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北师大版（2024）九年级全册14.4 电磁铁及其应用
【题型1】电磁继电器在生产生活中的应用
【典型例题】关于图中所示的四个情景，下列说法中正确的是（　　）

A.甲图：研究电磁铁磁性强弱与电流大小的关系
B.乙图：触接后小磁针将发生偏转，说明电流周围有磁场
C.丙图：当水位升高到A时，绿灯会发光报警
D.丁图：北京地区地面附近能自由转动的小磁针静止时，N极指向地理南极附近
【举一反三1】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（　　）
A.电流表示数变小，灯亮
B.电流表示数变大，灯亮
C.电流表示数变小，灯亮
D.电流表示数变大，灯亮
【举一反三2】如图所示为一种防汛报警器的原理图，S是触点开关，B是漏斗形的竹片圆筒，里面有个浮子A，当水面上涨到警戒水位时（　　）
A.甲灯亮 B.乙灯亮 C.两灯都亮 D.两灯都不亮
【举一反三3】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（　　）
A.电流表示数变小，灯亮
B.电流表示数变大，灯亮
C.电流表示数变小，灯亮
D.电流表示数变大，灯亮
【举一反三4】如图所示，是一种水位自动报警器的原理图（一般的水都导电）。当水位到达金属块A时 灯亮，已知红灯和绿灯的规格相同，都标有“220V 40W”的字样，则灯泡正常发光时的电阻是 Ω，工作电路正常工作1min消耗的电能是 J。
【举一反三5】某学校实验创新小组为我市水库管理人员设计一款水位自动报警器原理图。如图所示，当水位没有到达金属块A时， 灯亮，当达到警戒水位A金属块时， 灯亮。
【举一反三6】如图所示是一种“闯红灯违规证据收集器”的工作原理图，光控开关接收到红光时会自动闭合，压敏电阻若同时受到车的压力，其阻值变小，电磁铁的磁性因电路中电流的改变而变强，当电流变化到一定值时，衔铁与触点 （填“1”或“2”）接触，电控照相机工作，拍摄违规车辆。
【举一反三7】（1）如甲图所示，在电磁铁的正上方用弹簧秤挂着一条形磁铁，当开关闭合后，电磁铁与条形磁铁的相互作用为 （填“吸引”或“排斥”）；当滑片P从b端向a端滑动过程中，弹簧的长度会变 （填“长”或“短”）。
（2）如乙图是一种水位自动报警器的原理示意图，当水位升高到金属块A处时 （选填“红”或“绿”）灯亮。

【题型2】电磁阀的工作原理
【典型例题】公交车气动折叠门的工作原理是：当驾驶员按下开关，门上的电磁阀通电，将气路开关吸合，门泵进气或排气，车门就打开或关上，下列物品中与电磁阀工作原理相同的是 （　　）
A． 耳机 B．动圈式话筒
C． 电铃 D． 电钻
A.答案A B.答案B C.答案C D.答案D
【举一反三1】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．磁悬浮列车 B．台灯
C．老式电话机 D．电磁起重机
A.答案A
B.答案B
C.答案C
D.答案D
【举一反三2】玩具小船上固定有螺线管（有铁芯）、电源和开关组成的电路，如图所示，把小船按图示的方向放在水面上，闭合开关，船头最后静止时的指向是

A.向东
B.向南
C.向西
D.向北
【举一反三3】如图所示的实例中，不属于电磁铁应用的是
A．电磁起重机 B．电磁阀控制车门 C．电铃 D．指南针
A.答案A B.答案B C.答案C D.答案D
【举一反三4】【湖北省荆门市2015年初中毕业生学业水平考试】如图是公厕里间歇式自动冲水箱的原理图，进水管口以Q1=200cm3/s的流量24h不间断地向底面积为1800cm2的长方体水箱注水，当水位上升至h2=45cm时，水箱中的水开始以Q2=2000cm3/s的平均流量从出水管口流出冲洗厕所，当水位下降至h1=5cm处时停止冲水。（不计中水箱中水管的体积）求：
（1）水位在h2时水箱底部受到水的压强。
（2）冲洗一次厕所所用的时间。
（3）为节约用水，在图示进水管A处安装一个由微电脑控制的电磁阀。当有人进入洗手间时，门内侧红外探头通过微电脑开启电磁阀，向水箱注水，当水位升至h2时，电磁阀自动关闭停止注水，同时开始冲洗厕所。假设电磁阀平均每天开启100次，则安装电磁阀后一天可节约多少千克水？
【举一反三5】如图是一种温度自动报警器的原理图，当温度升高时，水银柱上升，与上方金属丝连通，使左侧形成通路，电磁铁中有 通过，电磁铁 衔铁，使触点接触，右侧电路接通，电铃发出报警信号．
【举一反三6】（1）如甲图所示，在电磁铁的正上方用弹簧秤挂着一条形磁铁，当开关闭合后，电磁铁与条形磁铁的相互作用为 （填“吸引”或“排斥”）；当滑片P从b端向a端滑动过程中，弹簧的长度会变 （填“长”或“短”）。
（2）如乙图是一种水位自动报警器的原理示意图，当水位升高到金属块A处时 （选填“红”或“绿”）灯亮。

【题型3】探究影响电磁铁磁性强弱的因素
