20.3《电磁铁 电磁继电器》知识点+练习-2024-2025学年人教版物理九年级全一册

20.3《电磁铁 电磁继电器》 一、电磁铁 1、构造：内部插有铁芯的通电螺线管叫做电磁铁。铁芯被磁化后的磁场与螺线管的磁场叠加，是电磁铁的磁性增强。 2、特点：当有电流通过时，它会有较强的磁性，没有电流时就失去磁性。  3、工作原理：电磁铁是利用电流的磁效应来工作的。  4、电磁铁磁性极性的判断  由于电磁铁是插有铁芯的螺线管，所以电磁铁的磁性极性与通电螺线管的磁极极性是一致的，可运用安培定则来判定。 二、电磁铁的磁性 1、影响电磁铁磁性强弱的因素  匝数一定时，通入的电流越大，电磁铁的磁性越强；电流一定时，匝数越多，电磁铁的磁性越强。 注意：实验探究影响电磁铁磁性强弱的因素时，应用了转换法和控制变量法。 2、电磁铁的优点 （1）可以通过电流的通断来控制其磁性的有无。 （2）可以通过改变电流的方向来改变其磁性的极性。 （3）可以通过改变电流的大小或匝数的多少来控制其磁性的强弱。  注意：电磁铁的铁芯用软铁而不能用钢  电磁铁要求其磁性随着通入电流的大小而发生显著变化，而且还通过电流的通断来控制磁性的有无。软铁容易被磁化，磁性也很容易消失，而钢被磁化后磁性不易消失而成为永久磁铁，所以电磁铁的铁芯用软铁而不用钢。常用的电磁铁大都做成“U”形，使它的两个磁极能同时吸引物体，吸引力会更强。 3、电磁铁在实际生活中的应用 （1）电磁铁可以直接对铁质物质有力的作用。主要应用在电铃、电磁起重机、电磁刹车装置和许多自动控制装置上。  （2）电磁铁的另一个应用是产生强磁场。现代技术上很多地方需要的强磁场都是由电磁铁提供的，如磁悬浮列车、电动机、发电机、磁疗设备、测量仪器等，特别是研究微观粒子用的加速器。  在磁悬浮列车的车厢和铁轨上分别安放着磁体，磁悬浮列车用的磁铁大多数是通有强电流的电磁铁，控制电流的方向使车厢和铁轨磁极相对，由于磁极间的相互作用，列车能够在铁轨上方几厘米的高度上飞驰，避免了车轮与轨道之间的摩擦力，突破列车以往的速度极限。  三、电磁继电器 1、电磁继电器的电路包括低压控制电路和高压工作电路。低压控制电路由电磁铁、低压电源和开关组成；高压工作电路由用电器、高压电源和电磁继电器的触电组成。 2、实质：电磁继电器实质上是利用电磁铁来控制工作电路的一种开关。 3、工作原理 当闭合低压控制电路的开关，有电流通过电磁铁时，电磁铁具有磁性，把衔铁吸下，使动触点和静触点接触，高压工作电路闭合，有较大的电流通过电动机，电动机工作；断开低压控制电路的开关，电磁铁失去磁性，弹簧把衔铁拉起来，动触点和静触点分开，切断工作电路。 4、电磁继电器的工作过程： 低压控制电路有自动和手动控制两种方式，自动控制主要通过光控制、温度控制、水位控制等来实现；而高压工作电路又有电铃报警、彩色灯显示、电动机工作等几种情形。 5、电磁继电器的应用： ①利用电磁继电器可以通过控制低电压、弱电流电路的通断来间接的控制高电压、强电流工作电路的通断，使人们远离高压的危险。 ②利用电磁继电器可以使人远离高温、有毒等环境，实现远距离控制。 ③在电磁继电器控制电路中接入对温度、压力或光照敏感的元件，利用这些元件操纵控制电路的通断，可以实现对温度、压力或光的自动控制。 如电铃、防盗报警、防汛报警、温度自动控制、空气开关自动控制、漏电保护器等。 20.3《电磁铁 电磁继电器》 1. 某同学在做“探究电磁铁”实验中，使用两个相同的大铁钉绕制成电磁铁进行实验，如图所示，下列说法中正确的是（ ） A. 要使电磁铁磁性增强，应将变阻器的滑动片向右滑动 B. 电磁铁能吸引的大头针越多，表明它的磁性越强 C. 电磁铁B线圈匝数多，所以通过B的电流较小 D. 若将两电磁铁上部靠近，会相互吸引 2. 要增强电磁铁的磁性，可采用的方法是（ ） A. 增大线圈中的电流 B. 减少线圈的匝数 C. 降低线圈两端的电压 D. 改变线圈中的电流方向 3. 电磁继电器的作用之一是通过控制低压电路的通断间接地控制高压电路的通断。关于如图所示的电路，下列说法正确的是（ ） A. 连有电动机的电路是低压控制电路 B. 连有电动机的电路是高压工作电路 C. 图示电路的主要优点是可以节约用电 D. 图示电路的主要优点是为了操作方便 4. 如图所示为一种温度自动报警电器的原理图，在水银温度计的顶端封入一段金属丝，以下说法正确的是（ ） A. 温度升高至74℃时，L1亮灯报警 B. 温度升高至74℃时，L2亮灯报警 C. 温度升高至78℃时，L1亮灯报警 D. 温度升高至78℃时，L2亮灯报警 5. 如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 6. 如图所示的自动控制电路中，当开关S断开时，工作电路的情况是（ ） A. 灯亮，电动机转起来，电铃响 B. 灯亮，电动机转起来，电铃不响 C. 灯不亮，电动机不转，电铃响 D. 灯亮，电动机不转，电铃响 7. 探究电磁铁的磁性跟哪些因素有关，小曼同学作出以下猜想： 猜想A：电磁铁通电时有磁性，断电时没有磁性 猜想B：通过电磁铁的电流越大，它的磁性越强 猜想C：外形相同的螺线管，线圈的匝数越多，它的磁性越强 为检验上述猜想是否正确，小曼所在小组通过交流与合作设计了以下实验方案： 用漆包线（表面涂有绝缘漆的导线）在大铁钉上绕制若干圈，制成简单的电磁铁。下图所示的a、b、c、d为实验中观察到的四种情况。 根据小曼的猜想和实验，完成下面的填空： （1）通过观察电磁铁 ，可判断它磁性的强弱。 （2）通过比较 两种情况，可以验证猜想A是正确的。 （3）通过比较 两种情况，可以验证猜想B是正确的。 （4）通过比较d中甲、乙两电磁铁，发现猜想C不全面，应补充　 　　　。 （5）小曼做完实验又提出了一个新的问题：若将d中甲的铁钉去掉，那么甲、乙吸引大头针数目是否还是甲多乙少呢？于是进一步猜想： D. 甲多乙少 E. 甲少乙多 F. 甲一个也不吸引 G. 无法判定 你认为她的猜想最有理由成立的是 ；（填字母） 并陈述你的理由 。 8. 如图所示，是某学习小组设计的研究“影响通电螺线管磁性强弱的因素”的实验电路图。 （1）增大通电螺线管的电流，滑动变阻器的滑片应向 （选填“左”或“右”）移动。 （2）下表是该组同学所做实验的记录： 通电螺线管中有无铁芯 无铁芯 有铁芯 线圈匝数 50匝 50匝 实验次数 1 2 3 4 5 6 电流/A 0.8 1.2 1.5 0.8 1.2 1.5 吸引大头针的最多数目/枚 0 0 0 3 5 8 同学们发现无铁芯组实验中没有吸引起大头针，那么通电螺线管到底有没有磁性呢?他们通过其他方法验证了这几次都是有磁性的。他们采用的方法可能是 。（写出一种即可） （3）在与同学们交流讨论时，另一组的同学提出一个新问题：“当线圈中的电流和匝数一定时，通电螺线管的磁性强弱是否还与线圈内的铁芯大小（粗细）有关?”现有大小不同的两根铁芯，请根据你的猜想并利用本题电路，写出你验证猜想的简要操作方案。 参考答案： 1. B；2. A；3. B；4. D；5. C；6. B；7.（1）吸引大头针数目的多少 （2）a b（或a c或a d） （3）b c （4）在电流相等时 （5）G 因为甲乙电流相等，乙虽比甲匝数少，但有铁芯会增强磁性，所以，有两个变量不一样，不好比较。8.（1）左 （2）大头针换成小磁针（或者用细铁屑） （3）按本题电路图接好电路，调节滑动变阻器的滑片于一定的位置，首先放入大的铁芯，观察被吸引的数目，记录数据；再放入小的铁芯，观察被吸引的数目，记录数据，两者进行比较.（只要能答出用大小铁芯进行对比实验，观察被吸引大头针的数目即可） 1 学科网（北京）股份有限公司 $$