中考物理微专题复习-电磁继电器、电动机、电磁波中考问题（教师版含解析）

目录

专题1电磁继电器问题...............................................2

一、填空题..........................................................6

二、填空题..........................................................6

三、作图题.........................................................10

四、综合应用题.....................................................12

专题2电动机与发电机问题...........................................22

一、电动机.........................................................22

二、发电机.........................................................22

一、选择题.........................................................25

二、填空题.........................................................32

三、实验探究题.....................................................35

专题3电磁波问题...................................................37

一、选择题.........................................................40

二、填空题.........................................................44

专题1电磁继电器问题

1.电磁继电器：电磁继电器是利用低电压、弱电流电路的通断，来间接地控制高电压、强电流

电路的装置。电磁继电器是利用电磁铁来控制工作电路的一种开关。

2.电磁继电器的结构：电磁继电器由电磁铁、衔铁、弹簧、动触点和静触点组成，其工作电路

由低压控制电路和高压工作电路组成。

低压控制电路高压工作电路

3.电磁继电器作用：实质上是一个利用电磁铁来控制电路的开关。它的作用可实现远距离操

作，利用低电压、弱电流来控制高电压、强电流。还可实现自动控制。

【例题】（四川内江）如图甲所示，是某科技小组的同学们设计的恒温箱电路图，它包括工

作电路和控制电路两部分，用于获得高于室温、控制在定范围内的“恒温”。工作电路中的

加热器正常工作时的电功率为l.OkW；控制电路中的电阻R，为滑动变阻器，R为置于恒温箱

内的热敏电阻，它的阻值随温度变化的关系如图乙所示，继电器的电阻Ro为10Q.当控制

电路的电流达到0.04A时，继电器的衔铁被吸合；当控制电路中的电流减小到0.024A时，

衔铁被释放，则:

⑴正常工作时，加热器的电阻值是多少？

⑵当滑动变阻器R为390。时，恒温箱内可获得的最高温度为150℃,如果需要将恒温箱内的

温度控制在最低温度为50℃那么，R'的阻值为多大?

【答案】（1）正常工作时，加热器的电阻值是48.4。；

（2）R'的阻值为90Q。

【解析】（1）根据P=W■得

R

22

正常工作时，加热器的电阻值R=X=（220V）=48.40；

PlOOOkw

（2）由乙图知，当最高温度为150C时，热敏电阻的阻值Ri=200C,

控制电路电流Ii=0.04A

由欧姆定律得U=Ii（R（）+R,+Ri）=0.04AX（10。+390。+200Q）=24V；

恒温箱内的温度控制在最低温度为50℃时，热敏电阻的阻值R2=900Q,

控制电路电流I2=0.024A

控制电路总电阻Ra=JL=..-24V=]oooQ,

120.024A

此时滑动变阻器的阻值R'=R总-Ro-R2=1000Q-100-900。=90。。

【对点练习】某电热水器具有加热和保温功能，其工作原理如图甲所示。其中控制电路中的电

磁铁线圈电阻不计，R为热敏电阻，热敏电阻中允许通过的最大电流Ig=15mA,其阻值R随

温度变化的规律图象如图乙所示，电源电压U恒为6V,当电磁铁线圈中的电流I>8mA时，

电磁铁的衔铁被吸下，继电器下方触点a、b接触，加热电路接通：当电磁铁线圈中的电流I

W8mA时，继电器上方触点c接触，保温电路接通，热敏电阻R和工作电路中的三只电阻丝

RBR2、R3,均置于储水箱中，U2=220V,加热时的功率P加融一2200W,保温时的功率P保温

=HOW,加热效率n=90%,R2=2R],水的比热容,c水=4.2X103j/（kg・c）,水箱内最低温

度为0℃。

⑴为使控制电路正常工作，保护电阻Ro的阻值至少为多大？若Ro为该值，试求热水器刚开始

保温时水的温度。

⑵电阻丝Ri、R2、R3的阻值分别为多少欧姆？

⑶该热水器在加热状态下，将44kg、

【答案】（1）为使控制电路正常工作，保护电阻Ro的阻值至少为4500；

若Ro为该值，热水器刚开始保温时水的温度为70℃。

（2）电阻丝Ri、R2、R3的阻值分别为33。、66。、374Q；

（3）该热水器在加热状态下，将44kg、20℃的水加热到50℃需要2800s。

【解析】（1）由题意可知，热敏电阻中允许通过的最大电流Io=15mA,电源电压Ui=6V,

控制电路中最小值是R总小=匕=——双k=400Q,

IQ15X10~JA

当水箱内最低温度为0℃时，热敏电阻阻值最小，R最小，RM、=100Q。

保护电阻Ro的最小值，保护电阻阻值至少为Ro=R以小-R显小=400。-1000=300Q,

热水器刚开始保温时，控制电路中的总电阻Ro=U-=—吗「=7500,

।max8X10A

热敏电阻的阻值为：R=R息-R地小=750。-3000=450。，

由图乙可知，此时水温为70℃；

⑵由题意和电路图知：衔铁被吸下时，Ri、R2并联，电热水器处于加热状态,

22

P加热=U-+IL=2200W,且R2=2RI,

R1R2

22

所以!L+_y_=2200W,

Rt2.

