同步練習(xí)：16.4電磁繼電器與自動(dòng)控制（解析版）（滬粵版）

學(xué)而優(yōu)教有方.4電磁繼電器與自動(dòng)控制一、單選題1．如圖所示是一種溫度自動(dòng)報(bào)警器的原理圖。制作水銀溫度計(jì)時(shí)，在玻璃管的兩端分別封入一段金屬絲。電池的兩極分別與金屬絲相連，當(dāng)溫度達(dá)到與電池正極相連的金屬絲下端所指的溫度時(shí)，電鈴就響起來，發(fā)出報(bào)警信號(hào)下列說法正確的是（）A．溫度計(jì)中的水銀是絕緣體B．電鈴響時(shí)，電磁鐵右端是N極C．溫度降低到74℃以下，電鈴響D．電鈴響且滑片P向左移動(dòng)時(shí)，電磁鐵磁性減弱【答案】B【解析】A．水銀屬于金屬，金屬是導(dǎo)體，故A錯(cuò)誤；B．由安培定則知，電磁鐵的右端為N極，故B正確；C．由電路圖知，溫度降到74℃時(shí)，控制電路斷開，電磁鐵無磁性，銜鐵被釋放，電鈴不響，故C錯(cuò)誤；D．由電路圖知，當(dāng)滑片向左移動(dòng)時(shí)，變阻器接入電路的阻值減小，由歐姆定律知，電路中的電流增大，電磁鐵的磁性增強(qiáng)，故D錯(cuò)誤。故選B。2．小明設(shè)計(jì)了一款“智能照明燈”，其電路的原理圖如圖所示，光線較暗時(shí)燈泡自動(dòng)發(fā)光，光線較亮?xí)r燈液所示制電路中，電源電壓恒定，為定值電阻，為光敏電阻，其阻值隨光照強(qiáng)度的增大而減小。以下說法正確的是（）A．電磁鐵的上端為S極B．當(dāng)光照強(qiáng)度增強(qiáng)，控制電路的電流變小C．當(dāng)光照強(qiáng)度減弱，電磁鐵的磁性增強(qiáng)D．燈泡應(yīng)設(shè)計(jì)在和兩接線柱之間【答案】D【解析】A．由圖可知，根據(jù)安培定則可知，電磁鐵的上端為N極，故A錯(cuò)誤；B．當(dāng)光照強(qiáng)度增強(qiáng)，光敏電阻的阻值減小，總電阻減小，根據(jù)歐姆定律可知，控制電路的電流變大，故B錯(cuò)誤；C．當(dāng)光照強(qiáng)度減弱時(shí)，光敏電阻的阻值變大，總電阻變大，根據(jù)歐姆定律可知，控制電路的電流變小，電磁鐵磁性大小與電流大小、線圈匝數(shù)有關(guān)，電流減小，則磁性變?nèi)?，故C錯(cuò)誤；D．光線較暗時(shí)，光敏電阻的阻值大，則控制電路中的電流小，電磁鐵的磁性弱，銜鐵在彈簧的作用下被拉起，燈泡自動(dòng)發(fā)光，說明燈泡在和兩接線柱之間，故D正確。故選D。3．大多數(shù)新冠肺炎患者會(huì)出現(xiàn)發(fā)熱癥狀，已知熱敏電阻的阻值隨人體輻射的紅外線而改變，人體溫度越高熱敏電阻的阻值越小。某同學(xué)據(jù)此設(shè)計(jì)了一個(gè)紅外線體溫安檢電路。要求無人或體溫低于37.3℃的人經(jīng)過時(shí)僅綠燈亮，高于37.3℃的人經(jīng)過時(shí)，紅燈亮且電鈴響起。下列設(shè)計(jì)符合要求的是（）A．B．C．D．【答案】C【解析】無人或體溫低于37.3℃的人經(jīng)過時(shí)僅綠燈亮，高于37.3℃的人經(jīng)過時(shí)，電阻的阻值越小，則電路中的電流越大，紅燈亮且電鈴響起，說明紅燈與電鈴要串聯(lián)，且它們要與綠燈并聯(lián)。A．A圖紅燈裝在干路，不論啥情況紅燈均亮，A不符合題意；B．B圖綠燈與電鈴串聯(lián)，綠燈發(fā)光時(shí)電鈴響，B不符合題意；C．C圖紅燈與電鈴串聯(lián)，且它們與綠燈并聯(lián)，故C符合題意；D．D圖在任何情況下紅燈均發(fā)光，D不符合題意。故選C。4．消防應(yīng)急燈在沒有停電時(shí)，燈是熄滅的；停電時(shí)，標(biāo)有“36V”字樣的兩盞燈就會(huì)正常發(fā)光．如圖所示的電路中符合要求的是（

