20.3《电磁铁 电磁继电器》 作业设计-2026-2027学年人教版物理九年级

2025-2026学年人教版初中物理9年级下学期：20.3《电磁铁 电磁继电器》练习题 序号 作业目标 对应核心知识 目标层次 典型考查方式 常见易错点 1 认识电磁铁的构造，知道电磁铁是带有铁芯的通电螺线管 电磁铁的概念与构造 了解 识图填空、判断题——指出电磁铁的组成部分及铁芯的作用 铁芯是为增强磁性、使其磁化而设置的，去掉铁芯磁性会明显减弱；电磁铁不是永磁体 2 会用控制变量法探究影响电磁铁磁性强弱的因素（电流大小、线圈匝数） 磁性强弱的探究实验 理解 实验探究题——设计并比较不同条件下电磁铁吸引大头针的数目 比较不同匝数时须控制电流相同（常用串联或调滑动变阻器）；用吸引大头针数目反映磁性强弱 3 理解电磁铁磁性强弱与电流大小、线圈匝数、有无铁芯的关系 磁性强弱与电流、匝数的关系 理解 选择题、简答题——判断电流或匝数变化时磁性如何变化 电流越大磁性越强、匝数越多磁性越强、插入铁芯磁性增强；三者叠加时需分清自变量 4 知道电磁铁的优点：磁性有无、强弱、极性均可控，并能分析其应用 电磁铁的优点与应用 理解 综合题——说明电磁铁磁性可控在电磁起重机、磁悬浮等中的应用 磁性有无由通断电控制，磁性强弱由电流大小和匝数控制，极性由电流方向控制，三方面不可混淆 5 认识电磁继电器的结构和工作原理，会识读其电路图 电磁继电器的结构与原理 理解 电路识图题——辨认控制电路与工作电路、指出衔铁和触点位置 分清低压控制电路与高压工作电路；衔铁被吸下时触点闭合（或断开）要与电路状态对应 6 理解电磁继电器的实质和作用：利用低电压、弱电流控制高电压、强电流，实现远距离与自动控制 电磁继电器的作用 理解 电路分析题——说明电磁继电器如何实现自动/远距离控制 控制电路与工作电路是彼此隔离的两条回路，靠电磁铁吸合衔铁间接接通工作电路 7 会分析水位自动报警、温度自动报警等典型电磁继电器应用电路 电磁继电器的典型应用 应用 综合运用题——分析浮子/温度计控制电路如何触发报警 报警条件触发点（水位、温度）与触点通断对应；指示灯与电铃所在工作电路要能准确判断 1.如图是探究“电磁铁的磁性强弱与哪些因素有关”的实验装置，闭合开关（　　） A．通过电磁铁吸引大头针数目的多少来判定其磁性强弱，这种实验方法称为转换法 B．只增大通过线圈的电流，电磁铁吸引的大头针会变多 C．只增多线圈缠绕的匝数，电磁铁吸引的大头针会变多 D．若把铁钉换成钢钉，断开开关后，大头针不会被吸引 2.许多自动控制的电路中都安装有电磁铁。有关电磁铁，下列说法正确的是（　　） A．铁芯使通电电磁铁的磁性增强 B．电磁铁断电后，仍然有很强的磁性 C．电磁铁的铁芯可以用铜棒代替 D．电磁铁是根据电流的热效应制成的 3.如图所示，条形磁铁置于水平桌面上，电磁铁的右端固定，闭合开关S，当滑动变阻器滑片P向左移动时，条形磁铁仍保持静止状态。在此过程中，条形磁铁受到的摩擦力的方向和大小是（　　） A．水平向左，逐渐减小 B．水平向左，逐渐增大 C．水平向右，逐渐增大 D．水平向右，逐渐减小 4.关于电磁铁，下列说法正确的是（　　） A．电磁铁是根据电流的热效应制成的 B．电磁铁中的铁芯可以用铝棒代替 C．电磁起重机中的磁体可以用永磁体 D．相对于永磁体，电磁铁的一个优点是可以控制磁性的有无 5.小明在课外活动实验中，用导线在铁钉上绕成一个线圈，制成一个电磁铁。实验中，他希望获得更强的磁性，于是设计了下列几种方案。其中能实现目的的是（　　） A．增加电池的节数 B．减少线圈的匝数 C．将电源的正、负极对调 D．拔出线圈中的铁钉 6.关于电磁铁，下列说法中不正确的是（　　） A．电磁铁中的铁芯可以用铜棒代替 B．电磁铁是根据电流的磁效应工作的 C．电磁铁通电时有磁性，断电时没有磁性 D．电磁铁是一种非永久磁体 7.如图所示，开关由触点a换接到触点b时，电磁铁的磁性强弱及A端的极性变化情况分别是（两个电源的电压相同）（   ） A．增强，由S极变为N极 B．增强，由N极变为S极 C．减弱，由N极变为S极 D．减弱，由S极变为N极 8.某展览厅为保护展品设置了调光天窗，其电路原理如图所示，图中R0为定值电阻，R为光敏电阻。当外界光照较弱时，自动启动节能灯给予补光；当外界光照较强时启动电动卷帘调整进光量。下列关于光敏电阻节能灯中光敏电阻阻值的判断正确的是（　　） A．阻值不随光照强度的变化而变化 B．阻值随光照强度的增大而增大 C．阻值随光照强度的增大而减小 D．R0在电路中的作用是增强电磁铁的磁性 9.在实践活动中，同学们用一根导线和一枚铁钉制作了一个如图所示的电磁铁。在其周围放一些曲别针，通电后对有关现象分析正确的是（　　） A．铝制的曲别针会被电磁铁吸引 B．电磁铁两端吸引的曲别针比中间吸引的少 C．改变电流方向，可改变电磁铁的磁场方向 D．减少线圈匝数，电磁铁吸引曲别针数量增加 10.全自动洗衣机的进水阀门是由电磁铁控制的，其构造示意图如图所示。线圈通电后产生磁场，对衔铁施加力的作用，使衔铁移动，阀孔打开，水流进洗衣机。下列关于线圈通电后的分析正确的是（　　） A．