工=2200W,经铲=2200W,

解得：Ri=33。，R2=2RJ=2X33Q=66O；

根据题意可知，电磁继电器上方触点和触点c接通时，电热水器处于保温状态，则由电路图

知，此时R2、R3串联,

根据电阻的串联特点和欧姆定律可得保温功率:

p3盛r“°W'即慧/F°w‘

解得:R3=374Q；

36

⑶水吸收的热量：Q»ft=cm(t-to)=4.2X10J/(kg,℃)X44kgX(50℃-20℃)=5.544X10J：

根据热效率公式n=9区可得，

w

加热电路消耗的能量：\¥=躯=5・544X1O,工=616Xl()6j,

T]90%

加热时间：t=£=6.16X1O'j=280()S。

P2200W

一、填空题

1.（湖北武汉）如图所示是一种温度自动报警器的原理图。制作水银温度计时，在玻璃管的两端

分别封入一段金属丝。电池的两极分别与金属丝相连，当温度达到与电池正极相连的金属丝下

端所指的温度时，电铃就响起来，发出报警信号下列说法正确的是（）

A.温度计中的水银是绝缘体

B.电铃响时，电磁铁右端是N极

C.温度降低到74c以下，电铃响

D.电铃响且滑片P向左移动时，电磁铁磁性减弱

【答案】B

【解析】A.水银属于金属，金属是导体，故A错误；

B.由安培定则知，电磁铁的右端为N极，故B正确；

C.由电路图知，温度降到74℃时，控制电路断开，电磁铁无磁性，衔铁被释放，电铃不响，

故C错误；

D.由电路图知，当滑片向左移动时，变阻器接入电路的阻值减小，由欧姆定律知，电路中的

电流增大，电磁铁的磁性增强，故D错误。

二、填空题

2.（湖南岳阳）图中为生活中常见的电熨斗，图乙为其结构图，图乙中的双金属片是把长和宽都

相同的铜片和铁片紧密钾合在一起做成的。常温时图中的两触点相接触，受热时由于铜片膨胀

比铁片明显，双金属片会向（选填“铜片”或“铁片”）一侧弯曲，且弯曲程度随温度的

升高而增大。当金属底板的温度达到设定的温度时，由于双金属片的弯曲而使图中的两触点分

离，切断工作电路。用该熨斗熨烫丝织衣物时，需将设定的温度调低，调温旋钮上的升降螺丝

应______（选填“向上”或“向下”）调节。

【答案】（1）铁片（2）向上

【解析】（1）受热时，由于铜片膨胀得比铁片明显，双金属片便向铁片那边弯曲，温度愈高,

弯曲得愈显著。

⑵将调温旋钮上调时，上下触点随之上移，双金属片只需稍微下弯即可将触点分离，这时双

金属片可控制金属底板在较低温度下的工作，所以将设定的温度调低，调温旋钮上的升降螺丝

应向上调节。

3.小明同学利用电磁继电器设计了一个自动恒温加热鱼缸，如图所示，A为一段软导线，8为

一个小型电热器，其铭牌如图所示。该装置应选用插有金属丝的（选填“酒精”“煤油”

或“水银”）温度计，能使鱼缸中的水温大致保持在______℃,电磁铁上端的磁极是（选

填“N”或"S”）。该装置某次连续正常工作半小时，可使鱼缸中20依水的温度最高升高°C。

HYBG500黝口烟8

220VDOW50Hz

【答案】水银,26,So2.4。

【解析】此题考查了对电磁继电器的工作原理的分析，同时考查了有关电能、比热容的计算以

及安培定则的应用等知识，是一道综合题，但难度不大。

⑴水银是导体，酒精和煤油是绝缘体，当温度计的液柱上升到26c时;应接通电磁铁的电路,

故应使用水银；

⑵温度计的分度值为1℃,导线的末端在26c处；由于水银是导体，当温度升高到26c时，

控制电路接通，电磁铁有磁性，吸引衔铁，加热电路断开，电阻丝不发热；当温度下降低于

26℃时，控制电路断开，电磁铁无磁性，衔铁被弹簧拉起，加热电路接通，电阻丝发热；所以

该装置能使鱼缸中的水温大致保持在26℃；

⑶由图知，电流从电磁铁下方流入、上方流出，根据线圈绕线利用安培定则可知，电磁铁的

上端为S极；

(4)由图知，电热器的功率为110W,正常工作0.5h电流做功产生的热量：

Q=W=Pt=110WX0.5X3600s=1.98X105J

根据Q=cmZ\t得升高的温度：

Q1.98x10V。

△1=方=4.2xl(PJ/(A^-3C)x20fc</224C°

4.如图是一个温度自动报警器的工作原理电路图。当控制电路中有电流通过时，电磁铁左端为

极。

在使用中发现，当温度达到设定值时，电铃没有报警。经检查，各元件完好、电路连接无误,

则可能是

因为（任写一种）导致工作电路没有接通。

【答案】S；控制电路电源电压太小

【解析】由安培定则可知，电磁铁左端为s极;

当温度升高到设定值时，水银柱与上方金属丝连通，使左侧形成通路，电磁铁中有电流通过,

电磁铁吸引衔铁，由于电磁铁磁性的大小与电流大小和匝数多少有关，如果电源电压，使得电

流较小，磁性较小，则电磁铁吸引不动衔铁，工作电路不会工作。

5.图甲为热敏电阻的R-t图象，图乙为用此热敏电阻R和电磁继电器组成的一个简单恒温箱

温控电路（U为恒压电源），继电器线圈的电阻为150。，图中的“电源”是恒温箱加热器的电

源，当线圈中的电流大于或等于20mA时，衔铁被吸合，加热器停止工作，实现温控。

⑴恒温箱内的加热器应接在（选填"A、B”或“C、D”）端

⑵要实现对50℃-100℃之间任一温度的控制，该装置恒压电源U至少为V.若恒压电

源U为6V,则滑动变阻器R'的最大阻值至少为

【答案］⑴A、B；（2）4.8；100o

【解析】(1)当温度较低的时候，热敏电阻的电阻较大，电路中的电流较小，此时继电器的衔

铁与AB部分连接，此时是需要加热的，恒温箱内的加热器要工作，所以该把恒温箱内的加热

器接在A、B端。

(2)由图甲可知：50℃时热敏电阻的阻值为90。，要实现对50℃-100℃之间任一温度的控制，

已知控制电路的电流要到达20mA=0.02A,

则根据串联电路的特点和欧姆定律可知：

需要的最小电源电压U=IR=0.02AX(150Q+90Q)=4.8V；

由图甲可知：温度达到100℃,热敏电阻R=50。，

若恒压电源U为6V,根据欧姆定律可得：

I=U/(R()+R+Ri),即：0.02A=6V/(150Q+50Q+Ri),解得：Ri=l(X)Q。

6.如图所示是一个水位自动报警器的原理图.水位到达金属块A之后，(选填“红”

或“绿”)灯亮；当绿灯亮时电磁铁(选填“有”或“无”)磁性.

