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第一章
第三节
电磁铁的应用
作图题练习
1、如图，用笔画线代替导线将图中实物连接起来。要求：闭合开关后，使电磁铁的右端为N极，并且当滑动变阻器的滑片P向右移动时，电磁铁的磁性增强。
第1题图
2、巨磁电阻是指某些材料的电阻随磁场的增强而减小的现象。如图是其原理图，图中GMR是巨磁电阻。请将下列实物图用笔画线代替导线将实物图连接好，使滑片向右滑动时灯泡变亮。第2题图
3、如图所示，将研究电磁铁的电路连接完整，要求闭合开关后，滑动变阻器滑片向右滑动时，永磁体对桌面的压力增大。
第3题图
4、如图是电加热恒温箱的原理图。控制电路由电源U1、电磁继电器、滑动变阻器R2和热敏电阻R1组成，其中热敏电阻R1随温度升高阻值减小；工作电路由电源U2和加热器R0组成。请按照题意用笔画线代替导线将图中的控制电路和工作电路连接完整。
第4题图
5、如图所示是直流电铃的原理图。衔铁B与弹性片A相连。自然情况下弹性片是和螺钉接触的，接通电源后电磁铁吸引衔铁，敲击铃碗发声，但同时衔铁与螺钉分离导致断电，电磁铁失去磁性后弹性片又和螺钉接触而通电，如此往复…弄懂原理后，请你在如图所示的继电器上连接几条导线，把电源和开关接入电路里，使它成了一个电铃。这样的电铃没有铃碗，通常叫做蜂鸣器。
第5题图
6、某自动除尘装置的简化电路由电磁继电器、光源、挡板、光敏电阻R、额定电压为220V的除尘电动机M、低压电源、高压电源组成。空气中尘埃量较少时，光源发出来的光被挡板挡住。当空气中尘埃量达到一定值时，由于尘埃的反射，部分光越过挡板射到光敏电阻上，其电阻值减小，通过电磁继电器的电流增大，衔铁吸下，除尘电动机工作。请用笔画线代替导线连接电路图。
第6题图
7、随州市乡村振兴计划稳步推进，大棚蔬菜种植给农民带来可喜收入。刘大爷家大棚温度监控电路如图所示，棚内温度正常时“温控开关”处于断开状态，绿灯亮；棚内温度不正常时“温控开关”处于闭合状态，电磁铁通电工作，电铃响红灯亮。刘大爷使用中发现电铃和红灯只要拆卸掉任意一个，另一个也“没有电”。在图中画几匝电磁铁的绕线并将绿灯、红灯、电铃接入电路。
第7题图
8、小李同学观察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“36V”灯泡就会正常发光。请按要求连接好如图所示电路。
第8题图
9、科技改变生活，如图是一款街道路灯采用电磁继电器实现自动化智能控制的电路，其中R0为保护电阻。请你用铅笔画线将电路原理图连接完整，使工作电路能正常工作（与触点的接线只能接在静触点上，图中已给出静触点E、F、G、H的四根引线；连线不能交叉），达到白天因光敏电阻变小而灯熄，夜晚因光敏电阻变大而灯亮的效果。
第9题图
10、请将图中各器材和元件连成电路，要求开关S断开时，绿灯亮，红灯熄灭；开关S闭合时，红灯亮，绿灯熄灭。
第10题图
11、如图是简单的火警自动报警装置的部分电路，温控开关在常温时断开，绿灯亮；在温度升高到一定值时自动闭合，红灯亮、电铃响，发出报警信号。请你按上述要求，将电路图补充完整。（a、b、c为三个接线柱）
第11题图
12、如图是汽车启动装置电路简图，当钥匙插入钥匙孔并转动时（相当于闭合开关），电动机M就启动。试在图中标出通电时电磁铁下端的极性并将电动机正确连入电路。
第12题图
13、如图所示，是小明设计的水位自动报警器，要求水位达到金属块A时红灯亮，没达到A时绿灯亮，由于控制电路电压太低，为了增大电磁铁对衔铁的吸引力，小明在衔铁上固定一个永磁体（上端为S）以确保水位达到A时电磁铁吸下衔铁红灯亮，请你画出电磁铁的绕线并完成工作电路图。
第13题图
14、如图甲，是一种双向双动式和面机。和面机工作时，搅拌器可以正反搅拌。小明利用如图乙所示电磁继电器控制搅拌器的正反转，请将工作电路连接完整。
第14题图
