1、 中考科学 （通用专用） 专题十 电和磁 考点一 磁现象和磁场 1.(2020浙江杭州,11,3分)有外形相同的两根钢条M、N,按图甲、图乙两种方式接触时,它们之间都有较 大吸引力。则下列推断正确的是( ) A.M无磁性、N无磁性 B.M无磁性、N有磁性 C.M有磁性、N无磁性 D.M有磁性、N有磁性 答案答案 D 由题意可知,M、N两根钢条按题图甲、乙两种方式接触时,它们之间都有较大吸引力,因条形 磁体的两端磁性最强,中间最弱,几乎没有磁性,所以在图甲中,N能吸引M,说明钢条N具有磁性;同理,由图 乙可知,钢条M也具有磁性。故选D。 2.(2019浙江湖州,16,3分)一条形磁铁放在水平桌面
2、上,处于静止状态,电磁铁置于条形磁铁附近并正对 (如图所示)。下列叙述中,正确的是( ) A.闭合开关前,电磁铁与条形磁铁间没有力的作用 B.闭合开关后,条形磁铁受到桌面向左的摩擦力 C.闭合开关后,滑片P向a移动时电磁铁与条形磁铁间的作用力增大 D.闭合开关后,滑片P向a移动过程中,若条形磁铁始终处于静止状态,则它受到桌面的摩擦力大小保持 不变 答案答案 C 闭合开关前,虽然电磁铁没有磁性,但是电磁铁中间有铁芯,条形磁铁对铁芯有吸引力,故A错 误。闭合开关后,电磁铁有磁性,根据图中的电流方向结合安培定则可知,电磁铁的左端是N极、右端是 S极,因异名磁极相互吸引,则电磁铁对条形磁铁有向左的吸引
3、力作用,条形磁铁有向左运动趋势,所以条 形磁铁受到向右的静摩擦力作用,故B错误。闭合开关后,滑片P向a移动时,变阻器接入电路的阻值变小, 通过电磁铁的电流增大,磁性增强,对条形磁铁的吸引力增大;若条形磁铁始终处于静止状态,受到向左 的吸引力和向右的静摩擦力是一对平衡力,吸引力增大,则静摩擦力也增大,故C正确,D错误。故选C。 3.(2018浙江义乌,13,4分)汤姆生在研究阴极射线时发现了电子。如图所示,一条向上射出的阴极射线可 以看作是许多电子定向运动形成的电子流。则通过这束电子流的运动方向推断电流及周围的磁场方向 是( ) 答案答案 A 由图可知,电子定向移动的方向是向上的,电子带负电,故
4、电流的方向是向下的,根据右手螺旋 定则可知,磁场的方向是顺时针方向的,故A正确。故选A。 思路分析思路分析 正电荷定向移动的方向为电流的方向,负电荷定向移动的方向与电流的方向相反;知道电流 的方向,根据右手螺旋定则判断磁场的方向。 考试方向考试方向 本题考查了电流方向的判定和右手螺旋定则,属于基础题。 4.(2020浙江温州,22,4分)小明观察了小区入口的车辆出入自动控制闸,发现当车牌被识别系统识别后,绿 灯亮,栏杆抬起,车辆通行。于是他设计了如图所示的模拟电路,车牌识别成功相当于图中开关S闭合。 (1)已知该电路电源电压为6伏,指示灯L工作时的阻值为5欧,滑动变阻器接入电路的阻值为10欧,
5、线圈阻 值不计。闭合开关后,线圈吸住铁柱时,指示灯的功率为 瓦。 (2)若电源电压下降,栏杆不能抬起。除了更换电池外,请你再写出一种能使栏杆正常抬起的方法。 。 答案答案 (1)0.8 (2)滑动变阻器滑片向上移动(其他合理答案也给分) 解析解析 (1)由题图可知,指示灯L与滑动变阻器串联,当滑动变阻器接入电路的阻值为10欧时, 电路中的电流为I=0.4安, 指示灯的电功率为P=I2RL=(0.4安)25欧=0.8瓦; (2)若电源电压下降,根据I=知在电阻不变时电路中的电流较小,电磁铁的磁性较弱,吸引力较小,不能 将铁柱吸下来,栏杆不能抬起,此时可以将滑动变阻器连入电路中的阻值调小些,增大电
6、路中的电流,电磁 铁的磁性增强,将铁柱吸下来,可以使栏杆正常抬起来。 L U RR 滑 6 510 伏 欧欧 U R 方法技巧方法技巧 (1)由欧姆定律算出电路中的电流,根据P=I2R算出指示灯的功率;(2)电磁铁的吸合电流不变, 电源电压下降后,电路中电流减小,要使栏杆正常抬起,要增大电流。 5.(2019浙江温州,24,4分 )雾天能见度低,骑车易发生交通事故,要减速慢行。 (1)雾天,空气中会形成大量水珠。该过程发生的物态变化是 。 (2)小明要为自行车设计一种“雾灯”,以提示过往的行人和车辆。要求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 。
