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专题三 电磁继电器计算与家庭电路故障
【知识梳理】
一、电磁继电器
实质上是一个由 电磁铁 来控制的 开关 。
（1）工作过程：控制电路通电，电磁铁有磁性，吸引衔铁，达到控制作用。
（2）作用：实现远距离操作，利用低电压、弱电流控制高电压、强电流。
（3）如图所示的继电器主要由电磁铁A 、衔铁B 、弹簧C 、动触点D 等组成。
①当低压电源的开关闭合时，控制电路中有电流通过，电磁铁A产生磁性，吸引衔铁B，使动触点与红灯触点分离，而与绿灯触点接通(如图乙所示)，故红灯熄灭，绿灯亮起，电动机开始工作。
②当低压电源的开关断开时，电磁铁A失去磁性，衔铁B在弹簧C的作用下被拉起，使动触点与绿灯触点分离，而与红灯触点接通(如图甲所示)，故红灯亮起，绿灯熄灭，电动机停止工作。
【题型精炼】
1．（2025八下·金华月考）随着县域经济发展，近年来高楼大厦逐渐增多，电梯为居民的出入提供了很大的便利。出于安全考虑，电梯设置有超载自动报警系统，其工作原理如图甲所示。R1为保护电阻，R2为压敏电阻，其阻值随压力F大小变化如图乙所示，电梯底架自重和电磁铁线圈的阻值都忽略不计。
（1）电梯超载时，衔铁被电磁铁吸住，触点K与触点　 　接触，电铃发出警报声；
（2）根据图乙可知：压敏电阻R2的阻值随压力的增大而　 　(选填增大或减小)
（3）如图甲，控制电路的电源电压为6伏，R1=110欧，当电磁铁线圈电流达到50毫安时，衔铁刚好被吸住。若该电梯厢内乘客总重为10000N时，试通过计算说明电梯是否超载。
【答案】（1）B
（2）减小
（3）解：R＝U/I=6V/0.05A=120Ω ，R2＝120Ω-110Ω=10Ω 由乙图可知，当 R2＝10Ω时，F＝8000N G=F＝8000N ＜10000N，所以电梯超载（其他解法也可）
【知识点】电磁铁的其他应用
【解析】【分析】（1）超载自动报警系统实质就是电磁继电器的应用，电梯超载时，衔铁被电磁铁吸住，触点K与触点B接触，电铃工作电路接通。
（2）根据图像分析即可。
（3）首先根据R=U/I计算出总电阻，再根据R2=R-R1计算出压敏电阻的阻值，然后根据图像确定此时受到的压力，最后将乘客的重力与这个压力进行比较即可。
【解答】（1）电梯超载时，压敏电阻R2受到的压力F增大时，其阻值减小，控制电路中的电流增大，从而使电磁铁的磁性增强，磁性达到一定程度时，衔铁被电磁铁吸住，触点K与触点B接触，电铃报警，电梯不工作。
（2）由乙图可知，当压力变大时，压敏电阻阻值变小。
（3）R＝U/I=6V/0.05A=120Ω ，R2＝120Ω-110Ω=10Ω 由乙图可知，当 R2＝10Ω时，F＝8000N G=F＝8000N ＜10000N，所以电梯超载。
故答案为：（1）B；（2）减小；（3）超载。
【举一反三】
1．（2025义乌·八下月考）光敏电阻在各种自动化装置中有很多应用，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)
（1） 导线　 　(填“A”或“B”)连接家庭电路中的零线。
（2）小柯的设计要求是： “智能家居照明灯”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端向 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 U0不变)
【答案】（1）B
（2）减小
（3）当滑片位于b端时， 由图可知电源的电压U=12V；
当滑片位于 a端时， 由图可知， l=0.1A， U光敏=2V，
则电路中的总电阻
光敏电阻的阻值
滑动变阻器的最大阻值
【知识点】欧姆定律及其应用；电磁铁的构造和原理
【知识梳理】
一、家庭电路的组成
家庭电路由 进户线 、 电能表 、 总开关 、 保护装置 、 插座 、 电灯 和开关等部分组成。
二、火线和零线
（1）进户线一般有两根—— 零线 和 火线 ，二者之间的电压正常值为 220 伏。
（2）开关一般接在火线上。
（3）家用电器的插座和电灯之间是并联的。
（4）辨别火线和零线用 测电笔
三、测电笔
（1）测电笔由金属笔卡、 氖管 、电阻（大约1000千欧）和 笔尖金属体 组成。
（2）使用测电笔时，用手接触 金属笔卡 ，笔尖接触 待测导线 。若氖管发光，表明接触的是 火线 ；不发光则接触的是 零线
四、保险丝（熔断器）
（1）保险丝的作用： 当电路中电流过大时，保险丝会自动熔断，切断电路，确保用电安全。
（2）保险丝的选用原则
①保险丝一般由 熔点较低 的金属合金制成。
②选用保险丝时，应使保险丝的额定电流 等于或 稍大于 电路中正常工作时的电流。
③勿用 铜丝或铁丝 代替保险丝。
（3）连接方法：串联 在干路（火线）上。
五、断路器（比保险丝更方便）
（1）断路器的作用：当流过断路器的电流 超过 额定电流时，断路器会 自动断开 ，切断电路，保护电路。
（2）原理：电流过大时，双金属片被过度加热，发生弯曲，使接触点在弹簧拉力作用下被断开，电路切断，从而起到电路过载或短路时的保护作用。
（3）断路器相当于闸刀开关和熔断器的作用。
（4）当电路被熔断器或断路器切断后，不要急于更换保险丝或使断路器复位，应 先找出故障原因并排除故障后 再接通电路
六、插座
（1）插座一般分为 两孔式 插座和 三孔式 插座。
（2）两孔式插座的一个孔接 火线 ，另一个孔接 零线 。
三孔式插座的接法：左 零 右 火 上 接地
（3）为了安全，功率较大的用电器应用 三脚插头 。一旦用电器的 火线 的绝缘层被破坏，与火线接触的金属壳上就有 220 伏的电压，人与之接触就会发生触电事故，而外壳接地，电流就会经接地线进入 大地 。
【题型精炼】
1．（2025八下·义乌月考）现代家庭用电安全尤为重要，如图所示，用电器R接在电压为220V的电源上时，正常工作时的电流为9A，电路中还有额定电流为10A的保险丝。如表提供了一组人体电阻数据。
测量项目 完全干燥时 出汗或潮湿时
手与手之间电阻 200kΩ 5kΩ
手与脚之间电阻 300kΩ 8.8kΩ
手与塑料鞋底之间电阻 8000kΩ 10kΩ
（1）保险丝是由电阻率大，熔点较 　 　(选填“低”或“高”)的铅锑合金制成的。
（2）一个出汗的人，穿塑料鞋站在地上，由于不小心，手接触火线，发生触电事故，请通过计算说明保险丝会不会自动切断。
（3）某同学用测电笔检测a点，发现氖管正常发光。已知氖管正常发光时的电压为70伏，内部大电阻为1.5×106欧，在忽略人体电阻的情况下，从流过人体的电流角度看，是否存在危险 请通过计算说明。(人体的安全电流为30毫安以下)
【答案】（1）低
（2）由表格数据可知，一个出汗的人，穿塑料鞋站在地上的电阻R人=10kΩ=10000Ω，
则手接触火线时通过人体的电流：
，
根据并联电流特点知，
通过保险丝的电流I总=9A+0.022A=9.022A，小于保险丝的额定电流10A，所以保险丝不会熔断；
（3）测电笔中氖管与大电阻串联，根据串联电压特点，
大电阻的电压U大=U-U氖=220V-70V=150V；
根据欧姆定律，通过大电阻的电流；不存在危险。
【知识点】家庭电路的组成与连接；家庭电路的故障分析；熔断器的作用及保险丝的选择方法
【解析】【分析】（1）保险丝的作用是：在电路电流过大时，能够自动熔断，切断电路。保险丝是由电阻率大、熔点低的铅锑合金制成；
（2）由表格数据可知，一个出汗的人，穿塑料鞋站在地上的电阻，根据欧姆定律求出通过人体的电流，计算电路的总电流与熔断丝的额定电流进行比较，即小于熔断丝的额定电流时，熔断丝则不会断，相反会被烧断；
（3）测电笔使用时与人体串联，根据欧姆定律计算测电笔的电流，即通过人体的电流，判断是否安全。
【解答】 （1）保险丝是由电阻率大、熔点低的铅锑合金组成；
【举一反三】
1．（2024八下·杭州期中）图甲为某家用电路示意图，为防止电路短路而引发火灾，小明欲将某款双金属片段路器接入该家庭电路中，图乙为断路器分别在“电路正常”和“某处短路”两种状态的示意图。
（1）图甲中灯泡与插座的联接方式是　 　；
（2）将断路器接入图甲中M处时，应选择a、b、c中的　 　两个接线柱；
（3）小明将该断路器接入图甲中N处，在使用中因电灯L发生短路导致断路器断开，若用测电笔测试插座三个孔的带电情况，其中能使氖管发光的是　 　。
A．接地插孔 B．零线插孔 C．火线插孔
【答案】并联；a、c；BC
【知识点】家庭电路的故障分析；测电笔的使用
1．（2024八下·临海期中）如图所示的家庭电路中，电动机突然停止工作，闭合开关S，灯泡L发光。用测电笔测试插座的两个插孔，测电笔都不发光，若电路只有一处故障。下列说法中正确的是（　　）
A．a、b两点间发生断路 B．b、c两点间发生断路
C．c、d两点间发生断路 D．电动机发生短路
【答案】A
【知识点】家庭电路的故障分析
【解析】【分析】电动机停止工作，而灯泡能正常发光，说明故障出现在灯泡电路后。测电笔测插座两孔都不发光，说明火线断路，所以，根据图示，只能是ab间断路。
【解答】A、根据分析，只能是ab间断路，故A正确
B、如果 b、c两点间发生断路，那么电动机所在电路正常，不会停止工作，故B错误
C、如果c、d两点间发生断路，那么插座只有零线断路，火线正常，测电笔测右侧火线插孔时，会发光。故C错误。
