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20.3电磁铁 电磁继电器
一、单选题
1．科学家已经发现了巨磁电阻（GMR）效应：微弱的磁场可以导致某种材料的电阻阻值急剧变化。如图所示的电路是研究巨磁电阻特性的原理示意图，实验发现：闭合开关S1、S2后，在向左轻轻地移动滑片P的过程中，指示灯明显变亮。则下列说法中正确的是 （　　）
A．电磁铁右端为 N极
B．该巨磁电阻的阻值随磁场的增强而明显减小
C．滑片P向左轻轻移动过程中电磁铁的磁性减弱
D．小磁针将顺时针旋转
2．如图所示是利用磁悬浮原理浮在空中的盆栽，盆栽底部有磁体，底座内装有电磁铁．给盆栽浇水前后，下列说法正确的是（　　）
A．盆栽受到的磁力大小不变
B．底座对桌面的压强大小不变
C．要使盆栽与底座之间距离不变，可改变电磁铁线圈内的电流方向
D．要使盆栽与底座之间距离不变，可适当增大电磁铁线圈内的电流
3．如图所示，下列对所示实验分析不正确的是（　　）
A．甲图：给电路中仅长度不同的电阻丝接通电源后，P在最左端时灯泡最暗，说明电阻大小与材料长度有关
B．乙图：电流一定时，增加匝数可以吸引更多大头针，说明匝数越多，磁性越强
C．丙图：推注射器的活塞，长颈漏斗下端冒气泡，说明该装置的气密性良好
D．丁图：某气体能用向上排空气法收集，说明该气体的密度比空气的大
4．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，下面说法正确的是（　　）
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，通电螺线管的磁性增强
D．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
5．如图所示是某科技小组设计的一种温度自动控制报警装置电路图，关于它的说法正确的是（　　）
A．继电器、红绿灯、电铃和电源、导线组成报警电路
B．继电器、温度计、电源和导线组成报警电路
C．当温度达到90℃时，电铃就会响铃，同时红灯亮
D．当温度低于90℃时，电铃就会响铃，同时绿灯亮
6．在昼夜明灯的地下停车场，驾驶员根据车位入口上方的红绿灯入停．如图是小吴设计的自动控制电路图，将光控开关（遮光时开关闭合）装在每个车位地面中央，红绿灯装在车位入口上方．当车位未停车时绿灯亮，当车位已停车时红灯亮，则图中L1、L2（　　）

A．都是红灯 B．都是绿灯
C．分别是红灯、绿灯 D．分别是绿灯、红灯
二、多选题
7．电梯为居民上下楼带来很大的便利，出于安全考虑，电梯设置了超载自动报警系统，其工作原理如图所示，电梯厢底层装有压敏电阻R1，R2为保护电阻，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．电磁铁磁性的强弱与电流的大小有关
C．电梯未超载时动触点K与静触点B接触
D．电梯超载时报警说明压敏电阻的阻值随压力增大而减小
三、填空题
8．如图是研究电磁铁磁性的电路图，则电磁铁的S极为　 　（选填“A”或“B”）端．当滑动变阻器的滑片P向右移动时，电磁铁的磁性变　 　（选填“强”或“弱”）．
9．根据图中所示，回答问题：
探究的是电磁铁磁性的强弱与　 　有关；
10．在“探究通电螺线管外部磁场”的实验中，小明将小磁针放在螺线管周围不同的位置如图甲，小磁针显示的是　 　（选填“本地的南北方位”或“螺线管周围的磁场”），闭合开关后观察到如图乙的现象，说明通电螺线管周围存在　 　（选填“磁场”“磁力”或“电场”）；在图丙螺线管的中间插入铁芯，便做成 　 　（选填“电磁铁”“电动机”）。
11．如图，是小明研究“影响电磁铁磁性强弱因素”的装置图，它是由电源、滑动变阻器、开关、带铁芯的螺线管和自制的针式刻度板组成．通过观察指针偏转角度的大小来判断电磁铁磁性的强弱．在指针下方固定小铁块，当用导线a与接线柱2相连，闭合开关后，指针发生偏转．
（1）当开关闭合后，电磁铁右端应为　　 　 　极．
（2）当滑动变阻器的滑片P向　 　 减弱滑动时（选填：“左”或“右”），指针偏转的角度将会变小，表明电磁铁磁性　 　 （选填：“增强”或“减弱”）．
