12-13電生磁電磁鐵的應(yīng)用2

1.21.3電生磁電磁鐵的應(yīng)用【思維導(dǎo)圖】【知識點全掌握】電流的磁效應(yīng)（奧斯特實驗）（1）1820年，丹麥的科學(xué)家奧斯特第一個發(fā)現(xiàn)電與磁之間的聯(lián)系。（2）由甲、乙可知：通電導(dǎo)體周圍存在磁場。（3）由甲、丙可知：通電導(dǎo)體的磁場方向跟電流方向有關(guān)。2.直線電流的磁場直線電流的磁場的分布規(guī)律：以導(dǎo)線上各點為圓心的一個個同心圓，離直線電流越近，磁性越強，反之越弱。3.通電螺線管（1）磁場跟條形磁體的磁場是相似的。（2）通電螺線管的磁極方向跟電流方向有關(guān)。（3）電磁線圈的匝數(shù)越多，通過線圈的電流越大，線圈的磁性越強；插入鐵芯，線圈的磁性大大增強。4.右手螺旋定則（安培定則）（1）通電直導(dǎo)線：用右手握住通電直導(dǎo)線，讓大拇指指向電流的方向，那么四指的指向就是磁感線的環(huán)繞方向。（2）通電螺線管：用右手握螺線管，讓四指彎向螺線管中的電流方向，則大拇指所指的那端就是螺線管的北極。5.電磁鐵（1）定義：電磁鐵是一個內(nèi)部插有鐵芯的螺線管。（2）結(jié)構(gòu)：（3）判斷電磁鐵磁性的強弱（轉(zhuǎn)換法）：根據(jù)電磁鐵吸引大頭針的數(shù)目的多少來判斷電磁鐵磁性的強弱。（4）影響電磁鐵磁性強弱的因素（控制變量法）：①電流大小；②有無鐵芯；③線圈匝數(shù)的多少結(jié)論①：在電磁鐵線圈匝數(shù)相同時，電流越大，電磁鐵的磁性越強。結(jié)論②：電磁鐵的磁性強弱跟有無鐵芯有關(guān)，有鐵芯的磁性越強。結(jié)論③：當(dāng)通過電磁鐵的電流相同時，電磁鐵的線圈匝數(shù)越多，磁性越強。（5）電磁鐵的優(yōu)點①電磁鐵磁性有無，可由電流的有無來控制。②電磁鐵磁性強弱，可由電流大小和線圈匝數(shù)的多少來控制。③電磁鐵的磁性可由電流方向來改變。6.電磁鐵的應(yīng)用：電磁起重機、磁懸浮列車、電磁選礦機、電鈴、電磁自動門等。電鈴工作原理：電路閉合，電磁鐵具有磁性，吸引彈性片，使鐵錘向鐵鈴方向運動，鐵錘打擊鐵鈴而發(fā)出聲音，同時電路斷開，電磁鐵失去磁性，鐵錘又被彈回，電路閉合。上述過程不斷重復(fù)，電鈴發(fā)出了持續(xù)的鈴聲。電磁選礦機工作原理：磁鐵礦被吸引，其余雜質(zhì)不被吸引，分開落入不同的收集裝置；磁懸浮列車：利用同名磁極相排斥托起列車，利用磁極間相互作用，使列車前進。7.電磁繼電器（1）概念及作用：電磁繼電器是由電磁鐵控制的自動開關(guān)。使用電磁繼電器可用低電壓和弱電流來控制高電壓和強電流，還可以實現(xiàn)遠(yuǎn)距離操縱和自動控制。（2）工作原理：電磁繼電器的結(jié)構(gòu)如圖所示，它由電磁鐵A、銜鐵B、彈簧C和觸點D組成。當(dāng)?shù)蛪弘娫撮_關(guān)閉合時，控制電路中有電流通過，電磁鐵A產(chǎn)生磁性，吸引銜鐵B，使動觸點與紅燈觸點分離，而與綠燈觸點接通，故紅燈熄滅，綠燈亮起，電動機開始工作。當(dāng)?shù)蛪弘娫撮_關(guān)斷開時，電磁鐵失去了磁性，銜鐵B在彈簧C的作用下拉起，使動觸點與綠燈觸點分離，而與紅燈觸點接通，故紅燈亮起，綠燈熄滅，電動機停止工作。（3）應(yīng)用①水位自動報警裝置：工作原理——水位沒有到達金屬塊A時，電磁鐵不通電無磁性，綠燈亮，顯示水位正常；當(dāng)水位到達金屬塊A時，電磁鐵通電有磁性，將銜鐵吸下來，紅燈亮，表示水位不正常。