5 电与磁综合计算类（解析版）

1、中考第三轮复习计算题之五一一电与磁综合计算类1、小科设计了一个“过热自动报警电路”，如图甲所示。将热敏电阻R安装在需要探测温度 的地方，当环境温度正常时，继电器的上触点接触，下触点别离，指示灯亮；当环境温度 超过某一值时，继电器的下触点接触，上触点别离，警铃响。图甲中继电器的供电电压Ui = 3V,继电器线圈的电阻Ro=3OQ。当线圈中的电流大于等于50mA时，继电器的衔铁将 被吸合，警铃响。图乙是热敏电阻的阻值随温度变化的图像。由图乙可知，当环境温度为40时，热敏电阻阻值为 Q。当环境温度升高时，热敏电阻阻值将,继电器的磁性将（均填“增强”、“减弱”或“不变”）。（2）图甲中警铃的接线柱C应

2、与接线柱相连，指示灯的接线柱。应与接线柱相连（均填或8）。环境温度高于时，警铃报警。【答案】 70Q；减小；增强；B； A； （3） 80o【解析】（1）由图乙可知，当环境温度为40时，热敏电阻阻值为70Q。分析图象发 现：当环境温度升高时，热敏电阻阻值减小，根据欧姆定律，控制电路中电流就会增大， 电磁铁的磁性就会增强；（2）由题中“当环境温度超过某一值时，继电器的下触点接触，上触点别离，警铃响、所 以警铃的接线柱C应与接线柱B连，指示灯的接线柱D应与接线柱A相连。（3）当线圈中的电流I=50mA=0.05A时，继电器的衔铁将被吸合，警铃报警，由I=U/R 得，控制电路的总电阻：R =U/I=

3、3V/0.05A=60Q,那么热敏电阻的阻值：R=R总-R（）=60Q- 30Q=30Q,由图乙可知，当热敏电阻的阻值为30。时，此时环境温度t=80 ,所以，当温度史80 时，警铃报警。2、小科利用实验室的电磁继电器、阻值随温度变化的电阻R1、滑动变阻器R2、发热电阻 丝Ro设计了一个恒温箱控制电路。如图甲所示，恒温箱加热器的电源电压为220V,加热 电热丝Ro和电阻R1处于恒温箱内，图乙是电阻R1的阻值随温度变化的关系曲线。电磁继 电器所在的控制电路的电源电压U = 9V,电磁继电器线圈的电阻可不计，通过实验测得当 电磁继电器线圈的电流到达30mA时，电磁继电器的衔铁被吸下来。（4）滑动变

4、阻器的滑片向右移动时，接入电路的电阻变大，磁感应强度就会变小，通 过读图象发现磁敏电阻阻值变小，那么电流表的示数将变大；通过改变通电螺线管线圈的匝 数和改变甲图电源电压都可以改变磁感应强度。10、小科留意到每个教室的天花板上都安装了火灾报警器，通过查阅资料得知“控制电 路”由光敏电阻R,电磁铁（线圈阻值R0=1C）、电源U = 3V、开关等组成：“工作电 路”由工作电源、导线、Wi-Fi信号接收和发射器等组成，能发射信号到消防局。该 光敏电阻的阻值R与光强E之间的一组实验数据如表：所示（“光强”表示光强的程度， 符号为E,单位为cd）：光强E/cd1. 02.03.04.05.06.0光敏电阻

5、R/Q42.021.014.010.58.47.0（1）根据表中数据，得出光敏电阻的阻值R随光强E变化的关系式R=；（2）闭合开关S,如果当线圈中的电流大于或等于0.2A时 继电器的磁铁被吸合，那么光 敏电阻接收器接受到的光照强度需要在多少cd以上？（3）要提高火灾报警器的灵敏度，可采用的一种方法是：改换一个光敏电阻，使其在相对 光强E 一样时，阻值R与之前相比更 （选填“大”或“小” ）o光敏电阻R光敏电阻R心信号收发器控制电路控制电路工作电路【解析】解：（1）分析表中的数据可以看出，光强E与电阻R的乘积始终为一定值，据此 可得出二者的关系为R=丝；（2）如果当线圈中的大电流大于或等于0.2

