九年级精英物理：电与磁

磁悬浮列车是21世纪人类理想的交通工具．由于其轨道的磁力使之悬浮在空中，行驶时不需接触地面，因此其阻力只有空气的阻力．磁悬浮列车的最高速度可达每小时500公里以上，比轮轨高速列车的每小时300多公里的速度还要快，是飞机的竞争对手．上海磁悬浮列车是世界第一条商业运营的磁悬浮专线．

知能概述

1．研究电磁铁

（1）电磁铁：将螺线管紧密地套在铁芯上就构成了电磁铁．

（2）电磁铁是根据通电螺线管插入铁芯磁性增强的特性制成的．其磁性增强是因为：铁芯被磁化后也相当于一个磁体，它的磁场跟通电螺线管中磁场相叠加而增强．因此电磁铁中插入螺线管的必须是铁质物质，而不能是其他的导体．

（3）电磁铁磁性强弱跟哪些因素有关：①线圈匝数一定，电流越大，磁性越强；②结构相同的电磁铁，电流一定，线圈匝数越多，磁性越强．

（4）电磁铁的优点：①磁性有无可以通过通、断电来控制；②磁性强弱可以由电流大小来控制；③极性可以由变换电流方向来控制．

2．电磁继电器

（1）电磁继电器由电磁铁、衔铁、弹簧、触点组成，其实质是利用电磁铁来控制工作电路的开关．（2）电磁继电器是利用低电压、弱电流的电路的通断来间接地控制高电压、强电流的电路的装置．

3．磁场对电流的作用和电磁感应现象的比较

磁悬浮列车的优点

由于磁悬浮列车具有快速、低耗、环保、安全等优点，因此前景十分广阔．常导型磁悬浮列车速度可达400～500km／h，超导型磁悬浮列车速度可达500～600km／h．它的高速度使其在1000～1500公里之间的旅行距离中比乘坐飞机更优越．由于没有轮子、无摩擦等因素，它比目前最先进的高速火车省电30%．在500km／h速度下，每座位·公里的能耗仅为飞机的～，比汽车也少耗能30%．因无轮轨接触，震动小、舒适性好，对车辆和路轨的维修费用也大大减少．磁悬浮列车在运行时不与轨道发生摩擦，发出的噪音很低．由于采用电力驱动，避免了烧煤烧油给沿途带来的污染．磁悬浮列车一般以4．5米以上的高架通过平地或翻越山丘，从而避免了开山挖沟对生态环境造成的破坏．

问题解决

例1　将一个电磁铁和白炽灯并联后接入电路，如图a所示，当闭合电键时，灯L1即刻点亮，随后熄灭；当断开电键时，灯会闪亮后熄灭．

例1图

（1）此现象说明当闭合电键时，流过电磁铁的电流变化是_________；当断开电键时，流过电磁铁的电流变化是________．

（2）在图b中，当电磁铁中无电流时，铁质弹簧片的可动端与右侧接线柱接通；当电磁铁中有电流时，在电磁铁的吸引下，铁质弹簧片的可动端与左侧接线柱接通．试用笔画线代替导线，完成电路连线，使电路中的电键闭合后，灯L1、L2会交替发光．

（上海市第二十二届初中物理竞赛大同中学杯复赛试题）

解题思路　当电磁铁中电流快速增大时，它呈现较大电阻使L1发光．一旦电流变化不大时，它呈现较小电阻将L1短路．当电磁铁中电流快速减小时，电磁铁中会感应出电压使L1发光．也即电磁铁中电流只能逐步变化，不能突变（有兴趣的同学可以了解楞次定律）．电路的连接抓住两点：一是L1、L2交替发光，不可能串联，是通过弹簧片“并联”．二是当L1亮时，电磁铁应具有磁性，吸引弹簧片，使L1发光转换为L2的发光，因此电磁铁应和L1并联．

它的车厢下端像伸出了两排弯曲的胳膊，将路轨紧紧搂住，绝对不可能出轨．列车运行的动力来自固定在路轨两侧的电磁力，同一区域内的电磁力强度相同，不可能出现几辆列车速度不同或相向而动的现象，从而排除了列车追尾或相撞的可能．

