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1、第 3 节电磁铁的应用0目标导航课程标准课标解读1 .了解电磁继电器的结构和工作原理，知道如何使用电磁继电器，能够设计简单的电磁控制电路。2 .知道磁悬浮列车的工作原理，知道信息的磁记录原理。解读:能对电磁继电器工作原理进行分析，能利用电磁继电器工作原理解决实际问题。常见题型有选择题、填空题和解答题，难度适中。册 知识精讲（汛。至,知识点0 1电磁继电（一）实质电磁继电器是利用电磁铁来控制工作电路的一种自动开关。（-）主要结构由电磁铁、衔铁、弹簧触点等组成。控制电路:低压电源电磁铁、弹簧、开关等。工作电路:用电器、高压电源、指示灯、触点等。（三）工作原理优 h ,乜4（1）闭合开关-控制电路接
2、通一电磁铁有磁性一吸引衔铁一触点开关与下触点接通f电动机工作。（2）断开开关控制电路断开一电磁铁磁性消失一弹簧复位一触点开关与上触点接通一灯亮。（四）作用一是可以实现通过低电压和弱电流来控制高电压和强电流，二是可以实现自动控制和远距离控制。【能力拓展】接线时注意电磁铁和低压电源、开关连接构成控制电路;用电器、高压电源和触点构成工作电路，不可接错。在控制电路中接入对温度、压力或光照敏感的元件，利用这些元件控制电路的通断，可以实现对温度、压力或光的自动控制。【即学即练1】（2 02 1 八上温州期中）如图所示，R。是一个光敏电阻，光敏电阻的阻值随光照强度的增加而减小，R是电阻箱（已调至合适阻值），
3、它们和继电器组成自动控制电路来控制路灯，白天灯熄，夜晚灯亮。下列说法正确的是（）A.白天流过R o 的电流比夜晚小B.给路灯供电的电源应接在b、c两端C.白天R。两端的电压比夜晚大D.白天，如果将电阻箱R的阻值调大，则路灯也可能变成亮【答案】D【解析】A.根据光照强度的变化判断光敏电阻阻值如何变化；然后根据欧姆定律分析。B.利用直流电源为电磁铁供电，将电源、光敏电阻、定值电阻、电键直接串联即可；分析电磁铁的电路，判定利用照明电源为路灯供电的接入点；C D.白天时，有光照，光敏电阻阻值较小，根据串联分压的特点分析。【解答】A.因为白天时，光敏电阻的阻值随光照强度的增加而减小，由欧姆定律分析可知，
4、白天流过R。的电流比夜晚大，故 A错误；B.光敏电阻的电阻值随光照强度的增大而减小，所以白天时光敏电阻的电阻值小，电路中的电流值大，电磁铁将被吸住；静触点与C接通；晚上时的光线暗，光敏电阻的电阻值大，电路中的电流值小，所以静触点与B 接通，所以要达到晚上灯亮，白天灯灭，给路灯供电的电源应接在b、c两 端，故 B错误；C.白天时，有光照，光敏电阻阻值较小，分担的电压小，根据串联分压的特点可知，R。两端的电压分担的小；夜晚光敏电阻分担的电压大，R。两端的电压分担的电压较大，即白天R。两端的电压比夜晚小，故 C错误;D.由电路结构可知，当电阻箱R的阻值变大时，路灯亮，因此，白天如果将电阻箱R的阻值调
5、大，路灯也可能变成亮，故 D正确。【即学即练2（20 21八 下 下城期末）如图为利用太阳能给LE D 路灯供电的自动控制电路的原理示意图，其中R是光敏电阻。不计电磁铁线圈电阻，定值电阻R=4 0 Q,控制电路电源电压 为 12V。白天，太阳能电池板将太阳能转化为电能，贮存于蓄电池中。傍晚，当光照强度减弱，使电磁铁中电流=0.1A 时，控制电路会自动接通路灯电路，由蓄电池给LE D 路灯供电。光敏电阻R 风 0-LED路灯落电池太阳能电池板（1）由题意可推断，光敏电阻R的阻值随光照强度的减弱而（选 填 增 大 或 减小”）。（2）列式计算LE D 路灯亮起时，光敏电阻R的阻值。（3）若想在光照
6、更暗时才使路灯接通而工作，可采取的做法是（写出一种即可）。【答案】（1）增大（2）解：路灯亮时，电磁铁中电流1=0.1A,则 7=I 2 Q f lR=R s-Ro=12O Q -4 0 Q =8 0 Q .（3）增大电压、减小电阻R。的 阻 值（合理即可）【解析】（1）当光照强度减弱时，控制电路接通路灯所在的电路，此时衔铁不能被电磁铁吸引而弹回原来位置，因此通过电磁铁的电流减小，而光敏电阻的阻值增大；（2）首先根据甘直=，计算出电路的总电阻，再 根 据 R=RS-R o 计算出光敏电阻R的阻值；（3）当光照更暗时，光敏电阻的阻值变大，此时电流会变得更小，只有保持电流不变，才能使衔铁继续被吸引
7、，不接通灯泡所在的电路，据此分析可行的做法。【解答】（1）由题意可推断，光敏电阻R的阻值随光照强度的减弱而增大；（2）路灯亮时，电磁铁中电流1=0.1A,则 没总=；=急=I 2 M ；此时光敏电阻的阻值R=R,&-Ro=12O Q -4 0 Q =8 0 C。（3）若想在光照更暗时才使路灯接通而工作，就必须增大电流；根据U=IR 可知，当电流不变时，总电阻变大，那么电源电压增大;根据U=IR可知，当总电压不变时，总电流不变，则总电阻不变，根据口总=口+口“可知，此时要减小R”的阻值。A知识点0 2磁悬浮列车（-）工作原理磁悬浮列车是利用“同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引”的原理，通过列车轨
8、道上的强电磁铁与列车上的电磁铁之间的排斥或吸引作用而悬浮起来，使列车与轨道分离，消除了列车与轨道间的摩擦。磁悬浮列车运行时的阻力很小，因此运行速度很快。（二）优点消耗动力小，不受气候影响，无噪音，振动小，不污染环境等。【能力拓展】电磁选矿机和电磁起重机a.电磁选矿机的工作原理：电磁选矿机中的半环是电磁铁，通入电流时就会有磁性，通过外筒的转动，将铁磁性物质与非铁磁性物质分开b.电磁起重机的工作原理:电磁起重机的核心是一块大的电磁铁，它的铁芯是用软铁制成的，其磁性的有无可利用电流的通断来控制，其磁性的强弱可以通过改变电流的大小来控制，电磁起重机可以方便地实现重型钢铁的搬运。电话a.电话的主要组成部
9、分是话筒和听筒，它们之间用一对电话线相连。b.电话的基本工作原理:振动（声音）一电流的变化一振动（声音）。c.话筒主要由金属盒、碳粒和膜片等组成，可以把声音信号转化成按声音的强弱变化的电流信号，其工作原理:当人对着话简说话时，声波使膜片振动，膜片忽松忽紧地挤压碳粒，使电阻忽大忽小，在电路中产生了强弱变化的电流信号。d.听筒主要由电磁铁和薄铁片等组成，可以把强弱变化的电流信号转化成相应的声音信号，其工作原理:当从对方话筒传来按说话声音强弱变化的电流信号时，电磁铁对薄铁片的吸引力也随之发生变化，使薄铁片振动起来，产生和对方说话相同的声音信号。【即学即练3】如图是电磁选矿机的示意图，其中M为矿石，D
10、为电磁铁，落入B中的是，落入C。(均 填“铁矿石”或“非铁矿石”)【答案】铁矿石；非铁矿石【解析】当矿石从选矿机的滚轮经过时，非铁矿石不会受到电磁铁的吸引力，由于惯性会直接甩入C中。而铁矿石会受到电磁铁的吸引，会延迟一些被分离，从而落入B中。【即学即练4】扬声器是把电信号转换成声信号的一种装置，如图是扬声器的构造示意图。当线圈中通过变化的电流时，线圈受到 力的作用，从 而 带 动 与 线 圈 相 连 的 纸 盆，于是扬声器就发出了声音。锥形纸献永久磁体【答案】磁场；振动【解析】扬声器是把电信号转换成声信号的一种装置，如图是扬声器的构造示意图。当线圈中通过变化的电流时，线圈受到磁场力的作用，从而
11、带动与线圈相连的纸盆振动，于是扬声器就发出 声音。建 知识点0 3 信息的磁记录磁记录是目前信息记录的重要方式之一。(1)硬盘是信息磁记录的重要器件，主要由磁记录盘片、读写磁头以及其他配件组成。盘片的表面均匀地涂有一层极薄的磁性颗粒,读写磁头实际上就是一块电磁铁。在硬盘上存人数据时，将声音、图像、数字等需要记录的信息转变为电信号，电流通过读写磁头转变为记录磁场，这个磁场使盘片上的磁性颗粒按照它的方向排列，信息就记录在盘片中了。读取时，只要使记录的磁信息转变为电信号，再将电信号转变成声音、图像、数字等信息。(2)我们常用的录音机是利用磁带来记录声音的，录音磁带的一面涂有一层感粉，每一个磁粉粒就是
12、个小磁体。当录音机通电时，磁头产生一个强磁场把磁粉磁化。录者过程中声音的电信号就是通过磁化的方法记录在磁带上。放音时，当磁带通过放音磁头，磁带上磁粉的磁场按原来记录的规律变化，使通过磁头的电流随磁场的变化而变化，电流通过喇叭，记录的声音就被还原了。【即学即练5】刷卡机广泛应用于银行、超市等。如图所示的PO S刷卡机读出信息的原理是：当带有磁条的信用卡在刷卡机上刷过时，刷卡机的检测头就会产生感应电流，便可读出磁条上的信息。下列设备的工作原理与刷卡机读取信息原理相同的是（）B.发电机C.电动机D.电磁继电器【答案】B【解析】根 据“当带有磁条的信用卡在刷卡机上刷过时，刷卡机的检测头就会产生感应电流
