7. 如图16-4-4所示，在电磁铁正上方用弹簧悬挂一个条形磁体，开关S闭合后，当滑动变阻 
器的滑片P从A端向B端移动的过程中，下列说法中正确的是(
A.电流表示数变小，弹簧长度变短
B.电流表示数变小，弹簧长度变长
C.电流表示数变大，弹簧长度变长
D.电流表示数变大，弹簧长度变短
器的滑片P从A端向B端移动的过程中，下列说法中正确的是(
D
)。A.电流表示数变小，弹簧长度变短
B.电流表示数变小，弹簧长度变长
C.电流表示数变大，弹簧长度变长
D.电流表示数变大，弹簧长度变短
答案：D
解析：
【分析】
首先分析电路变化：滑片从A到B，滑动变阻器接入电阻减小，电路电流变大，电流表示数变大。接着用安培定则判断电磁铁极性，电磁铁上端为N极，与条形磁体下端N极相互排斥。电流增大使电磁铁磁性增强，排斥力变大，条形磁体受到的向上排斥力变大，弹簧拉力减小，弹簧伸长量减小，长度变短。由此判断选项。
【解析】
1. 电路分析：滑片P从A端向B端移动时，滑动变阻器接入电路的电阻减小，电源电压不变，根据欧姆定律$I=\frac{U}{R}$，电路中的电流变大，电流表示数变大，排除A、B选项。
2. 磁极判断：用安培定则（右手握住螺线管，四指指向电流方向，大拇指指向螺线管的N极），可判断电磁铁的上端为N极，与上方条形磁体的下端N极是同名磁极，相互排斥。
3. 弹簧长度变化：电流变大，电磁铁磁性增强，对条形磁体的排斥力变大。条形磁体受重力$G$、弹簧拉力$F_{拉}$、排斥力$F_{斥}$，平衡时$F_{拉}+F_{斥}=G$，则$F_{拉}=G-F_{斥}$。排斥力增大，弹簧拉力减小，弹簧伸长量减小，所以弹簧长度变短。因此C错误，D正确。
【答案】
D
【知识点】
欧姆定律应用、安培定则、电磁铁磁性强弱
【点评】
本题结合电路动态分析、磁极间相互作用、弹簧受力分析，考查综合运用电磁学和力学知识的能力，需理清各物理量间的逻辑关系。
【难度系数】
0.6
首先分析电路变化：滑片从A到B，滑动变阻器接入电阻减小，电路电流变大，电流表示数变大。接着用安培定则判断电磁铁极性，电磁铁上端为N极，与条形磁体下端N极相互排斥。电流增大使电磁铁磁性增强，排斥力变大，条形磁体受到的向上排斥力变大，弹簧拉力减小，弹簧伸长量减小，长度变短。由此判断选项。
【解析】
1. 电路分析：滑片P从A端向B端移动时，滑动变阻器接入电路的电阻减小，电源电压不变，根据欧姆定律$I=\frac{U}{R}$，电路中的电流变大，电流表示数变大，排除A、B选项。
2. 磁极判断：用安培定则（右手握住螺线管，四指指向电流方向，大拇指指向螺线管的N极），可判断电磁铁的上端为N极，与上方条形磁体的下端N极是同名磁极，相互排斥。
3. 弹簧长度变化：电流变大，电磁铁磁性增强，对条形磁体的排斥力变大。条形磁体受重力$G$、弹簧拉力$F_{拉}$、排斥力$F_{斥}$，平衡时$F_{拉}+F_{斥}=G$，则$F_{拉}=G-F_{斥}$。排斥力增大，弹簧拉力减小，弹簧伸长量减小，所以弹簧长度变短。因此C错误，D正确。
【答案】
D
【知识点】
欧姆定律应用、安培定则、电磁铁磁性强弱
【点评】
本题结合电路动态分析、磁极间相互作用、弹簧受力分析，考查综合运用电磁学和力学知识的能力，需理清各物理量间的逻辑关系。
【难度系数】
0.6
8. 如图16-4-5所示为一种温度自动报警器的原理图，在水银温度计的顶端封入一段金属
丝，则(
A.温度升高至$74 ° C$时，$L_1$灯亮报警
B.温度升高至$74 ° C$时，$L_2$灯亮报警
