浙教版科学中考复习:电磁继电器、电动机分析计算-(共40张PPT)

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资源描述

电磁继电器、电动机分析计算2一、电磁铁1、定义:内部带有铁芯的螺线管就构成电磁铁与通电螺线管相比,磁性大大增强2、工作原理:利用电流的磁效应来工作。3、电磁铁的特点:①磁性的有无可由电流的通断来控制“通电有,断电无”②磁性的强弱可由改变电流大小和线圈的匝数来调节电流越大(小),电磁铁的磁性越强(弱)匝数越多(少),电磁铁的磁性越强(弱)③磁极可由电流方向来改变通过右手螺旋定则(安培定则)来判断二、电磁起重机1、电磁起重机是利用电生磁的原理来工作的,通过的电流越大,磁性越强.2、电磁起重机通电后能够吸引钢铁类物质,其原因是这类物质能被磁化.若将钢铁类物质装入木箱中,隔着木箱,电磁起重机还能够吸引木箱内的钢铁类物质.3三、电铃1、当按动按钮A后,电磁铁产生磁性,吸引B,带动锤子敲击铃碗C发声;2、但同时A和D又会分离,电路断开,电磁铁失去磁性,D复位又将电路接通;如此反复,电铃持续发声。4四、磁悬浮列车左图是其工作原理示意图。该磁悬浮列车的原理是运用磁铁:同名磁极相互排斥5五、电磁继电器1、功能:电磁开关。2、原理:开关闭合,电流通过电磁铁,产生磁性,吸引B,从而控制其他电路。3、优点:可以通过简单安全的开关,控制高压、高温等危险电路,或不容易操控的电路。6题型一:电磁铁的分析计算71.(6分)图甲是一种家庭应急灯,其内部结构如图乙所示,图中两个灯泡的规格相同,应急灯电路的有关参数如下表所示。(设灯泡的电阻不随温度变化)(1)当外接电源正常供电时,应急灯(选填“工作”或“不工作”)。(2)根据表中数据计算,单个应急灯的电阻为。(3)当外接电源不供电时,两个应急灯泡正常工作5分钟电路中消耗的总电能是多少?892.(6分)阴雨天,空气潮湿,能见度低,路面湿滑,为保证旅客上下车安全,需在车门旁开启警示灯。某同学设计了如图乙所示的模拟电路。问:(1)选择图甲中的(选择“R1”或“R2”)湿敏电阻,将它串联在图乙电路中的(选择“A”或“B”)位置,闭合开关,警示灯能随湿度变化而自动调整亮度,且不能闪烁。(2)已知电源电压为6V,警示灯的规格是“6V3V”,当空气湿度为80%时,闪烁的过程中,灯较暗时的实际功率是多少?(电磁铁电阻忽略不计)?10113.如图甲,电磁继电器和热敏电阻R等组成了恒温箱控制电路,R处于恒温箱内,其电源电压恒为6V,电磁铁线圈的电阻不计,图乙为热敏电阻的R−t图象,由此已知在50─150℃范围内,热敏电阻的阻值随温度的变化规律是:R⋅t=定值;电阻R0是可变电阻。当线圈中的电流达到20mA时,继电器的衔铁被吸合。已知可变电阻R0=225Ω时,恒温箱可保持60℃恒温。工作电路由一个“220V375W”的电加热器和两只“220V25W”的红、绿指示灯组成(指示灯安装在恒温箱外).(1)若绿色指示灯亮表示恒温箱内温度达到60℃,红色指示灯表示加热器处于加热状态,请连接电路。(2)工作电路处于加热状态时,连续工作10min会消耗多少电能?(3)60℃时,热敏电阻R的阻值是多少?(4)如果要使恒温箱内的温度保持90℃,变电阻R0的阻值应调为多少?124.图甲为热敏电阻的R﹣t图象,图乙为用此热敏电阻R和继电器组成的恒温箱的简单温控电路,继电器线圈的电阻为150欧,当线圈中电流大于或等于28毫安时,继电器的衔铁被吸合,为继电器线圈供电的电池的电压为6伏,图中的“电源”是恒温箱加热器的电源。(1)从图甲中可得50℃时热敏电阻的阻值为欧。(2)恒温箱的加热器应接在A、B端还是C、D端?(3)若恒温箱内的温度达到100℃时,通过计算分析恒温箱加热器是否处于工作状态?(4)若在原控制电路中,串联接入一个可变电阻,当该电阻增大时,所控制的恒温箱内的最高温度将(选填“变大”“不变”或“变小”)。1314【解答】解:(1)分析图甲可知,50℃时热敏电阻的阻值为90Ω;(2)A、B当温度较低的时候,热敏电阻的电阻较大,电路中的电流较小,此时继电器的衔铁与AB部分连接,此时是需要加热的,恒温箱内的加热器要工作,所以该把恒温箱内的加热器接在A、B端.(3)当温度达到100℃时,据甲图可知,此时的电阻是50Ω,继电器线圈的电阻为150Ω,所以该电路的电流是:I=U/R总=6v/(50+150)=0.03A=30mA,所以其大于28mA,故恒温箱不处于工作状态;(4)据题意可知,“当线圈中电流大于或等于28毫安时,继电器的衔铁被吸合”即恒温箱会停止工作,故可知,若在控制电路中串联一个电阻后,电路电阻变大,同样情况下,使得电路电流变小,故控制电路达到28mA时所用的时间会更长,故可知,保温箱的加热时间会更长,故保温箱内的温度会更高.故答案为:(1)90;(2)恒温箱的加热器应接在A、B端;(3)若恒温箱内的温度达到100℃时,通过计算分析恒温箱加热器不处于工作状态;(4)变大;155.有一种电加热恒温箱,工作原理如图1所示.控制电路由电压为U1=9V的电源、开关、电磁继电器(线圈电阻不计)、电阻箱R0和热敏电阻R1组成;工作电路由电压为U2=220V的电源和电阻为R2=44Ω的电热丝组成.其中,电磁继电器只有当线圈中电流达到60mA时,衔铁才吸合,切断工作电路;热敏电阻R1的阻值随温度变化关系如图2所示.(1)求电热丝工作时的功率和在10min内产生的热量.(2)如果恒温箱的温度设定为50℃,求电阻箱R0应接入电路的阻值.(3)若要提高恒温箱的设定温度,电阻箱R0接入电路的阻值应调大还是调小?简要说明理由.16176.小明利用实验室的电磁继电器、热敏电阻R1、可变电阻器R2等器件设计了一个恒温箱控制电路,如图1所示.其中“交流电源”是恒温箱加热器的电源(加热器在恒温箱内,图中未画出);R1处于恒温箱内,图2是小明通过实验测得的R1的阻值随温度变化的关系曲线;电磁继电器的电源两端电压U=6V,电磁继电器线圈的电阻可不计,通过实验测得当电流为30mA时,电磁继电器的衔铁被吸合.(1)恒温箱的加热器应该接在端.(A、B;C、D)(2)如果要使恒温箱内预设的温度可调节范围是90℃~150℃,可供选择的可变电阻器R2的电阻值有如下的几种:A.0~100ΩB.0~200ΩC.0~1000ΩD.0~1500Ω请问应选择哪一个可变电阻器?为什么?计算说明.18197.有一种电加热恒温箱,工作原理如图甲所示.控制电路由电压为U1=9V的电源、电磁继电器(线圈电阻不计)、滑动变阻器R2和热敏电阻R1组成,图乙是热敏电阻R1阻值随温度变化的图象;工作电路由电压为U2=220V的电源和电阻为R0的电热丝组成.通过实验测得当电磁继电器线圈的电流达到60mA时,电磁继电器的衔铁被吸下来.求:(1)请用笔画线代替导线,按照题意将图中的工作电路连接完整.(2)在升温的过程中,电阻两端的电压会(选填“变大”、“变小”或“不变”);(3)要使恒温箱设定的温度值升高,应调节滑动变阻器的滑片,使其接入电路的阻值(选填“变大”或“变小”).(4)当滑动变阻器接入电路中的电阻为时,恒温箱内的温度是多少?2021228.某同学为学校草坪设计了一个自动注水喷淋系统,其电路设计如图甲。控制电路电源电压U1=12伏,R0为定值电阻,RF为压敏电阻,电磁铁线圈电阻忽略不计;压敏电阻RF放置于水箱底部(如图乙),其阻值与压力有关,阻值随水位变化关系如表。工作电路包括注水系统和喷淋系统,其电源电压U2=220伏;圆柱体水箱底面积S=0.4米2。当水箱内的水位上升到2米时,通过电磁铁线圈的电流Ia=0.1安,衔铁恰好被吸下,注水系统停止工作,此时电流表示数I1=1安;当水位下降到1米时,衔铁恰好被拉起,注水系统开始给水箱注水,此时电流表示数I2=2安。(1)当水箱内水位达到2米时,控制电路中压敏电阻RF的功率为________瓦。(2)当水箱内水位下降到1米时,通过电磁铁线圈的电流Ib为多少安?(3)已知喷淋系统一直给草坪喷水,每秒钟喷水恒为0.001米3;注水系统工作时,每秒钟给水箱注水恒为0.005米3。