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專題三 電磁繼電器計算與家庭電路故障
【知識梳理】
一、電磁繼電器
實質上是一個由 電磁鐵 來控制的 開關 。
（1）工作過程：控制電路通電，電磁鐵有磁性，吸引銜鐵，達到控制作用。
（2）作用：實現遠距離操作，利用低電壓、弱電流控制高電壓、強電流。
（3）如圖所示的繼電器主要由電磁鐵A 、銜鐵B 、彈簧C 、動觸點D 等組成。
①當低壓電源的開關閉合時，控制電路中有電流通過，電磁鐵A產生磁性，吸引銜鐵B，使動觸點與紅燈觸點分離，而與綠燈觸點接通(如圖乙所示)，故紅燈熄滅，綠燈亮起，電動機開始工作。
②當低壓電源的開關斷開時，電磁鐵A失去磁性，銜鐵B在彈簧C的作用下被拉起，使動觸點與綠燈觸點分離，而與紅燈觸點接通(如圖甲所示)，故紅燈亮起，綠燈熄滅，電動機停止工作。
【題型精煉】
1．（2025八下·金華月考）隨著縣域經濟發展，近年來高樓大廈逐漸增多，電梯為居民的出入提供了很大的便利。出于安全考慮，電梯設置有超載自動報警系統，其工作原理如圖甲所示。R1為保護電阻，R2為壓敏電阻，其阻值隨壓力F大小變化如圖乙所示，電梯底架自重和電磁鐵線圈的阻值都忽略不計。
（1）電梯超載時，銜鐵被電磁鐵吸住，觸點K與觸點　 　接觸，電鈴發出警報聲；
（2）根據圖乙可知：壓敏電阻R2的阻值隨壓力的增大而　 　(選填增大或減小)
（3）如圖甲，控制電路的電源電壓為6伏，R1=110歐，當電磁鐵線圈電流達到50毫安時，銜鐵剛好被吸住。若該電梯廂內乘客總重為10000N時，試通過計算說明電梯是否超載。
【答案】（1）B
（2）減小
（3）解：R＝U/I=6V/0.05A=120Ω ，R2＝120Ω-110Ω=10Ω 由乙圖可知，當 R2＝10Ω時，F＝8000N G=F＝8000N ＜10000N，所以電梯超載（其他解法也可）
【知識點】電磁鐵的其他應用
【解析】【分析】（1）超載自動報警系統實質就是電磁繼電器的應用，電梯超載時，銜鐵被電磁鐵吸住，觸點K與觸點B接觸，電鈴工作電路接通。
（2）根據圖像分析即可。
（3）首先根據R=U/I計算出總電阻，再根據R2=R-R1計算出壓敏電阻的阻值，然后根據圖像確定此時受到的壓力，最后將乘客的重力與這個壓力進行比較即可。
【解答】（1）電梯超載時，壓敏電阻R2受到的壓力F增大時，其阻值減小，控制電路中的電流增大，從而使電磁鐵的磁性增強，磁性達到一定程度時，銜鐵被電磁鐵吸住，觸點K與觸點B接觸，電鈴報警，電梯不工作。
（2）由乙圖可知，當壓力變大時，壓敏電阻阻值變小。
（3）R＝U/I=6V/0.05A=120Ω ，R2＝120Ω-110Ω=10Ω 由乙圖可知，當 R2＝10Ω時，F＝8000N G=F＝8000N ＜10000N，所以電梯超載。
故答案為：（1）B；（2）減小；（3）超載。
【舉一反三】
1．（2025義烏·八下月考）光敏電阻在各種自動化裝置中有很多應用，小柯用它設計了一種“智能家居照明燈”電路，如圖甲所示。 (電磁繼電器線圈的電阻不計)
（1） 導線　 　(填“A”或“B”)連接家庭電路中的零線。
（2）小柯的設計要求是： “智能家居照明燈”在天暗時自動點亮，天亮時自動熄滅。那么他選擇的光敏電阻阻值大小應隨光照強度的增加而　 　。
（3）保持光照強度不變，閉合開關S后，滑片 P由 a端向 b端移動過程中，電流表示數I與電壓表示數U的關系如圖乙所示。計算滑動變阻器的最大阻值是多少歐 (電源電壓 U0不變)
【答案】（1）B
（2）減小
（3）當滑片位于b端時， 由圖可知電源的電壓U=12V；
當滑片位于 a端時， 由圖可知， l=0.1A， U光敏=2V，
則電路中的總電阻
光敏電阻的阻值
滑動變阻器的最大阻值
【知識點】歐姆定律及其應用；電磁鐵的構造和原理
【知識梳理】
一、家庭電路的組成
家庭電路由 進戶線 、 電能表 、 總開關 、 保護裝置 、 插座 、 電燈 和開關等部分組成。
二、火線和零線
（1）進戶線一般有兩根—— 零線 和 火線 ，二者之間的電壓正常值為 220 伏。
（2）開關一般接在火線上。
（3）家用電器的插座和電燈之間是并聯的。
（4）辨別火線和零線用 測電筆
三、測電筆
（1）測電筆由金屬筆卡、 氖管 、電阻（大約1000千歐）和 筆尖金屬體 組成。
（2）使用測電筆時，用手接觸 金屬筆卡 ，筆尖接觸 待測導線 。若氖管發光，表明接觸的是 火線 ；不發光則接觸的是 零線
四、保險絲（熔斷器）
（1）保險絲的作用： 當電路中電流過大時，保險絲會自動熔斷，切斷電路，確保用電安全。
（2）保險絲的選用原則
①保險絲一般由 熔點較低 的金屬合金制成。
②選用保險絲時，應使保險絲的額定電流 等于或 稍大于 電路中正常工作時的電流。
③勿用 銅絲或鐵絲 代替保險絲。
（3）連接方法：串聯 在干路（火線）上。
五、斷路器（比保險絲更方便）
（1）斷路器的作用：當流過斷路器的電流 超過 額定電流時，斷路器會 自動斷開 ，切斷電路，保護電路。
（2）原理：電流過大時，雙金屬片被過度加熱，發生彎曲，使接觸點在彈簧拉力作用下被斷開，電路切斷，從而起到電路過載或短路時的保護作用。
（3）斷路器相當于閘刀開關和熔斷器的作用。
（4）當電路被熔斷器或斷路器切斷后，不要急于更換保險絲或使斷路器復位，應 先找出故障原因并排除故障后 再接通電路
六、插座
（1）插座一般分為 兩孔式 插座和 三孔式 插座。
（2）兩孔式插座的一個孔接 火線 ，另一個孔接 零線 。
三孔式插座的接法：左 零 右 火 上 接地
（3）為了安全，功率較大的用電器應用 三腳插頭 。一旦用電器的 火線 的絕緣層被破壞，與火線接觸的金屬殼上就有 220 伏的電壓，人與之接觸就會發生觸電事故，而外殼接地，電流就會經接地線進入 大地 。
【題型精煉】
1．（2025八下·義烏月考）現代家庭用電安全尤為重要，如圖所示，用電器R接在電壓為220V的電源上時，正常工作時的電流為9A，電路中還有額定電流為10A的保險絲。如表提供了一組人體電阻數據。
測量項目 完全干燥時 出汗或潮濕時
手與手之間電阻 200kΩ 5kΩ
手與腳之間電阻 300kΩ 8.8kΩ
手與塑料鞋底之間電阻 8000kΩ 10kΩ
（1）保險絲是由電阻率大，熔點較 　 　(選填“低”或“高”)的鉛銻合金制成的。
（2）一個出汗的人，穿塑料鞋站在地上，由于不小心，手接觸火線，發生觸電事故，請通過計算說明保險絲會不會自動切斷。
（3）某同學用測電筆檢測a點，發現氖管正常發光。已知氖管正常發光時的電壓為70伏，內部大電阻為1.5×106歐，在忽略人體電阻的情況下，從流過人體的電流角度看，是否存在危險 請通過計算說明。(人體的安全電流為30毫安以下)
【答案】（1）低
（2）由表格數據可知，一個出汗的人，穿塑料鞋站在地上的電阻R人=10kΩ=10000Ω，
則手接觸火線時通過人體的電流：
，
根據并聯電流特點知，
通過保險絲的電流I總=9A+0.022A=9.022A，小于保險絲的額定電流10A，所以保險絲不會熔斷；
（3）測電筆中氖管與大電阻串聯，根據串聯電壓特點，
大電阻的電壓U大=U-U氖=220V-70V=150V；
根據歐姆定律，通過大電阻的電流；不存在危險。
【知識點】家庭電路的組成與連接；家庭電路的故障分析；熔斷器的作用及保險絲的選擇方法
【解析】【分析】（1）保險絲的作用是：在電路電流過大時，能夠自動熔斷，切斷電路。保險絲是由電阻率大、熔點低的鉛銻合金制成；
（2）由表格數據可知，一個出汗的人，穿塑料鞋站在地上的電阻，根據歐姆定律求出通過人體的電流，計算電路的總電流與熔斷絲的額定電流進行比較，即小于熔斷絲的額定電流時，熔斷絲則不會斷，相反會被燒斷；
（3）測電筆使用時與人體串聯，根據歐姆定律計算測電筆的電流，即通過人體的電流，判斷是否安全。
【解答】 （1）保險絲是由電阻率大、熔點低的鉛銻合金組成；
【舉一反三】
1．（2024八下·杭州期中）圖甲為某家用電路示意圖，為防止電路短路而引發火災，小明欲將某款雙金屬片段路器接入該家庭電路中，圖乙為斷路器分別在“電路正常”和“某處短路”兩種狀態的示意圖。
（1）圖甲中燈泡與插座的聯接方式是　 　；
（2）將斷路器接入圖甲中M處時，應選擇a、b、c中的　 　兩個接線柱；
（3）小明將該斷路器接入圖甲中N處，在使用中因電燈L發生短路導致斷路器斷開，若用測電筆測試插座三個孔的帶電情況，其中能使氖管發光的是　 　。
A．接地插孔 B．零線插孔 C．火線插孔
【答案】并聯；a、c；BC
【知識點】家庭電路的故障分析；測電筆的使用
1．（2024八下·臨海期中）如圖所示的家庭電路中，電動機突然停止工作，閉合開關S，燈泡L發光。用測電筆測試插座的兩個插孔，測電筆都不發光，若電路只有一處故障。下列說法中正確的是（　　）
A．a、b兩點間發生斷路 B．b、c兩點間發生斷路
C．c、d兩點間發生斷路 D．電動機發生短路
【答案】A
【知識點】家庭電路的故障分析
【解析】【分析】電動機停止工作，而燈泡能正常發光，說明故障出現在燈泡電路后。測電筆測插座兩孔都不發光，說明火線斷路，所以，根據圖示，只能是ab間斷路。
【解答】A、根據分析，只能是ab間斷路，故A正確
B、如果 b、c兩點間發生斷路，那么電動機所在電路正常，不會停止工作，故B錯誤
C、如果c、d兩點間發生斷路，那么插座只有零線斷路，火線正常，測電筆測右側火線插孔時，會發光。故C錯誤。