【典型例题】小文探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”，某次实验的情景如图所示。下列分析错误的是（　　）
A.电磁铁A的上端为N极
B.电磁铁B外部的磁场与条形磁体外部磁场相似
C.若将滑片P向右滑动，电磁铁B吸引小铁钉的数目会增多
D.电流相同时，线圈匝数越多，电磁铁磁性越强
【举一反三1】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
【举一反三2】小文探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”，某次实验的情景如图所示。下列分析错误的是（　　）
A.电磁铁A的上端为N极
B.电磁铁B外部的磁场与条形磁体外部磁场相似
C.若将滑片P向右滑动，电磁铁B吸引小铁钉的数目会增多
D.电流相同时，线圈匝数越多，电磁铁磁性越强
【举一反三3】如题图所示，闭合开关，条形磁体静止后，将滑动变阻器的滑片P从右向左滑动的过程中，下列说法正确的是（ ）
A.弹簧将伸长 B.弹簧将缩短 C.弹簧先伸长后缩短 D.弹簧长度不变
【举一反三4】电磁铁的磁性强弱与 和 及有无 有关．
【举一反三5】探究影响电磁铁磁性强弱的因素时，按如图所示电路进行实验，发现电磁铁A吸引大头针的数目比B多．此实验说明影响电磁铁磁性强弱的因素是
【举一反三6】如图甲所示的“聪明电梯”在有、无人乘坐时会以不同的速度运行，这样可以节约用电。图乙所示是其控制电路图，R是一个压敏电阻，其阻值随压力的增大而减小。当有人走上电梯后，则图中电磁铁的磁性将 （选填“增强”“减弱”或“不变”），工作电路中动融点与静融点 （选填“1”或“2”）接触，电梯速度加快。
【举一反三7】通电螺线管的磁性：匝数一定时，通过 越大，磁性越强；电流强度一定时，线圈 越多，磁性越强； 都一定时，有铁芯的比没铁芯的磁性强；通电螺线管的极性可用 来改变。
【题型4】电磁铁的特点和工作原理
【典型例题】电磁铁中用软铁作铁芯，而不用钢作铁芯，是因为软铁
A.能保持磁性 B.能导电 C.磁性容易消失 D.可被其他磁体吸引
【举一反三1】关于电磁铁，下列说法中正确的是（　　）
A.电磁铁是根据电流的磁效应制成的
B.电磁铁的铁芯可以用铜棒代替
C.电磁铁的磁性强弱与电流的方向有关
D.电磁铁的磁性强弱只与电流的大小有关
【举一反三2】有一种磁控门锁，钥匙为镶有磁铁的塑料卡片．当卡片靠近门锁时，门锁内部的电路接通电磁铁吸动插销，门就可以打开．以下说法正确的是
A.塑料能被磁化
B.门锁的插销是由纯铜制成的
C.电磁铁断电前后磁性不变
D.电磁铁的磁场是由通电螺线管中的电流产生的
【举一反三3】如图所示，将绝缘导线绕在铁钉上并与电池相连接，铁钉将（　　）
A.被熔化 B.有磁性 C.明显伸长 D.有电流通过它
【举一反三4】关于电磁铁，下列说法中正确的是（　　）
A.电磁铁是根据电流的磁效应制成的
B.电磁铁的铁芯可以用铜棒代替
C.电磁铁的磁性强弱与电流的方向有关
D.电磁铁的磁性强弱只与电流的大小有关
【举一反三5】如果把一根导线绕成 ，再在它里面中插入 ，我们把这样的磁体叫电磁铁．它有 通过时有磁性，没有 通过时无磁性．
【举一反三6】电磁铁指的是：内部插有铁芯的通电螺线管。铜芯不行，只能铁芯且必须为 。
【举一反三7】指南针有重要实用价值。如题图甲所示，指南针静止时a端指向北方，a是指南针的 极，这是因为它受到了 磁场的作用。若将指南针放在如题图乙所示的电磁铁左侧，闭合开关S，静止时指南针仍呈现如题图甲所示的指向，则电源的上端是 极。
【题型5】电磁继电器结构及工作原理
【典型例题】下列功能中，电磁继电器不能完成的是（ ）
A.控制电路中电流的连续变化
B.控制电路中电流的有无
C.利用低电压、弱电流控制高电压、强电流
D.远距离自动控制与操作
【举一反三1】课后服务科创小组设计了一个温度自动报警器如图所示，关于温度自动报警器以下说法中正确的是（　　）
A.当温度上升到金属丝时，电铃响
B.温度计中的水银是绝缘体
C.电路中温度计和电磁铁是并联
D.报警器利用了电磁铁通电时磁性消失、断电时有磁性的特点
【举一反三2】下列功能中，电磁继电器不能完成的是（ ）
A.控制电路中电流的连续变化
B.控制电路中电流的有无
C.利用低电压、弱电流控制高电压、强电流
D.远距离自动控制与操作
【举一反三3】如图甲是小明为家庭养殖场设计的电热孵化器的工作原理图，、和为阻值相同的加热电阻。控制电路中，电源电压恒为6V，R为滑动变阻器，热敏电阻置于孵化器内，其阻值随温度的变化如图乙所示。当孵化器内温度升高到孵化温度时，衔铁被吸合，触点a与触点c接触，此时通过电磁铁的电流为20mA。下列说法正确的是（电磁铁线圈的电阻忽略不计）（　　）
A.热敏电阻的阻值随温度的升高而增大
B.衔铁被吸合后，工作电路中的电流变大
C.孵化温度为37℃时，R连入电路的阻值为50Ω
D.若想将孵化温度调高，应将R的滑片P向右调
