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电磁继电器的综合应用
一、电磁继电器基础
1.当较低的电压加在接线柱D、E两端，较小的电流流过线圈时，电磁铁把衔铁吸下，使AB两个接线柱所连的触点断开、BC两个接线柱所连的触点接通。
2.若用电器接在AB上，电磁铁吸下衔铁后用电器停止工作；若用电器接在BC上，电磁铁吸下衔铁后用电器开始工作。
二、常规解题思路
1.低压电路中的临界电流 感应电阻 非电学物理量。
2.涉及临界状态（或范围）的变化时，要先确定不变的临界量，进而利用（1）求出其他改变的临界量。
三、典例引领
小明设计了一种“自动限重器”，如图（甲）所示。该装置由控制电路和工作电路组成，其主要元件有电磁继电器、货物装载机（实质是电动机）、压敏电阻R1和滑动变阻器R2等。压敏电阻R1的阻值随压力F变化的关系如图（乙）所示。当货架承受的压力达到限定值，电磁继电器会自动控制货物装载机停止向货架上摆放物品。已知控制电路的电源电压U=6V，电磁继电器线圈的阻值R=10Ω。请你解答下列问题：
（1）由图（乙）中的图象可知，随着压力F的增大，压敏电阻R1的阻值将______。
（2）用笔画线代替导线将图（甲）的电路连接完整。
（3）电磁继电器中的电磁铁上端为____极（选填N、S）。
（4）随着控制电路电流的增大，电磁铁的磁性将_____，当 电磁继电器线圈中的电流大小为30mA时，衔铁被吸下。若货架能承受的最大压力为800N，则所选滑动变阻器R2的最大阻值至少为_____Ω。
（5）若要提高货架能承受的最大压力，滑动变阻器R2接入电路的阻值应______。
解析：（1）由图乙中的图像可知，压敏电阻R1的阻值随压力的增大而减小。
（2）将货物装载机和上触点串联组成工作电路，将R1、滑动变阻器R2、电磁铁串联接入控制电路；电路如图所示：
（3）已知电源正负极，根据电流流向，由安培定则可知，电磁继电器中电磁铁上端为N极，下端为S极。
（4）因为R1和线圈电阻及变阻器R2串联
所以 I1=I2=Imax=30mA=0.03A
由图乙可知：F=800N时，R1=80Ω
U1=I1R1=0.03A×80Ω=2.4V
U′=U－U1=6V－2.4V=3.6V
即：滑动变阻器R2的最大阻值至少为120Ω－10Ω=110Ω
（5）想“提高货架能承受的最大压力”，同时还应防止“装载机停止向货架上摆放物品”，故应在增大压力的同时，不能增大电流，故从欧姆定律的角度能分析出，此时滑动变阻器R2接入电路的阻值应变大。
答案：（1）减小；（2）见上图；（3）N；（4）增强；110；（5）变大。
1. （多选）如图是一款给蔬菜大棚提供热和光的装置的电路示意图。当大棚内温度低于设定温度时，大功率灯泡L自动发光，温度达到设定温度后自动熄灭。控制电路中，电源电压恒定，R0是定值电阻，R1是热敏电阻，其阻值随温度的变化而变化。下列说法正确的是（ ）
A.闭合开关S，电磁铁的下端是S极 B. R1的阻值随温度的升高而减小
C.当温度升高时，电流表的示数减小
D.若将R0换成阻值稍大的电阻，设定温度将升高
AC
四、对点训练
解析：A.由图可知，电流从电磁铁的上端流入、下端流出，根据安培定则可知，电磁铁的上端为N极，下端为S极，故A正确；
B.当大棚内温度低于设定温度时，大功率灯泡z自动发光，此时衔铁被吸下，说明电磁铁的磁性增强，通过电磁铁的电流变大，根据欧姆定律可知，电路的总电阻变小，R的阻值变小，所以R的阻值随温度的降低而减小，故B错误；