D，如果电动机短路，那么导致零火线短路，那么家庭电路断路器会断开，灯泡不能发光，故D错误。
故选A
2．（2023八下·义乌期中）如图所示，一个带金属外壳的用电器，有甲、乙、丙三个触点（可以接通或断开），使用过程中，当人站在地上，身体一部分接触到金属外壳时，最有可能造成触电事故的是三个触点处于（　　）
A．触点甲、乙、丙均接通 B．触点甲、丙断开，触点乙接通
C．触点甲、乙断开，触点丙接通 D．触点甲接通，触点乙、丙断开
【答案】B
【知识点】家庭电路的故障分析；安全用电原则
【解析】【分析】 接地线的作用是当金属外壳带电时，能将电流通过接地线导入大地，防止人触电。
【解答】A甲乙丙都接通时，即使人触电 ，电流可通过接地线导入大地，所以不会触电，故A错误；
B.甲丙断开，无法导入大地，当用电器带电时，通过乙到人体，所以会触电，故B正确；
C.甲乙断开，若用电器带电金属外壳的电会通过丙导入大地，不会触电，故C错误；
D.甲接通，即使外壳带电可以通过甲导入大地， 不会到人体，所以不会触电，故D错误。
故答案为：B。
3．（2021八下·瓯海期中）如图是某家庭电路的一部分，下列说法正确的是（　　）
A．闭合开关S时，电灯不亮，保险丝未烧断，可能是电灯短路
B．断开开关S时，用测电笔接触A点氖管发光，接触B点时氖管不会发光
C．电冰箱接入三孔插座后其外壳与零线相连
D．保险丝烧断后可用铜丝代替
【答案】B
【知识点】家庭电路的组成与连接；家庭电路的故障分析
【解析】【分析】（1）（2）根据家庭电路的连接的知识分析；
（3）根据三孔插座的接线方法判断；
（4）根据保险丝的作用和特点判断。
【解答】A.闭合开关后，如果灯泡短路，则整个电路短路，此时保险丝肯定熔断，故A错误；
B.断开开关S后，A点与火线相连，测电笔接触时发光；B点与火线断开，测电笔接触时不发光，故B正确；
C.电冰箱接入三孔插座后，它的外壳与地线相连，故C错误；
D.保险丝的电阻率大而熔点低，而铜丝电阻率小熔点高，二者不能相互替换，故D错误。
故选B。
4．如图是某同学家中的部分电路，开始时各部分工作正常，将电饭煲的插头插入电源的三孔插座后，正在烧水的电热壶突然不能工作，但电灯仍正常发光．拔出电饭煲的插头，电热壶仍不能工作，把测电笔分别插入插座的左、右孔，氖管均能发光．则可以判断出电路的故障是（　）
A．电热壶所在电路的B、D两点间断路
B．插座的接地线断路
C．电路的C、D两点间导线断路
D．电路的A、B两点间导线断路
【答案】C
【知识点】家庭电路的故障分析
【解析】【分析】本题考查了家庭电路故障的检修。正在烧水的电热壶突然不能工作，但电灯仍正常工作，说明有地方开路了，测电笔能亮，说明火线上有电，而零线上本该不亮，但也亮了，说明是零线开路了。
【解答】电灯仍正常工作，说明不是保险丝烧坏了，没有发生短路，而把测电笔分别插入插座的左、右插孔，氖管均能发光，说明火线有电，而零线开路了，且是在C、D之间开路。
故选C
5．（2024八下·杭州期中）如右图所示家庭电路中，当开关S闭合后，灯泡L不亮，用试电笔测试c、d两点时，氖管都发光，测试a、b两点时，只有a点氖管发光，则故障可能是（　　）
A．b、c 之间某处断路 B．a、d 之间某处断路
C．火线与零线短路 D．电灯的灯丝断了
【答案】A
【知识点】家庭电路的故障分析
【解析】【分析】电灯L不亮，而点c能使测电笔亮，说明c到零线b之间开路。
【解答】ABD、如图，当开关S闭合后，灯泡L不亮，用试电笔测试c、d两点时，氖管都发光，说明c、d都与火线相连通，即c点、d点到火线间没有断路。测试a、b两点时，只有a点氖管发光，则b点氖管不发光，说明b点没有与火线相连通，所以b、c之间某处断路，故A符合题意，BD不符合题意；
C、若火线与零线短路，则保险丝熔断或空气开关跳闸，整个电路断开，用测电笔测试各个点时，氖管都不发光，故C不符合题意。
故答案为：A。
（5题图） （6题图）
6．（2024八下·浙江期中）如图所示，闭合开关S后，发现电灯L不亮，且保险丝没有熔断。某同学用测电笔测试灯头的两根电线C、D，发现这两处都能使测电笔的氖管发光，再用测电笔测试火线A和零线B时，氖管在测火线A时能发光，在测零线B时不发光。那么可以判定故障是 (　　)
A．火线和零线短路 B．电灯L短路
C．电线AC段某处断路 D．电线BD段某处断路
【答案】D
【知识点】家庭电路的故障分析
【解析】【分析】 保险丝没有熔断，说明没有发生电流过大的情况； 测量火线氖管发光，证明进户火线正常； 测量零线不发光，说明零线也正常，据此分析判断。
【解答】 A.氖管在测火线A时能发光说明火线正常，故A不合题意；
B.如果灯泡被短路，则电路中电流过大会把保险丝烧断，而题目中保险丝没有问题，故B不合题意；
C.如果A、C处有断路，则用氖管测D点时不会发光，故C不合题意；
D.由以上分析可知，A至D处都没有问题，所以问题一定是在电线BD段； 当用测电笔测B时不发光，说明零线是正常的； 那么只有BD段某处断路，会造成题目描述的现象，故D符合题意。
故选D。
7．（2024八下·杭州期中）如图所示的家庭电路中，闭合开关S后灯泡不亮。用测电笔检测插座的两孔，发现插入左右孔时氖管都发光。用测电笔检测A点氖管发光，检测B点也发光。发生这一现象的原因可能是（　　）
A．灯泡断路 B．灯泡短路
C．进户零线断路 D．进户火线断路
【答案】C
【知识点】家庭电路的故障分析
【解析】【分析】测电笔接触火线氖管发光，测电笔接触零线不发光，据此分析判断。
【解答】根据图可知，闭合开关后，B点与火线相连，氖管发光是正常的。而B点通过A点与火线相连，此时B点发光，说明B点与零线断开，即进户线零线断路，故C正确，而A、B、D错误。
故选C。
8．（2024八下·浙江期中）如图是部分家庭电路示意图，晚上亮着的灯突然熄灭，用测电笔测 P、M、N、Q四个点，发现测电笔只有在 Q 点处不发光，则电路故障可能是（）
A．保险丝烧断了 B．M点与N 点之间断路
C．N点与 Q 点之间断路 D．Q点与零线之间断路
【答案】C
【知识点】家庭电路的故障分析
【解析】【分析】使用测电笔时，用手接触笔尾的金属体，笔尖接触被检测电线，若测电笔氖管发光，则被检测的电线是火线，否则为零线；测电笔测试图中的P、M、N、Q四点， 只有在 Q 点处不发光 ，据此判断
【解答】灯突然熄灭，说明电路断路。使用试电笔时，用手接触笔尾的金属体，笔尖接触被检测电线，若测电笔氖管发光，则被检测的电线是火线，否则为零线； 用测电笔测 P、M、N、Q四个点，发现测电笔只有在 Q 点处不发光，说明P、M、N与火线连通，故保险丝不可能烧断，所以故障是N点与 Q 点之间断路 （Q点、N通过灯泡与火线相连）。故ABD错误，C正确。
故答案为：C。
9．（2024八下·苍南期中）一条刚接好的家庭电路，安装了三盏规格相同的灯泡，当开关闭合，保险丝熔断。为了检测线路故障，将同规格的灯泡L0接在装保险丝的两个接线柱上（如图）。当只闭合S1时，L0正常发光：当只闭合S2时，L0和L2发光都偏暗；当只闭合S3时，L0不发光。则下列判断正确的是（　　）
A．灯泡L1所在支路短路
B．灯泡L2所在支路断路
C．灯泡L3所在支路正常
D．同时闭合S1、S2、S3，四盏灯泡均能发光
【答案】A
【知识点】家庭电路的故障分析
10．（2024八下·吴兴期中）如图所示为小刚所连的两盏白炽灯和两个插座的电路图。通电后发现不能正常工作。下面几个措施中可能引起危险的是（　　）
A．拆掉开关S2，两条导线连在一起
B．拆掉开关S3，两条导线连在一起
C．拆掉插座甲，两条导线连在一起
D．拆掉灯泡丙，两条导线连在一起
【答案】D
【知识点】家庭电路的故障分析
【解析】【分析】对各个选项进行分析，确定是否会发生短路，进而判断是否会发生危险。
【解答】A．根据图片可知，拆掉开关S2，两条导线连在一起，此时不会发生短路，故A不符合题意；
B．拆掉开关S3，两条导线连在一起，灯泡乙与插座甲串联，此时不会发生短路，故B不符合题意；
C．拆掉插座甲，两条导线连一起，闭合S3，形成通路，灯泡乙发光，此时不会发生短路，故C不符合题意；
D．拆掉灯丙，两条导线连在一起，当开关S1闭合时，将发生短路，会因电路中电流过大，易引起火灾，符合题意。
故选D。
11．（2024八下·吴兴期中）小明家的家庭电路如图所示，小明闭合开关S，电灯正常发光，分别将台灯与洗衣机插入P、Q插座中，发现它们不能工作，于是小明拔下台灯的插头，用试电笔检测P插座，左右两孔都能使测电笔的氖管发光，则小明家电路出现的故障可能是（　　）
A．进户零线断路 B．AB间断路
C．进户火线断路 D．BC间断路
【答案】B
【知识点】家庭电路的故障分析
12．（2019八下·衢州期中）家里某用电器发生短路，熔丝立即熔断，用下列方法进行检测，如图所示，断开所有用电器的开关，用一个普通的白炽灯L作为“校验灯”，与熔断的熔丝并联，然后只闭合S、S1，若L发出暗红色的光（发光不正常），说明L1　 　；只闭合S、S2，若L正常发光，说明 L2　 　。（都选填“正常”、“短路”或“断路”）
【答案】正常；短路
【知识点】家庭电路的故障分析
【解析】【分析】（1）当灯泡的电压等于电源电压220V时正常发光；
（2）在串联电路中，总电压等于各处电压之和，其中每个用电器的电压都会小于总电压。
