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压轴题 04 电磁继电器核心综合练（电与磁）
1. 中考新考法——以电磁继电器为核心的生活应用设计类题目；
2. 常以结合敏感电阻、弹簧、电磁继电器+敏感电阻的形式制作生活仪器；
3. 仪器在极限境况下的相关物理量计算；
4. 为满足某要求（如测量范围、精度）对装置进行调整，通过计算改进方案。
5. 新情景下的电磁感应生活应用设计类题目。
1.电磁铁：内部有铁心的螺线管叫做电磁铁。电磁铁在电磁起重机、电铃、发电机、电动机、自动控制上有着
广泛的应用。
2.电磁铁的磁性：
（1）电磁铁磁性的有无，完全可以由通断电来控制。
（2）电磁铁磁性的强弱可以由电流的大小、线圈匝数控制。
3.电磁继电器：
（1）结构：具有磁性的电磁继电器由控制电路和工作电路两部分组成。控制电路包括低压电源、开关和电磁
铁，其特点是低电压、弱电流的电路；工作电路包括高压电源、用电器和电磁继电器的触点，其特点是高电
压、强电流的电路。
（2）原理：电磁继电器的核心是电磁铁。当电磁铁通电时，把衔铁吸过来，使动触点和静触点接触（或分
离），工作电路闭合（或断开）。当电磁铁断电时失去磁性，衔铁在弹簧的作用下脱离电磁铁，切断（或接
通）工作电路。从而由低压控制电路的通断，间接地控制高压工作电路的通断，实现远距离操作和自动化控
制。电磁继电器的作用相当于一个电磁开关。
分析：电磁继电器是利用低电压、弱电流电路的通断，来间接地控制高电压、强电流电路通断的装置。电磁继
电器就是利用电磁铁来控制工作电路的一种开关。
方法转化：把电磁继电器当作开关，把敏感电阻当作滑动变阻器，即可转化到我们压轴题01-02中的多开关、
动态电路中去解决。
细节把控：在转化思想解决问题的同时，这类题其实是一类综合信息题，考查学生的综合素养，对整个题目已
知信息，包括图像信息，很多隐含条件的挖掘。
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目录：
01 电流磁效应的应用
02 电磁继电器与敏感电阻（含图像题综合）
03 新情景中的电磁感应
04 电磁继电器与敏感电阻（计算题）
05 电磁继电器与简单机械（计算题）
06 电磁继电器与浮力综合（计算题）
07 电磁继电器在热学中的应用（计算题）
08 电磁继电器的应用：警报问题（计算题）
09 电磁继电器与交流电图像问题（计算题）
10 电磁继电器的其他应用
11 电磁继电器的综合信息题
01 电流磁效应的应用
1．（2024·河南商丘·一模）人工心脏泵可短时间代替心脏工作，其结构如图所示，线圈AB固定在活塞的柄上
S 只能向泵室外侧开启，阀门S 只能向泵室内侧开启。人工心脏泵工作时，以下说法正确的是（ ）
1 2
A．线圈AB中应通入大小周期性改变的电流
B．电流从线圈A端流入时，磁铁吸引活塞柄
C．电流从线圈B端流入时，血液将流入泵室
D．人工心脏泵每分钟“跳动”的次数由线圈中电流的大小决定
2．（2024·陕西渭南·一模）小林利用“热敏电阻的阻值会随温度的升高而减小”的性质，设计了判断水温变化
的装置，其工作原理如图甲所示，电源（电压恒定不变）、热敏电阻、电磁铁、定值电阻 由导线连接成一个
串联电路，电磁铁线圈电阻不计，在线圈的上方固定一个弹簧测力计，其下端挂一条形磁体。实验时把热敏电
阻放入盛水的烧杯中，水温的变化会引起弹簧测力计示数发生变化。如图乙所示为某次实验中弹簧测力计读数
随时间变化的图像。下列说法正确的是（ ）
A． 到 时间内热敏电阻的阻值变大
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B． 到 时间内水温降低
C． 到 时间内电压表示数最小
D． 到 时间内电路中的总功率变小
02 电磁继电器与敏感电阻（含图像题综合）
3．（2023·江苏常州·模拟预测）如图所示，是模拟超市里电动扶梯电路，使用扶梯前先要闭合开关 ， 是一
个红外传感器，当人靠近到一定距离时，人体辐射的红外线被红外传感器 接收，红外传感器 阻值减小。下
列说法正确的是（ ）
A．电路工作时，电磁铁上端为 极
B．当人远离传感器时，传感器 阻值减小
C．当人远离传感器时，电磁铁的磁性变弱
D．当人远离传感器时，电动机转速变快
4．（2023·陕西·模拟预测）3D打印机是一种可快速打印定型的机器，它的原理是把数据和原料放进3D打印机
中，通过逐层打印的方式来构造物体。小明家用的3D打印机所使用的丝材原料是一种易熔易凝的PLA塑料，
其比热容c＝1.6×103J/（kg•℃）。其工作电路如图甲所示，其中U＝9V，电磁铁的线圈电阻为40Ω，当电磁继
1
电器线圈的电流达到100mA时，衔铁被吸下来。下列有关说法正确的是（ ）
A．3D打印机喷头主要是利用了电流的磁效应
B．当电阻R 为30Ω时，要使衔铁能被吸引下来，R 的阻值最多为60Ω
1 2
C．若电路中只有3D打印机工作了40min，如图乙所示的家用电能表指示灯闪烁了500次，则该打印机的实
际功率为250W
D．100g的PLA塑料从30℃加热到80℃，吸收的热量为12800J
5．（2023·陕西·中考真题）小明设计了一个电梯自动报警模拟装置，如图-1所示。在控制电路中，电源电压为
12V， 为滑动变阻器， 为压敏电阻， 的阻值大小随压力F的变化关系如图-2所示。闭合开关S 和S，当
1 2
