2026年综合应用创新题典中点九年级物理全一册沪科版第127页答案
1.[武汉中考]如图所示的是一种温度自动控制装置的原理图。制作水银温度计时在玻璃管中封入一段金属丝,“电源1”的两极分别与水银和金属丝相连。

(1)闭合开关S后,当温度达到
90
℃时,发热电阻就停止加热。
(2)当电磁铁中有电流通过时,若它的左端为N极,则“电源1”的
端为正极。
(3)(电路改进)为增强电磁铁的磁性,下列措施一定可行的是
(选填序号)。
①增大“电源1”的电压
②减小“电源2”的电压
③减少电磁铁线圈匝数
④改变电磁铁中电流方向

答案

1.(1)90 (2)右 (3)①

解析

【分析】
本题是温度自动控制装置的原理分析题,需明确控制电路和工作电路的工作逻辑:控制电路由电源1、温度计(水银与金属丝)、电磁铁组成,工作电路由电源2、开关S、衔铁、发热电阻组成。当温度升高时,水银柱上升,接触金属丝则控制电路接通,电磁铁产生磁性,吸下衔铁使工作电路断开,发热电阻停止加热;判断电磁铁极性用安培定则,分析磁性强弱需结合其影响因素(电流大小、线圈匝数、有无铁芯)。
【解析】
(1) 当温度升高至90℃时,温度计内的水银柱到达90℃刻度处,与金属丝接触,控制电路接通,电磁铁获得磁性,吸引衔铁,使工作电路断开,发热电阻停止加热,故温度达到90℃。
(2) 已知电磁铁左端为N极,根据安培定则:右手握住螺线管,大拇指指向N极(左端),四指弯曲方向为电流方向,由此可知电流从电磁铁右端流入、左端流出,因此电源1的右端为正极。
(3) 电磁铁磁性强弱与电流大小、线圈匝数、有无铁芯有关:①增大电源1电压,控制电路电流增大,电磁铁磁性增强,可行;②电源2电压不影响控制电路,无法改变电磁铁磁性;③减少线圈匝数会使磁性减弱;④改变电流方向仅改变磁极,不影响磁性强弱。故只有①可行。
【答案】
(1)90;(2)右;(3)①
【知识点】
电磁铁的应用、安培定则、电磁铁磁性强弱的影响因素
【点评】
本题结合实际温度控制装置考查电磁铁相关知识,需理清控制电路与工作电路的联动关系,掌握安培定则和电磁铁磁性的影响因素,属于中等难度的应用类题目。
【难度系数】
0.5
2. [盐城模拟]如图所示的是汽车尾气中CO排放量的检测电路。当CO浓度高于某一设定值时,电铃发声报警。图中的气敏电阻$R_1$的阻值随CO浓度的增大而减小,则电铃应在
B、D
之间;电源用久后,电压$U_1$会减小,则报警的CO最小浓度比设定值
(选填“高”或“低”),为使该检测电路在CO浓度更低时报警,可将$R_2$的滑片适当向
(选填“上”或“下”)移动。

答案

B、D;高;上
【点拨】因气敏电阻$R_1$的阻值随CO浓度的增大而减小,所以,CO浓度升高时气敏电阻$R_1$的阻值减小,控制电路的总电阻减小,由$I=\frac{U}{R}$可知,控制电路的电流增大,电磁铁的磁性增强,当CO浓度高于某一设定值时,衔铁被吸下,电铃发声报警,据此可知电铃应接在B、D之间。当CO浓度高于某一设定值时,电铃发声报警,此时控制电路的电流一定,电源用久后,电压$U_1$会减小,由$R_总=\frac{U_1}{I}$可知,电铃发声报警时控制电路的总电阻减小,气敏电阻$R_1$的阻值减小,CO浓度增大,则报警的CO最小浓度比设定值高。当CO浓度高于某一设定值时,电铃发声报警,此时控制电路的电流一定,由$R_总=\frac{U_1}{I}$可知,电铃发声报警时控制电路的总电阻一定,因CO浓度越小时气敏电阻$R_1$的阻值越大,所以,要使该检测电路在CO浓度更低时报警,应将$R_2$的滑片向上移,减小滑动变阻器$R_2$接入电路中的电阻。

