第20.3节 电磁铁 电磁继电器（高效培优·讲义）物理新教材人教版九年级全一册

第20.3节 电磁铁 电磁继电器 目录 01 本节导航·目标清单 02 教材精研·内容全解 考点01 电磁铁 考点02 电磁继电器 03 避坑指南·解题通法 角度01 电磁铁的构成、原理与优点 角度02 影响电磁铁磁性强弱的因素 角度03 探究影响电磁铁磁性强弱的因素的实验 角度04 生活中利用电磁铁工作的设备 角度05 电磁继电器的结构、原理与工作示意图 角度06 电磁继电器的常见应用 04 真题闯关·溯源演练 05 课后三阶·精准练习 目标导航 方法指导 1.知道电磁铁的构造（螺线管+铁芯）；理解影响电磁铁磁性强弱的因素：电流大小、线圈匝数、有无铁芯。 2.认识电磁继电器的结构，分清控制电路与工作电路。 3.分析电磁继电器的简单控制工作过程。 1.电磁铁通电有磁性，断电磁性消失；铁芯的作用是增强磁性。 2.实验采用转换法：通过吸引大头针数量反映磁性强弱；控制变量法探究匝数、电流的影响。 3.电磁继电器本质：利用弱电流、低电压控制强电流、高电压的开关；分清衔铁、弹簧、电磁铁触点。 知识导图 考点01 电磁铁 1、电磁铁 电磁铁 用一根导线绕成螺线管，再在螺线管内插入铁芯，当有电流通过时由磁性，没有电流时就失去磁性。我们把这种磁体叫做电磁铁。 电磁铁极性的判断 插入铁芯只是为了增强螺线管的磁性，不会影响通电螺线管的磁极磁性，仍然可以用安培定则来表述电流方向和磁极之间的关系。 影响电磁铁磁性强弱的因素 电磁铁的匝数一定时，线圈中通过的电流越大，电磁铁的磁性越强。 线圈中通过的电流大小一定时，外形相同的线圈，线圈匝数越多，电磁铁的磁性越强。 2、电磁铁的特点 （1）磁性的有无可通过通断电流来控制。 （2）磁极的极性可通过改变电流的方向来实现。 （3）磁性的强弱可通过改变电流大小、线圈的匝数来控制。 3、探究影响电磁铁磁性强弱的因素实验 电磁铁磁性强弱的影响因素：线圈匝数多少、电流大小。 当电流大小一定时，电磁铁的线圈匝数越多，磁性越强；当线圈匝数一定时，通过电磁铁的电流越大，磁性越强。 4、电磁铁的应用：电磁铁在日常生活中有极其广泛的应用．电磁铁是电流磁效应（电生磁）的一个应用，与生活联系紧密，如电磁继电器、电磁起重机、磁悬浮列车等；电磁铁可以分为直流电磁铁和交流电磁铁两大类型。如果按照用途来划分电磁铁，主要可分成以下五种： （1）牵引电磁铁--主要用来牵引机械装置、开启或关闭各种阀门，以执行自动控制任务． （2）起重电磁铁--用作起重装置来吊运钢锭、钢材、铁砂等铁磁性材料． （3）制动电磁铁--主要用于对电动机进行制动以达到准确停车的目的． （4）自动电器的电磁系统--如电磁继电器和接触器的电磁系统、自动开关的电磁脱扣器及操作电磁铁等． （5）其他用途的电磁铁--如磨床的电磁吸盘以及电磁振动器等． 【深化点拨】 1．探究影响电磁铁磁性强弱的因素实验中用到的方法 （1）转换法：电磁铁的磁性无法直接观察，通过它吸引大头针的多少来判断，这里用到的是转换法。 （2）控制变量法：电磁铁的磁性和多个因素有关，在探究中要采用控制变量法。  2．电磁铁的特点解题方法点拨：通电产生电磁的一种装置；在铁芯的外部缠绕与其功率相匹配的导电绕组，这种通有电流的线圈像磁铁一样具有磁性，它也叫做电磁铁，我们通常把它制成条形或蹄形状，以使铁芯更加容易磁化；另外，为了使电磁铁断电立即消磁，我们往往采用消磁较快的软铁或硅钢材料来制做；这样的电磁铁在通电时有磁性，断电后磁就随之消失。 1．电磁铁与普通磁铁的不同之处是（     ） A．磁铁有南北极，电磁铁没有南北极 B．磁铁有磁性，电磁铁没有磁性 C．磁铁能指示南北方向，电磁铁不能指示南北方向 D．磁铁不能改变磁性强弱，电磁铁可以改变磁性强弱 【答案】D 【详解】A．电磁铁通电后存在南北极，故A错误； B．电磁铁通电时具有磁性，故B错误； C．通电的电磁铁处于地磁场中时同样可以指示南北方向，故C错误； D．普通磁铁的磁性强弱不可改变，电磁铁可通过调整电流大小、线圈匝数等改变磁性强弱，故D正确。 故选D。 2．利用身边的器材制作简易电磁弹射小车，用小纸箱自制了一个小车，并将钕磁铁固定在小车的一端。将小车放置在如图所示的位置，闭合开关后小车远离螺线管。请你判断该同学放置的钕磁铁右端是________（填“N”或“S”）极；若要增大小车的弹射距离，请你写出一条可行的措施：________。 【答案】 N 增大电源电压 【详解】由图可知，电流从电磁铁的左端流入，由安培定则可知电磁铁的左端是N极，闭合开关后小车远离螺线管，同名磁极相互排斥，则钕磁铁右端是N极。 需增大小车的弹射距离，可以使电磁铁的磁性增强，因此可采取的改进措施：增大电源电压、增加螺线管线圈匝数、在螺线管内插入铁芯、换用磁性更强的磁体等。 3．在探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”实验中，小明制成简易电磁铁甲、乙，并设计了如图所示的电路。 (1)当滑动变阻器滑片向左移动时，电磁铁甲，乙吸引大头针个数________（选填“增加”或“减少”），说明电流越___________，电磁铁磁性越强； (2)电磁铁吸引的大头针下端分散的原因是__________________________； (3)本实验进行了多次实验，多次实验的目的和下列实验多次实验的目的相同的是___________。 A．伏安法测量定值电阻的阻值 B．探究并联电路电流规律 C．测量小石块的密度 【答案】(1) 增加 大 (2)大头针被磁化后，相邻大头针的下端为同名磁极，同名磁极相互排斥 (3)B 【详解】（1）由图可知，滑片向左移动时，滑动变阻器接入电路的电阻减小，电路中的电流增大，电磁铁的磁性随电流增大而增强，因此吸引大头针的个数增加，说明电流越大，电磁铁磁性越强。 （2）大头针被电磁铁吸引后发生磁化，相邻大头针的下端形成同名磁极；同名磁极相互排斥，所以大头针下端分散。 （3）小明进行了多次实验的目的是寻找普遍规律，避免结论的偶然性。 A．伏安法测量定值电阻时多次测量是为了取平均值以减小误差，故A不符合题意； B．探究并联电路电流规律时多次测量是为了获得多组数据，使结论具有普遍性，故B符合题意； C．测量小石块密度时多次测量通常是为了减小误差，故C不符合题意。 故选B。 考点02 电磁继电器 1、电磁继电器的定义：电磁继电器是利用低电压、弱电流的通断，来间接控制高电压、强电流电路的通断的装置，其实质就是利用电磁铁来控制工作电路的一种开关。含电磁铁的电路称为低压控制电路，被控制的电路称为高压工作电路。 2、电磁继电器的构造及工作原理：电磁继电器的电路包括低压控制电路、高压工作电路两部分。控制电路接通时，电磁铁产生磁性吸下衔铁，动、静触点接触，接通工作电路；控制电路断开时，电磁铁失去磁性，在弹簧作用下释放衔铁，动、静触点分离，工作电路断开。从而通过控制电路的通断来控制工作电路的通断。 3、电磁继电器的应用 远离高电压 利用电磁继电器可以通过控制低压电路通断间接控制高压电路的通断，使人避免高压触电的危险，如大型变电站的高压开关等。 远离有害环境 利用电磁继电器可以使人远离高温、有毒等有害环境，实现远距离控制。如核电站中的开关等。 实现自动控制 在电磁继电器控制电路中接入对温度、压力或光照敏感的元件，利用这些元件操纵控制电路的通断，还可以实现对温度、压力、或光照的自动控制。如水位自动报警器、温度自动报警器等。 4、设计含有电磁继电器的电路图 （1）先把电磁铁所在的低电压、弱电流电路（即低压控制电路）连起来。 （2）高压工作电路中，两个静触点连在不同的电路中，分别对应两种情形．而我们要分析出衔铁不被吸时与动触点接触的静触点、工作电路所处的状态，以及衔铁被吸时与动触点接触的静触点、工作电路所处的状态，将静触点连入对应的工作状态电路中即可。 【深化点拨】 1．电磁继电器的特点 （1）用电磁继电器控制电路的好处：用低电压控制高电压；远距离控制；自动控制。 （2）电磁继电器的主要工作器件是电磁铁，其对衔铁吸引力的变化与电磁铁磁性的变化相同，线圈匝数、电流大小能够改变电磁铁对衔铁的吸引力。 2．设计含有电磁继电器的电路图时，需要遵循一定的步骤和方法：‌明确设计要求‌；分析电磁继电器的原理‌‌；确定工作电路‌；‌连接电路‌。 1．下列不属于电磁继电器的特点的是（　　） A．低压控制高压 B．远程控制 C．改变电压 D．自动化 【答案】C 【详解】A．电磁继电器就是利用低电压低电流去控制高电压高电流的装置，相当于一个开关的作用，故A不符合题意； B．电磁继电器分为控制电路和工作电路两个组成部分，可以实现远程控制，故B不符合题意； C．电磁继电器不能对电压进行调节，它只是起到开关电路的作用，具体的电压需要根据电路设计实现，故C符合题意； D．电磁继电器通过电流的变化，改变电磁铁的吸力，从而实现触点的通断控制，自动调节电路情况实现自动化，故D不符合题意。 故选C。 2．如图所示是某款“照明灯”的电路。其控制电路中，为光敏电阻，其阻值随光照强度而变化。闭合开关S，电磁铁的上端为________极。白天光照强，的阻值较________（选填“大”或“小”），电路中电流较大，衔铁被吸下，灯L将________（选填“发光”或“不发光”）。 【答案】 N 小 不发光 【详解】根据右手螺旋定则，将右手握住螺线管，四指指向电流方向（电流从电磁铁上端流入、下端流出），大拇指指向上端（N极），因此电磁铁上端为N（北）极； 由题意知，白天光照强，电流较大，而电源电压不变，根据欧姆定律可知，总电阻较小，定值电阻不变，因此光敏电阻阻值较小； 当衔铁被吸下后，受控的照明灯电路断开，电路没有接通，因此灯L不发光，符合白天照明灯不需要工作的特点。 3．如图所示是消防应急灯的电路图，工作原理是：外部电路为220V交流电，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”灯泡都能正常发光。