《2025年5年中考3年模拟物理湖南专版》

7. (2023 湘潭)变频空调的变频压缩机可以根据环境温度自动调整工作时间和功率。某变频空调电路原理示意图如图 1 所示,其中控制电路的电源电压 U₁ = 12 V,Rs 为调控电阻,可通过遥控调节其阻值大小,Rt 为热敏电阻,其阻值随温度变化的图像如图 2 所示,L 为磁控开关,当热敏电阻 Rt 的阻值发生变化时,磁控开关线圈的电流随之发生变化,当电流大于或等于 0.02 A 时,L 的两个磁性弹片相互吸合,工作电路的变频压缩机开始工作。电压 U₂ = 220 V,R₀为保护电阻,磁控开关 L 的线圈电阻不计。问:
(1)压缩机工作过程中内部的电动机主要把电能转化成______能;当 S 接通,电流大于或等于 0.02 A 时,L 的两个磁性弹片的前端为______名磁极。
(2)由图 2 可知,热敏电阻 Rt 的阻值随着温度 t 的升高而______;若房间内部的温度为 22.5 ℃,此时热敏电阻 Rt 的阻值为______Ω。
(3)将 Rs 的阻值调小时,设定温度变______;家用空调最高设定温度通常为 30 ℃,则调控电阻 Rs 的阻值不能超过______Ω。
(4)由于变频作用,某段时间内工作电路的总功率变化如图 3 所示,已知保护电阻 R₀ = 2 Ω,则 10 min 内 R₀消耗的电能是多少?

答案： 7.答案
(1)机械 异
(2)减小 100
(3)低 550
(4)14880 J
解析
(1)压缩机在工作过程中主要把电能转化成机械能；L为磁控开关，当热敏电阻Rₜ的阻值发生变化时，磁控开关线圈的电流随之发生变化，当电流大于或等于0.02 A时，L的两个磁性弹片相互吸合，工作电路的变频压缩机开始工作。说明L的两个磁性弹片的前端为异名磁极；
(2)由图2可知，热敏电阻Rₜ的阻值随着温度t的升高而减小；若房间内部的温度为22.5 ℃，此时热敏电阻Rₜ的阻值为100 Ω；
(3)当I≥20 mA = 0.02 A时压缩机开始工作，此时控制电路的总电阻R = Rₜ + Rₛ = $\frac{U_{1}}{I}$ = $\frac{12V}{0.02A}$ = 600 Ω，控制电路的总电阻等于Rₜ + Rₛ，将Rₛ的阻值调小时，Rₜ的阻值将变大，由图2可知，此时设定温度变低；30 ℃时热敏电阻Rₜ的阻值为50 Ω，所以Rₛ = R - Rₜ = 600 Ω - 50 Ω = 550 Ω；
(4)变频空调工作电流I' = $\frac{P}{U}$ = $\frac{1100W}{220V}$ = 5 A，I'' = $\frac{P'}{U}$ = $\frac{440W}{220V}$ = 2 A；
保护电阻消耗的电能：W = I'²R₀t + I''²R₀t' = (5 A)²×2 Ω×4×60 s + (2 A)²×2 Ω×(10 - 4)×60 s = 14880 J。