15、如图，是一种温度自动报警器原理示意图，当环境温度低于设定的警戒温度时，灯亮，电铃不响。当环境温度达到警戒温度值时，灯不亮电铃响，发出报警信号。①在图中的虚线框内填入相应的电路元件符号并补全电路；②标出通电螺线管的N极。（电铃符号）
第15题图
16、问题解决：某车间温度要求在30℃以下，请你用如图所示的器材（图中左侧部分为特制水银温度计，它两端各伸出一段金属丝），为该车间设计一个温度自动报警装置，要求温度低于30℃时只有灯泡亮，当温度高于30℃时，电铃响，灯泡亮，请将图中器材连接起来。
第16题图
17、给你如图所示的器材，请你设计一个温度自动报警器，要求：正常情况下绿灯亮，铃不响，温度升高到一定程度时，铃响，灯不亮。
第17题图
18、小明想设计一款温控自动报警器，在水银温度计里封入一段金属丝，当温度在正常范围内时，绿灯亮表示正常；当温度升高达到金属丝下端所指示的温度时，红灯亮表示警报。请你按照小明的设想，帮他连接好电路。第18题图
19、如图所示，开关闭合时，电磁铁上端为N极，下端为S极，在图中括号内标出控制电路电源的正负极，并将工作电路图连接完整。要求：开关闭合时，电动机转，小灯泡不亮；开关断开时，小灯泡亮，电动机不转。
第19题图
按照题目要求作图。温度自动报警器的工作原理如图丙所示，在水银温度计的上方封入一段金属丝，当温度没有达到金属丝下端所指示的温度时，绿灯亮：当温度达到金属丝下端所指示的温度时，红色报警灯亮，同时电铃响，此时电铃与红灯串联，请根据以上要求，用笔画线代替导线，完成工作电路部分的连接。（要求导线不变叉）。
第20题图
21、小明利用如图所示电磁继电器可以控制电动机的正反转，请将工作电路连接完整。
第21题图
22、如图所示是简单的火警自动报警装置所需的电路元件。其中温控开关在温度升高到某数值时自动闭合，常温时自动断开要求：当发生火灾时红灯亮、电铃响，发出报警信号；正常情况下绿灯亮。请按上述要求。将图中元件连成一个火警报警器电路（a、b、c为三个接线柱，连线时不要交叉）。
第22题图
23、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。为此，某同学设计了一种警示电路：在井口安装一环形灯，井盖相当于开关S；正常情况下（S闭合），灯不亮；一旦井盖丢失（S断开），灯即亮起，以警示行人。请按要求连接图。
第23题图
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参考答案与试题解析
1、如图，用笔画线代替导线将图中实物连接起来。要求：闭合开关后，使电磁铁的右端为N极，并且当滑动变阻器的滑片P向右移动时，电磁铁的磁性增强。
【解答】解：闭合开关后，使电磁铁的右端为N极，根据安培定则可知，电流从通过螺线管的左端流入，右端流出，故应将电源正极与开关右接线柱相连，开关的左接线柱与螺线管的左接线柱相连，螺线管的右接线柱与变阻器的C接线柱相连（即变阻器应串联接入电路）；因滑动变阻器的滑片P向右移动时，电磁铁的磁性增强，说明电路中的电流增大，则此时滑动变阻器接入电路的阻值减小，故应将电源的负极与变阻器的B接线柱相连，如图所示。
2、巨磁电阻是指某些材料的电阻随磁场的增强而减小的现象。如图是其原理图，图中GMR是巨磁电阻。请将下列实物图用笔画线代替导线将实物图连接好，使滑片向右滑动时灯泡变亮。
【解答】解：由题意可知，灯泡变亮，说明右侧电路的电流变大，右侧电路的总电阻变小，巨磁电阻的阻值减小，结合巨磁电阻的阻值随磁场的增强而减小，说明左侧电路中电流增大，变阻器连入电路中的电阻变小，由此可画图如下：
3、如图所示，将研究电磁铁的电路连接完整，要求闭合开关后，滑动变阻器滑片向右滑动时，永磁体对桌面的压力增大。
【解答】解：将滑片P向右移动，永磁体对桌面的压力增大，说明永磁体受到的斥力增大，则电路中电流增大，由欧姆定律可知，滑动变阻器接入电路的阻值变小，则应该将变阻器下面的接线柱与电磁铁串联接入电路中；永磁体对桌面的压力增大，说明永磁体受到向下的斥力，根据同名磁极相互排斥可知，电磁铁下端应为N极，利用安培定则可知电流从电磁铁下方流入、上方流出；如图所示。