D，如果電動機短路，那么導致零火線短路，那么家庭電路斷路器會斷開，燈泡不能發光，故D錯誤。
故選A
2．（2023八下·義烏期中）如圖所示，一個帶金屬外殼的用電器，有甲、乙、丙三個觸點（可以接通或斷開），使用過程中，當人站在地上，身體一部分接觸到金屬外殼時，最有可能造成觸電事故的是三個觸點處于（　　）
A．觸點甲、乙、丙均接通 B．觸點甲、丙斷開，觸點乙接通
C．觸點甲、乙斷開，觸點丙接通 D．觸點甲接通，觸點乙、丙斷開
【答案】B
【知識點】家庭電路的故障分析；安全用電原則
【解析】【分析】 接地線的作用是當金屬外殼帶電時，能將電流通過接地線導入大地，防止人觸電。
【解答】A甲乙丙都接通時，即使人觸電 ，電流可通過接地線導入大地，所以不會觸電，故A錯誤；
B.甲丙斷開，無法導入大地，當用電器帶電時，通過乙到人體，所以會觸電，故B正確；
C.甲乙斷開，若用電器帶電金屬外殼的電會通過丙導入大地，不會觸電，故C錯誤；
D.甲接通，即使外殼帶電可以通過甲導入大地， 不會到人體，所以不會觸電，故D錯誤。
故答案為：B。
3．（2021八下·甌海期中）如圖是某家庭電路的一部分，下列說法正確的是（　　）
A．閉合開關S時，電燈不亮，保險絲未燒斷，可能是電燈短路
B．斷開開關S時，用測電筆接觸A點氖管發光，接觸B點時氖管不會發光
C．電冰箱接入三孔插座后其外殼與零線相連
D．保險絲燒斷后可用銅絲代替
【答案】B
【知識點】家庭電路的組成與連接；家庭電路的故障分析
【解析】【分析】（1）（2）根據家庭電路的連接的知識分析；
（3）根據三孔插座的接線方法判斷；
（4）根據保險絲的作用和特點判斷。
【解答】A.閉合開關后，如果燈泡短路，則整個電路短路，此時保險絲肯定熔斷，故A錯誤；
B.斷開開關S后，A點與火線相連，測電筆接觸時發光；B點與火線斷開，測電筆接觸時不發光，故B正確；
C.電冰箱接入三孔插座后，它的外殼與地線相連，故C錯誤；
D.保險絲的電阻率大而熔點低，而銅絲電阻率小熔點高，二者不能相互替換，故D錯誤。
故選B。
4．如圖是某同學家中的部分電路，開始時各部分工作正常，將電飯煲的插頭插入電源的三孔插座后，正在燒水的電熱壺突然不能工作，但電燈仍正常發光．拔出電飯煲的插頭，電熱壺仍不能工作，把測電筆分別插入插座的左、右孔，氖管均能發光．則可以判斷出電路的故障是（　）
A．電熱壺所在電路的B、D兩點間斷路
B．插座的接地線斷路
C．電路的C、D兩點間導線斷路
D．電路的A、B兩點間導線斷路
【答案】C
【知識點】家庭電路的故障分析
【解析】【分析】本題考查了家庭電路故障的檢修。正在燒水的電熱壺突然不能工作，但電燈仍正常工作，說明有地方開路了，測電筆能亮，說明火線上有電，而零線上本該不亮，但也亮了，說明是零線開路了。
【解答】電燈仍正常工作，說明不是保險絲燒壞了，沒有發生短路，而把測電筆分別插入插座的左、右插孔，氖管均能發光，說明火線有電，而零線開路了，且是在C、D之間開路。
故選C
5．（2024八下·杭州期中）如右圖所示家庭電路中，當開關S閉合后，燈泡L不亮，用試電筆測試c、d兩點時，氖管都發光，測試a、b兩點時，只有a點氖管發光，則故障可能是（　　）
A．b、c 之間某處斷路 B．a、d 之間某處斷路
C．火線與零線短路 D．電燈的燈絲斷了
【答案】A
【知識點】家庭電路的故障分析
【解析】【分析】電燈L不亮，而點c能使測電筆亮，說明c到零線b之間開路。
【解答】ABD、如圖，當開關S閉合后，燈泡L不亮，用試電筆測試c、d兩點時，氖管都發光，說明c、d都與火線相連通，即c點、d點到火線間沒有斷路。測試a、b兩點時，只有a點氖管發光，則b點氖管不發光，說明b點沒有與火線相連通，所以b、c之間某處斷路，故A符合題意，BD不符合題意；
C、若火線與零線短路，則保險絲熔斷或空氣開關跳閘，整個電路斷開，用測電筆測試各個點時，氖管都不發光，故C不符合題意。
故答案為：A。
（5題圖） （6題圖）
6．（2024八下·浙江期中）如圖所示，閉合開關S后，發現電燈L不亮，且保險絲沒有熔斷。某同學用測電筆測試燈頭的兩根電線C、D，發現這兩處都能使測電筆的氖管發光，再用測電筆測試火線A和零線B時，氖管在測火線A時能發光，在測零線B時不發光。那么可以判定故障是 (　　)
A．火線和零線短路 B．電燈L短路
C．電線AC段某處斷路 D．電線BD段某處斷路
【答案】D
【知識點】家庭電路的故障分析
【解析】【分析】 保險絲沒有熔斷，說明沒有發生電流過大的情況； 測量火線氖管發光，證明進戶火線正常； 測量零線不發光，說明零線也正常，據此分析判斷。
【解答】 A.氖管在測火線A時能發光說明火線正常，故A不合題意；
B.如果燈泡被短路，則電路中電流過大會把保險絲燒斷，而題目中保險絲沒有問題，故B不合題意；
C.如果A、C處有斷路，則用氖管測D點時不會發光，故C不合題意；
D.由以上分析可知，A至D處都沒有問題，所以問題一定是在電線BD段； 當用測電筆測B時不發光，說明零線是正常的； 那么只有BD段某處斷路，會造成題目描述的現象，故D符合題意。
故選D。
7．（2024八下·杭州期中）如圖所示的家庭電路中，閉合開關S后燈泡不亮。用測電筆檢測插座的兩孔，發現插入左右孔時氖管都發光。用測電筆檢測A點氖管發光，檢測B點也發光。發生這一現象的原因可能是（　　）
A．燈泡斷路 B．燈泡短路
C．進戶零線斷路 D．進戶火線斷路
【答案】C
【知識點】家庭電路的故障分析
【解析】【分析】測電筆接觸火線氖管發光，測電筆接觸零線不發光，據此分析判斷。
【解答】根據圖可知，閉合開關后，B點與火線相連，氖管發光是正常的。而B點通過A點與火線相連，此時B點發光，說明B點與零線斷開，即進戶線零線斷路，故C正確，而A、B、D錯誤。
故選C。
8．（2024八下·浙江期中）如圖是部分家庭電路示意圖，晚上亮著的燈突然熄滅，用測電筆測 P、M、N、Q四個點，發現測電筆只有在 Q 點處不發光，則電路故障可能是（）
A．保險絲燒斷了 B．M點與N 點之間斷路
C．N點與 Q 點之間斷路 D．Q點與零線之間斷路
【答案】C
【知識點】家庭電路的故障分析
【解析】【分析】使用測電筆時，用手接觸筆尾的金屬體，筆尖接觸被檢測電線，若測電筆氖管發光，則被檢測的電線是火線，否則為零線；測電筆測試圖中的P、M、N、Q四點， 只有在 Q 點處不發光 ，據此判斷
【解答】燈突然熄滅，說明電路斷路。使用試電筆時，用手接觸筆尾的金屬體，筆尖接觸被檢測電線，若測電筆氖管發光，則被檢測的電線是火線，否則為零線； 用測電筆測 P、M、N、Q四個點，發現測電筆只有在 Q 點處不發光，說明P、M、N與火線連通，故保險絲不可能燒斷，所以故障是N點與 Q 點之間斷路 （Q點、N通過燈泡與火線相連）。故ABD錯誤，C正確。
故答案為：C。
9．（2024八下·蒼南期中）一條剛接好的家庭電路，安裝了三盞規格相同的燈泡，當開關閉合，保險絲熔斷。為了檢測線路故障，將同規格的燈泡L0接在裝保險絲的兩個接線柱上（如圖）。當只閉合S1時，L0正常發光：當只閉合S2時，L0和L2發光都偏暗；當只閉合S3時，L0不發光。則下列判斷正確的是（　　）
A．燈泡L1所在支路短路
B．燈泡L2所在支路斷路
C．燈泡L3所在支路正常
D．同時閉合S1、S2、S3，四盞燈泡均能發光
【答案】A
【知識點】家庭電路的故障分析
10．（2024八下·吳興期中）如圖所示為小剛所連的兩盞白熾燈和兩個插座的電路圖。通電后發現不能正常工作。下面幾個措施中可能引起危險的是（　　）
A．拆掉開關S2，兩條導線連在一起
B．拆掉開關S3，兩條導線連在一起
C．拆掉插座甲，兩條導線連在一起
D．拆掉燈泡丙，兩條導線連在一起
【答案】D
【知識點】家庭電路的故障分析
【解析】【分析】對各個選項進行分析，確定是否會發生短路，進而判斷是否會發生危險。
【解答】A．根據圖片可知，拆掉開關S2，兩條導線連在一起，此時不會發生短路，故A不符合題意；
B．拆掉開關S3，兩條導線連在一起，燈泡乙與插座甲串聯，此時不會發生短路，故B不符合題意；
C．拆掉插座甲，兩條導線連一起，閉合S3，形成通路，燈泡乙發光，此時不會發生短路，故C不符合題意；
D．拆掉燈丙，兩條導線連在一起，當開關S1閉合時，將發生短路，會因電路中電流過大，易引起火災，符合題意。
故選D。
11．（2024八下·吳興期中）小明家的家庭電路如圖所示，小明閉合開關S，電燈正常發光，分別將臺燈與洗衣機插入P、Q插座中，發現它們不能工作，于是小明拔下臺燈的插頭，用試電筆檢測P插座，左右兩孔都能使測電筆的氖管發光，則小明家電路出現的故障可能是（　　）
A．進戶零線斷路 B．AB間斷路
C．進戶火線斷路 D．BC間斷路
【答案】B
【知識點】家庭電路的故障分析
12．（2019八下·衢州期中）家里某用電器發生短路，熔絲立即熔斷，用下列方法進行檢測，如圖所示，斷開所有用電器的開關，用一個普通的白熾燈L作為“校驗燈”，與熔斷的熔絲并聯，然后只閉合S、S1，若L發出暗紅色的光（發光不正常），說明L1　 　；只閉合S、S2，若L正常發光，說明 L2　 　。（都選填“正常”、“短路”或“斷路”）
【答案】正常；短路
【知識點】家庭電路的故障分析
【解析】【分析】（1）當燈泡的電壓等于電源電壓220V時正常發光；
（2）在串聯電路中，總電壓等于各處電壓之和，其中每個用電器的電壓都會小于總電壓。
【解答】只閉合S、S1，這時燈泡L與燈泡L1串聯，根據串聯電路的電壓特點可知，它們兩個燈泡的實際電壓都會小于220V，因此它們的亮度都會變小，即發出暗紅色的光，說明燈泡L1正常；
只閉合S、S2時，燈泡L與燈泡L2串聯，如果L正常發光，說明它兩端的電壓等于220V，那么燈泡L2分得的電壓為0且電路為通路，只能是燈泡L2短路。
故答案為：正常；短路
13．（2024八下·余杭期中）測電筆可用來辨別火線和零線，當氖管發光時說明接觸的是火線。在圖甲中正確 的使用方法是　 　 (填 “A” 或 “B”) 。 圖乙所示的是家庭電路中的某一部分，電工師 傅在檢查電路的過程中發現：閉合開關 S1 和 S2， 只 有L1 發光，用測電筆測 a 、b 、c 、d 四個接線點，發現只有在c 點氖管不發光，若電路中只有一處故障，則是　 　 ( 填“ab 間斷路”“cd間斷路”或“L2 斷路”)。
【答案】B；cd間斷路
【知識點】家庭電路的故障分析；測電筆的使用
【解析】【分析】（1）根據測電筆的使用方法判斷；
（2）測電筆接觸火線時發光，接觸零線時不發光，據此分析解答。
【解答】（1）使用測電筆時，人體必須與尾部的金屬體接觸，則正確的是B；
（2）根據圖片可知，燈泡L1正常發光，說明a點與火線連通，c點與零線連通。b點與火線直接相連，測電筆發光屬于正常，而d點與零線相連，測電筆應該不發光。而實際上d點時測電筆發光，說明d點與零線斷開，因此故障為cd之間斷路。
14．（2024八下·東陽期中）近幾年各大城市老小區改造，不少多層樓房安裝了電梯。出于安全考慮，電梯都設置超載自動報警系統，其工作原理如圖甲所示，電路由工作電路和控制電路組成。在工作電路中，當電梯沒有超載時，觸點K與觸點A接觸，閉合開關S，電動機正常工作；當電梯超載時，觸點K與觸點B接觸，電鈴發出報警鈴聲，閉合開關s，電動機不工作。在控制電路中，已知電源電壓，保護電阻，電阻式壓力傳感器（壓敏電阻）的阻值隨壓力F大小變化如圖乙所示，電梯底架自重和電磁鐵線圈的阻值都忽略不計。
（1）控制電路電磁鐵上端為　 　極（填“N”或“S”），當人進入電梯后，壓敏電阻受到的壓力F將增大，其阻值　 　（填“增大”“不變”或“減小”）。
（2）若電磁鐵線圈電流達到15mA時，銜鐵剛好被吸住，電鈴發出警報聲。請你設定該電梯最多乘坐幾人？（以每人50kg計算，且g取10N/kg）
【答案】（1）N；減小
（2）電鈴報警時，控制電路的電流為15毫安，
，
所以壓敏電阻
由圖乙可得；
所以最多可搭乘人數
答：該電梯最多乘坐16人。
【知識點】電阻和電阻的串聯、并聯；歐姆定律及其應用；通電螺線管的極性和電流方向的判斷
【解析】【分析】（1）①根據安培定則判斷電磁鐵的極性；
②根據乙圖確定壓敏電阻的阻值變化規律。
（2）首先根據計算此時的總電阻，然后根據R2=R-R1計算壓敏電阻的阻值，接下來根據乙圖確定受到的壓力，最后根據計算搭乘人數。
【解答】（1）①根據甲圖可知，線圈上電流方向向右。右手握住螺線管，彎曲的四指指尖向右，此時大拇指指向上端，則上端為N極；
②根據乙圖可知， 當人進入電梯后，壓敏電阻受到的壓力F將增大，其阻值減小。
15．（2024八下·長興期中）小強利用壓力傳感器、電磁繼電器、阻值可調的電阻R等元件，設計了一個汽車超載自動報警電路，如圖甲所示。他了解到這種壓力傳感器所受壓力越大時，輸出的電壓就越大，二者的關系如圖乙所示。閉合開關，當繼電器線圈中電流大于或等于20mA 時，銜鐵被吸合。已知傳感器的輸出電壓即為繼電器控制電路的電源電壓，線圈的電阻為20Ω。
（1）車輛不超載時，工作電路中綠燈亮；當傳感器所受壓力增大到一定程度時，紅燈亮，說明汽車超載。請你判斷燈　 　（填“L1”或“L2”） 是紅燈。
（2）某水平公路橋禁止質量大于或等于 20t的車輛通行，要用小強設計的裝置為此橋報警，R的阻值應調節為多少？ （g取10N/Kg）
（3）在水平路面上，要使該裝置報警，通過車輛的最小重力為多少？
【答案】（1）L2
（2）車對水平地面的壓力F=G=mg=20×103kg×10N/kg=2×105N；
根據圖乙可知，此時的輸出電壓U=1V；
電路總電阻：；
電阻R的阻值：R=R總-R線圈=50Ω -20 Ω =30Ω；
（3）使電磁繼電器銜鐵閉合的最小電流I=20mA=0.02A，繼電器線圈的電阻R線=20Ω要使該裝置報警，壓力傳感器輸出的電壓最小值為：
U0=IR線圈=0.02A×20Ω=0.4V，
由圖象可知，此時壓力傳感器受到的壓力：F'=0.8×105N；
那么通過車輛的最小重力G=F'=0.8×105N。
【知識點】歐姆定律及其應用；電磁繼電器的組成、原理和特點
【解析】【分析】分析清楚電路結構，根據電路結構分析答題。車對水平地面的壓力等于它的重力，由圖象求出壓力傳感器的阻值，然后由串聯電路特點與歐姆定律求出R阻值.當R為零時，由歐姆定律求出線圈兩端電壓，然后由圖象求出此時壓力傳感器受到的壓力，即車輪的最小重力。
【解答】（1）由圖示可知，車輛不超載時，銜鐵接上端，L1亮，車輛超載時，銜鐵接下端，L2亮，由題意知，L2是紅燈，L1是綠燈。
（2）車對水平地面的壓力F=G=mg=20×103kg×10N/kg=2×105N由圖象可知，此時的輸出電壓U=1V，由歐姆定律可知電路總電阻
電阻R的阻值R=R總-R線圈=50Ω-20Ω=30Ω
（3）使電磁繼電器銜鐵閉合的最小電流I=20mA=0.02A
繼電器線圈的電阻R線=20Ω，要使該裝置報警，壓力傳感器輸出的電壓最小值為
U0=IR線=0.02A×20Ω=0.4V
由圖象可知，此時壓力傳感器受到的壓力，即車輪的最小重力F'=0.8×105N=8×104N
16．（2024八下·杭州期中）某學習小組設計了一個孵化器的恒溫裝置，圖甲為熱敏電阻R、滑動變阻器RI和繼電器等成的恒溫箱的簡單溫控電路。為繼電器線圈供電的電池的電壓為6伏，圖中的“電源”是恒溫加熱箱的電源，繼電器線圈的電阻為100歐。當線圈中電流大于或等于20毫安時，繼電器的銜鐵被吸合，圖乙為熱敏電阻的R-t圖像。
（1）恒溫箱的加熱器應接在　 　端；（選填“AB”或“CD”）
（2）孵化小雞時，恒溫箱的溫度設定為40℃，則滑動變阻器R1應取多大阻值　 　
（3）不同孵化時期所需要的孵化溫度略有不同，如要調低孵化溫度，應如何調節滑動變阻器的滑片，并說明理由　 　。
【答案】AB；；見解析
【知識點】歐姆定律及其應用；電磁繼電器的組成、原理和特點
【解析】【分析】（1）根據甲圖分析溫度高到設定溫度時銜鐵被吸下來時的工作狀態，進而確定加熱電阻的位置；
（2）根據乙圖確定40℃時熱敏電阻的阻值，根據計算總電阻，根據計算變阻器接入的阻值即可；
（3）電磁鐵吸合時磁場強度不變，即電流大小不變，也就是總電阻不變，據此分析溫度降低時變阻器的阻值變化即可。
【解答】（1）根據圖乙可知，當恒溫箱內溫度達到一定程度時，熱敏電阻R的阻值變小，控制電路中的電流增大，銜鐵被吸引閉合，斷開AB所在的電路。由于此時恒溫箱不加熱，所以加熱器應接在AB端。
（2）由圖乙可知，溫度為40℃時 熱敏電阻的阻值為，
此時控制電路的總電阻為；
此時滑動變阻器R1的阻值為；
（3）電磁繼電器吸引銜鐵閉合時，所需的電流大小為定值，則控制電路中的總電阻也為一個定值。當降低孵化溫度時，熱敏電阻R的阻值增大，總電阻要保持不變，滑動變阻器接入電路的阻值應該減小。
17．（2024八下·杭州期中）某項目學習小組計劃為教室設計一款可溫控的空調（電路設計如圖）。已知左邊控制電路電源電壓為6V恒定不變，電磁繼電器的線圈電阻R0=5Ω，R 為熱敏電阻，其阻值隨溫度的變化如下表所示。當繼電器線圈的電流大于或等于20mA時，繼電器的銜鐵被吸下，右側空調開始工作。
溫度t/℃ 0. 5 10 15 20 25 30 35 40
電阻R/Ω 500 445 415 385 355 325 295 265 235
（1）【產品原理】隨著教室內溫度的升高，由表可知熱敏電阻Rx的阻值會　 　（選填“增大”、“減小”或“不變”）。當電流達到20mA時，銜鐵被吸下，右側空調電路接通，空調開始工作。在空調的制冷模式下室內溫度逐漸降低，當溫度降低到一定值時，彈簧將銜鐵彈起，右側空調電路斷開，空調停止工作，這樣就實現了根據溫度自動控制；
（2）【產品測試】試通過計算說明該空調的啟動溫度t是多少攝氏度　 　；（寫出計算過程）
（3）【產品評價】該小組制定了項目成果評價表，下表是其中一個指標內容。請依據下表先評價該產品達成情況的等級　 　（“3分”或“1分”），再簡要說明你的評價理由　 　；
指標內容 評價等級 3分 1分
指標1 空調的風速是否可調 風速可調 風速不可調
… … … …
（4）【產品升級】有細心的同學發現該設計存在一個問題：當教室無人時，室內溫度一旦達到啟動溫度，空調也會自動工作，這樣就不符合“節能降耗”要求。請你提出一種可行的電路修改方案：　 　。
【答案】減小；30℃；1；根據圖片可知，工作電路中只有空調，即電路中的電路阻值不可變，那么電流不變。根據P=UI可知，功率一定，因此風速不可調，等級為1分。；在控制電路中，加一個是否有人的控制開關，串聯在電路中，即當溫度到達一定和房間有人后，電路為通路。
【知識點】歐姆定律及其應用；電磁繼電器的組成、原理和特點
【解析】【分析】（1）根據表格數據分析熱敏電阻的阻值隨溫度的變化規律；
（2）當繼電器線圈的電流大于或等于20mA時，根據計算此時的總電阻，根據計算此時熱敏電阻的阻值，根據表格確定此時的溫度即可；
