7.4 电磁继电器-2024-2025学年教科版物理九年级上册

期末专题训练：7.4电磁继电器 一、单选题 1．如图所示，是智能扶手电梯的原理图，其中R是压敏电阻。电梯上无乘客时，电动机转动变慢，使电梯运动变慢；电梯上有乘客时，电动机转动变快，使电梯运动变快。下列有关说法正确的是（    ）    A．电磁铁上端是N极 B．电磁继电器利用电磁感应原理工作 C．电梯上有乘客时衔铁与触点1接触 D．电梯上无乘客时压敏电阻R的阻值增大 2．如图，这是可自动注水储水池的装置原理图。电源电压一定，R为压敏电阻，其阻值随压力的变化而变化，为定值电阻。闭合开关、，当水位上升到一定高度时，触点分离，注水装置停止注水；当水位下降到一定位置时，触点连接，注水装置开始注水。则（　　） A．水位下降时，R的阻值会变小 B．水位下降时，的电功率变大 C．水位上升时，电磁铁磁性变弱 D．水位上升时，通过的电流变大 3．在图所示的自动控制的电路中，“ ”是电铃的电路图符号，当开关S闭合时，工作电路的情况是（   ） A．灯亮，电动机转动，电铃响 B．灯亮，电动机转动，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 4．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．继电器、红绿灯、电铃和电源、导线组成报警电路 B．继电器、温度计、电源和导线组成报警电路 C．当温度达到90℃时，电铃就会响铃，同时红灯亮 D．当温度低于90℃时，电铃就会响铃，同时绿灯亮 5．如图是一个水位自动报警器的原理图。水位没有到达金属块A时，绿灯亮；水位到达金属块A时，红灯亮。下列关于它的工作原理的讨论中正确的是（　　） A．此容器中的水不能导电 B．此装置中电磁铁有无磁性与水位有关 C．红、绿灯所在电路是控制电路 D．衔铁是永磁体 6．如图所示为一款“智能照明灯”的电路，灯L天暗时自动发光，天亮时自动熄灭，控制电路中，电源电压恒定，R1为定值电阻，R2为光敏电阻，其阻值随光照强度的变化而变化，以下说法正确的是（　　） A．R2的阻值随光照强度的增大而增大 B．当光照强度减小时，电压表示数减小 C．当光照强度增大时，电磁铁的磁性变弱 D．若将R1换成阻值稍小的电阻，可使灯L的发光时间变短 7．能量的转化是自然界普遍的现象，下列关于能量转换的分析不正确的是（　　） A．水果电池，化学能转化为电能 B．手机充电，电能机转化为内能 C．电动机工作，电能转化为机械能和内能 D．钻木取火，机械能转化为内能 8．如图所示，下列说法正确的是（　　） A．当S1断开S2闭合时，红灯亮 B．当S1断开S2闭合时，绿灯亮 C．当S1闭合S2断开时，绿灯亮 D．当S1、S2均闭合时，绿灯亮 二、填空题 9．某小区因暴雨引起车库积水车辆被淹，小明看到新闻后，设计了如图所示的车库积水自动报警器，如图是该报警器原理图，金属块A和B分别固定在车库地面附近适当高处，若车库积水水面到达 处（选填“A”或“B”）时，红灯发光报警，此时电磁铁的上端是 极（选填“N”或“S”）。    10．（1）如图1是研究“短路引起熔丝熔断”的实验，电路熔断器中的熔丝应该选用熔点 的材料做成，增加一根导线，并将导线接在 两点间，闭合开关，造成短路，可引起熔丝熔断； （2）目前家庭电路用空气开关代替熔断丝。如图2所示是空气开关的原理图，它能切断电路是利用了电流的 效应，空气开关要 （选填“串”或“并”）联在家庭电路的干路中。    11．如图是小华设计的短跑比赛“抢跑判断器”。运动员蹲在起跑器上后，工作人员闭合开关S1、S2，发令指示灯亮，运动员抢跑后，R0所受压力变小，电阻变小，电磁铁的磁性 （选填“增强”或“减弱”），其上端的 （选填“N”或“S”）极将衔铁吸下，抢跑指示灯L2亮，判定运动员抢跑。 