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16.4 电磁继电器与自动控制 分层练习（解析版）
基础过关练
一、电磁继电器的结构、原理与工作示意图
1 ．电磁继电器是一种常用的电子控制开关，在条件满足的情况下关闭或开启，它可以避免工作人员直接操纵含有_________、_________ 的工作电路，从而确保操作安全。例如，在卡车中随着点火钥匙的转动，一个回路中产生的微弱电流可以控制电池给另一个回路提供强大的电流，从而启动发动机。电磁继电器的开关特性在电力系统保护、生产过程自动化等领域中得到了广泛的应用。
2 ．电磁继电器在电路中相当于 ( )
A ．电源 B ．开关 C ．用电器 D ．导线
3 ．认识电磁继电器
（1）继电器是利用一个回路中的_________控制另一个回路通断的装置；
（2）电磁继电器的结构：电磁继电器由_________、_________、簧片、_________组成。其电路由_________ 电路和_________ 电路构成；
（3）电磁继电器的工作原理
本质：利用电磁铁来控制工作电路_________ 的开关。
4 ．如图，当闭合开关后，电磁铁产生磁性，吸引_________ ，带动小球敲击 C 发声，但同时 AB分离，电路_________ ，电磁铁失去磁性，B 复位又将电路接通。如此反复，电铃持续发声。
5 ．如图所示为电磁继电器的构造示意图，请指出下列
各部位的名称：A 是_________ ；B 是_________ ；C 是_________ ；D 是_________
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二、电磁继电器的常见应用
6 ．小红设计了一种微机室防盗报警器，如图，在微机室房门处安装开关 S ，电铃安装在传达室。当微机室房门被推开时，开关 S 闭合，电磁铁_________（填“有”或“无”）磁性，B 端与金属弹性片上的磁铁相互_________ ，电铃电路_________ ，从而起到报警作用。
7 ．电磁继电器就是利用电磁铁来控制工作电路的一种_________。
8 ．电磁继电器：利用_________ 电压、_________ 电流电路的通断，间接控制_________ 电压、 _________ 电流的电路的通断的装置。
9 ．如图所示为一种温度自动报警器的原理图，图中的水银温度计在制作时，玻璃管两端分别封入一段金属丝，电源的两极分别和金属丝相连，当温度达到设定值，电铃报警。下列说法中正确的是 ( )
A ．若将温度计上端的金属丝向下调整，则报警温度将升高
B ．电铃工作时，电磁铁 a 端为 N 极
C ．电磁铁的工作原理是电流的磁效应
D ．温度升高到 80℃时，电铃报警
10 ．下图是电磁继电器的工作原理图。
（1）当低压控制电路闭合时，电磁铁 A_________（选填“具有”或“失去”）磁性，吸引衔铁 B ，从而使动触点 D 与静触点 E 吸合，高压工作电路_________（选填“闭合”或“断开”）。
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（2）当低压控制电路断开时，电磁铁 A_________（选填“具有”或“失去”）磁性，衔铁 B 在左侧弹簧 C 的作用下返回原位，动触点 D 与静触点 E 分离，高压工作电路_________（选填“闭合”或“断开”）。
（3）衔铁 B 与动触点 D 之间的硬棒应该用_________（选填“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 C 始终处于_________（选填“拉伸”或“压缩”）状态。
11．商场内的一种智能电动扶梯如图甲所示，无乘客乘坐电梯时，电动机低速运转，电梯以较小的速度上升；当有乘客乘坐电梯时，电动机高速运转，电梯以较大的速度上升。该电动扶梯内部电路如图乙所示，其中M 为带动电梯运转的电动机，R1 为定值电阻，R 为压敏电阻，其阻值随压力的增大而减小，电源两端的电压均保持不变。下列关于这个电路的说法正确的是 ( )
A ．电磁继电器的作用相当于一个开关
B ．若电源左端为正极，则电磁铁上端是 S 极
C ．当无乘客站在电梯上时，R 的阻值变小，电路中电流变大
D ．当电梯上有乘客时，电磁铁磁性增强，吸引衔铁与触点 2 接触
三、设计含有电磁继电器的电路图
12．请用下图设计一个温度自动报警器，要求正常情况下绿灯亮，当温控箱内温度升到一定温度时，红灯亮（绿灯灭）。
13 ．某同学设计的冬季家庭温度自动控制器的工作原理如图所示。当室内温度低于 25℃时温控开关闭合，绿灯不亮，加热电阻工作；当室温高于 25℃时，温控开关断开，绿灯亮，加热电阻不工作，表示温度已经达到 25℃ 。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。
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14 ．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。
15 ．如图所示是某“汽车超载记录器”原理图，R 为保护电阻，Rx 为压敏电阻，其阻值随压力增大而减小。当汽车不超载时，指示灯发光；当汽车超载时，电磁铁的磁性增强，使汽车超载时照相机自动照相，请补充电路。
能力提升练
一、单选题
1 ．2025 年 5 月 1 日起，全国多地将正式实施电动车管理新规，其中只允许新国标电动自行车上路，要求车速不超过 25km/h。下面是某品牌电动自行车的电路，当电动机转速超过一定值时，
电铃会自动报警，下列说法正确的是 ( )
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A ．旋钮 OP 绕 O 点逆时针转动时，电动机转速变快
B ．电磁铁 E 的右端为 N 极
C ．为防止生锈，触头 F 的材质为铜
D ．左边电路电流比较小时，电铃不会自动报警，是因为电流比较小时电磁铁 E 没有磁性
2 ．如图是小明设计的检测汽车尾气浓度的电路图，电源电压U1 恒定，R1 为定值电阻，气敏电阻R2的阻值随尾气浓度的增大而减小，当尾气浓度高于某一设定值时，电铃（图中未画出）报警。下列判断正确的是 ( )
A ．电磁铁的上端为 S 极 B ．尾气浓度增大时，电磁铁磁性减弱
C ．该电路利用了电磁感应原理工作 D ．电铃应该安装在接线柱 CD 之间
3 ．如图甲所示的是某家用烟雾报警器的简化电路图，当烟雾达到一定浓度时衔铁被吸引，工作电路会响铃亮灯，烟雾报警器控制电路的额定电压为 12V，R 是光敏电阻，其阻值与烟雾浓度的关系如图乙所示。若定值电阻 R0 的阻值是 10Ω（电磁铁线圈电阻不计），工作电路响铃亮灯时，控制电路中的最小电流是 0.2A ，下列说法正确的是 ( )
A ．若烟雾报警器响铃亮灯，烟雾浓度一定大于 40%
B ．为了让烟雾浓度为 20%时报警器报警，可以将电磁铁适当向右移
C ．为了让烟雾浓度为 20%时报警器报警，可以适当地降低控制电路的电源电压
D ．烟雾浓度分别是 40%和60%时，定值电阻 R0 消耗的功率之比是 1 ∶ 2
4 ．某展览厅为保护展品设置了调光天窗，其电路原理如图所示，图中 R0 为定值电阻，R 为光敏电阻。当外界光照较弱时， 自动启动节能灯给予补光；当外界光照较强时启动电动卷帘调整进光量。下列关于光敏电阻节能灯中光敏电阻阻值的判断正确的是 ( )
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A ．阻值不随光照强度的变化而变化 B ．阻值随光照强度的增大而增大
C ．阻值随光照强度的增大而减小 D．R0 在电路中的作用是增强电磁铁的磁性
二、填空题
5．如图所示是一种温度自动控制装置的原理图。制作水银温度计时在玻璃管中封入一段金属丝，“电源 1”的两极分别与金属丝和水银相连。闭合开关 S 后，当温度达到_________ 。C 时，发热电阻就停止加热。当电磁铁中有电流通过时，若它的左端为 S 极，则“电源 1”的_________端为正极。为增强电磁铁的磁性，可以增大_________（选填“电源 1”或“电源 2”）的电压。
6 ．如图所示是直流电铃的原理图，当开关闭合时，电磁铁吸引衔铁，从而使锤敲击铃碗发声，这是利用电流的_________效应原理工作的；当电流通过电磁铁时，电磁铁的A 端为_________（选填“N”或“S”）极。当小锤敲打铃碗时，电磁铁_________（填“有”或“没有”）磁性。
7 ．某恒温箱的温控电路如图甲所示，控制电路的电源电压保持不变，电磁继电器线圈的电阻忽略不计，R1 为滑动变阻器，R 为热敏电阻，其阻值随温度变化的图像如图乙所示，当线圈中的电流大于或等于 20mA 时，衔铁被吸合。则电磁铁的上端为_________（选填“N”或“S”）极，恒温箱内的加热器应接在_________（选填“AB”或“CD”）极之间。为使恒温箱内的温度保持在更高的数值，请你写出一个有效的措施：_________（合理即可）。
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8．如图是一种温度自动报警器的原理图，_________（选填“酒
精” 、“煤油”或“水银”）温度计里插入一段金属丝，当温度达到金属丝下端所指的温度时，电磁铁具有_________ ，将衔铁吸引过来，使电铃发出报警声音，声音的_________（选填“音调”“响度”或“音色”）很大，报警器周围的人都能清晰听到。