（3）當空調的功率改變時，空調的風速自然改變，根據圖片分析工作電路的特點即可；
（4）增加一個開關，無人時關閉，有人時打開，就能符合要求。
【解答】（1）根據表格數據可知，隨著教室內溫度的升高，熱敏電阻Rx的阻值會變小。
（2）當繼電器線圈的電流大于或等于20mA時
電路中的電阻為，
熱敏電阻的阻值為，
根據表格可知，此時的溫度為30℃。
18．（2024八下·溫州期中）某項目化學習小組開展“自制熱水器”活動，大家一起討論制定了如表1的項目成果評價表。
表1項目成果評價表
指標 優秀 良好 待改進
一 既能調節水溫，又能調節水位 能調節水位水溫中的一項 都不能調節
二 水位到一定高度能自動加熱 注水就開始加熱 手動控制加熱
【設計產品】如圖甲所示為小科設計“電熱水器”的原理模型，工作電路分為注水系統和加熱系統。如圖乙所示為“電熱水器”模型，力敏電阻R1、R2位于水箱底部，熱敏電阻R3和電熱絲R4位于水箱內部。
兩個力敏電阻R1、R2的阻值隨水位h變化如下表所示。熱敏電阻R3阻值隨溫度變化如圖丙所示：
h（厘米） 0 5 10 15 20 25 30 35 40
R1（歐） 3 7 11 15 20 26 33 42 50
R2（歐） 15 24 34 47 60 73 89 103 120
【工作原理】當開關S1和S2都閉合后：
電磁鐵1將銜鐵a上吸與觸點A結合，注水系統開始工作，水位開始上升；
電磁鐵2將銜鐵b上吸與觸點B分開，加熱系統不工作。
當電磁鐵2中的電流小于或等于0.04安，-銜鐵b下落，加熱系統開始工作，此時水位繼續上升。
當電磁鐵1中的電流小于或等于0.2安時，銜鐵a下落，注水系統停止工作，水位保持不變。此時，電熱絲繼續加熱。
當電磁鐵2中的電流大于或等于0.05安時，銜鐵b上吸，加熱系統停止工作。
（1）隨著水位的不斷上升，電磁鐵1的磁性如何變化　 　（填“變大”、“變小”、或“不變”）；
（2）調試產品：電源電壓U1為4伏，請計算該熱水器能達到的最高水溫　 　（寫出計算過程彈簧和線圈電阻均忽略不計）；
（3）評價產品：根據指標一，該電熱水器評為待改進，為使產品達到優秀指標，小科認為在電磁鐵1、2所在支路個串聯一個滑動變阻器。小科認為只需在電磁鐵1中串聯一個滑動變阻器就可以使指標1達到優秀。請闡述小科的理由　 　
【答案】變小；60℃；見解析
【知識點】歐姆定律及其應用；電磁繼電器的組成、原理和特點；電磁鐵的其他應用
【解析】【分析】 （1）影響電磁鐵磁性強弱的因素是電流大小和線圈匝數；結合表格數據及歐姆定律可得結論；
（2）根據并聯電路電壓特點結合歐姆定律計算當電磁鐵1中的電流等于0.2A時，控制電路左側力敏電阻R接入電路的阻值，由表格數據可知此時的水位和力敏電阻R2接入電路的阻值；根據歐姆定律計算當電磁鐵2中的電流等于0.05A時控制電路右側電路總電阻，根據串聯電路電阻規律計算此時熱敏電阻R接入電路的阻值，由圖丙可知此時的水溫；
（3）分析電路可知只要改變力敏電阻R接入電路的阻值，即可調節水位和水溫，所以可在控制電路左側電路中串聯接入滑動變阻器，在通過電路電流不變的情況下，改變滑動變阻器接入電路的電阻即可改變力敏電阻R接入電路的阻值，實現調節水位和水溫。
【解答】（1）根據表格數據可知，隨著水位的不斷上升，電磁鐵1的電阻變大，通過它的電流變小，則磁性會變小。
（2）根據題意可知，當電磁鐵1中的電流小于或等于0.2安時，銜鐵a下落，
則可求此時電路中的電阻為，
據丙圖可知，此時的溫度為60℃。
（3）當停止注水時，水位達到最高，此時通過電磁鐵1的電流為一定，R1與滑動變阻器的總電阻一定，要使最高水位改變，則R1的阻值發生改變，可通過調節滑動變阻器來實現；最高水位改變后R2在最高水位下的阻值發生改變，在最高或最低溫時，通過電磁鐵2的電流一定，R2和R3的總電阻一定，則R3隨R2阻值的改變而改變，從而對應電熱絲加熱到不同的最高和最低溫。
19．（2024八下·溫州期中）在家庭電路中，斷路器扮演著非常重要的角色，有熱動式脫扣、電磁式脫扣，而更為常用的則是兩種方式組合在一起的復式脫扣。圖甲是復式脫扣空氣開關的結構示意圖，電磁鐵與電熱絲串聯于主電路。當線路電流比正常稍大時，如圖乙所示啟動熱動脫扣過程；當線路發生短路或電流嚴重過大時，如圖丙所示啟動電磁脫扣過程。
材料一：電流通過電熱絲時能夠產生熱量，且電流越大、通電時間越長，產生熱量越多。
材料二：如丁圖所示雙金屬片由銅片和鐵片組成，受熱時銅片膨脹程度比鐵片大。
（1）乙圖的雙金屬片中銅片應該在　 　（填上或下）。
（2）請根據圖示簡單說明復式脫扣空氣開關在線路發生短路或電流嚴重過大時只啟動電磁脫扣過程的工作原理　 　。
【答案】下；當電路中的發生短路或嚴重過載等使電流瞬時增加很大時，電磁鐵的磁性立即增強，使得銜鐵被吸引下來而斷路，此時由于通電時間較短，雙金屬片產生的熱量少，沒有彎曲。
【知識點】電磁繼電器的組成、原理和特點
【解析】【分析】（1）根據熱動斷路器脫鉤時彎曲方向分析；
（2）電磁鐵的磁性強弱與電流大小有關。
【解答】（1）當電路中由于超負荷使得電流過大時，由于電流的熱效應使得雙金屬片在受熱時，下片比上片膨脹更多，向上彎曲，推開彈簧片即能斷開電路，受熱時銅片膨脹程度比鐵片大，所以雙金屬片中銅片應該在下。
20．（2024八下·義烏期中）我國天問一號著陸器和巡視器組合體成功著陸火星，創造了中國航天史上的新里程碑，中國航天從此真正走向深空，開始探索更為廣闊的宇宙，火星車在進行火星探索時，會受火星沙塵暴影響損壞太陽能電池。為此，某科研小組設計了在沙塵暴來臨時能“自主休眠”的電路。如圖甲，裝有擋風板和滑片P的輕質滑塊與輕質彈簧套在滑桿上，彈簧左端固定，右端與滑塊連接。擋風板的擋風面積為0.2平方米，U電壓為3伏，電磁鐵La線圈電阻Ra為18歐，R是一段均勻電阻絲，總長度AB為10厘米，阻值為10歐。無風時，滑片P在B處，有風時，滑片移動，滑片移動距離PB與風力F的關系如圖乙。風速與風力的關系如下表。當風速達到32米/秒時，La吸引彈性銜鐵使Sa斷開，探索車進入自主休眠模式。
風速（米/秒） 8 16 24 32 40 48
風力（N） 5 10 15 20 25 30
（1）由題意推斷，當風速變大時，控制電路電流大小變 　 　；
（2）為滿足自主休眠要求，線圈中電流多大時，La會吸引彈性銜鐵？
（3）項目組同學想在自動休眠的功能上，加入電壓表反映風速大小，小明設計了圖丙電路。請對小明的方案進行可行性評價。
【答案】（1）大
（2）0.15A
（3）小明的方案不可行，加裝一個電壓表后無法實現自主休眠（合理即可）
【知識點】實驗方案設計與評價；歐姆定律及其應用；電磁繼電器的組成、原理和特點
【解析】【分析】 （1）滑動變阻器R和電磁鐵線圈電阻Ra串聯，滑動變阻器PA端接入電路，根據風速的變化判斷電阻的變化，進而分析出電流的變化；
（2）當風速達到32米/秒時，La吸引彈性銜鐵使Sa斷開，探索車進入自主休眠模式，根據表格得出此時的風力，根據圖像得出PB的長度，可得出滑動變阻器R的阻值，根據歐姆定律計算出此時電路中的電流；
（3）根據電路的特點以及需要實現的功能進行分析。
【解答】（1）根據圖片可知，當風速變大時，滑片P向左移動，則變阻器接入的阻值減小。根據傳來電路的電阻特點可知，總電阻減小。根據歐姆定律可知，電路中電流變大。
（2）根據表格可知，當風速達到32米/秒時，此時的風力為20N，
根據圖乙可知，PB的長度為8cm， 則PA長為：10cm-8cm=2cm，
則此時變阻器的阻值，
控制電路的總電阻，
電路中的電流。
故當線圈中電流為0.15A時，La會吸引彈性銜鐵。
（3）圖丙所示，加裝一個電壓表后，滑動變阻器變為定值電阻，滑動滑片，電路中電流不發生改變 ，無法實現自主休眠，故小明的方案不可行。
（1）控制電路，滑動變阻器R和電磁鐵線圈電阻Ra串聯，滑動變阻器PA端接入電路，當風速變大時，滑片P向左移動，PA減小，電阻減小，電路中電流變大。
（2）當風速達到32米/秒時，La吸引彈性銜鐵使Sa 斷開，探索車進入自主休眠模式，根據表格得出此時的風力為20N，根據圖像得出PB的長度為8cm， 已知R是一段均勻電阻絲，總長度AB為10厘米，阻值為10歐，故每厘米電阻為1歐，當PB長度為8cm 時，PA長為2cm，電阻為2歐，已知U1電壓為3伏， 電磁鐵La線圈電阻Ra為18歐，控制電路的總電阻
電路中的電流
故當線圈中電流為0.15A時，La會吸引彈性銜鐵。
（3）圖丙所示，加裝一個電壓表后，滑動變阻器 變為定值電阻，滑動滑片，電路中電流不發生改變 ，無法實現自主休眠，故小明的方案不可行。
21．（2024八下·杭州期中）某大橋因使用年限較長，橋體的部分區域變形影響了大橋的健康運行和過往車輛、行人的安全。導致大橋損壞的一個重要原因是過往車輛嚴重超載。為了能抓拍超載車輛，小林和科學興趣小組成員決定為大橋管理者設計一個“汽車超載記錄器”來進行監控管理。如圖甲為該超載記錄器原理圖。Rx為壓敏電阻，當車輛駛入被監測路段時，其阻值隨它受到的壓力變化而變化，變化關系如圖乙所示。當電壓表示數達到或超過5V時，繼電器的銜鐵被吸下，工作電路中的照相機就開始工作，抓拍超載車輛。已知電源電壓U=10V，線圈電阻忽略不計，保護電阻R=15Ω，問：
（1）圖甲中“”這個元件的名稱是　 　。
（2）若某車的總質量為15t，過橋時電壓表的示數是多少 　 　
（3）在保證不被該記錄器所抓拍時的過橋車輛的最大質量是多少 　 　