）A． B．C． D．【答案】C【解析】A、由圖知，沒有停電即220V的電路接通時(shí)，電磁鐵有磁性，吸引銜鐵，使下面的一只燈泡發(fā)光，故A不合題意；B、由圖知，右側(cè)電路的電源電壓為36V，而兩盞燈的額定電壓均為36V，要使外部電路停電時(shí)，兩盞燈都能正常發(fā)光，則兩盞燈應(yīng)并聯(lián)，而圖中兩盞燈串聯(lián)，不能正常發(fā)光，故B不合題意；C、由圖知，沒有停電時(shí)，電磁鐵有磁性，吸引銜鐵，上面的兩只燈泡都不發(fā)光；停電時(shí)，銜鐵被彈簧拉起，上面兩只并聯(lián)的燈泡可以在36V的電壓下正常發(fā)光，故C符合題意；D、由圖知，沒有停電時(shí)，電磁鐵有磁性，吸引銜鐵，下面的兩只燈泡都發(fā)光，而停電時(shí)，銜鐵被彈簧拉起，則兩只燈泡都不發(fā)光，故D不合題意．故選C．5．如圖所示是某科技小組設(shè)計(jì)的一種溫度自動(dòng)控制報(bào)警裝置電路圖，關(guān)于它的說法正確的是A．當(dāng)溫度低于90℃時(shí)，報(bào)警裝置就會(huì)響鈴，同時(shí)綠燈亮B．當(dāng)溫度低于90℃時(shí)，報(bào)警裝置就會(huì)響鈴，同時(shí)紅燈亮C．當(dāng)溫度達(dá)到90℃時(shí)，報(bào)警裝置就會(huì)響鈴，同時(shí)紅燈亮D．當(dāng)溫度達(dá)到90℃時(shí)，報(bào)警裝置就會(huì)響鈴，同時(shí)綠燈亮【答案】C【解析】當(dāng)溫度低于90℃時(shí)，繼電器不起動(dòng)，觸點(diǎn)接觸綠燈，所以只有綠燈發(fā)光，故AB錯(cuò)；當(dāng)溫度達(dá)到90℃時(shí)，繼電器起動(dòng)，觸點(diǎn)接觸下觸點(diǎn)，紅燈與電鈴都接通了，此時(shí)紅燈亮，電鈴響，故C正確，D錯(cuò)誤．6．如圖是汽車啟動(dòng)裝置原理圖，對(duì)于這一裝置及其工作特點(diǎn)，下列說法中不正確的是(

