20.3 电磁铁 电磁继电器 题型专练-2025-2026学年人教版（2024）物理九年级全一册

人教版(2024)九年级全册 第二十章 电与磁第3节 电磁铁 电磁继电器 题型专练 【题型1】电磁铁的构造与原理 【典例】小明家新购入一盆盆栽,盆栽底部有永磁体,底座内装有电磁铁,底座通电后能使得盆栽悬浮在空中,下列说法正确的是( ) A.盆栽底部的永磁体周围存在着磁感线 B.底座通电后能产生磁感线 C.盆栽悬浮的原理是同名磁极相互排斥 D.底座周围的磁场分布是均匀的 【强化训练1】电磁铁通常弯成U形,这样做的目的是( ) A.使用方便 B.形状美观 C.加强磁性 D.便于操作 【强化训练2】关于电磁铁的特点,下列说法错误的是( ) A.电磁铁通电时有磁性,断电时无磁性 B.通人电磁铁的电流越大,它的磁性越强 C.在电流一定时,外形相同的螺线管,线圈匝数越多,磁性越强 D.当通入电磁铁的电流方向改变后,电磁铁就会失去磁性 【强化训练3】关于电和磁,以下说法错误的是( ) A.通电导线周围存在磁场 B.磁感线不是磁场中真实存在的曲线 C.指南针之所以能指示南北方向,是因为地球就是个大磁体 D.电磁铁里的铁芯可以用铜芯来代替 【强化训练4】使用电磁铁的优点是( ) A.它可永保磁性 B.它不需消耗电能 C.它的磁极磁性可确定 D.它磁性有无、强弱、磁极可以控制 【强化训练5】电磁铁具有哪些特点? (1)磁性强弱可以由_来控制; (2)磁性的有无可以由_来控制; (3)极性可以由_来控制。 【强化训练6】电磁铁具有哪些特点? (1)磁性强弱可以由_来控制; (2)磁性的有无可以由_来控制; (3)极性可以由_来控制。 【强化训练7】有一种磁体,在有电流时有磁性,没有电流时就失去了磁性.我们把这种磁体叫做_。生活和生产中的许多事例都有用到它,如_(至少2例)。 【题型2】探究电磁铁磁性强弱的实验 【典例】小红用一根导线和一枚铁钉制作了如图所示的电磁铁。她给线圈通电后,钉尖处可以吸引曲别针。关于此实验,下列说法正确的是( ) A.给线圈通电后,钉尖一端为电磁铁的N极 B.改变线圈中的电流方向,则钉尖处不能吸引曲别针 C.若减少线圈的匝数,则钉尖处吸引曲别针的数量一定减少 D.若线圈匝数不变,增大电流,钉尖处吸引曲别针的数量会增加 【强化训练1】如图所示是小明模拟设计的电梯超重报警电路,当压力高于某一设定值时,电铃发声报警。图中压敏电阻R1的阻值随压力的增大而减小。下列说法正确的是( ) A.电铃应接在A和C之间 B.闭合开关后,电磁铁的上端为S极 C.减少电磁铁的线圈匝数,可以提高报警器的灵敏度 D.为使该报警电路在压力更小时报警,可将R2的滑片向上移 【强化训练2】在探究通电螺线管的实验中,小明连接了如图所示的电路,通电螺线管M端放有一小磁针。闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,下列说法正确的是( ) A.通电螺线管M端为S极 B.小磁针N极指向水平向右 C.若滑动变阻器的滑片P向b端移动,通电螺线管的磁性减弱 D.若滑动变阻器的滑片P向b端移动,通电螺线管的磁性增强 【强化训练3】学完电与磁知识后,某兴趣小组开展了实验展示活动。 (1)如图甲所示,大量电子从A到B持续运动,则电流方向为 (选填“A到B”或“B到A”);小磁针发生偏转,说明 ; (2)把直导线做成多圈螺线管固定在透明玻璃板上,如图乙所示。均匀撒满铁屑后通电,发现铁屑分布无明显变化,轻轻_玻璃板,观察到通电螺线管外部磁场与 磁体的磁场相似。 (3)如图丙为显示增加匝数后磁性变强,还需要的器材有 ;用到的实验方法有控制变量法和 法。 【强化训练4】在探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”实验中,小明用两个相同的大铁钉制成简易电磁铁甲、乙,并设计了如图所示的电路。 (1)实验中是通过观察 来比较电磁铁磁性强弱的; (2)把甲、乙两个电磁铁串联,目的是控制 相同,以此来探究电磁铁磁性强弱与 的关系; (3)若将图中滑动变阻器的滑片向右移动,则电磁铁甲吸引大头针的数量将 。 【强化训练5】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。 【题型3】影响电磁铁磁性强弱的因素 【典例】小红用一根导线和一枚铁钉制作了如图所示的电磁铁。她给线圈通电后,钉尖处可以吸引曲别针。关于此实验,下列说法正确的是( ) A.给线圈通电后,钉尖一端为电磁铁的N极 B.改变线圈中的电流方向,则钉尖处不能吸引曲别针 C.若减少线圈的匝数,则钉尖处吸引曲别针的数量一定减少 D.若线圈匝数不变,增大电流,钉尖处吸引曲别针的数量会增加 【强化训练1】在探究通电螺线管的实验中,小明连接了如图所示的电路,通电螺线管M端放有一小磁针。闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,下列说法正确的是( ) A.通电螺线管M端为S极 B.小磁针N极指向水平向右 C.若滑动变阻器的滑片P向b端移动,通电螺线管的磁性减弱 D.若滑动变阻器的滑片P向b端移动,通电螺线管的磁性增强 【强化训练2】如图所示,闭合开关发现螺线管左侧小磁针的N极向_(选填“上”或“下”)偏转,这说明通电螺线管周围存在_;当滑动变阻器的滑片向右滑动时,弹簧的长度会_(选填“变长”“变短”或“不变”);若调换电源的正、负极,小磁针的指向_(选填“会”或“不会”)发生改变。 【强化训练3】如图所示,L是螺线管,弹簧下面挂一条形磁铁,当电路接通时,条形磁铁将_运动,电路接通后,将滑动变阻器的滑片向右端移动时,弹簧的长度将会_,当接通电路,在螺线管内加一铁棒时,弹簧的长度将会_。 【强化训练4】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。 【题型4】电磁继电器 【典例】下面是几位同学关于电磁继电器的几种说法,你认为其中不正确的是( ) A.使用电磁继电器可以直接控制电路的通断 B.我们操作时控制的是低电压、弱电流的通断 C.是利用电磁铁控制工作电路的一种开关 D.电磁继电器是自动控制电路的重要部件 【强化训练1】小明为蔬菜的大棚设计了温度自动报警器,电路如图所示。下列说法正确的是( ) A.达到报警温度时,电磁铁磁性消失,电铃、风扇工作 B.电磁铁是利用通电导体周围存在磁场制成的 C.控制电路中的水银可以换成油 D.工作电路中的衔铁可以用铜代替 【强化训练2】粮仓内对粮食温度控制要求极高,如图所示是小明设计的温控报警装置。控制电路中,R1为热敏电阻,其阻值随温度的升高而减小,工作电路中,温度正常时指示灯L发光;当温度升高到警戒温度时,指示灯熄灭,蜂鸣器报警。下列判断不正确的是( ) A.工作电路中A位置应接入蜂鸣器 B.电磁铁的上端是S极 C.若要调低报警温度,可将R2的阻值调小 D.增加电磁铁的线圈匝数能降低报警温度 【强化训练3】如图是小佳同学设计的短跑比赛“抢跑判断器”。电磁铁是利用电流的 效应工作的。当运动员蹲在起跑器上后,裁判员老师闭合开关S1、S2,发令指示灯亮,此时电磁铁上端为 (选填“N”或“S”)极,运动员抢跑后,R0所受压力变小,电阻变小,电磁铁将衔铁吸下,抢跑指示灯 (选填“L1”或“L2”)亮,则判定该运动员抢跑。 【强化训练4】电磁继电器是利用_来工作的,它可以用低电压、弱电流的控制电路去控制_、_的工作电路,还可以实现_和_的目的。 【强化训练5】如图所示是消防应急灯的电路图,工作原理是:外部电路为220 V交流电,当其正常时,两盏标有“6 V”灯泡不发光;外部电路停电时,两盏标有“6 V”灯泡都能正常发光。请完成电路连接。 【题型5】磁悬浮列车 【典例】磁悬浮列车是现代高科技的应用,下列说法不正确的是( ) A.通过列车底部与上方轨道间的同名磁极相互排斥,使列车悬浮 B.为产生极强的磁性使列车悬浮,制作电磁铁的线圈宜选择超导材料 C.由于列车在悬浮状态下行驶,因而一定做匀速直线运动 D.列车悬浮行驶时,车体与轨道间无阻力、无震动,运动平稳 【强化训练1】如图是“追风者”磁悬浮列车悬浮原理的示意图.该列车通过磁体之间的相互作用,悬浮在轨道上方,以提高运行速度,这里的相互作用是指( ) A.异名磁极相互吸引 B.同名磁极相互吸引 C.异名磁极相互排斥 D.同名磁极相互排斥 【强化训练2】磁悬浮列车是利用_磁极相互_的原理来实现悬浮的。 【强化训练3】请你说说磁悬浮列车具有哪些优点?_. 【强化训练4】如图甲所示为一款磁浮地球仪,在地球仪中心有一块竖直放置的条形磁铁受到蹄型电磁铁的作用而静止在空中。条形磁铁上端受吸引力,下端受排斥力。请在图乙的括号中标出蹄型电磁铁上端的磁极和电源下端的极性。 【强化训练5】如图所示,是上海磁悬浮列车的悬浮原理.请在右侧放大的图中画出轨道下方的车厢线圈的绕线. 【题型6】电磁铁其他应用 【典例】如图所示是智能扶手电梯工作原理图,其中R是压敏电阻,当有人乘梯时,压敏电阻受压阻值变化,从而改变线圈中电流,引起电磁铁磁性强弱变化,使得电磁继电器动触点的位置变动,电动机转速加快;当没有人乘梯时,电动机转速减慢减少耗电。下列选项正确的是( ) A.当有乘客站在电梯上时,R的阻值减小 B.当有乘客站在电梯上时,衔铁上的动触点与触点1接触 C.若适当减小R1的阻值,可减小无乘客时电动机消耗的电功 D.当有乘客站在电梯上时,电磁铁线圈的耗电功率变小 【强化训练1】如图所示是一种温度自动报警器的原理图。当温度达到92 时,关于该报警器,下列说法正确的是( ) A.红灯不亮,电铃不响 B.绿灯不亮,电铃不响 C.红灯亮,同时电铃响 D.