【解答】只闭合S、S1，这时灯泡L与灯泡L1串联，根据串联电路的电压特点可知，它们两个灯泡的实际电压都会小于220V，因此它们的亮度都会变小，即发出暗红色的光，说明灯泡L1正常；
只闭合S、S2时，灯泡L与灯泡L2串联，如果L正常发光，说明它两端的电压等于220V，那么灯泡L2分得的电压为0且电路为通路，只能是灯泡L2短路。
故答案为：正常；短路
13．（2024八下·余杭期中）测电笔可用来辨别火线和零线，当氖管发光时说明接触的是火线。在图甲中正确 的使用方法是　 　 (填 “A” 或 “B”) 。 图乙所示的是家庭电路中的某一部分，电工师 傅在检查电路的过程中发现：闭合开关 S1 和 S2， 只 有L1 发光，用测电笔测 a 、b 、c 、d 四个接线点，发现只有在c 点氖管不发光，若电路中只有一处故障，则是　 　 ( 填“ab 间断路”“cd间断路”或“L2 断路”)。
【答案】B；cd间断路
【知识点】家庭电路的故障分析；测电笔的使用
【解析】【分析】（1）根据测电笔的使用方法判断；
（2）测电笔接触火线时发光，接触零线时不发光，据此分析解答。
【解答】（1）使用测电笔时，人体必须与尾部的金属体接触，则正确的是B；
（2）根据图片可知，灯泡L1正常发光，说明a点与火线连通，c点与零线连通。b点与火线直接相连，测电笔发光属于正常，而d点与零线相连，测电笔应该不发光。而实际上d点时测电笔发光，说明d点与零线断开，因此故障为cd之间断路。
14．（2024八下·东阳期中）近几年各大城市老小区改造，不少多层楼房安装了电梯。出于安全考虑，电梯都设置超载自动报警系统，其工作原理如图甲所示，电路由工作电路和控制电路组成。在工作电路中，当电梯没有超载时，触点K与触点A接触，闭合开关S，电动机正常工作；当电梯超载时，触点K与触点B接触，电铃发出报警铃声，闭合开关s，电动机不工作。在控制电路中，已知电源电压，保护电阻，电阻式压力传感器（压敏电阻）的阻值随压力F大小变化如图乙所示，电梯底架自重和电磁铁线圈的阻值都忽略不计。
（1）控制电路电磁铁上端为　 　极（填“N”或“S”），当人进入电梯后，压敏电阻受到的压力F将增大，其阻值　 　（填“增大”“不变”或“减小”）。
（2）若电磁铁线圈电流达到15mA时，衔铁刚好被吸住，电铃发出警报声。请你设定该电梯最多乘坐几人？（以每人50kg计算，且g取10N/kg）
【答案】（1）N；减小
（2）电铃报警时，控制电路的电流为15毫安，
，
所以压敏电阻
由图乙可得；
所以最多可搭乘人数
答：该电梯最多乘坐16人。
【知识点】电阻和电阻的串联、并联；欧姆定律及其应用；通电螺线管的极性和电流方向的判断
【解析】【分析】（1）①根据安培定则判断电磁铁的极性；
②根据乙图确定压敏电阻的阻值变化规律。
（2）首先根据计算此时的总电阻，然后根据R2=R-R1计算压敏电阻的阻值，接下来根据乙图确定受到的压力，最后根据计算搭乘人数。
【解答】（1）①根据甲图可知，线圈上电流方向向右。右手握住螺线管，弯曲的四指指尖向右，此时大拇指指向上端，则上端为N极；
②根据乙图可知， 当人进入电梯后，压敏电阻受到的压力F将增大，其阻值减小。
15．（2024八下·长兴期中）小强利用压力传感器、电磁继电器、阻值可调的电阻R等元件，设计了一个汽车超载自动报警电路，如图甲所示。他了解到这种压力传感器所受压力越大时，输出的电压就越大，二者的关系如图乙所示。闭合开关，当继电器线圈中电流大于或等于20mA 时，衔铁被吸合。已知传感器的输出电压即为继电器控制电路的电源电压，线圈的电阻为20Ω。
（1）车辆不超载时，工作电路中绿灯亮；当传感器所受压力增大到一定程度时，红灯亮，说明汽车超载。请你判断灯　 　（填“L1”或“L2”） 是红灯。
（2）某水平公路桥禁止质量大于或等于 20t的车辆通行，要用小强设计的装置为此桥报警，R的阻值应调节为多少？ （g取10N/Kg）
（3）在水平路面上，要使该装置报警，通过车辆的最小重力为多少？
【答案】（1）L2
（2）车对水平地面的压力F=G=mg=20×103kg×10N/kg=2×105N；
根据图乙可知，此时的输出电压U=1V；
电路总电阻：；
电阻R的阻值：R=R总-R线圈=50Ω -20 Ω =30Ω；
（3）使电磁继电器衔铁闭合的最小电流I=20mA=0.02A，继电器线圈的电阻R线=20Ω要使该装置报警，压力传感器输出的电压最小值为：
U0=IR线圈=0.02A×20Ω=0.4V，
由图象可知，此时压力传感器受到的压力：F'=0.8×105N；
那么通过车辆的最小重力G=F'=0.8×105N。
【知识点】欧姆定律及其应用；电磁继电器的组成、原理和特点
【解析】【分析】分析清楚电路结构，根据电路结构分析答题。车对水平地面的压力等于它的重力，由图象求出压力传感器的阻值，然后由串联电路特点与欧姆定律求出R阻值.当R为零时，由欧姆定律求出线圈两端电压，然后由图象求出此时压力传感器受到的压力，即车轮的最小重力。
【解答】（1）由图示可知，车辆不超载时，衔铁接上端，L1亮，车辆超载时，衔铁接下端，L2亮，由题意知，L2是红灯，L1是绿灯。
（2）车对水平地面的压力F=G=mg=20×103kg×10N/kg=2×105N由图象可知，此时的输出电压U=1V，由欧姆定律可知电路总电阻
电阻R的阻值R=R总-R线圈=50Ω-20Ω=30Ω
（3）使电磁继电器衔铁闭合的最小电流I=20mA=0.02A
继电器线圈的电阻R线=20Ω，要使该装置报警，压力传感器输出的电压最小值为
U0=IR线=0.02A×20Ω=0.4V
由图象可知，此时压力传感器受到的压力，即车轮的最小重力F'=0.8×105N=8×104N
16．（2024八下·杭州期中）某学习小组设计了一个孵化器的恒温装置，图甲为热敏电阻R、滑动变阻器RI和继电器等成的恒温箱的简单温控电路。为继电器线圈供电的电池的电压为6伏，图中的“电源”是恒温加热箱的电源，继电器线圈的电阻为100欧。当线圈中电流大于或等于20毫安时，继电器的衔铁被吸合，图乙为热敏电阻的R-t图像。
（1）恒温箱的加热器应接在　 　端；（选填“AB”或“CD”）
（2）孵化小鸡时，恒温箱的温度设定为40℃，则滑动变阻器R1应取多大阻值　 　
（3）不同孵化时期所需要的孵化温度略有不同，如要调低孵化温度，应如何调节滑动变阻器的滑片，并说明理由　 　。
【答案】AB；；见解析
【知识点】欧姆定律及其应用；电磁继电器的组成、原理和特点
【解析】【分析】（1）根据甲图分析温度高到设定温度时衔铁被吸下来时的工作状态，进而确定加热电阻的位置；
（2）根据乙图确定40℃时热敏电阻的阻值，根据计算总电阻，根据计算变阻器接入的阻值即可；
（3）电磁铁吸合时磁场强度不变，即电流大小不变，也就是总电阻不变，据此分析温度降低时变阻器的阻值变化即可。
【解答】（1）根据图乙可知，当恒温箱内温度达到一定程度时，热敏电阻R的阻值变小，控制电路中的电流增大，衔铁被吸引闭合，断开AB所在的电路。由于此时恒温箱不加热，所以加热器应接在AB端。
（2）由图乙可知，温度为40℃时 热敏电阻的阻值为，
此时控制电路的总电阻为；
此时滑动变阻器R1的阻值为；
（3）电磁继电器吸引衔铁闭合时，所需的电流大小为定值，则控制电路中的总电阻也为一个定值。当降低孵化温度时，热敏电阻R的阻值增大，总电阻要保持不变，滑动变阻器接入电路的阻值应该减小。
17．（2024八下·杭州期中）某项目学习小组计划为教室设计一款可温控的空调（电路设计如图）。已知左边控制电路电源电压为6V恒定不变，电磁继电器的线圈电阻R0=5Ω，R 为热敏电阻，其阻值随温度的变化如下表所示。当继电器线圈的电流大于或等于20mA时，继电器的衔铁被吸下，右侧空调开始工作。
温度t/℃ 0. 5 10 15 20 25 30 35 40
电阻R/Ω 500 445 415 385 355 325 295 265 235
（1）【产品原理】随着教室内温度的升高，由表可知热敏电阻Rx的阻值会　 　（选填“增大”、“减小”或“不变”）。当电流达到20mA时，衔铁被吸下，右侧空调电路接通，空调开始工作。在空调的制冷模式下室内温度逐渐降低，当温度降低到一定值时，弹簧将衔铁弹起，右侧空调电路断开，空调停止工作，这样就实现了根据温度自动控制；
（2）【产品测试】试通过计算说明该空调的启动温度t是多少摄氏度　 　；（写出计算过程）
（3）【产品评价】该小组制定了项目成果评价表，下表是其中一个指标内容。请依据下表先评价该产品达成情况的等级　 　（“3分”或“1分”），再简要说明你的评价理由　 　；
指标内容 评价等级 3分 1分
指标1 空调的风速是否可调 风速可调 风速不可调
… … … …
（4）【产品升级】有细心的同学发现该设计存在一个问题：当教室无人时，室内温度一旦达到启动温度，空调也会自动工作，这样就不符合“节能降耗”要求。请你提出一种可行的电路修改方案：　 　。
【答案】减小；30℃；1；根据图片可知，工作电路中只有空调，即电路中的电路阻值不可变，那么电流不变。根据P=UI可知，功率一定，因此风速不可调，等级为1分。；在控制电路中，加一个是否有人的控制开关，串联在电路中，即当温度到达一定和房间有人后，电路为通路。
【知识点】欧姆定律及其应用；电磁继电器的组成、原理和特点
【解析】【分析】（1）根据表格数据分析热敏电阻的阻值随温度的变化规律；
（2）当继电器线圈的电流大于或等于20mA时，根据计算此时的总电阻，根据计算此时热敏电阻的阻值，根据表格确定此时的温度即可；
