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第4节 电磁继电器
一、夯实基础
1．（2019 宿迁）如图是研究电磁现象的四个实验装置。相关说法正确的是（ ）
甲 乙 丙 丁
A．甲图能证明通电导体周围有磁场，这个现象是法拉第首先发现的
B．乙图中开关闭合，磁场中的导体棒会受力运动，该过程机械能转化为电能
C．丙图是研究电磁感应现象的实验装置，当导体棒AB上下运动时电流计指针偏转
D．丁图是电磁继电器的原理图，电磁继电器被广泛应用于自动控制领域
【答案】D
【解析】A.将通电导线放在小磁针之上，是用来研究通电导体周围是否存在磁场的实验，即奥斯特的电流磁效应实验，是奥斯特最先发现的，故A错误；
B.让通电导体放在磁场中，它会受到力的作用，这是用来研究磁场对电流的作用（或通电导体在磁场中受力）的实验，将电能转化为机械能，故B错误；
C.丙图是研究电磁感应现象的实验装置，当导体棒AB上下运动时时，没有切割磁感线，不会产生感应电流，电流计指针不偏转，故C错误；
D.丁图是电磁继电器的原理图，电磁继电器是一个用电磁铁控制的开关，被广泛应用于自动控制领域，故D正确。
2．（2019 乐山）下列设备，利用电磁继电器工作的是（ ）
【答案】A
【解析】A.如图，由容器、左侧电源和电磁铁组成的是控制电路，由有灯和右侧电源组成的是工作电路，这是一个电磁继电器用控制电路来控制工作电路的。故A正确。
B.如图的动圈式话筒，是利用电磁感应原理工作的，只有一个电路。故B错误。
C.电磁起重机是利用电流磁效应工作的，只有一个电路，故C错误。
D.电铃是利用电流磁效应工作的，只有一个电路，故D错误。
3.（2019 德阳）在图中所示的自动控制电路中，当控制电路的开关S闭合时，工作电路的情况是（ ）
A．灯不亮，电铃响 B．灯不量，电铃不响
C．灯亮，电铃不响 D．灯亮，电铃响
【答案】A
【解析】由图知道，当控制电路的开关S闭合时，左边控制电路中有电流，电磁铁具有磁性，吸引衔铁，使动触头与下面电路接通，与上面的电路断开，所以，电铃工作，电灯不亮，即只有A正确。
4．(2019 抚顺)下列四幅图中的设备，与动圈式话筒工作原理相同的是（ ）
A．手摇发电机 B．台式电风扇 C．电磁起重机 D．电磁继电器
【答案】A
【解析】当人对着动圈式话筒说话时，它会产生随人的声音变化而变化的电流，即：闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动时能够产生感应电流。
A、手摇发电机是根据电磁感应现象制成的，故A符合题意；
B、台式电风扇的核心是电动机，是根据通电导体在磁场中受力而转动的原理制成的，故B不符合题意；
C、电磁起重机的核心元件是电磁铁，是根据电流的磁效应制成的，故C不符合题意；
D、电磁继电器核心元件是电磁铁，是根据电流的磁效应制成的，故D不符合题意。
5．（2019 江苏泰州）如图为某电磁继电器的工作原理图，开关S闭合时，电磁铁____（有/无）磁性，_____（电灯/电铃）通电工作。
【答案】有 电灯
【解析】当开关S闭合，电路接通时，电磁铁通电，电磁铁有磁性，把衔铁吸引下来，使触点与电灯所在的电路接通，电灯通电工作。
6.（2019年湖北省随州市）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。
【答案】如图：
【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。
（1）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、下面静触头组成一个通路如图。
