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1.3 电磁铁的应用（分层训练）
【基础达标】
1．下列用电器中，不属于电磁铁的应用的是（　　）
A．电铃 B．电磁继电器
C．电磁起重机 D．电炉
2．电磁铁，主要由通电螺线管和铁芯两部分构成，下列通电螺线管周围的小磁针北极的标注方向正确的是（　　）
A． B． C． D．
3．按如图电路进行实验，每次总观察到电磁铁A吸引大头针的数目比电磁铁B多。此现象说明影响电磁铁磁性强弱的一个因素是（　　）
A．电流大小 B．线圈匝数 C．电流方向 D．电磁铁极性
4．图甲是磁悬浮台灯，在底座通电时可以悬浮在底座上方，断电时灯泡会自动吸附在底座上，拆开底座后发现里面的电路如图乙所示，若要调高灯泡悬浮的高度可通过（ ）
A．减少线圈的匝数 B．电源正负极调换
C．电路中再串联一个定值电阻 D．滑动变阻器滑片向a端移动
5．如图甲，音箱底部有一块磁铁，圆柱状底座内部有电磁铁，原理如图乙。为了适应不同需求，音箱的悬浮高度是可调的，下列能使音箱的高度上升的做法是（　　）
A．减少线圈的匝数
B．滑片P向右移动
C．减小电源电压
D．抽掉电磁铁铁芯
6．如图所示，提供足够数量的大头针，接通开关后，只调节滑动变阻器滑片的位置，可以探究（　　）
①线圈绕法对电磁铁磁场方向的影响　　②电流方向对电磁铁磁场方向的影响
③电流大小对电磁铁磁场强弱的影响　　④线圈匝数对电磁铁磁场强弱的影响
A．①② B．②③ C．①④ D．③④
7．2021年夏季，我国南方普降暴雨，城市内涝给人们生活带来很大影响。小明设计了一种利用电磁继电器来自动控制抽水机工作的电路：当水位在安全位置以下时绿灯亮，抽水机不工作；当水位到达安全位置上限时红灯亮，抽水机开始工作。如图是小明还未连接完成的电路，小明接下去的电路连接应该是（　　）
A．M接A，N接B B．M接B，N接D C．M接B，N接C D．M接A，N接D
8．如图所示的通电螺线管上方有一点M，一小磁针置于螺线管的左侧。闭合开关K，下列判断正确的是（　　）
A．M点的磁场方向向左
B．螺线管的左端为S极
C．小磁针静止后，其N极的指向向左
D．向右移动滑片P，螺线管的磁场增强
9．如图所示，条形磁铁置于水平面上，电磁铁与其在同一水平面上，右端固定并保持水平。S闭合，滑动变阻器滑片P逐渐向左移动时，条形磁铁一直保持静止。在此过程中条形磁铁受到的摩擦力的大小 （选填“不变”“逐渐变大”“逐渐变小”）。电磁铁左端是 极。
10．小永同学去某购物广场购物时发现了一部“聪明的电梯”（如图甲），当人走上电梯时电梯的运行速度会变快。他从网络搜索到如图乙所示的简易控制电路，R是压敏电阻，R1是定值电阻。请你分析：
（1）若控制电路通电后，电磁铁的上端为N极，那么控制电路电源的左端为 极；
（2）当人走上电梯时，压敏电阻的阻值将变 。
11．为探究通电螺线管的磁性除了与是否带铁芯有关系之外，还跟哪些因素有关呢？
小明作了以下猜想：
①通电螺线管的磁场强度可能与电流大小有关；
②通电螺线管的磁场强度可能与___________有关；
小明设计了如图所示的实验装置，请回答下列问题：
（1）请将猜测②的横线处补充完整 ；
（2）小明在A、B两个铁钉的下方均匀地撒上铁屑，然后闭合开关观察到A吸引的铁屑要比B多，可以得出结论 ；
（3）像本实验这样将不易观察的磁场强弱通过观察比较吸引铁屑的数量来体现的方法称为转换法，下列实验中运用了相同方法的是 。
A．研究分子的特性时，用黄豆和米粒混合实验
B．研究电流的有无时，串联一个小灯泡
C．研究电流的特点时，通过类比水流帮助理解
【巩固提升】
12．小华同学在探究电磁铁磁性强弱的实验中，使用两个相同的A、B 大铁钉绕制成电磁铁进行实验，如图所示，下列说法错误的是（　　）
A．滑片P 向右滑动，电磁铁的磁性减弱
B．电磁铁能吸引的大头针越多，表明它的磁性越强
C．电磁铁A、B的上端均为S极
D．该实验可以探究电磁铁磁性的强弱与匝数多少的关系
