中考物理培优（含解析）之电磁铁与电磁继电器

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1、电磁铁与电磁继电器一、电磁铁：（1） 定义电磁铁是一个带有铁芯的螺线管。（2） 构造电磁铁是由线圈和铁芯两部分组成的。（3） 工作原理：电流的磁效应，铁芯被磁化后的磁场与螺线管的磁场叠加，使电磁铁的磁性增强。（4） 特点电磁铁通电时有磁性，断电时磁性消失；通过电磁铁的电流越大，电磁铁的磁性越强；当电流一定时，电磁铁线圈的匝数越多，磁性越强。即电磁铁与永磁体相比的优点：电磁铁磁性的有无，可由通断电来控制。电磁铁磁性的强弱，可由电流大小和线圈匝数来控制。电磁铁的极性位置，可由电流方向来控制。应用：电磁继 电器、电话二、电磁继电器：结构：控制电路主要由：电磁铁、衔铁、弹簧和低压电源和开关组成；工作电

2、路主要由动触点、静触点、用电器和高压电源组成。工作原理：如图所示，是一个利用电磁继电器来操纵电动机的电路。其中电源 E1、电磁铁线圈、开关 S1 组成的控制电路；而电源 E2、电动机 M、开关 S2 和触点、开关 S组成工作电路。当 S1 闭合时，电磁铁线圈中有电流通过，电磁铁将衔铁吸下，触点开关接通，电动机便转动起来；当断开 S1 时，电磁铁中失去电流，电磁铁失去磁性，弹簧使衔铁上升，触点开关断开，电动机停止运转。实质： 由电磁铁控制的开关。特点：A、利用电磁继电器可以实现利用低压电、弱电流控制高压电、强电流的电路。B、利用电磁继电器可以实现远距离操控和自动控制。典型例题 下列四幅图对应的说

3、法正确的是（ ）A图甲：通电导线周围存在磁场，将小磁针移走，该磁场消失B图乙：电流一定时，线圈的匝数越多，电磁铁的磁性越强C图丙：改变电流方向并对调磁体的 N、S 极，导体摆动方向发生改变来源:D图丁：闭合开关后，只要导体在磁场中运动，电路中就一定会有感应电流甲 乙 丙 丁+-解析：A 选项，通电导体周围有磁场，磁场的有无与小磁针的有无没有关系，小磁针是用来显示磁场的存在，选项错误。B 选项，电流一定，线圈匝数越多，电磁铁的磁性越强，选项正确。C 选项，同时改变电流方向和磁场方向，通电导体在磁场中受到的作用力方向不改变，所以导体的摆动方向不改变 ，选项错误。D 选项，要产生感应电流，导体必须做

4、切割磁感线运动，如果导体平行于磁感线运动，不会有感应电流产生，选项错误。答案：B针对练习 1 在图中所示的自动控制电路中，当控制电路的开关 S 闭合时，工作电路的情况是（ ）A灯亮，电铃响 B灯亮，电铃不响C灯不亮，电铃不响 D灯不亮，电铃响针对练习 2 某课外兴趣小组学习了电磁继电器以后， 制作了如图所示的 “自动保温控制电路” 。（1）已知热得快的功率为 800W；水的质量为 4kg，水的初温为 20；若要使最高温度达到 80；水需要吸收的热量是多少？假设加热效率为 80%，则加热时间是多少？（水的比热容为 4.2103 J/（kg ） ）（ 2）该温控电路的原理是接通 220V 的电源，

5、电磁继电器常闭触点，使热得快通电，给水加热；当达到一定温度时，电磁铁磁性变强吸引衔铁；警报器响起。当温度降低时，电磁铁磁性变弱，热 得快又重新开始工作，起到保温的效果。双金属片在电路中的作用相当于 ；当警报响起时，发光二极管的状态是 （发光/不发光）发光二极管针对练习 3 如图所示的探究实验装置中不能完成探究内容的是（ ）1、如图所示，当开关 S 闭合后，滑动变阻器滑片向右移动，电磁铁磁性将 (选填“增强”或“减弱”)，在图中标出电磁铁的 N、S 极。来源:ZXXK2、 如 下 图 是 一 种 温 度 自 动 报 警 器 原 理 示 意 图 ， 制 作 水 银 温 度 计 时 ， 插 入 一