12．如图是小军设计的短跑比赛“抢跑判断器”。运动员蹲在起跑器上后，工作人员闭合开关S1、S2，发令指示灯亮，运动员抢跑后，R0所受压力变小，电阻变小，电磁铁的磁性 （选填“增强”或“减弱”），抢跑指示灯 （选填“L1”或“L2”）亮，判定运动员抢跑。 13．如图所示，开关S闭合时 电动机转动，开关S断开时 电动机转动。（填“A”或“B”） 14．如图甲为某款全自动感应干手器，其工作原理简化图如图乙所示。 （1）控制电路中的电磁继电器原理利用了电流的 效应；当手放到红外线感应区域范围内，R的阻值就会减小，控制电路中的电流 （选填“增大”、“减小”或“不变”），衔铁被吸下，工作电路开始工作； （2）若只将感应干手器一个用电器接入电路中，使其正常工作，电阻丝的阻值为24.2Ω，30s内电能表（如图丙所示）的脉冲指示灯闪烁了42次，则工作电路中电动机的电功率是 W。 15．图甲为热敏电阻的R- t图象，图乙为用此热敏电阻R和继电器组成的恒温箱的简单温控电路，继电器线圈的电阻为150Ω，当线圈中电流大于或等于28mA时，继电器的衔铁被吸合，加热器停止工作，实现温控。为继电器线圈供电的电池的电压为6 V，图中的“电源”是恒温箱加热器的电源。 （1）从图甲中可得50℃时热敏电阻的阻值为 Ω。 （2）恒温箱的加热器应接在 （"A、B端" / "C、D端"） （3）当恒温箱内的温度达到100℃时，这时恒温箱加热器处于 工作状态（“加热状态”/ “停止工作状态"） 16．小敏在参观水库时，看到水库的水位自动报警器（如图所示）．他分析了这个装置的工作原理：由于A、B都是碳棒，当水位到达乙位置时，“控制电路”接通，电磁铁C产生 ，吸下衔铁D，此时“工作电路”中 灯发光，发出报警信号。 三、实验题 17．（1）如图1所示是电磁学中一个很重要的实验，从实验现象可知通电导体周围存在磁场，这种现象是1820年丹麦物理学家 发现的； （2）为探究电磁铁的磁性与哪些因素有关，小丽所在实验小组通过交流合作设计了如图2所示实验，闭合开关后，观察到图A的情景，接着移动滑动变阻器的滑片，使其连入电路的阻值变小，观察到图B所示的情景，比较图A和B，可知： 图中电流小，从而发现：通过电磁铁的电流越 ，磁性越强； （3）随着科学技术的发展，电磁铁在生产、生活中的应用十分广泛。如水位自动报警器，其工作原理如图3所示，当水位达到金属块A时，出现的情况是 。 A．红、绿灯同时亮   B．红、绿灯都不亮   C．绿灯亮   D．红灯亮 四、简答题 18．下图是某同学为自家的保险柜设计的一个自动报警的原理图，只要偷窃者将钥匙插入锁上的钥匙孔，报警器就会铃响报警，请你说明一下这个报警器的工作原理. 19．小科同学在医院看到一个自动输液报警器，如图1所示。闭合开关，当输液报警器处的输液管中有药液流过时，绿灯亮；无药液流过时，喇叭报警。小科运用自己所学知识和查找的资料设计了一个类似的自动输液报警器，如图2所示。如图3是光敏电阻阻值随光照强度变化的关系图。请结合图2图3，对小科的自动输液报警器工作原理做出合理的解释。 20．如图为蔬菜大棚使用的一种温度自动报警器，若水银温度计里封入一段金属丝，当温度达到金属丝下端所指的温度时，电铃就响起来，发出报警信号，请说明它的工作原理。 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 D D C C B D B B 1．D 【详解】A．根据安培定则可以判断电磁铁的下端是N极，上端是S极，故A错误； B．电磁继电器的主要结构是电磁铁，电磁铁是通电流之后具有磁性，断电流时没有磁性，是根据电流的磁效应工作的，而不是利用电磁感应原理，故B错误； C．