突破電磁鐵報(bào)警類考題

原題再現(xiàn)

例 （2023··大連）如圖1是某道路限載報(bào)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(guān)S，當(dāng)車的質(zhì)量超過限載質(zhì)量時(shí)，電磁鐵吸下銜鐵，電鈴響。根據(jù)不同的路面，可以改變滑動(dòng)變阻器滑片P的位置，來設(shè)定不同的限載質(zhì)量。下列說法正確的是（ ）。

A.電磁鐵能吸下銜鐵，是由于通電導(dǎo)體在磁場中受力

B.檢測時(shí)，車的質(zhì)量越大電磁鐵的磁性越強(qiáng)

C.力敏電阻 R₁ 的阻值隨壓力的增大而減小

D.若要提高設(shè)定的限載質(zhì)量，應(yīng)將滑片P向左移動(dòng)

答案：BCD

破解策略

A.電磁鐵是利用電流的磁效應(yīng)來工作的，銜鐵被電磁鐵吸引下來，是由于通電導(dǎo)體的周圍存在磁場，故A錯(cuò)誤。

B.檢測時(shí)，車的質(zhì)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(qiáng)，故B正確。

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

D.若要提高設(shè)定的限載質(zhì)量，此時(shí)力敏電阻的阻值減小，而電磁鐵吸下銜鐵時(shí)的電流不變，根據(jù)歐姆定律可知，當(dāng)電源電壓和限定電流不變時(shí)，整個(gè)電路的總電阻也不變，此時(shí)串聯(lián)電路總電阻等于力敏電阻阻值加滑動(dòng)變阻器阻值。由于力敏電阻阻值變小，因此滑動(dòng)變阻器的阻值應(yīng)增大，應(yīng)將滑片P向左移動(dòng)，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(bào)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(bào)警時(shí)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(shí)，電流到達(dá)一定值，電磁鐵被吸引下來，所以報(bào)警時(shí)到達(dá)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(dòng)變阻器變大。

拓展訓(xùn)練

1.人員密集的室內(nèi)場所，容易造成 CO₂ 含量偏高，對人體產(chǎn)生不利的影響。研究小組設(shè)計(jì)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(dāng)室內(nèi) CO₂ 氣體含量升高到一定濃度時(shí)，工作電路中的排風(fēng)扇開始工作，把室內(nèi)氣體排出?；卮鹣铝袉栴}。

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

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

（3）在設(shè)計(jì)電路時(shí)要實(shí)現(xiàn)自動(dòng)換氣功能，排風(fēng)扇應(yīng)連接在工作電路中的_________ 位置。

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

A.增加電磁鐵線圈匝數(shù)B.控制電路中再串聯(lián)一個(gè)電阻C.把滑動(dòng)變阻器 R₁ 的滑片向上移

2.（多選）為了應(yīng)對即將到來的汛期，某課外興趣小組設(shè)計(jì)了一個(gè)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(bào)警器， R₁ 為定值電阻， R₂ 為豎直放置、粗細(xì)均勻且足夠長的電阻棒，滑片P可以在電阻棒上自由滑動(dòng)，并與浮子用豎直的絕緣桿連接，可隨著浮子的上下移動(dòng)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(shù)來反映水位的高低。當(dāng)滑片P指向 R₂ 的中點(diǎn)時(shí)，水位達(dá)到警戒值，電磁鐵吸下銜鐵報(bào)警。則該檢測器正常工作時(shí)（ ）。

A.電磁鐵的上端為N極

B.水位較低時(shí)，電磁鐵的磁性較強(qiáng)

C.若減小 R₁ 的阻值，警戒水位會變低

D.電流表示數(shù)越大，表示水位越高

3.（多選）車輛嚴(yán)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(shè)計(jì)一臺“汽車超載記錄器”來進(jìn)行監(jiān)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(dòng)變阻器， R_x 為壓敏電阻，當(dāng)車輛駛?cè)氡粰z測路段時(shí)，其阻值隨它受到的壓力變化的情況如乙圖所示，當(dāng)電流表示數(shù)達(dá)到或超過0.4A時(shí)，電磁繼電器的銜鐵被吸下，工作電路中的照相機(jī)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(yīng)

B.當(dāng)壓敏電阻 R_x 受到的壓力增大時(shí)，電磁鐵的磁性減弱

C.當(dāng)橋梁限重為 30t 時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值應(yīng)為 10Ω

D.橋梁老化后應(yīng)適當(dāng)減小 R₁ 接入電路的阻值以減小橋梁限重標(biāo)準(zhǔn)

答案：1.（1）電流的磁效應(yīng) （2）變?。?）AB （4）AC

2.CD

3.AD

（作者單位：錦州市實(shí)驗(yàn)學(xué)校）