（3）当空调的功率改变时，空调的风速自然改变，根据图片分析工作电路的特点即可；
（4）增加一个开关，无人时关闭，有人时打开，就能符合要求。
【解答】（1）根据表格数据可知，随着教室内温度的升高，热敏电阻Rx的阻值会变小。
（2）当继电器线圈的电流大于或等于20mA时
电路中的电阻为，
热敏电阻的阻值为，
根据表格可知，此时的温度为30℃。
18．（2024八下·温州期中）某项目化学习小组开展“自制热水器”活动，大家一起讨论制定了如表1的项目成果评价表。
表1项目成果评价表
指标 优秀 良好 待改进
一 既能调节水温，又能调节水位 能调节水位水温中的一项 都不能调节
二 水位到一定高度能自动加热 注水就开始加热 手动控制加热
【设计产品】如图甲所示为小科设计“电热水器”的原理模型，工作电路分为注水系统和加热系统。如图乙所示为“电热水器”模型，力敏电阻R1、R2位于水箱底部，热敏电阻R3和电热丝R4位于水箱内部。
两个力敏电阻R1、R2的阻值随水位h变化如下表所示。热敏电阻R3阻值随温度变化如图丙所示：
h（厘米） 0 5 10 15 20 25 30 35 40
R1（欧） 3 7 11 15 20 26 33 42 50
R2（欧） 15 24 34 47 60 73 89 103 120
【工作原理】当开关S1和S2都闭合后：
电磁铁1将衔铁a上吸与触点A结合，注水系统开始工作，水位开始上升；
电磁铁2将衔铁b上吸与触点B分开，加热系统不工作。
当电磁铁2中的电流小于或等于0.04安，-衔铁b下落，加热系统开始工作，此时水位继续上升。
当电磁铁1中的电流小于或等于0.2安时，衔铁a下落，注水系统停止工作，水位保持不变。此时，电热丝继续加热。
当电磁铁2中的电流大于或等于0.05安时，衔铁b上吸，加热系统停止工作。
（1）随着水位的不断上升，电磁铁1的磁性如何变化　 　（填“变大”、“变小”、或“不变”）；
（2）调试产品：电源电压U1为4伏，请计算该热水器能达到的最高水温　 　（写出计算过程弹簧和线圈电阻均忽略不计）；
（3）评价产品：根据指标一，该电热水器评为待改进，为使产品达到优秀指标，小科认为在电磁铁1、2所在支路个串联一个滑动变阻器。小科认为只需在电磁铁1中串联一个滑动变阻器就可以使指标1达到优秀。请阐述小科的理由　 　
【答案】变小；60℃；见解析
【知识点】欧姆定律及其应用；电磁继电器的组成、原理和特点；电磁铁的其他应用
【解析】【分析】 （1）影响电磁铁磁性强弱的因素是电流大小和线圈匝数；结合表格数据及欧姆定律可得结论；
（2）根据并联电路电压特点结合欧姆定律计算当电磁铁1中的电流等于0.2A时，控制电路左侧力敏电阻R接入电路的阻值，由表格数据可知此时的水位和力敏电阻R2接入电路的阻值；根据欧姆定律计算当电磁铁2中的电流等于0.05A时控制电路右侧电路总电阻，根据串联电路电阻规律计算此时热敏电阻R接入电路的阻值，由图丙可知此时的水温；
（3）分析电路可知只要改变力敏电阻R接入电路的阻值，即可调节水位和水温，所以可在控制电路左侧电路中串联接入滑动变阻器，在通过电路电流不变的情况下，改变滑动变阻器接入电路的电阻即可改变力敏电阻R接入电路的阻值，实现调节水位和水温。
【解答】（1）根据表格数据可知，随着水位的不断上升，电磁铁1的电阻变大，通过它的电流变小，则磁性会变小。
（2）根据题意可知，当电磁铁1中的电流小于或等于0.2安时，衔铁a下落，
则可求此时电路中的电阻为，
据丙图可知，此时的温度为60℃。
（3）当停止注水时，水位达到最高，此时通过电磁铁1的电流为一定，R1与滑动变阻器的总电阻一定，要使最高水位改变，则R1的阻值发生改变，可通过调节滑动变阻器来实现；最高水位改变后R2在最高水位下的阻值发生改变，在最高或最低温时，通过电磁铁2的电流一定，R2和R3的总电阻一定，则R3随R2阻值的改变而改变，从而对应电热丝加热到不同的最高和最低温。
19．（2024八下·温州期中）在家庭电路中，断路器扮演着非常重要的角色，有热动式脱扣、电磁式脱扣，而更为常用的则是两种方式组合在一起的复式脱扣。图甲是复式脱扣空气开关的结构示意图，电磁铁与电热丝串联于主电路。当线路电流比正常稍大时，如图乙所示启动热动脱扣过程；当线路发生短路或电流严重过大时，如图丙所示启动电磁脱扣过程。
材料一：电流通过电热丝时能够产生热量，且电流越大、通电时间越长，产生热量越多。
材料二：如丁图所示双金属片由铜片和铁片组成，受热时铜片膨胀程度比铁片大。
（1）乙图的双金属片中铜片应该在　 　（填上或下）。
（2）请根据图示简单说明复式脱扣空气开关在线路发生短路或电流严重过大时只启动电磁脱扣过程的工作原理　 　。
【答案】下；当电路中的发生短路或严重过载等使电流瞬时增加很大时，电磁铁的磁性立即增强，使得衔铁被吸引下来而断路，此时由于通电时间较短，双金属片产生的热量少，没有弯曲。
【知识点】电磁继电器的组成、原理和特点
【解析】【分析】（1）根据热动断路器脱钩时弯曲方向分析；
（2）电磁铁的磁性强弱与电流大小有关。
【解答】（1）当电路中由于超负荷使得电流过大时，由于电流的热效应使得双金属片在受热时，下片比上片膨胀更多，向上弯曲，推开弹簧片即能断开电路，受热时铜片膨胀程度比铁片大，所以双金属片中铜片应该在下。
20．（2024八下·义乌期中）我国天问一号着陆器和巡视器组合体成功着陆火星，创造了中国航天史上的新里程碑，中国航天从此真正走向深空，开始探索更为广阔的宇宙，火星车在进行火星探索时，会受火星沙尘暴影响损坏太阳能电池。为此，某科研小组设计了在沙尘暴来临时能“自主休眠”的电路。如图甲，装有挡风板和滑片P的轻质滑块与轻质弹簧套在滑杆上，弹簧左端固定，右端与滑块连接。挡风板的挡风面积为0.2平方米，U电压为3伏，电磁铁La线圈电阻Ra为18欧，R是一段均匀电阻丝，总长度AB为10厘米，阻值为10欧。无风时，滑片P在B处，有风时，滑片移动，滑片移动距离PB与风力F的关系如图乙。风速与风力的关系如下表。当风速达到32米/秒时，La吸引弹性衔铁使Sa断开，探索车进入自主休眠模式。
风速（米/秒） 8 16 24 32 40 48
风力（N） 5 10 15 20 25 30
（1）由题意推断，当风速变大时，控制电路电流大小变 　 　；
（2）为满足自主休眠要求，线圈中电流多大时，La会吸引弹性衔铁？
（3）项目组同学想在自动休眠的功能上，加入电压表反映风速大小，小明设计了图丙电路。请对小明的方案进行可行性评价。
【答案】（1）大
（2）0.15A
（3）小明的方案不可行，加装一个电压表后无法实现自主休眠（合理即可）
【知识点】实验方案设计与评价；欧姆定律及其应用；电磁继电器的组成、原理和特点
【解析】【分析】 （1）滑动变阻器R和电磁铁线圈电阻Ra串联，滑动变阻器PA端接入电路，根据风速的变化判断电阻的变化，进而分析出电流的变化；
（2）当风速达到32米/秒时，La吸引弹性衔铁使Sa断开，探索车进入自主休眠模式，根据表格得出此时的风力，根据图像得出PB的长度，可得出滑动变阻器R的阻值，根据欧姆定律计算出此时电路中的电流；
（3）根据电路的特点以及需要实现的功能进行分析。
【解答】（1）根据图片可知，当风速变大时，滑片P向左移动，则变阻器接入的阻值减小。根据传来电路的电阻特点可知，总电阻减小。根据欧姆定律可知，电路中电流变大。
（2）根据表格可知，当风速达到32米/秒时，此时的风力为20N，
根据图乙可知，PB的长度为8cm， 则PA长为：10cm-8cm=2cm，
则此时变阻器的阻值，
控制电路的总电阻，
电路中的电流。
故当线圈中电流为0.15A时，La会吸引弹性衔铁。
（3）图丙所示，加装一个电压表后，滑动变阻器变为定值电阻，滑动滑片，电路中电流不发生改变 ，无法实现自主休眠，故小明的方案不可行。
（1）控制电路，滑动变阻器R和电磁铁线圈电阻Ra串联，滑动变阻器PA端接入电路，当风速变大时，滑片P向左移动，PA减小，电阻减小，电路中电流变大。
（2）当风速达到32米/秒时，La吸引弹性衔铁使Sa 断开，探索车进入自主休眠模式，根据表格得出此时的风力为20N，根据图像得出PB的长度为8cm， 已知R是一段均匀电阻丝，总长度AB为10厘米，阻值为10欧，故每厘米电阻为1欧，当PB长度为8cm 时，PA长为2cm，电阻为2欧，已知U1电压为3伏， 电磁铁La线圈电阻Ra为18欧，控制电路的总电阻
电路中的电流
故当线圈中电流为0.15A时，La会吸引弹性衔铁。
（3）图丙所示，加装一个电压表后，滑动变阻器 变为定值电阻，滑动滑片，电路中电流不发生改变 ，无法实现自主休眠，故小明的方案不可行。
21．（2024八下·杭州期中）某大桥因使用年限较长，桥体的部分区域变形影响了大桥的健康运行和过往车辆、行人的安全。导致大桥损坏的一个重要原因是过往车辆严重超载。为了能抓拍超载车辆，小林和科学兴趣小组成员决定为大桥管理者设计一个“汽车超载记录器”来进行监控管理。如图甲为该超载记录器原理图。Rx为压敏电阻，当车辆驶入被监测路段时，其阻值随它受到的压力变化而变化，变化关系如图乙所示。当电压表示数达到或超过5V时，继电器的衔铁被吸下，工作电路中的照相机就开始工作，抓拍超载车辆。已知电源电压U=10V，线圈电阻忽略不计，保护电阻R=15Ω，问：
（1）图甲中“”这个元件的名称是　 　。
（2）若某车的总质量为15t，过桥时电压表的示数是多少 　 　
