16.4 电磁继电器与自动控制（重难点专练）物理新教材沪粤版九年级下册

16.4 电磁继电器与自动控制 题型01 电磁继电器 题型02 电磁继电器的应用 ▌题型01 电磁继电器 1. 认识电磁继电器 电磁继电器是利用 低电压 、 弱电流 电路的通断，来间接控制 高电压 、 强电流 电路通断的装置。它实质上是一个由 电磁铁 控制的开关。 2. 构造 如图所示，电磁继电器主要由以下几部分组成： 电磁铁：包括线圈和铁芯。 衔铁：被电磁铁吸引的可动部分。 弹簧：当电磁铁失去磁性时，将衔铁拉回原位。 触点：分为静触点和动触点，用于接通或断开工作电路。 3. 工作原理 通电时：控制电路接通，电磁铁线圈中有电流通过，产生 磁性 ，吸引 衔铁 ，使动触点与下面的静触点接触，从而接通 工作 电路，用电器工作。 断电时：控制电路断开，电磁铁线圈中无电流，失去 磁性 ， 弹簧 将衔铁拉起，使动触点与上面的静触点接触（或断开下面的触点），从而切断（或转换）工作电路，用电器停止工作。 4. 电路组成 电磁继电器所在的电路通常分为两个部分： 控制电路：由低压电源、开关、电磁铁线圈组成。 工作电路：由高压电源、用电器、触点组成。 特别提醒 电磁继电器的核心部件是电磁铁。 使用电磁继电器的主要目的是实现安全操作 （人远离高压区）、自动控制和远距离控制。 1．图甲为简单恒温箱温控电路（U为恒压电源），电磁继电器线圈的电阻为30Ω，R为热敏电阻，其阻值R随温度t变化的图像如图乙所示，为滑动变阻器，当线圈中的电流大于或等于20mA时，衔铁被吸合，加热器停止工作，实现温度控制，关于该恒温箱的说法正确的是（     ） A．继电器中电磁铁的上端为N极 B．恒温箱内的加热器应接在BD间 C．若该恒温箱的设定温度高一些，滑动变阻器滑片应向上移 D．若将U的正负极对调不会影响其工作 【答案】D 【详解】A．根据安培定则，右手握住螺线管，四指指向电流的流向（电流从电磁铁下端流入、上端流出），大拇指指向电磁铁的下端，因此电磁铁下端为N极，上端为S极，故A错误； ‌B．温控逻辑要求：温度较低时，控制电路电流小，衔铁未被吸合，加热器需要工作；当电流达到20mA衔铁被吸合后，加热器停止工作。因此加热器需要接在衔铁未吸合时连通的触点A、C之间，若接在BD间，衔铁吸合时加热器才接通工作，不符合温控要求，故B错误； C．衔铁触发吸合的电流固定为20mA，由可知触发时控制电路总电阻为定值。若设定温度更高，由图乙可知热敏电阻R的阻值随温度升高而减小，因此需要增大滑动变阻器接入的阻值来维持总电阻不变，滑动变阻器滑片应向下移动（接入电阻变大），向上移动会使接入电阻变小，无法满足要求，故C错误； D‌．电磁铁的磁性仅与电流大小、线圈匝数有关，和电流方向无关。将电源U的正负极对调后，线圈中电流大小的变化规律不变，电磁铁仍然可以在电流达到20mA时吸合衔铁，完全不影响温控电路的正常工作，故D正确。 故选D。 2．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。 3．2024年10月30日，神舟十九号载人飞船发射成功。载人飞船在发射前，检测飞船舱体的气密性至关重要。某小组在项目式学习中设计了一个检测容器气密性的装置，如图甲所示，该装置由控制电路和工作电路两部分构成。控制电路的电源电压U不变，R1为定值电阻，阻值为40Ω，力敏电阻RM置于容器中，工作电路中的a、b处分别为绿灯或电铃。先将容器内部抽成真空，若容器不漏气，绿灯一直亮；若容器漏气，一段时间后达到临界气压时电铃就发声报警。已知力敏电阻RM的阻值随气体压强的变化图像如图乙所示。舱体不漏气时，容器内气压为0，通过控制电路的电流为0.1A。 (1)按照电路的设计要求，a处是___________（选填“绿灯”或“电铃”）。 (2)容器不漏气时，RM两端的电压是多少？ (3)某一时刻，R1两端的电压为7.2V，请推算出此时容器内的气压值。 【答案】(1)绿灯 (2)5V (3) 【详解】（1）舱体不漏气时，容器内气压为0，由图乙可知此时力敏电阻阻值最大，控制电路总电阻最大，电流最小，电磁铁磁性弱，衔铁未被吸下，此时a所在的上通路接通、b所在的下通路断开，绿灯常亮，因此a是绿灯，b是电铃；当容器漏气后气压升高，阻值减小，控制电路电流增大，电磁铁吸下衔铁，下通路接通，电铃报警，符合设计要求。 （2）因为和串联，所以舱体不漏气时， 由图乙可知，当舱体不漏气时，气压为0，，由得，两端的电压 （3）因为和串联，所以舱体不漏气时，总电阻 控制电路的电源电压 由题意可知，通过R1​的电流 因为和串联，所以通过RM​的电流 RM​两端的电压 RM​的电阻 由图乙可知，此时容器内气压为 4．（多选）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”的两极分别与水银和金属丝相连。闭合开关S后，下列说法正确的是（     ） A．此时温度为84.0℃，发热电阻仍在加热 B．若电磁铁的左端为N极，则“电源1”的右端为正极 C．为增强电磁铁的磁性，可以减小“电源1”的电压 D．增大“电源2”的电压，则相同时间内发热电阻产生的热量更少 【答案】AB 【详解】A．温度计分度值为1℃，示数为，低于金属丝下端温度（约），控制电路断开，电磁铁无磁性，衔铁与触点接触，工作电路闭合，发热电阻仍在加热，故A正确； B．若电磁铁左端为N极，由安培定则结合线圈绕向可知电流从线圈右端流入、左端流出，则“电源1”的右端为正极，故B正确； C．由可知，减小“电源1”的电压，控制电路电流减小，电磁铁磁性减弱，故C错误； D．由可知，增大“电源2”的电压，相同时间内发热电阻产生的热量更多，故D错误。 故选AB。 5．阅读短文，回答问题。 高速动车均安装了烟雾报警器，一旦有烟雾产生，烟雾报警系统就会报警，列车随即自动减速甚至停车。小明在查阅资料后，设计了一只“烟雾报警器”（电路如图所示）。该报警器由“控制电路”和“工作电路”所组成，其中“控制电路”由光敏电阻R、电磁铁（线圈阻值）、电源、开关等组成；“工作电路”由蓄电池、电铃、导线等组成。小明的设计思路是：当光敏电阻接收到的光照强度减弱到一定程度时，工作电路接通，电铃报警。已知该光敏电阻的阻值R与光照强度E之间的关系如表所示。 光照强度E/cd 1 2 3 4 5 6 光敏电阻R/Ω 36 18 12 9 6 (1)当车厢的烟雾浓度增大，光敏电阻的阻值将________（选填“增大”或“减小”），表格中的光敏电阻=_______Ω； (2)电磁铁的下端为________极。 (3)根据上述报警器的工作原理判断，电铃应接在________（选填“甲”或“乙”）处； (4)如果光敏电阻接收到的光照强度在6cd时，闭合控制电路的开关，5min后，电流通过电磁铁的线圈产生的热量为________J。 (5)闭合控制电路的开关，当线圈中的电流大于或等于250mA时，继电器的衔铁被吸合，则光敏电阻接收到的光照强度需要在________cd以上。 【答案】(1) 增大 7.2 (2)N (3)甲 (4)400 (5)3 【详解】（1）烟雾浓度增大后，射向光敏电阻的光照强度减弱，由表格数据可知，光照强度减弱，光敏电阻的阻值增大。 观察表格数据：光照强度E和光敏电阻R的乘积为定值 当时光敏电阻 （2）根据安培定则，右手握住螺线管，四指顺着电流方向环绕螺线管，大拇指指向电磁铁下端，因此电磁铁下端为N极。 （3）当光照强度减弱到一定程度，光敏电阻阻值增大，控制电路电流减小，电磁铁磁性减弱，衔铁被弹簧拉起，接通甲所在的电路，此时电铃报警，因此电铃应接在甲处。 （4）光照强度6cd时，光敏电阻，控制电路总电阻 电路电流 通电时间 根据焦耳定律，线圈产生的热量 （5）当电流时，控制电路总电阻 此时光敏电阻阻值 对照表格可知对应光照强度为3cd，即光照强度在3cd以上时，电流，衔铁被吸合。 ▌题型02 电磁继电器的应用 1. 自动控制的基本思路 在自动控制电路中，通常需要一个 传感器 （如光敏电阻、热敏电阻、压力传感器等）来感知环境变化，并将这种变化转化为电信号（电阻变化导致电流变化），进而控制电磁铁的磁性强弱或有无，最终通过电磁继电器控制工作电路。 2. 常见应用实例 水位报警器：利用水的导电性。当水位到达金属块A时，控制电路接通，电磁铁有磁性，吸引衔铁，红灯亮。 温度自动报警器：利用双金属片或热敏电阻。当温度升高到设定值时，控制电路接通，电磁铁工作，触发报警。 防盗报警器：利用压力开关或光敏电阻。 3. 电路分析步骤 分清电路：找出哪部分是控制电路（含电磁铁），哪部分是工作电路（含用电器）。 分析条件：确定什么条件下控制电路接通（如：光照减弱、温度升高、水位上升）。 推导动作：控制电路接通 电磁铁有磁性 吸引衔铁 触点动作（闭合或断开）。 判断结果：工作电路通断 用电器工作状态改变。 1．某校科技小组设计如图甲所示的汽车转向灯电路模型原理图。接通相应指示灯后，该指示灯会亮（正常发光）、暗（微弱发光）交替闪烁。电路中电源电压12V不变，指示灯的规格为“12V 6W”，R0为定值电阻，左转或右转指示灯单独闪烁时，电压表两端实际电压随时间的变化规律如图乙所示。设指示灯的电阻不变，电磁铁线圈及衔铁的电阻不计。求： (1)转向开关S与触点“2”和“3”接触时，指示灯微弱发光状态下的实际电功率； (2)转向开关S与触点“4”和“5”接触时，指示灯交替闪烁工作10min消耗的电能。 【答案】(1)0.24W (2)2448J 【详解】（1）根据得，指示灯的电阻为 由图甲可知，转向开关S与触点“2”和“3”接触时，左转指示灯与定值电阻串联，电路电阻较大，电流较小，由可知，指示灯的功率较小，微弱发光；电流通过电磁铁，电磁铁具有磁性，将衔铁吸引下来，A、B两个触点接触，R0与电磁铁线圈短路，电压表示数为0，指示灯两端的电压为电源电压，此时指示灯正常发光。 由图乙可知，当指示灯微弱发光时，两端的电压为 因串联电路中总电压等于各分电压之和，指示灯两端的电压 指示灯微弱发光状态下的实际电功率为 （2）转向开关S与触点“4”和“5”接触时，右转指示灯与定值电阻串联，由图乙可知，交替工作的周期为0.3s，一个周期内正常发光时间为0.2s，微弱发光时间为0.1s；则指示灯交替闪烁工作10min。正常发光的时间 微弱发光的时间 由得，正常发光消耗的电能 由于左转指示灯与右转指示灯规格相同，微弱发光时，其消耗的功率也相同，即 微弱发光时消耗的电能 共消耗电能 2．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。 3．（多选）如图所示，小洛设计的一款体温检测装置的简化电路（其中a、b、c处电路元件为热敏电阻、指示灯或电铃），当人体温度正常时，指示灯发光，电铃不响；人体温度高于一定值时，指示灯熄灭，电铃响发出报警。电路中热敏电阻的阻值随人体温度的升高而减小。此装置在使用过程中（    ） A．开关S闭合时，电磁铁上端为S极 B．指示灯应该安装在a处 C．电铃应该安装在b处 D．人体温度越高，电磁铁的磁性越弱 【答案】BC 【详解】A．图中电流从螺线管上端流入，下端流出，根据安培定则可知，电磁铁下端为S极，上端为N极，故A错误； B．