7.4电磁继电器- 2024-2025学年教科版（2024）物理九年级上册

7.4电磁继电器 2024-2025学年教科版（2024）物理九年级上册 一、单选题 1．当今高铁时代，河南依旧走在全国前列。省会郑州也成为了全国第一个建成米字型高铁枢纽的城市。下列图示中，与高速列车动力系统工作原理相同的是（　　） A． B． C． D． 2．右图所示是某同学连接的电铃电路，开关闭合后，电路中始终有电流，但电铃只响一声就不再响了，原因是（    ） A．衔铁一直被电磁铁吸着不能回弹 B．衔铁没有向下运动 C．电池正、负极接反了 D．电磁铁始终没有磁性 3．电梯有额定运载人数标准，当人员超载时，电梯内报警装置会发出声音提示，此时乘客应主动减员，退出电梯。电梯的工作原理如图所示，R为保护电阻，R0压敏电阻，其阻值随压力的增大而减少。下列说法正确的是（　　） A．甲为控制电路，乙为工作电路 B．电梯正常运行时，K与B接触 C．电梯超载时，电磁铁磁性减弱 D．电梯超载时，响铃的同时亮灯 4．下列四种磁体中产生的磁场，其磁场分布与其他三种磁体的磁场分布不同的是 A．通电直导线 B．地球 C．条形磁铁 D．通电螺线管 5．如图所示为一种温度自动报警器原理图，它的核心部件是一支顶端封有一段金属丝的水银温度计，关于此温度报警器的说法错误的是（  ） A．温度升高至74℃时，电灯亮 B．温度升高至74℃时，电铃响 C．温度计是根据液体热胀冷缩的性质工作的 D．电磁继电器是一种电路开关 6．如图所示是某科技小组设计的一种温度自动控制警装置电路图，以下说法正确的是（　　） A．温度达到90℃，绿灯亮 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．把导体水银换成绝缘体煤油同样可以工作 7．如题图所示是一种温度自动报警器的原理图。在汞温度计里封入一段金属丝，当温度达到金属丝下端所指示的温度时，报警灯亮，发出报警信号。关于它的工作原理分析不正确的是（　　） A．该装置部分应用了热胀冷缩的原理 B．B部件相当于自动断合开关 C．水银汞是绝缘体 D．若将电源A的正负极调换接入电路，自动报警器仍能正常工作 8．我国的无人机技术处于世界一流水平。如图所示，我国自主研发的某款无人机正在匀速上升，下列判断正确的是（　　） A．无人机的重力不做功 B．无人机的机械能不断增大 C．地面景物在摄像头中成缩小的虚像 D．无人机电动机的工作原理是电磁感应 二、填空题 9．超载是严重的道路交通违法行为，危及人民群众的生命财产安全．在综合实践活动中，科技小组为交警部门设计了“汽车超载记录器”，原理如图甲所示，电源电压U为6V，电磁继电器线圈电阻R0=15Ω，当通过线圈的电流大于或等于0.1A，电磁继电器的衔铁被吸下，R1为定值电阻，R为压敏电阻，其电阻与所受压力的关系如图乙所示。记录器设置的报警压力F0=2.0×105N。当压力不超过F0时，绿灯亮；超过F0时，报警系统启动，红灯亮，同时电控照相机（图甲中未画出）启动，抓拍违法车辆。 （1）图甲中， （选填“A”或“B”）是绿灯，绿灯上标有“3V  3W”的字样，则绿灯正常发光时的电阻为 Ω． （2）定值电阻R1的阻值为 Ω。 （3）使用一段时间后，电源电压会降低，为不改变电路开始报警的压力值，则可把R1换成阻值 （选填“大一些”“小一些”或“不变”）的定值电阻。 10．小明发现小区入口的车辆出入自动控制闸，当车牌被识别系统识别后，绿灯亮，栏杆抬起，车辆通行。于是他设计了如图的模拟电路，车牌识别成功相当于图中开关S闭合。 （1）闭合开关后，线圈因 对铁柱产生作用力； （2）若电源电压下降，栏杆不能抬起。除了更换电池外，请你再写出一种能使栏杆正常抬起的方法： 。 11．学校元培楼安装的应急照明灯，内部结构如图所示，分电器的作用是把220V的交流高压转化为12V的直流低电压，并且分两路输出220V的供电线路有电时，蓄电池相当于 （选填“电源”、“用电器”），灯泡 （选填“亮”、“不亮”）；供电线路停电时，蓄电池相当于 （选填“电源”、“用电器”），灯泡 （选填“亮”、“不亮”）。 