（3）在保证不被该记录器所抓拍时的过桥车辆的最大质量是多少 　 　
【答案】电磁铁；3.75；30t
【知识点】重力的大小；串、并联电路的电流特点；串、并联电路的电压特点；欧姆定律及其应用；电磁继电器的组成、原理和特点
22．（2024八下·浙江期中）棚内一天二氧化碳浓度变化很大，蔬菜最适宜的二氧化碳浓度一般为0.12%—0.18%，某小组设计一款二氧化碳自动补充装置，并制定了如下评价表。
评价指标 合格 不合格
指标一：CO2浓度仪刻度 刻度均匀 刻度不均匀
指标二：大棚内CO2浓度调节 浓度可多档调节 浓度不可调节
【设计产品】如图是项目组设计的二氧化碳自动补充装置原理模型图，右侧工作电路为二氧化碳供给装置，左侧为控制电路。其中电源电压U为12V，定值电阻R0阻值为30Ω，Rx是气敏电阻，其阻值与二氧化碳浓度的关系如下表。二氧化碳浓度仪是由电流表改装成，并在电流表的表盘上标注对应的二氧化碳浓度盘上标注对应的二氧化碳浓度。
大棚中CO2浓度/% 0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3
气敏电阻Rx的阻值/Ω 40 35 30 25 20 15 10
【工作原理】当电流大于等于0.3A时，衔铁被吸下，密封塞堵住杯口；当电流表示数小于等于0.24A时，衔铁被释放。
（1）气敏电阻阻值和二氧化碳浓度的关系是　 　。
（2）调试产品：结合工作原理，请通过计算说明二氧化碳浓度是否符合要求。　 　
（3）评价产品：根据指标二，该自动补充装置被评为不合格，请提出一种改进方法使指标达到合格。　 　
【答案】气敏电阻阻值随着二氧化碳浓度的增大而减小；二氧化碳浓度不符合要求；定值电阻R0 换成滑动变阻器
【知识点】欧姆定律及其应用；电磁继电器的组成、原理和特点
23．（2024八下·浦江期中）2020年底，杭州老城区掀起加装电梯的热潮，图甲为电梯结构简图，如图乙所示为小金设计的模拟电梯升降的电路设计，A、B为电磁铁，C为橡胶棒，其上面的衔铁左右两端可上下运动，不受磁力时，衔铁回复到图示位置，1、2为两个触点，R为压敏电阻。请回答：
（1）乙图中，仅闭合控制电路中的开关S2，电磁铁B有磁性，衔铁的一端与　 　（选“1”或“2”）端点接触；
（2）若乙图中电动机所在电路的电流沿顺时针流向时，轿厢上升，则开关S2对应的按钮上应标的符号为　 　（选填“”或“”）；
（3）若电梯内超重时，电梯停止运转，则压敏电阻R应选择丙图中的　 　（选填“R1”或“R2”）；
（4）已知控制电路电源电压为10V，当电磁铁线圈中电流大于或等于200mA时，继电器的衔铁被吸合，导线和线圈电阻不计，该电梯最多能承载的质量是多少千克　 　？
【答案】2；；R1；1050kg
【知识点】欧姆定律及其应用；电磁继电器的组成、原理和特点
【解析】【分析】 （1）仅闭合控制电路中的开关S2，电磁铁B有磁性，根据图片确定衔铁的运动方向即可；
（2）电动机的转动方向与电流方向有关；
（3）电梯停止运转，A、B为电磁铁都不能将衔铁吸引下来，电路中的电流都很小，压敏电阻的阻值很大，据此判断压敏电阻的阻值与载重的关系，从而进行选择；
（4）根据欧姆定律计算继电器的衔铁被吸合时压敏电阻的最大阻值，由图丙可知最大载重，进而计算质量。
【解答】（1）根据乙图可知，仅闭合控制电路中的开关S2，电磁铁B有磁性，衔铁的右端被吸引，与2端点接触，工作电路接通。
（2）根据图片可知，当闭合开关S2时，电动机所在电路的电流方向是逆时针方向，则轿厢下降，则开关S2对应的按钮上应标的符号为：。
（3）电梯超重时，电梯停止运转，则说明A、B为电磁铁都不能将衔铁吸引下来，说明电梯超重时，压敏电阻的阻值很大，则压敏电阻的阻值随着载重的变大而变大，所以压敏电阻R应选择丙图中的R1。
（4）继电器的衔铁被吸合，电磁铁线圈中电流最小为200mA=0.2A；
压敏电阻的最大阻值为；
由图丙可知，此时载重为G=F=10.5×103N；
则电梯最多能承载的质量为。
24．（2024八下·绍兴期中）音乐喷泉是集声光电技术于一体的装置，一方面通过电脑采集音乐的声音频率特征，并将其转化为控制信号， 控制水泵喷出水柱，形成喷泉； 另一方面，让红、绿、蓝三种色灯照射到水柱上，通过电脑控制三种色灯明暗让水柱变换颜色，呈现美轮美奂的视觉效果。
（1） 图甲为光的三原色示意图， 某段时间喷泉一组色灯的红、绿、蓝色灯亮暗变化规律如图乙，图中第25~30s喷泉的颜色是　 　。
（2）如图丙为控制喷泉工作的模拟电路，控制电路电源电压Ua呈周期性变化（如图丁所示），定值电阻 R1=2Ω，E为具有特殊功能的电子元件，当 Ua<6V时，电路中没有电流通过；当 Ua≥6V时，E两端电压恒为6V。当线圈中通过的电流 I≥2A时，电磁继电器衔铁被吸下，水泵启动喷水。（线圈的电阻忽略不计） 。求：
①t=9s时，线圈中通过的电流强度是多少？　 　 （写出计算过程）
②如水泵每秒可喷出水5×10-3m3，则0~3 秒水泵喷水的总体积V为多少？　 　
【答案】黄色；4.5A；5×10-3m3
【知识点】物体的颜色；欧姆定律及其应用；电磁继电器的组成、原理和特点
25．（2024八下·平湖期中）超市的电动扶梯，有人乘时运行较快，无人乘时运行较慢。某同学想利用电磁继电器设计这样的电路。
（1）力敏电阻的阻值与所受压力的关系如图甲所示，则由图甲可得出力敏电阻的阻值随所受压力的增大而　 　。（填“增大”成“减小”）
（2）请根据要求将图乙的工作电路连接完整　 　。
（3）控制电路电源电压为24伏，当电流达到时电磁铁将衔铁吸下，现在要求一个质量为40千克的小朋友站在电梯上，就能使电梯较快运行，则滑动变阻器接入电路的阻值为多大　 　？
（4）如果要求质量更小的人站上电梯就能使其较快运行，应该如何改动控制电路　 　？（写出一种方法和理由）
【答案】减小；；600Ω；滑动变阻器R1的滑片向左移动
【知识点】电路的动态分析；电磁继电器的组成、原理和特点
26．冬天坐在马桶上感觉非常冰凉，某学习小组展开“自制智能电热马桶圈”的项目化学习。在老师的指导下小组同学制定了评价量规，表一为部分评价指标。
表一：评价量规
评价维度 评价等级
优秀 良好 待改进
升温维度 人坐在马桶圈上面后5秒内温度上升至30℃以上 坐在马桶圈上面后10秒内温度上升至30℃以上 坐在马桶圈上面后10秒内温度无法上升至30℃
节能性 在保温挡时工作电路电流不大于50mA 在保温挡时工作电路电流范围在50—100mA 在保温挡时工作电路电流大于100mA
图甲是该小组同学设计的电路图。控制电路电源电压U＝6V，Ra为压敏电阻，其阻值随压力的变化随如图乙所示。Rb为热敏电阻，其阻值随温度变化如表二所示。电磁继电器在电流大于40mA时，衔铁被吸合，工作电路处于加热状态；在电流小于20mA时，衔铁被释放，工作电路处于保温状态。工作电路的电源电压为220V，R2＝100欧。（电磁铁线圈电阻忽略不计）
表二：热敏电阻阻值随温度的变化
温度/℃ 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）对照评价量规，为使该小组设计的智能电热马桶圈在“节能性”这一维度达到优秀，R1的阻值至少为 　 　Ω。
（2）请计算体重为40kg的小明坐在马桶上时，马桶圈的温度调控范围。
【答案】（1）4300
（2）请计算体重为40kg的小明坐在马桶上时，马桶圈的温度调控范围是32℃～40℃
【知识点】电磁继电器的组成、原理和特点
【解析】【分析】当触点开关断开时，两个电阻串联，而触点开关闭合，R1被短路，根据串联总电阻比任何一个电阻大，结合分析各挡的电路连接。
（1）根据在保温挡时工作电路电流不大于50mA，根据欧姆定律计算保温时的总电阻，根据串联电阻特点知R1的最小阻值；
（2）根据人的压力F=G=mg确定压敏电阻的大小，根据控制电路的最大电流和最小电流计算总电阻，根据串联电阻规律计算热敏电阻的大小，根据表格得出对应的温度；
【解答】当触点开关断开时，两个电阻串联，而触点开关闭合，R1被短路，根据串联总电阻比任何一个电阻大，根据知，当触点开关闭合时是加热挡，而触点开关断开时是保温挡。
（1）工作电路的电压为220V，
根据在保温挡时工作电路电流不大于50mA=0.05A，由可得，此时总电阻：，
根据串联电阻的电阻特点知：R1的最小阻值
R1=R总-R2=4400Ω-100Ω=4300Ω；
（2）体重为40kg的小明坐在马桶上时，压力F=G=mg=40kg×10N/kg=400N，根据乙图知，此时Ra=50Ω；
控制电路电源电压U=6V，在电流小于20mA=0.02A 时，衔铁被释放，工作电路处于保温状态。此时温度最高，则总电阻：，
根据串联电阻的电阻特点知：Rb的最大阻值：
Rb=R'总-Ra=300Ω-50Ω=250Ω；根据表格中数据知，此时温度为40℃；
当电磁继电器在电流大于40mA=0.04A时，衔铁被吸合，
此时温度最低，则总电阻：，
根据串联电阻的电阻特点知：Rb的最小阻值：
Rbmin=R''总-Ra=150Ω-50Ω=100Ω；根据表格中数据知，此时温度为32℃。
马桶圈的温度调控范围是32℃～40℃。
故答案为：（1）4300。
（2）请计算体重为40kg的小明坐在马桶上时，马桶圈的温度调控范围是32℃～40℃。
27．（2024八下·义乌期中）电热壶是常见电器之一，图乙为电热壶简易图，图中a为火线，b为零线，c为接地线。