②溫度自動報警裝置：工作原理——溫度升高時，水銀面上升，當(dāng)水銀面上升到與金屬絲接觸時，電磁鐵線圈中有電流通過，產(chǎn)生磁性吸引銜鐵，工作電路就形成了一個回路，電鈴就響起來了?！纠}精析】（2022?麗水）按如圖電路進行實驗，每次總觀察到電磁鐵A吸引大頭針的數(shù)目比電磁鐵B多。此現(xiàn)象說明影響電磁鐵磁性強弱的一個因素是（）A．電流大小 B．線圈匝數(shù) C．電流方向 D．電磁鐵極性【解答】解：由圖知，A、B兩電磁鐵串聯(lián)，所以通過A、B兩電磁鐵的電流相等；A的線圈匝數(shù)明顯比B的線圈匝數(shù)多，實驗觀察到電磁鐵A吸引大頭針的數(shù)目比乙多；所以此實驗說明電磁鐵的磁性強弱與線圈匝數(shù)有關(guān)。故選：B。（2021?杭州）如圖所示，閉合電磁鐵開關(guān)S，條形磁鐵靜止在水平桌面上。下列判斷正確的是（）A．條形磁鐵受到電磁鐵對其向左的作用力 B．條形磁鐵受到桌面對其向左的摩擦力 C．將滑動變阻器的滑片向右移動，條形磁鐵受到的摩擦力不變 D．若只改變電源的正負(fù)極，條形磁鐵受到的摩擦力變大【解答】解：A、由安培定則得，右手握住螺線管，四指指向電流的方向，大拇指指向電磁鐵右端為N極，左側(cè)為S極，同名磁極相互排斥，所以條形磁鐵受到電磁鐵對其向左的作用力，故A正確；B、條形磁鐵處于靜止?fàn)顟B(tài)，水平方向上受到平衡力的作用，水平向左的排斥力和桌面對條形磁鐵的水平向右的摩擦力為一對平衡力，故B錯誤；C、將滑動變阻器的滑片向右移動，滑動變阻器接入電路的電阻變大，根據(jù)歐姆定律可知，電路中的電流變小，電磁鐵的磁性變?nèi)?，排斥力變小，摩擦力和排斥力是一對平衡力，大小相等，所以摩擦力變小，故C錯誤；D、若只改變電源的正負(fù)極，電流的方向改變，大小不變，則電磁鐵的磁性不變，條形磁體受到電磁鐵的吸引力大小等于原來的排斥力大小，此時吸引力與摩擦力是一對平衡力，大小相等，則摩擦力不變，故D錯誤。故選：A。（2022?臺州）鋁箔輕巧，導(dǎo)電性好，能做許多科學(xué)實驗。實驗1：“鋁箔小火箭”將鋁箔卷成筒狀，上端封閉并裝入一截火柴頭，下端開口并裝上尾翼，制成小火箭。將小火箭套在發(fā)射架上，加熱其上端，如圖甲所示。稍后小火箭就會射到空中。（1）小火箭與發(fā)射架不能套得太緊，否則會因摩擦力太大，難以起飛；（2）火柴頭燃盡后，空中的小火箭還能繼續(xù)上升，這是因為小火箭具有慣性；實驗2：“鋁箔秋千”折一個U形鋁箔框，其兩端通過回形針與干電池兩端相連，置于磁鐵上方，如圖乙所示。通電時，鋁箔框就會朝一個方向擺動；（3）通電擺動時，電能轉(zhuǎn)化為機械能和內(nèi)能；（4）若要改變鋁箔框通電時的擺動方向，請寫出一種方法：改變電流的方向（或磁場的方向）?！窘獯稹拷猓海?）小火箭與發(fā)射架不能套得太緊，否則火箭與發(fā)射架間的壓力太大，火箭受到的摩擦力太大，難以起飛；（2）火柴頭燃盡后，小火箭具有慣性，所以空中的小火箭還能繼續(xù)上升；（3）鋁箔框通電后擺動是因為通電鋁箔框在磁場中受力的作用，且電流通過導(dǎo)體時會產(chǎn)生熱量，則此過程中將電能轉(zhuǎn)化為機械能和內(nèi)能；（4）因為通電導(dǎo)體在磁場中受力運動的方向與電流的方向和磁場的方向有關(guān)，所以要改變鋁箔框通電時的擺動方向，可以改變電流的方向或磁場的方向。故答案為：（1）摩擦；（2）慣性；（3）機械；（4）改變電流的方向（或磁場的方向）。（2022?舟山）1820年，丹麥物理學(xué)家奧斯特通過實驗首次證實電和磁之間的聯(lián)系。小舟用圖甲所示裝置來模仿該實驗。