20.3电磁铁电磁继电器 讲义及考点精讲练 2026-2027学年人教版九年级全一册物理

20.3电磁铁电磁继电器 一、知识要点 1. 电磁铁 把螺线管套在铁芯上构成电磁铁。优点：①通电有磁性、断电无磁性，磁性有无可以控制；②磁性强弱由电流大小、匝数控制；③磁极方向由电流方向控制。与永磁体相比，电磁铁的磁性"可控"，这是它广泛应用的根本原因。 2. 电磁继电器的结构与原理 电磁继电器由电磁铁、衔铁、弹簧、触点组成，实质是利用电磁铁控制工作电路通断的"电控开关"。工作过程：控制电路通电 → 电磁铁产生磁性吸引衔铁 → 触点闭合，工作电路接通；控制电路断电 → 弹簧把衔铁拉起 → 触点断开。用途：低电压、弱电流控制高电压、强电流电路；实现远距离控制和自动控制（如温控、光控报警）。 二、主要题型 题型1 继电器工作过程的分析 例1 如图，控制电路接通后，右侧工作电路中的电动机开始运转。请完整描述工作过程。 图1 电磁继电器的工作原理 答：闭合控制电路开关，电磁铁线圈中有电流通过，产生磁性，吸引上方的衔铁向下运动，衔铁带动触点闭合，工作电路接通，电动机运转；断开控制电路，电磁铁失去磁性，弹簧将衔铁拉起，触点分离，电动机停转。 点拨：描述继电器问题按"控制电路 → 电磁铁磁性 → 衔铁动作 → 触点通断 → 工作电路"五步链条作答，缺一步都不完整。 题型2 自动控制电路的设计 例2 设计一个水位自动报警器：水位到达金属块 A（警戒线）时，控制电路接通，红灯亮；水位低于 A 时绿灯亮。说明设计思路。 答：控制电路中，电源、电磁铁与两个金属块 A、B 串联，水位到达 A 时水把 A、B 接通（普通水导电），电磁铁吸引衔铁，动触点与上方触点接通，红灯支路通电、红灯亮，绿灯支路断开；水位下降后电磁铁失去磁性，弹簧使衔铁复位，绿灯亮、红灯灭。 点拨：自动控制设计的核心是把"物理量的变化（水位、温度、光照）"翻译成"控制电路的通断"，再交给继电器完成切换。 三、易错警示 1. 分不清控制电路与工作电路 电磁铁在控制电路里，被控制的高压用电器在工作电路里，两者只通过触点联系，电流并不相通。 2. 忽视弹簧的作用 断电后衔铁不能自动复位就没有"开关"功能，弹簧（或复位弹片）是继电器不可缺少的部分。 【考点精讲练】 考点一　电磁铁的工作原理 【例题精讲】 【例1】（2026·吉林长春·模拟预测）下列物品是利用电流磁效应工作的是（     ） A．动圈式话筒 B．指南针 C．电磁铁 D．电饭锅 【例2】（2026·山东菏泽·二模）某物理兴趣小组研制了一款“铁屑提取器”，如图所示。它主要是由一节干电池，一枚铁钉和一根导线组装而成。关于该装置，下列评估正确的是（　　） A．该装置设计原理和电动机的工作原理相同 B．该装置周围磁场和磁感线都是真实存在的 C．该装置可以应用于铁屑和铜屑的提取分离 D．通过增加导线的长度能提高该装置的性能 【例3】（2026·广东揭阳·二模）如题图所示的实验装置，弹簧测力计下吊着铁质物块A，当开关S从断开到闭合时，弹簧测力计示数将____（选填“变大”“变小”或“不变”），这是电流的____效应；当弹簧测力计的示数稳定后，若想使弹簧测力计的示数变大，需将滑动变阻器的滑片P向____（选填“左”或“右”）移动。 【基础巩固练】 【变式训练1】（2026·四川成都·模拟预测）如图是一种直流电铃的电路原理图，图中1是电磁铁，2是弹簧片，3是螺钉，4是衔铁。下列说法不正确的是（     ） A．电铃工作时，电磁铁的磁性时有时无 B．电路接通时，电磁铁右侧为N极 C．衔铁可以改用铝合金制作 D．更换电压较小的电源，电铃可能无法正常工作 【变式训练2】（2026·广东深圳·二模）如图甲为展厅内一件悬浮的非遗黄杨木雕作品，木雕底部有一个磁体，悬浮原理简化如图乙。关于该作品的悬浮现象，解释合理的是（　　） A．电源A端为它的正极 B．该装置利用了电流的磁效应 C．悬浮时，该装置主要将电能转化成为机械能 D．电路闭合且完好，向右移动滑片P可使未悬浮木雕变为悬浮状态 【变式训练3】（25-26九年级下·全国·课后作业）如图所示的线圈，它是由导线缠绕在圆筒上做成的，通电后它的周围_______（选填“存在”或“不存在”）磁场，缠绕成线圈的目的是_______。 【能力提升练】 1．（2026·河南三门峡·三模）如下图所示是一种高温报警装置，当温度高于设定值时，电铃报警。控制电路电源电压为U，R1为敏感电阻，其阻值随温度的升高而减小。闭合开关，保持R2滑片的位置不变，下列说法正确的是（     ） A．电铃应接在甲中 B．衔铁可用铁、钴、镍等材料制作 C．电磁铁通电后，其下端为S极 D．若U减小，则报警温度将升高 2．（25-26九年级下·全国·课后作业）电磁起重机是许多场所吊运物品的装备。它的主要部件之一是电磁铁，电磁铁安装在吊车上，通电后吸起大量钢铁，移动到另一个位置后切断电流，钢铁被放下。它利用了通电导线周围存在_______。相对永久磁体，电磁铁具有很多优点，在电磁起重机中，运用的优点是_______。 3．（25-26九年级上·河南商丘·阶段检测）国家规定燃气灶须安装熄火自动保护装置，在意外熄火（如汤水溢出）时，装置能自动关闭气路。图甲为小华设计的模拟装置示意图。电源电压U＝6 V，定值电阻。当电磁铁线圈中的电流时，衔铁K被释放从而关闭气路（未画出）启动保护，反之打开气路。线圈阻值不计，热敏电阻的阻值与温度的关系如图乙中图线①所示。闭合开关S，求： (1)停止加热（意外熄火）后，随着温度降低，线圈中电流将变_______（填“大”或“小”）。 (2)当温度为20℃时，电路的总功率是多大？ (3)装置启动保护时，的温度是多少？ 考点二　电磁继电器的构造与原理 【例题精讲】 【例1】（2026·天津南开·三模）如图是空调自动控制系统工作原理示意图。当空调制冷使室内温度降低到设定温度以下时，继电器使制冷系统的压缩机停止工作；当温度高于设定温度时，继电器使压缩机开始制冷。下列说法正确的是（     ） A．a端是电磁铁的N极 B．电磁继电器的原理是电磁感应 C．热敏元件的电阻随温度升高而增大 D．电磁继电器是利用电磁铁控制工作电路的开关 【例2】（2026·宁夏银川·三模）如图是小明利用光敏电阻设计的智能照明系统的原理图，该系统天暗时自动发光，天亮时自动熄灭。控制电路中，电源由两节干电池组成。R1为定值电阻，R2为阻值随着光照强度变化而变化的光敏电阻（忽略线圈的电阻）。下列说法正确的是( ) A．电磁继电器是利用电磁感应现象工作的    B．当光照强度减小时，R2的阻值变小 C．当光照强度减小时，电压表的示数变小    D．当光照强度减小时，控制电路的总功率减小 选择理由：_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 【例3】（2026·广东茂名·模拟预测）如图1，室内自动换气系统的电路图。控制电路的电源电压为3V，为电阻箱，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”）。 【基础巩固练】 【变式训练1】（2026·湖南常德·二模）如图是一种水位自动报警器原理图，关于其工作情况，下列说法不正确的是（     ） A．水位到达B处时，报警器报警 B．其中的电磁铁运用了电流的磁效应 C．报警时红灯发光，将电能转化为光能 D．水位未到达A处时，电磁铁通电但磁性较弱 【变式训练2】（2026·广东广州·一模）如图是某同学制作的水位自动监测装置的原理简图。经测试，该装置能实现对水位的自动监测，其中M、N为金属薄片，食盐水能导电。则（    ） A．当水位高于M时，电铃会响 B．当水位高于M时，电磁铁中无电流 C．当水位低于M时，电铃会响 D．当水位低于M时，电磁铁中有电流 【变式训练3】（25-26九年级上·山东临沂·阶段检测）如图所示是一种温度自动报警器的原理图。制作温度计时，在玻璃管的两端分别封入一段金属丝。电池的两极分别与金属丝相连，当温度达到与电池正极相连的金属丝下端所指的温度时，电铃就响起来，发出报警信号。 (1)应选用_______（选填“酒精”、“煤油”或“水银”）温度计。 (2)当温度达到________ ℃时电铃响。此时电磁铁右端是________ 极，若将控制电路电源正负极对调_______ （选填“会”或“不会”）影响其报警作用；滑片P向左移动时，电磁铁磁性变________ 。 