绿灯亮,同时电铃响 【强化训练2】电动自行车因快捷、经济等优点深受大家喜爱,但超速行驶极易发生交通事故。小明为电动车设计了一个简单的超速报警电路,如图甲所示,它由“传感电路”、“执行电路”组成。传感电路电源电压为12V,R是电阻箱,Rp为可变电阻,电磁铁线圈电阻不计,图乙是Rp的阻值与车速关系的图像。当传感电路工作时,电磁铁上端为 极;若通过电磁铁电流必须等于或大于1.2A时,才能启动报警,小明设定速度为30km/h时红灯亮,执行报警,则电阻箱的阻值至少应调到 ;为了提高骑行安全,需要速度更小时就能启动报警,可采取的方法是 。 【强化训练3】如图甲所示为一种电加热恒温箱的简化工作原理电路图。工作电路由电压U0=220V的电源和阻值为R0=88 的电热丝组成。控制电路是由电压U1=8V的电源、开关、电磁继电器(线圈电阻不计)、电阻箱R1(取值范围为0~140 )和热敏电阻Rt组成的,热敏电阻Rt的阻值随温度变化的关系如图乙所示。当控制电路的电流达到50mA时,衔铁才吸合,从而切断右边工作电路,停止加热。 (1)由图乙可知热敏电阻Rt的阻值随温度的升高而 (选填“增大”“减小”或“不变”)。 (2)工作电路中电热丝R0工作时的电流是 A,工作10min产生的热量是 J。 (3)如果恒温箱的温度设定为80 ,那么电阻箱R1应取多大阻值? (4)该恒温箱可设定的最高温度是多少? 【强化训练4】在跨学科实践课上,制作一个简易空气质量检测仪。如图乙所示的空气质量检测仪的电路,其中定值电阻R0=20 ,电源电压U恒为6V不变,用电流表示数表示对应空气质量指数;闭合开关S,当电流表示数为0.15A时,电路报警,此时电磁铁把衔铁B吸下来,净化系统开始工作,电磁铁中线圈的电阻不计。气敏电阻值R随空气质量指数K的关系如图甲所示: (1)当空气质量指数K为50时,电阻R0两端的电压; (2)当电路报警时,气敏电阻R的电功率; (3)若想让仪器检测更加灵敏,使空气质量指数K为150时电路就报警,请提出合理化建议(通过计算说明)。 学科网(北京)股份有限公司 $ 人教版（2024）九年级全册 第二十章 电与磁第3节 电磁铁 电磁继电器 题型专练（参考答案） 【题型1】电磁铁的构造与原理 【典例】小明家新购入一盆盆栽，盆栽底部有永磁体，底座内装有电磁铁，底座通电后能使得盆栽悬浮在空中，下列说法正确的是（    ） A.盆栽底部的永磁体周围存在着磁感线 B.底座通电后能产生磁感线 C.盆栽悬浮的原理是同名磁极相互排斥 D.底座周围的磁场分布是均匀的 【答案】C 【解析】磁感线是用来描述磁场分布和方向的工具，磁感线不是真实存在的，故A错误； 电流周围存在磁场，磁感线是用来描述磁场分布和方向的工具，磁感线不是真实存在的，故B错误； 磁极间存在相互作用，同名磁极相互排斥，盆栽悬浮说明受到排斥力，故C正确； 电磁铁和永磁体一样，磁场分布是不均匀的，存在磁性最强的磁极，故D错误。 故选C。 【强化训练1】电磁铁通常弯成U形，这样做的目的是(　　) A.使用方便 B.形状美观 C.加强磁性 D.便于操作 【答案】C 【解析】在磁体的周围，磁感线从磁体的N极流出，回到S极。磁感线越密集，磁性越强。电磁铁通常弯成U形，这样做的目的是为了使磁感线密集，磁性增强。 【强化训练2】关于电磁铁的特点，下列说法错误的是(　　) A.电磁铁通电时有磁性，断电时无磁性 B.通人电磁铁的电流越大，它的磁性越强 C.在电流一定时，外形相同的螺线管，线圈匝数越多，磁性越强 D.当通入电磁铁的电流方向改变后，电磁铁就会失去磁性 【答案】D 【解析】电磁铁通电时有磁性，断电时无磁性，说法正确，A不符合题意；在线圈和铁芯一定时，电流越大，电磁铁磁性越强，说法正确，B不符合题意；在电流一定时，外形相同的螺线管即铁芯相同，线圈匝数越多，磁性越强，说法正确，C不符合题意；当通入电磁铁的电流方向改变后，电磁铁的磁极改变，电磁铁有磁性，说法错误，D符合题意。 【强化训练3】关于电和磁，以下说法错误的是(　　) A.通电导线周围存在磁场    B.磁感线不是磁场中真实存在的曲线    C.指南针之所以能指示南北方向，是因为地球就是个大磁体    D.电磁铁里的铁芯可以用铜芯来代替 【答案】D 【解析】奥斯特实验说明：通电导线周围存在磁场，故A正确； 磁感线是人们为了方便研究磁场，在磁体周围画的带箭头的曲线，这些曲线在磁场中根本不存在，故B正确； 地球是一个大磁体，地磁南极在地理北极附近，地磁的N极在地理的南极附近，故C正确； 铜不是磁性材料，电磁铁里的铁芯不可以用铜芯来代替，故D错误； 【强化训练4】使用电磁铁的优点是(　　) A.它可永保磁性 B.它不需消耗电能 C.它的磁极磁性可确定 D.它磁性有无、强弱、磁极可以控制 【答案】D 【解析】它的磁性可有可无，磁性的强弱和磁极方向可以改变，故A、C错误；电磁铁只有给它通电它才有磁性，需要消耗电能，故B错误；磁性有无可以通过通断电来控制；磁性强弱可以通过改变电流大小、线圈匝数来控制；磁极方向可以通过改变电流方向来控制，故D正确。 