14.4　电磁铁及其应用 课件- 2025-2026学年物理北师大版九年级全一册

第十四章　电与磁 第四节　电磁铁及其应用 基础夯实  　电磁铁 1.(2025甘肃武威凉州模拟)如图所示,在电磁铁正上方用弹簧 挂着一条形磁体,开关闭合后,当滑片P从a端向b端滑动过程 中,会出现的现象是     (　    ) D A.电流表示数变小,弹簧长度变短,小灯泡亮度增强 B.电流表示数变小,弹簧长度变长,小灯泡亮度减弱 C.电流表示数变大,弹簧长度变长,小灯泡亮度减弱 D.电流表示数变大,弹簧长度变短,小灯泡亮度增强 解析　由图和右手螺旋定则可知,开关闭合后,电磁铁上端为 N极;当滑片P从a端向b端滑动过程中,滑动变阻器接入电路的 阻值减小,电路中的总电阻减小;由I= 可知,电路中的电流变 大,即电流表的示数变大,小灯泡亮度增强,电磁铁的磁性增强; 因同名磁极相互排斥,此时条形磁体受向上的磁力增强,弹簧 长度变短,故D正确。 2.(2023辽宁鞍山中考)在探究“电磁铁的磁性强弱与哪些因 素有关”的实验中,小聪连接了如图所示的电路,电磁铁A端 放有一小磁针,闭合开关,小磁针　　　    (选填“顺”或 “逆”)时针转动,向右移动滑动变阻器的滑片,电磁铁磁性     　　　    (选填“增强”“减弱”或“不变”)。电磁铁磁性 的强弱还与　　　　    有关。 顺 减弱 线圈的匝数 解析　由图和右手螺旋定则可知,电磁铁A端为N极,B端为S 极,因异名磁极相互吸引,同名磁极相互排斥,则小磁针顺时针 转动;若滑动变阻器的滑片P向右移动,滑动变阻器接入电路 的阻值变大,则由欧姆定律可得线圈中的电流变小,则电磁铁 的磁性减弱;电磁铁磁性的强弱还与线圈的匝数有关。  　电磁继电器 3.(2025内蒙古根河期末)如图所示,GMR是一个巨磁电阻,其阻 值随磁场的增强而急剧减小,当闭合开关S1、S2时,下列说法 正确的是 (　    ) D A.电磁铁的右端为N极 B.小磁针将顺时针旋转 C.当P向左滑动时,电磁铁的磁性增强,指示灯变暗 D.当P向右滑动时,电磁铁的磁性减弱,电压表的示数减小 解析　根据右手螺旋定则可知,电磁铁的左端为N极、右端为 S极;根据磁极间的相互作用规律可知,通电后,小磁针将会逆 时针旋转,故A、B错误。当滑片P向左滑动时,变阻器接入电 路的阻值变小,左侧电路中的电流变大,电磁铁的磁性增强,巨 磁电阻的阻值减小,右侧电路中的电流变大,所以指示灯的亮 度会变亮,故C错误。当滑片P向右滑动时,变阻器接入电路的 电阻变大,左侧电路中的电流变小,电磁铁的磁性变弱,巨磁电 阻的阻值变大,由串联电路的分压规律可知,指示灯两端的电 压减小,即电压表示数变小,故D正确。  　电磁阀 4.如图是公共汽车上用电磁阀控制车门开、关的工作电路 图。L1、L2是固定的电磁线圈。衔铁T1、T2通过横杆相连并 可左右移动,带动传动装置使车门开启或关闭。当S接通触点 b时,线圈　　　    (选填“L1”或“L2”)具有磁性,吸引衔铁 使横杆向　　　    (选填“左”或“右”)移动,带动传动装置 关闭车门。 L2　 右 解析　由题图可知,当S接通触点b时,L2中有电流通过,产生磁 性,吸引衔铁T2,使横杆向右移动。 能力提升 5.【跨学科·工程实践】(2025山东诸城期末,★☆☆)如图所示 是磁悬浮列车的工作原理图,磁体镶嵌在T形轨道里,通电时 强大的磁力使列车悬浮在轨道上,实现非接触的支撑、导向 和运行。关于磁悬浮交通系统,下列说法正确的是 (　    ) C A.通电的电磁铁能使列车变轻从而悬浮 B.列车悬浮是利用同名磁极相互排斥 C.列车正常运行时电源上端为正极 D.车厢线圈通电后周围存在磁感线 解析　电磁铁通电后,列车自身的重力不会改变,故A错误。 由原理图可知,当车厢线圈通电时,会产生磁场,电磁铁与轨道 磁体相互吸引,使列车悬浮,利用了异名磁极相互吸引的原理, 故B错误。根据右手螺旋定则和磁极间的相互作用规律可知, 列车正常运行时电源上端为正极,故C正确。磁感线是人们为 描述磁场而引入的一种模型,实际上并不存在,故D错误。 6.【跨学科·工程实践】(2025山西晋中榆次模拟,★★☆)如图 所示是一种称为“人工心脏泵”(血泵)的体外装置的示意图, 医生给心脏疾病患者做手术时,用它来代替心脏推动血液循 环。其中线圈AB固定在用软铁制成的活塞柄上(相当于一个 电磁铁),通电时线圈与活塞柄组成的系统与固定在左侧的磁 体相互作用,从而带动活塞运动。对此,下列判断正确的是  (　    ) D A.若电源的左端为负极,闭合开关,活塞向左移 B.用铜代替软铁可以增加活塞的推力 C.减少线圈AB的匝数可以增加活塞的推力 D.滑动变阻器滑片向右移动将减小活塞的推力 解析　若电源的左端为负极,则电流从线圈的右端流入,根据 右手螺旋定则可知,线圈AB的左端为N极、右端为S极;根据磁 极间的相互作用规律可知,活塞将向右移动,故A错误。由于 铜不是磁性材料,不能被磁化,所以用铜不能增强线圈AB的磁 性,用铜代替软铁后磁性会减弱,会减少活塞的推力,故B错 误。减少线圈AB的匝数,则电磁铁的磁性减弱,对活塞的推力 将减小,故C错误。滑动变阻器滑片向右移动,电路总电阻变 大,电路中的电流变小,电磁铁的磁性减弱,对活塞的推力减小, 故D正确。 7.(2025江苏南京鼓楼期末,★★★)如图所示是某道路限载报 警器的工作原理图。电源电压不变,R1是压敏电阻,其阻值随 压力的变化而变化。闭合开关S,当车的质量超过限载质量时, 电磁铁吸下衔铁,电铃响。根据不同的路面可以改变滑动变 阻器滑片P的位置来设定不同的限载质量。对此,下列说法正 确的 (　    ) D A.电磁铁能吸下衔铁,是由于电流的热效应 B.检测时,车的质量越大电磁铁的磁性越弱 C.压敏电阻R1的阻值随压力的增大而增大 D.若要提高设定的限载质量,应将滑片P向左移动 解析　电磁铁能吸下衔铁,是由于通电导体的周围存在磁场, 故A错误。此检测装置工作时,若车的质量大于限载,衔铁会 被电磁铁吸下,说明电磁铁的磁性增强,则控制电路中的电流 变大,控制电路中的总电阻变小,则压敏电阻的阻值变小;由此 可知,压敏电阻的阻值随压力的增大而减小,车的质量越大电 磁铁的磁性越强,故B、C错误。若要提高设定的限载质量,则 工作电路报警时,压敏电阻的阻值更小;为了保持装置报警时 控制电路中的电流不变,要保持装置报警时控制电路中的总 电阻不变,则要增大滑动变阻器接入电路中的阻值,应将滑片 P向左移动,故D正确。 8.(2025陕西大荔模拟,★★★)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。电源电压恒定不变,L为安全指示灯,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,以此改变R2接入 电路中的阻值。此装置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。则(　    ) D A.电磁铁的上端为N极 B.水位较低时,电磁铁的磁性较强 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 解析　由图可知,电流从电磁铁的下端流入,由右手螺旋定则 可知,电磁铁的上端为S极,故A不符合题意。控制电路是定值 电阻R1和滑动变阻器R2组成的串联电路,当水位较低时,滑片 位置较低,控制电路中的总电阻较大,由欧姆定律可知控制电 路中的电流较小,电磁铁的磁性较弱,故B不符合题意。控制 电路中使电磁铁吸下衔铁报警时的电流不变,在电源电压不 变的情况下,由串联电路的电阻规律知,若减小R1的阻值,则要 增大R2的阻值,即滑动变阻器的滑片要向下移动,警戒水位将 会变低,故C不符合题意。水位越高,滑动变阻器的滑片就会 越向上移动,R2接入电路中的阻值越小,控制电路中的总电阻 越小,在电源电压不变的情况下,电流表示数越大,故D符合题 意。 素养提优 9.【新课标·科学态度与责任】(2025山东青岛李沧期末)小明 同学在科技创新大赛中根据所学知识设计了如图甲所示的 “闯红灯违规证据模拟记录器”,它可以通过拍摄照片来记 录机动车辆闯红灯时的情景。 (1)它的工作原理是:当光控开关接收到　　    色的光时,开关 会自动闭合,且当压敏电阻R受到车的压力时(压敏电阻R的阻 值随压力变化的图像如图乙所示),它的阻值变化会引起电路 中的　　    发生变化,当达到一定值时,电磁继电器的衔铁就 会被吸下,工作电路中的　　　　    就会工作,拍摄违规车辆。 (2)已知控制电路电源电压为6 V,电磁继电器线圈的电阻为10 Ω,当控制电路中电流大于0.06 A时,衔铁会被吸引。则只有 水平路面上重力超过　　　    N的车辆违规时才会被记录。 红 电流 电控照相机 4× 103 若想把重力更小的车辆的违规证据拍摄下来,我们可以对电 路进行怎样改进?(写出一种方法即可) 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　    。 提高控制电路电源电压(答案合理即可) 解析    (1)因为电控照相机要自动记录违规闯红灯的情景,所 以光控开关应在接收到红光时,自动闭合;由图乙知压敏电阻 R的阻值随压力增大而减小,所以当压敏电阻R受到车的压力 时,压敏电阻R的阻值会减小,由I= 知控制电路中的电流将发 生变化;由图甲可知,当控制电路中的电流增大到一定值时,电 磁继电器的衔铁被吸下,使得电控照相机接入工作电路,拍摄 违规车辆。 (2)衔铁被吸下时,控制电路中的总电阻R总= = =100 Ω, 此时压敏电阻的阻值R=R总-R线=100 Ω-10 Ω=90 Ω,由图乙可 知,此时压敏电阻受到的压力大小为4×103 N,即只有水平路面 上重力超过4×103 N的车辆违规时才会被记录;质量较小的车 闯红灯时,压敏电阻受到的压力较小,电阻较大,控制电路中的 电流较小,电磁铁的磁性较弱,不足以将衔铁吸下;所以要想使 质量较小的车闯红灯也能被拍下,可采取的方法是将控制电 路中的电流变大,故可以提高控制电路电源电压(电阻不变,电 压增大时,电路中的电流也变大),也可以用一定值电阻与压敏 电阻并联(电阻并联时总电阻会变小,电源电压不变,电路中的 电流变大)。 $$