电磁学综合计算题典型考点 变式练-2025年中考物理一轮复习

电磁学综合计算题典型考点变式练

2025年中考物理一轮复习备考

一、计算题

1.如图是某个实验小组设计的光照自动控制系统，已知控制电路的电源电压s=6V,滑动变阻器R/

的最大阻值为80。，电磁铁线圈电阻忽略不计，当通过线圈的电流达到0.1A时电磁铁恰好能吸合衔

铁，及是光敏电阻，它与光照强度E的关系如表所示(光照强度E的单位是：勒克斯，符号Lx；光

越强，光照强度越大)；工作电路电源电压S=12V,定值电阻R=10O,指示灯L上标有“12V6W”

字样。问：

光照强度E/Lx0.511.522.536

R2阻值6030201512105

(1)指示灯L正常工作时的电流是多少？

(2)闭合开关Si,滑片P移到滑动变阻器中点，电磁铁恰好吸合衔铁时的光照强度&是多少？

(3)调节滑动变阻器品的电阻为50。，闭合开关Si,若光照强度保持5Lx不变，则工作电路通电

10s消耗的电能是多少？

l

i

l

r

2.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=88Q的电热丝组

成；控制电路由电源、电磁铁(线圈电阻R尸20。)、开关、滑动变阻器&(取值范围为0〜80。)和

热敏电阻品组成，R/阻值随温度变化的关系如下表所示。当控制电路电流仑50mA时，衔铁被吸合

而切断工作电路；当控制电路电流乂40mA时，衔铁被释放而接通工作电路。

温

度90806660504640363534

/℃

Ri/

102040507080100120130150

Q

(1)工作电路正常工作时，电热丝在Imin内产生的热量是多少？

(2)当温度为60℃,滑动变阻器上接入电路的阻值为50。时，衔铁恰好被吸合，则控制电路的电

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？

3.如图甲是多功能养生壶，它有加热和保温功能，其自动控温工作原理如图乙所示。控制电路中的

电源电压■恒为6V,电磁铁线圈电阻不计，&是保护电阻，用为热敏电阻，其阻值随温度变化的

规律如图丙所示；工作电路中，Uz=220V,%、&是加热电阻。当线圈中的电流/>8mA时，加热

电路接通。加热挡功率为88OW,保温挡功率为11OW,养生壶容量为1.5L,己知水的比热容为

4.2xlO3J/(kg-℃),水的密度/?=1.0x1()3kg/m3。

(1)若凡阻值为200Q,刚开始保温时，电路中的电流为8mA,则养生壶刚开始保温时的温度约为

多少？

(2)&阻值为多少？

(3)加热效率为90%的情况下，将一壶初温为0℃的水加热到80℃需要的时间为多少？(结果保留

1位小数)

乙丙

4.实践小组为学校花卉种植小屋设计了自动加湿装置,其简化电路如图甲。该自动加湿装置由控制

电路和工作电路两部分组成，它能使小屋内空气湿度H的变化范围控制在60%~80%,控制电路中湿

敏电阻R的阻值随空气湿度》的变化关系如图乙。当线圈中的电流减小至0.04A时，衔铁被松开，

触点8、C接通，加湿器开始加湿；当线圈中的电流增大至0.06A时，衔铁被吸下，触点8、C断开，

加湿器停止加湿。已知加湿器上标有“220V60W”字样，控制电路电源电压U恒定，心为定值电阻，

线圈电阻不计。问：

(1)加湿器正常工作lOmin消耗的电能；

(2)电源电压。的大小和电阻Ro的阻值；

(3)若用阻值为25。的电阻替换原控制电路的电阻求替换前后，当自动控制电路均处于刚启动

加湿器工作的状态时，湿敏电阻功率的变化量。

-------加湿器------

衔代B展---o220V0-

aa

工作电路

湿敏电阻RS

-0_

控制电器R。

甲

5.如图所示为某智能烘干机的简化电路原理图，其工作电路由电压为220V的电源、阻值为55。的

电热丝R、红灯L和蜂鸣器组成；控制电路由电源U、电磁铁(线圈电阻忽略不计)、开关S、热敏

电阻R/和滑动变阻器&组成;R/的阻值随温度变化的关系如下表所示。当控制电路电流仑0.05A时，

衔铁被吸合，电热丝R停止工作，同时红灯亮蜂鸣器响发出报警信号，表明烘干机内温度过高。

温度/℃908066605046403635

RJ6102040507080100120130

(1)电热丝R工作时的电流为多少？

(2)电热丝R通电10s产生的热量为多少？

(3)己知控制电路的电源电压U=6V,当调节滑动变阻器&=70。时，烘干机内温度至少多高会发出

报警信号？

-------------VWWWXA

R

战

甲L

"——

百

蜂鸣器

-------------------O220VO-

6.如图所示为人体红外传感器的阻值R随人体到大门距离工的变化如下表所示。当人体距离大门的

距离为3.0m时，刚好触发电动机工作，此时控制电路中的电流为100mA。已知电动机铭牌上标有

“220V-44W”的字样，控制电路的电源电U为24V,开门一次用时3s,不计电磁铁线圈的电阻、求:

L/m01.53.04.5>6.0

RQ6090120150180

(1)开门一次电动机消耗的电能;

(2)定值电阻的阻值；

(3)电动机刚好工作时，定值电阻与消耗的功率;

(4)若要使人体距离大门的距离更大时就可以触发电动机工作，请你写出可采取的措施。

7.某科技小组设计了一个检测水库水位的模拟报警装置，图甲为其模拟电路图。在水库底部竖直放

置(与水库底部未密封)质量为50kg、底面积为0.025m2的圆柱形浮块(足够高)，上端通过轻杆与

力敏电阻R/接触，R/的阻值与压力的关系如图乙所示，水库中无水时，R/不受力。控制电路的电源

电压为24V,Ro为定值电阻，当控制电路中的电流250mA时，衔铁被吸下，报警红灯亮。已知"水

=1.0xl03kg/m3,不计轻杆质量、线圈电阻及其能量损耗。

(1)报警红灯恰好亮起时，求控制电路的电功率；

(2)当水位达到10m时，求力敏电阻受到的压力；

(3)若设置警戒水位为10m时，报警红灯恰好亮起，求定值电阻Ro的阻值；

(4)若将定值电阻&的阻值调大，应该如何调整电源电压才能使警戒水位不变?

8.如图甲所示为电磁继电器和热敏电阻R/等组成的恒温箱控制电路，以处于恒温箱内。电源电压

U=6V,电磁继电器线圈的电阻可不计。图乙为热敏电阻的R/T图像，且已知在50~150℃范围内,

热敏电阻的阻值随温度的变化规律是41为常数；电阻及是可变电阻。当线圈中的电流达到20mA

时，电磁继电器的衔铁被吸下，已知此时可变电阻&=225。，恒温箱保持60。恒温。图中的“交流

电源”是恒温箱加热器的电源。

(1)60℃时，热敏电阻的阻值是多少？

(2)应该把恒温箱的加热器接在A、8间还是C、。间？请说明理由；

(3)如果要使恒温箱内的温度保持100℃,可变电阻处的阻值应调为多少？

9.为实现自动控制，小明同学利用电磁继电器(电磁铁线圈电阻不计)制作了具有延时加热、保温、

消毒等功能的恒温调奶器，其电路图如图甲所示。控制电路中，电压必=3V,定值电阻&=50Q,

热敏电阻R阻值随温度变化的图像如图乙所示；工作电路中，电压。2=220V,T?7=836Q,&=44Q。

已知恒温调奶器容量为2kg,水温达到80℃时衔铁会跳起。[水的比热容为4.2X103J/(kg-℃)]

(1)请结合此电路，简要说明电磁继电器的工作原理。

(2)求衔铁刚跳起时，通过电磁铁线圈的电流。

(3)求工作电路在保温状态下的电功率。

(4)当调奶器加满温度为25℃的水，加热元件工作500s后衔铁跳起，求此过程中水吸收的热量及

恒温调奶器的加热效率。

甲

10.小闽为学校的陶器烧制炉加装一个自制的可控制温度的装置，其简化的工作电路图如图。R/、&

是炉内加热电阻，Ri阻值为44Q,R是变阻器，Ro是电磁铁线圈电阻。温差电源的热点探头放在炉内,

冷点探头放在20℃的恒温箱中。烧制炉接入220V的电路中，闭合开关Si、S2,衔铁与触点A接触,

烧制炉处于加热状态；当电磁铁线圈中的电流达到0.01A时，衔铁被吸下与触点B接触，烧制炉进入

保温状态，保温功率为200W。测试时，第一次调节R的阻值为1。，当烧制炉刚进入保温状态时，

测得炉内温度f为400℃；第二次调节R的阻值为4。，当烧制炉刚进入保温状态时，测得炉内温度f

为1000℃o求:

