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电磁继电器的工作原理
初中物理 电磁继电器的工作原理
【考点精讲】
1. 结构
电磁继电器由两部分组成，一是低压控制电路，有电磁铁、低压电源、弹簧、开关（有
的是由对力、光、声、热等敏感的元件组成）；二是高压工作电路，有高压电源、衔铁、动
静触点开关、用电器。
2. 工作流程
3. 电磁继电器的应用和实质 2
应用：利用电磁继电器可以实现利用低电压控制高电压及进行远距离操作和自动控制。
实质：由电磁铁控制工作电路通断的开关。
4. 电磁继电器的类型有两种
①“单刀型”
有一个静触点、一个动触点，多用于简单的控制电路中，可以控制电路的通断；
②“单刀双掷型”
有两个静触点，一个动触点，多用于较复杂的自动控制电路中，它的动、静触点相当于
一个单刀双掷开关，能实现电路的切换：电磁铁有磁性时，电磁铁吸引衔铁，接通一个电路；
当电磁铁没有磁性时，弹簧拉起衔铁，断开一个电路同时接通另一个电路。
5. 实际应用
（1）实现安全操作
由于工作电路中的高电压、强电流对人体危险，使用电磁继电器中的低电压、弱电流的
通断来间接地控制高电压、强电流的工作电路的通断；
（2）实现远距离操作
有时在生产场所温度较高或工作环境不好时，也可以把电磁继电器留在那里，而把控制
电路的开关安装在较远的相对较安全的地方，从而实现远距离控制；
（3）实现自动控制
如果把控制电路的开关换成对温度或光照敏感的元件，或在特定条件下能自动闭合或断
开的装置，还可以由这些元件来控制电路的通断，实现温度自动控制、光自动控制、压力自
动控制、水位自动报警等。
【典例精析】
例题 1 如图是汽车启动装置原理图，对于这一装置及其工作特点，下列说法中不正确
的是（ ） 3
A. 旋转钥匙能使电磁铁所在电路工作
B. 电磁铁的工作电压比电动机的工作电压低
C. 电磁铁通电时，上端是 S 极下端是 N 极
D. 电磁铁通电时，吸引上方的衔铁，使触点 A 向右与 B 接触
思路导航：将汽车钥匙插入钥匙孔，转动钥匙相当于闭合电磁铁的开关，使电磁铁工作，
吸引衔铁向下，就会使触点 A 向右运动与触点 B 接触，把电动机所在电路接通，使汽车启动，
所以 A、D 两项正确；由图知，电磁铁的工作电压是由一个电源提供的，而电动机的工作电
压是由两个电源串联后提供的，所以电磁铁的工作电压比电动机的工作电压低，B 项正确；
根据装置图容易判断出电磁铁的上端为 N 极，下端为 S 极，C 项错误。
答案：C
例题 2 （黄冈）城市下水道井盖丢失导致行人坠入下水道的悲剧时有发生，令人痛心。
为此，某同学设计了一种警示电路：在井口安装一环形灯 L，井盖相当于开关 S；正常情况
下（S 闭合），灯 L 不亮；一旦井盖丢失（S 断开），灯 L 立即亮起，以警示行人。图中电路
符合要求的是（ ）
思路导航：由图 A 可知 S 闭合时，电磁铁有磁性，被控制电路闭合灯泡发光，S 断开时
电磁铁无磁性，被控制电路断路灯泡不发光，故 A 不符合题意；由图 B 可知 S 闭合时，电磁
铁有磁性，被控制电路断路灯泡不发光，S 断开时电磁铁无磁性，被控制电路闭合灯泡发光，
故 B 符合题意；由图 C 可知 S 闭合时，电磁铁有磁性，被控制电路闭合灯泡发光，S 断开时
电磁铁无磁性，被控制电路断路灯泡不发光，故 C 不符合题意；由图 D 可知无论 S 闭合还是
断开时，被控制电路的灯泡始终发光，故 D 不符合题意。
答案：B
例题 3 小明的奶奶年事已高，行动不便，为方便护理，小明制作了一个由电磁继电器、
白炽灯、电铃、干电池和按钮开关组成的“呼叫器”。当奶奶按下床头的按钮开关时，灯亮，
铃响，则电铃与电源串联后应接在图中的_______两点之间，按钮开关与电源串联后应接在