【举一反三4】如图所示，是一种水位自动报警器的原理图。水位到达金属块时， 灯亮；此时电磁铁的上端为 （选填“”或“”）极。（容器内的水是导电的）
【举一反三5】 (1)、电磁继电器的构造：构造由如下图的F 、G 、H 、触点、接线柱等组成．
(2)、电磁继电器的工作原理：当较低的电压加在 D、E两端，较小的电流流过线圈时， 把 吸下，使B、C两个接线柱所连接的 接通，较大的电流就可以通过B、C带动机器工作了．
【举一反三6】如图为一种恒温箱电路原理。控制电路由电磁继电器、滑动变阻器、热敏电阻（安装在恒温箱内，阻值随温度升高而显著减小）、低压电源等组成。加热电路由电源、电热丝和等组成。调好阻值，闭合开关、，通电线圈上端是 极；由电路分析可知，电热丝阻值 （选填“大于”、“小于”或“等于”）阻值；若要提高恒温箱控制的温度，应将的阻值调 （选填“大”或“小”）一些。
【举一反三7】如图所示的电磁继电器，其中R是热敏电阻，它的阻值随温度的升高而减小，R0是滑动变阻器。该装置的工作原理是：随室内温度的升高，热敏电阻的阻值减小，控制电路中电流 （选填“增大”或“减小”），当电流达到一定值时，衔铁被吸合，右侧空调电路 （选填“闭合”或“断开”），空调开始工作。
北师大版（2024）九年级全册14.4 电磁铁及其应用（参考答案）
【题型1】电磁继电器在生产生活中的应用
【典型例题】关于图中所示的四个情景，下列说法中正确的是（　　）

A.甲图：研究电磁铁磁性强弱与电流大小的关系
B.乙图：触接后小磁针将发生偏转，说明电流周围有磁场
C.丙图：当水位升高到A时，绿灯会发光报警
D.丁图：北京地区地面附近能自由转动的小磁针静止时，N极指向地理南极附近
【答案】B
【解析】A．从甲图可以看到，闭合开关后，根据电流的流法，可知，两个电磁铁串联接在一起，串联电路的电流处处相等，则流过两个电磁铁的电流大小是相等的，不能研究电磁铁磁性强弱与电流大小的关系，观察两个电磁铁，它们的线圈匝数不同，吸引的大头针数量也不同，则可以研究电磁铁磁性强弱与线圈匝数的关系，可知A错误；
B．从乙图可以看到，导线与电池触接后，导线中有电流流过，小磁针发生偏转，说明导线周围有磁场，即说明电流周围有磁场，可知B正确；
C．从丙图可以看到，当水位升高到A时，A、B物体所在的电路会连通，有电流会流过电路中的电磁铁，电磁铁上方有磁性，会把衔铁吸下来，会有电流流过红灯，红灯发光报警，绿灯不会发光，可知C错误；
D．从丁图可以看到，地球相当于一个大磁体，地磁北极在下，靠近地理南极，地磁南极在上，靠近地理北极，地球的磁场方向，磁感线从地磁北极出发，回到地磁南极，北京地区地面附近能自由转动的小磁针静止时，根据磁极间的相互作用规律，可知小磁针S极指向下方，N极指向上方地磁南极，而地球的上方为地磁南极和地理北极，地磁南极在地理北极附近，则N极指向地理北极附近，可知D错误。
【举一反三1】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（　　）
A.电流表示数变小，灯亮
B.电流表示数变大，灯亮
C.电流表示数变小，灯亮
D.电流表示数变大，灯亮
【答案】C
【解析】由图可知，当油量较低时，根据杠杆特点可知，滑动变阻器接入电路中的电阻变大，则电路中的电流变小，即电流表的示数变小，当浮标低到一定程度时，金属针右端的金属触头上翘与电磁继电器控制电路上的静触头连接，使控制电路通电，电磁铁通电就有磁性，就能吸引电磁铁上边的衔铁向下运动，使电磁继电器工作电路中的指示灯与电源形成通路，衔铁与上触点接触，灯泡L2亮，可知C符合题意，ABD不符合题意。
【举一反三2】如图所示为一种防汛报警器的原理图，S是触点开关，B是漏斗形的竹片圆筒，里面有个浮子A，当水面上涨到警戒水位时（　　）
A.甲灯亮 B.乙灯亮 C.两灯都亮 D.两灯都不亮
【答案】B
【解析】当水面上涨到警戒水位时，浮子A上升，使电磁铁电路接通，电磁铁有磁性，吸引衔铁，使触点开关S下落接通乙灯电路，乙灯亮，此时甲灯处于断路状态，甲灯不亮。可知B符合题意，ACD不符合题意。
【举一反三3】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（　　）
A.电流表示数变小，灯亮
B.电流表示数变大，灯亮
C.电流表示数变小，灯亮
D.电流表示数变大，灯亮
【答案】C
【解析】由图可知，当油量较低时，根据杠杆特点可知，滑动变阻器接入电路中的电阻变大，则电路中的电流变小，即电流表的示数变小，当浮标低到一定程度时，金属针右端的金属触头上翘与电磁继电器控制电路上的静触头连接，使控制电路通电，电磁铁通电就有磁性，就能吸引电磁铁上边的衔铁向下运动，使电磁继电器工作电路中的指示灯与电源形成通路，衔铁与上触点接触，灯泡L2亮，可知C符合题意，ABD不符合题意。
【举一反三4】如图所示，是一种水位自动报警器的原理图（一般的水都导电）。当水位到达金属块A时 灯亮，已知红灯和绿灯的规格相同，都标有“220V 40W”的字样，则灯泡正常发光时的电阻是 Ω，工作电路正常工作1min消耗的电能是 J。
【答案】 红 1210 2400