4、如图是电加热恒温箱的原理图。控制电路由电源U1、电磁继电器、滑动变阻器R2和热敏电阻R1组成，其中热敏电阻R1随温度升高阻值减小；工作电路由电源U2和加热器R0组成。请按照题意用笔画线代替导线将图中的控制电路和工作电路连接完整。
【解答】解：由题意可知，控制电路由电源U1、电磁继电器、滑动变阻器R2和热敏电阻R1串联而成；工作电路由电源U2和加热器R0串联连接。又因为在恒温箱内的温度升高到一定温度时，热敏电阻的阻值减小到一定程度，衔铁被吸下来时，工作电路断开，由此可以确定工作电路的连接方式如下图所示。
5．如图所示是直流电铃的原理图。衔铁B与弹性片A相连。自然情况下弹性片是和螺钉接触的，接通电源后电磁铁吸引衔铁，敲击铃碗发声，但同时衔铁与螺钉分离导致断电，电磁铁失去磁性后弹性片又和螺钉接触而通电，如此往复…弄懂原理后，请你在如图所示的继电器上连接几条导线，把电源和开关接入电路里，使它成了一个电铃。这样的电铃没有铃碗，通常叫做蜂鸣器。
【解答】解：闭合开关，电磁铁中有电流，吸引衔铁，弹簧向下振动，螺钉与弹簧片断开，电磁铁中没有磁性，弹簧片恢复原状，使电路再次接通，弹簧不断的振动，这便是蜂鸣器，如图所示：
6、某自动除尘装置的简化电路由电磁继电器、光源、挡板、光敏电阻R、额定电压为220V的除尘电动机M、低压电源、高压电源组成。空气中尘埃量较少时，光源发出来的光被挡板挡住。当空气中尘埃量达到一定值时，由于尘埃的反射，部分光越过挡板射到光敏电阻上，其电阻值减小，通过电磁继电器的电流增大，衔铁吸下，除尘电动机工作。请用笔画线代替导线连接电路图。
【解答】解：由题知，当空气中尘埃量达到一定值时，部分光越过挡板射到光敏电阻上，衔铁被吸下，开启自动除尘模式，所以除尘器与下方的静接触点接在电路中，如图所示：
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7、随州市乡村振兴计划稳步推进，大棚蔬菜种植给农民带来可喜收入。刘大爷家大棚温度监控电路如图所示，棚内温度正常时“温控开关”处于断开状态，绿灯亮；棚内温度不正常时“温控开关”处于闭合状态，电磁铁通电工作，电铃响红灯亮。刘大爷使用中发现电铃和红灯只要拆卸掉任意一个，另一个也“没有电”。在图中画几匝电磁铁的绕线并将绿灯、红灯、电铃接入电路。
【解答】解：（1）先把电磁铁的线圈连接好，导线都在螺旋管的同侧，绕螺旋管时一端在螺旋管的上面绕，一端从螺旋管的下面绕如图。（2）棚内温度正常时“温控开关”处于断开状态，电磁继电器断电，衔铁被弹簧拉起，动触头和上面的静触头接通，绿灯电路工作，所以绿灯、电源、动触头和上面静触头构成通路，连接如图。（3）棚内温度不正常时“温控开关”处于闭合状态，电磁铁通电工作，电磁铁具有磁性，说明电源、衔铁、电磁铁连成一个通路。（4）电铃和红灯只要拆卸掉任意一个，另一个也“没有电”，说明两者是串联的，首先把红灯和电铃串联起来。棚内温度不正常时“温控开关”处于闭合状态，电磁铁通电工作，电磁铁具有磁性吸引衔铁，动触头和下面的静触头接通，电源、红灯、电铃、动触头、下面静触头组成一个通路如图。
8、小李同学观察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“36V”灯泡就会正常发光。请按要求连接好如图所示电路。
【解答】解：根据题意可知，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，与触点接触，两灯泡连接，且为并联，如下图：
9、科技改变生活，如图是一款街道路灯采用电磁继电器实现自动化智能控制的电路，其中R0为保护电阻。请你用铅笔画线将电路原理图连接完整，使工作电路能正常工作（与触点的接线只能接在静触点上，图中已给出静触点E、F、G、H的四根引线；连线不能交叉），达到白天因光敏电阻变小而灯熄，夜晚因光敏电阻变大而灯亮的效果。