【答案】红；无

【解析】水位到达金属块A之后，电磁铁电路接通，电磁铁有磁性，吸引衔铁，红灯电路接

入，红灯亮；当水位下降，水位低于铁块A时，电磁铁电路断开，电磁铁无磁性，在弹簧的

作用下，将衔铁拉起，使绿灯电路接通，绿灯亮.

三、作图题

7.(湖北随州)随州市乡村振兴计划稳步推进，大棚蔬菜种植给农民带来可喜收入。刘大爷家

大棚温度监控电路如图所示，棚内温度正常时“温控开关”处于断开状态，绿灯亮；棚内温度

不正常时“温控开关”处于闭合状态，电磁铁通电工作，电铃响红灯亮。刘大爷使用中发现电

铃和红灯只要拆卸掉任意一个，另一个也“没有电”。在图中画几匝电磁铁的绕线并将绿灯、

红灯、电铃接入电路。

开关

【答案】见解析。

【解析】电磁继电器断电时衔铁被弹簧拉起，动触头和上面的静触头接通，绿灯电路工作，所

以绿灯和电

源构成通路。电磁继电器通电时电磁铁具有磁性，动触头和下面的静触头接通，红灯和电铃电

路工作，所

以红灯、电铃和电源构成通路，电铃和红灯只要拆卸掉任意一个，另一个也“没有电”，说明

两者是串联的。

⑴先把电磁铁的线圈连接好，导线都在螺旋管的同侧，绕螺旋管时一端在螺旋管的上面绕，

一端从螺旋管的下面绕如图。

(2)棚内温度正常时“温控开关”处于断开状态，电磁继电器断电，衔铁被弹簧拉起，动触头

和上面的静触头接通，绿灯电路工作，所以绿灯、电源、动触头和上面静触头构成通路，连接

如图。

(3)棚内温度不正常时“温控开关”处于闭合状态，电磁铁通电工作，电磁铁具有磁性，说明

电源、衔铁、电磁铁连成一个通路。

(4)电铃和红灯只要拆卸掉任意一个，另一个也“没有电”，说明两者是串联的，首先把红灯和

电铃串联起来。棚内温度不正常时“温控开关”处于闭合状态，电磁铁通电工作，电磁铁具有

磁性吸引衔铁，动触头和下面的静触头接通，电源、红灯、电铃、动触头、卜一面静触头组成一

个通路如图。

四、综合应用题

8.(内蒙古巴彦淖尔市)如图所示是某温控装置的简化电路图，工作电路由电压为220V的电源和

值R=88。的电热丝组成；控制电路由电源、电磁铁(线圈电阻Ro=2OQ)、开关、滑动变阻器

R2(取值范围0〜80Q)和热敏电阻Ri组成；Ri阻值随温度变化的关系如下表所示，当控制电路

电流1250mA时，衔铁被吸合切断工作电路；当控制电路电流I〈40mA时，衔铁被释放接通

工作电路。

温度/℃90806660504640363534

Ri/Q102040507080100120130150

⑴工作电路正常工作时，R在Imin内产生的热量是多少？

(2)当温度为60℃,滑动变阻器R?=50。时，衔铁恰好被吸合，控制电路的电源电压是多少?

(3)若控制电路电源电压不变，此装置可控制的温度最大范围是多少？

(4)要想要该装置所控制的最高温度降低一些，请分析说明如何改变R2的阻值。

【答案】（1）工作电路正常工作时，R在Imin内产生的热量是3.3Xl（）4j；

⑵当温度为60℃,滑动变阻器R2=50Q时，衔铁恰好被吸合，控制电路的电源电压是6V；

⑶若控制电路电源电压不变，此装置可控制的温度最大范围是35c〜80C；

（4）要想要该装置所控制的最高温度降低一些，应减小R2的最大阻值。

【解析】（1）工作电路由电压为220V的电源和阻值R=88Q的电热丝组成，

则R在Imin内产生的热量：

Q=Uit=（220?2义lx60s=33x104j.

R88。

⑵当温度为60℃时，由表格数据可知Ri=50。，

已知此时滑动变阻器R2=5OQ,则控制电路的总电阻为：

R=R1+R2+Ro=5OQ+5OQ+2OQ=1200,

此时衔铁恰好被吸合，则控制电路的电流I=50mA=0.05A,

由欧姆定律可得，控制电路的电源电压：

U=IR=0.05AX120Q=6V；

⑶当控制电路电流I250mA时，衔铁被吸合切断工作电路，由欧姆定律可得，控制电路的总

电阻最大为：

R卜=卫-=——6V=1200,

I大50X10-3A

滑动变阻器R2（取值范围0〜80。）的最大电阻为80。，根据串联电阻的规律，热敏电阻Ri的

阻值最小（此时温度最高）：

Ri=R-R2-Ro=1200-80。-20Q=20Q,由表中数据知可控制的最高温度为80℃；

当控制电路电流lW40mA时，衔铁被释放接通工作电路，由欧姆定律，控制电路的总电阻最

小为：

R„=—=——6V=1500,

I小40X10-3A

滑动变阻器R2的最小电阻为0时，根据串联电阻的规律，热敏电阻Ri的阻值最大（此时温度

最低）：

R'i=150Q-20Q=130Q,由表中数据知可控制的最低温度为35℃；

所以，若控制电路电源电压不变，此装置可控制的温度最大范围是35c〜8CTC；

（4）要想要该装置所控制的最高温度降低一些，即热敏电阻Ri的阻值增大，因吸合时的电流不

变，由欧姆定律可知，控制电路的总电阻不变，故应减小R2的最大阻值。

9.（宁波模拟）为响应宁波市政府提出的“创建海绵型城市”的号召，小科设计了如图所示的市

政自动排水装置模型，控制电路由电压为12V、最大容量为lOOAh的蓄电池供电，蓄电池用

“发电玻璃”制成的太阳能电板充电。凡为定值电阻，R为压敏电阻，压敏电阻通过杠杆A3。

与圆柱形浮体相连，AB：80=4：1,压敏电阻的阻值随压力变化的关系如下表。（压板、杠杆

和硬质连杆的质量及电磁铁线圈电阻忽略不计，所用绿灯、红灯及排水泵的额定电压均为

220V）

压敏电阻受到的压力60120180240300360420480

F/N

压敏电阻R阻值/。500360260180120806555•・・

按照设计要求，当水位上升到浮体刚好全部浸入水中时，压敏电阻受到压力为360N,通过电

磁铁线圈的电流为100mA,排水泵启动；当水位回落到浮体只有2体积浸入水中时，杠杆A80

5

仍处于水平位置，线圈中电流为30mA,排水泵停止工作，则小科应选择重力为多大的浮体？

【答案】应选择重力为8N的浮体。

【解析】控制电路中R与Ro串联，由表格数据知压力为360N压敏电阻的阻值，由此根据串

联电路特点和欧姆定律计算Ro的阻值，由杠杆平衡条件计算浮体浸没时A端受力，并表示出

此时浮体受到的浮力；同理再表示出浮体2浸入水中时的浮力，联立方程计算出浮体重力；

5

当浮体刚好浸没时，压敏电阻受到压力为360N,由表中数据知，此时压敏电阻的阻值R=80

Q,

控制电路中R与Ro串联，控制电路中的电流I=l(X)mA=0.1A,

由串联电路特点和欧姆定律可得，定值电阻的阻值：

Ro=R.a-R=U-R=J2Y_-80。=40。,

I0.1A

设此时连杆对A端的作用力为FA，压敏电阻对B处的作用力为FB，

已知AB：BO=4：1,贝I」AO：BO=5：1,

根据杠杆的平衡条件有：FAXLOA=FBXL()B，

FXT

贝|J:FA=-^——2L=36ONX1=72N，

5

因为力的作用是相互的，所以A端对浮体向下的压力：FA'=FA=72N,

由力的平衡条件可得，此时浮体受到的浮力：F；?=G+FA'=G+72N——①

当浮体只有2体积浸入水中时，由阿基米德原理可得此时的浮力：F/=2F“：，

55

此时控制电路中电流为30mA=0.03A,由串联电路特点和欧姆定律可得，此时压敏电阻的阻值：

12V

R'=R,a'-Ro=-40。=360。，

0.03A

由表中数据知，压敏电阻受到压力FB'=120N,

由杠杆平衡条件有：FA'XLOA=FB'XLOB，

F/XT-

所以：FA'=-?-----21=]20NX1=24N,

L°A5

同理可得，此时浮体受到的浮力：F'=G+FA\

即：2F浮=G+24N----②

5

解①②可得：F.；=80N,G=8N；

所以，应选择重力为8N的浮体。

10.（广西北部湾）图甲是温度自动报警器。控制电路中，电源电压U拴=5V,热敏电阻R2的阻

值与温度的关系如图20乙所示；工作电路中，灯泡L标有“9V0.3A”的字样，R4为电子嗡

鸣器，它的电流达到某一固定值时就会发声报警，其阻值R4=10Q。在R2温度为20C的情况

下，小明依次进行如下操作：闭合开关Si和S2,灯泡L恰好正常发光，此时Ro的电功率为

Po;将Ri的滑片调到最左端时，继电器的衔铁刚好被吸下，使动触点与下方静触点接触；调

节R3的滑片，当R3与R4的电压之比U3：U4=4:l时，电子嗡鸣器恰好能发声，此时Ro的电功

率为琮，P（：:P0=4:9。已知电源电压、灯丝电阻都不变，线圈电阻忽略不计。求：

