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1.3 电磁铁的应用 分层练习
科学观念：了解通电螺线管磁性强弱与电流大小、线圈匝数的多少、有无铁芯的关系。
科学思维：能根据具体情况判断通电螺线管磁性强弱。
探究实践：通过科学探究过程中对实验方案的设计，加深学生对变量控制法的认识。
态度责任：培养事实求是的科学探究精神。
01 电磁继电器
1．电磁铁与条形磁铁相比，它的优点是( )
A．它的磁性非常强
B．它能长时间保持磁性
C．它不需要消耗电能
D．它的磁性有无、强弱和磁极的方向都可以控制
【答案】D
【解析】【分析】根据电磁铁的优点分析判断。
【解答】A.电磁铁的磁性强弱可以通过改变电流大小的方式改变，故A错误；
B.电磁铁通电有磁性，断电无磁性，故B错误；
C.电磁铁将电能转化为磁能，需要消耗电能，故C错误；
D.它的磁性有无、强弱和磁极的方向都可以控制，故D正确。
故选D。
2．在图中的自动控制电路中，当控制电路的开关S闭合时，工作电路的情况是（ ）
A．灯不亮，电铃响 B．灯不亮，电铃不响
C．灯亮，电铃不响 D．灯亮，电铃响
【答案】A
【解析】【分析】本题主要考查了电磁继电器的工作原理。
【解答】当控制开关S闭合时，控制电路接通，电磁铁有磁性，吸引磁铁，磁铁被吸下，则电铃所在电路接通，灯所在支路断开，所以此时电铃响，而灯不亮，A符合题意。
故答案为：A
3．如图是火警自动报警原理图。发生火警时，将会发生下列变化，其变化顺序是（ ）
①温度升高使铜铁双层金属片向下弯曲，从而接通电磁铁电路。②接通触点使报警电路中有电流通过。③电磁铁具有磁性。④衔铁被吸下。⑤红灯亮、电铃响，发出警报。
A．① ② ③ ④ ⑤ B．① ③ ④ ② ⑤
C．① ② ④ ③ ⑤ D．① ④ ③ ② ⑤
【答案】B
4．连接如图丙所示的电磁继电器的控制电路和受控电路，使得闭合开关S后，电铃工作，并请标出电磁铁的N极。
【答案】解：如图所示：
【解析】【解答】根据题意知道，当开关闭合时，电铃工作，即电磁铁有磁性，继电器衔铁就被吸下，工作电路中接通，如图：
【分析】电磁继电器有两部分电路组成，是控制电路和工作电路，每个电路有独立的电源.
5．我国南方夏季有时会普降暴雨，引起城市内涝，给人们生活带来很大影响。小明设计了一种利用电磁继电器来自动控制抽水机工作的电路：当水位在安全位置以下时绿灯亮，抽水机不工作；当水位到达安全位置上限时红灯亮，抽水机开始工作。如图是小明还未连接完成的电路，小明接下去的电路连接应该是（ ）
A．M接A，N接B B．M接B，N接D C．M接B，N接C D．M接C，N接D
【答案】B
【解析】【分析】电磁继电器的工作原理：当控制电路闭合时，电磁铁中有电流通过，产生电磁铁产生磁性，会将电磁铁上方的衔铁吸下来，使得杆子与下方的触点接触。图中当水位在安全位置以下时，控制电路断开，电磁铁没有磁性，杆子与上方触点相连；当水位到达安全位置上限时，控制电路闭合，电磁铁有电流通过，产生磁性，把杆子吸下来，使得杆子与下方触点接触。
【解答】A.若M接A，N接B，当杆子与上方触点接触时会短路，A错误
B.若M接B，N接A，杆子与上方触点接触时绿灯亮，杆子与下方触点接触时，红灯亮，抽水机工作，B正确
C.若M接B，N接C ，杆子与下方触点接触时，电路会短路，C错误
D.若M接C，N接D，无论杆子与那边接触，绿灯始终不亮，红灯始终亮，抽水机会一直工作，D错误
故答案为：B
6．城市下水道井盖丢失导致行人坠入下水道的悲剧时有发生，令人痛心。为此，某同学设计了一种警示电路：在井口安装一环形灯L，井盖相当于开关S；正常情况下（S闭合），灯L不亮；一旦井盖丢失（S断开），灯L立即亮起，以警示行人。下图中电路符合要求的是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】B
【解析】【分析】分析各个电路，哪个符合题目描述，哪个就是正确选项。
【解答】AC.开关S闭合时，电磁铁将衔铁吸下来，此时灯泡发光，故A、C不合题意；
B.开关S闭合时，电磁铁将衔铁吸下来，断开灯泡所在的电路，它不发光，故B符合题意；
D.无论开关是否闭合，衔铁在什么位置，灯泡都能发光，故D不合题意。
故选B。
02 信息的磁记录
7．移动硬盘应用到了磁记录，移动硬盘的读写磁头实际上就是一块电磁铁，下列物品也用到了信息的磁记录的是（ ）
A．录音机 B．指南针 C．磁悬浮列车 D．电磁继电器
【答案】A
【解析】【分析】根据自己的认识分析各个选项中设备或仪器的工作原理即可。
【解答】录音机将需要记录的声音转变成电信号，通过磁头记录在磁带上，应用到了信息的磁记录，指南针、磁悬浮列车、电磁继电器没有应用到磁记录。
故选A。
03 磁悬浮列车
8．磁悬浮列车是现代高科技的应用，悬浮原理如图所示。下列说法中不正确的是（ ）
A．通过列车底部、下方轨道间的同名磁极相互排斥，使列车悬浮
B．使列车悬浮的不是电磁铁，而是磁性超强的磁石
C．由于列车在悬浮状态下行驶，因而车体与轨道间阻力小
D．列车悬浮行驶时，无震动，运行平稳
【答案】B
【解析】【分析】磁悬浮列车利用同名磁极相互排斥和异名磁极相互吸引的原理。
【解答】A、图中轨道磁体在下方，与下方的列车电磁铁属于同名磁极相互排斥，使列车与轨道分离悬浮，A正确。
B、图中列车上使用的事电磁铁，B错误，符合题意
C、列车悬浮后，与轨道接触面脱离，摩擦力阻力消失，阻力仅为空气阻力，B正确
D、列车悬浮行驶时，与轨道触面脱离，摩擦力阻力消失，所以无震动，运行平稳，D正确
故答：B
04 电磁铁的广泛应用
9．下列用电器或设备中，没有电磁铁的是（ ）
A．日光灯 B． 电铃 C．电磁起重机 D．磁悬浮列车
【答案】A
【解析】【解答】只有日光灯不需电磁铁，其他电器中均需要电磁铁产生磁性进行工作．
故选A．
【分析】 电磁铁是利用电流的磁应工作的．
1．下列用电器或设备中，应用了电磁铁的是（ ）
A．白炽灯 B．电铃 C．电热毯 D．电热水壶
【答案】B