【解答】解：白天因光敏电阻变小，由欧姆定律可知，控制电路中电流变大，电磁铁吸引衔铁，动触点D与静触点G、H接触；要LED灯熄灭，则H接蓄电池，G接太阳能电池板，此时太阳能电池板给蓄电池充电。夜晚因光敏电阻变大，由欧姆定律可知，控制电路中电流变小，电磁铁不吸引衔铁，衔铁向上弹起，动触点D与静触点E、F接触；要LED灯亮，则E接路灯，F接蓄电池，此时蓄电池对LED灯供电。则设计电路图如下：
10、请将图中各器材和元件连成电路，要求开关S断开时，绿灯亮，红灯熄灭；开关S闭合时，红灯亮，绿灯熄灭。
【解答】解：当闭合开关S时，电磁铁有电流，电磁铁有磁性，衔铁被吸下，带动衔铁的动触点与下面触点连接，红灯亮；当电磁铁无电流，电磁铁无磁性，衔铁在弹簧的反作用力返回原来的位置，使动触点与上面触点连接，绿灯亮。电路图如下：
11、如图是简单的火警自动报警装置的部分电路，温控开关在常温时断开，绿灯亮；在温度升高到一定值时自动闭合，红灯亮、电铃响，发出报警信号。请你按上述要求，将电路图补充完整。（a、b、c为三个接线柱）
【解答】解：温控开关在常温时断开，电磁铁没有磁性，衔铁被弹簧拉起，动触头和上面的静触头接通，电源和绿灯组成电路，绿灯亮；在温度升高到一定值时自动闭合，电磁铁有磁性，电磁铁吸引衔铁，动触头和下面的静触头接通，电源和红灯、电铃组成电路，绿灯亮，电铃响；
12、如图是汽车启动装置电路简图，当钥匙插入钥匙孔并转动时（相当于闭合开关），电动机M就启动。试在图中标出通电时电磁铁下端的极性并将电动机正确连入电路。
【解答】解：根据安培定则可以判断，电磁铁的下端为S极；当钥匙插入钥匙孔并转动时，电磁铁有磁性，转轴接触，是电动机电路工作，连接电路如图所示：
13、如图所示，是小明设计的水位自动报警器，要求水位达到金属块A时红灯亮，没达到A时绿灯亮，由于控制电路电压太低，为了增大电磁铁对衔铁的吸引力，小明在衔铁上固定一个永磁体（上端为S）以确保水位达到A时电磁铁吸下衔铁红灯亮，请你画出电磁铁的绕线并完成工作电路图。
【解答】解：当电磁铁中有电流时电磁铁具有磁性，吸引衔铁N极，根据异名磁极相互吸引，所以电磁铁的上端为S极，下端是N极，根据安培定则可以判断，电磁铁的绕法如图，
水位达到金属块A时，控制电路接通，电磁铁具有磁性，吸引衔铁，动触头和下面的静触头接通，红灯亮；没达到A时绿灯亮，衔铁被弹簧拉起，动触头和上面的静触头接通，绿灯亮。电路连接如图。
14、如图甲，是一种双向双动式和面机。和面机工作时，搅拌器可以正反搅拌。小明利用如图乙所示电磁继电器控制搅拌器的正反转，请将工作电路连接完整。
【解答】解：只要电磁铁中通过电流，电磁铁有磁性，衔铁被吸下，带动衔铁的动触点与静触点（常开触点）接触，下面的电源被连入电路；当改变电磁铁中电流的方向，电磁铁的极性改变，衔铁在弹簧的作用返回原来的位置，使动触点与原来的静触点（常闭触点）接触，上面的电源被接入电路。如图所示：
。
15、如图，是一种温度自动报警器原理示意图，当环境温度低于设定的警戒温度时，灯亮，电铃不响。当环境温度达到警戒温度值时，灯不亮电铃响，发出报警信号。①在图中的虚线框内填入相应的电路元件符号并补全电路；②标出通电螺线管的N极。（电铃符号）
【解答】解：温度自动报警器的工作过程是这样的，当温度升高时，玻璃泡中的液体膨胀，液柱上升，当升高到警戒温度即金属丝下端对应的温度时，控制电路接通，电磁铁有磁性，吸引衔铁，从而使触点与上面断开，与下面连通，此时电铃响，发出报警信号。从图可知，电流是从螺旋管的下端流入，上端流出，根据安培定则可知，用右手握螺线管，让四指指向螺线管中电流的方向，则大拇指所指的上端就是螺线管的N极，如图所示：
16、问题解决：某车间温度要求在30℃以下，请你用如图所示的器材（图中左侧部分为特制水银温度计，它两端各伸出一段金属丝），为该车间设计一个温度自动报警装置，要求温度低于30℃时只有灯泡亮，当温度高于30℃时，电铃响，灯泡亮，请将图中器材连接起来。