7．(2019 黄冈)如图所示是某车间自动除尘装置的简化电路图。空气中尘埃量较少时，光源发出来的光被挡板挡住了。当空气中尘埃量达到一定值时，由于尘埃的反射，部分光越过挡板射到光敏电阻上，光敏电阻的阻值 ，电路中的电流增大，电磁铁的磁性 ，在衔铁的作用下，开启自动除尘模式。若图中a、b一个是除尘器，一个是指示灯，则 是除尘器。
【答案】减小；增强；b
【解析】电磁继电器就是一个自动控制电路通断的开关，根据电磁继电器的工作原理来分析解答。
当空气中尘埃量达到一定值时，由于尘埃的反射，部分光越过挡板射到光敏电阻上时，电路中的电流增大，根据欧姆定律可知光敏电阻的阻值减小；
当电路中的电流增大，电磁铁的磁性增强，吸引衔铁，使动触点和下面的静触点接触，开启自动除尘模式，所以下面的b是除尘器，上面的a是指示灯。
8．（2019 湖南常德）光敏电阻是阻值随光的照度发生变化的元件（照度可以反映光的强弱，光越强照度越大，照度单位为lx）。某光敏电阻R的阻值随照度变化的曲线如图甲所示。
（1）如图乙所示是街道路灯自动控制模拟电路所需元件。利用蓄电池给电磁铁供电，路灯接入电压为220 V的照明电路，为达到天亮灯熄天暗灯亮的效果，请用笔画线代替导线，将路灯连入照明电路中。
（2）已知当线圈中的电流大于或等于2mA时，继电器的衔铁将被吸合。图中蓄电池可提供的电压为U=6 V，内部电阻忽略不计，有三个不同规格的滑动变阻器可供选择：R1（0~100 Ω），R2（0~500 Ω）、R3（0~1 800 Ω）。要求当凌晨天色渐亮照度增大至1.0 lx时路灯才停止工作，滑动变阻器应选择 （选填“R1”、“R2”或“R3”）。选定滑动变阻器后，如果为了节约用电，要求在天色更暗一些时路灯就停止工作，滑动电阻器触片P应该 （选填“向右滑动”、“向左滑动”或“不滑动）。
【答案】（1）如图所示 （2）R3 向左滑动
【解析】（1）路灯要工作，路灯的一端必须与B接线柱相连。如图甲，光敏电阻的阻值随光的照度增大而减小，天亮光的照度增大，光敏电阻的阻值减小，控制电路电流增大，电磁铁磁性增强，吸引衔铁，动触点与A接线柱相连的静触点分离，与C接线柱相连的静触点接通，灯熄灭，路灯的另一端与接线柱A相连；天暗光的照度减小，光敏电阻的阻值增大，控制电路电流减小，电磁铁磁性减弱，衔铁在弹簧拉力作用下上移，动触点与C接线柱相连的静触点分离，与A接线柱相连的静触点接通，灯亮。
（2）如图甲，照度为1.0 x时，光敏电阻的阻值为2 kΩ，路灯停止工作，据题意线圈中的电流大于或等于2 mA。此时接入滑动变阻器的阻值应不小于，因此只有R3符合要求。如果要求在天色更暗一些时路灯就停止工作，线圈中的电流仍要大于或等于2 mA时，继电器的衔铁将才会被吸合，即电路总电阻不变。根据图甲，照度减小光敏电阻的阻值增大，串联电路中总电阻等于各串联电阻之和，变阻器接入电路中的电阻就要减小，所以变阻器滑片要向左滑动。
9（2019年陕西省）如图－1为某校物理小组设计的具有加热和保温功能的电热器内部简化电路。Rt为热敏电阻，阻值随温度升高而减小。R1、R2、R3均为电热丝，且R1＝R2＝400Ω。闭合开关S1、S2，电热器开始加热。
（1）控制电路中，电磁铁的上端是___________极。
（2）加热时，动触点与上方静触点b、c接通，工作电路的总功率是多少？
（3）电磁铁对衔铁的吸引力F与控制电路中电流I的关系如图－2所示。当电磁铁对衔铁的吸引力为1N时，动触点a与下方静触点d接通，进入保温状态，此时热敏电阻Rt的阻值是多少？（电磁铁线圈电阻不计）
（4）保温状态下，R1的功率为64W，则工作电路30s消耗的电能是多少？
【答案】（1）N；（2）242W；（3）30Ω；（4）2640J。
【解析】（1）根据右手螺旋定则可判断出电磁铁的上端为N极
（2）当电热器加热时，动触点与上方静触点b、c接通，此时R1与R2并联
根据P＝UI和I＝可得： R1工作时的功率P1＝＝＝121W