人体温度正常时，温度较低，热敏电阻阻值大，控制电路电流小，电磁铁磁性弱，衔铁不被吸下，此时接通a所在的工作电路，指示灯发光，因此指示灯应该安装在a处，故B正确； C．人体温度高于一定值时，热敏电阻阻值减小，控制电路电流增大，电磁铁磁性增强，吸下衔铁，接通b所在的工作电路，电铃发声报警，因此电铃应该安装在b处，故C正确； D．人体温度越高，热敏电阻阻值越小，控制电路总电阻越小，电源电压不变，由可知，控制电路电流越大，电磁铁的磁性越强，故D错误。 故选BC。 4．（多选）海鲜保存常要求温度低于-18℃。小明为海鲜市场的冷库设计了温度自动报警器，其原理如图甲所示。控制电路和工作电路的电源电压均为3V保持不变，电磁铁线圈电阻忽略不计，乙图为热敏电阻R随温度变化的图像。冷库温度等于或高于-18℃时，工作电路报警。下列说法正确的是（　　） A．冷库温度升高时，热敏电阻R的阻值变大 B．工作电路报警时，衔铁被吸下，灯亮铃不响 C．冷库温度为-18℃时，控制电路中电流为0.03A D．冷库温度降低时，控制电路消耗的电功率变小 【答案】CD 【详解】A．根据题图乙可知，随着温度的升高，热敏电阻R的阻值变小，故A错误； B．由于热敏电阻的阻值随温度的升高而减小，控制电路中的电流会增大，电磁铁的磁性会增强，将衔铁吸下，此时工作电路中灯不亮，铃会响，故B错误； C．根据题图乙可知，当冷库的温度为-18℃时，热敏电阻的阻值为100Ω，控制电路中的电流，故C正确； D．根据上述分析可知，冷库温度降低，热敏电阻的阻值变大，根据可知，控制电路消耗的电功率变小，故D正确。 故选CD。 5．（多选）如图是一种家庭燃气报警器的电路示意图，控制电路中的气敏电阻的阻值随燃气浓度增大而减小，为滑动变阻器。当燃气浓度高于设定值时，电铃报警。下列说法正确的是（   ） A．左侧电磁铁的上端为其N极 B．当燃气浓度升高时，电磁铁的磁性增强 C．电铃应该接在C、D点之间 D．若想将触发报警的燃气浓度设定为更低的标准，应将的滑片向右调节 【答案】ABCD 【详解】A．根据安培定则，电流从电磁铁的下端流入、上端流出，右手四指沿电流方向握住螺线管，大拇指指向上端，因此电磁铁的上端是N极，下端是S极，故A正确； BC．当燃气浓度升高时，气敏电阻R1的阻值减小，控制电路总电阻减小，根据欧姆定律，控制电路电流增大，电磁铁的磁性增强，吸引衔铁，使动触点与下面静触点接触，此时电铃报警，所以电铃应接在C、D之间，故BC正确； D．如果想在燃气浓度更低时报警，报警时的电流不变，此时气敏电阻R1的阻值较大，为了使控制电路在R1较大时也能达到报警电流，电压U1不变，根据，应减小滑动变阻器R2的阻值，R2的滑片应向右调节，故D正确。 故选 ABCD。 2 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 16.4 电磁继电器与自动控制 题型01 电磁继电器 题型02 电磁继电器的应用 ▌题型01 电磁继电器 1. 认识电磁继电器 电磁继电器是利用 低电压 、 弱电流 电路的通断，来间接控制 高电压 、 强电流 电路通断的装置。它实质上是一个由 电磁铁 控制的开关。 2. 构造 如图所示，电磁继电器主要由以下几部分组成： 电磁铁：包括线圈和铁芯。 衔铁：被电磁铁吸引的可动部分。 弹簧：当电磁铁失去磁性时，将衔铁拉回原位。 触点：分为静触点和动触点，用于接通或断开工作电路。 3. 工作原理 通电时：控制电路接通，电磁铁线圈中有电流通过，产生 磁性 ，吸引 衔铁 ，使动触点与下面的静触点接触，从而接通 工作 电路，用电器工作。 断电时：控制电路断开，电磁铁线圈中无电流，失去 磁性 ， 弹簧 将衔铁拉起，使动触点与上面的静触点接触（或断开下面的触点），从而切断（或转换）工作电路，用电器停止工作。 4. 