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专题四 电磁继电器的利用--【高效复习】2023-2024学年八年级科学期中复习（浙教版）
一、选择题
1．（2024·浙江模拟）小张家所在的住宅区每栋单元的楼梯口都安装了防盗门，其门锁原理图如图所示，图中只画出了其中一家住户的控制开关S。该门锁的工作过程是：楼上的人闭合控制开关S，门锁上的电磁铁通电后吸引卡入右侧门扣中的衔铁，门可打开。关于该门锁，下列说法中正确的是（　　）
A．该门锁利用了电生磁的原理来工作的
B．电流周围的磁场是假想的物理模型
C．闭合开关S后，电磁铁的右端为N极
D．该单元的各住户控制门锁的开关是串联的
【答案】A
【知识点】串联电路和并联电路的辨别；电磁铁的其他应用；通电螺线管的极性和电流方向的判断
【解析】【分析】A.根据电磁铁的工作原理判断；
B.磁场是客观存在的；
C.根据安培定则判断电磁铁的磁极方向；
D.用电器相互影响为串联，不相互影响为并联。
【解答】A.该门锁的主要结构为电磁铁，应用了电生磁的原理，故A正确；
B.电流周围的磁场是客观存在的，故B错误；
C.闭合开关后，线圈上电流方向向上。右手握住螺线管，弯曲的四指指尖向上，此时大拇指指向左端，则左端为N极，故C错误；
D.各门各户的门锁不能相互影响，应该为并联，故D错误。
故选A。
2．如图所示是汽车启动装置原理图，对于这一装置及其工作特点，下列说法中不正确的是（　　）
A．旋转钥匙能使电磁铁所在电路工作
B．电磁铁的工作电压比电动机的工作电压低
C．电磁铁通电时，上端是S极下端是N极
D．电磁铁通电时，吸引上方的衔铁，使触点A向右与触点B接触
【答案】C
【知识点】电磁继电器的组成、原理和特点
【解析】【分析】分析汽车启动装置的工作原理，结合其构造特点，对各个选项进行分析判断。
【解答】AD、将汽车钥匙插入钥匙孔，转动钥匙相当于闭合电磁铁的开关，使电磁铁工作，吸引衔铁向下，使触点B向右与C接触，把电动机所在电路接通，汽车启动。故AD正确。
B、由图知，电磁铁的工作电压只是电动机的工作电压的一部分，电磁铁的工作电压比电动机的工作电压低，故B正确。
C、由右手螺旋定则可知，电磁铁通电时，上端是N极下端是S极，故C错。
故答案为：C。
3．如图所示，一台非铁性物质制成的天平，天平左盘中的A是一铁块，B是一个电磁铁，未通电时，天平平衡，给B通电，铁块A被吸起，当A离开天平托盘，而又未碰到B的过程中，下列说法正确的是（　　）
A．天平仍保持平衡 B．天平右盘下降
C．天平左盘下降 D．无法判断天平的平衡状况
【答案】C
【知识点】电磁铁的构造和原理
【解析】【分析】从图中可以看出，电磁铁与铁块A都在天平的左盘中，天平是否平衡取决于它们整体对天平左盘的压力是否改变。通过对铁块A的运动状态的分析，结合超重现象的产生，可判断AB整体对于天平左盘压力的变化。
【解答】电磁铁通电后，铁块由原先静止到向上运动，显然是向上做加速运动，会导致超重现象。因而可知铁块受到的向上的电磁力F必然大于铁块的重力G．当铁块离开盘而又还未到达电磁铁的过程中，虽然铁块对盘的压力没有了，但由牛顿第三定律可知，铁块对电磁铁有向下的吸引力，因此通过左盘电磁铁支架向下压左盘的力比电磁铁未通电时铁块压左盘的力还大，故左盘将下沉。
故答案为：C。
4．（2022八下·婺城期末）2022年中国疫情形势依然很严峻，“金华415”疫情防控及时、到位，很快得到有效控制。如图是金华某商场的红外测温仪，该仪器的原理是热敏电阻的阻值随人体辐射的红外线而改变，当人体温度越高热敏电阻的阻值越小。小科同学据此设计了一个红外线体温安检电路：要求无人或体温低于37.3℃的人经过时仅绿灯亮，高于37.3℃的人经过时，红灯亮且电铃响起。下列设计符合要求的是（　　）
A．
B．
C．
D．
【答案】C
【知识点】电磁铁的其他应用
【解析】【分析】逐一分析每个选项的电路的工作过程，找出符合题意的答案。【解答】A.A图红灯装在干路，不论什么情况红灯均亮，A不符合题意；
B.无人或体温低于37.3℃的人经过热敏电阻的阻值变大，由欧姆定律可知，控制电路中的电流越小，电磁铁磁性变弱，衔铁在弹簧弹力的作用下使静触点动触点分开，仅红灯亮，故B不符合题意；
C.体温高于37.3℃的人经过热敏电阻的阻值变小，由欧姆定律可知，控制电路中的电流越大，电磁铁磁性变强，衔铁被吸下，工作电路中电铃与红灯并联连入电路中，电铃响，红灯亮，故C符合题意；
D.D图中，红灯接在干路中，在任何情况下红灯均发光，故D不符合题意。
故选C。
5．（2023八下·吴兴期中）如图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，以下说法中正确的是 （　　）
A．温度达到90℃，红灯亮，电铃响
B．红灯与绿灯的连接方式是串联
C．自动报警器中的电磁铁运用了电磁感应原理
D．把水银温度计换成煤油温度计同样可以工作
【答案】A
【知识点】电磁铁的其他应用
【解析】【分析】（1）根据电磁继电器的工作原理分析哪个灯亮。
（2）用电器相互影响为串联，不相互影响为并联；