压敏电阻受到的压力达到4000N时，电磁铁线圈中的电流为0.1A，此时衔铁被吸下，动触点K与触点A断开，
同时与触点B接触，电动机停止工作，报警铃声开始响起。电磁铁线圈的电阻忽略不计。下列说法正确的是（
）
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A．S 闭合时，电磁铁的上端为N极
1
B．压敏电阻受到的压力越大，控制电路中的电流越小
C．当电梯自动报警铃声开始响起时， 的功率为0.4W
D．若控制电路电源电压降低，要保证电梯最大载重不变，应将 的滑片P向左移
6．（2024·陕西宝鸡·一模）如图甲是某校初中物理创新小组设计的“闯红灯违规模拟记录器”，当光控开关接
收到某种颜色光时，开关自动闭合，它的阻值变化规律如图乙所示，已知控制电路电压为6V，继电器线圈电阻
10Ω，当控制电路中电流大于0.06A时，衔铁被吸合。下列说法中不正确的是（ ）
A．要记录违规闯红灯的情景，光控开关应在接收到红光时，自动闭合
B．光控开关接收到绿光时，指示灯亮，电控照相机不工作
C．质量小于400kg的车辆违规时不会被拍照记录
D．要使质量较小的车闯红灯也能被拍下，可以在控制电路中串联一个电阻
7．（2023·内蒙古包头·三模）天桥极大方便了行人的出行，阴雨天时空气潮湿，能见度低，路面湿滑，为保证
行人上下天桥时的安全，需在天桥入口处设置警示灯。图甲是某同学为此设计的部分模拟电路，电磁铁及触点
1固定不动，衔铁可在电磁铁作用下上下运动，带动铜棒OF绕O点运动。该电路中需用到阻值随空气湿度变化
的湿敏电阻，将湿敏电阻接在电路中（图中未画出），闭合开关S，当空气湿度小于设定值时，警示灯随湿度
变化而自动调整亮度；当空气湿度增大到设定值时，警示灯能不断闪烁。图乙是可供选择的两种湿敏电阻的阻
值随湿度变化关系的图像。忽略电磁铁线圈电阻，灯泡阻值不变，以下说法正确的是（ ）
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A．应选R 作为该电路的湿敏电阻
1
B．在M、N、Q三处位置中，湿敏电阻应安装在N处
C．小于设定值时，湿度越小警示灯越亮
D．向左移动滑片P，可使警示灯在较小湿度下实现闪烁
03 新情景中的电磁感应
8．（2024·湖北孝感·一模）我国第三艘航母“福建舰”装备了先进的电磁弹射系统，如图是一种电磁弹射示意
图，滑块被弹射的原理是（ ）
A．电生磁 B．磁生电
C．同种电荷相排斥 D．磁场对通电导体有力的作用
9．（2024·陕西西安·二模）如图-1所示，这是一种自行车上的装置，车前端的灯泡与该装置内部线圈相连，在
骑行时自行车的车轮转动带动该装置上端的小轮转动，小轮带动内部的磁铁转动，灯泡便发光照明，图-2是其
结构示意图。下列分析正确的是（ ）
A．当车轮反方向转动时灯泡不会发光
B．该装置的原理是法拉第发现的
C．该装置创造了能量，能量不守恒
D．车轮与小轮之间没有摩擦
10．（2024·四川绵阳·二模）图中黑色圆点为闭合回路放在磁场中的线圈的一边的横截面，当它在磁场中旋转
一周时，下列说法中正确的是（ ）
A．线圈在位置①③时有感应电流
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B．线圈在位置②④时，有感应电流
C．图中感应电流的方向改变一次
D．线圈在所有位置时均有感应电流
04 电磁继电器与敏感电阻（计算题）
11．（2024·福建泉州·一模）图是可自动调节浴室温度的灯暖型浴霸的简易电路图。控制电路中，电源电压为
U，定值电阻R 的阻值为15Ω，热敏电阻R的阻值随温度变化关系如下表所示，电磁继电器线圈电阻不计。工
1 0
作电路中，电源电压U 恒为220 V，浴霸的两只灯泡均标有“220V 275W”的字样。当通过电磁继电器线圈的电
2
流I达到60mA时，衔铁被吸下，工作电路断开；当通过电磁继电器线圈的电流I≤40mA时，衔铁被释放，工作
电路闭合。
温度t/°C 16 20 24 28 32 36 40
电阻R/Ω 300 285 265 243 215 185 150
1
（1）求工作电路闭合时，通过工作电路的总电流；
（2）若浴室的温度不能超过40℃，求控制电路电源电压的最小值；
（3）若控制电路电源电压为12V，求浴室温度的调节范围；
（4）为了使浴室的控制温度升高，只增加电磁继电器线圈的匝数，这种方法是否可行？请说明理由。
12．（2024·黑龙江哈尔滨·一模）某电梯简图如图1所示，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达到设定值时超载电铃报警。
（1）动触点K与A、B触点中的哪一个接触时电铃报警？（不用说明理由）
（2）压敏电阻R的阻值随着压力的变化规律如图3所示，控制电路的电源电压为6V，当控制电路中的电流达
到0.03A时，衔铁被吸下，报警电铃响起，求此时R的大小及这部电梯设计的最大载重是多少？（电磁铁线圈
的电阻不计）
（3）电梯质量300kg，带动电梯升降的电动机上标有“220V；10kW”的字样。当电梯里人和货物的总质量为
500kg时，中途匀速运行10s内上升了10m，则此过程电动机将电能转化为机械能的效率是多少？
13．（2024·湖北孝感·一模）科技小组开展设计一款多功能电热锅的项目活动，过程如下：
【明确问题】同学们讨论后认为，电热锅应具有如下功能和标准：
