20.3 电磁铁 电磁继电器 同步练习-2025-2026学年人教版物理九年级全一册

20.3电磁铁电磁继电器 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．电磁继电器在电路中相当于（   ） A．电源 B．开关 C．用电器 D．导线 2．物理兴趣小组在老师的指导下设计了如图所示的天然气泄漏报警电路，电源电压恒定不变，为可调电阻，为气敏电阻，其阻值随天然气浓度的增大而减小。天然气无泄漏时指示灯发光；天然气泄漏时，蜂鸣器报警。下列判断正确的是（   ） A．当蜂鸣器报警时，灯泡同时发光 B．若控制电路电压降低，报警浓度将减小 C．若要调低报警浓度，可调大的阻值 D．天然气浓度增大，电磁铁磁性将增强 3．小庆为禽蛋孵化箱设计了如图甲所示的温控装置。其中R为热敏电阻，其阻值随温度变化的曲线如图乙所示。已知电磁继电器的线圈电阻为，左侧控制电路的电源电压为。当继电器线圈中的电流大于或等于时，继电器的衔铁被吸下，右侧工作电路就断开。下列说法正确的是（　　） A．R的阻值随温度的升高而增大 B．当温度为时，通过控制电路中的电流为 C．该装置可将温度控制在以下 D．用超导体制作电热丝可大大提高它的发热功率 4．如图所示是物理兴趣小组同学设计的太阳能路灯的原理图，图中，甲和乙一个是太阳能电池板，一个是路灯，R为光敏电阻，其电阻大小与光照强度关系如图所示；白天太阳能电池板为蓄电池充电，夜晚蓄电池为电灯供电。下列说法正确的是（　　） A．电磁铁通电后，周围的磁场和磁感线都是真实存在的 B．衔铁可以选用任何金属材料制作 C．甲是太阳能电池板，乙是路灯 D．电磁铁的磁性白天强，晚上弱 5．2025年12月1日起，成都正式实施电动车管理新规，只允许新国标电动自行车上路，要求车速不超过25km/h。如图所示是某品牌电动自行车的简化电路图，当电动机转速超过规定值，电铃会自动报警。下列说法正确的是（　　） A．旋钮OP绕O点顺时针转动，变阻器R接入电阻变大，电动机转速变快 B．触头F需被电磁铁吸引且保证导电，材质应选用密度小且耐腐蚀的铝 C．电动机转速较低时，电铃不报警，是因为电磁铁E没有磁性 D．闭合开关S后，根据安培定则可以判断电磁铁E的右端为N极 6．如图所示，A是悬挂在弹簧测力计下的条形磁铁，B是螺线管。闭合开关S，待弹簧测力计示数稳定后，将变阻器R的滑片缓慢向左滑动，在此过程中下列说法不正确的是（　　） A．弹簧测力计示数变大 B．电磁铁上端为N极 C．电压表示数变大，电流表示数变小 D．电压表示数变小，电流表示数变大 7．电与磁是紧密联系的，下列说法正确的是（　　） A．铁和铝都能够被磁体吸引 B．磁感线是磁体周围真实存在的曲线 C．电磁继电器应用电磁感应的原理 D．奥斯特实验说明电流的周围存在着磁场 8．如图是一种水位自动报警器原理图，关于它的工作原理，下列说法正确的是（　　） A．水位升高到金属块A时，绿灯亮 B．红灯亮时，电磁铁有磁性 C．水位到达金属块A时，电磁铁上端为S极 D．为使报警器在更高的水位能报警，可以下降A的高度 9．如图是物理兴趣小组设计的“温度自动报警器”的电路图，图中金属丝下端与95℃刻度线对齐。下列说法正确的是（    ） A．图中的A是电磁铁，通电后电磁铁的上方是S极 B．控制电路电源的正、负极对调后不会影响自动报警器工作 C．该液体温度计使用水银的主要原因是水银的密度很大 D．如果要降低报警温度，需要将金属丝往上提 10．学校安装了一款能根据光照强度实现自动控制的“智能照明灯”，电路如图所示。电源电压保持不变，为定值电阻，为光敏电阻，其阻值随光照强度增大而减小。