【解析】[1]当水位到达金属块A时，控制电路接通，电磁铁有磁性，吸引衔铁向下，工作电路中的红灯接通，红灯亮。
[2]灯泡正常发光时的电阻
[3]工作电路中两个规格相同的灯泡，只有一个灯泡工作，工作电路正常工作1min消耗的电能
【举一反三5】某学校实验创新小组为我市水库管理人员设计一款水位自动报警器原理图。如图所示，当水位没有到达金属块A时， 灯亮，当达到警戒水位A金属块时， 灯亮。
【答案】 绿 红
【解析】[1]当水位没有到达金属块A时，左侧控制电路未连通，电磁铁没有磁性，衔铁与上面的静接触点接触，绿灯接入电路，此时绿灯亮。
[2]当达到警戒水位A金属块时，左侧控制电路连通，控制电路有电流通过，电磁铁有磁性，吸引衔铁与下面的静接触点接触，红灯接入电路，此时红灯亮。
【举一反三6】如图所示是一种“闯红灯违规证据收集器”的工作原理图，光控开关接收到红光时会自动闭合，压敏电阻若同时受到车的压力，其阻值变小，电磁铁的磁性因电路中电流的改变而变强，当电流变化到一定值时，衔铁与触点 （填“1”或“2”）接触，电控照相机工作，拍摄违规车辆。
【答案】2
【解析】由题意可知，只有在红灯亮的期间，光控开关才闭合，若此时车辆违规闯红灯行驶时，会压上压敏电阻，从而使压敏电阻的阻值减小，在电源电压一定的情况下，电阻越小，电流就越大。电磁铁的磁性与电流有关，并且电流越大磁性越强，所以电磁铁的磁性会增强。当电流增大到一定程度时，电磁铁会将衔铁吸下，使其与触点2接触，导致了电控照相机所在的电路接通，照相机会对违规车辆进行拍照。
【举一反三7】（1）如甲图所示，在电磁铁的正上方用弹簧秤挂着一条形磁铁，当开关闭合后，电磁铁与条形磁铁的相互作用为 （填“吸引”或“排斥”）；当滑片P从b端向a端滑动过程中，弹簧的长度会变 （填“长”或“短”）。
（2）如乙图是一种水位自动报警器的原理示意图，当水位升高到金属块A处时 （选填“红”或“绿”）灯亮。

【答案】 排斥 长 红
【解析】（1）[1]根据安培定则，通电螺线管的上端为S极，与磁铁相互排斥。
[2]当滑片P从b端向a端滑动过程中，变阻器的电阻变大，电路中的电流变小，可知通电螺线管的磁性减弱，与磁铁的排斥力减小，可知弹簧会变长。
（2）[3]水位自动报警器的原理示意图，当水位升高到金属块A处时，左侧电路接通，电磁铁中有电流通过，电磁铁就获得磁性，吸引上边的衔铁，衔铁的触点与红灯的触点接触，右侧电路中红灯发光。
【题型2】电磁阀的工作原理
【典型例题】公交车气动折叠门的工作原理是：当驾驶员按下开关，门上的电磁阀通电，将气路开关吸合，门泵进气或排气，车门就打开或关上，下列物品中与电磁阀工作原理相同的是 （　　）
A． 耳机 B．动圈式话筒
C． 电铃 D． 电钻
A.答案A B.答案B C.答案C D.答案D
【答案】C
【解析】由题意可知，公交车气动折叠门的工作原理是电流的磁效应；
耳机听筒的工作原理是通电导体在磁场中受到力的作用，可知A不符合题意；动圈式话筒的工作原理是电磁感应现象，可知B不符合题意；电铃是利用电流的磁效应工作的，可知C符合题意；电钻是利用通电导体在磁场中受到力的作用而工作的，可知D不符合题意。
【举一反三1】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．磁悬浮列车 B．台灯
C．老式电话机 D．电磁起重机
A.答案A
B.答案B
C.答案C
D.答案D
【答案】B
【解析】磁悬浮列车利用了磁极间的相互作用，应用了电磁铁；可知A不符合题意；
台灯是利用将电能转化为光能工作的，没用到电磁铁；可知B符合题意；老式电话机应用了电磁铁的原理；可知C不符合题意；通电时，电磁铁有电流通过，电磁起重机产生了磁性，当电路断开时，电磁铁失去了磁性，应用了电磁铁；可知D不符合题意
【举一反三2】玩具小船上固定有螺线管（有铁芯）、电源和开关组成的电路，如图所示，把小船按图示的方向放在水面上，闭合开关，船头最后静止时的指向是

A.向东
B.向南
C.向西
D.向北
【答案】D
【解析】由安培定则可知螺线管右侧为N极，左侧为S极；因地磁场沿南北方向，地理南极附近为地磁场的N极，地理北极附近为地磁场的S极；因同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，可知船头指向北方．
【举一反三3】如图所示的实例中，不属于电磁铁应用的是
A．电磁起重机 B．电磁阀控制车门 C．电铃 D．指南针
A.答案A B.答案B C.答案C D.答案D
【答案】D
【解析】电磁起重机的主要部分是电磁铁，接通电路，电磁铁产生磁性，电磁铁便把钢铁物品牢牢吸住，吊运到指定的地方；断开电路，电磁铁磁性消失，钢铁物品就放下来了，可知A不符合题意；由图中可知，电磁阀控制车们两侧有两个电磁铁，是利用电磁铁来工作的，可知B不符合题意；由图中可知，通电时，电磁铁有电流通过，产生了磁性，把衔铁吸过来，使小锤打击电铃发出声音，同时电路断开，电磁铁失去了磁性，小锤又被弹回，电路闭合，不断重复，电铃便发出连续击打声音，可知C不符合题意；指南针是利用地磁场工作的，不是利用电磁铁，可知D符合题意。
【举一反三4】【湖北省荆门市2015年初中毕业生学业水平考试】如图是公厕里间歇式自动冲水箱的原理图，进水管口以Q1=200cm3/s的流量24h不间断地向底面积为1800cm2的长方体水箱注水，当水位上升至h2=45cm时，水箱中的水开始以Q2=2000cm3/s的平均流量从出水管口流出冲洗厕所，当水位下降至h1=5cm处时停止冲水。（不计中水箱中水管的体积）求：
（1）水位在h2时水箱底部受到水的压强。
（2）冲洗一次厕所所用的时间。
（3）为节约用水，在图示进水管A处安装一个由微电脑控制的电磁阀。当有人进入洗手间时，门内侧红外探头通过微电脑开启电磁阀，向水箱注水，当水位升至h2时，电磁阀自动关闭停止注水，同时开始冲洗厕所。假设电磁阀平均每天开启100次，则安装电磁阀后一天可节约多少千克水？
【答案】 4.5×103Pa 40s 1.008×104kg
【解析】解：(1)h2=45cm=0.45m，液体压强公式
(2)冲一次厕所用水体积
V=Sh=1800cm2×(45cm-5cm)=72000cm3
冲一次厕所用时间
（3）安装电磁阀前一天消耗的水的体积为
V1=Q1t=200cm3/s×24×3600s=17280000cm3=17.28m3
安装电磁阀后一天消耗水的体积为
V2=100V=100×72000cm3=7200000cm3=7.2m3
安装电磁阀后一天节约水的体积为
V1-V2=17.28m3=7.2m3=10.08m3
安装电磁阀后一天节约水的质量为
m=ρ(V1-V2)=103kg/m3×10.08m3=1.008×104kg
答：（1）底部收到水的压强为4.5×103Pa；（2）冲洗一次厕所所用的时间为40s；（3）节水1.008×104kg。
【举一反三5】如图是一种温度自动报警器的原理图，当温度升高时，水银柱上升，与上方金属丝连通，使左侧形成通路，电磁铁中有 通过，电磁铁 衔铁，使触点接触，右侧电路接通，电铃发出报警信号．
【答案】 电流 吸引
【解析】[1][2]由图可知，当温度升高时，水银柱会上升，因水银是导体，当水银柱到达上方金属丝时，能将电磁铁电路接通，电磁铁中有电流通过，所以电磁铁有磁性，从而吸引衔铁，使触点接触，接通电铃电路，电铃报警．
【举一反三6】（1）如甲图所示，在电磁铁的正上方用弹簧秤挂着一条形磁铁，当开关闭合后，电磁铁与条形磁铁的相互作用为 （填“吸引”或“排斥”）；当滑片P从b端向a端滑动过程中，弹簧的长度会变 （填“长”或“短”）。
（2）如乙图是一种水位自动报警器的原理示意图，当水位升高到金属块A处时 （选填“红”或“绿”）灯亮。

【答案】 排斥 长 红
【解析】（1）[1]根据安培定则，通电螺线管的上端为S极，与磁铁相互排斥。
[2]当滑片P从b端向a端滑动过程中，变阻器的电阻变大，电路中的电流变小，可知通电螺线管的磁性减弱，与磁铁的排斥力减小，可知弹簧会变长。
（2）[3]水位自动报警器的原理示意图，当水位升高到金属块A处时，左侧电路接通，电磁铁中有电流通过，电磁铁就获得磁性，吸引上边的衔铁，衔铁的触点与红灯的触点接触，右侧电路中红灯发光。
【题型3】探究影响电磁铁磁性强弱的因素
【典型例题】小文探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”，某次实验的情景如图所示。下列分析错误的是（　　）
A.电磁铁A的上端为N极
B.电磁铁B外部的磁场与条形磁体外部磁场相似
C.若将滑片P向右滑动，电磁铁B吸引小铁钉的数目会增多
D.电流相同时，线圈匝数越多，电磁铁磁性越强
【答案】A
【解析】根据安培定则知道，电磁铁A上端是S极，下端是N极，可知A错误，符合题意；
根据实验知道，电磁铁B即通电螺线管外部的磁场与条形磁体的磁场相似的，可知B正确，不符合题意；当滑片P向右移时，滑动变阻器接入电路中的电阻减小，根据欧姆定律可知，电路中的电流增大，电磁铁的磁性增强，电磁铁B吸引小铁钉的数目会增多，可知C正确，不符合题意；在电流相同时，线圈匝数越多的，吸引的大头针个数越多，这说明电磁铁磁性的强弱跟线圈匝数有关，且电流相同时，线圈匝数越多，电磁铁磁性越强，可知D正确，不符合题意。
【举一反三1】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
【解析】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。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。可知A符合题意；
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。可知BCD不符合题意。
【举一反三2】小文探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”，某次实验的情景如图所示。下列分析错误的是（　　）