（3）电磁铁通电时有磁性，断电时磁性消失，运用的是电流的磁效应；
（4）水银是导体，煤油是绝缘体。【解答】A.温度达到90℃，控制电路接通，电磁铁产生磁性，衔铁被吸下来，此时红灯亮，电铃响，故A正确；
B.根据图片可知，绿灯亮时红灯不亮；红灯亮时绿灯不亮，则二者不能同时工作，肯定不是串联，故B错误；
C.自动报警器中的电磁铁运用了电流的磁效应，故C错误；
D.水银是金属，能够导电，煤油是绝缘体.换成煤油温度计，控制电路无法导通，温度自动控制报警装置不能工作，故D错误。
故选A。
6．（2023八下·杭州月考）如图所示是小明利用光敏电阻为居民楼门口设计的一种智能照明电路，L为“220V，22W”的照明灯，天暗时自动发光，天亮时自动熄灭。控制电路中，电源由两节干电池串联而成。R1为定值电阻。R2为光敏电阻，其阻值会随着光强的变化而变化。下列说法不正确的是（　　）
A．受控电路中，导线a端应连接照明电路的火线
B．光敏电阻的阻值随光照强度的增大而减小
C．如果提高控制电路电源电压，照明灯白天也可能发光
D．控制电路长时间使用后电压下降，天亮时灯自动熄灭时间变晚
【答案】C
【知识点】欧姆定律及其应用；影响电磁铁磁性强弱的因素；电磁铁的其他应用
【解析】【分析】（1）在家庭电路中，为了用电安全，开关必须接在火线上；
（2）根据电磁铁的磁场变化确定电流变化，弄清阻值变化即可；
（3）电磁铁吸合时的电流大小不变，据此推算控制电压增大时光敏电阻的阻值变化即可；
（4）根据（3）中的方法分析判断。
【解答】A.根据图片可知，衔铁控制的开关直接与a相连，则a应为火线，故A正确不合题意；
B.根据图片可知，天亮时自动熄灭，即此时衔铁电磁铁吸下来，切断灯泡所在电路，那么此时电磁铁的磁场变强，通过的电流变大，而光敏电阻的阻值减小，那么得到结论：光敏电阻的阻值随光照强度的增大而减小，故B正确不合题意；
C.如果提高控制电路电源电压，而吸合时电流大小不变，那么总电阻的阻值要增大，即光敏电阻的阻值要增大。根据“光敏电阻的阻值随光照强度的增大而减小”可知，此时光照强度减弱，因此在白天不可能发光，故C错误符合题意；
D.如果控制电路电压降低，而吸合时电流大小不变，那么总电阻的阻值要减小，即光敏电阻的阻值要减小。根据“光敏电阻的阻值随光照强度的增大而减小”可知，此时光照强度变大，即熄灯的时间变晚，故D正确不合题意。
故选C。
7．（2023八下·富阳期末）如图所示，条形磁铁置于水平桌面上(黑色端为N极)，电磁铁右端固定并保持水平，且与条形磁铁在同一平面和相同高度。当电路中开关S由断开到闭合时，条形磁铁一直保持静止，下列说法正确的是（　　）
A．开关S闭合后，电磁铁左端是S极
B．开关S闭合后，条形磁铁受到摩擦力的方向向左
C．滑片P向右移动时，条形磁铁受到的摩擦力逐渐减小
D．开关S断开时，条形磁铁与电磁铁之间没有力的作用
【答案】C
【知识点】右手螺旋定则；影响电磁铁磁性强弱的因素；电磁铁的其他应用
【解析】【分析】电磁铁的磁性强弱与线圈匝数、有无铁芯、电流大小有关，线圈匝数一定时，电流越大，电磁铁的磁性越强；
电磁铁的南北极方向与电流方向与线圈绕法有关，可以通过右手定则判断，方法如下图
四指方向表示电流方向，大拇指方向表示磁场方法（N极指向）
【解答】A. 开关S闭合后，电路中电路方向如图，根据右手定则可以判断出电磁铁左端是N极，A错误
B. 电磁铁左端是N极，对条形磁铁产生向左的排斥力，条形磁体保持静止，根据二力平衡平衡力的方向相反，说明条形磁体受到向右的摩擦力，B错误
C. 滑片P向右移动时，滑动变阻器的阻值变大，电路中的电流减小，电磁铁磁性减弱，对条形磁体的排斥力减小，根据二力平衡平衡力大小相等，说明条形磁体受到的摩擦力叶减小，C正确
D. 开关S断开时，电路中没有电流，电磁铁没有磁性，但磁铁可以吸引铁钴镍，电磁铁中含有铁芯，因此条形磁铁与电磁铁之间存在引力，D错误
故答案为：D
8．（2023八下·洞头期中）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
【知识点】电磁继电器的组成、原理和特点
【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
二、填空题
9．如图所示是汽车油箱内监测油量的装置模型，电流表显示油量，电磁继电器控制指示灯。当油量较低时，电流表示数　 　（选填“变大”“不变”或“变小”），此时指示灯会亮的是　 　（选填“L1”或“L2”）。
【答案】变小；L2
【知识点】电磁铁的其他应用
【解析】【分析】根据图片分析油量降低时变阻器的阻值变化，确定电流表的示数变化，确定电磁铁的磁场强弱变化，弄清衔铁的位置变化即可。
【解答】根据图片可知， 当油量较低时， 变阻器的滑片向上移动，则变阻器的阻值增大，根据欧姆定律可知，此时电流表的示数变小。
当滑片与静触点接触时，电磁铁产生磁场，将衔铁吸下来，接通灯泡L2所在的电路，即此时指示灯会变亮的是L2。
10．“聪明电梯”在有、无人乘坐时会以不同的速度运行，这样可以节约用电。如图所示其工作原理电路图，其中　 　（填“R”或“R ”）是一个压敏电阻，其阻值随压力的增大而减小。当所有人走出电梯后，图中电磁铁的磁性将　 　（填“增强”“减弱”或“不变”），电动机的转速将　 　（填“变快”“变慢”或“不变”）。