闭合开关S，当光照强度减小时，下列说法正确的是（   ） A．灯泡一定发光 B．电磁铁磁性增强 C．电压表示数增大 D．通过的电流减小 二、填空题 11．如图甲是一款消防应急照明灯。当外部电路有电时应急灯不亮，停电时应急灯正常发光。 (1)某同学想知道消防应急照明灯的两个灯泡是怎样连接的，他将消防应急照明灯中的任意一个灯泡取下，另一个灯泡______，则消防应急灯的两个灯泡是并联的。 (2)该同学尝试用电磁继电器设计了一个应急灯工作原理图，电磁继电器相当于一个______选填“开关”或“电源”，他在设计时因为粗心丢了一根导线，如图乙所示，C点应该和触点______选填“A”或“B”相连。 12．如图所示，闭合开关，当滑片P向右移动的过程中，可以观察到左边弹簧将_____，右边弹簧将_____（两空选填“伸长”“缩短”“不变”）。 13．如图所示是一种温度自动报警器的原理图。制作温度计时，在玻璃管的两端分别封入一段金属丝。电池的两极分别与金属丝相连，当温度达到与电池正极相连的金属丝下端所指的温度时，电铃就响起来，发出报警信号。 (1)应选用_______ （填“水”“煤油”或“水银”）温度计。 (2)当温度达到 ______℃时电铃响。此时电磁铁右端是________ （ 填 “N”或 “S”）极 。 14．在“探究影响电磁铁磁性强弱的因素”实验中，采用的主要研究方法是_________法和转换法。实验表明，通过电磁铁的电流越大，线圈的匝数越多，电磁铁的磁性就越_________。 15．如图甲所示的磁悬浮盆景，盆底有一个永磁体，底座内部有一个金属线圈，周围产生 _______ 。如图乙是通电线圈的工作电路图，通电后，电磁铁的上端为 _____ 极；由于磁极相对，利用同名磁极相互 _______ 的规律，盆景就会悬浮在底座上方。 三、实验题 16．电与磁之间存在着相互联系，彰显物理现象的对称、统一之美。 (1)如图甲所示，利用干电池、导线和小磁针进行实验。通电后小磁针发生偏转，断电后小磁针复位，实验表明__________。 (2)如图乙所示，将直导线绕成螺线管形状，将其安装在有机玻璃板上，连入电路。在硬纸板上均匀地撒满铁屑，螺线管周围放置若干枚小磁针。 ①闭合开关，轻敲玻璃板，观察到铁屑的分布情况，发现铁屑的分布情况与__________磁体周围铁屑的分布情况相似。 ②小磁针的作用是指示该点的磁场___________。观察图丙中小磁针的指向，可知螺线管的右端是_________（选填“N”或“S”）极。接下来将电源的正、负极对调，这是为了进一步判断通电螺线管的极性与______________的关系。 (3)在螺线管中插入软铁棒，可以制成电磁铁。下列设备中没有用到电磁铁的是（　　）（填字母）。 A．电磁继电器 B．电磁起重机 C．电炉 D．电铃 四、综合题 17．小明设计了两组有电动机的实验 (1)①按照图1，在图2中用笔画线代替接线，连接实物，要求滑动变阻器的滑片向左移，其接入电路的电阻变小；______ ②闭合图1电路开关，调节滑动变阻器，发现电动机不转动。用电压表测得B、D和B、C间的电压一样（如图3），而A、B间电压为0，则可能是：______（选填“A、B”“B、C”或“C、D”）间断路； ③图3读数为______； (2)①在图4中用笔画线完成电路的连接。使得：当室温高于30℃时，温控开关闭合，电磁继电器B、C触点接通（实现开关控制的功能），电动机工作且发光；______ ②若将电源1正负极接反而其它正常连接，是否影响电路工作？______（选填“是”“否”）。 18．