A.电磁铁A的上端为N极
B.电磁铁B外部的磁场与条形磁体外部磁场相似
C.若将滑片P向右滑动，电磁铁B吸引小铁钉的数目会增多
D.电流相同时，线圈匝数越多，电磁铁磁性越强
【答案】A
【解析】根据安培定则知道，电磁铁A上端是S极，下端是N极，可知A错误，符合题意；
根据实验知道，电磁铁B即通电螺线管外部的磁场与条形磁体的磁场相似的，可知B正确，不符合题意；当滑片P向右移时，滑动变阻器接入电路中的电阻减小，根据欧姆定律可知，电路中的电流增大，电磁铁的磁性增强，电磁铁B吸引小铁钉的数目会增多，可知C正确，不符合题意；在电流相同时，线圈匝数越多的，吸引的大头针个数越多，这说明电磁铁磁性的强弱跟线圈匝数有关，且电流相同时，线圈匝数越多，电磁铁磁性越强，可知D正确，不符合题意。
【举一反三3】如题图所示，闭合开关，条形磁体静止后，将滑动变阻器的滑片P从右向左滑动的过程中，下列说法正确的是（ ）
A.弹簧将伸长 B.弹簧将缩短 C.弹簧先伸长后缩短 D.弹簧长度不变
【答案】B
【解析】滑片从右往左滑动的过程中，滑动变阻器接入电路的电阻变大，所以电路中的电流变小，通电螺线管的磁性减弱；由图知，电流从螺线管的下端流入，根据安培定则可知，螺线管的上端为N极，下端为S极，则螺线管和条形磁铁相对的磁极为异名磁极，异名磁极相互吸引。当螺线管磁性减弱时对磁铁的吸引力减小，弹簧的长度变短。可知B正确，ACD错误。
【举一反三4】电磁铁的磁性强弱与 和 及有无 有关．
【答案】 电流大小 线圈匝数多少 铁芯
【解析】电磁铁磁性强弱可以控制，电磁铁的磁性强弱与电流大小和线圈匝数多少及有无铁芯有关．
【举一反三5】探究影响电磁铁磁性强弱的因素时，按如图所示电路进行实验，发现电磁铁A吸引大头针的数目比B多．此实验说明影响电磁铁磁性强弱的因素是
【答案】线圈的匝数
【解析】两个电磁铁串联在同一个电路中，可知A、B两个电磁铁中的电流大小相同，由图可以看出两个电磁铁中导线的缠绕方向相同，可知电流的方向和电磁铁的极性是相同的，两者不同的是线圈的匝数不同，电磁铁A比B的匝数多，从而导致每次实验电磁铁A吸引大头针的数目均比B多，因此本实验是为了说明匝数对电磁铁磁性强弱的影响
【举一反三6】如图甲所示的“聪明电梯”在有、无人乘坐时会以不同的速度运行，这样可以节约用电。图乙所示是其控制电路图，R是一个压敏电阻，其阻值随压力的增大而减小。当有人走上电梯后，则图中电磁铁的磁性将 （选填“增强”“减弱”或“不变”），工作电路中动融点与静融点 （选填“1”或“2”）接触，电梯速度加快。
【答案】 增强 2
【解析】[1][2]当人走上电梯后，压力增大，则压敏电阻R的阻值减小，根据欧姆定律可知，左侧控制电路中的电流增大，则电磁铁的磁性增强，衔铁被拉下，与静融点点2接触，电机接通。
【举一反三7】通电螺线管的磁性：匝数一定时，通过 越大，磁性越强；电流强度一定时，线圈 越多，磁性越强； 都一定时，有铁芯的比没铁芯的磁性强；通电螺线管的极性可用 来改变。
【答案】 电流 匝数 匝数、电流 电流方向
【解析】[1][2][3][4]通电螺线管的磁性和电流大小有关，和匝数多少有关，和有无铁芯有关。匝数一定时，通过的电流越大，磁性越强；电流强度一定时，线圈匝数越多，磁性越强；匝数、电流都一定时，有铁芯的比没铁芯的磁性强。通电螺线管的极性可用电流方向来改变。
【题型4】电磁铁的特点和工作原理
【典型例题】电磁铁中用软铁作铁芯，而不用钢作铁芯，是因为软铁
A.能保持磁性 B.能导电 C.磁性容易消失 D.可被其他磁体吸引
【答案】C
【解析】因为软铁被磁化后退磁很快，也就是说上面的铜线螺线管没有磁场时，软铁的磁场会很快消失，而钢则会保留磁性，要好一会才磁性会消失．电磁铁的目的在于控制磁场的产生和消失，所以要用软铁，因为软铁的磁场更易改变．可知C正确，ABD错误．
【举一反三1】关于电磁铁，下列说法中正确的是（　　）
A.电磁铁是根据电流的磁效应制成的
B.电磁铁的铁芯可以用铜棒代替
C.电磁铁的磁性强弱与电流的方向有关
D.电磁铁的磁性强弱只与电流的大小有关
【答案】A
【解析】电磁铁通电时具有磁性，断电时没有磁性，是根据电流的磁效应制成的，可知A正确；电磁铁的铁芯需要用软磁性材料制成，铜不是磁性材料，所以电磁铁的铁芯不可以用铜棒代替，可知B错误；电磁铁的磁性强弱与电流的大小，线圈匝数有关，与电流方向无关，可知CD错误。
【举一反三2】有一种磁控门锁，钥匙为镶有磁铁的塑料卡片．当卡片靠近门锁时，门锁内部的电路接通电磁铁吸动插销，门就可以打开．以下说法正确的是
A.塑料能被磁化
B.门锁的插销是由纯铜制成的
C.电磁铁断电前后磁性不变
D.电磁铁的磁场是由通电螺线管中的电流产生的
【答案】D
【解析】塑料是非磁性物质，不能被磁化，可知说法错误，不合题意；铜是非磁性物质，不能被磁铁吸引，可知门锁的插销是不京戏由纯铜制成，可知说法错误，不合题意； 电磁铁在断电后无磁极，在通电后有磁性，可知说法错误，不合题意；电磁铁的磁场是由通电螺线管中的电流产生的，可知说法正确，符合题意．可知选D.