6、根 金 属丝 ， 当 温 度 （选填“升高”或“降低” ）时 ， 水 银 与 金 属 丝 相 接 触 时 ， 电 磁 铁 所在 的 电 路 就 会 _。 电 铃 响 ， 发 出 报 警 信 号 。3、如图所示，在电磁铁正上方用弹簧挂着一条形磁铁，当开关 S 闭合后，且滑片 P 从 a 端向 b 端滑动过程中，会出现的现 象是小灯泡亮度 （选填“增强”或“减弱” ） ，弹簧长度 （ 选填“变长”或“缩短” ） 。4、小红在码头附近游玩时看到正在工作的电磁起重机，他的主要部件是电磁铁，与永磁体相比，它的优点是： （写出一条） 你知道电磁铁还有那些应用，请举出一例： 5、如图所示，为电磁铁和永磁体相

7、互作用产生的磁场，请根据图中磁感线的方向标出永磁体 A 右端的磁极和电磁铁电源的“+ ”、 “一”极。6、在探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”实验中，小明制成简易电磁铁甲、乙，并设计了如图所示的电路。（1 ）当滑动变阻器滑片向左 移动时，电磁铁甲、 乙吸引大头针的个数 _ （填“增加”或“减少” ） ，说明电流越_，电磁铁磁性越强。（2 ）根据图示的情境可知，_ （填“甲”或“乙” ）的磁性强，说 明电流一定时，_，电磁铁磁性越强。（3 ）根据安培定则，可判断出乙铁钉的上端是电磁 铁的 极。（4 ）电磁铁吸引的 大头针 下端分散的原因是 _。 （ 2 分）1、小磁针静止时的指向如图所示，由此可知

8、（ ）A. a 端是通电螺线管的 N 极， c 端是电源正极B. a 端是通电螺线管的 N 极，c 端是电源负极C. b 端是通电螺线管的 N 极，d 端是电源正极来源:D. b 端是通电螺线管的 N 极，d 端是电源负极2. 如图所示，电磁铁上方附近有一点 A，小磁针置于电磁铁的右方附近。闭合开关 S，下列判断正确的是（ ）A. 电磁铁的左端为 N 极B. 电磁铁上方 A 点的磁场方向向右C. 小磁针静止后，其 N 极的指向向右D. 向左移动滑片 P，电磁铁的磁性减弱3. 【2017 自贡卷】许多自动控制的电路中都安装有电磁铁。有关电磁铁，下列说法中正确的是（ ）A、电磁铁的铁芯，可以用铜棒

9、代替 B、电磁继电器中的磁体，可以使用永磁铁C、电磁铁磁性的强弱只与电流 的大小有关 D、电磁铁是根据电流的磁效应制成的4. 【2017安徽卷】如图所示的装置中，当开关 S 闭合后，下列判断正确的是A.通电螺线管外 A 点的磁场方向向左B.通电螺线管的左 端为 N 极来源:Z_xx_k.ComC.向左移动滑片 P，通电螺线管的磁性减弱D.小磁针静止后，其 N 极 的指向沿水平向右5. 【2017 烟台卷】在探究通电螺线管的实验中，小明连接了如图所示的电路，通电螺线管 M 端放有一小磁针，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，下面说法正确的是（ ）A 通电螺线管 M 端为 S 极B小磁针 N 极指向水

10、平向右C若滑动变阻器的滑片 P 向 b 端移动，通电螺线管的磁性增强D若滑动变阻器的滑片 P 向 b 端移动 ，通电螺线管的磁性减弱6. 【2017武汉卷】如图所示是一种水位自动报警器的原理图水位没有达到金属块 A 时，灯 亮；水位达到金属块 A 时，由于一般的水是 ，灯 亮7. 【2017德阳卷】请在图中标出通电螺线管和小磁针的 S 极来源:Z,xx,k.Com8、 【 2017菏泽卷 】电磁铁的磁性强弱与它的匝数和通过它的电流有关。为了证明“电磁铁的磁性强弱与匝数有关”，小美用两个匝数不同的电磁铁（电阻不同）设计了二种连接方式：A.将两个电磁铁直接串联在电路中 B.将两个电磁铁直接并联在电