（1）實驗中得到通電直導(dǎo)線周圍存在磁場的結(jié)論，那么他觀察到的現(xiàn)象是小磁針會發(fā)生偏轉(zhuǎn)。（2）早先聽筒的結(jié)構(gòu)如圖乙所示，當(dāng)變化的電流通過線圈時，電磁鐵的磁性強弱發(fā)生變化，對薄鐵片產(chǎn)生變化的吸引力，從而使薄鐵片振動不同而發(fā)出不同的聲音，這樣就可以聽到對方的講話了?！窘獯稹拷猓海?）當(dāng)開關(guān)閉合時，通電導(dǎo)線的周圍產(chǎn)生了磁場，則導(dǎo)線下方的小磁針在磁場的作用下會發(fā)生偏轉(zhuǎn)；（2）電磁鐵磁性的強弱與電流的大小有關(guān)，當(dāng)變化的電流通過線圈時，電磁鐵的磁性強弱發(fā)生變化，對薄鐵片產(chǎn)生變化的吸引力，從而使薄鐵片振動不同而發(fā)出不同的聲音，這樣就可以聽到對方的講話了。故答案為：（1）小磁針會發(fā)生偏轉(zhuǎn)；（2）磁性。（2020?湖州）方方按圖電路進行實驗。閉合開關(guān)后，小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn)。當(dāng)小磁針靜止時N極指向下方（選填上方或下方）。向左移動滑動變阻器的滑片至某一位置時，硬幣突然被吸起，此現(xiàn)象說明通電螺線管周圍的磁場強弱與電流大小有關(guān)?！窘獯稹拷猓海?）由圖可知，螺線管中電流的方向是向右的，根據(jù)安培定則可知，通電螺線管的上端為N極，下端為S極；根據(jù)同名磁極相互排斥、異名磁極相互吸引可知，小磁針的下端為N極，即N極指向下方；（2）向左移動滑動變阻器的滑片至某一位置時，滑動變阻器的阻值變小，根據(jù)歐姆定律可知，螺線管中的電流變大，磁性變強，會把硬幣吸起，此現(xiàn)象說明通電螺線管周圍的磁場強弱與電流大小有關(guān)。故答案為：下方；電流大小。（2020?臺州）磁控防盜裝置內(nèi)裝有干簧管（如圖甲），干簧管由兩個軟鐵片和玻璃管組成，軟鐵片的觸點在彈力的作用下處于斷開狀態(tài)。當(dāng)磁體靠近干簧管時，軟鐵片觸點狀態(tài)會發(fā)生變化。把條形磁體分別放置在乙圖中的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三個位置時，觸點的開合狀態(tài)和軟鐵片的極性情況如表。磁體位置豎直放置并靠近水平放置并靠近ⅠⅡⅢⅣ觸點狀態(tài)閉合斷開閉合？軟鐵片的極性情況（1）鐵片被磁化后，鐵片與條形磁體相鄰兩端的磁極極性關(guān)系是互為異名磁極。（2）當(dāng)條形磁體水平放置并靠近干簧管時（圖乙Ⅳ位置），干簧管觸點狀態(tài)為閉合。（3）如圖丙，門上磁控防盜裝置內(nèi)有一個豎直放置的干簧管，其內(nèi)部簡化電路如圖丁，磁控防盜裝置的工作原理是：夜間關(guān)上門，閉合開關(guān)S，啟動防盜報警器，此時報警電鈴不響；當(dāng)盜賊打開門時，干簧管遠(yuǎn)離磁體，電鈴響起。圖丁虛線中四種磁體擺放方式能滿足工作要求的有ACD（選填圖中的字母）?！窘獯稹拷猓海?）由圖乙中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ位置的磁化情況可知：磁簧片靠近條形磁鐵的N極的一端是S極，另一端是N極；所以鐵片與條形磁體相鄰兩端的磁極極性關(guān)系是互為異名磁極。