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8.（教材练习改编）如图所示的为小晴同学设计的水位自动报警器的模拟电路，A、B均为金属块，容器里装入的是自来水。小晴在实验中发现，当水面上升到与金属块A接触时，绿灯熄灭而红灯也没有点亮（两灯的型号相同）。经检查各器材之间连接良好，造成该报警器不能正常报警的原因可能是（
A.红灯的灯丝断了
B.金属块A浸入水中太深
C.电源1的正、负极接反了
D.电源1提供的电压过小
（第8题）
A
）A.红灯的灯丝断了
B.金属块A浸入水中太深
C.电源1的正、负极接反了
D.电源1提供的电压过小
（第8题）答案
8.A 【点拨】当水位上升到使金属块A浸入水中时,绿灯熄灭,这表明衔铁被吸下,电磁铁具有了磁性,左侧电路中有电流通过,金属块A浸入水中太深、电源1的正、负极接反了,对电流无影响,故BC错误。由于电路是正常的,红灯不亮,说明红灯开路,可能是灯丝断了,故A正确。若电源1提供的电压过小,导致控制电路电流过小,衔铁不能被吸下,绿灯不会熄灭,故D错误。故选A。
解析
【分析】
首先明确该电路是电磁继电器控制的水位报警器：控制电路由电源1、金属块A、B和自来水组成，工作电路由电源2、绿灯、红灯和电磁继电器的触点组成。当水位上升到与金属块A接触时，控制电路接通，电磁铁获得磁性，衔铁被吸下，此时绿灯所在电路断开（绿灯熄灭），红灯所在电路接通（正常应红灯点亮）。题目中绿灯熄灭说明衔铁已被吸下（控制电路正常工作），但红灯未点亮，故障应出在红灯支路，据此分析各选项。
【解析】
1. 确定控制电路状态：绿灯熄灭，说明电磁继电器衔铁被吸下，即控制电路（电源1、A、B、水组成的电路）导通，电磁铁有足够磁性吸下衔铁。
2. 分析选项：
选项A：若红灯灯丝断了，红灯所在支路为断路，即使触点接通，红灯也无法发光，符合“绿灯灭、红灯不亮”的现象，合理。
选项B：金属块A浸入水中太深，不影响控制电路导通，不会导致红灯不亮，错误。
选项C：电源1正、负极接反，仅改变电磁铁磁极，不影响磁性有无，衔铁仍会被吸下，红灯应点亮，不符合现象，错误。
选项D：电源1电压过小，控制电路电流小，电磁铁磁性不足，无法吸下衔铁，绿灯不会熄灭，与题目矛盾，错误。
【答案】
A
【知识点】
电磁继电器、电路故障分析
【点评】
本题结合电磁继电器原理考查电路故障判断，需先根据现象明确控制电路工作状态，再定位故障位置，是初中电磁学的基础应用题型。
【难度系数】
0.5
首先明确该电路是电磁继电器控制的水位报警器：控制电路由电源1、金属块A、B和自来水组成，工作电路由电源2、绿灯、红灯和电磁继电器的触点组成。当水位上升到与金属块A接触时，控制电路接通，电磁铁获得磁性，衔铁被吸下，此时绿灯所在电路断开（绿灯熄灭），红灯所在电路接通（正常应红灯点亮）。题目中绿灯熄灭说明衔铁已被吸下（控制电路正常工作），但红灯未点亮，故障应出在红灯支路，据此分析各选项。
【解析】
1. 确定控制电路状态：绿灯熄灭，说明电磁继电器衔铁被吸下，即控制电路（电源1、A、B、水组成的电路）导通，电磁铁有足够磁性吸下衔铁。
2. 分析选项：
选项A：若红灯灯丝断了，红灯所在支路为断路，即使触点接通，红灯也无法发光，符合“绿灯灭、红灯不亮”的现象，合理。
选项B：金属块A浸入水中太深，不影响控制电路导通，不会导致红灯不亮，错误。