13、”可知，刷卡机的工作原理是电磁感应现象，据此分析判断。A.电磁铁的工作原理是电流的磁效应，故 A不合题意；B.发电机的工作原理是电磁感应，故 B符合题意；C.电动机的工作原理是通电导体在磁场受力应运动，故 C不合题意；D.电磁继电器的工作原理是电磁铁，故 D不合题意。Q能力拓展电流大小变化的呻 询 电信号通过电磁说话声注钱对产生不同的通过电流的有无来控制磁性的有无电磁铁的应用电 铃：随温度上升接通控制电源吸引衔铁，电铃响水位自动控制：随看 水 虹 升，演警戒水位时接通控制电源,产生磁性吸引衔铁，红灯亮原理:控制电路开关接通衔铁吸下，绿灯亮,控制电路开关断开，C弹 频 引D与与上触点接触红灯亮优
14、 点:低电压弱电流控制高电压强电流，并且可以实验自动控制考法01 磁悬浮列车都是根据同名磁极相互排斥的工作原理设计的吗?磁悬浮列车的工作原理有两种，一种是同名磁极相互排斥，另一种是异名磁极相互吸引。【典 例1】磁悬浮列车是由无接触的电磁悬浮、导向和驱动系统组成的新型交通工具，是高新技术的产物。上海磁悬浮列车的结构如图甲所示。要使列车悬浮起来，车 身 线 圈 的 上 端 是（填 N 或 S）极。图乙是另一种磁悬浮列车的设计原理图，A是磁性稳定的电磁铁，安装在铁轨上，B是安装在车身上（紧靠铁轨上方）的电阻非常小的螺线管。B中电流方向如图乙所示，请在图中标出通电螺线管的N极,（螺线管B与电磁铁A之间
15、相互_ （填“排斥”或“吸引”）,从而使列车悬浮在铁轨上方。【解析】（1）根据图甲可知，要使车身与轨道脱离，车身需要受到向上的吸引力。根 据“异名磁极相互吸引”可知，车身线圈上端应该是S极。（2）根据图乙可知，线圈上电流向右。右手握住螺线管，弯曲的四指指尖向右，此时大拇指指向上端，则上端为螺线管B的N极，如下图所示:（3）根据图片可知，要使螺线管B悬浮在A上面，二者之间必须排斥。品分层提分题组A基础过关练1.下列设备或电器中，其主要工作原理与电磁铁无关的是（）A.电铃 B.电熨斗 C.电磁选矿机【答案】BD.电磁起重机【解析】A.电铃的主要结构为电磁铁，利用电磁铁的磁性有无控制小锤不断击打铃盖
16、发出声音，故 A 不合题意；B.电熨斗的主要结构为发热丝，故 B 符合题意；C.电磁选矿机的主要结构为电磁铁，利用磁性将铁矿石分拣出来，故 C 不合题意；D.电磁起重机的主要结构为电磁铁，利用磁性将钢材直接吸起来，不用捆绑，故 D 不合题意。2.（2021八 下 余杭月考）我国拥有全部知识产权的第一条磁悬浮列车线已建成并运行通车，磁悬浮列车的车厢和铁轨上都安装着磁体。以下关于磁悬浮列车的说法中错误的是（）A.磁悬浮列车利用了同名磁极互相排斥B.磁悬浮列车的磁体大多是电磁铁C.磁悬浮列车消除了车体与轨道间的摩擦D.磁悬浮列车增大了车体与轨道间的摩擦【答案】D【解析】A.磁悬浮列车利用了同名磁极互
17、相排斥的原理，将车厢举在空中，故 A 正确不合题意；B.磁悬浮列车的磁体大多是电磁铁，故 B 正确不合题意；CD.磁悬浮列车车厢底部与轨道脱离，消除了车体与轨道间的摩擦，故 C 正确不合题意，D 错误符合题意。3.如图是某同学连接的电铃电路，开关闭合后电路中始终有电流，但电铃只响一声就不再响，原因是（）A.电磁铁始终没有磁性B.衔铁没有向下运动C.衔铁一直被电磁铁吸着不能回弹D.电池正、负极接反了【答案】C【解析】根据图片可知，当开关断开时，电磁铁没有磁性，衔铁在上面。闭合开关后，电磁铁产生磁性,将衔铁吸引下来，此时小锤敲击铃盖发声。但是衔铁会时针吸合在下面的电磁铁上，不会回弹到原来位置,因此
18、电铃只响一声，故 C 正确，而 A、B、D 错误。4.（2021八 下 台州开学考）在昼夜明灯的地下停车场，驾驶员根据车位入口上方的红绿灯入停。如图是小吴设计的自动控制电路图，将光控开关（遮光时开关闭合）装在每个车位地面中央，红绿灯装在车位入口上方。当车位未停车时绿灯亮，当车位已停车时红灯亮，则图中L、L2（）A.都是红灯 B.都是绿灯C.分别是红灯和绿灯 D.分别是绿灯和红灯【答案】D【解析】根据图片可知，当车位上无车时，光控开关断开，此时没有电流经过电磁铁，它没有磁性，衔铁在上面接通L”也就是绿灯亮。当车位上有车时，光控开关闭合，此时有电流经过电磁铁，它产生磁性，将衔铁吸引下来接通L”也就
19、是红灯亮。故D正确，而A、B、C错误。5.（2 0 2 1八下奉化期末）小科走到电动扶梯（电梯）前，发现电梯上没有站人时运行较慢，当她站到电梯上时又快了很多。她了解到电梯是由电动机带动运转的，电梯的控制电路中安装了力敏电阻（力敏电阻受到压力时，阻值会发生变化），控制电梯运动快慢的模拟电路如图所示。以下分析合理的是（）触点3与触点1接触时，电梯运行较快B.力敏电阻由半导体材料制成，受压时阻值变小C.电梯没有站人时，继电器的电磁铁磁性较强D.电梯没有站人时，电动机两端的电压较大【答案】B【解析】电动扶梯无人时压力小，运行慢，即电流小电阻大；有人时压力大小，运行快，即电流大小电阻小，则力敏电阻由半导
