電磁學(xué)綜合計算題典型考點(diǎn) 變式練-2025年中考物理一輪復(fù)習(xí)

電磁學(xué)綜合計算題典型考點(diǎn)變式練

2025年中考物理一輪復(fù)習(xí)備考

一、計算題

1.如圖是某個實(shí)驗小組設(shè)計的光照自動控制系統(tǒng)，已知控制電路的電源電壓s=6V,滑動變阻器R/

的最大阻值為80。，電磁鐵線圈電阻忽略不計，當(dāng)通過線圈的電流達(dá)到0.1A時電磁鐵恰好能吸合銜

鐵，及是光敏電阻，它與光照強(qiáng)度E的關(guān)系如表所示(光照強(qiáng)度E的單位是：勒克斯，符號Lx；光

越強(qiáng)，光照強(qiáng)度越大)；工作電路電源電壓S=12V,定值電阻R=10O,指示燈L上標(biāo)有“12V6W”

字樣。問：

光照強(qiáng)度E/Lx0.511.522.536

R2阻值6030201512105

(1)指示燈L正常工作時的電流是多少？

(2)閉合開關(guān)Si,滑片P移到滑動變阻器中點(diǎn)，電磁鐵恰好吸合銜鐵時的光照強(qiáng)度&是多少？

(3)調(diào)節(jié)滑動變阻器品的電阻為50。，閉合開關(guān)Si,若光照強(qiáng)度保持5Lx不變，則工作電路通電

10s消耗的電能是多少？

l

i

l

r

2.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R=88Q的電熱絲組

成；控制電路由電源、電磁鐵(線圈電阻R尸20。)、開關(guān)、滑動變阻器&(取值范圍為0?80。)和

熱敏電阻品組成，R/阻值隨溫度變化的關(guān)系如下表所示。當(dāng)控制電路電流侖50mA時，銜鐵被吸合

而切斷工作電路；當(dāng)控制電路電流乂40mA時，銜鐵被釋放而接通工作電路。

溫

度90806660504640363534

/℃

Ri/

102040507080100120130150

Q

(1)工作電路正常工作時，電熱絲在Imin內(nèi)產(chǎn)生的熱量是多少？

(2)當(dāng)溫度為60℃,滑動變阻器上接入電路的阻值為50。時，銜鐵恰好被吸合，則控制電路的電

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？

3.如圖甲是多功能養(yǎng)生壺，它有加熱和保溫功能，其自動控溫工作原理如圖乙所示?？刂齐娐分械?/p>

電源電壓■恒為6V,電磁鐵線圈電阻不計，&是保護(hù)電阻，用為熱敏電阻，其阻值隨溫度變化的

規(guī)律如圖丙所示；工作電路中，Uz=220V,%、&是加熱電阻。當(dāng)線圈中的電流/>8mA時，加熱

電路接通。加熱擋功率為88OW,保溫?fù)豕β蕿?1OW,養(yǎng)生壺容量為1.5L,己知水的比熱容為

4.2xlO3J/(kg-℃),水的密度/?=1.0x1()3kg/m3。

(1)若凡阻值為200Q,剛開始保溫時，電路中的電流為8mA,則養(yǎng)生壺剛開始保溫時的溫度約為

多少？

(2)&阻值為多少？

(3)加熱效率為90%的情況下，將一壺初溫為0℃的水加熱到80℃需要的時間為多少？(結(jié)果保留

1位小數(shù))

