第十六章电磁感应+电磁继电器的应用原理、连图、综合计算一+2023-2024学年苏科版物理九年级下册

电磁继电器的应用原理、连图、综合计算一题型一电磁继电器应用中的各种原理1．如图所示，R0是一个光敏电阻，光敏电阻的阻值随光照强度的增加而减小，R是电阻箱（已调至合适阻值），它们和继电器组成自动控制电路来控制路灯，白天路灯熄灭，夜晚路灯亮起。

下列说法正确的是（）A．电路工作时，电磁铁上端为N极B．给路灯供电的电源应接在b、c两端C．控制电路电源电压减小后，傍晚时路灯比原来早一些亮D．电阻箱R的阻值调大后，傍晚时路灯比原来晚一些亮2．如图是兴趣小组同学设计的运动音乐踏板装置，踩下或松开踏板，两音乐灯交替工作。

下列描述正确的是（）A．踏板与电磁铁是并联的B．踩下踏板时绿灯亮、红灯灭C．松开踏板时，动触点与b接触D．增大R的阻值，可增大电磁铁对衔铁的吸引力（多选）3．如图所示，是一款“智能照明灯”的电路，其控制电路中，电源电压恒定，R1为可变电阻，R2为光敏电阻，其阻值随光照强度而变化。

当电流到达某一值时，会将衔铁吸下。

灯L天黑时自动发光，天亮时自动熄灭。

关于该灯，下列说法正确的是（）A．通电螺线管的工作原理是电流磁效应B．R2的阻值应随光照强度的增大而增大C．若将R1调小，灯泡工作时间会变长D．当光照强度增大时，R1消耗的功率变大4．如图所示是小蔡同学设计的短跑比赛“抢跑判断器”，电磁铁的下端为极。

当运动员蹲在起跑器上后，裁判员老师闭合开关S1、S2，电磁铁将衔铁吸下，发令指示灯亮，运动员正常起跑；若运动员抢跑，R0所受压力变小，电阻变大，抢跑指示灯（选填“L1”或“L2”）亮，则判定该运动员抢跑。

5．如图所示是一种温度自动报警器的原理图，制作温度计时插入一段金属丝，当温度达到金属丝下端所指的温度时，控制电路工作，电磁铁具有磁性，将衔铁吸引过来，使（选填“电铃响”或“电灯亮”），发出信号来提醒值班人员。

该温度计的感温液可能是（选填“煤油”或“水银”）。

题型二电磁继电器连图6．某同学设计的冬季家庭温度自动控制器的工作原理如图所示。

当室内温度低于25℃时温控开关闭合，绿灯不亮，加热电阻工作；当室温高于25℃时，温控开关断开，绿灯亮，加热电阻不工作，表示温度已经达到25℃。

请根据以上要求，用笔画线代替导线，完成工作电路部分的连接。

7．温度自动报警器的工作原理如图所示，在水银温度计的上方封入一段金属丝，当温度没有达到金属丝下端所指示的温度时，绿灯亮；当温度达到金属丝下端所指示的温度时，红灯亮，同时电铃响，此时电铃与红灯串联，请根据以上要求，用笔画线代替导线，完成工作电路部分的连接。

（要求导线不交叉）8．如图是一种水位自动报警器的原理图。

水位没有到达金属块A时，LED灯亮；水位到达金属块A时，警鸣器响。

图中工作电路未连接完整，请用笔画线完成电路的连接。

9．某温度自动报警器的原理图如图所示。

电磁铁上端为N极，在水银温度计中封入一段金属丝，当温度低于设定温度时，安全指示灯常亮；当温度达到设定温度时，安全指示灯熄灭，电铃发出报警信号。

请在括号中标出电源的极性（用“+”或“﹣”表示），并在虚线框内填入电铃（）和指示灯的电路元件符号。

10．如图是汽车启动装置电路简图，当钥匙插入钥匙孔并转动时（相当于闭合开关），电动机M就启动。

试在图中标出通电时电磁铁下端的极性并将电动机正确连入电路。

11．为了帮阳台上的花草安全过冬，小明利用电磁继电器设计了如图所示的电路：温度过低时，大功率灯泡发光发热；达到一定温度时，插在三孔插座上的加湿器（图中未画出），喷雾加湿降温。

