20.3 电磁铁 电磁继电器-2024-2025学年物理九年级全一册同步学案（人教版）

20.3 电磁铁 电磁继电器 学习目标 1. 了解什么是电磁铁，知道电磁铁的特性和工作原理及其应用； 2. 通过实验探究了解影响电磁铁磁性强弱的因素； 3. 了解电磁继电器的结构和工作原理，了解电磁继电器在生产生活中的应用。 知识重点 知识点1. 电磁铁 现象表明：螺线管通电时有磁性，断电时无磁性。 1.我们把插入铁芯的通电螺线管内叫电磁铁。 2. 电磁铁的原理：铁棒插入通电螺线管，铁芯被磁化，形成_磁体也要产生磁场，于是通电螺线管的周围既有螺线管产生的磁场，又有铁芯产生的磁场，因而磁场大大增强了。 知识点2. 电磁铁的磁性 1. 猜想与假设：影响电磁铁磁性强弱的因素有：(1)电流的大小；(2)线圈匝数的多少。 2. 实验设计： (1)电磁铁的磁性是看不见摸不着的,可通过吸引铁钉的个数来判断,这种方法是转换法。 (2)电磁铁的磁性强弱可能与多个因素有关,在探究时,需利用控制变量法。 ①探究电磁铁磁性与线圈中电流的关系 思路：需控制线圈匝数不变,改变电路中的电流。故电路中可连入滑动变阻器。 ②探究电磁铁磁性与线圈匝数的关系 思路：控制电流相同,改变线圈匝数。 3.分析实验数据,你可得出的实验结论是 (1)与电流的关系：线圈匝数相同时,通过线圈的电流越大,磁性越强; (2)与线圈匝数的关系：通过线圈的电流相同时,线圈匝数越多,磁性越强。 4.电磁铁的优点： （1）电磁铁的磁性有无可以通过接通或断开电流的通断来控制； （2）电磁铁磁极的极性可以通过改变电流的方向来控制； （3）电磁铁的磁性强弱可以通过改变通入电磁铁电流的大小或线圈匝数来控制。 5电磁铁的应用：电磁起重机、电铃、电报机、磁悬浮列车、发电机、电动机和电磁继电器。 知识点3. 电磁继电器 1.安全用电知识告诉我们：不靠近高压带电体。所以用手直接控制强大的电流或操作高压电路是很危险的，我们用电磁继电器解决这个问题。 2.电磁继电器的构造：主要是电磁铁 、衔铁、弹簧、（动、静）触点等。它由低压 控制 电路和高压工作电路两部分电路构成。 3.电磁继电器的实质 电磁继电器实质上就是一种利用电磁铁来控制工作电路的一种 开关 。可实现用低电压、弱电流控制高电压、强电流的工作电路或进行远距离操作。 4.电磁继电器的工作原理：控制电路通电时，电磁铁有磁性，将衔铁吸下来，动触点B与A 分开，与 C 接通，工作电路接通；控制电路断电时，电磁铁失去磁性 ，弹簧将电磁继电器的衔铁拉起来，动触点B与C 分开，与A 接通，切断工作电路。 考点一、电磁铁的磁性 [例题1] （2023秋•海林市校级期末）如图所示，A是悬挂在弹簧下的铁块，B是螺线管的铁芯，S是转换开关（S接1时连入电路的线圈匝数多，S接2时连入电路的线圈匝数少），P是滑动变阻器的滑片，要使弹簧的长度变长，可采取的办法是（　　） A．滑片P的位置不变，S由1改接到2 B．S接1，将滑片P向左滑 C．S接1，滑片P位置不变，将铁芯B抽出 D．S接1，将滑片P向右滑 [例题2] 如图所示，闭合开关S，弹簧测力计的示数减小．下列分析正确的是（　　） A．c端是S极，a是电源的正极 B．c端是N极，a是电源的负极 C．若滑动变阻器的滑片向左滑动，弹簧测力计示数增大 D．若将电源正负极接线的位置对调，弹簧测力计示数减小 [例题3] 如图所示，在电磁铁的正上方用弹簧悬挂一条形磁铁，闭合开关后，将滑动变阻器的滑片P从a端移到b端的过程中，下列判断正确的是（　　） A．小灯泡变亮，弹簧伸长 B．小灯泡变暗，弹簧伸长 C．电流表示数变大，弹簧收缩 D．电流表示数变小，弹簧收缩 [例题4] （2023秋•东莞市校级期末）探究影响电磁铁磁性强弱的因素： 用如图装置进行实验。通过实验 （选填“甲”“乙”或“丙”）可知：电磁铁磁性与匝数有关；比较甲、乙两次实验，可知：匝数相同时， 越大，电磁铁的磁性越强；通过比较电磁铁吸引大头针的数目来判断磁性强弱，运用的实验方是 。（选填“控制变量法”或“转换法”）。 [例题5] （2023秋•昌平区期末）小京用如图所示的装置进行实验，闭合开关S后，观察到电流表有示数、电磁铁吸引起几枚大头针。若他想探究电磁铁的磁性强弱与电流大小的关系，下一步进行的操作是 ，再次闭合开关S后，应观察 和 。 考点二、电磁继电器及其应用 [例题6] 如图所示是某科技小组设计的一种温度自动控制报警装置电路图，关于它的说法正确的是（　　） A．当温度达到90℃时，报警装置就会响铃，同时红灯亮 B．当温度低于90℃时，报警装置就会响铃，同时红灯亮 C．当温度低于90℃时，报警装置就会响铃，同时绿灯亮 D．当温度达到90℃时，报警装置就会响铃，同时绿灯亮 [例题7] 如图所示是某科技小组设计的一种温度自动控制报警装置电路图，以下说法中正确的是（　　） A．