⑴灯泡L的额定功率；

⑵当衔铁刚好被吸下时，控制电路的电流；

⑶将报警温度设为50℃时，Ri接入电路的阻值；

（4）工作电路的电源电压Uxo

【答案】见解析。

【解析】(1)灯泡L的额定功率为

P『=U额XI额=9VX0.3A=2.7W

(2)当衔铁刚好被吸下时，变阻器R,接入电路的I阻值刚好为0

由图乙知温度为20℃时R2的阻值为R2=25Q

控制电路的电流为

(3)当将报警温度设为50℃时，由图乙知，R2的阻值变为益=10。，

此时控制电路的电流仍然为/=0.2A

由/=—&得Ri接入电路的限值为

4+K

R=9_叱=JX.--10。=15。

I'0.2A

(2)当继电器的衔铁还没被吸下时，电路中的电流为/额=0.3A,则有4=%%；

当继电器的衔铁被吸下时，

设此时电路的电流为/,则有/=/2R0；

由P[:P°=4:9即卒^=4可求得/=0.2A,

1

1I额式R。"9

此时U4=IR&=0.2Ax10Q=2V

而竺=±,则得U3=8V

U41

即有U'—a-q=2

s—u额3

U「8V—2V2

即UI9V-3

解得U,二12V

11.（湖北孝感）如图所示电路，是某学校楼道自动控制照明系统，已知控制电路电源电压U=4.5V,

电磁继电器线圈电阻Ri=5。，滑动变阻器R2最大阻值25。.R3是一光敏电阻，其阻值随“光

照度E”的增大而减小，且成反比，其具体关系如下表所示（光照度E的单位是：勒克斯，符

号Lx；光越强，光照度越大）。当线圈中电流减小至Io=9OmA时，电磁继电器衔铁被弹簧拉起，

启动照明系统，利用该装置可以实现当光照度低至某一设定值Eo时，照明系统内照明灯自动

工作。

⑴根据表格中数据写出光敏电阻的阻值R3与光照度E的函数关系式。

光照度E/lx0.511.522.53

光敏电阻R3阻值/603020151210

Q

⑵闭合开关，把滑片移到最右端（b端），求照明系统启动时的光照度氏是多少？如果光照度E

为2Lx时并保持Imin不变，这段时间内R2消耗的电能是多少？

【答案】见解析。

【解析】（1）由表格数据可知,

光照度与光敏电阻R3阻值的乘积：

EXR3=0.51XX60Q=11XX30Q=1.51XX20C=21XX15Q=2.51XX12Q=31XX10Q=301xQ,

301x・Q

即R3=­E-；

⑵闭合开关S,将滑片P移至b端，变阻器接入电路中的电阻最大，

由题可知，当线圈中电流减小至Io=9OmA=O.O9A时，电磁继电器衔铁被弹簧拉起，启动照明

系统，

所以，电路中的总电阻：

_U4.5V

R£,=I=0.09A=50C；

因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，

所以，R3的阻值：

R3=R.6-RI-R2=50Q-5Q-25Q=20Q,

由表格数据可知，当R3=20Q时，Eo的值为1.51x；

由表格知当E=2Lx时,此时光敏电阻的阻值:R3'=15。，

因启动照明系统的条件不变（启动照明系统时，控制电路中的电流恒为0.09A）,则控制电路中

的总电阻不变，所以，R2接入电路的电阻：

z

R2'=Rs-R1-R3=50。-5。-15c=300；

Imin内R2消耗的电能：W=I2Rt=（0.09A）2X30QX60s=14.48J

12.（内蒙古巴彦淖尔）如图所示是某温控装置的简化电路图，工作电路由电压为220V的电源

和阻值R=88。的电热丝组成；控制电路由电源、电磁铁（线圈电阻Ro=2OQ）、开关、滑动变

阻器R2（取值范围。〜80。）和热敏电阻Ri组成；Ri阻值随温度变化的关系如下表所示，当控

制电路电流1250mA时，衔铁被吸合切断工作电路；当控制电路电流IW40mA时，衔铁被释

放接通工作电路。

温度/℃90806660504640363534

Ri/Q102040507080100120130150

⑴工作电路正常工作时，R在Imin内产生的热量是多少？

(2)当温度为60℃,滑动变阻器R2=50。时，衔铁恰好被吸合，控制电路的电源电压是多少?

(3)若控制电路电源电压不变，此装置可控制的温度最大范围是多少？

(4)要想要该装置所控制的最高温度降低一些，请分析说明如何改变R2的阻值。

<220Vo-----------------

电热丝R

«1出

【答案】(1)工作电路正常工作时，R在Imin内产生的热量是3.3Xl()4j；

(2)当温度为60℃,滑动变阻器R2=50C时，衔铁恰好被吸合，控制电路的电源电压是6V；

(3)若控制电路电源电压不变，此装置可控制的温度最大范围是35℃〜80℃；

(4)要想要该装置所控制的最高温度降低一些，应减小R2的最大限值。

【解析1(1)工作电路由电压为220V的电源和阻值R=88Q的电热丝组成，

则R在Imin内产生的热量：

Q=j£~t=(22”产xix60s=3.3X10勺

R880

(2)当温度为60℃时，由表格数据可知Ri=50Q,

已知此时滑动变阻器R2=5O。，则控制电路的总电阻为:

R=RI+R2+RO=5OQ+50Q+20Q=120。，

此时衔铁恰好被吸合，则控制电路的电流I=50mA=0.05A,

由欧姆定律可得，控制电路的电源电压：

U=IR=0.05AX120Q=6V；

⑶当控制电路电流1250mA时，衔铁被吸合切断工作电路，由欧姆定律可得，控制电路的总

电阻最大为：

R——6V—-=1200,

I大50X10-3A

滑动变阻器R2（取值范围0〜80Q）的最大电阻为80Q,根据串联电阻的规律，热敏电阻Ri的

阻值最小（此时温度最高）：

RI=RX-R2-RO=12OQ-80Q-20Q=20Q,由表中数据知可控制的最高温度为80℃；

当控制电路电流IW40mA时，衔铁被释放接通工作电路，由欧姆定律，控制电路的总电阻最

小为：

R,卜=卫-=——6V=150、,

I小40X10-3A

滑动变阻器R?的最小电阻为。时，根据串联电阻的规律，热敏电阻R的阻值最大（此时温度

最低）：

R'1=150。-200=130。，由表中数据知可控制的最低温度为35C；

所以，若控制电路电源电压不变，此装置可控制的温度最大范围是35℃〜80℃；

⑷要想要该装置所控制的最高温度降低一些，即热敏电阻Ri的阻值增大，因吸合时的电流不

变，由欧姆定律可知，控制电路的总电阻不变，故应减小R2的最大阻值。

专题2电动机与发电机问题

一、电动机

1.电动机原理：电动机是根据通电线圈在磁场中因受力而发生转动的原理制成的，是将电能转

化为机械能的装置。

2.构造：电动机是由转子和定子两部分组成的。换向器的作用是每当线圈刚转过平衡位置时，

能自动改变线圈中电流的方向，使线圈连续转动。

3.改变电动机转动方向的方法：改变电流方向（交换电压接线）或改变磁感线方向（对调磁极）。

4.提高电动机转速的方法：增加线圈匝数、增加磁体磁性、增大电流。

二、发电机

1.发电机原理：发电机是根据电磁感应现象制成的，是将机械能转化为电能的装置。

2.构造：发电机是由定子和转子两部分组成的。

3.从电池得到的电流的方向不变，通常叫做直流电。（DC）

4.电流方向周期性变化的电流叫做交变电流，简称交流电。（AC）

5.在交变电流中，电流在每秒内周期性变化的次数叫做频率，频率的单位是赫兹，简称赫，符

号为Hzo

6.我国供生产和生活用的交流电，电压是220V,频率是50Hz,周期是0.02s,即Is内有50个

周期，交流电的方向每周期改变2次，所以50Hz的交流电电流方向1s内改变100次。

例题解析与对点练习

【例题1］（贵州黔东南）如图所示四个装置中工作原理与发电机相同的是（）

A.电磁起重机B.司南C.话筒D.扬声器

【答案】C

【解析】发电机的工作原理是电磁感应现象.

A.电磁起重机是利用电磁铁工作的，其原理是电流的磁效应，故A不符合题意；

B.司南是天然的磁体，由于受地磁场的影响，磁体具有南北指向性，故B不符合题意；

C.话筒是利用电磁感应现象制成的，故C符合题意；

D.扬声器把电信号转化为声信号，利用通电导体在磁场中受到力的作用的原理，故D不符合

题意.

【对点练习】如图所示的四个实验，反映电动机基本原理的是（）

【答案】D

【解析】A图对应电生磁；B图对应同种电荷相互排斥；C图对应电磁感应。D图对应

通电导体在磁场中受力的作用（电动机）

【例题2】（苏州）如图所示，将甲、乙两个微型电动机的转轴对接并固定在一起，闭合开关后

两电动机一起转动，小灯泡发光。此处产生电磁感应现象的是（甲/乙）电动机。该过程

中能量转化是将电能f能f电能，最终转化为内能和光能。

【答案】甲；机械。

【解析】闭合开关，电源与乙电动机接通，电流通过乙电动机，乙电动机转动，将电能转化为

机械能，其原理是通电导体在磁场中受力而运动；

乙电动机带动甲电动机一起转动，甲电动机内部的线圈在磁场中切割磁感线，产生感应电流,

小灯泡发光,此时甲电动机相当于发电机,将机械能转化为电能,其工作原理是电磁感应现象。

整个过程中能量转化是将电能f机械能f电能，最终转化为小灯泡的内能和光能。

【对点练习】关于如图甲、乙所示的实验，下列说法错误的是（）

A.甲实验可以研究通电导体周围存在磁场

B.甲实验可以研究电磁感应现象

C.乙实验可以研究通电导体在磁场中受力情况

D.乙实验的过程中，电能转化为机械能

【答案】A

【解析】AB、甲实验电路中没有电源，不能用来研究通电导体周围存在磁场；该实验中，开

关闭合时，当导体棒ab在磁场中做切割磁感线运动，电路中就会产生感应电流，所以可以研

究电磁感应现象，故A说法错误，B说法正确。

CD、乙实验电路中有电源和磁体，可以研究通电导体在磁场中受力情况，是电动机的原理图，

工作时电能转化为机械能，故CD说法都正确。

专题点对点强化训练

一、选择题

1.(黑龙江龙东农垦森工)下列四个实验，工作原理能和如图电动剃须刀工作原理相同的是

()

【答案】C

【解析】电动机是利用通电导体在磁场里受力运动的原理制成的；

A.图中闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，导体中产生感应电流，这是电磁感

应现象，与发电机的原理相同，故A不符合题意；

B.图中是发电机的实验装置，利用的电磁感应现象，故B不符合题意；

C.图中导线与电源连接后，是通电导体在磁场中受力的实验装置，是电动机的原理，故C符合

题意；

D.图中是奥斯特实验的装置，证明了电流可以产生磁场，故D不符合题意。

2.（四川成都）小罗把两个玩具电机用导线连接在一起（如图），用力快速拨动甲电机的转叶，发现

乙电机的转叶也缓慢转动起来。对这个现象分析正确的是（）

A.“甲电机”将电能转化为机械能

B.“乙电机”将机械能转化为电能

C.“甲电机”依据电磁感应来工作

D.两电机的工作原理是相同的

【答案】C

【解析】A.“甲电机”相当于发电机，将机械能转化电能，故A错误;

B.“乙电机”相当于电动机，将电能转化为机械能，故B错误；

C.“甲电机”相当于发电机，利用电磁感应工作，故C正确；

D.“乙电机”相当于电动机，利用磁场对电流受力的作用工作，两电机的工作原理不同，故D

错误。

3.（齐齐哈尔）如今，电动车已经成为人们常用的代步工具之一，电动车的''心脏”是电动机，

它比传统的内燃机效率更高，也更加环保，在如图所示的四个装置中，与电动机工作原理相同

的是（）

【答案】D

【解析】电动机是利用通电导体在磁场里受力运动的原理制成的。

A.图中装置中含有电磁铁，是电流的磁效应，与电动动机的原理不同，故A不符合题意；

B.图中是电磁铁，是利用电流的磁效应工作的，与电动机的原理不同，故B不符合题意；

C.图中闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，导体中产生感应电流，是电磁感应

现象，是发电机的原理图，与电动机的原理不同，故C不符合题意；

D.图中有电源，通电导体在磁场中受力运动，是电动机的原理，故D符合题意。

4.（成都模拟）如图是探究“让通电导体在磁场中动起来”的装置图，下列说法正确的是（）

A.该装置探究的是电动机的原理

B.该装置探究的是发动机的原理

C.只改变电流方向时，通电导体的受力方向不变

D.只改变磁场方向时，通电导体的受力方向不变

【答案】A

【解答】解：AB、该装置中有电源提供电能，这是研究通电导体在磁场中受力的装置，是电

动机的工作原理，故A正确，B错误.