为实现设计要求，在保证安全用电的前提下，帮小明将电路连接完整。

12．请将图中各器材和元件连成电路，要求开关S断开时，绿灯亮，红灯熄灭；开关S闭合时，红灯亮，绿灯熄灭。

13．根据要求，用笔画线代替导线进行电路连接。

如图为一种仓库防盗报警器的部分工作原理图。

其踏板放在仓库的门口，电铃和电灯放在值班室内。

工作要求：当有人踩踏板时电铃响，无人踩踏板时电灯亮。

题型三电磁继电器连图14．某智能扫地机器人（如图1）可通过灰尘传感器自动寻找灰尘清扫，通过电动机旋转、产生高速气流将灰尘等吸入集尘盒。

图2为其部分工作原理图，控制电路电源电压U为4.5V，指示灯电阻为5Ω，定值电阻R0＝12Ω，R为光敏电阻，其阻值随光照强度E（单位cd）的变化如图3所示。

如表为其部分工作参数（注：电池容量指工作电流与工作总时间的乘积，线圈电阻不计）额定工作电压12伏额定功率30瓦电池总容量 2.5Ah（安时）工作噪音＜50dB（分贝）（1）图2中电磁铁根据电流的效应做成；（2）当清扫到一定程度，地面灰尘减少，使照射到光敏电阻上的光照强度增强，则电磁铁磁性（选填“增强”、“不变”或“减弱”），衔铁将与（选填“A”或“C”）触头接触。

（3）检测发现该品牌扫地机器人在光照强度恰好为3cd时电动机开始工作，则相当于电压表示数等于V 时，电动机开始工作。

（4）当剩余电量减为电池总容量的10%时，机器人会主动寻找充电器充电，充满电后电池储存的电能为J；在充满电后到主动寻找充电器期间的电池总容量能够持续供应该机器人正常工作小时。

15．如图甲所示是家用燃气报警器的部分电路示意图，其中控制电路中的R1是气敏电阻，R1的阻值与燃气浓度的关系如图乙所示，出厂预设当燃气浓度达到6%时报警，测试时，控制电路的电源电压为3V且保持恒定；闭合开关S1、S2，移动滑动变阻器R2滑片P的位置，当控制电路中的电流为0.03A时，电磁铁恰好能将衔铁吸下，工作电路中相应的指示灯亮起而报警（电磁铁线圈的电阻忽略不计）。

（1）由图乙可知，当燃气浓度升高时，气敏电阻，R1的阻值，控制电路的总功率（前两空均选填“变大”“变小”或“不变”）；按出厂预设，当燃气浓度达到6%时报警，此时工作电路的指示灯（选填“L1”或“L2”）亮起。

（2）该报警器要达到出厂预设值，则滑动变阻器应接入电路的电阻值为Ω。

（3）小明研究发现：移动滑动变阻器的滑片，可以改变报警时设定的燃气浓度值。

若想调低报警时的燃气浓度值，则应适当（选填“增大”或“减小”）滑动变阻器R2接入电路的阻值。

（4）若想燃气浓度达到4%时报警，则此时滑动变阻器两端的电压是V。

16．科技小组的同学利用电磁继电器设计了一套温度自动控制装置。

如图甲所示，电磁铁线圈阻值忽略不计，R1为热敏电阻。

压缩机（电动机）启动可以起到调节温度的作用，当温度升高到启动值时，控制电路中电流达到0.15A，衔铁吸下，压缩机启动工作；当温度降低到设定值后，工作电路断开，压缩机停止工作，如此进行间歇性循环工作。

