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专训3：电磁计算
名师点金：
电磁继电器类计算题是中考的热门题型，利用公式法解答电磁继电器类计算题常用的公式有：欧姆定律I＝U/R、电功率P＝UI(或P＝W/t)、电热Q＝I2Rt；计算时必须考虑保护电阻的阻值。
试题常常利用图表提供热敏电阻、压敏电阻、光敏电阻的信息，解题时应注意根据题中提示，恰当利用图表中的数据。
温度自动控制
1．【2017·杭州】图甲为热敏电阻的R­t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 Ω，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。
(1)从图甲中可得50 ℃时热敏电阻的阻值为______Ω。
(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________(填“变大”“不变”或“变小”)。
(第1题图)

压力自动控制
2．【中考·宜昌】随着城市建筑越来越高，楼内都安装了电梯，方便居民出入。某楼的电梯的相关参数如下表，为了安全，电梯都设置了超载自动报警系统，其工作原理如图所示：
(1)由图可知，当电梯所载人数增多时，压敏电阻R2所受的压力增大，阻值减小，则控制电路的电流增大，从而使电磁铁的磁性________(填“增强”或“减弱”)，当电梯超载时，触点K与触点________(填“A”或“B”)接触，电铃发出报警铃声。

功率
25 kW
最大载客量
10人
　(第2题图)
(2)电梯在使用过程中，若控制电路中的R1被短路，则该超载自动报警系统会出现什么异常？
答：_____________________________________________________________。
(3)某开发商称：此电梯是快速电梯，它能在10 s内将10个成年人从1层匀速升高到14层，若每个人的体重约为600 N，每层楼高3 m，电梯上升时需要克服摩擦及系统自重共计2 000 N，请你通过计算说明开发商的话是否可信？

3．【中考·永州】为了比赛的公平公正，小芸为学校短跑比赛设计了一款防抢跑装置，该装置安装在起跑线前，如图甲所示。丙图是其工作原理图：起跑发令枪发令前，开关S1、S2、S3都闭合，K与A端相连，绿灯亮；发令枪扳机和开关S2相连动，扣动扳机，枪响同时开关S2断开；当电流表示数小于或等于30 mA时，在弹簧弹力作用下，K与A端相连，绿灯亮，无人抢跑；当电流表示数大于30 mA时，衔铁被吸下，K与B端相连，红灯亮同时铃声响，有人抢跑。已知两电路电源电压均为6 V，保持不变，压力传感器R的阻值随所受压力变化的图象如图乙所示，压板重力不计，电磁铁线圈电阻不计。则：
(第3题图)
(1)起跑发令枪发令前，开关S1、S2、S3都闭合，压力传感器R压板上无人(压力F＝0 N)时，左端电路消耗的电功率为多少？
(2)比赛时，起跑发令枪发令前，抢跑同学踩在压板上的压力F为900 N时，左端电路电流表读数为多少？
(3)比赛时，枪声响起后，若某同学踩在压板上的力为1 500 N时，要使得红灯不亮，电阻R0至少为多大？

计算磁控电路消耗的电能
4．【中考·泰安】小明同学设计了如图甲所示的汽车转向指示灯电路模型，接通相应指示灯后，指示灯会亮、暗(微弱发光)交替闪烁发光，电路中电源电压恒为6 V，R0为定值电阻，指示灯规格均为“6 V　3 W”，电磁铁线圈和衔铁的电阻忽略不计，指示灯的电压与电流的变化规律如下表所示。

电压/V
…
0.5
1.2
2.0
3.0
4.0
5.0
5.5
…
电流/A
…
0.08
0.12
0.18
0.26
0.34
0.42
0.46
…
(第4题图)
(1)若让左转、右转指示灯同时工作，转向开关应与触点________(填“1和2”“2和3”“3和4”或“4和5”)接通；
(2)当转向开关与触点“2和3”接通时，右转指示灯两端实际电压U灯随时间t变化规律如图乙所示，已知当右转指示灯微弱发光时，右转指示灯的功率与定值电阻R0的功率之比是1∶4，求定值电阻R0的阻值；
(3)右转指示灯交替闪烁工作15 s时，求指示灯和R0消耗的电能分别是多少？

答案
专训3
1．解：(1)90　(2)恒温箱的加热器应接在A、B端。
(3)当温度达到100 ℃时，据图甲可知，此时热敏电阻的阻值是50 Ω，继电器线圈的电阻为150 Ω，所以该电路的电流是：I＝＝＝0.03 A＝30 mA>28 mA，故恒温箱加热器不处于工作状态；
(4)变大
点拨：(1)分析图甲可知，50 ℃时热敏电阻的阻值为90 Ω；
(2)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，若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，故控制电路达到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。
2．解：(1)增强；B
(2)没有达到最大载客量就会报警
(3)解法一：实际需克服摩擦及系统自重和人重所做的功W＝Gh＝(2 000 N＋600 N×10)×3 m×(14－1)＝3.12×105 J，
电梯实际所需功率P＝＝＝31.2 kW＞25 kW，
故开发商的话不可信。
解法二：实际需克服摩擦及系统自重和人重所做的功W＝Gh＝(2 000 N＋600 N×10)×3 m×(14－1)＝3.12×105 J，
实际需要运行时间t＝＝≈12.5 s＞10 s，
故开发商的话不可信。
解法三：实际需克服摩擦及系统自重和人重所做的功W＝Gh＝(2 000 N＋600 N×10)×3 m×(14－1)＝3.12×105 J，
电梯能做的功W梯＝Pt＝25 kW×10 s＝2.5×105 J＜3.12×105 J，
故开发商的话不可信。
3．解：(1)当开关S1、S2都闭合，压力传感器R压板上无人时，由图象知，压力传感器的电阻R＝300 Ω，左端电路消耗的电功率P＝＝＝0.12 W。
(2)当有人抢跑时，对传感器的压力为900 N，由图象知，此时压力传感器的电阻R′＝100 Ω，左端电路电流表读数I′＝＝＝0.06 A。
(3)由题意知，红灯不亮时的电路最大电流I最大＝30 mA＝0.03 A，
此时电路最小电阻R总＝＝＝200 Ω，
此图象知，当传感器受到的压力是1 500 N时，此时的电阻R″＝50 Ω，
保护电阻的最小阻值R0＝R总－R″＝200 Ω－50 Ω＝150 Ω。
4．解：(1)3和4
(2)由题意得：＝＝，U1＋U0＝6 V，故
U1＝1.2 V，U0＝4.8 V。
由表格信息可知：当U1＝1.2 V时，右转指示灯的电流I＝0.12 A，R0＝＝＝40 Ω；
(3)由图乙可知：右转指示灯交替闪烁工作15 s内，亮、暗发光时间分别是t1＝5 s，t2＝10 s，
消耗的电能分别是：
W1＝Pt1＝3 W×5 s＝15 J，
W2＝U1It2＝1.2 V×0.12 A×10 s＝1.44 J，
指示灯消耗的电能：W＝W1＋W2＝16.44 J。
15 s内R0的通电时间是t2＝10 s，
R0消耗的电能：W0＝U0It2＝4.8 V×0.12 A×10 s＝5.76 J。

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