把水银温度计换成煤油温度计同样可以工作 B．自动报警器的触点类似一种开关 C．自动报警器中的电磁铁运用了电磁感应现象 D．温度达到90℃，绿灯亮 [例题8] （2023秋•东港区期末）如图是兴趣小组同学设计的运动音乐踏板装置，踩下或松开踏板，两音乐灯交替工作。下列描述正确的是（　　） A．踏板与电磁铁是并联的 B．踩下踏板时绿灯亮、红灯灭 C．松开踏板时，动触点与b接触 D．增大R的阻值，可增大电磁铁对衔铁的吸引力 [例题9] （2023秋•西安期末）航天迷小军与同学们合作设计了如图1所示的飞船舱体气密性模拟检测电路，控制电路的电源电压U1为15V保持不变，定值电阻R0＝40Ω；R为压敏电阻，其阻值随环境气压的变化规律如图2所示。将R置于真空室的舱体中，舱体内初始气压为1.0×105Pa；舱体不漏气时，绿灯亮；舱体漏气时，若气压低于临界值则电铃响。下列说法正确的是（　　） A．电磁铁的上端为N极 B．电铃应该接在CD之间 C．舱体不漏气时，通电1min，控制电路消耗的电能是270J D．当电压表示数为10V时，舱内气压值为5×104Pa，此时舱体漏气 [例题10] 如图所示为学校办公室空调机的自动控制装置，R是热敏电阻，其阻值随温度变化关系如下表所示。已知继电器的线圈电阻R0＝30Ω，左边电源电压为4.5V恒定不变。当继电器线圈中的电流大于或等于10mA时，继电器的衔铁被吸合，右边的空调电路正常工作。 温度t/℃ 0 5 10 15 20 25 30 35 40 电阻R/Ω 600 550 500 450 420 390 360 330 300 （1）计算说明该空调的启动温度是多少？ （2）已知该办公室安装的空调机规格是：额定电压220V，额定功率2200W，额定频率50Hz．如果这台空调机每天正常工作2h，一个月消耗的电能（按30天计算）多少度？ 巩固提高 1. （2023秋•禹城市期末）关于电磁现象，下列说法中正确的是（　　） A．磁体周围存在磁感线，它可以形象的描述磁体周围磁场的形状 B．磁场中能自由转动的小磁针，静止时北极的指向是该点磁场方向 C．电磁铁是利用电磁感应的原理来工作的 D．磁性是指摩擦过的物体能够吸引轻小物体的性质 2. （2023秋•东台市期末）医生给心脏疾病患者做手术时，往往用“人工心脏泵”来代替心脏，以推动血液循环。人工心脏泵中装有电磁铁，电磁铁工作时利用的是（　　） A．磁体周围存在磁场 B．电流的磁效应 C．磁场对电流的作用 D．磁极间的相互作用 3. （2023秋•雁塔区校级期末）如图所示，R0是一个光敏电阻，光敏电阻的阻值随光照强度的增加而减小，R是电阻箱（已调至合适阻值），它们和继电器组成自动控制电路来控制路灯，白天路灯熄灭，夜晚路灯亮起。下列说法正确的是（　　） A．电路工作时，电磁铁上端为N极 B．给路灯供电的电源应接在b、c两端 C．控制电路电源电压减小后，傍晚时路灯比原来早一些亮 D．电阻箱R的阻值调大后，傍晚时路灯比原来晚一些亮 4. （2023秋•双台子区校级期末）小明家有一款磁悬浮音响，如图甲所示，音响底部有一块磁铁，底座内部的电磁铁可将其悬浮在空中，其工作原理如图乙所示。下列判断正确的是（　　） A．电源的左端为负极 B．电磁铁的上端为N极 C．底座与音响之间的相互作用与验电器的工作原理相同 D．滑片P向左移动可增加地球仪“漂浮”的高度 5. （2023秋•巴中期末）如图所示是某科技小组设计的一种温度自动控制报警装置电路图，下列关于该报警装置的叙述，正确的一项是（　　） A．当温度低于95℃时，报警装置就会响铃，同时绿灯亮 B．当温度低于95℃时，报警装置就会响铃，同时红灯亮 C．当温度达到95℃时，报警装置就会响铃，同时红灯亮 D．当温度达到95℃时，报警装置就会响铃，同时绿灯亮 6. （2023秋•孟村县期末）如图所示，GMR代表巨磁电阻，在磁场中，其阻值随磁场的逐渐变强而减小。闭合开关S1、S2，下列说法中正确的是（　　） A．电磁铁左端为S极 B．电磁铁外部的磁感线从右端出发回到左端 C．将滑片P向b端滑动，电磁铁磁性变强 D．将滑片P向a端滑动，指示灯亮度变强 7. （2023秋•锦江区校级期末）某些大型商场的电梯，工作时开关S闭合，载人和不载人时，其运行速度会发生变化。控制电梯运行速度的简易电路如图所示，压力传感器R0的阻值随压力的变化而变化，当电梯载人时，通过电磁铁线圈的电流变大，电磁铁的磁性变强，动触点与静触点2连接，电动机的转速变快。以下说法正确的是（　　） A．电磁铁是利用电磁感应原理工作的 B．电梯载人时与不载人时比较，载人时电磁铁的磁性更强 C．若改变控制电路电流的方向，电梯运行的速度会发生变化 D．若将R1换成阻值更小的电阻，不载人时电动机转速变得更慢 8. （2023秋•承德县期末）为了探究“电磁铁的磁性强弱跟哪些因素有关”，小红同学用漆包线（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，图中甲、乙、丙、丁为实验中观察到的四种情况。 （1）可通过观察 来判断电磁铁磁性的强弱。实验中发现被电磁铁吸引的大头针下端是分散的，其原因是大头针被磁化后，同名磁极互相 。 （2）比较甲、乙两图可知：电磁铁通电时有磁性，断电时 （选填“有”或“没有”）磁性。 （3）利用图丁可探究电磁铁磁性强弱与线圈匝数的关系，将两电磁铁串联的目的是 。 （4）利用上述结论分析图戊，下列措施中能使电磁铁磁性增强的是 。 A.滑片P向右移动，其他条件不变 B.滑片P向左移动，其他条件不变 C.开关S由1扳到2，其他条件不变 D.电源的正负极对调，其他条件不变 9. （2023秋•杭锦后旗期末）某实验小组用自制电磁铁探究影响电磁铁磁性强弱的因素。他们用相同的漆包线和铁钉绕制成两个电磁铁A和B，B铁钉上绕有更多匝数的线圈，实验装置如图所示。 （1）如图甲，闭合开关，电磁铁A的钉尖是 极（选填“N”或“S”）；将滑动变阻器的滑片P向右移动，能吸引大头针的数目 （选填“变多”、“不变”或“变少”）； （2）如图乙，把电磁铁A和B串联，闭合开关，多次移动滑动变阻器的滑片P，发现电磁铁B总能吸引更多的大头针，通过比较，得出的结论是 。 10. （2023秋•宝丰县期末）为实现自动控制，小明同学利用电磁继电器（电磁铁线圈电阻不计）制作了具有延时加热、保温、消毒等功能的恒温调奶器，电压U1＝3V，定值电阻R0＝50Ω，热敏电阻R阻值随温度变化的图象如图乙所示；工作电路中U2＝220V，R1＝836Ω，R2＝44Ω。已知恒温调奶器容量为2kg，水温达到80℃时衔铁会跳起。[水的比热容为4.2×103J/（kg•℃）] （1）当衔铁被电磁铁吸下时，衔铁与 接通（填a或b），电路处于 状态（填加热或保温）。 （2）求衔铁刚跳起时，通过电磁铁线圈的电流。 （3）求工作电路在保温状态下的电功率。 （4）当调奶器加满温度为25℃的水，加热元件工作500s后衔铁跳起，求此过程中水吸收的热量及恒温调奶器的加热效率。 11. （2020秋•津南区期末）光敏电阻是阻值随光的照度发生变化的元件（照度可以反映光的强弱，光越强照度越大，照度单位为lx）。某光敏电阻R的阻值随照度变化的曲线如图甲所示。 （1）如图乙所示是街道路灯自动控制模拟电路所需元件。利用蓄电池给电磁铁供电，路灯接入电压为220V的照明电路，为达到天亮灯熄天暗灯亮的效果，请用笔画线代替导线，将路灯连入照明电路中； （2）已知当线圈中的电流大于或等于2mA时，继电器的衔铁将被吸合。图中蓄电池可提供的电压为U＝6V，内部电阻忽略不计，有三个不同规格的滑动变阻器可供选择：R1（0～100Ω），R2（0～500Ω）、R3（0～1800Ω）。要求当凌晨天色渐亮照度增大至1.0lx时路灯才停止工作，滑动变阻器应选择 （选填“R1”、“R2”或“R3”）。请计算说明原因。 （3）选定滑动变阻器后，如果为了节约用电，要求在天色更暗一些时路灯就停止工作，滑动变阻器触片P应该 （选填“向右滑动”、“向左滑动”或“不滑动）。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！6 学科网（北京）股份有限公司 $$ 20.3 电磁铁 电磁继电器 学习目标 1. 了解什么是电磁铁，知道电磁铁的特性和工作原理及其应用； 2. 通过实验探究了解影响电磁铁磁性强弱的因素； 3. 了解电磁继电器的结构和工作原理，了解电磁继电器在生产生活中的应用。 知识重点 知识点1. 电磁铁 现象表明：螺线管通电时有磁性，断电时无磁性。 1.我们把插入铁芯的通电螺线管内叫电磁铁。 2. 电磁铁的原理：铁棒插入通电螺线管，铁芯被磁化，形成_磁体也要产生磁场，于是通电螺线管的周围既有螺线管产生的磁场，又有铁芯产生的磁场，因而磁场大大增强了。 知识点2. 电磁铁的磁性 1. 猜想与假设：影响电磁铁磁性强弱的因素有：(1)电流的大小；(2)线圈匝数的多少。 2. 实验设计： (1)电磁铁的磁性是看不见摸不着的,可通过吸引铁钉的个数来判断,这种方法是转换法。 (2)电磁铁的磁性强弱可能与多个因素有关,在探究时,需利用控制变量法。 ①探究电磁铁磁性与线圈中电流的关系 思路：需控制线圈匝数不变,改变电路中的电流。故电路中可连入滑动变阻器。 ②探究电磁铁磁性与线圈匝数的关系 思路：控制电流相同,改变线圈匝数。 3.分析实验数据,你可得出的实验结论是 (1)与电流的关系：线圈匝数相同时,通过线圈的电流越大,磁性越强; (2)与线圈匝数的关系：通过线圈的电流相同时,线圈匝数越多,磁性越强。 4.