)A．旋轉(zhuǎn)鑰匙能使電磁鐵所在電路工作B．電磁鐵的工作電壓比電動(dòng)機(jī)的工作電壓低C．電磁鐵通電時(shí)，上端是S極，下端是N極D．電磁鐵通電時(shí)，吸引上方的銜鐵，使觸點(diǎn)A向右與B接觸【答案】C【解析】A.如圖，旋轉(zhuǎn)鑰匙時(shí)，較低的電源電壓，供給電磁鐵工作，產(chǎn)生磁性將AB接通，故A正確；B.而電機(jī)工作時(shí)，電源提供最大電壓，故B正確；C.電磁鐵通電時(shí)，根據(jù)安培定則判斷，上端是N極，下端是S極，故C錯(cuò)誤；D.電磁鐵通電時(shí)，吸引上方的銜鐵，使得觸點(diǎn)A向右與B接觸，從而電動(dòng)機(jī)接通，啟動(dòng)汽車，故D正確．故C錯(cuò)誤，符合題意．7．如圖所示為一款“智能照明燈”的電路，燈L天暗時(shí)自動(dòng)發(fā)光，天亮?xí)r自動(dòng)熄滅，控制電路中，電源電壓恒定，為定值電阻，為光敏電阻，其阻值隨光強(qiáng)度而變化，以下說法錯(cuò)誤的是（）A．的阻值隨光照強(qiáng)度的增大而減小B．當(dāng)光照強(qiáng)度增大時(shí)，電壓表示數(shù)減小C．當(dāng)光照強(qiáng)度減小時(shí)，電磁鐵的磁性減小D．若將換成阻值稍大的電阻，可縮短燈L的發(fā)光時(shí)間【答案】D【解析】A．要使燈L在天亮?xí)r自動(dòng)熄滅，電流需增大達(dá)到一定數(shù)值，銜鐵被吸合，燈L所在電路斷開，燈L自動(dòng)熄滅，則可知天亮?xí)r光照強(qiáng)度增大，控制電路中電流增大，光敏電阻的阻值減小，所以，的阻值隨光照強(qiáng)度的增大而減小，故A正確，A選項(xiàng)不符合題意；B．由于的阻值隨光照強(qiáng)度的增大而減小，當(dāng)光照強(qiáng)度增大時(shí)，的阻值減小，根據(jù)串聯(lián)分壓的規(guī)律可知，兩端的電壓減小，即電壓表示數(shù)減小，故B正確，B選項(xiàng)不符合題意；C．當(dāng)光照強(qiáng)度減小時(shí)，的阻值變大，根據(jù)歐姆定律可知，電路中的電流變小，則電磁鐵的磁性減小，故C正確，C選項(xiàng)不符合題意；D．由于控制電路的電源電壓不變，銜鐵被吸合的電流不變，根據(jù)可知，銜鐵被吸合時(shí)控制電路的總電阻不變，若換成阻值較大的電阻，則的阻值變小，此時(shí)光照強(qiáng)度增強(qiáng)，即在天很亮?xí)r才自動(dòng)關(guān)閉。由此可見，將換成阻值較大的電阻，可延長燈L的發(fā)光時(shí)間，故D錯(cuò)誤，D符合題意。故選D。二、填空題8．小英看到某小區(qū)車庫積水造成大量財(cái)產(chǎn)損失的新聞后，設(shè)計(jì)了如圖所示的車庫積水自動(dòng)報(bào)警器，圖中A、B位置可以安裝電鈴或LED燈，車庫沒有積水時(shí)，LED燈亮；車庫有積水時(shí)，左側(cè)控制電路接通，電磁鐵通電，具有_____性，把銜鐵吸下，電鈴發(fā)出聲音。電鈴應(yīng)該安裝在圖中的_____位置?！敬鸢浮?/p>

磁

B【解析】[1][2]車庫沒有積水時(shí)，電磁鐵不具有磁性，不會(huì)吸引銜鐵，LED燈亮，說明A為LED燈；車庫有積水時(shí)，左側(cè)控制電路接通，電磁鐵通電，電磁鐵會(huì)具有磁性，能吸引銜鐵，使得B的電路接通，電鈴發(fā)出聲音，所以電鈴應(yīng)安裝在圖中的B位置。9．雖然純凈的水是不導(dǎo)電的，但一般的水都能導(dǎo)電。根據(jù)水的導(dǎo)電性可以設(shè)計(jì)一種水位自動(dòng)報(bào)警器，其原理如圖所示?圖中的螺線管中插入了一根軟鐵棒，通電后磁性會(huì)更_____(選填“強(qiáng)”或“弱”)；當(dāng)水位到達(dá)金屬塊A時(shí)，_____(選填“紅”或“綠”)燈亮?！敬鸢浮?/p>

