上0.3千克的苹果，移动滑动变阻器R2滑片P的位置，当电路中的电流为0.03安时，电磁铁恰好能将衔铁吸下，苹果进入下通道（电磁铁线圈的阻值忽略不计）。
（1）如图乙可知，压力越大，压敏电阻的阻值越 小 ；
（2）当苹果质量达到标准，电磁铁恰好能将衔铁吸下时，求此时R2的阻值；
（3）使用该分拣装置时，质量大于0.3千克的苹果也能进入下通道，请简述理由 质量大于0.3千克的苹果，对压敏电阻的压力更大，压敏电阻的阻值会更小，根据欧姆定律分析可知电路中电流会变大，电磁铁能将衔铁吸下 。（不考虑苹果体积对分拣的影响）
解：（1）由图乙可知，压力越大，压敏电阻的阻值越小；
（2）在托盘秤上放上0.3千克的苹果，压敏电阻受到的压力F＝mg＝0.3kg×10N/kg＝3N，根据图乙可知，此时压敏电阻的阻值为20Ω；
闭合开关，左侧电路中两电阻串联，当电路中的电流为0.03安时，电磁铁恰好能将衔铁吸下，由欧姆定律可知，此时电路的总电阻：R＝＝＝100Ω，
因串联电路的总电阻等于各部分电阻之和，
所以此时R2的阻值：R1＝R﹣R2＝100Ω﹣20Ω＝80Ω；
（3）质量大于0.3千克的苹果，对压敏电阻的压力更大，压敏电阻的阻值会更小，根据欧姆定律分析可知电路中电流会变大，电磁铁能将衔铁吸下，即质量更大的苹果也能进入下一通道。
答：（1）小；（2）此时R2的阻值为80Ω；
（3）质量大于0.3千克的苹果，对压敏电阻的压力更大，压敏电阻的阻值会更小，根据欧姆定律分析可知电路中电流会变大，电磁铁能将衔铁吸下。
9．小强利用压力传感器、电磁器电器、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。他了解到这种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即为维电器控制电路的电源电压，线圈的电阻为20Ω。
（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，请你判断灯 L2 （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，要用小强设计的装置为此桥报警，R的阻值应调节为多少？（g取10N/kg）
（3）将该报警装置装在乡村道路上，要求更轻的车通过也能报警，则装置可做如何处理 减小可调电阻的阻值或减小继电器线圈的电阻 。
解：（1）由图示可知，车辆不超载时，压力传感器所受压力越小时，输出的电压U就越小，继电器线圈中电流小，衔铁接上端，L1亮，车辆超载时，衔铁接下端，L2亮，由题意知，L2是红灯。
（2）车对水平地面的压力F＝G＝mg＝20×103kg×10N/kg＝2×105N，
由图象可知，此时的输出电压U＝1V，根据I＝可知，电路总电阻：R总＝＝＝50Ω，
电阻R的阻值：R＝R总﹣R线圈＝50Ω﹣20Ω＝30Ω；
（3）如果要求更轻的车通过也能报警，根据图乙可知，电源电压越小，根据欧姆定律可知，在电流不变的情况下，电阻要变小，所以应该减小可调电阻的阻值或减小继电器线圈的电阻。
答：（1）L2；（2）R的阻值应调节为30Ω；（3）减小可调电阻的阻值或减小继电器线圈的电阻。
10．随着科技的发展，很多地方通过水位自动报警装置来监测水位的变化。如图是钱塘江水位自动报警装置示意图，A为球形浮子，B装置（T形）可以上下移动，C为外壳固定不动。当水位上升时，浮子A上升，并推动B上升。
（1）当水位达到一定高度时，控制电路接通。此时工作电路 红灯 亮（选填“红灯”或“绿灯”或“同时”），警示水位过高；
（2）A和B的总质量为0.6千克，当水位上涨，使浮子A浸入水中体积达到一半时装置报警，若要保证报警器能正常工作，不计摩擦，则浮子A的体积为多少？
