《2023學年中考物理計算題解題方法全攻略綜合專題4.4初中電與磁綜合計算題.docx》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《2023學年中考物理計算題解題方法全攻略綜合專題4.4初中電與磁綜合計算題.docx（14頁珍藏版）》請在匯文網上搜索。

1、專題4.4 初中電與磁綜合計算題知識回顧 1.歐姆定律及其應用（1）導體中的電流，與導體兩端的電壓成 正比，與導體的電阻成反比。（2）公式：I=U/R ，式中單位：IA；UV；R。1安=1伏/歐。（3）對公式的理解：公式中的I、U和R必須是在同一段電路中；I、U和R中已知任意的兩個量就可求另一個量；計算時單位要統一。（4）歐姆定律的應用 同一個電阻，阻值不變，與電流和電壓無關, 但加在這個電阻兩端的電壓增大時，通過的電流也增大。當電壓不變時，電阻越大，則通過的電流就越小。當電流一定時，電阻越大，則電阻兩端的電壓就越大。2電磁繼電器：實質上是一個利用電磁鐵來控制電路的開關。它的作用可實現遠距離操

2、作，利用低電壓、弱電流來控制高電壓、強電流。還可實現自動控制。類型與典例突破 【例題1】（2023年河南）智能自動化管理是未來社會的發(fā)展趨勢，如圖甲所示為某工作室的自動化光控電路圖，其中光敏電阻R的阻值隨照度變化的關系如圖乙所示（照度表示物體被照明的程度，單位是Ix）。請你回答下列問題：（1）電磁繼電器是利用電流 效應工作的，當光照強度增強時，光敏電阻將 ，控制電路中的電流將 （選填“變大”“變小”或“不變”）。長時間使用后，控制電路中的電流將降低，若相同的情況下接通電路，則光照強度 。（選填“增強”“減弱”或“不變”）。（2）當開關S閉合時，光敏電阻上的照度大于或等于0.41x時，警示燈L亮

3、，已知控制電路的電源電壓為22V，電磁繼電器的線圈電阻為10，此時控制電路中的電流是多大？（3）若使電流達到0.2A時，光敏電阻上的照度大于或等于0.41x時警示燈L亮，試通過計算說明怎樣改裝控制電路。（注：可以添加必要的元件）【答案】（1）磁；變?。蛔兇?；增強；（2）此時控制電路中的電流是0.44A；（3）可以在控制電路中串聯接入一個 60的電阻?！窘馕觥浚?）電磁繼電器是利用電流磁效應工作的，當光照強度增強時，由圖乙知，光敏電阻將變小，根據電阻的串聯，總電阻變小，由歐姆定律可知，控制電路中的電流將變大；長時間使用后，控制電路中的電流將降低，若在相同的情況下接通電路，需要增大電流，由歐姆定律

4、可知，要減小光敏電阻的阻值，由圖乙知，則光照強度增強；（2）當照度等于 0.4Lx 時，由圖知，光敏電阻的阻值R40，根據歐姆定律和電阻的串聯可得，此時控制電路中的電流為：I0.44A；（3）當電流達到 0.2A 時，由歐姆定律可得控制電路中的總電阻：R總110，由于此時的總電阻大于原來的總電阻，所以應在控制電路中串聯一個電阻；當照度等于 0.4Lx 時，警示燈L亮，光敏電阻的阻值仍然為R40，根據電阻的串聯，串聯電阻的阻值：R串R總R光R線110401060，即可以在控制電路中串聯接入一個 60的電阻。中考達標訓練題 1.（2023年四川內江）如圖甲所示，是某科技小組的同學們設計的恒溫箱電路

5、圖，它包括工作電路和控制電路兩部分，用于獲得高于室溫、控制在定范圍內的“恒溫”。工作電路中的加熱器正常工作時的電功率為1.0kW；控制電路中的電阻R為滑動變阻器，R為置于恒溫箱內的熱敏電阻，它的阻值隨溫度變化的關系如圖乙所示，繼電器的電阻R0為10當控制電路的電流達到0.04A時，繼電器的銜鐵被吸合；當控制電路中的電流減小到0.024A時，銜鐵被釋放，則：（1）正常工作時，加熱器的電阻值是多少？（2）當滑動變阻器R為390時，恒溫箱內可獲得的最高溫度為150，如果需要將恒溫箱內的溫度控制在最低溫度為50那么，R的阻值為多大？【答案】（1）正常工作時，加熱器的電阻值是48.4；（2） R的阻值為