乙丙

4.實(shí)踐小組為學(xué)?；ɑ芊N植小屋設(shè)計了自動加濕裝置,其簡化電路如圖甲。該自動加濕裝置由控制

電路和工作電路兩部分組成，它能使小屋內(nèi)空氣濕度H的變化范圍控制在60%~80%,控制電路中濕

敏電阻R的阻值隨空氣濕度》的變化關(guān)系如圖乙。當(dāng)線圈中的電流減小至0.04A時，銜鐵被松開，

觸點(diǎn)8、C接通，加濕器開始加濕；當(dāng)線圈中的電流增大至0.06A時，銜鐵被吸下，觸點(diǎn)8、C斷開，

加濕器停止加濕。已知加濕器上標(biāo)有“220V60W”字樣，控制電路電源電壓U恒定，心為定值電阻，

線圈電阻不計。問：

(1)加濕器正常工作lOmin消耗的電能；

(2)電源電壓。的大小和電阻Ro的阻值；

(3)若用阻值為25。的電阻替換原控制電路的電阻求替換前后，當(dāng)自動控制電路均處于剛啟動

加濕器工作的狀態(tài)時，濕敏電阻功率的變化量。

-------加濕器------

銜代B展---o220V0-

aa

工作電路

濕敏電阻RS

-0_

控制電器R。

甲

5.如圖所示為某智能烘干機(jī)的簡化電路原理圖，其工作電路由電壓為220V的電源、阻值為55。的

電熱絲R、紅燈L和蜂鳴器組成；控制電路由電源U、電磁鐵(線圈電阻忽略不計)、開關(guān)S、熱敏

電阻R/和滑動變阻器&組成;R/的阻值隨溫度變化的關(guān)系如下表所示。當(dāng)控制電路電流侖0.05A時，

銜鐵被吸合，電熱絲R停止工作，同時紅燈亮蜂鳴器響發(fā)出報警信號，表明烘干機(jī)內(nèi)溫度過高。

溫度/℃908066605046403635

RJ6102040507080100120130

(1)電熱絲R工作時的電流為多少？

(2)電熱絲R通電10s產(chǎn)生的熱量為多少？

(3)己知控制電路的電源電壓U=6V,當(dāng)調(diào)節(jié)滑動變阻器&=70。時，烘干機(jī)內(nèi)溫度至少多高會發(fā)出

報警信號？

-------------VWWWXA

R

戰(zhàn)

甲L

"——

百

蜂鳴器

-------------------O220VO-

6.如圖所示為人體紅外傳感器的阻值R隨人體到大門距離工的變化如下表所示。當(dāng)人體距離大門的

距離為3.0m時，剛好觸發(fā)電動機(jī)工作，此時控制電路中的電流為100mA。已知電動機(jī)銘牌上標(biāo)有

“220V-44W”的字樣，控制電路的電源電U為24V,開門一次用時3s,不計電磁鐵線圈的電阻、求:

L/m01.53.04.5>6.0

RQ6090120150180

(1)開門一次電動機(jī)消耗的電能;

(2)定值電阻的阻值；

(3)電動機(jī)剛好工作時，定值電阻與消耗的功率;

(4)若要使人體距離大門的距離更大時就可以觸發(fā)電動機(jī)工作，請你寫出可采取的措施。

7.某科技小組設(shè)計了一個檢測水庫水位的模擬報警裝置，圖甲為其模擬電路圖。在水庫底部豎直放

置(與水庫底部未密封)質(zhì)量為50kg、底面積為0.025m2的圓柱形浮塊(足夠高)，上端通過輕桿與

力敏電阻R/接觸，R/的阻值與壓力的關(guān)系如圖乙所示，水庫中無水時，R/不受力。控制電路的電源

電壓為24V,Ro為定值電阻，當(dāng)控制電路中的電流250mA時，銜鐵被吸下，報警紅燈亮。已知"水

=1.0xl03kg/m3,不計輕桿質(zhì)量、線圈電阻及其能量損耗。

(1)報警紅燈恰好亮起時，求控制電路的電功率；

(2)當(dāng)水位達(dá)到10m時，求力敏電阻受到的壓力；

(3)若設(shè)置警戒水位為10m時，報警紅燈恰好亮起，求定值電阻Ro的阻值；

(4)若將定值電阻&的阻值調(diào)大，應(yīng)該如何調(diào)整電源電壓才能使警戒水位不變?