极　光

极光是常常出现于纬度靠近地磁极地区上空大气中的彩色发光现象．一般呈带状、弧状、幕状、放射状，这些形状有时稳定，有时作连续性变化．极光是来自太阳活动区的带电高能粒子流（可达1万电子伏）使高层大气分子或原子激发或电离而产生的．由于地磁场的作用，这些高能粒子转向极区，所以极光常见于极区附近．

例2　某同学利用热敏电阻为家中的灯暖型浴霸（一种取暖用的电器）设计了一个温度可自动控制的装置，如图甲所示．“控制电路”中热敏电阻R1的阻值随温度变化的曲线如图乙所示，电磁铁线圈可看成阻值为30Ω的纯电阻R0，电源U1电压恒定，浴霸共安装有2只标有“220V550W”的灯泡，当电磁铁线圈中的电流大于或等于50mA时，继电器的衔铁被吸合，浴霸电路断开；当线圈中的电流小于或等于40mA时，继电器的衔铁被释放，浴霸电路闭合．求：

例2图

（1）工作电路闭合时，通过电路的总电流．

（2）若浴室内的温度最高不得超过40℃，则控制电路的电源电压U1最小值为多大？

（3）若电源U1电压恒定为12V，则将此装置安放在浴室内，浴室内温度可控制在什么范围？

（浙江省第十二届初中科学竞赛初赛试题）

解题思路　浴霸电路的工作由“电磁继电器”控制，控制电路中的电流大小直接影响衔铁的动作．当温度较低时，热敏电阻R1阻值较大，电磁铁产生的吸引力不足以克服弹簧拉力，从而使浴霸暖灯工作．当温度升高一定值后，热敏电阻阻值减小（从图乙查出），电磁铁电流增大，使其磁力增强，迫使衔铁动作，暖灯自动熄灭，达到自动控温的目的．

应急灯充放电的自动转换

例3　应急照明灯是在正常照明电源发生故障时，能持续照明而不间断工作的一类灯具，如图a所示．应急照明灯主要由灯泡（或LED灯珠）、蓄电池、充电器、自动控制电路及相关部件组成．在照明电源正常情况下，应急照明灯通过充电器给蓄电池充电，此时，自动控制电路及相关部件自动将灯泡（或LED灯珠）与蓄电池断开不发光．当照明电路突然停电时，应急照明灯通过自动控制电路及相关部件自动把灯泡（或LED灯珠）跟蓄电池接通，从而实现自动应急照明．下表为某型号应急照明灯的主要技术数据：

例3图a

磁性报警器

大家都知道，磁在人们的生活和生产中应用十分广泛．随着科技的不断发展，磁又有了广阔的新天地．在超级市场里，顾客可以自己从货架上挑选商品，十分方便．但如果想拿了东西不付钱偷偷溜走，那只会当众出丑，出口处的报警装置马上会灵敏地检查出来．原来，超级市场出售的每件商品上都有一小片带磁性的商标，能使它周围充满人眼看不到的磁场．当经过出口时，那里的磁性探测器便探测出来并发出警报．只有当你付清货款，售货员用一种特别的“消磁”装置将商标上的磁性退掉，探测器才会让你把商品带出超级市场．据说，还有一种安装在仓库门窗或银行金库、保险柜中的磁性防窃装置，一旦盗窃者手拿钢铁制的撬窃工具接近时，它会立刻向守卫人员发出警报．

（1）在该型号应急照明灯刚投入使用阶段，待蓄电池充满电后，可以实现的最长连续应急照明时间为多少？

（2）小兰跟老师提出自己要设计并组装一只简易的应急照明灯．老师告诉她实验室现有以下器材：双孔插座及与之配套的插头1套、小灯泡（额定电压：DC3．0～3．4V，额定电流：350mA）4只、电磁继电器（额定电压：DC6V，额定电流：0．15A）1套及与之配套的低压直流电源（输入电压：AC220V，输出电压：DC6V）1台、蓄电池（两端电压：6V）1只及与之配套的充电器（输入电压：AC220V，输出电压：DC6．3V）1只、导线（足量）．如图b所示．

