中考壓軸題帶電磁繼電器的自動控制與簡單機械壓軸題PAGEPAGE4自動控制與簡單機械壓軸題1.(濰坊市)小星同學(xué)為自家的洗浴電熱水器設(shè)計了一個自動控制裝置，如圖所示R1是一個熱敏電阻（置于熱水器中），其阻值隨溫度的變化關(guān)系如表1，表2是這個電熱水器的銘牌。已知繼電器線圈電阻R2為10Ω，左邊電源的電壓U0為6V不變。當(dāng)繼電器線圈R2中的電流增大到某一數(shù)值時，繼電器的銜鐵被吸下，電熱水器的電路閉合，開始工作請回答正常工作時，電熱水器的電阻是多少？分析表1，熱敏電阻的阻值隨溫度如何變圖所示，則此時壓力傳感器R1上的電壓是多少？（3）第（2）題中被測物體的重力是多少？3.【大興2010二模】如圖25所示為一種蓄水箱的放水裝置，AOB是以O(shè)點為轉(zhuǎn)軸的輕質(zhì)杠桿，AO呈水平狀態(tài)，如圖A、O兩點間距離為40cm，B、O兩點間距離為20cm，且OB與水平面夾角為60°。A點正下方的Q是一個輕質(zhì)、橫截面積為100cm2的蓋板（蓋板恰好能堵住出水口），它通過細繩與杠桿的A端相連。在水箱右側(cè)的水平工作臺上，有一質(zhì)量為60kg的人通過滑輪組拉動系在B點呈豎直狀態(tài)的繩子，從而可以控制水是否能從出水口流出。若水箱中水深為50cm，當(dāng)蓋板恰好要被拉起時，人對繩子的拉力為F1，工作臺對人的支持力為N1；若水箱中水深為100cm，當(dāng)蓋板恰好要被拉起時，人對繩子的拉力為F2，工作臺對人的支持力為N2。已知N1與N2之比為9：7，蓋板的厚度、繩重及滑輪的摩擦均可忽略不計，人對繩的拉力與人所受重力在同一直線上，取g=10N/kg。求：圖25（1）動滑輪所受的重力圖25（2）F1：F2（3）當(dāng)水位至少達到多高時，人無法拉起蓋板。4.（2013.云南）如圖l5所示為一恒溫箱溫控電路，包括工作電路和控制電路兩部分。R為熱敏電阻(置于恒溫箱內(nèi))，阻值隨溫度變化的關(guān)系如圖16所示。恒溫箱溫控電路工作原理是：加熱過程中，恒溫箱溫度升高到一定值時，控制電路中電流會達到一定值，繼電器的銜鐵被吸合，工作電路停止加熱。(1)圖中所示狀態(tài)，電路處于加熱還是未加熱?(2)恒溫箱的溫度為100oC時，繼電器線圈中的電流達到20mA，銜鐵被吸合，此時熱敏電阻R消耗的功率是多少?(3)電阻R1，有什么作用?5．（2013?婁底）電梯為居民出入帶來很大的便利，小明家住東方豪苑某棟6樓，放學(xué)后，乘電梯回家：（1）若小明的體重為500N，腳與電梯地面的總接觸面積為0.05m2，則小明對電梯地面的壓強為多少？（2）若電梯在20s內(nèi)將小明勻速提升15m，在此過程中，電梯上升的速度是多少？電梯對小明做了多少功？電梯對小明做功的功率為多少？小明又查閱資料，了解到出于安全考慮，電梯都設(shè)置超載自動報警系統(tǒng)，其工作原理如圖甲所示，電路由工作電路和控制電路組成：在工作電路中，當(dāng)電梯沒有超載時，觸點K與觸點A接觸，閉合開關(guān)S，電動機正常工作；當(dāng)電梯超載時，觸點K與觸點B接觸，電鈴發(fā)出報警鈴聲，閉合開關(guān)S，電動機不工作．在控制電路中，已知電源電壓U=6V，保護電阻R1=100Ω，電阻式壓力傳感器（壓敏電阻）R2的阻值隨壓力F大小變化如圖乙所示，電梯底架自重和電磁鐵線圈的阻值都忽略不計．（3）在控制電路中，當(dāng)壓敏電阻R2受到的壓力F增大時，其阻值減小，從而使電磁鐵的磁性（填“增強”、“減弱”或“不變”）．