根据R1＝R2＝400Ω可得R2的功率等于R1的功率：P2＝P1＝121W
所以工作电路的总功率P并＝P1+P2＝121W+121W＝242W
（3）由图－2可知，当电磁铁对衔铁的吸引力为1N时，控制电路中的电流I＝0.2A
根据I＝可得： 此时热敏电阻的阻值Rt＝＝＝30Ω
（4）电热器处于保温状态时，动触点a与下方静触点d接通，此时R1与R2串联
根据P＝UI和I＝得P＝I2R 从而I＝＝＝0.4A
工作电路30s消耗的电能：W＝UI串t＝220V×0.4A×30s＝2640J
10.（2019年内蒙古巴彦淖尔市）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的电源和阻值R＝88Ω的电热丝组成；控制电路由电源、电磁铁（线圈电阻R0＝20Ω）、开关、滑动变阻器R2（取值范围0～80Ω）和热敏电阻R1组成；R1阻值随温度变化的关系如下表所示，当控制电路电流I≥50mA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/℃
90
80
66
60
50
46
40
36
35
34
R1/Ω
10
20
40
50
70
80
100
120
130
150
（1）工作电路正常工作时，R在1min内产生的热量是多少？
（2）当温度为60℃，滑动变阻器R2＝50Ω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) 3.3×104J；(2) 6V； (3) 35℃～80℃；(4) 应减小R2的最大阻值。
【解析】解：（1）工作电路由电压为220V的电源和阻值R＝88Ω的电热丝组成，
则R在1min内产生的热量：Q＝t＝×1×60s＝3.3×104J；
（2）当温度为60℃时，由表格数据可知R1＝50Ω，
已知此时滑动变阻器R2＝50Ω，则控制电路的总电阻为：R＝R1+R2+R0＝50Ω+50Ω+20Ω＝120Ω，
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＝0.05A×120Ω＝6V；
（3）当控制电路电流I≥50mA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大＝＝＝120Ω，
滑动变阻器R2（取值范围0～80Ω）的最大电阻为80Ω，根据串联电阻的规律，热敏电阻R1的阻值最小（此时温度最高）：R1＝R大﹣R2﹣R0＝120Ω﹣80Ω﹣20Ω＝20Ω，由表中数据知可控制的最高温度为80℃；
当控制电路电流I≤40mA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小＝＝＝150Ω，
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R1的阻值最大（此时温度最低）：
R′1＝150Ω﹣20Ω＝130Ω，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35℃～80℃；
（4）要想要该装置所控制的最高温度降低一些，即热敏电阻R1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。
答：（1）工作电路正常工作时，R在1min内产生的热量是3.3×104J；
（2）当温度为60℃，滑动变阻器R2＝50Ω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的最大阻值。
二、提升训练
1．（2019 河南）（多选）图为一款“智能照明灯”的电路,灯L天暗时自动发光,天亮时自动熄灭。控制电路中,电源电压恒定,R1为定值电阻,R2为光敏电阻,其阻值随光照强度而变化。以下说法正确的是