例3图b

①请你帮助小兰在图b上完成简易应急照明灯的接线．要求如下：

a．家庭电路正常工作时，充电器自动给蓄电池充电，各灯泡均不发光；

b．当家庭电路停电时，蓄电池自动给各灯泡供电，使各灯泡均正常发光，且在一只小灯泡灯丝烧断后还应该有部分小灯泡能正常工作．

②小明看到小兰的连接电路后，认为可以去掉低压直流电源，而将电磁铁的两个接线柱直接接在充电器的输出端．请分析这样做不可行的原因．

（第二十二届全国初中应用物理知识竞赛复赛试题）

解题思路　（1）蓄电池电压为2．4V，2只小灯泡的额定电压也为2．4V，小灯泡并联，先求出并联后的总电流，再用求工作时间．

（2）a．电磁继电器通过低压直流电源供电，并同时用充电器给蓄电池充电．

b．从小灯泡的规格型号可知小灯泡需2只串联后再并联．

c．继电器触头的连接应满足家庭电路正常时，充电器给蓄电池充电；家庭电路没电时，蓄电池给小灯泡放电．

1．如图所示，当一个马蹄形线圈中的电流增加到一定大小时，软铁片受到线圈的吸引会向右运动，并造成电路断路，电线AB断开，此种装置可用于下列电器中的（　）．

A．电饭锅保温开关

B．空调启动开关

C．断路器开关

D．电铃开关

第1题图

（浙江省第十一届初中科学竞赛初赛试题）

2．如图所示为某兴趣小组为学校办公楼空调设计的自动控制装置，R是热敏电阻，其阻值随温度变化关系如下表所示．已知继电器的线圈电阻R0＝15Ω，左边电源电压为6V恒定不变．当继电器线圈中的电流大于或等于15mA时，继电器的衔铁被吸合，右边的空调电路正常工作．

第2题图

（1）请简要说明该自动控制装置的工作原理．

（2）计算说明该空调的启动温度是多少．

（3）为了节省电能，将空调启动温度设定为25℃，控制电路中需要再串联一个多大的电阻？

（4）改变控制电路的电阻可以给空调设定不同的启动温度，除此之外，请你再提出一种方便可行的调节方案．

（全国初中应用物理知识竞赛预赛试题）

3．以下是关于电饭锅的原理的说明．请你在画线的空格处填写恰当的物理名词或数值，并回答有关提问．电饭锅能自动控制电流加热的程序，把饭煮得甘香柔软而不焦枯，靠的是如图所示的自动控制开关．当按下开关按键，如图a所示，开关横杆把磁铁向上顶，使磁铁吸住感温软铁．这时发热电阻丝接通电源，开始加热．当锅内的饭沸腾后，锅内的水就会因________而渐渐减少．当锅内的水蒸干后，锅内的温度就会超过_________℃，当温度达到103℃时，感温软铁就不受磁铁的吸引，开关的杠杆在弹簧片的弹力及自身重力的作用下下降，使接触点分开，发热电阻丝与电源断开，如图b所示．与此同时，接通另一保温电路（图中略去未画），保持饭的温度在70℃左右．

（1）“当温度达到103℃时，感温软铁就不受磁铁的吸引”这一现象说明了什么物理道理？

（2）能用这种电饭锅来煮开水并自动保温在70℃左右吗？写下你的判断，并简要说明理由．

第3题图

（上海市第十八届初中物理竞赛大同中学杯复赛试题）

4．在如图所示的电路中，所有的电灯的额定电压为U，额定电流为I；其中LG、LR分别为绿色、红色指示灯，L1、L2、L3……为照明灯．A为电磁继电器中的电磁铁，B为弹簧，C为可绕O轴转动的铁质动触片，P、Q为静触片．请用笔画线代替导线正确连接接线柱a、b、c、d、e、f，使指示灯起到这样的作用：当电路中的照明灯均不使用时绿灯亮，当电路中开启的照明灯数目超过某个值时红灯亮．若当流过电磁铁A的电流达到5I时，红灯亮．则此时电路中至少有________盏照明灯点亮．