C.当温度升高时，以R的阻值随温度的升高而增大，总电阻变大，根据欧姆定律可知，电路中的电流减小，电流表的示数减小，故C正确；
D.若将R换成阻值稍大的电阻，由于吸合电流不变，根据欧姆定律可知，此时电路的总电阻不变，所以光敏电阻的阻值变小，R的阻值随温度的降低而减小，由于设定温度将降低，故D错误。
故选：AC。
2.图是小华为学校设计的楼道照明系统自动控制装置，已知控制电路电压U恒为6V，电磁继电器线圈电阻R1为20Ω，R2为光敏电阻，其阻值随光照强度的增大而减小图中AC可绕O点转动，OA长为0.5cm，OB长为lcm，AC部分的重力、触点间的压力以及各处的摩擦力均忽略不计。
（1）闭合开关S，电磁铁上端为_____极。
（2）为了实现光照减弱时，受控电路接通，灯L发光，图中导线M应接_______（选填“触点1”或“触点2”）。
（3）电磁铁对衔铁的吸引力F等效集中作用在B点）吸引力F与控制电路中电流I的关系如图所示，当衔铁刚好被吸下时，弹簧对A点的拉力为2.4N，则此时光敏电阻R2的阻值为_____Ω。
解析：（1）闭合控制电路中开关S，由右手螺旋定则可知，电磁铁下端为N极，电磁铁上端为S极。
（2）光照减弱时，光敏电阻变大，由欧姆定律，控制电路的电流变小，电磁铁磁性变弱，C与触点1连通，要求灯L发光，图中导线M应接触点1。
（3）电磁铁对衔铁的吸引|力F等效集中作用在B点，吸引力F与控制电路中电流I的关系如图所示，
当衔铁刚好被吸下时，弹簧对A点的拉力为4N，
根据杠杆的平衡条件：FA×OA= FB×OB
由图2知，吸引力F与控制电路中电流I成正比，故当引力为2N时，对应的电流大小为：I=40mA
根据串联电路的规律及欧姆定律，光敏电阻：
3.物理课外兴趣小组为学校花房设计了具有加热和保温功能的电热器，其内部简化电路图如图甲所示。R3为热敏电阻，阻值随温度升高而减小。R1、R2均为电热丝，R1 =200Ω，R2 = 100Ω，线圈阻值忽略不计。
（1）为了用电安全，电热器应使用_______（选填“两脚”或“三脚”插头；闭合开关S1、S2，当衔铁没有被电磁铁吸引时，工作电路处于______（选填“加热”或“保温”）状态。
三脚
加热
（2）加热时，工作电路的总功率是多少
（3）控制电路电源电压为6V，经测试当控制电路中电流l达到0.15A时衔铁被吸下、减小到0.1A时衔铁弹起。热敏电阻R3随温度变化关系如图乙所示。求电热器所控制的花房内温度的变化范围。
726W
16~32℃
解析：（1）大功率用电器就属外壳需要接地，以确保安全，因此电磁炉应使用三角插头；
闭合开关S1、S2，当衔铁没有被电磁铁吸引时，电热丝R1、R2并联，此时工作电路的总电阻最小，
由P=UI=U2/R可知，工作电路的总功率最大，处于加热状态；
（2）加热时，电热丝R1、R2并联，
因并联电路中各支路两端的电压相等，
所以，工作电路的总功率：
（3）当控制电路中电流I达到0.15A时衔铁被吸下，此时花房的温度最高，
由I=U/R可得，热敏电阻的阻值：R3=U′/I=6V/0.15A=40Ω
由图2可知，花房的最高温度为32℃；
当控制电路中电流减小到0.1A时衔铁弹起，此时花房的温度最低，
此时热敏电阻的阻值R3=U′/I′= 6V/0.1A=60Ω，
由图2可知，花房的最高温度为16 ℃ ，
所以，电热器所控制的花房内温度的变化范围为16 ~ 32 ℃ 。
结束

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