【解答】解：由题意可知，当温度降低时，水银的液面降低，只有灯泡工作；当温度上升时，液面升高，液面与金属丝相连，电铃响；电铃和灯泡能独立工作，则灯泡和电铃是并联的；温度高于30℃，电铃响，则温度计与电铃是串联的，然后与灯泡并联，如图所示：
17、给你如图所示的器材，请你设计一个温度自动报警器，要求：正常情况下绿灯亮，铃不响，温度升高到一定程度时，铃响，灯不亮。
【解答】解：如图所示，电路连接完成后，正常情况下绿灯亮，铃不响，温度升高到一定程度时，铃响，灯不亮。
18、小明想设计一款温控自动报警器，在水银温度计里封入一段金属丝，当温度在正常范围内时，绿灯亮表示正常；当温度升高达到金属丝下端所指示的温度时，红灯亮表示警报。请你按照小明的设想，帮他连接好电路。
【解答】解：当温度在正常范围内时，液体没有达到金属丝下端时，绿灯发光，绿灯和工作电源构成通路，把绿灯和工作电源接通。当温度升高，液体升高到金属丝下端时，左端的控制电路接通，把温度计、控制电源、电磁铁连接起来，此时电磁铁有磁性，吸引衔铁，衔铁和下面的动触头连通，红灯发光，此时红灯、工作电源构成通路，如图所示。
19、如图所示，开关闭合时，电磁铁上端为N极，下端为S极，在图中括号内标出控制电路电源的正负极，并将工作电路图连接完整。要求：开关闭合时，电动机转，小灯泡不亮；开关断开时，小灯泡亮，电动机不转。
【解答】解：电磁铁上端为N极，下端为S极，根据安培定则可知，电源的左端为正极，右端为负极；开关闭合时，电磁铁具有磁性，会吸引衔铁，使电动机的电路接通；开关断开时，衔铁在弹簧拉力的作用下与电磁铁分离，使小灯泡的电路接通，如图所示：
按照题目要求作图。温度自动报警器的工作原理如图丙所示，在水银温度计的上方封入一段金属丝，当温度没有达到金属丝下端所指示的温度时，绿灯亮：当温度达到金属丝下端所指示的温度时，红色报警灯亮，同时电铃响，此时电铃与红灯串联，请根据以上要求，用笔画线代替导线，完成工作电路部分的连接。（要求导线不变叉）。
【解答】解：当温度升高到设定温度时，控制电路接通，电磁铁有磁性，吸引衔铁向下移动，而此时要求红灯亮，电铃响，电铃与红灯串联在电路中；水温低于设定温度时，控制电路断开，电磁铁没有磁性，衔铁向上移动，而此时要求此时绿灯亮；因此红灯和绿灯并联，由动触点和静触点控制灯泡的工作。由此设计电路如下图：
21、小明利用如图所示电磁继电器可以控制电动机的正反转，请将工作电路连接完整。
【解答】解：只要电磁铁中通过电流，电磁铁有磁性，衔铁被吸下，带动衔铁的动触点与静触点（常开触点）接触，下面的电源被连入电路；当电磁铁中没有电流时，电磁铁没有磁性，衔铁被释放，衔铁在弹簧的作用返回原来的位置，使动触点与原来的静触点（常闭触点）接触，上面的电源被接入电路。如图所示：
22、如图所示是简单的火警自动报警装置所需的电路元件。其中温控开关在温度升高到某数值时自动闭合，常温时自动断开要求：当发生火灾时红灯亮、电铃响，发出报警信号；正常情况下绿灯亮。请按上述要求。将图中元件连成一个火警报警器电路（a、b、c为三个接线柱，连线时不要交叉）。
【解答】解：（1）当温控开关断开时，绿灯亮；（2）当温度升高时，温控开关会闭合，线圈中就会流过一定的电流，从而产生电磁效应，衔铁就会在电磁力吸引的作用下克服返回弹簧的拉力吸向铁芯，从而带动衔铁的动触点与静触点（常开触点）吸合，红灯亮，警报响；
电路图如图所示：
23、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。为此，某同学设计了一种警示电路：在井口安装一环形灯，井盖相当于开关S；正常情况下（S闭合），灯不亮；一旦井盖丢失（S断开），灯即亮起，以警示行人。请按要求连接图。
【解答】解：正常情况下S闭合，电磁铁有磁性，被控制电路断路灯泡不亮，当井盖丢失S断开时，电磁铁无磁性，被控制电路闭合，灯泡发光，以警示行人；根据要求连接电路如图所示：
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