题目内容
运用知识解决问题：
（1）如图1所示的实验装置图中，属于研究电动机原理的是
（2）如图2是继电器利用低电压来间接控制高电压电路的一个装置电路．当低压电路的开关S闭合时，电磁铁具有
（3）如图3的电路盒面板上有两个灯L1、L2，两个开关S1、S2，一个电压表，一个电流表．在不打开盒子的情况下，为探究盒内电路结构，进行了如下实验：
请根据实验情况在方框内画出盒内电路的电路图．
（4）如图4所示电路中，电源电压12V保持不变，小灯泡L的规格为“6V 3W”，滑动变阻器的最大阻值为12Ω，电流表的量程为0～3A．
①当开关S1、S2都断开时，小灯泡L恰能正常发光，R1的阻值为多大？
②当开关S1、S2均闭合时，要使电流表安全使用，变阻器接入电路的阻值不得小于多少？整个电路的电功率的变化范围是多少？
（1）如图1所示的实验装置图中，属于研究电动机原理的是
（1）
（1）
，这个过程中电
电
能转化为机械
机械
，电动机在生活中的应用实例有电风扇
电风扇
、洗衣机
洗衣机
．（2）如图2是继电器利用低电压来间接控制高电压电路的一个装置电路．当低压电路的开关S闭合时，电磁铁具有
磁性
磁性
，衔铁被吸下
吸下
，触点接触
接触
，使高压工作电路中有电流通过，电动机工作．（3）如图3的电路盒面板上有两个灯L1、L2，两个开关S1、S2，一个电压表，一个电流表．在不打开盒子的情况下，为探究盒内电路结构，进行了如下实验：
| 只闭合开关 | S1 | S2 | S1、S2 |
| L1 | 不亮 | 亮 | 不亮 |
| L2 | 不亮 | 亮 | 亮 |
| 电流表示数 | 无示数 | 有示数0.2A | 有示数0.3A |
| 电压表示数 | 无示数 | 有示数1.6V | 有示数2.8V |
（4）如图4所示电路中，电源电压12V保持不变，小灯泡L的规格为“6V 3W”，滑动变阻器的最大阻值为12Ω，电流表的量程为0～3A．
①当开关S1、S2都断开时，小灯泡L恰能正常发光，R1的阻值为多大？
②当开关S1、S2均闭合时，要使电流表安全使用，变阻器接入电路的阻值不得小于多少？整个电路的电功率的变化范围是多少？
分析：（1）电动机的原理是通电导体在磁场中受到力的作用，依据这一点对照各图中的装置进行比较，并分析其能量转化情况；
（2）分析电磁继电器的工作情况要找到合适的顺序，依次进行分析，判断其工作的过程；
（3）对照表格中的现象，逐一确定各元件所起的作用，必要时做出假设进行分析；
（4）要明确当开关S1、S2都断开时，开关S1、S2均闭合时，电路的工作情况如何，再利用欧姆定律、电功率的公式以及串并联电路中的电流、电压等特点进行综合的分析和计算，必要时画出草图帮助分析．
（2）分析电磁继电器的工作情况要找到合适的顺序，依次进行分析，判断其工作的过程；
（3）对照表格中的现象，逐一确定各元件所起的作用，必要时做出假设进行分析；
（4）要明确当开关S1、S2都断开时，开关S1、S2均闭合时，电路的工作情况如何，再利用欧姆定律、电功率的公式以及串并联电路中的电流、电压等特点进行综合的分析和计算，必要时画出草图帮助分析．
解答：
解：（1）读图可知，图（1）是通电导体在磁场中受力的装置图，符合电动机的原理；在其工作过程中将电能转化为机械能，生活中的电风扇、洗衣机等都是利用了电动机来工作的；
（2）电磁继电器的左侧为控制电路，右侧为工作电路，当开关闭合后，电磁铁获得磁性，吸引衔铁向下运动，使触点接触，工作电路接通，电动机工作；
（3）依次分析表中的数据与现象可以看出，当S1单独闭合后，所有元件均不工作，说明它的位置不在干路，只能控制个别元件的工作；当S2单独闭合后，所有元件均工作，说明它控制着整个电路的通断；当S1S2同时闭合时，灯L2不亮，说明它被短路，并通过电压表示数的变化可知，这不是一个并联电路，由此综合得出电路是一个串联电路，S2控制整个电路，S1与L1并联，电压表测L2两端的电压，电流表测电路中的电流．如图所示．
（4）①当开关S1、S2都断开时，小灯泡L与 R1串联，小灯泡L恰能正常发光：
RL=
=
=12Ω，
∵UL=6V，∴U1=12V-6V=6V=UL