【强化训练5】电磁铁具有哪些特点？ (1)磁性强弱可以由____________来控制； (2)磁性的有无可以由__________来控制； (3)极性可以由____________来控制。 【答案】(1)电流的大小　(2)通断电　(3)电流方向 【解析】(1)电磁铁中通电电流越大，则电磁铁的磁性越强；故磁性强弱可以由电流的大小来控制；(2)电磁铁通电时，线圈中产生磁场；断开电源则电磁铁的磁性消失；(3)改变电流的方向，则线圈的极性会发生改变。 【强化训练6】电磁铁具有哪些特点？ (1)磁性强弱可以由____________来控制； (2)磁性的有无可以由__________来控制； (3)极性可以由____________来控制。 【答案】(1)电流的大小　(2)通断电　(3)电流方向 【解析】(1)电磁铁中通电电流越大，则电磁铁的磁性越强；故磁性强弱可以由电流的大小来控制；(2)电磁铁通电时，线圈中产生磁场；断开电源则电磁铁的磁性消失；(3)改变电流的方向，则线圈的极性会发生改变。 【强化训练7】有一种磁体，在有电流时有磁性，没有电流时就失去了磁性．我们把这种磁体叫做________。生活和生产中的许多事例都有用到它，如____________________(至少2例)。 【答案】电磁铁　电磁起重机、电磁继电器 【解析】在有电流时有磁性，没有电流时就失去了磁性．我们把这种磁体叫做电磁铁；生活和生产中用到电磁铁的例子有：电磁起重机、电磁继电器等。 【题型2】探究电磁铁磁性强弱的实验 【典例】小红用一根导线和一枚铁钉制作了如图所示的电磁铁。她给线圈通电后，钉尖处可以吸引曲别针。关于此实验，下列说法正确的是(　　) A.给线圈通电后，钉尖一端为电磁铁的N极 B.改变线圈中的电流方向，则钉尖处不能吸引曲别针 C.若减少线圈的匝数，则钉尖处吸引曲别针的数量一定减少 D.若线圈匝数不变，增大电流，钉尖处吸引曲别针的数量会增加 【答案】D 【解析】根据安培定则，给线圈通电后，钉尖一端为电磁铁的S极，故A错误；改变线圈中的电流方向，会改变电磁铁磁场的方向，不会使电磁铁失去磁性，故钉尖处仍能吸引曲别针，故B错误；电磁铁磁性的强弱与线圈匝数以及电流大小有关，所以减少线圈的匝数，钉尖处吸引曲别针的数量不一定减少，故C错误；电磁铁磁性的强弱与线圈匝数以及通过的电流大小有关，所以若线圈匝数不变，增大电流，电磁铁磁性会增大，钉尖处吸引曲别针的数量会增加，故D正确。 【强化训练1】如图所示是小明模拟设计的电梯超重报警电路，当压力高于某一设定值时，电铃发声报警。图中压敏电阻R1的阻值随压力的增大而减小。下列说法正确的是（　　） A.电铃应接在A和C之间 B.闭合开关后，电磁铁的上端为S极 C.减少电磁铁的线圈匝数，可以提高报警器的灵敏度 D.为使该报警电路在压力更小时报警，可将R2的滑片向上移 【答案】D 【解析】由题意可知，压敏电阻R1的阻值随压力的增大而减小，由欧姆定律可知，电路电流会增大，电磁铁磁性增强，吸引衔铁与下方触电接通，B、D间的用电器工作，所以电铃应接在B和D之间，故A错误； 由图可知，螺线管正面电流向右，根据安培定则可知，电磁铁的上端为N极，故B错误； 在电流大小一定时，减少电磁铁的线圈匝数，电磁铁磁性减弱，灵敏度减弱，故C错误； 压敏电阻受到的压力越小，电阻越大，要在同样大小的电流下报警，应减小滑动变阻器接入电路的电阻，应将R2的滑片向上移，故D正确。 故选D。 【强化训练2】在探究通电螺线管的实验中，小明连接了如图所示的电路，通电螺线管M端放有一小磁针。闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，下列说法正确的是(　　) A.通电螺线管M端为S极 B.小磁针N极指向水平向右 C.若滑动变阻器的滑片P向b端移动，通电螺线管的磁性减弱 D.若滑动变阻器的滑片P向b端移动，通电螺线管的磁性增强 【答案】C 【解析】由图知电流从螺线管的左端流入、右端流出，据安培定则可知，通电螺线管M端为N极，故A错误；由磁极间的作用规律可知，小磁针静止时，左端是N极，右端是S极，即小磁针N极指向水平向左，故B错误；滑动变阻器的滑动片P向b端移动，变阻器接入电路的电阻变大，电流变小，则通电螺线管的磁性减弱，故C正确，D错误。 【强化训练3】学完电与磁知识后，某兴趣小组开展了实验展示活动。 (1)如图甲所示，大量电子从A到B持续运动，则电流方向为 　     　 (选填“A到B”或“B到A”)；小磁针发生偏转，说明 　                        　 ； (2)把直导线做成多圈螺线管固定在透明玻璃板上，如图乙所示。