（1）用测电笔辨别火线、零线时，图中甲、乙两种执笔方式中，正确的是图　 　；
（2）闭合开关后，电热壶无法正常工作，若是零线发生断路，正确使用测电笔测图丙中abc三处，一定会发光的是 　 　。
【答案】（1）甲
（2）a
【知识点】家庭电路的故障分析；测电笔的使用
【解析】【分析】（1）根据测电笔的使用方法解答；
（2）一般情况下，测电笔接触火线时发光，接触零线时不发光，据此分析解答。
【解答】（1）在使用测电笔时，测电笔笔尾的金属体要与人体接触，故选甲。
（2）根据图丙可知，a直接接火线，因此能使氖管发光的是a处。
（1）在使用测电笔时，手要与测电笔笔尾的金属接触，因此测电笔甲使用正确。
（2）图丙中a直接接火线，闭合开关后，因为零线断路，因此能使氖管发光的是a处。
28．（2024八下·南浔期中）阅读短文，回答问题
热动式漏电保护器
家庭电路中的线路老化、破损或者用电器进水，都会产生漏电，漏电电流如果通过人体，就有可能引起伤害事故，甚至危及生命，为了防止伤害事故的发生，家庭电路中通常要安装漏电保护器。漏电保护器有多种类型和规格，其中热动式漏电保护器是最简单的一种，其构造如图所示，推动复位手柄，脱钩器将手柄锁定在合闸位置，若电路中电流小于或等于额定电流，则漏电保护器不会动作，当电路过载或短路时，通过漏电保护器的就会超过额定电流，此时双金属片发热向右弯曲（如图中虚线所示），带动脱钩器工作，于是复位手柄在弹簧拉力作用下跳向断开位置，触点分开，从而断开电源。热动式漏电保护器只适用于漏电保护，对于需要瞬时断电的短路情况，必须采用电子式或电磁式漏电保护器。
（1）热动式漏电保护器的原理是利用了电流的　 　效应（选填“热”或“磁”）；
（2）热动式漏电保护器在家庭电路中的作用相当于　 　的作用；
（3）双金属片是由长和宽相同的锰镍铜合金片和镍铁合金片组成，且两金属片被紧紧地铆在一起，受热时锰镍铜片膨胀得比镍铁片大，则符合安装要求的双金属片是　 　；
A． B． C． D．
（4）在电路发生短路时，热动式漏电保护器不能瞬时断电的原因是　 　。
【答案】热；开关；A；金属片受热膨胀弯曲需要一个过程
【知识点】家庭电路的组成与连接；家庭电路的故障分析；熔断器的作用及保险丝的选择方法
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专题三 电磁继电器计算与家庭电路故障
【知识梳理】
一、电磁继电器
实质上是一个由 来控制的 。
（1）工作过程：控制电路通电，电磁铁有磁性，吸引衔铁，达到控制作用。
（2）作用：实现远距离操作，利用低电压、弱电流控制高电压、强电流。
（3）如图所示的继电器主要由电磁铁A 、衔铁B 、弹簧C 、动触点D 等组成。
①当低压电源的开关闭合时，控制电路中有电流通过，电磁铁A产生磁性，吸引衔铁B，使动触点与红灯触点分离，而与绿灯触点接通(如图乙所示)，故红灯熄灭，绿灯亮起，电动机开始工作。
②当低压电源的开关断开时，电磁铁A失去磁性，衔铁B在弹簧C的作用下被拉起，使动触点与绿灯触点分离，而与红灯触点接通(如图甲所示)，故红灯亮起，绿灯熄灭，电动机停止工作。
【题型精炼】
1．（2025八下·金华月考）随着县域经济发展，近年来高楼大厦逐渐增多，电梯为居民的出入提供了很大的便利。出于安全考虑，电梯设置有超载自动报警系统，其工作原理如图甲所示。R1为保护电阻，R2为压敏电阻，其阻值随压力F大小变化如图乙所示，电梯底架自重和电磁铁线圈的阻值都忽略不计。
（1）电梯超载时，衔铁被电磁铁吸住，触点K与触点　 　接触，电铃发出警报声；
（2）根据图乙可知：压敏电阻R2的阻值随压力的增大而　 　(选填增大或减小)
（3）如图甲，控制电路的电源电压为6伏，R1=110欧，当电磁铁线圈电流达到50毫安时，衔铁刚好被吸住。若该电梯厢内乘客总重为10000N时，试通过计算说明电梯是否超载。
【举一反三】
1．（2025义乌·八下月考）光敏电阻在各种自动化装置中有很多应用，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)
（1） 导线　 　(填“A”或“B”)连接家庭电路中的零线。
（2）小柯的设计要求是： “智能家居照明灯”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端向 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 U0不变)
【知识梳理】
一、家庭电路的组成
家庭电路由 进户线 、 、 总开关 、 、 、 电灯 和开关等部分组成。
二、火线和零线
（1）进户线一般有两根—— 和 火线 ，二者之间的电压正常值为 220 伏。
（2）开关一般接在火线上。
（3）家用电器的插座和电灯之间是并联的。
（4）辨别火线和零线用 。
三、测电笔
（1）测电笔由金属笔卡、 氖管 、电阻（大约1000千欧）和 笔尖金属体 组成。
（2）使用测电笔时，用手接触 金属笔卡 ，笔尖接触 待测导线 。若氖管发光，表明接触的是 火线 ；不发光则接触的是 零线
四、保险丝（熔断器）
（1）保险丝的作用： 当电路中 时，保险丝会自动熔断，切断电路，确保用电安全。
（2）保险丝的选用原则
①保险丝一般由 熔点较低 的金属合金制成。
②选用保险丝时，应使保险丝的额定电流 等于或 稍大于 电路中正常工作时的电流。
③勿用 铜丝或铁丝 代替保险丝。
（3）连接方法：串联 在干路（火线）上。
五、断路器（比保险丝更方便）
（1）断路器的作用：当流过断路器的电流 超过 额定电流时，断路器会 自动断开 ，切断电路，保护电路。
（2）原理：电流过大时，双金属片被过度加热，发生弯曲，使接触点在弹簧拉力作用下被断开，电路切断，从而起到电路过载或短路时的保护作用。
（3）断路器相当于闸刀开关和熔断器的作用。
（4）当电路被熔断器或断路器切断后，不要急于更换保险丝或使断路器复位，应 先找出故障原因并排除故障后 再接通电路
六、插座
（1）插座一般分为 插座和 插座。
（2）两孔式插座的一个孔接 ，另一个孔接 。
三孔式插座的接法：左 右 上 接地
（3）为了安全，功率较大的用电器应用 三脚插头 。一旦用电器的 火线 的绝缘层被破坏，与火线接触的金属壳上就有 220 伏的电压，人与之接触就会发生触电事故，而外壳接地，电流就会经接地线进入 大地 。
【题型精炼】
1．（2025八下·义乌月考）现代家庭用电安全尤为重要，如图所示，用电器R接在电压为220V的电源上时，正常工作时的电流为9A，电路中还有额定电流为10A的保险丝。如表提供了一组人体电阻数据。
测量项目 完全干燥时 出汗或潮湿时
手与手之间电阻 200kΩ 5kΩ
手与脚之间电阻 300kΩ 8.8kΩ
手与塑料鞋底之间电阻 8000kΩ 10kΩ
（1）保险丝是由电阻率大，熔点较 　 　(选填“低”或“高”)的铅锑合金制成的。
（2）一个出汗的人，穿塑料鞋站在地上，由于不小心，手接触火线，发生触电事故，请通过计算说明保险丝会不会自动切断。
（3）某同学用测电笔检测a点，发现氖管正常发光。已知氖管正常发光时的电压为70伏，内部大电阻为1.5×106欧，在忽略人体电阻的情况下，从流过人体的电流角度看，是否存在危险 请通过计算说明。(人体的安全电流为30毫安以下)
【举一反三】
1．（2024八下·杭州期中）图甲为某家用电路示意图，为防止电路短路而引发火灾，小明欲将某款双金属片段路器接入该家庭电路中，图乙为断路器分别在“电路正常”和“某处短路”两种状态的示意图。
（1）图甲中灯泡与插座的联接方式是　 　；
（2）将断路器接入图甲中M处时，应选择a、b、c中的　 　两个接线柱；
（3）小明将该断路器接入图甲中N处，在使用中因电灯L发生短路导致断路器断开，若用测电笔测试插座三个孔的带电情况，其中能使氖管发光的是　 　。
A．接地插孔 B．零线插孔 C．火线插孔
1．（2024八下·临海期中）如图所示的家庭电路中，电动机突然停止工作，闭合开关S，灯泡L发光。用测电笔测试插座的两个插孔，测电笔都不发光，若电路只有一处故障。下列说法中正确的是（　　）
A．a、b两点间发生断路 B．b、c两点间发生断路
C．c、d两点间发生断路 D．电动机发生短路
2．（2023八下·义乌期中）如图所示，一个带金属外壳的用电器，有甲、乙、丙三个触点（可以接通或断开），使用过程中，当人站在地上，身体一部分接触到金属外壳时，最有可能造成触电事故的是三个触点处于（　　）
A．触点甲、乙、丙均接通 B．触点甲、丙断开，触点乙接通
C．触点甲、乙断开，触点丙接通 D．触点甲接通，触点乙、丙断开
3．（2021八下·瓯海期中）如图是某家庭电路的一部分，下列说法正确的是（　　）
A．闭合开关S时，电灯不亮，保险丝未烧断，可能是电灯短路
B．断开开关S时，用测电笔接触A点氖管发光，接触B点时氖管不会发光
C．电冰箱接入三孔插座后其外壳与零线相连
D．保险丝烧断后可用铜丝代替
4．如图是某同学家中的部分电路，开始时各部分工作正常，将电饭煲的插头插入电源的三孔插座后，正在烧水的电热壶突然不能工作，但电灯仍正常发光．拔出电饭煲的插头，电热壶仍不能工作，把测电笔分别插入插座的左、右孔，氖管均能发光．则可以判断出电路的故障是（　）
A．电热壶所在电路的B、D两点间断路
B．插座的接地线断路
C．电路的C、D两点间导线断路