CD、磁场对通电导体的作用力的方向与电流方向、磁场方向的有关，只改变电流方向或只改

变磁场都可以改变通电导体的受力方向，故CD错误.

【点拨】研究通电导体在磁场中受力的实验装置中有电池，电能转化为机械能，根据此原理制

成电动机；研究电磁感应现象的实验装置中没有电池，机械能转化为电能，根据此原理制成发

电机.

5.（•绵阳模拟）一矩形线圈放在蹄形磁铁的两极之间，刚通电时在磁场作用下扭转方向如图甲

所示.现将该线圈放在图乙所示的蹄形螺线管间，a、b为螺线管与电源的接口.某同学进行

了如下四次操作：

①a接正极b接负极，线圈中通与图甲电流方向相同的电流

②b接正极a接负极，线圈中通与图甲电流方向相同的电流

③a接正极b接负极，线圈中通与图甲电流方向相反的电流

④b接正极a接负极，线圈中通与图甲电流方向相反的电流

线圈刚通电时扭转方向与图甲所示的扭转方向相同的是（）

图甲图乙

A.①和③B.②和④C.①和④D.②和③

【答案】D

【解析】①若乙图中a接正极b接负极，根据安培定则知蹄形螺线管左端为S极，与甲图的磁

场方向相反，线圈中通与图甲电流方向相同的电流，故线圈刚通电时扭转方向与图甲所示的扭

转方向相反；

②若乙b接正极a接负极，根据安培定则知蹄形螺线管左端为N极，与甲图的磁场方向相同，

线圈,打通与图甲电流方向相同的电流，故线圈刚通电时扭转方向与图甲所示的扭转方向相同；

③若乙a接正极b接负极，根据安培定则知蹄形螺线管左端为S极，与甲图的磁场方向相反,

线圈中通与图甲电流方向相反的电流，故线圈刚通电时扭转方向与图甲所示的扭转方向相同；

④若乙b接正极a接负极，根据安培定则知蹄形螺线管左端为N极，与甲图的磁场方向相同，

线圈中通与图甲电流方向相反的电流，故线圈刚通电时扭转方向与图甲所示的扭转方向相反;

综合分析②③，故D正确.

【点拨】本题考查了安培定则和磁场对电流的作用的知识，是一道综合题，有一定的难度.（1）

根据安培定则判断通电螺线管的磁极；

⑵磁场对电流（通电导体）有力的作用，据此制成了电动机；

（3）通电导体受力的方向与电流的方向和磁感线的方向有关.

6.共享电动车不仅环保节能而且为人们的出行带来了很大方便。已知某品牌共享电动车的电

动机线圈内阻一定，转轴卡住不能转动时，线圈两端电压为48V,电流为12A.当电动车在

水平地面上以18km/h的速度匀速直线行驶时，线圈两端电压仍然为48V,电流为2A,则下

列说法正确的是（）

A.电动机线圈电阻为24。

B.电动机的机械功率为96W

C.电动机的效率是66.7%

D.电动车前进时受到的阻力为16N

【答案】D

【解析】（1）因电动机转轴卡住不能转动时为纯电阻用电器，

所以，由1=且可得，电动机线圈的电阻：

R

R=[J=48V=4Q,故A错误；

I12A

（2）当在水平地面上以v=18km/h=5m/s的速度匀速直线行驶时，电动车为非纯电阻，

此时电动机消耗的电功率：

PM=UI'=48VX2A=96W,

电动机线圈电阻消耗的热功率：

PR=（「）2R=（2A>X4Q=16W,

电动机的机械功率：

P-PR=96W-16W=80W,故B错误；

电动机的效率：

n=生整义100%=皿X100%N83.3%,故C错误；

PM96W

因电动车在水平地面上匀速直线行驶时处于平衡状态，受到的阻力和牵引力是一对平衡力,

所以，由P=^=Z£=Fv可得，电动车前进时的牵引力即受到的阻力:

tt

f=F=¥机械=_3u也=16N,故D正确。

v5m/s

7.在图中的。表示垂直于纸面的一根导线，它是闭合电路的一部分。它在磁场中按箭头方向运

动时，能够产生感应电流的是（）

【答案】D

【解析】磁极间的磁感线是从N极指向S极，由图可知，D中导体做切割磁感线运动，所以

会产生感应电流，故D正确；AC中的导体运动时都不会切割磁感线（运动方向与磁感线方向

平行），所以不会产生感应电流，故AC错误；B中导体没有运动，不会产生感应电流，故B

错误。

8.如图所示，线圈转动过程中，下列说法正确的是（）

A.线圈的机械能转化为电能

B.通过灯泡的电流方向不变

C.通过灯泡的电流大小发生变化

D.线圈中产生电流的原理是电流磁效应

【答案】AC

【解析】发电机是利用电磁感应现象制成的，在发电机工作时，电流的大小和方向是时刻变化

的，据此分析即可解决；发电机的线圈在转动过程中，将机械能转化为电能。

A.发电机的线圈在转动过程中，消耗机械能，产生电能，即将机械能转化为电能的过程，故

A正确；

B.线圈在转动过程中，感应电流的方向是变化的，故B错误；

C.线圈在转动过程中，感应电流的大小是变化的，故C正确；

D.线圈中产生电流的原理是电磁感应，故D错误。

9.某同学在家庭实验室里，将甲、乙图中的装置连接了如图所示的通路，其中两个相同的铜线

圈处于磁场中。用外力使甲图中的线圈在磁场中摆动，下列说法正确的是（）

A.乙图中的线圈有电流通过，也会随着运动起来

B.乙类似于发电机，其原理是电磁感应

C.甲类似于电动机，其原理是磁场对电流有力的作用

D.甲图中的线圈在运动过程中将机械能转化为电能

【答案】AD

【解析】用外力使甲图中的线圈在磁场中摆动，切割磁感线，产生感应电流，甲图中的装置相

当于发电机，将机械能转化为电能，选项D正确；乙装置相当于电动机，有电流后会运动起

来，选项A正确；B和C错误。故选AD。

二、填空题

10.（湖北武汉）如图所示的装置可以用来研究（填“电动机”或“发电机”）的工作原理。

将图中的电源换成电流表，闭合开关，让导体ab左右摆动，发现电流表指针偏转，表明导体

ab中（填“有”或“没有”）感应电流通过，导体ab的机械能转化为能。

电源

【答案】（1）电动机（2）有（3）电

【解析】（1）闭合开关，处在磁场中的导体棒ab中有电流通过时，它就会运动起来，表明通电

导体在磁场中受到力的作用，该装置可以用来研究电动机的工作原理。

（2）（3）将图中的电源换成电流表，使导体ab左右摆动，它此时做切割磁感线运动，闭合电路中

会产生感应电流，即导体ab中有感应电流通过，电流表指针发生偏转，该过程消耗机械能，

获得电能，将机械能转化为电能。

11.（江苏连云港）白炽灯是一种电流通过灯丝，灯丝发热发光的照明电器，将强磁体靠近通电白

炽灯的灯丝，如图所示，可以观察到灯丝_____，说明,由此原理可以制成o

N-

-

_s

【答案】（1）晃动（2）通电导体在磁场中受力（3）电动机

【解析】将强磁体靠近通电白炽灯的灯丝，发现灯丝在晃动，说明通电导体在磁场中受力的作

用，电动机是根据此原理制成的。

12.小辉将玩具汽车里的电动机拆下来，在电动机的转轴处加装了一个小齿轮，在电动机尾部

的接线柱处连接一个半导体led灯珠，当他将小齿轮放置在转动的自行车车轮上，如图所示,

则齿轮的转动方向是—（选填“顺时针”或“逆时针”），他发现led灯珠并不是持续发光，

而是不断的闪光，通过这个实验证明了该实验产生的电流是—电（选填“交流”和''直流”），

产生电流是利用了原理。

【答案】顺时针；交流；电磁感应。

【解析】（1）根据图判断出齿轮轮的转动方向；

（2）发光二极管具有单向导电性；

（3）周期性改变电流方向的电流叫交流电；

（4）发动机是根据电磁感应现象制成的。

根据图知车轮逆时针转动，要想车轮带动齿轮发电，齿轮需要逆时针转动;

因为发光二极管具有单向导电性，电流只有从正极流入，灯泡才能发光，所以led灯珠并不是

持续发光，而是不断的闪光说明产生的电流是交流电；

产生电流的现象叫电磁感应现象。

13.图示实验装置中，磁体和导体棒均水平放置，断开S2、闭合S”使导体棒水平向右运动，

电流表G的指针向右偏，这是现象，为使G的指针向左偏，可使导体棒向运

动，断开吊、闭合S2,导体棒能运动起来，依此可制成（选填“电动机”或“发电机”）。

【答案】电磁感应；左；电动机。

【解析】断开S2、闭合Si，使导体棒水平向右运动，此时导体在磁场中做切割磁感线运动，

电路中就会产生感应电流，电流表G的指针向右偏，这是电磁感应现象；

感应电流的方向与导体运动方向有关，为使G的指针向左偏，可使导体棒向左运；

断开3、闭合S2,导体棒有电流，在磁场中受到到力的作用，能运动起来，这就是电动机的

原理。

14.物理兴趣小组在老师的指导下做了一个有趣的“摇绳发电”实验。如图，他们用一根导线

做成跳绳，将跳绳的两端与固定在地面上的灵敏电流计相连，摇动“跳绳”时，发现灵敏电流

计的指针左右摆动，这说明导线中产生了,摇绳发电将能转化为电能。

【答案】感应电流；机械。

【解析】用一根导线做成跳绳，将跳绳的两端与固定在地面上的灵敏电流计相连，摇动“跳绳”

时，导体在磁场中做切割磁感线运动，电路中会产生感应电流,而且电流方向随时间发生变化，

属于交流电，根据此原理可制成发电机，在工作过程中将机械能转化为电能。

15.发电机是利用现象制成的，我国发电厂发出的交变电流的频率是50Hz,其周

期是So

【答案】电磁感应；0.02o

【解答】发电机是根据电磁感应现象制成的。

频率是50Hz,时间是1s

所以周期是：由£=上得，T=L=’_=0.02S。

Tf50Hz

三、实验探究题

16.在探究“电动机为什么会转动”的实验中：

⑴我们首先想到的是磁体间发生相互作用是因为一个磁体放在了另一个磁体的磁场中，那么

通电导体周围也存在，磁体会对通电导体产生力的作用吗？

⑵如图所示，将一根导体ab置于蹄形磁铁的两极之间，未闭合开关前，导体,闭合开

关后，导体，说明磁场对导体有力的作用。

⑶断开开关，将图中磁铁的N、S极对调，再闭合开关，会发现导体ab的运动方向与对调前

的运动方向，说明通电导体在磁场中的受力方向与有关。

（4）断开开关，将图中电源的正、负极对调，再闭合开关，会发现导体ab的运动方向与对调前的

运动方向，说明通电导体在磁场中的受力方向与有关。

⑸如果同时改变磁场方向和电流方向，