电路组成 电磁继电器所在的电路通常分为两个部分： 控制电路：由低压电源、开关、电磁铁线圈组成。 工作电路：由高压电源、用电器、触点组成。 特别提醒 电磁继电器的核心部件是电磁铁。 使用电磁继电器的主要目的是实现安全操作 （人远离高压区）、自动控制和远距离控制。 1．图甲为简单恒温箱温控电路（U为恒压电源），电磁继电器线圈的电阻为30Ω，R为热敏电阻，其阻值R随温度t变化的图像如图乙所示，为滑动变阻器，当线圈中的电流大于或等于20mA时，衔铁被吸合，加热器停止工作，实现温度控制，关于该恒温箱的说法正确的是（     ） A．继电器中电磁铁的上端为N极 B．恒温箱内的加热器应接在BD间 C．若该恒温箱的设定温度高一些，滑动变阻器滑片应向上移 D．若将U的正负极对调不会影响其工作 2．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。 3．2024年10月30日，神舟十九号载人飞船发射成功。载人飞船在发射前，检测飞船舱体的气密性至关重要。某小组在项目式学习中设计了一个检测容器气密性的装置，如图甲所示，该装置由控制电路和工作电路两部分构成。控制电路的电源电压U不变，R1为定值电阻，阻值为40Ω，力敏电阻RM置于容器中，工作电路中的a、b处分别为绿灯或电铃。先将容器内部抽成真空，若容器不漏气，绿灯一直亮；若容器漏气，一段时间后达到临界气压时电铃就发声报警。已知力敏电阻RM的阻值随气体压强的变化图像如图乙所示。舱体不漏气时，容器内气压为0，通过控制电路的电流为0.1A。 (1)按照电路的设计要求，a处是___________（选填“绿灯”或“电铃”）。 (2)容器不漏气时，RM两端的电压是多少？ (3)某一时刻，R1两端的电压为7.2V，请推算出此时容器内的气压值。 4．（多选）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”的两极分别与水银和金属丝相连。闭合开关S后，下列说法正确的是（     ） A．此时温度为84.0℃，发热电阻仍在加热 B．若电磁铁的左端为N极，则“电源1”的右端为正极 C．为增强电磁铁的磁性，可以减小“电源1”的电压 D．增大“电源2”的电压，则相同时间内发热电阻产生的热量更少 5．阅读短文，回答问题。 高速动车均安装了烟雾报警器，一旦有烟雾产生，烟雾报警系统就会报警，列车随即自动减速甚至停车。小明在查阅资料后，设计了一只“烟雾报警器”（电路如图所示）。该报警器由“控制电路”和“工作电路”所组成，其中“控制电路”由光敏电阻R、电磁铁（线圈阻值）、电源、开关等组成；“工作电路”由蓄电池、电铃、导线等组成。小明的设计思路是：当光敏电阻接收到的光照强度减弱到一定程度时，工作电路接通，电铃报警。已知该光敏电阻的阻值R与光照强度E之间的关系如表所示。 光照强度E/cd 1 2 3 4 5 6 光敏电阻R/Ω 36 18 12 9 6 (1)当车厢的烟雾浓度增大，光敏电阻的阻值将________（选填“增大”或“减小”），表格中的光敏电阻=_______Ω； (2)电磁铁的下端为________极。 (3)根据上述报警器的工作原理判断，电铃应接在________（选填“甲”或“乙”）处； (4)如果光敏电阻接收到的光照强度在6cd时，闭合控制电路的开关，5min后，电流通过电磁铁的线圈产生的热量为________J。 (5)闭合控制电路的开关，当线圈中的电流大于或等于250mA时，继电器的衔铁被吸合，则光敏电阻接收到的光照强度需要在________cd以上。 ▌题型02 电磁继电器的应用 1. 自动控制的基本思路 在自动控制电路中，通常需要一个 传感器 （如光敏电阻、热敏电阻、压力传感器等）来感知环境变化，并将这种变化转化为电信号（电阻变化导致电流变化），进而控制电磁铁的磁性强弱或有无，最终通过电磁继电器控制工作电路。 