三、作图题
9 ．禽类孵化要求温度维持在 37.5℃至 38.5℃之间。生物实验小组的同学为孵化箱设计了一个温度
自动控制器。该温控器的原理如下：当孵化箱温度低于 37.5℃时，温控开关闭合，加热电阻工作，绿灯不亮；当温度高于 38.5℃时，温控开关断开，加热电阻不工作，绿灯亮。请根据以上要求，用笔画线代替导线正确连接电路。
10 ．如图所示是一个温度自动控制装置。当周围环境温度低于 90℃时只有加热灯工作，当周围环境温度达到90℃时，电铃报警同时加热灯停止加热。请你用笔画线将电路补充完整。
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四、实验题
11 ．电动车在充电过程中，电池温度过高可能会自燃。为避免电池温度过高，某项目小组设计了如图甲所示的“自动制冷装置” 。控制电路的电源电压U1 恒为 9V ，当控制电路中的电流I ≥ 30mA 时，
衔铁被吸下。为使温度升高至设定温度时，制冷系统开始启动，需要选择与电磁继电器匹配的定值电阻 R 和热敏电阻Rt 等器材。
（1）在选择定值电阻时需要先测量定值电阻的阻值。将四个待测电阻依次接在图乙所示电路的 a、 b 之间进行测量。
①测量的原理是____________________________________；
②将R1 接到 a 、b 之间，当滑片移动到某位置时，电压表示数如图丙所示，电流表示数为 0.2A ，则定值电阻R1 的阻值为_________Ω；按同样的方法测得R2、R3、R4 阻值分别为 90Ω 、225Ω 、240Ω;
（2）选择符合条件的热敏电阻和定值电阻。
①热敏电阻的阻值随温度变化的关系如下表所示，则应选用热敏电阻_________（Rt1/Rt 2 ）；
t/℃ 20 30 40 50 60 70 80 90
Rt1 / Ω 200 125 90 75 70 62 60 59
Rt 2 / Ω 25 30 45 60 105 170 290 310
②充电过程中当电池温度达到50℃时，衔铁被吸下，工作电路的制冷系统开始启动，则应选择的定值电阻是_________（R1/R2 /R3/R4 ），此时电磁铁的上端为_________极。
12 ．图甲是跨学科实践小组用压敏电阻 R1 设计的一种“自动限重器” ，压敏电阻 R1 的阻值随压力 F变化的关系如图乙。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 ，定值电阻 R2=60Ω（货架自重和线圈电阻都忽略不计）。
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（1）当货架上不放物品时，R1=_________Ω , 此时线圈中的电流为_________ A。
（2）当线圈中的电流达 30mA 时衔铁被吸下，则货架能承受的最大压力_________ N；为了调节货架能承受的最大压力，可调整控制电路的电源电压，若需要控制货架能承受的最大压力为 800N ，则替换的电源电压为_________ V ，若不更换电源，可将 R2 换成最大阻值至少为_________Ω的滑动变阻器。
五、计算题
13．一个有加热和保温两种状态的微型电热水器，内部简化电路如图所示，它由控制电路和工作电路两部分组成，其中 R0 为热敏电阻，它的阻值随温度的升高而减小，开关 S0 和 S 都闭合时，电热水器开始加热，当电热水器中水的温度达到50℃时，电磁铁才会把衔铁吸下，使 B 、C 两个触点接通，电热水器处于保温状态，此时电路中电流为 0. 1A 。已知 R1=44Ω 。求：
（1）电热水器处于加热状态时工作电路的功率；
（2）当温度达到 50℃后，通电 100s ，R2 产生的热量。
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14．道路被损坏的一个重要原因是车辆严重超载。为了抓拍超载车辆，学校的科技小组设计了一个“汽车超载记录器” ，其电路原理图如图甲。已知控制电路的电源电压 U= 10V ，线圈电阻 R0=5Ω , 保护电阻 R1= 10Ω 。当车辆经过水平检测点时，Rx 阻值与压力变化的关系如图乙所示。当电压表示数 U1≥4V 时，继电器的衔铁被吸下，工作电路中的照相机就开始抓拍。（g 取 10N/kg）求：
\
（1）抓拍时通过 R0 的电流；
（2）某总质量为 1.5×104kg 的汽车通过时，计算说明该车是否被抓拍；
（3）为了延长某大桥的使用寿命，将控制电路电源电压降为 9V ，要抓拍 m 总≥30t 的车，则 R1 要更换多大的电阻。
六、综合题
15 ．图甲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，但同时弹性片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。
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（1）闭合开关后，左边螺线管的上端为_________极。
（2）电路中的螺钉其实也是一个触点开关，它和开关 S 是_________联的。
（3）在图乙所示的电磁继电器上把电源连在电路里，使它也成为一个电铃。这样的电铃没有铃碗，通常叫作蜂鸣器。为了让蜂鸣器正常工作，应该将导线 F 端连接在_________（选填“B”或“C”）接线柱上。
16 ．图甲是能设定加热温度的家用空气炸锅的简化电路图。它是通过电热丝R1 来加热空气，从而加热食物。
（1）空气炸锅内有5 × 10—3kg 的空气，将这些空气从 20℃加热到 220℃需要吸收多少热量？[C空气 取1× 103 J/ (kg .℃) ]
（2）工作电路中，电热丝R1 与指示灯支路并联。已知R1 的额定电压为 220V ，额定功率为 1210W。正常工作时，工作电路的总电流为 5.55A ，此时指示灯支路消耗的功率是多少？
（3）在控制电路中，电源电压恒为 3V，通过调节变阻器．R3 的阻值来设置加热温度；热敏电阻R2置于温度监测区域，其阻值随温度变化的关系如图乙所示。当设定加热温度为某一温度时，闭合开关 S，工作电路接通，开始加热；当控制电磁铁线圈中的电流I = 0.03A 时，衔铁被弹起，停止加热。已知该设置温度下R3 的阻值为40Ω , 电磁铁线圈电阻不计，则设定的加热温度是多少？
（4）若要提高空气炸锅设定的加热温度，请写出一种简便可行的方法。
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拓展培优练
一、单选题
1 ．如图，电路中的GMR 是巨磁电阻（其阻值随周围磁场强度的增强而减小），当开关 S1 和 S2闭合时，将滑片 P 向左移动，下列说法正确的是 ( )
A ．电磁铁右端为 S 极 B ．指示灯会变亮
C ．巨磁电阻的阻值会变大 D ．电磁铁上的线圈中的电流会变小
2 ．地球是一个大磁体，我们就处在地球产生的磁场中。下列物体利用地磁场工作的是 ( )
A ．指南针 B ．温度计 C ．连通器 D ．电磁继电器
3 ．传感器在“物联网”中担负着信息采集的重要任务，可以实现“提醒”和“报警”功能。某型号的温度自动报警装置由热敏电阻作为传感器制作而成，其简易电路图如下。已知热敏电阻 R1 的阻值随温度升高而减小，若电源电压保持不变，滑动变阻器 R 的滑片 P 在某位置不变，闭合开关 S1 和 S2，此时装置未报警。下列说法正确的是 ( )
A ．该装置中电磁铁的工作原理与发电机工作原理相同
B ．若温度升高，流过电磁铁的电流变小，电磁铁磁性变弱
C ．若温度降低到一定程度，该报警器会发送报警信息
D ．若滑动变阻器 R 的滑片 P 向左移动一段距离，则报警的最低温度将会升高
二、填空题
4 ．如图所示是兴趣小组设计的监测汽车超载报警装置原理简图，压力传感器输出电压与所受压力的关系如下表所示 。
压力 F/ (×105N） 0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0
输出电压 U/V 0 1 2 3 4 5
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压力传感器输出电压 U 是控制电路的工作电压。电磁继电器线圈的电阻是 50Ω 。当线圈中的电流I≥20mA 时，衔铁被吸合，受控电路开始报警。
（1）该装置以电铃声为报警信号，则图中的电铃应接在_________（选填“A 、B”或“C、D”）间。
（2）若希望在压力达到 3×105 N 时报警，则电阻箱 R 的电阻应调节为_________Ω , 此时电阻箱两端的电压为_________V。
（3）若想让临界报警压力减小，则电阻箱 R 接入电路的阻值应调_________。
5 ．如图为一种水位报警器的原理图，当水位达到金属块 A 时，电路中红灯亮，此时螺线管上端为_________极，图中虚线部分的作用相当于_________（选填“电源”“开关”“用电器”或“导线”）。
6 ．如图-1 ，是室内自动换气系统的电路图。控制电路的电源电压为 3V ，R0 为电阻箱，RK 的阻值与烟雾浓度 K 的关系如图-2 所示。当电磁铁线圈中的电流 I≥0.03A 时，衔铁被吸下，电风扇转动，开始排气。
（1）电磁铁工作时，利用了通电导体周围存在_________ ，其上端为_________极。
（2）当烟雾浓度升高时，控制电路中线圈的电流_________（选填“变大”“变小”或“不变”）。
（3）控制电路的电源电压低于 3V 时，若保持空气质量的标准不变，R0 的阻值应_________（选填“增大”“减小”或“不变”）。
