《2026年江苏13大市中考名卷优选38套物理》

20 电动车充电过程中，电池温度过高可能会自燃.小明设计了一个自动控制装置，当电池温度过高时，启动制冷系统降温.如图甲，控制电路中电源电压U₁恒为6 V，R_T为热敏电阻，R₀为电阻箱.当电流I≥20 mA时，衔铁被吸下，工作电路制冷系统启动.

(1)R_T的选择：将两个热敏电阻R₁、R₂分别作为R_T接入电路中，闭合S₁、S₂，调节并读取R₀阻值使电流表示数为10 mA，计算得热敏电阻阻值R_T=600Ω−R₀.使用上述方法测出它们在不同温度时的阻值，绘制成如图乙所示R-t曲线，在本设计中热敏电阻R_T应选用R₂(填“R₁”或“R₂”).
(2)R₀的测算：若要将制冷系统启动温度设置为50 ℃，R₀的阻值应调为270Ω.
(3)成品测试：闭合开关S₁，断开开关S₂进行测试，发现衔铁被吸下时，电池温度达到60 ℃，经检查上述实验过程和数据测量均正确，导致该情况的原因可能是电磁继电器线圈有电阻.

答案： 20
(1)600Ω−R₀　R₂　
(2)270　
(3)电磁继电器线圈有电阻
解析:
(1)将两个热敏电阻R₁、R₂分别作为RT接入电路中，闭合S₁、S₂，调节并读取R₀阻值使电流表示数为10mA，总电阻R=$\frac{U}{I}$=$\frac{6V}{0.01A}$=600Ω，得热敏电阻阻值RT=600Ω一R₀；设计电路中，当控制电路中电流较大，大于等于20mA时，衔铁吸下，闭合工作电路，启动制冷系统，此时电流较大，说明控制电路总电阻变小，启动制冷系统，环境温度较高，可知，热敏电阻选用温度升高时电阻减小的R₂.
(2)由题中可知，温度50℃时热敏电阻的阻值R₂=30Ω，衔铁被吸下的电流I=20mA=0.02A，可选用的阻值为R₀=$\frac{U}{I}$−R₂=$\frac{6V}{0.02A}$−30Ω=270Ω.
(3)由于电磁继电器线圈有较小电阻，所以当温度到达50℃时，电流表示数小于使衔铁吸下的电流20mA，衔铁不能吸下，工作电路不能启动制冷系统，当温度到达60℃时，电流表示数等于使衔铁吸下的电流20mA，衔铁能吸下，工作电路启动制冷系统.

21 阅读短文，回答问题.
　　　　　　　　　　　风力发电
波光粼粼的阳澄湖畔傲然挺立着45座“白色高塔”，每座塔架高达85米，叶片长40米，巨大的风力发电机优雅地转动，蔚为壮观.

风力发电机主要由叶片、齿轮箱、发电机等组成，其简化结构如图甲所示；叶片的横截面一面较平，另一面较弯曲(图乙)；叶片在风的作用下旋转，经过齿轮箱增速后，带动发电机转子高速旋转发电，某风力发电机利用齿轮箱可实现叶片转1圈，发电机转子转20圈.
一般风越强，叶片转动得越快，发电功率越大，为保障工作安全，变桨系统会根据风速变化自动调整叶片角度，且能通过空气动力制动使风机停机，从而控制发电功率；在真实环境中，当风速达到v₁=3 m/s的时候，叶片开始转动；在3 m/s≤v≤12 m/s的范围内，发电功率P与v的三次方成正比；当风速v₂=12 m/s时，发电功率达到最大值300 kW；基于安全考虑，当风速大于v₂的时候，叶片的转速不会增加；当风速达到v₃=20 m/s的时候，叶片会停止转动.
(1)风力发电机是根据电磁感应原理发电的.
(2)如图乙，当风正面吹向静止叶片时，叶片会顺时针(填“顺时针”或“逆时针”)转动.
(3)在图丙中画出发电功率随风速变化的大致图像.

(4)风速15 m/s时，发电机转子1 min转300圈，若输出电能1 kW·h，叶片需要转动3圈.
(5)风速为18 m/s时，叶片位置如图丁所示，当风速减小至15 m/s时，请在图丁中用虚线画出叶片被变桨系统进行小角度调整后的大致位置.

答案：
21
(1)电磁感应　
(2)顺时针
(3)
(4)3
(5)
解析:
(1)发电机是根据电磁感应原理制成的.
(2)由图乙可知，风叶上表面较平，下表面较弯曲，风正面垂直吹向静止叶片时，上面流速慢，压强大，下面流速快，压强小，故叶片受到向下的压力，则叶片会顺时针转动.
(3)当风速达到u=3m/s的时候，叶片开始转动，即风速在0~v₁时，P=0；在3m/s≤u≤12m/s的范围内，发电功率P与的三次方成正比，即P=kv，且v₁=3m/s时，发动机输出功率不为0，其图线为一条曲线；当风速v₂=12m/s时，发电功率达到最大值300kW，其图线为一条水平直线；当风速达到v₃=20m/s的时候，叶片会停止转动，即P=0，故发电功率随风速变化的大致图像如图所示.
(4)由图丙可知当风速为15m/s时，发电机的功率为300kW，发电机输出电能1kW·h，时间t=$\frac{W}{P}$=$\frac{1kW·h}{300kW}$=$\frac{1}{300}$h=0.2min；发电机转子1min转300圈，则0.2min转子转300×0.2=60转，又叶片转1圈，发电机转子转20圈，故叶片转3圈.
(5)风速为18m/s时，叶片位置如图丁所示，当风速减小至15m/s时，为了获得较大的推力，根据流体在流速大的地方压强较小，在流速小的地方压强较大，可知，应增大下面的流速，即通过变浆系统转轴减小角度，调整后的大致位置如图所示.