（2）當(dāng)條形磁體水平放置并靠近干簧管時（圖乙Ⅳ位置），條形磁鐵對鐵片磁化后的情況如下圖：在兩舌簧端面形成異名磁極，因相互吸引而吸合，所以干簧管觸點為閉合狀態(tài)；（3）由電路圖可知：干簧管和電鈴并聯(lián)后與電阻串聯(lián)，開關(guān)在干路上，夜間關(guān)上門，閉合開關(guān)S，由于此時報警電鈴不響，則干簧管觸點處于閉合狀態(tài)，對電鈴短路，所以報警電鈴不響；當(dāng)盜賊打開門時，干簧管遠(yuǎn)離磁體，干簧管退磁，觸點在彈力作用下分開，干簧管觸點處于斷開狀態(tài)，電流通過電鈴，則電鈴響起。由此可知：門處于關(guān)閉狀態(tài)時，干簧管和磁體之間的距離最近，并且干簧管觸點是處于閉合狀態(tài)；由實驗結(jié)果可知在干簧管和磁體靠近時，能使干簧管處于閉合狀態(tài)的是磁體在ACD的位置。故答案為：（1）互為異名磁極；（2）閉合；（3）ACD。【習(xí)題鞏固】一．選擇題（共11小題）1．連接如圖所示電路，提供足夠數(shù)量的大頭針，只通過控制開關(guān)和調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片的位置，無法探究（）A．電流的有無對電磁鐵磁性有無的影響 B．電流方向?qū)﹄姶盆F磁場方向的影響 C．電流大小對電磁鐵磁場強弱的影響 D．線圈匝數(shù)對電磁鐵磁場強弱的影響【解答】解：A、閉合開關(guān)，電路中有電流通過，大頭針被吸引，說明電磁鐵有磁性；斷開開關(guān)，電路中無電流，大頭針沒有被吸引，說明電磁鐵沒有磁性，故可完成A的探究；B、只通過控制開關(guān)和調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片P的位置，無法改變電流的方向，且磁場方向不便于判斷，所以，無法探究電流方向?qū)﹄姶盆F磁場方向的影響，故無法完成B的探究；C、閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片，電路電流大小改變，大頭針被吸起的數(shù)目發(fā)生改變，說明電磁鐵磁場強弱與電流大小有關(guān)，故可完成C的探究；D、兩個線圈串聯(lián)，通過的電流相等，但吸起大頭針的數(shù)目不同，說明電磁鐵磁場強弱與線圈匝數(shù)有關(guān)，故可完成D的探究。故選：B。2．法國科學(xué)家阿爾貝和德國科學(xué)家彼得由于發(fā)現(xiàn)了巨磁電阻（GMR）效應(yīng)，榮獲諾貝爾物理學(xué)獎。如圖是研究巨磁電阻特性的原理示意圖。實驗發(fā)現(xiàn)，巨磁電阻的阻值隨磁場的增強而減小。當(dāng)閉合開關(guān)S1，S2，使滑片P向左滑動過程中，關(guān)于指示燈亮度的變化，下列判斷正確的是（）A．逐漸變暗 B．逐漸變亮 C．亮度不變 D．無法判斷【解答】解：滑片向左滑動的過程中，滑動變阻器接入電路的阻值減小，電路中的電流增大，燈泡的亮度逐漸變亮。故選：B。3．如圖所示，閉合電磁鐵開關(guān)S，條形磁鐵受到斥力，下列判斷正確的是（）A．電磁鐵的左端為N極 B．電源的左端是正極 C．將滑動變阻器的滑片向右移動，條形磁鐵受到的斥力不變 D．若只改變電源的正負(fù)極，條形磁鐵受到的排斥力將變大【解答】解：AB、根據(jù)同名磁極相互排斥可知，圖中電磁鐵的左端應(yīng)為S極，則由安培定則可知，電流從電磁鐵的左端流入，右端流出，電路中的電源的左端為正極，故A錯誤，B正確；C、將滑動變阻器的滑片向右移動，滑動變阻器接入電路的電阻變大，根據(jù)歐姆定律可知，電路中的電流變小，電磁鐵的磁性變?nèi)酰懦饬ψ冃?，故C錯誤；D、若只改變電源的正負(fù)極，電流的方向改變，大小不變，則電磁鐵的磁極改變，磁性強弱不變，條形磁體受到電磁鐵的吸引力大小等于原來的排斥力大小，條形磁鐵受到的排斥力將變小，故D錯誤。