(1)烧制炉处于加热状态时，通过R/的电流。

(2)烧制炉处于保温状态时，&的阻值。

(3)温差电源提供的电压与两探头间的温度差成正比，为便于设置烧制炉的保温温度写出R与t

关系的表达式。

―L----------------------

S2次］冷点探头I恒温箱

L/

参考答案

1.(1)0.5A；(2)1.5Lx；(3)144J

解：(1)指示灯L上标有“12V6W”字样，根据尸=U/可得指示灯L正常工作时的电流是

乙=*=黑=°SA(2)闭合开关SI,控制电路中R/和&串联，滑片P移到滑动变阻器中点，当

通过线圈的电流达到0.1A时电磁铁恰好能吸合衔铁，由欧姆定律可得此时电路总电阻

R总=?=累=60^串联电路总电阻等于各分电阻之和，光敏电阻的阻值

6=废-5=60。-等=20。从表格中看出，电磁铁恰好吸合衔铁时的光照强度比是1.5Lxo

(3)由表格数据可知，光照强度与光敏电阻凡阻值的乘积

EXT?2=0.5LXX60Q=1LXX30Q=1.5LXX20Q=2LXX15Q=2.5LXX12Q=3LXX10Q=30LX"Q则凡=30-4,调

E

节滑动变阻器R/的电阻为50。，闭合开关Si,若光照强度保持5Lx不变，则光敏电阻

R；=当叠=60此时控制电路中的电流

/；=2=市三万“°107人＞0.以电磁铁吸合衔铁，工作电路中只有R接入电路中工作，工作电路

通电10s消耗的电能是

W=©=(12V)-x：10s=i44j答:(1)指示灯L正常工作时的电流是0.5A；

R10Q

(2)电磁铁恰好吸合衔铁时的光照强度瓦是L5Lx；

(3)工作电路通电10s消耗的电能是144J。

2.(1)3.3X104J；(2)6V；(3)35℃~80℃

解：(1)由题知，工作电路由电压为220V的电源和阻值R=88O的电热丝组成，则R在Imin内产

生的热量为

U2(220V)24

Q=W=一t=^----乙x60s=3.3x1(/J

R880

(2)当温度为60℃时，由表格数据可知，热敏电阻R/=50Q,且此时滑动变阻器接入电路的阻值刈=50。,

线圈电阻R尸20。，则控制电路的总电阻为

RkRi+Rz+R尸50Q+50Q+20Q=120Q

此时衔铁恰好被吸合，则控制电路的电流为

/=50mA=0.05A

则控制电路的电压为

U=IR怎=0.05Ax120Q=6V

(3)当控制电路电流/=50mA时，控制电路的总电阻最大为

。大=1=120口

衔铁被吸合切断工作电路，当滑动变阻器&的最大阻值为80。时，热敏电阻必的阻值最小(此时温

度最高)，则曷最小值为

Ri后R最大-&-7?尸1200-80Q-20Q=20Q

由表中数据知可控制的最高温度为80℃。当控制电路电流为40mA时，衔铁被释放接通工作电路,

控制电路的总电阻最小为

当滑动变阻器史的最小阻值为0时，热敏电阻岛的阻值最大(此时温度最低)，则与最大值为

RI^R最小-7?o=15OQ-20Q=130Q

由表中数据知可控制的最低温度为35℃。所以此装置可控制的温度最大范围是：35℃~80℃o

答：(1)工作电路正常工作时，电热丝在Imin内产生的热量是3.3xl04j；

(2)当温度为60℃,滑动变阻器&接入电路的阻值为50。时，衔铁恰好被吸合，则控制电路的电

源电压是6V；

(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35℃~80℃。

3.(1)80℃；(2)55。；(3)636.4s

解：(1)由图可知，控制电路中两个电阻串联，电路中的电流为8mA,电路中总电阻为

则此时热敏电阻阻值为

Rt=R-R0=750Q-200Q=550Q

由图丙可知热敏电阻阻值为550。时，温度为80℃。

(2)由图可知，当金属板和。接触时，两个电阻串联，电路中电阻大，电流小，根据尸="可知功