均匀撒满铁屑后通电，发现铁屑分布无明显变化，轻轻_________玻璃板，观察到通电螺线管外部磁场与 　    　 磁体的磁场相似。 (3)如图丙为显示增加匝数后磁性变强，还需要的器材有 　      ；用到的实验方法有控制变量法和 　     　 法。 【答案】(1)“B到A”　通电导线的周围产生了磁场　(2)敲击　条形　(3)大头针　转换 【解析】(1)电流的方向与电子的方向相反，大量电子从A到B持续运动，则电流方向为“B到A”；给导线通电后，通电导线的周围产生了磁场，则导线下方的小磁针在磁场的作用下会发生偏转； (2)均匀撒满铁屑后通电，发现铁屑分布无明显变化，轻轻敲击玻璃板，观察到通电螺线管外部磁场与条形磁体的磁场相似； (3)为了完成实验，还需要增加的器材是大头针，根据转换法，通过吸引大头针的数量来判断电磁铁磁性强弱。 【强化训练4】在探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”实验中，小明用两个相同的大铁钉制成简易电磁铁甲、乙，并设计了如图所示的电路。 (1)实验中是通过观察　                         　 来比较电磁铁磁性强弱的； (2)把甲、乙两个电磁铁串联，目的是控制　       　 相同，以此来探究电磁铁磁性强弱与　                　 的关系； (3)若将图中滑动变阻器的滑片向右移动，则电磁铁甲吸引大头针的数量将　    　 。 【答案】(1)电磁铁吸引大头针的数量　(2)电流　线圈匝数　(3)减少 【解析】(1)实验中是通过观察电磁铁吸引大头针的数量来比较电磁铁磁性强弱的； (2)把甲、乙两个电磁铁串联，目的是控制电流相同，以此来探究电磁铁磁性强弱与线圈匝数的关系； (3)若将图中滑动变阻器的滑片向右移动，电路中的电阻增大，根据欧姆定律，电流减小，则电磁铁甲的磁性减弱，吸引大头针的数量将减少。 【强化训练5】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。 【答案】顺　减弱　线圈的匝数 【解析】由题图可知，通电螺线管中的电流从左端流入、右端流出，根据安培定则可知，通电螺线管A端为N极，B端为S极。异名磁极相互吸引，则闭合开关后，小磁针的S极向靠近A端的方向偏转，即顺时针转动。向右移动滑片，则滑动变阻器接入电路的阻值变大，根据I＝可知，电路中的电流变小，电磁铁磁性强弱与线圈匝数、电流大小有关，当线圈匝数一定时，电流减小，电磁铁的磁性减弱。 【题型3】影响电磁铁磁性强弱的因素 【典例】小红用一根导线和一枚铁钉制作了如图所示的电磁铁。她给线圈通电后，钉尖处可以吸引曲别针。关于此实验，下列说法正确的是(　　) A.给线圈通电后，钉尖一端为电磁铁的N极 B.改变线圈中的电流方向，则钉尖处不能吸引曲别针 C.若减少线圈的匝数，则钉尖处吸引曲别针的数量一定减少 D.若线圈匝数不变，增大电流，钉尖处吸引曲别针的数量会增加 【答案】D 【解析】根据安培定则，给线圈通电后，钉尖一端为电磁铁的S极，故A错误；改变线圈中的电流方向，会改变电磁铁磁场的方向，不会使电磁铁失去磁性，故钉尖处仍能吸引曲别针，故B错误；电磁铁磁性的强弱与线圈匝数以及电流大小有关，所以减少线圈的匝数，钉尖处吸引曲别针的数量不一定减少，故C错误；电磁铁磁性的强弱与线圈匝数以及通过的电流大小有关，所以若线圈匝数不变，增大电流，电磁铁磁性会增大，钉尖处吸引曲别针的数量会增加，故D正确。 【强化训练1】在探究通电螺线管的实验中，小明连接了如图所示的电路，通电螺线管M端放有一小磁针。闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，下列说法正确的是(　　) A.通电螺线管M端为S极 B.小磁针N极指向水平向右 C.若滑动变阻器的滑片P向b端移动，通电螺线管的磁性减弱 D.若滑动变阻器的滑片P向b端移动，通电螺线管的磁性增强 【答案】C 【解析】由图知电流从螺线管的左端流入、右端流出，据安培定则可知，通电螺线管M端为N极，故A错误；由磁极间的作用规律可知，小磁针静止时，左端是N极，右端是S极，即小磁针N极指向水平向左，故B错误；滑动变阻器的滑动片P向b端移动，变阻器接入电路的电阻变大，电流变小，则通电螺线管的磁性减弱，故C正确，D错误。 【强化训练2】如图所示，闭合开关发现螺线管左侧小磁针的N极向________(选填“上”或“下”)偏转，这说明通电螺线管周围存在________；当滑动变阻器的滑片向右滑动时，弹簧的长度会________(选填“变长”“变短”或“不变”)；若调换电源的正、负极，小磁针的指向________(选填“会”或“不会”)发生改变。 