第3节 电磁铁的应用
知识点 1 电磁继电器
1.如图A1-3-1所示,虚线框中是电磁继电器的结构示意图,衔铁、动触点一起组成一个杠杆,弹簧始终处于 (填“拉伸”或“压缩”)状态。电磁继电器是利用 来控制工作电路的一种开关。它的工作原理:当控制电路开关闭合时,电磁铁 ,把衔铁吸下来,使动触点与静触点接触,工作电路闭合;当控制电路开关断开时,电磁铁失去 , 把衔铁拉起来,工作电路 。
2.如图A1-3-2所示是某科技小组设计的一种温度自动控制报警装置的电路图,下列关于它的说法中正确的是 ( )
A.当温度低于90 ℃时,报警装置就会响铃,同时绿灯亮
B.当温度低于90 ℃时,报警装置就会响铃,同时红灯亮
C.当温度达到90 ℃时,报警装置就会响铃,同时红灯亮
D.当温度达到90 ℃时,报警装置就会响铃,同时绿灯亮
知识点 2 电磁铁的其他应用
3.如图A1-3-3所示的设备或电器中,其主要工作原理与电磁铁无关的是 ( )
4.如图A1-3-4所示为电铃的结构示意图,它的工作原理如下。(均填字母)
(1)闭合开关时,电路 ,电磁铁 , 衔铁,使小锤敲击铃碗发出声音。
(2)由于衔铁被吸引,衔铁与螺钉分开,电路 ,电磁铁 ,小锤在弹簧片的作用下回到如图所示的状态。
A.接通 B.断开 C.吸引 D.脱离
E.有磁性 F.失去磁性
5.(2019绍兴)如图A1-3-5所示是小敏设计的检测汽车尾气中一氧化碳排放量的电路。当一氧化碳浓度高于某一设定值时,电铃发声报警。图中气敏电阻R1的阻值随一氧化碳浓度的增大而减小。下列说法中正确的是( )
A.电铃应接在A和C之间
B.当一氧化碳浓度升高时,电磁铁的磁性减弱
C.用久后,电源电压U1会减小,报警时一氧化碳最小浓度比设定值高
D.为使该检测电路在一氧化碳浓度更低时报警,可将R2的滑片向下移
6.(2021杭州)如图A1-3-6所示,闭合电磁铁开关S,条形磁体静止在水平桌面上,下列判断正确的是 ( )
A.条形磁体受到电磁铁对其向左的作用力
B.条形磁体受到桌面对其向左的摩擦力
C.将滑动变阻器的滑片向右移动时,条形磁体受到的摩擦力不变
D.若只对调电源的正、负极,条形磁体受到的摩擦力变大
7.巨磁电阻GMR在受到外加磁场作用时会引起电阻阻值变化,如图A1-3-7所示是研究巨磁电阻特性的原理图。实验发现,当闭合开关S1、S2后,使滑片P向右滑动过程中,指示灯明显变暗。下列对于该过程的描述,正确的是 ( )
A.电磁铁右端为N极
B.电磁铁的磁性增强
C.电磁铁所在电路中的电流变大
D.巨磁电阻的阻值随磁场的减弱而增大
自|我|提|升
8.[例题] 如图A1-3-8所示的电磁继电器,其中R是热敏电阻,它的阻值随温度的升高而减小,R0是滑动变阻器。该装置的工作原理是:随室内温度的升高,热敏电阻的阻值减小,控制电路中的电流 (填“增大”或“减小”),当电流达到一定值时,衔铁被吸合,空调所在电路
(填“闭合”或“断开”),空调开始工作。为了节能,现要将空调启动的温度调高,可以适当将滑片P向 (填“左”或“右”)移动。
[提示] 通常情况下,电磁继电器衔铁吸合需要的电流是一定的,即控制电路中所需的控制电流不变;当控制电路中的电流增大到所需值时,电磁铁能够吸引衔铁下落,对应的工作电路将会启动工作。控制电路中的电流大小为I=。
[变式] 图A1-3-9甲是某电热水器的电路图。其中U=6 V,R2为可调电阻,R1为热敏电阻,其阻值随温度变化的关系如图乙所示,R3为电阻丝加热器,R1和R3均置于水箱中,继电器线圈电阻忽略不计。当继电器线圈中的电流达到0.06 A时,继电器的衔铁会被吸下。
(1)当R2调节为50 Ω,水箱温度为60 ℃时,指示灯 (填“红灯”或“绿灯”)发光。
(2)如果将热水器中的最高水温设置为80 ℃,R2的阻值应该调至多大
答案
1.拉伸 电磁铁 有磁性 磁性 弹簧 断开
2.C 此温度自动报警器的原理是当温度达到90 ℃时,由于温度计内的液体是导体,液体热胀冷缩,控制电路就会接通,电磁铁产生磁性,将衔铁吸引,则报警电路接通,电铃响,红灯亮,起到报警作用。
3.B 分析各装置的工作原理可知,电铃、电磁选矿机、电磁起重机都是利用电磁铁的原理来工作的,而电熨斗则是利用电流的热效应原理工作的。
4.(1)A E C (2)B F
5.C 当一氧化碳浓度增大时,R1电阻减小,总电阻减小,电路中的电流增大,电磁铁磁性增强,吸引衔铁,衔铁与下面的触点接通,只有电铃在B、D之间才能报警。电磁铁吸引衔铁需要的磁力是不变的,即线圈中需要达到的电流大小不变,当电源电压U1减小时,控制电路中的电流变小,此时电磁铁磁力较小不能将衔铁吸下来,只有一氧化碳的浓度继续增大,气敏电阻的阻值继续减小,电路中的电流增大到线圈中需要达到的电流才能再次报警,因此U1减小后,电铃报警时一氧化碳的最小浓度比设定值高。报警时控制电路中的电流保持不变,即总电阻不变,当一氧化碳的浓度降低时,气敏电阻的阻值变大,为了在一氧化碳浓度更低时报警,滑动变阻器接入电路的阻值必须变小,即滑片应向上移动。
6.A
7.D 利用安培定则可知,电磁铁的左端为N极、右端为S极。当滑片P向右滑动时,滑动变阻器连入电路中的电阻变大,电路中的电流变小,电磁铁的磁性减弱。当滑片P向右滑动时,滑动变阻器连入电路中的电阻变大,电路中的电流变小。电磁铁的磁性减弱时,右边电路中的指示灯明显变暗,说明右边电路中的电流变小了,巨磁电阻的阻值变大了,即巨磁电阻的阻值随磁场的减弱而增大。
8.[例题] 增大 闭合 右
[变式] (1)绿灯
(2)解:当I=0.06 A时,电路中的总阻值:
R总===100 Ω,
由图知,当T=80 ℃时,R1=15 Ω,
所以R2=R总-R1=100 Ω-15 Ω=85 Ω。