图甲是能设定加热温度的家用空气炸锅的简化电路图。它是通过电热丝来加热空气，从而加热食物。 (1)空气炸锅内有的空气，将这些空气从20℃加热到220℃需要吸收多少热量？[取] (2)工作电路中，电热丝与指示灯支路并联。已知的额定电压为220V，额定功率为1210W。正常工作时，工作电路的总电流为5.55A，此时指示灯支路消耗的功率是多少？ (3)在控制电路中，电源电压恒为3V，通过调节变阻器．的阻值来设置加热温度；热敏电阻置于温度监测区域，其阻值随温度变化的关系如图乙所示。当设定加热温度为某一温度时，闭合开关S，工作电路接通，开始加热；当控制电磁铁线圈中的电流时，衔铁被弹起，停止加热。已知该设置温度下的阻值为，电磁铁线圈电阻不计，则设定的加热温度是多少？ (4)若要提高空气炸锅设定的加热温度，请写出一种简便可行的方法。 19．实验小组为学校食堂设计了一个可控制温度的自动装置，其简化的工作电路如图所示。R1、R2是加热电阻，R1的阻值为44Ω，R是变阻器，电磁铁线圈电阻为0.5Ω。温差电源的热点探头放在加热炉内，冷点探头放在20℃的恒温箱中。装置接入220V的电路中，闭合开关S1、S2，衔铁与触点A接触，加热炉处于加热状态；当电磁铁线圈中的电流达到0.01A时，衔铁被吸下与触点B接触，加热炉进入保温状态，保温功率为200W。 (1)加热炉是利用电流的___________效应工作的；加热炉处于保温状态时，R1和R2是___________联的； (2)加热炉处于加热状态时，通过R1的电流； (3)加热炉处于保温状态时，R2的阻值； (4)温差电源提供的电压与两探头间的温度差满足正比例关系U温差=kΔt（k=5×10-5V/℃）。某次测试过程中，当变阻器的阻值调至1Ω时，电热炉可达到的最高温度为多少？ 学科网（北京）股份有限公司 《20.3电磁铁电磁继电器》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 B D C D D D D B B CD 1．B 【详解】电磁继电器的实质是一个间接开关，它可以用低电压、弱电流的控制电路来控制高电压、强电流的工作电路，故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 2．D 【详解】A．天然气泄漏时，蜂鸣器报警，说明电磁继电器的衔铁被吸下，此时工作电路中蜂鸣器接通，灯泡L所在的支路断开，因此灯泡L不发光。故A错误； B．控制电路电压降低时，若要使电磁铁产生足够磁性吸下衔铁（报警），根据欧姆定律，需要更大的电流才能达到吸合阈值。而气敏电阻 的阻值随天然气浓度增大而减小，因此只有当天然气浓度更大时，才能在较低电压下达到所需电流，即报警浓度将增大。故B错误； C．若要调低报警浓度（即天然气浓度较小时就报警），需让气敏电阻R2在阻值较大时，控制电路就能达到吸合电流。根据欧姆定律，可调电阻R1应减小阻值（使总电阻减小，电流易达到阈值），而非调大。故C错误； D．天然气浓度增大时，气敏电阻R2的阻值减小，控制电路的总电阻减小。根据欧姆定律，电源电压恒定，总电阻减小则电流增大。电磁铁的磁性与电流大小有关，电流越大磁性越强，因此电磁铁磁性将增强。故D正确； 故选D。 3．C 【详解】A．从图乙可知，R的阻值随温度升高而减小，故A错误； B．当温度为10° C时，由图乙可知R=500Ω，控制电路中R与R0串联，由欧姆定律可得控制电路中的电流 故B错误； C． 温控装置的工作原理： 温度升高时，R减小，控制电路电流I增大。当 I'≥20mA时，继电器断开工作电路，停止加热。