【详解】A．白炽灯工作时发热、发光，消耗的电能转化为内能、光能，是利用电流的热效应制成的照明设备，没有利用电磁铁，故A不符合题意；
B．电铃通电时，电磁铁有电流通过，产生了磁性，把小锤下方的弹性片吸过来，使小锤打击电铃发出声音，同时电路断开，电磁铁失去了磁性，小锤又被弹回，电路闭合，不断重复，电铃便发出连续击打声。应用了电磁铁，故B符合题意；
CD．电热毯、电热水壶工作时发热，消耗的电能转化为内能，是利用电流的热效应制成的加热设备，没有利用电磁铁，故CD不符合题意。
故选B。
2．许多自动控制的电路中都安装有电磁铁。有关电磁铁，下列说法中正确的是（ ）
A．电磁铁的铁芯，可以用铜棒代替
B．电磁继电器中的磁体，可以使用永磁铁
C．电磁铁磁性的强弱只与电流的大小有关
D．电磁铁是根据电流的磁效应制成的
【答案】D
【详解】A．电磁铁的铁芯需用软磁性材料制成，铜不是磁性材料，故不可以用铜棒代替，故A错误；
B．电磁铁不是永久磁铁，它的磁性的有无跟电流的通断有关，所以电磁继电器中的磁体，不能使用永磁铁，故B错误；
C．电磁铁的磁性强弱与电流的大小和线圈的匝数有关，故C错误；
D．电磁铁是利用奥斯特实验，即电流的磁效应制成的，故D正确。
故选D。
3．如图是一种水位自动报警器的原理图，当水位到达金属块A时（一般的水能导电）。电路中（ ）
A．绿灯亮，红灯不亮
B．红灯亮，绿灯不亮
C．红灯和绿灯都亮
D．红灯和绿灯都不亮
【答案】B
【详解】容器中水的高低相当于控制电路的开关，当水位没有到达金属块A时，电磁铁没有磁性，此时衔铁与绿灯的触点接触，绿灯亮；当水位到达金属块A时，控制电路接通，电磁铁有磁性，衔铁就会在磁力吸引的作用下与绿灯的触点断开，与红灯的触点接触使红灯所在电路接通，此时绿灯不亮，红灯亮。
故选B。
4．如图所示是某同学连接的电铃电路，开关闭合后，电铃只响一声就不再响了。原因是（ ）
A．电磁铁始终没有磁性 B．衔铁没有向下运动
C．电池正、负极接反了 D．衔铁一直被吸住
【答案】D
【详解】当开关闭合后，电路中有电流，电磁铁有磁性，吸引衔铁，衔铁被吸下的同时，打击铃碗，发出声音。此时电路始终接通，电磁铁始终吸引衔铁，衔铁不会回弹，所以钉锤不能再重复打击铃碗，故选D。
5．如图所示，电磁继电器能通过低压控制电路间接地控制高压工作电路。下列说法正确的是( )
A．连有电动机的电路是低压控制电路
B．电磁继电器实际上是一个由电磁铁控制电路通断的开关
C．利用电磁继电器主要是为了节约用电
D．利用电磁继电器主要是为了操作方便
【答案】B
【详解】A．由图可见，电磁铁电路是控制电路，电动机电路是工作电路，故A错误；
B．电磁继电器实质上就是利用电磁铁通电时有磁性，断电时无磁性的特点控制工作电路通断的开关，故B正确；
C．电磁继电器可以用低电压、弱电流的控制电路来控制高电压、强电流的工作电路，与节约用电无关，相反是多用了电，故C错误；
D．有些环境比较复杂，不利于人直接操作，利用电磁继电器主要是为了实现远距离控制和自动控制，故D法错误。
6．学校的楼道里的消防应急灯，平时是不亮的，一旦停电，消防应急灯里的两个灯泡（额定电压为36V）就会正常发光。下图是四位同学设计的模拟电路，最科学的是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】C
【详解】根据题意，分析各图知道，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，与触点接触，两灯泡连接，且为并联。因此，对照各图发现，只有图C符合题意，ABD不符合题意。
故选C。
7．为防止大棚内二氧化碳浓度过高，兴趣小组设计了报警电路，当二氧化碳浓度超过设定值时，红灯亮，反之不亮。其中气敏电阻Rx的阻值随二氧化碳浓度的地大而减小。下列电路中符合要求的是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】A
【详解】A．根据电路图知道，当CO2浓度超过设定值时，气敏电阻的阻值减小，根据欧姆定律知道，通过电磁铁的电流变大，电磁铁磁性增强，衔铁被吸下，红灯会发光，故A正确；
B．根据电路图知道，当CO2浓度超过设定值时，气敏电阻的阻值减小，根据欧姆定律知道，通过电磁铁的电流变大，电磁铁磁性增强，衔铁被吸下，红灯不会发光，故B错误；
C．根据电路图知道，当CO2浓度超过设定值时，气敏电阻的阻值减小，根据欧姆定律知道，通过电磁铁的电流变大，电磁铁磁性增强，衔铁被吸下，此时电源被短路，红灯不会发光，故C错误；
D．根据电路图知道，不管衔铁是否被吸下，红灯都会一直发光，故D错误。
故选A。
8．如图是直流电铃的原理图。关于电铃工作时的说法不正确的是（ ）
A．电流通过电磁铁时，电磁铁有磁性且A端为N极
B．电磁铁吸引衔铁，弹性片发生了形变
C．小锤击打铃碗发出声音，是由于铃碗发生了振动
D．小锤击打铃碗时，电磁铁仍具有磁性
【答案】D
【详解】A．电流通过电磁铁时，电磁铁有磁性，根据安培定则判断出A端为N极，说法正确，故A不符合题意；
B．电磁铁向下吸引衔铁时，弹性片弯曲发生形变具有弹性势能，说法正确，故B不符合题意；
C．声音是由物体的振动产生的，小锤击打铃碗发出声音，是由于铃碗发生了振动，说法正确，故C不符合题意；
D．小锤击打铃碗时，弹性片和衔铁分离，电路断开，电磁铁没有磁性，说法错误，故D符合题意。
故选D。
9．如图是汽车启动装置简图，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
【答案】D
【详解】当钥匙插入钥匙孔并转动时，一般地，汽车会启动开来，所以电动机启动，要使电动机启动，则B、C要接通，而根据右手定则通过电磁铁的电流来判断出电磁铁上端为N极。
故选D。
10．如图为小周自制的温度自动报警器的原理图。在水银温度计的顶端封入一段金属丝，当环境温度高于某一温度时，该装置就自动警示。以下说法正确的是（ ）
A．该装置利用的是电磁感应原理
B．未达到警报温度时候，亮灯
C．从安全角度考虑，可以把金属丝改成细橡胶棒