11、路中（1 ）以上二种设计中，你认为正确的是（ ）（2 ）简述你的理由_ _。9、 【 2017海南卷】如 图所示， GMR 是一个巨磁电阻，其特性是电阻在磁场中会急剧减小，且磁场越强电阻越小，闭合开关 S2 后，下列四种情况相比较，指示灯最亮的是（ ）AS 1 断开，滑片 P 在图示位置BS 1 闭合，滑片 P 在图示位置C S1 闭合，滑片 P 在滑动变阻器最右端DS 1 闭合，滑片 P 在滑动变阻器最左端10、如图所示是一个水位自动报警器的原理图。水位到达金属块 A 之后，_（选填“红”或“绿 ”）灯亮；当绿灯亮时电磁铁_（选填“有” 或“无” ）磁性。电磁铁与电磁继电器一、电磁铁：（5）

12、 定义电磁铁是一个带有铁芯的螺线管。（6） 构造电磁铁是由线圈和铁芯两部分组成的。（7） 工作原理：电流的磁效应，铁芯被磁化后的磁场与螺线管的磁场叠加，使电磁铁的磁性增强。（8） 特点电磁铁通电时有磁性，断电时磁性消失；通过电磁铁的电流越大，电磁铁的磁性越强；当电流一定时，电磁铁线圈的匝数越多，磁性越强。即电磁铁与永磁体相比的优点：电磁铁磁性的有无，可由通断电来控制。电磁铁磁性的强弱，可由电流大小和线圈匝数来控制。电磁铁的极性位置，可由电流方向来控制。应用：电磁继电器、电话二、电磁继电器：结构：控制电路主要由：电磁铁、衔铁、弹簧和低压电源和开关组成；工作电路主要由动触点、静触点、用电器和高压电

13、源组成。工作原理：如图所示，是一个利用电磁继电器来操纵电动机的电路。其中电源 E1、电磁铁线圈、开关 S1 组成的控制电路；而电源 E2、电动机 M、开关 S2 和触点、开关 S组成工作电路。当 S1 闭合时，电磁铁线圈 中有电流通过，电磁铁将衔铁吸下，触点开关接通，电动机便转动起来；当断开 S1 时，电磁铁中失去电流，电磁铁失去磁性，弹簧使衔铁上升，触点开关断开，电动机停止运转。来源:Zxxk.Com实质： 由电磁铁控制的开关。特点：A、利用电磁继电器可以实现利用低压电、弱电流控制高压电、强电流的电路。B、利用电磁继电器可以实现远距离操控和自动控制。典型例题 下列四幅图对应的说法正确的是（

14、）A图甲：通电导线周围存在磁场，将小磁针移走，该磁场消失B图乙：电流一定时，线圈的匝数越多，电磁铁的磁性越强C图丙：改变电流方向并对调磁体的 N、S 极，导体摆动方向发生改变D图丁：闭合开关 后，只要导体在磁场中运动，电路中就一定会有感应电流甲 乙 丙 丁+-解析：A 选项，通电导体周围有磁场，磁场的有无与小磁针的有无没有关系，小磁针是用来显示磁场的存在，选项错误。B 选项，电流一定，线圈匝数越多，电磁铁的磁性越强，选项正确。C 选项，同时改变电流方向和磁场方向，通电导体在磁场中受到的作用力方向不改变，所以导体的摆动方向不改变，选项错误。D 选项，要产生感应电流，导体必须做切割磁感线运动，如果

15、导体平行于磁感线运动，不会有感应电流产生，选项错误。答案：B针对练习 1 在图中所示的自动控制电路中，当控制电路的开关 S 闭合时，工作电路的情况是（ ）A灯亮，电铃响 B灯亮，电铃不响C灯不亮，电铃不响 D灯不亮，电铃响针对练习 2 某课外兴趣小组学习了电磁继电器以后，制作了如图所示的“自动保温控制电路” 。（1）已知热得快的功率为 800W；水的质量为 4kg，水的初温为 20；若要使最高温度达到 80；水需要吸收的热量是多少？假设加热效率为 80%，则加热时间是多少？（水的比热容为 4.2103 J/（kg ） ）（ 2）该温控电路的原理是接通 220V 的电源，电磁继电器常闭触点，使热