求相邻两次开始给水箱注水的这段时间内,工作电路消耗的电能。水位(米)0.250.500.751.001.251.501.752.002.25压敏电阻RF阻值(欧)30020012590706562605923六、电动机(U为电动机两端的电压,I为流过电动机的电流,R电动机的内阻,t电动机工作的时间)1、电动机工作时将输入的电能绝大部分转化为机械能,但还有一部分转化为热能,属于非纯电阻,因此计算时要注意含电阻的公式不能随便用。2、公式:基本公式:P=UI,W=UIt。推导式,在纯电阻电路中,电功和电热公式通用;电功率和电热功率公式通用:P=UI=I2R=U2/R;W=Pt=UIt=I2Rt=(U2/R)t。在非纯电阻电路中,电热Q=I2Rt,电热功率:P热=I2R。24输入电能:W电=UItP电=UI电动机输出机械能:W机=W电—Q=UIt-I2RtP机=P电—P热=UI-I2R电动机发热:Q=I2RtP热=I2R3、在计算电动机电路可用以下公式:(1)电动机不转动时:无机械能输出,电能全部转化为内能。W电=Q;P电=P热(2)电动机正常工作时:a)电流做功是所消耗的总能量W电=UIt;电流做功的功率P电=UI;b)工作时所产生的热能Q=W热=I2Rt;其发热功率P热=I2R;c)所转化的机械能W机=W总-W热=UIt-I2Rt;转化的机械能功率P机=P总-P热=UI-I2R25小结26电动机功率相关公式:P总=UI(定义式)可以适用于所有的电路;P总=P输入=UI=P机+P热这里的是U指的是电动机两端电压;I是通过电动机的电流P机=P输出=P总-P热=UI-I2R=FV;P热=I2R=P总-P机非纯电阻,电能会转化成除了热能还有其他能,如电动机中的机械能。W=UItQ=I2Rt纯电阻电路中,W=Q,电能全部转化成热能在电动机里,也就是非纯电阻电路中,电动机转动后就不能再用欧姆定律%100tt总机总机总有PPPPWW279.(7分)随着国家大力倡导共享经济,大量的共享单车和电动车出现在了马路上。下表是一辆共享电动车的铭牌上给出的技术参数。车型整车质量最大载重电动机输出功率额定电压额定电流根据表中数据计算:(1)该电动机正常工作10分钟,线圈产生的热量。(2)该电动机线圈的电阻。(3)该电动机正常工作时的效率282910.某自动豆浆机工作时,电热管加热与电动机打浆过程交替进行,工作过程均不计热量损失,其部分参数如下表[取c豆浆=4×103J/kg℃];(1)空豆浆机放在水平桌面上,接触面积为4cm2,求对水平面的压强为多少?(2)计算加热管正常工作80s,可使1kg豆浆温度升高多少摄氏度?(3)若豆浆机正常打好一次豆浆消耗的总电能为017kW·h,加热与打浆的时间之比为3:1,则打好一次豆浆需要多少时间?额定电压220V电机功率100W加热功率1100W净重20N303.3111.如图当合上开关,小灯泡正常发光,刚好电动机能正常工作,(已知:小灯泡的规格为U0、P0,电动机线圈电阻为r,电源电压为U)此时电动机的输出功率为。32【解析】由图像可知,小灯泡与电动机串联,又因为小灯泡正常发光,可知小灯泡此时在额定电压下工作,根据串联分压,得出电动机两端电压U电动机=U-U0根据P=UI推出I=P0/U0P输出=P机=P总-P热=(U-U0)P0/U0-(P0/U0)2r3312.小金想挑选一个能量转换效率高的小电动机,装载到模型上参加校科技节电动船竞速比赛。于是自己动手探究,步骤如下:第1步:将小电动机和电流表串联接入电路(如右图);第2步:用尖嘴钳卡住小电动机的转轴,使其不转动;第3步,将尖嘴钳拿走,使小电动机正常转动;第4步:分别将上述两种情况的有关数据记录在表格中。电动机两端的电压(伏特)电动机工作状态通过电动机的电流(安培)请利用所学的知识回答下列问题(列式计算):(1)1分钟内电流通过电动机正常转动时产生的热量是多少?(2)这个小电动机正常工作时电能转化为机械能的效率是多少?3
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