解：（1）读图可知，当水位上升时，浮子A上升，并推动B上升，当水位达到一定高度时，控制电路接通，电磁铁有磁性，吸引衔铁，红灯亮；
（2）由题意可知，报警时AB受力平衡，所以F浮＝GAB＝mg＝0.6kg×10N/kg＝6N，
浮子A浸入水中体积达到一半时，由阿基米德原理：F浮＝ρ液gV排＝ρ水Vg得，
浮子A的体积：V＝＝＝1.2×10﹣3m3。
答：（1）红灯；（2）浮子A的体积为1.2×10﹣3m3。
11．新冠疫情期间，为了防止人员聚集和解决医务人员稀缺的问题，医院设计了一个自动输液报警器，如图1所示。闭合开关，当输液报警器处的输液管中有药液流过时，绿灯亮；无药液流过时，喇叭报警。小彬运用自己所学知识和查找的资料设计了一个类似的自动输液报警器，如图2所示。电路中U2＝6V，电磁铁电阻为5Ω，当电流超过30mA时，电磁铁把衔铁吸下，此时绿灯亮。
（1）光敏电阻的阻值随光照增强而 减小 。
（2）无药液流过时，光敏电阻的阻值为50Ω，则选用的R0电阻的阻值最小是多少？
（3）调试时发现：LED灯使用较长时间后老化，亮度降低，有无药液通过时都会响起报警声。应 减小 （填增大或减小）R0。请说明理由。
解：
（1）根据图3可知，光照强度变大，光敏电阻的阻值变小，即光敏电阻的阻值随光照增强而减小；
（2）无药液流过时，衔铁被拉起，根据欧姆定律可知，此时控制电路的最小电阻为：R＝＝＝200Ω；
根据串联电路的电阻关系可知，R0电阻的最小阻值为：R0＝R﹣R光﹣R电＝200Ω﹣50Ω﹣5Ω＝145Ω；
（3）LED灯使用较长时间后老化，亮度降低，光敏电阻接入电路中的电阻变大；由于吸合电流不变，电源电压不变，所以衔铁被释放时控制电路的总电阻不变；由于光敏电阻变大，根据串联电路的电阻关系可知，应该减小R0的阻值。
故答案为：（1）减小；（2）选用的R0电阻的阻值最小是145Ω；（3）减小；LED灯使用较长时间后老化，亮度降低，光敏电阻接入电路中的电阻变大；由于吸合电流不变，电源电压不变，所以衔铁被释放时控制电路的总电阻不变；由于光敏电阻变大，根据串联电路的电阻关系可知，应该减小R0的阻值。
12．一般人在空气相对湿度45%～55%时感觉比较舒服，如果空气过于干燥，可以进行加湿。如图所示是某家用空气加湿装置的自动控制电路，R1是湿敏电阻用于探测空气的湿度，其阻值随湿度的变化关系如表所示。已知定值电阻R0为70Ω，控制电路电源的电压U0为6V不变，继电器线圈电阻不计。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。请回答：
（1）空气湿度影响着我们的生活。一般情况下，36伏以下的电压是安全的，但在湿度较大的环境下，安全电压应在 24伏 （选填“36伏”或“24伏”）以下。
（2）若室内湿度为60%时，衔铁被吸下，从表中可知此时R1阻值为 50 Ω，并求此时控制电路中的电流。
空气湿度（%） 10 20 30 40 50 60 70 80 90
电阻R1阻值（Ω） 300 210 150 100 75 50 40 30 25
（3）若要使室内湿度为70%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 串联一个电阻（或减小控制电路电压U0或增大R0的电阻值） （写出一点即可）。
解：（1）在潮湿环境中，人体的电阻会变小，在电压相同时通过人体的电流会变大，所以为了保证人体的安全，安全电压应在24伏以下；
（2）若室内湿度为60%时，衔铁被吸下，从表中可知此时R1阻值为50Ω，此时控制电路中的电流为：I＝＝＝0.05A；
