第3节 电磁铁的应用 同步练习（含答案）

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,其中衔铁与动触点之间的硬棒应该用　　　　(填“导体”或“绝缘体”)制成,它与衔铁、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。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　　　　。?
图A1-3-1
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电路图,关于它的说法中正确的是 (　　)
图A1-3-2
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　电磁铁的应用
3.[2019·衢州期末] 如图A1-3-3所示,GMR是一个巨磁电阻,其阻值随磁场的增强而急剧减小,当闭合开关S1、S2时,下列说法中正确的是(　　)
图A1-3-3
A.电磁铁的右端为N极
B.小磁针将顺时针旋转
C.当滑片P向左移动时,电磁铁的磁性增强,指示灯变暗
D.当滑片P向右移动时,电磁铁的磁性减小,电压表的示数减小
4.如图A1-3-4所示为通电螺线管磁场强弱演示仪的示意图。
(1)当指针指示的数值增大时,表示通电螺线管的磁性增强,则螺线管A端为　　　　极。?
(2)为了验证通电螺线管的磁性强弱与线圈匝数有关,应将开关S从a换接到b,并调节滑动变阻器的滑片向　　　　移动,使电流表的示数不变。?
图A1-3-4
5.如图A1-3-5所示为电铃的结构示意图,它的工作原理如下。(均填字母)
图A1-3-5
A.接通　B.断开　C.吸引　D.脱离
E.有磁性　F.失去磁性
(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。?
6.[2019·绍兴] 如图A1-3-6所示是小敏设计的检测汽车尾气中CO排放量的电路。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的阻值随CO浓度的增大而减小。下列说法中正确的是 (　　)
图A1-3-6
A.电铃应接在A和C之间
B.当CO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CO最小浓度比设定值高
D.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
7. [2018·嘉兴] 如图A1-3-7所示是一个温度自动报警器的工作原理电路图。当控制电路中有电流通过时,电磁铁左端为　　　　极。在使用中发现,当温度达到设定值时,电铃没有报警。经检查,各元件完好、电路连接无误,则可能是因为　　　　　　　　　　　　　　　(任写一种)导致工作电路没有接通。?
图A1-3-7
8.有一种电加热恒温箱,工作原理如图A1-3-8甲所示。控制电路主要由电压为U1=9 V的电源、电磁铁(线圈电阻不计)、滑动变阻器R2和热敏电阻R1组成,工作电路主要由电压为U2=220 V的电源和电阻为R0的电热丝组成;图乙是热敏电阻R1的阻值随温度变化的图像;通过实验测得当电磁铁线圈中的电流达到60 mA时,电磁继电器的衔铁被吸下来。求:
图A1-3-8
(1)请用笔画线代替导线,按照题意将图中的工作电路连接完整。
(2)在升温的过程中,电阻R1两端的电压会　　　　(填“变大”“变小”或“不变”)。?
(3)要使恒温箱设定的温度值升高,应调节滑动变阻器R2的滑片,使其接入电路的阻值　　　　(填“变大”或“变小”)。?
(4)当滑动变阻器R2接入电路中的电阻为50 Ω时,恒温箱内的温度是多少?
自|我|提|升
9.小明乘电梯时,发现电梯超载会自动报警。于是喜好钻研的他对电梯的电路图进行了研究,并设计了以下探究实验,如图A1-3-9甲所示。电压U1恒定不变,R0为定值电阻。用杯中水量调节压敏电阻Rx所受力的大小,压敏电阻中的电流与所受压力大小的关系如图乙所示。
图A1-3-9
(1)图甲中R0的作用是　。?
(2)分析图乙的I-F图像可知:压敏电阻Rx受到的压力增大时,通过它的电流增大,Rx的阻值　　　　(填“变大”“变小”或“不变”);当压力增大到一定程度时,触点K与触点　　　　(填“A”或“B”)接触,电铃响,实现自动报警。?
(3)某电梯超载报警的Rx-F图像如图丙所示,空载时电梯厢对Rx的压力F1等于电梯厢的重力,当压力F2=1×104 N时,电梯报警,则此电梯限载　 　　人。(设每人质量约为50 kg,g取10 N/kg)?

教师详解详析
1.绝缘体　拉伸　有磁性　磁性　弹簧　断开
[解析] 由电磁继电器的结构示意图可知,衔铁与动触点之间的硬棒应该用绝缘体制成,它与衔铁、动触点一起组成一个杠杆,弹簧始终处于拉伸状态。它的工作原理:当控制电路开关闭合时,电磁铁有磁性,把衔铁吸下来,使动触点与静触点接触,工作电路闭合;当控制电路开关打开时,电磁铁失去磁性,弹簧把衔铁拉起来,工作电路断开。
2.C　[解析] 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.D　
4.(1)S　(2)下
[解析] (1)据图能看出,示数增大时,指针应向左偏,故该通电螺线管应排斥小磁片,据同名磁极相互排斥可知,该螺线管的左端是S极,右端是N极,故A端是S极。
(2)根据控制变量法,为了验证通电螺线管的磁性与线圈匝数有关,需要在电流一定的情况下,改变线圈的匝数看电磁铁的磁性有何变化即可;故当开关S从a换到b时,由于接入电路的螺线管变长,即电阻变大,所以电路中的电流变小,而在该题中要求电路中的电流不变,所以需向下移动滑片。
5.(1)A　E　C　(2)B　F
6.C　[解析] 当CO浓度增大时,R1电阻减小,总电阻减小,电路中电流增大,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,控制电路中电流变小,此时电磁铁磁力较小不能将衔铁吸下来,只有CO的浓度继续增大,气敏电阻的阻值继续减小,电路中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CO的最小浓度比设定值高。报警时控制电路中电流保持不变,即总电阻不变,当CO的浓度降低时,气敏电阻的阻值变大,为了在CO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。
7.S　控制电路电源电压太低(合理即可)
8.(1)如图所示
(2)变小　(3)变大
(4)解:当电磁铁线圈中的电流达到60 mA时,控制电路的总电阻:R总=U1I=9 V0.06 A=150 Ω,
此时热敏电阻R1接入电路的阻值:
R1'=R总-R2=150 Ω-50 Ω=100 Ω,
由图像知,此时恒温箱内的温度为50 ℃。
9.(1)保护电路
(2)变小　B　(3)12
[解析] (1)由图乙知,压敏电阻的电流随所受压力的增大而增大,在电路中串联电阻R0起到分压作用,保护电路。
(2)在控制电路中,当压敏电阻Rx受到的压力F增大时,其阻值减小,电路中的总电阻减小,根据欧姆定律可知,电路中的电流变大,电磁铁的磁性增强;当压力增大到一定程度时,即电梯超载时,电磁铁的磁性达到一定程度,衔铁被电磁铁吸住,触点K与触点B接触,电铃报警,电梯不工作。
(3)由图丙知,空载时电梯厢对Rx的压力F1等于电梯厢的重力,大小为F1=4×103 N,当压力F2=
1×104 N时超载,电梯报警,故电梯中人的重力:G人=F2-F1=1×104 N-4×103 N=6×103 N,一个人的重力:G1=mg=50 kg×10 N/kg=500 N,电梯限载的人数:n=G人G1=12。