D．温度升高至76℃时，亮灯报警
【答案】D
【详解】A．该装置原理是通电导线周围会产生磁场，不是电磁感应原理，A不符合题意；
B．未达到报警温度时，螺线管没有电流通过，右侧电路接入L1电路中，灯L2不亮，B不符合题意；
C．橡胶棒是绝缘体，不导电，自动报警器无法正常工作，C不符合题意；
D．由图示可知，当温度达到76℃时，电路接通，衔铁被吸下，灯L2亮，D符合题意。
11．小明利用光敏电阻受到光照时电阻变小的特性，设计了如图所示的自动控制电路，要求光暗时灯亮，光亮时灯灭。在实际调试时，发现灯始终亮着，而光敏电阻和其他电路元件都正常。下列调节能使控制电路达到要求的是（ ）
A．增加电磁铁线圈的匝数 B．滑动变阻器滑片 P 向右移动
C．抽出电磁铁中的铁芯 D．减小控制电路电源电压
【答案】A
【详解】电磁继电器的主要部分是电磁铁，电磁铁的磁性强弱跟电流的大小、线圈的匝数的多少、是否有铁芯插入，要想在光亮时灯灭，一定要增大电磁铁的磁性。采取的方法是增大电流、增加线圈的匝数。
A．增加线圈的匝数增强电磁铁的磁性，故A符合题意；
B．滑动变阻器滑片向右滑动电阻连入电路中的长度增大，电流减小，磁性减弱，故B不符合题意；
C．抽出铁芯减弱电磁铁的磁性，故C不符合题意；
D．减小电源电压，电路中的电流减小，磁性减小，故D不符合题意。
故选A。
12．如图是拍摄机动车辆闯红灯的工作原理示意图。光控开关接收到红灯发出的光会自动闭合，压力开关受到机动车的压力会闭合，摄像系统在电路接通时可自动拍摄违章车辆。下列有关说法正确的是（ ）
A．只要光控开关接收到红光，摄像系统就会白动拍摄
B．机动车只要驶过埋有压力开关的路口，摄像系统就会自动拍摄
C．只有光控开关和压力开关都闭合时，摄像系统才会自动拍摄
D．若将光控开关和压力开关并联，也能起到相同的作用
【答案】C
【分析】只有在红灯亮的期间，光控开关才闭合，若此时车辆违规闯红灯行驶时，会压上压力开关，压力开关受到机动车的压力会闭合；光控开关和压力开关都闭合后，电磁铁中有电流通过，产生磁性，电磁铁会将衔铁吸下，使摄像系统所在的电路接通，摄像机会对违规车辆进行拍照。
【详解】ABC．由题意可知，只有光控开关和压力开关都闭合时，摄像系统才会自动拍摄，故AB错误、C正确；
D．光控开关和压力开关是相互牵制，相互影响的，因此这两个开关只能串联，不能并联，故D错误。
故选C。
13．如图是汽车尾气中CO排放量的检测电路，当CO浓度高于某一设定值时，电铃发声报警。图中气敏电阻R1阻值随CO浓度的增大而减小，下列说法正确的是（ ）
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．为使该检测电路在CO浓度更低时报警，可将R2的滑片向下移
D．用久后，电源电压U1会减小，报警时CO最小浓度比设定值高
【答案】D
【详解】AB．当CO浓度升高时，气敏电阻R1的阻值减小，控制电路的总电阻减小，电源电压不变，由欧姆定律可知控制电路中的电流增大，所以电磁铁的磁性增强；当CO浓度高于某一设定值时，衔铁被吸下，电铃发声报警，所以电铃应接在B和D之间，故AB错误；
C．在CO浓度更低时，气敏电阻R1阻值更大，因衔铁被吸下时的最小电流不变，由欧姆定律和电阻的串联可知，在电源电压不变时，应减小变阻器R2的阻值，所以应将R2的滑片向上移，故C错误；
D．用久后，电源电压U1会减小，由欧姆定律可知，只有当R1阻值变小时，控制电路才能达到衔铁被吸下的最小电流，因为气敏电阻R1阻值随CO浓度的增大而减小，要让R1阻值变的更小，所以报警时CO最小浓度比设定值需要更高，故D正确。
故选D。
14．校园路灯实行自动化管理，其内部装有一个光敏电阻R，R 的阻值随光照强度变化关系如图所示，忽略弹性衔铁和电磁铁线圈电阻，下列电路符合设计要求的是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】B
【详解】A．由电路图可知，电磁铁与光敏电阻串联后与灯泡并联；光照强度较弱时，光敏电阻阻值较小，闭合开关，由欧姆定律可知，通过电磁铁的电流较大，电磁铁的磁性较强，吸下衔铁，灯泡所在的支路为断路，即灯泡不发光；当光照强度较大时，光敏电阻的阻值较大，闭合开关，由欧姆定律可知，通过电磁铁的电流较小，电磁铁的磁性较弱，衔铁无法被吸下，灯泡所在的支路为通路，即灯泡发光，故A不符合题意；
B．由电路图可知，电磁铁与光敏电阻串联后与灯泡并联，光照强度较弱时，光敏电阻阻值较小，闭合开关，由欧姆定律可知，通过电磁铁的电流较大，电磁铁的磁性较强，当吸下衔铁时，灯泡电路为通路，灯泡发光；当光照强度较大时，光敏电阻的阻值较大，闭合开关，由欧姆定律可知，通过电磁铁的电流较小，电磁铁的磁性较弱，衔铁无法被吸下，灯泡为断路，灯泡不发光；故B符合题意；
C．由电路图可知，灯泡与光敏电阻串联后再与电磁铁并联，并联电路各支路互不影响，由题意可知电磁铁支路电阻很小，电流很大，容易烧坏电磁铁线圈或电源，故C不符合题意。
D．由电路图可知，灯泡与电磁铁并联后再与光敏电阻串联联，光照强度较弱时，光敏电阻阻值较小，闭合开关，根据串联分压的规律，可知光敏电阻两端电压小，灯泡与电磁铁两端电压大，根据欧姆定律可知通过电磁铁电流大，衔铁被吸下，灯泡断路，灯泡不发光；光照强度较强时，光敏电阻阻值较大，闭合开关，根据串联分压的规律，可知光敏电阻两端电压大，灯泡与电磁铁两端电压小，根据欧姆定律可知通过电磁铁电流小，衔铁没有被吸下，灯泡通路，灯泡发光，故D不符合题意。
故选B。
15．如图所示，R0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），它们和继电器组成自动控制电路来控制路灯，白天路灯熄灭、夜晚路灯亮起。下列说法正确的是（ ）
A．电路工作时，电磁铁上端为N极
B．给路灯供电的电源应接在b、c两端
C．控制电路电源电压减小后，傍晚时路灯比原来早一些亮
D．白天，如果将电阻箱的电阻调小，则路灯也可能亮
【答案】C
【详解】A．根据图示可知，电流从电磁铁的上端流入，根据安培定则可知，电磁铁的上端为S极，故A错误；
