专题20.3 电磁铁电磁继电器--九年级物理人教版.doc

一、电磁铁 电磁铁就是内部插入_____的通电螺线管。 电磁铁工作原理：电流的_____效应，通电螺线管插入铁芯后磁场大大_____。 电磁铁磁性强弱由电流_____、线圈_____、线圈形状来控制。 二、电磁继电器 电磁继电器实质由电磁铁控制的_____。 电磁继电器是用________________________________________，进行远距离操作和自动控制。 铁芯 磁 增强 大小 匝数 开关 低电压、弱电流控制高电压、强电流 电磁继电器的结构 电磁继电器由电磁铁、衔铁、弹簧、动触点和静触点组成，其工作电路由低压控制电路和高压工作电路组成。 【例题】（2018·沧州期末）硫化镉（CdS）晶体是一种光敏材料，其电阻随光照强度增大而减小。如图所示的是用它和继电器组成的控制电路，可以用来控制路灯，使路灯白天灯灭，夜晚灯亮，下列说法正确的是 A．白天流过CdS的电流比夜晚大 B．给路灯供电的电源应接在a、b两端 C．为缩短路灯点亮的时间，可将电阻R的阻值调小 D．若要延长路灯点亮的时间，可将电阻R的阻值调小 参考答案：ABC 1．关于电磁铁，几位同学有下面的一些说法，你认为其中错误的是 A．电磁铁通电时有磁性，断电时没有磁性 B．电磁铁中通过的电流越大，它的磁性就越强 C．在电流一定的情况下，外形相同的螺线管线圈匝数越多，它的磁性越强 D．往通电螺线管中插入金属棒就会使通电螺线管的磁性增强 学科……&网 2．（2018·宜春期末）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极指向水平向左 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 3．如图是一些研究电现象和磁现象的实验。下列关于这些实验的叙述正确的是 A．如图中小磁针被铁棒吸引，说明铁棒本身具有磁性 B．如图中小磁针发生偏转，说明电流周围存在磁场 C．如图中条形磁铁静止时A端总是指向北方，说明A端是条形磁铁的南极 D．如图中铁钉B吸引的大头针比A多，说明电磁铁的磁性强弱与电流大小有关 4．（2018·房山二模）下列问题中，属于可探究的科学问题是 A．电能生磁，磁能生电吗？ B．电流通过导体产生的热量与电流的大小有关吗？ C．电磁铁磁性强弱与电流大小有关吗？ D．电阻两端电压越大，该电阻的电功率越大吗? 5．下列关于电和磁的说法正确的是 A．电流周围存在磁场 B．磁场看不见、摸不着，不是真实存在的 C．磁体的磁感线都是从磁体的S极出发，回到磁体的N极的 D．电磁铁磁性的强弱可以通过调节它的电流方向来控制 6．（2018·武夷山校级期末）在如图所示的电路中，磁敏电阻R的阻值随磁场的增强而明显减小。将螺线管一端靠近磁敏电阻R，闭合开关S1、S2，下列说法正确的是 A．螺线管左端为S极，右端为N极 B．当R1的滑片向左滑动时，电压表示数增大 C．当R1的滑片向右滑动时，电流表示数增大 D．在螺线管中插入铁芯，电压表示数减小 7．电磁继电器在电路中主要起 A．电源作用 B．开关作用 C．电阻作用 D．传输电流作用 8．（2018·北大附中期末）如图是一种江河水位自动报警器的原理图。则下列说法中正确的是 A．当水位未到达金属块A时，红灯亮 B．当水位未到达金属块A时，衔铁被吸引 C．当水位到达金属块A时，绿灯亮 D．当水位到达金属块A时，红灯亮且电铃响 9．如图，弹簧测力计下悬挂一软铁棒，开关闭合。下列说法正确的是 A．插入了软铁棒的通电螺线管叫电磁铁 B．电磁铁能吸引软铁棒是由于同名磁极相互吸引 C．此装置能够探究电磁铁磁性强弱是否与线圈匝数有关 D．滑动变阻器滑片向右移动时测力计的示数增大 10．下图是温度自动报警器的原理图，它运用了许多物理知识，以下说法中不正确的是 A．温度计中的水银是导体 B．温度计是根据液体热胀冷缩的性质工作的 C．报警器中的电磁铁运用了电流的热效应 D．电磁继电器是一种电路开关 11．