A．电磁继电器利用电磁感应原理工作 B．R2的阻值随光照强度的增大而增大
C．当光照强度增大时,电压表示数减小 D．若将R1换成阻值稍小的电阻,可缩短灯L的发光时间
【答案】CD
【解析】A．电磁继电器其原理为电生磁，为电流磁效应；B．由题意得天亮时电磁继电器应将衔铁吸下来，则天亮时电流应增大，故电阻应减小，得R2的阻值随光照强度的增大而减小；C．当光照强度增强时，R2电阻减小，电压表测R2电压，根据串联分压原理，故电压表示数减小；D．R1换成电阻稍小的电阻，则电磁继电器衔铁更容易被吸下来，当光照不是很强烈时即被吸下来，从而缩短了光照时间。
2．（2019 江苏扬州）如图所示是一种自动测定油面高度的装置。电源电压为 6V，R1 是最大电阻为 30Ω的滑动变阻器，它的金属滑片P连在杠杆一端，R2 是定值电阻，油量表是用量程为 0〜0.6A 的电流表改装而成（ABCD四点表示四个接线柱，电磁继电器线圈电阻忽略不计）
（1）当油面上升时，电流表示数变大，则导线 M 应与_____接线柱相连；当油量下降到预设位置时，警示 灯亮，滑片 P 刚好在B 处，则导线N应与______接线柱相连。
（2）当油箱加满油时，滑片 P 刚好在 A 处，电流表的示数达到最大值，求电阻 R2的阻值________。
（3）在滑片滑动的过程中，求滑动变阻器R1的最大功率_________。
【答案】（1）A D （2）10Ω （3）0.9W
【解析】由图得为串联电路，当油面上升时，滑片P滑向A端且电流表示数增大，则总电阻减小，故M应接A端；P滑到B处时，总电阻最大，电流最小，电磁继电器松开衔铁，则若要警示灯亮，N应接D接线柱；；当R1阻值与R2阻值相等时，R1功率到最大值，，。
3.（2019 浙江省嘉兴市）电梯为居民上下楼带来很大的便利，出于安全考虑，电梯设置了超载自动报警系统，其工作原理如图所示，电梯厢底层装有压敏电阻R1，R2为保护电阻，K为动触点，A、B为静触点，当出现超载情况时，电铃将发出报警声，此时电梯 （能/不能）运行，电磁铁的上端是 极，电梯超载时报警说明压敏电阻的阻值随压力增大而 ，如果用较小的电阻替换R2电梯可乘人数将变 （多/少）。
【答案】不能；S；减小；少。
【解析】工作时，电流从电磁铁的下面导线流入，利用安培定则判断出电磁铁的下端为N极，上端为S极；
正常情况下（未超载时），衔铁被弹簧拉起，K与静触点A接触，电梯正常工作；
超载时，随着压力的增大，压敏电阻的阻值随着减小，电路中的电流逐渐增大，电磁铁的磁性逐渐增强，动触点K与静触点B接触，电铃报警，电梯不工作；
电源电压一定时，如果用较小的电阻替换R2，要使电路中的电流保持不变，则压敏电阻R1的阻值变大，压力将变小，电梯可乘人数将变少。
4.（2019 广东）某饮水机具有恒温功能，其内部简化电路如图所示（R1、R2均为加热电阻），闭合S，电磁铁上端为 （选填“N”或“S”）极；而当温控区温度达到60℃时，通过温度传感器与电磁铁共同作用，使饮水机进入保温状态，此时电磁铁衔铁应与 （选填“a”或“b”）触点接触。已知R1：R2＝1：2，若加热和保温产生相等的热量，则所需时间之比t加热：t保温＝ 。
【答案】S；a；1：3。
【解析】（1）由图知控制电路中的电流是从电磁铁的下端流入、上端流出，由安培定则可知，电磁铁下端为N极，上端为S极；
（2）由电路图可知，衔铁接b触点位置时，只有电阻R1接入电路，此时电路中电阻最小，电源电压U一定，由P＝可知，此时电路的功率最大，饮水机处于加热状态；
当衔铁接a触点位置时，R1、R2串联，电路中总电阻最大，此时电路的总功率最小，饮水机处于保温状态；
（3）已知R1：R2＝1：2，若加热和保温产生相等的热量，即Q1＝Q2，
由Q＝W＝t可得，所需时间之比t加热：t保温＝：＝＝＝。