当有人乘坐电梯时，电动机转速较快，电动机两端的电压较大，只有电动机接入电路，衔铁被电磁铁吸引，衔铁和下面的静触头2接通，故C错误； D．当没有人乘梯时，电动机转速减慢减少耗电，说明电动机两端的电压减小，电动机和定值电阻R1串联在电路中，说明衔铁被弹簧拉起，衔铁和上面的静触头1接通，弹簧的弹性形变变小，弹性势能变小，此时控制电路中的磁性较弱，电路中电阻较大，所以压敏电阻的阻值较大，故D正确。 故选D。 2．D 【详解】由图可知，控制电路中定值电阻R0与压敏电阻R和电磁铁串联。 AB．由“池中水位下降到一定位置时，触点连接，注水装置自动开始注水”可知，此时衔铁被释放，动触点与静触点接触，电磁铁的磁性减弱，则控制电路中的电流变小。由欧姆定律可知，此时电路中的总电阻变大，由串联电路的电阻特点可知，R的阻值变大；由 P=UI=I2R可知R0的电功率变小，故AB不符合题意； CD．由“池中水位上升到一定高度时，触点分离，注水装置自动停止注水”可知，此时衔铁被吸引，动触点与静触点分离，电磁铁的磁性增强，则控制电路中的电流变大，由串联电路的电流特点可知，通过R0的电流变大，故C不符合题意，D符合题意。 故选D。 3．C 【详解】读图可知，左侧为控制电路，右侧为工作电路，当开关S闭合时，控制电路工作，电磁铁获得磁性，吸引衔铁，使触点与上端断开，电灯、电动机停止工作，同时触点与下端连通，使电铃工作，所以灯不亮，电动机不转，电铃响，故ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。 4．C 【分析】温度自动报警器的原理是当温度达到一定值时，温度计内液体上升，该液体必须是导体，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，起到报警作用。 【详解】ABD．当温度低于90℃时，控制电路断开，电磁铁无磁性，弹簧复位，上触点开关接通，报警装置不工作，绿灯亮，红灯不亮，电铃不响，由此可知，继电器、温度计、红灯、电铃和电源、导线组成报警电路，故ABD错误； C．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，故C正确。 故选C。 5．B 【详解】A．水位到达金属块A时，红灯亮，说明电路接通，此时A与B未直接接触，通过容器中的水间接接触，则说明容器中的水可以导电，故A错误； B．当水位未达到A时，电路不通，电路中无电流，则电磁铁无磁性；当水位达到A时，电路接通，电磁铁产生磁性，则说明装置中电磁铁有无磁性与水位有关，故B正确； C．通过控制容器中水位高低，从而控制红、绿灯的通断，说明左侧电磁铁所在电路为控制电路，故C错误； D．衔铁为铁制品，可以被磁铁吸引，自身不是磁体，故D错误。 故选B。 6．D 【分析】(1)要使天亮时自动熄灭，电流需增大达到一定数值时，衔铁被吸合，灯L所在电路断开，灯L自动熄灭，进而得出R2的阻值随光照强度的变化而发生怎样的变化。 (2)(3)由于R2的阻值随光照强度的增大而减小，根据光照强度的变化判定电阻的变化；根据欧姆定律判定电流、电压的变化；电磁铁磁性大小与电流大小和线圈的匝数有关。 (4)由于控制电路的电源电压不变，衔铁被吸合的电流不变，根据可知，控制电路的总电阻不变，若R1换成阻值较小的电阻，R2的阻值变大，进而分析得出灯L的发光时间变化。 【详解】A．要使灯L在天亮时自动熄灭，电流需增大达到一定数值，衔铁被吸合，灯L所在电路断开，灯L自动熄灭，则可知天亮时光照强度增大，控制电路中电流增大，光敏电阻R2的阻值减小，所以，R2的阻值随光照强度的增大而减小，故A错误； B．