（2018·武汉模拟）如图是一种磁悬浮地球仪的示意图，底座里面有一个电磁铁，可使内部有磁体的地球仪悬浮在空中。下列有关地球仪的说法正确的是 A．地球仪悬浮时，它的重力和底座对它的斥力是一对相互作用力 B．这种装置是根据异名磁极相互排斥的原理来工作的 C．换用一个质量较大的地球仪仍然要悬浮在空中，地球仪受到的磁力大小不变 D．换用一个质量较大的地球仪仍然要悬浮在空中，且距离不变，改变电磁铁线圈中的电流大小就可以了 12．电磁继电器的下列部件中，能够用铜材料制作的是 A．铁芯 B．电磁铁线圈的绕线 C．衔铁 D．线圈框架 13．电磁铁里常常使用软铁而不用钢做铁芯，这是因为 A．软铁能被磁化，而钢不能被磁化 B．被磁化后，软铁的磁性会比钢的强 C．软铁要比钢便宜 D．磁化后，软铁的磁性易消失，而钢的磁性不易消失 14．（2018·德州模拟）如图所示，处于光滑水平面的小车上放有一条形磁铁，左侧有一螺线管，闭合开关S，下列判断正确的是 A．小车受到电磁铁斥力作用，向右运动 B．小车受到电磁铁引力作用，向左运动 C．只将滑片P向右移动，电磁铁磁性增强 D．只将电源正负极交换，电磁铁磁性减弱 15．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，灯________亮。 16．（2018·遂宁期末）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）由图示情景可知，_____（填“甲”或“乙”）的磁性强，说明电流一定时，线圈的匝数越_____，电磁铁磁性越强。 17．如图所示为电磁铁的线路图。开关S闭合后，滑动变阻器的滑片P向右滑动过程中 A．电磁铁的右端为S极，磁性增强 B．电磁铁的右端为S极，磁性减弱 C．电磁铁的右端为N极，磁性增强 D．电磁铁的右端为N极，磁性减弱 18．（2018·新城区校级模拟）同学们在“探究电磁铁磁性强弱”的实验中，使用两个相同的A、B大铁钉绕制成电磁铁进行实验如图所示，下列说法正确的是 A．通过观察电磁铁能吸引的大头针个数判断它的磁性强弱，这是运用了控制变量法 B．滑片P向左滑动，电磁铁的磁性减弱 C．电磁铁A下端为S极、B的上端为N极 D．该实验是探究电磁铁磁性的强弱与电流大小的关系 19．（2017·平谷区一模）为了探究电磁铁的磁性强弱与哪些因素有关，小敏用大铁钉作铁芯制作电磁铁，如图所示，还找来一些大头针进行实验，下列说法正确的是 A．通过吸引大头钉个数来反映磁性强弱，这是控制变量的方法 B．为了探究电磁铁磁性强弱与电流大小的关系，需将电源正负极对调 C．为了探究电磁铁磁性强弱与电流大小的关系，需改变滑动变阻器滑片的位置 D．为了探究电磁铁磁性强弱与线圈匝数的关系，需改变滑动变阻器滑片的位置 20．（2018·高邑县一模）如图所示，闭合开关S后，放在光滑水平面上与弹簧相连的条形磁铁向左滑动，则下列说法正确的是 A．电磁铁的A端为N极，电源左端为“+”极 B．减少电磁铁的线圈匝数，弹簧将变长 C．当滑动变阻器的滑片P向左移动时，弹簧将变长 D．若滑动变阻器的滑片P不动，抽去电磁铁的铁芯，弹簧将变长 21．法国科学家阿尔贝•费尔和德国科学家彼得•格林贝格尔由于发现了巨磁电阻（GMR）效应，荣获了2007年诺贝尔物理学奖。巨磁电阻效应是指某些材料的电阻在磁场中急剧减小的现象，这一发现大大提高了磁、电之间信号转换的灵敏度，从而引发了现代硬盘生产的一场革命。如图是说明巨磁电阻特性原理的示意图，图中GMR是巨磁电阻。如果闭合S1、S2并使滑片P向左滑动，下列说法不正确的是 A．电磁铁右端为N极 B．滑片P向右滑动过程中电磁铁的磁性减弱 C．巨磁电阻的阻值随磁场的增强而明显减小 D．滑片P向左滑动过程中小灯泡亮度变亮 22．（2018·安徽一模）如图所示是研究电磁铁磁性的实验，闭合开关后，下列说法正确的是 A．电磁铁的下端是N极 B．电磁铁能吸引大头针是电磁感应现象 C．将铁钉换成铜棒会使磁性增强 D．滑片P向右移动，电磁铁吸引大头针的数目会减少 23．