（上海市第十六届初中物理竞赛大同中学杯复赛试题）

5．如图所示是生产中常用的两种闸刀开关，图中A是导电的闸刀，B是簧片（可以与闸刀保持紧密接触或分离），C是电磁铁的线圈，能对图a中的杠杆D（右边下降时左边会升起）、图b中的衔铁E产生吸力．O是固定转动轴，即支点．K是弹簧．图中箭头为电流方向．试说明这两种开关分别在什么情况下能自动断开电源．

（上海市第十八届初中物理竞赛大同中学杯复赛试题）

第4题图

第5题图

6．（多选）如图所示是磁带录音机录音原理的示意图．录音时，动圈话筒将声信号转换为电信号送到录音磁头；录音磁头是一个蹄形电磁铁，它的磁性强弱随电信号变化，将电信号转换为磁信号；录音磁带贴着录音磁头移动，上面的磁粉被磁化，声音信号被记录在磁带上．关于磁带录音机录音过程，下列说法正确的是（　）．

A．话筒将声信号转换为电信号利用了电流的磁效应

B．录音磁头将电信号转换为磁信号利用了电流的磁效应

第6题图

C．话筒将声信号转换为电信号利用了电磁感应现象

D．录音磁头将电信号转换为磁信号利用了电磁感应现象

（上海市第二十九届初中物理竞赛大同中学杯初赛试题）

7．通电导线在磁场中受到的安培力的大小与导线中的电流成正比，与导线的长度成正比．在如图所示的电路中，由均匀的电阻丝组成的等边三角形导体框，垂直磁场放置，将A、B两点接入电压恒定的电源两端，通电时，线框受到的安培力大小为F，若将AB边移走，其他不变．则余下线框受到的安培力大小为（　）．

第7题图

（上海市第三十届初中物理竞赛大同中学杯初赛试题）

8．如图所示．A为电磁铁，B为铁芯，C为套在铁芯B上的绝缘磁环．现将A、B、C放置在天平的左盘上，当A中通有电流I时，C悬停在空中，天平保持平衡．当增大A中电流时，绝缘磁环C将向上运动．在绝缘磁环C上升到最高点的过程中，若不考虑摩擦及空气阻力，则下列描述正确的是（　）．

A．天平仍保持平衡

B．天平左盘先下降后上升

C．天平左盘先上升后下降

D．天平左盘一直下降至最低点

第8题图

（上海市第十九届初中物理竞赛复赛试题）

9．如图所示，将一柔软的导线弯成星形，并将其置于光滑水平桌面上，然后将电键S闭合，则该星形回路将（　）．

A．不会变形

B．会变形，所围面积增大

C．会变形，所围面积减小(www.zuozong.com)

D．会变形，所围总面积不变

第9题图

（上海市第二十五届初中物理竞赛复赛试题）

10．我们把闭合电路中大小和方向都随时间做周期性变化的电流叫作交流电．我国民用交流电的电压为220V，频率为_______Hz，上述220V是交流电的电压有效值．有效值是指让交流电和直流电通过相同阻值的电阻，如果在相同时间内产生的热量相等，就把这一直流电的量值称为该交流电的有效值．如图为某交流电电流随时间变化的图象，该交流电的电流有效值为_______A．

第10题图

（上海市第二十八届初中物理竞赛复赛试题）

11．小明利用实验室的电磁继电器、热敏电阻R1、可变电阻器R2等器件设计了一个恒温箱控制电路，如图1所示．其中“交流电源”是恒温箱加热器的电源（加热器在恒温箱内，图中未画出）；R1处于恒温箱内，图2是小明通过实验测得的R1的阻值随温度变化的关系曲线；电磁继电器的电源两端电压U＝6V，电磁继电器线圈的电阻可不计，通过实验测得当电流为30mA时，电磁继电器的衔铁被吸合．