6、A时，继电器的衔铁被吸合，由欧姆定律，控制电路的总电阻至少：R最小根据电阻的串联，光敏电阻的最小值为：R %=R最小-R0=15Q - 1C=14Q,由表中数据，光敏电阻接收到的光照强度需要在3. Ocd 以上；（2）假设要提高该烟雾报警器的灵敏度，改换一个光敏电阻，使其在相对光强E一样时，阻 值R与之前相比更小，线圈中的电流更容易到达0. 2AO答案：（1）%；（2）光敏电阻接收到的光照强度需要在3. Ocd以上；（3）小。IRQ恒温箱306090 t七(1)请用笔画线代替导线,按照题意将图中的电路连接完整。(2)当滑动变阻器R2接入电路中的电阻为250。时，接通电路，加热电热丝加热使恒温箱

7、的温度升高到大约并保持不变。在升温的过程中，电阻R1两端的电压会(填“变大”、“变小”或“不变”)。(3)如果要使恒温箱内保持的温度升高，合理的操作方法是 o【解析】解：(1)由题意可知，发热电阻丝分别与最下面两个接线柱相连，组成电路，如卜图所不:甲(2)当电磁继电器线圈的电流到达30mA时，电路中的总电阻：R=S =9，=300(1, 30 x107/因串联电路中的总电阻等于各分电阻之和，所以，电阻Ri=R-R2 = 300Q- 250Q = 50Q, 由图可知，热敏电阻为50。时对应的温度为50,即恒温箱的温度将稳定在50；在升 温的过程中，电阻R1的阻值变大，电路中的总电阻变大，由U=I

8、R可知，电路中的电流 变小，滑动变阻器接入电路的电阻不变时其两端的电压变小，因串联电路中总电压等于各 分电压之和，所以，电阻R1两端的电压会变大；(3)从图乙可知，要提高恒温箱的设定温度，就要增大热敏电阻的阻值；但为了使衔铁吸 合工作电流即线圈中的电流仍为30mA,根据欧姆定律可知就要减小滑动变阻器连入的电 阻值，即R2的滑片向左移动。故答案为：(1)如上图所不；50；变大；R2的滑片向左移动。3、小科利用实验室的电磁继电器、热敏电阻R1、可变电阻器R2等器件设计了一个恒温箱 控制电路，如图甲所示。如图乙是小明通过实验测得的R1的阻值随温度变化的关系曲线。fRi/Q交流电源100 Illiso

9、604020(1)电磁继电器中电磁铁上端是 极(N/S)。(2)当温度较低时，电磁铁的磁性较,触点开关 (接通/断开)。(3)电磁继电器的电源两端电压U = 6V,电磁继电器线圈的电阻可不计，通过实验测得 当电流为30mA时，电磁继电器的衔铁被吸合。假设可变电阻器R2的电阻值设定为150。时，恒温箱温度可到达.当可变电阻器R2的电阻变大时，恒温箱设定的温度将变. (高/低)。(4)如果要使恒温箱内预设的温度可调节范围是90150,可供选择的可变电阻器R2 的电阻值有如下的几种，你选择 oA. 0-100Q B. 0200Q C. 0-1000Q D. 0-150011【解析】解：(1)电流从电

10、磁铁的上端流入下端流出，结合图示的线圈绕向利用安培定那么 可以确定电磁铁的上端为S极，下端为N极。(2)温度较低时，由R1的阻值随温度变化的关系曲线可知，热敏电阻的阻值较大，控制 电路中的电流较小，电磁铁的磁性较弱，此时的衔铁不会被吸下来，根据图示的工作电路 可知，加热丝所在的电路接通。(3) U 源=6V I = 3OmA=O.O3A,电路的总电阻：R 总= =200Q,此时 Rl =热敏电阻的阻值:Ri=K-R2 = 200Q- 150C = 50C,由图象知，热敏电阻的阻值为50。时，对应的温度为90。当可变电阻器R2的电阻变大时，在热敏电阻阻值不变的情况 下，电路中的电流会减小，此时电