如图是电磁继电器的构造和工作电路示意图，要使它的电磁铁对衔铁的吸引力大些，以下做法可行的是 A．增加电源B的电压 B．增加电磁铁线圈的圈数 C．增加电源A的电压 D．去掉电磁铁线圈中的铁芯 24．（2018·滨海新区二模）如图是一种水位报警器的原理图。当水位达到金属块A时（一般的水能导电）电路中 A．两灯同时亮 B．两灯都不亮 C．红灯亮 D．绿灯亮 25．（2018·南岗区一模）在探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”实验中，小雪制成由简易电磁铁甲、乙组成的电路，开关闭合，滑动变阻器的滑动触头移至滑动变阻器的中点附近时，电磁铁吸引大头针的情况如图所示，由此可以得出的实验结论是__________________________________________________；在此基础上，小雪想让电磁铁甲、乙吸引大头针的个数增多，应该进行的操作是____________________。 26．如图是一种温度自动报警器原理示意图，制作水银温度计时，插入一根金属丝，水银与金属丝相接触时，电磁铁电路就会接通。当温度__________时，电铃响，发出报警信号，此时螺线管的上端是__________极。 27．（2018·江岸区校级二模）请你根据所学过的物理知识并观测图后判断：车厢线圈的供电直流电源上端为__________极（选填“正”或“负”），列车利用____________________的原理将车身托起悬浮在轨道上方，通过__________大大减小了摩擦阻力，使列车高速运行。 28．如图所示，闭合开关，电磁铁通电时，它的上端是______（填“N”或“S”）极，若将滑动变阻器的滑片向左移动。电磁铁吸引大头针的数目______。 29．为了探究电磁铁的磁性强弱跟哪些因素有关，小琴同学用漆包线(表面涂有绝缘漆的导线)在大铁钉上绕若干匝，制成简单的电磁铁，如图甲、乙、丙、丁为实验中观察到的四种情况。 （1）当开关闭合后，甲图中铁钉上端为____极； （2）比较图_____和______可知匝数相同时，电流越大磁性越强； （3）由图_______可知：当电流一定时，匝数越多，磁性越强。 30．如图所示是某学习小组同学设计的探究“电磁铁磁性强弱”的实验电路图。 （1）实验中要改变电磁铁线圈中的电流大小，可通过________来实现；要判断电磁铁的磁性强弱，可观察________来确定； （2）如表所示是该组同学所做实验的记录，比较表中1、2、3（或4、5、6）的实验数据，可得结论是___________________________________________；比较实验中的1和4（或2和5或3和6），可得出的结论是______________________________________。 （3）为了探究电磁铁的磁性强弱与线圈内的铁芯大小是否有关，学习小组的同学们又选取了两根大小不同的铁芯，请你利用本题电路帮他们设计出实验方案：___________________________________________________________________________________________________________________________。 31．（2018·眉山）如图所示，闭合开关，条形磁铁静止后，将滑动变阻器滑片P从左往右滑动的过程中，弹簧将 A．缩短 B．伸长 C．静止不动 D．先伸长后缩短 32．（2018·江西）消防应急灯在没有停电时，灯是熄灭的；停电时，标有“36 V”字样的两盏灯就会正常发光。如图所示的电路中符合要求的是 A． B． C． D． 33．（2018·哈尔滨）如图是“水位自动报警器”电路图，容器中装有盐水，L1和L2分别是“2.5 V，0.3 A”和“2.5 V，0.5 A”的灯泡，下列说法不正确的是 A．液面上升到与金属块B接触时，电磁铁工作，说明盐水是导体 B．液面上升，金属块A受到的液体压强变大 C．L1工作1 min电流做功45 J D．若在电路中M点接入电铃，电铃响表示水位到达警戒线 34．