（4）若電磁鐵線圈電流達到20mA時，銜鐵剛好被吸住，電鈴發(fā)出警報聲．當(dāng)該電梯廂內(nèi)站立總質(zhì)量為1000kg的乘客時，試通過計算說明電梯是否超載？（g取10N/kg）圖126.【大興2010二模】23．如圖12所示，在盛有某液體的圓柱形容器內(nèi)放有一木塊Ａ，在木塊的下方用輕質(zhì)細線懸掛一體積與之相同的金屬塊B，金屬塊B浸沒在液體內(nèi)，而木塊漂浮在液面上，液面正好與容器口相齊．某瞬間細線突然斷開，待穩(wěn)定后液面下降了ｈ1；然后取出金屬塊B，液面又下降了ｈ2；最后取出木塊A，液面又下降了ｈ3．由此可判斷A與B的密度比為。圖127.（09北京中考）圖是小剛設(shè)計的一個通過簡單機械自動拉開開關(guān)的裝置示意圖．該裝置主要由滑輪組、配重以及杠桿組成，配重通過細繩與動滑輪相連，配重分別通過支架固連在杠桿兩端，支架與杠桿垂直．杠桿的端放在水平臺面上，杠桿可以繞支點在豎直平面內(nèi)逆時針轉(zhuǎn)動，開關(guān)被拉開前，杠桿在水平位置平衡．已知動滑輪的質(zhì)量為，，配重的質(zhì)量為，作用在上的豎直向下的壓力為，剛好拉開開關(guān)所需的拉力為．杠桿、支架和細繩的質(zhì)量均忽略不計，滑輪與軸的摩擦、杠桿與軸的摩擦均忽略不計，取．求：配重的質(zhì)量等于多少千克，開關(guān)剛好能被拉開？8.（2009年東城二模）某工地用固定在水平工作臺上的卷揚機（其內(nèi)部有電動機提供動力）通過滑輪組勻速提升貨物，如圖6所示．已知卷揚機的總質(zhì)量為，工作時拉動繩的功率保持不變．第一次提升質(zhì)量為的貨物時，卷揚機對繩的拉力為，對工作臺的壓力為；第二次提升質(zhì)量為的貨物時，卷揚機對繩子的拉力，對工作臺的壓力為．已知與之比為，取，繩重及滑輪的摩擦均可忽略不計．則A．動滑輪的總重為B．卷揚機對繩的拉力C．前后兩次提升貨物過程中滑輪組的機械效率之比為D．前后兩次提升貨物過程中貨物豎直向上運動的速度之比為9.（2009朝陽一模）一個質(zhì)量為70kg的工人，用圖所示的裝置（包括滑輪組及裝石板的托板）提升石板．已知托板重200N，每塊石板重100N，滑輪的摩擦和繩重均可忽略不計，當(dāng)工人在4s內(nèi)勻速提升10塊石板升高2m時，此裝置的機械效率為80%．那么，該工人站在地面上用此裝置提升石板的過程中，下列有關(guān)說法錯誤的是（取g=10N/kg）A．該工人提升10塊石板升高2m做的額外功一定是500JB．該工人在4s內(nèi)提升10塊石板升高2m的有用功率一定是500WC．此裝置動滑輪的質(zhì)量是5kgD．此裝置的機械效率最高可達到82.1%（結(jié)果保留1位小數(shù)）10.（2010海淀一摸）圖25是一個建筑工地提升物體的裝置示意圖，其中AB是一個以O(shè)為支點的杠桿，且AO:OB=3:4，D是一個系在杠桿B端的配重物體，重為2580N．人可以通過固定在杠桿A端的滑輪組提升物體．有一質(zhì)量為60kg的工人站在水平地面上，他對地面的壓強p0=1.2×104Pa．他利用該裝置勻速提升一塊木材時，配重物體D受到的支持力為N1，工人對地面的壓強p1=0.8×104Pa；他利用該裝置勻速提升一塊鋼材時，配重物體D受到的支持力為N2，工人向下的拉力為F2；已知N1:N2=7:6，提升木材時滑輪組的機械效率η=90%，每個滑輪質(zhì)量都相等，繩重及滑輪與軸的摩擦不計，不計桿的重力，g取10N/kg．