11、磁铁的磁性会减弱，所以衔铁不会被吸下来，工作电路 继续工作，恒温箱内的温度持续升高，热敏电阻的阻值会继续降低，控制电路中的电流会 增大，直到电流到达临界值时，电磁铁切断工作电路。(4)由第三问的分析可知：当设定温度最低为90,根据热敏电阻R1的阻值随温度变化 的关系曲线可知，此时热敏电阻的阻值最大为50Q,因为控制电路的U源=6V不变，1= 0.03A不变，极控制电路的总电阻200。保持不变，所以此时要求R2的阻值为150C,且此 时为最小值；当设定温度为150C时，根据热敏电阻R1的阻值随温度变化的关系曲线可 知，此时热敏电阻的阻值最小为30C,因为控制电路的总电阻为200Q不变，所以此时要

12、 求R2的阻值为170Q,且为最大值。综上分析，当恒温箱内预设的温度可调节范围是 90150时、滑动变阻器的阻值变化范围为150。170Q,应选B。故答案为：（1） S； （2）弱；接通；（3） 90；高；（4） Bo4、如图是某兴趣小组制作的“电子秤”的结构简图，其中的电磁铁和永磁体之间相互排 斥，对秤盘产生向上的力。当秤盘上放置质量不同的物体时，可通过调节滑动变阻器改变 电流大小，从而改变斥力大小，使指针始终指在“a”位置。此时，该电子秤所称量物体质 量m跟电路中电流I的关系可视为：m = kl（k为500克/安）。据此原理，可将电流表改装 成“质量显示仪”到达称量质量的目的。图中电磁铁和

13、永磁体之间要产生斥力，那么永磁体下端应为极。当放上物体后，为了使指针仍处在“a”位置，必须将滑动变阻器滑片向一端移动。 图中电源电压为9伏，线圈电阻为10欧，线圈允许通过的最大电流为0.8安，滑动变 阻器规格为“50 Q 2 A，电流表量程为。0.6安。计算该电子秤所能称量物体质量的范围 0要增大该电子秤的称量范围，以下方法可行的是 O （假设弹簧等元件均能正常工作）A.增大电源电压B.换用“100 Q 1 A”的滑动变阻器 C.电流表的量程换用03安【答案】（DS（2）B（3）0. 075kg03kg； BC【解析】（1）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

14、向下端，那么电磁铁的下端为N极，上端为S极。根据两者产生的是斥力可知，永磁体下 端是S,上端是N。放置物体后，秤盘要下降，要使得仍然指在a位置、需要有更大的斥力才能维持，即电 磁铁需要更大的磁性才可以，所以电流值需要增大，滑变的阻值需要减小。所以P要向B 端滑动。电流表的量程为00.6A,那么通过电路的最大电流为0.6A,代入公式m二k得到： m=0. 5kg/AX0. 6A=0. 3kg,即电子秤的最大称量范围为3kg。电流表最小读数为滑变整个接入时的电流，此时电流 的一 号 1QCM0Q -代入公式得： mniin=0. 5kg/AX0. 15A=0. 075kg。所以称量范围是 0. 0

15、75kg0. 3kg。A.增大电源电压，通过通过电流表的电流会增大，即放上相同质量的物体时，原来没有到达量程，现在可能到达或超过量程，因此电子秤的量程变小，故A不合题意；B.换用 100Q； 1A”的滑动变阻器，电阻变大，电流变小，即方向相同质量的物体时，原来恰好 到达量程，现在却小于量程了，因此电子秤的量程变大，故B符合题意；C.电流表的量 程换用“03安”，量程比原来变大，那么电子秤的量程肯定变大，故C符合题意。应选BCo5、小明利用热敏电阻设计了一个“过热自动报警电路”。将热敏电阻R安在需要探测温 度的地方，当环境温度正常时，继电器的上触点接触，下触点别离，指示灯亮；当环境温 度超过某一

16、值时，继电器的下触点接触，上触点别离，警铃响。图甲中继电器供电电压Ui = 3V,继电器线圈用漆包线绕成，其电阻Ro为30Q.当线圈中的电流大于等于50mA 时，继电器的衔铁将被吸合，警铃响。图乙是热敏电阻的阻值随温度变化的图像。（1）当环境温度升高时，热敏电阻阻值将,继电器的磁性将 （均 选填“增大”“减小”或“不变”），图甲中警铃的接线柱C应与接线柱相连。（2）图甲中线圈下端P的磁极是 极（选填或S” ） o（3）如果小明希望将到达报警时的温度调高，该如何调整，请写出一种方法。（4）请计算说明，环境温度在什么范围内时，警铃报警。【解析】（1）由图像分析热敏电阻阻值随温度的变化关系，结合欧姆

17、定律分析电路中电流 的变化，从而判断出电磁铁磁性的变化；（2）由线圈中的电流方向，根据安培定那么判断出电磁铁的N、S极；（3）根据题意，增大电阻Ro的阻值，使线圈中的电流大于等于50mA时，R电阻减小， 温度增高；（4）由题干中“当线圈中的电流大于等于50mA时，继电器的衔铁将被吸合，警铃响”， 结合欧姆定律求出热敏电阻接入电路的阻值的最大阻值，从图像上找到对应的温度就可以 解决问题。解：（1）分析乙图，发现：温度升高时，热敏电阻阻值减小，根据欧姆定律，电路中电流 就会增大，电磁铁的磁性就会增大； 由题中“当环境温度超过某一值时，继电器的下触点接触，上触点别离，警铃响”，所以 警铃的接线柱C应

18、与接线柱B连，指示灯的接线柱D应与接线柱A相连；（2）由安培定那么可判断出线圈的下端P的极性是S极；（3）由题意可知，当线圈中的电流大于等于50mA时，继电器的衔铁将被吸合，警铃响； 当增大电阻Ro的阻值，根据欧姆定律1=可先，继电器供电电压Ui=3V,电流不变，使 线圈中的电流大于等于50mA时，R电阻减小，温度增高，故温度调高的方法是增大电阻Ro；(4)当线圈中的电流I=50mA=0.05A时，继电器的衔铁将被吸合，警铃报警，那么控制电路的总电阻R总=j =/彳=60(1,所以热敏电阻R=R总- Ro=6OQ - 300=30。，由图乙可知，此时t=90,所以，当温度t290时,警铃报警。

19、答：(1)减小；增大；B； (2) S； (3)小明希望将到达报警时的温度调高，增大电阻 Ro调整；(4)环境温度大于等于90时，警铃报警。6、智能家居为我们的生活提供了很多便利。香茗家新购置了一台mini智能空气加湿器， 如图甲所示，L、R2为发热电阻，且R2=3Ri, Ui=U2=5V, S为旋转型开关，1、2、3、4为 触点，通过旋转开关S可依次实现“关”、“低档”和“高档”之间的转换，其高档时电 流为0. 4Ao丙(1)低档模式时，mini工作电路中的电流是多少？(2) mini具有智能断电功能，当水量偏低时会自动切断电源，防止干烧。控制电路中，Ro = 60。，R为压敏电阻，其阻值随

20、压力的变化关系如下图。当控制电路中的电流到达时 50mA,衔铁才会吸合，mini工作电路接通。请通过计算说明，工作时至少需要加水多少千 克？ (g=10N/kg)【解析】(1)当开关S接3、4时，电路为R的简单电路，加湿器处于高档，根据欧姆定 律求出R1的阻值；当开关S接2、3时，R1、R2串联，加湿器处于低档，根据电阻的串联和 欧姆定律求出mini工作电路中的电流；(2)由题意可知，当电流为50mA时，根据欧姆定律求出此时控制电路的总电阻，根据电 阻的串联求出压敏电阻的阻值，由图象可知压敏电阻受到的压力，压敏电阻受到的压力是 由水的重力产生的，根据F=G=mg求出所加水的最小质量。解：(1)

21、当开关S接3、4时，电路为R的简单电路，加湿器处于高档，由1=5可得，R1的阻值：R尸台=工=12.5。，当开关S接2、3时，L、R2串联，加湿器处于低档，囚1高 0.44串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，低档模式时mini工作电路中的电流：= -=0.小R+3/?i4/?i4X12.5/2(2)由题意可知，当电流为50mA时，此时控制电路的总电阻：R总二牛: JOO那么压敏电阻的阻值：R = R总-Ro=lOOQ -60。=40。，由图可知，当R = 40。时，压敏电 阻受到的压力F=0.2N,因物体对水平面的压力和自身的重力相等，所以，由F=G=mg可 得，加水的最少质量：m=9 =