7、答案答案 (1)液化 (2)D 解析解析 (1)雾是空气中的水蒸气放热液化成的小水滴,由气态变液态,属于液化现象。(2)A选项中的电路 闭合开关,电磁铁有了磁性,吸下衔铁,灯泡发光;之后电磁铁一直有电流,磁性保持不变,动触点无法与下 面的静触点分开,灯泡会一直发光,A不符合要求。B选项中的电路闭合开关,电磁铁有了磁性,吸下衔铁, 电磁铁一直有电流,磁性保持不变,动触点无法与下面的静触点分开,而灯泡被局部短路,灯泡会一直不发 光,B不符合要求。C选项中的电路闭合开关,电磁铁有了磁性,吸下衔铁,动触点与上面的静触点分开,灯 泡不发光。之后电磁铁一直有电流,磁性保持不变,动触点无法与上面的静触点接触
8、,灯泡会一直不发光, C不符合要求。D选项中的电路闭合开关,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; 之后电磁铁将衔铁吸下,动触点与静触点分离,电路被切断,灯泡熄灭且电磁铁磁性消失,弹性衔铁恢复原 状,动触点与静触点再次接触,电路通路,灯泡发光且电磁铁又具有磁性;如此反复,灯泡持续交替闪烁,D 符合要求。 考点二 电磁感应、电动机和家庭电路 6.(2020浙江杭州,17,3分)图甲表示家庭电路的一部分,图乙、图丙表示测电笔握笔方法,下列相关说法正 确的是 ( ) 甲 A.电能表是测量电功率的仪器 B.断路器应该安装在Q处而不是P处 C.测电笔在插座接地孔检测时,氖管会发光 D.使
9、用测电笔时,图乙的方法错误而图丙的方法正确 答案答案 D A项,电能表不是测量电功率而是测量用电器消耗电能的仪器,错误;B项,为了用电安全,断路 器应该接在火线上,即接在P处,当断路器断开电路时,电路中的用电器和插座是不带电的,错误;C项,测电 笔在插座接地孔检测时,因为地线不带电,所以氖管不会发光,错误;D项,使用测电笔时,手不能与笔尖金 属体接触,应让手与笔尾的金属体接触,故图乙的方法错误,图丙的方法正确,正确。 知识归纳知识归纳 (1)电能表是测量用电器消耗电能(电功)的仪器;(2)为了用电安全,断路器应该接在火线上;(3) 接地线与火线之间是不接通的;(4)使用测电笔时,应让手与笔尾的
10、金属体接触,笔尖接触被测导线,当氖 管发光时,说明接触的是火线。 7.(2018浙江宁波,13,3分)如图是正常家庭电路的一部分。下列说法正确的是( ) A.导线B与大地之间的电压为220 V B.测电笔先后插入插座的左右插孔,氖管都发光 C.电冰箱的插头插入三孔插座能使电冰箱的金属外壳接地 D.断开开关S后,站在地上的人接触a点或b点一定不会触电 答案答案 C 由图知,开关接在导线A上,所以A是火线,B是零线。火线和零线间的电压为220 V,零线和大 地之间的电压为0,导线B与大地之间的电压为0,故A错误;插座的左孔接零线,右孔接火线,所以测电笔插 入插座的左插孔氖管不发光,插入插座的右插孔
11、氖管发光,故B错误;三孔插座已接地,电冰箱的插头插入 三孔插座能使电冰箱的金属外壳接地,这样能防止金属外壳漏电发生触电事故,故C正确;由图可知,开关 S断开时,虽然灯泡不发光,但火线没有被切断,所以人接触a点会触电,b在零线上,所以接触b点不会发生 触电事故,故D错误。故选C。 思路分析思路分析 (1)火线和零线间的电压为220 V,测电笔接触火线氖管会发光,接触零线不发光;(2)触电是人 体直接或间接接触火线;(3)家庭电路中,有金属外壳的用电器都采用三脚插头,当有金属外壳的用电器的 插头插入三孔插座时,金属外壳接地,防止金属外壳漏电发生触电事故。 考试方向考试方向 掌握家用电器和三孔插座的
