16.4 电磁继电器与自动控制 同步练-2024-2025学年九年级下册物理沪粤版

2024—2025学年九年级下册物理沪粤版16.4 电磁继电器与自动控制 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．如图所示，是温度自动报警器的原理图，它运用了许多物理知识，以下说法中正确的是（　　） A．温度计中的水银是绝缘体 B．电铃是根据电磁感应现象原理工作的 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 2．下列装置中，没有用到电磁铁的是（　　） A．电磁起重机 B．电磁继电器 C．电饭锅 D．电铃 3．用电磁继电器控制高电压、强电流的开关，其主要优点是 A．节约用电 B．安全用电 C．保护用电器 D．操作简单 4．如图所示是消防应急灯的电路图，其中少连了一根导线，工作原理是：外部电路为220V交流电(交流电的电流方向和大小一直改变)，当其正常时，两盏标有“6V”灯泡不发光；外部电路停电时，两盏标有“6V”灯泡发光．对于这一装置及其工作特点，下列说法中正确的是（　　） A．当外部电路停电时，电磁铁所在电路工作 B．电磁铁通电时，弹簧具有弹性势能 C．电磁铁的上端始终为N极 D．C点应该和触点B相连 5．如图是汽车启动装置原理图，对于这一装置及其工作特点，下列说法中不正确的是(  ) A．旋转钥匙能使电磁铁所在电路工作 B．电磁铁的工作电压比电动机的工作电压低 C．电磁铁通电时，上端是S极，下端是N极 D．电磁铁通电时，吸引上方的衔铁，使触点A向右与B接触 6．太湖新城正处于如火如荼的建设之中，越来越多的企业开始进驻其中．如图所示是某单位使用的一种水位自动报警器的原理图，有关该报警器工作情况的下列叙述，不正确的是 A．该报警器红灯是报警灯，当水位到达A后，水在一般情况下是导电的，使下面的电路导通 B．该报警器的红、绿灯不会同时亮 C．当水位没有达到A时，电磁铁没有磁性，只有绿灯亮 D．当该报警器报警时，电磁铁的上端是N极 7．小文利用继电器和光敏电阻为家里走廊设计了自动照明电路，如图所示。光敏电阻是半导体材料，受到光照时电阻很小，无光照时电阻很大。下列说法错误的是（　　） A．照明灯的连接方式为串联 B．无光照时，照明电路为通路 C．有光照时，电磁铁磁性增强 D．衔铁下降时，弹簧被拉长，说明力改变了弹簧的形状 8．如图是电磁继电器的构造和工作电路示意图．要使电磁铁对衔铁的吸引力变大，以下做法可行的是（ ） A．去掉电磁铁线圈中的铁芯 B．减少电磁铁线圈的匝数 C．适当增大电源A的电压 D．适当增大电源B的电压 9．图所示的是一种温度自动报警器的原理图，在水银温度计中封入一段金属丝，金属丝下端所指示的温度为90℃，当温度达到90℃时，自动报警器报警。下列说法中正确的是（　　） A．灯亮时表示报警器报警 B．温度达到85℃时，报警器中的灯亮同时铃响 C．报警器中水银温度计和电磁铁并联在电路中 D．报警器是利用电磁铁通电时有磁性、断电时磁性消失的特点工作的 10．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．当温度低于90℃时，报警装置就会响铃，同时绿灯亮 B．当温度低于90℃时，报警装置就会响铃，同时红灯亮 C．当温度达到90℃时，报警装置就会响铃，同时红灯亮 D．当温度达到90℃时，报警装置就会响铃，同时绿灯亮 11．硫化镉（CdS）晶体是一种光敏材料，其电阻随光照强度增大而减小．