电磁铁问题一
小华利用自己绕制的电磁铁设计了一个能使甲、乙两灯交替发光的电路,电磁铁及电路图如图所示。
你认为在开关闭合后实际会看到什么现象?请把更正后的电磁铁及电路画在图的空白处。
(A、B为带活动触点的接线柱,B、C间为铁片)
思路点拨
小华自制电磁铁两臂上线圈的绕向错了,如在图中,开关闭合后电流通过电磁铁的线圈时,由右手螺旋定则可以判断出:图中电磁铁下方臂上的线圈中的电流使电磁铁下臂的右端成为磁体的此极,图中电磁铁上方臂上的线圈中的电流使电磁铁上臂的右端成为磁体的北极.而电磁铁中的磁场是由上述两个线圈所形成的磁场叠加而形成的,由于上述两磁场的方向相反,所以它们互相抵消,这样导致线圈中有电流时,整个电磁铁的磁场也为零.它无法对铁片产生吸引作用.因此,在图中,天关S闭合后,电流由电源正极出发,经过开关S、电磁铁线圈、灯甲而回到电源负极.此时,铁片不动,电路不发生变化,故甲灯持续发亮而乙灯不亮.
若将图中电磁铁线圈的绕向更正过来后再闭合开关,它仍不能达到使甲、乙两灯交替发光的目的.原因是此时是电磁铁将对铁片产生吸引,由图可见,铁片被吸引过来后,甲灯的电路未被截断而乙灯的电路也被接通了,并且电磁铁的电路也并不因此截断,其磁性不消失,则铁片被吸过去后就不会被弹回,这样此后电路也不会发生变化,导致甲乙两灯持续同时发光.
答案:看到的现象是:甲灯持续发光,乙灯不发光.
正确的电路图和电磁铁线圈的绕线如左图(右图)所示.
引申拓展
下面以左图的电路为例,说明其使甲、乙两灯交替发光的工作过程.闭合开关S后,电路中首先出现的电流的途径是
显然,此时乙灯亮,甲灯不亮,由于电磁铁有磁性,将吸引铁片向电磁铁靠拢,铁片与接线柱B分离而改与接线柱A接通,由此使电路中的电流途径改变为
电源正极一并关S-铁片一接线柱A一甲灯一电源负极。
此时乙灯和电磁铁线圈中均无电流,故甲灯亮,乙灯不亮,且由于电磁铁线圈中电流消失,则其磁性消失,电磁铁不再吸引铁片,铁片将脱离电磁铁而弹开,这样将与接线柱A分离而改与接线柱B接通.由此电路又回到前一状态而形成连续不断的循环.。