图乙为工作电路某30分钟内压缩机功率与时间的关系图。

请你回答：（1）压缩机启动工作时，控制电路中热敏电阻的阻值；（2）30min内工作电路中压缩机消耗的总电能。

17．电梯为居民出入带来很大的便利，出于安全考虑，电梯都设置了超载自动报警系统，其工作原理如图甲所示。

系统电路由工作电路和控制电路组成：当电梯没有超载时，工作电路中的动触点K与静触点A接触，闭合开关S，电动机正常工作；当电梯超载时，工作电路中的动触点K与静触点B接触，电铃发出报警铃声，即使闭合开关S，电动机也不工作。

当控制电路中的电磁铁线圈中电流达到20mA时，动触点K刚好接触静触点B，电铃发出警报声。

已知电梯自重为3×103N，控制电路中的电源电压U＝6V，保护电阻R1＝200Ω，压敏电阻。

R2的阻值随压力F大小变化如图乙所示。

若g取10N/kg，电磁铁线圈的阻值忽略不计。

求：（1）该电梯的最大载重质量；（2）电梯空载时，通过电磁铁线圈的电流大小。

18．烟感报警器又叫烟雾报警器，是通过监测烟雾浓度来实现火灾防范目的的一种装置。

被广泛应用于家庭、工厂、写字楼、医院、学校、博物馆等重要防火场所。

如图甲所示为我国目前动车上安装的烟雾报警器，它由“控制电路”和“工作电路”组成如图乙，其中“控制电路”由光敏电阻R、电磁铁（线圈阻值R0＝18Ω）、电源电压U＝6V，开关等组成；“工作电路”由工作电源、电铃，指示灯、导线等组成。

工作原理：当光敏电阻接收到的光强减弱到一定程度时，工作电路接通，电铃报警。

（1）根据报警器的工作原理判断，A处应接（填“电铃”或“指示灯”）。

（2）闭合开关S，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多少以上？（3）当光照强度为3cd时，控制电路的电流是多少？若光敏电阻的阻值R与光强E之间的关系如图丙所示，请写出R与E的关系式？（4）高铁上是禁止乘客在靠近车厢连接处吃自热米饭的，因为会导致烟感报警器触发报警，此时为降低该烟雾报警器的灵敏度，请提出一种改进建议。

19．如图1所示，是一种“超载违法取证模拟记录器”。

已知控制电路电压为6V，电磁继电器线圈电阻为40Ω。

（1）控制电路开关闭合后，车经过压敏电阻，只有电流增大到一定值（I≥0.06A）时，电磁继电器的衔铁才被吸下，电控摄像头才会通电拍照。

则工作电路的接线柱c应该和电磁继电器的接线柱（选填“a”或“b”）连接。

（2）电控摄像头通电拍照时简易图像如图2所示，摄像头相当于一个（选填“凸”或“凹”）透镜。

所成的像是倒立（选填“放大”或“缩小”）的（选填“实”或“虚”）像。

（3）当衔铁被吸引后，压敏电阻的阻值R与受到车的压力F关系如图3所示。

压敏电阻的阻值随受到车的压力增大而（选填“增大”、“不变”或“减小”）。

（4）当控制电路中的电流达到0.06A时，电磁继电器的衔铁被吸下，持续时间为5s，求此时：①压敏电阻的阻值。

②受到车的压力N。

③电磁继电器产生的热量。

20．在科学实践活动中，实践小组同学设计简单恒温箱温控电路如图甲所示，R为热敏电阻，其阻值随温度变化图象如图乙所示，U为恒压电源，电磁继电器线圈的电阻不计，当线圈中的电流大于或等于200mA时，衔铁被吸合，加热器停止工作，实现温控。

（1）电磁继电器就是利用来控制工作电路的一种开关。

（2）恒温箱内的加热器应接在（选填“A、B”或“C、D”）端。

（3）要实现对50℃～100℃之间任一温度的控制。

该装置恒压电源U至少为V。

若恒压电源U为36V，则滑动变阻器R′的最大阻值至少为多少？（写出必要的文字说明、表达式及最后结果）。