12、连接方法,以及测电笔的使用规范,掌握家庭电路连接规则的 原因。 8.(2018浙江宁波,6,4分)我国未来的航母将采用自行研制的电磁弹射器。电磁弹射器的弹射车与飞机前 轮连接,并处于强磁场中,当弹射车内的导体通以强电流时,舰载机受到强大的推力而快速起飞。电磁弹 射器工作原理与下列设备或用电器工作原理一致的是( ) 答案答案 C 由题意可知,电磁弹射器的弹射车与飞机前轮连接,并处于强磁场中,当弹射车内的导体通以 强电流时,即可受到强大的推力,由此可知其原理是通电导体在磁场中受力而运动。电铃是利用电磁继 电器来工作的,故A错误;发电机的工作原理是电磁感应现象,故B错误;电风扇的主要部件是电动机,是
13、利 用通电导体在磁场中受力而运动的原理工作的,故C正确;电磁起重机是利用电磁铁工作的,故D错误。 故选C。 9.(2020浙江嘉兴,19,4分)图甲是法拉第发明的紫铜圆盘发电机。转动摇柄使圆盘旋转起来,电路中就会 产生电流。圆盘相当于图乙中的 。如果要改变圆盘发电机产生的电流方向,可采用的方 法是 。(写出一点即可) 答案答案 导体AB 改变圆盘的转动方向(或改变磁场的方向) 解析解析 闭合电路的圆盘转动时,会产生感应电流,这是电磁感应现象,则圆盘相当于乙图中的导体AB;如 果要改变圆盘发电机产生的电流方向,需要改变圆盘的转动方向或磁场的方向。 知识拓展知识拓展 产生感应电流必备的条件:闭合电
14、路的一部分导体做切割磁感线运动。 10.(2018浙江杭州,33,6分)小金对玩具汽车的电动机很感兴趣,他拆下电动机,测得它的内阻为1.5 。为 测量电动机工作时的电流,利用身边现有器材,设计了如 图所示的电路(符号表示数值可读的变阻器)。已知电源电压为12 V,当变阻器的阻值为6 时, 电压表的读数为3 V。计算此时: (1)通过电动机的电流; (2)电动机消耗的电功率。 答案答案 (1)1.5 A (2)4.5 W 解析解析 (1)变阻器两端的电压为U变=U-U机=12 V-3 V=9 V 电流I=1.5 A 又串联电路电流处处相等 通过电动机的电流为1.5 A (2)电动机消耗的电功率P
15、=U机I=3 V1.5 A=4.5 W U R 变 变 9V 6 思路分析思路分析 (1)电动机M与变阻器串联,根据串联电路电压的规律算出变阻器两端的电压,根据欧姆定律 算出通过变阻器的电流,根据串联电路电流的规律得出通过电动机的电流; (2)根据P=U机I算出电动机消耗的电功率。 11.(2017浙江杭州,33,7分)如图是小金研究电动机转动是否对小灯泡的亮度有影响的电路图。开始小金 先抓住转轴合上开关,观察小灯泡的亮度;接着放开转轴让电动机转动,继续观察小灯泡亮度的变化(已 知:小灯泡的电阻为R,电动机线圈电阻为r,电源电压为U)。由此请你回答: (1)在电动机未转动时,t时间内电流在电路
16、中产生的热量为 (填写表达式)。 (2)在电动机转动时,电流所做的功 电流在电路中产生的热量(选填“大于”“等于”或“小 于”)。 (3)小金判断电动机转动后小灯泡会更亮,你认为小金的判断正确吗?并根据学过的知识给以解释。 答案答案 (1)Q=t (2)大于 (3)不正确,理由见解析 2 U Rr 解析解析 (1)在电动机未转动时,该电路相当于两个电阻串联的电路,则此时电路中的电流为I1=; 根据焦耳定律可知,t时间内电流在电路中产生的热量即电流所做的功为W=Q=UI1t=Ut=t。 (2)在电动机转动时,电流所做的功一部分转化为电动机的机械能,另一部分转化为灯泡和电动机的内能, 故电流在电路
17、中产生的热量要小于电流所做的功。 (3)不转时,由于W=Q,W=UI1t,Q=(R+r)t,所以I1=, 转动时,由于WQ,即UI2t(R+r)t,得I2, 因此I2I1,因为P1=R,P2=R,所以P2P1,即灯泡变暗。 U Rr U Rr 2 U Rr 2 1 I U Rr 2 2 I U Rr 2 1 I 2 2 I 知识归纳知识归纳 在电动机转动时,消耗的电能一部分转化为机械能,另一部分转化为内能。 考点一 磁现象和磁场 1.(2020浙江温州龙湾一模,8)如图是一个重力灯,只需将重物放在挂钩上,让重物缓缓下降,带动转子转 动,从而产生电能使电灯发光,下列图中与该重力灯工作原理相对应的