功能1：加热模式额定功率880W；保温模式额定功率88W；额定电压220V；
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功能2：电热锅达到设定温度后能自动从加热模式切换到保温模式；
功能3：电热锅从加热模式切换到保温模式的设定温度可调，以实现蒸、煮、炖、焖、烙、煎多种烹饪方式；
【方案设计】根据标准，小组设计了如图甲的方案：
（1）工作电路中加热挡的发热电阻R应设计在 处（选填“a”或“b”）；
（2）为保证加热功率为880W，发热电阻R的阻值应为多大；( )
（3）科技小组选取了一种热敏电阻R，其阻值与温度关系见图乙，把它接在控制电路中，可以实现当电热锅内
t
温度达到105℃时，当电流达到0.03A时，电磁铁会吸下衔铁，选用的定值电阻R 阻值应为多大；（电磁铁线
0
圈阻值不计）( )
（4）用这个电热锅在加热模式下将1L温度为12℃的水在标准大气压下烧开，至少需要多长时间[
]；( )
【方案评估及改进】
（1）经过讨论，同学们发现以上设计方案无法实现功能3；
（2）为实现功能3，请说出一种改进方法： 。
14．（2023·四川遂宁·中考真题）学校组织学生到射洪市“三五三六”厂参加国防教育活动。同学们被展厅自
动大门所吸引，他们发现当人靠近大门时，大门自动打开，如图甲所示。回校后，科技小组利用电磁继电器、
人体红外传感器，电动机等元件制作了模拟电路，部分电路如图乙所示。其中电动机铭牌上标有“220V 40W”
的字样，控制电路的电源电压U为24V，R 为定值电阻，人体红外传感器的阻值R随人体到大门距离L的变化
1
关系如图丙所示；当电磁铁线圈中的电流为100mA时，衔铁刚好被吸下，触发电动机工作，大门打开。（不计
电磁铁线圈的电阻）
（1）开门一次用时3s，请计算开门一次电动机消耗电能多少焦耳？
（2）经测试L＝3m时刚好触发电动机工作，则R 的阻值为多少？
1
05 电磁继电器与简单机械（计算题）
15．（2023·福建·中考真题）实践小组设计了由厢体、承重板和动滑轮组成的提升重物的装置，示意图如图
甲，厢体放置在水平承重板上，承重板的上表面装有压力传感器，装置由电动机提供动力。该装置设计有超载
限制系统，如图乙，限制系统中的控制电路电源电压恒为12V，定值电阻R 阻值为200Ω，压力传感器中的力敏
0
电阻R 阻值随压力F 变化的部分数据如下表所示。当控制电路的电流大于0.03A时，电磁铁将衔铁吸下，B、
F 压
C两个触点断开，电动机停止工作。已知厢体重150N，承重板和滑轮共重100N，忽略绳重、摩擦和电磁铁线
圈电阻。
80 100
F /N … 400 600 900 …
压 0 0
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30
R /Ω … 800 500 200 100 …
F 0
（1）空厢匀速竖直上升时，求绳拉力F的大小；
（2）在6s内将空厢匀速竖直提升3m，求拉力F做功的功率；
（3）重物放在厢体内，求该装置匀速竖直提升重物的最大机械效率；
（4）若要将该装置的最大载重量调小，提出对控制电路的一条调整措施。
16．（2023·湖南衡阳·中考真题）近几年衡阳市进行老旧小区改造，不少多层楼房安装了电梯。图甲是某小区
电梯的结构示意图，它由轿厢、配重、滑轮、缆绳、钢丝绳和电动机组成，轿厢质量为400kg，配重质量为
300kg，绳重和摩擦忽略不计。为了安全，电梯设置了超载自动报警系统，如图乙。闭合控制开关S，电梯没有
1
超载时，再闭合运行开关S，电动机正常工作：超载时（即控制电路中的电流 ），电铃发出报警铃
2
声，即使闭合S，电动机也不工作。控制电路电源电压为9V，定值电阻 的阻值为30Ω，电磁铁线圈电阻不
2
计，轿厢内底面压力传感器 的阻值与它所受压力F的关系如图丙所示。
（1）该电梯空载静止时，与轿厢相连的缆绳对轿厢的拉力为 N，超载时，图乙中触点将与
点接触（选填“A”或“B”），电铃发出报警铃声；
（2）该电梯某次轿厢内载人和货物的总重为8000N，试通过计算判断电梯是否超载；
（3）如图丁所示是某次电梯上升时的 图像，若轿厢内人和货物总重为5000N，求电梯匀速上升运行阶段，
电动机牵引轿厢的钢丝绳做功的功率。
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06 电磁继电器与浮力综合（计算题）
17．（2023·湖南岳阳·二模）为节约用水，小华为农场的储水箱设计了一个自动抽水控制装置，如图所示，水
箱高为1m，容积为 。在空水箱底部竖直放置一重5N的长方体，长方体高为1m、底面积为 ，上端
通过绝缘轻杆与控制电路的压敏电阻R接触，此时压敏电阻受到的压力为零。压敏电阻R的阻值随压力F的增
大而减小，部分数据如表，控制电路的电源电压 ，定值电阻 为保护电阻，当控制电路的电流
时，电磁铁将衔铁吸合，工作电路断开泵停止给储水箱抽水。( 取 )
18 19
压力 185 195 200
0 0
压敏电阻 18 17 16 14 12
（1）若水泵的额定功率为440W，正常工作时通过的电流是多少？
（2）储水箱装满水时长方体所受浮力大小为多少？
（3）为了更加安全的工作，小华通过反复试验，只调整R 的大小，使水面离顶部还有0.05m时，水泵停止给
0
水箱抽水，求此时R 的功率。
0
07 电磁继电器在热学中的应用（计算题）
