备战2021 中考物理专题复习 专题34 电磁继电器中考问题

专题34 电磁继电器问题

1.电磁继电器：电磁继电器是利用低电压、弱电流电路的通断，来间接地控制高电压、强电流电路的装置。电磁继电器是利用电磁铁来控制工作电路的一种开关。

2.电磁继电器的结构：电磁继电器由电磁铁、衔铁、弹簧、动触点和静触点组成，其工作电路由低压控制电路和高压工作电路组成。

3．电磁继电器作用：实质上是一个利用电磁铁来控制电路的开关。它的作用可实现远距离操作，利用低电压、弱电流来控制高电压、强电流。还可实现自动控制。

【例题】（2019四川内江）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R0为10Ω．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？

【对点练习】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Ig＝15mA，其阻值R随温度变化的规律图象如图乙所示，电源电压U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，水的比热容，c水＝4.2×103J/（kg•℃），水箱内最低温度为0℃。

（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44kg、20℃的水加热到50℃需要多少时间？

一、填空题

1.（2020湖北武汉）如图所示是一种温度自动报警器的原理图。制作水银温度计时，在玻璃管的两端分别封入一段金属丝。电池的两极分别与金属丝相连，当温度达到与电池正极相连的金属丝下端所指的温度时，电铃就响起来，发出报警信号下列说法正确的是（  ）

A. 温度计中的水银是绝缘体

B. 电铃响时，电磁铁右端是N极

C. 温度降低到74℃以下，电铃响

D. 电铃响且滑片P向左移动时，电磁铁磁性减弱

二、填空题

2.（2020湖南岳阳）图中为生活中常见的电熨斗，图乙为其结构图，图乙中的双金属片是把长和宽都相同的铜片和铁片紧密铆合在一起做成的。常温时图中的两触点相接触，受热时由于铜片膨胀比铁片明显，双金属片会向______（选填“铜片”或“铁片”）一侧弯曲，且弯曲程度随温度的升高而增大。当金属底板的温度达到设定的温度时，由于双金属片的弯曲而使图中的两触点分离，切断工作电路。用该熨斗熨烫丝织衣物时，需将设定的温度调低，调温旋钮上的升降螺丝应______（选填“向上”或“向下”）调节。

3.小明同学利用电磁继电器设计了一个自动恒温加热鱼缸，如图所示，A为一段软导线，B为一个小型电热器，其铭牌如图所示。该装置应选用插有金属丝的______（选填“酒精”“煤油”或“水银”）温度计，能使鱼缸中的水温大致保持在______℃，电磁铁上端的磁极是______（选填“N”或“S”）。该装置某次连续正常工作半小时，可使鱼缸中20kg水的温度最高升高______℃。

4.如图是一个温度自动报警器的工作原理电路图。当控制电路中有电流通过时，电磁铁左端为    极。

在使用中发现，当温度达到设定值时，电铃没有报警。经检查，各元件完好、电路连接无误，则可能是

因为       （任写一种）导致工作电路没有接通。

5.图甲为热敏电阻的R﹣t图象，图乙为用此热敏电阻R和电磁继电器组成的一个简单恒温箱温控电路（U为恒压电源），继电器线圈的电阻为150Ω，图中的”电源”是恒温箱加热器的电源，当线圈中的电流大于或等于20mA时，衔铁被吸合，加热器停止工作，实现温控。

（1）恒温箱内的加热器应接在        （选填“A、B“或“C、D”）端

（2）要实现对50℃﹣100℃之间任一温度的控制，该装置恒压电源U至少为      V．若恒压电源U为6V，则滑动变阻器R′的最大阻值至少为      Ω。

6.如图所示是一个水位自动报警器的原理图．水位到达金属块A之后，________(选填“红”或“绿”)灯亮；当绿灯亮时电磁铁_________(选填“有”或“无”)磁性．

三、作图题7．（2019湖北随州）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。

四、综合应用题

8.（2019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。

（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。

9.（2020宁波模拟）为响应宁波市政府提出的“创建海绵型城市”的号召，小科设计了如图所示的市政自动排水装置模型，控制电路由电压为12V、最大容量为100Ah的蓄电池供电，蓄电用“发电玻璃”制成的太阳能电板充电。为定值电阻，R为压敏电阻，压敏电阻通过杠杆ABO与圆柱形浮体相连，AB：BO=4：1，压敏电阻的阻值随压力变化的关系如下表。（压板、杠杆和硬质连杆的质量及电磁铁线圈电阻忽略不计，所用绿灯、红灯及排水泵的额定电压均为220V）

按照设计要求，当水位上升到浮体刚好全部浸水中时，压敏电阻受到压力为360N，通过电磁铁线圈的电流为100mA，排水泵启动；当水位回落到浮体只有体积浸入水中时，杠杆ABO仍处于水平位置，线圈中电流为30mA，排水泵停止工作，则小科应选择重力为多大的浮体？

10．（2019广西北部湾）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。

11．（2020湖北孝感）如图所示电路，是某学校楼道自动控制照明系统，已知控制电路电源电压U=4.5V，电磁继电器线圈电阻R1=5Ω，滑动变阻器R2最大阻值25Ω．R3是一光敏电阻，其阻值随“光照度E”的增大而减小，且成反比，其具体关系如下表所示（光照度E的单位是：勒克斯，符号Lx；光越强，光照度越大）。当线圈中电流减小至I0=90mA时，电磁继电器衔铁被弹簧拉起，启动照明系统，利用该装置可以实现当光照度低至某一设定值E0时，照明系统内照明灯自动工作。

（1）根据表格中数据写出光敏电阻的阻值R3与光照度E的函数关系式。

（2）闭合开关，把滑片移到最右端（b端），求照明系统启动时的光照度E0是多少？如果光照度E为2Lx时并保持1min不变，这段时间内R2消耗的电能是多少？

12．（2019内蒙古巴彦淖尔）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。

（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。