12．小明设计了一款“智能照明灯”，其电路原理图如图所示，光线较暗时灯泡自动发光，光线较亮时灯泡自动熄灭。控制电路中，电源电压恒定，R0为定值电阻，R为光敏电阻，其阻值随光照强度的增大而减小。为了符合要求，灯泡应设计在 两接线柱之间。闭合开关S，电磁铁的上端为 极。 13．如图是研究人员设计的车库积水自动报警器电路，A、B位置安装电铃和LED灯，车库没有积水时，LED灯亮；车库积水到一定深度时，控制电路接通，电磁铁通电具有 性，把衔铁吸下，电铃发出声音。电铃应该安装在图中的 （选填“A”或“B”）位置。 14．如图甲所示是某车间自动除尘装置的简化电路图。空气中尘埃浓度较少时，光源发出来的光被挡板挡住了。当空气中尘埃浓度达到一定值时，由于尘埃的反射，部分光越过挡板射到光敏电阻上，使电路中的电流增大，在衔铁的作用下，开启自动除尘模式。光敏电阻的阻值符合图像乙中的 （选填“A”或“B”），除尘器的位置应接在电路中的 （选填“a”“b”或“c”）位置。 15．小明设计了一个自动控制抽水的装置。如图所示，在空水箱底部竖直放置一重10N的空心长方体，长方体上端通过绝缘轻杆与控制电路的压敏电阻R接触，此时压敏电阻受到的压力为零。压敏电阻R的阻值随压力F的变化规律如表格所示。控制电路电源电压U=6V，电磁铁线圈电阻忽略不计。当控制电路的电流I<40mA时，工作电路工作，功率为200W的水泵给储水箱注水，当控制电路的电流I≥40mA时，电磁铁将衔铁吸下，工作电路断开，水泵停止给储水箱注水。 压力F/N 80 90 100 110 电阻R/Ω 120 100 80 60    （1）控制电路中的电磁铁上端为 极； （2）要使长方体所受浮力为100N时水泵恰能自动停止工作，滑动变阻器R1连入电路的电阻是 Ω； （3）如果控制电路的电压略低于6V，要想使水泵仍在长方体所受浮力为100N时恰能自动停止工作，则需要将滑动变阻器R1的滑片适当向 移动； （4）此水泵的抽水效率是75%，它将150kg的水提高了6m，用时 s。（g取10N/kg） 16．如图是小明利用电磁继电器设计的一个油量报警器，其中A、B为电磁继电器的两个静触点，C为连接指示灯的接线柱。开关S1、S2闭合，当油箱里的油量很多时，指示灯不亮；当油面降低到一定高度时，虚线框内电路中的指示灯亮起报警，表示油箱中的油量过少。要实现这个想法接线柱C应该与 静触点用导线连接。在调试装置的过程中，小明发现在不影响油量表正常工作的情况下，可以利用电磁继电器中的弹簧或电磁铁来设定报警时油面的高度。如果想要提高报警时油面的高度，具体做法是 。（写出一条合理的做法即可）    三、作图题 17．如图所示是温度自动报警器原理图。在水银温度计里封入一段金属丝，当在正常工作的温度范围内时，绿灯亮；当温度升高达到金属丝下端所指示的温度时，红灯亮，发出报警信号。请按照题意要求，在图中连接好电路。 四、实验题 18．小聪利用光敏电阻为社区设计了一种自动草坪灯，其工作原理如图所示。工作电路中有两盏规格均为“220V  44W”的灯泡L，天暗时灯自动发光，天亮时灯自动熄灭。控制电路中电源电压U恒为6V，定值电阻R为200Ω。在一定范围内，光敏电阻R的阻值与光照强度E（光照强度E的单位为lx，光越强光照强度越大）之间存在一定关系，部分数据如下表所示。电磁铁的线圈电阻忽略不计，当天色渐暗，通过线圈的电流为0.02A时，恰好启动工作电路的照明系统。试问： 光照强度E/lx 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 光敏电阻R/Ω 120 60 40 30 24 （1）随着光照强度减小，光敏电阻R的阻值 （选填“增大”或“减小”），电磁铁的磁性 （选填“增强”或“减弱”），当光照强度减小到一定值时，衔铁会被 （选填“吸下”或“释放”），照明系统启动。 （2）两盏灯均正常发光时，工作电路中的总电流是多少？( ) （3）照明系统恰好启动时，光敏电阻R的阻值为多少？