初中物理电磁继电器的组成、原理和特点试题

电梯设置有超载自动报警系统，其工作原理如图所示， $R$为保护电阻，压敏电阻的阻值随压力的增大而减小。下列说法正确的是 $($　　 $)$

A．控制电路接通后，电磁铁的上端为 $N$极

B．电梯正常运行时 $K$与 $B$接触

C．超载时电磁铁磁性增大

D．处于图示位置时电磁铁对衔铁的吸引力大约是弹簧弹力的3倍

某次旅游，密闭大巴内坐满了游客，司机忘了打开换气设备，时间一久，车内二氧化碳浓度上升，令人头晕脑胀。为此，小明设计了车载自动换气设备

（一 $)$小明找来二氧化碳气敏电阻 $R_x$，其电阻值与空气中二氧化碳浓度关系如表格所示，其中二氧化碳浓度为0时， $R_x$阻值模糊不清，他对该电阻阻值进行测量

二氧化碳浓度 $/\%$	0	5	10	15	20	25	30
$R_x/\Omega$		28	22	17	13	10	8

小明把空气通过氢氧化钠溶液，得到二氧化碳浓度为0的空气，并收集于集气瓶中，再将 $R_x$置于其中

（1）图甲电源电压恒为 $6V$，请以笔画导线完成电路图剩余部分的连接。要求，滑片 $P$向 $B$端移动时，电压表、电流表的示数都变大

（2）开关 $S$闭合前，滑片 $P$应移至　　（选填“ $A$”或“ $B$” $)$端。

（3）闭合开关 $S$，发现电流表无示数，电压表有示数。电路某一故障可能为　　。

$A$、 $S$断路 $B$、 $R^{\text{'}}$断路 $C$、 $R_x$短路 $D$、 $R_x$断路

（4）排除故障后，移动滑片 $P$，电压表、电流表示数如图乙所示，二氧化碳为0时， $R_x$的阻值为　　 $\Omega$

（5）请在丙图中画出 $R_x$阻值与空气中二氧化碳浓度的关系图像

（二 $)$小明利用电磁继电器设计车载自动换气设备，如图丁所示，控制电路，恒为 $6V$的蓄电池，开关 $S$，定值电阻 $R_0$，二氧化碳气敏电阻 $R_x$，电磁继电器的线圈电阻不计，线圈电流大于 $0.1A$时衔铁被吸下，线圈电流小于 $0.1A$衔铁被弹回，受控电路包括，恒为 $24V$的蓄电池，额定电压均为 $24V$的绿灯、红灯、换气扇。

（6）请以笔画线完成电路连接，要求：闭合开关 $S$，周围空气中二氧化碳浓度小于 $8\%$时，绿灯亮；大于 $8\%$时，红灯亮且换气扇正常工作。

（7）定值电阻 $R_0$的阻值应为　　 $\Omega$。

物理知识应用：

（1）家用电热器是利用电流的　　效应制成的。

（2）常用的液体温度计是利用　　原理制成的。

（3）电磁继电器是利用　　控制工作电路通断的开关。

如图是某同学设计的汽车启动电路。旋转钥匙接通 $a$、 $b$间电路，电动机 $M$启动，下列说法正确的是 $($　　 $)$

A． $F$端为螺线管的 $N$极

B． $R$的滑片左移时螺线管磁性减弱

C．电动机启动说明螺线管产生磁性

D．螺线管两端电压小于电动机两端电压

如图所示是某车间自动除尘装置的简化电路图。空气中尘埃量较少时，光源发出来的光被挡板挡住了。当空气中尘埃量达到一定值时，由于尘埃的反射，部分光越过挡板射到光敏电阻上，光敏电阻的阻值　　，电路中的电流增大，电磁铁的磁性　　，在衔铁的作用下，开启自动除尘模式。若图中 $a$、 $b$一个是除尘器，一个是指示灯，则　　是除尘器。

