?2U0?， U03即
Ux?U3?U42?，
Ux?U额3代入数据得：
Ux?8V?2V2?
Ux?9V3解得Ux=12V。
答：（1）．灯泡L的额定功率为2.7W；
（2）．当衔铁刚好被吸下时，控制电路的电流为0.2A； （3）．将报警温度设为50℃时，R1接入电路的阻值为15Ω； （4）．工作电路的电源电压Ux为12V
18．明明同学们设计了如图甲所示的恒温箱温控电路（用于获得高于室温、控制在一定范围内的“恒温”），包括工作电路和控制电路两部分。其中，R1为阻值可以调节的变阻箱。
R2为热敏电阻（置于恒温箱内），其阻值随温度变化的关系如图乙所示。继电器线圈电阻
100Ω。
（1）如图甲所示状态，加热器是否处于加热状态？
（2）加热器正常工作时，通过加热器的电流为20A，求此时加热器的电阻和电功率； （3）已知当控制电路的电流达到0.01A时，继电器的衔铁被吸合；当控制电路的电流减小到0.008A时，衔铁会被释放。当调节R1=200Ω时，恒温箱内可获得最高温度为160℃的“恒温”。如果需要将恒温箱内的温度控制在最低温度为40℃的“恒温”，则应将R1的阻值调为多大？
【答案】（1）加热状态；（2）11Ω，4.4?103W；（3）80Ω
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【解析】 【分析】
本题考查电磁继电器的原理，欧姆定律的应用。根据题目所给条件分析求解。 【详解】
(1)甲所示状态衔铁被弹簧拉起与上端触点接触，加热器与电源接通，故加热器处于加热状态。
(2)加热器正常工作时，加热器的电阻为
R加热器?加热器的电功率为
U220V??11? I20AP加热器?UI?220V?20A?4.4?103W
(3)当R1=200Ω时，恒温箱内可获得最高温度为160℃的“恒温”，R2=100Ω则电源电压为
U?I（?0.01A?（100??200??100?）?4V 1R继电器?R1?R2）??320? 恒温箱内的温度控制在最低温度为40℃时，R2则有
?? U?I（2R继电器?R1?R2）可得：
R1??U4V?R继电器?R2??100??320??80? I20.008A答：(1)如图甲所示状态，加热器处于加热状态；
(2)加热器正常工作时，通过加热器的电流为20A时，加热器的电阻为11Ω和电功率为
4.4?103W；
(3)如果需要将恒温箱内的温度控制在最低温度为400C的“恒温”，则应将R1的阻值调为80Ω。
19．一个有加热和保温两种状态的微型电热水器，内部简化电路如图所示，它由控制电路和工作电路两部分组成，其中R0为热敏电阻，它的阻值随温度的升高而减小，开关S0和S都闭合时，电热水器开始加热，当电热水器中水的温度达到50℃时，电磁铁才会把衔铁吸下，使B、C两个触点接通，电热水器处于保温状态。已知R1＝44Ω，R2＝2156Ω．求：
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(1)将电热水器水箱中2.2kg的水从15℃加热到45℃，水吸收的热量（c水＝4.2×10J/（kg?℃））
(2)电热水器处于加热状态时工作电路的功率。
(3)将2.2kg的水从15℃加热到45℃，需要通电5min，电热水器的加热效率为多少？ (4)当温度达到50℃后，通电10min，R2产生的热量。 【答案】(1)2.772×105J；(2)1100W；(3)84%；(4)12936J 【解析】 【详解】
(1)水吸收的热量：
3
Q吸＝cm（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg?℃）×2.2kg×（45℃﹣15℃）＝2.772×105J；
(2)由题意可知，开关S0和S都闭合时，B触点与A接通，电热水器处于保温状态，则电热水器处于加热状态时工作电路的功率：
U2(220V)2?P加热＝=1100W； R144Ω(3)将2.2kg的水从15℃加热到45℃时，水吸收的热量为2.772×105J，由P＝通电5min内消耗的电能：
W可得，tW＝Pt′＝1100W×5×60s＝3.3×105J，
电热水器的加热效率：
Q吸2.77?105Jη＝×100%＝×100%＝84%； 5W3.3?10J(4)当温度达到50℃后，电磁铁会把衔铁吸下，B触点与C接通，R1与R2串联，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，工作电路的电流：
U220V=I＝＝0.1A，
R1?R244Ω+2156Ω28
则通电10min内R2产生的热量：
Q2＝I2R2t＝（0.1A）2×2156Ω×10×60s＝12936J。
答：(1)将电热水器水箱中2.2kg的水从15℃加热到45℃，水吸收的热量为2.772×10J； (2)电热水器处于加热状态时工作电路的功率为1100W；
(3)将2.2kg的水从15℃加热到45℃，需要通电5min，电热水器的加热效率为84%； (4)当温度达到50℃后，通电10min，R2产生的热量为12936J。
20．育华的学子都充满了创造力，初三五班的谢玉同学设计如图1所示的道路限载报警器。
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R是压敏电阻，其电阻大小随压力大小变化的关系如图2所示，当超载车辆通过压敏电
阻时，报警器受到压力过大，电铃就会响，发出警报。通过用电压表（量程0-3V）改装的车重显示表，还能显示出通过车辆的重力。调节R0?500Ω2A?的大小，可以实现限载重力的调节。U1为6V，电磁铁线圈电阻不计，请完成下列问题： （1）请根据题意将图1的电路补充完整；
（2）在某次测试中，当R0?100Ω，电压表示数为1V时，恰好报警。此时报警器受到的压力是多少？
（3）在确保电路安全的前提下，这个报警器能够承受的最大压力是多少？（提示：电磁铁的启动电流是保持不变的）
【答案】（1）见解析；
（2）在某次测试中，当R0?100Ω，电压表示数为1V时，恰好报警。此时报警器受到的压力是20000N。
（3）在确保电路安全的前提下，这个报警器能够承受的最大压力是69850N。 【解析】 【详解】
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(1)当超载车辆通过压敏电阻时，报警器受到压力过大，电铃就会响，发出警报。所以灯和电铃并联，如图所示
(2)在某次测试中，当R0?100Ω，电压表示数为1V时，恰好报警。此时R的电压是
UR?U1-1V=6V-1V=5V
电路的电流是
I?压敏电阻此时的阻值是
U01V??0.01A R0100?R1?根据图2可知，此时压力为20000N。
5V?500Ω
0.01A(3)在确保电路安全的前提下，同时满足电压表最大3V，电流最大是2A，此时R的电压是
UR'?U1-3V=6V-3V=3V
压敏电阻此时的阻值是
R1?3V?1.5Ω 2A根据图2的比例关系可知，电阻是500Ω，压力为20000N；电阻是700Ω，压力为0N；则可得到电阻和压力的关系式是
R??则代入数据，此时压力为69850N。 答：(1)如图所示；
?F?700? 100N30
(尖子生专用)2020中考物理挑战压轴题专题09电和磁(含解析)