电磁铁的上端为N极 B．衔铁的材料可能为铜 C．电磁铁的工作原理为电流的磁效应 D．线圈周围不仅产生磁场，同时也产生磁感线 11.某商场新安装了一种智能电梯，如图甲所示。当无乘客乘坐时，电梯以较小的速度运行；当有乘客乘坐时，电梯以较大的速度运行。图乙是其工作原理图，电源电压保持不变，其中M为带动电梯运行的电动机，为定值电阻，R的阻值随其所受压力大小的改变而改变。下列分析正确的是（   ） A．R的阻值随其所受压力的增大而减小 B．减小的阻值，可减小无乘客乘坐时电动机消耗的电功率 C．有乘客乘坐时与无乘客乘坐时相比，相同时间内电磁铁线圈产生的热量较少 D．当有乘客乘坐时，衔铁上的动触点与触点1接触 12.人人可能都遇到过这样的尴尬：超市购物时，购物袋很难搓开。这时我们经常看到会有人在手指上吐一些唾沫或在购物袋上哈一口气然后再搓开，这样做既不卫生又不雅观。小许同学利用电磁继电器（线圈电阻可忽略）设计了一款自动喷水器，只要手指头伸到喷头下面，喷头就会喷水，从而使顾客轻松打开购物袋。这款喷水器用到了红外开关S，当接收到人发出的红外线时，S自动闭合。下列设计合理的是（　　） A． B． C． D． 13.小明在科学拓展课上制作了一个简易喇叭（原理如图）。接通信号源后，电流的方向不断改变，导致线圈的磁极不断变化，通过吸引或排斥磁铁，带动纸盆振动。为改变纸盆振动幅度以调节喇叭响度，下列方法不可行的是（   ） A．改变磁铁的磁极 B．改变电流的大小 C．改变磁铁磁性强弱 D．改变线圈的匝数 14.小明设计了一款“智能门禁”，能检测体温并进行人脸识别，其工作原理为：（1）若体温正常S1闭合，人脸识别成功S2闭合，电动机M工作，警示灯不亮；（2）若体温异常S1不闭合，人脸识别成功S2闭合，电动机M不工作，警示灯亮起；（3）不管体温是否正常，若人脸识别失败S2不闭合，电动机M不工作且警示灯不亮。下列电路设计符合要求的是（　　） A．只有①符合 B．只有②符合 C．①②均符合 D．①②均不符合 15.通电螺线管插入铁芯后，磁性大大增强，其原因是 A．插入铁芯后，铁芯带电的结果 B．插入铁芯后，螺线管中的电流增大了的结果 C．插入铁芯后，铁芯被磁化，铁芯与螺线管共同作用的结果 D．插入铁芯后，螺线管内的空间变小的结果 16．如图所示，是电磁继电器的结构原理图。 (1)AOB相当于一个可以围绕支点_______旋转的杠杆，阻力的施力物体是弹簧、动力的施力物体是_______； (2)闭合开关S后，电磁铁_______磁性→杠杆中_______（选填“AO”或“OB”）部分向下运动→B与_______（选填“红灯”或“电动机”）所在电路的触点接通→_______（选填“红灯”或“电动机”）工作； (3)断开开关S后，电磁铁_______磁性→杠杆中_______（选填“AO”或“OB”）部分在弹簧向下的拉力下向下运动→B与_______（选填“红灯”或“电动机”）所在电路的触点接通→_______（选填“红灯”或“电动机”）工作。 17.如图所示的电路中，为了减弱电磁铁的磁性，可以进行的操作是_______或_______。 18.如图所示的电路当滑动变阻器滑片向右移动时，电磁铁甲、乙吸引大头针的个数______（选填“增加”或“减少”），说明电流越______，电磁铁磁性越弱。 19. 如图所示是直流电铃的原理图，当开关闭合时，电磁铁吸引衔铁，从而使锤敲击铃碗发声，当电流通过电磁铁时，电磁铁的端为______（选填“N”或“S”）极。当小锤敲打铃碗时，电磁铁______（选填“有”或“没有”）磁性。 20.如甲图是家里常用的空气开关，当______（选填“电路电流过大”或“发生漏电”）时，它就会自动切断电路。乙图是某种型号的空气开关简化原理图，当电流流过电磁铁时，电磁铁右端为______极。 21.如图甲为可燃气体浓度报警器的工作原理图，气敏电阻阻值随可燃气体浓度的变化关系如图乙所示。当环境中可燃气体的浓度超过4%的预设报警值时，报警器红灯亮，发出报警信号。已知触发电磁继电器工作的电流为0.2A，滑动变阻器R2的最大阻值为100Ω，线圈A电阻忽略不计。工作电路中的___________（选填“L1”或“L2”）是红灯。控制电路的电源电压可调范围为___________V。 22.电磁继电器的三种核心应用是：①利用低电压（弱电流）控制高电压（强电流）；②远距离操纵与自动控 制；③安全保护与报警功能。 (1)当冰箱内温度升高，温控器检测到变化并接通控制电路，电磁继电器动作，启动压缩机工作；温度达标后自动断开，实现无需人工干预的恒温控制。在这里，利用了电磁继电器的应用_______（填序号）。 (2)在汽车启动系统中，当钥匙点火时，点火开关提供的小电流激活继电器电磁铁，继而接通蓄电池与启动电机之间的大电流电路，带动发动机运转。这避免了驾驶员直接操控强电流带来的安全隐患。在这里，利用了电磁继电器的应用_______（填序号）。 23.电磁起重机是许多场所吊运物品的装备。它的主要部件之一是电磁铁，电磁铁安装在吊车上，通电后吸起大量钢铁，移动到另一个位置后切断电流，钢铁被放下。它利用了通电导线周围存在_______。相对永久磁体，电磁铁具有很多优点，在电磁起重机中，运用的优点是_______。 24.如图所示为车库积水自动报警器原理图，图中A、B位置可以安装电铃或LED灯，要求车库没有积水时，LED灯亮，车库有积水时，电铃响。电磁继电器实质是一种_______（选填“用电器”或“开关”）：电铃应该安装在图中的_______（选填“A”或“B”）位置。 25.工厂中，人们通过按钮控制具有强电流的工作电路，而不会触电，是由于按钮所在的控制电路电流很小。人们通过弱电流的控制电路，来控制强电流的工作电路，这里用到了电磁继电器，电磁继电器的控制电路中的核心元件是_______，它通电时具有磁性。 26.如图所示，小亮用一段“U”形_______（选填“铜棒”“铁棒”或“铅锑合金棒”），绕上线圈制成电磁铁，再用一根细绳将它系在杠杆长臂的顶端做成一个电磁起重机模型。在电磁铁的下面放一些小铁钉，接通直流电源，电磁铁就会吸住小铁钉。为使电磁铁吸引更多的小铁钉，小亮可以_______（写出一种方法即可）。 27.法国科学家阿尔贝·费尔和德国科学家彼得·格林贝格尔由于发现了巨磁电阻（GMR）效应，荣获了2007年诺贝尔物理学奖。巨磁电阻效应是指某些材料的电阻在磁场中急剧减小的现象，这一发现大大提高了磁、电之间信号转换的灵敏度，从而引发了现代硬盘生产的一场革命。下图是说明巨磁电阻特性原理的示意图，图中GMR是巨磁电阻。如果闭合开关S1、S2并使滑片P向左滑动，指示灯亮度会有什么变化? 28.如图所示，请用一个声控开关一个电磁继电器及其他元件设计一个电路，只要我们一拍手就会自动亮灯。 29.如图所示是某物理兴趣小组利用特制水银温度计、电磁继电器、小灯泡、电铃等元件自制的温度自动报警器示意图。 (1)控制电路接通时能吸引衔铁是因为电流具有_______。 (2)当环境温度低于设定的警戒温度时，工作电路中_______（填写元件名称）通电工作。 (3)电磁铁通电后下端是_______极，若衔铁右端受力向下移动距离过小，右侧工作电路未能正常接通，请说出一种改进方法：_______。 30.电磁铁 （1）把导线绕成螺线管，再在螺线管内插入__________，当有电流通过时，它会有较强的__________。我们把这种磁体叫作电磁铁。 （2）探究影响电磁铁磁性强弱的因素 【实验装置】 【实验结论】匝数一定时，通入的电流越大，电磁铁的磁性越__________；电流一定时，外形相同的螺线管，匝数越__________，电磁铁的磁性越强。 （3）电磁铁的优点是：它磁性的有无可由__________来控制，磁性的强弱可由电流的大小来控制，它的磁极可以通过__________来改变。 （4）应用：磁悬浮列车、电磁起重机、电磁继电器、电铃等。 试卷第8页，共10页 试卷第9页，共10页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2025-2026学年人教版初中物理9年级下学期：20.3《电磁铁 电磁继电器》练习题 序号 作业目标 对应核心知识 目标层次 典型考查方式 常见易错点 1 认识电磁铁的构造，知道电磁铁是带有铁芯的通电螺线管 电磁铁的概念与构造 了解 识图填空、判断题——指出电磁铁的组成部分及铁芯的作用 铁芯是为增强磁性、使其磁化而设置的，去掉铁芯磁性会明显减弱；电磁铁不是永磁体 2 会用控制变量法探究影响电磁铁磁性强弱的因素（电流大小、线圈匝数） 磁性强弱的探究实验 理解 实验探究题——设计并比较不同条件下电磁铁吸引大头针的数目 比较不同匝数时须控制电流相同（常用串联或调滑动变阻器）；用吸引大头针数目反映磁性强弱 3 理解电磁铁磁性强弱与电流大小、线圈匝数、有无铁芯的关系 磁性强弱与电流、匝数的关系 理解 选择题、简答题——判断电流或匝数变化时磁性如何变化 电流越大磁性越强、匝数越多磁性越强、插入铁芯磁性增强；三者叠加时需分清自变量 4 知道电磁铁的优点：磁性有无、强弱、极性均可控，并能分析其应用 电磁铁的优点与应用 理解 综合题——说明电磁铁磁性可控在电磁起重机、磁悬浮等中的应用 磁性有无由通断电控制，磁性强弱由电流大小和匝数控制，极性由电流方向控制，三方面不可混淆 5 认识电磁继电器的结构和工作原理，会识读其电路图 电磁继电器的结构与原理 理解 电路识图题——辨认控制电路与工作电路、指出衔铁和触点位置 分清低压控制电路与高压工作电路；衔铁被吸下时触点闭合（或断开）要与电路状态对应 6 理解电磁继电器的实质和作用：利用低电压、弱电流控制高电压、强电流，实现远距离与自动控制 电磁继电器的作用 理解 电路分析题——说明电磁继电器如何实现自动/远距离控制 控制电路与工作电路是彼此隔离的两条回路，靠电磁铁吸合衔铁间接接通工作电路 7 会分析水位自动报警、温度自动报警等典型电磁继电器应用电路 电磁继电器的典型应用 应用 综合运用题——分析浮子/温度计控制电路如何触发报警 报警条件触发点（水位、温度）与触点通断对应；指示灯与电铃所在工作电路要能准确判断 1.如图是探究“电磁铁的磁性强弱与哪些因素有关”的实验装置，闭合开关（　　） A．通过电磁铁吸引大头针数目的多少来判定其磁性强弱，这种实验方法称为转换法 B．只增大通过线圈的电流，电磁铁吸引的大头针会变多 C．只增多线圈缠绕的匝数，电磁铁吸引的大头针会变多 D．若把铁钉换成钢钉，断开开关后，大头针不会被吸引 【答案】D 【详解】A．电磁铁的磁性强弱不能直接观察，通过电磁铁吸引大头针数目的多少来判定其磁性强弱，这种实验方法称为转换法，故A正确，不符合题意； BC．电磁铁磁性强弱与电流和线圈匝数有关，只增大通过线圈的电流，只增多线圈缠绕的匝数，电磁铁吸引的大头针会变多，故BC正确，不符合题意； D．若把铁钉换成钢钉，由于钢被磁化后变为硬磁体，断开开关后，大头针仍会被吸引，故D错误，符合题意。 故选D。 2.许多自动控制的电路中都安装有电磁铁。有关电磁铁，下列说法正确的是（　　） A．铁芯使通电电磁铁的磁性增强 B．电磁铁断电后，仍然有很强的磁性 C．电磁铁的铁芯可以用铜棒代替 D．电磁铁是根据电流的热效应制成的 【答案】A 【详解】A．铁芯插入通电螺线管后，铁芯被磁化，故可以使电磁铁的磁性增强，故A正确； B．电磁铁是利用电流的磁效应原理工作的，通电时有磁性，断电后磁性消失，故B错误； C．由于铜棒不能被电磁铁磁化，故电磁铁的铁芯不能用铜棒代替，故C错误； D．由奥斯特实验可知，通电导体周围存在磁场（即电流具有磁效应），电磁铁就是根据电流的磁效应制成的，故D错误。 故选A。 3.如图所示，条形磁铁置于水平桌面上，电磁铁的右端固定，闭合开关S，当滑动变阻器滑片P向左移动时，条形磁铁仍保持静止状态。在此过程中，条形磁铁受到的摩擦力的方向和大小是（　　） A．水平向左，逐渐减小 B．水平向左，逐渐增大 C．水平向右，逐渐增大 D．水平向右，逐渐减小 【答案】C 【详解】由安培定则可知，螺线管左侧为N极；因同名磁极相互排斥，故条形磁铁所受磁场力向左；因条形磁铁处于平衡状态，即条形磁铁所受摩擦力应与斥力大小相等、方向相反，故摩擦力的方向水平向右；当滑片向左移动时，滑动变阻器接入电阻减小，由欧姆定律得螺线管内的电流增大，则可知螺线管的磁性增强，条形磁铁所受到的排斥力增大；因条形磁铁仍处于平衡状态，所以条形磁铁所受摩擦力也增大。故ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。 4.关于电磁铁，下列说法正确的是（　　） A．电磁铁是根据电流的热效应制成的 B．电磁铁中的铁芯可以用铝棒代替 C．电磁起重机中的磁体可以用永磁体 D．相对于永磁体，电磁铁的一个优点是可以控制磁性的有无 【答案】D 【详解】A．电磁铁是利用了电流的磁效应制成的，故A错误； B．铝棒不能被磁化，因此电磁铁中的铁芯不可以用铝棒代替，故B错误； C．电磁起重机中的磁体在起吊物体时要有磁性吸吊重物，但放下重物必须失去磁性，电磁铁在通电时有磁性，断电时无磁性，能满足起重机的工作需求，因此电磁起重机中的磁体必须用电磁铁，故C错误； D．电磁铁在通电时有磁性，断电时无磁性，即电磁铁的一个优点是可以控制磁性的有无，故D正确。 故选D。 5.小明在课外活动实验中，用导线在铁钉上绕成一个线圈，制成一个电磁铁。实验中，他希望获得更强的磁性，于是设计了下列几种方案。其中能实现目的的是（　　） A．增加电池的节数 B．减少线圈的匝数 C．将电源的正、负极对调 D．拔出线圈中的铁钉 【答案】A 【详解】A．增加电路中电池的节数，可以增大电路中的电流，增强磁性，故A符合题意； B．减少线圈的匝数，可以减弱磁性，故B不符合题意； C．将电源的正负极对调，可以改变电磁铁的极性，但不能改变磁性强弱，故C不符合题意； D．在线圈中拔出铁钉，磁性会减弱，故D不符合题意。 故选A。 6.关于电磁铁，下列说法中不正确的是（　　） A．电磁铁中的铁芯可以用铜棒代替 B．电磁铁是根据电流的磁效应工作的 C．电磁铁通电时有磁性，断电时没有磁性 D．电磁铁是一种非永久磁体 【答案】A 【详解】A．电磁铁的铁芯需用软磁性材料制成，铜不是磁性材料，故不可以用铜棒代替，故A错误，符合题意； B．电磁铁是利用电流的磁效应制成的，故B正确，不符合题意； C．电磁铁通电时，电流的周围存在磁场，所以电磁铁有磁性，断电时没有磁性，故C正确，不符合题意； D．电磁铁不是永久磁铁，它的磁性的有无跟电流的通断有关，故D正确，不符合题意。 故选A。 7.如图所示，开关由触点a换接到触点b时，电磁铁的磁性强弱及A端的极性变化情况分别是（两个电源的电压相同）（   ） A．增强，由S极变为N极 B．增强，由N极变为S极 C．减弱，由N极变为S极 D．减弱，由S极变为N极 【答案】D 【详解】开关接a时，只有螺线管接入电路；接b时，电阻R与螺线管串联，电路总电阻增大，电流减小。根据 “电流越小，电磁铁磁性越弱”，所以磁性减弱。开关接a时，用安培定则（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A端为S极；接b时，电流方向改变，再次用安培定则， A 端变为 N 极。故ABC不符合题意，D符合题意。 故选 D。 8.某展览厅为保护展品设置了调光天窗，其电路原理如图所示，图中R0为定值电阻，R为光敏电阻。当外界光照较弱时，自动启动节能灯给予补光；当外界光照较强时启动电动卷帘调整进光量。下列关于光敏电阻节能灯中光敏电阻阻值的判断正确的是（　　） A．阻值不随光照强度的变化而变化 B．阻值随光照强度的增大而增大 C．阻值随光照强度的增大而减小 D．R0在电路中的作用是增强电磁铁的磁性 【答案】C 【详解】ABC．由题意知，当外界光照较弱时，自动启动节能灯给予补光，说明电磁铁磁性较弱，无法吸引衔铁，即控制电路中的电流较小，根据可知电路中的总电阻变大，光敏电阻的阻值变大，所以光敏电阻R的阻值随光照强度的减弱而增大。 当外界光照较强时启动电动卷帘调整进光量，所以此时电磁铁磁性较强，吸引衔铁，即控制电路中的电流较大，根据可知电路中的总电阻变小，光敏电阻的阻值变小，所以光敏电阻R的阻值随光照强度的增大而减小，故AB错误，C正确； D．由图可知，R0与光敏电阻串联在电路中，当光敏电阻的阻值较小时，R0能起到保护电路的作用，故D错误。 故选C。 9.在实践活动中，同学们用一根导线和一枚铁钉制作了一个如图所示的电磁铁。在其周围放一些曲别针，通电后对有关现象分析正确的是（　　） A．铝制的曲别针会被电磁铁吸引 B．电磁铁两端吸引的曲别针比中间吸引的少 C．改变电流方向，可改变电磁铁的磁场方向 D．减少线圈匝数，电磁铁吸引曲别针数量增加 【答案】C 【详解】A．电磁铁具有吸引铁、钴、镍等磁性材料的性质，而铝不是磁性材料，所以铝制的曲别针不会被电磁铁吸引，故A错误； B．电磁铁的磁场分布与条形磁体相似，两端磁性最强，中间磁性最弱，所以电磁铁两端吸引的曲别针比中间多，故B错误； C．电磁铁的磁场的方向与电流的方向有关，改变电流方向，电磁铁的磁场方向改变，故C正确； D．电磁铁的磁性强弱与线圈匝数有关，在电流和铁芯相同的情况下，线圈匝数越多，磁性越强，吸引曲别针的数量越多，减少线圈匝数，电磁铁磁性减弱，吸引曲别针数量减少，故D错误。 故选C。 10.全自动洗衣机的进水阀门是由电磁铁控制的，其构造示意图如图所示。线圈通电后产生磁场，对衔铁施加力的作用，使衔铁移动，阀孔打开，水流进洗衣机。下列关于线圈通电后的分析正确的是（　　） A．电磁铁的上端为N极 B．衔铁的材料可能为铜 C．电磁铁的工作原理为电流的磁效应 D．线圈周围不仅产生磁场，同时也产生磁感线 【答案】C 【详解】A．由图可知，电流从电磁铁上端流入，从电磁铁下端流出，由安培定则判断，电磁铁的下端为N极，故A错误； B．由于电磁铁能吸引铁钴镍等材质，不能吸引铜材质，所以衔铁的材料不可能为铜，故B错误； C．当电流通过电磁铁的线圈时，会产生磁场，从而使电磁铁具有磁性，所以电磁铁的工作原理为电流的磁效应，故C正确； D．由于磁场是真实存在的，磁感线是为了研究磁场，人为建立的模型，磁感线是不存在的，故D错误。 故选C。 11.某商场新安装了一种智能电梯，如图甲所示。当无乘客乘坐时，电梯以较小的速度运行；当有乘客乘坐时，电梯以较大的速度运行。图乙是其工作原理图，电源电压保持不变，其中M为带动电梯运行的电动机，为定值电阻，R的阻值随其所受压力大小的改变而改变。下列分析正确的是（   ） A．R的阻值随其所受压力的增大而减小 B．减小的阻值，可减小无乘客乘坐时电动机消耗的电功率 C．有乘客乘坐时与无乘客乘坐时相比，相同时间内电磁铁线圈产生的热量较少 D．当有乘客乘坐时，衔铁上的动触点与触点1接触 【答案】A 【详解】AD．当有乘客乘坐时，R受到的压力增大，电梯以较大的速度运行，说明此时电动机工作电流较大，转速较快，分析图乙可知此时衔铁上的动触点与触点2接触，即有乘客乘坐时，电磁铁的磁性增强，吸下衔铁，说明控制电路中的电流变大，由欧姆定律可得，控制电路的总电阻减小，即R的阻值减小，因此R的阻值随所受压力的增大而减小 ，故A正确，D错误； B．当无乘客乘坐时，衔铁上的动触点与触点1接触，电阻R1与电动机串联，减小R1的阻值，由欧姆定律可得工作电路中的电流增大；根据串联电路的分压规律可得，R1分得的电压减小，则电动机分得的电压增大。由P=UI得，电动机消耗的电功率增大，也即减小R1的阻值，无乘客乘坐时电动机消耗的电功率增大，故B错误； C．当有乘客乘坐时，通过电磁铁的电流增大，由于电磁铁线圈的电阻一定，根据Q=I2Rt可得，相同时间内电磁铁线圈产生的热量较多，故C错误。 故选A。 12.人人可能都遇到过这样的尴尬：超市购物时，购物袋很难搓开。这时我们经常看到会有人在手指上吐一些唾沫或在购物袋上哈一口气然后再搓开，这样做既不卫生又不雅观。小许同学利用电磁继电器（线圈电阻可忽略）设计了一款自动喷水器，只要手指头伸到喷头下面，喷头就会喷水，从而使顾客轻松打开购物袋。这款喷水器用到了红外开关S，当接收到人发出的红外线时，S自动闭合。下列设计合理的是（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】A．当接收到人发出的红外线时，S自动闭合，电路中有电流通过，电磁铁产生磁性，吸引衔铁，水箱所在电路处于断路状态，不会有水喷出，故A不符合题意； B．当接收到人发出的红外线时，S自动闭合，电路中有电流通过，电磁铁产生磁性，吸引衔铁，水箱所在电路被接通，处于通路状态，有水喷出，故B符合题意； CD．当接收到人发出的红外线时，S自动闭合，开关与保护电阻并联，此时保护电阻被短路，因线圈电阻可忽略，会引起电源短路，故CD不符合题意。 故选B。 13.小明在科学拓展课上制作了一个简易喇叭（原理如图）。接通信号源后，电流的方向不断改变，导致线圈的磁极不断变化，通过吸引或排斥磁铁，带动纸盆振动。为改变纸盆振动幅度以调节喇叭响度，下列方法不可行的是（   ） A．改变磁铁的磁极 B．改变电流的大小 C．改变磁铁磁性强弱 D．改变线圈的匝数 【答案】A 【详解】由题知，接通信号源后，电流的方向不断改变，导致线圈的磁极不断变化，通过吸引或排斥磁铁，带动纸盆振动发声。 A．改变磁铁的磁极，并不能起到改变磁性强弱的作用，不能改变纸盆振动幅度（即不能调节喇叭响度），所以A方法不可行。故A符合题意； BCD．为改变纸盆振动幅度以调节喇叭响度，可以改变电磁铁的磁性强弱，具体来说可以改变电流大小或改变线圈匝数；还可以改变永磁铁的磁性强弱（如更换永磁铁或充磁），所以BCD都可行。故BCD不符合题意。 故选A。 14.小明设计了一款“智能门禁”，能检测体温并进行人脸识别，其工作原理为：（1）若体温正常S1闭合，人脸识别成功S2闭合，电动机M工作，警示灯不亮；（2）若体温异常S1不闭合，人脸识别成功S2闭合，电动机M不工作，警示灯亮起；（3）不管体温是否正常，若人脸识别失败S2不闭合，电动机M不工作且警示灯不亮。下列电路设计符合要求的是（　　） A．只有①符合 B．只有②符合 C．①②均符合 D．①②均不符合 【答案】A 【详解】图①中，若体温正常开关S1闭合，电磁铁把衔铁吸下，动触点与下面的静触点接触，警示灯断开，人脸识别成功开关S2闭合，电动机M工作（门打开），警示灯不亮；若体温异常S1不闭合，动触点与上面的静触点接触，电动机M断开，人脸识别成功S2闭合，警示灯接通，此时电动机M不工作警示灯亮起；不管体温是否正常，若人脸识别失败S2不闭合，电动机M和警示灯都断开，电动机M不工作且警示灯不亮，图①符合题意； 图②中，若体温正常开关S1闭合，动触点与下面的静触点接触，电动机M接通，不管人脸识别是否成功，电动机M工作（门打开），故②不符合题意。故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 15.通电螺线管插入铁芯后，磁性大大增强，其原因是 A．插入铁芯后，铁芯带电的结果 B．插入铁芯后，螺线管中的电流增大了的结果 C．插入铁芯后，铁芯被磁化，铁芯与螺线管共同作用的结果 D．插入铁芯后，螺线管内的空间变小的结果 【答案】C 【分析】电磁铁磁性强弱跟电流大小、线圈匝数多少和是否有铁芯有关． 在电流和线圈一定时，插入铁芯，铁芯被磁化，由于铁芯和螺线管的共同作用，使通电螺线管的磁性大大增强． 【详解】螺线管插入铁芯，铁芯被磁化，由于铁芯和螺线管的共同作用，使通电螺线管的磁性大大增强． 故选C． 16．如图所示，是电磁继电器的结构原理图。 (1)AOB相当于一个可以围绕支点_______旋转的杠杆，阻力的施力物体是弹簧、动力的施力物体是_______； (2)闭合开关S后，电磁铁_______磁性→杠杆中_______（选填“AO”或“OB”）部分向下运动→B与_______（选填“红灯”或“电动机”）所在电路的触点接通→_______（选填“红灯”或“电动机”）工作； (3)断开开关S后，电磁铁_______磁性→杠杆中_______（选填“AO”或“OB”）部分在弹簧向下的拉力下向下运动→B与_______（选填“红灯”或“电动机”）所在电路的触点接通→_______（选填“红灯”或“电动机”）工作。 【答案】(1) O 电磁铁 (2) 有 OB 电动机 电动机 (3) 没有 AO 红灯 红灯 【详解】（1）观察可知，杠杆AOB在动力和阻力作用下，可以绕O转动，O是支点；让杠杆转动的两个力，分别来自弹簧和电磁铁，若弹簧对杠杆AOB的拉力为阻力，则电磁铁对衔铁的吸引力为动力，施力物体是电磁铁。 （2）闭合开关S后，电磁铁所在的控制电路中有电流通过，电磁铁具有磁性，给衔铁一个吸引力，杠杆中的OB部分向下运动，B与电动机所在电路的触点接通，电动机所在电路为通路，电动机工作。 （3）断开开关S后，电磁铁所在的控制电路中没有电流通过，电磁铁没有磁性，杠杆中的OA部分在弹簧的拉力作用下向下运动，B与红灯所在电路的触点接通，红灯所在电路为通路，红灯工作。 17.如图所示的电路中，为了减弱电磁铁的磁性，可以进行的操作是_______或_______。 【答案】 把开关由a拨到b 把滑动变阻器的滑片向右移动 【详解】电磁铁的磁性强弱和电流大小、线圈匝数有关：电流越小、线圈匝数越少，电磁铁磁性越弱。开关S由a改接b后，接入电路的螺线管线圈匝数减少，因此电磁铁磁性减弱；滑片向右移动后，滑动变阻器接入电路的电阻变大，电路电流减小，因此电磁铁磁性减弱。 18.