求：ABO圖25ABO圖25D（2）工人提升鋼材以0.3m/s的速度勻速上升需要的功率．11.（2013宜賓）AUTONUM．最近，中央電視臺科教頻道播出了在我市拍攝的“汽車落水后如何水下逃生”的紀(jì)錄片。紀(jì)錄片中，實驗人員開著小車從高處落入滾滾的岷江，并在門窗緊閉的車中，嘗試用不同的方法砸碎車窗玻璃逃生，驚心動魄。為了確保實驗人員的安全，攝制組精心設(shè)計了緊急救援裝置，用于當(dāng)實驗人員無法從車中逃生時迅速吊起汽車。現(xiàn)某課外活動小組，照此設(shè)計了如圖所示的簡單機械，模擬緊急救援落水汽車。實驗中用實心圓柱體A代替小車，已知A的體積為0.12m3，質(zhì)量為210kg。（g取10N/kg，設(shè)整個過程A均為勻速運動狀態(tài)，忽略鋼纜繩重及滑輪摩擦，不考慮風(fēng)浪、水流等因素的影響。）（1）求A完全浸沒在水中時受到的浮力是多大？（ρ水=1.0×103kg/m（2）若A完全浸沒在水中時，滑輪組的機械效率為60％。那么A完全打撈出水面后，岸上鋼繩的拉力F為多大？（3）若A完全打撈出水面后，以0.5m/s的速度被勻速提升，求岸上鋼繩拉力F的功率。（4）從A上表面剛出水面到A完全離開水面的過程中，滑輪組機械效率如何變化？請簡述理由。FFA參考答案1.2.3.解：以人為研究對象，受力分析如圖（1）（2）（3）對杠桿進行受力分析，如圖（4）（5）（6）………1分LB=OD=OBcos60°=10cmG人=m人g=600N由圖（4）、（5）得FA1LA=FB1LBFB1=4FA1=4gh1sFA2LA=FB2LBFB2=4FA2=4gh2s=400N………1由滑輪組的受力關(guān)系得………………………1分FB1+G動………………………1分FB2+G動=2F由圖（1）（2）得G動=100N………………1分………………1分FB3=2F3-G動=2×600N-100N=1100N………………1由圖（6）得FA3LA=FB3FA3==275N…1分4．解：(1)加熱………………………(3分)(2)恒溫箱的溫度為100。C時，R=50Ω…………(1分)P=I2R=(0．02A)2x50Q=0．0004A2x50Ω=0．02W………(2分)(3)①保護電路………………(1分)②調(diào)節(jié)溫控箱的控制溫度………………(2分)5.解：（1）小明對電梯地面的壓力：F=G=500N，小明對電梯地面的壓強：p===104Pa；（2）電梯勻速上升的速度：v===0.75m/s，電梯對小明做的功：W=Gh=500N×15m=7500J，電梯對小明做功的功率：P===375W；（3）在控制電路中，當(dāng)壓敏電阻R2受到的壓力F增大時，其阻值減小，電路中的總電阻減小，根據(jù)歐姆定律可知，電路中的電流變大，電流增大時電磁鐵的磁性增強；（4）電梯廂內(nèi)站立總質(zhì)量為1000kg的乘客時，電梯受到的壓力等于乘客的重力，即F=G=mg=1000kg×10N/kg=10000N，由圖乙，當(dāng)壓力F=10000N，對應(yīng)的壓敏電阻阻值R2=100Ω∵串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，∴控制電路中的電流：I===0.03A=30mA，∵30mA＞20mA，∴此時電梯超載．答：（1）小明對電梯地面的壓強為104Pa；（2）在此過程中，電梯上升的速度為0.75m/s，電梯對小明做了7500J的功，電梯對小明做功的功率為375W；（3）增強