选项C：电源1正、负极接反，仅改变电磁铁磁极，不影响磁性有无，衔铁仍会被吸下，红灯应点亮，不符合现象，错误。
选项D：电源1电压过小，控制电路电流小，电磁铁磁性不足，无法吸下衔铁，绿灯不会熄灭，与题目矛盾，错误。
【答案】
A
【知识点】
电磁继电器、电路故障分析
【点评】
本题结合电磁继电器原理考查电路故障判断，需先根据现象明确控制电路工作状态，再定位故障位置，是初中电磁学的基础应用题型。
【难度系数】
0.5
9.(航天科技)[厦门模拟改编]2025年4月24日，神舟二十号载人飞船与天和核心舱径向端口完成精准对接。小蓝设计了如图所示的对接缓冲装置简图。当“神舟飞船”和“核心舱”靠近对接时，为预防撞击带来影响，配置对接缓冲装置，两者产生相互排斥的力，可判断电源的左端为
负
极；为增强缓冲效果，滑动变阻器的滑片P应向右
（选填“左”或“右”）侧滑动。答案
9.负；右
解析
【分析】
要解决本题，需分两步推导：第一步，根据磁极间的相互作用确定螺线管的磁极，再用安培定则判断电流方向，进而确定电源正负极；第二步，根据增强缓冲效果的需求，结合电磁铁磁性强弱的影响因素，判断滑动变阻器滑片的移动方向。
【解析】
1. 判断电源正负极：
已知核心舱左端为N极，“神舟飞船”与核心舱相互排斥，根据同名磁极相互排斥，可知螺线管的b端为N极。
根据安培定则（右手螺旋定则）：右手握住螺线管，大拇指指向螺线管的N极（b端），四指弯曲方向为电流在螺线管中的流向，由此判断电流从螺线管的a端流入、b端流出，进而得出电源的左端为负极，右端为正极。
2. 判断滑动变阻器滑片移动方向：
要增强缓冲效果，需增大螺线管的磁性。电磁铁的磁性强弱与电流大小有关：在匝数和铁芯不变时，电流越大，磁性越强。因此需增大电路中的电流，减小滑动变阻器接入电路的电阻。滑动变阻器的滑片P向右滑动时，接入电路的电阻丝长度变短，电阻减小，电流增大，螺线管磁性增强，缓冲效果更好。
【答案】
负；右
【知识点】
磁极间的相互作用；安培定则；电磁铁的磁性强弱
【点评】
本题以航天对接为背景，将物理知识与科技应用结合，考查电磁学核心基础知识点，解题需熟练运用磁极间的相互作用、安培定则及影响电磁铁磁性的因素，难度适中，适合中等水平学生解答。
【难度系数】
0.5
要解决本题，需分两步推导：第一步，根据磁极间的相互作用确定螺线管的磁极，再用安培定则判断电流方向，进而确定电源正负极；第二步，根据增强缓冲效果的需求，结合电磁铁磁性强弱的影响因素，判断滑动变阻器滑片的移动方向。
【解析】
1. 判断电源正负极：
已知核心舱左端为N极，“神舟飞船”与核心舱相互排斥，根据同名磁极相互排斥，可知螺线管的b端为N极。
根据安培定则（右手螺旋定则）：右手握住螺线管，大拇指指向螺线管的N极（b端），四指弯曲方向为电流在螺线管中的流向，由此判断电流从螺线管的a端流入、b端流出，进而得出电源的左端为负极，右端为正极。
2. 判断滑动变阻器滑片移动方向：
要增强缓冲效果，需增大螺线管的磁性。电磁铁的磁性强弱与电流大小有关：在匝数和铁芯不变时，电流越大，磁性越强。因此需增大电路中的电流，减小滑动变阻器接入电路的电阻。滑动变阻器的滑片P向右滑动时，接入电路的电阻丝长度变短，电阻减小，电流增大，螺线管磁性增强，缓冲效果更好。
【答案】
负；右
【知识点】
磁极间的相互作用；安培定则；电磁铁的磁性强弱
【点评】
本题以航天对接为背景，将物理知识与科技应用结合，考查电磁学核心基础知识点，解题需熟练运用磁极间的相互作用、安培定则及影响电磁铁磁性的因素，难度适中，适合中等水平学生解答。