（3）若要使室内湿度在70%时，由表格数据可知，湿敏电阻的电阻减小，控制电路的电流增大，电磁铁的磁性增大，若要使室内湿度在70%时，才能让衔铁被吸下，加湿装置电路被断开，则电磁铁的磁性应减小，控制电路的电流减小，所以可以串联一个电阻，或减小控制电路电压U0，或增大R0的电阻值。
故答案为：（1）24伏；（2）50；此时控制电路中的电流为0.05A；（3）串联一个电阻（或减小控制电路电压U0或增大R0的电阻值）。
13．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。已知控制电路的电源电压U＝6伏，保护电阻R1＝l00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 B 接触，电铃发出警报声。
（2）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l0牛/千克）
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）电梯厢内站立总质量为1000kg的乘客时，电梯受到的压力：F＝G＝mg＝1000kg×10N/kg＝10000N；
由图乙，当压力F＝10000N，对应的压敏电阻阻值R2＝100Ω，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，控制电路中的电流：I＝＝＝0.03A＝30mA＞20mA，所以，此时电梯超载。故答案为：（1）减小；增大；增强；B；（2）电梯超载。
14．有一种电加热恒温箱，工作原理如图甲所示。控制电路由电压为U1＝9V的电源、电磁继电器（线圈电阻不计）、滑动变阻器R2和热敏电阻R1组成，图乙是热敏电阻R1阻值随温度变化的图象；工作电路由电压为U2＝220V的电源和电阻为R0的电热丝组成。通过实验测得当电磁继电器线圈的电流达到60mA时，电磁继电器的衔铁被吸下来。求：
（1）按照题意将图中的工作电路连接完整，C点应与 A 相连（选填“A”或“B”）；
（2）在升温的过程中，通过电阻R1的电流会 变大 （选填“变大”、“变小”或“不变”）；
（3）要使恒温箱设定的温度值升高，应调节滑动变阻器R2的滑片，使其接入电路的阻值 变大 （选填“变大”或“变小”）；
（4）当滑动变阻器R2接入电路中的电阻为90Ω时，恒温箱内的温度是多大？
解：（1）由题意和图乙可知，要在恒温箱内的温度升高到一定温度时，热敏电阻的阻值会减小，电磁继电器线圈的电流达到60mA时，衔铁被吸下来，使工作电路断开，由此可知，C应该与A相连，而中间的动触点应与R1的左端相连。
（2）当温度升高时，R1的阻值在减小；控制电路中是滑动变阻器和热敏电阻串联，滑动变阻器的阻值不变，R1的阻值减小，导致了总电阻减小，电源电压不变，所以电路中的电流增大，通过R1的电流变大。
（3）恒温箱的温度值要调高，热敏电阻的阻值减小，此时要使控制电路中的电流不要增大，以防衔铁被吸下来，就要使滑动变阻器接入电路中的阻值变大。
（4）根据题意可知：控制电路的电源电压为U1＝9V，吸合电流为：I＝60mA＝0.06A，
电路的总电阻：R总＝＝＝150Ω，
此时热敏电阻的阻值：R1＝R总﹣R2＝150Ω﹣90Ω＝60Ω，
由图像知，热敏电阻的阻值为60Ω时，对应的温度为90℃。
故答案为：（1）A；（2）变大；（3）变大；（4）当滑动变阻器R2接入电路中的电阻为90Ω时，恒温箱内的温度是90℃。