8.如圖甲所示為電磁繼電器和熱敏電阻R/等組成的恒溫箱控制電路，以處于恒溫箱內(nèi)。電源電壓

U=6V,電磁繼電器線圈的電阻可不計。圖乙為熱敏電阻的R/T圖像，且已知在50~150℃范圍內(nèi),

熱敏電阻的阻值隨溫度的變化規(guī)律是41為常數(shù)；電阻及是可變電阻。當(dāng)線圈中的電流達(dá)到20mA

時，電磁繼電器的銜鐵被吸下，已知此時可變電阻&=225。，恒溫箱保持60。恒溫。圖中的“交流

電源”是恒溫箱加熱器的電源。

(1)60℃時，熱敏電阻的阻值是多少？

(2)應(yīng)該把恒溫箱的加熱器接在A、8間還是C、。間？請說明理由；

(3)如果要使恒溫箱內(nèi)的溫度保持100℃,可變電阻處的阻值應(yīng)調(diào)為多少？

9.為實(shí)現(xiàn)自動控制，小明同學(xué)利用電磁繼電器(電磁鐵線圈電阻不計)制作了具有延時加熱、保溫、

消毒等功能的恒溫調(diào)奶器，其電路圖如圖甲所示?？刂齐娐分校妷罕?3V,定值電阻&=50Q,

熱敏電阻R阻值隨溫度變化的圖像如圖乙所示；工作電路中，電壓。2=220V,T?7=836Q,&=44Q。

已知恒溫調(diào)奶器容量為2kg,水溫達(dá)到80℃時銜鐵會跳起。[水的比熱容為4.2X103J/(kg-℃)]

(1)請結(jié)合此電路，簡要說明電磁繼電器的工作原理。

(2)求銜鐵剛跳起時，通過電磁鐵線圈的電流。

(3)求工作電路在保溫狀態(tài)下的電功率。

(4)當(dāng)調(diào)奶器加滿溫度為25℃的水，加熱元件工作500s后銜鐵跳起，求此過程中水吸收的熱量及

恒溫調(diào)奶器的加熱效率。

甲

10.小閩為學(xué)校的陶器燒制爐加裝一個自制的可控制溫度的裝置，其簡化的工作電路圖如圖。R/、&

是爐內(nèi)加熱電阻，Ri阻值為44Q,R是變阻器，Ro是電磁鐵線圈電阻。溫差電源的熱點(diǎn)探頭放在爐內(nèi),

冷點(diǎn)探頭放在20℃的恒溫箱中。燒制爐接入220V的電路中，閉合開關(guān)Si、S2,銜鐵與觸點(diǎn)A接觸,

燒制爐處于加熱狀態(tài)；當(dāng)電磁鐵線圈中的電流達(dá)到0.01A時，銜鐵被吸下與觸點(diǎn)B接觸，燒制爐進(jìn)入

保溫狀態(tài)，保溫功率為200W。測試時，第一次調(diào)節(jié)R的阻值為1。，當(dāng)燒制爐剛進(jìn)入保溫狀態(tài)時，

測得爐內(nèi)溫度f為400℃；第二次調(diào)節(jié)R的阻值為4。，當(dāng)燒制爐剛進(jìn)入保溫狀態(tài)時，測得爐內(nèi)溫度f

為1000℃o求:

(1)燒制爐處于加熱狀態(tài)時，通過R/的電流。

(2)燒制爐處于保溫狀態(tài)時，&的阻值。

(3)溫差電源提供的電壓與兩探頭間的溫度差成正比，為便于設(shè)置燒制爐的保溫溫度寫出R與t

關(guān)系的表達(dá)式。

―L----------------------

S2次］冷點(diǎn)探頭I恒溫箱

L/

參考答案

1.(1)0.5A；(2)1.5Lx；(3)144J

解：(1)指示燈L上標(biāo)有“12V6W”字樣，根據(jù)尸=U/可得指示燈L正常工作時的電流是

乙=*=黑=°SA(2)閉合開關(guān)SI,控制電路中R/和&串聯(lián)，滑片P移到滑動變阻器中點(diǎn)，當(dāng)

通過線圈的電流達(dá)到0.1A時電磁鐵恰好能吸合銜鐵，由歐姆定律可得此時電路總電阻

R總=?=累=60^串聯(lián)電路總電阻等于各分電阻之和，光敏電阻的阻值

6=廢-5=60。-等=20。從表格中看出，電磁鐵恰好吸合銜鐵時的光照強(qiáng)度比是1.5Lxo

(3)由表格數(shù)據(jù)可知，光照強(qiáng)度與光敏電阻凡阻值的乘積

EXT?2=0.5LXX60Q=1LXX30Q=1.5LXX20Q=2LXX15Q=2.5LXX12Q=3LXX10Q=30LX"Q則凡=30-4,調(diào)