20、体材料制成，受压时阻值变小，故B正确；当触点3与1接触时，定值电阻R与电动机串联；当触点3与2接触时，只有电动机工作，则前者的电阻大电流小，则电梯运行慢；后者电阻小电流大，则电梯运行快，故A错误；电梯无人时，电流小，则电磁铁的磁场较弱，故c错误；当电梯无人时，定值电阻R与电动机串联，此时电动机的电压小于电源电压；当电梯有人时，只有电动机工作，它的电压等于电源电压，即前者电压小于后者，故D错误。6.（2021八 下 上虞期末）如图是一种温度自动报警器的工作原理电路图，在水银温度计上部插入一段金属丝。下列有关报警器的叙述正确的是（）A.电铃发出报警信号时，电磁铁的右端为s极B.把电路图中的“+”、
21、对调，该报警器将不能正常工作C.增大水银温度计上部金属丝的长度，则电铃发出报警信号的温度会升高D.当环境温度升高，水银柱达到金属丝的下端所指示的温度时，电铃会发出报警信号【答案】D【解析】A.线圈上电流方向向下；右手握住螺线管，弯曲的四指指尖向下，此时大拇指指向右端，则电磁铁的右端为N极，故A错误；B.把电路图中的“+”、对调，则通过电磁铁的电流方向改变，那么电磁铁的极性发生改变，但是并不影响电磁铁对衔铁的吸引，则该报警器能正常工作，故B错误；C.增大水银温度计上部金属丝的长度，则与水银面接触时所对的温度会偏小，即电铃发出报警信号的温度会降低，故C错误；D.当环境温度升高，水银柱达到金属丝的下
22、端所指示的温度时，控制电路被接通，电磁铁产生磁性。将衔铁吸合，接通电铃所在的电路，因此电铃会发出报警信号，故D正确。7.（2021八下滨江期末）如图是小敏设计的汽车尾气中C0排放量的检测电路，当C0浓度高于某一设定值时，电铃发声报警，图中气敏电阻R阻值随CO浓度的增大而减小，下列说法正确的是（）电磁铁弹背控制电路气触电阻A.电铃应接在A和C之间B.当CO浓度升高，电磁铁磁性减弱C.用久后，控制电路的电源电压口会减小，报警时CO最小浓度比设定值高I）.为使该检测电路在CO浓度更低时报警，可将R2控制电路的滑片向下移【答案】C【解析】（1）根据报警时衔铁的位置判断；（2）根据一氧化碳浓度变化确定气
23、敏电阻的阻值变化，再确定电流大小变化，最终确定电磁铁磁场强弱变化：（3）根据电压变化确定电流变化，进而判断电阻变化，最终确定一氧化碳的浓度变化。（4）电磁铁被吸合时的电流大小不变，则总电阻不变，根据R,=L+R分析即可。【解答】AB.一氧化碳的浓度增大，气敏电阻阻值减小，通过电磁铁的电流增大，磁场变强，衔铁被吸下来,接通BD所在的电路面报警，则电铃应该接再BD之间，故A、B错误；C.用久后，控制电路的电源电压口会减小，当一氧化碳达到原来报警的浓度时，通过电磁铁的电流偏小而不能报警。此时只有继续增大一氧化碳的浓度，使气敏电阻的阻值更小，才能实现报警，故C正确；D.一氧化碳的浓度更低时，气敏电阻的
24、阻值更大，为了保持总电阻不变，此时需要变阻器的阻值减小，即滑片向上滑动，故D错误。8.（2021八下杭州期中）出于安全考虑，电梯会设置超载自动报警系统，其工作原理如图所示。电梯厢底层装有压敏电阻R“比为保护电阻。K为动触点，A、B为静触点，当出现超载情况时，电铃将发出报警声,电梯停止运行，下列说法正确的是（A.电梯工作时电磁铁的上端为N 极B.电磁铁磁性的强弱与电流的大小有关C.电梯未超载时动触点K 与静触点B 接触D.电梯超载时报警说明压敏电阻的阻值随压力增大而增大【答案】B【解析】A.螺线管线圈上电流方向向左；右手握住螺线管，弯曲的四指指尖向左，此时大拇指指向下端，则电磁铁的下端为N 极，
25、故 A 错误；B.电磁铁的磁性强弱与电流大小和线圈匝数都有关系，故 B 正确；C.电梯超载时，电铃发出报警声，即衔铁被吸下来，接通触点B,那么电梯未超载时，衔铁弹起，与触点A接触，此时电梯正常工作，故 C 错误；D.电梯超载时，电磁铁的磁场变强，衔铁被吸下来，则通过电磁铁的电流增大，而压敏电阻的阻值减小，那么得到结论：压敏电阻的阻值随压力增大而减小，故 D 错误。题组B能力提升练1.如图所示，小李利用电磁铁设计了一种微机室防盗报警器。在微机室房门处安装开关$,电铃安在传达室。当房门被推开时，开关S 闭合，电流通过电磁铁，电磁铁（填“有”或“无”）磁性，并且B端为 极，跟 金 属 弹 簧 片 相
26、 互，电铃电路，电铃报警。弹货片【答案】有；N；吸引；接通【解析】电磁铁通电时有磁性，断电时无磁性，根据安培定则判断电磁铁的极性，结合图片分析防盗报警器的工作过程。（1）当房门被推开时，开关S 闭合，电流通过电磁铁，电磁铁有磁性，跟金属弹簧片相互吸引，电铃电路接通，电铃报警。（2）根据图片可知，电磁铁线圈上电流方向向下。右手握住螺线管，弯曲的四指指尖向下，此时大拇指指向右端，为B端为电磁铁的N极。2 .酿酒坊里的发酵罐配有笨重的密封装置，为了方便操作，小明设计了用一个杠杆和电磁铁组合系统来升降密封罩，如图所示，电磁铁的工作原理是：装置通电后，电磁铁上端为（填“N 或 S ）极。（）_ _ _
27、_ _ _ _ _ _ _.帙 ZS-1【答案】电流的磁效应；N【解析】（1）电磁铁的工作原理为电流的磁效应。（2）线圈上电流方向向右。右手握住螺线管，弯曲的四指指尖向右，此时大拇指指向上端，则电磁铁的上端为N极。3 .（2 0 2 1八下台州月考）阴雨天，空气潮湿，能见度低，路面湿滑，小明设计了如图甲警示灯的模拟电路。（1）在电路中串联一个湿敏电阻，当湿度变大，电流高达一定程度时警示灯才发光，因 此 应 选 择 图 乙 中 的 （选 填 R J或 R）湿敏电阻。（2）为了提高警示效果，要求警示灯能亮暗闪烁，湿 敏 电 阻 应 连 接 在 图 甲 的（选 填 A”或 B”）位置。【答案】（1）
28、R?（2）A【解析】（1）根据甲图分析这个装置的工作过程，分析这个湿敏电阻的阻值随湿度变化的关系即可；（2）警示灯亮暗闪烁，其实就是通过电路的电流不断改变，也就是电路的电阻的大小不断改变，据此确定湿敏电阻所在的位置即可。【解答】（1）当湿度变大时，电流也增大，即电路中的电阻减小。根据R u=R部+R 可知，此时湿敏电阻的阻值减小，那么得到：湿敏电阻的阻值随湿度的增大而减小，故选图乙中的（2）根据甲图可知，如果将湿敏电阻接在A点，那么当电流增大到一定程度时，电磁铁将衔铁吸下来，将湿敏电阻和电磁铁短路，此时只有警示灯，由于电流较大，因此警示灯亮度较大。由于电磁铁被短路，失去磁性，于是衔铁被弹簧拉开
29、，此时警示灯和湿敏电阻串联，电阻较大，电流较小，则警示灯的亮度较小。如此循环往复，于是警示灯可以闪烁。4 .（2 0 2 1 九 上 余姚月考）如图是小金设计的甲醛污染的检测电路。当甲醛浓度高于0.1 毫克/立方米时;电铃发声报警。图中气敏电阻R的阻值随甲醛浓度的增大而减小。（1）电铃应该接在（选 填“A C”或“B D”）之间。控制电器（2）学校对甲醛的要求更严格，不得高于0.0 8 毫克/立方米，为了使该电路能满足学校的要求，滑动变阻器 R?应该（选 填“向上”或“向下”）调整。【答案】（1）B D （2）向上【解析】（1）分析甲醛浓度增大到一定程度时衔铁的位置即可；（2）电磁铁吸合报价时
30、，通过它的电流大小不变，因此电路的总电阻不变。根据甲醛浓度的变化确定气敏电阻的阻值变化，再根据R&=R+R z 分析变阻器的阻值变化即可。【解答】（1）当甲醛的浓度增大时它的阻值减小，则通过电磁铁的电流增大，它的磁场增强，衔铁被吸下来接通B D 所在的电路，此时电铃发声报警，因此电铃应该接再B D 之间。（2）电磁铁吸合报价时，通过它的电流大小不变，因此电路的总电阻不变。当甲醛的浓度降低时，气敏电阻的阻值增大，根据R&=R+R z 可知，变阻器的阻值应该减小，即滑片向上移动。5 .如图为一种仓库防盗报警器的部分工作原理图。其踏板放在仓库的门口，电铃和电灯放在值班室内。（1）踏 板 相 当 于
31、控 制 电 路 中 的.橡 胶 挚 圈l x 1触，口3 1 -S-（2）用笔画线将工作电路连接完整，要求有人踩踏板时电铃响，无人踩踏板时电灯亮。请根据所学知识解释其工作原理。【答案】（1）开关（2）解：当有人踩踏板时，电磁铁通电，线圈有了磁性，把衔铁吸引下来，电铃工作而报警；当无人踩踏板时，电磁铁不工作，衔铁在弹簧的作用下使电灯与电源形成通路而灯亮，衣示安全。工作电路如图所示。【解析】（1）根据图片可知，踏板中有上下两个触点，分别连接在电路中，平时二者是分开的，此时电路中没有电流经过。踩下踏板时，两个触点接通，此时有电流经过电路，因此踏板用于控制电路通断，相当于开关。（2）当有人踩踏板时，电