強(qiáng)

紅【解析】[1]螺線管中插入了一根軟鐵棒，通電后磁性會(huì)更強(qiáng)，原因是因?yàn)殍F芯被通電螺線管的磁場磁化，磁化后的鐵芯也變成了一個(gè)磁體，這樣由于兩個(gè)磁場互相疊加，從而使螺線管的磁性大大增強(qiáng)。[2]當(dāng)水位到達(dá)金屬塊A時(shí)，電磁鐵所在電路被接通，電磁鐵向下吸引銜鐵，從而接通紅燈所在電路，此時(shí)紅燈亮，而綠燈不亮。10．如圖所示是一個(gè)水位自動(dòng)報(bào)警器的原理圖．水位到達(dá)金屬塊B之后，_____（選填“紅”或“綠”）燈亮；當(dāng)綠燈亮?xí)r電磁鐵_____（選填“有”或“無”）磁性．【答案】

紅

無【分析】由題意可知，這一水位自動(dòng)報(bào)警器的基本結(jié)構(gòu)是一個(gè)電磁繼電器，根據(jù)電磁繼電器的基本工作原理，結(jié)合在此處的運(yùn)用可描述其原理．【解析】圖中所示的水位自動(dòng)報(bào)警器工作原理：當(dāng)水位到達(dá)B時(shí)，由于一般水具有導(dǎo)電性，那么電磁鐵所在電路被接通，電磁鐵具有磁性，向下吸引銜鐵，從而接通紅燈所在電路，此時(shí)紅燈亮，而綠燈不亮；當(dāng)綠燈亮?xí)r，銜鐵與綠燈的觸點(diǎn)接觸，說明電磁鐵無磁性．11．如圖所示，R0是一個(gè)光敏電阻,光敏電阻的阻值隨光照強(qiáng)度的增加而減小，R是電阻箱（已調(diào)至合適阻值），它們和繼電器組成自動(dòng)控制電路來控制路燈，白天燈熄，夜晚燈亮．則給路燈供電的電源應(yīng)接在_____（a、b或b、c）兩端；如果將電阻箱R的阻值調(diào)大，則路燈比原來_______（早一些/遲一些）亮．【答案】