【能力提升练】 1．（2026·湖南长沙·二模）酒店等公共场所消防要求必须装有烟雾报警器，如图所示是小宁设计的烟雾浓度检测电路，当空气中烟雾浓度大于或等于某一值时，工作电路中的电铃发声报警。R2为定值电阻，R1为光敏电阻且阻值随烟雾浓度的增大而减小，下列说法正确的是（　　） A．控制电路接通，电磁铁的下端为N极 B．烟雾浓度增大时，电磁铁的磁性减弱 C．电铃应该接在BD端 D．衔铁是永磁体 2．（25-26九年级上·广东江门·阶段检测）如图所示是某宾馆走廊廊灯的自动控制电路，走廊入口上方安装有反射式光电传感器，当人靠近到一定距离时，从光电传感器上发射的红外线经人体反射后被接收器接收，接收器中的光敏电阻阻值改变，从而闭合电路，使灯发光。 (1)电磁继电器是利用电流的______效应工作的。它在电路中的作用相当于一个______。 (2)分析可知，当接收器收到红外线信号时，其自身阻值______，定值电阻R两端的电压______（前两个空选填“变大”或“变小”），同时电磁铁磁性增强，工作电路接通，灯泡发光，图中电磁铁的上端是______极。 (3)光敏电阻的电阻随外界环境的改变而变，它所使用的材料属于______（选填“半导体”或“超导体”）。 3．（25-26九年级上·河南安阳·期末）学校科技小组设计了一个“汽车超载记录器”，其原理图如图所示，已知控制电路电源电压U=12V不变，线圈电阻忽略不计，R0为定值电阻，为压敏电阻。当车辆驶入检测路段时，的阻值随受到压力F的变化情况如下表所示。设计路面限重为4×105N，当控制电路中的电流达到或超过0.4A时，电磁继电器的衔铁被吸下，工作电路中的照相机开始工作，抓拍超载车辆。 压力 1 1.5 2 3 4 5.5 / 30 25 20 15 10 5 (1)照相机应连接_________（选填“上”或“下”）方接触点。 (2)定值电阻R0的阻值是多少? (3)当定值电阻R0消耗的电功率为1.8W时，通过的汽车的重力是多少? (4)若路面老化后，为了减小路面的限重，在不改变电源电压及拍照时电流的情况下，请为科技小组提出一个有效的改进措施：__________。 考点三　电磁继电器的应用 【例题精讲】 【例1】（2026年山西省朔州市怀仁市第二中学校中考二模物理试题）图甲是山西某陈醋酿造厂使用的温度自动监控报警器，在温度计里封入一段金属丝，当发酵车间温度达到金属丝下端所指的适宜发酵上限温度时，扬声器响起，提醒工人调控温度；当温度下降至低于该温度后，报警自动停止。下列说法正确的是（     ） A．电磁铁的工作原理与图乙所示原理相同 B．温度低于金属丝下端所指温度时，扬声器停止报警。 C．温度计与金属丝相当于电路中的电源 D．煤油可用作该自动报警器温度计中的工作液体 【例2】（2026·河南周口·二模）如图所示是一种温度自动控制报警装置的电路图。当温度达到90℃时，就会启动报警装置，发出信号提醒用户。对此装置，下列说法不正确的是（     ） A．水银是导体 B．自动控制报警装置中的电磁铁运用了电流的磁效应 C．报警时，电铃响、红灯亮 D．温度达到90℃时，绿灯亮 【例3】（2026·广东东莞·模拟预测）如图所示是某款“照明灯”的电路。其控制电路中，为光敏电阻，其阻值随光照强度而变化。闭合开关S，电磁铁的上端为________极。白天光照强，的阻值较________（选填“大”或“小”），电路中电流较大，衔铁被吸下，灯L将________（选填“发光”或“不发光”）。 【基础巩固练】 【变式训练1】（2026·山东济南·模拟预测）图甲是市面上的一种多挡位恒温水杯，小强调查发现这种水杯的电路复杂、成本高，于是利用所学知识设计了图乙的改进电路。图乙中工作电路的电源电压为9V，加热电阻2Ω，S为干烧保护开关，防止杯中无水时干烧；控制电路的电源电压为5V， R1为热敏电阻，其阻值随温度变化情况如图丙所示，为控温电阻，通过改变自身阻值可实现45℃、60℃、80℃三挡控温。当控制电路的电流达到20mA时衔铁被吸下，如下描述正确的是（     ） A．水杯无水时S闭合 B．该水杯的正常加热功率为18W C．当调至45℃挡时，的阻值为50Ω D．加热升温过程中，控制电路功率减小 【变式训练2】（2026·山西运城·二模）如图所示是某项目化学习小组设计的智能电梯的简化原理图，其中R是压敏电阻，其阻值随压力变化而变化。当电梯上无乘客时，电动机转动较慢，电梯运行速度较慢；当电梯上有乘客时，电动机转动较快，电梯运行速度较快。下列说法正确的是（     ） A．当电梯上有乘客时，衔铁与触点1接触 B．电梯上无乘客时，衔铁与触点2接触 C．电梯上无乘客时，电磁铁的磁性增强 D．电梯上有乘客时，压敏电阻R的阻值减小 【变式训练3】（25-26九年级上·广东茂名·期末）小西利用光敏电阻为社区设计了一种自动草坪灯，其工作原理如图所示。工作电路中有两盏规格均为“220V 22W”的灯泡L，天暗时灯泡L自动发光，天亮时自动熄灭；控制电路的电源电压U恒为12V，定值电阻R0的阻值为200Ω。在一定范围内，光敏电阻R的阻值与光照强度E（单位为Lx）之间的关系如下表所示。（电磁铁线圈的电阻忽略不计） 光照强度E/Lx 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 光敏电阻R/Ω 150 75 50 37.5 30 (1)随着光照强度的减弱，光敏电阻R的阻值______（选出“增大”或“减小”），电磁铁的磁性______（选填“增强”或“减弱”）；当光照强度减弱到一定值时，衔铁会被______（选填“吸下”或“释放”），工作电路工作。 (2)两盏灯均正常发光时，工作电路中的总电流为______A； (3)当天色渐暗，通过线圈的电流为0.04A时，工作电路的照明系统恰好启动。此时光照强度为_______Lx； (4)控制电路中电池使用一段时间后，电压会降低，将导致天暗时路灯______（选填“提前”“延后”或“准时”）发光。 【能力提升练】 1．（2026·山西阳泉·三模）科技小组设计了一个如图甲所示的自动温控孵化箱。其电路由电源（电压恒为12V）、热敏电阻R（电阻随温度变化曲线如图乙所示）、电磁继电器（当通过线圈的电流时，吸下衔铁；时，弹簧弹开衔铁，线圈电阻忽略不计）、降温元件、开关及导线若干等组成。闭合开关S，当电路正常工作时，下列说法正确的是（     ）（环境温度为30℃） A．热敏电阻R的电阻随温度的升高而增大 B．当温度刚好达到26℃时，降温元件开始降温 C．该电路控制温度范围为 D．温控范围内，温度越高，控制电路的总功率越小 2．（2026·广东清远·二模）目前，高层楼房越来越多，电梯得到广泛应用，出于安全考虑，电梯都设置超载自动报警系统，其工作原理如题图甲所示。已知控制电路的电源电压U=6 V，保护电阻，压敏电阻的阻值随压力F大小变化如图乙所示。电梯底架自重和电磁铁线圈的阻值都忽略不计。 (1)当压敏电阻受到的压力F增大时，其阻值________，控制电路中的电流________，从而使电磁铁的磁性增强。电梯超载时，衔铁被________吸住，触点K与触点B接触，电铃发出警报声，通过________传到人耳； (2)若电梯在20 s内将一位重600 N的乘客匀速提升15 m，电梯对乘客做功的功率是________W；（g取10 N/kg） (3)当电磁铁线圈电流达到20 mA时，衔铁刚好被吸住。若该电梯厢内站立总质量为800 kg的乘客时，试通过计算说明电梯________（选填“会”或“不会”）超载。 3．（2026·江苏镇江·二模）小区电动车充电桩加装了温控电磁继电器报警系统，电路分为控制电路和工作电路两部分如图。控制电路中电源电压恒为，热敏电阻的阻值随温度变化的图像如图乙所示；工作电路含绿灯、电铃、喷水装置（为工作电路两个接入位置）。已知：电磁铁线圈电阻忽略不计；当控制电路电流时，衔铁被吸合，绿灯熄灭，电铃响、喷水装置工作。 (1)无火情常温状态下，衔铁未吸下，绿灯正常工作，则电铃和喷水装置应接在______（P/Q）处；用安培定则可判断，通电后电磁铁下端为______极；环境温度升高时，控制电路总电流______，电磁铁磁性______。 (2)若控制刚好在达到报警电流，求此时滑动变阻器接入电路的阻值。 (3)若想降低警报响起时的温度，可以采取以下哪些措施______。（本小题有多个选项正确，全部选对得2分，漏选得1分，不选或错选得0分） A．增大R的阻值 B．减小控制电路电压 C．减小R的阻值 D．减轻电磁铁上方衔铁的重量 【真题回顾】 1．（2026·四川巴中·中考真题）如图是一种温度自动报警器的示意图，在温度计里封入一段金属丝，当温度达到金属丝下端所指温度时，电铃响起，发出报警信号，下列说法不正确的是（     ） A．衔铁可用铜片代替 B．该温度计相当于控制电磁铁的开关 C．温度计的测温液具有热胀冷缩的性质 D．通过电磁铁的电流越大，它的磁性越强 2．（2026·广东广州·中考真题）如图为某跨学科实践小组制作的电动晾衣装置模型简图。 (1)旋钮旋至OFF挡，电磁铁________（选填“有”“无”）磁性，钢丝绳被夹紧，晾衣杆悬停； (2)旋钮旋至Ⅰ挡，电流从________（选填“P”“Q”）点流入电动机，晾衣杆匀速下降； (3)旋钮旋至Ⅱ挡，晾衣杆匀速上升。在某次操作中，晾衣杆匀速上升0.8 m，用时10 s。已知晾衣杆的重力为10 N，求钢丝绳对晾衣杆拉力所做的功和功率。 3．（2026·四川·中考真题）2025年7月，甘孜州泸定、丹巴两条无人机运邮航线正式运营，覆盖偏远乡村，实现邮件包裹“小时达”。运邮主要使用一款装有电池低温保护装置的纯电大型无人机，为模拟低温保护功能，同学们设计了图甲所示电路，当温度低至15℃时，工作电路中的加热元件开始工作；温度高于15℃，停止工作。控制电路中为定值电阻，热敏电阻有a、b两种类型可供选择，其阻值随温度变化关系如图乙所示。 (1)关于无人机，下列说法不合理的是________。 A．外壳选用轻质、坚固的材料 B．利用人工智能提升运输效率 C．机上指示灯用超导材料制成 D．寒冷环境会影响电池的使用 (2)要达成设计要求，应选择________类型的热敏电阻（选填“a”或“b”）。 (3)控制电路中电源电压恒为6V，当开始工作时，控制电路中的电流为0.12A，电磁铁线圈电阻忽略不计，则的阻值为________Ω。 (4)若无人机满载飞行时的额定功率为1000W，电池储存电能有80%可用于飞行做功，充满一次电可供无人机连续满载飞行80min，则电池充满电时储存的总电能为________。 4．（2026·湖南·中考真题）某科技小组设计了一款智能注水装置，图甲是简化的工作原理示意图。控制电路的电源电压保持不变，R0为定值电阻，线圈和光控开关的电阻忽略不计。当杯子放置在托盘上时，托盘压缩弹簧与轻质绝缘连杆一起下降，带动R上的滑片P向下移动，同时光控开关自动闭合，控制电路接通，衔铁被吸下，注水电机稍后开始缓慢注水（忽略水流动带来的影响）。当线圈中的电流等于或小于40mA时，衔铁弹回，工作电路断开。取下杯子，光控开关自动断开。滑动变阻器R连入电路的阻值与托盘受到的压力F关系如图乙所示。杯中水无溢出，g取10N/kg。 (1)随着杯中水量的增加，R接入电路中的阻值变__________，电磁铁磁性变__________； (2)将质量为160g的空杯放入托盘静止且未注水时，控制电路中的电流为50mA；当注水停止时，R的阻值为50Ω。求：停止注水时杯中水的质量和控制电路的电源电压； (3)放上空杯后，若要增加最大注水量，请你提出一条可行的建议：__________。 5．（2026·江苏苏州·中考真题）科技小组计划制作一个电加热装置。 【项目要求】 发热体由220V家庭电路供电，装置在工作时要能够自动控温。 【器材准备】 查阅了PTC和NTC两种热敏电阻，它们的阻值R随温度t变化关系如图甲所示，NTC的阻值随温度升高而减小，PTC的阻值随温度升高而增大。小组采购了这两种电阻和足够长的电热丝（电热丝规格为20Ω/m，安全工作电流不超过2.2A）。 【设计与制作】 为方便接入发热体，小组制作了图乙装置，A、B为两根接线桩（两端电压为220V），可供接入多组加热元件。 （一）第一小组讨论后，选用电热丝做发热体，同时使用电磁继电器、NTC热敏电阻等元件制作控温电路。 (1)为制作功率为400W的发热体，需在两接线桩之间接入长度为________m的电热丝。为便于安装，可先将电热丝缠绕到________（陶瓷/铜/木质）管上（图丙）。若发热功率需提升至800W，下列做法中合理的是________（选填字母）。 A．更换电热丝，新接入A、B间的电热丝长度为原长的一半 B．并联一根电热丝，新接入A、B间的电热丝长度与原长相等 C．上述两种方法均可 (2)如图丁，自制控温装置时，电磁继电器线圈电阻忽略不计，当线圈中电流时，衔铁会被吸下，当时，衔铁会被释放弹起，电源电压为3V。所用NTC热敏电阻的阻值随温度变化关系曲线如图戊。 ①连接电路  图丁中M、N两点应连在________两个接线柱上。 ②为使温度升至50℃时，电热丝停止加热，电阻箱阻值应调为________。该加热装置维持温度范围为________℃～50℃。 ③如果电磁继电器线圈和导线上电阻不可忽略，电阻箱仍使用②中的阻值，则加热装置可达到的最高温度会________50℃。 （二）第二小组了解到PTC热敏电阻规格多样，还可以作为发热体使用，于是尝试把PTC热敏电阻直接接入家庭电路中（图己），不使用电磁继电器来控温。 (3)请你分析第二小组采用的方案，是否满足在发热的同时还能实现自动控温的要求，并说明理由：________。 6．（2025·山东德州·中考真题）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，Rt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______和的阻值______。 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 $ 20.3电磁铁电磁继电器 一、知识要点 1. 电磁铁 把螺线管套在铁芯上构成电磁铁。优点：①通电有磁性、断电无磁性，磁性有无可以控制；②磁性强弱由电流大小、匝数控制；③磁极方向由电流方向控制。与永磁体相比，电磁铁的磁性"可控"，这是它广泛应用的根本原因。 2. 电磁继电器的结构与原理 电磁继电器由电磁铁、衔铁、弹簧、触点组成，实质是利用电磁铁控制工作电路通断的"电控开关"。工作过程：控制电路通电 → 电磁铁产生磁性吸引衔铁 → 触点闭合，工作电路接通；控制电路断电 → 弹簧把衔铁拉起 → 触点断开。用途：低电压、弱电流控制高电压、强电流电路；实现远距离控制和自动控制（如温控、光控报警）。 二、主要题型 题型1 继电器工作过程的分析 例1 如图，控制电路接通后，右侧工作电路中的电动机开始运转。请完整描述工作过程。 图1 电磁继电器的工作原理 答：闭合控制电路开关，电磁铁线圈中有电流通过，产生磁性，吸引上方的衔铁向下运动，衔铁带动触点闭合，工作电路接通，电动机运转；断开控制电路，电磁铁失去磁性，弹簧将衔铁拉起，触点分离，电动机停转。 点拨：描述继电器问题按"控制电路 → 电磁铁磁性 → 衔铁动作 → 触点通断 → 工作电路"五步链条作答，缺一步都不完整。 题型2 自动控制电路的设计 例2 设计一个水位自动报警器：水位到达金属块 A（警戒线）时，控制电路接通，红灯亮；水位低于 A 时绿灯亮。说明设计思路。 答：控制电路中，电源、电磁铁与两个金属块 A、B 串联，水位到达 A 时水把 A、B 接通（普通水导电），电磁铁吸引衔铁，动触点与上方触点接通，红灯支路通电、红灯亮，绿灯支路断开；水位下降后电磁铁失去磁性，弹簧使衔铁复位，绿灯亮、红灯灭。 点拨：自动控制设计的核心是把"物理量的变化（水位、温度、光照）"翻译成"控制电路的通断"，再交给继电器完成切换。 三、易错警示 1. 分不清控制电路与工作电路 电磁铁在控制电路里，被控制的高压用电器在工作电路里，两者只通过触点联系，电流并不相通。 2. 忽视弹簧的作用 断电后衔铁不能自动复位就没有"开关"功能，弹簧（或复位弹片）是继电器不可缺少的部分。 【考点精讲练】 考点一　电磁铁的工作原理 【例题精讲】 【例1】（2026·吉林长春·模拟预测）下列物品是利用电流磁效应工作的是（     ） A．动圈式话筒 B．指南针 C．电磁铁 D．电饭锅 【答案】C 【详解】A．动圈式话筒的工作原理是电磁感应现象（声音带动线圈在磁场中运动，产生感应电流），不是电流的磁效应，故A错误； B．指南针是利用地磁场对磁体的作用来指示方向，本身不依赖电流工作，与电流磁效应无关，故B错误； C．电磁铁是通电后线圈产生磁性的装置，直接利用了电流的磁效应，故C正确； D．电饭锅是利用电流的热效应（电流通过电阻产生热量）来工作的，与磁效应无关，故D错误。 故选C。 【例2】（2026·山东菏泽·二模）某物理兴趣小组研制了一款“铁屑提取器”，如图所示。它主要是由一节干电池，一枚铁钉和一根导线组装而成。关于该装置，下列评估正确的是（　　） A．该装置设计原理和电动机的工作原理相同 B．该装置周围磁场和磁感线都是真实存在的 C．该装置可以应用于铁屑和铜屑的提取分离 D．通过增加导线的长度能提高该装置的性能 【答案】C 【详解】由题意可知，该装置是通电螺线管绕在铁钉上，实质是电磁铁，原理为电流的磁效应。 A．该装置原理是电流的磁效应，电动机的工作原理是通电导体在磁场中受力运动，二者原理不同，故A错误； B．磁场是真实存在的，磁感线是为了描述磁场建立的假想物理模型，不是真实存在的，故B错误； C．电磁铁只能吸引铁、钴、镍等铁磁性物质，无法吸引铜，通电后电磁铁可以将铁屑吸附起来，铜屑留在原处，因此可以实现铁屑和铜屑的提取分离，故C正确； D．增加导线长度会增大导线总电阻，电源电压不变，根据欧姆定律，电路电流会减小，电磁铁磁性减弱，不能提高该装置的性能，故D错误。 故选C。 【例3】（2026·广东揭阳·二模）如题图所示的实验装置，弹簧测力计下吊着铁质物块A，当开关S从断开到闭合时，弹簧测力计示数将____（选填“变大”“变小”或“不变”），这是电流的____效应；当弹簧测力计的示数稳定后，若想使弹簧测力计的示数变大，需将滑动变阻器的滑片P向____（选填“左”或“右”）移动。 【答案】 变大 磁 左 【详解】开关断开时螺线管没有磁性，开关闭合后，通电螺线管产生磁性，对A产生向下的吸引力，从而使弹簧测力计受到的拉力变大，因此其示数会变大。 通电导体产生磁性的现象是电流的磁效应。 若要弹簧测力计示数变大，需要增大电磁铁磁性，需增大电路电流，所以可减小滑动变阻器接入电路的阻值，如图所示，需将滑片P向左移动。 【基础巩固练】 【变式训练1】（2026·四川成都·模拟预测）如图是一种直流电铃的电路原理图，图中1是电磁铁，2是弹簧片，3是螺钉，4是衔铁。下列说法不正确的是（     ） A．电铃工作时，电磁铁的磁性时有时无 B．电路接通时，电磁铁右侧为N极 C．衔铁可以改用铝合金制作 D．更换电压较小的电源，电铃可能无法正常工作 【答案】C 【详解】A．电铃工作时，电路不断通断切换，电路接通时电磁铁有磁性，吸引衔铁后电路断开，电磁铁磁性消失，弹簧片弹回衔铁后电路再次接通，因此电磁铁磁性时有时无，故A正确，不符合题意； B．根据安培定则，可得电磁铁右端为N极，故B正确，不符合题意； C．电磁铁只能吸引铁磁性材料，铝合金不是铁磁性材料，无法被电磁铁吸引，因此衔铁不能改用铝合金制作，故C错误，符合题意； D．更换电压较小的电源后，电路电流变小，电磁铁磁性减弱，若磁性不足无法吸引衔铁，电铃就无法正常工作，故D正确，不符合题意。 故选 C。 【变式训练2】（2026·广东深圳·二模）如图甲为展厅内一件悬浮的非遗黄杨木雕作品，木雕底部有一个磁体，悬浮原理简化如图乙。关于该作品的悬浮现象，解释合理的是（　　） A．电源A端为它的正极 B．该装置利用了电流的磁效应 C．悬浮时，该装置主要将电能转化成为机械能 D．电路闭合且完好，向右移动滑片P可使未悬浮木雕变为悬浮状态 【答案】B 【分析】木雕底部磁体下端为N极，要实现悬浮，底座电磁铁上端必须为N极（同名磁极相互排斥，排斥力与木雕重力平衡）。 【详解】A．根据安培定则（右手螺旋定则）：右手握住螺线管，大拇指指向N极（电磁铁上端），四指指向为电流方向。电流应从螺线管下端流入、上端流出，因此电源B端为正极，A端为负极，故A错误； B．底座的电磁铁通电后产生磁场，利用的正是电流的磁效应，故B正确； C．电磁铁工作时，电流通过线圈电阻会产生大量的焦耳热，电能主要转化为内能，排斥力仅用于平衡重力，机械能不是主要转化形式，故C错误； D．滑片P向右移动时，滑动变阻器接入电路的电阻变大，电路电流变小，电磁铁磁性减弱，排斥力减小，无法克服木雕重力实现悬浮，应向左移动滑片来增大排斥力，故D错误。 故选B。 【变式训练3】（25-26九年级下·全国·课后作业）如图所示的线圈，它是由导线缠绕在圆筒上做成的，通电后它的周围_______（选填“存在”或“不存在”）磁场，缠绕成线圈的目的是_______。 【答案】 存在 增加通电导线周围的磁场 【详解】线圈通电后，线圈为通电导线，所以周围存在磁场。 相对于通电的单根导线来说，在电流相同的情况下，各圈导线产生的磁场叠加在一起，增加了磁场。 【能力提升练】 1．（2026·河南三门峡·三模）如下图所示是一种高温报警装置，当温度高于设定值时，电铃报警。控制电路电源电压为U，R1为敏感电阻，其阻值随温度的升高而减小。闭合开关，保持R2滑片的位置不变，下列说法正确的是（     ） A．电铃应接在甲中 B．衔铁可用铁、钴、镍等材料制作 C．电磁铁通电后，其下端为S极 D．若U减小，则报警温度将升高 【答案】BD 【详解】A．R1阻值随温度升高而减小，当温度升高到设定值时，R1变小，控制电路电流变大，电磁铁磁性增强，吸下衔铁，接通乙所在电路，题目要求高温报警，因此电铃应接在乙，故A错误； B．衔铁的作用是被电磁铁吸引以改变工作电路的连接状态。 因此，衔铁必须由容易被磁化的磁性材料制成，铁、钴、镍都是常见的磁性材料，故B正确； C．根据安培定则（右手握住螺线管，四指指向电流方向，大拇指指向N极），可判断该电磁铁下端为N极，上端为S极，故C错误； D．报警时电磁铁需要达到固定的吸合电流I，由，R₂滑片位置不变，若U减小，要达到吸合电流I，R1的阻值需要更小；R1阻值随温度升高而减小，更小的R1对应更高的温度，因此报警温度将升高，故D正确。 故选BD。 2．（25-26九年级下·全国·课后作业）电磁起重机是许多场所吊运物品的装备。它的主要部件之一是电磁铁，电磁铁安装在吊车上，通电后吸起大量钢铁，移动到另一个位置后切断电流，钢铁被放下。它利用了通电导线周围存在_______。相对永久磁体，电磁铁具有很多优点，在电磁起重机中，运用的优点是_______。 【答案】 磁场 磁性有无可由通断电来控制 【详解】电磁铁利用了通电导线周围存在磁场的原理；电磁起重机通电后吸起大量钢铁，断电后把钢铁放下，用到了电磁铁的优点是“磁性有无可由通断电来控制”。 3．（25-26九年级上·河南商丘·阶段检测）国家规定燃气灶须安装熄火自动保护装置，在意外熄火（如汤水溢出）时，装置能自动关闭气路。图甲为小华设计的模拟装置示意图。电源电压U＝6 V，定值电阻。当电磁铁线圈中的电流时，衔铁K被释放从而关闭气路（未画出）启动保护，反之打开气路。线圈阻值不计，热敏电阻的阻值与温度的关系如图乙中图线①所示。闭合开关S，求： (1)停止加热（意外熄火）后，随着温度降低，线圈中电流将变_______（填“大”或“小”）。 (2)当温度为20℃时，电路的总功率是多大？ (3)装置启动保护时，的温度是多少？ 【答案】(1)小 (2) (3) 【详解】（1）由图乙中的图线①所示，随着温度降低，的阻值变大，由图甲可知，定值电阻与热敏电阻串联，定值电阻阻值不变，总电阻变大，由可知，线圈中电流将变小。 （2）由题图乙知，当温度为时，热敏电阻，所以电路中的总电阻 电路的总功率 （3）装置启动保护功能时，当电路中的电流，此时电路的总电阻为 的电阻 由题图乙可知，此时的温度是。 考点二　电磁继电器的构造与原理 【例题精讲】 【例1】（2026·天津南开·三模）如图是空调自动控制系统工作原理示意图。当空调制冷使室内温度降低到设定温度以下时，继电器使制冷系统的压缩机停止工作；当温度高于设定温度时，继电器使压缩机开始制冷。下列说法正确的是（     ） A．a端是电磁铁的N极 B．电磁继电器的原理是电磁感应 C．热敏元件的电阻随温度升高而增大 D．电磁继电器是利用电磁铁控制工作电路的开关 【答案】D 【详解】A．根据安培定则，电流从电磁铁下端流入、上端流出，可判断出电磁铁下端为N极，a端为S极，故A错误； B．