E

節(jié)滑動變阻器R/的電阻為50。，閉合開關(guān)Si,若光照強(qiáng)度保持5Lx不變，則光敏電阻

R；=當(dāng)疊=60此時控制電路中的電流

/；=2=市三萬“°107人＞0.以電磁鐵吸合銜鐵，工作電路中只有R接入電路中工作，工作電路

通電10s消耗的電能是

W=?=(12V)-x：10s=i44j答:(1)指示燈L正常工作時的電流是0.5A；

R10Q

(2)電磁鐵恰好吸合銜鐵時的光照強(qiáng)度瓦是L5Lx；

(3)工作電路通電10s消耗的電能是144J。

2.(1)3.3X104J；(2)6V；(3)35℃~80℃

解：(1)由題知，工作電路由電壓為220V的電源和阻值R=88O的電熱絲組成，則R在Imin內(nèi)產(chǎn)

生的熱量為

U2(220V)24

Q=W=一t=^----乙x60s=3.3x1(/J

R880

(2)當(dāng)溫度為60℃時，由表格數(shù)據(jù)可知，熱敏電阻R/=50Q,且此時滑動變阻器接入電路的阻值刈=50。,

線圈電阻R尸20。，則控制電路的總電阻為

RkRi+Rz+R尸50Q+50Q+20Q=120Q

此時銜鐵恰好被吸合，則控制電路的電流為

/=50mA=0.05A

則控制電路的電壓為

U=IR怎=0.05Ax120Q=6V

(3)當(dāng)控制電路電流/=50mA時，控制電路的總電阻最大為

。大=1=120口

銜鐵被吸合切斷工作電路，當(dāng)滑動變阻器&的最大阻值為80。時，熱敏電阻必的阻值最小(此時溫

度最高)，則曷最小值為

Ri后R最大-&-7?尸1200-80Q-20Q=20Q

由表中數(shù)據(jù)知可控制的最高溫度為80℃。當(dāng)控制電路電流為40mA時，銜鐵被釋放接通工作電路,

控制電路的總電阻最小為

當(dāng)滑動變阻器史的最小阻值為0時，熱敏電阻島的阻值最大(此時溫度最低)，則與最大值為

RI^R最小-7?o=15OQ-20Q=130Q

由表中數(shù)據(jù)知可控制的最低溫度為35℃。所以此裝置可控制的溫度最大范圍是：35℃~80℃o

答：(1)工作電路正常工作時，電熱絲在Imin內(nèi)產(chǎn)生的熱量是3.3xl04j；

(2)當(dāng)溫度為60℃,滑動變阻器&接入電路的阻值為50。時，銜鐵恰好被吸合，則控制電路的電

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35℃~80℃。

3.(1)80℃；(2)55。；(3)636.4s

解：(1)由圖可知，控制電路中兩個電阻串聯(lián)，電路中的電流為8mA,電路中總電阻為

則此時熱敏電阻阻值為

Rt=R-R0=750Q-200Q=550Q

由圖丙可知熱敏電阻阻值為550。時，溫度為80℃。

(2)由圖可知，當(dāng)金屬板和。接觸時，兩個電阻串聯(lián)，電路中電阻大，電流小，根據(jù)尸="可知功

率小，為保溫?fù)酰划?dāng)金屬板和b接觸時，電路中只有幾，電路中電阻小，電流大，根據(jù)P="可知

功率大，為加熱擋；所以此的阻值為

U-(220V)2

=550

反一880W

(3)水的質(zhì)量為

333

m=pV=lxl0kg/mx1.5xlO^m=1.5kg