18、是( ) 答案答案 C 由题意可知,重力灯中的电流是从无到有,属于发电机原理。故选C。 2.(2019浙江杭州拱墅二模,18)下列对图示实验的解释,正确的是( ) A.甲图中的实验说明磁铁异名磁极相互排斥 B.乙图中的实验说明磁场能够产生电流 C.丙图中的实验表示机械能转化为电能 D.丁图中的测电笔的氖管发光说明它与零线接触 答案答案 C 甲图中的实验说明磁铁异名磁极相互吸引, A错误;乙图中的奥斯特实验说明电流周围存在 磁场,B错误;丙图中无电源,是发电机的原理图, 即机械能转化为电能,C正确;丁图中的测电笔的氖管发 光说明它与火线接触,D错误。故选C。 3.(2020浙江宁波海曙一模,6)
19、如图为汽车启动原理图。汽车启动时,需将钥匙插入钥匙孔并旋转(相当于 接通电路),下列有关说法错误的是( ) A.此时通电螺线管产生磁性 B.通电螺丝管下端的磁极为S极 C.电动机是利用电磁感应原理制成的 D.通电螺丝管两端电压与电动机两端电压不同 答案答案 C A项,当接通电路时,通电螺线管产生磁场,具有磁性,正确;B项,当接通电路时,通电螺线管中的 电流从下端流入,上端流出,利用安培定则可以判断下端为S极,上端为N极,正确;C项,电动机是利用通电 导线在磁场中受到力的作用制成的,错误;D项,由图可知通电线圈两端的电压由一个电源提供,而电动机 两端的电压由两个电源串联提供,因此两者电压不同,正
20、确。故选C。 4.(2018浙江杭州西湖一模,35)图甲是一种家庭应急灯,其内部结构如图乙所示,图中两个灯泡的规格相 同,应急灯电路的有关参数如表所示。(设灯泡的电阻不随温度变化) 甲 乙 电源电压 12 V 单个应急灯泡额定功率 9 W 单个应急灯泡额定电压 9 V (1)当外接电源正常供电时,应急灯 (选填“工作”或“不工作”)。 (2)根据表中数据计算,单个应急灯的电阻为 。 (3)当外接电源不供电时,两个应急灯泡正常工作5分钟电路中消耗的总电能是多少? 答案答案 (1)不工作 (2)9 (3)7 200 J 解析解析 (1)当外接电源正常供电时,控制电路工作,电磁铁吸引衔铁,工作电路断
21、开,应急灯不工作; (2)根据表中数据可知单个应急灯泡额定功率是9 W,单个应急灯泡额定电压是9 V,所以电阻为R= =9 ; (3)当外接电源不供电时,工作电路工作,两个应急灯泡并联正常工作,I=I1+I2=+=+=2 A,则5分 钟内电路中消耗的总电能W总=UIt=12 V2 A5 min=12 V2 A560 s=7 200 J。 2 U P 额 额 2 (9V) 9W 1 U R 2 U R 9V 9 9V 9 5.(2020浙江温州龙湾一模,34)加湿器是利用超声波加湿模块高频震动将水雾化为15微米超微粒子的 水雾,水雾在室内扩散,从而达到均匀加湿的目的。已知该超声波模块正常工作时额
22、定电流为2毫安,当 电流低于0.1毫安时,超声波模块停止工作。其部分技术参数如表。 某品牌加湿器说明书 额定电压 220伏 额定功率 140瓦 额定加湿量 200毫升/小时 额定容量 4升 (1)往水箱中加满水,当加湿器以额定功率工作时,若将水箱中的水全部用完,需要消耗多少电能? (2)如图甲,控制电路中电磁铁的线圈电阻R0=10 ,电源电压U1为6 V恒定不变,R1是湿敏电阻,其阻值随空 气湿度改变而改变,如表。当线圈中的电流大于或等于15毫安时,衔铁被吸下,工作电路接通,超声模块开 始工作,请计算当空气湿度为多少时,加湿器开始工作? 空气湿 度% 10 20 30 40 50 60 70