第11题图

（1）请简述此恒温箱的工作过程．

（2）为什么恒温箱的加热器应该接在A、B端，而不能接在C、D端？

（3）如果要使恒温箱内预设的温度可调节范围是90℃～150℃，可供选择的可变电阻器R2的电阻值有如下的几种：

A．0～100Ω　B．0～200Ω

C．0～1000Ω　D．0～1500Ω

请问应选择哪一个可变电阻器？为什么？

（4）小明设计的这个控制电路，使用起来有何不足之处？请你提出一种解决的方案．

（第十八届全国初中应用物理知识竞赛复赛试题）

12．小华利用自己绕制的电磁铁设计了一个能使甲、乙两灯交替发光的电路，电磁铁及电路图如图a所示．你认为在开关闭合后实际会看到什么现象？请把更正后的电磁铁及电路在图b上画出来．（A、B为带活动触点的接线柱，B、C间为铁片）

第12题图

（第八届全国初中应用物理知识竞赛初赛试题）

13．如图甲所示为一个电磁继电器的示意图，a、b是它的两个端点；B是衔铁，D是安在一块金属板上的触点，B和D都安在一个弹性片C上，C的左端固定，c和c′、d和d′分别是安在绝缘板上的金属触点，当线圈A不通电时，D上的触点与c及c′接触，把c和c′连接起来，因此c、c′称为常闭触点；而d及d′此时是断开的，称为常开触点．当线圈A通电时，衔铁B被吸下，c和c′断开而d和d′被连接起来．

现在利用这个电磁继电器控制带动水泵的电动机工作，使水泵往水箱中抽水．在水箱中竖直立一根绝缘棒，在棒上分别安有P、Q、R三个电极，如图乙所示．现在希望控制水箱内的水位总在Q、R之间，即水位降到Q处，电动机启动，开始抽水，水位达到R处，电动机自动关机，停止抽水（水是导电的）．图丙和图丁分别是控制电路和电动机的供电电路，图中R0是与电磁继电器线圈并联的一个电阻，它的阻值很小，当R0接入电路后，电磁继电器的线圈相当于被短路．丙、丁两图中标有1～6的6个接线柱是与电磁继电器的线圈或触点相连的．

第13题图

（1）写出这6个接线柱分别与电磁继电器的何处连接．

（2）开始水箱内没有水，试说明闭合开关S后，水箱内的水位为什么能保持在Q、R之间．

（第十一届全国初中应用物理知识竞赛复赛试题）

14．如图为一种电磁继电开关，图中L为电磁铁线圈．L不通电时，继电器不吸合，如图a所示，三对常闭接点A1与A1′接通，A2与A2′接通，A3与A3′接通；三对常开接点B1与B1′、B2与B2′、B3与B3′均不相通．L通电时，继电器吸合，如图b所示，三对常闭接点A1与A1′、A2与A2′、A3与A3′均不相通；三对常开接点B1与B1′、B2与B2′、B3与B3′均接通．

某学校学生社团有一台用上述电磁继电开关制成的智力竞赛的抢答显示系统（抢答机），如图c所示．图中S1、S2、S0是按钮式开关，按下时接通，松手时自动弹起为断开．该抢答机可供两个参赛队使用．主持人宣布问题，然后说“现在开始”以后，最先按下按钮的队的指示灯点亮，其余任何一个队再按按钮则无任何反应，而亮灯的队松开按钮后其指示灯依然点亮．若在主持人说“现在开始”前任何一个队违规提前按按钮，导致自己的指示灯点亮，主持人即可判定该队犯规．为了解除某队指示灯点亮状态，主持人只需按一下自己操作台上的按钮S0，即可恢复初始的待命状态．

第14题图

第14题图

（1）当按一下S2后，用若干个箭头标明电路中电流的走向．

（2）现在为满足三个队参加比赛，必须增加一个供第三队使用的线路，为此需将原线路改装，技术人员已经将部分线路连好，如图d所示，请你将尚未完成的接线继续接妥，使其整体成为一台供三个队参赛的抢答机．

