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16．4　电磁继电器与自动控制
学习目标 1. 能说明电磁继电器的结构及工作原理。 2. 了解电磁继电器在生产、生活中进行自动控制的应用。
电磁继电器
　　阅读课本P18，仔细观察电磁继电器，并对照其内部结构图，回答下列问题。
问题1：电磁继电器由哪些主要部件组成？
答：电磁铁、衔铁、复位弹簧、触点。
问题2：电磁继电器的各部件有哪些作用？
答：(1)电磁铁：通电时产生磁性，吸下衔铁。
(2)衔铁：和动触点组成一个绕支点转动的杠杆，带动动触点上下运动。
(3)复位弹簧：电磁铁磁性消失时，带动衔铁弹离电磁铁。
(4)触点：被控制的工作电路的开关(包括两个静触点和一个动触点)。
1. 电磁继电器主要由电磁铁、衔铁、复位弹簧、触点等构成。
2. 电磁继电器实质上是利用电磁铁来控制工作电路的一种开关。
【应用1】如图所示的器材，其中虚线框中的器件叫做__电磁继电器__，是由__电磁铁__、衔铁、簧片、触点等组成。
用电磁继电器进行自动控制
　　阅读课本P19活动2“学习使用电磁继电器”，回答下列问题。
问题1：含有电磁继电器的控制系统的电路分为__控制__电路和__工作__电路两部分。
问题2：电磁继电器的两个电路中各有哪些组成部件？
答：低压控制电路由电磁铁、低压电源和开关组成；高压工作电路由用电器、高压电源和触点组成。
1. 电磁继电器是利用电磁铁来控制工作电路的一种装置，包括低压控制电路和高压工作电路两部分。
2. 利用电磁继电器可以通过控制低电压、弱电流电路的通断来间接地控制高电压、强电流工作电路的通断。
3. 利用电磁继电器可以使人远离高温、有毒等环境，实现远距离控制。
4. 在电磁继电器控制电路中接入对温度、压力或光照敏感的元件，利用这些元件操纵控制电路的通断，还可以实现对温度、压力和光的自动控制。
【应用2】 下面是某同学对电磁继电器的认识，请帮他补充完整。
(1)如图所示是电磁继电器的结构示意图。其中有两个电路：一是控制电路，由低压电源U1、__电磁铁__和开关组成；二是工作电路，由高压电源U2、__电动机__和电磁继电器的__动触点和静触点__组成。
(2)利用电磁继电器可实现由__低__电压、__弱__电流的电路控制__高__电压、__强__电流的电路，还可以实现__远距离控制__和__自动控制__等。
(3)电磁继电器在电路中主要是通过控制电路的通断来控制__电磁铁磁性__的有无，从而由衔铁的拉下和复位，带动动触点，实现对__工作电路__的控制，所以电磁继电器的实质是__利用电磁铁控制电路通断的开关__。
特别提醒：解答电磁继电器自动控制类问题时，要先分清楚哪部分是控制电路，哪部分是工作电路，再弄清楚控制电路的控制原理。若控制电路中无电流时，由衔铁和触点的位置分析工作电路的工作状态；若控制电路有电流时，衔铁运动，引起静触点与动触点的连接变化，分析工作电路的工作状态。
知识点一　电磁继电器
1. 电磁继电器在电路中主要起 (　B　)
A. 电源作用　
B. 开关作用
C. 电磁铁作用
D. 传输电作用
解析：当控制电路接通时，电路中有了电流，电磁铁就有了磁性，吸引衔铁，衔铁的移动引起工作电路的通断。所以电磁继电器是利用电磁铁来控制工作电路通断的。电磁继电器的实质是一个间接开关，它可以用低电压、弱电流的控制电路来控制高电压、强电流的工作电路，它还可以实现自动控制。故选B。
知识点二　用电磁继电器进行自动控制
2. (2025·深圳期中)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　)
第2题图
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
解析：开关S闭合，控制电路中有电流，电磁铁有磁性，吸引上方衔铁向下运动，与下接触点接触，此时灯L电路开路，灯L不亮，而电铃电路接通，电铃响，故A正确。