（2018·威海）如图所示，GMR是一个巨磁电阻，其阻值随磁场的增强而急剧减小，当闭合开关S1、S2时，下列说法正确的是 A．电磁铁的右端为N极 B．小磁针将顺时针旋转 C．当P向左滑动时，电磁铁的磁性增强，指示灯变暗 D．当P向右滑动时，电磁铁的磁性减小，电压表的示数减小 35．（2017·金华）在探究影响电磁铁磁性强弱的因素时，小科设计了如图所示的电路，下列相关说法不正确的是 A．电磁铁A、B上方都是S极 B．通过电磁铁A和B的电流相等 C．电磁铁A的磁性强于电磁铁B的磁性 D．向右移动滑片P，电磁铁A、B磁性都减弱 36．（2017·沈阳）如图所示，对于图片中所描述的物理现象或过程，下列分析中正确的是 A．司南静止时，它的长柄指向南方，说明长柄是N极 B．匝数一定时，增大电流，电磁铁吸引曲别针的数目会增加 C．使用试电笔时，用指尖抵住上端的金属帽会发生触电事故 D．当电流过大时，保险丝先熔断，所以家庭电路中可以用铜丝代替保险丝 37．（2017·鄂州）如图是一种磁悬浮地球仪的示意图，底座里面有一个电磁铁，可使内部有磁体的地球仪悬浮在空中。下列有关地球仪的说法正确的是 A．如果想取下地球仪，应先切断电源 B．这种装置是根据同名磁极相互排斥的原理来工作的 C．换用一个质量较大的地球仪仍然要悬浮在空中，地球仪受到的磁力大小不变 D．换用一个质量较大的地球仪仍然要悬浮在空中，且距离不变，改变电磁铁线圈中的电流方向就可以了 38．（2017·柳州）探究影响电磁铁磁性强弱的因素时，按如图所示电路进行实验，观察到电磁铁甲吸引大头针的数目比电磁铁乙多。此实验说明影响电磁铁磁性强弱的因素是 A．线圈的匝数 B．电流的大小 C．电流的方向 D．电磁铁的极性 39．（2017·郴州）如图所示为电磁铁的线路图。开关S闭合后，滑动变阻器的滑片P向右滑动过程中。 A．电磁铁的右端为S极，磁性增强 B．电磁铁的右端为S极，磁性减弱 C．电磁铁的右端为N极，磁性增强 D．电磁铁的右端为N极，磁性减弱 40．（2018·沈阳）如图所示，闭合开关S，当滑片P向a端移动时，电磁铁的磁性__________（选填“增强”或“减弱”），条形磁体对水平地面的压强__________（选填“增大”或“减小”）。 41．（2018·内江）电磁继电器是利用__________控制电路通断的开关，它的工作原理是：通过直接控制“控制电路”的通断，间接控制“__________电路”的通断。 42．（2018·白银）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。 43．（2018·绥化）在“探究影响电磁铁磁性强弱的因素”的实验中，电源电压恒定，大、小铁钉各自完全相同，进行如图所示的甲、乙、丙三次实验。甲图中大铁钉的N极是__________（选填“钉尖”或“钉帽”）。通过观察甲、乙两次实验现象，得出的结论是________________________________________；通过观察丙图实验现象得出的结论是________________________________________。将甲图中的小铁钉换成小钢钉进行实验，断开开关后，发现的有趣的实验现象是____________________。 44．（2017·河池）为探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”，小明用电池（电压一定）、滑动变阻器、数量很多的大头针、铁钉以及足够长的漆包线为主要器材，进行如图所示的实验，闭合开关后。 （1）他将滑动变阻器的滑片向左移动，电磁铁吸引大头针的数量会_____（选填“增加”“不变”或“减少”）。 （2）由图可知，_____铁钉的磁性较强。 （3）由图可知，甲铁钉钉尖是_____极。 45．（2017·武威）如图所示，闭合开关S，通电螺线管右侧的小磁针静止时，小磁针的N极指向左，则电源的右端为______极。若要使通电螺线管的磁性增强，滑动变阻器的滑片P应向______（选填“a”或“b”）端移动。 