6、90?！窘馕觥浚?）根據P得正常工作時，加熱器的電阻值R48.4；（2）由乙圖知，當最高溫度為150時，熱敏電阻的阻值R1200，控制電路電流I10.04A由歐姆定律得UI1（R0+R+R1）0.04A（10+390+200）24V；恒溫箱內的溫度控制在最低溫度為50時，熱敏電阻的阻值R2900，控制電路電流I20.024A控制電路總電阻R總1000，此時滑動變阻器的阻值RR總R0R210001090090。2（2023年山東泰安）某電熱水器具有加熱和保溫功能，其工作原理如圖甲所示。其中控制電路中的電磁鐵線圈電阻不計，R為熱敏電阻，熱敏電阻中允許通過的最大電流Ig15mA，其阻值R隨溫度變化的

7、規(guī)律圖象如圖乙所示，電源電壓U恒為6V，當電磁鐵線圈中的電流I8mA時，電磁鐵的銜鐵被吸下，繼電器下方觸點a、b接觸，加熱電路接通：當電磁鐵線圈中的電流I8mA時，繼電器上方觸點c接觸，保溫電路接通，熱敏電阻R和工作電路中的三只電阻絲R1、R2、R3，均置于儲水箱中，U2220V，加熱時的功率P加熱2200W，保溫時的功率P保溫110W，加熱效率90%，R22R1，水的比熱容，c水4.2103J/（kg），水箱內最低溫度為0。（1）為使控制電路正常工作，保護電阻R0的阻值至少為多大？若R0為該值，試求熱水器剛開始保溫時水的溫度。（2）電阻絲R1、R2、R3的阻值分別為多少歐姆？（3）該熱水器在

8、加熱狀態(tài)下，將44kg、20的水加熱到50需要多少時間？【答案】（1）為使控制電路正常工作，保護電阻R0的阻值至少為450；若R0為該值，熱水器剛開始保溫時水的溫度為70。（2）電阻絲R1、R2、R3的阻值分別為33、66、374；（3）該熱水器在加熱狀態(tài)下，將44kg、20的水加熱到50需要2800s?！窘獯稹浚?）由題意可知，熱敏電阻中允許通過的最大電流I015mA，電源電壓U16V，控制電路中最小值是R總小400，當水箱內最低溫度為0時，熱敏電阻阻值最小，R最小，R最小100。保護電阻R0的最小值，保護電阻阻值至少為R0R總小R最小400100300，熱水器剛開始保溫時，控制電路中的總電

9、阻R總750，熱敏電阻的阻值為：RR總R最小750300450，由圖乙可知，此時水溫為70；（2）由題意和電路圖知：銜鐵被吸下時，R1、R2并聯，電熱水器處于加熱狀態(tài)，P加熱+2200W，且R22R1，所以+2200W，2200W，2200W，解得：R133，R22R123366；根據題意可知，電磁繼電器上方觸點和觸點c接通時，電熱水器處于保溫狀態(tài)，則由電路圖知，此時R2、R3串聯，根據電阻的串聯特點和歐姆定律可得保溫功率：P保溫110W，即110W，解得：R3374；（3）水吸收的熱量：Q吸cm（tt0）4.2103J/（kg）44kg（5020）5.544106J：根據熱效率公式可得，加熱

10、電路消耗的能量：W6.16106J，加熱時間：t2800s。3.（2023年內蒙古巴彥淖爾市）如圖所示是某溫控裝置的簡化電路圖，工作電路由電壓為220V的電源和阻值R88的電熱絲組成；控制電路由電源、電磁鐵（線圈電阻R020）、開關、滑動變阻器R2（取值范圍080）和熱敏電阻R1組成；R1阻值隨溫度變化的關系如下表所示，當控制電路電流I50mA時，銜鐵被吸合切斷工作電路；當控制電路電流I40mA時，銜鐵被釋放接通工作電路。溫度/90806660504640363534R1/102040507080100120130150（1）工作電路正常工作時，R在1min內產生的熱量是多少？（2）當溫度為6