13．2022年中国疫情形势依然很严峻，“金华415”疫情防控及时、到位，很快得到有效控制。如图是金华某商场的红外测温仪，该仪器的原理是热敏电阻的阻值随人体辐射的红外线而改变，当人体温度越高热敏电阻的阻值越小。小科同学据此设计了一个红外线体温安检电路：要求无人或体温低于37.3℃的人经过时仅绿灯亮，高于37.3℃的人经过时，红灯亮且电铃响起。下列设计符合要求的是（　　）
A． B． C． D．
14．小东买了一个磁悬浮玩具如图所示，其中上面的玩偶部分用磁铁做成，下面有一个带铁芯的电磁铁。下列叙述正确的是（　　）
A．电路中的电源为交流电源
B．电源的a端为负极
C．增加线圈匝数，可使玩偶悬得更高，玩偶在更高处静止时受到的磁力更大
D．将可变电阻的滑片向上移动，可使玩偶悬得更高，玩偶在更高处静止时受到的磁力不变
15．如图是一种水位自动报警的原理图；当水位低于A点时，工作电路中绿灯亮；水位到达A点时，衔铁被吸下，工作电路中红灯亮。当某次水位超过A点时，由于电磁铁磁性太弱，衔铁没有被吸下，为了能正常报警，下列做法中合理的是（　　）
A．增加工作电路电压
B．减小控制电路电压
C．保持线圈中电流不变，增加电磁铁线圈的匝数
D．保持衔铁位置不变，增加控制电路中弹簧的拉力
电磁铁线圈匝数 100匝 50匝
实验次数 1 2 3 4 5 6
电流（A） 0.8 1.2 1.5 0.8 1.2 1.5
吸引铁钉的最多数目（枚） 7 11 14 5 8 10
16．小明设计的研究“电磁铁磁性强弱”的实验电路图如图所示，表中是他所做实验的记录。下列结论不正确的是（　　）
A．比较1、4两次实验可知：线圈中的电流一定时，线圈匝数越多，电磁铁磁性越强
B．比较1、3、5实验可知：线圈匝数一定时，线圈中的电流越大，电磁铁磁性越强
C．比较1、2、3（或4、5、6）可知：线圈匝数一定时，线圈中的电流越大，电磁铁磁性越强
D．电磁铁的磁性越强，吸引铁钉的数目越多
17．如图是小敏设计的汽车尾气中CO排放量的检测电路当CO浓度高于某一设定值时，电铃发声报警。图中气敏电阻R1阻值随CO浓度的增大而减小。下列说法正确的是（ ）
A．电铃应接在A和B之间
B．CO浓度升高，电磁铁磁性减弱
C．用久后，电源电压U1会减小，报警时CO最小浓度比设定值高
D．CO排放量低于设定值时，动触点与触点N接触
18．如图是汽车油箱内监测油量的装置模型，电流表显示油量，电磁继电器控制指示灯。当油量较低时，电流表示数 （选填“变大”“不变”或“变小”），此时指示灯会亮的 （选填“L1”或“L2”）。
19．为判断短跑比赛是否抢跑，某兴趣小组设计了如图所示的“抢跑自动指示”电路。其工作原理是：当运动员蹲在起跑器上后，闭合S；当发令时，闭合S1，发令指示灯亮，运动员起跑后，装在起跑器上的压敏电阻R0因受到压力减小，其电阻改变，起跑指示灯亮。已知压敏电阻R0通常有两种类型：A．阻值随压力增大而增大；B．阻值随压力增大而减小。则该压敏电阻R0应选择 类型，结合电路简要说明该抢跑自动指示器的工作原理。
20．小明设计了一个道路限载报警器（图甲），R0是变阻器，R是压敏电阻，R的电阻大小随压力F的大小变化关系如图乙所示。当超载车辆通过压敏电阻时，限载报警器就会报警。
（1）检测过程中，发现限载报警器灯亮，显示通过的车辆 （选填“超载”或“未超载”）。
（2）长期使用后，检测人员发现电磁铁磁性减弱，导致超载车辆通过时电铃无法报警，为将设备调试到正常，下列操作可行的是 （填编号）。
A．把变阻器的滑片适当左移 B．把电源1的电压适当增大 C．把电磁铁适当右移
21．小桐同学参加了学校研究性学习小组开展的探究磁体磁性强弱是否与温度有关的课题。
[作出假设]假设一：温度越高，磁体的磁性越强；
假设二：温度越高，磁体的磁性越弱；
假设三：磁体的磁性随温度升高变化不大。
[设计实验]小柯将一条形磁铁的一端固定在铁架台上，另一端吸看一些小铁钉，用酒精灯给磁铁加热，如图甲所示。
（1）加热一段时间后出现 ，则假设二成立；
（2）根据这一结论，小柯大胆设计了一个温度报警器，如图乙所示，请简述它的工作原理：
当温度逐渐升高时，磁铁的磁性减弱，无法吸引弹簧开关，弹簧开关 （选填“向下”或“向上”）恢复原状，这样下面的电路就被接通，从而使电铃报警；
（3）同组的小明同学却认为小柯设计的温度报警器有不足之处，请指出 。
22．某科学兴趣小组按如图所示电路探究“影响通电螺线管磁性强弱的因素”；