15．在学校科技创新大赛中，同学们根据所学的物理知识设计了一种“闯红灯违规证据模拟记录器”如图甲所示，可以通过拍摄照片来记录机动车辆闯红灯时的情境。它的工作原理是：当光控开关接收到红光时，开关自动闭合，且当压敏电阻受到车压力，它的阻值变化引起电流变化到一定值时，电磁继电器衔铁就被吸下，工作电路中电控照相机工作，拍摄违规车辆。光控开关未受到红光照射自动断开，衔铁没有被吸引，工作电路中的指示灯发光。
（1）根据工作原理，将电路连接完整。
（2）由图乙可知，控制电路中的电流随压敏电阻受到压力的增大而 增大 。
（3）假设控制电路电压U为6V，继电器线圈电阻R0为10Ω，当控制电路中电流≥60mA时，衔铁被吸引。结合图乙计算可知，只有质量达到多少kg的车辆违规时才会被拍照记录（g取10N/kg，写出计算过程）。
（4）要使质量较小的车闯红灯也能被拍下，你的办法有： ①③⑤ （填序号）。
①增加线圈的匝数 ②减少线圈的匝数 ③增大控制电路中的电源电压
④减小控制电路中的电源电压 ⑤用一定值电阻与压敏电阻并联
⑥用一定值电阻与压敏电阻串联
解：（1）根据题意，当光控开关受到红光照射，同时受到压力时，由于压敏电阻的电阻减小，所以电路中的电流值增大，由于电磁铁的磁性将衔铁吸下，此时电控照相机工作，所以电控照相机所在的电路应接通；当光控开关没有受到红光照射时，光控开关断开，此时电磁铁无磁性，衔铁没有被吸引，工作电路中的指示灯发光，此时指示灯所在的支路应该接通，如下图所示：
；
（2）由乙图可以看出，横坐标是压敏电阻所受的压力值，纵坐标是电阻值，从图中可以看出，当压敏电阻所受压力增大时，其电阻值减小，根据欧姆定律可知，控制电路中的电流增大；
（3）控制电路的总电阻：R总＝＝＝100Ω，
压敏电阻的阻值为：R＝R总﹣R0＝100Ω﹣10Ω＝90Ω；
查图可知，当R＝90Ω时，压敏电阻所受的压力F＝1.5×104N，
由G＝mg可得，车的质量：m＝＝＝＝1500kg；
（4）要使质量较小的车闯红灯也能被拍下，由于压力越小，压敏电阻的阻值越大；根据欧姆定律可知，由于吸合电流不变，需要增大电磁铁磁性或者增大电路中的电流，所以可以增加线圈的匝数、提高电源电压、用一定值电阻与压敏电阻并联等，故①③⑤正确。
故答案为：
（1）见解析；（2）增大；（3）只有质量达到1500kg的车辆违规时才会被拍照记录；（4）①③⑤。
16．为判断短跑比赛是否抢跑，某兴趣小组设计了如图所示的“抢跑自动指示”电路。其工作原理是：当运动员蹲在起跑器上后，闭合S；当发令时，闭合S1，发令指示灯亮，运动员起跑后，装在起跑器上的压敏电阻R0因受到压力减小，其电阻改变，起跑指示灯亮。已知压敏电阻R0通常有两种类型：A．阻值随压力增大而增大；B．阻值随压力增大而减小。则该压敏电阻R0应选择 A 类型，结合电路简要说明该抢跑自动指示器的工作原理。
解：控制电路中，灯泡和压敏电阻并联后与电磁铁串联接入电路，运动员起跑后通过线圈的电流应变大，因此通过压敏电阻的电流应变大，压敏电阻阻值要减小，所以压敏电阻受到的压力减小时其阻值也减小，应选阻值随压力增大而增大的压敏电阻，所以该压敏电阻R0应选择A类型；
当S处于闭合状态时，运动员起跑后对压敏电阻的压力减小，压敏电阻的阻值变小，根据欧姆定律可知通过线圈的电流应变大，电磁铁磁性要增强，S2要被吸引，起跑指示灯亮。
故答案为：A；当S处于闭合状态时，运动员起跑后对压敏电阻的压力减小，压敏电阻的阻值变小，通过线圈的电流应变大，电磁铁磁性要增强，S2要被吸引，起跑指示灯亮。
17．某兴趣小组设计了一种恒温箱电路，如图甲所示，工作电路电源电压U1＝220V，R1＝242Ω，控制电路电源电压U2＝3V，R2＝300Ω，热敏电阻R能即时感知恒温箱内温度，其阻值与温度的关系如图乙，不计线圈的电阻，当线圈中的电流大于或等于40mA时，继电器的衔铁被吸合，动触点A与静触点B接触；当线圈中的电流小于或等于30mA时衔铁被释放，动触点A与静触点C接触。求：