a、b

早一些【解析】[1]組成自動(dòng)控制電路來控制路燈，白天燈熄，夜晚燈亮，而光敏電阻的阻值隨光照強(qiáng)度的增加而減小，白天時(shí)光照強(qiáng)，所以光敏電阻的電阻小，則繼電器中電流大，電磁鐵的磁性強(qiáng)，銜鐵被吸引而使b與c接通，夜晚時(shí)，光強(qiáng)弱，光敏電阻的電阻大，銜鐵在彈簧作用下，向上運(yùn)動(dòng)，b與a接通，故路燈電源應(yīng)連接a、b。[2]如果將電阻箱R的阻值調(diào)大，由歐姆定律可知，則光敏電阻更小些時(shí)銜鐵被釋放，即光強(qiáng)更強(qiáng)一些燈亮，故路燈比原來亮的早一些。12．科學(xué)家的每次重大發(fā)現(xiàn)，都有力地推動(dòng)了人類文明的進(jìn)程．丹麥物理學(xué)家_____首先發(fā)現(xiàn)了電流周圍存在磁場，第一個(gè)揭示了電和磁之間的聯(lián)系．小郭同學(xué)受此啟發(fā)自制了如圖所示的簡易壓力傳感器，彈簧甲連接在A、B兩絕緣板之間，B板固定，滑動(dòng)變阻器R的滑片P與A板相連，并可隨A板一起運(yùn)動(dòng)．彈簧乙下端掛有一永磁體，永磁體正下方有一電磁鐵，E為電源，R0為定值電阻．開關(guān)S閉合，電路接通后，電壓表示數(shù)為U1，彈簧乙的總長度為l1；當(dāng)用力F向下壓彈簧甲后，電壓表示數(shù)為U2，彈簧乙的總長度為l2，則U1_____U2，l1_____l2（以上兩空均選填“＞”、“＜”或“＝”）．【答案】奧斯特；＜；＜【解析】試題分析：（1）丹麥物理學(xué)家奧斯特首先發(fā)現(xiàn)了電流周圍存在磁場，第一個(gè)揭示了電和磁之間的聯(lián)系；（2）開關(guān)S閉合，定值電阻與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)，電壓表測量滑動(dòng)變阻器兩端電壓，此時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值最小，因此電路中電流最大，電壓表示數(shù)最??；根據(jù)右手螺旋定則可知，螺線管的下方為N極，上方為S極；當(dāng)用力F向下壓彈簧甲后，滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻變大，因此電壓表示數(shù)變大，故U1＜U2，電路中電流變小，因此螺線管的磁性減弱，永磁體S極與螺線管的S極相互排斥的力減小，彈簧乙伸長的長度變長，即l1＜l2．13．如圖所示是自動(dòng)扶梯的原理圖．當(dāng)電梯上無人時(shí)，壓敏電阻R的阻值較大，電磁鐵的磁性_____（填“較強(qiáng)”或“較弱”），電磁繼電器的動(dòng)觸點(diǎn)與_____（填“上面”或“下面”）的靜觸點(diǎn)接觸，電梯運(yùn)行緩慢．當(dāng)人走上電梯時(shí)，電磁繼電器的動(dòng)觸點(diǎn)與另一個(gè)靜觸點(diǎn)接觸，電梯運(yùn)行速度變大．圖中畫出了某一時(shí)刻線圈中的電流方向；可以判斷電磁鐵的上端是_____（填“N”或“S”）極．【答案】

較弱

上面

N【解析】[1][2]當(dāng)電梯上無人時(shí)，壓敏電阻R的阻值較大，電路中電流小，電磁鐵的磁性較弱，電磁繼電器的動(dòng)觸點(diǎn)與上面的靜觸點(diǎn)接觸，電梯運(yùn)行緩慢；當(dāng)有人走上電梯后，壓敏電阻的阻值減小，控制電路中電流增大，電磁鐵磁性變強(qiáng)，則銜鐵被吸下，與下面觸點(diǎn)接觸，則電阻R′被斷開，電動(dòng)機(jī)單獨(dú)接入電路，電動(dòng)機(jī)兩端電壓增大為電源電壓，通過電動(dòng)機(jī)的電流變大，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速變快，使電梯運(yùn)動(dòng)變快；[3]由圖可知，電磁鐵中電流的方向向右，根據(jù)安培定則可知，此時(shí)電磁鐵上端是N極，下端是S極．三、實(shí)驗(yàn)題14．小聰利用光敏電阻為社區(qū)設(shè)計(jì)了一種自動(dòng)草坪燈，其工作原理如圖所示。工作電路中有兩盞規(guī)格均為“220V