记录数据如表：
实验次数 1 2 3
电流/安 0.8 1.2 1.5
吸起大头针数目/枚 无铁芯（50匝线圈） 0 0 0
有铁芯（50匝线圈） 3 5 8
（1）通过本实验可探究影响通电螺线管磁性强弱的因素有 ；
（2）实验中发现，无铁芯的通电螺线管没有吸起大头针，那么无铁芯的通电螺线管到底有没有磁性呢？小组同学通过其它方法验证了这几次都是有磁性的。他们采用的方法可能是： ；（列举一种）
（3）小组同学提出一个新问题：通电螺线管的磁性强弱与线圈内的铁芯大小是否有关呢？于是进行了如下实验：
①按电路图连接好电路，移动滑动变阻器的滑片至某一位置，插入大铁芯，记录被吸起的大头针数目；
②取下大铁芯，再更换为小铁芯，改变滑动变阻器的滑片位置，记录被吸起的大头针数目；
③比较两次实验被吸起的大头针数目。该实验存在明显不足，请指出不足之处： 。
23．近几年郑州进行老小区改造，不少多层楼房安装了电梯。出于安全考虑，电梯都设置超载自动报警系统，其工作原理如图甲所示，电路由工作电路和控制电路组成。在工作电路中，当电梯没有超载时，电动机正常工作；当电梯超载时，电铃发出报警铃声，电动机不工作。在控制电路中，已知电源电压U=12V，保护电阻R1=80Ω，电磁铁线圈的阻值为20Ω，电阻式压力传感器（压敏电阻）R2的阻值随压力F大小变化如图乙所示，电梯底架自重忽略不计。
（1）控制电路中，当乘客增多时，电磁铁的磁性 （选填“增大”或“减小”）；工作电路中，电铃应该在触点 （选填“A”或“B”）所在支路；
（2）若电磁铁线电流达到20mA时，衔铁刚好被吸住，电铃发出警报声，此时电梯乘坐几人。（以每人50kg计算，且g取10N/kg）( )
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1.3 电磁铁的应用（分层训练）
【基础达标】
1．下列用电器中，不属于电磁铁的应用的是（　　）
A．电铃 B．电磁继电器
C．电磁起重机 D．电炉
【答案】D
【详解】A．电铃中有电磁铁，电磁铁有电流通过，把衔铁吸过来，同时电路断开，小锤又被弹回，不断重复电铃就响起来，故A不符合题意；
B．电磁继电器一般由电磁铁、弹簧片、触点等组成，属于电磁铁的应用，故B不符合题意；
C．电磁起重机的主要部分是电磁铁，电磁铁通电便把钢铁等物品牢牢吸住，切断电流，钢铁物品就放下来了，属于电磁铁的应用，故C不符合题意；
D．电炉工作时，把电能转化为内能，利用了电流的热效应，不属于电磁铁的应用，故D符合题意。
故选D。
2．电磁铁，主要由通电螺线管和铁芯两部分构成，下列通电螺线管周围的小磁针北极的标注方向正确的是（　　）
A． B．
C． D．
【答案】B
【详解】A．从图可知，电流从螺线管的左端流入、右端流出，根据安培定则可知，螺线管左端是N极、右端是S极；图中小磁针的左端是N极，右端是S极，同名磁极相互排斥，小磁针会发生偏转。故A错误；
B．从图可知，电流从螺线管的右端流入、左端流出，根据安培定则可知，螺线管左端是N极、右端是S极；图中小磁针的左端是S极，右端是N极，异名磁极相互吸引，故B正确；
C．从图可知，电流从螺线管的右端流入、左端流出，根据安培定则可知，螺线管左端是S极、右端是N极；图中小磁针的左端是S极，右端是N极，同名磁极相互排斥，小磁针会发生偏转。故C错误；
D．从图可知，电流从螺线管的左端流入，右端流出，根据安培定则可知，螺线管左端是N极，右端是S极；图中小磁针的左端是N极，右端是S极，同名磁极相互排斥，小磁针会发生偏转。故D错误。
故选B。
3．按如图电路进行实验，每次总观察到电磁铁A吸引大头针的数目比电磁铁B多。此现象说明影响电磁铁磁性强弱的一个因素是（　　）
A．电流大小 B．线圈匝数 C．电流方向 D．电磁铁极性
【答案】B
【详解】由图知道，甲、乙两线圈串联，所以通过甲、乙两线圈的电流相等；甲的线圈匝数明显比乙的线圈匝数多，实验观察到电磁铁甲吸引大头针的数目比乙多，此实验说明电磁铁的磁性强弱与线圈匝数有关，故B符合题意。
故选B。
4．图甲是磁悬浮台灯，在底座通电时可以悬浮在底座上方，断电时灯泡会自动吸附在底座上，拆开底座后发现里面的电路如图乙所示，若要调高灯泡悬浮的高度可通过（ ）