32、磁铁通电，线圈有了磁性，把衔铁吸引下来，电铃工作而报警；当无人踩踏板时,电磁铁不工作，衔铁在弹簧的作用下使电灯与电源形成通路而灯亮，表示安全。工作电路如图所示:6.如图是某种拍摄机动车闯红灯装置的工作原理示意图。当红灯亮时，控制电路中的自动开关才接通，此时当汽车（相当于一个大铁块）通过停止线附近区域的埋地感应线圈时，感应线圈磁场就发生很大变化，使感应电源产生足够大的感应电压。摄像系统在电路接通时可自动拍摄违规车辆。(1)当绿灯亮时，摄像系统能否工作？为什么？(2)埋地感应电源正负极变化是否影响摄像系统工作？为什么？【答案】(1)不工作；自动开关不闭合，电磁继电器不通电导致摄像系统不工作(2)不
33、影响；正负极变化不影响电磁继电器是否有磁性【解析】(1)根据图片可知，只有电磁继电器产生磁场时，将衔铁吸下来，摄像系统要启动。而电磁继电器要产生磁场必须满足两个条件：红灯照射，自动开关闭合；汽车通过感应线圈，据此分析解答。(2)感应电源的正负极变化，只会影响通过电磁继电器线圈的电流方向，从而使电磁铁的磁场方向发生改变，但是对电磁铁的磁场强弱没有影响，据此分析解答。【解答】(1)当绿灯亮时，摄像系统不能工作，原因为：自动开关不闭合，电磁继电器不通电导致摄像系统不工作。(2)埋地感应电源正负极变化不影响摄像系统工作，因为：正负极变化不影响电磁继电器是否有磁性。7.(2 0 2 1 九上台州开学考)
34、2 0 2 0 年，全球各地相继爆发了新冠肺炎疫情，极大的影响了人们的生活和身体健康。而大多数新冠肺炎患者会出现发热、咳嗽等症状，于是进入各种公共场所必须测量体温，如图甲是个旧某中学为初三学生开学准备的红外线测温仪，红外线测温仪是通过对物体自身辐射的红外能量的测量，准确地测定物体表面温度的仪器。当同学们从它前面经过时就可以快速测量出体温。测温仪的电路原理图如图乙所示。左右两个电源电压均为9 V,R。是阻值为1 0 Q 的定值电阻，R是热敏电阻，其阻值会随着温度的改变而改变。当人体体温高于3 7.3 C 时，红灯亮发出报警。R随人体温度辐射的红外线变化关系如下表所示。(1)电路中R。的作用是,从
35、测温仪前面通过的同学体温越高，电流表的示数(2)小张同学经过测温仪时，电流表示数显示0.3 6 A,通过计算说明测温仪是否会发出报警。温度t/C3 53 6.53 73 7.53 83 94 0电阻R 1/Q2 01 71 61 51 41 21 0【答案】（1）保护电路；越大（2）解：当 1=0.3 6 A 时，Re=2L =2 5 Q ,l 9MAR1=R.f t-R o=2 5 Q-l O Q=1 5 Q,由表可得，t=3 7.5 3 7.3 9。所以小张同学经过测温仪，电流表示数为0.3 6 A,测温仪会发出报警。【解析】（I）如果没有定制电阻R 0 的存在，那么当热敏电阻R 1 为零
36、时，会造成短路，可能烧毁电源和用电器，根据表格分析热敏电阻随温度的变化规律，进而确定热敏电阻的阻值变化，从而分析电流表的示数变化。（2）根据电g=彳计算出总电阻，再根据R=R a-R。计算出热敏电阻的阻值，最后根据表格确定此时的温度,并与标准进行比较即可。【解答】（1）电路中R。的作用是保护电路，从测温仪前面通过的同学体温越高，热敏电阻的阻值越小，而电流表的示数越大。8.（2 0 2 1 八 下 吴兴期末）据交警部门统计，货车发生交通事故的主要原因是超载，于是交警部门为了检查货车是否超载，设计了一个货车超载自动报警电路。压力传感器受到的压力越大，输出的电压就越大。某压力传感器输出电压与压力的关
37、系如表：压力/（X 1（）5 牛顿）01.22.43.64.86.0输出电压/（伏特）012345他们利用压力传感器和电阻箱R （最大电阻9 9 9 欧姆）及部分其它器材设计了图示的电路。闭合开关，当线圈中电流大于或等于2 0 毫安时，电磁继电器的衔铁被吸合。已知继电器线圈的电阻为2 5 欧姆，继电器电路的电源电压由压力传感器的输出电压U提 供（假设U不受继电器电路影响）。（1）当压力增加到一定程度时，电铃报警，说明汽车超载，则 电 铃 应 接 在 图 中（填“MN”或“E F”）两端；（2）当货车总质量大于或等于2 4 吨时，启动报警系统。则电阻箱R 的电阻应调节到多大？（g 取 1 0 牛
38、顿/千克）【答案】（1）E F（2）解：F=G=mg=2 4 tX 1 0 N/K g=2.4 X 1 0%；由表格可知，当压力为2.4 X 1 0%时，输出电压U=2 V,使电磁继电器衔铁闭合的最小电流I=2 0 mA=0.0 2 A,此时电路的总电阻R&=U/I=2 V/0.0 2 A=1 0 0 Q又 继电器线圈的电阻R 我=2 5 Q二电阻箱接入电路的阻值R=R e-R =1 0 0 Q-2 5 Q=75 Q【解析】（1）根据图片分析装置的工作过程，确定报警时衔铁所在的位置即可；（2）首先根据F=G=mg 计算出压力传感器上受到的压力，再根据表格确定此时输出的电压，接 下 来 根 据=