（1）闭合开关S1和S2，恒温箱开始工作，此时衔铁的动触点A与 C （选填“B”或“C”）静触点相接触。
（2）分析计算恒温箱正常工作时的温度变化范围。
解：（1）闭合开关S1和S2，恒温箱开始工作，即电热丝R1正常工作，所以衔铁的动触点A与C静触点相接触；
（2）当恒温箱的温度达到最高时，衔铁被吸下，即此时控制电路的电流为：I＝40mA＝0.04A；
此时R的阻值为：R＝＝＝75Ω；根据图乙可知，此时的最高温度为100℃；
当电磁铁衔铁被吸合时，R与R2并联；当恒温箱温度最低时，控制电路为的电流为：I'＝30mA＝0.03A；
根据欧姆定律可知，通过R2的电流为：I2＝＝＝0.01A；
根据并联电路的电流关系可知，通过热敏电阻的电流为：I'R＝I'﹣I2＝0.03A﹣0.01A＝0.02A；
此时热敏电阻接入电路的电阻为：R'2＝＝＝150Ω，根据图乙可知，此时的最低温度为90℃； 所以恒温箱正常工作时的温度变化范围是90℃～100℃。
18．如图为利用太阳能给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。不计电磁铁线圈电阻，定值电阻R0＝40Ω，控制电路电源电压为12V。白天，太阳能电池板将太阳能转化为电能，贮存于蓄电池中。傍晚，当光照强度减弱，使电磁铁中电流I＝0.1A时，控制电路会自动接通路灯电路，由蓄电池给LED路灯供电。
（1）由题意可推断，光敏电阻R的阻值随光照强度的减弱而 增大 （选填“增大”或“减小”）。
（2）列式计算LED路灯亮起时，光敏电阻R的阻值。
（3）若想在光照更暗时才使路灯接通而工作，可采取的做法是 使定值电阻R0的阻值更小一些 （写出一种即可）。
解：（1）由题意可知，傍晚，光照强度减弱，当电流达到0.1A时，衔铁在弹簧的作用下被拉起，控制电路会自动接通路灯电路，由蓄电池给LED路灯供电，此时电磁铁的磁性变小，通过电磁铁的电流变小，根据欧姆定律可知，控制电路中的总电阻变大，光敏电阻的阻值变大，所以光敏电阻R的阻值随光照强度的减弱而增大；
（2）LED路灯亮起时电路中的总电阻为：R总＝＝＝120Ω，
由串联电路电流的规律知光敏电阻R的阻值为：R＝R总﹣R0＝120Ω﹣40Ω＝80Ω；
（3）由于光敏电阻R的阻值随光照强度的减弱而增大，所以在光照更暗时光敏电阻的阻值更大，由于电磁铁中电流不变，电路的总电阻不变，需要使定值电阻R0的阻值更小一些。
19．科技小组的同学们设计了如图甲所示的恒温箱温控电路（用于获得高于室温、控制在一定范围内的“恒温”），包括工作电路和控制电路两部分。其中，R′为阻值可以调节的可变电阻。R为热敏电阻（置于恒温箱内），其阻值随温度变化的关系如图乙所示，继电器线圈电阻忽略不计。
（1）如图甲所示状态，加热器 是 （选填“是”或“不是”）处于加热状态；
（2）已知当控制电路的电流达到0.04A时，继电器的衔铁被吸合；当控制电路的电流减小到0.034A时，衔铁会被释放。当调节R′＝350Ω时，恒温箱内可获得最高温度为100℃的“恒温”。如果需要将恒温箱内的温度控制在最低温度为50℃的“恒温”，则应将R′的阻值调为 100 Ω；
（3）使用该恒温箱，获得A：最低温度为50℃的“恒温”，与获得B：最高温度为100℃的“恒温”相比较， A （选填“A”或“B”）的温度波动范围更小。理由是： 在50℃附近，热敏电阻阻值随温度变化显著 。
解：（1）由图甲所示电路可知，工作电路是通路，加热器处于加热状态；
（2）由图乙所示图象可知，温度为100℃时，热敏电阻阻值为500Ω，