【答案】電磁鐵；3.75；30t
【知識點】重力的大小；串、并聯電路的電流特點；串、并聯電路的電壓特點；歐姆定律及其應用；電磁繼電器的組成、原理和特點
22．（2024八下·浙江期中）棚內一天二氧化碳濃度變化很大，蔬菜最適宜的二氧化碳濃度一般為0.12%—0.18%，某小組設計一款二氧化碳自動補充裝置，并制定了如下評價表。
評價指標 合格 不合格
指標一：CO2濃度儀刻度 刻度均勻 刻度不均勻
指標二：大棚內CO2濃度調節 濃度可多檔調節 濃度不可調節
【設計產品】如圖是項目組設計的二氧化碳自動補充裝置原理模型圖，右側工作電路為二氧化碳供給裝置，左側為控制電路。其中電源電壓U為12V，定值電阻R0阻值為30Ω，Rx是氣敏電阻，其阻值與二氧化碳濃度的關系如下表。二氧化碳濃度儀是由電流表改裝成，并在電流表的表盤上標注對應的二氧化碳濃度盤上標注對應的二氧化碳濃度。
大棚中CO2濃度/% 0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3
氣敏電阻Rx的阻值/Ω 40 35 30 25 20 15 10
【工作原理】當電流大于等于0.3A時，銜鐵被吸下，密封塞堵住杯口；當電流表示數小于等于0.24A時，銜鐵被釋放。
（1）氣敏電阻阻值和二氧化碳濃度的關系是　 　。
（2）調試產品：結合工作原理，請通過計算說明二氧化碳濃度是否符合要求。　 　
（3）評價產品：根據指標二，該自動補充裝置被評為不合格，請提出一種改進方法使指標達到合格。　 　
【答案】氣敏電阻阻值隨著二氧化碳濃度的增大而減小；二氧化碳濃度不符合要求；定值電阻R0 換成滑動變阻器
【知識點】歐姆定律及其應用；電磁繼電器的組成、原理和特點
23．（2024八下·浦江期中）2020年底，杭州老城區掀起加裝電梯的熱潮，圖甲為電梯結構簡圖，如圖乙所示為小金設計的模擬電梯升降的電路設計，A、B為電磁鐵，C為橡膠棒，其上面的銜鐵左右兩端可上下運動，不受磁力時，銜鐵回復到圖示位置，1、2為兩個觸點，R為壓敏電阻。請回答：
（1）乙圖中，僅閉合控制電路中的開關S2，電磁鐵B有磁性，銜鐵的一端與　 　（選“1”或“2”）端點接觸；
（2）若乙圖中電動機所在電路的電流沿順時針流向時，轎廂上升，則開關S2對應的按鈕上應標的符號為　 　（選填“”或“”）；
（3）若電梯內超重時，電梯停止運轉，則壓敏電阻R應選擇丙圖中的　 　（選填“R1”或“R2”）；
（4）已知控制電路電源電壓為10V，當電磁鐵線圈中電流大于或等于200mA時，繼電器的銜鐵被吸合，導線和線圈電阻不計，該電梯最多能承載的質量是多少千克　 　？
【答案】2；；R1；1050kg
【知識點】歐姆定律及其應用；電磁繼電器的組成、原理和特點
【解析】【分析】 （1）僅閉合控制電路中的開關S2，電磁鐵B有磁性，根據圖片確定銜鐵的運動方向即可；
（2）電動機的轉動方向與電流方向有關；
（3）電梯停止運轉，A、B為電磁鐵都不能將銜鐵吸引下來，電路中的電流都很小，壓敏電阻的阻值很大，據此判斷壓敏電阻的阻值與載重的關系，從而進行選擇；
（4）根據歐姆定律計算繼電器的銜鐵被吸合時壓敏電阻的最大阻值，由圖丙可知最大載重，進而計算質量。
【解答】（1）根據乙圖可知，僅閉合控制電路中的開關S2，電磁鐵B有磁性，銜鐵的右端被吸引，與2端點接觸，工作電路接通。
（2）根據圖片可知，當閉合開關S2時，電動機所在電路的電流方向是逆時針方向，則轎廂下降，則開關S2對應的按鈕上應標的符號為：。
（3）電梯超重時，電梯停止運轉，則說明A、B為電磁鐵都不能將銜鐵吸引下來，說明電梯超重時，壓敏電阻的阻值很大，則壓敏電阻的阻值隨著載重的變大而變大，所以壓敏電阻R應選擇丙圖中的R1。
（4）繼電器的銜鐵被吸合，電磁鐵線圈中電流最小為200mA=0.2A；
壓敏電阻的最大阻值為；
由圖丙可知，此時載重為G=F=10.5×103N；
則電梯最多能承載的質量為。
24．（2024八下·紹興期中）音樂噴泉是集聲光電技術于一體的裝置，一方面通過電腦采集音樂的聲音頻率特征，并將其轉化為控制信號， 控制水泵噴出水柱，形成噴泉； 另一方面，讓紅、綠、藍三種色燈照射到水柱上，通過電腦控制三種色燈明暗讓水柱變換顏色，呈現美輪美奐的視覺效果。
（1） 圖甲為光的三原色示意圖， 某段時間噴泉一組色燈的紅、綠、藍色燈亮暗變化規律如圖乙，圖中第25~30s噴泉的顏色是　 　。
（2）如圖丙為控制噴泉工作的模擬電路，控制電路電源電壓Ua呈周期性變化（如圖丁所示），定值電阻 R1=2Ω，E為具有特殊功能的電子元件，當 Ua<6V時，電路中沒有電流通過；當 Ua≥6V時，E兩端電壓恒為6V。當線圈中通過的電流 I≥2A時，電磁繼電器銜鐵被吸下，水泵啟動噴水。（線圈的電阻忽略不計） 。求：
①t=9s時，線圈中通過的電流強度是多少？　 　 （寫出計算過程）
②如水泵每秒可噴出水5×10-3m3，則0~3 秒水泵噴水的總體積V為多少？　 　
【答案】黃色；4.5A；5×10-3m3
【知識點】物體的顏色；歐姆定律及其應用；電磁繼電器的組成、原理和特點
25．（2024八下·平湖期中）超市的電動扶梯，有人乘時運行較快，無人乘時運行較慢。某同學想利用電磁繼電器設計這樣的電路。
（1）力敏電阻的阻值與所受壓力的關系如圖甲所示，則由圖甲可得出力敏電阻的阻值隨所受壓力的增大而　 　。（填“增大”成“減小”）
（2）請根據要求將圖乙的工作電路連接完整　 　。
（3）控制電路電源電壓為24伏，當電流達到時電磁鐵將銜鐵吸下，現在要求一個質量為40千克的小朋友站在電梯上，就能使電梯較快運行，則滑動變阻器接入電路的阻值為多大　 　？
（4）如果要求質量更小的人站上電梯就能使其較快運行，應該如何改動控制電路　 　？（寫出一種方法和理由）
【答案】減小；；600Ω；滑動變阻器R1的滑片向左移動
【知識點】電路的動態分析；電磁繼電器的組成、原理和特點
26．冬天坐在馬桶上感覺非常冰涼，某學習小組展開“自制智能電熱馬桶圈”的項目化學習。在老師的指導下小組同學制定了評價量規，表一為部分評價指標。
表一：評價量規
評價維度 評價等級
優秀 良好 待改進
升溫維度 人坐在馬桶圈上面后5秒內溫度上升至30℃以上 坐在馬桶圈上面后10秒內溫度上升至30℃以上 坐在馬桶圈上面后10秒內溫度無法上升至30℃
節能性 在保溫擋時工作電路電流不大于50mA 在保溫擋時工作電路電流范圍在50—100mA 在保溫擋時工作電路電流大于100mA
圖甲是該小組同學設計的電路圖。控制電路電源電壓U＝6V，Ra為壓敏電阻，其阻值隨壓力的變化隨如圖乙所示。Rb為熱敏電阻，其阻值隨溫度變化如表二所示。電磁繼電器在電流大于40mA時，銜鐵被吸合，工作電路處于加熱狀態；在電流小于20mA時，銜鐵被釋放，工作電路處于保溫狀態。工作電路的電源電壓為220V，R2＝100歐。（電磁鐵線圈電阻忽略不計）
表二：熱敏電阻阻值隨溫度的變化
溫度/℃ 20 25 29 32 34 35 36 37 38 40 42 44
阻值/Ω 25 50 75 100 125 150 175 200 225 250 275 300
（1）對照評價量規，為使該小組設計的智能電熱馬桶圈在“節能性”這一維度達到優秀，R1的阻值至少為 　 　Ω。
（2）請計算體重為40kg的小明坐在馬桶上時，馬桶圈的溫度調控范圍。
【答案】（1）4300
（2）請計算體重為40kg的小明坐在馬桶上時，馬桶圈的溫度調控范圍是32℃～40℃
【知識點】電磁繼電器的組成、原理和特點
【解析】【分析】當觸點開關斷開時，兩個電阻串聯，而觸點開關閉合，R1被短路，根據串聯總電阻比任何一個電阻大，結合分析各擋的電路連接。
（1）根據在保溫擋時工作電路電流不大于50mA，根據歐姆定律計算保溫時的總電阻，根據串聯電阻特點知R1的最小阻值；
（2）根據人的壓力F=G=mg確定壓敏電阻的大小，根據控制電路的最大電流和最小電流計算總電阻，根據串聯電阻規律計算熱敏電阻的大小，根據表格得出對應的溫度；
【解答】當觸點開關斷開時，兩個電阻串聯，而觸點開關閉合，R1被短路，根據串聯總電阻比任何一個電阻大，根據知，當觸點開關閉合時是加熱擋，而觸點開關斷開時是保溫擋。
（1）工作電路的電壓為220V，
根據在保溫擋時工作電路電流不大于50mA=0.05A，由可得，此時總電阻：，
根據串聯電阻的電阻特點知：R1的最小阻值
R1=R總-R2=4400Ω-100Ω=4300Ω；
（2）體重為40kg的小明坐在馬桶上時，壓力F=G=mg=40kg×10N/kg=400N，根據乙圖知，此時Ra=50Ω；
控制電路電源電壓U=6V，在電流小于20mA=0.02A 時，銜鐵被釋放，工作電路處于保溫狀態。此時溫度最高，則總電阻：，
根據串聯電阻的電阻特點知：Rb的最大阻值：
Rb=R'總-Ra=300Ω-50Ω=250Ω；根據表格中數據知，此時溫度為40℃；
當電磁繼電器在電流大于40mA=0.04A時，銜鐵被吸合，
此時溫度最低，則總電阻：，
根據串聯電阻的電阻特點知：Rb的最小阻值：
Rbmin=R''總-Ra=150Ω-50Ω=100Ω；根據表格中數據知，此時溫度為32℃。
馬桶圈的溫度調控范圍是32℃～40℃。
故答案為：（1）4300。
（2）請計算體重為40kg的小明坐在馬桶上時，馬桶圈的溫度調控范圍是32℃～40℃。
27．（2024八下·義烏期中）電熱壺是常見電器之一，圖乙為電熱壺簡易圖，圖中a為火線，b為零線，c為接地線。