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三、计算题
7 ．某种植基地安装了一款可以自动注水的喷淋系统，该系统由控制电路和工作电路两部分组成，其简化电路如图甲；图乙是工作电路总电流随时间变化的图像；图丙是与工作电路连接的电能表。控制电路的电源电压U = 12V ，RF 为压敏电阻，放置在注水系统水箱底部，其阻值随压力的增大而减小。随着注水系统水箱内水量的增加，通过电磁铁线圈中的电流逐渐增大，当电流增大到 0. 15A时，衔铁恰好被吸下，注水系统停止工作。电磁铁线圈的电阻忽略不计。求：
（1）当衔铁恰好被吸下时，电阻RF 的阻值；
（2）10min 内与工作电路连接的电能表转盘转了多少转；
（3）注水系统的电功率。
四、综合题
8 ．某电蒸锅有防干烧功能，可实现温度过高时自动停止加热。其内部由加热电路和控制电路组成，简化电路如图所示。加热电路有高、低温两个挡位，已知 U1=220V，R2= 121Ω , 高温挡电功率 1500W。控制电路电压 U2=6V ，R0= 10Ω , R1 为热敏电阻，其阻值随锅内温度的变化情况如下表所示。当电磁铁线圈中的电流达到 0. 15A 时，衔铁吸合，触点断开，停止加热。（电磁铁线圈电阻忽略不计）
Rt 温度/℃ 40 80 100 140 160 200
Rt 电阻/Ω 100 50 40 30 25 20
（1）控制电路工作时电磁铁的上端为_________极；
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（2）加热电路停止加热时电蒸锅内的温度_________；
（3）低温挡的电功率_________和R1 的阻值_________。
9．某型号的茶吧机具有自动取水和加热、保温的功能，取水时采用的电泵，工作原理如图甲所示，通电后电动机带动传动杆快速向下压缩弹性隔膜，进水管口处的单向球阀关闭，出水管口处的单向球阀打开，泵腔内大部分空气被排出；接着，传动杆快速向上拉动弹性隔膜，泵腔体积迅速增大，出水管口处单向球阀关闭，水从进水管口冲开单向球阀，进入泵腔。水桶内水面上方与外界大气相通。图乙是其加热、保温电路原理图，FU 为热熔断器，R1、R2 为加热电阻，R2=242Ω , 开关 S1 闭合后，当水温升高到 100℃会自动断开，断开后若无外力不会自动闭合。开关 S2 由电磁继电器控制，开始时处于闭合状态，水温升高至 89℃时自动断开，温度下降至 84℃自动闭合。U=9V ，R3是定值电阻。RT 是热敏电阻，阻值随温度升高而减小，其温度与水温相同，当温度为 84℃时，阻值为300Ω；当温度为 89℃时，阻值为 240Ω。电磁铁线圈电阻忽略不计，当线圈中的电流达到 0.03A时，衔铁被吸下，触点 D、E 断开；当线圈中的电流减小到一定值时，衔铁被释放，触点 D 、E 重新接触。
现将插头插入 220V 的插座中，向茶吧机的水壶内注入 1kg 的水，水温为 24℃ , 闭合开关 S 、S1、 S2 、S3，R1、R2 正常工作，茶吧机开始加热，155s 后水温到达 100℃ , 一段时间后进入保温工作状态。 c水＝4.2 × 103 J /（kg .℃) 。
（1） 自动取水时，水能够进入泵腔的原因是_____________________________________________。
（2）刚开始加热时，通过热熔断器的电流为 10A ，水温从 24℃加热至 100℃的过程中，若该茶吧机的加热效率为 95% 。则：
①R1 的额定功率是多少？
②R2 消耗的电能为多少？
（3）在保温时，线圈中的电流为_________A 时衔铁被释放。若温度达到 100℃时，R2 仍在工作，经检查线圈中仍有电流，且电磁继电器、RT 均无故障，请写出一种可能的故障：__________________。
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五、科普阅读题
10 ．阅读短文，回答问题。
居家用气，安“燃”无恙
炒菜、做饭、取暖 … …燃气为我们生活带来了极大的便利。但在燃气使用过程中如发生泄漏或燃气具使用不规范的情况，会导致燃气事故的发生。为确保居家用气安“燃”无恙，燃气管理部门要求用户要安装家用燃气报警器。
图甲是某种燃气报警器的部分电路示意图，控制电路中的R1 为气敏电阻，R1 的阻值与燃气浓度的关系如图乙所示。电源电压稳定，闭合开关S1 和S2 ，报警器处于工作状态。当燃气浓度达到预设值时，电磁铁恰好能将衔铁吸下，工作电路中灯L1 熄灭，灯L2 发光、电铃响而报警（电磁铁线圈的阻值忽略不计）。
（1）燃气报警器的安装位置应根据被检测气体的密度确定，若家中使用天然气（主要成分是密度比空气密度小的甲烷），则燃气报警器应安装在燃气灶附近的________（选填“上”或“下”）方区域。
（2）图甲中，闭合控制电路的开关S1 ，电磁铁上端是_________（选填“S ”或“N ”）极。当燃气浓度未达到预设值时，杆AOB 处于静止状态。若弹簧对A 端的拉力为动力，观察图甲可知，此时杆AOB 是_________（选填“省力”“等臂”或“费力”）杠杆。
（3）下列四幅图所示的原理与控制电路中电磁铁的工作原理相同的是 ( )
(
A
．
)验电器工作原理 B ． 电流的磁效应
(
C
．
)电磁感应现象 D ． 交流发电机原理
（4）若想将燃气报警器的预设值调低，在保证电路元件安全的前提下，可以采取的合理方法是_________ 。（写出一种即可）
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基础过关练
一、电磁继电器的结构、原理与工作示意图
1 ．电磁继电器是一种常用的电子控制开关，在条件满足的情况下关闭或开启，它可以避免工作人员直接操纵含有_________、_________ 的工作电路，从而确保操作安全。例如，在卡车中随着点火钥匙的转动，一个回路中产生的微弱电流可以控制电池给另一个回路提供强大的电流，从而启动发动机。电磁继电器的开关特性在电力系统保护、生产过程自动化等领域中得到了广泛的应用。
【答案】 高电压 强电流
[1][2]电磁继电器就是利用电磁铁来控制工作电路的一种开关，利用低压控制电路，控制高压工作电路，可以避免工作人员直接操纵含有高电压、强电流的工作电路。
2 ．电磁继电器在电路中相当于 ( )
A ．电源 B ．开关 C ．用电器 D ．导线
【答案】B
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，故 B 符合题意，ACD 不符合题意。
故选 B。
3 ．认识电磁继电器
（1）继电器是利用一个回路中的_________控制另一个回路通断的装置；
（2）电磁继电器的结构
电磁继电器由_________、_________、簧片、_________组成。其电路由_________ 电路和_________电路构成；
（3）电磁继电器的工作原理
本质：利用电磁铁来控制工作电路_________ 的开关。
【答案】（1）电流
（2） 电磁铁 衔铁 触点 控制 工作
（3）通断
（1）电磁继电器实质上是一个开关，电磁继电器的低压控制电路部分的核心是一个电磁
铁，是利用低电压、弱电流电路来间接控制高电压、强电流电路通断，即继电器是利用一个回路中的电流控制另一个回路通断的装置。
16.4 电磁继电器与自动控制 分层练习（解析版）
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（2）[1][2][3]由电磁继电器的构成可知，电磁继电器主要是由电磁铁、衔铁、簧片、触点（静触点、动触点）组成。
[4][5]其电路有两个，一个是低压控制电路，另一个是高压工作电路。
（3）电磁继电器实质上是一个开关，利用电磁铁来控制工作电路通断的开关。
4 ．如图，当闭合开关后，电磁铁产生磁性，吸引_________ ，带动小球敲击 C 发声，但同时 AB分离，电路_________ ，电磁铁失去磁性，B 复位又将电路接通。如此反复，电铃持续发声。
【答案】 衔铁 B 断开
[1][2]闭合开关后，电磁铁有电流通过，电磁铁具有了磁性，衔铁 B 被吸引过来，使鼓槌
打击铃碗 C 发出声音，同时衔铁与螺钉 A 分离，电路断开，电磁铁失去了磁性，衔铁 B 又被弹簧片弹回，B 与螺钉 A 再次接触，电路闭合，不断重复，电铃便发出连续击打声了。
5 ．如图所示为电磁继电器的构造示意图，请指出下列
各部位的名称：A 是_________ ；B 是_________ ；C 是_________ ；D 是_________
【答案】 电磁铁 衔铁 弹簧 触点
[1][2][3][4]电磁继电器的主要部件就是一个电磁铁，它是利用电磁铁来控制工作电路通断
的，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，衔铁的移动导致了工作电路的通断。故 A 是电磁铁，B 是衔铁，C 是弹簧，D 是触点。
二、电磁继电器的常见应用
6 ．小红设计了一种微机室防盗报警器，如图，在微机室房门处安装开关 S ，电铃安装在传达室。当微机室房门被推开时，开关 S 闭合，电磁铁_________（填“有”或“无”）磁性，B 端与金属弹性片上的磁铁相互_________ ，电铃电路_________ ，从而起到报警作用。
【答案】 有 排斥 接通
16.4 电磁继电器与自动控制 分层练习（解析版）
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[1][2][3]读图可知，左侧为控制电路，当开关闭合时，电磁铁获得磁性，利用安培定则判