B．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a接通，所以要达到晚上灯亮，白天灯灭，则路灯供电的电源应接在a、b之间，故B错误；
C．电源电压减小后，在其它条件不变时，根据欧姆定律可知，电路中的电流变小，电磁铁中的磁性变弱，傍晚时路灯比原来早一些亮，故C正确；
D．由电路结构可知，当电阻箱R的阻值变小时，电路中的电流变大，电磁铁吸引衔铁，路灯不亮，故D错误。
故选C。
16．如图所示为一种仓库防盗报警器的部分工作原理图。其踏板放在仓库门口，电铃和电灯放在值班室内。
（1）踏板相当于控制电路中的 ；
（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、电灯不亮；无人踩踏板时电铃不响、电灯亮 。
【答案】 开关
【详解】（1）[1]由图可知，踏板相当于控制电路中的开关，可以控制电流的通断。
（2）[2]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，表示安全，图示如下：
17．华华同学去现代广场购物时发现“聪明的电梯”（如图甲），她根据网络搜索的如乙图所示的简易控制电路，R是一个压敏电阻，其电阻阻值随压力的增大而减小。请你分析：
（1）当人走下电梯后，电磁铁的磁性变 （选填：“强”或“弱”）；
（2）电动机的转速变 （选填：“大”或“小”）。
【答案】 弱 小
【详解】（1）[1]当人走下电梯时，压敏电阻受到的压力减小，则它的阻值增大，那么电路的总电阻增大，而总电流减小，因此电磁铁的磁性变弱。
（2）[2]电路中电流减小，电磁铁磁性变弱，则衔铁被拉起，与触点1接触，工作电路中的总电阻增大，则电机上的电流减小，电动机转速变小。
18．如图所示的电磁继电器，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，控制电路中电流 （选填“增大”或“减小”），当电流达到一定值时，衔铁被吸合。右侧空调电路闭合，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 （选填“左”或“右”）移动。
【答案】 增大 右
【详解】[1][2]根据题意可知，随室内温度温度的升高，热敏电阻的阻值减小，控制电路中电流增大；当电流达到一定值时，衔铁被吸合，右侧空调电路闭合，空调开始工作。为了节能，要将空调启动的温度调高，则热敏电阻的阻值将减小，当电源电压一定时，热敏电阻越小，则滑动变阻器接入电路的阻值越大，即将滑片向右移动。
19．如图为某科学兴趣小组设计的温度自动报警器部分电路示意图，当温度上升至设定值t时，通过电路中指示灯亮灭交替闪烁起到报警功能。（线圈、衔铁的电阻均忽略不计）
(1)温度计中液体可选择 （选填“水银”或“煤油”）；
(2)当温度处于如图所示的状态时，电路处于 ；
(3)为了实现报警功能，应将指示灯串联在电路中 点。
【答案】(1)水银
(2)断路
(3)A
【详解】（1）温度计中的液体要起到导电的作用，因此要选择水银，而不能选择煤油。
（2）由图可知，液柱还没有达到设定的温度值，电路处于断路状态。
（3）由图可知，当指示灯串联在B位置时，当温度上升至设定值t时，电路接通，C点所在支路将电源短路；同理，当指示灯串联在C位置时，当温度上升至设定值t时，电路接通，B点所在支路将电源短路。所以指示灯只能接在A处。当温度上升至设定值时，电路接通，通过指示灯有电流，灯泡发光，此时电磁铁具有磁性，吸引衔铁，使得动触点和静触点分离，电路中无电流，指示灯不发光，电磁铁失去磁性衔铁回到原位置，使得动触点和静触点接触，电路接又通，指示灯发光，从而实现指示灯亮灭交替闪烁。
20．某兴趣小组同学设计了甲、乙两个电磁限流器，如图所示为示意图，其中的C、D为动触点。要求当电路中电流过大时，它能切断电路，断开后需手动闭合。其中甲、乙两个电磁限流器能满足设计要求的是 。说说你的理由： 。
【答案】 甲 见解析
【详解】[1][2]对甲进行分析：当电路中电流过大时，电磁铁的磁场增强，将衔铁B向左吸引，此时卡扣被拉开，在弹簧1的拉力作用下，C、D两个触点断开，从而起到保护作用；排除故障后，电磁铁的磁场减小，此时卡扣也不会自动闭合，需手动完成；对乙进行分析：当电流过大时，电磁铁磁场增强，将衔铁吸下来，断开电路，此时弹簧伸长；当电路断开后，电磁铁没有了磁性，在弹簧2拉力的作用下，开关又自动闭合；由分析可知能满足设计要求的是甲图。
21．小宇进行“研究磁体的磁性强弱是否与温度有关”实验：将一条形磁铁的一端固定在铁架台上，另一端吸着一些小铁钉，用酒精灯给磁铁加热，如图甲所示，经过一段时间后，当磁铁被烧红时，发现铁钉纷纷落下。
（1）从小宇的实验可得出的初步结论是 ；
（2）根据这一结论，小宇大胆设计了一个温度报警器，如图乙所示的工作原理：当温度逐渐升高时，磁铁无法 （填：“排斥”或“吸引”）弹簧开关，从而使电铃报警；
（3）同组的同学却认为小宇设计的温度报警器没有如图丙所示的这种设计好。请你比较两种温度报警器，指出小宇设计中的不足之处 。
【答案】 温度升高，磁体磁性减弱 吸引 难以设定报警的具体温度
【详解】（1）[1]将一条形磁铁的一端固定在铁架台上，另一端吸着一些小铁钉，用酒精灯给磁铁加热，如图甲所示，经过一段时间后，当磁铁被烧红时，发现铁钉纷纷落下，可知磁铁磁性变小，得出的初步结论是：温度升高，磁体磁性减弱。
（2）[2]当温度逐渐升高时，磁铁磁性变弱，磁铁无法吸引弹簧开关，从而使电铃报警。
（3）[3]丙图中，温度升高时，温度计的水银柱上升，当上升到设定温度位置时，水银柱与温度计方的导体接通，线圈通电，电磁铁产生磁性，吸引右侧的开关，右侧电路被接通，电铃响；温度下降到设定温度以下位置时，水银柱与温度计上方的导体断开，线圈中没有电流通过，电磁铁磁性消失，不能再吸引右侧的开关，右侧电路断路，电铃不响，通过对比乙、丙实验设计可知，乙图设计难以设定具体的报警温度。
22．某小组利用已学的电学知识开展了项目化学习活动。
