16.3电磁铁课件 2024-2025学年鲁科版物理九年级下册

　第十六章　电磁现象 第三节 电磁铁 1.许多自动控制的电路中都安装有电磁铁。有关电磁铁，下列说法正确的是(　　) A.电磁铁的铁芯可以用铜棒代替 B.电磁铁的铁芯可以使用永磁体 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 D 返回 基础题 2 2. 如图所示是直流电铃的原理图。 关于电铃工作时的说法不正确 的是(　　) A.电流通过电磁铁时，电磁铁有磁性且A端为N极 B.电磁铁吸引衔铁，弹性片发生形变具有弹性势能 C.小锤击打铃碗发出声音，是由于铃碗发生了振动 D.小锤击打铃碗时，电磁铁仍具有磁性 基础题 3 【点拨】通电后，电磁铁具有磁性(A端为N极)，吸引衔铁(弹性片发生弹性形变而具有弹性势能)，带动小锤，敲击铃碗发声，此时电路断开，电磁铁失去磁性，衔铁在弹性片的作用下恢复原状，使电路重新接通。如此不停重复，电铃就能发出持续不断的响声。 【答案】 D 返回 基础题 4 3. [2024·山西]海鲜保存常要求温度低于－18 ℃。小明为海鲜市场的冷库设计了温度自动报警器，其原理如图甲所示。控制电路和工作电路的电源电压均为3 V保持不变，电磁铁线圈电阻忽略不计。图乙为热敏电阻R的阻值随温度变化的图象。 冷库温度等于或 高于－18 ℃时， 工作电路报警。 基础题 5 下列说法正确的是(　　) A.冷库温度升高时，热敏电阻R的阻值变大 B.工作电路报警时，衔铁被吸下，灯亮铃不响 C.冷库温度为－18 ℃时，控制电路中电流为0.03 A D.冷库温度降低时，控制电路消耗的电功率变大 基础题 6 基础题 7 【答案】 C 返回 冷库温度降低时，由图乙可知热敏电阻的阻值变大，根据欧姆定律可知，控制电路中电流变小，根据P＝UI可知，控制电路电功率变小，故D错误。 基础题 4.如图所示是一个可调磁性强弱的电磁铁，要使电磁铁M的磁性最强，应将滑动变阻器滑片P移至________(填“a”或“b”)端，并将开关接到________(填“c”或“d”)位置。 b c 基础题 9 【点拨】由题可知，要使电磁铁的磁性增强，可增加线圈的匝数，故可以把开关S接到c点，同时也可以增大电流，根据欧姆定律知，在电源电压一定时，减小电路中电阻，即滑片P向b端移动，以减小滑动变阻器接入电路的阻值，增大电路中的电流，从而增大电磁铁的磁性。 返回 基础题 10 5.[2024·湖北]全自动洗衣机的进水阀门是由电磁铁控制的，其构造示意图如图所示。当线圈通电后产生磁场，线圈上端为________极，对衔铁施 加________(填方向)的力，使 衔铁移动，阀孔打开，水流进 洗衣机。 S(或南) 向上 基础题 11 【点拨】当线圈通电后产生磁场，由线圈所接电源正、负极可知，电流是从线圈上方流入的，根据安培定则可知，线圈下端为N(或北)极，线圈上端为S(或南)极。电磁铁具有吸引铁、钴、镍等物质的性质，所以当线圈通电后产生磁场，该电磁铁对衔铁施加向上的吸引力，使衔铁移动，阀孔打开，水流进洗衣机。 返回 基础题 12 6. 在学习“电与磁”后，某小组做了如下实验研究。 (1)如图甲，将指南针水平放置在木板上， 指南针静止时a端指向北方，则a端是 指南针的________(填“N极”或“S 极”)，这是因为地球周围存在________。 