如图所示的电路当滑动变阻器滑片向右移动时，电磁铁甲、乙吸引大头针的个数______（选填“增加”或“减少”），说明电流越______，电磁铁磁性越弱。 【答案】 减少 小 【详解】[1]滑片向右移动时，滑动变阻器接入电路的电阻变大，电路总电阻变大，电源电压不变，根据欧姆定律可知，电路中的电流变小。 [2]电磁铁磁性强弱与电流大小有关：在线圈匝数不变时，电流越小，电磁铁磁性越弱，所以能吸引的大头针个数减少，因此可得结论：电流越小，电磁铁磁性越弱。 19. 如图所示是直流电铃的原理图，当开关闭合时，电磁铁吸引衔铁，从而使锤敲击铃碗发声，当电流通过电磁铁时，电磁铁的端为______（选填“N”或“S”）极。当小锤敲打铃碗时，电磁铁______（选填“有”或“没有”）磁性。 【答案】 N 没有 【详解】[1]由图可知，电流从左侧电磁铁的下端流入，根据安培定则，电磁铁的A端为N极。 [2]当开关闭合时，电磁铁吸引衔铁，从而使锤敲击铃碗发声。当小锤敲打铃碗时，衔铁被吸下，整个电路断路，电磁铁没有磁性。 20.如甲图是家里常用的空气开关，当______（选填“电路电流过大”或“发生漏电”）时，它就会自动切断电路。乙图是某种型号的空气开关简化原理图，当电流流过电磁铁时，电磁铁右端为______极。 【答案】 电路电流过大 S/南 【详解】[1]空气开关的作用是当电路电流过大时，自动切断电路，保护电路。 [2]根据乙图，电流从电磁铁的左端流入，右端流出。用右手握住电磁铁，四指指向电流的方向，大拇指指向左端，所以电磁铁左端为N极，电磁铁右端为S极。 21.如图甲为可燃气体浓度报警器的工作原理图，气敏电阻阻值随可燃气体浓度的变化关系如图乙所示。当环境中可燃气体的浓度超过4%的预设报警值时，报警器红灯亮，发出报警信号。已知触发电磁继电器工作的电流为0.2A，滑动变阻器R2的最大阻值为100Ω，线圈A电阻忽略不计。工作电路中的___________（选填“L1”或“L2”）是红灯。控制电路的电源电压可调范围为___________V。 【答案】 L2 8~28 【详解】[1]由图乙可知，气体的浓度越高，气敏电阻的阻值越小，报警时，气敏电阻阻值减小，控制电路的电流增大，线圈A的磁性增强，吸引衔铁，亮，所以是红灯。 [2]由图乙可知，可燃气体的浓度为4％时，刚触发报警时控制电路的电流为，当滑动变阻器连入电路的阻值为0时，电源电压最小为 当滑动变阻器连入电路的阻值为100Ω时，电源电压最大为 所以控制电路的电源电压可调范围为8～28V。 22.电磁继电器的三种核心应用是：①利用低电压（弱电流）控制高电压（强电流）；②远距离操纵与自动控 制；③安全保护与报警功能。 (1)当冰箱内温度升高，温控器检测到变化并接通控制电路，电磁继电器动作，启动压缩机工作；温度达标后自动断开，实现无需人工干预的恒温控制。在这里，利用了电磁继电器的应用_______（填序号）。 (2)在汽车启动系统中，当钥匙点火时，点火开关提供的小电流激活继电器电磁铁，继而接通蓄电池与启动电机之间的大电流电路，带动发动机运转。这避免了驾驶员直接操控强电流带来的安全隐患。在这里，利用了电磁继电器的应用_______（填序号）。 【答案】(1)② (2)① 【详解】【小题1】冰箱内的压缩机工作，是由温度变化而自动引起的，利用的应用是“实现远距离操作与自动控制‌”，即应用②。 【小题2】在汽车启动系统中，当钥匙点火时，点火开关提供的小电流激活继电器电磁铁，继而接通蓄电池与启动电机之间的大电流电路，带动发动机运转，这避免了驾驶员直接操控强电流带来的安全隐患，利用的应用是“利用低电压（弱电流）控制高电压（强电流）‌”，即应用①。 23.电磁起重机是许多场所吊运物品的装备。它的主要部件之一是电磁铁，电磁铁安装在吊车上，通电后吸起大量钢铁，移动到另一个位置后切断电流，钢铁被放下。它利用了通电导线周围存在_______。相对永久磁体，电磁铁具有很多优点，在电磁起重机中，运用的优点是_______。 【答案】 磁场 磁性有无可由通断电来控制 【详解】电磁铁利用了通电导线周围存在磁场的原理；电磁起重机通电后吸起大量钢铁，断电后把钢铁放下，用到了电磁铁的优点是“磁性有无可由通断电来控制”。 24.如图所示为车库积水自动报警器原理图，图中A、B位置可以安装电铃或LED灯，要求车库没有积水时，LED灯亮，车库有积水时，电铃响。电磁继电器实质是一种_______（选填“用电器”或“开关”）：电铃应该安装在图中的_______（选填“A”或“B”）位置。 【答案】 开关 B 【详解】电磁继电器通过控制电路的通断来接通或断开工作电路，它在电路中起接通和断开电路的作用，因此实质是开关。 车库有积水时，左侧控制电路接通，电磁铁通电，电磁铁会具有磁性，能吸引衔铁，使得B的电路接通，电铃发出声音，所以电铃应安装在图中的B位置。 25.工厂中，人们通过按钮控制具有强电流的工作电路，而不会触电，是由于按钮所在的控制电路电流很小。人们通过弱电流的控制电路，来控制强电流的工作电路，这里用到了电磁继电器，电磁继电器的控制电路中的核心元件是_______，它通电时具有磁性。 