【项目名称】制作烟雾报警器
【项目任务】当环境中烟雾浓度升高，使控制电路中的电流≥250mA时，电铃发声报警。
【方案设计】烟雾报警器由“控制电路”和“工作电路”组成，其中“控制电路”由恒压电源（伏）、光敏电阻、电磁继电器（忽略线圈的电阻）、滑动变阻器、开关等组成；“工作电路”由电源、电铃、导线等组成。电路如图所示。
【器材选择】按上述方案，要想实现烟雾报警器的功能，光敏电阻阻值与光照强度的关系是 。（提示：烟雾越浓，光照强度越弱）
A． B． C．
【项目调试】该组同学组装好电路后开始测试，闭合开关、，发现当通过线圈的电流为200毫安时，此时滑动变阻器的阻值欧。在光照强度不变的情况下，为了实现报警电流≥250毫安，应如何调节滑动变阻器？（写出计算过程）
【项目评价与反思】为了提高该烟雾报警器的灵敏度，他们提出以下几种方法，其中正确的是 。
①在控制电路中串联一个电阻 ②增加线圈匝数 ③增大线圈和衔铁之间的距离
【答案】 A
见解析
②
【详解】[1]由于烟雾越浓，光照强度越弱，所以，当烟雾增大时，衔铁被吸下来，接通报警器所在的电路而报警。此时电磁铁的磁场增强，电流增大，说明总电阻减小，也就是光敏电阻的阻值减小，由此可知，随着光照强度的减弱，光敏电阻的阻值越小，随着光照强度的增强，光敏电阻阻值越大。故A符合题意，BC不符合题意。
故选A。
[2]根据欧姆定律知道，R的阻值为
光敏电阻的阻值为
R光=R-R2=30Ω-15Ω=15Ω
当通过线圈的电流为250mA时，电路中的总电阻为
此时
RP=R'-R光=24Ω-15Ω=9Ω
ΔR=30Ω-24Ω=6Ω
故应向下调节滑动变阻器到接入电路的阻值为9欧或者向下调节滑动变阻器减少6Ω。
[3]当烟雾较小时，光照强度增强，光敏电阻的阻值增大，为了提高灵敏度，使衔铁更易被吸合。
①根据串联电路总电阻等于各分电阻之和知道，在控制电路中串联一个电阻，总阻值变大，电流减小，衔铁更不能被吸合，故无法提高报警器灵敏度。故①错误；
②总电阻增大时，通过电磁铁的电流减小，为了增大电磁铁的磁场强度，可以换用线圈匝数更多的电磁铁，衔铁更易被吸合，提高报警器的灵敏度。故②正确；
③增大线圈和衔铁之间的距离时，衔铁处的磁性会减弱，衔铁更不易被吸合，故无法提高报警器灵敏度。故③错误。
故选②。
四、解答题
23．小柯使用热敏电阻与电磁缭由器制作了一个简易的温控热水器实验装置，电路如图所示，当通过继电器的电流超过15mA时，衔铁被吸合，热水器停止加热，实现温控。热敏电阻的阻值Rt与温度t的关系如下表所示。
t/℃ 30.0 40.0 50.0 60.0 70.0 80.0
Rt/℃ 200 145 108 82 63 50
（1）当热水器中温度升高时，Rt的阻值变小，电磁铁的磁性 ；
（2）电池组电压为3V，电磁铁线圈的电阻R0为20Ω。该装置在80℃时停止加热，滑动变阻器接入的阻值为多少 ？
（3）小柯完成上述计算后，发现滑动变阻器无刻度，故滑片不能移至相应阻值。现利用定值电阻R1=50Ω来确定滑片位置。以下操作步骤的正确顺序是 ；
①观察到继电器的衔铁被吸合
②闭合开关，调节滑动变阻器的阻值
③断开开关，将R1从控制电路中移除，将热敏电阻接入电路
④断开开关，用R1替换热敏电阻
（4）若要降低继电器控制的水温，请写出一种方法 。
【答案】 增强 130Ω ④②①③ 把滑动变阻器的阻值减小
【详解】（1）[1]当热水器中温度升高时，Rt的阻值变小，电池组电压不变，电路中电流变大，电磁铁的磁性增强，吸引衔铁向下运动，断开加热电路。
（2）[2]在80℃时Rt=50Ω，停止加热，电路中电流为15mA=0.015A，电路中总电阻为
滑动变阻器接入的阻值为
（3）[3]小柯完成上述计算后，发现滑动变阻器无刻度，故滑片不能移至相应阻值。现利用定值电阻，R1=50Ω来确定滑片位置。可以先将用阻值为50Ω的电阻替代Rt，调节滑动变阻器，当出现衔铁被吸合，表明刚好满足题目要求，然后在将50Ω电阻取下，换上热敏电阻，故合理的顺序为④②①③。
（4）[4]若要降低继电器控制的水温，热敏电阻阻值变大，由于电磁铁吸合时电流不变，如果不改变电源电压，则总电阻不变，因而必须把滑动变阻器的阻值减小。
24．如图所示为某兴趣小组为学校办公楼空调设计的自动控制装置，R是热敏电阻，其阻值随温度变化关系如下表所示。已知继电器的线圈电阻R0=10 Ω，左边电源电压为6 V恒定不变。当继电器线圈中的电流大于或等于15 mA时，继电器的衔铁被吸合，右边的空调电路正常工作。
温度t/℃ 0 5 10 15 20 25 30 35 40
电阻R/Ω 600 550 500 450 390 360 340 330 300
（1）计算说明该空调的启动温度是多少。
（2）为了节省电能，将空调启动温度设定为25 ℃，控制电路中需要串联多大的电阻？
（3）改变控制电路的电阻可以设定启动温度，除此之外，请你再提出一种方便可行的调节方案。
【答案】（1）20℃；（2）30Ω；（3）因为本装置启动的电流是一定的，因此，既可通过改变电阻来改变电流，可以通过将左边电源改为可调压电源来实现对其控制
【详解】（1）[1]电路启动时的总电阻
此时热敏电阻的阻值
R热=R总-R0=400Ω-10Ω=390Ω
对照表格数据可知，此时的启动温度是20℃。
（2）[2]电路启动时的总电阻为400Ω，
由表中数据可知，空调启动温度设定为25℃时，热敏电阻的阻值为360Ω，
则电路中还应串联的电阻
R′=R总-R热′-R0=400Ω-360Ω-10Ω=30Ω。
（3）[3]因为本装置启动的电流是一定的，因此，既可通过改变电阻来改变电流，可以通过将左边电源改为可调压电源来实现对其控制。
25．如图甲所示是一家庭燃气报警器的部分电路示意图，其中控制电路中的R1是由气敏电阻制成的传感器，R1的阻值与燃气浓度的关系如图乙所示。出厂预设，当燃气浓度达到4%时报警，出厂测试时U1为3伏且保持恒定，闭合开关S1、S2，移动滑动变阻器R2滑片P的位置，当控制电路中的电流为0.03安，电磁铁A恰好能将衔铁B吸下（电磁铁线圈的阻值忽略不计）