解析

【分析】
要解决这道题,需结合电磁继电器的工作原理、欧姆定律以及气敏电阻的特性分析:首先明确控制电路中,气敏电阻$R_1$的阻值随CO浓度增大而减小,控制电路电流变化会影响电磁铁磁性,进而控制衔铁动作,确定电铃的位置;再分析电源电压变化时,报警所需的电流不变,总电阻的变化会导致气敏电阻对应的CO浓度变化;最后根据要让更低CO浓度报警,即$R_1$更大时电流达到报警值,调整滑动变阻器$R_2$的阻值。
【解析】
1. 确定电铃位置:当CO浓度高于设定值时,气敏电阻$R_1$阻值减小,控制电路总电阻减小,由欧姆定律$I=\frac{U}{R}$可知,控制电路电流增大,电磁铁磁性增强,衔铁被吸下,此时衔铁与B接触,工作电路需接通电铃,因此电铃应接在B、D之间。
2. 分析电源电压减小的影响:报警时控制电路电流$I$一定,电源$U_1$减小,根据$R_总=\frac{U_1}{I}$,报警时控制电路总电阻需减小;总电阻$R_总=R_1+R_2$,总电阻减小意味着$R_1$更小,而$R_1$越小对应CO浓度越高,所以报警的CO最小浓度比设定值高。
3. 调整$R_2$使更低CO浓度报警:要让CO浓度更低(即$R_1$更大)时报警,报警电流$I$不变,总电阻$R_总=\frac{U_1}{I}$需不变,因此$R_2$需减小;滑动变阻器$R_2$的滑片向上移动时,接入电路的电阻减小,故滑片应向上移动。
【答案】
B、D;高;上
【知识点】
电磁继电器、欧姆定律、电磁铁磁性
【点评】
本题是电磁继电器与电学知识结合的综合题,关键是理解气敏电阻的特性,分析控制电路电流变化对电磁铁的影响,进而判断工作电路的工作情况,同时需灵活运用欧姆定律分析电源电压、滑动变阻器阻值变化对报警条件的影响,考查学生的综合分析能力。
【难度系数】
0.5
3. (逆向思维)如图甲所示的是学校操场上的智能光伏供电系统。左侧控制电路电源电压恒定,$R_0$为定值电阻,光敏电阻$R$的阻值随光照强度而变化,白天太阳能电池板给蓄电池充电,晚上蓄电池给LED路灯供电。现有两种光敏电阻,各自阻值随光照强度的变化关系如图乙所示,该电路中应选用的光敏电阻是
$R_2$
(选填“$R_1$”或“$R_2$”);太阳能电池板给蓄电池充电时,蓄电池在电路中相当于
用电器
;若要调长LED路灯的发光时间,你有哪些方法呢?答:
将$R_0$换成阻值较大的电阻
(请写出一种合理的方法)。

答案

$R_2$;用电器;将$R_0$换成阻值较大的电阻
【点拨】分析图甲可知,电路中的$R$为光敏电阻,其电阻大小与光照强度的关系为光照越强,电阻越小,控制电路中电流越大,电磁铁磁性越强,电磁铁吸引衔铁,使太阳能电池板为蓄电池充电时,故该电路中应选用的光敏电阻是$R_2$。太阳能电池板为蓄电池充电,蓄电池消耗电能,相当于用电器。由于控制电路的电源电压不变,衔铁被吸合的电流不变,根据$R=\frac{U}{I}$可知,衔铁被吸合时控制电路的总电阻不变,若将$R_0$换成阻值稍大的电阻,则$R$的阻值变小,此时光照强度增强,即在天较亮时衔铁被吸合,路灯才自动关闭。由此可见,将$R_0$换成阻值较大的电阻,可延长路灯的发光时间。

解析

【分析】
要解决本题,需结合电路工作原理和光敏电阻的特性逐步分析:
1. 确定光敏电阻:白天太阳能电池板给蓄电池充电,此时控制电路中电磁铁需吸合衔铁,说明白天光照强时,控制电路电流大,即光敏电阻阻值小;晚上光照弱时,电磁铁不吸合,路灯工作,此时光敏电阻阻值大。观察图乙,$R_2$的阻值随光照强度增大而减小,符合白天光照强时电阻小的要求,故应选$R_2$。
2. 蓄电池的作用:太阳能电池板给蓄电池充电时,蓄电池消耗电能,将电能转化为化学能储存,相当于电路中的用电器。
3. 调长路灯发光时间:要延长路灯发光时间,需让衔铁更晚被吸合(即天更亮时才吸合)。控制电路电源电压恒定,衔铁吸合的电流不变,根据欧姆定律$I=\frac{U}{R}$,总电阻$R_{总}=\frac{U}{I}$为定值;若将定值电阻$R_0$换成阻值更大的电阻,那么光敏电阻$R$需要更小(对应光照更强)才能让总电阻达到要求,即天更亮时衔铁才吸合,路灯关闭,从而延长发光时间。
【解析】
1. 光敏电阻选择:白天充电时,控制电路电流大,说明光敏电阻在光照强时阻值小,由图乙可知,$R_2$随光照强度增大而阻值减小,符合要求,故选$R_2$。
2. 蓄电池的角色:充电过程中,蓄电池消耗电能,将电能转化为化学能,相当于用电器。
3. 延长发光时间的方法:控制电路电源电压$U$不变,衔铁吸合电流$I$不变,总电阻$R_{总}=\frac{U}{I}$为定值。若换用更大阻值的$R_0$,要使总电阻仍为$R_{总}$,则光敏电阻$R$需更小,对应光照强度更强,即天更亮时衔铁才吸合,路灯关闭,因此将$R_0$换成阻值较大的电阻可延长发光时间。
【答案】
$R_2$;用电器;将$R_0$换成阻值较大的电阻
【知识点】
电磁继电器、欧姆定律、电路的作用
【点评】
本题结合智能光伏供电系统考查电磁继电器、欧姆定律的实际应用,需理解控制电路与工作电路的工作逻辑,逆向分析调长路灯发光时间的方法,注重知识的应用能力,难度适中。
【难度系数】
0.5
4.[深圳模拟改编]某模拟实验中,非核氢弹的引爆电路需通过电磁继电器防止误触。其内部电路简化图如图所示,其中$U_1=6\ \mathrm{V},U_2=24\ \mathrm{V},R_1$阻值为$5\ \Omega$。闭合开关S,此时电磁铁的下端为
S
极;当滑动变阻器滑片向左移动时,电磁铁的磁性会变
(选填“大”或“小”);当通过电磁铁线圈(电阻不计)的电流$≥0.3\ \mathrm{A}$时,电磁铁吸合衔铁,切断工作电路,引爆装置不点燃。为防止误触引爆(即工作电路始终断开),滑动变阻器$R_P$接入电路的阻值不能超过
15
$\Omega$。

答案

S;小;15
【点拨】根据安培定则,四指指向电流方向,握住螺线管,大拇指朝上,为N极,故电磁铁的下端为S极。当滑动变阻器滑片向左移动时,滑动变阻器接入电路阻值变大,控制电路中的总电阻变大,由$I=\frac{U}{R}$可知,控制电路中的电流减小,电磁铁的磁性会变小。当通过电磁铁线圈(电阻不计)的电流$≥0.3\ \mathrm{A}$时,电磁铁吸合衔铁,切断工作电路,引爆装置不点燃。滑动变阻器接入电路阻值变大,控制电路中的电流减小,当控制电路中电流最小为$0.3\ \mathrm{A}$时,控制电路中的阻值最大,由$I=\frac{U}{R}$可知,此时滑动变阻器接入电路阻值$R_P=R_总-R_1=\frac{U_1}{I_\mathrm{min}}-R_1=\frac{6\ \mathrm{V}}{0.3\ \mathrm{A}}-5\ \Omega=15\ \Omega$,故滑动变阻器$R_P$接入电路的阻值不能超过$15\ \Omega$。

解析

【分析】
本题需分三步解决:第一步用安培定则判断电磁铁下端极性;第二步分析滑动变阻器滑片移动对控制电路电流的影响,进而判断电磁铁磁性变化;第三步根据电磁铁吸合电流条件,结合欧姆定律计算滑动变阻器的最大接入阻值。
【解析】
1. 判断电磁铁下端极性:控制电路中,电流从电源$U_1$正极流出,依次经过滑动变阻器$R_P$、$R_1$、开关$S$后流入电磁铁线圈,从线圈下端流出。根据安培定则:右手握住螺线管,四指指向线圈中电流方向,大拇指指向螺线管的N极(上端),因此电磁铁的下端为S极。
2. 分析滑片移动对磁性的影响:滑动变阻器滑片向左移动时,接入电路的电阻变大,控制电路总电阻$R_{总}=R_P+R_1$变大。电源$U_1$不变,由欧姆定律$I=\frac{U}{R}$可知,控制电路电流减小;电磁铁的磁性强弱与电流大小有关,电流越小,磁性越小,因此电磁铁磁性变小。
3. 计算滑动变阻器最大阻值:要防止误触,需保证电磁铁吸合衔铁时工作电路切断,此时控制电路电流至少为$0.3\ \mathrm{A}$(电流越小,滑动变阻器接入阻值越大)。根据欧姆定律,控制电路总电阻$R_{总}=\frac{U_1}{I}=\frac{6\ \mathrm{V}}{0.3\ \mathrm{A}}=20\ \Omega$,则滑动变阻器接入阻值$R_P=R_{总}-R_1=20\ \Omega-5\ \Omega=15\ \Omega$,即滑动变阻器接入阻值不能超过$15\ \Omega$。
【答案】
S;小;15
【知识点】
安培定则、电磁铁磁性、欧姆定律
【点评】
本题结合电磁继电器的实际应用,考查安培定则、电磁铁磁性影响因素和欧姆定律的综合应用,需理清控制电路的电流、电阻变化关系,逐步推导,难度适中。
【难度系数】
0.5