断可知，B 端为 N 极，因为弹簧片左侧也是 N 极，同名磁极相互排斥，故两触点接通，使右侧工作电路开始工作，电铃报警。
7 ．电磁继电器就是利用电磁铁来控制工作电路的一种_________。
【答案】开关
电磁继电器可以控制高压强电的电路通断，就是利用电磁铁来控制工作电路的一种开关。
8 ．电磁继电器：利用_________ 电压、_________ 电流电路的通断，间接控制_________ 电压、
_________ 电流的电路的通断的装置。
【答案】 低 弱 高 强
[1][2][3][4]利用低电压、弱电流电路的通断，间接控制高电压、强电流的电路的通断的装置，它实际上起到了开关的作用。
9 ．如图所示为一种温度自动报警器的原理图，图中的水银温度计在制作时，玻璃管两端分别封入一段金属丝，电源的两极分别和金属丝相连，当温度达到设定值，电铃报警。下列说法中正确的是 ( )
A ．若将温度计上端的金属丝向下调整，则报警温度将升高
B ．电铃工作时，电磁铁 a 端为 N 极
C ．电磁铁的工作原理是电流的磁效应
D ．温度升高到 80℃时，电铃报警
【答案】C
A．若将温度计上端的金属丝向下调整，金属丝所处的温度值会变小，则报警温度将降低，故 A 错误；
B．当电铃工作时，电流从电磁铁的左端流入，右端流出，由安培定则可知，电磁铁的 a 端为 S 极，故 B 错误；
C ．电磁铁的核心部件是通电螺线管，其工作原理是电流的磁效应，故 C 正确；
D ．由图可知，温度计的分度值为 2℃ , 金属丝与温度计 74℃刻度线对齐，所以温度升高到 74℃时，水银柱与上方金属丝连通，使左侧形成通路，电磁铁中有电流通过，电磁铁吸引衔铁，使触点接触，右侧电路接通，电铃发出报警信号。不是温度升高到 80℃时，电铃才报警，故 D 错误。
故选 C。
10 ．下图是电磁继电器的工作原理图。
16.4 电磁继电器与自动控制 分层练习（解析版）
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16.4 电磁继电器与自动控制 分层练习（解析版）
（1）当低压控制电路闭合时，电磁铁 A_________（选填“具有”或“失去”）磁性，吸引衔铁 B ，从而使动触点 D 与静触点 E 吸合，高压工作电路_________（选填“闭合”或“断开”）。
（2）当低压控制电路断开时，电磁铁 A_________（选填“具有”或“失去”）磁性，衔铁 B 在左侧弹簧 C 的作用下返回原位，动触点 D 与静触点 E 分离，高压工作电路_________（选填“闭合”或“断开”）。
（3）衔铁 B 与动触点 D 之间的硬棒应该用_________（选填“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 C 始终处于_________（选填“拉伸”或“压缩”）状态。
【答案】（1）具有 闭合；（2）失去 断开；（3）绝缘体 拉伸
（1）[1][2]当开关闭合时，左边低压控制电路被接通，控制电路有电流通过，电磁铁 A 中
有电流通过，则电磁铁 A 具有磁性，就可以吸引衔铁 B 并带动触点 D 下降，使右边高压工作电路闭合。
（2）[1][2]当开关断开时，控制电路没有电流通过，电磁铁 A 中没有电流通过，电磁铁 A 就失去磁性，则衔铁 B 不被吸引，在 C 弹簧作用下，动触点 D 被拉起，则高压工作电路断开。
（3）[1]衔铁 B 与动触点 D 之间的硬棒应该用绝缘体，若衔铁 B 与动触点 D 之间是导体，对操控低压控制电路的人有危险。
[2]由图可知，弹簧始终拉着衔铁 B ，所以弹簧始终处于拉伸状态。
11．商场内的一种智能电动扶梯如图甲所示，无乘客乘坐电梯时，电动机低速运转，电梯以较小的速度上升；当有乘客乘坐电梯时，电动机高速运转，电梯以较大的速度上升。该电动扶梯内部电路如图乙所示，其中M 为带动电梯运转的电动机，R1 为定值电阻，R 为压敏电阻，其阻值随压力的增大而减小，电源两端的电压均保持不变。下列关于这个电路的说法正确的是 ( )
A ．电磁继电器的作用相当于一个开关
B ．若电源左端为正极，则电磁铁上端是 S 极
C ．当无乘客站在电梯上时，R 的阻值变小，电路中电流变大
D ．当电梯上有乘客时，电磁铁磁性增强，吸引衔铁与触点 2 接触
【答案】AD
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A ．电磁继电器是利用低电压、弱电流，控制高电压、强电流的装置，实质相当于一个开关，故 A 正确；
B ．若电源左端为正极，电流从电磁铁的下端内侧进入，根据安培定则可以判断电磁铁的下端是 S极，上端是 N 极，故 B 错误；
C ．当无乘客站在电梯上时，压敏电阻受到的压力小，其阻值变大。根据I 可知，在控制电路中电源电压不变，总电阻变大，电路中电流变小，故 C 错误；
D ．当有人乘坐电梯时，压敏电阻受到的压力大，其阻值变小，根据I 可知，在控制电路中电源电压不变，总电阻变小，电路中电流变大，电磁铁的磁性增强，吸引衔铁与触点 2 接触，故 D正确。
故选 AD。
三、设计含有电磁继电器的电路图
12．请用下图设计一个温度自动报警器，要求正常情况下绿灯亮，当温控箱内温度升到一定温度时，红灯亮（绿灯灭）。
【答案】
根据题意，将温控箱内温度计与电磁铁、控制电源组成控制电路，将工作电源与两盏灯组
成工作电路，其中红灯接下触点，绿灯接上端触点。当温度升到一定温度时，控制电路接通，电磁铁将衔铁吸下，红灯亮。如图所示
13 ．某同学设计的冬季家庭温度自动控制器的工作原理如图所示。当室内温度低于 25℃时温控开关闭合，绿灯不亮，加热电阻工作；当室温高于 25℃时，温控开关断开，绿灯亮，加热电阻不工作，表示温度已经达到 25℃ 。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。
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【答案】
根据题意可知，当室内温度低于 25℃时温控开关闭合，绿灯不亮，加热电阻工作，这说
明衔铁是被吸下的，动触点与下面的静触点接触，使得加热电阻工作；当室温高于 25℃时，温控开关断开，绿灯亮，加热电阻不工作，这说明衔铁是被拉起，动触点与上面的静触点接触，使得绿灯工作；加热电阻与绿灯工作时互不影响，是并联的，如下所示：
14 ．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。
【答案】
电磁继电器相当于一个开关，当通电时，螺线管产生磁性，根据安培定则可知，通电时电
磁铁下端为 S 极，此时将衔铁 A 吸引下来，杠杆围绕转轴转动，左侧黑色触点与右侧黑色触点接
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触。左侧黑色触点与右侧黑色触点相当于工作电路中的开关，将电动机电路接通，电动机起动工作，如图所示：
15 ．如图所示是某“汽车超载记录器”原理图，R 为保护电阻，Rx 为压敏电阻，其阻值随压力增大而减小。当汽车不超载时，指示灯发光；当汽车超载时，电磁铁的磁性增强，使汽车超载时照相机自动照相，请补充电路。
【答案】
当汽车不超载时，动触点与触点 1 接触，指示灯发光，当汽车超载时，压敏电阻 Rx 的阻
值随压力的增大而减小，则控制电路中电阻变小，电流变大，则电磁铁的磁性增强，吸引衔铁，动触点与触点 2 接触，照相机自动照相，如图所示：
能力提升练
一、单选题
1．2025 年 5 月 1 日起，全国多地将正式实施电动车管理新规，其中只允许新国标电动自行车上路，要求车速不超过 25km/h 。下面是某品牌电动自行车的电路，当电动机转速超过一定值时，电铃会自动报警，下列说法正确的是 ( )
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A ．旋钮 OP 绕 O 点逆时针转动时，电动机转速变快
B ．电磁铁 E 的右端为 N 极
C ．为防止生锈，触头 F 的材质为铜
D ．左边电路电流比较小时， 电铃不会自动报警，是因为电流比较小时电磁铁 E 没有磁性
【答案】B
A ．旋钮 OP 绕 O 点逆时针转动时，变阻器阻值变大，根据欧姆定律可知，电动机所在电路电流变小，电动机转速变慢，故 A 错误；
B ．根据图中电流方向和安培定则可知，电磁铁的右端为 N 极，故 B 正确；
C ．当转速超过一定值，电磁铁磁性增强到某个程度时，电磁铁将衔铁吸过来，接通电铃所在电路而报警，而铜没有磁性，无法被吸引，故 C 错误；
D ．左边电路电流比较小时，电铃不会自动报警，是因为电磁铁磁性弱，无法将衔铁吸过来，从而无法接通电铃所在电路，电铃就无法报警，故 D 错误。
故选 B。
2 ．如图是小明设计的检测汽车尾气浓度的电路图，电源电压U1 恒定，R1 为定值电阻，气敏电阻R2的阻值随尾气浓度的增大而减小，当尾气浓度高于某一设定值时，电铃（图中未画出）报警。下列
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判断正确的是 ( )
A ．电磁铁的上端为 S 极
C ．该电路利用了电磁感应原理工作
B ．尾气浓度增大时，电磁铁磁性减弱
D ．电铃应该安装在接线柱 CD 之间
【答案】D
A ．由安培定则可知电磁铁的上端为 N 极，故 A 错误；
B ．控制电路中，尾气浓度高于某一设定值时，气敏电阻的阻值变小，电磁铁线圈电流变大磁性增强，故 B 错误；
C．图中应用的是电磁铁，电磁铁是根据电流的磁效应原理工作的，电磁感应原理是发电机的原理，故 C 错误；