N极 磁场 基础题 13 【点拨】由于地球周围存在磁场，地磁的南极在地理北极附近，地磁的北极在地理南极附近，将指南针水平放置在木板上，指南针静止时a端指向北方，即a端指向地磁南极，根据磁极间的相互作用规律可知，a端是指南针的N极。 基础题 14 (2)为研究电磁铁磁性强弱与电流大小的关系，请完成下列实验内容： ①如图乙，漆包线绕在铁钉上 构成一个电磁铁，将它平行指 南针放置在木板上； ②请用笔画线表示接线，按要 求将图乙中的电源、开关、电流表、滑动变阻器和电磁铁连成串联电路(有部分导线已连接)。要求如下： 基础题 15 Ⅰ.合上开关K，指南针在电磁铁的作用下，静止时a端仍然指向北方； Ⅱ.滑动变阻器滑片P由C端向D端移动时，电流表的示数减小； 【解】如图所示； 基础题 16 【点拨】②合上开关K，指南针在电磁铁的作用下，静止时a端仍然指向北方，由于a端是指南针的N极，根据磁极间的相互作用规律可知，吸引大头针的那一端为电磁铁的N极，根据安培定则可知，电流是从吸引大头针的那一端流入，从另一端流出；滑动变阻器滑片P由C端向D端移动时，电流表的示数减小，根据欧姆定律可知，电路总电阻变大，滑动变阻器连入电路的电阻变大，根据“一上一下”的接法，滑动变阻器的A接线柱连入电路中，电流表选择大量程接入电路中； 基础题 17 ③电磁铁磁性强弱可以通过电磁铁吸引大头针的数目来判断。为研究线圈匝数一定时，电磁铁磁性强弱与电流大小的关系，请设计记录实验数据的表格； 【解】表格如下所示； 实验次数 电流大小I/A 吸引大头针数目n/个 1     2     3     基础题 18 【点拨】③为研究线圈匝数一定时，电磁铁磁性强弱与电流大小的关系，控制线圈匝数一定，改变电路中电流大小进行多次实验，记录实验数据的表格如表所示(线圈匝数一定)； 基础题 19 ④某次实验，电流表示数如图丙，此时电流为________A。 0.6 【点拨】④某次实验，电流表示数如图丙，电流表的分度值为0.1 A，示数为0.6 A。 返回 基础题 20 7.[2024·泰安二模]如图所示，条形磁体放在粗糙程度相同的水平桌面上静止后，闭合开关S，滑片P向下移动。 综合应用题 21 下列说法全部正确的是(　　) ①通电螺线管的右端为N极 ②条形磁体所受摩擦力向右 ③滑片P向下移动过程中，若条形磁体保持不动，则所受摩擦力变大 ④滑片P向下移动到某一位置，条形磁体动了起来，若继续向下移动滑片，条形磁体所受摩擦力将继续变大 A.①② B．③④ C．①③ D．①③④ 综合应用题 22 【点拨】由图可知，电流从螺线管右端流入，左端流出，利用安培定则可判断出通电螺线管的右端为N极，故①正确；通电螺线管和条形磁体相对的磁极为同名磁极，相互排斥，条形磁体受到的斥力向右，有向右运动的趋势，所以它受到的摩擦力向左，故②错误； 综合应用题 23 当滑片P逐渐向下移动时，滑动变阻器连入电路的电阻逐渐变小，由欧姆定律可知，线圈中电流逐渐变大，则通电螺线管的磁性变强，因为条形磁体静止，故受到的静摩擦力和斥力平衡，斥力增大时，静摩擦力也随着变大，故③正确； 综合应用题 24 条形磁体动了起来，条形磁体与水平桌面之间变为滑动摩擦，滑动摩擦力与压力和接触面的粗糙程度有关，压力不变，接触面的粗糙程度不变，若继续向下移动滑片，条形磁体所受摩擦力不变，故④错误。故选C。 返回 【答案】 C 综合应用题 25 8. 为了应对即将到来的汛期，某课外兴趣小组设计了一个检测水库水位的装置，其原理如图所示。