【答案】R；减弱；变慢
【知识点】电磁铁的其他应用
【解析】【分析】根据压力变化确定压敏电阻阻值变化，根据欧姆定律分析电流变化，确定电磁铁的磁场强弱变化，进而确定衔铁的位置变化。比较衔铁位置变化前后总电阻的变化，确定电流大小变化，最终确定电动机的转速变化。
【解答】根据图片可知， 当所有人走出电梯后，压敏电阻受到的压力减小，则压敏电阻R的阻值增大，左侧控制电路中的电流减小，电磁铁磁性变弱，则衔铁被拉起，与触点1接触，此时电动机与电阻R1 串联，通过电动机的电流减小，电动机的转速变慢。综上所述，压敏电阻应该与电磁铁串联，即R为压敏电阻。
11．（2023八下·拱墅期末）如图甲所示是某恒温箱的加热电路，其电路通断由控制电路控制，控制电路由电磁继电器、热敏电阻R1（安装在恒温箱内）、可变电阻器R2、低压电源U、开关等组成，低压电源电压恒为6V，R1的阻值随温度变化关系如图乙所示，当通过电磁继电器线圈的电流I≥50mA时，衔铁被吸合。不计热敏电阻R1产生的热量，忽略电磁继电器线圈的电阻。回答问题：
（1）热敏电阻R1的阻值随着温度的升高而　 　（选填“增大”或“减小”）。
（2）若使恒温箱中的最高温度为100℃，应调节可变电阻器R2的阻值是　 　Ω。
（3）若想降低恒温箱中的最高温度，提供一种方案　 　。
【答案】（1）减小
（2）80
（3）增大电源电压
【知识点】欧姆定律及其应用；电磁铁的其他应用
【解析】【分析】（1）根据图乙确定热敏电阻的阻值随温度的变化规律；
（2）根据图乙确定100℃时热敏电阻的阻值，再根据计算控制电路的总电阻，根据R2=R总-R1计算可变变阻器的阻值。
（3）首先根据温度变化确定热敏电阻的阻值，再根据R总=R1+R2判断总电阻的变化，而电磁铁吸合时电流保持不变，最后根据U=IR分析电源电压的变化。
【解答】（1）根据图乙可知，热敏电阻R1的阻值随着温度的升高而减小；
（2）当温控箱温度为100℃时，电磁继电器线圈中的电流刚好为50mA=0.05A，且此时热敏电阻的阻值R1=40Ω；
控制电路的总电阻为：；
那么可变电阻器的阻值为：R2=R总-R1=120Ω-40Ω=80Ω；
（3）当恒温箱的高低降低时，热敏电阻R1的阻值增大。根据R总=R1+R2可知，电路的总电阻变大。由于由吸合时电路的电流不变，根据U=IR可知，此时要增大电源电压。
12．（2023·宁波）如图所示是小宁设计的水位自动控制电路，其中工作电路由指示灯L、电动机M等元件组成，由家庭电路供电；控制电路中，金属板A、B置于水箱中不同位置，水箱中的天然水是导体。
（1）我国家庭电路电压为　 　V。
（2）当水箱内水面处于金属板A以下时，工作电路中的　 　处于工作状态。
（3）测试时，小宁发现由于电磁铁磁性太弱，电磁继电器无法正常工作。适当　 　（填“增加”或“减少”）电磁铁的线圈匝数，可以解决上述问题。
【答案】（1）220
（2）电动机M
（3）增加
【知识点】影响电磁铁磁性强弱的因素；电磁铁的其他应用
【解析】【分析】（1）根据有关电压的常识解答；
（2）根据图片确定衔铁的位置，弄清被接通的电路，从而确定工作电路的状态；
（3）电磁铁磁场强弱的影响因素：①电流大小；②有无铁芯；③线圈匝数。
【解答】（1）我国家庭电路电压为220V。
（2）当水箱内水面处于金属板A以下时，此时控制电路没有接通，电磁铁没有磁场，衔铁不能被吸下来，那么此时接通电动机所在的电路，即电动机M处于工作状态。
（3）测试时，小宁发现由于电磁铁磁性太弱，电磁继电器无法正常工作。适当电磁铁的线圈匝数，可以解决上述问题。
三、解答题
13．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R3=15Ω，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 550 500. 445 415 385 355 325 295 265
（1）请简要说明该自动控制装置的工作原理。
（2）计算说明该空调的启动温度是多少。
（3）为了节省电能，将空调启动温度设定为25℃，控制电路中需要再串联一个多大的电阻？
（4）改变控制电路的电阻可以给空调设定不同的启动温度，除此之外，请你再提出一种方便可行的调节方案。
【答案】（1）随着室内温度的升高，热敏电阻的阻值减小，控制电路中电流增大，电磁铁的磁性增强，当电流达到15mA 时，衔铁被吸合，右侧空调电路接通，空调开始工作。 当温度下降时，控制电路电阻增大，电流减小，电磁铁的磁性减弱，减小到一定值，弹簧将衔铁弹起，使空调电路断开，这样就实现了自动控制。
（2）由欧姆定律得，电路启动时的总电阻：
此时热敏电阻的阻值： 对照表格数据可知，启动温度是20℃
（3）因为空调启动时电路的总电阻为 400 Ω，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 设需串联的电阻为R+，则R0=R8-R-R0=400Ω-355Ω-15Ω=30Ω.