(1)小科认为报警时只有灯亮还不能起到很好的报警作用，最好灯亮同时发出警报声，他建议加接蜂鸣器 并联（选填“L1”或“L2”）。
(2)该报警器要达到出厂预设值，滑动变阻器接入电路的阻值有多大？（写出计算过程）
(3)小科想让该报警器报警时的燃气浓度值调到比出厂预设值更低一些，下列操作理论上可行的是 。（选填字母）
A．将滑动变阻器滑片向下滑动
B．控制电路中串联一个电阻
C．增大控制电路的电源电压
D．减少电磁铁线圈匝数
【答案】(1)L2
(2)见解析
(3)AC
【详解】（1）当衔铁被吸下时，报警灯亮，由此可知L2为报警灯，故应把蜂鸣器应与L2并联
（2）控制电路的总电阻
由图乙可知燃气浓度达到4%时的报警值时
R气敏=40Ω
所以
R滑=R总-R气敏=100Ω-40Ω=60Ω
（3）A．该报警器报警时的燃气浓度值调到比出厂预设值更低一些，R气敏增大，如果线圈匝数不变，不变，根据R滑=R总-R气敏可知，滑动变阻器接入的阻值变小，故A可行；
B．在控制电路中串联一个电阻，总电阻更大，电路中电路变小，电磁铁线圈的磁性变小，达到报警浓度时，不能闭合报警回路，故B不可行；
C．R气敏增大时，若滑动变阻器不动，控制电路中的总电阻R总变大，要保证电流不变，可以适当增大电源电压，故C可行；
D．R气敏增大时，若滑动变阻器不动，电源电压不变的情况下，电路中的电流变小，磁性减弱，若再减小电磁铁线圈匝数，磁性更弱，到达报警浓度时，不能吸下衔铁报警，故D不可行。
故选AC。
26．某项目学习小组计划设计一款可温控电风扇（如图甲所示）。Rx为热敏电阻，其阻值随温度的变化（如图乙所示）。（电磁铁线圈电阻忽略不计）。
【工作原理】开关S1闭合，当开关S连接bc，接通控制电路，若室温达到330°C，电磁继电器吸引衔铁，动触头上弹，工作电路接通，电风扇运转；当室温低于22°C，电磁继电器断开衔铁，动触头弹回，工作电路断开，电风扇停止运转；
【产品制作】根据电路图的工作原理，若开关S1闭合，当开关S连接ab，温控模式 （选填“能”或“否”）实现；
【产品测试】电风扇原先处于运转状态，在温控模式下，当控制电路的电流为30mA时，试通过计算说明此时风扇是否处于运转状态；
【产品评价】项目小组制定了项目成果评价表，如表是部分指标的评价内容。请依据以下项目评价表，选择一个指标来评价该作品的达成情况的等级是什么，并写出你的评价理由
等级/指标内容 优秀 良好 待改进
指 标1 能否温度控制或人工控制电风扇的启动或关闭 既能温度控制又能人工控制 能温度控制， 但不能人工控制 不能人工控制但能人工控制
指 标2 电风扇的风速是否可调 风速是可调且连续变化 风速是可调的但不连续变化 风速不可调
【答案】 能 见解析 见解析
【详解】[1]根据电路图的工作原理，要进入温控模式，S1闭合，联动开关S拨向右边，控制电路接入电路，Rx为热敏电阻，其阻值随温度变化，引起电路中电流变化，电磁铁磁性变化，实现温控。
[2]温控模式下，控制电路电源电压U=3V，当控制电路的电流为I=30mA=0.03A时
由图乙知道
30Ω＜100Ω＜300Ω
此时温度在22℃～30℃之间，在温控状态下，如风扇原先处于运转状态，则此时电风扇继续运转；如风扇原先处于停止状态，则此时电风扇继续保持停止状态。
[3]针对指标1，这个作品为优秀；因为当S1闭合，S与a、b连接时，控制电路处于断开状态，此时为人为控制状态，通过手动通断S1即可实现风扇的开关；当S1闭合，S与bc连接时，控制电路处于接通状态，此时为温度控制状态，通过温度对热敏电阻的影响，可实现控制电路对衔铁的吸引，进而控制工作电路的风扇自动运转和停止。
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1.3 电磁铁的应用 分层练习
科学观念：了解通电螺线管磁性强弱与电流大小、线圈匝数的多少、有无铁芯的关系。
科学思维：能根据具体情况判断通电螺线管磁性强弱。
探究实践：通过科学探究过程中对实验方案的设计，加深学生对变量控制法的认识。
态度责任：培养事实求是的科学探究精神。
01 电磁继电器
1．电磁铁与条形磁铁相比，它的优点是( )
A．它的磁性非常强
B．它能长时间保持磁性
C．它不需要消耗电能
D．它的磁性有无、强弱和磁极的方向都可以控制
2．在图中的自动控制电路中，当控制电路的开关S闭合时，工作电路的情况是（ ）
A．灯不亮，电铃响 B．灯不亮，电铃不响
C．灯亮，电铃不响 D．灯亮，电铃响
3．如图是火警自动报警原理图。发生火警时，将会发生下列变化，其变化顺序是（ ）
①温度升高使铜铁双层金属片向下弯曲，从而接通电磁铁电路。②接通触点使报警电路中有电流通过。③电磁铁具有磁性。④衔铁被吸下。⑤红灯亮、电铃响，发出警报。
A．① ② ③ ④ ⑤ B．① ③ ④ ② ⑤
C．① ② ④ ③ ⑤ D．① ④ ③ ② ⑤
4．连接如图丙所示的电磁继电器的控制电路和受控电路，使得闭合开关S后，电铃工作，并请标出电磁铁的N极。
5．我国南方夏季有时会普降暴雨，引起城市内涝，给人们生活带来很大影响。小明设计了一种利用电磁继电器来自动控制抽水机工作的电路：当水位在安全位置以下时绿灯亮，抽水机不工作；当水位到达安全位置上限时红灯亮，抽水机开始工作。如图是小明还未连接完成的电路，小明接下去的电路连接应该是（ ）
A．M接A，N接B B．M接B，N接D C．M接B，N接C D．M接C，N接D
6．城市下水道井盖丢失导致行人坠入下水道的悲剧时有发生，令人痛心。为此，某同学设计了一种警示电路：在井口安装一环形灯L，井盖相当于开关S；正常情况下（S闭合），灯L不亮；一旦井盖丢失（S断开），灯L立即亮起，以警示行人。下图中电路符合要求的是（ ）
A． B．
C． D．
02 信息的磁记录
7．移动硬盘应用到了磁记录，移动硬盘的读写磁头实际上就是一块电磁铁，下列物品也用到了信息的磁记录的是（ ）
A．录音机 B．指南针 C．磁悬浮列车 D．电磁继电器
03 磁悬浮列车
8．磁悬浮列车是现代高科技的应用，悬浮原理如图所示。下列说法中不正确的是（ ）