水吸收的熱量為

Q=cm\t=4.2x103J/(kg-℃)x1.5kgx80℃=5.04xl05J

需要消耗的電能為

Q5.04xl05J

=5.6X105J

90%--90%-

需要的時間為

W5.6xl05J

=636.4s

可一880W

答：(1)養(yǎng)生壺剛開始保溫時的溫度約為80℃；

(2)凡阻值為550；

(3)加熱效率為90%的情況下，將一壺初溫為0℃的水加熱到80℃需要的時間為636.4s。

4.(1)3.6xlO4J；(2)6V,50Q；(3)0.04W

解：(1)根據(jù)可得，加濕器正常工作lOmin消耗的電能為

W=R=60WxlOx60s=3.6x104J

(2)由乙圖可知，當(dāng)濕度為60%時，濕敏電阻R=100。，此時控制電路的電流為/=0.04A,根據(jù)歐姆

定律可得

U=IR+Z7?o=O.O4Ax100Q+0.04AxRg①

當(dāng)濕度為80%時，濕敏電阻R=50Q,此時控制電路的電流為？=0.06A,根據(jù)歐姆定律可得

%=0.06Ax50C+0.06Ax4②

聯(lián)立①②解得，［7=6V,7?tf=50Qo

(3)替換前，加濕器剛啟動時濕敏電阻R=100。，此時控制電路的電流為/=0.04A,濕敏電阻功率為

P=LR=(0.04A)2x100Q=0.16W

替換后，加濕器剛啟動時，通過控制電路的電流仍為/=0.04A,此時R,=250,根據(jù)歐姆定律可知,

此時的控制電路的總電阻為

由于控制電路是串聯(lián)電路，所以此時濕敏電阻的阻值為

叱=4-尺=150。-25。=125。

此時濕敏電阻功率為

P〃=/2R"=(0.04A)2xl25Q=0.2W

則濕敏電阻功率的變化量為

AP=r-P=0.2W-0.16W=0.04W

答：(1)加濕器正常工作lOmin消耗的電能為3.6x107

(2)電源電壓。的大小為6V,電阻凡的阻值為50。；

(3)濕敏電阻功率的變化量為0.04W。

5.(1)4A；(2)8800J；(3)60℃

解：(1)由電路圖可知，電熱絲R工作時，銜鐵與工作電路中上觸點(diǎn)接觸，電熱絲R單獨(dú)連接在工

作電路中，其兩端電壓U工行220V,由題意可知，電熱絲的阻值R=55d根據(jù)歐姆定律可以得出，

電熱絲R工作時的電流為

(2)電熱絲R通電時間為Z=10s,由焦耳定律得，電熱絲R通電10s產(chǎn)生的熱量為

Q=4作比=(4A)?x55。xlOs=8800J

(3)由控制電路圖可知，控制電路的電源電壓U=6V,電磁鐵、熱敏電阻R/和滑動變阻器&串聯(lián)在

控制電路中，則流過三者的電流相等，不計電磁鐵的電阻，電磁鐵相當(dāng)于一條導(dǎo)線，則電路中總電阻

為

R息=K+&

當(dāng)控制電路電流20.05A時，銜鐵被吸合，電熱絲R停止工作，同時紅燈亮蜂鳴器響發(fā)出報警信號,

由歐姆定律可知，此時電路中總電阻為

U6V___

R仕=——=-------=1ZUL2

總/0.05A

此時，滑動變阻器阻值&=70。，則熱敏電阻R/的阻值為

Ri=R總—R?=120Q—70Q=50Q

由歐姆定律/=烏可知電路中總電阻越小電流越大，則根據(jù)題意只要熱敏電阻R/W50Q,電路就會發(fā)