电磁铁的优点： （1）电磁铁的磁性有无可以通过接通或断开电流的通断来控制； （2）电磁铁磁极的极性可以通过改变电流的方向来控制； （3）电磁铁的磁性强弱可以通过改变通入电磁铁电流的大小或线圈匝数来控制。 5电磁铁的应用：电磁起重机、电铃、电报机、磁悬浮列车、发电机、电动机和电磁继电器。 知识点3. 电磁继电器 1.安全用电知识告诉我们：不靠近高压带电体。所以用手直接控制强大的电流或操作高压电路是很危险的，我们用电磁继电器解决这个问题。 2.电磁继电器的构造：主要是电磁铁 、衔铁、弹簧、（动、静）触点等。它由低压 控制 电路和高压工作电路两部分电路构成。 3.电磁继电器的实质 电磁继电器实质上就是一种利用电磁铁来控制工作电路的一种 开关 。可实现用低电压、弱电流控制高电压、强电流的工作电路或进行远距离操作。 4.电磁继电器的工作原理：控制电路通电时，电磁铁有磁性，将衔铁吸下来，动触点B与A 分开，与 C 接通，工作电路接通；控制电路断电时，电磁铁失去磁性 ，弹簧将电磁继电器的衔铁拉起来，动触点B与C 分开，与A 接通，切断工作电路。 考点一、电磁铁的磁性 [例题1] （2023秋•海林市校级期末）如图所示，A是悬挂在弹簧下的铁块，B是螺线管的铁芯，S是转换开关（S接1时连入电路的线圈匝数多，S接2时连入电路的线圈匝数少），P是滑动变阻器的滑片，要使弹簧的长度变长，可采取的办法是（　　） A．滑片P的位置不变，S由1改接到2 B．S接1，将滑片P向左滑 C．S接1，滑片P位置不变，将铁芯B抽出 D．S接1，将滑片P向右滑 【解答】解：A．滑片P的位置不变，S由1改接到2，电流大小不变，线圈匝数减小，螺线管磁性减弱，弹簧收缩长度变短，故A错误； B．S接1，线圈匝数不变；将滑片P向左滑，电阻变小，通过螺线管的电流变大，螺线管磁性增强，弹簧长度变长，故B正确； C．S接1，滑片P位置不变，将铁芯B抽出，螺线管磁性减弱，弹簧收缩长度变短，故C错误； D．S接1，线圈匝数不变；将滑片P向右滑，电阻变大，通过螺线管的电流变小，螺线管磁性减弱，弹簧长度变短，故D错误。 故选：B。 [例题2] 如图所示，闭合开关S，弹簧测力计的示数减小．下列分析正确的是（　　） A．c端是S极，a是电源的正极 B．c端是N极，a是电源的负极 C．若滑动变阻器的滑片向左滑动，弹簧测力计示数增大 D．若将电源正负极接线的位置对调，弹簧测力计示数减小 【解答】解： AB、闭合开关S，弹簧测力计的示数减小，由图知，条形磁体的下端为S极，并且弹簧测力计的示数变小，因为同名磁极相互排斥，所以电磁铁的上端为S极（即c端是电磁铁的S极），下端为N极；由安培定则可知，电流从电磁铁的下端流入，故电源a端为正极，b端为负极；故A正确，B错误； C、若滑动变阻器的滑片向左滑动，滑动变阻器的电阻减小，电路中的电流变大，电磁铁的磁性变强，对上方的磁体的排斥力变大，所以弹簧测力计示数变小，故C错误； D、若将电源正负极接线的位置对调，电磁铁的磁性强弱不变，极性相反，则c端变为N极，与条形磁体相互吸引，故弹簧测力计的示数变大，故D错误。 故选：A。 [例题3] 如图所示，在电磁铁的正上方用弹簧悬挂一条形磁铁，闭合开关后，将滑动变阻器的滑片P从a端移到b端的过程中，下列判断正确的是（　　） A．小灯泡变亮，弹簧伸长 B．小灯泡变暗，弹簧伸长 C．电流表示数变大，弹簧收缩 D．电流表示数变小，弹簧收缩 【解答】解：由图可知，电流由上方流入，则由右手螺旋定则可知，螺线管下端为N极，上端为S极； 因同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，所以，两磁铁异名磁极相互吸引； 当滑片P从a端向b端滑动过程中，滑动变阻器接入电阻减小，电路中的总电阻减小， 由I可知，电路中电流变大，电流表示数变大，则小灯泡变亮，此时条形磁铁受向下的力增强，弹簧长度变长，故BCD错误、A正确。 故选：A。 [例题4] （2023秋•东莞市校级期末）探究影响电磁铁磁性强弱的因素： 用如图装置进行实验。通过实验 （选填“甲”“乙”或“丙”）可知：电磁铁磁性与匝数有关；比较甲、乙两次实验，可知：匝数相同时， 越大，电磁铁的磁性越强；通过比较电磁铁吸引大头针的数目来判断磁性强弱，运用的实验方是 。（选填“控制变量法”或“转换法”）。 【解答】解：要研究电磁铁磁性与线圈匝数关系，应控制电流相同，改变线圈的匝数；丙实验中将两线圈串联，保证电流相同，线圈匝数不同，所以应选择实验丙； 比较甲、乙两次实验，可知线圈匝数相同，调节滑动变阻器，改变了电流大小，且电流越大，电磁铁吸引大头针数目越多，表示电磁铁的磁性越强，所以得出的结论是：线圈匝数相同时，线圈中的电流越大，电磁铁磁性越强； 通过电磁铁吸大头针的多少判断磁性强弱，运用了转换法。 故答案为：丙；电流；转换法。 [例题5] （2023秋•昌平区期末）小京用如图所示的装置进行实验，闭合开关S后，观察到电流表有示数、电磁铁吸引起几枚大头针。若他想探究电磁铁的磁性强弱与电流大小的关系，下一步进行的操作是 ，再次闭合开关S后，应观察 和 。 【解答】解：若想探究电磁铁的磁性强弱与电流大小的关系，需要控制线圈匝数不变，改变电流大小，因此下一步进行的操作是：移动滑动变阻器的滑片；通过观察电流表示数得知电流的变化，由于电磁铁的磁性强弱无法直接感知，可以通过观察电磁铁吸引大头针的数量来显示电磁铁的磁性强弱。 故答案为：移动滑动变阻器的滑片；电流表示数；电磁铁吸起大头针的数量。 考点二、电磁继电器及其应用 [例题6] 如图所示是某科技小组设计的一种温度自动控制报警装置电路图，关于它的说法正确的是（　　） A．当温度达到90℃时，报警装置就会响铃，同时红灯亮 B．当温度低于90℃时，报警装置就会响铃，同时红灯亮 C．当温度低于90℃时，报警装置就会响铃，同时绿灯亮 D．当温度达到90℃时，报警装置就会响铃，同时绿灯亮 【解答】解：据图可知，该温度自动报警器的原理是：当温度达到90℃时，由于温度计内的液体是导体，这样控制电路会接通，电磁铁产生磁性，将衔铁吸引，将报警电路接通，电铃响，红灯亮，起到报警作用；当温度低于90℃时，控制电路断开，衔铁在弹簧的作用下会向上运动，只有绿灯亮；故A正确，BCD错误。 故选：A。 [例题7] 如图所示是某科技小组设计的一种温度自动控制报警装置电路图，以下说法中正确的是（　　） A．把水银温度计换成煤油温度计同样可以工作 B．自动报警器的触点类似一种开关 C．自动报警器中的电磁铁运用了电磁感应现象 D．温度达到90℃，绿灯亮 【解答】解： A、水银是金属，能够导电，煤油是绝缘体，换成煤油温度计不能工作，故A错误； B、自动报警器的触电是在电磁继电器的控制作用下的一个开关，故B正确； CD、温度自动报警器的原理是当温度达到90℃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、红灯亮，起到报警作用，电磁铁是运用电流的磁效应；故CD错误。 故选：B。 [例题8] （2023秋•东港区期末）如图是兴趣小组同学设计的运动音乐踏板装置，踩下或松开踏板，两音乐灯交替工作。下列描述正确的是（　　） A．踏板与电磁铁是并联的 B．踩下踏板时绿灯亮、红灯灭 C．松开踏板时，动触点与b接触 D．增大R的阻值，可增大电磁铁对衔铁的吸引力 【解答】解： A、根据电路图可知，踏板与电磁铁是串联在电路中的，故A错误； B、踩下踏板时，控制电路接通，通过电磁铁有电流，电磁铁具有磁性，会吸下衔铁，使得动触点与b接触，绿灯接入电路中，绿灯亮，红灯的电路是断开的，红灯灭，故B正确； C、松开踏板时，控制电路是断开的，无电流，电磁铁不具有磁性，衔铁被拉起，动触点与a接触，红灯亮，故C错误； D、增大R的阻值，根据串联电路的电阻关系可知，电路的总电阻变大，根据欧姆定律可知，通过电磁铁的电流变小，可减小电磁铁对衔铁的吸引力，故D错误。 故选：B。 [例题9] （2023秋•西安期末）航天迷小军与同学们合作设计了如图1所示的飞船舱体气密性模拟检测电路，控制电路的电源电压U1为15V保持不变，定值电阻R0＝40Ω；R为压敏电阻，其阻值随环境气压的变化规律如图2所示。将R置于真空室的舱体中，舱体内初始气压为1.0×105Pa；舱体不漏气时，绿灯亮；舱体漏气时，若气压低于临界值则电铃响。下列说法正确的是（　　） A．电磁铁的上端为N极 B．电铃应该接在CD之间 C．舱体不漏气时，通电1min，控制电路消耗的电能是270J D．当电压表示数为10V时，舱内气压值为5×104Pa，此时舱体漏气 【解答】解：A、根据安培定则可知，图甲中电磁铁的下端为N极、上端为S极，故A错误； B、根据图2可知，气压越大，压敏电阻的阻值越小，说明舱体不漏气时，绿灯亮，此时电磁铁的磁性较强，衔铁被电磁铁吸下，绿灯亮；当舱体漏气时，压敏电阻的阻值变大，若气压低于临界值，电磁铁的磁性减弱，弹簧将衔铁拉起来，接通电铃电路，所以电铃应该接在AB之间，故B错误； C、舱体不漏气时，根据图乙，压敏电阻的阻值为10Ω，此时控制电路的总电阻为：R总＝R+R0＝10Ω+40Ω＝50Ω； 电路中的电流为：I0.3A； 通电1min，控制电路消耗的电能是：W＝UIt＝15V×0.3A×60s＝270J，故C正确； D、电压表测量的是定值电阻两端的电压，当电压表示数为10V时，电路中的电流为：I'0.25A，此时压敏电阻的阻值为：R'20Ω；查图2可知，此时舱内的气压为0.7×105Pa，故D错误。 故选：C。 [例题10] 如图所示为学校办公室空调机的自动控制装置，R是热敏电阻，其阻值随温度变化关系如下表所示。已知继电器的线圈电阻R0＝30Ω，左边电源电压为4.5V恒定不变。