16、得快通电，给水加热；当达到一定温度时，电磁铁磁性变强吸引衔铁；警报器响起。当温度降低时，电磁铁磁性变弱，热得快又重新开始工作，起到保温的效果。双金属片在电路中的作用相当于 ；当警报响起时，发光二极管的状态是 （发光/不发光）发光二极管针对练习 3 如图所示的探究实验装置中不能完成探究内容的是（ ）3、.B 解析：物理上进行探究实验经常用到的方法有“控制变量法”和“转换法” ，根据控制变 量法的思想对各个选项进行判断，从而解答本题. A.分别将同名或异名磁极相互靠近，根据两者之间的相互作用，从而得出磁极间相互作用的规律，因此 A 选项可以完成探究内容，不符合题意；B.要探究磁性强弱与电流大小的

17、关系要求控制线圈的匝数不变，改变电流的大小，通过观察吸引大头针数目的多少来判断磁性的强 弱，而图中，电流的大小无法改变，即 B 选项不能完成探究内容，符合题意； C.当导体中通过电流时，可以通过观察磁针是否转动来判断导体周围是否存在磁场，因此 C 选项可以完成探究内容，不符合题意；D.感应电流产生的条件是：（ 1）导体是闭合电路的一部分导体；（2）导体在磁场中做切割磁感线运动；D 选项能完成探究内容，不符合题意；本题答案选 B. 1、如图所示，当开关 S 闭合后，滑动变阻器滑片向右移动，电磁铁磁性将 (选填“增强”或“减弱”)，在图中标出电磁铁的 N、S 极。1、增强 2、 如 下 图 是 一

18、 种 温 度 自 动 报 警 器 原 理 示 意 图 ， 制 作 水 银 温 度 计 时 ， 插 入 一 根 金 属丝 ， 当 温 度 （选填“升高”或“降低” ）时 ， 水 银 与 金 属 丝 相 接 触 时 ， 电 磁 铁 所在 的 电 路 就 会 _。 电 铃 响 ， 发 出 报 警 信 号 。2、升高；接通. 解析：温 度 自 动 报 警 器 是 由 于 温 度 计 所 在 的 环 境 温 度 的 变 化 ， 从 而可 以 控 制 左 侧 控 制 电 路 的 接 通 ， 实 现 自 动 控 制 温 度 自 动 报 警 器 的 工 作 过 程 是 ： 当 温 度升 高 时 ， 玻 璃 泡

19、 中 的 水 银 膨 胀 ， 水 银 液 柱 上 升 ， 当 升 高 到 警 戒 温 度 即 金 属 丝 下 端 对 应 的温 度 时 ， 控 制 电 路 接 通 ， 电 磁 铁 有 磁 性 ， 吸 引 衔 铁 ， 从 而 使 触 点 与 上 面 断 开 ， 与 下 面 连通 ， 此 时 电 铃 响 ， 发 出 报 警 信 号 3、如图所示，在电磁铁正上方用弹簧挂着一条形磁铁，当开关 S 闭合后，且滑片 P 从 a 端向 b 端滑动过程中，会出现的现 象是小灯泡亮度 （选填“增强”或“减弱” ） ，弹簧长度 （ 选填“变长”或“缩短” ） 。4、小红在码头附近游玩时看到正在工作的电磁起重机，他

20、的主要部件是电磁铁，与永磁体相比，它的优点是： （写出一条） 你知道电磁铁还有那些应用，请举出一例： 4、 磁 性 的 有 无 可 以 控 制 、 磁 性 的 强 弱 可 以 控 制 、 极 性 可 以 控 制 ； 电 铃 、 空 气 开 关 、 电磁 继 电 器 解析：电 磁 铁 的 优 点 ： 磁 性 有 无 可 以 通 过 通 断 电 来 控 制 ； 磁 性 强 弱 可 以 控 制 ； 电 磁 铁 的极 性 可 以 控 制 ； 电 磁 铁 的 应 用 十 分 广 泛 ， 有 电 铃 、 电 磁 继 电 器 ， 空 气 开 关 等 电 磁 起 重机 的 主 要 部 件 是 电 磁 铁 ，