（1）用測電筆辨別火線、零線時，圖中甲、乙兩種執筆方式中，正確的是圖　 　；
（2）閉合開關后，電熱壺無法正常工作，若是零線發生斷路，正確使用測電筆測圖丙中abc三處，一定會發光的是 　 　。
【答案】（1）甲
（2）a
【知識點】家庭電路的故障分析；測電筆的使用
【解析】【分析】（1）根據測電筆的使用方法解答；
（2）一般情況下，測電筆接觸火線時發光，接觸零線時不發光，據此分析解答。
【解答】（1）在使用測電筆時，測電筆筆尾的金屬體要與人體接觸，故選甲。
（2）根據圖丙可知，a直接接火線，因此能使氖管發光的是a處。
（1）在使用測電筆時，手要與測電筆筆尾的金屬接觸，因此測電筆甲使用正確。
（2）圖丙中a直接接火線，閉合開關后，因為零線斷路，因此能使氖管發光的是a處。
28．（2024八下·南潯期中）閱讀短文，回答問題
熱動式漏電保護器
家庭電路中的線路老化、破損或者用電器進水，都會產生漏電，漏電電流如果通過人體，就有可能引起傷害事故，甚至危及生命，為了防止傷害事故的發生，家庭電路中通常要安裝漏電保護器。漏電保護器有多種類型和規格，其中熱動式漏電保護器是最簡單的一種，其構造如圖所示，推動復位手柄，脫鉤器將手柄鎖定在合閘位置，若電路中電流小于或等于額定電流，則漏電保護器不會動作，當電路過載或短路時，通過漏電保護器的就會超過額定電流，此時雙金屬片發熱向右彎曲（如圖中虛線所示），帶動脫鉤器工作，于是復位手柄在彈簧拉力作用下跳向斷開位置，觸點分開，從而斷開電源。熱動式漏電保護器只適用于漏電保護，對于需要瞬時斷電的短路情況，必須采用電子式或電磁式漏電保護器。
（1）熱動式漏電保護器的原理是利用了電流的　 　效應（選填“熱”或“磁”）；
（2）熱動式漏電保護器在家庭電路中的作用相當于　 　的作用；
（3）雙金屬片是由長和寬相同的錳鎳銅合金片和鎳鐵合金片組成，且兩金屬片被緊緊地鉚在一起，受熱時錳鎳銅片膨脹得比鎳鐵片大，則符合安裝要求的雙金屬片是　 　；
A． B． C． D．
（4）在電路發生短路時，熱動式漏電保護器不能瞬時斷電的原因是　 　。
【答案】熱；開關；A；金屬片受熱膨脹彎曲需要一個過程
【知識點】家庭電路的組成與連接；家庭電路的故障分析；熔斷器的作用及保險絲的選擇方法
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專題三 電磁繼電器計算與家庭電路故障
【知識梳理】
一、電磁繼電器
實質上是一個由 來控制的 。
（1）工作過程：控制電路通電，電磁鐵有磁性，吸引銜鐵，達到控制作用。
（2）作用：實現遠距離操作，利用低電壓、弱電流控制高電壓、強電流。
（3）如圖所示的繼電器主要由電磁鐵A 、銜鐵B 、彈簧C 、動觸點D 等組成。
①當低壓電源的開關閉合時，控制電路中有電流通過，電磁鐵A產生磁性，吸引銜鐵B，使動觸點與紅燈觸點分離，而與綠燈觸點接通(如圖乙所示)，故紅燈熄滅，綠燈亮起，電動機開始工作。
②當低壓電源的開關斷開時，電磁鐵A失去磁性，銜鐵B在彈簧C的作用下被拉起，使動觸點與綠燈觸點分離，而與紅燈觸點接通(如圖甲所示)，故紅燈亮起，綠燈熄滅，電動機停止工作。
【題型精煉】
1．（2025八下·金華月考）隨著縣域經濟發展，近年來高樓大廈逐漸增多，電梯為居民的出入提供了很大的便利。出于安全考慮，電梯設置有超載自動報警系統，其工作原理如圖甲所示。R1為保護電阻，R2為壓敏電阻，其阻值隨壓力F大小變化如圖乙所示，電梯底架自重和電磁鐵線圈的阻值都忽略不計。
（1）電梯超載時，銜鐵被電磁鐵吸住，觸點K與觸點　 　接觸，電鈴發出警報聲；
（2）根據圖乙可知：壓敏電阻R2的阻值隨壓力的增大而　 　(選填增大或減小)
（3）如圖甲，控制電路的電源電壓為6伏，R1=110歐，當電磁鐵線圈電流達到50毫安時，銜鐵剛好被吸住。若該電梯廂內乘客總重為10000N時，試通過計算說明電梯是否超載。
【舉一反三】
1．（2025義烏·八下月考）光敏電阻在各種自動化裝置中有很多應用，小柯用它設計了一種“智能家居照明燈”電路，如圖甲所示。 (電磁繼電器線圈的電阻不計)
（1） 導線　 　(填“A”或“B”)連接家庭電路中的零線。
（2）小柯的設計要求是： “智能家居照明燈”在天暗時自動點亮，天亮時自動熄滅。那么他選擇的光敏電阻阻值大小應隨光照強度的增加而　 　。
（3）保持光照強度不變，閉合開關S后，滑片 P由 a端向 b端移動過程中，電流表示數I與電壓表示數U的關系如圖乙所示。計算滑動變阻器的最大阻值是多少歐 (電源電壓 U0不變)
【知識梳理】
一、家庭電路的組成
家庭電路由 進戶線 、 、 總開關 、 、 、 電燈 和開關等部分組成。
二、火線和零線
（1）進戶線一般有兩根—— 和 火線 ，二者之間的電壓正常值為 220 伏。
（2）開關一般接在火線上。
（3）家用電器的插座和電燈之間是并聯的。
（4）辨別火線和零線用 。
三、測電筆
（1）測電筆由金屬筆卡、 氖管 、電阻（大約1000千歐）和 筆尖金屬體 組成。
（2）使用測電筆時，用手接觸 金屬筆卡 ，筆尖接觸 待測導線 。若氖管發光，表明接觸的是 火線 ；不發光則接觸的是 零線
四、保險絲（熔斷器）
（1）保險絲的作用： 當電路中 時，保險絲會自動熔斷，切斷電路，確保用電安全。
（2）保險絲的選用原則
①保險絲一般由 熔點較低 的金屬合金制成。
②選用保險絲時，應使保險絲的額定電流 等于或 稍大于 電路中正常工作時的電流。
③勿用 銅絲或鐵絲 代替保險絲。
（3）連接方法：串聯 在干路（火線）上。
五、斷路器（比保險絲更方便）
（1）斷路器的作用：當流過斷路器的電流 超過 額定電流時，斷路器會 自動斷開 ，切斷電路，保護電路。
（2）原理：電流過大時，雙金屬片被過度加熱，發生彎曲，使接觸點在彈簧拉力作用下被斷開，電路切斷，從而起到電路過載或短路時的保護作用。
（3）斷路器相當于閘刀開關和熔斷器的作用。
（4）當電路被熔斷器或斷路器切斷后，不要急于更換保險絲或使斷路器復位，應 先找出故障原因并排除故障后 再接通電路
六、插座
（1）插座一般分為 插座和 插座。
（2）兩孔式插座的一個孔接 ，另一個孔接 。
三孔式插座的接法：左 右 上 接地
（3）為了安全，功率較大的用電器應用 三腳插頭 。一旦用電器的 火線 的絕緣層被破壞，與火線接觸的金屬殼上就有 220 伏的電壓，人與之接觸就會發生觸電事故，而外殼接地，電流就會經接地線進入 大地 。
【題型精煉】
1．（2025八下·義烏月考）現代家庭用電安全尤為重要，如圖所示，用電器R接在電壓為220V的電源上時，正常工作時的電流為9A，電路中還有額定電流為10A的保險絲。如表提供了一組人體電阻數據。
測量項目 完全干燥時 出汗或潮濕時
手與手之間電阻 200kΩ 5kΩ
手與腳之間電阻 300kΩ 8.8kΩ
手與塑料鞋底之間電阻 8000kΩ 10kΩ
（1）保險絲是由電阻率大，熔點較 　 　(選填“低”或“高”)的鉛銻合金制成的。
（2）一個出汗的人，穿塑料鞋站在地上，由于不小心，手接觸火線，發生觸電事故，請通過計算說明保險絲會不會自動切斷。
（3）某同學用測電筆檢測a點，發現氖管正常發光。已知氖管正常發光時的電壓為70伏，內部大電阻為1.5×106歐，在忽略人體電阻的情況下，從流過人體的電流角度看，是否存在危險 請通過計算說明。(人體的安全電流為30毫安以下)
【舉一反三】
1．（2024八下·杭州期中）圖甲為某家用電路示意圖，為防止電路短路而引發火災，小明欲將某款雙金屬片段路器接入該家庭電路中，圖乙為斷路器分別在“電路正常”和“某處短路”兩種狀態的示意圖。
（1）圖甲中燈泡與插座的聯接方式是　 　；
（2）將斷路器接入圖甲中M處時，應選擇a、b、c中的　 　兩個接線柱；
（3）小明將該斷路器接入圖甲中N處，在使用中因電燈L發生短路導致斷路器斷開，若用測電筆測試插座三個孔的帶電情況，其中能使氖管發光的是　 　。
A．接地插孔 B．零線插孔 C．火線插孔
1．（2024八下·臨海期中）如圖所示的家庭電路中，電動機突然停止工作，閉合開關S，燈泡L發光。用測電筆測試插座的兩個插孔，測電筆都不發光，若電路只有一處故障。下列說法中正確的是（　　）
A．a、b兩點間發生斷路 B．b、c兩點間發生斷路
C．c、d兩點間發生斷路 D．電動機發生短路
2．（2023八下·義烏期中）如圖所示，一個帶金屬外殼的用電器，有甲、乙、丙三個觸點（可以接通或斷開），使用過程中，當人站在地上，身體一部分接觸到金屬外殼時，最有可能造成觸電事故的是三個觸點處于（　　）
A．觸點甲、乙、丙均接通 B．觸點甲、丙斷開，觸點乙接通
C．觸點甲、乙斷開，觸點丙接通 D．觸點甲接通，觸點乙、丙斷開
3．（2021八下·甌海期中）如圖是某家庭電路的一部分，下列說法正確的是（　　）
A．閉合開關S時，電燈不亮，保險絲未燒斷，可能是電燈短路
B．斷開開關S時，用測電筆接觸A點氖管發光，接觸B點時氖管不會發光
C．電冰箱接入三孔插座后其外殼與零線相連
D．保險絲燒斷后可用銅絲代替
4．如圖是某同學家中的部分電路，開始時各部分工作正常，將電飯煲的插頭插入電源的三孔插座后，正在燒水的電熱壺突然不能工作，但電燈仍正常發光．拔出電飯煲的插頭，電熱壺仍不能工作，把測電筆分別插入插座的左、右孔，氖管均能發光．則可以判斷出電路的故障是（　）
A．電熱壺所在電路的B、D兩點間斷路
B．插座的接地線斷路