23、80 湿敏电 阻R1/ 270 300 330 360 390 420 450 500 (3)为了实现加湿器缺水保护功能,R2是安装在水箱下方的压敏电阻,当水箱中水位高于h0时,超声模块始 终以额定电流正常工作,当水位低于h0时,启动缺水保护模式,超声模块停止工作。请结合题中所给信息, 在图乙中画出压敏R2阻值随液面高度h变化的大致曲线,并在图中横坐标上标出h0。 图甲 图乙 答案答案 (1)2.8 kW h (2)50% (3)见解析 解析解析 (1)4 L=4 000 mL 140 W=0.14 kW =20 h W=Pt=0.14 kW20 h=2.8 kW h (2)R总=400 R1
24、=R总-R0=400 -10 =390 查表可知,空气湿度为50%,此时加湿器工作电路接通开始工作 (3)如图 4 000mL 200mL/h U I 6V 0.015A 考点二 电磁感应、电动机和家庭电路 6.(2020浙江台州路桥一模,8)无线充电技术应用了特斯拉线圈。如图,用不通电手机靠近正在通电的特 斯拉线圈时,手机显示为正在充电状态,这种手机的充电方式可以用以下哪种知识来解释( ) A.电流的磁效应 B.磁场对通电导线的作用 C.安培定则 D.电磁感应 答案答案 D 用一不通电的手机靠近正在通电的特斯拉线圈时,手机就显示充电状态,这说明手机中产生 了电流,故该现象为电磁感应现象。故选
25、D。 7.(2019浙江宁波海曙一模,8)关于下列图片所描述的电和磁的知识,说法错误的是( ) A.磁悬浮列车是利用电磁感应原理来工作的 B.有金属外壳的家用电器外壳不接地会有安全隐患 C.梳头后的塑料梳子能吸引小纸屑是因为梳子带有静电 D.电动机是利用了通电导体在磁场中受到力的作用的原理来工作的 答案答案 A 磁悬浮列车是利用磁极相互作用原理来工作的, A错误,故选 A。 8.(2018浙江杭州西湖一模,33)随着国家大力倡导共享经济,大量的共享单车和电动车出现在了马路上。 下表是一辆共享电动车的铭牌上给出的技术参数。 车型 整车质量 最大载重 电动机输出功率 额定电压 额定电流 26寸电动
26、车 30 kg 120 kg 160 W 40 V 5.0 A 根据表中数据计算: (1)该电动机正常工作10分钟,线圈产生的热量; (2)该电动机线圈的电阻; (3)该电动机正常工作时的效率。 答案答案 (1)2.4104 J (2)1.6 (3)80% 解析解析 (1)电动机正常工作10分钟,消耗的电能为W入=UIt=40 V5.0 A1060 s=1.2105 J,输出的机械能 为W出=Pt=160 W1060 s=9.6104 J,所以线圈产生的热量为Q=1.2105 J-9.6104 J=2.4104 J; (2)由焦耳定律Q=I2Rt可知电动机线圈的电阻为R=1.6 ; (3)该电
27、动机正常工作时的效率为=100%=100%=80%。 2 Q I t 4 2 2.4 10 J (5.0A)1060s W W 出 入 4 5 9.6 10 J 1.2 10 J 9.(2020浙江杭州西湖一模,35)某电动玩具汽车部分参数如下表所示: 电动机线圈电阻 1欧 电池电压 12伏 额定电流 2安 (1)电动机正常工作1分钟,消耗多少电能? (2)电动机正常工作时的机械功率是多少? (3)假定电池的输出电压恒定不变,若玩具汽车被障碍物卡住,电动机停止旋转,则持续通电一分钟会产生 多少热量? 答案答案 (1)1 440 J (2)20 W (3)8 640 J 解析解析 (1)由表中数
28、据知,电动机正常工作时电压U=12 V,通过的电流I=2 A,所以1 min消耗电能: W=UIt=12 V2 A60 s=1 440 J; (2)P=UI=12 V2 A=24 W, P热=I2R=(2 A)21 =4 W, 电动机工作时,消耗的电能转化为机械能和内能,所以正常工作时的机械功率: P机械=P-P热=24 W-4 W=20 W; (3)电动机停止转动还持续通电时,消耗电能全部转化为内能,一分钟产生热量: Q=W=t=60 s=8 640 J。 2 U R 2 (12V) 1 一、选择题一、选择题(每小题每小题3分分,共共6分分) 1.(2020浙江嘉兴南湖一模,3)磁场看不见、
