Question

干簧管（也叫干簧繼電器）比一般機械開關結構簡單、體積小、速度高、工作壽命長；而與電子開關相比，它又有抗負載沖擊能力強的特點，工作可靠性很高．如圖甲所示為干簧管的結構簡圖，其中磁簧片是一種有彈性的薄鐵片，被固定于玻璃管上．
（1）當將一個條形磁鐵與干簧管平行放置時，如圖乙，干簧管的磁簧片觸點就會閉合，將電路接通；當條形磁鐵遠離干簧管時，觸點就會斷開．請簡述其原理．
（2）某同學設想用干簧管制作水位自動報警器，圖是他設計的一部分情況，請幫助他完成其余部分的設計：
他手邊還有開關、紅燈、綠燈和電鈴各一個，導線若干，請在圖中的虛線方框內畫出報警電路，要求：水位到達A處時，紅燈亮，電鈴報警；水位到達B處時，綠燈亮，電鈴報警．

Answer 1

分析：（1）根據磁化的規律可以判斷磁簧片的極性，再根據磁極間的相互作用，可解釋為什么條形磁鐵靠近時電路接通，遠離時觸點斷開；
（2）由題意可知，這應該是一個由兩個干簧管分別控制一個支路的并聯電路，據此來完成電路的連接；浮球的位置，可以確定條形磁鐵的位置，而條形磁鐵的位置可以確定哪個干簧管在工作，同時確定了哪個干簧管所在的電路工作．

解答：解：（1）左側磁簧片的最左端靠近條形磁鐵的N極，所以磁化后該端為S極，則另一端為N極；同理可以確定右側磁簧片的右端為N極，另一端為S極，所以兩磁簧片中間靠近的部分因異名磁極相互吸引而觸接．當條形磁鐵移開時，磁性消失，磁簧片因彈性而斷開；
（2）當浮球上升到最高水位時，條形磁鐵下沉到干簧管2所在的位置，此時條形磁鐵使干簧管的磁簧片接觸，導致其所在的電路接通，所以紅燈亮，電鈴響．
同理，當浮球下降到最低水位時，條形磁鐵上升到干簧管1所在的位置，此時條形磁鐵使干簧管的磁簧片接觸，導致其所在的電路接通，所以綠燈亮，電鈴響．
如下圖所示：

點評：干簧管實際是一種繼電器控制電路，其利用的不是電磁鐵，而是一個永久磁鐵對磁簧片的磁化作用，搞清這一原理，才能對其工作情況進行有針對性的分析．解答中主要用到了磁化的特點，以及電路的設計，有一定的難度，但也給我們很多的啟示，是一個很好的應用，也是一道不錯的題目．