故選：B。4．圖甲是某科學(xué)興趣小組制作的“磁懸浮地球儀”。在地球儀中裝入條形磁鐵，底座中的電磁鐵就能使它穩(wěn)定地“懸浮”在空中，其工作原理如圖乙所示。下列判斷正確的是（）A．電源的左端為正極 B．該磁懸浮地球儀的原理是同名磁極相互吸引 C．向左移動滑片P可增加地球儀“懸浮”的高度 D．增加電磁鐵的線圈匝數(shù)可降低地球儀“懸浮”的高度【解答】解：AB、磁浮玩具穩(wěn)定地“漂浮”起來，其利用的工作原理是同名磁極互相排斥，根據(jù)同名磁極相互排斥可知，圖中電磁鐵的上端應(yīng)為S極，則由安培定則可知，電流從電磁鐵的上端流入，下端流出，電路中的電源的左端為正極，故A正確，B錯誤；C、滑片P向左移動，滑動變阻器接入電路的電阻變大，總電阻變大，根據(jù)歐姆定律可知，電流變小，電磁鐵磁性減弱，可降低地球儀“漂浮”的高度，故C錯誤；D、在電流不變的情況下，增加電磁鐵的線圈匝數(shù)，電磁鐵的磁性增強，排斥力變大，可提高地球儀“漂浮”的高度，故D錯誤。故選：A。5．在晝夜明燈的地下停車場，駕駛員根據(jù)車位入口上方的紅綠燈入停。如圖是小吳設(shè)計的自動控制電路圖，將光控開關(guān)（遮光時開關(guān)閉合）裝在每個車位地面中央，紅綠燈裝在車位入口上方。當(dāng)車位未停車時綠燈亮，當(dāng)車位已停車時紅燈亮，則圖中L1、L2（）A．都是紅燈 B．都是綠燈 C．分別是紅燈、綠燈 D．分別是綠燈、紅燈【解答】解：由題當(dāng)車位已停車時，光控開關(guān)被遮光而閉合，由圖可知，此時左側(cè)控制電路連通，電磁繼電器中的電磁鐵產(chǎn)生磁性，吸下銜鐵，L2燈泡電路被接通，所以L2為紅燈；當(dāng)車位未停車時，光控開關(guān)有光照而斷開，電磁鐵中無磁性，彈簧將銜鐵拉起，L1電路接通而發(fā)光，所以L1為綠燈。故ABC錯誤，D正確。故選：D。6．如圖是小敏設(shè)計的汽車尾氣中CO排放量的檢測電路。當(dāng)CO濃度高于某一設(shè)定值時，電鈴發(fā)聲報警。圖中氣敏電阻R1阻值隨CO濃度的增大而減小。下列說法正確的是（）A．電鈴應(yīng)接在A和C之間 B．當(dāng)CO濃度升高，電磁鐵磁性減弱 C．用久后，電源電壓U1會減小，報警時CO最小濃度比設(shè)定值高 D．為使該檢測電路在CO濃度更低時報警，可將R2的滑片向下移【解答】解：AB、圖中氣敏電阻R1阻值隨CO濃度的增大而減小，由歐姆定律，控制電路的電流增大，電磁鐵磁性增強，銜鐵被吸下，因CO濃度高于某一設(shè)定值時，電鈴發(fā)聲報警，故電鈴應(yīng)接在B、D之間，AB錯誤；C、用久后，電源電壓U1會減小，由歐姆定律，只有當(dāng)R1阻值變小時，控制電路才能達到銜鐵被吸下的最小電流，即報警時CO最小濃度比設(shè)定值高，C正確；D、在CO濃度越低電阻越大，因控制電路銜鐵被吸下的最小電流不變，由歐姆定律和電阻的串聯(lián)，I=UR氣+R變故選：C。7．科學(xué)家已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了巨磁電阻（GMR）效應(yīng)：微弱的磁場可以導(dǎo)致某種材料的電阻阻值急劇變化。如圖所示的電路是研究巨磁電阻特性的原理示意圖，實驗發(fā)現(xiàn)：閉合開關(guān)S1、S2后，在向左輕輕地移動滑片P的過程中，指示燈明顯變亮。則下列說法中正確的是（）A．滑片P向左輕輕移動過程中電磁鐵的磁性增強 B．電磁鐵右端為N極 C．