又∵
=
∴R1=12Ω；
②当开关S1、S2均闭合时，R1 与 R2组成并联电路，要使电流表安全使用，电路中的总电流最大为3A．
I1=
=
=1A，∴I2=I--I1=3A-1A=2A，∴R2=
=
=6Ω
此时整个电路的电功率P=UI=12V×3A=36W，
当R2接入电路中的阻值为12Ω时，总电阻为R=
=6Ω，
此时整个电路的电功率P′=
=
=24W，
∴当开关S1、S2均闭合时，要使电流表安全使用，变阻器接入电路的阻值不得小于6Ω；整个电路的电功率的变化范围是24～36W．
故答案为：（1）（1），电，机械，电风扇、洗衣机；
（2）磁性，吸下，接触；
（3）如图所示；
（4）①R1的阻值为12Ω；
②变阻器接入电路的阻值不得小于6Ω；整个电路的电功率的变化范围是24～36W．
解：（1）读图可知，图（1）是通电导体在磁场中受力的装置图，符合电动机的原理；在其工作过程中将电能转化为机械能，生活中的电风扇、洗衣机等都是利用了电动机来工作的；（2）电磁继电器的左侧为控制电路，右侧为工作电路，当开关闭合后，电磁铁获得磁性，吸引衔铁向下运动，使触点接触，工作电路接通，电动机工作；
（3）依次分析表中的数据与现象可以看出，当S1单独闭合后，所有元件均不工作，说明它的位置不在干路，只能控制个别元件的工作；当S2单独闭合后，所有元件均工作，说明它控制着整个电路的通断；当S1S2同时闭合时，灯L2不亮，说明它被短路，并通过电压表示数的变化可知，这不是一个并联电路，由此综合得出电路是一个串联电路，S2控制整个电路，S1与L1并联，电压表测L2两端的电压，电流表测电路中的电流．如图所示．
（4）①当开关S1、S2都断开时，小灯泡L与 R1串联，小灯泡L恰能正常发光：
RL=
| U2 |
| P |
| (6V)2 |
| 3W |
∵UL=6V，∴U1=12V-6V=6V=UL
又∵
| UL |
| U1 |
| RL |
| R1 |
∴R1=12Ω；
②当开关S1、S2均闭合时，R1 与 R2组成并联电路，要使电流表安全使用，电路中的总电流最大为3A．
I1=
| U |
| R1 |
| 12V |
| 12Ω |
| U |
| I2 |
| 12V |
| 2A |
此时整个电路的电功率P=UI=12V×3A=36W，
当R2接入电路中的阻值为12Ω时，总电阻为R=
| R1 |
| 2 |
此时整个电路的电功率P′=
| U2 |
| R |
| (12V)2 |
| 6Ω |
∴当开关S1、S2均闭合时，要使电流表安全使用，变阻器接入电路的阻值不得小于6Ω；整个电路的电功率的变化范围是24～36W．
故答案为：（1）（1），电，机械，电风扇、洗衣机；
（2）磁性，吸下，接触；
（3）如图所示；
（4）①R1的阻值为12Ω；
②变阻器接入电路的阻值不得小于6Ω；整个电路的电功率的变化范围是24～36W．
点评：在这里所需要解决的几个问题的中，（1）主要考查了电动机的原理，明确其原理是指通电导体在磁场中受力，就能轻松解决相关的问题了；
（2）主要考查了电磁继电器工作过程的分析，找准工作顺序，依次判断各元件的工作情况即可；
（3）是一个较有难度的题目，必须通过表格中的现象与数据，明确开关的作用、电压表、电流表的测量对象、判断出电路的串并联性质，最后画出电路图，多做一些有益的假设可帮助我们做出判断；
（4）本题的综合性较强，但解决的关键还是对电路性质的准确判断，在明确电路性质后，再综合运用相关公式和规律进行分析来帮助解决．
（2）主要考查了电磁继电器工作过程的分析，找准工作顺序，依次判断各元件的工作情况即可；
（3）是一个较有难度的题目，必须通过表格中的现象与数据，明确开关的作用、电压表、电流表的测量对象、判断出电路的串并联性质，最后画出电路图，多做一些有益的假设可帮助我们做出判断；
（4）本题的综合性较强，但解决的关键还是对电路性质的准确判断，在明确电路性质后，再综合运用相关公式和规律进行分析来帮助解决．
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