________两点之间。 4
思路导航：本题考查的是电磁继电器的基本应用，解答时首先应理解电磁继电器的基本
原理。电磁继电器实际上就是一个由电磁铁来控制的开关，所以要想控制电磁继电器就得首
先能够控制电磁铁的磁性有无，而电磁铁的磁性有无是由它线圈中电流的通断决定的，所以
应给电磁铁的线圈上加上电源和开关，即电源和开关应接在 DE 两点之间；当开关被按下后，
电磁铁通电具有了磁性，会将衔铁吸下，于是 AB 两点断开，而 BC 两点连通，所以此时要想
让铃响，则应将电铃与电源接在 BC 两点之间。
答案：BC、DE
例题 4 如图所示，是一种水位自动报警器的原理示意图，其中 A、B 为两金属块，请
对照图说出它的工作原理。
思路导航：正确表述出它的工作原理的关键就是要明白低压工作电路是怎样工作的，然
后又是怎样通过电磁继电器来控制高压工作电路的，把两种工作电路之间的关系表述出来就
是该装置的工作原理。
答案：当水位上升到 A 金属块时，由于水是导体，因此就有电流流过电磁铁，电磁铁从
而具有磁性，把衔铁吸引下来，使动触点与下面的静触点相结合，则红灯开始亮，即开始报
警；当水位下降到 A 金属块以下时，低压控制电路被切断，电磁铁中没有电流流过失去了磁
性，弹簧把衔铁拉起来，使动触点与上面的静触点结合，从而绿灯开始亮，即表示安全状态。
例题 5 小敏设计了一种“闯红灯违规证据模拟记录器”，如图甲，拍摄照片记录机动
车辆闯红灯时的情景。
工作原理：当光控开关接收到某种颜色的光时，开关自动闭合，且当压敏电阻受到车的
压力，它的阻值变化引起电流变化到一定值时，继电器的衔铁就被吸下，工作电路中的电控
照相机工作，拍摄违规车辆。光控开关未受到该种光照射时自动断开，衔铁没有被吸引，工
作电路中的指示灯发光。
回答下列问题： 5
（1）根据工作原理，将电路连接完整。
（2）要记录违规闯红灯的情景，光控开关应在接收到 （选填“红光”、“绿光”
或“黄光”）时，自动闭合。
（3）由图乙可知，压敏电阻 R 的阻值随受到压力的增大而 。
（4）已知控制电路电压为 6V，继电器线圈电阻为 10Ω，当控制电路中电流大于 0.06A
时，衔铁被吸引。通过计算说明，只有质量超过多少 kg 的车辆违规时才会被拍照记录？（g
取 10N/kg）
思路导航：（1）根据题设条件，工作电路中的指示灯和电控照相机的左端均要与电源
正极相连，而它们的右端应分别与继电器中的上接触点和下接触点相连。
（2）显然，光控开关应在接收到红光时自动闭合。
（3）观察图乙可知，压敏电阻随压力的增大而减小。
（4）控制电路中的电流为 0.06A 时，根据欧姆定律以及电阻的串联特点可求出此时压
敏电阻的阻值，从图乙中读出对应的压力，即可知道质量超过多少千克的车辆违规时才会被
拍照记录。
答案：（1）如图所示。
（2）红光
（3）减小
（4）I＝U/R
R 总＝U/I＝6V/0.06A＝100Ω
压敏电阻 R＝100Ω-10Ω＝90Ω
据图可知，F＝4×103N
m＝G/g＝4×103N/10N/kg＝400kg
【总结提升】
电磁继电器的三种考查形式
1. 电磁继电器的工作原理
在具体表述电磁继电器的工作原理时，就是要表述清楚电磁继电器的工作过程，需要注 6
意的是，电磁继电器的工作过程包括两个方面：
①当电磁继电器中通有电流时的情况；
②当电磁继电器中没有电流通过时的情况。
2. 电磁继电器的电路判断
根据电磁继电器的电路连接情况进行相关判断时，我们要按照一定的顺序进行思考，而
分析这类问题的顺序是：
3. 电磁继电器的设计
解此类题目的关键是分析清楚电磁继电器具体应用元件工作的两个过程，即出现异常时
和正常时控制电路和工作电路的工作情况：动、静触点是怎样分离和结合的，哪些电路元件
工作或不工作等，之后，再根据具体要求连接电路或设计电路。
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