由I＝可知，电源电压：U＝I1（R+R′）＝0.04A×（500Ω+350Ω）＝34V，
由图乙所示图象可知，当温度为50℃时，热敏电阻阻值为900Ω，
此时，滑动变阻器阻值：R′＝﹣R0﹣R＝34V/0.034A﹣900Ω＝100Ω；
（3）由图乙所示图象可知，在50℃附近，热敏电阻的阻值随温度变化其变化量较大，热敏电阻阻值变化显著，更容易控制加热器的通断，因此获得最低温度为50℃的“恒温”，其温度波动范围更小。
20．图甲为具有自动断电功能的电饭煲，其结构如图乙（断电状态）。感温磁体固定在内胆锅底部，其磁性随温度变化而变化（如图丁）。永磁体磁性不变，通过硬杆与开关相连，开关可绕转轴自由转动，当开关往下按时，转轴向上运动。低温断电时水磁体与感温磁体在弹簧弹力作用下分离，带动开关向下压弹片使两个触点分离，工作电路断开。烧饭时按下开关，感温磁体与永磁体吸合，电饭煲即可开始工作（如图丁）。请根据所给的信息对电饭煲从按下开关开始烧饭到自动断电过程的工作原理进行解释。
答：煮饭时用力按下开关，通过轻质传动杆使永久磁体和感温磁体吸合，触点闭合，电路接通，发热板开始发热；当温度达到103℃时，感温磁体的磁性急剧减小，对永磁体的吸引力急剧减小，永久磁体受重力及弹簧的弹力作用而落下，通过传动杆使触点分开，发热板停止发热。
21．如图1是一种浮球液位开关，由浮球和重锤组成，重锤可固定在导线的任一位置。它应用于供水和排水的控制电路中（如图2）。工作原理：当储水罐内液面下降，浮球向下运动，头部向下达到一定角度，浮球内的钢球在卡槽内向头部运动，带动连杆，触动微动开关，使动触头A与触头B接通（如图3），使水泵进水。水位上升时，浮球上浮，当浮球的头部上仰至一定角度时，钢球往尾部移动，连杆离开微动开关，动触头A在弹性作用下与触头C接通（如图4），使水泵停止工作。
已知浮球及其内部所有物体总重G＝6N，电线重力和体积不计。
（1）计算浮球的体积至少要多大？
（2）重锤的作用是 水位上升时，浮球上浮，重锤通过导线拉住浮球的尾部，使浮球的头部上仰至一定角度 。
（3）某科技小组利用该液位开关等器材设计了一个自动注水装置如图5所示。接线柱A、B、C分别与微动开关中的触头A、B、C相连接，电磁铁通电时，电磁继电器的触头接通，水泵工作，断电时，触头弹开，水泵停止工作。请你按照如图所示的器材，连接一个可以实现自动注水的电路。（导线不得交叉）
（4）安装时由于未到预定水位水泵就停止了，请分析原因： 浮球到重锤之间的线太短 。
（5）浮球的密封性是浮球液位开关的关键技术，如果密封性不好导致漏水，以下哪些现象会发生 BD 。
A.接触到水管内的水会触电 B.浮球不能浮起
C.水泵不会工作 D.水泵连续工作，不能停止
解：（1）由题知，浮球所受浮力至少要大于等于自身的重力，故：F浮＝G＝6N，
根据F浮＝ρ水gV排，
浮球的体积至少：V球＝V排＝＝＝＝6×10﹣4m3；
（2）重锤的作用是：水位上升时，浮球上浮，重锤通过导线拉住浮球的尾部，使浮球的头部上仰至一定角度；
（3）根据微动开关的工作原理可知，B为静触点，是通过小球的滚动到达A点接通电路，到达C点断开电路实现控制功能的，那么B点可以与电源的负极连接。当水位到达下限时，小球到达A点，微动开关闭合，此时接通控制电路，电磁铁产生磁性，将衔铁吸引下来接通水泵供水，因此A应该与控制电路的另一个线头相接，如下图所示：
（4）如果安装时由于未到预定水位水泵就停止了，原因可能是：浮球到重锤之间的线太短造成的；
（5）如果浮球密闭性不好，导致进水，那么浮球的重力会不断增大，由于浮球重力大于浮力，因此它可能不会浮起来，此时水泵就不会停止工作，从而不断的供水，故可能会发生的现象是BD。