由于R2的阻值随光照强度的增大而减小，当光照强度减小时，R2的阻值增大，根据串联分压的规律可知，R2两端的电压增大，即电压表示数增大，故B错误； C．当光照强度增大时，R2的阻值变小，根据欧姆定律可知，电路中的电流变大，则电磁铁的磁性增强，故C错误； D．由于控制电路的电源电压不变，衔铁被吸合的电流不变，根据可知，衔铁被吸合时控制电路的总电阻不变，若R1换成阻值较小的电阻，则R2的阻值变大，此时光照强度减弱，即在天较暗时灯就熄灭了。由此可见，将R1换成阻值较小的电阻，可缩短灯L的发光时间，故D正确。 故选D。 【点睛】本题一道以敏感电阻变化引起的动态电路分析，关键要明确电磁继电器的工作原理，熟练应用欧姆定律即可正确解题，属于动态电路分析的典型题目，有一定难度。 7．B 【详解】A．水果电池对外供电的过程中是将化学能转化为电能，从而获得电能，故A正确，A不符合题意； B．给手机电池充电的过程中消耗了电能，得到了化学能，是电能转化为化学能，故B错误，B符合题意； C．电动机工作时需要消耗电能，电能主要转化为机械能，少部分电能转化为内能，故C正确，C不符合题意； D．钻木取火，克服摩擦做功，是机械能转化为内能，温度升高，点燃木头，故D正确，D不符合题意。 故选B。 8．B 【详解】AB．由图知道，当S1断开、S2闭合时，左侧的控制电路无电流，电磁铁无磁性，由于弹簧的原因，动触点与绿灯的触电接触，绿灯亮所在工作电路接通而发光，故A错误、B正确； C．当S1闭合S2断开时，左侧的控制电路有电流，电磁铁有磁性，但右侧的工作电路断开，工作电路无电流，两灯都不亮，故C错误； D．当S1、S2均闭合时，左侧的控制电路有电流，电磁铁有磁性，动触点与红灯的触电接触，此时的红灯亮，故D错误。 故选B。 9． B N 【详解】[1]红灯发光报警控制电路需要接通使通电螺线管通电具有磁性，把上方的衔铁吸下来，接通工作电路的红灯，所以水面应到达B处。 [2]由电流的走向，螺线管上电流的方向向右，根据安培定则可知，螺线管的上端为磁体的N极。 10． 低 BD 磁 串 【详解】（1）[1]熔丝一般是用电阻率大、熔点低的材料制成的；短路时电路时电流很大，引起熔丝熔断。 [2]在BD两个接线柱之间接入一根导线后，小灯泡被短路，从而发生电源短路，熔丝将会熔断。 （2）[3]当电路中电流过大时，电磁铁会产生较强的磁性从而吸引衔铁，脱扣器将产生作用使脱扣机构中的锁钩脱开，于是主触点在弹簧的作用下被迅速分断，即这是利用电流的磁效应的原理制成的。 [4]空气开关要在电路故障时切断电路，故应该串联在家庭电路的干路中。 11． 增强 S 【详解】[1]运动员蹲在起跑器上后，工作人员闭合开关S1，S2，衔铁未吸下时，指示灯L1亮，运动员抢跑后，压敏电阻阻值变小，根据欧姆定律可知电路中的电流变大，则通过电磁铁的电流变大，电磁铁磁性变强，极将衔铁吸下，抢跑指示灯L2亮，判定运动员抢跑。 [2]左侧电路中电流从电磁铁的下端流入、上端流出，根据安培定则可知，电磁铁的上端是S极，下端是N极。 12． 增强 L2 【详解】[1]R0所受压力变小，电阻变小，根据I=U/R可知，电源电压恒定不变，电阻变小，那么电流变大，这时电磁铁的磁性增强。 [2]从图中右边的电路图可以看到，当衔铁吸下时，电流从电源正极流出，流过灯泡L2，再流过开关S2，最后回负极，电流不会流过灯泡L1，因为灯泡L1所在的支路是断开的，即抢跑指示灯L2会亮，判定运动员抢跑。 13． B A 【详解】[1][2]电磁铁是根据电流的磁效应制成的；当开关S闭合时，电磁铁有磁性，吸引衔铁，B所在电路接通，电动机A所在电路断开，电动机B工作，A不工作；当开关S断开时，控制电路断开，电磁铁无磁性，此时衔铁被弹簧拉起，电动机A所在电路接通，A工作，B不工作。 