46．（2017·福建）如图所示，是一种安全门锁的工作原理示意图．保安室里的工作人员通过开关即可控制安全门锁的开、闭．请你根据示意图，分析安全门锁的工作原理。_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 47．（2017·青岛）问题解决——设计“超重报警器”。 小雨想利用电磁继电器自制一种“超重报警器”。要求：当物重达到150 N时，电铃响报警，反之绿灯亮显示正常。他找来以下器材：电磁继电器（部分电路已接好），轻质硬刻度尺、电铃、绿灯、滑轮各一个，线绳和导线若干，一根轻质硬弹簧，一端已经固定，另一端连接触点P，弹簧的最大伸长量与触点P、M之间的距离相等，弹簧能承受的最大拉力为50 N。 请利用上述器材帮小雨制作“超重报警器”，在虚线框中完成装置设计，并简述工作过程。 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3．B【解析】A、图甲中铁棒靠近小磁针，即使铁棒没有磁性，小磁针也会吸引铁棒，不能确定铁棒是否具有磁性，故A错误；B、图乙是奥斯特实验，说明通电导体周围存在磁场，即电流周围存在磁场，故B正确；C、磁铁都具有指向性，图丙中条形磁铁静止时A端总是指向北方，说明A端是条形磁铁的北极，故C错误；D、从图丁可知，铁芯相同、电流相同，只有线圈的匝数不同，说明电磁铁磁性强弱与线圈匝数有关，故D错误。 4．ABCD【解析】A、电流通过灯泡，灯泡会发光，磁场能使小磁针的指向发生偏转，所以电能生磁，磁能否生电可以进行科学探究，故A符合题意；B、电流的大小可以通过电流表示数反映，电流产生热量的多少可以通过温度计示数的变化反映，所以电流通过导体产生的热量与电流的大小是否有关可以进行科学探究，故B符合题意；C、电磁铁磁性强弱可由吸引大头针的数量来反映，电流的大小可以通过电流表示数反映，故C符合题意；D、电压由电压表测量，功率利用P＝UI间接测量，而电流可以用电流表测量，所以电阻两端电压越大，该电阻的电功率是否越大可以进行科学探究，故D符合题意。故选：ABCD。 5．A【解析】A、据奥斯特实验说明，通电导线周围有磁场，故A正确；B、磁场看不见、摸不着，但是真实存在的，故B错误；C、在磁体外部，磁体的磁感线都是从磁体的N极出发，回到磁体的S极的，故C错误；D、电磁铁磁性的强弱与电流的有无、线圈的匝数和电流的强弱有关，与电流的方向无关，故D错误；故选A。 6．D【解析】A、电流从电磁铁的右端流入，左端流出，利用安培定则判断电磁铁的左端为N极、右端为S极，故A错误；B、当滑片P向左滑动时，滑动变阻器连入电路中的电阻变小，则电路中的电流变大，通电螺线管的磁性增强，因此磁敏电阻的阻值减小；因为串联电路起分压作用，因此磁敏电阻分得的电压变小，故电压表示数变小，故B错误；C、当滑片P向右滑动时，滑动变阻器连入电路中的电阻变大，则电路中的电流变小，通电螺线管的磁性减弱，因此磁敏电阻的阻值变大；由欧姆定律可知电流表示数变小，故C错误；D、在螺线管中插入铁芯后，螺线管的磁性增强，则磁敏电阻的阻值减小；因为串联电路起分压作用，因此磁敏电阻分得的电压变小，故电压表示数变小，故D正确。 7．B【解析】当控制电路接通时，电路中有了电流，电磁铁就有了磁性，吸引衔铁，衔铁的移动导致了工作电路的通断。所以电磁继电器是利用电磁铁来控制工作电路通断的。电磁继电器的实质是一个间接开关，它可以用低电压、弱电流的控制电路来控制高电压、强电流的工作电路。它还可以实现自动控制。故选B。 10．C【解析】A．水银是金属，各种金属都是导体，故A正确；B．温度计是根据液体热胀冷缩的性质工作的，故B正确；C．此原理是当温度达到一定值时，温度计内水银上升，因为水银是导体，控制电路会接通，电磁铁产生磁性，将衔铁吸引，将报警电路接通，电铃响，起到报警作用。电磁铁是运用电流的磁效应，而不是电流的热效应，故C错；D．电磁继电器的实质就是一个开关，故D正确。故选C。 11．D【解析】A．地球仪悬浮时，它的重力和底座对它的斥力作用在同一物体上