A．减少线圈的匝数 B．电源正负极调换
C．电路中再串联一个定值电阻 D．滑动变阻器滑片向a端移动
【答案】D
【详解】A．减少线圈的匝数，电流产生的磁场减弱，根据磁极间的相互作用的特点可知，灯泡悬浮的高度变小，故A不符合题意；
B．电源正负极调换，线圈两端的磁极会发生变换，根据磁极间的相互作用的特点可知，此时灯泡会被吸引下来，高度变小，故B不符合题意；
C．电路中串联一个定值电阻，电路的总电阻变大，根据欧姆定律可知，电路总电压不变，电路的电流变小，电流产生的磁场变弱，根据磁极间的相互作用的特点可知，灯泡悬浮的高度变小，故C不符合题意；
D．滑动变阻器滑片向a端移动，变阻器接入电路的电阻变小，电路的总电阻变小，根据欧姆定律可知，电路总电压不变，电路的电流变大，电流产生的磁场变强，根据磁极间的相互作用的特点可知，灯泡悬浮的高度变大，故D符合题意。
故选D。
5．如图甲，音箱底部有一块磁铁，圆柱状底座内部有电磁铁，原理如图乙。为了适应不同需求，音箱的悬浮高度是可调的，下列能使音箱的高度上升的做法是（　　）
A．减少线圈的匝数 B．滑片P向右移动
C．减小电源电压 D．抽掉电磁铁铁芯
【答案】B
【详解】A．闭合开关S，若保持其它条件不变，将电磁铁的线圈匝数变少，电磁铁磁性变弱，音箱受到的磁力减小，音箱在底座上悬浮时的高度会变低，故A不符合题意；
B．闭合开关S，若保持其它条件不变，滑片P向右移动，滑动变阻器接入电路中的电阻变小，电路中的电流会增大，电磁铁磁性变强，音箱受到的磁力增大，音箱在底座上悬浮时的高度会上升，故B符合题意；
C．闭合开关S，若保持其它条件不变，减小电源电压，电路中的电流也会减小，电磁铁磁性变弱，音箱受到的磁力减小，音箱在底座上悬浮时的高度会变低，故C不符合题意；
D．闭合开关S，若保持其它条件不变，抽掉电磁铁铁芯，电磁铁磁性变弱，音箱受到的磁力减小，音箱在底座上悬浮时的高度会变低，故D不符合题意。
故选B。
6．如图所示，提供足够数量的大头针，接通开关后，只调节滑动变阻器滑片的位置，可以探究（　　）
①线圈绕法对电磁铁磁场方向的影响　　②电流方向对电磁铁磁场方向的影响
③电流大小对电磁铁磁场强弱的影响　　④线圈匝数对电磁铁磁场强弱的影响
A．①② B．②③ C．①④ D．③④
【答案】D
【详解】由图可知，该电路为串联电路，只移动滑动变阻器滑片的位置，只能改变电流大小，不能改变电流方向，故不能完成②探究，能完成③探究；只移动滑动变阻器滑片的位置，不能改变线圈绕法，故不能完成①探究；由图可知两个铁钉上线圈匝数不同，故能完成④探究，故能完成③④探究，故ABC不符合题意，D符合题意。
故选D。
7．2021年夏季，我国南方普降暴雨，城市内涝给人们生活带来很大影响。小明设计了一种利用电磁继电器来自动控制抽水机工作的电路：当水位在安全位置以下时绿灯亮，抽水机不工作；当水位到达安全位置上限时红灯亮，抽水机开始工作。如图是小明还未连接完成的电路，小明接下去的电路连接应该是（　　）
A．M接A，N接B B．M接B，N接D C．M接B，N接C D．M接A，N接D
【答案】B
【详解】由题意可知，绿灯亮时，红灯不亮且抽水机不工作，红灯亮时，绿灯不亮且抽水机工作，故可知，红灯与抽水机应串联，然后再与绿灯并联，故正确的接法是M接B，N接D。
故选B。
8．如图所示的通电螺线管上方有一点M，一小磁针置于螺线管的左侧。闭合开关K，下列判断正确的是（　　）
A．M点的磁场方向向左
B．螺线管的左端为S极
C．小磁针静止后，其N极的指向向左
D．向右移动滑片P，螺线管的磁场增强
【答案】C
【详解】AB．由安培定则知道，用右手握住螺线管，四指指向电流的方向时，大拇指指向左端，即通电螺线管的左端为N极；由于在磁体的外部，磁感线从N极指向S极，所以， M点的磁场方向向右，故AB错误；
C．由于通电螺线管的左端是N极，根据异名磁极相互吸引知道，小磁针的S极应靠近螺线管的左端，则小磁计的N极向左转动，小磁针会逆时针旋转，故小磁针静止时，其N极的指向向左，故C正确；
D．由图知道，当向右移动滑片P时，接入电路的电阻增大，则电流减小，所以，螺线管的磁场会减弱，故D错误。
故选C。