18．（2022·河南洛阳·模拟预测）如图是一款利用电磁继电器设定不同出水温度的电热饮水机原理示意图。工
作电路中，电源电压恒为220V，R是加热电阻丝，阻值为48.4Ω。控制电路中，电源电压恒为3V，电磁铁线圈
电阻R 为5Ω，R是热敏电阻，其阻值与温度的关系式为R=5+0.5t（其中R单位是Ω，t的单位是℃），R 是用
线 t t t 0
来设定不同出水温度的滑动变阻器。当电磁铁线圈中的电流小于或等于10mA时，衔铁片会弹起，触点分离，
饮水器停止加热。[ρ =1.0×103kg/m3，c =4.2×103J/(kg⋅℃)】
水 水
（1）若将滑动变阻器R 的阻值调为250Ω时，饮水机能将水加热到的最高温度是多少？
0
（2）饮水机内装有1000mL，初温为20℃的水，将其加热到100℃，用时7min，则水吸收的热量是多少？
（3）上述加热过程中，该饮水机工作电路的加热效率是多少？
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19．（2023·黑龙江齐齐哈尔·模拟预测）小星同学为自家的洗浴电热水器设计了一个自动控制装置，如图所
示。R 是一个热敏电阻（置于热水器水中），其阻值随温度的变化关系如表I所示。表Ⅱ是这个电热水器的铭
1
牌。已知继电器线圈电阻R 为10Ω，左边电源的电压U 为6V不变。当继电器线圈R 中的电流增大到某一数值
2 0 2
时，继电器的衔铁被吸下，电热水器电路断开；当继电器线圈中的电流减小到某一数值时，继电器的衔铁被释
放，电热水器电路闭合，开始工作。
表I：
3 6
温度t/℃ 10 20 40 50 70 80 90
0 0
3 1
电阻R/Ω 60 42 20 15 8 6 5
0 0
表Ⅱ：
型号 FED-H50 额定电压 交流220V
最大水量 50kg 频率 50Hz
额定内压 0.75MPa 额定功率 2000W
请解答：（1）正常工作时，电热水器的电阻是多少？
（2）分析表I，热敏电阻的阻值随温度如何变化？
（3）若电热水器内的水温控制在30~60℃之间，求衔铁被吸下、电热水器电路被断开时，继电器线圈中的电流
是多少？
（4）电热水器正常工作时，将整箱水从30℃加热到60℃需要多长时间？（c =4.2×103J/(kg·℃)，不计热损失）
水
08 电磁继电器的应用：警报问题（计算题）
20．（2023·江苏连云港·模拟预测）如图甲是小明制作的防盗报警装置示意图，其中工作电路电源电压
，指示灯L的额定电压 ，定值电阻 ；控制电路电源电压 ，磁敏电阻 的阻值随其
所处位置磁场强度的变化关系如图乙所示，当窗户分别处在轨道A、B、C处时，磁敏电阻 所处位置的磁场强
度分别为a、b、c，闭合开关 和 后，当窗户关闭时，指示灯亮，蜂鸣器不工作；当窗户打开一定程度时，
指示灯熄灭，蜂鸣器发出警报声。
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（1）电磁继电器实则就是电磁铁控制的一种 。
（2）将窗户移至A点时，窗户关闭，闭合开关 ，指示灯L正常发光，求此时指示灯L消耗的电功率。
（3）已知电磁铁线圈中的电流达到3mA时，电磁铁的衔铁刚好被吸下，指示灯L熄灭，蜂鸣器开始报警。现
移动滑动变阻器 的滑片，使其接入电路的阻值为其最大阻值的 ，当窗户移至轨道B点位置时，蜂鸣器恰好
开始报警。若要求窗户移至轨道C点位置时蜂鸣器才开始报警，此时能否通过调节滑动变阻器的阻值来实现？
请通过计算加以说明 。（电磁铁线圈电阻忽略不计）
21．（2023·山东泰安·中考真题）2023年3月27日是第28个全国中小学生安全教育日，某校开展了安全创意设
计比赛活动，物理兴趣小组利用磁性开关S 设计了烟雾报警与自动喷淋联动模拟系统，当烟雾达到一定浓度时
2
触发自动报警喷淋，防范火灾发生。图甲为该模拟系统示意图，R 为气敏电阻。控制电路中的电流I ≥0.02A
c 控
时，磁性开关S 动触片被电磁铁吸引与触点a接触，安全指示灯L熄灭，报警喷淋系统同时工作；控制电路中
2
的电流小于0.02A时，动触片被释放，与触点b接触，安全指示灯亮，报警喷淋系统停止工作。已知控制电路
电源电压U 大小可调节，电磁铁线圈电阻不计，气敏电阻R 的阻值与烟雾浓度C的关系如图乙所示，R 为定
控 c 0
值电阻。工作电路电源电压U=36V，报警电铃标有“36V 18W”字样。
（1）安全指示灯L标有“0.9W 10Ω”字样（忽略温度对灯丝电阻的影响），要使灯L正常工作，则保护电阻R′
的阻值为多大？
（2）报警电铃响时电流表示数为2.5A，喷淋系统工作20s消耗的电能是多少？
（3）通过调节U 大小，可改变该装置对烟雾探测的灵敏度。调至U 时，触发报警喷淋的最低烟雾浓度
控 控1
C =8%，电阻R 的功率为0.012W，控制电路消耗的总功率为P ；将电压增大调至U ，触发报警喷淋时的最
1 0 控1 控2
低烟雾浓度为C ，控制电路消耗的总功率为P ，P ∶P =25∶31，求U 、U 和C 的大小。
2 控2 控1 控2 控1 控2 2
09 电磁继电器与交流电图像问题（计算题）
22．（2024·广东东莞·一模）如图，某小组设计了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，指示灯规格为“6V；6W”，R 为定
0
值电阻，电磁铁的阻值忽略不计。