如图所示，用它和继电器组成自动控制电路来控制路灯，白天灯熄，夜晚灯亮．下列说法错误的是 A．白天流过CdS的电流比夜晚大 B．给路灯供电的电源应接在a、b两端 C．为缩短路灯点亮时间，可将电阻R调小些 D．夏天夜幕降临晚些，要保证在相同日照条件下打开路灯，应将电阻R调大些 12．如图是一种温度自动报警器的原理图，在水银温度计中封入一段金属丝下端所指示的温度为90℃，下列说法错误的是（　　） A．报警器利用了水银导电和热胀冷缩的性质 B．报警器利用了电磁铁通电时有磁性断电时磁性消失的特点 C．报警器中，水银温度计和电磁铁串联在电路中 D．温度达到90℃时，报警器中的灯亮同时铃响 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，下列关于该报警装置的叙述，正确的一项是（　　） A．当温度低于95℃时，报警装置就会响铃，同时绿灯亮 B．当温度低于95℃时，报警装置就会响铃，同时红灯亮 C．当温度达到95℃时，报警装置就会响铃，同时红灯亮 D．当温度达到95℃时，报警装置就会响铃，同时绿灯亮 14．创新小组的同学们为学校食堂设计了一个可自动注水的储水池。如图是它的简化装置图，电源电压一定。控制电路中，RN为压敏电阻，其阻值随压力的变化而变化，R0为定值电阻。闭合开关S1、S2，当池中水位上升到一定高度时，触点分离，工作电路断开，注水装置自动停止注水，当池中水位下降到一定位置时，触点连接，工作电路接通，注水装置自动开始注水。下列分析正确的是（　　） A．水位上升时，电磁铁磁性变弱 B．水位上升时，通过R0电流变小 C．水位下降时，R0的电功率变大 D．水位下降时，RN的阻值会变大 15．如图所示是汽车尾气中CO排放量的检测电路。当CO浓度高于某一设定值时，电铃发声报警。图中的气敏电阻R1的阻值随CO浓度的增大而减小。下列说法正确的是（　　）    A．电铃应接在A和C之间 B．当CO浓度升高时电磁铁的磁性减弱 C．电源用久后，电压U1会减小，则报警的CO最小浓度比设定值高 D．为使该检测电路在CO浓度更低时报警，可将R2的滑片向下移 二、填空题 16．磁感线上某一点的切线方向即放在该处的小磁针静止时 极的指向； 器的实质是电磁铁控制工作电路通断的开关。 17．如图所示是一种防汛报警器原理图，K是接触开关，B是一个漏斗形的圆筒，里面有个浮子A，水位上涨超过警戒线时，浮子A上升，使控制电路接通，于是受控电路中 （甲/乙）灯亮，水位低于警戒线时，控制电路断开，衔铁在 的作用下与电磁铁分离，受控电路中 （甲/乙）灯亮． 18．如图是一个温度自动报警器的工作原理电路图。当控制电路中有电流通过时，电磁铁左端为 极。在使用中发现，当温度达到设定值时，电铃没有报警。经检查，各元件完好、电路连接无误，则可能是因为 （任写一种）导致工作电路没有接通。 19．秦西五一期间去参观广东省科技馆． （1）他在参观汽车馆时，发现了一个测定油箱内油量的装置模型，如图甲所示，该模型是通过电磁继电器来控 制缺油警示灯．当储油过少时，浮标下降，带动杠杆绕O点转动，模型中电流表的示数将 （选填“变 大”、“变小”或“不变”），右侧电路中的 灯（选填“红”或“绿”）将变亮． （2）他在汽车馆还看到了有关“六冲程引擎”的介绍．这种引擎在完成四冲程工作后，会把水注入汽缸，使水 瞬间变成水蒸气，从而带动活塞运动，产生第五冲程，为汽车提供动力．第六冲程是让水蒸气进入冷凝器，变成可再次注入汽缸的水．其中第五冲程相当于汽油的 冲程，在第六冲程中发生的物态变化是 ．     （3）他还看到了一种新型的“旋转焊接”技术．