D．电路的A、B两点间导线断路
5．（2024八下·杭州期中）如右图所示家庭电路中，当开关S闭合后，灯泡L不亮，用试电笔测试c、d两点时，氖管都发光，测试a、b两点时，只有a点氖管发光，则故障可能是（　　）
A．b、c 之间某处断路 B．a、d 之间某处断路
C．火线与零线短路 D．电灯的灯丝断了
（5题图） （6题图）
6．（2024八下·浙江期中）如图所示，闭合开关S后，发现电灯L不亮，且保险丝没有熔断。某同学用测电笔测试灯头的两根电线C、D，发现这两处都能使测电笔的氖管发光，再用测电笔测试火线A和零线B时，氖管在测火线A时能发光，在测零线B时不发光。那么可以判定故障是 (　　)
A．火线和零线短路 B．电灯L短路
C．电线AC段某处断路 D．电线BD段某处断路
7．（2024八下·杭州期中）如图所示的家庭电路中，闭合开关S后灯泡不亮。用测电笔检测插座的两孔，发现插入左右孔时氖管都发光。用测电笔检测A点氖管发光，检测B点也发光。发生这一现象的原因可能是（　　）
A．灯泡断路 B．灯泡短路
C．进户零线断路 D．进户火线断路
8．（2024八下·浙江期中）如图是部分家庭电路示意图，晚上亮着的灯突然熄灭，用测电笔测 P、M、N、Q四个点，发现测电笔只有在 Q 点处不发光，则电路故障可能是（）
A．保险丝烧断了 B．M点与N 点之间断路
C．N点与 Q 点之间断路 D．Q点与零线之间断路
9．（2024八下·苍南期中）一条刚接好的家庭电路，安装了三盏规格相同的灯泡，当开关闭合，保险丝熔断。为了检测线路故障，将同规格的灯泡L0接在装保险丝的两个接线柱上（如图）。当只闭合S1时，L0正常发光：当只闭合S2时，L0和L2发光都偏暗；当只闭合S3时，L0不发光。则下列判断正确的是（　　）
A．灯泡L1所在支路短路
B．灯泡L2所在支路断路
C．灯泡L3所在支路正常
D．同时闭合S1、S2、S3，四盏灯泡均能发光
10．（2024八下·吴兴期中）如图所示为小刚所连的两盏白炽灯和两个插座的电路图。通电后发现不能正常工作。下面几个措施中可能引起危险的是（　　）
A．拆掉开关S2，两条导线连在一起
B．拆掉开关S3，两条导线连在一起
C．拆掉插座甲，两条导线连在一起
D．拆掉灯泡丙，两条导线连在一起
11．（2024八下·吴兴期中）小明家的家庭电路如图所示，小明闭合开关S，电灯正常发光，分别将台灯与洗衣机插入P、Q插座中，发现它们不能工作，于是小明拔下台灯的插头，用试电笔检测P插座，左右两孔都能使测电笔的氖管发光，则小明家电路出现的故障可能是（　　）
A．进户零线断路 B．AB间断路
C．进户火线断路 D．BC间断路
12．（2019八下·衢州期中）家里某用电器发生短路，熔丝立即熔断，用下列方法进行检测，如图所示，断开所有用电器的开关，用一个普通的白炽灯L作为“校验灯”，与熔断的熔丝并联，然后只闭合S、S1，若L发出暗红色的光（发光不正常），说明L1　 　；只闭合S、S2，若L正常发光，说明 L2　 　。（都选填“正常”、“短路”或“断路”）
13．（2024八下·余杭期中）测电笔可用来辨别火线和零线，当氖管发光时说明接触的是火线。在图甲中正确 的使用方法是　 　 (填 “A” 或 “B”) 。 图乙所示的是家庭电路中的某一部分，电工师 傅在检查电路的过程中发现：闭合开关 S1 和 S2， 只 有L1 发光，用测电笔测 a 、b 、c 、d 四个接线点，发现只有在c 点氖管不发光，若电路中只有一处故障，则是　 　 ( 填“ab 间断路”“cd间断路”或“L2 断路”)。
14．（2024八下·东阳期中）近几年各大城市老小区改造，不少多层楼房安装了电梯。出于安全考虑，电梯都设置超载自动报警系统，其工作原理如图甲所示，电路由工作电路和控制电路组成。在工作电路中，当电梯没有超载时，触点K与触点A接触，闭合开关S，电动机正常工作；当电梯超载时，触点K与触点B接触，电铃发出报警铃声，闭合开关s，电动机不工作。在控制电路中，已知电源电压，保护电阻，电阻式压力传感器（压敏电阻）的阻值随压力F大小变化如图乙所示，电梯底架自重和电磁铁线圈的阻值都忽略不计。
（1）控制电路电磁铁上端为　 　极（填“N”或“S”），当人进入电梯后，压敏电阻受到的压力F将增大，其阻值　 　（填“增大”“不变”或“减小”）。
（2）若电磁铁线圈电流达到15mA时，衔铁刚好被吸住，电铃发出警报声。请你设定该电梯最多乘坐几人？（以每人50kg计算，且g取10N/kg）
15．（2024八下·长兴期中）小强利用压力传感器、电磁继电器、阻值可调的电阻R等元件，设计了一个汽车超载自动报警电路，如图甲所示。他了解到这种压力传感器所受压力越大时，输出的电压就越大，二者的关系如图乙所示。闭合开关，当继电器线圈中电流大于或等于20mA 时，衔铁被吸合。已知传感器的输出电压即为继电器控制电路的电源电压，线圈的电阻为20Ω。
（1）车辆不超载时，工作电路中绿灯亮；当传感器所受压力增大到一定程度时，红灯亮，说明汽车超载。请你判断灯　 　（填“L1”或“L2”） 是红灯。
（2）某水平公路桥禁止质量大于或等于 20t的车辆通行，要用小强设计的装置为此桥报警，R的阻值应调节为多少？ （g取10N/Kg）
（3）在水平路面上，要使该装置报警，通过车辆的最小重力为多少？
16．（2024八下·杭州期中）某学习小组设计了一个孵化器的恒温装置，图甲为热敏电阻R、滑动变阻器RI和继电器等成的恒温箱的简单温控电路。为继电器线圈供电的电池的电压为6伏，图中的“电源”是恒温加热箱的电源，继电器线圈的电阻为100欧。当线圈中电流大于或等于20毫安时，继电器的衔铁被吸合，图乙为热敏电阻的R-t图像。
（1）恒温箱的加热器应接在　 　端；（选填“AB”或“CD”）
（2）孵化小鸡时，恒温箱的温度设定为40℃，则滑动变阻器R1应取多大阻值　 　
（3）不同孵化时期所需要的孵化温度略有不同，如要调低孵化温度，应如何调节滑动变阻器的滑片，并说明理由　 　。
17．（2024八下·杭州期中）某项目学习小组计划为教室设计一款可温控的空调（电路设计如图）。已知左边控制电路电源电压为6V恒定不变，电磁继电器的线圈电阻R0=5Ω，R 为热敏电阻，其阻值随温度的变化如下表所示。当继电器线圈的电流大于或等于20mA时，继电器的衔铁被吸下，右侧空调开始工作。
温度t/℃ 0. 5 10 15 20 25 30 35 40
电阻R/Ω 500 445 415 385 355 325 295 265 235
（1）【产品原理】随着教室内温度的升高，由表可知热敏电阻Rx的阻值会　 　（选填“增大”、“减小”或“不变”）。当电流达到20mA时，衔铁被吸下，右侧空调电路接通，空调开始工作。在空调的制冷模式下室内温度逐渐降低，当温度降低到一定值时，弹簧将衔铁弹起，右侧空调电路断开，空调停止工作，这样就实现了根据温度自动控制；
（2）【产品测试】试通过计算说明该空调的启动温度t是多少摄氏度　 　；（写出计算过程）
（3）【产品评价】该小组制定了项目成果评价表，下表是其中一个指标内容。请依据下表先评价该产品达成情况的等级　 　（“3分”或“1分”），再简要说明你的评价理由　 　；
指标内容 评价等级 3分 1分
指标1 空调的风速是否可调 风速可调 风速不可调
… … … …
（4）【产品升级】有细心的同学发现该设计存在一个问题：当教室无人时，室内温度一旦达到启动温度，空调也会自动工作，这样就不符合“节能降耗”要求。请你提出一种可行的电路修改方案：　 　。
18．（2024八下·温州期中）某项目化学习小组开展“自制热水器”活动，大家一起讨论制定了如表1的项目成果评价表。
表1项目成果评价表
指标 优秀 良好 待改进
一 既能调节水温，又能调节水位 能调节水位水温中的一项 都不能调节
二 水位到一定高度能自动加热 注水就开始加热 手动控制加热
【设计产品】如图甲所示为小科设计“电热水器”的原理模型，工作电路分为注水系统和加热系统。如图乙所示为“电热水器”模型，力敏电阻R1、R2位于水箱底部，热敏电阻R3和电热丝R4位于水箱内部。
两个力敏电阻R1、R2的阻值随水位h变化如下表所示。热敏电阻R3阻值随温度变化如图丙所示：
h（厘米） 0 5 10 15 20 25 30 35 40
R1（欧） 3 7 11 15 20 26 33 42 50
R2（欧） 15 24 34 47 60 73 89 103 120
【工作原理】当开关S1和S2都闭合后：
电磁铁1将衔铁a上吸与触点A结合，注水系统开始工作，水位开始上升；
电磁铁2将衔铁b上吸与触点B分开，加热系统不工作。
当电磁铁2中的电流小于或等于0.04安，-衔铁b下落，加热系统开始工作，此时水位继续上升。
当电磁铁1中的电流小于或等于0.2安时，衔铁a下落，注水系统停止工作，水位保持不变。此时，电热丝继续加热。
当电磁铁2中的电流大于或等于0.05安时，衔铁b上吸，加热系统停止工作。
（1）随着水位的不断上升，电磁铁1的磁性如何变化　 　（填“变大”、“变小”、或“不变”）；
（2）调试产品：电源电压U1为4伏，请计算该热水器能达到的最高水温　 　（写出计算过程弹簧和线圈电阻均忽略不计）；
（3）评价产品：根据指标一，该电热水器评为待改进，为使产品达到优秀指标，小科认为在电磁铁1、2所在支路个串联一个滑动变阻器。小科认为只需在电磁铁1中串联一个滑动变阻器就可以使指标1达到优秀。请阐述小科的理由　 　.