【难度系数】
0.5
10.[淄博中考] 实验室某恒温箱模拟电路如图所示，控制电路电压$U_1=6\ \mathrm{V},R_0=100\ \Omega$,热敏电阻$R_1$安装在恒温箱内，工作电路中$R_2$为加热电阻。闭合开关S，电磁铁把衔铁吸下，工作电路接通，此时通电螺线管的上端为
N
极。随着恒温箱内温度的升高，$R_1$的阻值增大
（选填“增大”或“减小”），当螺线管中的电流减小为30 mA时，衔铁弹起，工作电路停止加热，此时$R_1$的阻值为100
$\Omega$。答案
10.N；增大；100 【点拨】闭合开关S,电磁铁把衔铁吸下,说明控制电路中有电流通过,根据安培定则可知,螺线管的上端是N极;衔铁被吸下后,工作电路接通,加热电阻R₂开始工作,随着恒温箱内温度的升高,由题意可知,螺线管中的电流减小,说明热敏电阻R₁的阻值增大,进一步说明该热敏电阻的阻值随温度的升高而增大;当螺线管中的电流减小为30 mA时,衔铁弹起,工作电路停止加热,由I=U/R得,此时控制电路中的总阻值R总=U₁/I=6 V/(30×10⁻³ A)=200 Ω,此时R₁的阻值R₁=R总-R₀=200 Ω-100 Ω=100 Ω。
解析
【分析】
首先，判断螺线管的极性需依据安培定则，确定控制电路中电流方向后推导磁极；其次，分析温度升高时衔铁弹起的现象，结合欧姆定律判断控制电路总电阻变化，进而确定热敏电阻R₁的阻值变化；最后，利用欧姆定律计算电流为30mA时R₁的阻值，总电阻等于电源电压除以电流，减去定值电阻R₀即可得到R₁的阻值。
【解析】
1. 判断螺线管极性：闭合开关S后，控制电路有电流通过，电流从电源U₁正极流出，经R₀后从螺线管下端流入、上端流出。根据安培定则：右手握住螺线管，四指指向电流方向，大拇指所指端为N极，因此螺线管上端为N极。
2. 分析R₁的阻值变化：恒温箱内温度升高时，衔铁弹起，说明控制电路电流减小，由I=U/R可知总电阻增大。因R₀为定值电阻，故热敏电阻R₁的阻值增大。
3. 计算R₁的阻值：电流I=30mA=0.03A，控制电路总电阻R总=U₁/I=6V/0.03A=200Ω，因此R₁=R总-R₀=200Ω-100Ω=100Ω。
【答案】
N；增大；100
【知识点】
安培定则；欧姆定律；电磁继电器
【点评】
本题结合恒温箱模拟电路，综合考查安培定则应用、欧姆定律计算及电磁继电器工作原理，需理解控制电路与工作电路的关联，掌握热敏电阻特性，属于中等难度的电学综合题。
【难度系数】
0.6
首先，判断螺线管的极性需依据安培定则，确定控制电路中电流方向后推导磁极；其次，分析温度升高时衔铁弹起的现象，结合欧姆定律判断控制电路总电阻变化，进而确定热敏电阻R₁的阻值变化；最后，利用欧姆定律计算电流为30mA时R₁的阻值，总电阻等于电源电压除以电流，减去定值电阻R₀即可得到R₁的阻值。
【解析】
1. 判断螺线管极性：闭合开关S后，控制电路有电流通过，电流从电源U₁正极流出，经R₀后从螺线管下端流入、上端流出。根据安培定则：右手握住螺线管，四指指向电流方向，大拇指所指端为N极，因此螺线管上端为N极。
2. 分析R₁的阻值变化：恒温箱内温度升高时，衔铁弹起，说明控制电路电流减小，由I=U/R可知总电阻增大。因R₀为定值电阻，故热敏电阻R₁的阻值增大。