22．为解决妈妈回家晚耽搁收衣服的问题，小科设计了“自动收缩晾衣架”（如图1）。主要部件括可折叠晾衣架、电动机及控制电路。其中晾衣架下端连杆固定在竖杆上的P点，上端连杆通过滑环可在竖杆上自由移动，R为光敏电阻，电动机M通过拉绳与晾衣架上端连杆相连，S是按钮开关，向上按按钮可切断电路（黑色部分为导体，白色部分为绝缘体）。白天晾衣架展开伸出窗外（如图1），天黑时电动机接通，将连杆向上拉动，使晾衣架自动收缩折叠（如图2），同时连杆上的突起Q将S的按键向上按，使电路切断，停止工作。
（1）当光照强度减小时，电磁铁磁性 变大 。（选填“变大”、“不变”或“变小”）
（2）已知控制电路中电源电压为3伏，电磁铁线圈的阻值为60欧，光敏电阻的阻值随光照强度的变化情况如下表所示，电磁铁衔铁吸合电流至少达到30毫安，则此晾衣架自动收缩时的光照强度是多少？（写出计算过程）
光照强度（勒克斯） 5 10 15 20 25 30
光敏电阻R阻值（欧） 10 15 20 26 40 60
（3）小科在实际调试时发现，还没天黑晾衣架就自动缩回，为解决此问题，请提出一种改进方法： 减小电源电压（减少线圈匝数） 。
解：（1）天黑时光照强度减小，由题意可知此时电动机接通，由图1可知此时衔铁被吸合，说明电磁铁的磁性是变大的；
（2）电源电压为U＝3V，电磁铁衔铁吸合电流至少达到I＝30mA＝0.03A，根据欧姆定律可知，此时电路的总电阻为：R总＝＝＝100Ω；
光敏电阻和电磁铁串联接入电路中，根据串联电路的电阻规律可知，光敏电阻的阻值为：R＝R总﹣R电磁铁＝100Ω﹣60Ω＝40Ω；
根据表格中的数据可知，此时的光照强度为25勒克斯；
（3）还没天黑晾衣架就自动缩回，这说明衔铁被吸下，电磁铁的磁性变大，为了解决这个问题，应减小电磁铁的磁性，可以通过减小电源电压来减小电路中的电流，从而减小电磁铁的磁性；还可以通过减小线圈的匝数来减小电磁铁的磁性。
23．体感平衡车是一种时尚代步工具，采用站立式驾驶方式，S1、S2闭合，改变左右脚对踏板的压力控制车体运行，如图甲。但是转弯时没有转向指示灯，为了安全小科设计了如图乙所示的平衡车的转向指示灯模拟电路，当S1、S2闭合时，可通过增大左脚对踏板的压力并减小右脚对踏板（图已省略）的压力使车体向左转弯同时L1灯会亮暗交替闪烁，其中R1为定值电阻，R2为力敏电阻，L1为指示灯，电源U1电压为6伏，电磁铁线圈及衔铁的阻值忽略不计。
（1）图丙是两种力敏电阻阻值大小随压力变化的图像，R2应选择 ② （填“①”或“②”）；
（2）当左脚对踏板的压力为150N时，求通过R3的电流；
（3）在实际操作中，小科发现警示灯并没有闪烁，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 减少电磁铁A线圈匝数 （写一点即可）。
解：（1）当电压一定时，电路中电阻越小电流越大、图像②表示压力越大电阻越小，从而电路中电流越大，进而使电磁铁B能吸住衔铁，达到导通L所在的电路；
（2）当压力为I50N时，R2＝100Ω，由欧姆定律可知，通过R2的电流I＝＝＝0.06A；
（3）警示灯没有闪烁是因电路中衔铁一直处于闭合状态，导致L1被短路，可以采取的措施为减少电磁铁A线圈匝数，减小电磁铁的磁性。
故答案为：（1）②；（2）通过R3的电流未0.06A；（3）减少电磁铁A线圈匝数。
第1题
第2题
第3题
第4题
第8集
第9集
第10题
第11题
第12题
第13题
第14题
第15题
第16题
第17题
第18题
第19题
第22题
第23题
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