（4）因为本装置的启动电流是一定的，因此，既可通过改变电阻来改变电流，也可以通过将左边电源改为可调压电源来实现控制。
【知识点】电磁继电器的组成、原理和特点
【解析】【分析】（1）由题意可知，这一自动控制装置的基本结构是一个电磁继电器，根据电磁继电器的基本工作原理，结合在此处的运用可描述其原理。
（2）根据左边电源电压为6V，继电器线圈中的电流大于或等于15mA时，继电器启动，可计算出此时，继电器的总电阻，再减去线圈电阻，可得到热敏电阻的阻值，最后从表中找出对应温度。
（3）当温度设定为25℃时，从表中找出对应的电阻值，用同样的方法求出总电阻，减去表中对应的阻值，即可得出应串联的电阻大小。
（4）本装置通过调节电阻来改变设定温度，我们也可以考虑通过改变电源电压，实现对其调节的作用。
【解答】（1）答：随室内温度的升高，热敏电阻的阻值减小，控制电路中电流增大，当电流达到15mA时，衔铁被吸合，右侧空调电路连通，空调开始工作。当温度下降时，控制电路电阻增大，电流减小，减小到一定值，使空调电路断开，这样就实现了自动控制。
（2）电路启动时的总电阻：，
此时热敏电阻的阻值：R热=R总-R0=400Ω-15Ω=385Ω，
对照表格数据可知，此时的启动温度是20℃。
（3）因为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355Ω，
则电路中还应串联的电阻：R'=R总-R热'-R0=400Ω-355Ω-15Ω=30Ω。
（4）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。
14．用传感器进行自动控制时，常常要用到继电器，某光敏电阻的阻值R与光强E的关系如图甲所示。试用笔画线代替导线在图乙中设计一个用光敏电阻来控制路灯的实验电路图，要求：光暗时灯亮，光亮时灯熄灭。可供选择的仪器如下：光敏电阻、小灯泡、学生电源、继电器、滑动变阻器、开关、导线等。
【答案】
【知识点】电磁继电器的组成、原理和特点
【解析】【分析】（1）光敏电阻的特点：有光时电阻很小，无光时电阻很大。
（2）利用光敏电阻的特点改变电路中的电流的大小，从而影响到电磁铁的磁性强弱，使衔铁S被吸引向下或被拉起，断开或闭合小灯泡所在电路。
【解答】将光敏电阻、开关与保护电阻接入电磁铁所在电路。当有光时光敏电阻的电阻很小电磁铁中电流较大，电磁铁磁性较大，将衔铁吸下断开灯所在的电路；当无光时光敏电阻的电阻很大电磁铁中电流较小，电磁铁磁性较弱，弹簧将衔铁拉起闭合灯所在的电路。如图：
15．小科利用实验室的电磁继电器、热敏电阻R1、滑动变阻器R2等器件设计了一个恒温箱控制电路，如图甲所示。其中“交流电源”是恒温箱加热器的电源（加热器在恒温箱内，图中未画出），R1处于恒温箱内；图乙是小科通过实验测得的R1的阻值随温度变化的关系曲线；电磁继电器的电源两端电压U=6 V，电磁继电器线圈的电阻不计，通过实验测得当电流为30mA时，电磁继电器的衔铁被吸合。
（1）综合分析可知：当恒温箱内的温度达到或者超过预设的最高温度时，热敏电阻R1的阻值　 　，直流控制电路中电流　 　，电磁继电器的衔铁被吸合。（均填“增大”或“减小”）
（2）为了实现温度控制，恒温箱内的加热器应该选择接在____（填字母序号）。
A．A、B端 B．A、C端
C．C、D端 D．B、C端
（3）如果要使恒温箱内预设的温度可调节范围是90~150℃。可供选择的滑动变阻器R2的规格有如下几种，应选择____滑动变阻器最合适。
A．0~50Ω B．0~100Ω C．0~200Ω D．0~10000Ω
【答案】（1）减小；增大
（2）A
（3）C
【知识点】电磁继电器的组成、原理和特点
【解析】【分析】（1）当电流增大时电磁铁的磁性变大，将衔铁吸下，当热敏电阻的阻值变小时，电流变大。（2）AB端与CD端的不同在于一个是在电磁铁吸合时工作，一个是在电磁铁不吸引合时工作，从控制需要入手可分析为什么要将恒温箱的加热器接在AB端。（3）利用串联电阻的关系，结合图象可确定要使恒温箱内预设的温度可调节范围是90℃～150℃，可变电阻器R2的阻值范围
【解答】（1）当恒温箱内温度达到设定温度或超过最高温度时，需要停止加热工作，衔铁被电磁铁吸引，说明磁性较强，直流电路中的电流较大，是由于热敏电阻的阻值减小的缘故。
（2）加热丝在工作电路使用，但未达到设定的最高温度，AB段的加热丝在加热，温度升高，R1阻值变小，控制电路电流增大，达到最高温度电磁铁吸下衔铁，工作电路停止工作。因此需要接在AB段。故选A。
（3）应选择B可变电阻器。原因是：
电磁继电器吸合时的电流为30mA，则控制电路的总电阻为R总=R1+R2=200Ω，
控制90℃时，由曲线图可知，R1=50Ω，可变电阻值应为R2=200Ω-50Ω=150Ω，
控制150℃时，由曲线图可知，R1=30Ω，可变电阻值应为R2=200Ω-30Ω=170Ω。
所以，要选一个能提供150Ω～170Ω阻值的可变电阻器，选择B即可满足上述阻值要求，又能便于调节，选项C较合适。
1 / 1专题四 电磁继电器的利用--【高效复习】2023-2024学年八年级科学期中复习（浙教版）
一、选择题
1．（2024·浙江模拟）小张家所在的住宅区每栋单元的楼梯口都安装了防盗门，其门锁原理图如图所示，图中只画出了其中一家住户的控制开关S。该门锁的工作过程是：楼上的人闭合控制开关S，门锁上的电磁铁通电后吸引卡入右侧门扣中的衔铁，门可打开。关于该门锁，下列说法中正确的是（　　）