9．如图所示，条形磁铁置于水平面上，电磁铁与其在同一水平面上，右端固定并保持水平。S闭合，滑动变阻器滑片P逐渐向左移动时，条形磁铁一直保持静止。在此过程中条形磁铁受到的摩擦力的大小 （选填“不变”“逐渐变大”“逐渐变小”）。电磁铁左端是 极。
【答案】 逐渐变大 S
【详解】[1]由图知道，电流从螺线管的右端流入，利用安培定则可以确定螺线管的左端为S极。
[2]条形磁铁处于静止状态，受到平衡力的作用，桌面对它施加了一个摩擦力。滑片P向左滑动的过程中，滑动变阻器接入电路的电阻减小，电路中的电流变大，电磁铁的磁性增强，对条形磁铁的斥力增大，由于条形磁铁始终处于平衡状态，所以摩擦力始终等于斥力，故摩擦力会随着斥力的增大而增大。
10．小永同学去某购物广场购物时发现了一部“聪明的电梯”（如图甲），当人走上电梯时电梯的运行速度会变快。他从网络搜索到如图乙所示的简易控制电路，R是压敏电阻，R1是定值电阻。请你分析：

（1）若控制电路通电后，电磁铁的上端为N极，那么控制电路电源的左端为 极；
（2）当人走上电梯时，压敏电阻的阻值将变 。
【答案】正 小
【详解】[1]电磁铁的上端为N极，由安培定则判断，右手大拇指指向电磁铁的上端，四指指向电流方向，则电流从电磁铁的下端流入，从电磁铁的上端流出，所以电源的左端为正极。
[2]当人走上电梯时，电梯的运行速度会变快，则电动机的电功率增大，则衔铁被吸下，电动机单独接入电路中，则电磁铁的磁性增强，则螺线管中的电流增大，所以压敏电阻的阻值将变小。
11．为探究通电螺线管的磁性除了与是否带铁芯有关系之外，还跟哪些因素有关呢？
小明作了以下猜想：
①通电螺线管的磁场强度可能与电流大小有关；
②通电螺线管的磁场强度可能与___________有关；
小明设计了如图所示的实验装置，请回答下列问题：
（1）请将猜测②的横线处补充完整 ；
（2）小明在A、B两个铁钉的下方均匀地撒上铁屑，然后闭合开关观察到A吸引的铁屑要比B多，可以得出结论 ；
（3）像本实验这样将不易观察的磁场强弱通过观察比较吸引铁屑的数量来体现的方法称为转换法，下列实验中运用了相同方法的是 。
A．研究分子的特性时，用黄豆和米粒混合实验
B．研究电流的有无时，串联一个小灯泡
C．研究电流的特点时，通过类比水流帮助理解
【答案】 线圈匝数 在电流相等且都有铁芯时，线圈匝数越多电磁铁的磁性越强 B
【详解】（1）[1] 通电螺线管的磁性大小与两个因素有关：①电流大小；②线圈匝数，因此猜测②的横线处应该是线圈匝数。
（2）[2] 由图可知，两个螺线管串联，串联电路电流处处相等，观察到A吸引的铁屑多，说明A的磁性大，由图可知A的线圈匝数更多，因此得到结论：在电流相等且都有铁芯时，线圈匝数越多电磁铁的磁性越强。
（3）[3] A．研究分子的特性时，用黄豆和米粒混合实验，使用的是类比法，故A不符合题意；
B．电流看不到摸不着，串联一个灯泡，利用灯泡是否发光反应电流的存在，使用了转换法，故B符合题意；
C．研究电流的特点时，通过类比水流帮助理解，使用了类比法，故C不符合题意。
故选B。
【巩固提升】
12．小华同学在探究电磁铁磁性强弱的实验中，使用两个相同的A、B 大铁钉绕制成电磁铁进行实验，如图所示，下列说法错误的是（　　）
A．滑片P 向右滑动，电磁铁的磁性减弱
B．电磁铁能吸引的大头针越多，表明它的磁性越强
C．电磁铁A、B的上端均为S极
D．该实验可以探究电磁铁磁性的强弱与匝数多少的关系
【答案】C
【详解】A．分析电路图可知两电磁铁串联后接入含有滑动变阻器的电路中，而电磁铁磁性的强弱与电流的强弱、线圈匝数、有无铁芯有关，所以滑片P向右滑动，电路中的电阻变大，电流减小，电磁铁的磁性减弱，故A正确，不符合题意；
B．电磁铁磁性强弱是根据吸引大头针多少来表现的，吸引大头针越多，表明它的磁性越强，故B正确，不符合题意；
C．电磁铁A、B根据安培定则判断，上端均为N极，故C错误，符合题意；
D．因为该实验用到两个缠绕匝数不同的电磁铁串联，保证了电流相等，所以可以探究电磁铁磁性的强弱与匝数多少的关系，故D正确，不符合题意。
故选C。