2. 常见应用实例 水位报警器：利用水的导电性。当水位到达金属块A时，控制电路接通，电磁铁有磁性，吸引衔铁，红灯亮。 温度自动报警器：利用双金属片或热敏电阻。当温度升高到设定值时，控制电路接通，电磁铁工作，触发报警。 防盗报警器：利用压力开关或光敏电阻。 3. 电路分析步骤 分清电路：找出哪部分是控制电路（含电磁铁），哪部分是工作电路（含用电器）。 分析条件：确定什么条件下控制电路接通（如：光照减弱、温度升高、水位上升）。 推导动作：控制电路接通 电磁铁有磁性 吸引衔铁 触点动作（闭合或断开）。 判断结果：工作电路通断 用电器工作状态改变。 1．某校科技小组设计如图甲所示的汽车转向灯电路模型原理图。接通相应指示灯后，该指示灯会亮（正常发光）、暗（微弱发光）交替闪烁。电路中电源电压12V不变，指示灯的规格为“12V 6W”，R0为定值电阻，左转或右转指示灯单独闪烁时，电压表两端实际电压随时间的变化规律如图乙所示。设指示灯的电阻不变，电磁铁线圈及衔铁的电阻不计。求： (1)转向开关S与触点“2”和“3”接触时，指示灯微弱发光状态下的实际电功率； (2)转向开关S与触点“4”和“5”接触时，指示灯交替闪烁工作10min消耗的电能。 2．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 3．（多选）如图所示，小洛设计的一款体温检测装置的简化电路（其中a、b、c处电路元件为热敏电阻、指示灯或电铃），当人体温度正常时，指示灯发光，电铃不响；人体温度高于一定值时，指示灯熄灭，电铃响发出报警。电路中热敏电阻的阻值随人体温度的升高而减小。此装置在使用过程中（    ） A．开关S闭合时，电磁铁上端为S极 B．指示灯应该安装在a处 C．电铃应该安装在b处 D．人体温度越高，电磁铁的磁性越弱 4．（多选）海鲜保存常要求温度低于-18℃。小明为海鲜市场的冷库设计了温度自动报警器，其原理如图甲所示。控制电路和工作电路的电源电压均为3V保持不变，电磁铁线圈电阻忽略不计，乙图为热敏电阻R随温度变化的图像。冷库温度等于或高于-18℃时，工作电路报警。下列说法正确的是（　　） A．冷库温度升高时，热敏电阻R的阻值变大 B．工作电路报警时，衔铁被吸下，灯亮铃不响 C．冷库温度为-18℃时，控制电路中电流为0.03A D．冷库温度降低时，控制电路消耗的电功率变小 5．（多选）如图是一种家庭燃气报警器的电路示意图，控制电路中的气敏电阻的阻值随燃气浓度增大而减小，为滑动变阻器。当燃气浓度高于设定值时，电铃报警。下列说法正确的是（   ） A．左侧电磁铁的上端为其N极 B．当燃气浓度升高时，电磁铁的磁性增强 C．电铃应该接在C、D点之间 D．若想将触发报警的燃气浓度设定为更低的标准，应将的滑片向右调节 2 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 16.4 电磁继电器与自动控制 ▌题型01 电磁继电器 1.【答案】D 2.【答案】(1) 减小 增大 电磁铁 空气 (2) 450 (3) 不会 3.【答案】(1)绿灯 (2)5V (3) 4.【答案】 AB 5.【答案】(1) 增大 7.2 (2)N (3)甲 (4)400 (5)3 ▌题型02 电磁继电器的应用 1.【答案】(1)0.24W (2)2448J 2.【答案】(1) Q S 变大 变强 (2) (3)CD 3.【答案】BC 4.【答案】CD 5.【答案】ABCD 2 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $