21. 如图所示，闭合开关S后，条形磁体静止在水平桌面上。下列说法中正确的是()。
A.条形磁体受到桌面对其向右的摩擦力
B.条形磁体受到电磁铁对其向右的作用力
C.若只改变电源的正负极，则条形磁体受到的摩擦力变大
D.将滑片P向右移动，条形磁体受到的摩擦力不变
A.条形磁体受到桌面对其向右的摩擦力
B.条形磁体受到电磁铁对其向右的作用力
C.若只改变电源的正负极，则条形磁体受到的摩擦力变大
D.将滑片P向右移动，条形磁体受到的摩擦力不变
答案：A
解析：
【分析】
要解决此题，需结合安培定则判断电磁铁磁极，分析条形磁体与电磁铁的相互作用，再根据二力平衡条件判断摩擦力的方向和大小变化：
1. 先用安培定则确定电磁铁的磁极，进而判断条形磁体与电磁铁的相互作用力方向；
2. 条形磁体静止，水平方向受力平衡，据此分析摩擦力的方向；
3. 分别分析改变电源正负极、移动滑片时，电磁铁磁性强弱、相互作用力的变化，再结合二力平衡判断摩擦力的变化。
【解析】
1. 判断电磁铁磁极：
根据安培定则，电流从螺线管左端流入、右端流出，右手握住螺线管，四指指向电流方向，大拇指指向右端，可知电磁铁左端为$\mathrm{S}$极，右端为$\mathrm{N}$极。
2. 分析相互作用力与摩擦力：
条形磁体右端为$\mathrm{S}$极，与电磁铁左端$\mathrm{S}$极是同名磁极，相互排斥，因此条形磁体受到电磁铁向左的排斥力。
条形磁体静止在水平桌面，水平方向受力平衡，因此桌面对其施加向右的摩擦力，与排斥力平衡，故选项A正确。
3. 分析其他选项：
选项B：电磁铁对条形磁体的作用力是向左的排斥力，并非向右，故B错误；
选项C：只改变电源正负极，电磁铁磁极反转，与条形磁体变为异名相吸，力的方向改变，但电路电流大小不变，电磁铁磁性强弱不变，相互作用力大小不变，条形磁体仍静止，摩擦力大小等于相互作用力，故摩擦力大小不变，C错误；
选项D：滑片$\mathrm{P}$向右移动，滑动变阻器接入电路的电阻变大，电路中电流变小，电磁铁磁性减弱，对条形磁体的排斥力变小，条形磁体静止，摩擦力等于排斥力，故摩擦力变小，D错误。
【答案】
A
【知识点】
安培定则、二力平衡、电磁铁磁性强弱的影响因素
【点评】
本题将电磁相互作用与二力平衡知识结合，需要综合运用安培定则判断磁极，再通过受力平衡分析摩擦力的变化，考查学生的综合分析与应用能力。
【难度系数】
0.6
要解决此题，需结合安培定则判断电磁铁磁极，分析条形磁体与电磁铁的相互作用，再根据二力平衡条件判断摩擦力的方向和大小变化：
1. 先用安培定则确定电磁铁的磁极，进而判断条形磁体与电磁铁的相互作用力方向；
2. 条形磁体静止，水平方向受力平衡，据此分析摩擦力的方向；
3. 分别分析改变电源正负极、移动滑片时，电磁铁磁性强弱、相互作用力的变化，再结合二力平衡判断摩擦力的变化。
【解析】
1. 判断电磁铁磁极：
根据安培定则，电流从螺线管左端流入、右端流出，右手握住螺线管，四指指向电流方向，大拇指指向右端，可知电磁铁左端为$\mathrm{S}$极，右端为$\mathrm{N}$极。
2. 分析相互作用力与摩擦力：
条形磁体右端为$\mathrm{S}$极，与电磁铁左端$\mathrm{S}$极是同名磁极，相互排斥，因此条形磁体受到电磁铁向左的排斥力。
条形磁体静止在水平桌面，水平方向受力平衡，因此桌面对其施加向右的摩擦力，与排斥力平衡，故选项A正确。
3. 分析其他选项：