则当控制电路电流I'=20mA 时，总电阻 热敏电阻阻值 由图乙可知，此时温度为40° C，则装置可将温度控制在40°C以下。 故C正确； D． 超导体电阻为0，由焦耳定律可知，电流通过超导体时不能发热。故D错误。 故选C。 4．D 【详解】A．磁感线是用来描述磁场的一些假想曲线，实际上并不存在，故A错误； B．电磁铁通电后有了磁性，需吸引衔铁，所以衔铁要能被磁吸引，一般可以选用铁材料制作，有的金属不能被磁吸引，故B错误； CD．晚上光线较弱，光敏电阻R的阻值较大，由欧姆定律可知，通过电路的电流减小，电磁铁的磁性较弱，衔铁在上部，路灯工作；反之，白天光线强时，光敏电阻R的阻值较小，通过电路的电流变大，电磁铁的磁性强，衔铁在下部，太阳能电池板为蓄电池充电，路灯不工作，故甲是路灯，乙是太阳能电池板，故C错误，D正确。 故选D。 5．D 【详解】A．旋钮OP绕O点顺时针转动，变阻器R接入电路的电阻丝变短，接入电阻变小。 电路中电流变大，电动机两端电压变大，实际功率变大，转速变快。故A错误； B．电磁铁只能吸引铁、钴、镍等磁性材料，铝不是磁性材料，无法被电磁铁吸引，因此触头F不能用铝制作。故B错误； C．电动机转速较低时，电路中电流较小，电磁铁E的磁性较弱（并非没有磁性），无法吸下触头F，电铃电路断开，因此不报警。故C错误； D．闭合开关S后，电流从电磁铁E的左端流入、右端流出。 根据安培定则（右手握住螺线管，四指指向电流方向，大拇指指向N极），可判断电磁铁E的右端为N极。故D正确。 故选D。 6．D 【详解】AB．由电路图可知，电阻R0和滑动变阻器R串联，电流从通电螺线管的下端导线进入，上端导线流出，根据安培定则可知，通电螺线管的上端为N极，同名磁极相互排斥，所以通电螺线管与弹簧测力计上的磁体之间存在斥力，当弹簧测力计示数稳定时，弹簧测力计示数等于磁体的重力与该斥力之差。当变阻器R的滑片缓慢向左滑动时，R电阻增大，则电路中的电流减小，通电螺线管的磁性减弱，斥力减小，弹簧测力计示数变大，故AB正确，不符合题意； CD．由电路图可知，电压表测R两端电压，当变阻器R的滑片缓慢向左滑动时，R电阻增大，电路中的电流减小，则电流表示数变小，根据串联电路中的分压规律可知，R两端电压增大，即电压表示数变大，故C正确，不符合题意；D错误，符合题意。 故选D。 7．D 【详解】A．铁钴镍等金属能够被磁体吸引，铝铜等金属不能被磁体吸引，故A错误； B．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错误； C．电磁继电器是利用通电导体周围存在磁场进行工作的，故C错误； D．奥斯特发现在导体通电时，发现小磁针发生了偏转，说明了电流的周围存在着磁场，故D正确。 故选D。 8．B 【详解】A．当水位升高到金属块A时，控制电路接通，电磁铁产生磁性，吸引衔铁向下运动，使红灯所在电路接通，所以是红灯亮，而不是绿灯亮，故A错误； B．红灯亮时，说明衔铁被吸下，这是因为电磁铁有磁性，所以红灯亮的前提是电磁铁有磁性，故B正确； C．根据安培定则（右手握住螺线管，四指指向电流方向，大拇指指向N极），电流从电磁铁下端流入，上端流出，可判断电磁铁上端为N极，不是S极，故C错误； D．如果下降A的高度，水位在较低时就能接触到金属块A，报警器会在更低的水位报警，而不是更高。若要在更高水位报警，应升高A的高度，故D错误。 故选B。 9．B 【详解】A．图中的A是电磁铁，根据电流的方向，利用安培定则判断出通电后电磁铁的上方是N极，故A错误； B．报警器中的控制电路的电源的正负极对调后会影响电磁铁的极性，不会影响自动报警器工作，故B正确； C．