【解析】：当闭合电键时，由于电磁铁线圈的自感作用，流过电磁铁的电流变化是逐渐增大；当断开电键时，由于电磁铁线圈的自感作用，流过电磁铁的电流变化是逐渐减小。
6.（2011全国初中应用物理知识竞赛初赛）用传感器进行自动控制时，常常要用到继电器，某光敏电阻的阻值R与光强E的关系如下左图所示。试用笔划代替导线在右下图中设计一个用光电敏电
图2
阻来控制路灯的实验电路图，要求：光暗时灯亮，光亮时灯熄，可供选择的仪器如下：光敏电阻、小灯泡、学生电源、继电器、滑动变阻器、开关、导线等。
【解析】由题目给出的光敏电阻的阻值R与光强E的关系图像可知，光暗时电阻大，光亮时电阻小。可将光敏电阻、保护电阻、电源及开关电器中的电磁铁线圈a、b连接，构成闭合电暗时电阻大，可将路灯电路的c段与继电器接，d端与继电器的上面静触点连接，这时亮时，光敏电阻阻值小，电磁铁中电流大，引动触点向下，路灯电路断开。
【答案】用光电敏电阻来控制路灯的实验电所示。
【名师点评】此题以自动控制路灯电路设计继电器原理、电路连接、光敏电阻的阻值R关系图像的分析、欧姆定律等知识点。
三．简答题
1．（2006全国初中应用物理知识竞赛河南预赛）小明对“电磁铁”提出了以下两个问题，请你回答：
图2-J
串联后与继路。由于光的动触点连路灯亮。光磁性强，吸
路图如图2-J
切入，考查与光强E的
（1）怎样使电磁铁的磁性变强？请找出两种解决办法。 （2）要使电磁铁的南北极相互颠倒，可采用什么办法？ 1.【答案】（1）增加电流大小和增加线圈的匝数、 （2〕改变电流方向或线圈绕向
2．（2010全国初中应用物理知识竞赛复赛）干簧管（也比一般机械开关结构简单、体积小、速度高、工作寿命关相比，它又有抗负载冲击能力强的特点，工作可靠性示为干簧管的结构简图，其中磁簧片是一种有弹性的薄玻璃管上。当将一个条形磁铁与干簧管平行放置时，如
叫干簧继电器）长；而与电子开很高。如图甲所铁片，被固定于图乙，干簧管的
磁簧片触点就会闭合，将电路接通；当条形磁铁远离干簧管时，触点就会断开。请简述其原理。 2.【答案】：当将一个条形磁铁与干簧管平行放置时，干簧管的磁簧片就会被磁化，且靠近的那两个端点会被磁化成异名磁极而相互吸引，触点将会闭合，将电路接通；当条形磁铁远离干簧管时，磁簧片的磁性消失，在弹力的作用下触点就会断开。
3.（第12界全国初中应用物理知识竞赛复赛）有一支缝衣用的钢针与磁铁接触后磁化，试说出三种简单实用的方法，判断它的南北极。
3．【答案】：可以把钢针别在一小块涂油的纸上，使它浮在玻璃杯所盛的水中，指北的就是钢针的N极，也可以把钢针悬在细线上，指北的就是钢针的N极。还可以把钢针放在光滑的玻璃板上，用条形磁铁的N极靠近它，被吸收的就是钢针的S极。
四．综合运用题
1．（浙江第12界科学竞赛题）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，电磁铁线圈可看作阻值为30Ω的纯电阻R0，电源U1电压恒定，浴霸共安装有2只标有“220V、550W”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： (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?
1．解：（1）电路的总电流：I=P/U=1100W/220V=5A。
（2） 40℃时R1的电阻为170Ω，继电器电路断开的电流为I=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I1=40mA时，处于加热状态：R=U/I1= 此时R1= R- R0=300Ω-30Ω=270Ω。
查图得：R1的电阻为270Ω时对应的温度为23℃。
继电器电路中的电流等于I2=50mA时，工作电路断开，温度最高： R’=U/I2=
12V=240Ω。此时R1= R’- R0=240Ω-30Ω=210Ω。 0.05A12V=300Ω。 0.04A查图得：R1的电阻为210Ω时对应的温度为32℃。 浴室内温度的控制范围是23℃~32℃。
2.（2008全国初中应用物理知识竞赛复赛）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，R1处于恒温箱内，图2是测得的R1的阻值随温度变线；电磁继电器的电源两V，电磁继电器线圈的电过实验测得当电流为继电器的衔铁被吸合。
(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？
图中未画出）；小明通过实验化的关系曲端电压U = 6 阻可不计，通30mA时，电磁
(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。 2．解：（1）．恒温箱温控系统是由交流电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90℃时，由曲线图可知，R1=50Ω，可变电阻值应为 R2=200Ω-50Ω=150Ω。 控制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。（说明：只要提出的设计合理，即可得分）
3．投入使用才l7年的长沙浏阳河大桥由于严重损坏于今年年初被拆除重建。导致大桥损坏的一个重要原因是过往车辆严重超载。新桥建设现已开始，为了能抓拍超载车辆，小明及其物理兴趣小组成员决定为大桥管理者设计一个“汽车超载记录器”来进行监控管理。
如图甲为该超载记录器原理图。Rx为压敏电阻，当车辆驶入被监测路段时，其阻值随它受到的压力变化而变化，变化关系如图乙所示。当电压表示数达到或超过4V时，继电器的衔铁被吸下，工作电路中的照相机就开始工作，抓拍超载车辆。已知电源电压U=10V，电压表量程为O～5V，线
圈电阻R0=5Ω，保护电阻R1=lOΩ，问：(取g=10N／kg) （学科网精校）
(1)若某车的质量为15t，静止时轮胎与路面接触的总面积为0.3m2，则静止时该车对路面的压强为多少?
(2)第(1)问中该车辆过桥时，电压表的示数是多少? (3)该记录器所能记录的过桥车辆的最大质量是多少? 解：(I)静止时，，F=G=mg=15×103kg×10N/kg=1.5×105N 则该车埘地面的压强： p=F1.5?10N?=5?105Pa?????????(2分) 2S0.3m (2)因为F=G=1.5×105N，由图可得：Rx=25Ω ????????．．(1分) I?UU10V???0.25A????．．(1分) RRx+R1?R0(25?10?5)?串联电路中电流处处相等
电压表的示数：U1?IR1?0.25A?10??2.5V????．．(1分) (3)当电压表满偏时即U1??5V，此时记录的车辆质量为最大， 电路中电流为I1??U1?5V??0.5A串联电路中电流处处相等 R110?U10V??20???????????????(1分) I1?0.5A 此时的总电阻R????R??R1?R0?(20?10?5)??5? 压敏电阻阻值为RX 查图可得：F??5.5?105N?????????????????．(1分) 因为G??F??5.5?105N
G?5.5?105N=5.5?104kg=55t。 所以m?==g10N/kg 故该记录器能记录的最大质量是55t??? 4. （2013全国初中应用物理知识竞赛预赛题）如图21
(1分) 所示为某兴趣
近十年全国初中应用物理知识竞赛试题分类汇编专题十九电与磁
