16.4 电磁继电器与自动控制
题组1 电磁继电器的工作原理
1.如图图图所示是利用电磁继电器控制电动机的电路。当控制电路的开关S闭合时,电磁铁的线圈中就有 通过,电磁铁就有了 ,吸引衔铁,使工作电路闭合,电动机就 ;把控制电路的开关断开,电磁铁 ,电动机就 。
2.下水道井盖的丢失给人们的出行带来了安全隐患。为提示路人注意安全,小明设计了如图图图所示的电路,在电路a、b间接入一元硬币代替铁质井盖。电路中利用一元硬币代替铁质井盖是因为两者都属于 (选填“绝缘体”或“导体”)。当井盖丢失时,灯泡发光报警;当电磁铁的线圈中有电流通过时,继电器的动触点与 (选填“上”或“下”)静触点接触,电磁铁的上端是 极。
3.[2020·长沙] 小英看到某小区车库积水造成大量财产损失的新闻后,设计了如图图图所示的车库积水自动报警器,图中A、B位置可以安装电铃或LED灯,车库没有积水时,LED灯亮;车库有积水时,左侧控制电路接通,电磁铁通电,具有 性,把衔铁吸下,电铃发出声音。电铃应该安装在图中的 位置。
4.如图图图所示是汽车启动装置的电路简图,当钥匙插入钥匙孔并转动时,下列说法正确的是 ( )
A.电磁铁上端为S极,触点B与C断开,汽车启动
B.电磁铁上端为S极,触点B与C接通,汽车启动
C.电磁铁上端为N极,触点B与C断开,汽车启动
D.电磁铁上端为N极,触点B与C接通,汽车启动
5.[2020·武汉] 如图图图所示是一种温度自动报警器的原理图。制作汞温度计时,在玻璃管的两端分别封入一段金属丝。电池的两极分别与金属丝相连,当温度达到与电池正极相连的金属丝下端所指的温度时,电铃就会响起来,发出报警信号。下列说法正确的是( )
A.温度计中的汞是绝缘体 B.电铃响时,电磁铁的右端是N极
C.温度降低到74 ℃以下,电铃响 D.电铃响且滑片P向左移动时,电磁铁磁性减弱
题后反思
(1)电磁继电器的主要组成部件是电磁铁,通过改变电磁铁的磁性有无或强弱,改变动、静触点的接触,进而改变工作电路。
(2)电磁继电器可利用低电压、弱电流的电路来控制高电压、强电流的电路。
题组2 电磁继电器的应用
6.如图图图所示是一种“闯红灯违规证据模拟器”的工作原理图,当汽车闯红灯时,光控开关接收到红光会自动闭合,压敏电阻受到车的压力,其阻值变小,这时电磁铁的磁性变 ,当电流变化到一定值时,衔铁带动动触点与触点 接触,电控照相机工作,拍摄违规车辆。
7.小明设计了一个道路限载报警器(甲),R0是变阻器,R是压敏电阻。R的电阻大小随压力大小的变化关系如图图图乙所示。当超载车辆通过压敏电阻时,限载报警器就会报警。
(1)调试好电路,闭合开关S1和S2,当超载车辆通过时,限载报警器会 (选填“灯亮”或“铃响”)。
(2)(多选)一般交通主干道的抗压能力比村道路要强得多。若把村道路限载报警器应用到主干道,就要适当调高报警的限载质量,下列操作可行的是 (填字母)。
A.把变阻器R0的滑片适当左移
B.把电源1的电压适当增大
C.把弹簧AB的A端适当左移
D.把电磁铁C适当右移
8.[2020·湘潭] 小明设计了一款“智能照明灯”,其电路的原理图如图图图所示,光线较暗时灯泡自动发光,光线较亮时灯泡自动熄灭,控制电路中,电源电压恒定,R0为定值电阻,R为光敏电阻,其阻值随光照强度的增大而减小。以下说法正确的是 ( )
A.电磁铁的上端为S极 B.当光照强度增强,控制电路的电流变小
C.当光照强度减弱,电磁铁的磁性增强 D.灯泡应设计在A和B两接线柱之间
9.小利同学观察到学校楼道里的消防应急灯,平时灯是熄的,一旦停电,两盏标有“36 V”的灯泡就会正常发光。是小利设计的四个电路,其中可以起到消防应急灯作用的电路是 ( )
题后反思
将控制电路中的开关换成压敏电阻、光敏电阻、温度计等,电磁继电器就可实现自动控制,在现实生活中得以应用。
10.小明设计了一个“过热自动报警电路”,如图图甲所示。将热敏电阻R安装在需要探测温度的地方,当环境温度正常时,继电器的动触点与上触点接触,与下触点分离,指示灯亮;当环境温度超过某一值时,继电器的动触点与下触点接触,与上触点分离,警铃响。图甲中继电器的供电电压U1=3 V,继电器线圈的电阻R0为30 Ω。当线圈中的电流大于等于50 mA时,继电器的衔铁将被吸合,警铃响。图乙是热敏电阻的阻值随温度变化的图像。
(1)由图乙可知,当环境温度为40 ℃时,热敏电阻阻值为 。当环境温度升高时,热敏电阻阻值将 ,电磁铁的磁性将 (选填“增强”“减弱”或“不变”)。
(2)图甲中警铃的接线柱C应与接线柱 相连,指示灯的接线柱D应与接线柱 相连。(均选填“A”或“B”)
(3)环境温度高于 时,警铃报警。
答案
16.4 电磁继电器与自动控制
1.电流 磁性 工作 失去磁性 停止工作
2.导体 下 N
3.磁 B
解: 车库没有积水时,电磁铁不具有磁性,不会吸引衔铁,LED灯亮,说明A位置应安装LED灯;车库有积水时,左侧控制电路接通,电磁铁通电,电磁铁具有磁性,能吸引衔铁,使B所在电路接通,电铃发出声音,所以电铃应安装在图中的B位置。
4.B 解: (1)当钥匙插入钥匙孔并转动时,电路接通,电磁铁中的电流是从下边导线流入的,根据右手螺旋定则可以判断出电磁铁的上端为S极;(2)当电磁铁电路接通时,电磁铁具有磁性,将上边的触点A吸下,使触点B与C接通,电动机工作,汽车启动。
5.B
6.强 2
7.(1)铃响 (2)AC
8.D
9.C 解: 根据题意,分析各图可知,当照明电路正常工作时,电磁铁具有磁性,吸引衔铁,使消防应急灯所在电路断开,而当停电后,电磁铁失去磁性,衔铁在弹簧的作用下向上弹起,与上面的触点接触,两灯泡连入电路,且为并联,只有图C符合这一要求。
10.(1)70 Ω 减小 增强
(2)B A (3)80 ℃
解: (1)由图乙可知,当环境温度为40 ℃时,热敏电阻的阻值为70 Ω。分析图像发现:当环境温度升高时,热敏电阻的阻值减小;根据欧姆定律可知,控制电路中的电流增大,电磁铁的磁性增强。
(2)由题中“当环境温度正常时,继电器的动触点与上触点接触,与下触点分离,指示灯亮,”以及“当环境温度超过某一值时,继电器的动触点与下触点接触,与上触点分离,警铃响”,所以警铃的接线柱C应与接线柱B相连,指示灯的接线柱D应与接线柱A相连。
(3)当线圈中的电流I=50 mA=0.05 A时,继电器的衔铁被吸合,警铃报警,
由I=得,R总===60 Ω,
则热敏电阻的阻值:R=R总-R0=60 Ω-30 Ω=30 Ω,
由图乙可知,当热敏电阻的阻值为30 Ω时,环境温度为80 ℃,所以,当温度t≥80 ℃时,警铃报警。