12．如果库房里的空气湿度超出适当的范围，存放的物品就可能霉烂变质。图甲是某同学为库房设计的湿度警示灯的模拟电路，电磁铁及触点E固定不动，衔铁可在电磁铁作用下左右运动，带动铜片OF绕O点转动。该电路中需用到阻值随空气湿度变化的湿敏电阻，将湿敏电阻接在电路中（图中未画出），闭合开关S，当空气湿度小于设定值时警示灯亮度随湿度变化而变化；当空气湿度增大到设定值时，警示灯就不断闪烁。图乙是可供选择的两种湿敏电阻的阻值随湿度变化关系的图像。电磁铁线圈电阻很小，忽略不计，灯泡阻值不变。
（1）应选　 　（选填“R1”或“R2”）作为该电路的湿敏电阻，且要把它接入电路的　 　（选填“M”、“N”或“Q”）处；
（2）若想警示灯在较小湿度下就能闪烁，可将滑动变阻器的滑片P适当向　 　（选填“上”或“下”）调些，或将电源电压适当调　 　（选填“大”或“小”）些。
13．在如图所示的电路中，所有电灯的额定电压为U，额定电流为I；其中L6，LR分别为绿色、红色指示灯，L1，L2，L3，…为照明灯. A为电磁继电器中的电磁铁，B为弹簧，C为可绕O轴转动的铁质动触片，P，Q为静触片.请用笔画线代替导线正确连接接线柱a，b，c，d，e，f，使指示灯起到这样的作用：当电路中的照明灯均不使用时，绿灯亮；当电路中开启的照明灯数目超过某个值时，红灯亮.若当流过电磁铁A的电流达到5I时，红灯亮.则此时电路中至少有　 　盏照明灯点亮.
四、综合题
14．物理课外兴趣小组为学校花房设计了具有加热和保温功能的电热器，其内部简化电路图如图甲所示。R3为热敏电阻，其阻值随温度变化关系如图乙所示。均为电热丝，，线圈阻值忽略不计。
（1）为了用电安全，电热器应使用　 　（选填“两脚”或“三脚”）插头；闭合开关、，当衔铁没有被电磁铁吸引时，工作电路处于　 　（选填“加热”或“保温”）状态；
（2）加热时，工作电路的总功率是多少？　 　
（3）控制电路电源电压为6V，经测试，当控制电路中的电流I达到0.15A时，衔铁被吸下；减小到0.1A时，衔铁弹起。求电热器所控制的花房内温度的变化范围。　 　
15．按要求作图：
（1）如图甲所示，O点为杠杆的支点，请画出力F的力臂，并用字母L表示；
（2）如图乙所示，根据小磁针N极的方向，请在虚线框中标出螺线管内部小磁针的N极．
16．如图甲是蓄水池水位监测及排水电路的简化示意图。水池未蓄满水时灯泡发光，当达到警戒水位时，控制电路中的电流为60mA，此时衔铁刚好被吸合，工作电路会启动排水泵，将水排出。已知控制电路的电源电压保持3V不变，定值电阻R＝45Ω，线圈的电阻忽略不计，压敏电阻RF装在蓄水池底部，其阻值与蓄水池内水深的关系如图乙所示。
（1）当蓄水池中水位升高时，电流表的示数　 　（选填“增大”“减小”或“不变”）；
（2）当蓄水池中未蓄水时，电流表的示数为多少　 　？
（3）刚达到警戒水位时，压敏电阻RF的电功率为多少　 　？
（4）要想增大蓄水池的警戒水位，请写出一种简便可行的方法：　 　。
五、双选题
17．为了让蔬菜临时储存仓库内保持一定的含水量，小敏设计了一个检测报警电路，当空气湿度过低时会提醒喷水。湿敏电阻R的阻值会随湿度的升高而增大，设计的电路如图所示。电源电压不变，当空气湿度降到过低时（　　）
A．控制电路总电阻减小 B．指示灯会发光提醒
C．电压表示数会增大 D．控制电路总功率减小
六、科普阅读题
18．阅读材料，回答问题。
某学习小组设计了音乐喷泉控制系统模型，图甲为控制喷泉断续工作的模拟电路，控制电路的电源电压U是随音乐的节奏和强度变化而变化，假设其周期性变化如图乙所示，定值电阻R＝10Ω，E为电子元件，当U＜8V时，E两端的电压UE等于电源电压，U≥8V时，UE保持8V不变。当线圈中通过的电流I≥0.4A时，电磁继电器衔铁被吸下，水泵启动喷水。（线圈的电阻忽略不计）
（1）电磁铁是利用电流的　 　效应原理工作；
（2）当U＝6V时，UE＝　 　V；
（3）当U＝　 　V时，电磁继电器衔铁刚好被吸下，此时，电阻R的功率为　 　W；
（4）电路工作10min，喷水时间共为　 　s。
七、计算题
19．某同学利用热敏电阻为家中灯暖型“浴霸”（用电灯取暖的用电器）设计了一个温度可自动控制的装置，如图甲所示．“控制电路”中的热敏电阻R1的阻值随温度变化的曲线如图乙所示．电磁铁线圈可看成阻值为20Ω的纯电阻R0，“浴霸”共安装有2盏标有“220V，440W”的灯泡，当电磁铁线圈中电流大于或等于50mA时，继电器的衔铁被吸合，使“浴霸”电路断开；当线圈中的电流小于或等于40mA时，继电器的衔铁被释放，使“浴霸”电路闭合．
