1.某商场新安装了一种智能电梯,如图甲所示。当无乘客乘坐时,电梯以较小的速度运行;当有乘客乘坐时,电梯以较大的速度运行。图乙是其工作原理图,电源电压保持不变,其中M为带动电梯运行的电动机,$R_1$为定值电阻,R的阻值随其所受压力大小的改变而改变。下列分析正确的是 (

A.R的阻值随其所受压力的增大而减小
B.减小$R_1$的阻值,可减小无乘客乘坐时电动机消耗的电功率
C.有乘客乘坐时与无乘客乘坐时相比,相同时间内电磁铁线圈产生的热量较少
D.当有乘客乘坐时,衔铁上的动触点与触点1接触
A
)。A.R的阻值随其所受压力的增大而减小
B.减小$R_1$的阻值,可减小无乘客乘坐时电动机消耗的电功率
C.有乘客乘坐时与无乘客乘坐时相比,相同时间内电磁铁线圈产生的热量较少
D.当有乘客乘坐时,衔铁上的动触点与触点1接触
答案
1. A
解析
【分析】
要解决此题,需明确电磁继电器的控制电路与工作电路的逻辑:控制电路中压力变化会改变R的阻值,进而改变控制电路电流,使电磁铁磁性强弱变化,带动衔铁切换工作电路触点,从而改变电动机运行状态。解题时需结合“有乘客时电梯速度大(电动机功率大)、无乘客时速度小(功率小)”的条件,逐一分析选项对应的电路变化是否正确。
【解析】
1. 分析选项A:
当有乘客乘坐时,电梯速度大,说明电动机功率大,工作电路中电动机总电阻更小、电流更大。此时衔铁应与触点2接触,工作电路仅电动机M接入,电阻小、电流大,说明控制电路电流大;控制电路电压不变,由欧姆定律$I=\frac{U}{R_{总}}$可知,控制电路总电阻小,因此R的阻值随压力增大而减小,A正确。
2. 分析选项B:
无乘客时,衔铁与触点1接触,工作电路中M与$R_1$串联,电动机功率较小。若减小$R_1$的阻值,串联总电阻减小,电路电流增大,电动机功率$P=I^2R_M$($R_M$为电动机内阻)会增大,而非减小,B错误。
3. 分析选项C:
有乘客时,控制电路电流更大,电磁铁线圈产生的热量$Q=I^2Rt$,相同时间内电流越大,产生的热量越多,C错误。
4. 分析选项D:
有乘客时电梯需高速运行,工作电路应仅电动机接入(电阻小、功率大),因此衔铁的动触点应与触点2接触,而非触点1,D错误。
综上,正确选项为A。
【答案】
A
【知识点】
电磁继电器、电功率、焦耳定律
【点评】
本题结合智能电梯的实际应用,考查电磁继电器的工作原理,需理清控制电路与工作电路的关联,结合电功率、焦耳定律的知识分析各选项,难度适中,需准确理解电路切换的逻辑。
【难度系数】
0.5
要解决此题,需明确电磁继电器的控制电路与工作电路的逻辑:控制电路中压力变化会改变R的阻值,进而改变控制电路电流,使电磁铁磁性强弱变化,带动衔铁切换工作电路触点,从而改变电动机运行状态。解题时需结合“有乘客时电梯速度大(电动机功率大)、无乘客时速度小(功率小)”的条件,逐一分析选项对应的电路变化是否正确。
【解析】
1. 分析选项A:
当有乘客乘坐时,电梯速度大,说明电动机功率大,工作电路中电动机总电阻更小、电流更大。此时衔铁应与触点2接触,工作电路仅电动机M接入,电阻小、电流大,说明控制电路电流大;控制电路电压不变,由欧姆定律$I=\frac{U}{R_{总}}$可知,控制电路总电阻小,因此R的阻值随压力增大而减小,A正确。
2. 分析选项B:
无乘客时,衔铁与触点1接触,工作电路中M与$R_1$串联,电动机功率较小。若减小$R_1$的阻值,串联总电阻减小,电路电流增大,电动机功率$P=I^2R_M$($R_M$为电动机内阻)会增大,而非减小,B错误。
3. 分析选项C:
有乘客时,控制电路电流更大,电磁铁线圈产生的热量$Q=I^2Rt$,相同时间内电流越大,产生的热量越多,C错误。
4. 分析选项D:
有乘客时电梯需高速运行,工作电路应仅电动机接入(电阻小、功率大),因此衔铁的动触点应与触点2接触,而非触点1,D错误。
综上,正确选项为A。
【答案】
A
【知识点】
电磁继电器、电功率、焦耳定律
【点评】
本题结合智能电梯的实际应用,考查电磁继电器的工作原理,需理清控制电路与工作电路的关联,结合电功率、焦耳定律的知识分析各选项,难度适中,需准确理解电路切换的逻辑。
【难度系数】
0.5
2. 在中国航天的辉煌历程中,神舟系列飞船如同璀璨的星辰,一次次划破苍穹,书写着人类探索太空的壮丽篇章。载人飞船在发射前,检测飞船舱体的气密性至关重要。某小组在项目式学习中设计了一个检测容器气密性的装置,如图所示,该装置由控制电路和工作电路两部分构成。控制电路的电源电压$U$不变,$R_1$为定值电阻,力敏电阻$R_M$置于容器中,工作电路中的a、b处分别为绿灯或电铃。先将容器内部抽成真空,若容器不漏气,绿灯一直亮;若容器漏气,一段时间后达到临界气压时电铃就发声报警。已知力敏电阻$R_M$的阻值随气
2题图
体压强的增大而减小。下列说法不正确的是(
A.控制电路工作时图中电磁铁的上端为N极
B.检测过程中若容器发生漏气,控制电路中电流增大
C.按照设计要求,图中a处应为绿灯,b处应为电铃
D.只减小$R_1$的阻值,电铃会在漏气更少时发声报警
2题图
体压强的增大而减小。下列说法不正确的是(
A
)。A.控制电路工作时图中电磁铁的上端为N极
B.检测过程中若容器发生漏气,控制电路中电流增大
C.按照设计要求,图中a处应为绿灯,b处应为电铃
D.只减小$R_1$的阻值,电铃会在漏气更少时发声报警
答案
2. A
解析
【分析】
要解决这道题,需结合电磁继电器的工作原理、安培定则、欧姆定律以及力敏电阻的特性分析各选项:首先明确控制电路中力敏电阻$R_M$的阻值随气压增大而减小;再通过安培定则判断电磁铁极性,结合欧姆定律分析电流变化,根据设计要求判断工作电路中a、b的作用,最后分析$R_1$变化对报警条件的影响。
【解析】
选项A:控制电路中,电源正极(长线段)在下方,电流从电磁铁下端流入、上端流出。根据安培定则,右手握住螺线管,四指指向电流方向,大拇指指向螺线管的N极,可知电磁铁下端为N极,上端为S极,故A说法错误。
选项B:容器漏气时,内部气压增大,力敏电阻$R_M$阻值减小,控制电路总电阻减小,电源电压不变,由欧姆定律$I=\frac{U}{R}$可知,控制电路电流增大,故B说法正确。
选项C:容器不漏气时,气压小,$R_M$阻值大,控制电路电流小,电磁铁磁性弱,衔铁未被吸下,工作电路中a所在电路接通,故a为绿灯;容器漏气到临界气压时,$R_M$阻值小,控制电路电流大,电磁铁磁性强,衔铁被吸下,接通b所在电路,故b为电铃,符合设计要求,C说法正确。
选项D:电磁铁吸合衔铁需要的临界电流$I$固定,由$I=\frac{U}{R_1+R_M}$得$R_M=\frac{U}{I}-R_1$,若减小$R_1$,则需要更大的$R_M$才能达到临界电流;而$R_M$随气压增大而减小,更大的$R_M$对应更小的气压,即漏气更少时气压就达到临界值,电铃报警,故D说法正确。
【答案】
A
【知识点】
电磁继电器、安培定则、欧姆定律
【点评】
本题结合气密性检测装置,将电磁学知识与实际应用结合,考查学生对电磁继电器工作原理、安培定则、欧姆定律的理解与应用,需理清控制电路和工作电路的逻辑关系,难度适中。
【难度系数】
0.5
要解决这道题,需结合电磁继电器的工作原理、安培定则、欧姆定律以及力敏电阻的特性分析各选项:首先明确控制电路中力敏电阻$R_M$的阻值随气压增大而减小;再通过安培定则判断电磁铁极性,结合欧姆定律分析电流变化,根据设计要求判断工作电路中a、b的作用,最后分析$R_1$变化对报警条件的影响。
【解析】
选项A:控制电路中,电源正极(长线段)在下方,电流从电磁铁下端流入、上端流出。根据安培定则,右手握住螺线管,四指指向电流方向,大拇指指向螺线管的N极,可知电磁铁下端为N极,上端为S极,故A说法错误。
选项B:容器漏气时,内部气压增大,力敏电阻$R_M$阻值减小,控制电路总电阻减小,电源电压不变,由欧姆定律$I=\frac{U}{R}$可知,控制电路电流增大,故B说法正确。
选项C:容器不漏气时,气压小,$R_M$阻值大,控制电路电流小,电磁铁磁性弱,衔铁未被吸下,工作电路中a所在电路接通,故a为绿灯;容器漏气到临界气压时,$R_M$阻值小,控制电路电流大,电磁铁磁性强,衔铁被吸下,接通b所在电路,故b为电铃,符合设计要求,C说法正确。
选项D:电磁铁吸合衔铁需要的临界电流$I$固定,由$I=\frac{U}{R_1+R_M}$得$R_M=\frac{U}{I}-R_1$,若减小$R_1$,则需要更大的$R_M$才能达到临界电流;而$R_M$随气压增大而减小,更大的$R_M$对应更小的气压,即漏气更少时气压就达到临界值,电铃报警,故D说法正确。
【答案】
A
【知识点】