21、与 永 磁 体 相 比 ， 它 的 优 点 是 ： 磁 性 的 有 无 可 以 通 过 电 流 的 通 断来 控 制 ； 磁 性 的 强 弱 可 以 通 过 改 变 电 流 的 强 弱 来 控 制 ； 极 性 可 以 通 过 改 变 电 流 的 方 向来 控 制 ； 电 磁 铁 的 应 用 十 分 广 泛 ， 有 电 铃 、 电 磁 继 电 器 ， 空 气 开 关 等 5、如图所示，为电磁铁和永磁体相互作用产生的磁场，请根据图中磁感线的方向标出永磁体 A 右端的磁极和电磁铁电源的“+ ”、 “一”极。5、如图所示：6、在探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”实验中，小明制成简易电磁铁甲、乙，并设计了

22、如图所示的电路。（1 ）当滑动变阻器滑片向左 移动时，电磁铁甲、乙吸引大头针的个数 _ （填“增加”或“减少” ） ，说明电流越_，电磁铁磁性越强。 来源: 来源:Zxxk.Com（2 ）根据图示的情境可知，_ （填“甲”或“乙” ）的磁性强，说 明电流一定时，_，电磁铁磁性越强。（3 ）根据安培定则，可判断出乙铁钉的上端是电磁 铁的 极。（4 ）电磁铁吸引的 大头针下端分散的原因是 _ _。 （2 分）1、小磁针静止时的指向如图所示，由此可知（ ）A. a 端是通电螺线管的 N 极， c 端是电源正极B. a 端是通电螺线管的 N 极，c 端是电源负极C. b 端是通电螺线管的 N 极，d

23、端是电源正极D. b 端是通电螺线管的 N 极，d 端是电源负极【来源】山东省临沂市 2018 年中考物理试题【答案】B【解析】分析：据小磁针的 NS 极，据磁极间的作用规律可以判断出电磁铁的 NS 极，而后据安排定则判断出电流的方向，进而得出正确的选项即可。解答：据题目可知，小磁针左端是 N 极，右 端是 S 极，所以电磁铁的左端，即 a 端为 N 即，右端为 S 极，据安培定则可知，电流从 d 端流出后进入电磁铁，故 d 端是电源的正极，c端是负极，故 B 正确。故选：B。【点睛】该题考查了安培定则的应用、磁极间的作用规律的应用等知识点，是一道综合题。2. 如图所示，电磁铁上方附近有一点

24、A，小磁针置于电磁铁的右方附近。闭合开关 S，下列判断正确的是（ ）A. 电磁铁的左端为 N 极B. 电磁铁上方 A 点的磁场方向向右来源:Z。xx。k.ComC. 小磁针静止后，其 N 极的指向向右D. 向左移动滑片 P，电磁铁的磁性减弱【来源】 【全国市级联考】四川省泸州市 2018 年中考物理试题【答案】C点睛：（1）根据线圈的绕法和电 流的方向，可以确定螺线管的 NS 极；（2）据磁感线的方向分析判断即可解决；（3）据磁体间的相互作用分析小磁针的运动方向；（ 4）电磁铁磁性强弱的影响因素：电流大小、线圈匝数多少、有无铁芯。电流越大，匝数越多，有铁芯时电磁铁的磁性越强。3. 【2017

25、自贡卷】许多自动控制的电路中都安装有电磁铁。有关电磁铁，下列说法中正确的是（ ）A、电磁铁的铁芯，可以用铜棒代替 B、电磁继电器中的磁体，可以使用永磁铁C、电磁铁磁性的强弱只与电流 的大小有关 D、电磁铁是根据电流的磁效应制成的【答案】D【解析】A、电磁铁的铁芯需用软磁性材料制成，铜不是磁性材料，故不可以用铜棒代替，故 A 错误；B、电磁铁不是永久磁铁，它的磁性的有无跟电流的通断有关，所以电磁继电器中的磁体，不能使用永磁铁，故 B 错误；C、电磁铁的磁性强弱与电流的大小和线圈的匝数有关，故 C 错误；D、电磁铁是利用电流的磁效应制成的，故 D 正确故选 D考点：电磁铁的构造和原理4. 【201

