Question

干簧繼電器比一般機(jī)械開(kāi)關(guān)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作可靠性高．如圖甲所示為干簧管的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖，其中磁簧片是一種有彈性的薄鐵片，被固定于玻璃管上．條形磁鐵與干簧管平行放置時(shí)，干簧管的磁簧片就會(huì)被磁化，觸點(diǎn)將會(huì)閉合，電路接通．如圖丙是干簧管制作水位自動(dòng)報(bào)警器的結(jié)構(gòu)圖．當(dāng)水位到達(dá)A處時(shí)，紅燈亮，電鈴報(bào)警；水位到達(dá)B處時(shí)，綠燈亮，電鈴報(bào)警．設(shè)永久磁鐵所受的重力為3N，浮球的體積為200cm³，不計(jì)滑輪處的摩擦，下列說(shuō)法正確的是（ ）

A．綠燈與紅燈串聯(lián)在電路中
B．工作中浮球受到的浮力滿足：1N≤F_浮≤2N
C．若此裝置能正常工作，此浮球所受的重力應(yīng)滿足：5N＞G_浮球＞3N
D．當(dāng)條形磁鐵平行于干簧管放置時(shí)，磁簧片兩端被磁化成同名磁極

Answer 1

【答案】分析：（1）并聯(lián)電路中電流有多條路徑，各用電器互不影響；串聯(lián)電路中電流只有一條路徑，各用電器相互影響；
（2）當(dāng)浮球完全淹沒(méi)時(shí)，浮力最大，利用阿基米德原理即可求出；
（3）知道浮球的體積，利用阿基米德原理求浮球浸沒(méi)水中受到的浮力；設(shè)浮球剛好浸沒(méi)水中，浮球必須上浮，則必須滿足G_球＜F_浮+G_磁鐵；設(shè)浮球剛好離開(kāi)水面，浮球必須下降，則必須滿足G_球＞G_磁鐵；可得讓此裝置能正常工作浮球所受的重力應(yīng)滿足的條件；
（4）根據(jù)磁化的規(guī)律以及觸點(diǎn)所在的位置，可以確定磁化后這兩點(diǎn)的磁極．
解答：解：A、因?yàn)榧t燈和綠燈可以單獨(dú)工作，因此紅燈和綠燈是并聯(lián)連接；故A錯(cuò)誤；
B、F_最大=ρ_水gv_排=1×10³kg/m³×10N/kg×2×10^-4m³=2N，當(dāng)浮球離開(kāi)水面時(shí)，浮力為零，因此0≤F_浮≤2N，故B錯(cuò)誤；
C、浮球浸沒(méi)水中受到的浮力：F_浮=ρ_水gv_排=1×10³kg/m³×10N/kg×2×10^-4m³=2N，
設(shè)浮球剛好浸沒(méi)水中，浮球必須上浮，則必須滿足G_球＜F_浮+G_磁鐵=2N+3N=5N，
設(shè)浮球剛好離開(kāi)水面，浮球必須下降，則必須滿足G_球＞G_磁鐵=3N，
因此要想讓此裝置能正常工作，此浮球所受的重力應(yīng)滿足：5N＞G_球＞3N，故C正確．
 D、左邊磁簧片左端靠近條形磁鐵的N，所以磁化后該端為S極，則右端為N極；同理可以確定右邊磁簧片的左端為S極；所以磁簧片兩端被磁化成異名磁極．故D錯(cuò)誤．
故選C．
點(diǎn)評(píng)：干簧管實(shí)際是一種繼電器控制電路，其利用的不是電磁鐵，而是一個(gè)永久磁鐵對(duì)磁簧片的磁化作用，搞清這一原理，才能對(duì)其工作情況進(jìn)行有針對(duì)性的分析．