C．電路的C、D兩點間導線斷路
D．電路的A、B兩點間導線斷路
5．（2024八下·杭州期中）如右圖所示家庭電路中，當開關S閉合后，燈泡L不亮，用試電筆測試c、d兩點時，氖管都發光，測試a、b兩點時，只有a點氖管發光，則故障可能是（　　）
A．b、c 之間某處斷路 B．a、d 之間某處斷路
C．火線與零線短路 D．電燈的燈絲斷了
（5題圖） （6題圖）
6．（2024八下·浙江期中）如圖所示，閉合開關S后，發現電燈L不亮，且保險絲沒有熔斷。某同學用測電筆測試燈頭的兩根電線C、D，發現這兩處都能使測電筆的氖管發光，再用測電筆測試火線A和零線B時，氖管在測火線A時能發光，在測零線B時不發光。那么可以判定故障是 (　　)
A．火線和零線短路 B．電燈L短路
C．電線AC段某處斷路 D．電線BD段某處斷路
7．（2024八下·杭州期中）如圖所示的家庭電路中，閉合開關S后燈泡不亮。用測電筆檢測插座的兩孔，發現插入左右孔時氖管都發光。用測電筆檢測A點氖管發光，檢測B點也發光。發生這一現象的原因可能是（　　）
A．燈泡斷路 B．燈泡短路
C．進戶零線斷路 D．進戶火線斷路
8．（2024八下·浙江期中）如圖是部分家庭電路示意圖，晚上亮著的燈突然熄滅，用測電筆測 P、M、N、Q四個點，發現測電筆只有在 Q 點處不發光，則電路故障可能是（）
A．保險絲燒斷了 B．M點與N 點之間斷路
C．N點與 Q 點之間斷路 D．Q點與零線之間斷路
9．（2024八下·蒼南期中）一條剛接好的家庭電路，安裝了三盞規格相同的燈泡，當開關閉合，保險絲熔斷。為了檢測線路故障，將同規格的燈泡L0接在裝保險絲的兩個接線柱上（如圖）。當只閉合S1時，L0正常發光：當只閉合S2時，L0和L2發光都偏暗；當只閉合S3時，L0不發光。則下列判斷正確的是（　　）
A．燈泡L1所在支路短路
B．燈泡L2所在支路斷路
C．燈泡L3所在支路正常
D．同時閉合S1、S2、S3，四盞燈泡均能發光
10．（2024八下·吳興期中）如圖所示為小剛所連的兩盞白熾燈和兩個插座的電路圖。通電后發現不能正常工作。下面幾個措施中可能引起危險的是（　　）
A．拆掉開關S2，兩條導線連在一起
B．拆掉開關S3，兩條導線連在一起
C．拆掉插座甲，兩條導線連在一起
D．拆掉燈泡丙，兩條導線連在一起
11．（2024八下·吳興期中）小明家的家庭電路如圖所示，小明閉合開關S，電燈正常發光，分別將臺燈與洗衣機插入P、Q插座中，發現它們不能工作，于是小明拔下臺燈的插頭，用試電筆檢測P插座，左右兩孔都能使測電筆的氖管發光，則小明家電路出現的故障可能是（　　）
A．進戶零線斷路 B．AB間斷路
C．進戶火線斷路 D．BC間斷路
12．（2019八下·衢州期中）家里某用電器發生短路，熔絲立即熔斷，用下列方法進行檢測，如圖所示，斷開所有用電器的開關，用一個普通的白熾燈L作為“校驗燈”，與熔斷的熔絲并聯，然后只閉合S、S1，若L發出暗紅色的光（發光不正常），說明L1　 　；只閉合S、S2，若L正常發光，說明 L2　 　。（都選填“正常”、“短路”或“斷路”）
13．（2024八下·余杭期中）測電筆可用來辨別火線和零線，當氖管發光時說明接觸的是火線。在圖甲中正確 的使用方法是　 　 (填 “A” 或 “B”) 。 圖乙所示的是家庭電路中的某一部分，電工師 傅在檢查電路的過程中發現：閉合開關 S1 和 S2， 只 有L1 發光，用測電筆測 a 、b 、c 、d 四個接線點，發現只有在c 點氖管不發光，若電路中只有一處故障，則是　 　 ( 填“ab 間斷路”“cd間斷路”或“L2 斷路”)。
14．（2024八下·東陽期中）近幾年各大城市老小區改造，不少多層樓房安裝了電梯。出于安全考慮，電梯都設置超載自動報警系統，其工作原理如圖甲所示，電路由工作電路和控制電路組成。在工作電路中，當電梯沒有超載時，觸點K與觸點A接觸，閉合開關S，電動機正常工作；當電梯超載時，觸點K與觸點B接觸，電鈴發出報警鈴聲，閉合開關s，電動機不工作。在控制電路中，已知電源電壓，保護電阻，電阻式壓力傳感器（壓敏電阻）的阻值隨壓力F大小變化如圖乙所示，電梯底架自重和電磁鐵線圈的阻值都忽略不計。
（1）控制電路電磁鐵上端為　 　極（填“N”或“S”），當人進入電梯后，壓敏電阻受到的壓力F將增大，其阻值　 　（填“增大”“不變”或“減小”）。
（2）若電磁鐵線圈電流達到15mA時，銜鐵剛好被吸住，電鈴發出警報聲。請你設定該電梯最多乘坐幾人？（以每人50kg計算，且g取10N/kg）
15．（2024八下·長興期中）小強利用壓力傳感器、電磁繼電器、阻值可調的電阻R等元件，設計了一個汽車超載自動報警電路，如圖甲所示。他了解到這種壓力傳感器所受壓力越大時，輸出的電壓就越大，二者的關系如圖乙所示。閉合開關，當繼電器線圈中電流大于或等于20mA 時，銜鐵被吸合。已知傳感器的輸出電壓即為繼電器控制電路的電源電壓，線圈的電阻為20Ω。
（1）車輛不超載時，工作電路中綠燈亮；當傳感器所受壓力增大到一定程度時，紅燈亮，說明汽車超載。請你判斷燈　 　（填“L1”或“L2”） 是紅燈。
（2）某水平公路橋禁止質量大于或等于 20t的車輛通行，要用小強設計的裝置為此橋報警，R的阻值應調節為多少？ （g取10N/Kg）
（3）在水平路面上，要使該裝置報警，通過車輛的最小重力為多少？
16．（2024八下·杭州期中）某學習小組設計了一個孵化器的恒溫裝置，圖甲為熱敏電阻R、滑動變阻器RI和繼電器等成的恒溫箱的簡單溫控電路。為繼電器線圈供電的電池的電壓為6伏，圖中的“電源”是恒溫加熱箱的電源，繼電器線圈的電阻為100歐。當線圈中電流大于或等于20毫安時，繼電器的銜鐵被吸合，圖乙為熱敏電阻的R-t圖像。
（1）恒溫箱的加熱器應接在　 　端；（選填“AB”或“CD”）
（2）孵化小雞時，恒溫箱的溫度設定為40℃，則滑動變阻器R1應取多大阻值　 　
（3）不同孵化時期所需要的孵化溫度略有不同，如要調低孵化溫度，應如何調節滑動變阻器的滑片，并說明理由　 　。
17．（2024八下·杭州期中）某項目學習小組計劃為教室設計一款可溫控的空調（電路設計如圖）。已知左邊控制電路電源電壓為6V恒定不變，電磁繼電器的線圈電阻R0=5Ω，R 為熱敏電阻，其阻值隨溫度的變化如下表所示。當繼電器線圈的電流大于或等于20mA時，繼電器的銜鐵被吸下，右側空調開始工作。
溫度t/℃ 0. 5 10 15 20 25 30 35 40
電阻R/Ω 500 445 415 385 355 325 295 265 235
（1）【產品原理】隨著教室內溫度的升高，由表可知熱敏電阻Rx的阻值會　 　（選填“增大”、“減小”或“不變”）。當電流達到20mA時，銜鐵被吸下，右側空調電路接通，空調開始工作。在空調的制冷模式下室內溫度逐漸降低，當溫度降低到一定值時，彈簧將銜鐵彈起，右側空調電路斷開，空調停止工作，這樣就實現了根據溫度自動控制；
（2）【產品測試】試通過計算說明該空調的啟動溫度t是多少攝氏度　 　；（寫出計算過程）
（3）【產品評價】該小組制定了項目成果評價表，下表是其中一個指標內容。請依據下表先評價該產品達成情況的等級　 　（“3分”或“1分”），再簡要說明你的評價理由　 　；
指標內容 評價等級 3分 1分
指標1 空調的風速是否可調 風速可調 風速不可調
… … … …
（4）【產品升級】有細心的同學發現該設計存在一個問題：當教室無人時，室內溫度一旦達到啟動溫度，空調也會自動工作，這樣就不符合“節能降耗”要求。請你提出一種可行的電路修改方案：　 　。
18．（2024八下·溫州期中）某項目化學習小組開展“自制熱水器”活動，大家一起討論制定了如表1的項目成果評價表。
表1項目成果評價表
指標 優秀 良好 待改進
一 既能調節水溫，又能調節水位 能調節水位水溫中的一項 都不能調節
二 水位到一定高度能自動加熱 注水就開始加熱 手動控制加熱
【設計產品】如圖甲所示為小科設計“電熱水器”的原理模型，工作電路分為注水系統和加熱系統。如圖乙所示為“電熱水器”模型，力敏電阻R1、R2位于水箱底部，熱敏電阻R3和電熱絲R4位于水箱內部。
兩個力敏電阻R1、R2的阻值隨水位h變化如下表所示。熱敏電阻R3阻值隨溫度變化如圖丙所示：
h（厘米） 0 5 10 15 20 25 30 35 40
R1（歐） 3 7 11 15 20 26 33 42 50
R2（歐） 15 24 34 47 60 73 89 103 120
【工作原理】當開關S1和S2都閉合后：
電磁鐵1將銜鐵a上吸與觸點A結合，注水系統開始工作，水位開始上升；
電磁鐵2將銜鐵b上吸與觸點B分開，加熱系統不工作。
當電磁鐵2中的電流小于或等于0.04安，-銜鐵b下落，加熱系統開始工作，此時水位繼續上升。
當電磁鐵1中的電流小于或等于0.2安時，銜鐵a下落，注水系統停止工作，水位保持不變。此時，電熱絲繼續加熱。
當電磁鐵2中的電流大于或等于0.05安時，銜鐵b上吸，加熱系統停止工作。
（1）隨著水位的不斷上升，電磁鐵1的磁性如何變化　 　（填“變大”、“變小”、或“不變”）；
（2）調試產品：電源電壓U1為4伏，請計算該熱水器能達到的最高水溫　 　（寫出計算過程彈簧和線圈電阻均忽略不計）；
（3）評價產品：根據指標一，該電熱水器評為待改進，為使產品達到優秀指標，小科認為在電磁鐵1、2所在支路個串聯一個滑動變阻器。小科認為只需在電磁鐵1中串聯一個滑動變阻器就可以使指標1達到優秀。請闡述小科的理由　 　.