请完成电路连接。 【答案】 【详解】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，与触点A接触，此时，应急灯所在电路应该接通，因此，C点应该与触点A连接；如下图： 电磁铁 电磁继电器的综合应用及解题步骤 1.电磁铁的特性：电磁铁的核心优势在于其磁性是可以人为控制的，这是它区别于永磁体的关键。 （1）磁性强弱的影响因素： 电流大小：线圈匝数一定时，电流越大，磁性越强。 线圈匝数：电流一定时，外形相同的螺线管，匝数越多，磁性越强。 有无铁芯：插入铁芯后，磁性会大幅增强（铁芯被磁化，磁场叠加）。 （2）实验方法： 转换法：通过观察电磁铁吸引大头针（或铁钉）数目的多少来判断磁性的强弱。 控制变量法：探究电流影响时，保持匝数不变（串联电路）；探究匝数影响时，保持电流不变。 2.电磁继电器：电磁继电器本质上是一个利用电磁铁来控制工作电路通断的开关。 （1）结构组成：主要由电磁铁、衔铁、弹簧、动触点和静触点组成。 （2）电路区分： 控制电路：由低压电源、开关和电磁铁组成。作用是产生磁性，吸下衔铁。 工作电路：由高压电源、用电器（如电动机、电灯）和触点组成。作用是被控制电路接通或断开。 （3）工作原理：闭合低压开关→电磁铁有磁性→吸下衔铁→动触点与静触点接触→高压工作电路接通。 3.实际应用与极性判断：电磁铁的应用非常广泛，解题时需结合具体场景分析。 （1）常见应用： 电磁起重机：利用通电有磁性吸起钢铁，断电无磁性放下钢铁。 电铃：利用电磁铁断续通电，使小锤不断敲击铃盖。 磁悬浮列车：利用同名磁极相互排斥或异名磁极相互吸引的原理实现悬浮。 （3）极性判断：在分析复杂的电磁继电器或磁悬浮题目时，依然需要运用安培定则来判断电磁铁的N/S极，从而确定受力方向或吸引/排斥状态。 角度01 电磁铁的构成、原理与优点 1．饮料通过吸管被“吸”进嘴里。下列现象中“吸”的物理原理与其相同的是（    ） A．两光滑铅块压紧后“吸”住 B．干手搓开的新塑料袋“吸”在手上 C．电磁铁通电后“吸”引铁钉 D．挤压后的塑料吸盘“吸”在瓷砖上 【答案】D 【详解】A．光滑铅块压紧后“吸”住，原理是分子间存在引力，和大气压无关，故A不符合题意； B．搓开的塑料袋“吸”在手上，原理是摩擦起电后，带电体吸引轻小物体，和大气压无关，故B不符合题意； C．电磁铁“吸”引铁钉，原理是电流的磁效应，利用磁体对铁磁性材料的吸引力，和大气压无关，故C不符合题意； D．挤压后的塑料吸盘“吸”在瓷砖上，挤压排出吸盘内空气后，内部气压小于外界大气压，依靠大气压将吸盘压在瓷砖上，原理和题干相同，故D符合题意。 故选D。 2．目前我国时速600公里的高速磁悬浮列车研制已取得重大技术突破，标志着我国磁悬浮技术已达到世界领先水平。磁悬浮列车是在车厢底部和轨道上分别安装了磁体，使车身在轨道上方几厘米的高度上飞驰，这是通过______方式减小摩擦的，磁悬浮列车中的电磁铁是利用电流的______效应工作的。 【答案】 使接触面分离 磁 【详解】[1]高速磁悬浮技术是根据同名磁极相排斥的原理工作，从而使车体与轨道脱离，减小车轮与轨道之间的摩擦。 [2]车厢底部和轨道上都安装有电磁铁，导体通电后，导体的周围存在磁场，因此电磁铁是利用电流的磁效应工作的。 角度02 影响电磁铁磁性强弱的因素 3．如图甲所示为磁悬浮地球仪，地球仪中有一个磁铁，它的磁场与地磁场分布特点一致；环形底座内部有一可调节磁性大小的电磁铁，其原理如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A．地球仪工作时，球体悬浮在空气中，球体下方是“地磁场”的S极 B．环形底座内部的电磁铁上端为S极 C．向左调节滑动变阻器的滑片，地球仪悬浮的高度增大 D．若悬浮的地球仪受到的外力突然消失，它将掉落在环形底座上 【答案】C 【详解】A．地磁场分布特点为地理北极附近是S极，地理南极附近是N极，地球仪磁场与地磁场一致，故球体下方为N极，故A错误； B．地球仪悬浮，受竖直向下的重力和竖直向上的磁力，二力平衡，故磁力为斥力，同名磁极相互排斥，球体下方为N极，则电磁铁上端为N极，故B错误； C．由图乙可知滑动变阻器接入电路为左半部分，滑片向左移动，接入电阻减小。根据欧姆定律可知，电路电阻减小，电路电流增大，电磁铁磁性增强，对球体斥力增大，地球仪悬浮高度增大，故C正确； D．地球仪悬浮时处于静止状态，若外力突然消失，由牛顿第一定律可知它将保持静止状态，不会掉落，故D错误。 故选C。 4．如图所示，开关S闭合，螺线管B的上端为_________（选填“N”或“S”）极。弹簧测力计示数稳定后，向右移动滑动变阻器的滑片，弹簧测力计的示数将会_________（选填“变大”、“变小”或“不变”）。 【答案】 N 变小 【详解】由图可知电流由螺线管的下方流入，根据安培定则（右手握住螺线管，四指指向电流方向，大拇指所指的那端就是螺线管的N极），可判断出螺线管上端为N极，下端为S极。当向右移动滑动变阻器的滑片时，滑动变阻器接入电路的电阻变小。根据欧姆定律，在电源电压不变的情况下，电路中的电流增大。因为线圈匝数不变，电流越大，螺线管的磁性越强。由于螺线管上端为N极，与条形磁铁的N极是同名磁极，相互排斥。螺线管磁性增强，与条形磁铁之间的斥力增大，所以弹簧测力计的示数变小。 5． 如图所示是几种探究电生磁的实验装置，请回答相关问题。 (1)根据图一可知：小磁针能偏转，说明通电导线周围存在_______，磁场方向跟________方向有关； (2)根据图二可知：通电螺线管外部的磁场与_______磁体的磁场相似。根据图中小磁针的指向，可判断电源的右侧为________（选填“正极”或“负极”）。 (3)根据图三可知：电磁铁磁性的强弱跟_______________有关； 要使图中电磁铁的磁性增强，可以将滑动变阻器的滑片向___________（填“左”或者“右”） 移动。 【答案】(1) 磁场 电流 (2) 条形 正极 (3) 线圈的匝数 左 【详解】（1）从图一可以看到，导线有电流，小磁针能偏转，说明小磁针附近有磁场，即通电导线周围存在磁场。 从图一可以看到，左右两个图，不同的电流方向，小磁针的偏转方向也不一样，说明小磁针周围的磁场方向不一样，即磁场方向跟电流方向有关。 （2）从图二可以看到，通电螺线管周围的小磁针的指向，连成线后，可以发现它和条形磁体的磁场相似。 观察图二中的小磁针，可看到小磁针深色部分为N极，浅色部分为S极，把这些小磁针的指向连成一条线，可看到，磁感线的方向从通电螺线管的右端出来，回到螺线管的左端，即通电螺线管的右端为N极，左端为S极。根据安培定则，可知道，图二中的电流从通电螺线管的右端流入，左端流出，则电源的右侧为正极。 （3）从图三可以看到，闭合开关后，甲、乙两电磁铁串联，则甲、乙电磁铁的电流相等。可看到，甲电磁铁吸引的大头针比乙的多，说明甲电磁铁的磁性较强，甲电磁铁线圈的匝数较多，可知道，电磁铁磁性的强弱跟线圈匝数有关。 影响电磁铁磁性强弱的因素有：电流的大小、线圈的匝数。则要使图中电磁铁的磁性增强，可以尝试增加电路的电流，电路的电阻变小，则可以将滑动变阻器的滑片向左移动。 角度03 探究影响电磁铁磁性强弱的因素的实验 6．如图所示，两个绕有线圈的铁钉串联在电路中，通电以后，吸起了一些大头针。下列说法正确的是（　　） A．此装置可以用来探究电磁感应现象 B．此实验表明磁场对电流有力的作用 C．两个铁钉钉尖的极性相同 D．此装置可以探究电磁铁磁性强弱与电流大小的关系 【答案】D 【详解】ABD．该装置带有滑动变阻器，可以改变电路中的电流大小，保持同一个电磁铁的线圈匝数不变，通过观察吸引大头针的数量，就能探究电磁铁磁性强弱与电流大小的关系，故D正确，AB错误。 C．根据安培定则判断，两个线圈电流方向相反，因此两个铁钉钉尖一个是N极、一个是S极，极性不同，故C错误。 故选D。 7．小阳用导线和大铁钉制作一个电磁铁，电磁铁通电时吸引了一定量的大头针，如图所示。增加导线绕在大铁钉上的圈数，发现电磁铁吸引的大头针的数目增多。请你根据小阳的实验步骤及现象，写出他所探究的问题是：通电螺线管磁性强弱与________的关系，铁钉上方是________极。 【答案】 线圈匝数 S 【详解】[1]实验中，小阳制作电磁铁后，保持其他条件不变，只增加了导线绕在大铁钉上的圈数（即线圈匝数），观察到电磁铁吸引大头针的数目增多，吸引大头针数目增多意味着电磁铁磁性增强，所以探究的是通电螺线管磁性强弱与线圈匝数的关系。 [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。从图中可知电流从螺线管的下端流入，上端流出，用右手握住螺线管，四指顺着电流方向，大拇指向下，所以铁钉上方是S极。 8．在探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”实验中，小冀用电源、滑动变阻器、开关、导线、铁钉以及大头针设计了如图所示的电路。 (1)实验中是通过观察________来判定电磁铁磁性 强弱的。这种探究方法叫作________法； (2)当滑动变阻器的滑片向右移动时，电磁铁吸引大头针的个数会________（选填“增加”或“减少”），说明电磁铁磁性的强弱与________有关； (3)图中甲电磁铁比乙电磁铁磁性强，说明电流一定时，________越多，电磁铁的磁性越强。 【答案】(1) 吸引大头针的个数 转换 (2) 减少 电流大小 (3)线圈匝数 【详解】（1）电磁铁的磁性越强，能够吸引的大头针越多，所以实验中通过观察电磁铁吸引大头针的个数来比较磁性强弱。把不易直接观察的磁性强弱转化为容易观察的大头针个数，这种探究方法是转换法。 （2）滑片向右移动时，滑动变阻器接入电路的电阻变大，电路中的电流变小，电磁铁的磁性变弱，吸引大头针的个数减少，说明电磁铁磁性的强弱与电流大小有关。 （3）图中甲、乙电磁铁串联，通过两电磁铁的电流相同；甲线圈的匝数比乙多，且甲吸引的大头针更多，说明电流一定时，线圈匝数越多，电磁铁的磁性越强。 角度04 生活中利用电磁铁工作的设备 9．电磁铁被广泛应用于生产、生活中，下列产品中没有用到电磁铁的是（　　） A．磁浮列车 B．台灯 C．电铃 D．电磁起重机 【答案】B 【详解】A．磁悬浮列车应用同名磁极相互排斥（或异名磁极相互吸引）的原理，利用的磁体是电磁铁，故A不符合题意； B．台灯是利用将电能转化为光能工作的，没用到电磁铁，故B符合题意； C．电铃在通电时，电磁铁有磁性，吸引衔铁带动小锤敲击铃碗发声，应用了电磁铁的原理，故C不符合题意； D．通电时，电磁铁有电流通过，电磁起重机产生了磁性，吸引钢铁等物质，当电路断开时，电磁铁失去了磁性，把吸引的钢铁物质放下，应用了电磁铁，故D不符合题意。 故选B。 10．智能电磁锁是一种利用电磁原理工作的锁具。当锁具通电时，电磁铁产生________，吸引铁质锁舌，使锁处于锁定状态；当断电时，磁场消失，锁舌在弹簧的作用下复位，锁被打开。某智能电磁锁额定电压12V，线圈电阻6Ω，正常工作时，线圈每秒产生6J的热量，则通过线圈的电流为__________A；线圈正常工作时的电功率为___________W；当电网停电时，备用电池可维持10A·h的供电量，理论上可支持该电磁锁连续工作________h。 【答案】 磁场 1 12 10 【详解】电磁铁是基于电流的磁效应工作的，锁具通电时会产生磁场，从而吸引铁质锁舌实现锁定； 根据焦耳定律可知，智能电磁锁正常工作时通过线圈的电流 线圈正常工作时的电功率 备用电池可支持电磁锁连续工作时长 角度05 电磁继电器的结构、原理与工作示意图 11．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，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．温度达到90℃时，报警器中的灯亮同时铃响 D．报警器中水银温度计和电磁铁串联在电路中 【答案】C 【详解】A．水银是导体，温度升高时体积膨胀上升接触金属丝，利用了水银导电和热胀冷缩的性质，故A正确； B．控制电路接通时电磁铁有电流通过，具有磁性而吸引衔铁，断开时磁性消失衔铁弹回，利用了电磁铁通电有磁性、断电无磁性的特点，故B正确； C．温度达到90℃时，水银接触金属丝，控制电路接通，电磁铁吸引衔铁，动触点与下方静触点接触，电铃所在电路接通铃响，灯所在电路断开灯灭，故C错误； D．由图可知，水银温度计和电磁铁顺次连接在控制电路中，属于串联，故D正确。 本题选择错误的，故选C。 12．如图所示为一种温度报警器的原理图，为热敏电阻，其温度升高时电阻变小。当温度升高时，通过电磁铁的电流________，电磁铁的磁性增强，当衔铁被吸下时________灯亮，发出报警信号。 【答案】 变大 红 【详解】由欧姆定律可知，控制电路电源电压不变，温度升高时总电阻减小，故通过电磁铁的电流变大；电流变大时，电磁铁的磁性增强，当衔铁被吸下时，红灯所在的工作电路接通，故红灯亮。 13．图为科创小组在科学实践活动中设计的饮水机工作原理图，该饮水机具有加热和保温功能。、为加热电阻，为热敏电阻，阻值随温度的变化关系如下表。加热电路电压恒为220V，，加热挡的功率为840W。控制电路电源电压恒为3V，当电流达到0.02 A时衔铁被吸合，不计线圈电阻。 30 40 50 60 70 220 165 130 100 83 (1)衔铁被吸合时，饮水机处于何种状态？ (2)求的阻值。 (3)将滑动变阻器阻值调至时，求设定的最高水温。 (4)请提出提高设定最高水温的一种方案，并说明理由。 【详解】（1）衔铁被吸合后，加热电路中只有接入电路，所在支路断开。根据，电压不变时，接入的电阻越大，功率越小，此时总功率更小，因此饮水机处于保温状态。 （2）加热挡时，与并联。的功率为 的功率为 的阻值为 （3）设定最高水温时，衔铁刚好被吸合，控制电路电流为，。控制电路总电阻为 热敏电阻的阻值为 由表格数据可知，对应的温度为，即设定的最高水温为。 （4）方案：调大滑动变阻器的阻值。理由：由可知，控制电路电源电压和衔铁吸合电流不变时，吸合时总电阻不变；越大，对应的热敏电阻阻值越小，根据随温度升高而减小的规律，可知设定的最高水温越高。（合理即可） 角度06 电磁继电器的常见应用 14．如图所示是某项目化学习小组设计的智能电梯的简化原理图，其中R是压敏电阻，其阻值随压力变化而变化。当电梯上无乘客时，电动机转动较慢，电梯运行速度较慢；当电梯上有乘客时，电动机转动较快，电梯运行速度较快。下列说法正确的是（     ） A．当电梯上有乘客时，衔铁与触点1接触 B．电梯上无乘客时，衔铁与触点2接触 C．电梯上无乘客时，电磁铁的磁性增强 D．电梯上有乘客时，压敏电阻R的阻值减小 【答案】D 【详解】A．当电梯有乘客时，压力增大，电动机转动较快，说明此时工作电路电流变大，电动机没有与串联，衔铁与触点2接触，故A错误； BC．当电梯无乘客时，压力减小，电动机转动较慢，说明此时工作电路电流变小，电动机与串联，衔铁与触点1接触，电磁铁无法吸下衔铁，磁性减弱，故BC错误； D．当电梯有乘客时，衔铁与触点2接触，电磁铁可以吸下衔铁，磁性增强，说明控制电路中电流变大，由可知，压敏电阻的阻值减小，故D正确。 故选D。 15．下图是小华模拟设计的电梯超重报警电路示意图，压敏电阻的阻值随压力的增大而减小；当其受到压力高于某一设定值时，电铃发声报警。闭合开关S，电磁铁的下端为________极，电铃应接在________（选填“AC”或“BD”）之间。 【答案】 N BD 【详解】由图可知，电流从电磁铁的上端流入，下端流出，根据安培定则可知，电磁铁的下端为N极。 电梯间内压力增大时，压敏电阻阻值减小，由欧姆定律可知，电压不变，电阻减小则电流增大，则电磁铁磁性增强，将衔铁吸下，从而使BD接入电路，电铃发声报警，因此应将电铃接在BD间。 16．如图所示是一个利用电磁继电器的温度自动控制装置。当周围环境温度未达到90℃时只有电灯亮，当周围环境温度达到90℃时电磁铁工作，电铃响报警。请你用笔画线将电路补充完整。 【答案】 【详解】依题意：温度 时，电磁铁无磁性，衔铁在弹簧作用下与上方静触点接触，电灯亮；温度达到时，电磁铁有磁性，吸引衔铁与下方静触点接触，电铃响。工作电路中，应将电灯和电铃并联，并分别连接到继电器的上、下两个静触点。电源连接到中间的动触点（衔铁）。当温度低于90℃时，衔铁与上触点接通，电灯亮；当温度达到90℃时，衔铁被电磁铁吸下与下触点接通，电铃响。 【例1】（2026·四川巴中·中考真题）如图是一种温度自动报警器的示意图，在温度计里封入一段金属丝，当温度达到金属丝下端所指温度时，电铃响起，发出报警信号，下列说法不正确的是（     ） A．衔铁可用铜片代替 B．该温度计相当于控制电磁铁的开关 C．温度计的测温液具有热胀冷缩的性质 D．通过电磁铁的电流越大，它的磁性越强 【答案】A 【详解】A．电磁铁只能吸引铁、钴、镍这类物质；铜不能被电磁铁吸引，所以衔铁不能用铜片代替，故A错误； B．温度升高，测温液体上升接触金属丝，左侧控制电路接通；温度下降，电路断开，所以温度计相当于控制电磁铁的开关，故B正确； C．该温度计的测温液依靠热胀冷缩的性质，随温度变化升降来触发控制电路，故C正确； D．电磁铁磁性强弱和电流大小有关，线圈匝数不变时，电流越大，磁性越强，故D正确。 本题选错误的，故选A。 【深化点拨】 （1）考查电磁铁的工作特点，电磁铁只能吸引铁磁性材料，铜等非铁磁性物质不能被电磁铁吸引。 （2）考查电磁继电器的工作原理，分清控制电路与工作电路，认识控制电路当中相当于开关的元件。 （3）考查液体温度计的原理，利用测温液体热胀冷缩的性质来指示温度高低。 （4）考查影响电磁铁磁性强弱的因素，在线圈匝数不变时，电流越大，电磁铁的磁性越强；能够结合自动报警装置分析实际工作过程。 【变式1-1】（2026·河北·中考真题）河北卢龙是“中国甘薯之乡”，当地用甘薯淀粉加工制作粉条，为更好保存产品，成品库中安装一种空气湿度自动报警装置，如图为装置原理图。两个电源电压均不变。控制电路中电磁铁线圈电阻不计，为湿度传感器，其阻值随湿度的增大而减小。工作电路中K为动触点，M、N为静触点，为绿灯，为红灯。当空气湿度增大到某一值时，控制电路中的电磁铁恰能将衔铁吸下来，电铃报警。下列说法正确的是（     ） A．报警时绿灯发光 B．灯丝烧断，自动报警装置不能报警 C．空气湿度减小，控制电路中电磁铁磁性增强 D．空气湿度增大，控制电路消耗的总功率增大 【答案】D 【详解】A．由图可知，报警时电磁铁将衔铁吸下，动触点与静触点接触，工作电路中红灯和电铃接入电路工作，绿灯断开不发光，故A错误； B．由图可知，工作电路中和电铃是并联关系，若灯丝烧断，电铃所在支路仍然是通路，湿度达到报警值时，电磁铁仍可吸下衔铁，电铃正常工作报警，故B错误； C．由图可知，控制电路中，定值电阻与湿度传感器串联，由题意可知，阻值随湿度增大而减小，因此空气湿度减小时，阻值增大，控制电路总电阻增大。控制电路电源电压不变，根据欧姆定律，控制电路电流减小，电磁铁磁性随电流减小而减弱，故C错误； D．空气湿度增大时，阻值减小，控制电路总电阻减小，控制电路电源电压不变，根据总功率公式，不变、减小，因此控制电路消耗的总功率增大，故D正确。 故选D。 【变式1-2】（2026·四川自贡·中考真题）图为某种火警警铃的简化电路图，当开关S闭合时，电磁铁产生磁性吸引衔铁，敲击铃碗发声，火警人员听到的铃声是由__________振动产生的；警铃主要是利用电流的__________工作 【答案】 铃碗 磁效应 【详解】警铃工作时，衔铁敲击铃碗发声，因此铃声是由铃碗振动产生的； 该警铃依靠电磁铁产生磁性来工作，电磁铁是利用电流的磁效应工作的，因此警铃主要利用电流的磁效应工作。 