如图乙所示，不旋转的铝件在强大压力作用下顶住高速旋转的 铜件，通过 的方式使两者接触处温度急剧升高，内能增大，这样铜和铝接触处的分子相互渗透，由于分子间存在 力的作用，从而使两者紧密结合在一起． 三、计算题 20．阅读下面的短文，回答问题 双触点干簧管 双触点干簧管是一种磁控开关，结构如图所示，其外壳是一只密封的玻璃管，管内充有某种惰性气体，并装有A、B和C三块簧片，其中B和C是用铁或镍等材料制成，A是用铜或铝等非磁性材料制成，A的端点与C的端点是固定端点，B的端点是自由端点，正常时B的端点在自身弹力作用下与A的端点接触，当绕在干簧管上的线圈通电时，如图所示，B的端点与C的端点分别被磁化而相互吸引，当吸引力大于B的弹力时，B与A的端点分开，并与C的端点接触．而当B与C的吸引力减小到一定程度时，B在弹力的作用下与C的端点分开，重新恢复与A的端点接触． 请回答下列问题： ⑴在图中，若要使螺线管的左端为N极，则电源左端是 极． ⑵簧片A、B和C所对应的材料可能是 ．（填写序号） ①铁、铁、铜 ②铜、铝、铁 ③铜、铁、铁 ④镍、铁、铝 ⑶当B的端点与C的端点接触时，簧片B具有 势能． ⑷如图所示，请将电路连接完整，要求闭合开关后，红灯先通电，然后绿灯与红灯能交替通电． 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 《2025年2月21日初中物理作业》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 D C B B C D A C D C 题号 11 12 13 14 15 答案 D D C D C 1．D 【详解】A．温度计中的水银是导体，故A错误； B．电铃是根据电流的磁效应工作的，故B错误； C．温度计内水银上升，因为水银是导体，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，电磁铁是运用电流的磁效应，而不是电流的热效应，故C错误； D．电磁继电器的实质就是一个开关，可控制电路通断，故D正确。 故选D。 2．C 【详解】电磁起重机，电磁继电器，电铃都用到了电磁铁，而电饭锅是把电能转化为内能，是利用电流的热效应，故ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。 3．B 【分析】电磁继电器的优点就是能远程去控制高电压、强电流的工作电路，可以避免危险． 【详解】对于高电压、强电流的带电体是不能靠近的，通过电磁继电器可以达到用低电压、弱电流的控制电路去控制高电压，强电流的工作电路，还可以实现自动控制和远程控制的目的，从而避免人与高压带电体的靠近或接触而产生的危险，可以安全用电． 故选B． 4．B 【详解】由图示可知，当外部电路停电时，电磁铁线圈中无电流通过，电磁铁磁性消失，电磁铁所在电路停止工作，故A错；电磁铁通电时具有磁性，会吸引b点上在的衔铁，弹簧会发生弹性形变，具有弹性势能，故B正确；由于所用电源为交流电源，电磁铁线圈中电流的方向是改变的，所以电磁铁的上端的极性也是改变的，故C错；根据题意可知，外部电路停电时，两个灯泡是发光的，此时内部电路是接通的，由于此时衔铁右端接触的是A点，所以C点应是与触点A相连的，故D错；应选B． 5．C 【详解】A. 如图，旋转钥匙时，较低的电源电压，供给电磁铁工作，产生磁性将AB接通，故A正确； B. 而电机工作时，电源提供最大电压，故B正确； C. 电磁铁通电时，根据安培定则判断，上端是N极，下端是S极，故C错误； D. 