39、：计算出电路的总电阻，最后根据R=R,e-R 计算出电阻箱接入的阻值即可。【解答】（1）根据图片可知，当压力增大到一定程度时，压力传感器的输出电压增大，通过电磁铁线圈的电流增大，磁场增强，于是衔铁被吸下来接通E F 所在的电路而报警，则电铃应该接在图中E F 处。9.（2 0 2 1 八下宁波期末）如图甲所示，是一种电加热恒温箱的简化工作原理电路图。工作电路由电压 U=2 2 0 V的电源和阻值为R=8 8 Q 的电热丝组成。控制电路是由电压5=7.5 V的电源、开关、电磁继电器（线圈电阻不计）、电阻箱R（可取值范围为0 1 2 0。）和热敏电阻R,组成，热敏电阻R,的阻值随温度变化的关系如图
40、乙所示。当控制电路的电流达到5 0 mA 时，衔铁才吸合，从而切断右边工作电路，停止.凡/a（1）由乙图可知热敏电阻R 的 阻 值 随 温 度 的 升 高 而（填“增大”“不变”或“减小”）。（2）如果恒温箱的温度设定为6 0 ,则电阻箱R 应取多大阻值？（3）该恒温箱可设定的最高温度是多少？【答案】（1）减小（2）70 Q（3）1 5 0 【解析】（1）根据乙图分析热敏电阻阻值随温度的变化规律；（2）首先根据乙图确定6 0 热敏电阻的阻值，再根据答计算出总电阻，再根据RrR,+Ri 计算出电阻箱 Ri 的阻值。（3）恒温箱的温度最高时，热敏电阻的阻值最小，此时电阻箱的阻值最大，根据R R,+
41、R,计算出热敏电阻的最小阻值，根据乙图确定最高温度。【解答】（1）根据乙图可知，热敏电阻R,的阻值随温度的升高而减小；题组C培优拔尖练1.（2 0 2 1 九上拱墅月考）小明设计了一种“自动限重器”，如 图（摆放物品。已知控制电路甲）所示。该装置由控制电路和工作电路组成，其主要元件有电磁继电器、货物装载机、压敏电阻R 和滑动变阻器 B等。压敏电阻R的阻值随压力F变化的关系如图（乙）所示。当货架承受的压力达到限定值，电磁继电器会自动控制货物装载机停止向货架上摆放物品。已知控制电路的的电源电压U=6 V,电磁继电器线圈的阻值R =1 0 Q。请你解答下列问题：（1）连接电路：货 物 装 载 机 应
42、 接 在 接 线 柱 （选 填“AB”、“BC”或“AC”）之间。（2）电磁继电器中的电磁铁上端为 极。（3）当电磁继电器线圈中的电流大小为3 0 m A时，衔铁被吸下。若货架能承受的最大压力为80 0 N,则所选滑动变阻器R的最大阻值至少为多少？【答案】（1）AB（2）N （或北）（3）控制电路线圈、R、七串联，当电磁继电器线圈中的电流大小为3 0 m A时，衔铁被吸下，此时R 总=U/I=6 V/0.0 3 A=2 0 0。货架能承受的最大压力为80 0 N,由图乙可知，此时R=8 0 Q L 的最大阻值至少为比=Rfi-R,-R M=200Q-80Q-10Q=1 1 0 Q【解析】（1）
43、根据图乙确定压力增大时压敏电阻的阻值变化，从而确定电磁继电器的衔铁位置与装载机的工作状态，最终确定装载机的安装位置。（2）根据安培定则判断电磁铁的极性；（3）首先根据Rw=:计算出此时的总电阻，再根据图乙确定此时压敏电阻的阻值，最后根据R2=RLRR战计算出变阻器R 2 的最大阻值。【解答】（1）根据乙图可知，当压力增大时，压敏电阻R,的阻值减小，则通过电磁继电器的电流增多，磁场变强，将衔铁吸下来，此时动触点与C 接触，装载机停止工作，因此货物装载机应该接在接线柱AB之间。（2）根据图甲可知，电磁铁线圈上电流方向向左；右手握住螺线管，弯曲的四指指尖向左，此时大拇指指向上端，则电磁铁的上端为N极
44、。2.（2 0 2 1 八下丽水期末）丽水市已经有旧小区加装了电梯，解决老年人的出行困难。出于安全考虑，电梯都设置超载自动报警系统，其工作原理如图甲所示。当压敏电阻R 2 受到的压力F 增大时，其阻值减小（如图乙所示），控制电路中的电流增大，电磁铁的磁性增强，当电磁铁线圈电流增大至2 0 毫安时，衔铁被电磁铁吸住，电铃发出警报声，电梯超载。（1）从乙图可知，当压敏电阻R 2 为 80 0 欧时，受到的压力F为 牛；（2）根据要求将图甲的工作电路连接完整;（3）已知控制电路的电源电压U 为 8 伏，保护电压R为 2 0 0 欧。若该电梯厢内乘客总质量为80 0 千克时，通过计算说明电梯是否超载。