3. 计算R₁的阻值：电流I=30mA=0.03A，控制电路总电阻R总=U₁/I=6V/0.03A=200Ω，因此R₁=R总-R₀=200Ω-100Ω=100Ω。
【答案】
N；增大；100
【知识点】
安培定则；欧姆定律；电磁继电器
【点评】
本题结合恒温箱模拟电路，综合考查安培定则应用、欧姆定律计算及电磁继电器工作原理，需理解控制电路与工作电路的关联，掌握热敏电阻特性，属于中等难度的电学综合题。
【难度系数】
0.6
11. 如图所示的是简单的火警自动报警装置的部分电路，温控开关在常温时断开，绿灯亮；在温度升高到一定值时自动闭合，红灯亮、电铃响，发出报警信号。请你按上述要求，将电路图补充完整。
(a、b、c为三个接线柱)
(a、b、c为三个接线柱)
答案
11. 如图所示
解析
【分析】
要完成该火警自动报警装置的电路补充，需结合电磁继电器的工作原理分析：控制电路的通断决定电磁铁有无磁性，进而改变衔铁位置，控制工作电路。题目要求常温时温控开关断开，绿灯亮，说明此时衔铁需与a接触，形成绿灯通路；温度升高温控开关闭合后，电磁铁有磁性，衔铁被吸下与c接触，需红灯亮、电铃响，即形成红灯和电铃的报警通路，据此连接各接线柱。
【解析】
1. 常温状态：温控开关断开，控制电路无电流，电磁铁无磁性，衔铁在上方与a接触，需绿灯亮，因此将电源一端接接线柱b，接线柱a连接绿灯的一端，绿灯另一端接电源，构成绿灯工作电路。
2. 报警状态：温控开关闭合后，控制电路接通，电磁铁有磁性，衔铁被吸下与c接触，需红灯亮、电铃响，因此接线柱c连接红灯和电铃的并联电路，红灯与电铃的一端接电源，另一端接c，构成报警工作电路。
【答案】
如图所示
【知识点】
电磁继电器应用，电路连接
【点评】
本题结合实际火警报警场景考查电磁继电器的工作原理，需区分控制电路与工作电路，根据题目不同状态的要求完成电路连接，属于初中物理基础应用类题目。
【难度系数】
0.5
要完成该火警自动报警装置的电路补充，需结合电磁继电器的工作原理分析：控制电路的通断决定电磁铁有无磁性，进而改变衔铁位置，控制工作电路。题目要求常温时温控开关断开，绿灯亮，说明此时衔铁需与a接触，形成绿灯通路；温度升高温控开关闭合后，电磁铁有磁性，衔铁被吸下与c接触，需红灯亮、电铃响，即形成红灯和电铃的报警通路，据此连接各接线柱。
【解析】
1. 常温状态：温控开关断开，控制电路无电流，电磁铁无磁性，衔铁在上方与a接触，需绿灯亮，因此将电源一端接接线柱b，接线柱a连接绿灯的一端，绿灯另一端接电源，构成绿灯工作电路。
2. 报警状态：温控开关闭合后，控制电路接通，电磁铁有磁性，衔铁被吸下与c接触，需红灯亮、电铃响，因此接线柱c连接红灯和电铃的并联电路，红灯与电铃的一端接电源，另一端接c，构成报警工作电路。
【答案】
如图所示
【知识点】
电磁继电器应用，电路连接
【点评】
本题结合实际火警报警场景考查电磁继电器的工作原理，需区分控制电路与工作电路，根据题目不同状态的要求完成电路连接，属于初中物理基础应用类题目。
【难度系数】
0.5
12. ★★（电路设计）要求设计一个电磁限流器，当电路中电流过大时，它能切断电路，并需手动闭合。兴趣小组设计了两个电磁限流器，示意图如图所示，其中的C、D为动触点。下列说法中正确的是（
A.甲能满足设计要求，乙不能满足设计要求
B.乙能满足设计要求，甲不能满足设计要求
C.甲和乙都能满足设计要求
D.当电路中电流过大时，弹簧1和弹簧2都变短
A
）A.甲能满足设计要求，乙不能满足设计要求