C.温度升高至$78 ° C$时，$L_1$灯亮报警
D.温度升高至$78 ° C$时，$L_2$灯亮报警
丝，则(
D
)。A.温度升高至$74 ° C$时，$L_1$灯亮报警
B.温度升高至$74 ° C$时，$L_2$灯亮报警
C.温度升高至$78 ° C$时，$L_1$灯亮报警
D.温度升高至$78 ° C$时，$L_2$灯亮报警
答案：D
解析：
【分析】
要解决这道题，我们可以分两步思考：
1. 先确定金属丝对应的温度：观察水银温度计的刻度，每大格10℃，分成5小格，所以分度值是2℃，金属丝的位置在78℃处，这是控制电路接通的触发温度。
2. 再分析电路工作过程：当温度升高到78℃时，水银柱上升接触金属丝，控制电路接通，电磁铁获得磁性，吸引衔铁，使工作电路中的L₁所在支路断开，L₂所在支路接通，从而实现报警。需要逐一分析选项，判断哪个符合这个过程。
【解析】
1. 读取温度计刻度：温度计的分度值为2℃，金属丝的位置对应温度为78℃，所以温度升高至78℃时，水银柱与金属丝接触，控制电路接通。
2. 分析电磁继电器工作：控制电路接通后，电磁铁产生磁性，吸引衔铁，使得工作电路中，L₁所在的电路断开，L₂所在的电路接通，因此L₂灯亮报警。
3. 选项判断：
A、B选项中温度为74℃，此时水银柱未接触金属丝，控制电路断开，电磁铁无磁性，L₁保持亮，不会触发L₂报警，故A、B错误；
C选项中温度到78℃时是L₂亮，不是L₁，故C错误；
D选项符合上述分析，正确。
【答案】
D
【知识点】
电磁继电器工作原理，温度计读数
【点评】
本题结合了温度计读数与电磁继电器的实际应用，需要理解控制电路与工作电路的联动关系，关键是准确判断触发控制电路的温度，以及电磁铁通电后对工作电路的切换作用，考查学生对电磁继电器工作原理的实际应用能力。
【难度系数】
0.6
要解决这道题，我们可以分两步思考：
1. 先确定金属丝对应的温度：观察水银温度计的刻度，每大格10℃，分成5小格，所以分度值是2℃，金属丝的位置在78℃处，这是控制电路接通的触发温度。
2. 再分析电路工作过程：当温度升高到78℃时，水银柱上升接触金属丝，控制电路接通，电磁铁获得磁性，吸引衔铁，使工作电路中的L₁所在支路断开，L₂所在支路接通，从而实现报警。需要逐一分析选项，判断哪个符合这个过程。
【解析】
1. 读取温度计刻度：温度计的分度值为2℃，金属丝的位置对应温度为78℃，所以温度升高至78℃时，水银柱与金属丝接触，控制电路接通。
2. 分析电磁继电器工作：控制电路接通后，电磁铁产生磁性，吸引衔铁，使得工作电路中，L₁所在的电路断开，L₂所在的电路接通，因此L₂灯亮报警。
3. 选项判断：
A、B选项中温度为74℃，此时水银柱未接触金属丝，控制电路断开，电磁铁无磁性，L₁保持亮，不会触发L₂报警，故A、B错误；
C选项中温度到78℃时是L₂亮，不是L₁，故C错误；
D选项符合上述分析，正确。
【答案】
D
【知识点】
电磁继电器工作原理，温度计读数
【点评】
本题结合了温度计读数与电磁继电器的实际应用，需要理解控制电路与工作电路的联动关系，关键是准确判断触发控制电路的温度，以及电磁铁通电后对工作电路的切换作用，考查学生对电磁继电器工作原理的实际应用能力。
【难度系数】
0.6
9. 小明设计了一种“自动限重器”，其工作原理如图16-4-6(a)所示。其主要元件有电磁继 