45、（电梯底架自重和电磁铁线圈的阻值都忽略不计）【答案】(1)5 0 0 0 (2)(3)解：当衔铁刚好被吸住，控制电路中R,与R?串联，1=2 0 亳安时=0.0 2 安根据 U=I R 得：R=-=-2*=4 0 0 欧I QQ2 至由 R=R+R：,得：R产R-Rk 4 0 0 欧-2 0 0 欧=2 0 0 欧从乙图可知此时受到的压力F&=90 0 0 牛由 F ,a=m f ig 得m总=%=与幺=90 0 千克8 0 0 千克所以，电梯闹内站立总质量为8 0 0 千克的乘客时，电梯不超载。【解析】(1)根据乙图确定压敏电阻受到的压力；(2)根据题目的描述，分析整个装置的工作过程，确定衔
46、铁和电源的接线情况即可。首 先 根 据 八 算出衔铁刚好被吸住时的总电阻，然后根据一国计算出此时压敏电阻的阻值,接下来根据乙图确定此时受到的压力，最后根据 计算出乘客的质量，并与8 0 0 k g 进行比较即可。【解答】(1)从乙图可知，当压敏电阻R?为 8 0 0 欧时，受到的压力F为 5 0 0 0 牛；(2)根据甲图可知，衔铁在上面时，接通电动机所在的电路，电梯正常工作；衔铁在下面时，接通电铃所在的电路而报警，因此电源左边的导线应该与衔铁相连，如下图所示：(2 0 2 1 八下临海期末)如图甲所示为台州某拓展性学习小组设计的空调自动控制装置。R 是热敏电阻，其阻值随温度的变化如图乙所示。
47、己知甲图左侧虚线框中电路电源电压恒定为9 伏，继电器的线圈电阻忽略不计。闭合开关S,当电磁继电器线圈中的电流大于或等于4 5 毫安，继电器的衔铁被吸合，空调开始工作；当电磁继电器线圈中的电流小于或等于30 毫安，继电器的衔铁被释放，空调停止工作。动触点济触点空调电源（1）图甲U甲中的左侧虚线框中的电路部分为.（选 填“控制电路”或“工作电路”）（2）计算说明在多少温度范围内该空调是工作的？（3）要想缩小空调工作的温度范围，可将L热 敏 电 阻 更 换 成（选填R,或 RJ【答案】（1）控制电路 解：2：=最=2。*7=300Q查图乙得，启动温度为30 C停止温度为2 0 C （或空调工作时的温
48、度为2 0 C 30）（3）R3【解析】（1）根据图甲可知，左侧虚线框内的电磁铁通过吸引或放开衔铁，从而控制右侧空调的工作状态:（2）首先根据设=?分别计算出空调开始工作和停止工作时控制电路的总电阻，再根据乙图确定对应的温度即可；（3）根据图乙比较电阻在2 0 0 Q30 0 Q之间时的温度差的大小即可。【解答】（1）图甲中的左侧虚线框中的电路部分为控制电路。（3）如下图所示，在阻值为2 0 0 C 30 0 Q时，热敏电阻R,的温度范围最小，故选R”如下图所示：4.（2 0 2 1 八上温州期中）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5=6 伏，指示灯L的正常工作时两端电
49、压为U i=2.5伏，定值电阻R=35 0 欧；控制电路电源电压4=1.5 伏，磁敏电阻R*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R、所处位置的磁场强度分别为a、b、c,闭合开关S i 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.户关闭，闭合开关S”指示灯L正常工作,（1）将窗户移至A点时，窗求此时通过指示灯L的 电 流.（写出计算过程）（2）已知电磁铁线圈中的电流达到3 毫安时，电磁铁的衔铁刚好被吸下。当窗户移至轨道C点位置时，蜂鸣器恰好开始报警.求此时接入滑动变阻器R p 的阻值。（写
50、出计算过程，电磁铁线圈电阻忽略不计）（3）要使窗户移至轨道B点位置时，蜂鸣器才开始报警，则如何调整电路，并说明理由。【答案】（1）闭合开关S”灯泡和R。串联，灯泡正常发光，其两端的电压为5=2.5 V,R。两端的电压U 产 5-UL=6V-2.5 V=3.5 V,电路中的电流1 咤=急 二。.0 1 A（2）当窗户移至轨道C点位置时，蜂鸣器恰好开始报警，控制电路中的总电阻R=学=-=5 0 0 0,r O M M此时滑动变阻器接入电路的阻值R x R -R 碳B=500Q-30 0 Q=2 0 0 Q（3）要使窗户移至轨道B点位置时，蜂鸣器才开始报警，应该减小滑动变阻器的阻值或增大U因为电磁铁