当继电器线圈中的电流大于或等于10mA时，继电器的衔铁被吸合，右边的空调电路正常工作。 温度t/℃ 0 5 10 15 20 25 30 35 40 电阻R/Ω 600 550 500 450 420 390 360 330 300 （1）计算说明该空调的启动温度是多少？ （2）已知该办公室安装的空调机规格是：额定电压220V，额定功率2200W，额定频率50Hz．如果这台空调机每天正常工作2h，一个月消耗的电能（按30天计算）多少度？ 【解答】解：（1）当继电器线圈中的电流大于或等于I＝10mA＝0.01A时，继电器的衔铁被吸合， 根据欧姆定律可知，右边的空调电路正常工作电路启动时的总电阻： R总450Ω， 根据串联电路的电阻特点可知，此时热敏电阻的阻值：R＝R总﹣R0＝450Ω﹣30Ω＝420Ω， 对照表格数据可知，此时的启动温度是20℃； （2）一个月消耗的电能：W＝Pt＝2.2KW×2h×30＝132kW•h。 答：（1）该空调的启动温度是20℃； （2）一个月消耗的电能132kW•h。 巩固提高 1. （2023秋•禹城市期末）关于电磁现象，下列说法中正确的是（　　） A．磁体周围存在磁感线，它可以形象的描述磁体周围磁场的形状 B．磁场中能自由转动的小磁针，静止时北极的指向是该点磁场方向 C．电磁铁是利用电磁感应的原理来工作的 D．磁性是指摩擦过的物体能够吸引轻小物体的性质 【解答】解： A、磁感线不是真实存在的，是假想出来的，故A错误； B、将可自由转动的小磁针放在磁场中某一点静止时，小磁针N极指向为该点的磁场方向，故B正确； C．电磁铁通电后具有磁性，是利用电流的磁效应来工作的，故C错误； D．物体能够吸引铁、钴、镍等物质的性质叫磁性，故D错误。 故选：B。 2. （2023秋•东台市期末）医生给心脏疾病患者做手术时，往往用“人工心脏泵”来代替心脏，以推动血液循环。人工心脏泵中装有电磁铁，电磁铁工作时利用的是（　　） A．磁体周围存在磁场 B．电流的磁效应 C．磁场对电流的作用 D．磁极间的相互作用 【解答】解：电磁铁工作时利用的是电流的磁效应工作的，故B正确，ACD错误。 故选：B。 3. （2023秋•雁塔区校级期末）如图所示，R0是一个光敏电阻，光敏电阻的阻值随光照强度的增加而减小，R是电阻箱（已调至合适阻值），它们和继电器组成自动控制电路来控制路灯，白天路灯熄灭，夜晚路灯亮起。下列说法正确的是（　　） A．电路工作时，电磁铁上端为N极 B．给路灯供电的电源应接在b、c两端 C．控制电路电源电压减小后，傍晚时路灯比原来早一些亮 D．电阻箱R的阻值调大后，傍晚时路灯比原来晚一些亮 【解答】解：A、根据图示可知，电流从电磁铁的上端流入，根据安培定则可知，电磁铁的上端为S极，故A错误； B、晚上时的光线暗，光敏电阻的电阻值大，电路中的电流值小，所以静触点与a接通，所以要达到晚上灯亮，白天灯灭，则路灯供电的电源应接在a、b之间，故B错误； C、电源电压减小后，在其它条件不变时，根据欧姆定律可知，电路中的电流变小，电磁铁中的磁性变弱，傍晚时路灯比原来早一些亮，故C正确； D、电阻箱R的阻值调大后，电路中的电流变小，电磁铁中的磁性变弱，傍晚时路灯比原来早一些亮，故D错误。 故选：C。 4. （2023秋•双台子区校级期末）小明家有一款磁悬浮音响，如图甲所示，音响底部有一块磁铁，底座内部的电磁铁可将其悬浮在空中，其工作原理如图乙所示。下列判断正确的是（　　） A．电源的左端为负极 B．电磁铁的上端为N极 C．底座与音响之间的相互作用与验电器的工作原理相同 D．滑片P向左移动可增加地球仪“漂浮”的高度 【解答】解：A、底座与音响之间的相互作用是利用同名磁极相互排斥；电磁铁的上端为S，根据安培定则，电流从上方流入，电源左侧为负极，故A正确，B错误； C、底座通电后能产生磁场，是利用电流的磁效应，验电器是利用同种电荷相互排斥，它们的原理不同，故C错误； D、若增大电流使音响悬浮位置升高，此时磁力增大；滑片P向左移动电阻变大，电流变小，磁性减弱，不能增大地球仪“漂浮”的高度，故D错误。 故选：A。 5. （2023秋•巴中期末）如图所示是某科技小组设计的一种温度自动控制报警装置电路图，下列关于该报警装置的叙述，正确的一项是（　　） A．当温度低于95℃时，报警装置就会响铃，同时绿灯亮 B．当温度低于95℃时，报警装置就会响铃，同时红灯亮 C．当温度达到95℃时，报警装置就会响铃，同时红灯亮 D．当温度达到95℃时，报警装置就会响铃，同时绿灯亮 【解答】解：AB、如图，当温度低于95℃时，左边的控制电路没有接通，电磁铁没有磁性，衔铁被弹簧拉起，中间的动触点和上面的静触点接通，绿灯和电源构成通路，绿灯亮，故AB错误。 CD、当温度达到95℃时，左边的控制电路接通，电磁铁有磁性，电磁铁吸引衔铁，中间的动触点和下面的静触点接通，红灯和电铃与电源构成通路，红灯亮电铃响，故C正确，D错误。 