5.（2019泰安）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I0=15mA，其电阻R随温度变化的规律图像如图乙所示，电源电压U1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≤8mA时，继电器上方触点和触点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R1、R2、R3均置于储水箱中，U2＝220V，加热时的功率P加热＝2200W，保温时的功率P保温＝110W，加热效率η＝90%，R2＝2R1，水箱内最低温度为0℃，水的比热容c水=4.2×103J/（kg·℃）。
（1）为使控制电路正常工作，保护电阻R0的阻值至少为多大？若R0为该值，试求热水器刚开始保温时水的温度。
（2）电阻丝R1、R2、R3的阻值分别为多少欧姆？
（3）该热水器在加热状态下，将44 kg、20℃的水加热到50℃需要多少时间？
【答案】 (1) 70℃ ;(2) 374Ω;(3) 2800s
【解析】（1）热敏电阻中允许通过的最大电流I0 = 15mA，此时控制电路中最小电阻
R总小= = = 400Ω
由图象得水箱内最低温度为0℃时热敏电阻阻值最小， R最小=100Ω
保护电阻阻值至少为R0=R总小－R最小=400Ω－100Ω=300Ω…
热水器刚开始保温时，控制电路中的总电阻R总= = = 750Ω
热敏电阻的阻值R = R总－R0 = 750Ω－300Ω= 450Ω
由图乙图象查得，储水箱中水温是70℃
（2）加热状态时，电阻R1、R2并联在工作电路中R并＝…… ………………………①
并联电路的总电阻：R并＝＝＝22Ω……………②
R2＝2R1…………………………③
由①②③式解得：R1＝33Ω、R2＝66Ω
保温状态时，电阻R2、R3串联在工作电路中R串＝＝＝440Ω;R3=R串－R2=440Ω－66Ω=374Ω
（3）水吸收的热量：Q吸= cm（t－t0 ）电流做的功：W加热＝加热时间：t加热＝＝2800s
6.（2019 烟台）某家用电热水器，其工作模式和相关参数如下表。如图为电热水器的原理图，包括工作电路和控制电路两部分，通过电磁继电器自动控制电热水器实现加热状态和保温状态的档位变换。R0、R1为电热丝，R2为滑动变阻器，R为热敏电阻（置于电热水器内），其阻值随温度的升高而减小。红灯、绿灯是电热水器工作时的指示灯，忽略指示灯对电路的影响。
（1）分析说明当绿灯亮时，电热水器处于保温状态还是加热状态？
（2）工作时，若要提高电热水器的保温温度，如何调节保护电阻R2的滑片？
（3）R1工作时的电阻是多大？
（4）电热水器处于加热状态时，工作4.2min，可使1L水的温度升高40℃。则该电热水器的效率是多少？[。计算结果保留一位小数]
【答案】 （1）保温状态；(2) 滑片P向b端适当移动；(3)1149.5Ω；(4)83.3%。
【解析】（1）绿灯亮时：工作电路中和串联，根据串联电路的总电阻大于其中任一电阻，由可知，电路消耗的电功率最小，电热水器处于保温状态。
（2）调节保护电阻R2，使滑片P向b端适当移动
（3）电热水器处于加热状态时由得
电热水器处于保温状态时；由得
R1工作时的电阻：
（4）电热水器加热4.2min消耗的电能：
温度升高40℃水吸收的热量： 电热水器的效率
7.（2019 四川省内江市）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1. 0kW: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R。为100℃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:
（1） 正常工作时，加热器的电阻值是多少?