出報警，由題中表格可知，溫度越高，熱敏電阻以越小，查詢表格數(shù)據(jù)可知，對應(yīng)熱敏電阻R/=50Q

的溫度為60℃,則當(dāng)調(diào)節(jié)滑動變阻器&=70。時，烘干機(jī)內(nèi)溫度至少為60℃會發(fā)出報警信號。

答：(1)電熱絲R工作時的電流為4A。

(2)電熱絲R通電10s產(chǎn)生的熱量為8800J。

(3)當(dāng)調(diào)節(jié)滑動變阻器&=70。時，烘干機(jī)內(nèi)溫度至少60℃會發(fā)出報警信號。

6.(1)132J；(2)120Q；(3)1.2W；(4)見解析

解：(1)開門一次電動機(jī)消耗的電能

W=Pr=44Wx3s=132J

(2)人體距離大門的距離為3.0m時，剛好觸發(fā)電動機(jī)工作，此時控制電路中的電流為100mA=0.1A。

此時控制電路中的總電阻

U24V

=240Q

7-0.1A

控制電路中，兩個電阻及電磁鐵串聯(lián)，由表格數(shù)據(jù)知，￡=3.0m時，R為120歐，則4的阻值

N=R總一R=240Q-120Q=120Q

(3)電動機(jī)剛好工作，定值電阻R/消耗的功率

6=尸&=(0.1mA)2X120Q=1.2W

(4)由表格數(shù)據(jù)知，人體到大門的距離越大，R的阻值越大，而電動機(jī)觸發(fā)時，控制電路的電流保

持不變，控制電路的電壓不變，可減小控制電路的總電阻，所以可減小定值電阻R/的阻值。

答：(1)開門一次電動機(jī)消耗的電能為132J；

(2)定值電阻R/的阻值為120歐；

(3)電動機(jī)剛好工作時，定值電阻以消耗的功率為1.2W；

(4)略。

7.(1)1.2W；(2)2000N；(3)200Q；(4)增大電源電壓

解：(1)報警紅燈恰好亮起時，電流為50mA,則控制電路的電功率為

P=UI=24Vx0.05A=1.2W

(2)當(dāng)水位達(dá)到10m時，圓柱形浮塊受到的浮力為

E浮=p^gV^=1x103kg/m3xION/kgx0.025m2x10m=2500N

圓柱形浮塊受到的重力為

G=mg=50kgxION/kg=500N

則圓柱形浮塊受到的壓力為

FN=F9-G=2500N-500N=2000N

力的作用是相互的，所以力敏電阻受到的壓力也為2000N。

(3)控制電路中，凡、與串聯(lián)。力敏電阻受到的壓力為2000N時，由乙圖可知此時坊=280。，此時

電流為50mA,則總電阻為

U?4V

Rn=一=二—=480。

總I0.05A

則此時定值電阻凡的阻值為

6=R總一6=480Q-280Q=200Q

(4)警戒水位不變，則&阻值不變，若將定值電阻&的阻值調(diào)大，則總電阻變大，恰好報警時的電

流不變，根據(jù)。=笈可知電源電壓變大。所以若將定值電阻&的阻值調(diào)大，應(yīng)該增大電源電壓才能

使警戒水位不變。

答：(1)報警紅燈恰好亮起時，控制電路的電功率為1.2W；

(2)當(dāng)水位達(dá)到10m時，力敏電阻受到的壓力為2000N；

(3)若設(shè)置警戒水位為10m時，報警紅燈恰好亮起，定值電阻Ro的阻值為2000；

(4)若將定值電阻&的阻值調(diào)大，應(yīng)該增大電源電壓才能使警戒水位不變。

8.(1)750；(2)見詳解；(3)255。

解：(1)當(dāng)溫度為60℃時，控制電路中的總電阻為

所以R/的阻值為

4=R&-R2=300Q-225Q=75Q

(2)由圖乙可知，熱敏電阻R/的阻值隨著溫度的升高而減小，當(dāng)線圈中電流達(dá)到20mA時，繼電器

的銜鐵被吸合，電路應(yīng)斷開，因此，應(yīng)該把恒溫箱的加熱器接在A、8端。

(3)如果要使恒溫箱內(nèi)的溫度保持100℃,假設(shè)此時熱敏電阻的阻值為R,為常數(shù)，則有

7?1x6O℃=7?1,xlOO℃

所以R的阻值為

750x6000

1100℃100℃

可變電阻&的阻值應(yīng)調(diào)為

尺=R總-R=300Q-45Q=255Q

答：(1)60℃時，熱敏電阻R/的阻值是750；

(2)由圖乙可知，熱敏電阻R/的阻值隨著溫度的升高而減小，當(dāng)線圈中電流達(dá)到20mA時，繼電器

的銜鐵被吸合，電路應(yīng)斷開，因此，應(yīng)該把恒溫箱的加熱器接在A、8端；

(3)如果要使恒溫箱內(nèi)的溫度保持100℃,可變電阻&的阻值應(yīng)調(diào)為255。。

9.(1)見詳解；(2)0.02A；(3)55W；(4)84%

解：(1)如圖乙所示，溫度升高時，電阻R的阻值增大，所以當(dāng)溫度比較低時，電阻R的阻值較小，

控制電路中的電流較大，電磁鐵把銜鐵吸下來，工作電路中只有電阻以