A．通过列车底部、下方轨道间的同名磁极相互排斥，使列车悬浮
B．使列车悬浮的不是电磁铁，而是磁性超强的磁石
C．由于列车在悬浮状态下行驶，因而车体与轨道间阻力小
D．列车悬浮行驶时，无震动，运行平稳
04 电磁铁的广泛应用
10．下列用电器或设备中，没有电磁铁的是（ ）
A．日光灯 B． 电铃 C．电磁起重机 D．磁悬浮列车
1．下列用电器或设备中，应用了电磁铁的是（ ）
A．白炽灯 B．电铃 C．电热毯 D．电热水壶
2．许多自动控制的电路中都安装有电磁铁。有关电磁铁，下列说法中正确的是（ ）
A．电磁铁的铁芯，可以用铜棒代替
B．电磁继电器中的磁体，可以使用永磁铁
C．电磁铁磁性的强弱只与电流的大小有关
D．电磁铁是根据电流的磁效应制成的
3．如图是一种水位自动报警器的原理图，当水位到达金属块A时（一般的水能导电）。电路中（ ）
A．绿灯亮，红灯不亮 B．红灯亮，绿灯不亮
C．红灯和绿灯都亮 D．红灯和绿灯都不亮
4．如图所示是某同学连接的电铃电路，开关闭合后，电铃只响一声就不再响了。原因是（ ）
A．电磁铁始终没有磁性 B．衔铁没有向下运动
C．电池正、负极接反了 D．衔铁一直被吸住
5．如图所示，电磁继电器能通过低压控制电路间接地控制高压工作电路。下列说法正确的是（ ）
A．连有电动机的电路是低压控制电路
B．电磁继电器实际上是一个由电磁铁控制电路通断的开关
C．利用电磁继电器主要是为了节约用电
D．利用电磁继电器主要是为了操作方便
6．学校的楼道里的消防应急灯，平时是不亮的，一旦停电，消防应急灯里的两个灯泡（额定电压为36V）就会正常发光。下图是四位同学设计的模拟电路，最科学的是（ ）
A． B．
C． D．
7．为防止大棚内二氧化碳浓度过高，兴趣小组设计了报警电路，当二氧化碳浓度超过设定值时，红灯亮，反之不亮。其中气敏电阻Rx的阻值随二氧化碳浓度的地大而减小。下列电路中符合要求的是（ ）
A． B． C． D．
8．如图是直流电铃的原理图。关于电铃工作时的说法不正确的是（ ）
A．电流通过电磁铁时，电磁铁有磁性且A端为N极
B．电磁铁吸引衔铁，弹性片发生了形变
C．小锤击打铃碗发出声音，是由于铃碗发生了振动
D．小锤击打铃碗时，电磁铁仍具有磁性
9．如图是汽车启动装置简图，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
10．如图为小周自制的温度自动报警器的原理图。在水银温度计的顶端封入一段金属丝，当环境温度高于某一温度时，该装置就自动警示。以下说法正确的是（ ）
A．该装置利用的是电磁感应原理
B．未达到警报温度时候，L2亮灯
C．从安全角度考虑，可以把金属丝改成细橡胶棒
D．温度升高至76℃时，L2亮灯报警
11．小明利用光敏电阻受到光照时电阻变小的特性，设计了如图所示的自动控制电路，要求光暗时灯亮，光亮时灯灭。在实际调试时，发现灯始终亮着，而光敏电阻和其他电路元件都正常。下列调节能使控制电路达到要求的是（ ）
A．增加电磁铁线圈的匝数
B．滑动变阻器滑片 P 向右移动
C．抽出电磁铁中的铁芯
D．减小控制电路电源电压
12．如图是拍摄机动车辆闯红灯的工作原理示意图。光控开关接收到红灯发出的光会自动闭合，压力开关受到机动车的压力会闭合，摄像系统在电路接通时可自动拍摄违章车辆。下列有关说法正确的是（ ）
A．只要光控开关接收到红光，摄像系统就会白动拍摄
B．机动车只要驶过埋有压力开关的路口，摄像系统就会自动拍摄
C．只有光控开关和压力开关都闭合时，摄像系统才会自动拍摄
D．若将光控开关和压力开关并联，也能起到相同的作用
13．如图是汽车尾气中CO排放量的检测电路，当CO浓度高于某一设定值时，电铃发声报警。图中气敏电阻R1阻值随CO浓度的增大而减小，下列说法正确的是（ ）
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．为使该检测电路在CO浓度更低时报警，可将R2的滑片向下移
D．用久后，电源电压U1会减小，报警时CO最小浓度比设定值高
14．校园路灯实行自动化管理，其内部装有一个光敏电阻R，R 的阻值随光照强度变化关系如图所示，忽略弹性衔铁和电磁铁线圈电阻，下列电路符合设计要求的是（ ）
A． B． C． D．
15．如图所示，R0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），它们和继电器组成自动控制电路来控制路灯，白天路灯熄灭、夜晚路灯亮起。下列说法正确的是（ ）
A．电路工作时，电磁铁上端为N极
B．给路灯供电的电源应接在b、c两端
C．控制电路电源电压减小后，傍晚时路灯比原来早一些亮
D．白天，如果将电阻箱的电阻调小，则路灯也可能亮
16．如图所示为一种仓库防盗报警器的部分工作原理图。其踏板放在仓库门口，电铃和电灯放在值班室内。
（1）踏板相当于控制电路中的 ；
（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、电灯不亮；无人踩踏板时电铃不响、电灯亮 。
17．华华同学去现代广场购物时发现“聪明的电梯”（如图甲），她根据网络搜索的如乙图所示的简易控制电路，R是一个压敏电阻，其电阻阻值随压力的增大而减小。请你分析：
（1）当人走下电梯后，电磁铁的磁性变 （选填“强”或“弱”）；
（2）电动机的转速变 （选填：“大”或“小”）。
18．如图所示的电磁继电器，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，控制电路中电流 （选填“增大”或“减小”），当电流达到一定值时，衔铁被吸合。右侧空调电路闭合，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 （选填“左”或“右”）移动。
（T18图） （T19图）
19．如图为某科学兴趣小组设计的温度自动报警器部分电路示意图，当温度上升至设定值t时，通过电路中指示灯亮灭交替闪烁起到报警功能。（线圈、衔铁的电阻均忽略不计）
