电磁继电器应用类考题解析_物理试题-查字典物理网

电磁铁的优点在于能通过电流的有无来控制磁性的有无，能通过改变电流方向改变磁场的方向，能控制电流的大小来控制磁性的强弱。因此，由电磁铁制成的电磁继电器在生产和生活中就具有了很多应用。

一、电磁继电器与自动报警器

1．（2010山东滨州）（1）干簧管（也叫干簧继电器）比一般机械开关结构简单，体积小，工作寿命长；而与电子开关相比，它又有抗负载冲击能力强的特点，工作可靠性很高。如图甲所示，是干簧管的结构简图，其中磁簧片是一种有弹性的薄铁片，被固定于玻璃管上。

①如图乙所示，当将一个条形磁铁与干簧管平行放置时，干簧管的两磁簧片被磁化，则磁簧片a b的b端为极；磁簧片c d的c端为极，它们将因相互而触接。

②如图丙所示，是小明同学用干簧管自制的水位自动报警器的结构简图。当水面在A、B之间正常水位时，上、下两干簧管都远离条形磁铁，没被磁化是断开的，红、绿灯都不发光，电铃不响；当水面上升到最高水位A处时，灯发光，电铃响；当水面下降到最低水位B处时，灯发光，电铃响，这样通过红、绿灯的发光情况就可判断水位是否正常。

（2）小红通过实验研究某电热毯的发热功率与通电电流的关系，她使用同一个电热器（其阻值R不变），多次改变这个电热器两端的电压，然后将实验中测量的电流值及对应的电功率画成如图所示的图像。

①请你根据图像，补充完整表格中的数据：

I（A）	0.1	0.2	0.3	0.4
P（W）		4		16

②根据这些数据推算，这个电热器的功率P与电流I两者之间的关系式是。

答案：（1）1N S 吸引 2红绿

（2）11 9 2P=I2R

二、电磁继电器与光敏电阻

2．白天光照强，要防止太阳光直晒进房内，同时房间要透光，因此要用薄型的窗帘；傍晚太阳下山后，为了保暖和保护私密性，窗帘可以换成厚绒的。如果家里有人，可以根据光照来选择使用不同的窗帘。如果家里没人呢？该怎么实现这样的想法呢？

解析：在学习了电磁铁知识后，我们可以把利用电磁铁把房间的窗帘改成自动开启、闭合式的来实现这个目的。为了能根据不同的光照程度选择不同的窗帘，控制电磁继电器的开关应选用对光线敏感的光敏元件。白天光照强，照射在光敏电阻上，电阻很小；傍晚光线暗淡，其电阻极大。电磁继电器由它控制通、断电，进而控制厚、薄窗帘的开启与闭合。需要的器材有：光敏控制元件一只，低压电源一个，电磁继电器一个，电动机两只，导线若干。设计连接的线路如图1所示，下面的电动机控制薄窗帘。

三、电磁继电器与热敏电阻

3．图2甲是周小平同学为学校办公楼空调设计的自动控制装置，R是热敏电阻，其阻值随温度变化关系如下表格所示。已知继电器的线圈电阻R0=10Ω，左边电源电压为6V恒定不变。电流表O～30mA量程接入电路，图乙是电流表表盘。当继电器线圈中的电流大于或等于15mA时，继电器的衔铁被吸合，右边空调电路正常工作。

（1）请说明该自动控制装置的工作过程。

（2）该同学将电流表改成了温度表，通过计算并标出表盘上25℃的位置。

（3）为了节省电能，使温度达到30℃时空调才能启动制冷，电路中要串联多大电阻?

（4）为了给空调设定不同的启动温度，请你提出一种可行的、调节方便的措施。(改变电阻除外)

温度t /^oC	0	5	10	l5	20	25	30	35	40
电阻R / Ω	600	550	500	450	420	390	360	330	300

解析：（1）由热敏电阻的阻值随温度变化的关系可以看出，当温度升高时，电阻值减小，电路中电流增大，电磁铁磁性增强，当继电器线圈中的电流大于或等于15mA时，继电器的衔铁被吸合，空调电路正常工作。当温度下降时，热敏电阻阻值增大，电路中电流减小，磁性减弱，减小到一定值时，放开衔铁，使空调电路断开。这样就实现了自动控制。

（2）从表格中可以看出，当温度达到25℃时，电阻R=390Ω，则电路中电流：

I=U/（R0+R）=6V/（390Ω+10Ω）=15mA，在图乙表盘上15mA处标出25℃。

（3）温度达到30℃时，电阻R=360Ω，电路中要串联的电阻R₁=400Ω-360Ω-10Ω=30Ω。

（4）可以将电源改为可调压电源，这样也能方便地给空调设定不同的启动温度。

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