44W”的燈泡L，天暗時(shí)燈自動(dòng)發(fā)光，天亮?xí)r燈自動(dòng)熄滅?？刂齐娐分须娫措妷篣恒為6V，定值電阻R為200Ω。在一定范圍內(nèi)，光敏電阻R的阻值與光照強(qiáng)度E（光照強(qiáng)度E的單位為lx，光越強(qiáng)光照強(qiáng)度越大）之間存在一定關(guān)系，部分?jǐn)?shù)據(jù)如下表所示。電磁鐵的線圈電阻忽略不計(jì)，當(dāng)天色漸暗，通過線圈的電流為0.02A時(shí)，恰好啟動(dòng)工作電路的照明系統(tǒng)。試問：光照強(qiáng)度E/lx1.02.03.04.05.0光敏電阻R/Ω12060403024（1）隨著光照強(qiáng)度減小，光敏電阻R的阻值______（選填“增大”或“減小”），電磁鐵的磁性______（選填“增強(qiáng)”或“減弱”），當(dāng)光照強(qiáng)度減小到一定值時(shí)，銜鐵會(huì)被______（選填“吸下”或“釋放”），照明系統(tǒng)啟動(dòng)。（2）兩盞燈均正常發(fā)光時(shí)，工作電路中的總電流是多少？()（3）照明系統(tǒng)恰好啟動(dòng)時(shí)，光敏電阻R的阻值為多少？()此時(shí)光照強(qiáng)度為多少？()【答案】

增大

減弱

釋放

0.4A

100Ω

1.2lx【解析】（1）[1]由表格信息可知，關(guān)照強(qiáng)度由5.0lx減小到1.0lx時(shí)，光敏電阻的阻值從24Ω增大到120Ω，說明隨著光照強(qiáng)度的減小，光敏電阻的阻值增大。[2][3]影響電磁鐵磁性的因素有：電流大小和線圈匝數(shù)。由題意可知，光敏電阻阻值變大時(shí)，電路中的電流變小，在線圈匝數(shù)不變時(shí)，磁性減弱。當(dāng)光照強(qiáng)度減小到一定值時(shí)，銜鐵會(huì)被釋放，此時(shí)工作電路接通，照明系統(tǒng)啟動(dòng)。（2）[4]由工作電路電路圖可知，倆個(gè)同規(guī)格的燈泡并聯(lián)在220V電壓上，則電路中的總電流為（3）[5][6]照明系統(tǒng)恰好啟動(dòng)時(shí)，通過線圈的電流為0.02A，則此時(shí)控制電路的總電阻為則由表格信息可知，光敏電阻的阻值和光照強(qiáng)度的乘積是一個(gè)定值，即120Ω?lx。所以光敏電阻的阻值和光照強(qiáng)度成反比，則當(dāng)光敏電阻阻值為100Ω時(shí)，光照強(qiáng)度為15．法國科學(xué)家阿爾貝·費(fèi)爾和德國科學(xué)家彼得·格林貝格爾由于發(fā)現(xiàn)了巨磁電阻（GMR）效應(yīng)，榮獲了諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。巨磁電阻效應(yīng)是指某些材料的電阻在磁場中急劇變化的現(xiàn)象，這一發(fā)現(xiàn)大大提高了磁電之間信號(hào)轉(zhuǎn)換的靈敏度，從而引發(fā)了現(xiàn)代硬盤生產(chǎn)的一場革命。實(shí)驗(yàn)小組設(shè)計(jì)了如圖所示的電路，來探究某GMR的阻值與磁場的關(guān)系。（1）閉合開關(guān)S1，電磁鐵的左邊是______（選填“N”或“S”）極?；瑒?dòng)變阻器R1的滑片向右端滑動(dòng)，電磁鐵的磁性______（選填“增強(qiáng)”或“減弱”）；（2）斷開開關(guān)S1，閉合開關(guān)S2，無論怎樣移動(dòng)滑動(dòng)變阻器R2的滑片，電流表指針幾乎不偏轉(zhuǎn)，電壓表有示數(shù)但不變。請(qǐng)分析電路故障______；（3）排除電路故障后，閉合開關(guān)S1、S2，保持R2滑片位置不變，將滑動(dòng)變阻器R1的滑片向左端滑動(dòng)，觀察到電流表示數(shù)增大，電壓表示數(shù)______（選填“增大”、“減小”或“不變”）；（4）分析上述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可知：該GMR的阻值隨其周圍磁場的增強(qiáng)而______（選填“增大”、“減小”或“不變”）?！敬鸢浮?/p>