【答案】下　磁场　变短　会 【解析】根据安培定则可知，通电螺线管的上端是N极，下端为S极，由同名磁极相排斥，异名磁极相吸引可知，通电螺线管左侧小磁针的N极会向下偏转，这说明通电螺线管周围存在磁场；当滑动变阻器片向右滑动时，电路电阻变小，此时通过螺线管的电流会变大，通电螺线管的磁性增强，由同名磁极相互排斥可知，电磁铁与磁体之间的排斥力会变大，所以磁体会上升，弹簧的长度将变短；由于通电螺线管的磁极方向与电流方向有关，所以调换电源的正、负极，通电螺线管的磁极方向也发生改变，所以小磁针的指向会发生改变。 【强化训练3】如图所示，L是螺线管，弹簧下面挂一条形磁铁，当电路接通时，条形磁铁将________运动，电路接通后，将滑动变阻器的滑片向右端移动时，弹簧的长度将会________，当接通电路，在螺线管内加一铁棒时，弹簧的长度将会________。 【答案】向上　变长　变短 【解析】当电路接通时，L具有磁性，根据电流方向和右手定则，通电螺线管下方为N极，上方为S极。同名磁极相互排斥，条形磁铁受到排斥力，向上运动。当滑动变阻器的滑片向右端移动时，电阻变大，电流变小，通电螺线管磁性变弱，排斥力变小，所以弹簧的长度将会变长。在螺线管内加一铁棒时，通电螺线管磁性变强，排斥力变大，弹簧的长度将会变短。 【强化训练4】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。 【答案】顺　减弱　线圈的匝数 【解析】由题图可知，通电螺线管中的电流从左端流入、右端流出，根据安培定则可知，通电螺线管A端为N极，B端为S极。异名磁极相互吸引，则闭合开关后，小磁针的S极向靠近A端的方向偏转，即顺时针转动。向右移动滑片，则滑动变阻器接入电路的阻值变大，根据I＝可知，电路中的电流变小，电磁铁磁性强弱与线圈匝数、电流大小有关，当线圈匝数一定时，电流减小，电磁铁的磁性减弱。 【题型4】电磁继电器 【典例】下面是几位同学关于电磁继电器的几种说法，你认为其中不正确的是(　　) A.使用电磁继电器可以直接控制电路的通断 B.我们操作时控制的是低电压、弱电流的通断 C.是利用电磁铁控制工作电路的一种开关 D.电磁继电器是自动控制电路的重要部件 【答案】A 【解析】使用电磁继电器可以间接控制电路的通断，故A错误，符合题意；电磁继电器是用低电压、弱电流的控制电路来控制高电压、强电流的工作电路，我们操作时控制的是低电压、弱电流的通断，B说法正确，不符合题意；电磁继电器的实质是一个间接控制工作电路的开关，C说法正确，不符合题意；电磁继电器是一个间接控制工作电路的开关，而电磁继电器是自动控制电路的重要部件，D说法正确，不符合题意。 【强化训练1】小明为蔬菜的大棚设计了温度自动报警器，电路如图所示。下列说法正确的是（　　） A.达到报警温度时，电磁铁磁性消失，电铃、风扇工作 B.电磁铁是利用通电导体周围存在磁场制成的 C.控制电路中的水银可以换成油 D.工作电路中的衔铁可以用铜代替 【答案】B 【解析】达到报警温度时，电磁铁产生磁性，电铃、风扇工作，故A错误； 电磁铁的原理是电流周围存在磁场，故B正确； 控制电路中的水银可以导电，达到报警温度时接通电路，而油是绝缘体，所以不能换成油，故C错误； 电磁铁可以吸引衔铁，但不能吸引铜，所以不能用铜代替，故D错误。 故选B。 【强化训练2】粮仓内对粮食温度控制要求极高，如图所示是小明设计的温控报警装置。控制电路中，R1为热敏电阻，其阻值随温度的升高而减小，工作电路中，温度正常时指示灯L发光；当温度升高到警戒温度时，指示灯熄灭，蜂鸣器报警。下列判断不正确的是(　　) A.工作电路中A位置应接入蜂鸣器    B.电磁铁的上端是S极    C.若要调低报警温度，可将R2的阻值调小    D.增加电磁铁的线圈匝数能降低报警温度 【答案】A 【解析】当温度升高到警戒温度时，热敏电阻的阻值变小，根据欧姆定律可知，控制电路中的电流变大，电磁铁磁性增强，吸下衔铁，使得B接入电路中，此时指示灯熄灭，蜂鸣器报警，所以工作电路中B位置应接入蜂鸣器、A位置应接入指示灯，故A错误； 根据安培定则可知，电磁铁的上端是S极，故B正确； 若要调低报警温度，R1阻值将变大，R总不变，则R2将变小，故C正确； 增加电磁铁的线圈匝数，电磁铁的磁性增强，则控制电路中电流较小时也能吸下衔铁，实现蜂鸣器报警，由欧姆定律可知此时热敏电阻的阻值较大，根据题意可知此时环境温度较低，所以，增加电磁铁的线圈匝数能降低报警温度，故D正确。 【强化训练3】如图是小佳同学设计的短跑比赛“抢跑判断器”。电磁铁是利用电流的 　   　 效应工作的。当运动员蹲在起跑器上后，裁判员老师闭合开关S1、S2，发令指示灯亮，此时电磁铁上端为 　   　 (选填“N”或“S”)极，运动员抢跑后，R0所受压力变小，电阻变小，电磁铁将衔铁吸下，抢跑指示灯 　    　 (选填“Ｌ1”或“L2”)亮，则判定该运动员抢跑。 【答案】磁　N　L2 【解析】电磁铁通电时有磁性，磁性足够强时可以吸引衔铁，断电时无磁性，是利用电流磁效应工作的。 