D ．当尾气浓度增大时，衔铁被吸下，电铃响起，电铃应该安装在接线柱 CD 之间，故 D 正确。故选 D。
3 ．如图甲所示的是某家用烟雾报警器的简化电路图，当烟雾达到一定浓度时衔铁被吸引，工作电路会响铃亮灯，烟雾报警器控制电路的额定电压为 12V，R 是光敏电阻，其阻值与烟雾浓度的关系如图乙所示。若定值电阻 R0 的阻值是 10Ω（电磁铁线圈电阻不计），工作电路响铃亮灯时，控制电路中的最小电流是 0.2A ，下列说法正确的是 ( )
A ．若烟雾报警器响铃亮灯，烟雾浓度一定大于 40%
B ．为了让烟雾浓度为 20%时报警器报警，可以将电磁铁适当向右移
C ．为了让烟雾浓度为 20%时报警器报警，可以适当地降低控制电路的电源电压
D ．烟雾浓度分别是 40%和60%时，定值电阻 R0 消耗的功率之比是 1 ∶ 2
【答案】B
A ．工作电路响铃亮灯时，控制电路中的最小电流是 0.2A ，由 可知I时控制电路中的总电阻为R总
此时光敏电阻的阻值为R = R总 — R0 = 60Ω — 10Ω = 50Ω
由图乙可知，此时烟雾的浓度为 30% ，若烟雾报警器响铃亮灯，烟雾浓度一定大于 30% ，故 A 错误；
B ．为了让烟雾浓度为 20%时报警器报警，此时光敏电阻的阻值增大，电流较小，磁力较小，向右移电磁铁和衔铁，力臂变大，可在电流更小，磁力更小时将衔铁吸下，故 B 正确；
C ．为了让烟雾浓度为 20%时报警器报警，此时光敏电阻的阻值增大，根据欧姆定律可知：适当增大控制电路电源电压，可以保证控制电流不变，故 C 错误；
D．烟雾浓度分别是 40%和60%时，光敏电阻的阻值分别为 40Ω和 20Ω , 此时控制电路中的电流分别为IA IA
根据 P=I2R 可知：定值电阻 R0 消耗的功率之比为
故 D 错误。
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故选 B。
4 ．某展览厅为保护展品设置了调光天窗，其电路原理如图所示，图中 R0 为定值电阻，R 为光敏电阻。当外界光照较弱时， 自动启动节能灯给予补光；当外界光照较强时启动电动卷帘调整进光量。下列关于光敏电阻节能灯中光敏电阻阻值的判断正确的是 ( )
A ．阻值不随光照强度的变化而变化 B ．阻值随光照强度的增大而增大
C ．阻值随光照强度的增大而减小 D．R0 在电路中的作用是增强电磁铁的磁性
【答案】C
ABC ．由题意知，当外界光照较弱时， 自动启动节能灯给予补光，说明电磁铁磁性较弱，
无法吸引衔铁，即控制电路中的电流较小，根据I 可知电路中的总电阻变大，光敏电阻的阻值变大，所以光敏电阻 R 的阻值随光照强度的减弱而增大。
当外界光照较强时启动电动卷帘调整进光量，所以此时电磁铁磁性较强，吸引衔铁，即控制电路中的电流较大，根据I 可知电路中的总电阻变小，光敏电阻的阻值变小，所以光敏电阻 R 的阻值随光照强度的增大而减小，故 AB 错误，C 正确；
D．由图可知，R0 与光敏电阻串联在电路中，当光敏电阻的阻值较小时，R0 能起到保护电路的作用，故 D 错误。
故选 C。
二、填空题
5．如图所示是一种温度自动控制装置的原理图。制作水银温度计时在玻璃管中封入一段金属丝，“电源 1”的两极分别与金属丝和水银相连。闭合开关 S 后，当温度达到_________ 。C 时，发热电阻就停止加热。当电磁铁中有电流通过时，若它的左端为 S 极，则“电源 1”的_________端为正极。为增强电磁铁的磁性，可以增大_________（选填“电源 1”或“电源 2”）的电压。
【答案】 90 左 电源 1
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[1]当温度升高到金属丝下端对应的90 C 时，水。银会和金属丝接触，让控制电路形成通路，电磁铁产生磁性，吸下衔铁，发热电阻所在的工作电路会断开，进而停止加热。
[2]电磁铁左端是 S 极，右端即为 N 极。依据安培定则可知，可判断出电流是从电磁铁线圈的左端流入，故控制电路中的电流从“电源 1”的左端流出，经过温度计、电磁铁，回到“电源 1”的右端，故“电源 1”的左端是正极。
[3]电磁铁的磁性强弱与通过它的电流大小相关，“电源 1”连接的控制电路包含电磁铁，提高“电源 1”的电压，可增大通过电磁铁的电流，进而增强其磁性。故此处应填电源 1。
6 ．如图所示是直流电铃的原理图，当开关闭合时，电磁铁吸引衔铁，从而使锤敲击铃碗发声，这是利用电流的_________效应原理工作的；当电流通过电磁铁时，电磁铁的A 端为_________（选填“N”或“S”）极。当小锤敲打铃碗时，电磁铁_________（填“有”或“没有”）磁性。
【答案】 磁 N 没有
[1]电磁铁通电后产生磁性，吸引衔铁，从而使锤敲击铃碗发声，这是利用电流的磁效应原理工作的。
[2]由图可知，电流从左侧电磁铁的下端流入，根据安培定则，电磁铁的A 端为 N 极。
[3]当开关闭合时，电磁铁吸引衔铁，从而使锤敲击铃碗发声。当小锤敲打铃碗时，衔铁被吸下，整个电路断路，电磁铁没有磁性。
7 ．某恒温箱的温控电路如图甲所示，控制电路的电源电压保持不变，电磁继电器线圈的电阻忽略不计，R1 为滑动变阻器，R 为热敏电阻，其阻值随温度变化的图像如图乙所示，当线圈中的电流大于或等于 20mA 时，衔铁被吸合。则电磁铁的上端为_________（选填“N”或“S”）极，恒温箱内的加热器应接在_________（选填“AB”或“CD”）极之间。为使恒温箱内的温度保持在更高的数值，请你写出一个有效的措施：_________（合理即可）。
【答案】 N AB 增大滑动变阻器R1 接入电路的阻值
[1]由图甲可知，电流从螺线管下端流入，由安培定则可知，电磁铁的上端为 N 极。
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[2]由图乙可知，温度越高，热敏电阻阻值越小。当温度较低的时候，热敏电阻的电阻较大，控制电路中的电流较小，此时继电器的衔铁没有被吸合，此时是需要加热的，恒温箱内的加热器要工作，所以该把恒温箱内的加热器接在 AB 之间。
[3]衔铁被吸合时控制电路中的电流不变，电源电压不变时，根据R = ，控制电路中的总电阻不变。恒温箱内的温度保持在更高的数值时，热敏电阻R 的阻值变小，根据串联电阻规律，应增大滑动变阻器R1 接入电路的阻值。
8 ．如图是一种温度自动报警器的原理图，_________（选填“酒精” 、“煤油”或“水银”）温度计里插入一段金属丝，当温度达到金属丝下端所指的温度时，电磁铁具有_________ ，将衔铁吸引过来，使电铃发出报警声音，声音的_________（选填“音调”“响度”或“音色”）很大，报警器周围的人都能清晰听到。
【答案】 水银 磁性 响度
[1]由图得，电磁铁与温度计串联，电磁铁要工作，需要温度计中的液体会导电，当温度
计中的液体与金属丝下端接触时，电路被接通；酒精、煤油都是绝缘体，水银是导体，则温度计应为水银温度计。
[2]电磁铁工作时，有电流通过，通电导体的周围存在磁场，则电磁铁工作时具有磁性。
[3]响度表示声音的强弱，电铃发出报警声音，声音的响度很大，报警器周围的人都能清晰听到。
三、作图题
9 ．禽类孵化要求温度维持在 37.5℃至 38.5℃之间。生物实验小组的同学为孵化箱设计了一个温度自动控制器。该温控器的原理如下：当孵化箱温度低于 37.5℃时，温控开关闭合，加热电阻工作，绿灯不亮；当温度高于 38.5℃时，温控开关断开，加热电阻不工作，绿灯亮。请根据以上要求，用笔画线代替导线正确连接电路。
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【答案】
根据温控要求，加热电阻和绿灯需在不同状态下工作，因此应采用并联电路。当温度低于
37.5℃时，温控开关闭合，控制电路工作，电磁铁通电后将衔铁吸下来，工作电路中加热电阻所在支路导通，加热电阻工作；此时绿灯所在支路断路，因此绿灯不亮。当温度高于 38.5℃时，温控开关断开，在弹簧的作用下，衔铁会抬上去，从而断开加热电阻这条支路，绿灯这条支路接通，绿灯亮。如图所示：
10 ．如图所示是一个温度自动控制装置。当周围环境温度低于 90℃时只有加热灯工作，当周围环境温度达到90℃时，电铃报警同时加热灯停止加热。请你用笔画线将电路补充完整。
【答案】
依题意可知，工作电路中，灯泡和电铃并联。当温度低于 90℃时，左边的控制电路没有
接通，电磁铁没有磁性，衔铁被弹簧拉起，中间的动触点和上面的静触点接通，灯接入电路，灯亮电铃不响；当温度达到90℃时，左边的控制电路接通，电磁铁有磁性，电磁铁吸引衔铁，中间的动触点和下面的静触点接通，电铃接入电路，灯不亮电铃响。电磁继电器相当于开关，要接在火线上，作图如下：
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四、实验题
11 ．电动车在充电过程中，电池温度过高可能会自燃。为避免电池温度过高，某项目小组设计了如图甲所示的“自动制冷装置” 。控制电路的电源电压U1 恒为 9V ，当控制电路中的电流I ≥ 30mA 时，
衔铁被吸下。为使温度升高至设定温度时，制冷系统开始启动，需要选择与电磁继电器匹配的定值电阻 R 和热敏电阻Rt 等器材。
（1）在选择定值电阻时需要先测量定值电阻的阻值。将四个待测电阻依次接在图乙所示电路的 a、 b 之间进行测量。
①测量的原理是_________；
②将R1 接到 a 、b 之间，当滑片移动到某位置时，电压表示数如图丙所示，电流表示数为 0.2A ，则定值电阻R1 的阻值为_________Ω；按同样的方法测得R2、R3、R4 阻值分别为 90Ω 、225Ω 、240Ω;