13．2022年中国疫情形势依然很严峻，“金华415”疫情防控及时、到位，很快得到有效控制。如图是金华某商场的红外测温仪，该仪器的原理是热敏电阻的阻值随人体辐射的红外线而改变，当人体温度越高热敏电阻的阻值越小。小科同学据此设计了一个红外线体温安检电路：要求无人或体温低于37.3℃的人经过时仅绿灯亮，高于37.3℃的人经过时，红灯亮且电铃响起。下列设计符合要求的是（　　）
A． B．
C． D．
【答案】C
【详解】A．图中红灯装在干路，不论什么情况红灯均亮，A不符合题意。
B．无人或体温低于37.3℃的人经过热敏电阻的阻值变大，由欧姆定律可知，控制电路中的电流越小，电磁铁磁性变弱，衔铁在弹簧弹力的作用下使静触点动触点分开，仅红灯亮，B不符合题意。
C．体温高于37.3℃的人经过热敏电阻的阻值变小，由欧姆定律可知，控制电路中的电流越大，电磁铁磁性变强，衔铁被吸下，工作电路中电铃与红灯并联连入电路中，电铃响，红灯亮，C符合题意。
D．图中，红灯接在干路中，在任何情况下红灯均发光，D不符合题意。
故选C。
14．小东买了一个磁悬浮玩具如图所示，其中上面的玩偶部分用磁铁做成，下面有一个带铁芯的电磁铁。下列叙述正确的是（　　）
A．电路中的电源为交流电源
B．电源的a端为负极
C．增加线圈匝数，可使玩偶悬得更高，玩偶在更高处静止时受到的磁力更大
D．将可变电阻的滑片向上移动，可使玩偶悬得更高，玩偶在更高处静止时受到的磁力不变
【答案】D
【详解】A．玩具电源是由干电池提供的直流电源，故A错误；
B．由题意可知，玩偶悬浮在空中，且下端为N极，则通电线圈的上端为N极；根据右手螺旋定则可得，电流从线圈的 下端流入，所以a端为电源的正极，故B错误；
C．若增加环绕软铁的线圈匝数，线圈的磁性变强，线圈对玩偶的排斥力增大，导致玩偶悬浮的高度增加，物体处于静止状态，受力平衡，受到竖直向上的磁力与竖直向下的重力，大小相等，重力不变，所以所受的磁力一样大，故C错误；
D．若将可变电阻的滑片向上移动，可变电阻接入电路的阻值变小，则线圈中的电流变大，通电线圈的磁性增强，线圈对玩偶的排斥力增加，使玩偶悬得更高，物体处于静止状态，受力平衡，受到竖直向上的磁力与竖直向下的重力，大小相等，重力不变，所以所受的磁力一样大，故D正确。
故选D。
15．如图是一种水位自动报警的原理图；当水位低于A点时，工作电路中绿灯亮；水位到达A点时，衔铁被吸下，工作电路中红灯亮。当某次水位超过A点时，由于电磁铁磁性太弱，衔铁没有被吸下，为了能正常报警，下列做法中合理的是（　　）
A．增加工作电路电压
B．减小控制电路电压
C．保持线圈中电流不变，增加电磁铁线圈的匝数
D．保持衔铁位置不变，增加控制电路中弹簧的拉力
【答案】C
【详解】AB．衔铁没有被吸下来，则说明电磁铁的磁场太弱。要增大电磁铁的磁场强度，可以增大通过的电流，根据U=IR可知，即增加控制电路的电压，故AB不符合题意；
C．如果电流不变，那么可以增加线圈匝数，故C符合题意；
D．根据杠杆的平衡条件F1l1=F2l2可知，电磁铁的吸引力较小，即它和力臂的乘积较小，也就是弹簧拉力和力臂的乘积较大，因此可以减小弹簧的拉力，故D不符合题意。
故选C。
电磁铁线圈匝数 100匝 50匝
实验次数 1 2 3 4 5 6
电流（A） 0.8 1.2 1.5 0.8 1.2 1.5
吸引铁钉的最多数目（枚） 7 11 14 5 8 10
16．小明设计的研究“电磁铁磁性强弱”的实验电路图如图所示，表中是他所做实验的记录。下列结论不正确的是（　　）
A．比较1、4两次实验可知：线圈中的电流一定时，线圈匝数越多，电磁铁磁性越强
B．比较1、3、5实验可知：线圈匝数一定时，线圈中的电流越大，电磁铁磁性越强
C．比较1、2、3（或4、5、6）可知：线圈匝数一定时，线圈中的电流越大，电磁铁磁性越强
D．电磁铁的磁性越强，吸引铁钉的数目越多
【答案】B
【详解】A．比较1、4两次实验，电流相同，匝数越多，吸引磁钉的数目越多，所以可得出结论：线圈中的电流一定时，匝数越多，磁性越强，故A正确，不符合题意；
B．比较1、3、5三次实验，电流大小不同，线圈匝数不同，不能得出任何结论，故B错误，符合题意；
C．比较1、2、3或4、5、6三次实验，匝数相同，电流越大，吸引磁钉的数目越多，所以可得出结论：匝数一定时，线圈中的电流越大，磁性越强，故C正确，不符合题意；
D．电磁铁磁性的强弱用吸引大头针的多少来表示，这种方法是转换法，电磁铁的磁性越强，吸引铁钉的数目越多，故D正确，不符合题意。