（上海市第二十二届初中物理竞赛复赛试题）

例1　（1）逐渐增大；逐渐减小　（2）如答图所示．

例2　（1）电路的总电流

（2）40℃时R1的阻值为170Ω，继电器电路断开的电流为50mA，控制电路的电源电压U1最小值为U1＝IR＝0．05A×200Ω＝10V，

（3）继电器电路中的电流小于等于40mA时，处于加热状态，

例1答图

，此时R1＝R-R0＝300Ω-30Ω＝270Ω

查图得：R1的阻值为270Ω时对应的温度为23℃．

继电器电路中的电流等于50mA时，工作电路断开，温度最高，

，此时R1＝R′-R0＝240Ω-30Ω＝210Ω

查图得：R1的阻值为210Ω时对应的温度为32℃．

浴室内温度的控制范围是23℃～32℃（误差±1℃均可）

例3　（1）由该型号应急照明灯的主要技术数据可知，其所用灯泡的额定电压为2．4V，其蓄电池两端的电压也是2．4V．由此可知，两只灯泡应并联．

单只灯泡正常发光时的电流0．4A

干路中的总电流I＝2×IL＝2×0．4A＝0．8A

即蓄电池对外供电电流为I＝0．8A

蓄电池充满电后，可以实现的最长应急照明时间为

例3答图

（2）①简易应急照明灯的接线如答图所示．

②若将电磁铁的两个接线柱直接接在充电器两端，当家庭电路正常工作时，电磁铁有磁性，吸引衔铁下移，接通蓄电池充电电路，充电器给蓄电池充电；当家庭电路停电时，蓄电池与电磁铁构成通路，电磁铁依然保持磁性，蓄电池无法为小灯泡供电，小灯泡不能发光．

1．C

2．（1）随着室内温度的升高，热敏电阻的阻值减小，控制电路中电流增大，电磁铁的磁性增强，当电流达到15mA时，衔铁被吸合，右侧空调电路接通，空调开始工作．当温度下降时，控制电路电阻增大，电流减小，电磁铁的磁性减弱，减小到一定值，弹簧将衔铁抬起，使空调电路断开，这样就实现了自动控制．

（2）由欧姆定律得：电路启动时的总电阻

此时热敏电阻的阻值R热＝R总-R0＝400Ω-15Ω＝385Ω

对照表格数据可知，此时的启动温度是20℃．

（3）因为电路启动时的总电阻为400Ω，由表中数据可知，空调启动温度设定为25℃时，热敏电阻的阻值为R′＝355Ω．设需串联的电阻为R串．

由欧姆定律可得

则R串＝R总-R′-R0＝400Ω-355Ω-15Ω＝30Ω

（4）因为本装置启动的电流是一定的，因此，既可通过改变电阻来改变电流，也可以通过将左边电源改为可调压电源来实现对其控制．

3．蒸发；100

（1）原因是：当温度升高到103℃，软铁内分子热运动加剧，软铁无法被磁化，永久磁铁对其不再有吸力．

（2）不能，因为，当水烧开时，温度为100℃，只有当水烧干后，温度才会进一步升高到103℃．

4．4　b接c、e接a、f接d；各灯之间的连接为并联，电路中电流为各灯电流之代数和，由于指示灯中已有电流为5I，所以此时电路中至少有4盏灯点亮．

5．图a：这是一个过电流保护开关，当电流过大时，电磁铁将衔铁吸下，电键断开．图b：是一个欠电流保护开关，当电流过小时，电磁铁吸不住衔铁，电键断开．

6．BC

7．B　AC上的安培力垂直于AC，大小为BILAC，CB上的安培力垂直于CB，大小为BILCB，AC与CB上安培力的合力方向垂直于AB，虽然磁场大小B不变，但由于ACB的等效长度等于AB，通过ACB的电流为AB的一半，所以AB上的安培力为ACB上安培力的一倍．故选B．