（2）选择符合条件的热敏电阻和定值电阻。
①热敏电阻的阻值随温度变化的关系如下表所示，则应选用热敏电阻_________（Rt1/Rt 2 ）；
t/℃ 20 30 40 50 60 70 80 90
Rt1 / Ω 200 125 90 75 70 62 60 59
Rt 2 / Ω 25 30 45 60 105 170 290 310
②充电过程中当电池温度达到50℃时，衔铁被吸下，工作电路的制冷系统开始启动，则应选择的定值电阻是_________（R1/R2 /R3/R4 ），此时电磁铁的上端为_________极。
【答案】（1）R 30；（2）Rt1 R3 S
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（1）[1]实验中需要利用电压表测量电压，电流表测量电路中的电流，结合 计算R得= 出待测电阻的阻值，因此测量电阻的实验原理是R
[2]丙图中电压表选择的是大量程，分度值是 0.5V ，读数为 6V ，则定值电阻R1 的阻值为
（2）[1]根据题意，当温度升高至设定温度时，制冷系统开始启动，即衔铁被吸下，工作电路工作，说明控制电路中的电阻变小，电流变大，电磁铁的磁性增强，因此热敏电阻的阻值是随温度的升高而减小，则应选用热敏电阻 Rt1。
[2]当温度为 50℃时，热敏电阻的阻值为 75Ω , 此时控制电路中的电流为30mA = 0.03A控制电路中的总电阻为R总
则定值电阻的阻值为R = R总 - Rt1 = 300Ω - 75Ω = 225Ω则应选择的定值电阻是 R3。
[3]甲图中电磁铁上的电流向左，根据安培定则可知，电磁铁上端为 S 极。
12 ．图甲是跨学科实践小组用压敏电阻 R1 设计的一种“自动限重器” ，压敏电阻 R1 的阻值随压力 F变化的关系如图乙。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 ，定值电阻 R2=60Ω（货架自重和线圈电阻都忽略不计）。
（1）当货架上不放物品时，R1=_________Ω , 此时线圈中的电流为_________ A。
（2）当线圈中的电流达 30mA 时衔铁被吸下，则货架能承受的最大压力_________ N；为了调节货架能承受的最大压力，可调整控制电路的电源电压，若需要控制货架能承受的最大压力为 800N ，则替换的电源电压为_________ V ，若不更换电源，可将 R2 换成最大阻值至少为_________Ω的滑动变阻器。
【答案】（1）240 0.02；（2）500 4.2 120
（1）由图甲可知：压敏电阻 1 、 2 串；货架上不放物品时，货架的质量忽略不计，
则货架承受的压力为 0 ，根据图乙可知：压敏电阻R1 的阻值为240Ω , 此时电路中的总电阻为
R = R1 + R2 = 240Ω +60Ω =300Ω
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则线圈中的电流I A
（2）[1]当电磁继电器线圈中的电流大小为 30mA 时衔铁被吸下，根据欧姆定律，此时电路的总电阻为R
根据串联电路的电阻特点可知压敏电阻的电阻为R1’= R’- R2 = 200Ω - 60Ω = 140Ω
根据题图乙可知，R1 的阻值与压力 F 成反比，则设关系式为R = -aF +b ，则240Ω = -a×0 +b ；
16.4 电磁继电器与自动控制 分层练习（解析版）
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200Ω = -a×200 +b
所以a = 0.2Ω / N ，b = 240Ω , 即R = -0.2F + 240Ω
所以，压敏电阻的电阻为140Ω 时货架能承受的最大压力为F最大
[2][3]若需要控制货架能承受的最大压力为 800N ，此时压敏电阻对应的阻值为80Ω , 若线圈中的电流为 30mA 不变，此时替换的电源电压为U’= I（R1'' + R2）= 0.03A× (80Ω + 60Ω) = 4.2V
若不更换电源，滑动变阻器R2 的最大阻值至少为R2 ' = R’- R1'' = 200Ω - 80Ω = 120Ω
五、计算题
13．一个有加热和保温两种状态的微型电热水器，内部简化电路如图所示，它由控制电路和工作电路两部分组成，其中 R0 为热敏电阻，它的阻值随温度的升高而减小，开关 S0 和 S 都闭合时，电热水器开始加热，当电热水器中水的温度达到50℃时，电磁铁才会把衔铁吸下，使 B 、C 两个触点接通，电热水器处于保温状态，此时电路中电流为 0. 1A 。已知 R1=44Ω 。求：
（1）电热水器处于加热状态时工作电路的功率；
（2）当温度达到 50℃后，通电 100s ，R2 产生的热量。
【答案】（1）1100 W；（2）2. 156×103J
（1）加热状态下，工作电路中只有电阻 R1 接在电源（220 V）上。R1=44 Ω , 则由欧姆定律得电流I A
电路功率 P= UI=220V×5A= 1100W
（2）水温达到50℃后，由图可知，工作电路中两电阻串联，由欧姆定律可得电路中总电阻
(
保温
)
由串联电路电阻规律有 R=R1+R2 ，故 R2=2200Ω—44Ω=2156Ω
在保温状态下，R2 产生的热量Q = I保温2Rt = Q = (0. 1A)2 ×2156Ω× 100s = 2156J
14．道路被损坏的一个重要原因是车辆严重超载。为了抓拍超载车辆，学校的科技小组设计了一个“汽车超载记录器” ，其电路原理图如图甲。已知控制电路的电源电压 U= 10V ，线圈电阻 R0=5Ω , 保护电阻 R1= 10Ω 。当车辆经过水平检测点时，Rx 阻值与压力变化的关系如图乙所示。当电压表示数 U1≥4V 时，继电器的衔铁被吸下，工作电路中的照相机就开始抓拍。（g 取 10N/kg）求：
\
（1）抓拍时通过 R0 的电流；
（2）某总质量为 1.5×104kg 的汽车通过时，计算说明该车是否被抓拍；
（3）为了延长某大桥的使用寿命，将控制电路电源电压降为 9V ，要抓拍 m 总≥30t 的车，则 R1 要更换多大的电阻。
【答案】（1）0.4A；（2）见解析；（3）16Ω
（1）控制电路中， 、 0 、Rx 串 ，1据串联电流规律，通过 、 0 、Rx 的 流1等，电压表测R1 电压，则抓拍时通过 R0 的电流I A
（2）某总质量为 1.5×104kg 的汽车通过时，压力为F = G = mg = 1.5 ×104 kg ×10N / kg = 1.5 ×105 N由乙图可知，此时Rx 阻值为25Ω , 控制电路中电流为I A则电压表示数为U2 = I 'R1 = 0.25A× 10Ω = 2.5V ＜4V
此时继电器的衔铁没有被吸下，该车不会被抓拍。
（3）依题意可知，当车子质量为 30t 时，电压表示数为 4V ，继电器的衔铁被吸下，照相机恰好开始抓拍。此时压力为F ' = G' = m总g = 30× 103 kg× 10N / kg = 3× 105 N
由乙图可知，此时Rx 阻值为15Ω , 控制电路中电流为IA则R1 阻值应更换为R
六、综合题
16.4 电磁继电器与自动控制 分层练习（解析版）
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15 ．图甲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，但同时弹性片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。
（1）闭合开关后，左边螺线管的上端为_________极。
（2）电路中的螺钉其实也是一个触点开关，它和开关 S 是_________联的。
（3）在图乙所示的电磁继电器上把电源连在电路里，使它也成为一个电铃。这样的电铃没有铃碗，通常叫作蜂鸣器。为了让蜂鸣器正常工作，应该将导线 F 端连接在_________（选填“B”或“C”）接线柱上。
【答案】（1）N；（2）串；（3）B
（1）由图甲可知，电流从左边螺线管的下端流入、上端流出，根据安培定则可知，上端为 N 极。
（2）由图甲可知，电路中的螺钉和开关 S 是串联的。
（3）图乙中，闭合开关，电磁铁具有磁性，会吸下衔铁，故应该将导线 F 端连接在 B 接线柱上，形成闭合电路。
16 ．图甲是能设定加热温度的家用空气炸锅的简化电路图。它是通过电热丝R1 来加热空气，从而加热食物。
（1）空气炸锅内有5 × 10—3kg 的空气，将这些空气从 20℃加热到 220℃需要吸收多少热量？[C空气 取1× 103 J/ (kg .℃) ]
（2）工作电路中，电热丝R1 与指示灯支路并联。已知R1 的额定电压为 220V ，额定功率为 1210W。正常工作时，工作电路的总电流为 5.55A ，此时指示灯支路消耗的功率是多少？
16.4 电磁继电器与自动控制 分层练习（解析版）
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（3）在控制电路中，电源电压恒为 3V，通过调节变阻器．R3 的阻值来设置加热温度；热敏电阻R2置于温度监测区域，其阻值随温度变化的关系如图乙所示。当设定加热温度为某一温度时，闭合开关 S，工作电路接通，开始加热；当控制电磁铁线圈中的电流I = 0.03A 时，衔铁被弹起，停止加热。已知该设置温度下R3 的阻值为40Ω , 电磁铁线圈电阻不计，则设定的加热温度是多少？
（4）若要提高空气炸锅设定的加热温度，请写出一种简便可行的方法。
