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

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
==
（4）、工作电路需工作时间：s A J
R I Q t 30011021032.12
5222=Ω
⨯⨯==）（
7、光敏电阻在各种自动化装装置中很多应用，小柯用它设计了一种“智能家居照明灯”电路，如图甲所示．（电磁继电器线圈的电阻不计）。

求：（1）导线___A_（选填“A ”或“B ”）．连接家庭电路中的火线． （2）小柯的设计要求是：“智能家具照明灯”在天
暗时自动点亮，天亮时自动熄灭，那么他选择的光敏电阻阻值大小应随光照强度的增加而______．
（3）保持光照强度不变，闭合开关S 后，滑片P 由a 端详b 端移动过程中，电流表示数I 与电压表示数U 的关系如图乙所示，计算滑动变阻器的最大阻值是多少欧？（电源电压U 不变）
解：（1）、根据安全用电的原则可知，当灯泡不工作时其两端应无电，故A 是火线、B 是零线。

（2）、减小
（3）、当滑片位于b 端时，电路为光敏电阻的简单电路，电压表测电源的电压，由图可知电源的电压U=12V ；
当滑片位于a 端时滑动变阻器与光敏电阻串联，电压表测光敏电阻两端的电压，电流表测电路中的电流，由表可知，I=0.1A ，热敏电阻的电压为2V ， 故总电阻为：Ω===
1201.012A
V I U R 总, 热敏电阻的阻值：Ω===
201.02A
V
I U R 热敏热敏 滑动变阻器的最大电阻：Ω=Ω-Ω==10020120-热敏总R R R ab。