故选B。
17．如图是小敏设计的汽车尾气中CO排放量的检测电路当CO浓度高于某一设定值时，电铃发声报警。图中气敏电阻R1阻值随CO浓度的增大而减小。下列说法正确的是（ ）

A．电铃应接在A和B之间
B．CO浓度升高，电磁铁磁性减弱
C．用久后，电源电压U1会减小，报警时CO最小浓度比设定值高
D．CO排放量低于设定值时，动触点与触点N接触
【答案】C
【详解】AB．图中气敏电阻R1阻值随CO浓度的增大而减小，由欧姆定律，控制电路的电流增大，电磁铁磁性增强，衔铁被吸下，因CO浓度高于某一设定值时，电铃发声报警，故电铃应接在C、D之间，故AB错误；
C．用久后，电源电压U1会减小，由欧姆定律，只有当R1阻值变小时，控制电路才能达到衔铁被吸下的最小电流，即报警时CO最小浓度比设定值高，故C正确；
D．CO排放量低于设定值时，电磁铁磁性较弱，不能把衔铁吸下，动触点与上端的触点接触，故D错误。
故选C。
18．如图是汽车油箱内监测油量的装置模型，电流表显示油量，电磁继电器控制指示灯。当油量较低时，电流表示数 （选填“变大”“不变”或“变小”），此时指示灯会亮的 （选填“L1”或“L2”）。
【答案】 变小 L2
【详解】[1]当油量较低时，浮标受到的浮力减小，浮标下降，连入电路的电阻变大，根据欧姆定律知，电路中的电流变小。
[2]根据杠杆的知识，与浮标连接的触点向上运动，当触点与静触点相接触后，电磁继电器电路接通，电磁铁具有磁性，吸引上方的衔铁，衔铁向下运动，使L2接入电路，指示灯L2会亮。
19．为判断短跑比赛是否抢跑，某兴趣小组设计了如图所示的“抢跑自动指示”电路。其工作原理是：当运动员蹲在起跑器上后，闭合S；当发令时，闭合S1，发令指示灯亮，运动员起跑后，装在起跑器上的压敏电阻R0因受到压力减小，其电阻改变，起跑指示灯亮。已知压敏电阻R0通常有两种类型：A．阻值随压力增大而增大；B．阻值随压力增大而减小。则该压敏电阻R0应选择 类型，结合电路简要说明该抢跑自动指示器的工作原理。
【答案】 A 见解析
【详解】[1][2]当S处于闭合状态时，运动员起跑后对压敏电阻的压力减小，压敏电阻的阻值变小，通过线圈的电流应变大，电磁铁磁性要增强，S2要被吸引，起跑指示灯亮，所以应选择阻值随压力增大而增大，随压力减小而减小的压敏电阻，故选A电阻。
20．小明设计了一个道路限载报警器（图甲），R0是变阻器，R是压敏电阻，R的电阻大小随压力F的大小变化关系如图乙所示。当超载车辆通过压敏电阻时，限载报警器就会报警。
（1）检测过程中，发现限载报警器灯亮，显示通过的车辆 （选填“超载”或“未超载”）。
（2）长期使用后，检测人员发现电磁铁磁性减弱，导致超载车辆通过时电铃无法报警，为将设备调试到正常，下列操作可行的是 （填编号）。
A．把变阻器的滑片适当左移 B．把电源1的电压适当增大 C．把电磁铁适当右移
【答案】 未超载 BC
【详解】（1）当超载车辆通过压敏电阻时，限载报警器就会报警。则发现限载报警器灯亮，显示通过的车辆未超载。
（2）检测人员发现电磁铁磁性减弱，导致超载车辆通过时电铃无法报警，为将设备调试到正常，则需要使电路中的电流增大，使电磁铁磁性增强或者使衔铁更容易被吸引。
A．把变阻器的滑片适当左移，会导致连入电路电阻变大，电路变小，故不符合题意。
B．把电源1的电压适当增大，可以增大电路中的电流，符合题意。
C．把电磁铁适当右移，增大了杠杆的动力臂，可以使衔铁更容易被吸引，符合题意。
故选BC。
21．小桐同学参加了学校研究性学习小组开展的探究磁体磁性强弱是否与温度有关的课题。
[作出假设]假设一：温度越高，磁体的磁性越强；
假设二：温度越高，磁体的磁性越弱；
假设三：磁体的磁性随温度升高变化不大。
[设计实验]小柯将一条形磁铁的一端固定在铁架台上，另一端吸看一些小铁钉，用酒精灯给磁铁加热，如图甲所示。
（1）加热一段时间后出现 ，则假设二成立；
（2）根据这一结论，小柯大胆设计了一个温度报警器，如图乙所示，请简述它的工作原理：
当温度逐渐升高时，磁铁的磁性减弱，无法吸引弹簧开关，弹簧开关 （选填“向下”或“向上”）恢复原状，这样下面的电路就被接通，从而使电铃报警；