【答案】（1）1000J ；（2）11W ；（3）200OC ；（4）减小R3 的阻值
（1）空气炸锅内有5 × 10 kg 的空气—3 ，将这些空气从 20℃加热到 220℃需要吸收的热量为Q吸 = cm(t — t0 ) = 1.0 × 103 J/(kg .℃)×5 × 10—3kg× (220℃— 20℃) = 1000J
（2）工作电路中，电热丝R1 与指示灯支路并联，可得R1 的额定电流I额 A指示灯支路的电流I支 = I — I额 = 5.55A— 5.5A = 0.05A
指示灯支路消耗的功率P支 = UI支 = 220V× 0.05A = 11W
（3）当控制电流I = 0.03A 时，电路的总电阻R总 热敏电阻R2 = R总 — R3 = 100Ω — 40Ω = 60Ω
根据乙图知，设置的加热温度为200OC
（4）若要提高空气炸锅设定的加热温度，据乙图可知，温度越高，热敏电阻R2 的阻值越大，当控制电路中的电流不变时，根据R = 可知，控制电路中的总电阻不变，则可减小R3 的阻值。
拓展培优练
一、单选题
1 ．如图，电路中的GMR 是巨磁电阻（其阻值随周围磁场强度的增强而减小），当开关 S1 和 S2闭合时，将滑片 P 向左移动，下列说法正确的是 ( )
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A ．电磁铁右端为 S 极
C ．巨磁电阻的阻值会变大
【答案】B
B ．指示灯会变亮
D ．电磁铁上的线圈中的电流会变小
A ．由图可知，电流从电磁铁的左端流入，右端流出，根据安培定则可知电磁铁的右端为N 极，左端为 S 极，故 A 错误。
BCD ．当滑片 P 向左滑动时，滑动变阻器接入电路的电阻变小，根据欧姆定律I 可知，左侧控制电路中的电流变大，电磁铁上的线圈中的电流会变大，电磁铁的磁性增强，因为巨磁电阻的阻值随周围磁场强度的增强而减小，所以此时巨磁电阻的阻值减小，在右侧工作电路中，电源电压不变，巨磁电阻阻值减小，根据欧姆定律可知，电路中的电流变大，通过指示灯的电流也变大，根据P = I 2R可知，在电阻不变时，指示灯的实际功率变大，所以指示灯会变亮，故 B 正确，CD 错误。
故选 B。
2 ．地球是一个大磁体，我们就处在地球产生的磁场中。下列物体利用地磁场工作的是 ( )
A ．指南针 B ．温度计 C ．连通器 D ．电磁继电器
【答案】A
A ．指南针的磁针在地磁场作用下能指南北，故 A 符合题意；
B ．温度计利用液体热胀冷缩原理，与磁场无关，故 B 不符合题意；
C ．连通器是上端开口，底部相连通的容器，利用液体静止时液面相平的原理，与磁场无关，故 C不符合题意；
D ．电磁继电器通过电流产生磁场控制电路，依赖电流磁效应，而非地磁场，故 D 不符合题意。故选 A。
3 ．传感器在“物联网”中担负着信息采集的重要任务，可以实现“提醒”和“报警”功能。某型号的温度自动报警装置由热敏电阻作为传感器制作而成，其简易电路图如下。已知热敏电阻 R1 的阻值随温度升高而减小，若电源电压保持不变，滑动变阻器 R 的滑片 P 在某位置不变，闭合开关 S1 和 S2，此时装置未报警。下列说法正确的是 ( )
A ．该装置中电磁铁的工作原理与发电机工作原理相同
B ．若温度升高，流过电磁铁的电流变小，电磁铁磁性变弱
C ．若温度降低到一定程度，该报警器会发送报警信息
D ．若滑动变阻器 R 的滑片 P 向左移动一段距离，则报警的最低温度将会升高
【答案】D
A ．电磁铁的工作原理为电流的磁效应，发电机的工作原理为电磁感应，所以两者的工作原理不同，故 A 错误；
16.4 电磁继电器与自动控制 分层练习（解析版）
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B ．由题意可知，热敏电阻 R1 的阻值随温度升高而减小，电磁铁和热敏电阻构成的控制电路为串联电路，根据欧姆定律和串联电路电流的特点可知，流过电磁铁的电流将变大，而电流越大，磁性也就越强，故 B 错误；
C．当温度降低到一定程度时，热敏电阻 R1 的阻值将增大，根据欧姆定律可知，通过控制电路的电流变小，则电磁铁的磁性变弱，无法吸引衔铁，含报警器的工作电路无法构成通路，所以报警器无法发送报警信息，故 C 错误；
D．当滑动变阻器 R 的滑片 P 向左移动一段距离，则接入电路的有效电阻变大，根据欧姆定律可知，控制电路的电流将变小，电磁铁的磁性变弱，无法吸引衔铁，为了使电磁铁能够把衔铁吸引过来，使含报警器的工作电路构成通路，就要增大控制电路的电流，根据欧姆定律可知，只有降低热敏电阻的阻值，即升高报警的最低温度，故 D 正确。
故选 D。
二、填空题
4 ．如图所示是兴趣小组设计的监测汽车超载报警装置原理简图，压力传感器输出电压与所受压力的关系如下表所示 。
压力 F/ (×105N） 0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0
输出电压 U/V 0 1 2 3 4 5
压力传感器输出电压 U 是控制电路的工作电压。电磁继电器线圈的电阻是 50Ω 。当线圈中的电流I≥20mA 时，衔铁被吸合，受控电路开始报警。
（1）该装置以电铃声为报警信号，则图中的电铃应接在_________（选填“A 、B”或“C、D”）间。
（2）若希望在压力达到 3×105 N 时报警，则电阻箱 R 的电阻应调节为_________Ω , 此时电阻箱两端的电压为_________V。
（3）若想让临界报警压力减小，则电阻箱 R 接入电路的阻值应调_________。
【答案】（1）C、D；（2）100 2；（3）小
（1）当线圈中的电流 I≥20mA 时，衔铁被吸合，受控电路开始报警。此时衔铁与下方触 点接触，所以电铃应接在 C、D 间，这样当衔铁吸合时，电铃所在电路接通，发出报警声。
16.4 电磁继电器与自动控制 分层练习（解析版）
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（2）[1]由表格可知，当压力 F=3×105N 时，输出电压 U=3V 。线圈电阻 R 线=50Ω , 报警时电流
I = 20mA = 0.02A
根据欧姆定律I ，可得控制电路总电阻R总 所以电阻箱 R 的阻值R = R总 — R线 = 150Ω — 50Ω = 100Ω
[2]电阻箱两端的电压UR = IR = 0.02A× 100Ω = 2V
（3）临界报警压力减小，意味着压力传感器输出电压减小（由表格可知压力越小，输出电压越小）。根据I 要使电流 I≥20mA ，当 U 减小时，应减小 R 的阻值，所以电阻箱 R 接入电路的阻值应调小。
5 ．如图为一种水位报警器的原理图，当水位达到金属块 A 时，电路中红灯亮，此时螺线管上端为_________极，图中虚线部分的作用相当于_________（选填“电源”“开关”“用电器”或“导线”）。
【答案】 N 开关
[1]由图可知，电流从螺线管下端流入，根据安培定则，右手握着螺线管，弯曲的四指指向电流方向，大拇指指向 N 极，所以螺线管上端为 N 极。
[2]当水位上升，金属块 A 、B 连通时，控制电路通电，电磁铁具有磁性把衔铁吸引下来，使红灯亮，虚线部分起到控制电路的作用，相当于开关。
6 ．如图-1 ，是室内自动换气系统的电路图。控制电路的电源电压为 3V ，R0 为电阻箱，RK 的阻值与烟雾浓度 K 的关系如图-2 所示。当电磁铁线圈中的电流 I≥0.03A 时，衔铁被吸下，电风扇转动，开始排气。
（1）电磁铁工作时，利用了通电导体周围存在_________ ，其上端为_________极。
（2）当烟雾浓度升高时，控制电路中线圈的电流_________（选填“变大”“变小”或“不变”）。
16.4 电磁继电器与自动控制 分层练习（解析版）
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（3）控制电路的电源电压低于 3V 时，若保持空气质量的标准不变，R0 的阻值应_________（选填“增大”“减小”或“不变”）。
【答案】（1）磁场 S ；（2）变大；（3）减小
（1）[1][2]电磁铁通电后具有磁性，断电后磁性消失，电磁铁工作时，利用了电流的磁效
应，即通电导体周围存在磁场；电流从上端流入，下端流出，根据安培定则可知，电磁铁的下端为N 极，上端为 S 极。
（2）控制电路中，电阻 Rk 与 R0 串联。由图2 可知，当烟雾浓度升高时，电阻 Rk 的阻值减小，根据串联电路电阻关系可知，R0 不变的情况下，总电阻变小，根据I 可知，电压不变时，控制电路中线圈的电流变大。
（3）若保持空气质量的标准不变，电阻 Rk 接入阻值不变；而电磁铁线圈中的控制电流不变，根据 I 可知，当电源电压低于 3V 时，Rk+R0 之和变小，而 Rk 阻值不变，所以 R0 的阻值应减小。
三、计算题
7 ．某种植基地安装了一款可以自动注水的喷淋系统，该系统由控制电路和工作电路两部分组成，其简化电路如图甲；图乙是工作电路总电流随时间变化的图像；图丙是与工作电路连接的电能表。控制电路的电源电压U = 12V ，RF 为压敏电阻，放置在注水系统水箱底部，其阻值随压力的增大而减小。随着注水系统水箱内水量的增加，通过电磁铁线圈中的电流逐渐增大，当电流增大到 0. 15A时，衔铁恰好被吸下，注水系统停止工作。电磁铁线圈的电阻忽略不计。求：
（1）当衔铁恰好被吸下时，电阻RF 的阻值；
（2）10min 内与工作电路连接的电能表转盘转了多少转；
（3）注水系统的电功率。
【答案】（1）80Ω ；（2）110r ；（3）330W
（1）控制电路中，电阻 和线圈联，当衔铁恰好被吸下时，电阻 的阻值RF
16.4 电磁继电器与自动控制 分层练习（解析版）
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（2）工作电路中，注水系统和喷淋系统并联，电能表在干路上，测整个工作电路消耗的电能。
10 min = 600s ，由乙图可知，0 ~ 200s 工作电路总电流为 2A ，200 ~ 600s 工作电路总电流为 0.5A ，则10min 内工作电路消耗的电能为
W = W1 +W2 = UI'1t1 +UI'2t2 = 220V× 2A× 200s+ 220V× 0.5A× (600s— 200s =) 1.32× 105 J= 30 (11)0 (k)W 则电能表转盘转数为n = W × N kW.h× 3000r / (kW.h )= 110r
（3）衔铁没有被吸下时，注水系统和喷淋系统并联，总电流为 2A，衔铁被吸下后，注水系统停止工作，喷淋系统单独工作，总电流为 0.5A ，根据并联电流规律，注水系统的电流为
I注 = I — I喷 = 2A — 0.5A = 1.5A
则注水系统的电功率P = U 'I注 = 220V× 1.5A=330W
四、综合题
8．某电蒸锅有防干烧功能，可实现温度过高时自动停止加热。其内部由加热电路和控制电路组成，简化电路如图所示。加热电路有高、低温两个挡位，已知 U1=220V，R2= 121Ω , 高温挡电功率 1500W。控制电路电压 U2=6V ，R0= 10Ω , R1 为热敏电阻，其阻值随锅内温度的变化情况如下表所示。当电磁铁线圈中的电流达到 0. 15A 时，衔铁吸合，触点断开，停止加热。（电磁铁线圈电阻忽略不计）
Rt 温度/℃ 40 80 100 140 160 200
Rt 电阻/Ω 100 50 40 30 25 20
（1）控制电路工作时电磁铁的上端为_________极；
（2）加热电路停止加热时电蒸锅内的温度_________；
（3）低温挡的电功率_________和R1 的阻值_________。
【答案】（1）S ；（2）140℃；（3）1100W 44Ω
（1）控制电路电流方向：电流从电源正极流出，从线圈上端流入，下端流出。用右手螺
旋定则（安培定则）：右手握住螺线管，四指指向电流方向，拇指指向 N 极，螺线管下端为 N 极，则可判断上端为 S 极。
（2）由题意，在控制电路中，U2 = 6V ，R0 = 10Ω , 线圈电阻不计，Rt 为热敏电阻，R0 、Rt 串联。
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当电流 I = 0. 15A 时，衔铁吸合，停止加热。由欧姆定律可得总电阻R总 由串联电路电阻特点，此时Rt 热敏电阻阻值Rt1 = R总 — R0 = 40Ω —10Ω =30Ω
查表可得Rt1 = 30Ω 时，电蒸锅内的温度 t = 140。C
（3）[1][2]由图可知，在工作电路中，U1 = 220V ，R2 = 121Ω , 高温挡功率 P高 = 1500W 。当S1 、S2 都闭合时，R1 与R2 并联，由P 可知，电压一定时，电阻越小功率越大，即此时为高温档，又因并联电路中总功率P = P1 + P2
代入数据：P W解得R1 = 44Ω , P低 = P1 = 1100W
9．某型号的茶吧机具有自动取水和加热、保温的功能，取水时采用的电泵，工作原理如图甲所示，通电后电动机带动传动杆快速向下压缩弹性隔膜，进水管口处的单向球阀关闭，出水管口处的单向球阀打开，泵腔内大部分空气被排出；接着，传动杆快速向上拉动弹性隔膜，泵腔体积迅速增大，出水管口处单向球阀关闭，水从进水管口冲开单向球阀，进入泵腔。水桶内水面上方与外界大气相通。图乙是其加热、保温电路原理图，FU 为热熔断器，R1、R2 为加热电阻，R2=242Ω , 开关 S1 闭合后，当水温升高到 100℃会自动断开，断开后若无外力不会自动闭合。开关 S2 由电磁继电器控制，开始时处于闭合状态，水温升高至 89℃时自动断开，温度下降至 84℃自动闭合。U=9V ，R3是定值电阻。RT 是热敏电阻，阻值随温度升高而减小，其温度与水温相同，当温度为 84℃时，阻值为300Ω；当温度为 89℃时，阻值为 240Ω。电磁铁线圈电阻忽略不计，当线圈中的电流达到 0.03A时，衔铁被吸下，触点 D、E 断开；当线圈中的电流减小到一定值时，衔铁被释放，触点 D 、E 重新接触。
现将插头插入 220V 的插座中，向茶吧机的水壶内注入 1kg 的水，水温为 24℃ , 闭合开关 S 、S1、 S2 、S3，R1、R2 正常工作，茶吧机开始加热，155s 后水温到达 100℃ , 一段时间后进入保温工作状态。 c水＝4.2 × 103 J /（kg .℃) 。
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（1） 自动取水时，水能够进入泵腔的原因是_________。
（2）刚开始加热时，通过热熔断器的电流为 10A ，水温从 24℃加热至 100℃的过程中，若该茶吧机的加热效率为 95% 。则：
①R1 的额定功率是多少？
②R2 消耗的电能为多少？
（3）在保温时，线圈中的电流为_________A 时衔铁被释放。若温度达到 100℃时，R2 仍在工作，经检查线圈中仍有电流，且电磁继电器、RT 均无故障，请写出一种可能的故障：_________。
【答案】（1）见解析；（2）2000W ，31000J；（3）0.025 开关 S2 短路
（1）自动取水时，传动杆快速向上拉动弹性隔膜，泵腔体积迅速增大，泵腔内气压减小，小于外界大气压，在大气压的作用下，水从进水管口冲开单向球阀进入泵腔。
（2）①已知 R2=242Ω , 电源电压 U=220 V ，通过 R2 的电流为IA热熔断器的电流为 10A ，此时通过 R1 的电流为I1 = I — I2 = 10AA
R1 的额定功率是 UI1 = 220VA = 2000W
②R2 的额定功率是 UI2 = 220VA = 200W R2 消耗的电能为W = P2t = 200W× 155s = 31000J
（3）[1]当温度为 89℃时，RT 阻值为 240Ω , 此时当线圈中的电流达到 0.03A 时，衔铁被吸下，控制电路电压为 9V ，故RRT
当温度为 84℃时，RT 阻值为 300Ω , 衔铁被释放，此时电流为IA
[2]温度达到 100℃时，R2 仍在工作，且电磁继电器、RT 无故障，可能是开关 S2 短路，造成 R2 仍在工作。
五、科普阅读题
10 ．阅读短文，回答问题。
居家用气，安“燃”无恙
炒菜、做饭、取暖 … …燃气为我们生活带来了极大的便利。但在燃气使用过程中如发生泄漏或燃气具使用不规范的情况，会导致燃气事故的发生。为确保居家用气安“燃”无恙，燃气管理部门要求用户要安装家用燃气报警器。
图甲是某种燃气报警器的部分电路示意图，控制电路中的R1 为气敏电阻，R1 的阻值与燃气浓度的关系如图乙所示。电源电压稳定，闭合开关S1 和S2 ，报警器处于工作状态。当燃气浓度达到预设值时，
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电磁铁恰好能将衔铁吸下，工作电路中灯L1 熄灭，灯L2 发光、电铃响而报警（电磁铁线圈的阻值忽略不计）。
（1）燃气报警器的安装位置应根据被检测气体的密度确定，若家中使用天然气（主要成分是密度比空气密度小的甲烷），则燃气报警器应安装在燃气灶附近的________（选填“上”或“下”）方区域。
（2）图甲中，闭合控制电路的开关S1 ，电磁铁上端是_________（选填“S ”或“N ”）极。当燃气浓度未达到预设值时，杆AOB 处于静止状态。若弹簧对A 端的拉力为动力，观察图甲可知，此时杆AOB 是_________（选填“省力”“等臂”或“费力”）杠杆。
（3）下列四幅图所示的原理与控制电路中电磁铁的工作原理相同的是 ( )
A ． 验电器工作原理 B ． 电流的磁效应
C ． 电磁感应现象 D ． 交流发电机原理
（4）若想将燃气报警器的预设值调低，在保证电路元件安全的前提下，可以采取的合理方法是_________ 。（写出一种即可）
【答案】（1）上；（2）N 费力；（3）B ；（4）减小R2 的阻值/增大电源电压
（1）因为天然气的主要成分是密度比空气密度小的甲烷，天然气泄漏时会向上飘，所以燃气报警器应安装在燃气灶台附近的上方区域。
（2）[1]闭合控制电路的开关 S1 ，电流从电磁铁的下端流入，根据安培定则可以判断电磁铁上端是N 极。
[2]当燃气浓度未达到预设值时，杆 AOB 处于静止状态，此时动力臂小于阻力臂，根据杠杆的分类，杆 AOB 是费力杠杆。
（3）控制电路中电磁铁的工作原理是电流的磁效应。
A ．验电器工作原理是同种电荷相互排斥，故 A 不符合题意；
16.4 电磁继电器与自动控制 分层练习（解析版）
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B ．奥斯特实验的原理是电流的磁效应，故 B 符合题意；
CD ．探究怎样产生感应电流的实验和交流发电机的原理是电磁感应现象，故 CD 不符合题意。故选 B。
（4）无论燃气报警器的预设值如何调，控制电路中的报警电流不变，根据欧姆定律I = R12
若将燃气报警器的预设值调低，由图乙可知 R1 变大，当控制电路中的电源电压不变时，应减小 R2的阻值，从电路而达到报警电流；
或当 R2 阻值不变时，增大控制电路中的电源电压。
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