( )此时光照强度为多少？( ) 五、简答题 19．超市的电梯在无人搭乘时运动较慢，当顾客站上电梯踏板时电梯马上加速运动。如图所示是简化的电梯控制电路（R是压敏电阻，其受到压力的越大，电阻越小）。请简要分析其工作原理。 20．某橙子基地需将鲜果按质量大小进行等级分类，橙子的质量越大等级越高；小宇设计了一个筛选装置并安装固定在如图甲所示传送带中部正下方，该装置工作原理如图乙所示，控制电路电源电压恒定不变，R1为某型号薄膜式压力传感器，安装在筛选装置顶部感知果子的压力，其阻值随所受压力的增大而减小，R2为定值电阻，当线圈中的电流增大到一定值时衔铁才被吸下；工作电路中的电动机用于驱动传送带，请分析当电动机停止转动时，停在筛选装置正上方的鲜果等级较高还是较低？并说明理由。 21．如图是小华设计的一种节能电梯的工作原理图，R是一个压敏电阻， 当电梯上无人时，压敏电阻受到的压力变小，阻值变大，电动机的转速变小，电梯变慢，从而达到节能目的．请简述其工作过程． 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 B A D A A B C B 1．B 【详解】高速列车动力系统主要由电动机组成，电动机的工作原理是通电导体在磁场中受力运动。 A．该装置是奥斯特实验，说明了通电导体周围存在磁场，这是电流的磁效应，故A不符合题意； B．闭合开关，通电线圈在磁场中受力转动，故B符合题意； C．该装置利用电磁继电器控制工作电路，与电动机的工作原理无关，故C不符合题意； D．闭合开关后，小磁针发生偏转，说明通电螺线管的周围存在磁场，故D不符合题意。 故选B。 2．A 【详解】当开关闭合后,电路中有电流,电磁铁有磁性,吸引衔铁,衔铁被吸下的同时,打击铃碗,发出声音.此时电路始终接通,电磁铁始终吸引衔铁,衔铁不会回弹,所以钉锤不能再重复打击铃碗.故选 A. 3．D 【详解】A．甲图中有电动机、电铃，为工作电路；乙图中电磁铁，为控制电路，故A错误； B．正常情况下（未超载时） ， 衔铁被弹簧拉起，K与静触点A接触，电动机工作，故B错误； C．超载时，随着压力的增大，压敏电阻的阻值减小，电路中电流逐渐增大，电磁铁的磁性逐渐增强，故C错误； D．超载时，电磁铁磁性增强，吸引衔铁，会断开电动机的电路，电动机不工作；含有电铃的电路接通，电铃与灯泡串联同时工作，故D正确。 故选D。 4．A 【详解】地球磁场、条形磁铁磁场、通电螺线管磁场相似，中间没有磁性，两端磁性最强。通电直导线磁场分布是以通电直导线为圆心的一个个同心圆，越靠近通电直导线，磁性越强，磁场分布越密，与其他三种磁体磁场不同； 故选A。 5．A 【详解】AB．温度计内的测温液体是水银，它是导体，当温度升高时，水银柱会上升，直到与温度计上方的金属丝相连，使控制电路接通。当温度升高至74℃时，控制电路接通，电磁铁有磁性，吸引衔铁，电铃接入电路，电灯所在的电路断开，出现铃响灯不亮的现象，故A错误，符合题意，B正确，不符合题意； C．液体温度计是根据液体热胀冷缩的性质制成的，故C正确，不符合题意； D．温度上升水银与金属丝接触，控制电路接通，温度下降，水银面与金属丝分离时，控制电路断开，通过电磁铁控制工作电路，所以电磁继电器在电路中的作用相当于一个开关，故D正确，不符合题意。 故选A。 6．B 【详解】A．温度达到90℃，控制电路接通，线圈有磁性，吸下衔铁，此时红灯亮，电铃响，故A错误； B．自动报警器的触点类似一种开关，可以控制电路的通断，故B正确； C．自动报警器中的电磁铁运用了电流的磁效应，故C错误； D．煤油属于绝缘体，所以把水银温度计换成煤油温度计不能工作，故D错误。 故选B。 7．C 【详解】A．当温度升高时，温度计中的水银受热膨胀，会上升，与金属丝接触后，使得电路接通，故该装置部分应用了热胀冷缩的原理，故A正确，不符合题意； B．当温度升高时，温度计中的水银受热膨胀，会上升，与金属丝接触，使得电路工作，当温度下降时，温度计中的水银会下降，与金属丝断开，电路不工作，故B部件相当于自动断合开关，故B正确，不符合题意； C．