19．（2024八下·温州期中）在家庭电路中，断路器扮演着非常重要的角色，有热动式脱扣、电磁式脱扣，而更为常用的则是两种方式组合在一起的复式脱扣。图甲是复式脱扣空气开关的结构示意图，电磁铁与电热丝串联于主电路。当线路电流比正常稍大时，如图乙所示启动热动脱扣过程；当线路发生短路或电流严重过大时，如图丙所示启动电磁脱扣过程。
材料一：电流通过电热丝时能够产生热量，且电流越大、通电时间越长，产生热量越多。
材料二：如丁图所示双金属片由铜片和铁片组成，受热时铜片膨胀程度比铁片大。
（1）乙图的双金属片中铜片应该在　 　（填上或下）。
（2）请根据图示简单说明复式脱扣空气开关在线路发生短路或电流严重过大时只启动电磁脱扣过程的工作原理　 　。
20．（2024八下·义乌期中）我国天问一号着陆器和巡视器组合体成功着陆火星，创造了中国航天史上的新里程碑，中国航天从此真正走向深空，开始探索更为广阔的宇宙，火星车在进行火星探索时，会受火星沙尘暴影响损坏太阳能电池。为此，某科研小组设计了在沙尘暴来临时能“自主休眠”的电路。如图甲，装有挡风板和滑片P的轻质滑块与轻质弹簧套在滑杆上，弹簧左端固定，右端与滑块连接。挡风板的挡风面积为0.2平方米，U电压为3伏，电磁铁La线圈电阻Ra为18欧，R是一段均匀电阻丝，总长度AB为10厘米，阻值为10欧。无风时，滑片P在B处，有风时，滑片移动，滑片移动距离PB与风力F的关系如图乙。风速与风力的关系如下表。当风速达到32米/秒时，La吸引弹性衔铁使Sa断开，探索车进入自主休眠模式。
风速（米/秒） 8 16 24 32 40 48
风力（N） 5 10 15 20 25 30
（1）由题意推断，当风速变大时，控制电路电流大小变 　 　；
（2）为满足自主休眠要求，线圈中电流多大时，La会吸引弹性衔铁？
（3）项目组同学想在自动休眠的功能上，加入电压表反映风速大小，小明设计了图丙电路。请对小明的方案进行可行性评价。
21．（2024八下·杭州期中）某大桥因使用年限较长，桥体的部分区域变形影响了大桥的健康运行和过往车辆、行人的安全。导致大桥损坏的一个重要原因是过往车辆严重超载。为了能抓拍超载车辆，小林和科学兴趣小组成员决定为大桥管理者设计一个“汽车超载记录器”来进行监控管理。如图甲为该超载记录器原理图。Rx为压敏电阻，当车辆驶入被监测路段时，其阻值随它受到的压力变化而变化，变化关系如图乙所示。当电压表示数达到或超过5V时，继电器的衔铁被吸下，工作电路中的照相机就开始工作，抓拍超载车辆。已知电源电压U=10V，线圈电阻忽略不计，保护电阻R=15Ω，问：
（1）图甲中“”这个元件的名称是　 　。
（2）若某车的总质量为15t，过桥时电压表的示数是多少 　 　
（3）在保证不被该记录器所抓拍时的过桥车辆的最大质量是多少 　 　
22．（2024八下·浙江期中）棚内一天二氧化碳浓度变化很大，蔬菜最适宜的二氧化碳浓度一般为0.12%—0.18%，某小组设计一款二氧化碳自动补充装置，并制定了如下评价表。
评价指标 合格 不合格
指标一：CO2浓度仪刻度 刻度均匀 刻度不均匀
指标二：大棚内CO2浓度调节 浓度可多档调节 浓度不可调节
【设计产品】如图是项目组设计的二氧化碳自动补充装置原理模型图，右侧工作电路为二氧化碳供给装置，左侧为控制电路。其中电源电压U为12V，定值电阻R0阻值为30Ω，Rx是气敏电阻，其阻值与二氧化碳浓度的关系如下表。二氧化碳浓度仪是由电流表改装成，并在电流表的表盘上标注对应的二氧化碳浓度盘上标注对应的二氧化碳浓度。
大棚中CO2浓度/% 0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3
气敏电阻Rx的阻值/Ω 40 35 30 25 20 15 10
【工作原理】当电流大于等于0.3A时，衔铁被吸下，密封塞堵住杯口；当电流表示数小于等于0.24A时，衔铁被释放。
（1）气敏电阻阻值和二氧化碳浓度的关系是　 　。
（2）调试产品：结合工作原理，请通过计算说明二氧化碳浓度是否符合要求。　 　
（3）评价产品：根据指标二，该自动补充装置被评为不合格，请提出一种改进方法使指标达到合格。　 　
23．（2024八下·浦江期中）2020年底，杭州老城区掀起加装电梯的热潮，图甲为电梯结构简图，如图乙所示为小金设计的模拟电梯升降的电路设计，A、B为电磁铁，C为橡胶棒，其上面的衔铁左右两端可上下运动，不受磁力时，衔铁回复到图示位置，1、2为两个触点，R为压敏电阻。请回答：
（1）乙图中，仅闭合控制电路中的开关S2，电磁铁B有磁性，衔铁的一端与　 　（选“1”或“2”）端点接触；
（2）若乙图中电动机所在电路的电流沿顺时针流向时，轿厢上升，则开关S2对应的按钮上应标的符号为　 　（选填“”或“”）；
（3）若电梯内超重时，电梯停止运转，则压敏电阻R应选择丙图中的　 　（选填“R1”或“R2”）；
（4）已知控制电路电源电压为10V，当电磁铁线圈中电流大于或等于200mA时，继电器的衔铁被吸合，导线和线圈电阻不计，该电梯最多能承载的质量是多少千克　 　？
24．（2024八下·绍兴期中）音乐喷泉是集声光电技术于一体的装置，一方面通过电脑采集音乐的声音频率特征，并将其转化为控制信号， 控制水泵喷出水柱，形成喷泉； 另一方面，让红、绿、蓝三种色灯照射到水柱上，通过电脑控制三种色灯明暗让水柱变换颜色，呈现美轮美奂的视觉效果。
（1） 图甲为光的三原色示意图， 某段时间喷泉一组色灯的红、绿、蓝色灯亮暗变化规律如图乙，图中第25~30s喷泉的颜色是　 　。
（2）如图丙为控制喷泉工作的模拟电路，控制电路电源电压Ua呈周期性变化（如图丁所示），定值电阻 R1=2Ω，E为具有特殊功能的电子元件，当 Ua<6V时，电路中没有电流通过；当 Ua≥6V时，E两端电压恒为6V。当线圈中通过的电流 I≥2A时，电磁继电器衔铁被吸下，水泵启动喷水。（线圈的电阻忽略不计） 。求：
①t=9s时，线圈中通过的电流强度是多少？　 　 （写出计算过程）
②如水泵每秒可喷出水5×10-3m3，则0~3 秒水泵喷水的总体积V为多少？　 　
25．（2024八下·平湖期中）超市的电动扶梯，有人乘时运行较快，无人乘时运行较慢。某同学想利用电磁继电器设计这样的电路。
（1）力敏电阻的阻值与所受压力的关系如图甲所示，则由图甲可得出力敏电阻的阻值随所受压力的增大而　 　。（填“增大”成“减小”）
（2）请根据要求将图乙的工作电路连接完整　 　。
（3）控制电路电源电压为24伏，当电流达到时电磁铁将衔铁吸下，现在要求一个质量为40千克的小朋友站在电梯上，就能使电梯较快运行，则滑动变阻器接入电路的阻值为多大　 　？
（4）如果要求质量更小的人站上电梯就能使其较快运行，应该如何改动控制电路　 　？（写出一种方法和理由）
26．冬天坐在马桶上感觉非常冰凉，某学习小组展开“自制智能电热马桶圈”的项目化学习。在老师的指导下小组同学制定了评价量规，表一为部分评价指标。
表一：评价量规
评价维度 评价等级
优秀 良好 待改进
升温维度 人坐在马桶圈上面后5秒内温度上升至30℃以上 坐在马桶圈上面后10秒内温度上升至30℃以上 坐在马桶圈上面后10秒内温度无法上升至30℃
节能性 在保温挡时工作电路电流不大于50mA 在保温挡时工作电路电流范围在50—100mA 在保温挡时工作电路电流大于100mA
图甲是该小组同学设计的电路图。控制电路电源电压U＝6V，Ra为压敏电阻，其阻值随压力的变化随如图乙所示。Rb为热敏电阻，其阻值随温度变化如表二所示。电磁继电器在电流大于40mA时，衔铁被吸合，工作电路处于加热状态；在电流小于20mA时，衔铁被释放，工作电路处于保温状态。工作电路的电源电压为220V，R2＝100欧。（电磁铁线圈电阻忽略不计）
表二：热敏电阻阻值随温度的变化
温度/℃ 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）对照评价量规，为使该小组设计的智能电热马桶圈在“节能性”这一维度达到优秀，R1的阻值至少为 　 　Ω。
（2）请计算体重为40kg的小明坐在马桶上时，马桶圈的温度调控范围。
27．（2024八下·义乌期中）电热壶是常见电器之一，图乙为电热壶简易图，图中a为火线，b为零线，c为接地线。
（1）用测电笔辨别火线、零线时，图中甲、乙两种执笔方式中，正确的是图　 　；
（2）闭合开关后，电热壶无法正常工作，若是零线发生断路，正确使用测电笔测图丙中abc三处，一定会发光的是 　 　。
28．（2024八下·南浔期中）阅读短文，回答问题
热动式漏电保护器
家庭电路中的线路老化、破损或者用电器进水，都会产生漏电，漏电电流如果通过人体，就有可能引起伤害事故，甚至危及生命，为了防止伤害事故的发生，家庭电路中通常要安装漏电保护器。漏电保护器有多种类型和规格，其中热动式漏电保护器是最简单的一种，其构造如图所示，推动复位手柄，脱钩器将手柄锁定在合闸位置，若电路中电流小于或等于额定电流，则漏电保护器不会动作，当电路过载或短路时，通过漏电保护器的就会超过额定电流，此时双金属片发热向右弯曲（如图中虚线所示），带动脱钩器工作，于是复位手柄在弹簧拉力作用下跳向断开位置，触点分开，从而断开电源。热动式漏电保护器只适用于漏电保护，对于需要瞬时断电的短路情况，必须采用电子式或电磁式漏电保护器。
（1）热动式漏电保护器的原理是利用了电流的　 　效应（选填“热”或“磁”）；
（2）热动式漏电保护器在家庭电路中的作用相当于　 　的作用；
（3）双金属片是由长和宽相同的锰镍铜合金片和镍铁合金片组成，且两金属片被紧紧地铆在一起，受热时锰镍铜片膨胀得比镍铁片大，则符合安装要求的双金属片是　 　；
A． B． C． D．
（4）在电路发生短路时，热动式漏电保护器不能瞬时断电的原因是　 　。
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