率小，为保温挡；当金属板和b接触时，电路中只有几，电路中电阻小，电流大，根据P="可知

功率大，为加热挡；所以此的阻值为

U-(220V)2

=550

反一880W

(3)水的质量为

333

m=pV=lxl0kg/mx1.5xlO^m=1.5kg

水吸收的热量为

Q=cm\t=4.2x103J/(kg-℃)x1.5kgx80℃=5.04xl05J

需要消耗的电能为

Q5.04xl05J

=5.6X105J

90%--90%-

需要的时间为

W5.6xl05J

=636.4s

可一880W

答：(1)养生壶刚开始保温时的温度约为80℃；

(2)凡阻值为550；

(3)加热效率为90%的情况下，将一壶初温为0℃的水加热到80℃需要的时间为636.4s。

4.(1)3.6xlO4J；(2)6V,50Q；(3)0.04W

解：(1)根据可得，加湿器正常工作lOmin消耗的电能为

W=R=60WxlOx60s=3.6x104J

(2)由乙图可知，当湿度为60%时，湿敏电阻R=100。，此时控制电路的电流为/=0.04A,根据欧姆

定律可得

U=IR+Z7?o=O.O4Ax100Q+0.04AxRg①

当湿度为80%时，湿敏电阻R=50Q,此时控制电路的电流为？=0.06A,根据欧姆定律可得

%=0.06Ax50C+0.06Ax4②

联立①②解得，［7=6V,7?tf=50Qo

(3)替换前，加湿器刚启动时湿敏电阻R=100。，此时控制电路的电流为/=0.04A,湿敏电阻功率为

P=LR=(0.04A)2x100Q=0.16W

替换后，加湿器刚启动时，通过控制电路的电流仍为/=0.04A,此时R,=250,根据欧姆定律可知,

此时的控制电路的总电阻为

由于控制电路是串联电路，所以此时湿敏电阻的阻值为

叱=4-尺=150。-25。=125。

此时湿敏电阻功率为

P〃=/2R"=(0.04A)2xl25Q=0.2W

则湿敏电阻功率的变化量为

AP=r-P=0.2W-0.16W=0.04W

答：(1)加湿器正常工作lOmin消耗的电能为3.6x107

(2)电源电压。的大小为6V,电阻凡的阻值为50。；

(3)湿敏电阻功率的变化量为0.04W。

5.(1)4A；(2)8800J；(3)60℃

解：(1)由电路图可知，电热丝R工作时，衔铁与工作电路中上触点接触，电热丝R单独连接在工

作电路中，其两端电压U工行220V,由题意可知，电热丝的阻值R=55d根据欧姆定律可以得出，

电热丝R工作时的电流为

(2)电热丝R通电时间为Z=10s,由焦耳定律得，电热丝R通电10s产生的热量为

Q=4作比=(4A)?x55。xlOs=8800J

(3)由控制电路图可知，控制电路的电源电压U=6V,电磁铁、热敏电阻R/和滑动变阻器&串联在

控制电路中，则流过三者的电流相等，不计电磁铁的电阻，电磁铁相当于一条导线，则电路中总电阻

为

R息=K+&

当控制电路电流20.05A时，衔铁被吸合，电热丝R停止工作，同时红灯亮蜂鸣器响发出报警信号,

由欧姆定律可知，此时电路中总电阻为

U6V___

R仕=——=-------=1ZUL2

总/0.05A

此时，滑动变阻器阻值&=70。，则热敏电阻R/的阻值为

Ri=R总—R?=120Q—70Q=50Q

由欧姆定律/=乌可知电路中总电阻越小电流越大，则根据题意只要热敏电阻R/W50Q,电路就会发

出报警，由题中表格可知，温度越高，热敏电阻以越小，查询表格数据可知，对应热敏电阻R/=50Q

的温度为60℃,则当调节滑动变阻器&=70。时，烘干机内温度至少为60℃会发出报警信号。

答：(1)电热丝R工作时的电流为4A。

(2)电热丝R通电10s产生的热量为8800J。

(3)当调节滑动变阻器&=70。时，烘干机内温度至少60℃会发出报警信号。

