人教版物理九年级第二十章 电磁继电器专题计算（高难度）

如图甲所示，是一种电加热恒温箱的简化工作原理电路图。工作电路由电压U₀=220V的电源和阻值为R₀=88Ω的电热丝组成。控制电路是由电压U₁=7.5V的电源、开关、电磁继电器（线圈电阻不计）、电阻箱R₁（可取值范围为0~120Ω）和热敏电阻R_t组成的，热敏电阻R_t的阻值随温度变化的关系如图乙所示。当控制电路的电流达到50mA时，衔铁才吸合，从而切断右边工作电路，停止加热。

某家用电热水器，其工作模式和相关参数如下表。如图为电热水器的原理图，包括工作电路和控制电路两部分，通过电磁继电器自动控制电热水器实现加热状态和保温状态的档位变换。R₀、R₁为电热丝，R₂为滑动变阻器，R为热敏电阻（置于电热水器内），其阻值随温度的升高而减小。红灯、绿灯是电热水器工作时的指示灯，忽略指示灯对电路的影响。

型号	LWI.Z20-19
电源	AD220V50Hz
加热功率	800W
保温功率	40W
水容量	1.0L

为了比赛的公平公正，小芸为学习短跑比赛设计了一款防抢跑装置，该装置安装在起跑线前，如图甲所示，丙图是其工作原理图，起跑发令枪发令前，开光S₁、S₂、S₃都闭合，K与A端相连，绿灯亮；发令枪扳机和开关S₂相连接，扣动扳机，枪响同时开关S₁断开；当电流表示数小于或等于30mA时，在弹簧测力作用下，K与A端相连，绿灯亮，无人抢跑；当电流表示数大于30mA时，衔铁被吸下，K与B端相连，红灯亮同时铃声响，有人抢跑。

已知两电路电源电压均为6V，保持不变，压力传感器R的阻值随所受压力变化的图象如图乙所示，压板重力不计，电磁铁线圈电阻不计。

如图是某饮水器的原理图。饮水器的容器内有密封绝缘的电阻丝R₁和热敏电阻R₂ ， 只要水平到过如图所示的位置，接触开关S₁就会导通。继电器开关S₂的作用是当饮水器内的水加热至沸腾后能自动切断加热电路。

小明在研究性学习活动中，查阅到一种热敏电阻的阻值随温度变化的规律如下表，并将该型号的热敏电阻应用于如图所示由“控制电路”和“工作电路”组成的恒温箱电路中。“控制电路”由热敏电阻R₁、电磁铁（线圈阻值R₀ = 50Ω）、电源U₁、开关等组成，当线圈中的电流大于或等于20mA时，继电器的衔铁被吸合，右边工作电路则断开；“工作电路”由工作电源U₂（U₂= 10V）、发热电阻R₂（R₂ = 5Ω）、导线等组成。问：

图1为某电梯的简图，其部分工作原理如图2所示，R是一个压敏电阻，加在压敏电阻R上的压力增大时，它的阻值减小，当控制电路中的电流表达到设定值时超载电铃报警．

如图所示电路，是某学校楼道自动控制照明系统，已知控制电路电源电压U=4.5V，电磁继电器线圈电阻R₁=5Ω，滑动变阻器R₂最大阻值25Ω．R₃是一光敏电阻，其阻值随“光照度E”的增大而减小，且成反比，其具体关系如下表所示（光照度E的单位是：勒克斯，符号Lx；光越强，光照度越大）。当线圈中电流减小至I₀=90mA时，电磁继电器衔铁被弹簧拉起，启动照明系统，利用该装置可以实现当光照度低至某一设定值E₀时，照明系统内照明灯自动工作。

某兴趣小组设计了如图甲所示的汽车转向指示灯电路模型，接通相应指示灯后，该指示灯会亮、暗（微弱发光）交替闪烁发光。电路中电源电压恒为6伏，指示灯的规格为“6V  3W”，R0为定值电阻，电磁铁线圈及衔铁的阻值忽略不计。

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=88Ω的电热丝组成；控制电路由电源、电磁铁（线圈电阻 =20Ω）、开关、滑动变阻器 （取值范围0~80Ω）和热敏电阻 组成； 阻值随温度变化的关系如下表所示，当控制电路电流 ≥50mA时，衔铁被吸合切断工作电路；当控制电路电流 ≤40mA时，衔铁被释放接通工作电路。

如图－1为某校物理小组设计的具有加热和保温功能的电热器内部简化电路。R_t为热敏电阻，阻值随温度升高而减小。R₁、R₂、R₃均为电热丝，且R₁＝R₂＝400Ω。闭合开关S₁、S₂ ， 电热器开始加热。