【答案】电磁铁 【详解】电磁继电器是利用控制电路的通断，来间接控制大功率工作电路的开关装置，其控制电路的核心元件是电磁铁，电磁铁通电时具有磁性，断电时磁性消失，以此带动衔铁动作，实现对强电流工作电路的通断控制。 26.如图所示，小亮用一段“U”形_______（选填“铜棒”“铁棒”或“铅锑合金棒”），绕上线圈制成电磁铁，再用一根细绳将它系在杠杆长臂的顶端做成一个电磁起重机模型。在电磁铁的下面放一些小铁钉，接通直流电源，电磁铁就会吸住小铁钉。为使电磁铁吸引更多的小铁钉，小亮可以_______（写出一种方法即可）。 【答案】 铁棒 增大电流/或增加线圈的匝数 【详解】线圈通电后有磁性，铁容易被磁化，被磁化后具有磁性，可以增加线圈的磁性；铜棒和铅锑合金棒不能被磁化，不能制作电磁铁的磁芯。为使电磁铁吸引更多的小铁钉，需要增大磁性，小亮可以增大电流或增加线圈的匝数。 27.法国科学家阿尔贝·费尔和德国科学家彼得·格林贝格尔由于发现了巨磁电阻（GMR）效应，荣获了2007年诺贝尔物理学奖。巨磁电阻效应是指某些材料的电阻在磁场中急剧减小的现象，这一发现大大提高了磁、电之间信号转换的灵敏度，从而引发了现代硬盘生产的一场革命。下图是说明巨磁电阻特性原理的示意图，图中GMR是巨磁电阻。如果闭合开关S1、S2并使滑片P向左滑动，指示灯亮度会有什么变化? 【答案】闭合开关、并使滑片P向左滑动，左侧电路中接入的电阻变小、电流变大、电磁铁磁性增强，GMR电阻随之减小，工作电路中电流变大，指示灯变亮。 【详解】闭合、后，滑片P向左滑动，滑动变阻器接入电路的阻值减小，电源电压不变，根据欧姆定律，控制电路的电流增大，电磁铁的磁性增强； 根据巨磁电阻效应，磁场越强，巨磁电阻阻值越小，因此巨磁电阻GMR的阻值急剧减小； GMR与指示灯串联，GMR阻值减小后，工作电路总电阻减小，电源电压不变，根据欧姆定律，工作电路的电流增大； 指示灯电阻不变，由可知，指示灯实际功率增大，因此指示灯亮度变亮。 28.如图所示，请用一个声控开关一个电磁继电器及其他元件设计一个电路，只要我们一拍手就会自动亮灯。 【答案】 【详解】声控开关在检测到拍手声音时会闭合，允许电流通过。将声控开关与电磁继电器的线圈、电源相连，当拍手触发声控开关闭合时，控制电路通电，电磁继电器线圈产生磁性；同时将电磁继电器的常开触点与灯泡、电源组成工作电路，线圈通电后触点闭合，工作电路接通，灯泡亮起。如图所示： 29.如图所示是某物理兴趣小组利用特制水银温度计、电磁继电器、小灯泡、电铃等元件自制的温度自动报警器示意图。 (1)控制电路接通时能吸引衔铁是因为电流具有_______。 (2)当环境温度低于设定的警戒温度时，工作电路中_______（填写元件名称）通电工作。 (3)电磁铁通电后下端是_______极，若衔铁右端受力向下移动距离过小，右侧工作电路未能正常接通，请说出一种改进方法：_______。 【答案】(1)磁效应 (2)小灯泡 (3) S 增大电源电压/增加电磁铁线圈的匝数/使用弹性较小的弹簧 【详解】（1）控制电路接通时，电磁铁所在电路有电流，电磁铁会产生磁性，能吸引衔铁，这说明电流具有磁效应； （2）当环境温度低于设定的警戒温度时，控制电路是断开的，电路中无电流，衔铁会被拉起，使得工作电路中灯泡接入电路中，灯泡工作； （3）由图可知，电磁铁中的电流是从下端流入，上端流出，根据安培定则可知，电磁铁的上端为N极，下端为S极； 若衔铁右端受力向下移动距离过小，这说明电磁铁的磁性较小，若要增大磁性，可以通过增大电源电压来增大电路中的电流，也可以增加电磁铁线圈的匝数；在电磁铁的吸引力不变的情况下，可以使用弹性较小 的弹簧。 30.电磁铁 （1）把导线绕成螺线管，再在螺线管内插入__________，当有电流通过时，它会有较强的__________。我们把这种磁体叫作电磁铁。 （2）探究影响电磁铁磁性强弱的因素 【实验装置】 【实验结论】匝数一定时，通入的电流越大，电磁铁的磁性越__________；电流一定时，外形相同的螺线管，匝数越__________，电磁铁的磁性越强。 （3）电磁铁的优点是：它磁性的有无可由__________来控制，磁性的强弱可由电流的大小来控制，它的磁极可以通过__________来改变。 （4）应用：磁悬浮列车、电磁起重机、电磁继电器、电铃等。 【答案】 铁芯 磁性 强 多 电路的通断 改变电流方向 【详解】（1）[1][2]把导线绕成螺线管，再在螺线管内插入铁芯，当有电流通过时，铁芯被磁化，就会产生较强的磁性，我们把这种磁体叫作电磁铁（即带有铁芯的螺线管叫做电磁铁）。 （2）[3][4]由图可知，在线圈匝数一定时，通入的电流越大，电磁铁吸引大头针的数量越多，电磁铁的磁性越强；电流一定时，外形相同的螺线管，线圈的匝数越多，电磁铁吸引大头针的数量越多，电磁铁的磁性越强。 （3）[5][6]电磁铁利用电流的磁效应原理工作的，它的优点是：通电时有磁性，断电时磁性消失，故电磁铁磁性的有无可由电路的通断来控制；磁性的强弱可由电流的大小来控制；电流方向改变，它的极性随之发生改变，则电磁铁的磁极可以通过电流方向来改变。 试卷第16页，共17页 试卷第17页，共17页 学科网（北京）股份有限公司 $