19．（2024八下·溫州期中）在家庭電路中，斷路器扮演著非常重要的角色，有熱動式脫扣、電磁式脫扣，而更為常用的則是兩種方式組合在一起的復式脫扣。圖甲是復式脫扣空氣開關的結構示意圖，電磁鐵與電熱絲串聯于主電路。當線路電流比正常稍大時，如圖乙所示啟動熱動脫扣過程；當線路發生短路或電流嚴重過大時，如圖丙所示啟動電磁脫扣過程。
材料一：電流通過電熱絲時能夠產生熱量，且電流越大、通電時間越長，產生熱量越多。
材料二：如丁圖所示雙金屬片由銅片和鐵片組成，受熱時銅片膨脹程度比鐵片大。
（1）乙圖的雙金屬片中銅片應該在　 　（填上或下）。
（2）請根據圖示簡單說明復式脫扣空氣開關在線路發生短路或電流嚴重過大時只啟動電磁脫扣過程的工作原理　 　。
20．（2024八下·義烏期中）我國天問一號著陸器和巡視器組合體成功著陸火星，創造了中國航天史上的新里程碑，中國航天從此真正走向深空，開始探索更為廣闊的宇宙，火星車在進行火星探索時，會受火星沙塵暴影響損壞太陽能電池。為此，某科研小組設計了在沙塵暴來臨時能“自主休眠”的電路。如圖甲，裝有擋風板和滑片P的輕質滑塊與輕質彈簧套在滑桿上，彈簧左端固定，右端與滑塊連接。擋風板的擋風面積為0.2平方米，U電壓為3伏，電磁鐵La線圈電阻Ra為18歐，R是一段均勻電阻絲，總長度AB為10厘米，阻值為10歐。無風時，滑片P在B處，有風時，滑片移動，滑片移動距離PB與風力F的關系如圖乙。風速與風力的關系如下表。當風速達到32米/秒時，La吸引彈性銜鐵使Sa斷開，探索車進入自主休眠模式。
風速（米/秒） 8 16 24 32 40 48
風力（N） 5 10 15 20 25 30
（1）由題意推斷，當風速變大時，控制電路電流大小變 　 　；
（2）為滿足自主休眠要求，線圈中電流多大時，La會吸引彈性銜鐵？
（3）項目組同學想在自動休眠的功能上，加入電壓表反映風速大小，小明設計了圖丙電路。請對小明的方案進行可行性評價。
21．（2024八下·杭州期中）某大橋因使用年限較長，橋體的部分區域變形影響了大橋的健康運行和過往車輛、行人的安全。導致大橋損壞的一個重要原因是過往車輛嚴重超載。為了能抓拍超載車輛，小林和科學興趣小組成員決定為大橋管理者設計一個“汽車超載記錄器”來進行監控管理。如圖甲為該超載記錄器原理圖。Rx為壓敏電阻，當車輛駛入被監測路段時，其阻值隨它受到的壓力變化而變化，變化關系如圖乙所示。當電壓表示數達到或超過5V時，繼電器的銜鐵被吸下，工作電路中的照相機就開始工作，抓拍超載車輛。已知電源電壓U=10V，線圈電阻忽略不計，保護電阻R=15Ω，問：
（1）圖甲中“”這個元件的名稱是　 　。
（2）若某車的總質量為15t，過橋時電壓表的示數是多少 　 　
（3）在保證不被該記錄器所抓拍時的過橋車輛的最大質量是多少 　 　
22．（2024八下·浙江期中）棚內一天二氧化碳濃度變化很大，蔬菜最適宜的二氧化碳濃度一般為0.12%—0.18%，某小組設計一款二氧化碳自動補充裝置，并制定了如下評價表。
評價指標 合格 不合格
指標一：CO2濃度儀刻度 刻度均勻 刻度不均勻
指標二：大棚內CO2濃度調節 濃度可多檔調節 濃度不可調節
【設計產品】如圖是項目組設計的二氧化碳自動補充裝置原理模型圖，右側工作電路為二氧化碳供給裝置，左側為控制電路。其中電源電壓U為12V，定值電阻R0阻值為30Ω，Rx是氣敏電阻，其阻值與二氧化碳濃度的關系如下表。二氧化碳濃度儀是由電流表改裝成，并在電流表的表盤上標注對應的二氧化碳濃度盤上標注對應的二氧化碳濃度。
大棚中CO2濃度/% 0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3
氣敏電阻Rx的阻值/Ω 40 35 30 25 20 15 10
【工作原理】當電流大于等于0.3A時，銜鐵被吸下，密封塞堵住杯口；當電流表示數小于等于0.24A時，銜鐵被釋放。
（1）氣敏電阻阻值和二氧化碳濃度的關系是　 　。
（2）調試產品：結合工作原理，請通過計算說明二氧化碳濃度是否符合要求。　 　
（3）評價產品：根據指標二，該自動補充裝置被評為不合格，請提出一種改進方法使指標達到合格。　 　
23．（2024八下·浦江期中）2020年底，杭州老城區掀起加裝電梯的熱潮，圖甲為電梯結構簡圖，如圖乙所示為小金設計的模擬電梯升降的電路設計，A、B為電磁鐵，C為橡膠棒，其上面的銜鐵左右兩端可上下運動，不受磁力時，銜鐵回復到圖示位置，1、2為兩個觸點，R為壓敏電阻。請回答：
（1）乙圖中，僅閉合控制電路中的開關S2，電磁鐵B有磁性，銜鐵的一端與　 　（選“1”或“2”）端點接觸；
（2）若乙圖中電動機所在電路的電流沿順時針流向時，轎廂上升，則開關S2對應的按鈕上應標的符號為　 　（選填“”或“”）；
（3）若電梯內超重時，電梯停止運轉，則壓敏電阻R應選擇丙圖中的　 　（選填“R1”或“R2”）；
（4）已知控制電路電源電壓為10V，當電磁鐵線圈中電流大于或等于200mA時，繼電器的銜鐵被吸合，導線和線圈電阻不計，該電梯最多能承載的質量是多少千克　 　？
24．（2024八下·紹興期中）音樂噴泉是集聲光電技術于一體的裝置，一方面通過電腦采集音樂的聲音頻率特征，并將其轉化為控制信號， 控制水泵噴出水柱，形成噴泉； 另一方面，讓紅、綠、藍三種色燈照射到水柱上，通過電腦控制三種色燈明暗讓水柱變換顏色，呈現美輪美奐的視覺效果。
（1） 圖甲為光的三原色示意圖， 某段時間噴泉一組色燈的紅、綠、藍色燈亮暗變化規律如圖乙，圖中第25~30s噴泉的顏色是　 　。
（2）如圖丙為控制噴泉工作的模擬電路，控制電路電源電壓Ua呈周期性變化（如圖丁所示），定值電阻 R1=2Ω，E為具有特殊功能的電子元件，當 Ua<6V時，電路中沒有電流通過；當 Ua≥6V時，E兩端電壓恒為6V。當線圈中通過的電流 I≥2A時，電磁繼電器銜鐵被吸下，水泵啟動噴水。（線圈的電阻忽略不計） 。求：
①t=9s時，線圈中通過的電流強度是多少？　 　 （寫出計算過程）
②如水泵每秒可噴出水5×10-3m3，則0~3 秒水泵噴水的總體積V為多少？　 　
25．（2024八下·平湖期中）超市的電動扶梯，有人乘時運行較快，無人乘時運行較慢。某同學想利用電磁繼電器設計這樣的電路。
（1）力敏電阻的阻值與所受壓力的關系如圖甲所示，則由圖甲可得出力敏電阻的阻值隨所受壓力的增大而　 　。（填“增大”成“減小”）
（2）請根據要求將圖乙的工作電路連接完整　 　。
（3）控制電路電源電壓為24伏，當電流達到時電磁鐵將銜鐵吸下，現在要求一個質量為40千克的小朋友站在電梯上，就能使電梯較快運行，則滑動變阻器接入電路的阻值為多大　 　？
（4）如果要求質量更小的人站上電梯就能使其較快運行，應該如何改動控制電路　 　？（寫出一種方法和理由）
26．冬天坐在馬桶上感覺非常冰涼，某學習小組展開“自制智能電熱馬桶圈”的項目化學習。在老師的指導下小組同學制定了評價量規，表一為部分評價指標。
表一：評價量規
評價維度 評價等級
優秀 良好 待改進
升溫維度 人坐在馬桶圈上面后5秒內溫度上升至30℃以上 坐在馬桶圈上面后10秒內溫度上升至30℃以上 坐在馬桶圈上面后10秒內溫度無法上升至30℃
節能性 在保溫擋時工作電路電流不大于50mA 在保溫擋時工作電路電流范圍在50—100mA 在保溫擋時工作電路電流大于100mA
圖甲是該小組同學設計的電路圖。控制電路電源電壓U＝6V，Ra為壓敏電阻，其阻值隨壓力的變化隨如圖乙所示。Rb為熱敏電阻，其阻值隨溫度變化如表二所示。電磁繼電器在電流大于40mA時，銜鐵被吸合，工作電路處于加熱狀態；在電流小于20mA時，銜鐵被釋放，工作電路處于保溫狀態。工作電路的電源電壓為220V，R2＝100歐。（電磁鐵線圈電阻忽略不計）
表二：熱敏電阻阻值隨溫度的變化
溫度/℃ 20 25 29 32 34 35 36 37 38 40 42 44
阻值/Ω 25 50 75 100 125 150 175 200 225 250 275 300
（1）對照評價量規，為使該小組設計的智能電熱馬桶圈在“節能性”這一維度達到優秀，R1的阻值至少為 　 　Ω。
（2）請計算體重為40kg的小明坐在馬桶上時，馬桶圈的溫度調控范圍。
27．（2024八下·義烏期中）電熱壺是常見電器之一，圖乙為電熱壺簡易圖，圖中a為火線，b為零線，c為接地線。
（1）用測電筆辨別火線、零線時，圖中甲、乙兩種執筆方式中，正確的是圖　 　；
（2）閉合開關后，電熱壺無法正常工作，若是零線發生斷路，正確使用測電筆測圖丙中abc三處，一定會發光的是 　 　。
28．（2024八下·南潯期中）閱讀短文，回答問題
熱動式漏電保護器
家庭電路中的線路老化、破損或者用電器進水，都會產生漏電，漏電電流如果通過人體，就有可能引起傷害事故，甚至危及生命，為了防止傷害事故的發生，家庭電路中通常要安裝漏電保護器。漏電保護器有多種類型和規格，其中熱動式漏電保護器是最簡單的一種，其構造如圖所示，推動復位手柄，脫鉤器將手柄鎖定在合閘位置，若電路中電流小于或等于額定電流，則漏電保護器不會動作，當電路過載或短路時，通過漏電保護器的就會超過額定電流，此時雙金屬片發熱向右彎曲（如圖中虛線所示），帶動脫鉤器工作，于是復位手柄在彈簧拉力作用下跳向斷開位置，觸點分開，從而斷開電源。熱動式漏電保護器只適用于漏電保護，對于需要瞬時斷電的短路情況，必須采用電子式或電磁式漏電保護器。
（1）熱動式漏電保護器的原理是利用了電流的　 　效應（選填“熱”或“磁”）；
（2）熱動式漏電保護器在家庭電路中的作用相當于　 　的作用；
（3）雙金屬片是由長和寬相同的錳鎳銅合金片和鎳鐵合金片組成，且兩金屬片被緊緊地鉚在一起，受熱時錳鎳銅片膨脹得比鎳鐵片大，則符合安裝要求的雙金屬片是　 　；
A． B． C． D．
（4）在電路發生短路時，熱動式漏電保護器不能瞬時斷電的原因是　 　。
21世紀教育網 www.21cnjy.com 精品試卷·第 2 頁 （共 2 頁）
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