电磁铁通电时，吸引上方的衔铁，使得触点A向右与B接触，从而电动机接通，启动汽车，故D正确． 故C错误，符合题意． 6．D 【详解】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，且根据安培定则知上端为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；故选D. 点睛：电磁式继电器一般由铁芯、线圈、衔铁、触点簧片等组成的；只要在线圈两端加上一定的电压，线圈中就会流过一定的电流，从而产生电磁效应，衔铁就会在电磁力吸引的作用下克服返回弹簧的拉力吸向铁芯，从而带动衔铁的动触点与静触点（常开触点）吸合；当线圈断电后，电磁的吸力也随之消失，衔铁就会在弹簧的反作用力返回原来的位置，使动触点与原来的静触点（常闭触点）吸合；这样吸合、释放，从而达到了在电路中的导通、切断的目的． 7．A 【详解】A．如图所示照明灯的连接方式为并联，故A错误，A符合题意； B．无光照时，光敏电阻电阻很大，则电流小，电磁铁磁性弱，不能吸引衔铁，照明电路为通路，故B正确，B不符合题意； C．有光照时，光敏电阻电阻减小，则电流增大，电磁铁磁性增强，故C正确，C不符合题意； D．力可以使物体形变，衔铁下降时，弹簧被拉长，说明力改变了弹簧的形状，故D正确，D不符合题意。 故选A。 8．C 【详解】A．带有铁芯的通电螺线管叫电磁铁，电磁铁的磁性有无由通断电来控制，电磁铁的磁性强弱由电流大小和线圈匝数决定．若去掉电磁铁线圈中的铁芯，磁性将减弱，故A不符合题意； B．若减少电磁铁线圈的匝数，电磁铁的磁性减弱，故B不符合题意； C．增大电源A的电压，可以增大通过电磁铁的电流、增强电磁铁的磁性，故C符合题意； D．增大电源B的电压，不会影响通过电磁铁的电流，不会改变电磁铁的磁性，故D不符合题意； 故选C。 9．D 【详解】A．如图，当温度达到90℃时，电磁继电器电路接通，电磁铁产生磁性，吸引衔铁向下运动，接通电铃，自动报警器报警，灯不亮，故A错误； B．如图，当温度达到85℃时，电磁继电器电路断开，电磁铁失去磁性，衔铁在弹簧的拉力下向上运动，接通灯，灯亮，故B错误； C．温度计在这里相当于一个开关，报警器中水银温度计和电磁铁串联在电路中，故C错误； D．达到90℃或以上时，连通继电器电路，电磁铁有磁性，吸引衔铁向下运动；低于90℃时，断开继电器电路，电磁铁失去磁性，衔铁在弹簧的拉力下向上运动，故D正确。 故选D。 10．C 【详解】当温度低于90℃时，继电器不起动，触点接触绿灯，所以只有绿灯发光，故AB错；当温度达到90℃时，继电器起动，触点接触下触点，红灯与电铃都接通了，此时红灯亮，电铃响，故C正确，D错误． 11．D 【详解】因为白天时，光敏电阻的阻值随光照强度的增加而减小，由I=U/R可知，白天流过R0的电流比夜晚大，故A正确；光敏电阻的电阻值随光照强度的增大而减小，所以白天时光敏电阻的电阻值小，电路中的电流值大，电磁铁将被吸住；静触点与C接通；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B接通，所以要达到晚上灯亮，白天灯灭，则路灯应接在ab之间，故B正确；为缩短路灯点亮时间，在设置时将光敏电阻的光照强度增大，减小R的电阻，故C正确；夏天夜幕降临晚些，要保证在相同日照条件下打开路灯，应将增大光照强度，减小R的电阻，故D错误，故选D． 12．D 【详解】A．报警器利用水银导电，即当到达警戒温度时，水银与金属丝联通，构成了闭合回路，故电铃响，故利用的是水银的导电性，温度计的工作原理就是水银的热胀冷缩，故A正确，A不符合题意； B．