电器、货物装载机(实质是电动机)、压敏电阻$R_1$和滑动变阻器$R_2$等。压敏电阻$R_1$的阻值随压力F的变化关系如图16-4-6(b)所示。当货架承受的压力达到限定值时，电磁继电器会自动控制货物装载机停止向货架上摆放物品。已知控制电路的电源电压$U = 6 V$，电磁继电器线圈的阻值和货架质量忽略不计。
(1) 用笔画线代替导线将图16-4-6(a)中的电路连接完整。
(2) 由图16-4-6(b)中的图像可知，随着压力F增大，压敏电阻$R_1$的阻值将
(3) 随着控制电路电流的增大，电磁铁的磁性将
电器、货物装载机(实质是电动机)、压敏电阻$R_1$和滑动变阻器$R_2$等。压敏电阻$R_1$的阻值随压力F的变化关系如图16-4-6(b)所示。当货架承受的压力达到限定值时，电磁继电器会自动控制货物装载机停止向货架上摆放物品。已知控制电路的电源电压$U = 6 V$，电磁继电器线圈的阻值和货架质量忽略不计。
(1) 用笔画线代替导线将图16-4-6(a)中的电路连接完整。
(2) 由图16-4-6(b)中的图像可知，随着压力F增大，压敏电阻$R_1$的阻值将
减小
。(3) 随着控制电路电流的增大，电磁铁的磁性将
增强
。当电磁继电器线圈中的电流大于30 mA时，衔铁即被吸下。若货架能承受的最大压力为800 N，则滑动变阻器$R_2$的接入阻值为多大?答案：
增强
减小
解：$30\ \mathrm {mA}=0.03A$
$R_{总}=\frac {U}{I_{\mathrm {max}}}=\frac { 6\ \mathrm {V}}{ 0.03\ \mathrm {A}}=200 \ \mathrm {Ω}$
$R_{2}=R_{总}-R_{1}=200\ \mathrm {Ω}-80\ \mathrm {Ω}=120\ \mathrm {Ω}$
增强
减小
解：$30\ \mathrm {mA}=0.03A$
$R_{总}=\frac {U}{I_{\mathrm {max}}}=\frac { 6\ \mathrm {V}}{ 0.03\ \mathrm {A}}=200 \ \mathrm {Ω}$
$R_{2}=R_{总}-R_{1}=200\ \mathrm {Ω}-80\ \mathrm {Ω}=120\ \mathrm {Ω}$
解析：
【分析】
这道题是电磁继电器与欧姆定律的综合题，可分三个小问逐步分析解决：
1. 电路连接：先区分控制电路和工作电路。控制电路由电源、电磁铁线圈、滑动变阻器$R_2$、压敏电阻$R_1$串联组成；工作电路由电源、货物装载机（电动机）组成，当衔铁未被吸下时工作电路接通，因此要将电源、电动机与电磁继电器的上方触点连接成通路。
2. 压敏电阻阻值变化：观察图(b)的图像，横坐标为压力$F$，纵坐标为$R_1$的阻值，从图像趋势可直接判断，压力增大时$R_1$的阻值变化规律。
3. 电磁铁磁性与欧姆定律计算：电磁铁磁性强弱与电流大小正相关，电流越大磁性越强；当压力达到800N时，先从图像找到对应$R_1$的阻值，再根据控制电路的最大电流，利用欧姆定律算出总电阻，最后通过串联电阻的关系求出滑动变阻器$R_2$的接入阻值。
【解析】
(1) 电路连接：
控制电路：从控制电路电源正极出发，依次串联电磁铁线圈、滑动变阻器$R_2$、压敏电阻$R_1$，回到电源负极；
工作电路：从电源正极出发，连接电磁继电器的上方静触点，再连接货物装载机$M$，回到电源负极，连接图参考题目参考答案中的电路连接图。
(2) 观察图(b)的$R_1-F$图像，随着压力$F$增大，压敏电阻$R_1$的阻值逐渐减小。
(3) 电磁铁的磁性随控制电路电流的增大而增强；