B.乙能满足设计要求，甲不能满足设计要求
C.甲和乙都能满足设计要求
D.当电路中电流过大时，弹簧1和弹簧2都变短
答案
12.A 【点拨】在图甲中,当电路中电流过大时,电磁铁A的磁性增强,对衔铁B的吸引力增大,使衔铁B逆时针旋转失去对闸刀S的制动作用,弹簧1把闸刀S拉起后,弹簧1缩短,切断电路,保护电路。在图乙中,电流过大时,电磁铁吸合衔铁,也能切断电路,此时弹簧2伸长,但切断电路之后,电磁铁没有了磁性,在弹簧拉力的作用下,开关又自动闭合;而甲图不能自动闭合,需手动闭合;所以,甲能满足设计要求,乙不能满足设计要求。故选A。
解析
【分析】
要判断甲、乙两个电磁限流器是否满足设计要求，需紧扣“电流过大时切断电路，且切断后需手动闭合”的条件，结合电磁铁磁性强弱与电流的关系，以及开关切断后的状态变化分析：先明确电磁铁磁性随电流增大而增强，再判断电流过大时，甲、乙的开关切断后是否会自动恢复闭合，以此确定是否符合设计要求。
【解析】
1. 分析甲图：当电路中电流过大时，电磁铁A的磁性增强，对衔铁B的吸引力增大，使衔铁B逆时针旋转，失去对闸刀S的制动作用，弹簧1收缩，将闸刀S拉起，切断电路。此时电路断开，电磁铁A中无电流，磁性消失，闸刀S被拉起后，需要手动操作才能重新闭合，满足“需手动闭合”的设计要求。
2. 分析乙图：当电路中电流过大时，电磁铁A的磁性增强，吸引衔铁B，使动触点D与静触点C分离，切断电路。但电路切断后，电磁铁A中无电流，磁性消失，弹簧2会将衔铁B拉回，带动动触点D与C重新接触，开关自动闭合，不满足“需手动闭合”的设计要求。
3. 对选项D的分析：电流过大时，甲的弹簧1缩短，乙的弹簧2伸长，并非都变短，故D错误。
综上，甲能满足设计要求，乙不能，故选A。
【答案】
A
【知识点】
电磁铁磁性、电磁继电器应用
【点评】
本题考查电磁限流器的工作原理，核心是结合电磁铁磁性与电流的关系，分析电路切断后开关的状态是否符合“需手动闭合”的要求，需要学生理解电磁装置的工作逻辑，难度适中。
【难度系数】
0.5
要判断甲、乙两个电磁限流器是否满足设计要求，需紧扣“电流过大时切断电路，且切断后需手动闭合”的条件，结合电磁铁磁性强弱与电流的关系，以及开关切断后的状态变化分析：先明确电磁铁磁性随电流增大而增强，再判断电流过大时，甲、乙的开关切断后是否会自动恢复闭合，以此确定是否符合设计要求。
【解析】
1. 分析甲图：当电路中电流过大时，电磁铁A的磁性增强，对衔铁B的吸引力增大，使衔铁B逆时针旋转，失去对闸刀S的制动作用，弹簧1收缩，将闸刀S拉起，切断电路。此时电路断开，电磁铁A中无电流，磁性消失，闸刀S被拉起后，需要手动操作才能重新闭合，满足“需手动闭合”的设计要求。
2. 分析乙图：当电路中电流过大时，电磁铁A的磁性增强，吸引衔铁B，使动触点D与静触点C分离，切断电路。但电路切断后，电磁铁A中无电流，磁性消失，弹簧2会将衔铁B拉回，带动动触点D与C重新接触，开关自动闭合，不满足“需手动闭合”的设计要求。
3. 对选项D的分析：电流过大时，甲的弹簧1缩短，乙的弹簧2伸长，并非都变短，故D错误。
综上，甲能满足设计要求，乙不能，故选A。
【答案】
A
【知识点】
电磁铁磁性、电磁继电器应用
【点评】
本题考查电磁限流器的工作原理，核心是结合电磁铁磁性与电流的关系，分析电路切断后开关的状态是否符合“需手动闭合”的要求，需要学生理解电磁装置的工作逻辑，难度适中。
【难度系数】
0.5