L为安全指示灯，电铃为报警器，R1为定值电阻，R2为竖直放置、粗细均匀且足够长的电阻棒， 滑片P可以在电阻棒上自 由滑动，并与浮子用竖直 的绝缘杆连接， 综合应用题 26 可随着浮子的上下移动而改变电阻棒R2接入电路的阻值，从而可通过电流表的示数来反映水位的高低。当滑片P指向R2的中点时，水位达到警戒值，电磁铁吸下衔铁报警。则该检测装置正常工作时(　　) A.电磁铁的上端为N极 B.水位较低时，电磁铁的磁性较弱 C.若减小R1的阻值，警戒水位会变高 D.电流表示数越大，表示水位越高 综合应用题 27 【点拨】由图可知，电流从电磁铁的下端流入，根据安培定则可知电磁铁上端为S极，故A错误；R2、R1、电磁铁、电流表是串联接入电路的，水位较低时，滑片P向下移动，R2接入电路的阻值较大，根据串联电路电阻规律可知电路中总电阻较大，当电源电压一定时，控制电路中电流较小，电磁铁的磁性较弱，故B正确； 综合应用题 28 电磁铁刚好吸下衔铁的电流不变，电源电压不变，由欧姆定律可知，电路的总电阻不变，若减小R1的阻值，滑动变阻器R2接入电路的阻值会增大，滑片P会向下移动，警戒水位会变低，故C错误；电流表示数越大，当电源电压一定时，控制电路的电阻越小，根据串联电路电阻规律可知R2接入电路的阻值越小，滑片P越靠上，由此可知水位越高，故D正确。 返回 【答案】 BD 综合应用题 29 9. 如图为小海自制的简易电磁门锁，其中条形磁体为锁栓，锁栓与连动片固定在一起，构成了电磁门锁的活动部分。闭合开关，向左移动滑动变阻器的滑片P，锁栓由静止变为向左滑动，压缩复位弹簧，同时与锁扣分离，门锁被打开；断 开开关，复 位弹簧使门 锁关闭。 综合应用题 30 (1)通电后，螺线管的磁场与________磁体的磁场相似，电磁铁b端极性为________极。 【点拨】闭合开关，向左移动滑动变阻器的滑片P，锁栓由静止变为向左滑动，锁栓的左端为N极，根据异名磁极相互吸引，可知电磁铁b端极性为S极。 条形 S 综合应用题 31 (2)c为电源的________极。 【点拨】电磁铁a端极性为N极，根据安培定则，用右手握住螺线管，拇指指向螺线管的N极，四指所指的方向就是电流的方向，可知c为电源的负极。 负 综合应用题 32 (3)滑片P向左移动过程中，电磁铁的磁性________(填“增强”或“减弱”)。 【点拨】滑片P向左移动过程中，滑动变阻器接入电路的阻值变小，电路中电流变大，电磁铁的磁性增强。 增强 综合应用题 33 (4)若用铜或铁制作锁扣，且用较小的电流就能打开门锁，则应选择________制作锁扣。 返回 【点拨】磁体可以吸引铁，不吸引铜。 铜 综合应用题 34 10. 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变化的现象，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。实验小组设计 了如图所示的电路，来 探究某GMR的阻值与磁场的关系。 综合应用题 35 (1)闭合开关S1，电磁铁的左边是________(填“N”或“S”)极。滑动变阻器R1的滑片向右端滑动，电磁铁的磁性________(填“增强”或“减弱”)。 S 减弱 (2)断开开关S1，闭合开关S2，无论怎样移动滑动变阻器R2的滑片，电流表指针几乎不偏转，电压表有示数但不变。电路故障可能是_________________________。 