电磁继电器是利用　　控制电路通断的开关，它的工作原理是：通过直接控制“控制电路”的通断，间接控制“　　电路”的通断。

下列说法正确的是 $($　　 $)$

A．图中磁铁静止时 $A$端总是指向地理北方，则 $A$端是磁铁的北极

B．图为动圈式话筒的结构示意图，它的工作原理是磁场对电流的作用

C．图为水位自动报警器，当水位上升到金属块 $A$时，红灯不亮绿灯亮

D．如图所示的现象中，同时工作的用电器过多不会使家庭电路电流过大

下列设备，利用电磁继电器工作的是 $($ 　　 $)$

A．	水位自动报警器
B．	动圈式话筒
C．	电磁起重器
D．	直流电铃

随州市乡村振兴计划稳步推进，大棚蔬菜种植给农民带来可喜收入。刘大爷家大棚温度监控电路如图所示，棚内温度正常时“温控开关”处于断开状态，绿灯亮；棚内温度不正常时“温控开关”处于闭合状态，电磁铁通电工作，电铃响红灯亮。刘大爷使用中发现电铃和红灯只要拆卸掉任意一个，另一个也“没有电”。在图中画几匝电磁铁的绕线并将绿灯、红灯、电铃接入电路。

大多数新冠肺炎患者会出现发热症状，已知热敏电阻的阻值随人体辐射的红外线而改变，人体温度越高热敏电阻的阻值越小。某同学据此设计了一个红外线体温安检电路。要求无人或体温低于 ${37.3}^{°}\text{C}$的人经过时仅绿灯亮，高于 ${37.3}^{°}\text{C}$的人经过时，红灯亮且电铃响起。下列设计符合要求的是 $($　　 $)$

A．B．

C．D．

如图所示是某同学设计的水位自动报警装置，当水位上升到与金属片 $A$ 接触时，控制电路接通，此时，工作电路中的 　　（选填"灯亮"或"铃响" $)$ ，通电螺线管上方为 　　（选填" $N$ "或" $S$ " $)$ 极。

如图是温度自动报警器工作电路。在水银温度计上部插入一段金属丝，当温度到达金属丝下端所指示的温度时 $($　　 $)$

A．铃响，灯不亮B．铃不响，灯不亮

C．铃响，灯亮D．铃不响，灯亮

在图中的自动控制电路中，当控制电路的开关 $S$闭合时，工作电路的情况是 $($　　 $)$

A．灯不亮，电铃响B．灯不亮，电铃不响

C．灯亮，电铃不响D．灯亮，电铃响

请在下面的流程图中填入后面所列出的短语，来解释电铃（图甲）是怎样利用电磁铁工作的。短语：弹簧片恢复原状；电磁铁无磁性；电路接通；电路断开；电磁铁吸引衔铁，锤子敲击铃碗；电磁铁有磁性。

如图是某同学制作的简易温控装置，变阻器 $R$的最大电阻为 $200\Omega$， $R_t$是热敏电阻，其阻值与温度 $t$的关系如下表所示。当电磁继电器（电阻不计）的电流超过 $18\mathit{mA}$时，衔铁被吸合，加热器停止加热，实现温控。加热器的功率是 $1000W$，所用电源为家用交流电。

$t{/}^{°}\text{C}$	30.0	40.0	50.0	60.0	70.0
$R_t/\Omega$	219.5	164.5	128.1	101.8	82.9

（1）电磁继电器是利用　　（选填“电生磁”或“磁生电” $)$来工作的。 $R_t$的阻值随着温度的降低逐渐　　。

（2）闭合开关 $S$后发现电路有断路的地方。该同学将一个电压表接到 $\mathit{ab}$两点时指针不偏转，接到 $\mathit{ac}$两点时指针偏转，断路处在　　之间（选填“ $\mathit{ab}$ “或“ $\mathit{bc}$ “ $)$。

（3）为使该装置能对 ${30}^{°}\text{C}~{70}^{°}\text{C}$之间任意温度进行控制，电源 $E$用　　节干电池。若在 ${50}^{°}\text{C}$时衔铁被吸合，应将滑动变阻器 $R$的阻值调到　　 $\Omega$．将调节好的装置 $({50}^{°}\text{C}$衔铁被吸合）放在容积为 $100m^3$的密闭保温容器中，已知空气的比热容为 $1000J/\left(\mathit{kg}{·}^{°}\text{C}\right)$，密度为 $1.3\mathit{kg}/m^3$，则容器中的空气从 ${30}^{°}\text{C}$加热到空气达到的最高温度至少需要　　 $s$。