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（1）若让左转、右转指示灯同时工作，转向开关应与触点 接通（选填“1和2”、“2和3”、“3和4”
或“4和5”）；
（2）当转向开关与触点“2和3”接通时，右转指示灯两端实际电压变化规律如图乙所示。当右转指示灯正常发
光时，电磁铁 （选填“有”或“无”）磁性，此时R 两端的电压 （选填“等于6V”、“小
0
于6V大于0V”或“等于0V”）；
（3）若图乙中U 的值为1.5V，则灯泡微弱发光时的指示灯的实际功率为 W，定值电阻R 的阻值为
x 0
。（已知指示灯的电阻不变）
10 电磁继电器的其他应用
23．（2023·四川资阳·中考真题）夜幕降临，装有自动照明系统的LED灯将城市照得灯火通明。这种LED灯是
通过光电转换原理来供电的：白天，太阳能电池板将太阳能转化为电能，通过对蓄电池充电将电能转化为化学
能储存起来；夜晚，蓄电池放电，将化学能转化为电能，让路灯实现照明功能；其中，光敏电阻的阻值随光照
强度增大而减小，充放电电路的切换由电磁继电器自动实现。该照明系统的电路原理如图所示。②结合上述工
作原理，电路原理图中方框内的电器元件是：① 、② 、③ 、④
（选填下列电器元件前的字母代号）。
A．电池 B．蓄电池 C．太阳能电池板 D．LED路灯
24．（2024·江苏无锡·一模）小华制作的蓄水池水位报警模拟装置如图所示：浮子由铜片E、空心杆F和木块Q
构成。在低水位时，触点C、D位于E的正上方h 处，Q的下表面距池底的高度为h。当水位上升到使E与C、
0
D接触后，蜂鸣器R发出忽强忽弱的报警音，报警音的强弱取决于其两端电压大小。电源电压U=6V，定值电
阻R=3Ω，R可视为9Ω的定值电阻，不计其它电阻。
0
（1）当E与C、D接触时，电路接通，衔铁吸下与触点 接触（选填“A”或“B”），线圈和R 被
0
（选填“短路”或“断路”）；
（2）在被释放和吸下的过程中，衔铁与A、B的接触时间分别为0.5s和1.5s，不考虑衔铁在A、B之间切换的
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时间。在未解除报警的情况下，求开始报警后1min内电路所消耗的电能；
（3）Q为边长10cm的正方体，密度为0.6×103kg/m3，h=10cm，h=22cm，g取10N/kg。不计E、F的质量及E
0
与支架间的摩擦。
①求刚开始报警时水面距池底的高度H ；
②下列措施中，可使①中H值增大的有 。
A．将池中水换为密度更大的液体
B．仅适当减小Q的边长
C．仅适当减小Q的密度
D．仅在空心管F中装入适量沙子
11 电磁继电器的综合信息题
25．（2023·江苏南京·中考真题）生活中，电梯超载时，自动报警系统的电铃响起，电梯无法起降，报警系统
的工作原理如图甲所示，控制电路电源电压U=6V，电磁铁线圈电阻R=150Ω。电阻箱R 的电阻设定为250Ω，
0 1
R 为压敏电阻，其阻值与压力的大小关系如图乙所示。当线圈中的电流大于或等于10mA时，衔铁被吸合，受
2
控制电路中电动机断电，报警电铃响，实现超载停机并发出提醒。
（1）电梯的自动报警电铃应接在 （选填“C、D”或“E、F”）之间。电磁铁通电时，上端为
极；
（2）空载时电梯底座对R 的压力等于电梯厢的重力为4000N，闭合开关S，求空载时控制电路中的电流大小
2 1
；
（3）求该电梯限载人数 ；（设每人质量为70kg。g取10N/kg）
（4）若要求电梯限载人数减小，请对控制电路提出两种改进措施 。
26．（2024·江苏徐州·一模）阅读短文，回答问题。
电磁血流计
如图甲所示用来检测血流速度和血流量的电磁流量计，又称电磁血流计。使用时，将血管放置于两磁极之间，
金属电极a、b与血管壁接触，仪表与a、b相连。血液在血管中流动时，a、b间就会有电压，电流流过仪表从
而显示出血流速度和流量。流量指的是液体在单位时间内通过某横截面的体积，一个正常人的心脏推动血液流
动的功率为1.5W，研究表明，当血液在管内匀速流动时，受到的阻力与的血流速度成正比。当管横截面积为正
常值的n倍时，测得心脏主动脉血管内的血流速度v与n的数值如表所示。
n 1.00 0.90 0.80 0.75 0.6
v/（m•s﹣1） 0.180 0.200 0.225 0.240 0.300
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（1）若测得血流速度为0.2m/s，血流量为10-4m3/s，对应血管的横截面积为 m2，从表中可知，血管横截
面积越小，受到的阻力越 ，心脏的负担就越重；
（2）关于电磁血流计，下列说法中正确的是 ；
A．电磁流量计上的仪表是由电压表改装的
B．利用电磁流量计可测量某食用油管道中油的流量
C．调换两磁极的位置，流过仪表电流的方向改变
D．电磁血流计的原理与电动机相似
（3）请你在图示直角坐标系中作出n与v的关系曲线 ；
（4）若某人心脏主动脉血管的横截面积为正常人的0.72倍时，血管内血液匀速流动的速度为 m/s，当n
＝0.5时，心脏推动血液流动的功率P= W；
（5）某兴趣小组用流速传感器D设计测定液体流速的检测电路，通过电流表示数的大小来反应液体流速的大
小，如图丙所示，电源电压为3V，R 为10Ω的定值电阻，流速传感器D电阻的倒数 与液体流速v的关系如
0
图丁所示：
①当电流表的示数为0.2A时，此时液体的流速为 m/s；
②设计中，小明用两节干电池作为电源，随着测定液体流速的检测电路使用时间的变长，将会导致测得的血液
流速 （选填“偏大”、“偏小”或“不变”）。
27．（2024·江苏盐城·一模）阅读短文，回答问题：
天然气的安全防范措施中提到：在使用灶具过程中，人不能远离，防止因沸汤溢出或风吹引起灶具熄火引发燃
气泄漏。为了避免安全隐患，大家煲汤时可把汤料和水置于炖蛊内，而炖蛊则浸在大煲的水中，（如图1）并
用蒸架把蛊与煲底隔离，这样“炖汤”既美味，又安全，因为煲中的水不会溢出使燃气熄火而导致安全事故的
发生。在灶具设备设计上为了避免此类安全事故的发生，国家规定燃气灶须安装熄火自动保护装置，拥有自动
熄火保护装置的燃气灶相对其他燃气灶而言，更加安全。
如图2为某品牌的燃气灶头，它有两个针头，一个是点火针头，另一个是自动熄火保护装置的感应针头。感应
针头要与电磁阀、脉冲点火器等部件组合起来配套使用，才能起到自动熄火保护的诈用。在意外熄火（如汤水
激出）时，感应针头感知温度变化，当电流达到一定值时，装置能自动关闭气路、出厂前须进行调试，以设定
装置启动保护时的最高温度，图3模拟此装置示意图，电源电压为6V，当电磁铁线圈中的电流I≤0.02A时，衔
铁K被释放从而关闭气路（未画出）启动保护，反之打开气路；线圈电阻不计，热敏电阻R的阻值与温度的关
t
系如图4中图线①所示。
（1）若汤的沸点与水的沸点相同，你认为盅内的汤 （能/不能）沸腾；
（2）电磁铁的上端为 （N/S）极；
（3）为防止意外熄火后燃气泄漏的时间过长，装置启动保护时R的电功率应不超过0.06W，则电阻箱R接入电
t
路的最小阻值是 Ω；
（4）若将电阻箱R的阻值调为200Ω，则装置启动保护时，R的最高温度是 ℃；
t
（5）差分法是一种比较精确的灵敏度计算方法：首先需要在两个温度点处分别测量出热敏电阻的阻值，然后通
过计算两个温度点之间的电阻变化量和温度变化量的比值得到灵敏度若仅将R更换为图线②所示的热敏电阻
t
（两只热敏电阻的吸、放热本领相同），小华发现装置启动保护的灵敏度会 （升高/降低/不变）。
28．（2023·广东汕尾·模拟预测）阅读短文，回答问题。
智能洁具
智能洁具（智能马桶、全自动洗碗机、智能浴缸等），具有温水洗净、暖风烘干、杀菌等功能，已进入百姓家
庭。某智能洁具为确保安全，插头带漏电保护装置，工作原理如图甲所示，连接洁具的火线与零线穿过环形铁
芯。正常工作时，两线中的电流相等；若火线与零线中的电流不等，绕在铁芯上的线圈会产生电流，经放大后
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通过电磁铁吸起铁质开关S切断电源。这种洁具装有红外线感应装置，当人靠近时，感应装置自动升起洁具盖
子，启动洗净功能，加热器将水快速加热至温控装置预设的温度，水泵喷水实施清洗。喷水杆采用纳米银（直
径为纳米级的银单质）材料，杀菌效果好。清洗结束，暖风烘干机自动开启烘干功能。如表为该洁具的部分参
数。
额定电压 220V 清洗喷水量 0.8~1.2L/min
烘干机额定功
180W 加热器额定功率 2100W
率
（1）该智能洁具工作时主要将电能转化为 能。当图甲中电磁铁线圈中电流从a流向b时，电磁铁下端
是 极；
（2）下列说法正确的是
A．红外线感应装置利用超声波进行工作
B．暖风烘干是靠增大面积来加快水的汽化
C．纳米银是银分子，喷水杆材料具有良好的导电性
D．漏电保护装置内的火线与零线短路时，开关S不会被吸起
（3）洁具正常工作，按最小喷水量用设定为40℃的温水清洗，10min喷出的水吸收的热量为 J；清洗结
束，暖风烘干机工作40s，消耗的电能为 kW·h，会使标有“3000imp/(kW·h)”的电能表指示灯闪烁
次。【水的比热容c=4.2×10–3J/(kg·℃)，水的密度ρ=1.0×103kg/m3，室温为20℃】
（4）图乙为洁具的温控装置原理图。R 是滑动变阻器，R 是热敏电阻，其阻值随温度升高而减小。当R 两端
1 2 1
电压U 增大到一定值时，控制电路将切断加热电路实现对水温的控制。适当 （选填“增大”或“减
1
小”）电源电压，可使控制水温的预设值升高。
一、单选题
1．（2024·江苏苏州·模拟预测）如图所示，弹簧测力计下挂着铁块P，其正下方的水平地面上放着条形磁铁
Q，P和Q均处于静止状态。已知 和 的重力分别为 和 ，若弹簧测力计的示数为 ，则下列说法正确
的是（ ）
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A． 所受的重力与 对 的吸引力是一对平衡力
B． 对弹簧测力计的拉力大小为
C． 对地面的压力为
D． 对 的吸引力大于 对 的吸引力
2．（2024·黑龙江齐齐哈尔·一模）如图所示，灵敏电流表的内部构造主要包括金属线圈和磁体，金属线圈悬置
在磁体的两极间，线圈同时与一根指针和一根螺旋状弹簧相连。当线圈中有电流通过时，线圈就会转动并带动
指针偏转，显示电流的大小。关于此过程，下列说法正确的是（ ）
A．其原理是通电导体在磁场中受到力的作用 B．其原理是法拉第电磁感应现象
C．电流方向改变时，线圈的磁场方向不变 D．发电机的原理与其原理相同
3．（2024·四川泸州·二模）无线充电技术，在日常生活中应用越来越广泛，下图是无线充电原理图，根据初中
所学知识进行分析，下列说法不正确的是（ ）