6.(1)132J；(2)120Q；(3)1.2W；(4)见解析

解：(1)开门一次电动机消耗的电能

W=Pr=44Wx3s=132J

(2)人体距离大门的距离为3.0m时，刚好触发电动机工作，此时控制电路中的电流为100mA=0.1A。

此时控制电路中的总电阻

U24V

=240Q

7-0.1A

控制电路中，两个电阻及电磁铁串联，由表格数据知，£=3.0m时，R为120欧，则4的阻值

N=R总一R=240Q-120Q=120Q

(3)电动机刚好工作，定值电阻R/消耗的功率

6=尸&=(0.1mA)2X120Q=1.2W

(4)由表格数据知，人体到大门的距离越大，R的阻值越大，而电动机触发时，控制电路的电流保

持不变，控制电路的电压不变，可减小控制电路的总电阻，所以可减小定值电阻R/的阻值。

答：(1)开门一次电动机消耗的电能为132J；

(2)定值电阻R/的阻值为120欧；

(3)电动机刚好工作时，定值电阻以消耗的功率为1.2W；

(4)略。

7.(1)1.2W；(2)2000N；(3)200Q；(4)增大电源电压

解：(1)报警红灯恰好亮起时，电流为50mA,则控制电路的电功率为

P=UI=24Vx0.05A=1.2W

(2)当水位达到10m时，圆柱形浮块受到的浮力为

E浮=p^gV^=1x103kg/m3xION/kgx0.025m2x10m=2500N

圆柱形浮块受到的重力为

G=mg=50kgxION/kg=500N

则圆柱形浮块受到的压力为

FN=F9-G=2500N-500N=2000N

力的作用是相互的，所以力敏电阻受到的压力也为2000N。

(3)控制电路中，凡、与串联。力敏电阻受到的压力为2000N时，由乙图可知此时坊=280。，此时

电流为50mA,则总电阻为

U?4V

Rn=一=二—=480。

总I0.05A

则此时定值电阻凡的阻值为

6=R总一6=480Q-280Q=200Q

(4)警戒水位不变，则&阻值不变，若将定值电阻&的阻值调大，则总电阻变大，恰好报警时的电

流不变，根据。=笈可知电源电压变大。所以若将定值电阻&的阻值调大，应该增大电源电压才能

使警戒水位不变。

答：(1)报警红灯恰好亮起时，控制电路的电功率为1.2W；

(2)当水位达到10m时，力敏电阻受到的压力为2000N；

(3)若设置警戒水位为10m时，报警红灯恰好亮起，定值电阻Ro的阻值为2000；

(4)若将定值电阻&的阻值调大，应该增大电源电压才能使警戒水位不变。

8.(1)750；(2)见详解；(3)255。

解：(1)当温度为60℃时，控制电路中的总电阻为

所以R/的阻值为

4=R&-R2=300Q-225Q=75Q

(2)由图乙可知，热敏电阻R/的阻值随着温度的升高而减小，当线圈中电流达到20mA时，继电器

的衔铁被吸合，电路应断开，因此，应该把恒温箱的加热器接在A、8端。

(3)如果要使恒温箱内的温度保持100℃,假设此时热敏电阻的阻值为R,为常数，则有

7?1x6O℃=7?1,xlOO℃

所以R的阻值为

750x6000

1100℃100℃

可变电阻&的阻值应调为

尺=R总-R=300Q-45Q=255Q

答：(1)60℃时，热敏电阻R/的阻值是750；

(2)由图乙可知，热敏电阻R/的阻值随着温度的升高而减小，当线圈中电流达到20mA时，继电器

的衔铁被吸合，电路应断开，因此，应该把恒温箱的加热器接在A、8端；

(3)如果要使恒温箱内的温度保持100℃,可变电阻&的阻值应调为255。。

9.(1)见详解；(2)0.02A；(3)55W；(4)84%

解：(1)如图乙所示，温度升高时，电阻R的阻值增大，所以当温度比较低时，电阻R的阻值较小，

控制电路中的电流较大，电磁铁把衔铁吸下来，工作电路中只有电阻以