20.3电磁铁 电磁继电器----2024-2025学年 人教版物理九年级下学期

2024-2025学年九年级物理第20章电与磁 20.3电磁铁 电磁继电器 一、单选题 1．学习了电与磁的知识后，小华完成了如下实验，下面说法中不正确的是（　　） A．甲图中小华将铁棒靠近小磁针时，小磁针发生偏转，铁棒不一定具有磁性 B．乙图中的小磁针发生偏转，说明电流周围存在磁场 C．丙图条形磁体静止时B端总是指向地理北方，说明B端是条形磁体的南极 D．丁图铁钉B吸引的大头针比A多，说明电磁铁的磁性强弱与线圈匝数有关 2．关于电磁铁，下列说法中正确的是（　　） A．电磁铁内部的铁芯最好用钢材料制成 B．电磁铁的磁极不能改变 C．电磁铁磁性的强弱与通入的电流方向有关 D．电磁铁磁性的强弱与通入电流的大小有关 3．在如图所示的实验中，当导线中有电流通过时，小磁针就会发生偏转。下列说法正确的是（　　）    A．这一现象说明所有物质周围都存在磁场 B．发生偏转的小磁针对通电导线没有力的作用 C．小磁针的指向决定了通电导线周围磁场的方向 D．改变导线中电流的方向，小磁针的偏转方向改变 4．一个空心小铁球放在盛水的烧杯中置于铁棒AB的上方，绕在铁棒上的线圈连接在如图所示的电路中，开关S闭合后，下列说法正确的是（　　） A．小铁球漂浮在水面时受到的重力和浮力是一对平衡力 B．A端为电磁铁的N极 C．滑片P向右滑动，小铁球所受浮力减小 D．滑片P向左滑动，螺线管的磁性减弱 5．如图实验中通过观察电磁铁吸引大头针的数目多少判断电磁铁磁性的强弱。下列实验也采用了这种研究方法的是（　　） A．探究导体电阻与材料、长度和横截面积的关系 B．用总电阻表示同一段电路中串联的两个电阻 C．力是看不见的，可以通过力的作用效果来认识它 D．磁场是看不见的，我们可以用磁感线表示磁场 6．下列说法中不正确的是（　　） A．磁悬浮列车是利用磁极间的相互作用实现悬浮的 B．超导体可广泛的应用在电热器上 C．电磁起重机是应用了电流的磁效应 D．指南针能指南北是由于地磁场对放入其中的磁体有力的作用 7．龙卷风将物体“吸”起卷入空中，其中物体被“吸”的原因与下列物体被“吸”原因相同的是（　　） A．地球“吸”地面上的物体 B．电磁起重机“吸”起铁质物体 C．两船并行因相“吸”相互靠近 D．灰尘被“吸”在电视屏幕上 8．如图，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．路灯发光时把电能全部转化为光能 D．控制电路电源电压减小后，傍晚时路灯比原来早一些亮 二、填空题 9．如图甲是家用的空气开关，当通过它的电流过大时，它会自动“跳闸”从而断开电路。其主要部件是电磁铁，电磁铁利用了电流的 效应。某同学家中的微波炉和电视机分别单独工作了一段时间，其家中安装了如图乙所示的电能表，那么，当 单独工作时，电能表转盘的转速较慢。 10．如图是研究电磁铁磁性的电路，开关S拨到1时，滑动变阻器的滑片向右滑动时，电磁铁的磁性 （填“增强”或“减弱”），将电源的正负极对调，电磁铁的磁极 （选填“会”或“不会”）改变，开关S由1拨到2，调节滑动变阻器，使电流表示数不变，则电磁铁的磁性 （填“增强”或“减弱”）。 11．小明想要探究“电磁铁磁性强弱与那些因素有关”，他设计的实验电路图如图所示。若要探究电磁铁磁性强弱与电流大小是否有关，在不改变电路和试验器材的情况下，小明接下来的操作是 ；实验过程中若观察到 的现象，则可得出：电磁铁线圈的匝数一定时，通过电磁铁线圈中的电流越大，电磁铁的磁性就越强。 12．如图所示，是王强同学在研究性学习活动中为某仓库设计的一种防盗报警器。其中，踏板在仓库门口，电铃和电灯在值班室内。根据电路，请你猜想：当有人踩踏板时，灯泡和电铃的工作情况是 （选填“灯亮铃不响”、“铃响灯不亮”或“灯亮且铃响”），理由是 。 13．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，当温度达到90℃时，报警装置就 （选填“会”或“不会”）响铃，同时 灯亮。 三、作图题 14．请用下图设计一个温度自动报警器，要求正常情况下绿灯亮，当温控箱内温度升到一定温度时，红灯亮（绿灯灭）。 四、实验题 15．小红和小刚在做探究电磁铁的磁性跟哪些因素有关的实验时，作出了如下猜想： 猜想A：电磁铁通电时有磁性，断电时没有磁性 猜想B：通电的电磁铁的磁性与线圈的匝数有关 猜想C：通电的电磁铁的磁性与电流大小有关 为了验证上述猜想是否正确，小红和小刚共同设计了以下实验方案：用漆包线在大铁钉上绕制若干圈，制成简单的电磁铁。实验中观察到的现象如图a、b、c所示，请你完成如下填空： (1)通过观察电磁铁吸引大头针数目多少的不同，来判断它的 ；请写出一个运用此实验研究方法的实验名称： （合理即可）； (2)通过比较 两种情况，可以验证猜想A是正确的； (3)图c中甲、乙串联的目的是 ；通过比较c中甲、乙两电磁铁，可得实验结论： ； (4)实验中，大头针的下端都是分开的，原因是 ； (5)小红在做如图b实验时，拿一根铜钉代替大铁钉，会发现铜钉不能吸引大头针，这是因为 ； 拓展设问 (6)用实验器材组成了如图所示的实验电路，分别连接电磁铁线圈的接线柱a、c，并调节滑动变阻器控制电流不变，可以发现接 （选填“a”或“c”）柱时，大铁钉下方吸引大头针较多。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 参考答案： 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 答案 C D D C C B C D 1．C 【详解】A．小磁针具有磁性，即小磁针是磁体，磁体具有吸引铁、钴、镍等物质的性质；该图中铁棒靠近小磁针，即使铁棒没有磁性，小磁针也会吸引铁棒，而力的作用是相互的，则小磁针也会被铁棒吸引，所以不能确定铁棒是否具有磁性，故A正确，不符合题意； B．该图所示实验是奥斯特实验，说明通电导体周围存在磁场，故B正确，不符合题意； C．磁体都具有指向性，图中条形磁铁静止时B端总是指向地理的北方，说明B端是条形磁铁的北极，故C错误，符合题意； D．由图知道，两电磁铁串联，则通过的电流大小相同，只有线圈的匝数不同，且吸引大头针的数量不同，说明电磁铁磁性强弱与线圈匝数是有关系的，故D正确，不符合题意。 故选C。 2．D 【详解】A．电磁铁的铁芯需用软磁性材料制成，使之通电有磁性，断电无磁性，故A错误； B．电磁铁的磁极随着电流方向的变化而变化，故B错误； C．电磁铁磁性的极性与通入的电流方向有关，电磁铁磁性的强弱与通入的电流方向无关，故C错误； D．电磁铁磁性的强弱与通入电流的大小有关，电流越大，磁性越强，故D正确。 故选D。 3．D 【详解】A．该实验是奥斯特实验，说明通电导体的周围都存在磁场，故A错误； B．物体间力的作用时相互的，小磁针受通电导线力的作用的同时，也对通电导线有力的作用，故B错误； C．通电导线周围磁场方向由电流的方向决定的，而不是小磁针的指向决定的，，故C错误； D．改变导线中电流的方向，通电导体周围的磁场方向发改变，因此小磁针的偏转方向改变，故D正确。 故选D。 4．C 【详解】A．开关S闭合后，螺线管具有磁性，小铁球仍静止在水面上时受到重力、浮力、电磁铁的吸引力的作用，其重力和浮力的大小不相等，所以这两个力不是一对平衡力，故A错误； B．开关S闭合后，电流由A流向B，则由右手螺旋定则可知螺线管的B端为N极，则A端为S极，故B正确； C．滑片P向右滑动，滑动变阻器接入电阻增大，由欧姆定律可知电路中电流减小，则螺线管中的磁性减弱，小铁球所受吸引力减小；此过程中小铁球受到重力、浮力、电磁铁的吸引力的作用，当小球重新平衡后，向下的吸引力与重力之和应等于向上的浮力，因吸引力减小，所以铁球所受浮力也将减小，故C正确； D．当滑片向左移动时，滑动变阻器接入电阻减小，由欧姆定律可知电路中电流增大，则螺线管的磁性增强，故D错误。 故选C。 5．C 【详解】通过观察电磁铁吸引大头针的数目多少判断电磁铁磁性的强弱，称为转换法。 A．探究导体电阻与材料、长度和横截面积的关系，主要采用了控制变量法，故A不符合题意； B．用总电阻表示同一段电路中串联的两个电阻，运用了等效替代的方法，故B不符合题意； C．力是看不见的，可以通过看得见的力的作用效果来认识它，称为转换法，故C符合题意； D．磁场是看不见的，我们可以用磁感线表示磁场，称为模型法，故D不符合题意。 故选C。 6．B 【详解】A．磁悬浮列车是利用同名磁极相互排斥或异名磁极相互吸引的原理工作的，故A正确，不符合题意； B．当电阻为零时用超导材料做电动机线圈可以减少电能损耗，也可用作输电导线等。所有利用电流热效应工作的电阻都不能用超导体制作，故B错误，符合题意； C．电磁起重机是应用了电流的磁效应，当有电流通过电磁铁时，电磁铁有磁性，吸引铁等磁性物体，故C正确，不符合题意； D．指南针是由于地磁场对放入其中的磁体有力的作用而指南北方向，故D正确，不符合题意。 故选B。 7．C 【详解】龙卷风的实质是高速旋转的气流，当刮起龙卷风时，龙卷风内部的空气流动速度增大，压强减小；龙卷风外侧的压强不变，地面上的物体或人畜如果被卷在龙卷风中，受到向内且斜向上的压强大于向外且斜向下的压强，受到向内且斜向上的压力大于向外且斜向下的压力，物体或人畜在压力差的作用下被“吸”起卷入空中，利用的是流体压强和流速的关系，据此对各选项逐一进行分析即可作答。 A．地球“吸”地面上物体，是指地面附近的物体由于受到地球的吸引而产生的力，故A不符合题意； B．电磁起重机的主要元件是电磁铁，“吸”起铁质物体是因为磁体有吸引铁、钴、镍的性质，故B不符合题意； C．两艘并排航行的轮船，若两艘船靠的比较近且并排前进，两船内侧的水流速度大，外侧的水流速小，根据流体压强与流速的关系可知：两船内侧的水的压强小于两船外侧水的压强，在这个压强差的作用下，两船会向中间靠拢，出现相撞的情形，故C符合题意； D．电视机在使用的过程中屏幕带上了电荷，带电体具有吸引轻小物体的性质，灰尘被吸在屏幕上，故D不符合题意。 故选C。 8．D 【详解】A．根据图示可知，电流从电磁铁的上端流入，根据右手螺旋定则，四指电流方向，大拇指指向N极，所以电磁铁的上端为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，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．路灯工作时电能转化为光能、内能，不是全部转化为光能，故C错误； D．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D正确。 故选D。 9． 磁 电视机 【详解】[1]电磁铁是内部插有铁芯的螺线管，通电时有磁性，所以利用了电流的磁效应。 [2]电能表转盘的转动快慢反映了此时电流做功的快慢，即功率的大小，而微波炉的功率约为1000W，电视机的功率约为150W，则两个用电器单独工作了一段时间，当电视机单独工作时，电能表表盘转速较慢。 10． 减弱 会 增强 【详解】[1]电磁铁的磁性强弱与线圈匝数、电流大小以及有无铁芯有关，开关S拨到1时，滑动变阻器的滑片向右滑动时，滑动变阻器接入电路中电阻变大，电路中电流变小，电磁铁的磁性减弱。 [2]电磁铁的磁极与电流方向有关，将电源的正负极对调，电路中电流方向发生改变，电磁铁的磁极会改变。 [3]电磁铁的磁性强弱与线圈匝数、电流大小以及有无铁芯有关，开关S由1拨到2，调节滑动变阻器，使电流表示数不变，此时线圈匝数变多，电磁铁的磁性增强。 11． 将滑动变阻器的滑片P分别向左或右移动 向左移动时电磁铁吸引大头针的数量增加，向右移动时电磁铁吸引大头针的数量减少 【详解】[1]探究电磁铁磁性的强弱与电流大小是否有关时，采用的是控制变量法，需要控制电磁铁的线圈的匝数不变，通过调节滑动变阻器来改变电流的大小。 [2]由图可知，要判断电磁铁的磁性强弱，可通过观察吸引大头针的数量来确定。实验过程中若观察到向左移动时电磁铁吸引大头针的数量增加，向右移动时电磁铁吸引大头针的数量减少，则可得出：电磁铁线圈的匝数一定时，通过电磁铁线圈中的电流越大，电磁铁的磁性就越强。 12． 铃响灯不亮 此时电磁铁有磁性，吸引衔铁向下移动，使灯泡电路断开、电铃电路接通 【详解】[1][2]根据题意，由图可知，当有人踩踏板时，左侧电路接通，此时电磁铁有磁性，吸引衔铁向下移动，使灯泡电路断开、电铃电路接通，则灯泡和电铃的工作情况是铃响灯不亮。 13． 会 红 【详解】[1][2]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，将衔铁吸下，将报警电路接通，电铃响，红灯亮，起到报警作用。 14． 【详解】根据题意，将温控箱内温度计与电磁铁、控制电源组成控制电路，将工作电源与两盏灯组成工作电路，其中红灯接下触点，绿灯接上端触点。当温度升到一定温度时，控制电路接通，电磁铁将衔铁吸下，红灯亮。如图所示 15．(1) 磁性强弱 探究电流产生热量的多少与哪些因素有关 (2)a、b (3) 控制电流相同 在电流一定时，电磁铁线圈匝数越多，磁性越强 (4)同名磁极相互排斥 (5)铁钉能被磁化，而铜钉不能被磁化 (6)c 【详解】（1）[1][2]实验中电磁铁磁性的强弱无法用眼睛直接观察，通过观察电磁铁吸引大头针数目多少的不同，来判断它磁性的强弱，吸引的大头针越多，电磁铁的磁性越强；运用的研究方法是转换法。探究电流产生热量的多少与哪些因素有关，通过观察U形管中液面的高度差反映电流产生热量的多少，也运用了转换法。 （2）A猜想中，电磁铁通电时有磁性，断电时没有磁性，由图可知，图a、b中两电磁铁相同，一个通电能吸引大头针，一个不通电，不能吸引大头针，符合要求。 （3）[1][2]图c中的两电磁铁是串联在一起的，因此，通过它们的电流是相同的，线圈匝数不同，吸引的大头针数目不同，得出的结论是：外形相同的螺线管，当电流相同时，线圈的匝数越多，它的磁性越强。 （4）大头针被磁化后，下端是同名磁极，根据同名磁极相互排斥，下端都是分开的。 （5）小红在做如图b实验时，拿一根铜钉代替大铁钉，会发现铜钉不能吸引大头针，这是因为铁钉能被磁化，而铜钉不能被磁化。 （6）通电的电磁铁的磁性与线圈的匝数有关，当电流相同时，线圈的匝数越多，它的磁性越强。连接电磁铁线圈的接线柱c时，线圈的匝数较多，电磁铁的磁性较强，大铁钉下方吸引大头针较多。 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $$