應(yīng)用廣泛的電磁鐵

許佳菁

一提起電磁鐵，許多同學(xué)的腦海里總是浮現(xiàn)出“線圈 + 鐵芯”的單調(diào)畫面，實(shí)際上電磁鐵在生活中的應(yīng)用是豐富多彩的，下面舉例介紹。

一、自動(dòng)檢測(cè)有毒氣體的報(bào)警器

例1 （2021·湖北·武漢模擬）如圖1是小紅同學(xué)設(shè)計(jì)的汽車尾氣中CO排放量的檢測(cè)電路。當(dāng)CO濃度高于某一設(shè)定值時(shí)，電鈴發(fā)聲報(bào)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. 電磁鐵的上端是S極

C. 用久后，電源電壓U1會(huì)減小，報(bào)警時(shí)CO最小濃度比設(shè)定值高

D. 為使該檢測(cè)電路在CO濃度更低時(shí)報(bào)警，可將R2的滑片向下移

解析：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(qiáng)，銜鐵被吸下，因CO濃度高于某一設(shè)定值時(shí)，電鈴發(fā)聲報(bào)警，故電鈴應(yīng)接在B、D之間，故A錯(cuò)誤;

根據(jù)安培定則可知，電磁鐵的上端是N極，故B錯(cuò)誤;

用久后，電源電壓U1會(huì)減小，由歐姆定律，只有當(dāng)R1阻值變小時(shí)，控制電路才能達(dá)到銜鐵被吸下的最小電流，即報(bào)警時(shí)CO最小濃度比設(shè)定值高，故C正確;

答案：C

點(diǎn)評(píng)：解題時(shí)要綜合應(yīng)用串聯(lián)電路的規(guī)律、歐姆定律及影響電磁鐵磁性強(qiáng)弱的因素分析判斷。

二、治病救人的人工心臟泵

例2 （2021·江蘇·南京）人工心臟泵可短時(shí)間代替心臟工作，如圖2是該裝置的示意圖，磁體固定在左側(cè)，線圈AB固定在用軟鐵制成的活塞柄上（相當(dāng)于一個(gè)電磁鐵），活塞筒通過閥門與血管相通。閥門S1只能向外開啟，S2只能向內(nèi)開啟。線圈中的電流從A流向B時(shí)，電磁鐵左端是_________極，血液會(huì)_________（選填“流入”或“流出”）活塞筒，該裝置工作時(shí)，線圈AB中的電流方向_________（選填“需要”或“不需要”）改變。

解析：線圈中的電流從A流向B時(shí)，由安培定則可知，電磁鐵的右端為N極，其左端為S極，因?yàn)楫惷艠O相互吸引，故活塞左移，活塞筒的氣壓減小，使得閥門S1關(guān)閉，S2打開，則血液經(jīng)過S2流入活塞筒;

由題知，要讓血液進(jìn)入血管中，活塞筒的氣壓應(yīng)增大，則活塞應(yīng)右移，所以電磁鐵應(yīng)受到左側(cè)磁體的排斥力（即需要改變電磁鐵的磁極），故該裝置工作時(shí)，線圈AB中的電流方向需要改變。

答案：S 流入 需要

點(diǎn)評(píng)：在分析電磁鐵的實(shí)際應(yīng)用問題時(shí)，安培定則的應(yīng)用和磁極間的相互作用規(guī)律往往是解題的切入點(diǎn)。對(duì)于本題而言，難點(diǎn)是分析兩個(gè)開關(guān)的閉合和打開情況。

（作者單位：江蘇省鹽城市建湖縣匯文實(shí)驗(yàn)初中教育集團(tuán)）