选项B：电磁铁对条形磁体的作用力是向左的排斥力，并非向右，故B错误；
选项C：只改变电源正负极，电磁铁磁极反转，与条形磁体变为异名相吸，力的方向改变，但电路电流大小不变，电磁铁磁性强弱不变，相互作用力大小不变，条形磁体仍静止，摩擦力大小等于相互作用力，故摩擦力大小不变，C错误；
选项D：滑片$\mathrm{P}$向右移动，滑动变阻器接入电路的电阻变大，电路中电流变小，电磁铁磁性减弱，对条形磁体的排斥力变小，条形磁体静止，摩擦力等于排斥力，故摩擦力变小，D错误。
【答案】
A
【知识点】
安培定则、二力平衡、电磁铁磁性强弱的影响因素
【点评】
本题将电磁相互作用与二力平衡知识结合，需要综合运用安培定则判断磁极，再通过受力平衡分析摩擦力的变化，考查学生的综合分析与应用能力。
【难度系数】
0.6
22. 如图所示的自动控制电路中，当开关S闭合时，工作电路的情况是()。
A.灯亮，电动机不转动，电铃响
B.灯亮，电动机转动，电铃响
C.灯不亮，电动机转动，电铃响
D.灯不亮，电动机不转动，电铃响
A.灯亮，电动机不转动，电铃响
B.灯亮，电动机转动，电铃响
C.灯不亮，电动机转动，电铃响
D.灯不亮，电动机不转动，电铃响
答案：D
解析：
【分析】
首先明确电路分为控制电路和工作电路：当开关S闭合时，控制电路中有电流通过，电磁铁会产生磁性，吸引衔铁向下运动。此时需要分析工作电路的触点连接变化：衔铁向下运动后，会断开与上方触点的连接，接通下方触点，从而改变工作电路各用电器的通断状态，进而判断各用电器的工作情况。
【解析】
当开关S闭合，控制电路接通，电磁铁获得磁性，吸引衔铁向下运动：
1. 衔铁向下运动后，断开了与上方触点的连接，导致灯和电动机所在的工作支路断路，因此灯不亮，电动机不转动；
2. 同时衔铁接通了与下方触点的连接，电铃所在的工作支路通路，因此电铃响。
综上，工作电路的情况是灯不亮，电动机不转动，电铃响，对应选项D。
【答案】
D
【知识点】
电磁继电器工作原理、电磁铁的磁性
【点评】
本题考查电磁继电器的实际应用，核心是理解控制电路对工作电路的控制作用，需准确判断衔铁动作后工作电路的通断变化，是电磁继电器基础知识点的典型考查题。
【难度系数】
0.7
首先明确电路分为控制电路和工作电路：当开关S闭合时，控制电路中有电流通过，电磁铁会产生磁性，吸引衔铁向下运动。此时需要分析工作电路的触点连接变化：衔铁向下运动后，会断开与上方触点的连接，接通下方触点，从而改变工作电路各用电器的通断状态，进而判断各用电器的工作情况。
【解析】
当开关S闭合，控制电路接通，电磁铁获得磁性，吸引衔铁向下运动：
1. 衔铁向下运动后，断开了与上方触点的连接，导致灯和电动机所在的工作支路断路，因此灯不亮，电动机不转动；
2. 同时衔铁接通了与下方触点的连接，电铃所在的工作支路通路，因此电铃响。
综上，工作电路的情况是灯不亮，电动机不转动，电铃响，对应选项D。
【答案】
D
【知识点】
电磁继电器工作原理、电磁铁的磁性
【点评】
本题考查电磁继电器的实际应用，核心是理解控制电路对工作电路的控制作用，需准确判断衔铁动作后工作电路的通断变化，是电磁继电器基础知识点的典型考查题。
【难度系数】
0.7
23. 如图所示是组成简易火灾报警器的电路元件。其中，温控开关在常温时会自动断开，而当温度升高到设定值时能自动闭合。请将图中的元件连成火灾报警器电路(图中a、b、c是三个接线柱)。要求：正常情况下绿灯亮；发生火灾时，红灯亮同时电铃响。