水银汞是金属，是导体，故C错误，符合题意； D．若将电源A的正负极调换接入电路，当电路接通时，电磁铁仍有磁性，可以吸引衔铁，使得自动报警器仍能正常工作，故D正确，不符合题意。 故选C。 8．B 【详解】A．无人机匀速上升的过程中，在重力方向上通过了距离，所以重力做了功，故A错误； B．无人机匀速上升的过程中，质量不变，速度不变，动能不变；高度越来越高，重力势能越来越大；所以机械能不断增大，故B正确； C．摄像头是利用物距大于凸透镜的二倍焦距时，物体成倒立缩小的实像而制成的，不是虚像，故C错误； D．电动机的工作原理是通电导体在磁场中受力运动，发电机的原理是电磁感应，故D错误。 故选B。 9． A 3 25 小一些 【详解】（1）[1]由图乙可知，车辆不超载时，压力小，压敏电阻的阻值大，电路的电流小，电磁铁的磁性弱，不能把衔铁吸引下来，衔铁接上端，绿灯亮，相反车辆超载时，衔铁接下端，红灯亮，同时电控照相机启动，则照相机应接通电源，故A是绿灯。 [2]根据知绿灯正常发光时的电阻为 （2）[3]当通过线圈的电流达到0.1A时，根据可得电路总电阻为 由图乙可知当压力等于2.0×105N时，压敏电阻约为R=20Ω，根据串联电路的总电阻等于各分电阻之和可得：定值电阻R1的阻值为 R1=R总-R-R0=60Ω-20Ω-10Ω=30Ω （3）[4]为保护路面，需要调小报警压力F0，由图乙可知，压敏电阻R增大，由于控制电路的电源电压、通过线圈的电流和线圈的电阻不变，所以应换成阻值小一些的定值电阻。 10． 通电有磁性 将滑动变阻器的滑片向上调节 【详解】[1]由电流的磁效应可知，通电导线周围会产生磁场，闭合开关后有电流通过线圈，线圈周围会产生磁场，从而会对铁柱产生作用力。 [2]通电螺线管的磁性与通过的电流的大小有关，由欧姆定律可知电源电压下降会导致电路中的电流减小，通过线圈的电流减小，线圈的磁性就会减小，对铁柱产生的作用力变小，导致栏杆无法抬起，根据电路图可知，这时可以向上调节滑动变阻器的滑片，使其接入电路中的电阻减小，使电路中的电流增大，增大线圈的磁性，从而增大对铁柱产生的作用力使栏杆能够抬起。 11． 用电器 不亮 电源 亮 【详解】[1][2][3][4]在220V照明电源正常情况下，应急照明灯通过充电器给蓄电池充电，所以蓄电池相当于用电器，此时，电磁铁吸引衔铁，灯泡与蓄电池所在电路形成开路，灯泡不发光；当照明电源突然停电时，电磁铁没有磁性，衔铁在弹簧的作用下向上抬起，使灯泡和蓄电池所在电路形成通路，蓄电池供电作为电源给电路提供电源，灯泡亮，从而实现自动应急照明。 12． A、B N 【详解】[1]光线较暗时，光敏电阻的阻值大，则控制电路中的电流小，电磁铁的磁性弱，衔铁在弹簧的作用下被拉起，灯泡自动发光，说明灯泡在A和B两接线柱之间。 [2]由图可知，电流从螺线管上端流入，下端流出，根据安培定则可知，电磁铁上端应为N极。 13． 磁 B 【详解】[1]电磁铁通电后和条形磁铁相似，具有磁性，能吸引铁、钴、镍等物质。 [2]电铃安装在B处，电磁铁通电后，衔铁被吸下，B处电铃接入电路，电铃发出声音报警。 14． B “b” 【详解】[1]当空气中尘埃量达到一定值时，由于尘埃的反射，部分光越过挡板射到光敏电阻上时，电路中的电流增大，根据欧姆定律可知光敏电阻的阻值减小，即光敏电阻阻值随浓度的增大而减小，故B正确。 [2]当电路中的电流增大，电磁铁的磁性增强，吸引衔铁，使动触点和下面的静触点接触，开启自动除尘模式，所以除尘器的位置应接在电路中的“b”位置。 15． N 50 右 60 【详解】（1）[1]当开关S闭合，电流从电磁铁的下端流入，根据安培定则可知，电磁铁的上端为N极。 （2）[2]当长方体所受浮力为100N时，此时压敏电阻受到的压力 F压=F浮-G=100N-10N=90N 由表可知R压=100Ω，总电阻 则滑动变阻器R1连入电路的电阻为 R1=R总-R压=150Ω-100Ω=50Ω （3）[3]控制电路的电压略低于6V，为了保证控制电路中电流I≥40mA时，电磁铁将衔铁吸下，工作电路断开，所以电路的总电阻将减小，此时压敏电阻受到的压力不变，压敏电阻的阻值不变，根据电阻的串联，滑动变阻器连入电路中阻值将变小，故需要将滑动变阻器R1的滑片适当向右移动。 （4）[4]水的重力 G=mg=150kg×10N/kg=1500N 抽水做的有用功 W有用=Gh=1500N×6m=9000J 根据可知，抽水机做的总功 则抽水的时间为 16． A 将电磁继电器中弹簧两端的固定点水平向左移动适当距离 【详解】[1]当油箱里的油量很多时，指示灯不亮，当油面降低到一定高度时，滑杆左端向下移动，右端向上移动，接入阻值变大，根据，知控制电路电流变小，电磁铁的磁性变小，对衔铁吸引力变小，在弹簧拉力作用下，衔铁弹起，要实现这个想法接线柱C应该与A静触点用导线连接，使工作电路接通，此时虚线框内电路中的指示灯亮起报警，表示油箱中的油量过少。 [2]在调试装置的过程中，当油面还高时，R阻值变小，控制电路中电流变大，电磁铁仍然有较大的磁性吸引衔铁，此时，加大弹簧的拉力，或是将弹簧两端的固定点水平向左移动适当距离远离杠杆支点，使杠杆更容易逆时针方向旋转，电磁铁与衔铁分开，AC接通报警。 17． 【详解】当在正常工作的温度范围内时，水银与金属丝断开，电磁铁断电没有磁性，绿灯所在电路接通，绿灯亮；当温度升高，水银达到金属丝下端时，水银是导体，电磁铁通电有磁性，把衔铁吸引下来，红灯所在电路接通，红灯亮，发出报警信号。如图所示 18． 增大 减弱 释放 0.4A 100Ω 1.2lx 【详解】（1）[1]由表格信息可知，关照强度由5.0lx减小到1.0lx时，光敏电阻的阻值从24Ω增大到120Ω，说明随着光照强度的减小，光敏电阻的阻值增大。 [2][3]影响电磁铁磁性的因素有：电流大小和线圈匝数。由题意可知，光敏电阻阻值变大时，电路中的电流变小，在线圈匝数不变时，磁性减弱。当光照强度减小到一定值时，衔铁会被释放，此时工作电路接通，照明系统启动。 （2）[4]由工作电路电路图可知，俩个同规格的灯泡并联在220V电压上，则电路中的总电流为 （3）[5][6]照明系统恰好启动时，通过线圈的电流为0.02A，则此时控制电路的总电阻为 则 由表格信息可知，光敏电阻的阻值和光照强度的乘积是一个定值，即120Ω•lx。所以光敏电阻的阻值和光照强度成反比，则当光敏电阻阻值为100Ω时，光照强度为 19．当无人搭乘时压敏电阻大，根据欧姆定律可知，控制电路中的电流小，故电磁铁磁性小，衔铁连接1接线柱，工作电路中电流小，根据知，电动机功率小，因此电梯运动较慢；当顾客站上电梯时，压敏电阻减小，根据欧姆定律可知，控制电路中的电流变大，电磁铁磁性增大，吸引衔铁连接2接线柱，工作电路中电流大，根据知，电动机功率增大，因此电梯马上加速运动。 【详解】当无人搭乘时压敏电阻大，根据欧姆定律可知，控制电路中的电流小，故电磁铁磁性小，衔铁连接1接线柱，工作电路中电流小，根据知，电动机功率小，因此电梯运动较慢；当顾客站上电梯时，压敏电阻减小，根据欧姆定律可知，控制电路中的电流变大，电磁铁磁性增大，吸引衔铁连接2接线柱，工作电路中电流大，根据知，电动机功率增大，因此电梯马上加速运动。 20．停在筛选装置正上方的鲜果等级较高，理由见详解 【详解】停在筛选装置正上方的鲜果等级较高，因为鲜果质量越大，压力传感器受到的压力越大， 根据题意R1的电阻就会越小，在控制电路中电源电压一定时，电路中电流就会越大，电磁铁磁性就越强，才可能使衔铁被吸下，从而让传送带停止工作。 21．见解析所示 【分析】左侧为压敏电阻与电磁铁串联的控制电路，右侧为带动电梯运动的电动机工作电路，当衔铁与触点1接触时，R1与电机串联，当衔铁与触点2接触时，只有电动机接入电路． 【详解】当电梯上无人时，压敏电阻受到的压力变小，阻值变大、电路中的电流减小、电磁铁磁性减弱、衔铁在弹簧的作用下被拉起，触点1与3接触、电动机与R1串联，电动机电压减小，转速变小，总功率变小，所以电梯变慢． 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 $$