（1）温度计中液体可选择 （选填“水银”或“煤油”）；
（2）当温度处于如图所示的状态时，电路处于 ；
（3）为了实现报警功能，应将指示灯串联在电路中 点。
20．某兴趣小组同学设计了甲、乙两个电磁限流器，如图所示为示意图，其中的C、D为动触点。要求当电路中电流过大时，它能切断电路，断开后需手动闭合。其中甲、乙两个电磁限流器能满足设计要求的是 。说说你的理由： 。
21．小宇进行“研究磁体的磁性强弱是否与温度有关”实验：将一条形磁铁的一端固定在铁架台上，另一端吸着一些小铁钉，用酒精灯给磁铁加热，如图甲所示，经过一段时间后，当磁铁被烧红时，发现铁钉纷纷落下。
（1）从小宇的实验可得出的初步结论是 ；
（2）根据这一结论，小宇大胆设计了一个温度报警器，如图乙所示的工作原理：当温度逐渐升高时，磁铁无法 （选填 “排斥”或“吸引”）弹簧开关，从而使电铃报警；
（3）同组的同学却认为小宇设计的温度报警器没有如图丙所示的这种设计好。请你比较两种温度报警器，指出小宇设计中的不足之处 。
22．某小组利用已学的电学知识开展了项目化学习活动。
【项目名称】制作烟雾报警器
【项目任务】当环境中烟雾浓度升高，使控制电路中的电流≥250mA时，电铃发声报警。
【方案设计】烟雾报警器由“控制电路”和“工作电路”组成，其中“控制电路”由恒压电源（U1=6V）、光敏电阻R1、电磁继电器（忽略线圈的电阻）、滑动变阻器R2、开关等组成；“工作电路”由电源U2、电铃、导线等组成。电路如图所示。
【器材选择】按上述方案，要想实现烟雾报警器的功能，光敏电阻阻值与光照强度的关系是 。（提示：烟雾越浓，光照强度越弱）
A． B． C．
【项目调试】该组同学组装好电路后开始测试，闭合开关S1、S2，发现当通过线圈的电流为200毫安时，此时滑动变阻器的阻值R2=15Ω。在光照强度不变的情况下，为了实现报警电流≥250毫安，应如何调节滑动变阻器？（写出计算过程）
【项目评价与反思】为了提高该烟雾报警器的灵敏度，他们提出以下几种方法，其中正确的是 。
①在控制电路中串联一个电阻 ②增加线圈匝数 ③增大线圈和衔铁之间的距离
23．小柯使用热敏电阻与电磁缭由器制作了一个简易的温控热水器实验装置，电路如图所示，当通过继电器的电流超过15mA时，衔铁被吸合，热水器停止加热，实现温控。热敏电阻的阻值Rt与温度t的关系如下表所示。
t/℃ 30.0 40.0 50.0 60.0 70.0 80.0
Rt/℃ 200 145 108 82 63 50
（1）当热水器中温度升高时，Rt的阻值变小，电磁铁的磁性 ；
（2）电池组电压为3V，电磁铁线圈的电阻R0为20Ω。该装置在80℃时停止加热，滑动变阻器接入的阻值为多少？
（3）小柯完成上述计算后，发现滑动变阻器无刻度，故滑片不能移至相应阻值。现利用定值电阻R1=50Ω来确定滑片位置。以下操作步骤的正确顺序是 ；
①观察到继电器的衔铁被吸合
②闭合开关，调节滑动变阻器的阻值
③断开开关，将R1从控制电路中移除，将热敏电阻接入电路
④断开开关，用R1替换热敏电阻
（4）若要降低继电器控制的水温，请写出一种方法 。
24．如图所示为某兴趣小组为学校办公楼空调设计的自动控制装置，R是热敏电阻，其阻值随温度变化关系如下表所示。已知继电器的线圈电阻R0=10 Ω，左边电源电压为6 V恒定不变。当继电器线圈中的电流大于或等于15 mA时，继电器的衔铁被吸合，右边的空调电路正常工作。
温度t/℃ 0 5 10 15 20 25 30 35 40
电阻R/Ω 600 550 500 450 390 360 340 330 300
（1）计算说明该空调的启动温度是多少。
（2）为了节省电能，将空调启动温度设定为25 ℃，控制电路中需要串联多大的电阻？
（3）改变控制电路的电阻可以设定启动温度，除此之外，请你再提出一种方便可行的调节方案。
25．如图甲所示是一家庭燃气报警器的部分电路示意图，其中控制电路中的R1是由气敏电阻制成的传感器，R1的阻值与燃气浓度的关系如图乙所示。出厂预设，当燃气浓度达到4%时报警，出厂测试时U1为3伏且保持恒定，闭合开关S1、S2，移动滑动变阻器R2滑片P的位置，当控制电路中的电流为0.03安，电磁铁A恰好能将衔铁B吸下（电磁铁线圈的阻值忽略不计）
（1）小科认为报警时只有灯亮还不能起到很好的报警作用，最好灯亮同时发出警报声，他建议加接蜂鸣器 并联（选填“L1”或“L2”）。
（2）该报警器要达到出厂预设值，滑动变阻器接入电路的阻值有多大？（写出计算过程）
（3）小科想让该报警器报警时的燃气浓度值调到比出厂预设值更低一些，下列操作理论上可行的是 。（选填字母）
A．将滑动变阻器滑片向下滑动 B．控制电路中串联一个电阻
C．增大控制电路的电源电压 D．减少电磁铁线圈匝数
26．某项目学习小组计划设计一款可温控电风扇（如图甲所示）。Rx为热敏电阻，其阻值随温度的变化（如图乙所示）。（电磁铁线圈电阻忽略不计）。
【工作原理】开关S1闭合，当开关S连接bc，接通控制电路，若室温达到330°C，电磁继电器吸引衔铁，动触头上弹，工作电路接通，电风扇运转；当室温低于22°C，电磁继电器断开衔铁，动触头弹回，工作电路断开，电风扇停止运转；
【产品制作】根据电路图的工作原理，若开关S1闭合，当开关S连接ab，温控模式 （选填“能”或“否”）实现；
【产品测试】电风扇原先处于运转状态，在温控模式下，当控制电路的电流为30mA时，试通过计算说明此时风扇是否处于运转状态；
【产品评价】项目小组制定了项目成果评价表，如表是部分指标的评价内容。请依据以下项目评价表，选择一个指标来评价该作品的达成情况的等级是什么，并写出你的评价理由 。
等级/指标内容 优秀 良好 待改进
指 标1 能否温度控制或人工控制电风扇的启动或关闭 既能温度控制 又能人工控制 能温度控制 但不能人工控制 不能人工控制 但能人工控制
指 标2 电风扇的风速是否可调 风速是可调且 连续变化 风速是可调的 但不连续变化 风速不可调
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