應用廣泛的電磁鐵

許佳菁

一提起電磁鐵，許多同學的腦海里總是浮現出“線圈 + 鐵芯”的單調畫面，實際上電磁鐵在生活中的應用是豐富多彩的，下面舉例介紹。

一、自動檢測有毒氣體的報警器

例1 （2021·湖北·武漢模擬）如圖1是小紅同學設計的汽車尾氣中CO排放量的檢測電路。當CO濃度高于某一設定值時，電鈴發聲報警。圖中氣敏電阻R1阻值隨CO濃度的增大而減小。下列說法正確的是（ ）。

A. 電鈴應接在A和C之間

B. 電磁鐵的上端是S極

C. 用久后，電源電壓U1會減小，報警時CO最小濃度比設定值高

D. 為使該檢測電路在CO濃度更低時報警，可將R2的滑片向下移

解析：圖中氣敏電阻R1阻值隨CO濃度的增大而減小，由歐姆定律，控制電路的電流增大，電磁鐵磁性增強，銜鐵被吸下，因CO濃度高于某一設定值時，電鈴發聲報警，故電鈴應接在B、D之間，故A錯誤;

根據安培定則可知，電磁鐵的上端是N極，故B錯誤;

用久后，電源電壓U1會減小，由歐姆定律，只有當R1阻值變小時，控制電路才能達到銜鐵被吸下的最小電流，即報警時CO最小濃度比設定值高，故C正確;

答案：C

點評：解題時要綜合應用串聯電路的規律、歐姆定律及影響電磁鐵磁性強弱的因素分析判斷。

二、治病救人的人工心臟泵

例2 （2021·江蘇·南京）人工心臟泵可短時間代替心臟工作，如圖2是該裝置的示意圖，磁體固定在左側，線圈AB固定在用軟鐵制成的活塞柄上（相當于一個電磁鐵），活塞筒通過閥門與血管相通。閥門S1只能向外開啟，S2只能向內開啟。線圈中的電流從A流向B時，電磁鐵左端是_________極，血液會_________（選填“流入”或“流出”）活塞筒，該裝置工作時，線圈AB中的電流方向_________（選填“需要”或“不需要”）改變。

解析：線圈中的電流從A流向B時，由安培定則可知，電磁鐵的右端為N極，其左端為S極，因為異名磁極相互吸引，故活塞左移，活塞筒的氣壓減小，使得閥門S1關閉，S2打開，則血液經過S2流入活塞筒;

由題知，要讓血液進入血管中，活塞筒的氣壓應增大，則活塞應右移，所以電磁鐵應受到左側磁體的排斥力（即需要改變電磁鐵的磁極），故該裝置工作時，線圈AB中的電流方向需要改變。

答案：S 流入 需要

點評：在分析電磁鐵的實際應用問題時，安培定則的應用和磁極間的相互作用規律往往是解題的切入點。對于本題而言，難點是分析兩個開關的閉合和打開情況。

（作者單位：江蘇省鹽城市建湖縣匯文實驗初中教育集團）