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第2课时 电磁铁的应用
知识点一 电磁继电器 精练版P15
1．主要部件
电磁铁(A)：通电时有磁性，能吸引衔铁。
衔铁(B)：与动触点连在一起能移动。
金属弹簧片(C)：当电磁铁失去磁性时，弹簧片与下端金属片的触点接通。
动静触点(D和E)：使电路接通或断开。
结构示意图(如图1)：用细的漆包线绕成线圈套在软铁芯上，组成电磁铁。铁芯固定在弯成直角形的软铁支架的右端，用软铁制成的衔铁安装在支架的左端。衔铁和金属推杆是一个整体，它们能以O为轴做小范围的转动。在绝缘物(图中灰色的部分)上装有金属弹簧片，弹簧片的右端与推杆相连。弹簧片和两个金属片的右端都装有合金触点。
图1
2．电路的组成
控制电路：由电磁铁、低压电源、衔铁、开关组成。
工作电路：由触点、高压用电器和高压电源组成。
3．工作原理：线圈不通电时，金属弹簧片C与下端金属片的触点接通，与上端金属片的触点断开。接通开关时，有电流通过线圈，衔铁就被吸合到铁芯上。此时推杆右端上升，推动金属弹簧片C向上，与上端金属片的触点接通，而与下端金属片的触点断开，这时工作电路接通，开始工作。切断开关时，铁芯失去磁性，于是衔铁被释放，金属弹簧片的弹力使它恢复原位，与下端金属片的触点接通，而与上端金属片的触点断开，工作电路断开，停止工作。
4．作用与实质：利用控制电路的通断就能控制工作电路的通断，实质上就是利用电磁铁控制电路通断的开关。
5．电磁继电器的工作过程
6．电磁继电器的应用：(1)可以通过控制弱电流、低电压电路的通断间接地控制大电流、高电压工作电路的通断，使人远离高电压的危险；(2)可以使人远离高温、有毒等环境，实现远距离控制，如图2所示；(3)在电磁继电器控制电路中接入对温度、压力或光照敏感的元件，利用这些元件操纵控制电路的通断，还可以实现对温度、压力或光的自动控制。其设计思路参考图3所示。
图2
图3
例1 如图，是拍摄机动车辆闯红灯的工作原理示意图。光控开关接收到红灯发出的光会自动闭合，压力开关受到机动车的压力会闭合，摄像系统在电路接通时可自动拍摄违章车辆。下列有关说法中正确的是( )
A．只要光控开关接收到红光，摄像系统就会自动拍摄
B．机动车只要驶过埋有压力开关的路口，摄像系统就会自动拍摄
C．只有光控开关和压力开关都闭合时，摄像系统才会自动拍摄
D．若将光控开关和压力开关并联，也能起到相同的作用
解析：只有当红灯照射到光控开关且压力开关受到压力时，电磁铁所在电路才会接通。通电磁铁具有磁性，吸引衔铁使摄像系统工作，故C选项正确，A、B选项错误；若将光控开关和压力开关并联时，则光控开关或压力开关有一个开关闭合，摄像系统就能工作，故D选项错误。
答案：C
知识点二 电磁阀控制车门、磁浮列车 精练版P15
1．电磁阀控制车门
(1)工作原理：使用压缩空气开关车门时，由电磁阀进行控制的工作电路。
(2)结构示意图：如图所示，电磁阀由阀体Q、滑阀K、衔铁T1和T2、电磁线圈L1和L2组成。阀体是空心的，有4根管路，P为进气管，O为排气管，气管A和B连接到汽缸上。
(3)工作过程：要打开车门时，将电开关S接通触点a，使线圈L1通电，就把衔铁T1吸入线圈中，则横杆将阀体中的滑阀K推到左端，此时滑阀下面的空间就把管路P与A连通。P是接到储气筒(图中未画出)上的，于是储气筒中储存的压缩空气就经过P和A进入汽缸左部，推动活塞N向右运行，使车门打开。同时汽缸中右部的气体会通过管路B和阀体中其余的空间由O排出到大气中。
当司机要关闭车门时，将电开关S接通触点b，使线圈L2通电，就把衔铁T2吸入线圈中，则横杆将滑阀K推到右端，此时滑阀下面的空间就把管路P与B连通。于是储气筒中储存的压缩空气就经过P和B进入汽缸右部，推动活塞N向左运动，使车门关闭。同时汽缸中左部的气体会通过管路A和阀体中其余的空间由O排出到大气中。
2．磁浮列车
(1)工作原理：磁极间的相互作用。
(2)结构及工作过程：
如图所示，列车两侧装有电磁铁，而在轨道的底部固定着通有电流的线圈，形成很强的磁场。列车上的电磁铁与轨道线圈产生的磁场发生相互作用，使列车受到很大的向上的托力，列车浮在轨道的上方。列车运行时，列车上的电磁铁的极性是恒定的，而轨道上线圈中产生的磁场的极性是变化的。为防止因电流太大而使线圈温度过高，通常采用超导材料做成线圈，利用超导材料的零电阻现象，可通过强大的电流而获得极强的磁场。
(3)优点：高速、舒适、无噪声、无污染、能耗低。
例2 关于磁浮列车，下列说法中错误的是( )
A．磁浮列车在制造时把车身做成流线型是为了减小空气阻力
B．轨道中线圈是用导电性较好的铜线制成的，在常温下工作
C．列车能够浮起，是利用磁极间的相互作用
D．磁浮列车要比普通列车舒适得多，并且污染较小
解析：磁浮列车是利用磁场发生相互作用(或磁极间相互作用)的原理使列车浮起的。列车具有高速、舒适、无噪声、无污染等优点。列车和轨道上电磁铁的线圈用超导材料制成，为了减小空气阻力，列车车身要做成流线型。从这个特点看，B选项是错误的，因为铜在常温下电阻“较大”，通过较大电流时会产生很多热量，可能将线圈烧毁。
答案：B
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