运动员蹲在起跑器上后，裁判员老师闭合开关S1、S2，发令指示灯亮，根据安培定则可知，此时电磁铁上端为N极。 工作人员闭合开关S1、S2，发令指示灯L1亮，运动员抢跑后，R0所受压力变小，其电阻变小，根据欧姆定律可知控制电路中的电流变大，电磁铁的磁性增强，将衔铁吸下，灯L2所在电路接通，则抢跑指示灯L2亮。 【强化训练4】电磁继电器是利用________________来工作的，它可以用低电压、弱电流的控制电路去控制________、________的工作电路，还可以实现__________和________的目的。 【答案】电流的磁效应　高电压　强电流　自动控制　远程控制 【强化训练5】如图所示是消防应急灯的电路图，工作原理是：外部电路为220 V交流电，当其正常时，两盏标有“6 V”灯泡不发光；外部电路停电时，两盏标有“6 V”灯泡都能正常发光。请完成电路连接。 【答案】 【解析】将两个灯泡并联，电磁继电器的作用相当于一个开关，用来控制应急灯的通断；因为当外部电路停电时，电磁铁失去磁性，衔铁在弹簧的拉力作用下回到上面的位置，与上面的触点接触，此时，应急灯所在电路应该接通，因此，两灯泡应该与上面的触点连接。 【题型5】磁悬浮列车 【典例】磁悬浮列车是现代高科技的应用，下列说法不正确的是(　　) A.通过列车底部与上方轨道间的同名磁极相互排斥，使列车悬浮 B.为产生极强的磁性使列车悬浮，制作电磁铁的线圈宜选择超导材料 C.由于列车在悬浮状态下行驶，因而一定做匀速直线运动 D.列车悬浮行驶时，车体与轨道间无阻力、无震动，运动平稳 【答案】C 【解析】磁悬浮列车是现代高科技的应用，它的工作原理是同名磁极相互排斥；列车悬浮行驶时，车体与轨道间有空隙，所以无阻力、无震动，运动平稳；产生极强的磁性使列车悬浮，制作电磁铁的线圈宜选择超导材料，因为超导材料无电阻，不会产生电流的热效应．故A、B、D不符合题意。 【强化训练1】如图是“追风者”磁悬浮列车悬浮原理的示意图．该列车通过磁体之间的相互作用，悬浮在轨道上方，以提高运行速度，这里的相互作用是指(　　) A.异名磁极相互吸引 B.同名磁极相互吸引 C.异名磁极相互排斥 D.同名磁极相互排斥 【答案】A 【解析】同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引；据图可知，“追风者”磁悬浮列车悬浮是靠异名磁极相吸的原理工作的。 【强化训练2】磁悬浮列车是利用________磁极相互________的原理来实现悬浮的。 【答案】同名　排斥 【解析】磁悬浮列车的目的是：减小车和轨道之间的摩擦，提高车速．所以利用同名磁极相互排斥，使列车微微离开轨道，减小了摩擦。 【强化训练3】请你说说磁悬浮列车具有哪些优点？________________________. 【答案】高速、舒适、无噪声、无污染、低能耗等 【解析】磁悬浮列车的原理是同名磁极相互排斥，使列车和轨道的接触面分离，减小摩擦力，所以具有：高速、舒适、无噪声、无污染、低能耗等优点。 【强化训练4】如图甲所示为一款磁浮地球仪，在地球仪中心有一块竖直放置的条形磁铁受到蹄型电磁铁的作用而静止在空中。条形磁铁上端受吸引力，下端受排斥力。请在图乙的括号中标出蹄型电磁铁上端的磁极和电源下端的极性。 【答案】见解题图 【解析】由图可知，条形磁铁的上端为N极，下端为S极，条形磁铁上端受吸引力，下端受排斥力，跟同名磁极相互排斥、异名磁极相互吸引可知，蹄形电磁铁上端的磁极为S极，下端为S极；蹄形磁铁下端的磁极为S极，根据安培定则可知，电流从电磁铁的右端流入，所以电源的下端为正极；如图所示 【强化训练5】如图所示，是上海磁悬浮列车的悬浮原理．请在右侧放大的图中画出轨道下方的车厢线圈的绕线． 【答案】 【解析】磁悬浮列车的工作原理是：同名磁极相互排斥或异名磁极相互吸引，本题中是T形轨道，利用的是异名磁极相互吸引的原理，条形磁铁的下端是N极，所以电磁铁的上端是S极。 【题型6】电磁铁其他应用 【典例】如图所示是智能扶手电梯工作原理图，其中R是压敏电阻，当有人乘梯时，压敏电阻受压阻值变化，从而改变线圈中电流，引起电磁铁磁性强弱变化，使得电磁继电器动触点的位置变动，电动机转速加快；当没有人乘梯时，电动机转速减慢减少耗电。下列选项正确的是(　　) A.当有乘客站在电梯上时，R的阻值减小    B.当有乘客站在电梯上时，衔铁上的动触点与触点1接触 C.若适当减小R1的阻值，可减小无乘客时电动机消耗的电功 D.当有乘客站在电梯上时，电磁铁线圈的耗电功率变小 【答案】A 【解析】当有乘客站在电梯上时，压力增大，R的阻值减小，电流变大，电梯运行速度加快，故A正确； 当有乘客站在电梯上时，衔铁上的动触点与触点2接触，故B错误； 若适当减小R1的阻值，根据t可知：可增大无乘客时电动机消耗的电功，故C错误； 当有乘客站在电梯上时，控制电路中的电阻减小，电流增大，根据P＝I2R可知：电磁铁线圈的耗电功率变大，故D错误。 【强化训练1】如图所示是一种温度自动报警器的原理图。当温度达到92℃时，关于该报警器，下列说法正确的是(　　) A.红灯不亮，电铃不响    B.绿灯不亮，电铃不响    C.红灯亮，同时电铃响    D.绿灯亮，同时电铃响 【答案】A 【解析】由图知，金属丝下端所指示的温度为95℃，当温度达到92℃时，玻璃泡中的水银膨胀，水银柱会上升到92℃，但此时水银与金属丝的下端没有接触，则控制电路是断开的，电磁铁无磁性，衔铁上的动触点与上方静触点接触，所以，由图可知此时绿灯亮，且红灯不亮、电铃不响。 【强化训练2】电动自行车因快捷、经济等优点深受大家喜爱，但超速行驶极易发生交通事故。小明为电动车设计了一个简单的超速报警电路，如图甲所示，它由“传感电路”、“执行电路”组成。传感电路电源电压为12V，R是电阻箱，Rp为可变电阻，电磁铁线圈电阻不计，图乙是Rp的阻值与车速关系的图像。当传感电路工作时，电磁铁上端为 　  　 极；若通过电磁铁电流必须等于或大于1.2A时，才能启动报警，小明设定速度为30km/h时红灯亮，执行报警，则电阻箱的阻值至少应调到 　  　 Ω；为了提高骑行安全，需要速度更小时就能启动报警，可采取的方法是 　         　 。 【答案】N　4　减小电阻箱阻值 【解析】由图甲可知，通电螺线管内电流向右，由右手定则可知，电磁铁上端为N极； 由图乙可知，当速度为30km/h时，可变电阻RP＝6Ω，由欧姆定律可得R总10Ω，所以R＝R总﹣Rp＝10Ω﹣6Ω＝4Ω； 速度越小，Rp电阻值越大，在其他条件不变时，总电阻不变，因此需要减小电阻箱阻值，速度更小时就能启动报警。 【强化训练3】如图甲所示为一种电加热恒温箱的简化工作原理电路图。工作电路由电压U0＝220V的电源和阻值为R0＝88Ω的电热丝组成。控制电路是由电压U1＝8V的电源、开关、电磁继电器(线圈电阻不计)、电阻箱R1(取值范围为0～140Ω)和热敏电阻Rt组成的，热敏电阻Rt的阻值随温度变化的关系如图乙所示。当控制电路的电流达到50mA时，衔铁才吸合，从而切断右边工作电路，停止加热。 (1)由图乙可知热敏电阻Rt的阻值随温度的升高而 　   　 (选填“增大”“减小”或“不变”)。 (2)工作电路中电热丝R0工作时的电流是 　 　 A，工作10min产生的热量是 　 　 J。 (3)如果恒温箱的温度设定为80℃，那么电阻箱R1应取多大阻值？ (4)该恒温箱可设定的最高温度是多少？ 【答案】(1)减小　(2)2.5　3.3×105 (3)100Ω (4)170℃ 【解析】(1)由图乙可知热敏电阻Rt的阻值随温度的升高而减小； (2)工作电流中正常工作时的电流 工作10min产生的热量Q＝IUt＝2.5A×220V×10×60s＝3.3×105J (3)由图乙可知，当恒温箱温度设为80℃时，热敏电阻Rt＝60Ω 控制电路电流 I＝50mA＝0.05A 时，衔铁吸合， 电阻箱R1应取的阻值：R1＝R总﹣Rt＝160Ω﹣60Ω＝100Ω (4)当Rt＝140Ω时，Rt＝160Ω﹣140Ω＝20Ω，Rt电阻最小，温度最高，由图乙可知，此 时温度最高为170℃。 【强化训练4】在跨学科实践课上，制作一个简易空气质量检测仪。如图乙所示的空气质量检测仪的电路，其中定值电阻R0＝20Ω，电源电压U恒为6V不变，用电流表示数表示对应空气质量指数；闭合开关S，当电流表示数为0.15A时，电路报警，此时电磁铁把衔铁B吸下来，净化系统开始工作，电磁铁中线圈的电阻不计。气敏电阻值R随空气质量指数K的关系如图甲所示： (1)当空气质量指数K为50时，电阻R0两端的电压； (2)当电路报警时，气敏电阻R的电功率； (3)若想让仪器检测更加灵敏，使空气质量指数K为150时电路就报警，请提出合理化建议(通过计算说明)。 【答案】解：(1)由图乙知，控制电路为定值电阻和气敏电阻组成的串联电路，电流表测量控制电路的电流。闭合开关S后，由图甲知当空气质量指数K＝50时，气敏电阻R的阻值为100Ω，根据串联分压规律可得 代入数值得 解得U0＝1V。 (2)当电流表示数为0.15A时，电路报警，电路中的总电阻为 所以气敏电阻接入电路中的阻值为R′＝R总﹣R0＝40Ω﹣20Ω＝20Ω， 此时气敏电阻R消耗的功率为P＝I2R′＝(0.15A)2×20Ω＝0.45W。 (3)使空气质量指数K为150时，气敏电阻接入电路的阻值为R′′＝30Ω，电路报警电流不变，仍为0.15A，则此时电路中的总电阻仍为40Ω，所以R0接入的阻值为R0′＝R总﹣R′′＝40Ω﹣30Ω＝10Ω，所以可以将定值电阻R0换成10Ω的。如果不更换电阻，需电路报警电流不变，仍为0.15A，则电源电压为U＝I(R0+R′′)＝0.15A×(20Ω+30Ω)＝7.5V，所以也可以将电源电压调为7.5V。 学科网（北京）股份有限公司 $