3. 如图是一种防汛报警器的原理图，K是触点开关，B是一个漏斗形的竹片圆筒，里面有个浮子A，当水面上涨到达警戒水位时 (　B　)
第3题图
A. 甲灯亮　 B. 乙灯亮
C. 两灯都亮　 D. 两灯都不亮
解析：当水位在安全水位时，触点K断开，电磁继电器中无电流，衔铁被弹簧拉开，工作电路甲灯亮；当水位上升时，浮子A上升，等到触点开关被接通，电磁铁产生磁性将衔铁吸下，工作电路中乙灯亮。故选B。
4. 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，下列说法不正确的是 (　C　)
第4题图
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向右移动，与B接触，电动机工作
5. 如图所示是一自动控制电路，开关S闭合后，光电传感器上发射的红外线照射到接收器后，接收器中的光敏电阻R0阻值减小，电磁铁磁性__增强__，衔铁被__吸下__，工作电路接通，灯泡发光。
第5题图
6. 暴雨后某立交桥下积水较深，很不安全，物理学习小组为此设计了一个积水自动报警器，其原理图如图所示。图中A、B位置可以安装电铃或LED灯，要求地面没有积水时，LED灯亮，地面积水较深时，电铃响。根据设计要求，电铃应该安装在图中的__B__(选填“A”或“B”)位置。电磁继电器实质是一种__开关__(选填“用电器”或“开关”)。
第6题图
7. 很多城市已逐渐开始实行电动自行车新政策：只允许新国标电动自行车上路，要求车速不超过25 km/h。下列是同学们设计的某品牌电动自行车的电路，其中符合“旋钮OP绕O点顺时针转动时，电动机转速变大，当转速超过一定值，电铃会自动报警”的电路是 (　C　)
A　　 B
C　　 D
解析：电动机的转速与电流大小有关，当旋钮OP绕O点顺时针方向转动时，滑动变阻器接入电路的电阻变小，控制电路部分电流变大，电动机转速变大；当电流达到一定程度时，电磁铁将衔铁吸过来，接通电铃所在电路而报警。故选C。
8. (2025·广州模拟)如图，R0是一个光敏电阻，其阻值随光照强度增大而减小。R是电阻箱(已调至合适阻值)，它们与电磁继电器组成自动控制电路来控制路灯，白天灯熄，夜晚灯亮。下列说法正确的是 (　C　)
第8题图
A. 白天流过R0的电流较小
B. 给路灯供电的电源应接在“b、c”两端
C. 如果将R的阻值调大一些，傍晚时路灯比原来早一些亮
D. 若改变低压电源的电压，不影响路灯的亮灯时间
9. 如图是小蔡同学设计的短跑比赛“抢跑判断器”。电磁铁的上端为__N__(选填“N”或“S”)极。当运动员蹲在起跑器上后，裁判员闭合开关S1、S2，发令指示灯亮，运动员抢跑后，R0所受压力变小，电阻变小，电磁铁将衔铁吸下，抢跑指示灯__L2__(选填“L1”或“L2”)亮，则判定该运动员抢跑。
第9题图
解析：由题图可知，电流从电磁铁的上端流入，下端流出，根据右手螺旋定则可知，电磁铁的上端为N极；闭合开关S1、S2，发令指示灯亮，运动员抢跑后，R0所受压力变小，其电阻变小，根据欧姆定律可知控制电路中的电流变大，电磁铁的磁性增强，将衔铁吸下，灯L2所在电路接通，则抢跑指示灯L2亮。
10. 小李观察学校楼道里的消防应急灯，平时灯是熄灭的，一旦停电，灯就会发光。某消防应急灯的电路图如图所示(图中少连了一根导线)，其工作原理是外部电路为220 V 的交流电，当其正常时，电磁铁__有__(选填“有”或“无”)磁性，两盏额定电压为6 V 的应急灯均不发光；当外部电路停电时，两盏应急灯均正常发光，则电路中C点应该和__A__(选填“A”或“B”)点相连。
第10题图
解析：根据题图可知，电磁铁接在家庭电路中，家庭电路正常工作时，电路中有电流，电磁铁具有磁性，两盏额定电压为6 V的应急灯均不发光；当外部电路停电时，电磁铁不具有磁性，衔铁在弹簧的作用下被拉起，此时两盏应急灯均正常发光，则电路中C点应该和A点相连。
11. 小吴通过观察小区门口的车辆出入自动控制闸，发现当车牌被识别系统识别后，指示灯亮、栏杆抬起，车辆通行。于是他设计了如图所示的模拟装置，电源电压恒定，指示灯L标有“3 V　1.8 W”字样，电磁铁的线圈阻值不计。当车牌识别成功，相当于将图中开关S闭合，当滑动变阻器接入电阻为10 Ω时，指示灯L刚好正常发光，铁柱被电磁铁向下吸引抬起栏杆，此时电磁铁的上端为__S__(选填“N”或“S”)极，电源电压为__9__V；若电源电压降低，闭合开关，电磁铁磁性减弱，栏杆不能自动抬起，除了更换电源外，请你再写出一种能使栏杆自动抬起的方法：__调节滑动变阻器，使接入电路的阻值变小__。
第11题图
12. (2025·惠州模拟)在一些大型地下停车场，为方便驾驶员快速找到车位，采用自动控制电路，请你将设计电路补充完整，要求当车位占用时(光控开关S闭合)，红灯亮，车位未停车时绿灯亮。
第12题图
答：如图所示。
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学习目标 1. 能说明电磁继电器的结构及工作原理。 2. 了解电磁继电器在生产、生活中进行自动控制的应用。
电磁继电器
　　阅读课本P18，仔细观察电磁继电器，并对照其内部结构图，回答下列问题。
问题1：电磁继电器由哪些主要部件组成？
问题2：电磁继电器的各部件有哪些作用？
(2)衔铁：和动触点组成一个绕支点转动的杠杆，带动动触点上下运动。
(3)复位弹簧：电磁铁磁性消失时，带动衔铁弹离电磁铁。
(4)触点：被控制的工作电路的开关(包括两个静触点和一个动触点)。
1. 电磁继电器主要由电磁铁、衔铁、复位弹簧、触点等构成。
2. 电磁继电器实质上是利用电磁铁来控制工作电路的一种开关。
【应用1】如图所示的器材，其中虚线框中的器件叫做__ __，是由__ __、衔铁、簧片、触点等组成。
用电磁继电器进行自动控制
　　阅读课本P19活动2“学习使用电磁继电器”，回答下列问题。
问题1：含有电磁继电器的控制系统的电路分为__ __电路和__ __电路两部分。
问题2：电磁继电器的两个电路中各有哪些组成部件？
1. 电磁继电器是利用电磁铁来控制工作电路的一种装置，包括低压控制电路和高压工作电路两部分。
2. 利用电磁继电器可以通过控制低电压、弱电流电路的通断来间接地控制高电压、强电流工作电路的通断。
3. 利用电磁继电器可以使人远离高温、有毒等环境，实现远距离控制。
4. 在电磁继电器控制电路中接入对温度、压力或光照敏感的元件，利用这些元件操纵控制电路的通断，还可以实现对温度、压力和光的自动控制。
【应用2】 下面是某同学对电磁继电器的认识，请帮他补充完整。
(1)如图所示是电磁继电器的结构示意图。其中有两个电路：一是控制电路，由低压电源U1、__ __和开关组成；二是工作电路，由高压电源U2、__ __和电磁继电器的__ __组成。
(2)利用电磁继电器可实现由__ __电压、__ __电流的电路控制__ __电压、__ __电流的电路，还可以实现__ __和__ __等。
(3)电磁继电器在电路中主要是通过控制电路的通断来控制__ __的有无，从而由衔铁的拉下和复位，带动动触点，实现对__ __的控制，所以电磁继电器的实质是__ __。
特别提醒：解答电磁继电器自动控制类问题时，要先分清楚哪部分是控制电路，哪部分是工作电路，再弄清楚控制电路的控制原理。若控制电路中无电流时，由衔铁和触点的位置分析工作电路的工作状态；若控制电路有电流时，衔铁运动，引起静触点与动触点的连接变化，分析工作电路的工作状态。
知识点一　电磁继电器
1. 电磁继电器在电路中主要起 ( )
A. 电源作用　
B. 开关作用
C. 电磁铁作用
D. 传输电作用
知识点二　用电磁继电器进行自动控制
2. (2025·深圳期中)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 ( )
第2题图
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. 如图是一种防汛报警器的原理图，K是触点开关，B是一个漏斗形的竹片圆筒，里面有个浮子A，当水面上涨到达警戒水位时 ( )
第3题图
A. 甲灯亮　 B. 乙灯亮
C. 两灯都亮　 D. 两灯都不亮
4. 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，下列说法不正确的是 ( )
第4题图
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向右移动，与B接触，电动机工作
5. 如图所示是一自动控制电路，开关S闭合后，光电传感器上发射的红外线照射到接收器后，接收器中的光敏电阻R0阻值减小，电磁铁磁性__ __，衔铁被__ __，工作电路接通，灯泡发光。
第5题图
6. 暴雨后某立交桥下积水较深，很不安全，物理学习小组为此设计了一个积水自动报警器，其原理图如图所示。图中A、B位置可以安装电铃或LED灯，要求地面没有积水时，LED灯亮，地面积水较深时，电铃响。根据设计要求，电铃应该安装在图中的__ __(选填“A”或“B”)位置。电磁继电器实质是一种__ __(选填“用电器”或“开关”)。
第6题图
7. 很多城市已逐渐开始实行电动自行车新政策：只允许新国标电动自行车上路，要求车速不超过25 km/h。下列是同学们设计的某品牌电动自行车的电路，其中符合“旋钮OP绕O点顺时针转动时，电动机转速变大，当转速超过一定值，电铃会自动报警”的电路是 ( )
A　　 B
C　　 D
8. (2025·广州模拟)如图，R0是一个光敏电阻，其阻值随光照强度增大而减小。R是电阻箱(已调至合适阻值)，它们与电磁继电器组成自动控制电路来控制路灯，白天灯熄，夜晚灯亮。下列说法正确的是 ( )
第8题图
A. 白天流过R0的电流较小
B. 给路灯供电的电源应接在“b、c”两端
C. 如果将R的阻值调大一些，傍晚时路灯比原来早一些亮
D. 若改变低压电源的电压，不影响路灯的亮灯时间
9. 如图是小蔡同学设计的短跑比赛“抢跑判断器”。电磁铁的上端为__ __(选填“N”或“S”)极。当运动员蹲在起跑器上后，裁判员闭合开关S1、S2，发令指示灯亮，运动员抢跑后，R0所受压力变小，电阻变小，电磁铁将衔铁吸下，抢跑指示灯__ __(选填“L1”或“L2”)亮，则判定该运动员抢跑。
第9题图
10. 小李观察学校楼道里的消防应急灯，平时灯是熄灭的，一旦停电，灯就会发光。某消防应急灯的电路图如图所示(图中少连了一根导线)，其工作原理是外部电路为220 V 的交流电，当其正常时，电磁铁__ __(选填“有”或“无”)磁性，两盏额定电压为6 V 的应急灯均不发光；当外部电路停电时，两盏应急灯均正常发光，则电路中C点应该和__ __(选填“A”或“B”)点相连。
第10题图
11. 小吴通过观察小区门口的车辆出入自动控制闸，发现当车牌被识别系统识别后，指示灯亮、栏杆抬起，车辆通行。于是他设计了如图所示的模拟装置，电源电压恒定，指示灯L标有“3 V　1.8 W”字样，电磁铁的线圈阻值不计。当车牌识别成功，相当于将图中开关S闭合，当滑动变阻器接入电阻为10 Ω时，指示灯L刚好正常发光，铁柱被电磁铁向下吸引抬起栏杆，此时电磁铁的上端为__ __(选填“N”或“S”)极，电源电压为__ __V；若电源电压降低，闭合开关，电磁铁磁性减弱，栏杆不能自动抬起，除了更换电源外，请你再写出一种能使栏杆自动抬起的方法：__ __。
第11题图
12. (2025·惠州模拟)在一些大型地下停车场，为方便驾驶员快速找到车位，采用自动控制电路，请你将设计电路补充完整，要求当车位占用时(光控开关S闭合)，红灯亮，车位未停车时绿灯亮。
第12题图
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