A．输入电流发生变化，则线圈A产生的磁场也会发生变化
B．只有线圈内部附近才有磁感线，磁感线是断开的
C．给电池充电时，是将电能转化为化学能
D．线圈B产生电流的原理与发电机原理相同
4．（2024·陕西宝鸡·一模）如图甲是某校初中物理创新小组设计的“闯红灯违规模拟记录器”，当光控开关接
收到某种颜色光时，开关自动闭合，它的阻值变化规律如图乙所示，已知控制电路电压为6V，继电器线圈电阻
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10Ω，当控制电路中电流大于0.06A时，衔铁被吸合。下列说法中不正确的是（ ）
A．要记录违规闯红灯的情景，光控开关应在接收到红光时，自动闭合
B．光控开关接收到绿光时，指示灯亮，电控照相机不工作
C．质量小于400kg的车辆违规时不会被拍照记录
D．要使质量较小的车闯红灯也能被拍下，可以在控制电路中串联一个电阻
5．（2024·陕西西安·二模）吸烟有害健康，为了患者的身体健康，西安市某三甲医院在病房、楼道和厕所都安
装了烟雾报警器。当有患者或患者家属忍不住抽烟时，报警器就会发出“这里是无烟医院，此区域禁止吸烟”
的声音。如图甲所示为该医院安装的烟雾报警器，它由“控制电路”和“工作电路”组成如图乙，其中“控制
电路”由光敏电阻R、电磁铁（线圈阻值 ）、电源电压 ，开关等组成；“工作电路”由工作电
源、扬声器、指示灯、导线等组成。图丙为光敏电阻与光照强度之间的关系图像。工作原理：当光敏电阻接收
到的光强减弱到一定程度时，工作电路接通；扬声器发出报警声。下列有关说法不正确的是（ ）
A．根据报警器的工作原理判断，B处应接指示灯
B．电磁铁的上端为S极
C．要提高报警器的灵敏度，可适当增大电源电压
D．当光照强度为3cd时，控制电路的电流为200mA
6．（2024·安徽合肥·一模）如图所示是某实验装置的俯视图，“×”表示竖直向下的磁场，ab、cd是两根金属导
轨，a端与c端之间用导线接入定值电阻R，将一根金属棒MN放在两根导轨上，金属棒MN中有从N流向M
的电流。下列说法中不正确的是（ ）
A．该实验装置反映了发电机的工作原理
B．金属棒MN向右滑动过程中会受到磁场力
C．金属棒MN向右滑动过程中，M端相当于电源的负极
D．若金属棒MN向左滑动，则电阻R中的电流方向为从c流向a
7．（2024·陕西西安·二模）小明放学后去家门口的人人乐超市购物，走到电梯前发现电梯运动较慢，当他站在
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电梯上时又快了起来。小明根据所学的知识，画出如图所示的电路（R是一个压敏电阻）。关于此电路说法正
确的是（ ）
A．电磁铁是根据电磁感应原理制作的 B．电磁铁的铁芯用铜做更好
C．当人站在电梯上，压敏电阻的阻值减小 D．动触点与触点2接触，电动机的转速变慢
8．（2024·福建南平·一模）小南利用电磁继电器（电磁铁线圈电阻不计）制作了具有加热、保温等功能的恒温
（40℃）加热器，温度40℃时热敏电阻R＝100 Ω，它的阻值随温度的升高而增大，电压U＝3 V，定值电阻R
1 0
＝50 Ω，工作电路U＝220 V，R＝836 Ω，R＝44 Ω，下列说法中正确的是（ ）
2 1 2
A．温度降低时电磁铁的磁性减弱
B．温度40℃时，控制电路的电流为0.03 A
C．工作电路在保温状态下的电功率为1100 W
D．工作电路在加热状态下每分钟消耗电能6.6×104 J
二、填空题
9．（2024·陕西咸阳·一模）物理老师为生物实验室的胭脂鱼鱼缸设计了一款自动控温装置，它可以根据水温自
动启动和关闭加热棒。如图-1，控制电路电源电压恒为6V，R是电阻箱， 是置于鱼缸里检测水温的热敏电
阻，其阻值与温度的关系如图-2。当电磁铁线圈中的电流 时，铁质开关K被吸起，当电流
时，K被释放，从而控制缸内水温保持在一定范围内，电磁铁线圈电阻忽略不计。水温降低时，电磁铁的磁性
（选填“变强”“变弱”或“不变”）；此电路能控制鱼缸内水的最高温度为20℃，能控制的最低温度为
℃；若将电阻箱R的阻值调大，可实现最高水温值变 （选填“高”或“低”），同时鱼缸内水的温度差
将 （选填“变大”“变小”或“不变”）。
10．（2024·河北秦皇岛·一模）如图是医生给心脏病人做手术时用到的一种“人工心脏泵”（血泵）的体外装
置，可代替心脏推动血液循环。线圈AB固定在软铁制成的活塞柄上，通电时线圈与活塞柄组成的系统与固定
在左侧的磁体相互作用，带动活塞运动。活塞筒通过阀门与血管相通，上端阀门S 只能向外开启，下端阀门S
1 2
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只能向内开启。某次血液推动阀门S 向外开启时，活塞正在向 （左/右）运动，电流从线圈的
1
（A/B）端流入，活塞柄的左端是电磁铁的 （N/S）极。
11．（2024·江苏常州·一模）如图是热爱课外实践的小双同学设计的汽车CO 排放量检测电路。开关闭合后，
2
电磁铁的上端是 （N/S）极。图中气敏电阻R 的阻值随CO 浓度的增大而减小。当CO 浓度高于某一设
1 2 2
定值时，电磁铁的磁性 （增强/减弱），电铃就会报警。若要在CO 浓度更小时报警，可采取的措施是
2
（写出一条即可）。
12．（2024·陕西西安·模拟预测）如图是我国首条自主研发并铺设的高科数智慧公路，未来可实现对该路面上