求：
（1）若浴室中的温度不得超过40℃，则控制电路的电源电压U1最小值是多少？　 　
（2）若电源U1电压恒定为12V，则将此装置放在浴室内，浴室内温度可控制在多大范围内　 　？
20．美好生活从早餐开始，图是某款400W单仓面包机的工作原理图，将面包片放入面包机的加热仓后，设定时间（定时开关闭合），按下按键B，触点1与C接触，面包机开始工作；到了设定时间，定时开关自动断开，控制电路断路，电磁铁失去磁性，杠杆AOB在衔铁重力和弹簧向上弹力的共同作用下，断开加热电路并弹出面包片。求：
（1）加热电阻R1的阻值；
（2）定时工作1min面包内能的增加量（不计热量损失）；
（3）由于面包的种类和大小不同，所需加热时间也不等，常会出现面包烤焦的情况。请对面包机进行改进。要求：当面包达到设定所需温度时，面包机能自动断开加热电路并弹出面包，实现智能化温度控制。
八、实验探究题
21．在探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”实验中，同学们制成了简易电磁铁甲、乙，并设计了如图所示的电路。通电后让电磁铁吸引大头针。
（1）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　 　（选填“增加”或“减少”），说明电流越　 　，电磁铁磁性越强；
（2）根据图示的情境可知，　 　（选填“甲”或“乙”）的磁性强，说明电流相同时，线圈匝数越　 　（选填“多”或“少”），电磁铁磁性越强。
答案解析部分
1．【答案】B
【知识点】电路的动态分析；电磁铁的构造和原理；影响电磁铁磁性强弱的因素及其探究
2．【答案】D
【知识点】磁现象；影响电磁铁磁性强弱的因素及其探究
3．【答案】C
【知识点】物理和其他学科的联系；影响电阻大小的因素；影响电磁铁磁性强弱的因素及其探究
4．【答案】D
【知识点】通电直导线周围的磁场；影响电磁铁磁性强弱的因素及其探究
5．【答案】C
【知识点】电磁继电器的组成、原理和特点
6．【答案】D
【知识点】电磁继电器的组成、原理和特点
7．【答案】B,D
【知识点】电磁铁的其他应用
8．【答案】A；弱
【知识点】影响电磁铁磁性强弱的因素及其探究
9．【答案】线圈匝数
【知识点】影响电磁铁磁性强弱的因素及其探究
10．【答案】本地的南北方位；磁场；电磁铁
【知识点】地磁场；通电螺线管的磁场；电磁铁的构造和原理
11．【答案】S；左；减弱
【知识点】影响电磁铁磁性强弱的因素及其探究
12．【答案】R2；N；上；大
【知识点】欧姆定律及其应用；电路的动态分析；电磁继电器的组成、原理和特点
13．【答案】4
【知识点】电磁铁的其他应用
14．【答案】三脚；加热；726W；
【知识点】欧姆定律及其应用；电功率的计算；家庭电路的组成；电磁继电器的组成、原理和特点
15．【答案】（1）解：反向延长F作用线，过支点O作F作用线的垂线段，即为F的力臂L，如下图所示：
（2）解：因为同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，所以螺线管的右端为N极，左端为S极，因此螺线管内部磁场方向由S极指向N极，因此小磁针的右端为N极，如下图所示：
【知识点】力臂的画法；影响电磁铁磁性强弱的因素及其探究
16．【答案】增大；0.04A；0.018W；换用阻值更大的定值电阻
【知识点】欧姆定律及其应用；电功率的计算；电磁继电器的组成、原理和特点
17．【答案】A,C
【知识点】电路的动态分析；电功率的计算；电磁继电器的组成、原理和特点
18．【答案】磁；6；12；1.6；200
【知识点】欧姆定律及其应用；电功率的计算；电磁铁的构造和原理
19．【答案】（1）10
（2）22-30
【知识点】电功率的计算；电磁继电器的组成、原理和特点
20．【答案】（1）121Ω；（2）；（3）在控制电路中加装温控开关或工作电路中加装温控开关
【知识点】电功率的计算；电磁继电器的组成、原理和特点
21．【答案】（1）增加；大
（2）乙；多
【知识点】影响电磁铁磁性强弱的因素及其探究
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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