該巨磁電阻的阻值隨磁場的增強而明顯減小 D．小磁針將順時針旋轉(zhuǎn)【解答】解：AC、當(dāng)滑片P向左滑動時，滑動變阻器連入電路中的電阻變小，則電路中的電流變大，通電螺線管的磁性增強，右邊電路中的指示燈明顯變亮，則說明右邊電路的電流變大了，巨磁電阻的電阻變小了，即巨磁電阻的阻值隨磁場的增強而減小，故A、C正確；BD、電流從電磁鐵的右端流入，左端流出，利用安培定則判斷電磁鐵的左端為N極、右端為S極，由磁極間的相互作用可知，小磁針將逆時針旋轉(zhuǎn)，故B、D錯誤；故選：AC。8．如圖所示，是某保密室的防盜報警電路，當(dāng)有人闖入保密室時會使開關(guān)S閉合。下列說法正確的是（）A．電磁繼電器與發(fā)電機工作原理相同 B．電磁繼電器與電動機工作原理相同 C．電磁鐵工作時，上端為S極 D．當(dāng)有人闖入保密室時，b燈亮【解答】解：AB、電磁繼電器是利用電流的磁效應(yīng)工作的，發(fā)電機是利用電磁感應(yīng)原理制成的，電動機是根據(jù)通電線圈在磁場中受力而轉(zhuǎn)動工作的，故AB錯誤；C、根據(jù)安培定則可知，電磁鐵工作時，上端為N極，故C錯誤；D、當(dāng)有人闖入保密室時會使開關(guān)S閉合，電磁鐵有磁性，吸引銜鐵，電燈b所在電路接通，b燈亮，故D正確。故選：D。9．如圖所示是某科技小組設(shè)計的一種溫度自動控制報警裝置電路圖，關(guān)于它的說法正確的是（）A．當(dāng)溫度低于90℃時，報警裝置就會響鈴，同時綠燈亮 B．當(dāng)溫度低于90℃時，報警裝置就會響鈴，同時紅燈亮 C．當(dāng)溫度達到90℃時，報警裝置就會響鈴，同時紅燈亮 D．當(dāng)溫度達到90℃時，報警裝置就會響鈴，同時綠燈亮【解答】解：據(jù)圖可知，該溫度自動報警器的原理是：當(dāng)溫度達到90℃時，由于溫度計內(nèi)的液體是導(dǎo)體，這樣控制電路會接通，電磁鐵產(chǎn)生磁性，將銜鐵吸引，將報警電路接通，電鈴響，紅燈亮，起到報警作用；故選：C。10．如圖是汽車啟動裝置電路簡圖，當(dāng)鑰匙插入鑰匙孔并轉(zhuǎn)動時，下列說法中正確的是（）A．電磁鐵上端為S極，觸點B與C斷開，汽車啟動 B．電磁鐵上端為S極，觸點B與C接通，汽車啟動 C．電磁鐵上端為N極，觸點B與C斷開，汽車啟動 D．電磁鐵上端為N極，觸點B與C接通，汽車啟動【解答】解：（1）當(dāng)鑰匙插入鑰匙孔并轉(zhuǎn)動時，電路接通，電磁鐵中的電流是從下邊導(dǎo)線流入的，根據(jù)安培定則可以判斷出電磁鐵的上端為N極；（2）當(dāng)電磁鐵電路接通時，電磁鐵具有磁性，將上邊的觸點A吸下，使BC觸點接通，電動機工作，進而汽車啟動。故選：D。11．疫情期間只允許體溫正常的師生進入校園。為此，小明設(shè)計了一款“智能門禁”，能檢測體溫并進行人臉識別。工作原理為：①若體溫正常開關(guān)S1閉合，人臉識別成功開關(guān)S2閉合，電動機工作（門打開），警示燈不亮；②若體溫異常S1不閉合，人臉識別成功S2閉合，電動機不工作且警示燈亮起；③不管體溫是否正常，若人臉識別失敗S2不閉合，電動機不工作且警示燈不亮。如圖所示電路設(shè)計符合要求的是（）A． B． C． D．【解答】解：由題意可知，當(dāng)S1、S2同時閉合時，電動機M才能工作；當(dāng)S1斷開、S2閉合時，警示燈才亮；只要S2不閉合，電動機和警示燈均不工作。A．當(dāng)S1、S2均斷開時，警示燈亮起，與以上分析不符，故A錯誤；B．