A．该门锁利用了电生磁的原理来工作的
B．电流周围的磁场是假想的物理模型
C．闭合开关S后，电磁铁的右端为N极
D．该单元的各住户控制门锁的开关是串联的
2．如图所示是汽车启动装置原理图，对于这一装置及其工作特点，下列说法中不正确的是（　　）
A．旋转钥匙能使电磁铁所在电路工作
B．电磁铁的工作电压比电动机的工作电压低
C．电磁铁通电时，上端是S极下端是N极
D．电磁铁通电时，吸引上方的衔铁，使触点A向右与触点B接触
3．如图所示，一台非铁性物质制成的天平，天平左盘中的A是一铁块，B是一个电磁铁，未通电时，天平平衡，给B通电，铁块A被吸起，当A离开天平托盘，而又未碰到B的过程中，下列说法正确的是（　　）
A．天平仍保持平衡 B．天平右盘下降
C．天平左盘下降 D．无法判断天平的平衡状况
4．（2022八下·婺城期末）2022年中国疫情形势依然很严峻，“金华415”疫情防控及时、到位，很快得到有效控制。如图是金华某商场的红外测温仪，该仪器的原理是热敏电阻的阻值随人体辐射的红外线而改变，当人体温度越高热敏电阻的阻值越小。小科同学据此设计了一个红外线体温安检电路：要求无人或体温低于37.3℃的人经过时仅绿灯亮，高于37.3℃的人经过时，红灯亮且电铃响起。下列设计符合要求的是（　　）
A．
B．
C．
D．
5．（2023八下·吴兴期中）如图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，以下说法中正确的是 （　　）
A．温度达到90℃，红灯亮，电铃响
B．红灯与绿灯的连接方式是串联
C．自动报警器中的电磁铁运用了电磁感应原理
D．把水银温度计换成煤油温度计同样可以工作
6．（2023八下·杭州月考）如图所示是小明利用光敏电阻为居民楼门口设计的一种智能照明电路，L为“220V，22W”的照明灯，天暗时自动发光，天亮时自动熄灭。控制电路中，电源由两节干电池串联而成。R1为定值电阻。R2为光敏电阻，其阻值会随着光强的变化而变化。下列说法不正确的是（　　）
A．受控电路中，导线a端应连接照明电路的火线
B．光敏电阻的阻值随光照强度的增大而减小
C．如果提高控制电路电源电压，照明灯白天也可能发光
D．控制电路长时间使用后电压下降，天亮时灯自动熄灭时间变晚
7．（2023八下·富阳期末）如图所示，条形磁铁置于水平桌面上(黑色端为N极)，电磁铁右端固定并保持水平，且与条形磁铁在同一平面和相同高度。当电路中开关S由断开到闭合时，条形磁铁一直保持静止，下列说法正确的是（　　）
A．开关S闭合后，电磁铁左端是S极
B．开关S闭合后，条形磁铁受到摩擦力的方向向左
C．滑片P向右移动时，条形磁铁受到的摩擦力逐渐减小
D．开关S断开时，条形磁铁与电磁铁之间没有力的作用
8．（2023八下·洞头期中）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
二、填空题
9．如图所示是汽车油箱内监测油量的装置模型，电流表显示油量，电磁继电器控制指示灯。当油量较低时，电流表示数　 　（选填“变大”“不变”或“变小”），此时指示灯会亮的是　 　（选填“L1”或“L2”）。
10．“聪明电梯”在有、无人乘坐时会以不同的速度运行，这样可以节约用电。如图所示其工作原理电路图，其中　 　（填“R”或“R ”）是一个压敏电阻，其阻值随压力的增大而减小。当所有人走出电梯后，图中电磁铁的磁性将　 　（填“增强”“减弱”或“不变”），电动机的转速将　 　（填“变快”“变慢”或“不变”）。
11．（2023八下·拱墅期末）如图甲所示是某恒温箱的加热电路，其电路通断由控制电路控制，控制电路由电磁继电器、热敏电阻R1（安装在恒温箱内）、可变电阻器R2、低压电源U、开关等组成，低压电源电压恒为6V，R1的阻值随温度变化关系如图乙所示，当通过电磁继电器线圈的电流I≥50mA时，衔铁被吸合。不计热敏电阻R1产生的热量，忽略电磁继电器线圈的电阻。回答问题：
（1）热敏电阻R1的阻值随着温度的升高而　 　（选填“增大”或“减小”）。
（2）若使恒温箱中的最高温度为100℃，应调节可变电阻器R2的阻值是　 　Ω。
（3）若想降低恒温箱中的最高温度，提供一种方案　 　。
12．（2023·宁波）如图所示是小宁设计的水位自动控制电路，其中工作电路由指示灯L、电动机M等元件组成，由家庭电路供电；控制电路中，金属板A、B置于水箱中不同位置，水箱中的天然水是导体。
（1）我国家庭电路电压为　 　V。
（2）当水箱内水面处于金属板A以下时，工作电路中的　 　处于工作状态。
（3）测试时，小宁发现由于电磁铁磁性太弱，电磁继电器无法正常工作。适当　 　（填“增加”或“减少”）电磁铁的线圈匝数，可以解决上述问题。
三、解答题
13．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R3=15Ω，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 550 500. 445 415 385 355 325 295 265
（1）请简要说明该自动控制装置的工作原理。
（2）计算说明该空调的启动温度是多少。
（3）为了节省电能，将空调启动温度设定为25℃，控制电路中需要再串联一个多大的电阻？
（4）改变控制电路的电阻可以给空调设定不同的启动温度，除此之外，请你再提出一种方便可行的调节方案。