已知控制电路电源电压$U=6V$，衔铁吸下时的电流$I=30mA=0.03A$，
根据欧姆定律$I=\frac{U}{R}$，可得控制电路总电阻：
$R_{总}=\frac{U}{I}=\frac{6V}{0.03A}=200Ω$，
由图(b)可知，当货架承受压力$F=800N$时，压敏电阻的阻值$R_1=80Ω$，
因为控制电路中$R_1$与$R_2$串联，根据串联电路电阻规律$R_{总}=R_1+R_2$，可得滑动变阻器接入阻值：
$R_2=R_{总}-R_1=200Ω-80Ω=120Ω$。
【答案】
(1) 电路连接如图（对应参考答案中的连接图）；
(2) 减小；
(3) 增强；滑动变阻器$R_2$的接入阻值为$\boldsymbol{120Ω}$。
【知识点】
电磁继电器原理、欧姆定律应用、压敏电阻特性
【点评】
本题是电磁学与电学计算的综合题，既考查了电路连接的基本操作，又要求学生能从图像中提取关键信息，结合欧姆定律解决实际问题，需要学生将电磁继电器的工作原理与电学规律灵活结合。
【难度系数】
0.6
这道题是电磁继电器与欧姆定律的综合题，可分三个小问逐步分析解决：
1. 电路连接：先区分控制电路和工作电路。控制电路由电源、电磁铁线圈、滑动变阻器$R_2$、压敏电阻$R_1$串联组成；工作电路由电源、货物装载机（电动机）组成，当衔铁未被吸下时工作电路接通，因此要将电源、电动机与电磁继电器的上方触点连接成通路。
2. 压敏电阻阻值变化：观察图(b)的图像，横坐标为压力$F$，纵坐标为$R_1$的阻值，从图像趋势可直接判断，压力增大时$R_1$的阻值变化规律。
3. 电磁铁磁性与欧姆定律计算：电磁铁磁性强弱与电流大小正相关，电流越大磁性越强；当压力达到800N时，先从图像找到对应$R_1$的阻值，再根据控制电路的最大电流，利用欧姆定律算出总电阻，最后通过串联电阻的关系求出滑动变阻器$R_2$的接入阻值。
【解析】
(1) 电路连接：
控制电路：从控制电路电源正极出发，依次串联电磁铁线圈、滑动变阻器$R_2$、压敏电阻$R_1$，回到电源负极；
工作电路：从电源正极出发，连接电磁继电器的上方静触点，再连接货物装载机$M$，回到电源负极，连接图参考题目参考答案中的电路连接图。
(2) 观察图(b)的$R_1-F$图像，随着压力$F$增大，压敏电阻$R_1$的阻值逐渐减小。
(3) 电磁铁的磁性随控制电路电流的增大而增强；
已知控制电路电源电压$U=6V$，衔铁吸下时的电流$I=30mA=0.03A$，
根据欧姆定律$I=\frac{U}{R}$，可得控制电路总电阻：
$R_{总}=\frac{U}{I}=\frac{6V}{0.03A}=200Ω$，
由图(b)可知，当货架承受压力$F=800N$时，压敏电阻的阻值$R_1=80Ω$，
因为控制电路中$R_1$与$R_2$串联，根据串联电路电阻规律$R_{总}=R_1+R_2$，可得滑动变阻器接入阻值：
$R_2=R_{总}-R_1=200Ω-80Ω=120Ω$。
【答案】
(1) 电路连接如图（对应参考答案中的连接图）；
(2) 减小；
(3) 增强；滑动变阻器$R_2$的接入阻值为$\boldsymbol{120Ω}$。
【知识点】
电磁继电器原理、欧姆定律应用、压敏电阻特性
【点评】
本题是电磁学与电学计算的综合题，既考查了电路连接的基本操作，又要求学生能从图像中提取关键信息，结合欧姆定律解决实际问题，需要学生将电磁继电器的工作原理与电学规律灵活结合。
【难度系数】
0.6