（3）同组的小明同学却认为小柯设计的温度报警器有不足之处，请指出 。
【答案】 部分铁钉下落 向下 见详解
【详解】（1）[1]加热一段时间后磁铁的温度升高，如果假设二成立，应该是小铁钉受到的磁力减弱，小铁钉纷纷落下。
（2）[2]如图乙所示，开始时磁体吸引弹簧开关，当温度逐渐升高时，磁铁的磁性减弱直至消失，无法吸引弹簧开关，弹簧开关向下恢复原状，这样下面的电路就被接通，从而使电铃报警。
（3）[3]由图可知，乙图设计难以设定具体的报警温度。
22．某科学兴趣小组按如图所示电路探究“影响通电螺线管磁性强弱的因素”；
记录数据如表：
实验次数 1 2 3
电流/安 0.8 1.2 1.5
吸起大头针数目/枚 无铁芯（50匝线圈） 0 0 0
有铁芯（50匝线圈） 3 5 8
（1）通过本实验可探究影响通电螺线管磁性强弱的因素有 ；
（2）实验中发现，无铁芯的通电螺线管没有吸起大头针，那么无铁芯的通电螺线管到底有没有磁性呢？小组同学通过其它方法验证了这几次都是有磁性的。他们采用的方法可能是： ；（列举一种）
（3）小组同学提出一个新问题：通电螺线管的磁性强弱与线圈内的铁芯大小是否有关呢？于是进行了如下实验：①按电路图连接好电路，移动滑动变阻器的滑片至某一位置，插入大铁芯，记录被吸起的大头针数目；②取下大铁芯，再更换为小铁芯，改变滑动变阻器的滑片位置，记录被吸起的大头针数目；③比较两次实验被吸起的大头针数目。该实验存在明显不足，请指出不足之处： 。
【答案】 有无铁芯、电流大小 在没有铁磁的线圈下放置小磁针，通断电时观察小磁针是否偏转。 改变滑动变阻器的滑片位置，改变了电流的大小，使实验存在两个变量
【详解】（1）[1]探究电磁铁磁性强弱跟其中一个因素的关系时，采用控制变量法；两个线圈串联，流过两个线圈的电流相同，由表格数据可知，线圈匝数相同，探究电磁铁磁性强弱跟有无铁芯的关系时，控制线圈的匝数和电流大小相同，可用同组数据进行对比；不同组数据中电流大小不同，控制线圈的匝数和铁芯相同；可以探究电磁铁磁性强弱跟电流大小的关系， 由此可知，通过本实验可探究影响通电螺线管磁性强弱的因素与电流大小，有无铁芯有关。
（2）[2]无铁芯插入时，磁性比较弱，不能吸引大头针，可以把小磁针放到螺线管的下端，断电时，小磁针一端指南一端指北，闭合开关，如果小磁针发生偏转，说明有磁性。
（3）[3]当线圈中的电流和匝数一定时，通电螺线管的磁性强弱是否还与线圈内的铁芯大小有关，一定保持电流不变，滑动变阻器移动到一个固定的位置不动，保证线圈的匝数不变，螺线管中插入不同大小的铁芯，比较吸引大头针的最多数目，记录下来进行比较，而该实验存在明显不足是：改变滑动变阻器的滑片位置，改变了电流的大小，使实验存在两个变量。
23．近几年郑州进行老小区改造，不少多层楼房安装了电梯。出于安全考虑，电梯都设置超载自动报警系统，其工作原理如图甲所示，电路由工作电路和控制电路组成。在工作电路中，当电梯没有超载时，电动机正常工作；当电梯超载时，电铃发出报警铃声，电动机不工作。在控制电路中，已知电源电压U=12V，保护电阻R1=80Ω，电磁铁线圈的阻值为20Ω，电阻式压力传感器（压敏电阻）R2的阻值随压力F大小变化如图乙所示，电梯底架自重忽略不计。
（1）控制电路中，当乘客增多时，电磁铁的磁性 （选填“增大”或“减小”）；工作电路中，电铃应该在触点 （选填“A”或“B”）所在支路；
（2）若电磁铁线电流达到20mA时，衔铁刚好被吸住，电铃发出警报声，此时电梯乘坐几人。（以每人50kg计算，且g取10N/kg）( )
【答案】 增大 B 12人
【详解】（1）[1][2]控制电路中，当乘客增多时，压敏电阻的阻值减小，根据欧姆定律可知：控制电路中的电流增大，电磁铁的磁性增大，衔铁会被吸下来，因此工作电路中，电铃应该在触点B所在支路。
（2）[3]若电磁铁线电流达到20mA时，衔铁刚好被吸住，电铃发出警报声，此时电路的总电阻为
保护电阻、电磁铁的线圈电阻和压敏电阻三者串联，所以此时压敏电阻的阻值为
根据图乙可知；当压敏电阻的阻值为500Ω时，对应的压力F=6000N，每个人的重力为
可乘坐的人数为
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