（2） 当滑动变阻器R为390Ω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）48.4Ω；（2）90Ω。
【解析】解：（1）根据P＝得：正常工作时，加热器的电阻值R＝＝＝48.4Ω；
（2）由乙图知，当最高温度为150℃时，热敏电阻的阻值R1＝200Ω，
控制电路电流I1＝0.04A由欧姆定律得U＝I1（R0+R′+R1）＝0.04A×（10Ω+390Ω+200Ω）＝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＝900Ω，
控制电路电流I2＝0.024A 控制电路总电阻R总＝＝＝1000Ω，
此时滑动变阻器的阻值R′＝R总﹣R0﹣R2＝1000Ω﹣10Ω﹣900Ω＝90Ω；
答：（1）正常工作时，加热器的电阻值是48.4Ω；（2）R′的阻值为90Ω。
8.（2019 湖南省湘潭市）如图所示为某实验室自动除湿器，除湿器中的压缩机是整个系统的核心，除湿器的动力，全部由压缩机来提供。除湿器内部的电路结构由控制电路和工作电路两部分组成，简化后的电路图如中间图所示。控制电路中的电源电压U1＝12V，调控电咀R0的阻值范围为0～1000Ω，R为装在除湿器内的湿敏电阻，其阻值随相对湿度φ（空气中含有水蒸气的百分比，单位为：%RH）变化的图象如右图所示，L为磁控开关，当湿敏电阻R的阻值发生变化时，控制电路中线圈的电流随之发生变化，当电流大于或等于20mA时，L的两个磁性弹片相互吸合，工作电路的压缩机开始带动系统进行除湿。工作电路两端电220V，Rg为保护电阻，磁控开关L的线圈电阻不计。问：
（1）压缩机工作过程中内部的电动机主要把电能转化成_____能；当S接通时，可判断出图中线圈上端P的磁极是_____极。
（2）由图可知，湿敏电阻R的阻值随着相对湿度的增加而变_____；若实验室内部的相对湿度为60%RH，此时湿敏电阻R的阻值为_____Ω。
（3）因实验室內有较敏感的器件，要求相对湿度控制在45%RH以内，则调控电阻R0的阻值不能超过多少？_____
（4）若除湿过程中工作电路的总功率为1100W，工作电路的电流为多少_____？已知保护电阻Rg＝2Ω，如果除湿器工作时磁控开关L的磁性弹片有一半的时间是闭合的，则1h内Rg消耗的电能是多少？_____
【答案】 (1). 内 ；(2). N ；(3). 小 ； (4). 50；(5). 不能超过500Ω ； (6). 5A ；(7). 90000J
【解析】（1）压缩机在工作过程中利用做功方式改变了工作媒质的内能；所以主要把电能转化成内能；当S接通时，由安培定则结合图2知道，线圈的上端P的磁极是N极；
（2）由图3知道，湿敏电阻R的阻值随着相对湿度的增加而变小；且当相对湿度为60%RH时，湿敏电阻R的阻值是50Ω；
（3）由图3知道，当相对湿度控制在45%RH时，湿敏电阻R的阻值是：R′=100Ω，又因为当电流I≥20mA=0.02A时，L的两个磁性弹片相互吸合，工作电路的压缩机开始带动系统进行除湿。由知道，此时电路中的总电阻是： ，由于串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，此时调控电阻R0 的阻值是：R0 =R总 -R′T =600Ω-100Ω=500Ω；
（4）因为自动除湿器是在家庭电路中工作的，所以，电源电压是：U0 =220V；由P=UI知道，；则保护电阻Rg 的功率Pg =I2 Rg =（5A）2 ×2Ω=50W，由于磁控开关L的磁性弹片有一半的时间是闭合的，所以1h内Rg 的工作时间是t=×3600s=1800s；所以呢，消耗的电能是：Wg =Pg t=50W×1800s=90000 J。
9.（2019 广西北部湾经济区）图甲是温度自动报警器。控制电路中，电源电压U控=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“9V 0.3A”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=10Ω。在R2温度为20℃的情况下，小明依次进行如下操作：闭合开关S1和S2，灯泡L恰好正常发光，此时R0的电功率为P0；将R1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=4:1时，电子嗡鸣器恰好能发声，此时R0的电功率为，。已知电源电压、灯丝电阻都不变，线圈电阻忽略不计。求：
（1）灯泡L的额定功率；
（2）当衔铁刚好被吸下时，控制电路的电流；
（3）将报警温度设为50℃时，R1接入电路的阻值；
（4）工作电路的电源电压Ux。
【答案】 （1）2.7W；（2）0.2A ；（3）15Ω；（4）12V。
【解析】（1）灯泡L的额定功率为 P额=U额×I额=9V×0.3A=2.7W
（2）当衔铁刚好被吸下时，变阻器R1接入电路的阻值刚好为0
由图乙知温度为20℃时R2的阻值为R2=25Ω 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=10Ω，
此时控制电路的电流仍然为I=0.2A 由得R1接入电路的阻值为
（4）当继电器的衔铁还没被吸下时，电路中的电流为I额=0.3A，则有；
当继电器的衔铁被吸下时，设此时电路的电流为I，则有；
由即可求得I=0.2A，此时
而，则得U3=8V因为，所以得，即有，
即解得Ux=12V
10．(2019 常州)梅雨季节，湿衣服久晾不干，令人烦恼。小组同学设计出两款自动控制“干衣神器”，可使得衣服快速变干。请选择其中一种方法完成电路原理设计并算出相应答案。(两种方法都做，以第一种为准)
方法一
方法二
器材:开关、电源转换器(把220V交流电压转换为6V直流电压)、 定值电阻R0、热敏电阻Rx(电阻随温度的变化关系如图所示)、 电磁继电器(线圈电阻不计，线图所示)、线圈
电流大于0.2A时衔铁被吸下，线圈电流
小于0.2A时衔铁被弹回)、 电风扇、电热
丝(电阻不变)。
功能：①闭合开关S，当温度低于60℃时, 机器吹热风；当温度高于60℃时， 机器吹冷风。
②受控电路(220V工作电路)吹热风时功率为120W、吹冷风时功率为20W。
（1）请以笔画线代替导线完成电路连接；
(2)定值电阻R0的阻值为 Ω；
(3)电热丝的阻值为 Ω。
器材：开关S、电源转换器(把220V交流电压转换为6V直流电压) 定值电阻R0、 湿敏电阻Rx(电阻随湿度的变化关系如图所示)、 电磁继电器(线圈电阻不计，线圈电流电流大于0.2A时衔铁被吸下, 线圈电流电流小于0.2A时衔铁被弹回)、 电风扇、电热丝(电阻不变)。
功能：①闭合开关S，当湿度大于40%时机器吹热风；当湿度小于40%时, 机器吹冷风。②受控电路(220V工作电路)吹热风时功率为120W、吹冷风时功率为20W。
(1)请以笔画线代替导线完成电路连接；
(2)定值电阻R0的阻值为 Ω；
(3)电热丝的阻值为 Ω。
【答案】（1）如图所示 方法一： 方法二（2）120 （3）484 （4）22N
【解析】本题考查了电路的设计、欧姆定律、电功率、家庭电路安全接法等知识点。（1）由于温度为60℃时，热敏电阻的阻值为40Ω，根据欧姆定律I== =0.15A，电流小于0.2A（线圈电流大于0.2A时，衔铁被吸下，线圈电流小于0.2A时，衔铁被弹回），则需要将定值电阻R0和热敏电阻Rx并联连接时，线圈中的电流才能达到0.2A；电磁继电器的动触点要接在火线上，要温度低于60℃吹热风，根据图像可知：低于60℃时热敏电阻变小，根据欧姆定律可知：电路中电流变大，则衔铁被吸下，则电热丝要接在下方静触点上，电热丝和电风扇并联连接，电风扇不受电磁继电器控制，电风扇直接接在火线和零线上；（2）根据题意、题图和欧姆定律，+=0.2A，即+=0.2A，解得R0=120Ω；（3）由于吹热风功率是120W，吹冷风功率是20W，电电热丝的功率为120W－20W=100W，则电热丝的电阻为R= ==484Ω。
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