【变式1-3】（2026·云南·中考真题）某小组在参加“美丽乡村建设实践活动”中，设计了如图甲所示的光控路灯简易电路图。控制电路电源电压，光敏电阻的阻值随照度的增大而减小，85~110lx（lx表示照度的单位）照度区间的阻值变化情况如图乙所示。当继电器线圈中电流大于或等于时，衔铁被吸下；当继电器线圈中电流小于或等于时，衔铁被释放，线圈阻值不计。工作电路电源电压，衔铁未被吸下时，触点接通，流过照明灯L的电流为。求： (1)照明灯L工作时的功率； (2)当衔铁恰好被吸下时，光敏电阻的阻值； (3)当衔铁恰好被释放时，光敏电阻受到的照度； (4)若光敏电阻在12h内受到的照度随时间t的变化情况如图丙所示，求这段时间内照明灯消耗的电能。 【详解】（1）照明灯L工作时的功率为 （2）衔铁恰好被吸下时，控制电路中的电流 控制电路电源电压为220V，线圈电阻不计，控制电路总电阻等于光敏电阻阻值，根据欧姆定律可得，光敏电阻的阻值为 （3）衔铁恰好被释放时，控制电路电流为 由欧姆定律得，此时光敏电阻阻值 由乙图可知，对应照度为90lx。 （4）由（2）可知，当衔铁恰好被吸下时，此时照明灯停止工作，由图乙可知此时照度为100lx，由图丙可 知照明灯已工作4h； 由（3）可知，当时，衔铁恰好被释放，照明灯将继续工作，此时照度为901x，由图丙可知照明灯会继续 工作3h； 则在12h内照明灯工作的总时间为 所以这段时间内灯泡消耗的总电能 ⚡基础速刷 1．电磁铁的磁性强弱与下列因素无关的是（　　） A．线圈的匝数 B．电流的大小 C．线圈的材料 D．铁芯的有无 【答案】C 【详解】A．线圈的匝数影响电磁铁磁性的强弱，电流一定时，线圈匝数越多，电磁铁磁性越强，A不符合题意； B．电磁铁一定时，通入电流的大小影响电磁铁的磁性强弱，通入电磁铁的电流越大，电磁铁的磁性越强，B不符合题意； C．线圈的材料不影响电磁铁磁性的强弱，C符合题意； D．铁芯影响电磁铁的磁性强弱，对于确定的电磁铁，通入电流一定时，插入铁芯磁性变强，D不符合题意； 故选 C。 2．家用自动饮水机靠电磁继电器控制进水，关于其工作时说法正确的是（     ） A．电磁继电器周围不存在磁场 B．电磁继电器利用的是电流的热效应 C．电磁继电器利用的是电流的磁效应 D．电磁继电器相当于电源 【答案】C 【详解】A．电磁继电器工作时有磁性，周围存在磁场，故A错误； BC．电磁继电器通电时具有磁性，利用的是电流的磁效应，故B错误，C正确； D．电磁继电器工作时控制电路的通断，相当于开关，故D错误。 故选C。 3．如图中，下列说法不正确的是（　　） A．甲图：说明同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引 B．乙图：司南的勺柄指南方，是因为受到地磁场的作用 C．丙图：磁体外部的磁感线都是从N极出发回到S极 D．丁图：当水位报警器的水位达到警戒水位A金属块时，红灯不亮绿灯亮 【答案】D 【详解】A．异名磁极（N 与 S）相互吸引，同名磁极（N 与 N）相互排斥，正确描述了磁极间的相互作用规律。故A正确； B．司南是古代指南针，勺柄（S 极）指向南方，是因为受到地磁场的作用（地磁北极在地理南极附近，异名磁极相吸）。故B正确； C．磁体外部的磁感线从N极出发，回到S极，这是磁感线的基本规律。故C正确； D．当水位达到警戒水位 A 时，水（导电）接通控制电路，电磁铁产生磁性，吸引衔铁向下，此时红灯所在电路接通、绿灯断开，表现为红灯亮、绿灯不亮。故D错误。 本题选择描述错误的，故选D。 4．公元一世纪初，东汉学者王充在《论衡》中记载：“司南之杓，投之于地，其柢指南”，“柢”即勺柄。“柢”是磁体的___________（选填“N”或“S”）极，“司南”能指南北方向是受___________的作用。我国磁悬浮列车在车厢底部、导轨上均装有线圈，通电后，在磁场作用下将列车浮起，这是利用了___________的原理。 【答案】 S 地磁场 同名磁极相互排斥 【详解】由地磁北极位于地理南极附近，根据异名磁极相互吸引可知，指向南方的勺柄为磁体S极；地球周围存在地磁场，故司南受地磁场作用可指示南北；我国磁悬浮列车在车厢底部和导轨上装有线圈，通电后在磁场作用下将列车浮起，这是利用同名磁极相互排斥的原理，实现悬浮。 5．我国自主研制的某磁悬浮列车运行时，在车辆底部电磁铁中通入电流，这是利用电流周围产生的___________，同时由于___________名磁极相互排斥，使列车悬浮在轨道上方。磁悬浮列车在管道中运行时，管道做成低真空，主要是为了减小列车行驶时所受的___________力，同时在___________减弱了噪声。 【答案】 磁场 同 阻 传播过程中 【详解】[1] 电流具有磁效应，即电流周围会产生磁场，这是电磁铁工作的核心原理。 [2] 磁极间的相互作用规律为：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，磁悬浮列车正是利用同名磁极的排斥力实现悬浮。 [3] 磁悬浮列车悬浮后，轮轨间的摩擦几乎消失，行驶时主要受到空气阻力，低真空环境中空气含量少，能有效减小列车受到的阻力。 [4] 减弱噪声的途径分为在声源处、传播过程中、人耳处减弱三类，低真空环境通过减少声音传播的介质来阻碍噪声传播，属于在传播过程中减弱噪声。 6．在探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”实验中，小明制成简易电磁铁甲、乙，并设计了如图所示的电路。 (1)闭合开关S，当滑动变阻器滑片向左移动时，电磁铁甲、乙吸引大头针的个数增加，说明电流越___________（选填“大”或“小”）。电磁铁磁性越强。“用吸引大头针个数的多少来表示磁性的强弱”这种研究物理问题的方法叫___________。 (2)电磁铁吸的大头针下端分散的原因是大头针被磁化后，___________相斥。 【答案】(1) 大 转换法 (2)同名磁极 【详解】（1）滑片向左移动时，滑动变阻器接入电路的电阻变小，电路总电阻减小，电源电压不变，根据欧姆定律可知电路电流变大，此时电磁铁吸引大头针个数增加，说明电流越大，电磁铁磁性越强。 电磁铁的磁性强弱无法直接肉眼观测，通过吸引大头针的数量多少来间接反映磁性强弱，将不易观察的物理量转换为容易观察的现象，这种研究方法是转换法。 （2）大头针被电磁铁磁化后，远离电磁铁的下端会形成同名磁极，根据磁极间的相互作用规律，同名磁极相互排斥，因此大头针下端会分散开。 🚀能力跃升 7．巨磁电阻（GMR）效应是指某些材料的电阻在磁场中随磁场的增强而急剧减小的现象。如图所示电路，电源电压U不超过指示灯额定电压，GMR是巨磁电阻。闭合开关、，则（     ） A．电磁铁B端是N极 B．向左移动滑片P，电磁铁磁性变弱 C．向左移动滑片P，GMR两端的电压增大 D．向右移动滑片P，指示灯会变暗 【答案】D 【详解】A．电流从电磁铁右端流入，由安培定则可知A端为N极，B端为S极，故A不符合题意； BC．向左移动滑片P，变阻器接入电阻减小，电源电压不变，由欧姆定律可知，左侧电路电流增大，电磁铁磁性变强，磁场增强，GMR电阻减小，在右侧电路中，根据串联电路分压规律可知，GMR两端电压减小，故BC不符合题意； D．向右移动滑片P，滑动变阻器接入电阻变大，左侧电路电流变小，电磁铁磁性变弱，GMR的电阻随磁场减弱而增大；右侧串联电路总电阻变大，电源电压不变，根据欧姆定律，电路电流变小，指示灯的实际功率变小，因此指示灯会变暗，故D符合题意。 故选D。 8．在科技晚会上，小丽给大家展示了一个“听话”的小瓶子，通过调节滑片，就可以让小瓶子上浮、下沉或悬停在水中，它的原理如图所示（磁铁固定在活塞上），闭合开关S后，移动滑片P，使小瓶子悬停在图示位置。对此，以下分析正确的是（      ） A．电磁铁的右端为S极 B．若将滑片P向右移，大瓶子内气压变大 C．小瓶子下沉时，小瓶子中的气体密度变大 D．滑片P向右移时，小瓶瓶口处受到水的压强变大 【答案】C 【详解】A．由图可知，电源右侧为正极，电流从电磁铁右端流入。根据线圈绕向，电流在螺线管正面方向向上，由安培定则可知电磁铁右端为N极，故A错误； B．滑片P向右移，变阻器接入电路的电阻变大，电流变小，电磁铁磁性变弱。电磁铁右端为N极，与磁铁左端N极相互排斥，斥力变小。活塞在内部气压作用下向左移动，气体体积变大，气压变小，故B错误； C．小瓶子下沉时，说明受到的浮力小于重力，水进入小瓶子，瓶内气体体积被压缩变小，气体质量不变，由可知气体密度变大，故C正确； D．滑片P向右移时，大瓶子内气压变小，小瓶子内气体膨胀将水排出，浮力大于重力，小瓶子上浮，瓶口处深度变小，由可知受到水的压强变小，故D错误。 故选C。 9．如图所示，小明利用电磁继电器设计了一个水位自动报警装置。当水位未达到金属块M时，灯泡不亮；当水位达到金属块M时，灯泡亮，则接线柱C应与________（选填“A”或“B”）相连。水位达到金属块M时，电磁铁的上端为________（选填“N”或“S”）极。 【答案】 B S 【详解】水位达到金属块M时，左侧控制电路接通，电磁铁吸引衔铁向下运动，动触点与静触点B接触，此时灯泡发光，说明灯泡所在的工作电路接通，故接线柱C应与B相连。 水位达到M时，电流从电磁铁下端流入、上端流出，根据安培定则可知，电磁铁的下端为N极，则上端为S极。 10．如图所示，螺线管的上方放置一个小磁针，螺线管左方的水平地面上放置一个铁块。闭合开关后，铁块静止不动，小磁针在磁场的作用下会发生转动，它的周围____________（有/无）磁感线，小磁针静止时左端为____________（S/N）极。当滑片P向左滑动时，铁块受到的摩擦力的方向是____________（水平向左/水平向右），大小将____________（变大/不变/变小）。 【答案】 无 S 水平向左 变小 【详解】磁感线是描述磁场的假想模型，实际并不存在，故小磁针周围无磁感线； 由安培定则可知螺线管左端为N极、右端为S极；因螺线管外部磁场从N极指向S极，故上方磁场方向水平向右，小磁针静止时N极与磁场方向一致，左端为S极； 螺线管对铁块有向右的吸引力，铁块静止，由二力平衡可知摩擦力方向水平向左； 滑片P向左滑动时，滑动变阻器接入电路的电阻变大，电路电流变小，螺线管磁性减弱，铁块受到的吸引力变小；因铁块仍静止，摩擦力大小等于吸引力，故摩擦力变小。 11．为了探究电磁铁的磁性强弱跟哪些因素有关，小明同学用漆包线（表面涂有绝缘漆的导线）在大铁钉上绕若干匝，制成简单的电磁铁，如图所示。用此装置去吸引大头针，甲、乙、丙、丁为实验中观察到的四种情况。 (1)实验中通过电磁铁______判断电磁铁磁性的强弱，这一方法体现了转换的思想。 (2)比较______两图可知：线圈匝数相同时，电流越大磁性越强。 (3)根据图丁可以得出的结论是__________________________。 (4)这个实验中运用的物理方法有____________________。 【答案】(1)吸引大头针的数量多少 (2)乙、丙 (3)电流大小相同时，线圈匝数越多，电磁铁的磁性越强 (4)转换法、控制变量法 【详解】（1）电磁铁的磁性强弱无法直接观察，利用其吸引大头针的数目多少来间接反映磁性强弱，磁性越强能吸住的大头针越多，这是初中物理典型的转换法应用。 （2）要验证“线圈匝数相同时，电流越大磁性越强”，需要控制线圈匝数完全相同，改变电路电流，乙和丙的电磁铁匝数一致，滑动变阻器接入电路的阻值不同，所以电路的电流不同，符合实验控制条件。 （3）图丁中，两个电磁铁串联，串联电路各处电流相等，而两个电磁铁的线圈匝数不同，匝数多的电磁铁吸引的大头针更多，因此结论：电流大小相同时，线圈匝数越多，电磁铁的磁性越强。 （4）本实验将磁性强弱转换为大头针数量用到了转换法；探究磁性和电流、匝数的关系时，每次只改变一个变量、控制其余变量不变，用到了控制变量法。 12．为保障消防安全，商场、宾馆等人员密集的公共场所均安装了烟雾报警器。如图甲所示为某款烟雾报警器电路示意图，当烟雾浓度为时，蜂鸣器报警。已知控制电路的电源电压为6 V，为光敏电阻，其阻值随光照强度的变化关系如图乙所示，线圈电阻为。当控制电路中的电流低于150 mA时，指示灯发光，灯上标有“220 V   40 W”的字样；当电流达到150 mA时，电磁铁吸合衔铁，蜂鸣器报警。求： 10 20 30 40 50 60 80 100 烟雾浓度/（） 20 18 16 14 12 10 8 6 (1)求灯泡正常工作时的电阻； (2)判断该装置能否实现要求，若不符合要求通过计算说明如何改进； (3)小明认为通过减少线圈匝数可以使该装置在烟雾较淡时报警，请分析该说法是否正确。 【答案】(1)1210 Ω (2)不满足要求，需要再串联一个25 Ω的定值电阻 (3)该说法正确，分析： 电磁铁磁性强弱与线圈匝数有关：电流相同时，线圈匝数越少，磁性越弱。要达到吸合衔铁的磁性，需要更大的控制电流；更大电流对应更小的R1​，更小的R1对应更大的光照强度，而更大光照对应更小的烟雾浓度（烟雾更淡），因此减少线圈匝数可以使装置在烟雾较淡时报警。 【详解】（1）灯泡正常工作的电阻 （2）蜂鸣器报警时控制电路的总电阻 当烟雾浓度为时，光照强度为60Lx，，此时电路总电阻为 所以不满足要求，需要再串联一个定值电阻，其阻值为 （3）略 🌟思维挑战 13．如图所示，是某科技小组设计的电梯超载自动报警装置电路图，电梯厢底层装有压敏电阻，保护电阻，K为动触点，A、B为静触点，当出现超载情况时，电铃将发出报警声，电梯停止运行，下列说法正确的是（　　） A．电梯工作时电磁铁的上端为N极 B．电梯未超载时动触点K与静触点A接触 C．电磁铁磁性的强弱与电阻的大小无关 D．电梯超载时报警说明压敏电阻的阻值随压力增大而增大 【答案】B 【分析】正常情况下（未超载时），衔铁被弹簧拉起，K与静触点A接触；为压敏电阻，其阻值随压力增大而减小，所以知道超载时压敏电阻的阻值变化情况，根据欧姆定律判断出电流的变化。 【详解】A．工作时，电流从电磁铁的下面导线流入，利用安培定则判断出电磁铁的下端为N极，上端为S极，故A错误； B．正常情况下未超载时，衔铁被弹簧拉起，K与静触点A接触，电动机正常工作，故B正确； C．因为电磁铁磁性的强弱与电流的大小有关，而电阻串联在控制电路中，根据欧姆定律可知电阻的大小将影响电路中的电流，由此可知电磁铁磁性的强弱与电阻的大小有关，故C错误； D．超载时，随着压力的增大，电路中的电流逐渐增大，电磁铁的磁性逐渐增强，动触点K与静触点B接触，电铃报警，根据欧姆定律可知，此时压敏电阻的阻值减小，故D错误； 故选B。 14．开展校园安全教育，助力青少年健康成长。小华在认识并掌握各种交通信号灯的含义后，设计了如图甲所示的“闯红灯记录模拟器”。控制电路中的电源电压恒为6V，电磁继电器线圈电阻为10Ω，R为压敏电阻，其阻值大小随压力F的变化关系如图乙所示。当控制电路光控开关接收到绿光时断开，指示灯亮，电控照相机不工作；当光控开关接收到红光时自动闭合，并且电路中电流等于或大于0.06A时，电控照相机开始拍照。已知g取10N/kg。下列说法中正确的是（     ） A．当压敏电阻受到的压力增大时，其阻值变大 B．若要使质量较小的车闯红灯也能被拍到，可以适当减小线圈的匝数 C．当控制电路中电流等于0.06A时，压敏电阻受到的压力为1.2×104N D．当质量为1200kg的车闯红灯时，控制电路消耗的总功率为0.9W 【答案】D 【详解】A．由图乙可知，当压力增大时，压敏电阻的阻值减小，故A错误； B．质量越小，压敏电阻受到的压力越小，压敏电阻的阻值越大，电路中电流越小，电磁铁磁性较弱，不足以将衔铁吸下，因此要使质量较小的车闯红灯也能被拍到，可以增大线圈匝数，从而增强电磁铁的磁性，使控制电路达到更小的电流时就能够把衔铁吸引下来，故B错误； C．当控制电路中电流等于0.06A时，电路总电阻为 压敏电阻的阻值为 由图乙可知，此时压敏电阻受到的压力为。故C错误； D．质量为1200kg的车对压敏电阻的压力为 由图乙可知，此时压敏电阻阻值为，电路中总电阻为 控制电路消耗的总功率为，故D正确。 故选D。 15．如图是某公园景观池底部安装的自动补水系统简化电路。其中控制电路电源电压恒为6V，R0为定值电阻，R是固定于景观池底部的压敏电阻，它在水中的有效受力面积为4cm2，其阻值与所受压力的变化关系如下表。当控制电路中电流时，水泵开始供水；当时，水泵停止供水。则水泵应接在工作电路______两点之间。若景观池最高水位设计深度为0.6m，则最低水位设计深度为_______m。（不计电磁铁线圈阻值和压敏电阻厚度，，g取10N/kg） 压力F/N 0.8 1.2 1.6 2.0 2.4 电阻R/Ω 20 10 5 3 2 【答案】 AB 0.3 【详解】[1]控制电路中电流时，控制电路中电流较小，电磁铁磁性较弱，弹簧将衔铁拉起，动触点与上面的静触点接通，水泵开始供水，此时水泵所在电路需接通，所以水泵应接在工作电路AB两点之间。 [2]因为时，水泵停止供水，所以当时，景观池水位深度最高，为 此时压敏电阻受到水的压强 此时受到的压力 由表格可知，此时压敏电阻的阻值 此时压敏电阻两端电压 此时定值电阻两端电压 定值电阻的阻值 因为当控制电路中电流时，水泵开始供水，所以当时，景观池水位深度最低。 此时定值电阻两端电压 此时压敏电阻两端电压 此时压敏电阻的阻值 由表格可知，此时压敏电阻受到的压力 此时压敏电阻受到水的压强 景观池最低水位设计深度 16．电动车在充电过程中，电池温度过高可能会自燃。项目式学习小组设计一个自动制冷降温控制装置，当电池温度过高时，启动制冷系统降温。 （1）电路设计： 如图电路，利用电磁继电器设计控制电路，电源电压恒为6V，为热敏电阻，为电阻箱。开关断开、闭合，当电流表的示数时，衔铁被吸下，工作电路的制冷系统启动。 （2）的选用： ①连接电路时，应先将开关、都___________，并将电阻箱的阻值调至___________。 ②闭合开关、，将热敏电阻置于温度不同的环境中，调节电阻箱的阻值，使电流表的示数保持10mA不变，根据欧姆定律计算出热敏电阻的阻值，数据如表一： 表一 20 30 40 50 60 70 80 90 200 125 90 75 70 62 60 59 分析表一数据可得，热敏电阻的阻值随温度的升高而___________。 ③换用另一个热敏电阻，重复实验步骤②，得到数据如表二： 表二 20 30 40 50 60 70 80 90 25 30 45 60 105 170 290 310 分析表二数据可得，热敏电阻的阻值随温度的升高而___________。 ④根据电路设计要求，热敏电阻应选用___________（填“”或“”）。 （3）的测算：开关断开、闭合，充电过程中当电池温度达到50℃时，衔铁被吸下，工作电路的制冷系统开始启动。则可选用阻值为___________的定值电阻取代电阻箱。 （4）成品测试：经检测，充电过程中当电池温度达到50℃时，电流表示数未达到20mA，衔铁未被吸下，工作电路的制冷系统不启动。学习小组讨论后，认为出现这种现象的原因可能是___________；改进的措施是___________。 【答案】 断开 最大 减小 增大 225 电磁铁线圈有电阻 可以减小的阻值或增大控制电路电源的电压。 【详解】（2）[1][2]连接电路时，应先将开关、断开，防止连接过程中出现短路，损坏电路元件；并将电阻箱的阻值调至最大阻值处，起到保护电路的作用，防止电流过大烧坏电流表或电源。 [3]分析表一数据可知，热敏电阻的阻值随温度的升高而逐渐减小。 [4]分析表二数据可知，热敏电阻的阻值随温度的升高而逐渐增大。 [5]电路设计要求避免电动车在充电过程中，因电池温度过高引发自燃，当开关断开、闭合，电流表的示数时，衔铁被吸下，工作电路的制冷系统启动，热敏电阻的阻值随温度的升高而逐渐减小，当温度过高时，控制电路的总电阻变小，电源电压恒定，此时电路中电流变大，会使电流表示数满足，衔铁被吸下，启动工作电路的制冷系统，达到降温的目的；而热敏电阻的阻值随温度的升高而逐渐增大，当温度升高时，控制电路中的总电阻变大，电源电压恒定，此时电路中的电流会随温度的升高越来越小，无法满足，衔铁不能被吸下，工作电路的制冷系统无法启动，容易引起电池温度过高引发自燃，故应选择。 （3）[6]开关断开、闭合，充电过程中当电池温度达到50℃时，结合表一数据，可知此时的阻值为，要使衔铁被吸下，控制电路电流至少为20mA，当控制电路电流为20mA时，已知控制电路电源电压为6V，根据欧姆定律，此时电路中的总电阻 根据串联电路电阻的特点，可得电阻箱的阻值 因此可用阻值为的定值电阻R取代电阻箱。 （4）[7][8]经检测，充电过程中当电池温度达到50℃时，电流表示数未达到20mA，衔铁未被吸下，工作电路的制冷系统不启动，原因可能是电磁铁线圈有电阻（或导线有电阻），电路中的总电阻变大，使电流小于20mA，为了使电流大于等于20mA，可以减小的阻值或增大控制电路电源的电压。 17．如图甲是某同学设计的一款“智能电水壶”，图乙是“智能电水壶”的自动控温工作原理图：控制电路中，，保护电阻，为热敏电阻，其阻值随温度变化关系如图丙，电磁铁线圈电阻不计；工作电路中，，、为加热电阻；当通过电磁铁的电流时，工作电路开始保温，已知：加热功率为880 W，保温功率为100 W。求： (1)的阻值； (2)当电磁铁的电流时，控制电路工作5 min，消耗的电能； (3)开始保温时，电水壶内水的温度； (4)要使电水壶刚开始保温时的温度设定为50 ℃，请通过计算写出改进方案。（调整一个电学元件，计算出具体数值，写出一种方案即可） 【详解】（1）当电磁铁吸下衔铁时，工作电路中被断开，只有接入电路，此时总电阻较小，根据，电功率较大，为加热状态。已知， 由变形得， （2）控制电路中与串联，线圈电阻不计，已知，，工作时间 根据电能公式得， （3）开始保温时控制电路电流，根据欧姆定律，控制电路总电阻为 根据串联电路电阻特点，得热敏电阻阻值为 由图丙的阻值-温度关系可知，对应水的温度为80℃ （4）当保温温度设定为50℃，由图丙得此时热敏电阻，触发保温的电流仍为，因此总电阻满足（电源电压不变时），调整方案如下（写出一种即可）：调整保护电阻，保持电源电压不变 即把保护电阻更换为定值电阻。 2 / 14 学科网（北京）股份有限公司 $ 第20.3节 电磁铁 电磁继电器 目录 01 本节导航·目标清单 02 教材精研·内容全解 考点01 电磁铁 考点02 电磁继电器 03 避坑指南·解题通法 角度01 电磁铁的构成、原理与优点 角度02 影响电磁铁磁性强弱的因素 角度03 探究影响电磁铁磁性强弱的因素的实验 角度04 生活中利用电磁铁工作的设备 角度05 电磁继电器的结构、原理与工作示意图 角度06 电磁继电器的常见应用 04 真题闯关·溯源演练 05 课后三阶·精准练习 目标导航 方法指导 1.知道电磁铁的构造（螺线管+铁芯）；理解影响电磁铁磁性强弱的因素：电流大小、线圈匝数、有无铁芯。 2.认识电磁继电器的结构，分清控制电路与工作电路。 3.分析电磁继电器的简单控制工作过程。 1.电磁铁通电有磁性，断电磁性消失；铁芯的作用是增强磁性。 2.实验采用转换法：通过吸引大头针数量反映磁性强弱；控制变量法探究匝数、电流的影响。 3.电磁继电器本质：利用弱电流、低电压控制强电流、高电压的开关；分清衔铁、弹簧、电磁铁触点。 知识导图 考点01 电磁铁 1、电磁铁 电磁铁 用一根导线绕成螺线管，再在螺线管内插入铁芯，当有电流通过时由磁性，没有电流时就失去磁性。我们把这种磁体叫做电磁铁。 电磁铁极性的判断 插入铁芯只是为了增强螺线管的磁性，不会影响通电螺线管的磁极磁性，仍然可以用安培定则来表述电流方向和磁极之间的关系。 影响电磁铁磁性强弱的因素 电磁铁的匝数一定时，线圈中通过的电流越大，电磁铁的磁性越强。 线圈中通过的电流大小一定时，外形相同的线圈，线圈匝数越多，电磁铁的磁性越强。 2、电磁铁的特点 （1）磁性的有无可通过通断电流来控制。 （2）磁极的极性可通过改变电流的方向来实现。 （3）磁性的强弱可通过改变电流大小、线圈的匝数来控制。 3、探究影响电磁铁磁性强弱的因素实验 电磁铁磁性强弱的影响因素： 。 当电流大小一定时，电磁铁的线圈匝数越多，磁性越强；当线圈匝数一定时，通过电磁铁的电流越大，磁性越强。 4、电磁铁的应用：电磁铁在日常生活中有极其广泛的应用．电磁铁是电流磁效应（电生磁）的一个应用，与生活联系紧密，如电磁继电器、电磁起重机、磁悬浮列车等；电磁铁可以分为直流电磁铁和交流电磁铁两大类型。如果按照用途来划分电磁铁，主要可分成以下五种： （1）牵引电磁铁--主要用来牵引机械装置、开启或关闭各种阀门，以执行自动控制任务． （2）起重电磁铁--用作起重装置来吊运钢锭、钢材、铁砂等铁磁性材料． （3）制动电磁铁--主要用于对电动机进行制动以达到准确停车的目的． （4）自动电器的电磁系统--如电磁继电器和接触器的电磁系统、自动开关的电磁脱扣器及操作电磁铁等． （5）其他用途的电磁铁--如磨床的电磁吸盘以及电磁振动器等． 【深化点拨】 1．探究影响电磁铁磁性强弱的因素实验中用到的方法 （1）转换法：电磁铁的磁性无法直接观察，通过它吸引大头针的多少来判断，这里用到的是转换法。 （2）控制变量法：电磁铁的磁性和多个因素有关，在探究中要采用控制变量法。  2．电磁铁的特点解题方法点拨：通电产生电磁的一种装置；在铁芯的外部缠绕与其功率相匹配的导电绕组，这种通有电流的线圈像磁铁一样具有磁性，它也叫做电磁铁，我们通常把它制成条形或蹄形状，以使铁芯更加容易磁化；另外，为了使电磁铁断电立即消磁，我们往往采用消磁较快的软铁或硅钢材料来制做；这样的电磁铁在通电时有磁性，断电后磁就随之消失。 1．电磁铁与普通磁铁的不同之处是（     ） A．磁铁有南北极，电磁铁没有南北极 B．磁铁有磁性，电磁铁没有磁性 C．磁铁能指示南北方向，电磁铁不能指示南北方向 D．磁铁不能改变磁性强弱，电磁铁可以改变磁性强弱 2．利用身边的器材制作简易电磁弹射小车，用小纸箱自制了一个小车，并将钕磁铁固定在小车的一端。将小车放置在如图所示的位置，闭合开关后小车远离螺线管。请你判断该同学放置的钕磁铁右端是________（填“N”或“S”）极；若要增大小车的弹射距离，请你写出一条可行的措施：________。 3．在探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”实验中，小明制成简易电磁铁甲、乙，并设计了如图所示的电路。 (1)当滑动变阻器滑片向左移动时，电磁铁甲，乙吸引大头针个数________（选填“增加”或“减少”），说明电流越___________，电磁铁磁性越强； (2)电磁铁吸引的大头针下端分散的原因是__________________________； (3)本实验进行了多次实验，多次实验的目的和下列实验多次实验的目的相同的是___________。 A．伏安法测量定值电阻的阻值 B．探究并联电路电流规律 C．测量小石块的密度 考点02 电磁继电器 1、电磁继电器的定义：电磁继电器是利用 的通断，来间接控制 电路的通断的装置，其实质就是利用电磁铁来控制工作电路的一种开关。含电磁铁的电路称为低压控制电路，被控制的电路称为高压工作电路。 2、电磁继电器的构造及工作原理：电磁继电器的电路包括低压控制电路、高压工作电路两部分。控制电路接通时，电磁铁产生磁性吸下衔铁，动、静触点接触，接通工作电路；控制电路断开时，电磁铁失去磁性，在弹簧作用下释放衔铁，动、静触点分离，工作电路断开。从而通过控制电路的通断来控制工作电路的通断。 3、电磁继电器的应用 远离高电压 利用电磁继电器可以通过控制低压电路通断间接控制高压电路的通断，使人避免高压触电的危险，如大型变电站的高压开关等。 远离有害环境 利用电磁继电器可以使人远离高温、有毒等有害环境，实现远距离控制。如核电站中的开关等。 实现自动控制 在电磁继电器控制电路中接入对温度、压力或光照敏感的元件，利用这些元件操纵控制电路的通断，还可以实现对温度、压力、或光照的自动控制。如水位自动报警器、温度自动报警器等。 4、设计含有电磁继电器的电路图 （1）先把电磁铁所在的低电压、弱电流电路（即低压控制电路）连起来。 （2）高压工作电路中，两个静触点连在不同的电路中，分别对应两种情形．而我们要分析出衔铁不被吸时与动触点接触的静触点、工作电路所处的状态，以及衔铁被吸时与动触点接触的静触点、工作电路所处的状态，将静触点连入对应的工作状态电路中即可。 【深化点拨】 1．电磁继电器的特点 （1）用电磁继电器控制电路的好处：用低电压控制高电压；远距离控制；自动控制。 （2）电磁继电器的主要工作器件是电磁铁，其对衔铁吸引力的变化与电磁铁磁性的变化相同，线圈匝数、电流大小能够改变电磁铁对衔铁的吸引力。 2．设计含有电磁继电器的电路图时，需要遵循一定的步骤和方法：‌明确设计要求‌；分析电磁继电器的原理‌‌；确定工作电路‌；‌连接电路‌。 1．下列不属于电磁继电器的特点的是（　　） A．低压控制高压 B．远程控制 C．改变电压 D．自动化 2．如图所示是某款“照明灯”的电路。其控制电路中，为光敏电阻，其阻值随光照强度而变化。闭合开关S，电磁铁的上端为________极。白天光照强，的阻值较________（选填“大”或“小”），电路中电流较大，衔铁被吸下，灯L将________（选填“发光”或“不发光”）。 3．如图所示是消防应急灯的电路图，工作原理是：外部电路为220V交流电，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”灯泡都能正常发光。