11、0，滑動變阻器R250時，銜鐵恰好被吸合，控制電路的電源電壓是多少？（3）若控制電路電源電壓不變，此裝置可控制的溫度最大范圍是多少？（4）要想要該裝置所控制的最高溫度降低一些，請分析說明如何改變R2的阻值?！敬鸢浮浚?）工作電路正常工作時，R在1min內產生的熱量是3.3104J；（2）當溫度為60，滑動變阻器R250時，銜鐵恰好被吸合，控制電路的電源電壓是6V；（3）若控制電路電源電壓不變，此裝置可控制的溫度最大范圍是3580；（4）要想要該裝置所控制的最高溫度降低一些，應減小R2的最大阻值?！窘馕觥浚?）工作電路由電壓為220V的電源和阻值R88的電熱絲組成，則R在1min內產生的熱量：Q

12、t160s3.3104J；（2）當溫度為60時，由表格數據可知R150，已知此時滑動變阻器R250，則控制電路的總電阻為：RR1+R2+R050+50+20120，此時銜鐵恰好被吸合，則控制電路的電流I50mA0.05A，由歐姆定律可得，控制電路的電源電壓：UIR0.05A1206V；（3）當控制電路電流I50mA時，銜鐵被吸合切斷工作電路，由歐姆定律可得，控制電路的總電阻最大為：R大120，滑動變阻器R2（取值范圍080）的最大電阻為80，根據串聯電阻的規(guī)律，熱敏電阻R1的阻值最小（此時溫度最高）：R1R大R2R0120802020，由表中數據知可控制的最高溫度為80；當控制電路電流I40m

13、A時，銜鐵被釋放接通工作電路，由歐姆定律，控制電路的總電阻最小為：R小150，滑動變阻器R2的最小電阻為0時，根據串聯電阻的規(guī)律，熱敏電阻R1的阻值最大（此時溫度最低）：R115020130，由表中數據知可控制的最低溫度為35；所以，若控制電路電源電壓不變，此裝置可控制的溫度最大范圍是3580；（4）要想要該裝置所控制的最高溫度降低一些，即熱敏電阻R1的阻值增大，因吸合時的電流不變，由歐姆定律可知，控制電路的總電阻不變，故應減小R2的最大阻值。4（2023年湖南湘潭）如圖1所示為某實驗室的自動除濕器，除濕器中的壓縮機是整個系統的核心，除濕器的動力，全部由壓縮機來提供。除濕器內部的電路結構由控制

14、電路和工作電路兩部分組成，簡化后的電路圖如圖2所示。控制電路中的電源電壓U112V，調控電咀R0的阻值范圍為01000，R為裝在除濕器內的濕敏電阻，其阻值隨相對濕度（空氣中含有水蒸氣的百分比，單位為：%RH）變化的圖象如圖2所示，L為磁控開關，當濕敏電阻R的阻值發(fā)生變化時，控制電路中線圈的電流隨之發(fā)生變化，當電流大于或等于20mA時，L的兩個磁性彈片相互吸合，工作電路的壓縮機開始帶動系統進行除濕。工作電路兩端電220V，Rg為保護電阻，磁控開關L的線圈電阻不計。問：（1）壓縮機工作過程中內部的電動機主要把電能轉化成 能；當S接通時，可判斷出圖2中線圈上端P的磁極是 極。（2）由圖3可知，濕敏電