答案：
解析：
【分析】
要解决这个电路连接问题，需结合电磁继电器的工作原理，分两种工作状态分析：
1. 正常情况（常温）：温控开关断开，电磁铁无磁性，衔铁在弹簧作用下与a接线柱接触，此时需要绿灯所在电路导通，绿灯亮。
2. 火灾情况（高温）：温控开关闭合，电磁铁有磁性，吸引衔铁与b、c接线柱接触，此时需要红灯和电铃所在电路导通，实现红灯亮且电铃响。
因此，控制电路需将温控开关、电源、电磁铁线圈串联；工作电路中，绿灯连接a接线柱与电源形成回路，红灯和电铃并联后分别连接b、c接线柱与电源形成回路。
【解析】
1. 控制电路连接：将电源正极→温控开关→电磁铁线圈→电源负极，形成串联回路，确保温控开关闭合时电磁铁获得磁性，能吸引衔铁。
2. 工作电路连接：
绿灯支路：绿灯一端接工作电源正极，另一端接a接线柱，工作电源负极接衔铁的公共触点端；当衔铁与a接触时，绿灯电路导通，正常状态下绿灯亮。
红灯与电铃支路：红灯一端接b接线柱，电铃一端接c接线柱，红灯和电铃的另一端共同接工作电源负极；当衔铁被吸下与b、c接触时，红灯和电铃的电路同时导通，满足火灾时红灯亮、电铃响的要求。
【答案】
电路连接如下：
控制电路：电源、温控开关、电磁铁线圈依次串联；
工作电路：绿灯一端接电源正极，另一端接a接线柱；红灯一端接b接线柱，电铃一端接c接线柱，红灯与电铃的另一端共同接电源负极；衔铁公共端接电源负极。
（对应参考答案的实物连接图）
【知识点】
电磁继电器的应用、串并联电路设计
【点评】
本题考查电磁继电器的实际应用，核心是理解电磁继电器“控制电路控制工作电路”的逻辑，需要结合两种场景的需求，合理设计串并联电路，既考查了电磁继电器的工作原理，也考查了串并联电路的特点。
【难度系数】
0.6
要解决这个电路连接问题，需结合电磁继电器的工作原理，分两种工作状态分析：
1. 正常情况（常温）：温控开关断开，电磁铁无磁性，衔铁在弹簧作用下与a接线柱接触，此时需要绿灯所在电路导通，绿灯亮。
2. 火灾情况（高温）：温控开关闭合，电磁铁有磁性，吸引衔铁与b、c接线柱接触，此时需要红灯和电铃所在电路导通，实现红灯亮且电铃响。
因此，控制电路需将温控开关、电源、电磁铁线圈串联；工作电路中，绿灯连接a接线柱与电源形成回路，红灯和电铃并联后分别连接b、c接线柱与电源形成回路。
【解析】
1. 控制电路连接：将电源正极→温控开关→电磁铁线圈→电源负极，形成串联回路，确保温控开关闭合时电磁铁获得磁性，能吸引衔铁。
2. 工作电路连接：
绿灯支路：绿灯一端接工作电源正极，另一端接a接线柱，工作电源负极接衔铁的公共触点端；当衔铁与a接触时，绿灯电路导通，正常状态下绿灯亮。
红灯与电铃支路：红灯一端接b接线柱，电铃一端接c接线柱，红灯和电铃的另一端共同接工作电源负极；当衔铁被吸下与b、c接触时，红灯和电铃的电路同时导通，满足火灾时红灯亮、电铃响的要求。
【答案】
电路连接如下：
控制电路：电源、温控开关、电磁铁线圈依次串联；
工作电路：绿灯一端接电源正极，另一端接a接线柱；红灯一端接b接线柱，电铃一端接c接线柱，红灯与电铃的另一端共同接电源负极；衔铁公共端接电源负极。
（对应参考答案的实物连接图）
【知识点】
电磁继电器的应用、串并联电路设计
【点评】
本题考查电磁继电器的实际应用，核心是理解电磁继电器“控制电路控制工作电路”的逻辑，需要结合两种场景的需求，合理设计串并联电路，既考查了电磁继电器的工作原理，也考查了串并联电路的特点。
【难度系数】
0.6