液体温度计使用水银的主要原因是水银导电和热胀冷缩的性质，故C错误； D．若报警温度将降低，报警的温度会降于95摄氏度，上端的金属丝需要向下移，故D错误。 故选B 。 10．CD 【详解】由图知，在控制电路中定值电阻R1和光敏电阻R2串联，电压表测量光敏电阻R2两端的电压。 A．R2的阻值随光照强度的增大而减小，但光照强度减少量未知，无法判断电磁铁状态，灯泡状态不一定，故A错误； BD．已知R2的阻值随光照强度的增大而减小，则当光照强度减少时，R2的阻值变大，电路中的总电阻变大，由欧姆定律可知，电路中电流变小，则通过的电流减小，电磁铁的磁性也减弱，故B错误，D正确； C．已知R2的阻值随光照强度的增大而减小，则当光照强度减少时，R2的阻值变大，根据串联分压的规律可知，R2两端的电压变大，即电压表示数增大，故C正确。 故选CD。 11．(1)正常发光 (2) 开关 B 【详解】（1）根据并联电路的特点，各支路用电器独立工作、互不干扰，故将消防应急照明灯中的任意一个灯泡取下，另一个灯泡正常发光，可以说明两个灯泡是并联的。 （2）[1]电磁继电器的作用是通过控制电路的通断来控制工作电路，相当于一个开关。 [2]题目要求，外部电路有电时应急灯不亮；当外部电路有电时，电磁铁有磁性，吸引衔铁与触点A接触，内部电路断路，此时应急灯不亮；外部电路停电时，电磁铁失去磁性，衔铁与触点B相连，内部电路形成闭合通路，此时应急灯发光，因此C点应和触点B相连，才能实现“有电时灯不亮，停电时灯亮”的效果。 12． 缩短 伸长 【详解】[1]滑动变阻器P向右移动时，接入电路中的电阻变大，电流变小，通电螺线管的磁性将减弱；左边铁棒受到的吸引力减小，弹簧受到的拉力减小，弹簧的伸长量减小，故左边的弹簧会缩短。 [2]如图，电流从右螺线管的上端流入，下端流出，结合螺线管线圈的绕向，利用安培定则可知，螺线管的上端为N极，下端为S极，根据同名磁极相互排斥知道，电磁铁磁性减弱，对磁体的排斥力减小，右端弹簧受到的拉力变大，弹簧的伸长量变大，右端弹簧会伸长。 13．(1)水银 (2) 109 N 【详解】（1）水在标准大气压下的沸点是，由图可知，报警温度为，选用水温度计无法测量；煤油的导电性差，而水银是导体，能使电路导通，故应选用水银温度计。 （2）[1]由图可知，与电池正极相连的金属丝下端所指温度为，当温度达到时，水银柱上升使电路导通，电磁铁产生磁性，将衔铁向左吸，则右边电路构成通路，则电铃响。 [2]根据安培定则，用右手握住螺线管，让四指指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N极。由题意可知，左侧电池左端是正极，电流从电磁铁左端流入，右端流出，所以电磁铁右端是N极。 14． 控制变量 强 【详解】[1]电磁铁磁性的强弱与电流的大小、线圈的匝数等多个因素有关，这种研究两个或两个以上的因素对电磁铁磁性强弱的影响的实验，在物理学中采用控制变量法来实现。 [2]在“探究影响电磁铁磁性强弱的因素”实验中，电磁铁磁性的强弱与电流大小和线圈匝数有关，电磁铁的线圈匝数一定时，通入的电流越大，电磁铁磁性越强；通入电磁铁的电流一定时，线圈匝数越多的电磁铁磁性越强，即通过电磁铁的电流越大，线圈的匝数越多，它的磁性就越强。 15． 磁场 S 排斥 【详解】[1]通电导线周围有磁场，通电金属线圈周围产生磁场。 [2]如图乙是电磁铁的工作电路图，通电后，电流从螺线管上端流入，根据右手螺旋定则，电磁铁的上端为S极； [3]由于磁极相对，利用同名磁极相互排斥的规律，当排斥力与盆景总重力相等时，盆景就会悬浮在底座上方。 16．(1)通电导体周围存在磁场 (2) ①条形 ②方向 N 电流方向 (3)C 【详解】（1） 甲图通电后小磁针偏转，断电后小磁针复位，说明通电导体周围存在磁场； （2）[1]如图乙所示，螺线管周围的磁场分布与条形磁体周围的磁场分布情况相似； [2][3][4]磁场中某点的磁场方向与放入该点的小磁针北极所指的方向一致，则在螺线管周围放置小磁针用于指示磁场的方向；观察图丙中小磁针的指向，发现小磁针北极的指向显示螺线管的磁场方向从右端出发回到左端，由于磁体外部的磁场方向是从N极出发回到S极，则螺线管的右端为N极；对调电源的正负极，电流通过螺线管的方向发生改变，因此是为了探究通电螺线管的极性与电流方向的关系； （3）A．电磁继电器是一种自动控制电路通断的开关，其核心工作部件为电磁铁，故A不符合题意； B．电磁起重机是通过给起重机上的电磁铁通电，使电磁铁产生强磁性，吸附磁性物体，断电后，磁性消失，物体脱离吸附，完成搬运，故B不符合题意； C．电炉是利用电流的热效应工作，未用到电磁铁，故C符合题意； D．电铃通过利用电流通断控制电磁铁磁性有无，从而带动铃锤反复敲击铃碗发声，故D不符合题意。 故选C。 17．(1) B、C 9V (2) 否 【详解】（1）[1]由图1可知，电动机和滑动变阻器串联，要求滑动变阻器的滑片向左移，其接入电路的电阻变小，则变阻器要选择左下接线柱，如图所示： [2]若A、B间断路，用电压表测B、D和B、C间的电压时，电压表的两端都无法与电源相通，均无示数，不符合题意；若B、C间断路，用电压表测B、D和B、C间的电压时，电压表均测电源电压，有示数且相等，测A、B间电压时，电压表的两端无法与电源相通，无示数，符合题意；若C、D间断路，用电压表测B、C间的电压时，电压表的两端无法与电源相通，无示数，不符合题意。所以是B、C间断路。 [3]图3中电压表选用大量程，分度值为0.5V，示数为9V。 （2）[1]依题意可知，电磁继电器B、C触点接通后相当于工作电路的开关，开关要接在火线上，同时可以让电动机和并联，如图所示： [2]若将电源1正负极接反而其它正常连接，当室温高于30℃时，温控开关闭合后仍可以使得电磁铁产生磁性将衔铁吸下来，电磁继电器B、C触点接通（实现开关控制的功能），电动机工作且发光，所以不影响电路工作。 18．(1) (2) (3) (4)减小的阻值 【详解】（1）空气炸锅内有的空气，将这些空气从20℃加热到220℃需要吸收的热量为 （2）工作电路中，电热丝与指示灯支路并联，可得的额定电流 指示灯支路的电流 指示灯支路消耗的功率 （3）当控制电流时，电路的总电阻 热敏电阻 根据乙图知，设置的加热温度为 （4）若要提高空气炸锅设定的加热温度，据乙图可知，温度越高，热敏电阻的阻值越大，当控制电路中的电流不变时，根据可知，控制电路中的总电阻不变，则可减小的阻值。 19．(1) 热 串 (2)5A (3) (4) 【详解】（1）[1]当电流通过电阻时，电流做功而消耗电能，产生了热量，这种现象叫做电流的热效应，加热炉工作时，电流通过电阻产生热量，利用电流的热效应工作的。 [2]当电磁铁线圈中的电流达到0.01A时，衔铁被吸下与触点B接触，加热炉进入保温状态，此时R1和R2串联。 （2）闭合开关S1、S2，衔铁与触点A接触，加热状态，电路为R1的简单电路，通过R1的电流为 （3）保温状态时，R1与R2串联，电路的总电阻 R2的阻值 （4）电热炉恰好进入保温状态时，温差电源电压为 由U温差=kΔt(k=5×10-5V/℃)可知温差为 电热炉可以达到的最高温度为 学科网（北京）股份有限公司 $