15、阻R的阻值隨著相對濕度的增加而變 ；若實驗室內部的相對濕度為60%RH，此時濕敏電阻R的阻值為 。（3）因實驗室內有較敏感的器件，要求相對濕度控制在45%RH以內，則調控電阻R0的阻值不能超過多少？（4）若除濕過程中工作電路的總功率為1100W，工作電路的電流為多少？已知保護電阻Rg2，如果除濕器工作時磁控開關L的磁性彈片有一半的時間是閉合的，則1h內Rg消耗的電能是多少？【答案】（1）內；D；（2）??；50；（3）調控電阻R0的阻值不能超過500；（4）若1h內Rg消耗的電能是9104J。【解析】（1）壓縮機在工作過程中利用做功方式改變了工作媒質的內能；所以主要把電能轉化成內能；當S接通時，

16、由安培定則可判斷出圖2中線圈的上端P的磁極是N極；（2）根據圖3可知濕敏電阻R的阻值隨著相對濕度的增加而變小；相對濕度為60%RH時濕敏電阻R的阻值為50（3）由圖3可知，當相對濕度控制在45%RH時濕敏電阻R的阻值R100，已知當電流I20mA0.02A時L的兩個磁性彈片相互吸合，工作電路的壓縮機開始帶動系統進行除濕。由I可得，電路中的總電阻：R總600，因串聯電路中總電阻等于各分電阻之和，所以，調控電阻R0的阻值：R0R總RT600100500；（4）已知自動除濕器是在家庭電路中工作的，則電源電壓U0220V；則根據PUI可得：I5A；則保護電阻Rg的功率PgI2Rg（5A）2250W，因

17、磁控開關L的磁性彈片有一半的時間是閉合的，則1h內Rg的工作時間t3600s1800s；則WgPgt50W1800s9104J。5（2023年湖北隨州）隨州市鄉(xiāng)村振興計劃穩(wěn)步推進，大棚蔬菜種植給農民帶來可喜收入。劉大爺家大棚溫度監(jiān)控電路如圖所示，棚內溫度正常時“溫控開關”處于斷開狀態(tài)，綠燈亮；棚內溫度不正常時“溫控開關”處于閉合狀態(tài)，電磁鐵通電工作，電鈴響紅燈亮。劉大爺使用中發(fā)現電鈴和紅燈只要拆卸掉任意一個，另一個也“沒有電”。在圖中畫幾匝電磁鐵的繞線并將綠燈、紅燈、電鈴接入電路?！敬鸢浮恳娊馕??！窘馕觥侩姶爬^電器斷電時銜鐵被彈簧拉起，動觸頭和上面的靜觸頭接通，綠燈電路工作，所以綠燈和電源構成

18、通路。電磁繼電器通電時電磁鐵具有磁性，動觸頭和下面的靜觸頭接通，紅燈和電鈴電路工作，所以紅燈、電鈴和電源構成通路，電鈴和紅燈只要拆卸掉任意一個，另一個也“沒有電”，說明兩者是串聯的。（1）先把電磁鐵的線圈連接好，導線都在螺旋管的同側，繞螺旋管時一端在螺旋管的上面繞，一端從螺旋管的下面繞如圖。（2）棚內溫度正常時“溫控開關”處于斷開狀態(tài)，電磁繼電器斷電，銜鐵被彈簧拉起，動觸頭和上面的靜觸頭接通，綠燈電路工作，所以綠燈、電源、動觸頭和上面靜觸頭構成通路，連接如圖。（3）棚內溫度不正常時“溫控開關”處于閉合狀態(tài)，電磁鐵通電工作，電磁鐵具有磁性，說明電源、銜鐵、電磁鐵連成一個通路。（4）電鈴和紅燈只要

19、拆卸掉任意一個，另一個也“沒有電”，說明兩者是串聯的，首先把紅燈和電鈴串聯起來。棚內溫度不正常時“溫控開關”處于閉合狀態(tài)，電磁鐵通電工作，電磁鐵具有磁性吸引銜鐵，動觸頭和下面的靜觸頭接通，電源、紅燈、電鈴、動觸頭、下面靜觸頭組成一個通路如圖。6.（2023年陜西?。┬∶魍瑢W利用電磁繼電器設計了一個自動恒溫加熱魚缸，如圖所示，A為一段軟導線，B為一個小型電熱器，其銘牌如圖所示。該裝置應選用插有金屬絲的_（選填“酒精”“煤油”或“水銀”）溫度計，能使魚缸中的水溫大致保持在_，電磁鐵上端的磁極是_（選填“N”或“S”）。該裝置某次連續(xù)正常工作半小時，可使魚缸中20kg水的溫度最高升高_。【答案】水銀

