浙教版八年级下册第一章电与磁1.3电磁铁的应用计算及详解
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电磁铁的应用计算
1、如图是拍摄机动车闯红灯的工作原理示意图。光控开关接收到红灯发出的光会自动闭合,压力开关受到机动车的压力会闭合,摄像系统在电路接通时可自动拍摄违章车辆。下列有关说法正确的是( C )
A .只要光控开关接收到红光,摄像系统就会自动拍摄
B .机动车只要驶过埋有压力开关的路口,摄像系统就会自动拍摄
C .只有光控开关和压力开关都闭合时,摄像系统才会自动拍摄
D .若将光控开关和压力开关并联,也能起到相同的作用
(解:分析题意可知,只有光控开关和压力开关都闭合时,摄像系统才会自动拍摄,因此A 和B 两个选项的说法是错误的;分析可见,光控开关和压力开关是相互牵制,相互影响的,因此这两个开关只能串联,不能并联,所以D 选项的说法也是错误的。)
2、右图所示的是恒温箱的简易电路图。其工作原理是,接通工作电路后,电热丝加热,箱内温度升高,当箱内温度达到温度计金属丝A 所指的温度时,控制电路接通,电磁铁有磁性,衔铁被吸下,工作电路 断开 ,电热丝停止加热。当箱内温度低于金属丝A 所指的温度时,控制电路断开,衔铁被 弹簧拉起 ,工作电路再次工作,电热丝加热,从而保持恒温箱内温度恒定。
(解:如图,接通工作电路后加热,箱内温度升高,当温度计的水银柱上升到与金属丝A 接触时,由于水银是导体,控制电路接通,电磁铁有磁性,衔铁被吸下,则工作电路断开,电热丝停止加热,当温度低于A 所指的温度时,控制电路控制电路断开,电磁铁失去磁性,衔铁被弹簧拉起,工作电路再次工作。) 3、图甲为热敏电阻的R -t 图像,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欧,当线圈中电流大于或等于28毫安时,继电器的衔铁被吸合,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 90 欧。 (2)恒温箱的加热器应接在 AB (填“AB ”或“CD ”)间。
(3)当恒温箱内的温度达到100 ℃时,恒温箱加热器 不处于 (填“处于”或“不处于”)工作状态。
(解:当温度达到100℃时,据甲图可知,此时的电阻是50Ω,继电器线圈的电阻为150Ω,mA A V
R U I 3003.0150506==Ω
+Ω==
总总,所以其大于28mA ,故恒温箱不处于工作状态) 当该电阻增大时,所控制的恒温箱内的最高温度将 变高 (填“变高”“不变”或“变低”)。
(解:据题意可知,“当线圈中电流大于或等于28毫安时,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28mA 时所用的时间会更长,故可知,保温箱的加热时间会更长,故保温箱内的温度会更高)
4、如图所示为某兴趣小组为学校办公楼空调设计的自动控制装置,R 是热敏电阻,其阻值随温度变化关系如下表所示,已知继电器的线圈电阻R 0=10Ω,左边电源电压为6V 恒定不变,当继电器线圈中的电流大于或等于15 mA 时,继电器的衔铁被吸合,右边的空调电路正温度t/℃ 0 5 10 15 20 25 30 35 40 电阻R/Ω
600
550
500
450
420
390
360
330
300
(2)为了节省电能,将空调启动温度设定为30℃,控制电路中需要串联多大的电阻? 解:(1)、电路启动时的总电阻:
Ω===
400015.06A
V I U R 总 此时热敏电阻的阻值:
Ω=Ω-Ω==39010400-0R R R 总热
查表可得:启动温度为25℃
(2)、因为电路启动时的总电阻为400Ω,
由表中数据可知,空调启动温度设定为30℃时,热敏电阻的阻值为360Ω,
则电路中还应串联的电阻:Ω=Ω-Ω-Ω=-=3036010400-'
0'热总R R R R
5、如图甲,电磁继电器和热敏电阻R1等组成了恒温箱控制电路,R1处于恒温箱内.电源电压U =6V ,继电器线圈的电阻可不计。如图乙为热敏电阻的R1-t 图像,且已知在50~150℃范围内,热敏电阻的阻值随温度的变化规律是:R1×t =常数;电阻R2是可变电阻.当线圈中的电流达到20mA 时,继电器的衔铁被吸合.已知可变电阻R2=225Ω时,恒温箱可保持60℃恒温.图中的“交流电源”是恒温箱加热器的电源.
求:(1)60℃时,热敏电阻R1的阻值是多少?
(2)应该把恒温箱的加热器接在A 、B 端还是C 、D 端?
(3)如果要使恒温箱内的温度保持100℃,可变电阻R2的阻值应调为多少? 解:(1)、60℃时,控制电路I =20mA =0.02A ,
Ω
=Ω-Ω==Ω
===
75225300
-30002.0621R R R A
V I U R 总总 (2)、恒温箱的加热器应接在A 、B 端 (3)、设100℃热敏电阻的阻值为
,
因为R1×t =常数,所以℃℃1006075'
1⨯=⨯ΩR Ω=45'
1R
Ω
=Ω-Ω==Ω
===
25545300-30002.0621R R R A
V I U R 总总
6、下图是某兴趣小组设计的一恒温箱的原理图。“控制电路”由热敏电阻R1、滑动变阻器R0、电磁铁(线圈电阻不计)、电源U1(U1=8V)、开关、导线等组成.热敏电阻的阻值随温度变化的规律如下表.当线圈中的电流大于或等于20mA 时,电磁铁的衔铁被吸下。“工作电路”由电源U2(U2=220V)、发热电阻R2(R2=110Ω)、导线等组成。
求:(1)为使恒温箱温度升高到一定值时,“工作电路”自动断开,导线端点C 应接哪个接线柱?
(2)若设定恒温箱的温度最高为45℃,则“控制电路”中的滑动变阻器的阻值为多大? (3)“工作电路”工作时的电流为多大?
(4)若要发热电阻R2产生1.32×105
J 的热量,则工作电路需工作多长时间? 解:(1)、导线C 应接A 接线柱
(2)、当温度为45℃时,R1=200Ω,“控制电路”中的电流I1=20mA=0.02A ,R1和R0串联,所以滑动变阻器的电阻:Ω=Ω-=-=
20020002.081110A V R I U R (3)、工作电路工作时的电流:A V
R U I 2110220222=Ω
==