【举一反三3】如图所示，将绝缘导线绕在铁钉上并与电池相连接，铁钉将（　　）
A.被熔化 B.有磁性 C.明显伸长 D.有电流通过它
【答案】B
【解析】将绝缘导线绕在铁钉上并与电池相连接就构成了一个电磁铁，铁钉将有磁性。
【举一反三4】关于电磁铁，下列说法中正确的是（　　）
A.电磁铁是根据电流的磁效应制成的
B.电磁铁的铁芯可以用铜棒代替
C.电磁铁的磁性强弱与电流的方向有关
D.电磁铁的磁性强弱只与电流的大小有关
【答案】A
【解析】电磁铁通电时具有磁性，断电时没有磁性，是根据电流的磁效应制成的，可知A正确；电磁铁的铁芯需要用软磁性材料制成，铜不是磁性材料，所以电磁铁的铁芯不可以用铜棒代替，可知B错误；电磁铁的磁性强弱与电流的大小，线圈匝数有关，与电流方向无关，可知CD错误。
【举一反三5】如果把一根导线绕成 ，再在它里面中插入 ，我们把这样的磁体叫电磁铁．它有 通过时有磁性，没有 通过时无磁性．
【答案】 螺线管 铁芯 电流 电流
【解析】如果把一根导线绕成螺线管，再在它里面中插入铁芯，我们把这样的磁体叫电磁铁．电磁铁的磁性有无可由通断电来控制：通电时有磁性，断电时没有磁性．
【举一反三6】电磁铁指的是：内部插有铁芯的通电螺线管。铜芯不行，只能铁芯且必须为 。
【答案】软铁
【解析】内部插有铁芯的通电螺线管，就是电磁铁。其中内部只能插软铁的铁芯。铜芯不是磁性物质不能被磁化，钢芯被磁化后，磁性不消失，变为永磁体。
【举一反三7】指南针有重要实用价值。如题图甲所示，指南针静止时a端指向北方，a是指南针的 极，这是因为它受到了 磁场的作用。若将指南针放在如题图乙所示的电磁铁左侧，闭合开关S，静止时指南针仍呈现如题图甲所示的指向，则电源的上端是 极。
【答案】 N 地 正
【解析】[1][2]指南针静止时a端指向北方，a是指南针的N极，这是因为它受到了地磁场的作用。
[3]若将指南针放在电磁铁左侧，闭合开关S，静止时指南针仍呈现如图甲所示的指向，即N极指向北方，说明电磁铁的N极在电磁铁的下端，根据安培定则可知，电流从电磁铁的上端流入，即电源的上端为正极，下端为负极。
【题型5】电磁继电器结构及工作原理
【典型例题】下列功能中，电磁继电器不能完成的是（ ）
A.控制电路中电流的连续变化
B.控制电路中电流的有无
C.利用低电压、弱电流控制高电压、强电流
D.远距离自动控制与操作
【答案】A
【解析】电磁继电器中没有滑动变阻器，所以A错误，符合题意；电磁继电器中，低压电路中的开关控制可以控制电流的有无，所以B正确，不符合题意；电磁继电器是一种由低压电路控制高压电路的器件，所以C正确，不符合题意；低压电路和高压电路之间的距离可以达到很远，方便保护人身安全，还可以通过一些半导体材料来实现自动化控制，所以D正确，不符合题意。
【举一反三1】课后服务科创小组设计了一个温度自动报警器如图所示，关于温度自动报警器以下说法中正确的是（　　）
A.当温度上升到金属丝时，电铃响
B.温度计中的水银是绝缘体
C.电路中温度计和电磁铁是并联
D.报警器利用了电磁铁通电时磁性消失、断电时有磁性的特点
【答案】A
【解析】温度计中的液体是水银，当温度达到一定值时，温度计内水银上升，因为水银是导体，控制电路会接通，电磁铁产生磁性，将衔铁吸引，将报警电路接通，电铃响，起到报警作用，可知A正确，B错误；温度计和电磁铁连接在两个电路中，不是串联也不是并联，可知C错误；报警器利用了电磁铁通电时有磁性、断电时无磁性的特点，可知D错误。
【举一反三2】下列功能中，电磁继电器不能完成的是（ ）
A.控制电路中电流的连续变化
B.控制电路中电流的有无
C.利用低电压、弱电流控制高电压、强电流
D.远距离自动控制与操作
【答案】A
【解析】电磁继电器中没有滑动变阻器，所以A错误，符合题意；电磁继电器中，低压电路中的开关控制可以控制电流的有无，所以B正确，不符合题意；电磁继电器是一种由低压电路控制高压电路的器件，所以C正确，不符合题意；低压电路和高压电路之间的距离可以达到很远，方便保护人身安全，还可以通过一些半导体材料来实现自动化控制，所以D正确，不符合题意。
【举一反三3】如图甲是小明为家庭养殖场设计的电热孵化器的工作原理图，、和为阻值相同的加热电阻。控制电路中，电源电压恒为6V，R为滑动变阻器，热敏电阻置于孵化器内，其阻值随温度的变化如图乙所示。当孵化器内温度升高到孵化温度时，衔铁被吸合，触点a与触点c接触，此时通过电磁铁的电流为20mA。下列说法正确的是（电磁铁线圈的电阻忽略不计）（　　）
A.热敏电阻的阻值随温度的升高而增大
B.衔铁被吸合后，工作电路中的电流变大
C.孵化温度为37℃时，R连入电路的阻值为50Ω
D.若想将孵化温度调高，应将R的滑片P向右调
【答案】D
【解析】由乙图可知，Rt随温度升高而减小，可知A错误；衔铁被吸合前，工作电路R1接入电路，衔铁被吸合后，工作电路R2、R3串联接入电路，电路总电阻变大，总电流变小，可知B错误；当温度为37°C时，Rt=50Ω，则R的阻值为
可知C错误；温度升高，Rt阻值减小，控制电路的吸合电流、电源电压均不变，则变阻器R的阻值应增大，应将R的滑片向右调，可知D正确。
【举一反三4】如图所示，是一种水位自动报警器的原理图。水位到达金属块时， 灯亮；此时电磁铁的上端为 （选填“”或“”）极。（容器内的水是导电的）
【答案】 红 N
【解析】[1]当水位到达金属块时，左端的控制电路接通，电磁铁有磁性，吸引衔铁，使红灯电路接通，红灯亮。
[2]根据安培定则可知，右手握住螺丝管，四个手指的方向为电流的方向，拇指所指的方向为北极方向，可知螺线管的上端是N极。
【举一反三5】 (1)、电磁继电器的构造：构造由如下图的F 、G 、H 、触点、接线柱等组成．
(2)、电磁继电器的工作原理：当较低的电压加在 D、E两端，较小的电流流过线圈时， 把 吸下，使B、C两个接线柱所连接的 接通，较大的电流就可以通过B、C带动机器工作了．
【答案】 电磁铁 衔铁 弹簧 控制电路 电磁铁 衔铁 工作电路
【解析】(1)、电磁继电器的构造：构造由如下图的F电磁铁、G衔铁、H弹簧、触点、接线柱等组成．(2)、电磁继电器的工作原理：当较低的电压加在控制电路D、E两端，较小的电流流过线圈时，电磁铁就有磁性，衔铁在电磁铁的作用下向下运动，使B、C两个接线柱所连接的工作电路接通，较大的电流就可以通过B、C带动机器工作了．
【举一反三6】如图为一种恒温箱电路原理。控制电路由电磁继电器、滑动变阻器、热敏电阻（安装在恒温箱内，阻值随温度升高而显著减小）、低压电源等组成。加热电路由电源、电热丝和等组成。调好阻值，闭合开关、，通电线圈上端是 极；由电路分析可知，电热丝阻值 （选填“大于”、“小于”或“等于”）阻值；若要提高恒温箱控制的温度，应将的阻值调 （选填“大”或“小”）一些。
【答案】 N 小于 大
【解析】[1]闭合开关、，由安培定则可知，通电线圈上端是N极。
[2]热敏电阻安装在恒温箱内，阻值随温度升高而显著减小，若此时温度升高，则减小，由可知，电路中电流增大，电磁铁磁性增强，衔铁被吸下，R4所在支路被接通，因此时恒温箱中温度较高，所以不需要加热，此时电功率较小，由可知，此时工作电路中的阻值较大，所以。
[3]若要提高恒温箱控制的温度，即阻值减小，电源电压和电路中的电流不变，则总电阻不变，可知应增大的阻值，即将滑片向左移。
【举一反三7】如图所示的电磁继电器，其中R是热敏电阻，它的阻值随温度的升高而减小，R0是滑动变阻器。该装置的工作原理是：随室内温度的升高，热敏电阻的阻值减小，控制电路中电流 （选填“增大”或“减小”），当电流达到一定值时，衔铁被吸合，右侧空调电路 （选填“闭合”或“断开”），空调开始工作。
【答案】 增大 闭合
【解析】[1]室内温度的升高，热敏电阻的阻值减小，根据可知，控制电路中电流增大。
[2]根据电磁继电器的原理，当电流达到一定值时，电磁铁有磁性，衔铁被吸合，右侧空调控制电路闭合，空调开始工作。

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