与电压表并联的GMR断路 综合应用题 36 (3)排除电路故障后，闭合开关S1、S2，保持R2滑片位置不变，将滑动变阻器R1的滑片向左端滑动，观察到电流表示数增大，电压表示数________(填“增大”“减小”或“不变”)。 【点拨】排除电路故障后，闭合开关S1、S2，右图中滑动变阻器R2和GMR串联，电压表测GMR两端的电压；保持R2滑片位置不变，观察到电流表示数增大，由公式U＝IR可知R2两端电压增大，则GMR两端电压减小，即电压表示数减小。 减小 综合应用题 37 (4)分析上述实验现象可知：该GMR的阻值随其周围磁场的增强而________(填“增大”“减小”或“不变”)。 【点拨】由(3)知电流表示数增大，说明GMR的阻值减小；此时左图中电磁铁的磁性增强，由此可知该GMR的阻值随其周围磁场的增强而减小。 减小 返回 综合应用题 38 11. 小王自制了一个电磁秋千的玩具，如图甲所示。闭合开关后，推动一下永磁体，它在电磁铁排斥作用下来回摆动。请在图乙所示的简图中作出： (1)电磁铁下端的磁极。 (2)电源的正、负极。 (3)图中的磁感线方向。 综合应用题 39 【解】如图所示。 返回 综合应用题 40 12. 我国载人潜水器“奋斗者号”突破万米深潜，潜水器内氧气浓度过低会影响内部人员的生命安全。氧气可通过电解水的方式来制备。 某科创小组设计了氧气 浓度报警装置，其简化 电路(未连接完整)如图 甲所示。 创新拓展题 41 气敏箱可等效为一个电阻，其阻值R与氧气浓度c的关系如图乙所示。闭合开关，当氧气浓度c>0.28 kg/m3时，绿灯正常发光；当c≤0.28 kg/m3时， 红灯正常发光。已知电源电压 及两灯的额定电压均为4.8 V， 电磁铁线圈的电阻忽略不计。 创新拓展题 42 (1)电解水制备氧气的过程中，电能主要转化为________能。 【点拨】电解水制备氧气的过程中，消耗电能，产生化学能，电能主要转化为化学能。 化学 创新拓展题 43 (2)图甲中的A灯为________(填“红”或“绿”)灯。 【点拨】由题图乙可知，当氧气浓度升高时，气敏箱电阻的阻值变大，电磁铁线圈的电阻忽略不计，控制电路的电源电压不变，故控制电路中的电流变小，电磁铁磁性变弱，衔铁在弹簧的作用下被拉起，则A灯接通，此时绿灯正常发光，故A灯为绿灯。 绿 创新拓展题 44 (3)闭合开关S，当c＝0.28 kg/m3时，通过电磁铁线圈的电流为________A。 0.1 创新拓展题 45 创新拓展题 创新拓展题 (4)请根据文中信息，用笔画线代替导线，将图甲所示电路连接完整，要求导线不能相交( 为接线柱)。 【解】如图所示。 返回 创新拓展题 48 【点拨】由图乙可知，当冷库温度升高时，热敏电阻的阻值减小，故A错误；根据图甲，当衔铁被吸下后，电铃接通，灯泡断路，则铃响灯不亮，故B错误；冷库温度为－18 ℃时，由图乙可知热敏电阻的阻值为100 Ω，控制电路中电流I＝＝＝0.03 A，故C正确； 【点拨】分析题图乙可知，气敏箱电阻的阻值变化量与氧气浓度的变化量比值是一个定值，该定值k＝＝＝100 Ω/(kg/m3)，闭合开关S，当 c＝0.28 kg/m3时，浓度变化Δc′＝0.28 kg/m3－ 0.2 kg/m3＝0.08 kg/m3， 则电阻的变化量ΔR′＝kΔc′＝100 Ω/(kg/m3)× 0.08 kg/m3＝8 Ω，气敏箱电阻的阻值R气′＝R0＋ ΔR′＝40 Ω＋8 Ω＝48 Ω，已知电源电压及两灯的额定电压均为4.8 V，电磁铁线圈的电阻忽略不计，则通过电磁铁线圈的电流I＝＝＝0.1 A。 $$