29、摸不着。某同学想利用细铁屑和小磁针来显示通电螺线管 外部的磁场,下列方法错误的是( ) A.用小磁针S极的指向来显示磁场的方向 B.用小磁针的偏转来显示磁场的存在 C.用细铁屑的分布来显示磁场的分布 D.用细铁屑的疏密来显示磁场的强弱 答案答案 A 放在磁场中的小磁针,通常用小磁针 N极的指向来显示磁场的方向,故选A。 2.(2019浙江湖州,10)如图所示为家庭电路中的某一部分,电工师傅按下面的顺序进行检测:闭合S1,灯L1 亮;断开S1,闭合S2,灯L2不亮;再用测电笔测a、b、c、d四个接线点,发现只有在c点氖管不发光。若 电路中只有一处故障,则是( ) A.灯L2短路 B.灯L2所在支
30、路开路 C.c、d两点间开路 D.c点左侧的零线开路 答案答案 C 闭合S1,灯L1亮,电路中有电流,说明电路为通路,从保险丝aS1L1c以及c点左侧的零线 都没有断路,D错误;断开S1,闭合S2,灯L2不亮,灯L2不亮的原因若是灯L2短路,则电路的电流会很大,保险丝 将烧断,a、b两个接线点上,试电笔的氖管都不会发光,A错误;若灯L2不亮的原因是所在支路开路,则d点 氖管不发光,B错误;若c、d两点间开路,灯泡L2与零线不能构成闭合电路,电路中没有电流,灯泡L2不会发 光,但d点会通过灯泡L2与火线间接相连,试电笔的氖管会发光,C正确。故选C。 解题关键解题关键 正常情况下,测电笔接触火线或
31、与火线连通的部分发光,接触零线或与零线连通的部分时不 发光;如果测电笔接触本不会发光的位置发光了,说明此位置与火线连通了。 二、非选择题二、非选择题(共共39分分) 3.(2018浙江温州,33)(9分)如图甲为某型号豆浆机示意图,将黄豆和清水放入杯体,经过如图乙“三次加 热、二次打浆”的工序,可制作可口的豆浆。 (1)若豆浆机“加热”时功率为1 000瓦,“打浆”时功率为200瓦。则按图乙工序完成一次豆浆制作,需 消耗多少电能? (2)为了防止豆浆过少导致“干烧”和豆浆过多导致“溢浆”,小明设计了如图丙所示的电路,La、Lb是 两个完全相同的电磁铁,Ra 和Rb分别是安装在“防溢浆”水位和“
32、防干烧”水位下方的压敏电阻,其阻 值随压力的增大而减小。只有当豆浆液面处在“防干烧”和“防溢浆”水位之间时,电热丝才能工 作。(假设电磁铁对衔铁的吸引力不会随距离的改变而改变,不考虑衔铁的弹力和重力) 当液面高度为h0时,闭合电路中的开关S,电磁铁La吸住衔铁,此时压敏电阻的阻值分别为Ra和Rb,请比 较两者的大小关系: 。 已知压敏电阻Ra的阻值随液面高度h的变化曲线如图丁所示,请结合Ra的变化曲线画出压敏电阻Rb的 阻值随液面高度h变化的大致曲线,并在图中横坐标上标出“防干烧”水位h1和“防溢浆”水位h2。 答案答案 (1)9.12105焦 (2)RaRb 见解析 解析解析 (1)据图乙可
33、知,t加热=1560秒=900秒,t打浆=60秒, W=W加热+W打浆=P加热t加热+P打浆t打浆=1 000瓦900秒+200瓦60秒=9.12105焦, 按图乙工序完成一次豆浆制作,需消耗9.12105焦的电能。 (2)当液面高度为h0时,闭合电路中的开关S,Ra、Rb分别与电磁铁La、Lb串联后再并联,电磁铁La吸住衔 铁,说明Ra所在支路的电流较大,根据R=可知,Ra所在支路的电阻较小,因为La、Lb是两个完全相同的电 磁铁,即线圈电阻相同,所以,此时压敏电阻的阻值的大小关系:RaRb。 当杯体内液面高度hh1时,豆浆机处于“防干烧”状态,即电热丝所在支路不工作,此时压敏电阻的阻 值R
34、aRb,Rb所在支路的电流较 大,电磁铁Lb吸住衔铁,动触点与静触点接触;当杯体内液面高度hh2时,豆浆机处于“防溢浆”状态,即电 热丝、电动机所在电路不工作,此时压敏电阻的阻值RaRb,Ra所在支路的电流较大,电磁铁La吸住衔铁, 动触点与静触点分离。 U I 综上所述,压敏电阻Rb的阻值随液面高度h变化的大致曲线如图所示。 4.(2020浙江杭州西湖一模,25)(4分)如图是小金设计的甲醛污染的检测电路。当甲醛浓度高于0.1毫克/ 立方米时,电铃发声报警。图中气敏电阻R1的阻值随甲醛浓度的增大而减小。 (1)电铃应该接在 (选填“AC”或“BD”)之间。 (2)学校对甲醛的要求更严格,不得
35、高于0.08毫克/立方米,为了使该电路能满足学校的要求,滑动变阻器R2 的滑片应该 (选填“向上”或“向下”)调整。 答案答案 (1)BD (2)向上 解析解析 (1)由题意可知,图中气敏电阻R1的阻值随甲醛浓度的增大而减小,甲醛浓度增大时,气敏电阻R1的 阻值减小,控制电路的总电阻减小,由I=可知,控制电路中的电流增大,电磁铁磁性增强,当甲醛浓度高 于0.1毫克/立方米时,衔铁被吸下,电铃发声报警,所以电铃应接在BD之间;(2)由题意可知,电铃报警时,控 制电路的电流一定,此时控制电路的总电阻一定,要使甲醛浓度高于0.08毫克/立方米时,电铃发声报警, 即此时气敏电阻的阻值要大一些,就应减小
36、滑动变阻器连入电路的阻值,则滑动变阻器R2的滑片应该向 上调整。 U R 5.(2020浙江杭州上城一模,33)(8分)近期一些餐厅出现了用送餐机器人进行无接触配送,其运动依靠底 部电动机带动。已知电动机线圈为铜制,比热容为0.4103 J/(kg ),整个线圈质量为0.2 kg,产生的热量 有80%转化为线圈的内能,电动机与电流表串联后接在24 V直流电源上工作。闭合开关后发现机器人 并未运动,这时电流表的示数为8 A。检查发现电动机轴上的齿轮被卡住了,排除故障后,正常工作时电 流表的读数为1 A。忽略所有摩擦,请计算: (1)电动机线圈的阻值 ; (2)电动机正常转动时的效率 ; (3)不
37、考虑线圈与其他材料之间的热传递,在卡住的1分钟内线圈温度会升高多少? 答案答案 (1)3 (2)87.5% (3)115.2 解析解析 (1)电动机没有转动时是纯电阻用电器, 由I=可得,电动机线圈的电阻: R=3 ; (2)电动机正常工作时是非纯电阻用电器,此时电动机的功率: PM=UI=24 V1 A=24 W, 电动机线圈电阻的热功率: P热=I2R=(1 A)23 =3 W, 正常转动时电动机的机械功率: P机=PM-P热=24 W-3 W=21 W, 所以电动机正常工作时的效率: =100%=100%=100%=100%=87.5%; (3)卡住的1分钟内电流通过线圈产生热量: U
38、R U I 24V 8A W W 机 电M P t P t 机 M P P 机 21W 24W Q=I2Rt=(8 A)23 60 s=11 520 J, 由题意知,转化为线圈的内能: Q=80%Q=80%11 520 J=9 216 J, 线圈会升高的温度: t=115.2 。 Q cm 3 9 216J 0.4 10 J/(kg)0.2kg 6.(2020浙江杭州富阳一模,33)(6分)电动机工作时将电能转化为机械能,但因为线圈有电阻,所以会有电 能转化为电热。如图所示,将线圈电阻为r的电动机接到电源电压U上时,通过电动机线圈的电流为I。 (1)推导:电动机的效率(机械能占消耗电能的百分比
39、) =100%。 (2)若电动机的额定电流I=1 A,电动机线圈电阻r=0.5 ,工作t=1 min时间内对外输出的机械能为W=150 J。 试求:1 min时间内消耗的电能;电动机两端的电压为多少。 -U Ir U 答案答案 (1)见解析 (2)180 J 3 V 解析解析 (1)电动机消耗的电能:W总=UIt 线圈产生的热量:Q=I2rt 则电能转化的机械能(有用的能量): W有=W总-Q=UIt-I2rt=It(U-Ir) 故电动机的效率(机械能占消耗电能的百分比): =100%=100%=100% (2)电动机正常工作1 min产生的热量: Q=I2rt=(1 A)20.5 160 s