當(dāng)S1、S2同時閉合時，電動機M工作，警示燈不亮；當(dāng)S1斷開，S2閉合時，警示燈亮，電動機M不工作；只要S2不閉合，電動機和警示燈均不工作，與分析符合，故B正確；C．當(dāng)S1、S2同時閉合時，電動機M工作，警示燈不亮；當(dāng)S1斷開，S2閉合時，警示燈不發(fā)光，電動機M不工作，與分析不相符，故C錯誤；D．當(dāng)S1斷開，S2閉合時，警示燈亮，與分析不符，故D錯誤。故選：B。二．作圖題（共1小題）12．水位自動報警器是利用電磁繼電器工作的裝置，請按以下要求連接圖示的水位自動報警器電路：當(dāng)水位在安全位置A以下時，綠燈亮，水位到達安全位置A上限時，紅燈亮?！窘獯稹拷猓寒?dāng)水位在安全以下時，控制電路斷開，電磁鐵無磁性，銜鐵被彈簧拉起，與上面的觸頭接觸，此時綠燈亮，水位到達安全位置上限時，控制電路接通，電磁鐵有磁性，銜鐵被吸下，與下面的觸頭接觸，此時紅燈亮，則連接如圖所示。故答案為：如圖。三．計算題（共3小題）13．麗水市已經(jīng)有舊小區(qū)加裝了電梯，解決老年人的出行困難。出于安全考慮，電梯都設(shè)置超載自動報警系統(tǒng)，其工作原理如圖甲所示。當(dāng)壓敏電阻R2受到的壓力F增大時，其阻值減?。ㄈ鐖D乙所示），控制電路中的電流增大，電磁鐵的磁性增強，當(dāng)電磁鐵線圈電流增大至20毫安時，銜鐵被電磁鐵吸住，電鈴發(fā)出警報聲，電梯超載。（1）從乙圖可知，當(dāng)壓敏電阻R2為800歐時，受到的壓力F為5000牛；（2）根據(jù)要求將圖甲的工作電路連接完整；（3）已知控制電路的電源電壓U為8伏，保護電壓R1為200歐。若該電梯廂內(nèi)乘客總質(zhì)量為800千克時，通過計算說明電梯是否超載。（電梯底架自重和電磁鐵線圈的阻值都忽略不計）【解答】解：（1）從乙圖可知，當(dāng)壓敏電阻R2為800歐時，其受到的壓力F為5000N；（2）由題知，電梯超載時，銜鐵被電磁鐵吸住，電梯電機斷路停止工作，電鈴接通電源發(fā)出警報聲，電路連接圖如下：（3）控制電路中的設(shè)定電流為20mA，由歐姆定律得，控制電路超載時的總電阻為：R總=UI=8V0.02A=400Ω，控制電路中兩電阻串聯(lián)，由串聯(lián)電路中的電阻規(guī)律知：R總＝R1+R2，則R2＝R總﹣R1＝400Ω﹣200Ω＝200Ω，由圖乙知，R2＝200Ω時，電梯的載重為9000N，當(dāng)該電梯廂內(nèi)乘客總質(zhì)量為800千克時，電梯廂內(nèi)乘客總重力為：G＝mg＝800kg×故答案為：（1）5000；（2）見解析；（3）電梯沒有超載。14．如圖為某興趣小組為學(xué)校辦公樓空調(diào)設(shè)計的制冷自動控制裝置，R是熱敏電阻，其阻值隨溫度變化關(guān)系如下表所示，已知繼電器的線圈電阻R0＝10Ω，左邊電源電壓為6V恒定不變.當(dāng)繼電器線圈中的電流大于或等于15mA時，繼電器的銜鐵被吸合，右邊的空調(diào)電路正常工作。溫度t/℃0510152025303540電阻R/Ω600550500450420390360330300（1）請說明該制冷自動控制裝置的工作原理。（2）計算說明該空調(diào)的啟動溫度是多少？（3）為了節(jié)省電能，將空調(diào)啟動溫度設(shè)定為30℃，控制電路中需要再串聯(lián)多大的電阻？（4）改變控制電路的電阻可以給空調(diào)設(shè)定不同的啟動溫度，除此之外，請你再提出一種方便可行的調(diào)節(jié)方案?！窘獯稹拷猓海?）隨室內(nèi)溫度的升高，熱敏電阻的阻值減小，控制電路中電流增大，當(dāng)電流達到15mA時，銜鐵被吸合，右