故选：C。 6. （2023秋•孟村县期末）如图所示，GMR代表巨磁电阻，在磁场中，其阻值随磁场的逐渐变强而减小。闭合开关S1、S2，下列说法中正确的是（　　） A．电磁铁左端为S极 B．电磁铁外部的磁感线从右端出发回到左端 C．将滑片P向b端滑动，电磁铁磁性变强 D．将滑片P向a端滑动，指示灯亮度变强 【解答】解： A、闭合开关S1、S2后，电流从电磁铁的右侧流入，根据安培定则可知电磁铁的左端为N极，其右端为S极，故A错误； B、在磁体的外部，磁感线是从N极出来回到S极的，且该电磁铁的左端为N极、右端为S极，所以电磁铁外部的磁感线从左端出发回到右端，故B错误； C、将滑片P向b端滑动，滑动变阻器连入电路中的电阻变大，根据欧姆定律可知左侧电路中的电流变小，则电磁铁的磁性减弱，故C错误； D、将滑片P向a端滑动，滑动变阻器连入电路中的电阻变小，根据欧姆定律可知左侧电路中的电流变大，电磁铁的磁性增强，其周围磁场变强，由题意可知巨磁电阻的阻值变小，灯泡所在电路的总电阻变小，根据欧姆定律可知右侧电路中的电流变大，则灯泡变亮，故D正确。 故选：D。 7. （2023秋•锦江区校级期末）某些大型商场的电梯，工作时开关S闭合，载人和不载人时，其运行速度会发生变化。控制电梯运行速度的简易电路如图所示，压力传感器R0的阻值随压力的变化而变化，当电梯载人时，通过电磁铁线圈的电流变大，电磁铁的磁性变强，动触点与静触点2连接，电动机的转速变快。以下说法正确的是（　　） A．电磁铁是利用电磁感应原理工作的 B．电梯载人时与不载人时比较，载人时电磁铁的磁性更强 C．若改变控制电路电流的方向，电梯运行的速度会发生变化 D．若将R1换成阻值更小的电阻，不载人时电动机转速变得更慢 【解答】解：A、电磁继电器的核心部件是电磁铁，通电时有磁性，断电时无磁性，是根据电流的磁效应制成的，即利用电流的磁效应来工作的，故A错误； B、当有人走上电梯后，压敏电阻的阻值减小，控制电路中电流增大，电磁铁磁性变强，则衔铁被吸下，动触点与静触点2接触，则电阻R1断路，电动机两端电压增大为电源电压，通过电动机的电流变大，电动机转速变快，使电梯运动变快，故B正确； C、当电流的方向发生变化时，电磁铁的极性会发生改变，但磁性的强弱不变，电梯运行的速度不会发生变化，故C错误； D、若将R1换成阻值更小的电阻，根据欧姆定律可知，电路中的电流变大，通过电动机的电流变大，所以不载人时电动机转速变得更快，故D错误。 故选：B。 8. （2023秋•承德县期末）为了探究“电磁铁的磁性强弱跟哪些因素有关”，小红同学用漆包线（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，图中甲、乙、丙、丁为实验中观察到的四种情况。 （1）可通过观察 来判断电磁铁磁性的强弱。实验中发现被电磁铁吸引的大头针下端是分散的，其原因是大头针被磁化后，同名磁极互相 。 （2）比较甲、乙两图可知：电磁铁通电时有磁性，断电时 （选填“有”或“没有”）磁性。 （3）利用图丁可探究电磁铁磁性强弱与线圈匝数的关系，将两电磁铁串联的目的是 。 （4）利用上述结论分析图戊，下列措施中能使电磁铁磁性增强的是 。 A.滑片P向右移动，其他条件不变 B.滑片P向左移动，其他条件不变 C.开关S由1扳到2，其他条件不变 D.电源的正负极对调，其他条件不变 【解答】解：（1）根据转换法，可通过观察电磁铁吸引大头针的数目多少来判断电磁铁磁性的强弱。 实验发现被电磁铁吸引的大头针下端是分散的，其原因是大头针被磁化后，同名磁极互相排斥。 （2）比较甲、乙两图可知：电磁铁通电时有磁性，断电时没磁性。 （3）探究电磁铁磁性强弱与线圈匝数的关系，应控制电流相同，线圈匝数不同，将两电磁铁串联的目的是控制通过两个电磁铁的电流相同。 （4）A、其他条件不变，滑片右移，电路中的电阻增大，电流减小，电磁铁的磁性会减弱，故不符合题意； B、其他条件不变，滑片左移，电路中的电阻减小，电流增大，电磁铁的磁性会增强，故符合题意； C、其他条件不变，开关S由1扳到2时，线圈的匝数减少，电磁铁的磁性会减弱，故不符合题意； D、其他条件不变，电源的正负极对调只会改变电流的方向和电磁铁的磁极，对电磁铁的磁性强弱不会有影响，故不符合题意； 故选：B。 故答案为：（1）电磁铁吸引大头针的数目多少；排斥；（2）没有；（3）控制通过两个电磁铁的电流相同；（4）B。 9. （2023秋•杭锦后旗期末）某实验小组用自制电磁铁探究影响电磁铁磁性强弱的因素。他们用相同的漆包线和铁钉绕制成两个电磁铁A和B，B铁钉上绕有更多匝数的线圈，实验装置如图所示。 （1）如图甲，闭合开关，电磁铁A的钉尖是 极（选填“N”或“S”）；将滑动变阻器的滑片P向右移动，能吸引大头针的数目 （选填“变多”、“不变”或“变少”）； （2）如图乙，把电磁铁A和B串联，闭合开关，多次移动滑动变阻器的滑片P，发现电磁铁B总能吸引更多的大头针，通过比较，得出的结论是 。 【解答】解：（1）如图甲，电流从电磁铁A的上方流入、下方流出，由安培定则可知，电磁铁A的上端是N极，下端的钉尖是S极； 将滑动变阻器的滑片P向右移动，电阻变大，电流变小，电磁铁的磁性变弱，能吸引更少的大头针。 （2）图中电流大小相同，铁芯相同，线圈的匝数越多，电磁铁吸引的大头针越多，电磁铁的磁性越强。所以可以得出的结论是电流相同，线圈的匝数越多，电磁铁的磁性越强。 故答案为：（1）S；变少；（2）电流相同，线圈的匝数越多，电磁铁的磁性越强。 10. （2023秋•宝丰县期末）为实现自动控制，小明同学利用电磁继电器（电磁铁线圈电阻不计）制作了具有延时加热、保温、消毒等功能的恒温调奶器，电压U1＝3V，定值电阻R0＝50Ω，热敏电阻R阻值随温度变化的图象如图乙所示；工作电路中U2＝220V，R1＝836Ω，R2＝44Ω。已知恒温调奶器容量为2kg，水温达到80℃时衔铁会跳起。[水的比热容为4.2×103J/（kg•℃）] （1）当衔铁被电磁铁吸下时，衔铁与 接通（填a或b），电路处于 状态（填加热或保温）。 （2）求衔铁刚跳起时，通过电磁铁线圈的电流。 （3）求工作电路在保温状态下的电功率。 （4）当调奶器加满温度为25℃的水，加热元件工作500s后衔铁跳起，求此过程中水吸收的热量及恒温调奶器的加热效率。 【解答】解：（1）水温达到80℃前，电磁铁把衔铁吸下，使衔铁与b触点接通，R2接入工作电路，处于加热状态； （2）由图可知当温度为80℃时，热敏电阻的阻值为100Ω，串联电路总电阻等于各分电阻之和，所以控制电路的总电阻为：R控＝R+R0＝100Ω+50Ω＝150Ω， 衔铁刚弹起时，通过电磁铁线圈的电流：I0.02A； （3）由P可知，当只有R2接入工作电路，工作电路中总电阻最小，功率最大，处于加热状态；当R1和R2串联接入工作电路，工作电路中总电阻最大，功率最小，处于保温状态； 则保温功率为：P55W； （4）水吸收的热量为：Q＝c水mΔt＝4.2×103J/（kg•℃）×2kg×（80℃﹣25℃）＝4.62×105J， 恒温调奶器加热状态下的电功率：1100W； 500s内消耗的电能：W＝Pt＝1100W×500s＝5.5×105J， 恒温调奶器的加热效率：η100%＝84%。 故答案为：（1）b；加热； （2）衔铁刚跳起时，通过电磁铁线圈的电流为0.02A； （3）工作电路在保温状态下的电功率为55W； （4）此过程中水吸收的热量为4.62×105J，恒温调奶器的加热效率为84%。 11. （2020秋•津南区期末）光敏电阻是阻值随光的照度发生变化的元件（照度可以反映光的强弱，光越强照度越大，照度单位为lx）。某光敏电阻R的阻值随照度变化的曲线如图甲所示。 （1）如图乙所示是街道路灯自动控制模拟电路所需元件。利用蓄电池给电磁铁供电，路灯接入电压为220V的照明电路，为达到天亮灯熄天暗灯亮的效果，请用笔画线代替导线，将路灯连入照明电路中； （2）已知当线圈中的电流大于或等于2mA时，继电器的衔铁将被吸合。图中蓄电池可提供的电压为U＝6V，内部电阻忽略不计，有三个不同规格的滑动变阻器可供选择：R1（0～100Ω），R2（0～500Ω）、R3（0～1800Ω）。要求当凌晨天色渐亮照度增大至1.0lx时路灯才停止工作，滑动变阻器应选择 （选填“R1”、“R2”或“R3”）。请计算说明原因。 （3）选定滑动变阻器后，如果为了节约用电，要求在天色更暗一些时路灯就停止工作，滑动变阻器触片P应该 （选填“向右滑动”、“向左滑动”或“不滑动）。 【解答】解：（1）光敏电阻的电阻值随光照强度的增大而减小，所以白天时光敏电阻的电阻值小，电路中的电流值大，电磁铁将被吸住；动触点与C接通；晚上时的光线暗，光敏电阻的电阻值大，电路中的电流值小，所以动触点与B接通。所以要达到晚上灯亮，白天灯灭，则路灯应接在AB之间。电路图如图： （2）天色渐暗照度降低至1.0lx时点亮路灯，此时光敏电阻的电阻值是2kΩ，电路中的电流是2mA， 根据I可得： 总电阻R总3000Ω， 根据串联电路的总电阻等于各分电阻之和可得：R＝R总﹣R光＝3000Ω﹣2000Ω＝1000Ω，所以要选择滑动变阻器R3； （3）由于光变暗时，光敏电阻变大，分的电压变大，所以当凌晨天色更暗一些时路灯就停止工作，应适当地减小滑动变阻器的电阻，即滑动变阻器触片P应该向左滑动。 故答案为：（1）如上图；（2）R3；（3）向左滑动。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！6 学科网（北京）股份有限公司 $$