14． 磁 增大 2200 【详解】（1）[1][2]电磁继电器是利用电流的磁效应工作的；当手放到红外线感应区域范围内，R的阻值就会减小，根据欧姆定律可知，电路中的电流增大，电磁铁磁性增强，衔铁被吸下，工作电路开始工作。 （2）[3]30s内电能表（如图丙所示）的脉冲指示灯闪烁了42次，则消耗的电能 工作电路的总功率 电阻丝的电功率 电动机的电功率 15． 90 A、B端 停止工作状态 【详解】(1)[1]由图甲可知，50℃时热敏电阻的阻值为90Ω； (2)[2]由图甲可知，当温度较低的时候，热敏电阻的电阻较大，控制电路中的电流较小，此时继电器的衔铁与AB部分连接，此时是需要加热的，恒温箱内的加热器处于工作状态，所以该把恒温箱内的加热器接在A、B端； (3)[3]由图甲可知，当温度达到100℃时，热敏电阻的电阻为50Ω，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，所以该电路的电流： I===0.03A=30mA＞28mA， 所以，恒温箱不处于工作状态。 16． 磁性 红 【详解】试题分析：利用电磁继电器的工作原理来解答本题.当水位到达乙位置时，“控制电路”接通，电磁铁产生磁性，吸下衔铁D，触点向下，红灯所在电路接通，“工作电路”中红灯发光，发出报警信号. 考点：电磁铁的工作原理；电磁继电器的结构和工作原理. 17． 奥斯特 A 大 D 【详解】（1）[1]当导线中有电流通过时，磁针会发生偏转，说明电流产生了磁场，这是电流的磁效应，首先观察到这个实验现象的物理学家是奥斯特。 （2）[2]图2中，电磁铁与滑动变阻器串联在电路中，由A到B滑片向左移动，变阻器接入电路的阻值变小，电路中的电流变大，即图A中电流小。 [3]由A到B，电流变大时，电磁铁吸引大头针的数目变多，说明电磁铁的磁性增强，所以通过电磁铁的电流越大，磁性越强。 （3）[4]图3中，当水位没有达到A时，电磁铁没有磁性,只有绿灯亮;当水位到达A时电路接通，电磁继电器有磁性，且根据右手定则知，上端为S极，衔铁就会在电磁力吸引的作用下与红灯接通，红灯亮；该报警器的红、绿灯不会同时亮，故ABC不符合题意，D符合题意。 故选D。 18．当有钥匙插入钥匙孔时，左边的控制电路被接通，电磁铁中有了电流，电磁铁就有了磁性，衔铁被吸下，右边的触点被接触，工作电路被接通，电铃响，所以当听到铃响就知道有人开保险柜了. 【详解】试题分析：电磁继电器需要两个电路，一个低压控制电路，一个高压工作电路，也就需要两个电源． 当有钥匙插入钥匙孔时，左边的控制电路被接通，电磁铁中有了电流，电磁铁就有了磁性，衔铁被吸下，右边的触点被接触，工作电路被接通，电铃响，所以当听到铃响就知道有人开保险柜了． 考点：电磁继电器的组成、原理和特点． 点评：本题考查学生对电磁继电器原理的掌握，并和生活现象联系起来进行分析． 19．见解析 【详解】由图3可知，光敏电阻的阻值随光照强度的增大而减小；当输液报警器处输液管中没有药液流过时，LED灯发出的光经药液折射仅有很少一部分照射到光敏电阻上，则此时光敏电阻受到的光照强度减弱，光敏电阻的阻值变大，控制电路的总电阻变大，由可知，控制电路的电流减小，通过电磁铁的电流变小，电磁铁的磁性变弱，衔铁在弹簧的作用下被拉起，使得喇叭所在的电路接通，喇叭发出报警信号。 20．见解析 【详解】温度升高，水银面上升，因水银是导体，当温度上升到金属丝下端所指温度时，控制电路被接通，电磁铁线圈就有电流通过，电磁铁产生磁性吸引衔铁，使触点开关闭合，工作电路形成回路，电铃就响起来，发出报警信号。 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 $$