14．用传感器进行自动控制时，常常要用到继电器，某光敏电阻的阻值R与光强E的关系如图甲所示。试用笔画线代替导线在图乙中设计一个用光敏电阻来控制路灯的实验电路图，要求：光暗时灯亮，光亮时灯熄灭。可供选择的仪器如下：光敏电阻、小灯泡、学生电源、继电器、滑动变阻器、开关、导线等。
15．小科利用实验室的电磁继电器、热敏电阻R1、滑动变阻器R2等器件设计了一个恒温箱控制电路，如图甲所示。其中“交流电源”是恒温箱加热器的电源（加热器在恒温箱内，图中未画出），R1处于恒温箱内；图乙是小科通过实验测得的R1的阻值随温度变化的关系曲线；电磁继电器的电源两端电压U=6 V，电磁继电器线圈的电阻不计，通过实验测得当电流为30mA时，电磁继电器的衔铁被吸合。
（1）综合分析可知：当恒温箱内的温度达到或者超过预设的最高温度时，热敏电阻R1的阻值　 　，直流控制电路中电流　 　，电磁继电器的衔铁被吸合。（均填“增大”或“减小”）
（2）为了实现温度控制，恒温箱内的加热器应该选择接在____（填字母序号）。
A．A、B端 B．A、C端
C．C、D端 D．B、C端
（3）如果要使恒温箱内预设的温度可调节范围是90~150℃。可供选择的滑动变阻器R2的规格有如下几种，应选择____滑动变阻器最合适。
A．0~50Ω B．0~100Ω C．0~200Ω D．0~10000Ω
答案解析部分
1．【答案】A
【知识点】串联电路和并联电路的辨别；电磁铁的其他应用；通电螺线管的极性和电流方向的判断
【解析】【分析】A.根据电磁铁的工作原理判断；
B.磁场是客观存在的；
C.根据安培定则判断电磁铁的磁极方向；
D.用电器相互影响为串联，不相互影响为并联。
【解答】A.该门锁的主要结构为电磁铁，应用了电生磁的原理，故A正确；
B.电流周围的磁场是客观存在的，故B错误；
C.闭合开关后，线圈上电流方向向上。右手握住螺线管，弯曲的四指指尖向上，此时大拇指指向左端，则左端为N极，故C错误；
D.各门各户的门锁不能相互影响，应该为并联，故D错误。
故选A。
2．【答案】C
【知识点】电磁继电器的组成、原理和特点
【解析】【分析】分析汽车启动装置的工作原理，结合其构造特点，对各个选项进行分析判断。
【解答】AD、将汽车钥匙插入钥匙孔，转动钥匙相当于闭合电磁铁的开关，使电磁铁工作，吸引衔铁向下，使触点B向右与C接触，把电动机所在电路接通，汽车启动。故AD正确。
B、由图知，电磁铁的工作电压只是电动机的工作电压的一部分，电磁铁的工作电压比电动机的工作电压低，故B正确。
C、由右手螺旋定则可知，电磁铁通电时，上端是N极下端是S极，故C错。
故答案为：C。
3．【答案】C
【知识点】电磁铁的构造和原理
【解析】【分析】从图中可以看出，电磁铁与铁块A都在天平的左盘中，天平是否平衡取决于它们整体对天平左盘的压力是否改变。通过对铁块A的运动状态的分析，结合超重现象的产生，可判断AB整体对于天平左盘压力的变化。
【解答】电磁铁通电后，铁块由原先静止到向上运动，显然是向上做加速运动，会导致超重现象。因而可知铁块受到的向上的电磁力F必然大于铁块的重力G．当铁块离开盘而又还未到达电磁铁的过程中，虽然铁块对盘的压力没有了，但由牛顿第三定律可知，铁块对电磁铁有向下的吸引力，因此通过左盘电磁铁支架向下压左盘的力比电磁铁未通电时铁块压左盘的力还大，故左盘将下沉。
故答案为：C。
4．【答案】C
【知识点】电磁铁的其他应用
【解析】【分析】逐一分析每个选项的电路的工作过程，找出符合题意的答案。【解答】A.A图红灯装在干路，不论什么情况红灯均亮，A不符合题意；
B.无人或体温低于37.3℃的人经过热敏电阻的阻值变大，由欧姆定律可知，控制电路中的电流越小，电磁铁磁性变弱，衔铁在弹簧弹力的作用下使静触点动触点分开，仅红灯亮，故B不符合题意；
C.体温高于37.3℃的人经过热敏电阻的阻值变小，由欧姆定律可知，控制电路中的电流越大，电磁铁磁性变强，衔铁被吸下，工作电路中电铃与红灯并联连入电路中，电铃响，红灯亮，故C符合题意；
D.D图中，红灯接在干路中，在任何情况下红灯均发光，故D不符合题意。
故选C。
5．【答案】A
【知识点】电磁铁的其他应用
【解析】【分析】（1）根据电磁继电器的工作原理分析哪个灯亮。
（2）用电器相互影响为串联，不相互影响为并联；
（3）电磁铁通电时有磁性，断电时磁性消失，运用的是电流的磁效应；
（4）水银是导体，煤油是绝缘体。【解答】A.温度达到90℃，控制电路接通，电磁铁产生磁性，衔铁被吸下来，此时红灯亮，电铃响，故A正确；
B.根据图片可知，绿灯亮时红灯不亮；红灯亮时绿灯不亮，则二者不能同时工作，肯定不是串联，故B错误；
C.自动报警器中的电磁铁运用了电流的磁效应，故C错误；
D.水银是金属，能够导电，煤油是绝缘体.换成煤油温度计，控制电路无法导通，温度自动控制报警装置不能工作，故D错误。
故选A。
6．【答案】C
【知识点】欧姆定律及其应用；影响电磁铁磁性强弱的因素；电磁铁的其他应用
【解析】【分析】（1）在家庭电路中，为了用电安全，开关必须接在火线上；
（2）根据电磁铁的磁场变化确定电流变化，弄清阻值变化即可；
（3）电磁铁吸合时的电流大小不变，据此推算控制电压增大时光敏电阻的阻值变化即可；
（4）根据（3）中的方法分析判断。
【解答】A.根据图片可知，衔铁控制的开关直接与a相连，则a应为火线，故A正确不合题意；
B.根据图片可知，天亮时自动熄灭，即此时衔铁电磁铁吸下来，切断灯泡所在电路，那么此时电磁铁的磁场变强，通过的电流变大，而光敏电阻的阻值减小，那么得到结论：光敏电阻的阻值随光照强度的增大而减小，故B正确不合题意；
C.如果提高控制电路电源电压，而吸合时电流大小不变，那么总电阻的阻值要增大，即光敏电阻的阻值要增大。根据“光敏电阻的阻值随光照强度的增大而减小”可知，此时光照强度减弱，因此在白天不可能发光，故C错误符合题意；
D.如果控制电路电压降低，而吸合时电流大小不变，那么总电阻的阻值要减小，即光敏电阻的阻值要减小。根据“光敏电阻的阻值随光照强度的增大而减小”可知，此时光照强度变大，即熄灯的时间变晚，故D正确不合题意。
故选C。
7．【答案】C
【知识点】右手螺旋定则；影响电磁铁磁性强弱的因素；电磁铁的其他应用
【解析】【分析】电磁铁的磁性强弱与线圈匝数、有无铁芯、电流大小有关，线圈匝数一定时，电流越大，电磁铁的磁性越强；
电磁铁的南北极方向与电流方向与线圈绕法有关，可以通过右手定则判断，方法如下图
四指方向表示电流方向，大拇指方向表示磁场方法（N极指向）
【解答】A. 开关S闭合后，电路中电路方向如图，根据右手定则可以判断出电磁铁左端是N极，A错误
B. 电磁铁左端是N极，对条形磁铁产生向左的排斥力，条形磁体保持静止，根据二力平衡平衡力的方向相反，说明条形磁体受到向右的摩擦力，B错误
C. 滑片P向右移动时，滑动变阻器的阻值变大，电路中的电流减小，电磁铁磁性减弱，对条形磁体的排斥力减小，根据二力平衡平衡力大小相等，说明条形磁体受到的摩擦力叶减小，C正确
D. 开关S断开时，电路中没有电流，电磁铁没有磁性，但磁铁可以吸引铁钴镍，电磁铁中含有铁芯，因此条形磁铁与电磁铁之间存在引力，D错误
故答案为：D
8．【答案】B
【知识点】电磁继电器的组成、原理和特点
【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
9．【答案】变小；L2
【知识点】电磁铁的其他应用
【解析】【分析】根据图片分析油量降低时变阻器的阻值变化，确定电流表的示数变化，确定电磁铁的磁场强弱变化，弄清衔铁的位置变化即可。
【解答】根据图片可知， 当油量较低时， 变阻器的滑片向上移动，则变阻器的阻值增大，根据欧姆定律可知，此时电流表的示数变小。
当滑片与静触点接触时，电磁铁产生磁场，将衔铁吸下来，接通灯泡L2所在的电路，即此时指示灯会变亮的是L2。
10．【答案】R；减弱；变慢
【知识点】电磁铁的其他应用
【解析】【分析】根据压力变化确定压敏电阻阻值变化，根据欧姆定律分析电流变化，确定电磁铁的磁场强弱变化，进而确定衔铁的位置变化。比较衔铁位置变化前后总电阻的变化，确定电流大小变化，最终确定电动机的转速变化。
【解答】根据图片可知， 当所有人走出电梯后，压敏电阻受到的压力减小，则压敏电阻R的阻值增大，左侧控制电路中的电流减小，电磁铁磁性变弱，则衔铁被拉起，与触点1接触，此时电动机与电阻R1 串联，通过电动机的电流减小，电动机的转速变慢。综上所述，压敏电阻应该与电磁铁串联，即R为压敏电阻。
11．【答案】（1）减小
（2）80
（3）增大电源电压
【知识点】欧姆定律及其应用；电磁铁的其他应用
【解析】【分析】（1）根据图乙确定热敏电阻的阻值随温度的变化规律；
（2）根据图乙确定100℃时热敏电阻的阻值，再根据计算控制电路的总电阻，根据R2=R总-R1计算可变变阻器的阻值。
（3）首先根据温度变化确定热敏电阻的阻值，再根据R总=R1+R2判断总电阻的变化，而电磁铁吸合时电流保持不变，最后根据U=IR分析电源电压的变化。
【解答】（1）根据图乙可知，热敏电阻R1的阻值随着温度的升高而减小；
（2）当温控箱温度为100℃时，电磁继电器线圈中的电流刚好为50mA=0.05A，且此时热敏电阻的阻值R1=40Ω；
控制电路的总电阻为：；
那么可变电阻器的阻值为：R2=R总-R1=120Ω-40Ω=80Ω；
（3）当恒温箱的高低降低时，热敏电阻R1的阻值增大。根据R总=R1+R2可知，电路的总电阻变大。由于由吸合时电路的电流不变，根据U=IR可知，此时要增大电源电压。
12．【答案】（1）220
（2）电动机M
（3）增加
【知识点】影响电磁铁磁性强弱的因素；电磁铁的其他应用
【解析】【分析】（1）根据有关电压的常识解答；
（2）根据图片确定衔铁的位置，弄清被接通的电路，从而确定工作电路的状态；
（3）电磁铁磁场强弱的影响因素：①电流大小；②有无铁芯；③线圈匝数。
【解答】（1）我国家庭电路电压为220V。
（2）当水箱内水面处于金属板A以下时，此时控制电路没有接通，电磁铁没有磁场，衔铁不能被吸下来，那么此时接通电动机所在的电路，即电动机M处于工作状态。
（3）测试时，小宁发现由于电磁铁磁性太弱，电磁继电器无法正常工作。适当电磁铁的线圈匝数，可以解决上述问题。
13．【答案】（1）随着室内温度的升高，热敏电阻的阻值减小，控制电路中电流增大，电磁铁的磁性增强，当电流达到15mA 时，衔铁被吸合，右侧空调电路接通，空调开始工作。 当温度下降时，控制电路电阻增大，电流减小，电磁铁的磁性减弱，减小到一定值，弹簧将衔铁弹起，使空调电路断开，这样就实现了自动控制。
（2）由欧姆定律得，电路启动时的总电阻：
此时热敏电阻的阻值： 对照表格数据可知，启动温度是20℃
（3）因为空调启动时电路的总电阻为 400 Ω，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 设需串联的电阻为R+，则R0=R8-R-R0=400Ω-355Ω-15Ω=30Ω.
（4）因为本装置的启动电流是一定的，因此，既可通过改变电阻来改变电流，也可以通过将左边电源改为可调压电源来实现控制。
【知识点】电磁继电器的组成、原理和特点
【解析】【分析】（1）由题意可知，这一自动控制装置的基本结构是一个电磁继电器，根据电磁继电器的基本工作原理，结合在此处的运用可描述其原理。
（2）根据左边电源电压为6V，继电器线圈中的电流大于或等于15mA时，继电器启动，可计算出此时，继电器的总电阻，再减去线圈电阻，可得到热敏电阻的阻值，最后从表中找出对应温度。
（3）当温度设定为25℃时，从表中找出对应的电阻值，用同样的方法求出总电阻，减去表中对应的阻值，即可得出应串联的电阻大小。
（4）本装置通过调节电阻来改变设定温度，我们也可以考虑通过改变电源电压，实现对其调节的作用。
【解答】（1）答：随室内温度的升高，热敏电阻的阻值减小，控制电路中电流增大，当电流达到15mA时，衔铁被吸合，右侧空调电路连通，空调开始工作。当温度下降时，控制电路电阻增大，电流减小，减小到一定值，使空调电路断开，这样就实现了自动控制。
（2）电路启动时的总电阻：，
此时热敏电阻的阻值：R热=R总-R0=400Ω-15Ω=385Ω，
对照表格数据可知，此时的启动温度是20℃。
（3）因为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355Ω，
则电路中还应串联的电阻：R'=R总-R热'-R0=400Ω-355Ω-15Ω=30Ω。
（4）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。
14．【答案】
【知识点】电磁继电器的组成、原理和特点
【解析】【分析】（1）光敏电阻的特点：有光时电阻很小，无光时电阻很大。
（2）利用光敏电阻的特点改变电路中的电流的大小，从而影响到电磁铁的磁性强弱，使衔铁S被吸引向下或被拉起，断开或闭合小灯泡所在电路。
【解答】将光敏电阻、开关与保护电阻接入电磁铁所在电路。当有光时光敏电阻的电阻很小电磁铁中电流较大，电磁铁磁性较大，将衔铁吸下断开灯所在的电路；当无光时光敏电阻的电阻很大电磁铁中电流较小，电磁铁磁性较弱，弹簧将衔铁拉起闭合灯所在的电路。如图：
15．【答案】（1）减小；增大
（2）A
（3）C
【知识点】电磁继电器的组成、原理和特点
【解析】【分析】（1）当电流增大时电磁铁的磁性变大，将衔铁吸下，当热敏电阻的阻值变小时，电流变大。（2）AB端与CD端的不同在于一个是在电磁铁吸合时工作，一个是在电磁铁不吸引合时工作，从控制需要入手可分析为什么要将恒温箱的加热器接在AB端。（3）利用串联电阻的关系，结合图象可确定要使恒温箱内预设的温度可调节范围是90℃～150℃，可变电阻器R2的阻值范围
【解答】（1）当恒温箱内温度达到设定温度或超过最高温度时，需要停止加热工作，衔铁被电磁铁吸引，说明磁性较强，直流电路中的电流较大，是由于热敏电阻的阻值减小的缘故。
（2）加热丝在工作电路使用，但未达到设定的最高温度，AB段的加热丝在加热，温度升高，R1阻值变小，控制电路电流增大，达到最高温度电磁铁吸下衔铁，工作电路停止工作。因此需要接在AB段。故选A。
（3）应选择B可变电阻器。原因是：
电磁继电器吸合时的电流为30mA，则控制电路的总电阻为R总=R1+R2=200Ω，
控制90℃时，由曲线图可知，R1=50Ω，可变电阻值应为R2=200Ω-50Ω=150Ω，
控制150℃时，由曲线图可知，R1=30Ω，可变电阻值应为R2=200Ω-30Ω=170Ω。
所以，要选一个能提供150Ω～170Ω阻值的可变电阻器，选择B即可满足上述阻值要求，又能便于调节，选项C较合适。
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