8．B　开始时天平平衡说明天平两侧所受力相同；而要使磁环上升开始运动，磁环受到的向上的磁力应增大，而根据力的相互性可知，A所受磁力也应增大，故左侧力变大，天平左侧下降；而由于磁环最终会停止，则磁环所受向上的力将减小，则A所受力也将会减小，故左侧受力减小，天平左侧上升，故天平左侧应先下降后上升，最后又达到平衡．

9．B　看星形的其中一个角，两条导线的电流方向相反（如答图），根据安培定则和左手定则可知，电流异向的两条导线会相互排斥，所以这个角会变大，其他三个角同理，所以整个星形的面积会增大．

10．50；5　将交流电与直流电通过阻值都为R的电阻，设直流电流为I，取时间为一个周期即T＝0．02s，则根据有效值的定义和Q＝I2 Rt有

第9题答图

解得I＝5A

11．（1）恒温箱温控系统是由交流加热电路和直流控制电路组成，适当调节变阻器R2的阻值，利用热敏电阻R1的性能和阻值等使该系统能保证恒温箱的温度保持在预设的温度范围内．工作过程如下：

当恒温箱内的温度达到或者超过预设之最高温度时，热敏电阻R1的阻值下降，直流控制电路中电流增大，电磁继电器吸合衔铁，切断交流加热电路，恒温箱开始降温．

当恒温箱内的温度低于预设之最低温度时，热敏电阻R1的阻值增大，直流控制电路中电流减小，电磁继电器释放衔铁，交流加热电路接通，恒温箱又开始升温．

如此反复接通和断开交流加热电路，使恒温箱的温度保持在预设温度范围内．

（2）恒温箱的加热器应接在A、B端．

这样温度高于预设最高温度时，电磁继电器的衔铁吸合，停止加热；而温度低于预设温度时，电磁继电器的衔铁断开，进行加热．这样才能实现温度控制．

如果加热器在C、D两端，当温度高于预设温度时，R1的阻值减小，电磁继电器的衔铁吸合，加热器继续工作，温度将更高，这样就无法实现恒温控制．

（3）电磁继电器吸合时的电流为30mA，则控制电路的总电阻为R总＝R1＋R2＝200Ω

控制温度为90℃时，由曲线图可知，R1＝50Ω，可变电阻值应为R2＝200Ω-50Ω＝150Ω

控制温度为150℃时，由曲线图可知，R1＝30Ω，可变电阻值应为R2＝200Ω-30Ω＝170Ω

所以，要选一个能提供150Ω～170Ω阻值的可变电阻器，选择B即可满足上述阻值要求，又能便于调节，故选用B即可．

（4）小明设计的这个电路，从理论上讲控制的只是一个固定的温度值，这样使用时，就会出现恒温箱内温度在某一固定值附近时，电磁继电器频繁通断的现象，这对电磁继电器和加热器电路的使用寿命是十分不利的．为了解决这个问题，可以设想制造一种延时继电器，当已经达到了预设的温度时，继电器达到吸合电流值（如此题中的30mA），这种继电器可以延长一段时间或限时到规定时间才吸合，从而断开被控制电路．当低于预设的温度时，通过继电器的电流小于吸合电流值，这种继电器同样可以延长一段时间或限时到规定时间才释放衔铁．从而实现继电器和加热电路有一个较长的稳定工作状态，达到既能实现恒温控制又能延长使用寿命的目的．

12．看到的现象：甲灯持续发光，不能交替发光．答图a和答图b所示均为正确电路．

第12题答图

13．（1）1～c，2～c′，3～a，4～b，5～d，6～d′．（1与2，3与4，5与6都可以互换）

（2）闭合S后，衔铁B被吸下，d和d′被接通，电动机工作，水泵开始抽水，水位达到R处时，R0支路被接通，电磁继电器线圈被短路，B被释放，电动机停止工作，同时c及c′被接通，电磁继电器的线圈仍处于短路状态．待水位降至Q以下，R0支路被切断，电磁继电器线圈通电，衔铁B被吸下，水泵又开始抽水，直到水位达到R处停止．

14．（1）如答图a．　（2）如答图b．

第14题答图