报警器就是利用了电磁铁通电时有磁性，电铃响，断电时磁性消失，灯泡亮的特点的，故B正确，B不符合题意； C．如图所示，报警器中，水银温度计和电磁铁首尾相连，故串联在电路中，故C正确，C不符合题意； D．温度达到90℃时，报警器中的铃响灯灭，而没有到达警戒水位时，电铃不响，灯泡亮，故D错误，D符合题意。 故选D。 13．C 【详解】AB．如图，当温度低于95℃时，左边的控制电路没有接通，电磁铁没有磁性，衔铁被弹簧拉起，中间的动触点和上面的静触点接通，绿灯和电源构成通路，绿灯亮，故AB错误； CD．当温度达到95℃时，左边的控制电路接通，电磁铁有磁性，电磁铁吸引衔铁，中间的动触点和下面的静触点接通，红灯和电铃与电源构成通路，红灯亮电铃响，故C正确，D错误。 故选C。 14．D 【详解】AB．水位上升时，向池中注水，触点接触，当注满水时，触点分离，说明RN电阻逐渐减小，电流变大，磁性变强，将衔铁吸引到下面，故AB错误； CD．水位下降时，需要注水，触点接触，电磁铁磁性减弱，故RN的阻值会变大，电流变小，根据P=I2R可知，R0的电功率变小，故C错误，D正确。 故选D。 15．C 【详解】B．因气敏电阻R1的阻值随CO浓度的增大而减小，所以，CO浓度升高时气敏电阻R1的阻值减小，控制电路的总电阻减小，由可知，控制电路的电流增大，电磁铁的磁性增强，故B错误； A．当CO浓度高于某一设定值时，衔铁被吸下，电铃发声报警，据此可知电铃应接在B、D之间，故A错误； C．当CO浓度高于某一设定值时，电铃发声报警，此时控制电路的电流一定，电源用久后，电压U1会减小，由可知，电铃发声报警时控制电路的总电阻减小，气敏电阻R1的阻值减小，CO浓度增大，则报警的CO最小浓度比设定值高，故C正确； D．当CO浓度高于某一设定值时，电铃发声报警，此时控制电路的电流一定，由可知，电铃发声报警时控制电路的总电阻一定，因CO浓度越小时气敏电阻R1的阻值越大，所以，要使该检测电路在CO浓度更低时报警，应将R2的滑片向上移，减小变阻器R2接入电路中的电阻，故D错误。 故选C。 16． 北 电磁继电 【详解】[1]在磁场中的某一点，小磁针静止时北极所指的方向就是该点磁场的方向，即磁感线上某一点的切线方向； [2]电磁继电器是利用电磁铁来控制工作电路的一种开关。 17． 乙 弹簧 甲 【详解】此水位报警器也是一个电磁继电器，核心元件就是电磁铁，衔铁与动触点相连的杆子就是一根杠杆．当水位上升至警戒水位，浮子A使开关K接通，电磁铁中有电流通过，具有磁性，吸引衔铁，使动触点与下面的静触点接触，甲灯断开，乙灯接触，甲灯不亮，乙灯亮．当水位较低时，浮子A的位置低，开关K无法接通，电磁铁中没有电流，没有磁性，在弹簧的作用下，动触点与上面的静触点接触，甲灯亮，乙灯不亮． 点睛：电磁继电器一般由铁芯、线圈、衔铁、触点簧片等组成的；只要在线圈两端加上一定的电压，线圈中就会流过一定的电流，从而产生电磁效应，衔铁就会在电磁力吸引的作用下克服返回弹簧的拉力吸向铁芯，从而带动衔铁的动触点与静触点（常开触点）吸合；当线圈断电后，电磁的吸力也随之消失，衔铁就会在弹簧的反作用力返回原来的位置，使动触点与原来的静触点（常闭触点）吸合；这样吸合、释放，从而达到了在电路中的导通、切断的目的． 18． S（或南） 控制电路电源电压太小 【详解】[1]如图根据安培定则判断，右手握住螺线管，四指弯曲指向电流的方向，则大母指所指的右端即为螺线管的N极，故电磁铁左端为S极。 [2]如图的自动报警器，要能正常工作，当温度达到设定值时，电磁铁中有电流通过，产生磁性，将衔铁吸到左侧将工作电路接通，电铃响；若在使用中发现，电铃没有报警。可能的原因有：控制电路部分电流小，电磁铁产生的磁性小，即控制电路电源电压太低；也可能衔铁触点接触不良，造成断路，电铃不响等。 【点睛】右手螺旋定则应用时，要注意四指弯曲指向电流的方向，千万不要理解成线圈的绕向，有同学容易在这点混淆，有个简单的方法，即使用右手螺旋定则前先把电流方向标在线圈上。 19． 变小 红 做功 液化 做功 引 【详解】(1)当油箱内油量过少时，浮标受到的浮力减小，浮标下降，连入电路的电阻变大，根据欧姆定律知，电流变小；根据杠杆的知识，与浮标连接的触点向上运动，电磁铁具有磁性，吸引上方的衔铁，衔铁向下运动，使红灯接入电路，红灯发光；(2)第五冲程：水注入汽缸中，汽缸内的温度是比较高的，水就会迅速汽化为水蒸气，水蒸气推动活塞运动做功，相当于四冲程内燃机的做功冲程；第六冲程：水蒸气进入冷凝器，水蒸气受冷就会变为液态的水，是液化现象；(3)铜块和铝块之间有巨大的摩擦力(因为铜块和铝块之间有较大的压力)，克服摩擦做功，机械能转化为内能，温度升高；物体的温度越高，分子的无规则运动越快，铜分子和铝分子之间相互渗透，分子间的作用力比较小，分子间的作用力比较大，由于分子之间存在相互作用的引力，所以铜块和铝块就会紧密结合在一起． 【点睛】（1）根据浮力（浸在液体中的物体受到竖直向上的浮力）、杠杆（一根硬棒在力的作用下可以绕着一个固定点转动，这根硬棒就是杠杆）、欧姆定律、电磁铁的知识（电流通过导体时导体就会有磁性）来分析；（2）水变为水蒸气，水蒸气就会膨胀做功，相当于四冲程内燃机的做功冲程；水蒸气进入冷凝器中，水蒸气遇冷就会液化；（3）两物体克服物体间的摩擦做功，机械能转化为内能，内能增加，温度升高；物体的温度越高，分子无规则运动越快，铜分子和铝分子就会相互渗透，分子间的距离减小，分子间的作用力变大，在分子间引力作用下，铜块和铝块就会紧密结合在一起． 20．（1）正（+） （2）3 （3）弹性 （4）如图 【详解】试题分析：（1）用右手握住螺线管，让四指弯向螺线管中电流的方向，则大拇指所指的那端就是螺线管的北极．根据安培定则判断电源的极性； （2）根据物体被磁化后可以吸引铁类物质，进行分析； （3）弹性势能是由于物体发生弹性形变而具有的能； （4）闭合开关后，红灯先通电，然后绿灯与红灯能交替通电，由此根据双触点干簧管特点分析连接电路． 解： （1）螺线管的左端为N极，右手握住螺线管，大拇指朝左，电流从左侧流进，右侧流出，所以电源的左端是正极； （2）由题磁铁能够磁化干簧管的B、C两个簧片，所以制作材料可能是铁；不能吸引A，制作材料可能是铜；故选③； （3）正常时B的端点在自身弹力作用下与A的端点接触，当B的端点与C的端点接触时，簧片B发生弹性形变，所以它具有弹性势能； （4）当开关S闭合后，电路接通红灯亮，故红灯与螺线管相连且与簧处A组成一条支路； 通电后螺线管产生磁性，B的端点与C的端点分别被磁化而相互吸引，把簧片吸下来，绿灯电路接通灯亮．所以绿灯与C相连．这样交替进行．如图所示： 故答案为（1）正；（2）③；（3）弹性；（4）如上图所示． 【点评】干簧管实际是一种继电器控制电路，其作用相当于一个开关，解答中主要用到了安培定则的应用，磁化的特点，以及电路的设计等，有一定的难度，但也给我们很多的启示，是一个很好的应用，也是一道不错的题目． 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 $$