26、7安徽卷】如图所示的装置中，当开关 S 闭合后，下列判断正确的是A.通电螺线管外 A 点的磁场方向向左B.通电螺线管的左端为 N 极C.向左移动滑片 P，通电螺线管的磁性减弱D.小磁针静止后，其 N 极的指向沿水平向右【答案】B 来源:学【解析】考点：安培定则 影响螺线管磁性强弱的因素5. 【2017 烟台卷】在探究通电螺线管的实验中，小明连接了如图所示的电路，通电螺线管 M 端放有一小磁针，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，下面说法正确的是（ ）A通电螺线管 M 端为 S 极B小磁针 N 极指向水平向右C若滑动变阻器的滑片 P 向 b 端移动，通电螺线管的磁性增强D若滑动变阻器的滑片 P 向

27、b 端移动，通电螺线管的磁性减弱【答案】D【解析】电 流从螺线管左端流入，右端流出，据安培定则可知，此时电磁铁的 M 端是 N 极，N 端是 S 极，故 A 错误；据磁极间的作用规律可知，小磁针静止时，左端是 N 极，右端是 S 极，即小磁针 N 极指向水平向左故 B 错误；滑动变阻器的滑动片 P 向 b 端移动，电阻变大，电流变小，故电磁铁的磁性变弱故 C 错误、D 正确； 故应选 D。【考点定位】通电直导线周围的磁场；影响电磁铁磁性强弱的因素6. 【2017武汉卷】如图所示是一种水位自动报警器的原理图水位没有达到金属块 A 时，灯 亮；水位达到金属块 A 时，由于一般的水是 ，灯 亮【答案

28、】L 1；导体； L2【解析】【考点定位】电磁继电器的组成、原理和 特点7. 【2017德阳卷】请在图中标出通电螺线管和小磁针的 S 极【答案】如下图所示【解析】电流从螺线管的右端流入，左端流出，结合线圈的绕向，利用安培定则可以确定螺线管的右端为 N 极，左端为 S 极；小磁针静止时，由于受到通电螺线管的作用，小磁针的 N 极一定靠近螺线管的 S 极，即小磁针的左端为 N 极，右端为 S 极；如上图所示。【考点定位】安培定则8、 【 2017菏泽卷 】电磁铁的磁性强弱与它的匝数和通过它的电流有关。为了证明“电磁铁的磁性强弱与匝数有关”，小美用两个匝数不同的电磁铁（电阻不同）设计了二种连接方式：

29、A.将两个电磁铁直接串联在电路中 B.将两个电磁铁直接并联在电路中（1 ）以上二种设计中，你认为正确的是（ ）（2 ）简述你的理由_。【答案】A 探究电磁铁的磁性强弱与匝数有关，需控制电流大小相同【解析】考点：控制变量法 影响电磁铁磁性强弱的因素9、 【 2017海南卷】如图所示， GMR 是一个巨磁电阻，其特性是电阻在磁场中会急剧减小，且磁场越强电阻越小，闭合开关 S2 后，下列四种情况相比较，指示灯最亮的是（ ）AS 1 断开，滑片 P 在图示位置BS 1 闭合，滑片 P 在图示位置C S1 闭合，滑片 P 在滑动变阻器最右端DS 1 闭合，滑片 P 在滑动变阻器最左端【答案】D【解析】S

30、1 断开时，电磁铁无磁性，由题意可知 GMR 的电阻最大，由 I= 可知，右侧电路中电流最小，由 P=I2R 可知，指示灯的实际功率最小，指示灯最暗，故 A 错误；闭合 S1 时，GMR所处的位置由无磁场变为有磁场，GMR 的阻值减小；当滑片 P 在滑动变阻器最左端时，左侧电路的电阻最小，由 I= 可知，左 侧电路中 的电流最大，电磁铁磁性最强，则 GMR 的电阻最小，右侧电路中电流最大，由 P=I2R 可知，指示灯的实际功率最大，指示 灯最亮，故 BC 错误， D 正确；故应选 D。【考点定位】影响电磁铁磁性强弱的因素；欧姆定律 的应用10、如图所示是一个水位自动报警器的原理图。水位到达金属块 A 之后，_（选填“红”或“绿 ”）灯亮；当绿灯亮时电磁铁_（选填“有” 或“无” ）磁性。【来源】2018 年甘肃省白银市、凉州市、张掖市中考物理试题【答案】 红 无点睛：由题意可知，这一水位自动报警器的基本结构是一个电磁继电器，根据电磁继电器的基本工作原理，结合在此处的运用可描述其原理。