电磁继电器、安培定则、欧姆定律
【点评】
本题结合气密性检测装置,将电磁学知识与实际应用结合,考查学生对电磁继电器工作原理、安培定则、欧姆定律的理解与应用,需理清控制电路和工作电路的逻辑关系,难度适中。
【难度系数】
0.5
3. 如图所示的是小桦探究电磁铁的磁性强弱跟哪些因素有关的实验装置,A是电磁铁,B是弹簧,C是铁块。图中的弹簧长度为15 cm,a、b两接线柱之间的线圈匝数是1 500,a、c两接线柱之间的线圈匝数是2 500。实验数据如表所示。


(1)此实验通过比较弹簧B被拉长的长度来判断弹簧所受拉力的大小,从而判断电磁铁磁性的强弱,这种科学方法叫作
(2)通过分析第1、2、3次实验数据,可得出结论:当
(3)通过分析第3、4次实验数据,可得出结论:当
(1)此实验通过比较弹簧B被拉长的长度来判断弹簧所受拉力的大小,从而判断电磁铁磁性的强弱,这种科学方法叫作
转换
法。(2)通过分析第1、2、3次实验数据,可得出结论:当
线圈匝数
相同时,通过电磁铁的电流
越大,弹簧B被拉得越长,电磁铁的磁性越强
。(3)通过分析第3、4次实验数据,可得出结论:当
电流
相同时,线圈匝数
越多,弹簧B被拉得越长
,电磁铁的磁性越强。答案
3. (1) 转换
(2) 线圈匝数 电流 强
(3) 电流 线圈匝数 长
(2) 线圈匝数 电流 强
(3) 电流 线圈匝数 长
解析
【分析】
本题考查探究电磁铁磁性强弱的实验,解题思路如下:
1. 第一问:明确实验中通过弹簧伸长长度反映电磁铁磁性强弱,将不易观察的磁性强弱转换为易观察的弹簧形变,对应科学方法为转换法。
2. 第二问:分析第1、2、3次实验,控制线圈匝数不变,改变电流大小,观察弹簧伸长量变化,总结电流对磁性的影响。
3. 第三问:分析第3、4次实验,控制电流不变,改变线圈匝数,观察弹簧伸长量变化,总结线圈匝数对磁性的影响。
【解析】
(1) 实验中电磁铁磁性强弱无法直接观察,通过弹簧被拉长的长度(拉力大小)间接判断磁性强弱,这种将不易观察的物理量转换为易观察物理量的方法,称为转换法。
(2) 第1、2、3次实验中,线圈匝数相同,电流逐渐增大,弹簧被拉得更长,说明电磁铁磁性越强,因此结论:当线圈匝数相同时,通过电磁铁的电流越大,电磁铁的磁性越强。
(3) 第3、4次实验中,电流相同,线圈匝数越多,弹簧被拉得越长,说明电磁铁磁性越强,因此结论:当电流相同时,线圈匝数越多,弹簧B被拉得越长,电磁铁的磁性越强。
【答案】
(1) 转换
(2) 线圈匝数;电流;强
(3) 电流;线圈匝数;长
【知识点】
电磁铁的磁性强弱、转换法、控制变量法
【点评】
本题围绕探究电磁铁磁性强弱的实验展开,重点考查实验方法的识别和实验结论的总结,需熟练运用控制变量法分析实验变量与现象的关系,属于基础实验题,难度适中。
【难度系数】
0.6
本题考查探究电磁铁磁性强弱的实验,解题思路如下:
1. 第一问:明确实验中通过弹簧伸长长度反映电磁铁磁性强弱,将不易观察的磁性强弱转换为易观察的弹簧形变,对应科学方法为转换法。
2. 第二问:分析第1、2、3次实验,控制线圈匝数不变,改变电流大小,观察弹簧伸长量变化,总结电流对磁性的影响。
3. 第三问:分析第3、4次实验,控制电流不变,改变线圈匝数,观察弹簧伸长量变化,总结线圈匝数对磁性的影响。
【解析】
(1) 实验中电磁铁磁性强弱无法直接观察,通过弹簧被拉长的长度(拉力大小)间接判断磁性强弱,这种将不易观察的物理量转换为易观察物理量的方法,称为转换法。
(2) 第1、2、3次实验中,线圈匝数相同,电流逐渐增大,弹簧被拉得更长,说明电磁铁磁性越强,因此结论:当线圈匝数相同时,通过电磁铁的电流越大,电磁铁的磁性越强。
(3) 第3、4次实验中,电流相同,线圈匝数越多,弹簧被拉得越长,说明电磁铁磁性越强,因此结论:当电流相同时,线圈匝数越多,弹簧B被拉得越长,电磁铁的磁性越强。
【答案】
(1) 转换
(2) 线圈匝数;电流;强
(3) 电流;线圈匝数;长
【知识点】
电磁铁的磁性强弱、转换法、控制变量法
【点评】
本题围绕探究电磁铁磁性强弱的实验展开,重点考查实验方法的识别和实验结论的总结,需熟练运用控制变量法分析实验变量与现象的关系,属于基础实验题,难度适中。
【难度系数】
0.6
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