40、=30 J 则电动机1 min时间内消耗的电能: W总=Q+W=30 J+150 J=180 J U=3 V W W 有 总 (- )It U Ir UIt -U Ir U W It 180J 1A60s 7.(2019浙江台州,35,12分)(12分)电冰箱是通过温度控制器控制压缩机的开或停来控制温度的。某冰箱 的温控制冷和照明电路,如图甲。冰箱内温度控制器工作原理如图乙,硬杆OAB可绕固定点O转动,感温 包内充有感温剂气体,膜盒会因感温包内气体压强的变化而改变对A点的推力大小。 (1)请将图甲中的a、b、c三个接线头连入家庭电路。 (2)温度控制器接通电路的工作过程是:当感温剂气体温度上升
41、时, ,动触点和固定触点接通,压缩机开始工作。 (3)某同学模拟冰箱温控制冷电路,制作了一个恒温箱,如图丙。恒温箱中温度控制器的轻质硬杆OA长 为5厘米,OB长为12厘米,注射器的最大刻度为30毫升,刻度部分长为10厘米。 m/g 80 160 240 l/cm 12.8 13.6 14.4 查阅资料得知,在弹性限度内,弹簧的长度l与所挂钩码质量m的关系遵循函数l=km+b(k和b为常数)。为 了确定该弹簧k和b的值,在弹簧上挂钩码测得三组数据如表。 当设定的温度为40 时,弹簧长14厘米,触点C和D恰好接通。请计算此时注射器内气体的压强(已知当 时大气压强为1105帕,g取10 N/kg)。
42、 (4)丙图中,温度控制器硬杆上的连结点O、B、E、F均固定,调温旋钮转轴及触点D也固定,调温旋钮已 调到最低温度,在不更换元件的情况下,如何将恒温箱设定温度调节得更低? 答案答案 (1)如图所示 (2)气压增大,膜盒对A点的推力变大 (3)1.16105 Pa (4)将注射器向左移(或将注 射器向上移、增加注射器内的气体) 解析解析(1)由安全用电的原则可知,电冰箱金属外壳与地线相连,开关与火线相连,照明灯与零线相连; (2)当温度上升时,感温包内气压增大,膜盒对A点的推力变大,动触点和固定触点接通,压缩机开始工作; (3)把m1=80 g、l1=12.8 cm和m2=160 g、l2=13
43、.6 cm代入l=km+b可得:12.8 cm=k80 g+b,13.6 cm=k160 g+ b, 解得:k=0.01 cm/g,b=12 cm, 则l=0.01 cm/gm+12 cm, 当设定的温度为40时,弹簧长14 cm,有 14 cm=0.01 cm/gm+12 cm, 则m=200 g=0.2 kg, 此时,弹簧受到的拉力FB=G=mg=0.2 kg10 N/kg=2 N, 硬杆OAB可绕O点转动可视为杠杆, 由杠杆的平衡条件可得:FB OB=FA OA, 则活塞受到的压力FA=FB=2 N=4.8 N, 由V=SL可得,活塞的横截面积: OB OA 12 cm 5 cm S=3
44、 cm2=310-4m2, 此时注射器内气体的压强: p=p0+=1105 Pa+=1.16105 Pa; (4)在不更换元件的情况下,要将恒温箱设定温度调节得更低,可以把注射器往上移,也可以将注射器向左 移,还可以增加注射器内气体。 V L 3 30 cm 10 cm A F S -42 4.8 N 3 10 m 思路分析思路分析 (1)根据安全用电的原则可知,电冰箱金属应接地线,开关应接火线;(2)当温度上升时感温包 内气体压强变大,据此可知膜盒的变化,然后得出动触点位置的变化;(3)从表格中读出任意两组数据代入 l=km+b,然后联立等式得出表达式,再求出弹簧长14 cm时弹簧受到的拉力,根据杠杆的平衡条件求出活 塞受到的压力,根据V=Sh求出活塞的横截面积,利用p=求出压力产生的压强,然后加上大气压强即此 时注射器内气体的压强。 F S