请完成电路连接。 电磁铁 电磁继电器的综合应用及解题步骤 1.电磁铁的特性：电磁铁的核心优势在于其磁性是可以人为控制的，这是它区别于永磁体的关键。 （1）磁性强弱的影响因素： 电流大小：线圈匝数一定时，电流越大，磁性越强。 线圈匝数：电流一定时，外形相同的螺线管，匝数越多，磁性越强。 有无铁芯：插入铁芯后，磁性会大幅增强（铁芯被磁化，磁场叠加）。 （2）实验方法： 转换法：通过观察电磁铁吸引大头针（或铁钉）数目的多少来判断磁性的强弱。 控制变量法：探究电流影响时，保持匝数不变（串联电路）；探究匝数影响时，保持电流不变。 2.电磁继电器：电磁继电器本质上是一个利用电磁铁来控制工作电路通断的开关。 （1）结构组成：主要由电磁铁、衔铁、弹簧、动触点和静触点组成。 （2）电路区分： 控制电路：由低压电源、开关和电磁铁组成。作用是产生磁性，吸下衔铁。 工作电路：由高压电源、用电器（如电动机、电灯）和触点组成。作用是被控制电路接通或断开。 （3）工作原理：闭合低压开关→电磁铁有磁性→吸下衔铁→动触点与静触点接触→高压工作电路接通。 3.实际应用与极性判断：电磁铁的应用非常广泛，解题时需结合具体场景分析。 （1）常见应用： 电磁起重机：利用通电有磁性吸起钢铁，断电无磁性放下钢铁。 电铃：利用电磁铁断续通电，使小锤不断敲击铃盖。 磁悬浮列车：利用同名磁极相互排斥或异名磁极相互吸引的原理实现悬浮。 （3）极性判断：在分析复杂的电磁继电器或磁悬浮题目时，依然需要运用安培定则来判断电磁铁的N/S极，从而确定受力方向或吸引/排斥状态。 角度01 电磁铁的构成、原理与优点 1．饮料通过吸管被“吸”进嘴里。下列现象中“吸”的物理原理与其相同的是（    ） A．两光滑铅块压紧后“吸”住 B．干手搓开的新塑料袋“吸”在手上 C．电磁铁通电后“吸”引铁钉 D．挤压后的塑料吸盘“吸”在瓷砖上 2．目前我国时速600公里的高速磁悬浮列车研制已取得重大技术突破，标志着我国磁悬浮技术已达到世界领先水平。磁悬浮列车是在车厢底部和轨道上分别安装了磁体，使车身在轨道上方几厘米的高度上飞驰，这是通过______方式减小摩擦的，磁悬浮列车中的电磁铁是利用电流的______效应工作的。 角度02 影响电磁铁磁性强弱的因素 3．如图甲所示为磁悬浮地球仪，地球仪中有一个磁铁，它的磁场与地磁场分布特点一致；环形底座内部有一可调节磁性大小的电磁铁，其原理如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A．地球仪工作时，球体悬浮在空气中，球体下方是“地磁场”的S极 B．环形底座内部的电磁铁上端为S极 C．向左调节滑动变阻器的滑片，地球仪悬浮的高度增大 D．若悬浮的地球仪受到的外力突然消失，它将掉落在环形底座上 4．如图所示，开关S闭合，螺线管B的上端为_________（选填“N”或“S”）极。弹簧测力计示数稳定后，向右移动滑动变阻器的滑片，弹簧测力计的示数将会_________（选填“变大”、“变小”或“不变”）。 5． 如图所示是几种探究电生磁的实验装置，请回答相关问题。 (1)根据图一可知：小磁针能偏转，说明通电导线周围存在_______，磁场方向跟________方向有关； (2)根据图二可知：通电螺线管外部的磁场与_______磁体的磁场相似。根据图中小磁针的指向，可判断电源的右侧为________（选填“正极”或“负极”）。 (3)根据图三可知：电磁铁磁性的强弱跟_______________有关； 要使图中电磁铁的磁性增强，可以将滑动变阻器的滑片向___________（填“左”或者“右”） 移动。 角度03 探究影响电磁铁磁性强弱的因素的实验 6．如图所示，两个绕有线圈的铁钉串联在电路中，通电以后，吸起了一些大头针。下列说法正确的是（　　） A．此装置可以用来探究电磁感应现象 B．此实验表明磁场对电流有力的作用 C．两个铁钉钉尖的极性相同 D．此装置可以探究电磁铁磁性强弱与电流大小的关系 7．小阳用导线和大铁钉制作一个电磁铁，电磁铁通电时吸引了一定量的大头针，如图所示。增加导线绕在大铁钉上的圈数，发现电磁铁吸引的大头针的数目增多。请你根据小阳的实验步骤及现象，写出他所探究的问题是：通电螺线管磁性强弱与________的关系，铁钉上方是________极。 8．在探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”实验中，小冀用电源、滑动变阻器、开关、导线、铁钉以及大头针设计了如图所示的电路。 (1)实验中是通过观察________来判定电磁铁磁性 强弱的。这种探究方法叫作________法； (2)当滑动变阻器的滑片向右移动时，电磁铁吸引大头针的个数会________（选填“增加”或“减少”），说明电磁铁磁性的强弱与________有关； (3)图中甲电磁铁比乙电磁铁磁性强，说明电流一定时，________越多，电磁铁的磁性越强。 角度04 生活中利用电磁铁工作的设备 9．电磁铁被广泛应用于生产、生活中，下列产品中没有用到电磁铁的是（　　） A．磁浮列车 B．台灯 C．电铃 D．电磁起重机 10．智能电磁锁是一种利用电磁原理工作的锁具。当锁具通电时，电磁铁产生________，吸引铁质锁舌，使锁处于锁定状态；当断电时，磁场消失，锁舌在弹簧的作用下复位，锁被打开。某智能电磁锁额定电压12V，线圈电阻6Ω，正常工作时，线圈每秒产生6J的热量，则通过线圈的电流为__________A；线圈正常工作时的电功率为___________W；当电网停电时，备用电池可维持10A·h的供电量，理论上可支持该电磁锁连续工作________h。 角度05 电磁继电器的结构、原理与工作示意图 11．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，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．温度达到90℃时，报警器中的灯亮同时铃响 D．报警器中水银温度计和电磁铁串联在电路中 12．如图所示为一种温度报警器的原理图，为热敏电阻，其温度升高时电阻变小。当温度升高时，通过电磁铁的电流________，电磁铁的磁性增强，当衔铁被吸下时________灯亮，发出报警信号。 13．图为科创小组在科学实践活动中设计的饮水机工作原理图，该饮水机具有加热和保温功能。、为加热电阻，为热敏电阻，阻值随温度的变化关系如下表。加热电路电压恒为220V，，加热挡的功率为840W。控制电路电源电压恒为3V，当电流达到0.02 A时衔铁被吸合，不计线圈电阻。 30 40 50 60 70 220 165 130 100 83 (1)衔铁被吸合时，饮水机处于何种状态？ (2)求的阻值。 (3)将滑动变阻器阻值调至时，求设定的最高水温。 (4)请提出提高设定最高水温的一种方案，并说明理由。 角度06 电磁继电器的常见应用 14．如图所示是某项目化学习小组设计的智能电梯的简化原理图，其中R是压敏电阻，其阻值随压力变化而变化。当电梯上无乘客时，电动机转动较慢，电梯运行速度较慢；当电梯上有乘客时，电动机转动较快，电梯运行速度较快。下列说法正确的是（     ） A．当电梯上有乘客时，衔铁与触点1接触 B．电梯上无乘客时，衔铁与触点2接触 C．电梯上无乘客时，电磁铁的磁性增强 D．电梯上有乘客时，压敏电阻R的阻值减小 15．下图是小华模拟设计的电梯超重报警电路示意图，压敏电阻的阻值随压力的增大而减小；当其受到压力高于某一设定值时，电铃发声报警。闭合开关S，电磁铁的下端为________极，电铃应接在________（选填“AC”或“BD”）之间。 16．如图所示是一个利用电磁继电器的温度自动控制装置。当周围环境温度未达到90℃时只有电灯亮，当周围环境温度达到90℃时电磁铁工作，电铃响报警。请你用笔画线将电路补充完整。 【例1】（2026·四川巴中·中考真题）如图是一种温度自动报警器的示意图，在温度计里封入一段金属丝，当温度达到金属丝下端所指温度时，电铃响起，发出报警信号，下列说法不正确的是（     ） A．衔铁可用铜片代替 B．该温度计相当于控制电磁铁的开关 C．温度计的测温液具有热胀冷缩的性质 D．通过电磁铁的电流越大，它的磁性越强 【深化点拨】 （1）考查电磁铁的工作特点，电磁铁只能吸引铁磁性材料，铜等非铁磁性物质不能被电磁铁吸引。 （2）考查电磁继电器的工作原理，分清控制电路与工作电路，认识控制电路当中相当于开关的元件。 （3）考查液体温度计的原理，利用测温液体热胀冷缩的性质来指示温度高低。 （4）考查影响电磁铁磁性强弱的因素，在线圈匝数不变时，电流越大，电磁铁的磁性越强；能够结合自动报警装置分析实际工作过程。 【变式1-1】（2026·河北·中考真题）河北卢龙是“中国甘薯之乡”，当地用甘薯淀粉加工制作粉条，为更好保存产品，成品库中安装一种空气湿度自动报警装置，如图为装置原理图。两个电源电压均不变。控制电路中电磁铁线圈电阻不计，为湿度传感器，其阻值随湿度的增大而减小。工作电路中K为动触点，M、N为静触点，为绿灯，为红灯。当空气湿度增大到某一值时，控制电路中的电磁铁恰能将衔铁吸下来，电铃报警。下列说法正确的是（     ） A．报警时绿灯发光 B．灯丝烧断，自动报警装置不能报警 C．空气湿度减小，控制电路中电磁铁磁性增强 D．空气湿度增大，控制电路消耗的总功率增大 【变式1-2】（2026·四川自贡·中考真题）图为某种火警警铃的简化电路图，当开关S闭合时，电磁铁产生磁性吸引衔铁，敲击铃碗发声，火警人员听到的铃声是由__________振动产生的；警铃主要是利用电流的__________工作 【变式1-3】（2026·云南·中考真题）某小组在参加“美丽乡村建设实践活动”中，设计了如图甲所示的光控路灯简易电路图。控制电路电源电压，光敏电阻的阻值随照度的增大而减小，85~110lx（lx表示照度的单位）照度区间的阻值变化情况如图乙所示。当继电器线圈中电流大于或等于时，衔铁被吸下；当继电器线圈中电流小于或等于时，衔铁被释放，线圈阻值不计。工作电路电源电压，衔铁未被吸下时，触点接通，流过照明灯L的电流为。求： (1)照明灯L工作时的功率； (2)当衔铁恰好被吸下时，光敏电阻的阻值； (3)当衔铁恰好被释放时，光敏电阻受到的照度； (4)若光敏电阻在12h内受到的照度随时间t的变化情况如图丙所示，求这段时间内照明灯消耗的电能。 ⚡基础速刷 1．电磁铁的磁性强弱与下列因素无关的是（　　） A．线圈的匝数 B．电流的大小 C．线圈的材料 D．铁芯的有无 2．家用自动饮水机靠电磁继电器控制进水，关于其工作时说法正确的是（     ） A．电磁继电器周围不存在磁场 B．电磁继电器利用的是电流的热效应 C．电磁继电器利用的是电流的磁效应 D．电磁继电器相当于电源 3．如图中，下列说法不正确的是（　　） A．甲图：说明同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引 B．乙图：司南的勺柄指南方，是因为受到地磁场的作用 C．丙图：磁体外部的磁感线都是从N极出发回到S极 D．丁图：当水位报警器的水位达到警戒水位A金属块时，红灯不亮绿灯亮 4．公元一世纪初，东汉学者王充在《论衡》中记载：“司南之杓，投之于地，其柢指南”，“柢”即勺柄。“柢”是磁体的___________（选填“N”或“S”）极，“司南”能指南北方向是受___________的作用。我国磁悬浮列车在车厢底部、导轨上均装有线圈，通电后，在磁场作用下将列车浮起，这是利用了___________的原理。 5．我国自主研制的某磁悬浮列车运行时，在车辆底部电磁铁中通入电流，这是利用电流周围产生的___________，同时由于___________名磁极相互排斥，使列车悬浮在轨道上方。磁悬浮列车在管道中运行时，管道做成低真空，主要是为了减小列车行驶时所受的___________力，同时在___________减弱了噪声。 6．在探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”实验中，小明制成简易电磁铁甲、乙，并设计了如图所示的电路。 (1)闭合开关S，当滑动变阻器滑片向左移动时，电磁铁甲、乙吸引大头针的个数增加，说明电流越___________（选填“大”或“小”）。电磁铁磁性越强。“用吸引大头针个数的多少来表示磁性的强弱”这种研究物理问题的方法叫___________。 (2)电磁铁吸的大头针下端分散的原因是大头针被磁化后，___________相斥。 🚀能力跃升 7．巨磁电阻（GMR）效应是指某些材料的电阻在磁场中随磁场的增强而急剧减小的现象。如图所示电路，电源电压U不超过指示灯额定电压，GMR是巨磁电阻。闭合开关、，则（     ） A．电磁铁B端是N极 B．向左移动滑片P，电磁铁磁性变弱 C．向左移动滑片P，GMR两端的电压增大 D．向右移动滑片P，指示灯会变暗 8．在科技晚会上，小丽给大家展示了一个“听话”的小瓶子，通过调节滑片，就可以让小瓶子上浮、下沉或悬停在水中，它的原理如图所示（磁铁固定在活塞上），闭合开关S后，移动滑片P，使小瓶子悬停在图示位置。对此，以下分析正确的是（      ） A．电磁铁的右端为S极 B．若将滑片P向右移，大瓶子内气压变大 C．小瓶子下沉时，小瓶子中的气体密度变大 D．滑片P向右移时，小瓶瓶口处受到水的压强变大 9．如图所示，小明利用电磁继电器设计了一个水位自动报警装置。当水位未达到金属块M时，灯泡不亮；当水位达到金属块M时，灯泡亮，则接线柱C应与________（选填“A”或“B”）相连。水位达到金属块M时，电磁铁的上端为________（选填“N”或“S”）极。 10．如图所示，螺线管的上方放置一个小磁针，螺线管左方的水平地面上放置一个铁块。闭合开关后，铁块静止不动，小磁针在磁场的作用下会发生转动，它的周围____________（有/无）磁感线，小磁针静止时左端为____________（S/N）极。当滑片P向左滑动时，铁块受到的摩擦力的方向是____________（水平向左/水平向右），大小将____________（变大/不变/变小）。 11．为了探究电磁铁的磁性强弱跟哪些因素有关，小明同学用漆包线（表面涂有绝缘漆的导线）在大铁钉上绕若干匝，制成简单的电磁铁，如图所示。用此装置去吸引大头针，甲、乙、丙、丁为实验中观察到的四种情况。 (1)实验中通过电磁铁______判断电磁铁磁性的强弱，这一方法体现了转换的思想。 (2)比较______两图可知：线圈匝数相同时，电流越大磁性越强。 (3)根据图丁可以得出的结论是__________________________。 (4)这个实验中运用的物理方法有____________________。 12．为保障消防安全，商场、宾馆等人员密集的公共场所均安装了烟雾报警器。如图甲所示为某款烟雾报警器电路示意图，当烟雾浓度为时，蜂鸣器报警。已知控制电路的电源电压为6 V，为光敏电阻，其阻值随光照强度的变化关系如图乙所示，线圈电阻为。当控制电路中的电流低于150 mA时，指示灯发光，灯上标有“220 V   40 W”的字样；当电流达到150 mA时，电磁铁吸合衔铁，蜂鸣器报警。求： 10 20 30 40 50 60 80 100 烟雾浓度/（） 20 18 16 14 12 10 8 6 (1)求灯泡正常工作时的电阻； (2)判断该装置能否实现要求，若不符合要求通过计算说明如何改进； (3)小明认为通过减少线圈匝数可以使该装置在烟雾较淡时报警，请分析该说法是否正确。 🌟思维挑战 13．如图所示，是某科技小组设计的电梯超载自动报警装置电路图，电梯厢底层装有压敏电阻，保护电阻，K为动触点，A、B为静触点，当出现超载情况时，电铃将发出报警声，电梯停止运行，下列说法正确的是（　　） A．电梯工作时电磁铁的上端为N极 B．电梯未超载时动触点K与静触点A接触 C．电磁铁磁性的强弱与电阻的大小无关 D．电梯超载时报警说明压敏电阻的阻值随压力增大而增大 14．开展校园安全教育，助力青少年健康成长。小华在认识并掌握各种交通信号灯的含义后，设计了如图甲所示的“闯红灯记录模拟器”。控制电路中的电源电压恒为6V，电磁继电器线圈电阻为10Ω，R为压敏电阻，其阻值大小随压力F的变化关系如图乙所示。当控制电路光控开关接收到绿光时断开，指示灯亮，电控照相机不工作；当光控开关接收到红光时自动闭合，并且电路中电流等于或大于0.06A时，电控照相机开始拍照。已知g取10N/kg。下列说法中正确的是（     ） A．当压敏电阻受到的压力增大时，其阻值变大 B．若要使质量较小的车闯红灯也能被拍到，可以适当减小线圈的匝数 C．当控制电路中电流等于0.06A时，压敏电阻受到的压力为1.2×104N D．当质量为1200kg的车闯红灯时，控制电路消耗的总功率为0.9W 15．如图是某公园景观池底部安装的自动补水系统简化电路。其中控制电路电源电压恒为6V，R0为定值电阻，R是固定于景观池底部的压敏电阻，它在水中的有效受力面积为4cm2，其阻值与所受压力的变化关系如下表。当控制电路中电流时，水泵开始供水；当时，水泵停止供水。则水泵应接在工作电路______两点之间。若景观池最高水位设计深度为0.6m，则最低水位设计深度为_______m。（不计电磁铁线圈阻值和压敏电阻厚度，，g取10N/kg） 压力F/N 0.8 1.2 1.6 2.0 2.4 电阻R/Ω 20 10 5 3 2 16．电动车在充电过程中，电池温度过高可能会自燃。项目式学习小组设计一个自动制冷降温控制装置，当电池温度过高时，启动制冷系统降温。 （1）电路设计： 如图电路，利用电磁继电器设计控制电路，电源电压恒为6V，为热敏电阻，为电阻箱。开关断开、闭合，当电流表的示数时，衔铁被吸下，工作电路的制冷系统启动。 （2）的选用： ①连接电路时，应先将开关、都___________，并将电阻箱的阻值调至___________。 ②闭合开关、，将热敏电阻置于温度不同的环境中，调节电阻箱的阻值，使电流表的示数保持10mA不变，根据欧姆定律计算出热敏电阻的阻值，数据如表一： 表一 20 30 40 50 60 70 80 90 200 125 90 75 70 62 60 59 分析表一数据可得，热敏电阻的阻值随温度的升高而___________。 ③换用另一个热敏电阻，重复实验步骤②，得到数据如表二： 表二 20 30 40 50 60 70 80 90 25 30 45 60 105 170 290 310 分析表二数据可得，热敏电阻的阻值随温度的升高而___________。 ④根据电路设计要求，热敏电阻应选用___________（填“”或“”）。 （3）的测算：开关断开、闭合，充电过程中当电池温度达到50℃时，衔铁被吸下，工作电路的制冷系统开始启动。则可选用阻值为___________的定值电阻取代电阻箱。 （4）成品测试：经检测，充电过程中当电池温度达到50℃时，电流表示数未达到20mA，衔铁未被吸下，工作电路的制冷系统不启动。学习小组讨论后，认为出现这种现象的原因可能是___________；改进的措施是___________。 17．如图甲是某同学设计的一款“智能电水壶”，图乙是“智能电水壶”的自动控温工作原理图：控制电路中，，保护电阻，为热敏电阻，其阻值随温度变化关系如图丙，电磁铁线圈电阻不计；工作电路中，，、为加热电阻；当通过电磁铁的电流时，工作电路开始保温，已知：加热功率为880 W，保温功率为100 W。求： (1)的阻值； (2)当电磁铁的电流时，控制电路工作5 min，消耗的电能； (3)开始保温时，电水壶内水的温度； (4)要使电水壶刚开始保温时的温度设定为50 ℃，请通过计算写出改进方案。（调整一个电学元件，计算出具体数值，写出一种方案即可） 2 / 14 学科网（北京）股份有限公司 $