S

減弱

與電壓表并聯(lián)的支路斷路

減小

減小【解析】（1）[1]由電路圖知，電源的左側(cè)為正極，閉合開關(guān)S1，電流從螺線管的左端流入，根據(jù)右手螺旋定則知電磁鐵的左邊是S極。[2]由電路圖知，滑動(dòng)變阻器R1的左下端接入電路，滑片向右端滑動(dòng)，接入電路中電阻變大，根據(jù)得，電路中電流變小，所以電磁鐵的磁性減弱。（2）[3]斷開開關(guān)S1，閉合開關(guān)S2，巨磁電阻和滑動(dòng)變阻器串聯(lián)，電壓表并聯(lián)在巨磁電阻兩端，無論怎樣移動(dòng)滑動(dòng)變阻器R2的滑片，電流表指針幾乎不偏轉(zhuǎn)，電壓表有示數(shù)但不變，說明巨磁電阻斷路。（3）[4]排除電路故障后，閉合開關(guān)S1、S2，保持R2滑片位置不變，將滑動(dòng)變阻器R1的滑片向左端滑動(dòng)，滑動(dòng)變阻器R1接入電路中電阻變大，根據(jù)歐姆定律知，左側(cè)電路中電流變大，電磁鐵的磁性增強(qiáng)。觀察到右側(cè)電路中，電流表示數(shù)增大，保持R2滑片位置不變，即R2的阻值不變，根據(jù)得，R2的兩端電壓變大，再根據(jù)串聯(lián)電路分壓原理，所以電壓表示數(shù)減小。（4）[5]分析上述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可知：該GMR的阻值隨其周圍磁場的增強(qiáng)時(shí)，電流表示數(shù)增大，電源電壓不變，根據(jù)得，電路中電阻變小，而R2的阻值不變，根據(jù)串聯(lián)電路中電阻關(guān)系知，該GMR的阻值減小。16．磁感應(yīng)強(qiáng)度用來描述磁場的強(qiáng)弱，國際單位是特斯拉，符號(hào)“”為了探究磁鐵外軸線上感應(yīng)強(qiáng)度的大小與哪些因素有關(guān)，小翼設(shè)計(jì)了如圖所示的電路，圖甲電源電壓，為磁感電阻．其阻值隨磁感應(yīng)強(qiáng)度變化的關(guān)系圖線如圖．

（）當(dāng)圖乙斷開，圖甲閉合時(shí)，電流表的示數(shù)為__________．閉合和，滑動(dòng)變阻器的滑片移動(dòng)時(shí)，圖甲中電流表的示數(shù)逐漸減小，說明磁感電阻處的磁感應(yīng)強(qiáng)度逐漸__________．（）閉合和，滑片不動(dòng)，沿電磁鐵軸線向左移動(dòng)磁感電阻，測出離電磁鐵左端的距離與對(duì)應(yīng)的電流表示數(shù)，算出處磁感應(yīng)強(qiáng)度的數(shù)值如表．請(qǐng)計(jì)算時(shí)，__________．（3）綜合以上實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以得出：電磁鐵外軸線上磁感應(yīng)強(qiáng)度離電磁鐵越遠(yuǎn)，磁感應(yīng)強(qiáng)度越__________．【答案】