20、 26 S 2.4【解析】（1）水銀是導體，酒精和煤油是絕緣體，當溫度計的液柱上升到26時，應接通電磁鐵的電路，故應使用水銀；（2）溫度計的分度值為1，導線的末端在26處；由于水銀是導體，當溫度升高到26時，控制電路接通，電磁鐵有磁性，吸引銜鐵，加熱電路斷開，電阻絲不發(fā)熱；當溫度下降低于26時，控制電路斷開，電磁鐵無磁性，銜鐵被彈簧拉起，加熱電路接通，電阻絲發(fā)熱；所以該裝置能使魚缸中的水溫大致保持在26；（3）由圖知，電流從電磁鐵下方流入、上方流出，根據線圈繞線利用安培定則可知，電磁鐵的上端為S極；（4）由圖知，電熱器的功率為110W，正常工作0.5h電流做功產生的熱量：Q=W=Pt=110W

21、0.53600s=1.98105J根據Q=cmt得升高的溫度：t=2.4。7.（2023年寧波）為響應寧波市政府提出的“創(chuàng)建海綿型城市”的號召，小科設計了如圖所示的市政自動排水裝置模型，控制電路由電壓為12V、最大容量為100Ah的蓄電池供電，蓄電池用“發(fā)電玻璃”制成的太陽能電板充電。為定值電阻，R為壓敏電阻，壓敏電阻通過杠桿ABO與圓柱形浮體相連，AB：BO=4：1，壓敏電阻的阻值隨壓力變化的關系如下表。（壓板、杠桿和硬質連桿的質量及電磁鐵線圈電阻忽略不計，所用綠燈、紅燈及排水泵的額定電壓均為220V）壓敏電阻受到的壓力F/N60120180240300360420480壓敏電阻R阻值/50

22、0360260180120806555按照設計要求，當水位上升到浮體剛好全部浸入水中時，壓敏電阻受到壓力為360N，通過電磁鐵線圈的電流為100mA，排水泵啟動；當水位回落到浮體只有體積浸入水中時，杠桿ABO仍處于水平位置，線圈中電流為30mA，排水泵停止工作，則小科應選擇重力為多大的浮體？【答案】應選擇重力為8N的浮體?！窘馕觥靠刂齐娐分蠷與R0串聯，由表格數據知壓力為360N壓敏電阻的阻值，由此根據串聯電路特點和歐姆定律計算R0的阻值，由杠桿平衡條件計算浮體浸沒時A端受力，并表示出此時浮體受到的浮力；同理再表示出浮體浸入水中時的浮力，聯立方程計算出浮體重力；當浮體剛好浸沒時，壓敏電阻受到壓

23、力為360N，由表中數據知，此時壓敏電阻的阻值R=80，控制電路中R與R0串聯，控制電路中的電流I=100mA=0.1A，由串聯電路特點和歐姆定律可得，定值電阻的阻值：R0=R總R=R=80=40，設此時連桿對A端的作用力為FA，壓敏電阻對B處的作用力為FB，已知AB：BO=4：1，則AO：BO=5：1，根據杠桿的平衡條件有：FALOA=FBLOB，則：FA=360N=72N，因為力的作用是相互的，所以A端對浮體向下的壓力：FA=FA=72N，由力的平衡條件可得，此時浮體受到的浮力：F浮=G+FA=G+72N當浮體只有體積浸入水中時，由阿基米德原理可得此時的浮力：F浮=F浮，此時控制電路中電流

24、為30mA=0.03A，由串聯電路特點和歐姆定律可得，此時壓敏電阻的阻值：R=R總R0=40=360，由表中數據知，壓敏電阻受到壓力FB=120N，由杠桿平衡條件有：FALOA=FBLOB，所以：FA=120N=24N，同理可得，此時浮體受到的浮力：F浮=G+FA，即：F浮=G+24N解可得：F浮=80N，G=8N；所以，應選擇重力為8N的浮體。8（2023年廣西北部灣）圖甲是溫度自動報警器。控制電路中，電源電壓U控=5V，熱敏電阻R2的阻值與溫度的關系如圖20乙所示；工作電路中，燈泡L標有“9V 0.3A”的字樣，R4為電子嗡鳴器，它的電流達到某一固定值時就會發(fā)聲報警，其阻值R4=10。在R

25、2溫度為20的情況下，小明依次進行如下操作：閉合開關S1和S2，燈泡L恰好正常發(fā)光，此時R0的電功率為P0；將R1的滑片調到最左端時，繼電器的銜鐵剛好被吸下，使動觸點與下方靜觸點接觸；調節(jié)R3的滑片，當R3與R4的電壓之比U3：U4=4:1時，電子嗡鳴器恰好能發(fā)聲，此時R0的電功率為，。已知電源電壓、燈絲電阻都不變，線圈電阻忽略不計。求：（1）燈泡L的額定功率；（2）當銜鐵剛好被吸下時，控制電路的電流；（3）將報警溫度設為50時，R1接入電路的阻值；（4）工作電路的電源電壓Ux?！敬鸢浮恳娊馕觥！窘馕觥浚?）燈泡L的額定功率為 P額=U額I額=9V0.3A=2.7W（2）當銜鐵剛好被吸下時，變

26、阻器R1接入電路的阻值剛好為0由圖乙知溫度為20時R2的阻值為R2=25控制電路的電流為（3）當將報警溫度設為50時，由圖乙知，R2的阻值變?yōu)?10，此時控制電路的電流仍然為I=0.2A由得R1接入電路的阻值為（3） 當繼電器的銜鐵還沒被吸下時，電路中的電流為I額=0.3A，則有；當繼電器的銜鐵被吸下時，設此時電路的電流為I，則有；由即可求得I=0.2A，此時而，則得U3=8V因為，所以得，即有，即解得Ux=12V9（能力創(chuàng)新題）如圖所示電路，是某學校樓道自動控制照明系統，已知控制電路電源電壓U=4.5V，電磁繼電器線圈電阻R1=5，滑動變阻器R2最大阻值25R3是一光敏電阻，其阻值隨“光照度

27、E”的增大而減小，且成反比，其具體關系如下表所示（光照度E的單位是：勒克斯，符號Lx；光越強，光照度越大）。當線圈中電流減小至I0=90mA時，電磁繼電器銜鐵被彈簧拉起，啟動照明系統，利用該裝置可以實現當光照度低至某一設定值E0時，照明系統內照明燈自動工作。（1）根據表格中數據寫出光敏電阻的阻值R3與光照度E的函數關系式。光照度E/lx0.511.522.53光敏電阻R3阻值/603020151210（2）閉合開關，把滑片移到最右端（b端），求照明系統啟動時的光照度E0是多少？如果光照度E為2Lx時并保持1min不變，這段時間內R2消耗的電能是多少？【答案】見解析?！窘馕觥浚?）由表格數據可知

28、，光照度與光敏電阻R3阻值的乘積：ER3=0.5lx60=1lx30=1.5lx20=2lx15=2.5lx12=3lx10=30lx，即R3=；（2）閉合開關S，將滑片P移至b端，變阻器接入電路中的電阻最大，由題可知，當線圈中電流減小至I0=90mA=0.09A時，電磁繼電器銜鐵被彈簧拉起，啟動照明系統，所以，電路中的總電阻：R總=50；因串聯電路中總電阻等于各分電阻之和，所以，R3的阻值：R3=R總R1R2=50525=20，由表格數據可知，當R3=20時，E0的值為1.5lx；由表格知當E=2Lx時，此時光敏電阻的阻值：R3=15，因啟動照明系統的條件不變（啟動照明系統時，控制電路中的電流恒為0.09A），則控制電路中的總電阻不變，所以，R2接入電路的電阻：R2=R總R1R3=50515=30；1min內R2消耗的電能：W=I2Rt=（0.09A）23060s=14.48J