行驶的电动汽车进行无线充电。当路面内的送电线圈通电之后，该线圈会产生磁场；汽车底部配有受电线圈及
与其相连的电池，利用 原理，在汽车行驶时受电线圈中会产生感应电流，实现无线充电。受电线圈在给
蓄电池充电时，受电线圈相当于 （选填“电源”或“用电器”）。但该类汽车无线充电技术至今未得到
广泛推广，其中一个重要原因是充电效率低，仅为50%，若该道路可提供的充电功率为5kW，要给一个电池容
量为 的电动汽车从零到充满电，需要时间为 。
三、计算题
13．（2024·陕西榆林·三模）风能是一种清洁的可再生能源，利用风力发电将助力我国实现碳中和目标。风力
发电机组主要由叶片、齿轮箱，发电机等组成，其简化结构如图-1所示。叶片横截面的设计原理如图-2所示，
一面较平，另一面较弯曲。叶片在风的作用下旋转，经过齿轮箱增速后，发电机转子高速旋转发电。
（1）图-1中的发电机是根据___________原理制成的。当风正面垂直吹向静止叶片时，如图-2所示，从正面
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看，叶片A会__________（选填“顺时针”或“逆时针”）转动；
（2）某风力发电机正在发电，其发电功率为8×104W。该风力发电机工作0.25h发出的电能是多少？
（3）上述风力发电机0.25h获得的风能为7.2×103J，它发电时风能的利用率是多大？
（4）若上述风力发电机0.25h发出的电能全部供给一辆电动汽车，假设该电动汽车将电能全部转化为机械能，
该电动汽车在水平公路上匀速行驶受到的阻力为1000N，请通过计算判断这些电能能否供该电动汽车在平直公
路上行驶70km。
14．（2024·湖北省直辖县级单位·一模）小明设计了如图所示的水温控制模拟装置，发热电阻和热敏电阻R均
处于水箱中，热敏电阻的阻值随温度的变化情况如下表所示。控制电路的电源电压U＝24V，R＝300Ω，工作
0
电路的电源电压为220V，发热电阻的阻值为48.4Ω，电磁继电器线圈电阻忽略不计。当水箱中温度达到50℃时
停止加热，当温度低于30℃时重新开始加热。
温度T/℃ 20 30 40 50 60
电阻R/Ω 700 400 200 100 50
（1）工作电路工作时，发热电阻的功率为多少；
（2）水箱中温度达到50℃时，控制电路中的电流为多少；
（3）若将R 更换为200Ω的定值电阻，水箱中温度达到多少摄氏度时停止加热？
0
15．（2024·陕西西安·模拟预测）某科技小组利用热敏电阻为电暖箱设计了一个温度可自动控制的装置，如图
甲所示，控制电路中电源电压U 恒定为12V，热敏电阻R 的阻值随温度变化的曲线如图乙所示，电磁铁线圈可
1 1
看成阻值为30Ω的纯电阻R，“电暖箱”共安装有2个标有“220V，440W”的发热电阻R，当电磁铁线圈中电
0
流大于或等于60mA时，继电器的衔铁被吸下，使“电暖箱”工作电路断开；当线圈中的电流小于或等于
50mA时，继电器的衔铁被释放，使“电暖箱”工作电路闭合。求：
（1）发热电阻R的阻值；
（2）电暖箱中的最高温度为48℃时，滑动变阻器R 两端电压；
2
（3）调节滑动变阻器阻值为R=10Ω时，电暖箱温度变化的范围。
2
四、科普阅读题（综合题）
16．（2024·云南昆明·模拟预测）阅读短文，回答问题。
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无线充电
无线充电是指充电器与用电装置间不用电线连接，通过磁场具有的磁场能实现电能传输的技术，常见的无线充
电技术有磁共振、电磁感应等方式。
磁共振方式的原理与声音的共振原理相同：振动频率相同的音叉排成一列，一个音叉发声，其他音叉也会发
声。同样，当“振动”频率相同的线圈排列在磁场中时，可将电能从一个线圈传输到另一个线圈。
电磁感应式的原理如图甲所示，电流通过送电线圈产生变化的磁场，当受电线圈靠近该变化磁场时就会产生感
应电流来供电。采用电磁感应原理工作的无线充电器上通常标有“Qi”字样。如图乙是某款手机无线充电器及其
适配器，充电部分参数如下表，传输效率指手机接收电能的功率与充电器输入功率的比值。手机无线充电时一
般先以较大的传输效率快充，再以较小的传输效率慢充，这样可以保护手机电池。
与水平接触面积/
额定输入 12V/1.5A
额定输出电压/V 6
传输效率 50%~80%
（1）“Qi”充电器中的受电线圈将 能转化为电能；
（2）下列实验中，与“Qi”无线充电时送电线圈技术工作原理相同的是 ；
A． B． C． D．
（3）充电器接入电路中，与其他用电器的连接方式是 ；
（4）手机的电池工作电压为6V、容量为4000mA·h（容量是电池放电电流与放电总时间的乘积），当该电池容
量还剩20%时，关机后放在图乙所示的充电器上充电，则输入电池的最大电流是 A，经过2.4h手机
充电完成，则给电池充电的实际传输效率为 ；
（5）如图丙所示为充电器过热保护的模拟控制电路，电源电压恒定， 为电阻箱，L为阻值不计的线圈，
是热敏电阻，其电流与电压的关系如图丁所示；
①若要适当调高保护电路工作的临界温度，可 的阻值（选填“增大”或“减小”）；
②保持 阻值不变。闭合开关S、 时，通过 的电流为50Ma；闭合开关S，断开 ， 的功率为0.072W，
则控制电路的电源电压为 V。
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