增大

小【解析】（1）當(dāng)圖乙S2斷開，圖甲S1閉合時(shí)，即磁場強(qiáng)度為零，據(jù)圖丙可知，此時(shí)的R＝100Ω，故此時(shí)電路中的電流是：I＝＝0.06A＝60mA；圖乙中滑動(dòng)變阻器的滑片P向右移動(dòng)，有效電阻變小，電流變大磁場變強(qiáng)，圖甲中電流表的示數(shù)逐漸減小，即R的電阻變大，據(jù)此分析可知：磁感應(yīng)電阻R處的磁感應(yīng)強(qiáng)度B逐漸增大；（2）x＝5cm時(shí)，對(duì)于圖表得出電流是30mA，據(jù)歐姆定律可知：R′＝＝＝200Ω，故對(duì)應(yīng)磁場的強(qiáng)度是0.40T；（3）綜合以上實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，分析（2）中的表格數(shù)據(jù)可以得出“電磁鐵外軸線上磁感應(yīng)強(qiáng)度隨電磁鐵電流的增大而增大，離電磁鐵越遠(yuǎn)，磁感應(yīng)強(qiáng)度越?。c(diǎn)睛：據(jù)題可知，此時(shí)的電源電壓是6V，且此時(shí)的磁場強(qiáng)度為零，根據(jù)歐姆定律求出電流表的示數(shù)；圖乙中滑動(dòng)變阻器的滑片P向右移動(dòng)，圖甲中電流表的示數(shù)逐漸減小，據(jù)此分析即可判斷規(guī)律；x＝5cm時(shí)，對(duì)于圖表得出電流是30mA，根據(jù)歐姆定律可以判斷電阻大小，進(jìn)而判斷磁場的強(qiáng)弱，繼而可判斷出變化的規(guī)律．四、綜合題17．測得某熔斷開關(guān)S在不同電流下的熔斷時(shí)間如下表，將電磁鐵開關(guān)和S接入電路，如圖所示．當(dāng)I＞4A時(shí)，電磁鐵能在0.1s內(nèi)吸動(dòng)銜鐵，使電路斷開，銜鐵無法自動(dòng)恢復(fù)至圖示位置；當(dāng)1A＜I≤4A時(shí)，電磁鐵無法吸動(dòng)銜鐵，S發(fā)熱熔斷，使電路斷開（熔斷時(shí)間為S開始通電到它熔斷的時(shí)間）．（1）S的電阻為1Ω，當(dāng)I=2A，通電時(shí)間為_______s時(shí)S熔斷，此過程中S產(chǎn)生的熱量是_______J．（2）當(dāng)I=5A時(shí)，通電0.1s，S能否熔斷？_______．（3）若電路中電流方向與圖中所示相反，電磁鐵吸引還是排斥銜鐵？_______．【答案】

40

160

不能

吸引【解析】解(1)有表格可以看出：當(dāng)I＝2A，通電時(shí)間為40s時(shí)S熔斷，又R＝1Ω，所以此過程中S產(chǎn)生的熱量是Q＝I2Rt＝J；（2）當(dāng)I＝5A時(shí)，通電0.1s，S不會(huì)熔斷，因?yàn)楫?dāng)I>4A時(shí)，電磁鐵能在0.1s內(nèi)吸動(dòng)銜鐵，使電路斷開．（3）因?yàn)殂曡F沒有磁性，所以無論電路中電流方向如何，電磁鐵都會(huì)吸引銜鐵．18．某醫(yī)院的全自動(dòng)消毒柜能對(duì)醫(yī)療用品進(jìn)行高溫、高壓、濕熱滅菌消毒，部分參數(shù)如下表，消毒柜中電磁繼電器控制電加熱器實(shí)現(xiàn)加熱、保溫自動(dòng)切換的原理圖如圖所示，R為熱敏電阻，其電阻值隨消毒柜內(nèi)溫度的升高而減小。消毒柜利用20kg、20℃的水正常工作50min可完成一次消毒。已知水的比熱容為。（1）求每次消毒時(shí)水溫從20℃上升到工作溫度水吸收的熱量；_____（2）電加熱器正常工作時(shí)，將水從20℃加熱到工作溫度的時(shí)間為16min，求電加熱器加熱的效率；_____（3）保溫電阻是圖中的_______?！敬鸢浮?/p>

8.4×106J

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