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，如图所示．如图乙是小明通过实验测得的R₁的阻值随温度变化的关系曲线．

电梯为居民出入带来很大的便利，小明家住某小区某栋6楼，放学后，乘电梯回家：

图为小颖同学设计的电热水器的原理图，该电热水器具有加热、保温功能。图中电磁继电器(线圈电阻不计)、热敏电阻R、保护电阻R₀、电压恒为6V的电源U₁、导线等组成控制电路。当电磁铁线圈中的电流I<10mA时，继电器上方触点和触点c接通；当电磁铁线圈中的电流I≥10mA时，电磁铁的衔铁被吸下，继电器下方触点和触点a、b接通。热敏电阻中允许通过的最大电流I₀＝15mA，其电阻R随温度变化的规律如图，热敏电阻和加热电路中的三只电阻R₁、R₂、R₃均置于储水箱中。已知R₁＝33Ω、R₂＝66Ω、R₃＝154Ω、U₂＝220V。

阅读短文，回答问题．

电动平衡车

电动平衡车，又称体感车是一种时尚代步工具，它利用车体内部的陀螺仪和加速度传感器，来检测车体姿态的变化，并利用伺服控制系统，精确地驱动左右两个电动机进行相应的调整，以保持系统的平衡．电动平衡车采用站立式驾驶方式，通过身体重心和操控杆控制车体运行，采用锂电池组作为动力来源驱动左右两个电动机行驶．下表为某品牌电动平衡车部分技术参数．

科技小组为灯暖型浴霸（一种取暖用的电器）设计了一个可自动控制温度的装置。如图甲所示，控制电路电压U₁恒为6V，继电器线圈的电阻R₀为10Ω，定值电阻R₁为20Ω，热敏电阻R₂的阻值随温度变化的图像如图乙所示；工作电路电压U₂恒为220V，安装两只标有“220V 385W”的灯泡。闭合开关S，当继电器线圈中的电流大于或等于50mA时，继电器的衔铁被吸合，工作电路断开。

 

电梯为居民出入带来很大的便利．小明家住某小区某栋6楼，放学后乘电梯回家．小明查阅资料，了解到出于安全考虑，电梯都设置了超载自动报警系统，其工作原理如图甲所示，电路由工作电路和控制电路组成：在工作电路中，当电梯没有超载时，动触点K与静触点A接触，闭合开关S，电动机正常工作．当电梯超载时，动触点K与静触点B接触，电铃发出报警铃声，即使闭合开关S，电动机也不工作．在控制电路中，已知电源电压 ，保护电阻 ，电阻式压力传感器（压敏电阻） 的阻值随压力F大小变化如图乙所示．电梯自重和电磁铁线圈的阻值都忽略不计．（g取10N/kg）

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130欧，当线圈中电流大于或等于30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。

电梯为居民出入带来很大的便利，小明家住某小区某栋6楼，放学后乘电梯回家。小明查阅资料，了解到出于安全考 虑，电梯都设置了超载自动报警系统，其工作原理如图甲所示，电路由工作电路和控制电路组成：在工作电路中，当 电梯没有超载时，动触点 K 与静触点 A 接触，闭合开关S，电动机正常工作；当电梯超载时，动触点 K 与静触点B接触，电铃发出报警铃声，即使闭合开关S，电动机也不工作。在 控制电路中，已知电源电压 U=6V，保护电阻 R1=100Ω，电 阻式压力传感器（压敏电阻）R2的阻值随压力F大小变化如图乙所示，电梯自重和电磁铁线圈的阻值都忽略不计。

某同学利用热敏电阻为家中灯暖型“浴霸”（用电灯取暖的用电器）设计了一个温度可自动控制的装置，如图甲所示．“控制电路”中的热敏电阻R1的阻值随温度变化的曲线如图乙所示．电磁铁线圈可看成阻值为20Ω的纯电阻R0，“浴霸”共安装有2盏标有“220V，440W”的灯泡，当电磁铁线圈中电流大于或等于50mA时，继电器的衔铁被吸合，使“浴霸”电路断开；当线圈中的电流小于或等于40mA时，继电器的衔铁被释放，使“浴霸”电路闭合．

求：

目前随着城市建筑越来越高，楼内部都安装了电梯，方便居民出入．某栋楼内电梯的相关技术参数如下表．为了安全，电梯都设置了超载自动报警系统，其工作原理如图所示：

功率	25kW
最大载客量	10人