22、 =就%=0.02kg。99 ION/kg答：(1)低挡模式时，mini工作电路中的电流是0. 1A； (2) mini工作时至少需要加水 0.02kgo7、物理学中常用磁感线来形象地描绘磁场，用磁感应强度(用字母B表示)来描述磁场的 强弱，它的国际单位是特斯拉(符号是T),磁感应强度B越大说明磁场越强；B = 0说明 没有磁场。有一种电阻，它的大小随磁场强弱的变化而变化，这种电阻叫做磁敏电阻，图 1所示是某磁敏电阻R的阻值随磁感应强度B变化的图象。为了研究某磁敏电阻R的性 质，小刚设计了如图2所示的电路进行实验，请解答以下问题：图1图2(1)当Si断开，S2闭合时，电压表的示数为3V,那么此

23、时电流表的示数为A.电阻R消耗的功率是 o(2)只闭合Si,通电螺线管的右端为 极；闭合，和S2,移动两个滑动变阻器的滑片，当电流表示数为0.04A时，电压表的示数为6V,由图象可得，此时该磁敏电 阻所在位置的磁感应强度为 To(3)实验中小刚将电路中电源的正负极对调，发现乙电路中电压表和电流表的示数不 变，这说明：该磁敏电阻的阻值与磁场的 无关。(4)实验中小刚通过改变滑动变阻器连入电路中的阻值来改变磁敏电阻所在位置的磁 感应强度，请你再提供一种改变磁感应强度的方法 o【解答】解：(1)由图象知，当R没有磁性时，R=100Q,此时电流表的示数：I=5 = =O.O3A, r ioon电阻 R

24、 消耗的功率：P = UI = 3VX0. 03A = 0. 09W；(2)只闭合Si时，螺线管产生磁性，由安培定那么知：右端为N极；当电流表示数为0.04A时，电压表的示数为6V,那么磁敏电阻的阻值：R=1=%=150。，由图象/0.044知，此时的磁感应强度为0.3T；(3)小刚将电源的正负极对调，螺线管的磁极发生变化；发现乙电路中电压表和电流表的示数不变，也就是磁敏电阻的阻值不变，这说明：该磁敏电阻的阻值与磁场的方向无关；(4)磁敏电阻的大小随磁场强弱的变化而变化，所以可以通过改变通电螺线管中 线圈匝数和有无铁芯改变螺线管的磁性强弱，间接改变磁敏电阻的阻值。故答案为：(1) 0. 03；

25、 0. 09W；(2) N； 0. 3；(3)方向；(4)改变通电螺线管的线圈匝数(或在螺线管中有无铁芯)。8、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 Q,当线圈中电流大于或等于28 mA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 V,图中的“电源”是恒温箱加热器的电源。从图甲中可得50 时热敏电阻的阻值为 Q。0 50 100 150 tTC 甲弹簧工作 电路控制 电路电源电磁铁恒温箱的加热器应接在A、B端还是C、D 端？假设恒温箱内的温度到达100 时，通过计算分析恒温箱加热器是否处于工作状态？(4)假

26、设在原控制电路中，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(填“变大”“不变”或“变小”)。解：(1)90 (2)恒温箱的加热器应接在A、B端。当温度到达100 时，据图甲可知，此时热敏电阻的阻值是50继电器线圈的电阻为150 Q,所以该电路的电流是： c=003 A = 30 mA28 mA,故恒R总 50+150 Q温箱加热器不处于工作状态；(4)变大【解析】(1)分析图甲可知，50 时热敏电阻的阻值为90。；当温度较低的时候，热敏电阻的阻值较大，电路中的电流较小，此时继电器的衔铁与AB局部连接，此时是需要加热的，恒温箱内的加热器要工作，所以恒温箱内的加热器应接 在A、B端。(4)据题意可知，“当线圈中电流大于或等于28 mA时，继电器的衔铁被吸合”即恒温箱会 停止工作，故可知，假设在控制电路中串联一个电阻后，电路电阻变大，同样情况下，使得 电路电流变小，故控制电路到达28 mA时所用的时间会更长，恒温箱的加热时间会更长， 故恒温箱内的最高温度会变大。9、物理学中常用磁