电磁继电器的核心是电磁铁，工作原理是电流的磁效应，电磁感应是发电机的工作原理，故B错误； C．温度升高到设定温度以上时，需要电磁铁吸合衔铁，接通压缩机工作，此时控制电路电流需要增大，因此热敏元件的电阻随温度升高而减小，故C错误； D．电磁继电器的作用就是利用电磁铁控制工作电路通断的开关，故D正确。 故选D。 【例2】（2026·宁夏银川·三模）如图是小明利用光敏电阻设计的智能照明系统的原理图，该系统天暗时自动发光，天亮时自动熄灭。控制电路中，电源由两节干电池组成。R1为定值电阻，R2为阻值随着光照强度变化而变化的光敏电阻（忽略线圈的电阻）。下列说法正确的是( ) A．电磁继电器是利用电磁感应现象工作的    B．当光照强度减小时，R2的阻值变小 C．当光照强度减小时，电压表的示数变小    D．当光照强度减小时，控制电路的总功率减小 选择理由：_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 【答案】 D 当光照强度减小时，R2变大，电路中的电流变小，根据可知，电路的总功率减小。 【详解】A.电磁继电器是利用电流的磁效应工作的，故A错误； B.天暗时自动发光，说明光照弱时，照明电路接通，电磁铁磁性减弱，电路中电流较小，电阻R2变大，故B错误； C.电压表测量R₂两端的电压，当光照强度减小时，R₂阻值变大，R₂与R₁串联，根据串联分压规律可知，R₂两端电压变大，电压表示数变大，故C错误； D.当光照强度减小时，R2变大，电路中的电流变小，根据可知，电路的总功率减小，故D正确。 故选D。 【例3】（2026·广东茂名·模拟预测）如图1，室内自动换气系统的电路图。控制电路的电源电压为3V，为电阻箱，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”）。 【答案】(1) 磁场 S (2)变大 【详解】（1）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）图1中两个电阻串联，由图2可知，当烟雾浓度升高时，的阻值变小，电路的总电阻变小，由欧姆定律可知电路中电流变大，即控制电路中线圈的电流变大。 【基础巩固练】 【变式训练1】（2026·湖南常德·二模）如图是一种水位自动报警器原理图，关于其工作情况，下列说法不正确的是（     ） A．水位到达B处时，报警器报警 B．其中的电磁铁运用了电流的磁效应 C．报警时红灯发光，将电能转化为光能 D．水位未到达A处时，电磁铁通电但磁性较弱 【答案】D 【详解】A．水位到达B处时，控制电路接通，电磁铁产生磁性，吸引衔铁，使红灯所在电路接通，发出报警信号，故A正确； B．电磁铁工作时，消耗电能产生磁性，因此利用了电流的磁效应，故B正确； C．报警时红灯发光，消耗电能，转化为光能（同时也会有部分转化为内能），故C正确； D．水位未到达A处时，控制电路处于断开状态，电磁铁中没有电流通过，因此电磁铁无磁性，而不是 “通电但磁性较弱”，故D错误。 本题选择描述不正确的，故选D。 【变式训练2】（2026·广东广州·一模）如图是某同学制作的水位自动监测装置的原理简图。经测试，该装置能实现对水位的自动监测，其中M、N为金属薄片，食盐水能导电。则（    ） A．当水位高于M时，电铃会响 B．当水位高于M时，电磁铁中无电流 C．当水位低于M时，电铃会响 D．当水位低于M时，电磁铁中有电流 【答案】C 【详解】AB．如图，当水位高于M时，控制电路接通，电磁铁有磁性，吸引衔铁，触点分离，工作电路断开，电铃不响，故AB不符合题意； CD．当水位低于M时，控制电路断路，电磁铁没有磁性，不能吸引衔铁，触点闭合，工作电路接通，电铃响，故C符合题意，D不符合题意。 故选C。 【变式训练3】（25-26九年级上·山东临沂·阶段检测）如图所示是一种温度自动报警器的原理图。制作温度计时，在玻璃管的两端分别封入一段金属丝。电池的两极分别与金属丝相连，当温度达到与电池正极相连的金属丝下端所指的温度时，电铃就响起来，发出报警信号。 (1)应选用_______（选填“酒精”、“煤油”或“水银”）温度计。 (2)当温度达到________ ℃时电铃响。此时电磁铁右端是________ 极，若将控制电路电源正负极对调_______ （选填“会”或“不会”）影响其报警作用；滑片P向左移动时，电磁铁磁性变________ 。 【答案】(1)水银 (2) 74 N/北 不会 强 【详解】（1）这个温度自动报警器的温度计需要导电，才能在温度升高到设定值时接通控制电路，酒精、煤油是绝缘体，水银是导体，所以应选用水银温度计。 （2）从图中温度计可以看出，分度值为，与电池正极相连的金属丝下端处在74℃的位置，所以当温度达到74℃时，水银柱上升接通电路，电铃响； 控制电路中电流从螺线管左端流入、右端流出，根据安培定则，可知电磁铁右端是N（北）极； 若将控制电路电源正负极对调，虽然电磁铁磁极会改变，但温度达到设定值时仍会接通电路，电磁铁仍会吸下衔铁，所以不会影响报警作用； 滑片P向左移动时，滑动变阻器接入电路的电阻变小，控制电路电流变大，电磁铁磁性变强。 【能力提升练】 1．（2026·湖南长沙·二模）酒店等公共场所消防要求必须装有烟雾报警器，如图所示是小宁设计的烟雾浓度检测电路，当空气中烟雾浓度大于或等于某一值时，工作电路中的电铃发声报警。R2为定值电阻，R1为光敏电阻且阻值随烟雾浓度的增大而减小，下列说法正确的是（　　） A．控制电路接通，电磁铁的下端为N极 B．烟雾浓度增大时，电磁铁的磁性减弱 C．电铃应该接在BD端 D．衔铁是永磁体 【答案】AC 【详解】A．根据安培定则，控制电路中电流从电磁铁上端流入、下端流出，右手握住螺线管可判断：电磁铁上端为S极，下端为N极，故A正确； B．已知光敏电阻阻值随烟雾浓度增大而减小，烟雾浓度增大时，控制电路总电阻减小，由欧姆定律可知控制电路电流增大，电磁铁磁性增强，故B错误； C．当烟雾浓度达到报警值时，电磁铁磁性足够强，吸下衔铁，接通BD两端的电路，因此电铃接在BD端时，浓度达标后电铃通路发声报警，符合设计要求，故C正确； D．电磁继电器依靠电磁铁通断电来控制衔铁，若衔铁是永磁体，断电后也不会自动复位，因此衔铁不是永磁体，故D错误。 故选AC。 2．（25-26九年级上·广东江门·阶段检测）如图所示是某宾馆走廊廊灯的自动控制电路，走廊入口上方安装有反射式光电传感器，当人靠近到一定距离时，从光电传感器上发射的红外线经人体反射后被接收器接收，接收器中的光敏电阻阻值改变，从而闭合电路，使灯发光。 (1)电磁继电器是利用电流的______效应工作的。它在电路中的作用相当于一个______。 (2)分析可知，当接收器收到红外线信号时，其自身阻值______，定值电阻R两端的电压______（前两个空选填“变大”或“变小”），同时电磁铁磁性增强，工作电路接通，灯泡发光，图中电磁铁的上端是______极。 (3)光敏电阻的电阻随外界环境的改变而变，它所使用的材料属于______（选填“半导体”或“超导体”）。 【答案】(1) 磁 开关 (2) 变小 变大 S (3)半导体 【详解】（1）电磁继电器实际上是用电磁铁控制电路的一种开关，利用的是电流的磁效应。 （2）因电磁铁磁性增强，故控制电路电流变大，由欧姆定律可知总电阻变小，因此光敏电阻阻值变小。 由可知，R不变、I变大，故定值电阻R两端电压变大； 闭合开关后，电流由螺线管的下端流入、上端流出，根据右手螺旋定则：用右手握住螺线管，四指指向电流的方向，大拇指指向下端，即通电螺线管的下端为N极、上端为S极。 （3）光敏电阻的阻值会随光照变化而改变，这类特性的材料属于半导体，超导体的特点是电阻为零，不符合光敏电阻的属性。 3．（25-26九年级上·河南安阳·期末）学校科技小组设计了一个“汽车超载记录器”，其原理图如图所示，已知控制电路电源电压U=12V不变，线圈电阻忽略不计，R0为定值电阻，为压敏电阻。当车辆驶入检测路段时，的阻值随受到压力F的变化情况如下表所示。设计路面限重为4×105N，当控制电路中的电流达到或超过0.4A时，电磁继电器的衔铁被吸下，工作电路中的照相机开始工作，抓拍超载车辆。 压力 1 1.5 2 3 4 5.5 / 30 25 20 15 10 5 (1)照相机应连接_________（选填“上”或“下”）方接触点。 (2)定值电阻R0的阻值是多少? (3)当定值电阻R0消耗的电功率为1.8W时，通过的汽车的重力是多少? (4)若路面老化后，为了减小路面的限重，在不改变电源电压及拍照时电流的情况下，请为科技小组提出一个有效的改进措施：__________。 【答案】(1)下 (2) (3) (4)换用阻值更小的定值电阻 【分析】先分析电路，确定照相机的连接位置；再根据欧姆定律和串联电路电阻的特点，结合的变化特点，求出定值电阻的阻值；然后根据变形后，求出两端电压和电路电流，结合串联电路电流和电压的特点求出此时的阻值，根据表格求出此时的车重；最后结合串联电流电流的表达式分析改进措施。 【详解】（1）由题意可知，衔铁被吸下时，照相机开始工作，结合电路图，可知当衔铁被吸下时，下方接触点接入电路，所以照相机应连接在下方接触点。 （2）控制电路中，与串联，当控制电路中的电流为时，电路的总电阻 设计路面限重为，由表可知，此时压敏电阻的阻值为，则定值电阻的阻值 （3）当定值电阻消耗的电功率为时，定值电阻两端的电压为 此时通过电路的电流 此时压敏电阻的阻值 由表可知，通过的汽车的重力是。 （4）由表格可知，压力越大，越小，当减小路面限重时，变大，控制电路电流为，I不变，U不变，此时应减小的阻值（或与定值电阻并联一个定值电阻）。 考点三　电磁继电器的应用 【例题精讲】 【例1】（2026年山西省朔州市怀仁市第二中学校中考二模物理试题）图甲是山西某陈醋酿造厂使用的温度自动监控报警器，在温度计里封入一段金属丝，当发酵车间温度达到金属丝下端所指的适宜发酵上限温度时，扬声器响起，提醒工人调控温度；当温度下降至低于该温度后，报警自动停止。下列说法正确的是（     ） A．电磁铁的工作原理与图乙所示原理相同 B．温度低于金属丝下端所指温度时，扬声器停止报警。 C．温度计与金属丝相当于电路中的电源 D．煤油可用作该自动报警器温度计中的工作液体 【答案】B 【详解】A．电磁铁的工作原理是电流的磁效应，图乙是通电导体在磁场中受力运动，二者原理不同，故A错误； B．温度低于金属丝下端所指温度时，温度计内液面下降，控制电路断开，电磁铁失去磁性，衔铁被弹簧拉起，扬声器的工作电路断开，扬声器停止报警，故B正确； C．控制电路已经有电源，温度计和金属丝的作用是控制电路的通断，相当于电路中的开关，故C错误； D．该装置需要温度计内的工作液体导电，才能接通控制电路；煤油是绝缘体，无法导电，不能用作该温度计的工作液体，故D错误。 故选B。 【例2】（2026·河南周口·二模）如图所示是一种温度自动控制报警装置的电路图。当温度达到90℃时，就会启动报警装置，发出信号提醒用户。对此装置，下列说法不正确的是（     ） A．水银是导体 B．自动控制报警装置中的电磁铁运用了电流的磁效应 C．报警时，电铃响、红灯亮 D．温度达到90℃时，绿灯亮 【答案】D 【详解】A．水银是金属，属于导体，当温度升高到 90℃时，水银柱上升接触金属丝，控制电路接通，故A正确； B．电磁铁的工作原理是电流的磁效应，即通电导体周围存在磁场，故B正确； CD．由题意可知，当温度达到90℃时，此时控制电路接通，启动报警装置，电磁铁有磁性，吸引衔铁向下，使红灯和电铃所在的电路接通，绿灯所在电路断开，因此电铃响、红灯亮，故C正确，D错误。 本题选不正确的，故选D。 【例3】（2026·广东东莞·模拟预测）如图所示是某款“照明灯”的电路。其控制电路中，为光敏电阻，其阻值随光照强度而变化。闭合开关S，电磁铁的上端为________极。白天光照强，的阻值较________（选填“大”或“小”），电路中电流较大，衔铁被吸下，灯L将________（选填“发光”或“不发光”）。 【答案】 N 小 不发光 【详解】根据右手螺旋定则，将右手握住螺线管，四指指向电流方向（电流从电磁铁上端流入、下端流出），大拇指指向上端（N极），因此电磁铁上端为N（北）极； 由题意知，白天光照强，电流较大，而电源电压不变，根据欧姆定律可知，总电阻较小，定值电阻不变，因此光敏电阻阻值较小； 当衔铁被吸下后，受控的照明灯电路断开，电路没有接通，因此灯L不发光，符合白天照明灯不需要工作的特点。 【基础巩固练】 【变式训练1】（2026·山东济南·模拟预测）图甲是市面上的一种多挡位恒温水杯，小强调查发现这种水杯的电路复杂、成本高，于是利用所学知识设计了图乙的改进电路。图乙中工作电路的电源电压为9V，加热电阻2Ω，S为干烧保护开关，防止杯中无水时干烧；控制电路的电源电压为5V， R1为热敏电阻，其阻值随温度变化情况如图丙所示，为控温电阻，通过改变自身阻值可实现45℃、60℃、80℃三挡控温。当控制电路的电流达到20mA时衔铁被吸下，如下描述正确的是（     ） A．水杯无水时S闭合 B．该水杯的正常加热功率为18W C．当调至45℃挡时，的阻值为50Ω D．加热升温过程中，控制电路功率减小 【答案】C 【详解】A．S是干烧保护开关，作用是防止杯中无水时干烧，因此水杯无水时S应该断开，切断工作电路，故A错误； B．正常加热功率为 故B错误； C．当达到设定温度时，控制电路电流 衔铁吸下停止加热。控制电路电源电压，根据欧姆定律，总电阻 由图丙可知，时热敏电阻，控制电路中与串联，的阻值为 故C正确； D．加热升温过程中，温度升高，由图丙可知的阻值逐渐减小，控制电路总电阻减小，电源电压不变，根据，总电阻减小，控制电路功率增大，故D错误。 故选C。 【变式训练2】（2026·山西运城·二模）如图所示是某项目化学习小组设计的智能电梯的简化原理图，其中R是压敏电阻，其阻值随压力变化而变化。当电梯上无乘客时，电动机转动较慢，电梯运行速度较慢；当电梯上有乘客时，电动机转动较快，电梯运行速度较快。下列说法正确的是（     ） A．当电梯上有乘客时，衔铁与触点1接触 B．电梯上无乘客时，衔铁与触点2接触 C．电梯上无乘客时，电磁铁的磁性增强 D．电梯上有乘客时，压敏电阻R的阻值减小 【答案】D 【详解】A．当电梯有乘客时，压力增大，电动机转动较快，说明此时工作电路电流变大，电动机没有与串联，衔铁与触点2接触，故A错误； BC．当电梯无乘客时，压力减小，电动机转动较慢，说明此时工作电路电流变小，电动机与串联，衔铁与触点1接触，电磁铁无法吸下衔铁，磁性减弱，故BC错误； D．当电梯有乘客时，衔铁与触点2接触，电磁铁可以吸下衔铁，磁性增强，说明控制电路中电流变大，由可知，压敏电阻的阻值减小，故D正确。 故选D。 【变式训练3】（25-26九年级上·广东茂名·期末）小西利用光敏电阻为社区设计了一种自动草坪灯，其工作原理如图所示。工作电路中有两盏规格均为“220V 22W”的灯泡L，天暗时灯泡L自动发光，天亮时自动熄灭；控制电路的电源电压U恒为12V，定值电阻R0的阻值为200Ω。在一定范围内，光敏电阻R的阻值与光照强度E（单位为Lx）之间的关系如下表所示。（电磁铁线圈的电阻忽略不计） 光照强度E/Lx 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 光敏电阻R/Ω 150 75 50 37.5 30 (1)随着光照强度的减弱，光敏电阻R的阻值______（选出“增大”或“减小”），电磁铁的磁性______（选填“增强”或“减弱”）；当光照强度减弱到一定值时，衔铁会被______（选填“吸下”或“释放”），工作电路工作。 (2)两盏灯均正常发光时，工作电路中的总电流为______A； (3)当天色渐暗，通过线圈的电流为0.04A时，工作电路的照明系统恰好启动。此时光照强度为_______Lx； (4)控制电路中电池使用一段时间后，电压会降低，将导致天暗时路灯______（选填“提前”“延后”或“准时”）发光。 【答案】(1) 增大 减弱 释放 (2)0.2 (3)1.5 (4)提前 【分析】（1）根据表格数据可知光敏电阻与光照强度的关系；根据欧姆定律可知控制电路的电流变化，根据电磁铁的磁性强弱的影响因素可知磁性的变化； （2）根据求出每盏灯泡正常发光时通过的电流，利用并联电路的电流特点求出两盏灯均正常发光时工作电路中的总电流； （3）根据表格数据得出光照强度E和光敏电阻R的阻值的关系，根据题意得出照明系统恰好启动时控制电路的电流，利用欧姆定律求出控制电路的总电阻，利用电阻的串联求出光敏电阻R的阻值，根据R与E的关系式求出光照强度E； （4）电池使用一段时间后，电压会降低，根据电磁铁的吸合电流不变分析光敏电阻阻值的变化。 【详解】（1）[1][2][3]根据表格中的数据可知，随着光照强度减弱，光敏电阻R的阻值增大，根据欧姆定律可知，电路中的电流变小，电磁铁的磁性减弱，当光照强度减小到一定值时，衔铁会被释放，照明系统工作。 （2）每盏灯泡正常发光时通过的电流为 因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以，两盏灯均正常发光时，工作电路中的总电流为 （3）通过线圈的电流为0.04A时，控制电路总电阻为 此时光敏电阻R的阻值为 由表格数据可知，光照强度E和光敏电阻R的阻值的关系为 所以当时，光照强度为 （4）电池使用一段时间后，电压会降低，电磁铁的吸合电流不变，根据可知，光敏电阻的阻值变小，光照强度变大，所以将导致天暗时路灯提前发光。 【能力提升练】 1．（2026·山西阳泉·三模）科技小组设计了一个如图甲所示的自动温控孵化箱。其电路由电源（电压恒为12V）、热敏电阻R（电阻随温度变化曲线如图乙所示）、电磁继电器（当通过线圈的电流时，吸下衔铁；时，弹簧弹开衔铁，线圈电阻忽略不计）、降温元件、开关及导线若干等组成。闭合开关S，当电路正常工作时，下列说法正确的是（     ）（环境温度为30℃） A．热敏电阻R的电阻随温度的升高而增大 B．当温度刚好达到26℃时，降温元件开始降温 C．该电路控制温度范围为 D．温控范围内，温度越高，控制电路的总功率越小 【答案】C 【详解】吸下衔铁时，电流为0.04A，即热敏电阻的阻值为 对照乙图，此时的温度为28℃，弹开衔铁时，电流为0.03A，即热敏电阻的阻值为 对照乙图，此时的温度为26℃。 A．由图乙曲线可见，温度升高，热敏电阻阻值减小，故A错误； B．温度升高，R变小，控制电路中的电流变大；只有温度达到28℃时，电流才达到0.04A，衔铁吸合，降温元件启动，故B错误； C．升温到28℃启动降温，降温到26℃停止降温，因此电路控制温度范围为26℃~28℃，故C正确； D．温控范围内，温度越高，R越小；电源电压不变，由可知，控制电路总功率越大，故D错误。 故选C。 2．（2026·广东清远·二模）目前，高层楼房越来越多，电梯得到广泛应用，出于安全考虑，电梯都设置超载自动报警系统，其工作原理如题图甲所示。已知控制电路的电源电压U=6 V，保护电阻，压敏电阻的阻值随压力F大小变化如图乙所示。电梯底架自重和电磁铁线圈的阻值都忽略不计。 (1)当压敏电阻受到的压力F增大时，其阻值________，控制电路中的电流________，从而使电磁铁的磁性增强。电梯超载时，衔铁被________吸住，触点K与触点B接触，电铃发出警报声，通过________传到人耳； (2)若电梯在20 s内将一位重600 N的乘客匀速提升15 m，电梯对乘客做功的功率是________W；（g取10 N/kg） (3)当电磁铁线圈电流达到20 mA时，衔铁刚好被吸住。若该电梯厢内站立总质量为800 kg的乘客时，试通过计算说明电梯________（选填“会”或“不会”）超载。 【答案】(1) 减小 增大 电磁铁 空气 (2) 450 (3) 不会 【详解】（1）由图乙可知，压力增大时压敏电阻阻值减小； 电源电压不变，总电阻减小，由欧姆定律可知电路电流增大； 超载时电磁铁磁性增强，吸住衔铁； 声音通过空气传入人耳。 （2）电梯对乘客做的功为 电梯对乘客做功的功率为 （3）乘客总重力为 压敏电阻受到的压力 衔铁刚好被吸住时电流 控制电路总电阻为 刚好吸合时压敏电阻的阻值为 由图乙可知，，时压敏电阻阻值大于200Ω，故控制电路电流小于20mA，衔铁不会被吸住，电梯不会超载。 3．（2026·江苏镇江·二模）小区电动车充电桩加装了温控电磁继电器报警系统，电路分为控制电路和工作电路两部分如图。控制电路中电源电压恒为，热敏电阻的阻值随温度变化的图像如图乙所示；工作电路含绿灯、电铃、喷水装置（为工作电路两个接入位置）。已知：电磁铁线圈电阻忽略不计；当控制电路电流时，衔铁被吸合，绿灯熄灭，电铃响、喷水装置工作。 (1)无火情常温状态下，衔铁未吸下，绿灯正常工作，则电铃和喷水装置应接在______（P/Q）处；用安培定则可判断，通电后电磁铁下端为______极；环境温度升高时，控制电路总电流______，电磁铁磁性______。 (2)若控制刚好在达到报警电流，求此时滑动变阻器接入电路的阻值。 (3)若想降低警报响起时的温度，可以采取以下哪些措施______。（本小题有多个选项正确，全部选对得2分，漏选得1分，不选或错选得0分） A．增大R的阻值 B．减小控制电路电压 C．减小R的阻值 D．减轻电磁铁上方衔铁的重量 【答案】(1) Q S 变大 变强 (2) (3)CD 【详解】（1）电磁继电器控制电路中，R、Rt、线圈串联，由图乙可知，热敏电阻阻值随温度的升高而减小。无火情时，温度低，Rt阻值大，控制电路电流小，此时电磁铁磁性弱，不能吸引衔铁，动触点与上方的静触点接通，此时绿灯亮，说明P处接绿灯，即接图丙中的电路②；当有火情时温度升高，Rt阻值变小，控制电路电流变大，达到电磁铁的吸合电流时，电磁铁吸引衔铁，动触点与下方的静触点接通，此时电铃报警同时电动水龙头喷水，说明Q处接电动水龙头和电铃； 电流从电磁铁上端流入，下端流出。由安培定则可判断，电磁铁的上端为N极，下端为S极； 环境温度升高时，由图乙可知，热敏电阻阻值减小，控制电路总电流变大，电磁铁磁性变强。 （2）控制电路电流达到 时电铃报警。当温度达到 70℃时，由图乙可知，，控制电路总电阻 ​滑动变阻器接入电路中的电阻为 （3）A．报警时控制电路中的电流不变，电源电压不变时，报警时电路中的总电阻不变，增大R的阻值，要达到报警电流需要 更小，对应温度更高，故A不符合题意； B．减小控制电路电压，报警时控制电路中的电流不变，报警时电路中的总电阻变小，要达到报警电流需要 更小，对应温度更高，故B不符合题意； C．报警时控制电路中的电流不变，电源电压不变时，报警时电路中的总电阻不变，减小R的阻值，要达到报警电流需要 更大，对应温度更低，故C符合题意； D．减轻电磁铁上方衔铁的重量，吸合需要的磁力减小，即需要的电流更小，要达到报警电流需要 更大，对应温度更低，故D符合题意。 故选CD。 【真题回顾】 1．（2026·四川巴中·中考真题）如图是一种温度自动报警器的示意图，在温度计里封入一段金属丝，当温度达到金属丝下端所指温度时，电铃响起，发出报警信号，下列说法不正确的是（     ） A．衔铁可用铜片代替 B．该温度计相当于控制电磁铁的开关 C．温度计的测温液具有热胀冷缩的性质 D．通过电磁铁的电流越大，它的磁性越强 【答案】A 【详解】A．电磁铁只能吸引铁、钴、镍这类物质；铜不能被电磁铁吸引，所以衔铁不能用铜片代替，故A错误； B．温度升高，测温液体上升接触金属丝，左侧控制电路接通；温度下降，电路断开，所以温度计相当于控制电磁铁的开关，故B正确； C．该温度计的测温液依靠热胀冷缩的性质，随温度变化升降来触发控制电路，故C正确； D．电磁铁磁性强弱和电流大小有关，线圈匝数不变时，电流越大，磁性越强，故D正确。 本题选错误的，故选A。 2．（2026·广东广州·中考真题）如图为某跨学科实践小组制作的电动晾衣装置模型简图。 (1)旋钮旋至OFF挡，电磁铁________（选填“有”“无”）磁性，钢丝绳被夹紧，晾衣杆悬停； (2)旋钮旋至Ⅰ挡，电流从________（选填“P”“Q”）点流入电动机，晾衣杆匀速下降； (3)旋钮旋至Ⅱ挡，晾衣杆匀速上升。在某次操作中，晾衣杆匀速上升0.8 m，用时10 s。已知晾衣杆的重力为10 N，求钢丝绳对晾衣杆拉力所做的功和功率。 【答案】(1)无 (2)P (3)： 【详解】（1）电磁铁只有通电时才有磁性，旋钮旋至OFF挡时电路断开，电磁铁没有电流通过，因此无磁性。 （2）电动机的转动方向与电流方向有关，当旋钮接Ⅰ挡时，电流从电源正极流出后，经左接线柱Ⅰ从P点流入电动机，此时电动机转向使晾衣杆匀速下降。 （3）晾衣杆匀速上升，拉力与重力平衡，即 拉力做功 拉力功率 3．（2026·四川·中考真题）2025年7月，甘孜州泸定、丹巴两条无人机运邮航线正式运营，覆盖偏远乡村，实现邮件包裹“小时达”。运邮主要使用一款装有电池低温保护装置的纯电大型无人机，为模拟低温保护功能，同学们设计了图甲所示电路，当温度低至15℃时，工作电路中的加热元件开始工作；温度高于15℃，停止工作。控制电路中为定值电阻，热敏电阻有a、b两种类型可供选择，其阻值随温度变化关系如图乙所示。 (1)关于无人机，下列说法不合理的是________。 A．外壳选用轻质、坚固的材料 B．利用人工智能提升运输效率 C．机上指示灯用超导材料制成 D．寒冷环境会影响电池的使用 (2)要达成设计要求，应选择________类型的热敏电阻（选填“a”或“b”）。 (3)控制电路中电源电压恒为6V，当开始工作时，控制电路中的电流为0.12A，电磁铁线圈电阻忽略不计，则的阻值为________Ω。 (4)若无人机满载飞行时的额定功率为1000W，电池储存电能有80%可用于飞行做功，充满一次电可供无人机连续满载飞行80min，则电池充满电时储存的总电能为________。 【答案】(1)C (2)a (3)10 (4) 【详解】（1）A．无人机需要减轻自重同时保证结构强度，选用轻质坚固材料合理，故A不符合题意； B．人工智能可以优化航线、调度，从而提升运输效率，合理，故B不符合题意； C．机上指示灯利用电流的热效应发光，而超导材料电阻为0，无法发热发光，不合理，故C符合题意； D．题目提到需要低温保护，说明寒冷环境会影响电池使用，合理，故D不符合题意； 故选C。 （2）设计要求温度低至15℃时工作，温度高于15℃时停止。由电路可知，工作时电磁铁磁性较强，控制电路电流较大，说明温度降低时热敏电阻阻值需要变小。由图乙可知，温度降低时，a型热敏电阻阻值减小，符合要求，故选a。 （3） 当开始工作时，温度为15℃，由图乙得此时。根据欧姆定律，控制电路总电阻 串联电路总电阻等于各电阻之和，因此 （4）飞行时间 无人机满载飞行消耗的电能 由题意，，因此总电能 4．（2026·湖南·中考真题）某科技小组设计了一款智能注水装置，图甲是简化的工作原理示意图。控制电路的电源电压保持不变，R0为定值电阻，线圈和光控开关的电阻忽略不计。当杯子放置在托盘上时，托盘压缩弹簧与轻质绝缘连杆一起下降，带动R上的滑片P向下移动，同时光控开关自动闭合，控制电路接通，衔铁被吸下，注水电机稍后开始缓慢注水（忽略水流动带来的影响）。当线圈中的电流等于或小于40mA时，衔铁弹回，工作电路断开。取下杯子，光控开关自动断开。滑动变阻器R连入电路的阻值与托盘受到的压力F关系如图乙所示。杯中水无溢出，g取10N/kg。 (1)随着杯中水量的增加，R接入电路中的阻值变__________，电磁铁磁性变__________； (2)将质量为160g的空杯放入托盘静止且未注水时，控制电路中的电流为50mA；当注水停止时，R的阻值为50Ω。求：停止注水时杯中水的质量和控制电路的电源电压； (3)放上空杯后，若要增加最大注水量，请你提出一条可行的建议：__________。 【答案】(1) 大 弱 (2)240g，6V (3)增大控制电路的电源电压/减小的阻值 【详解】（1）随着杯中水量增加，杯子对托盘的压力增大，由图乙可知，压力越大时，滑动变阻器R接入电路的阻值越大。 控制电路中，电源电压不变，R0与R串联，R阻值变大则电路总电阻变大，根据可知，电路电流变小，电磁铁磁性变弱。 （2）空杯对托盘的压力为 由图乙可知，此时，控制电路电源电压 当注水停止时，R的阻值为50Ω，此时电路中电流为40mA，控制电路电源电压 控制电路电源电压不变，则 解得， 由图乙可知，当时，，杯子和水的总重力为 水的重力为 停止注水时杯中水的质量为 （3）要增加最大注水量，需要让衔铁弹回时托盘承受更大的压力，由图乙可知，压力越大，R越大，因此需要让电路在R更大时电流仍能达到40mA。控制电路中电流 则 要想在R更大时电流仍能达到40mA，可以在R0不变时，增大控制电路的电源电压，或控制电路电源电压不变时，减小的阻值。 5．（2026·江苏苏州·中考真题）科技小组计划制作一个电加热装置。 【项目要求】 发热体由220V家庭电路供电，装置在工作时要能够自动控温。 【器材准备】 查阅了PTC和NTC两种热敏电阻，它们的阻值R随温度t变化关系如图甲所示，NTC的阻值随温度升高而减小，PTC的阻值随温度升高而增大。小组采购了这两种电阻和足够长的电热丝（电热丝规格为20Ω/m，安全工作电流不超过2.2A）。 【设计与制作】 为方便接入发热体，小组制作了图乙装置，A、B为两根接线桩（两端电压为220V），可供接入多组加热元件。 （一）第一小组讨论后，选用电热丝做发热体，同时使用电磁继电器、NTC热敏电阻等元件制作控温电路。 (1)为制作功率为400W的发热体，需在两接线桩之间接入长度为________m的电热丝。为便于安装，可先将电热丝缠绕到________（陶瓷/铜/木质）管上（图丙）。若发热功率需提升至800W，下列做法中合理的是________（选填字母）。 A．更换电热丝，新接入A、B间的电热丝长度为原长的一半 B．并联一根电热丝，新接入A、B间的电热丝长度与原长相等 C．上述两种方法均可 (2)如图丁，自制控温装置时，电磁继电器线圈电阻忽略不计，当线圈中电流时，衔铁会被吸下，当时，衔铁会被释放弹起，电源电压为3V。所用NTC热敏电阻的阻值随温度变化关系曲线如图戊。 ①连接电路  图丁中M、N两点应连在________两个接线柱上。 ②为使温度升至50℃时，电热丝停止加热，电阻箱阻值应调为________。该加热装置维持温度范围为________℃～50℃。 ③如果电磁继电器线圈和导线上电阻不可忽略，电阻箱仍使用②中的阻值，则加热装置可达到的最高温度会________50℃。 （二）第二小组了解到PTC热敏电阻规格多样，还可以作为发热体使用，于是尝试把PTC热敏电阻直接接入家庭电路中（图己），不使用电磁继电器来控温。 (3)请你分析第二小组采用的方案，是否满足在发热的同时还能实现自动控温的要求，并说明理由：________。 【答案】(1) 6.05 陶瓷 B (2) a、b 40 15 高于 (3)能实现自动控温的要求。根据，当温度升高时，PTC热敏电阻阻值变大，电功率变小，可导致温度降低；当温度降低时，阻值变小，电功率变大，可导致温度升高。 【详解】（1）根据功率公式，可得400W发热体的电阻 结合电热丝规格20Ω/m，电热丝长度 缠绕电热丝的载体需要绝缘、耐热，铜是导体，木质易燃，因此选择陶瓷。 A．接入原长一半的电热丝，电阻 电流 超过安全电流，不合理； B．并联一根等长电热丝，每根电热丝功率 且每根电热丝电流 安全合理。故选B。 （2）温度升高到设定值时，NTC电阻减小，控制电路电流增大，衔铁吸下，需要断开加热电路，因此加热电路的M、N应接在衔铁未吸下时连通的a、b接线柱。 50℃停止加热时，电流 总电阻 由图戊得50℃时NTC电阻为10Ω，因此电阻箱阻值 当电流降到 衔铁释放重新加热，总电阻 NTC电阻 对应图戊得温度为15℃，因此温度范围为15℃∼50℃。 若线圈电阻不可忽略，电阻箱仍为40Ω，50℃时总电阻大于50Ω，电流小于60mA，无法吸下衔铁，温度会继续升高，因此最高温度高于50℃。 （3）略 6．（2025·山东德州·中考真题）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，Rt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______和的阻值______。 【答案】(1)S (2)140℃ (3) 1100W 44Ω 【详解】（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，，，线圈电阻不计，为热敏电阻，、串联。 当电流 时，衔铁吸合，停止加热。由欧姆定律可得总电阻 由串联电路电阻特点，此时热敏电阻阻值 查表可得 时，电蒸锅内的温度 （3）[1][2]由图可知，在工作电路中，，，高温挡功率 。当、都闭合时，与并联，由可知，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 代入数据： 解得， 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 $