突破電磁鐵報警類考題

原題再現

例 （2023··大連）如圖1是某道路限載報警器的工作原理圖。電源電壓不變， R₁ 是力敏電阻，其阻值隨壓力的變化而變化。閉合開關S，當車的質量超過限載質量時，電磁鐵吸下銜鐵，電鈴響。根據不同的路面，可以改變滑動變阻器滑片P的位置，來設定不同的限載質量。下列說法正確的是（ ）。

A.電磁鐵能吸下銜鐵，是由于通電導體在磁場中受力

B.檢測時，車的質量越大電磁鐵的磁性越強

C.力敏電阻 R₁ 的阻值隨壓力的增大而減小

D.若要提高設定的限載質量，應將滑片P向左移動

答案：BCD

破解策略

A.電磁鐵是利用電流的磁效應來工作的，銜鐵被電磁鐵吸引下來，是由于通電導體的周圍存在磁場，故A錯誤。

B.檢測時，車的質量越大，其對力敏電阻的壓力越大，力敏電阻的阻值越小，電路中的電流越大，電磁鐵的磁性越強，故B正確。

C.當車的質量超過限載質量時，電磁鐵吸下銜鐵，電鈴響。車的質量增大時，其對力敏電阻的壓力變大，此時電路電流應該變大，電磁鐵磁性才增強，所以力敏電阻的阻值應隨壓力的增大而減小，故C正確。

D.若要提高設定的限載質量，此時力敏電阻的阻值減小，而電磁鐵吸下銜鐵時的電流不變，根據歐姆定律可知，當電源電壓和限定電流不變時，整個電路的總電阻也不變，此時串聯電路總電阻等于力敏電阻阻值加滑動變阻器阻值。由于力敏電阻阻值變小，因此滑動變阻器的阻值應增大，應將滑片P向左移動，故D正確。

日積月累

解答這類題型，首先要判斷限定靈敏度報警的因素是電流值還是電壓值，明白無論電路其他物理量如何變化，報警時的電流值或電壓值是不變的;然后利用歐姆定律 分析其他物理量的變化情況。如本題，由題意可知超載時，電流到達一定值，電磁鐵被吸引下來，所以報警時到達的電流值不變，由于控制電磁鐵中的電源電壓不變，所以總電阻不變，又由于力敏電阻變小，所以滑動變阻器變大。

拓展訓練

1.人員密集的室內場所，容易造成 CO₂ 含量偏高，對人體產生不利的影響。研究小組設計了如圖2所示的電路， R₂ 為氣敏電阻，其阻值隨 CO₂ 氣體濃度的增大而減小，當室內 CO₂ 氣體含量升高到一定濃度時，工作電路中的排風扇開始工作，把室內氣體排出。回答下列問題。

（1）該裝置主要結構是電磁鐵，電磁鐵的原理是 _________（選填\"電流的磁效應\"或\"電磁感應\"）。

（2） CO₂ 氣體濃度增大時， R₂ 兩端的電壓_________（選填\"變大\"\"變小\"或“不變\"）。

（3）在設計電路時要實現自動換氣功能，排風扇應連接在工作電路中的_________ 位置。

（4）要使排風扇在 CO₂ 濃度更低時就能開始工作，以下幾種改進方法正確的是_________

A.增加電磁鐵線圈匝數B.控制電路中再串聯一個電阻C.把滑動變阻器 R₁ 的滑片向上移

2.（多選）為了應對即將到來的汛期，某課外興趣小組設計了一個檢測水庫水位的裝置，其原理如圖3所示。L為安全指示燈，電鈴為報警器， R₁ 為定值電阻， R₂ 為豎直放置、粗細均勻且足夠長的電阻棒，滑片P可以在電阻棒上自由滑動，并與浮子用豎直的絕緣桿連接，可隨著浮子的上下移動而改變電阻棒 R₂ 接入電路的阻值，從而可通過電流表的示數來反映水位的高低。當滑片P指向 R₂ 的中點時，水位達到警戒值，電磁鐵吸下銜鐵報警。則該檢測器正常工作時（ ）。

A.電磁鐵的上端為N極

B.水位較低時，電磁鐵的磁性較強

C.若減小 R₁ 的阻值，警戒水位會變低

D.電流表示數越大，表示水位越高

3.（多選）車輛嚴重超載會損壞橋梁，為了能抓拍超載車輛，物理興趣小組成員決定為橋梁管理者設計一臺“汽車超載記錄器”來進行監控管理。如圖4，甲圖為該超載記錄器原理圖；已知電源電壓 U=10V ，線圈電阻 R₀=5Ω，R₁ 為滑動變阻器， R_x 為壓敏電阻，當車輛駛入被檢測路段時，其阻值隨它受到的壓力變化的情況如乙圖所示，當電流表示數達到或超過0.4A時，電磁繼電器的銜鐵被吸下，工作電路中的照相機就開始工作，抓拍超載車輛，則下列說法正確的是（ g 取 10N/kg ）（ ）。

A.電磁繼電器的原理是電流的磁效應

B.當壓敏電阻 R_x 受到的壓力增大時，電磁鐵的磁性減弱

C.當橋梁限重為 30t 時，滑動變阻器接入電路的阻值應為 10Ω

D.橋梁老化后應適當減小 R₁ 接入電路的阻值以減小橋梁限重標準

答案：1.（1）電流的磁效應 （2）變小（3）AB （4）AC

2.CD

3.AD

（作者單位：錦州市實驗學校）