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第3节　电磁铁　电磁继电器
@基础巩固
电磁铁
1.[物理观念]许多自动控制的电路中都安装有电磁铁.下列有关电磁铁的说法正确的是 ( )
A.电磁铁的铁芯可以用铜棒代替
B.电磁继电器中的磁体，可以使用永磁体
C.电磁铁磁性的强弱只与电流的大小有关
D.电磁铁是根据电流的磁效应制成的
电磁铁的磁性
2.(2024·广州一模)巨磁电阻(GMR)在磁场中，电阻会随着磁场的增大而急剧减小.用GMR组成的电路图如图所示，开关K与1接通时，电磁铁右端为N极，电源电压恒定，则 ( )
A.开关K与2接通时，电磁铁左端为S极
B.开关K与2接通时，A1指针偏转方向不变
C.当A1示数减小时，A2示数减小
D.当A1示数增大时，A2示数不变
3.[科学探究]同学们在做“探究电磁铁的磁性跟哪些因素有关”的实验时，提出以下猜想：
猜想一：电磁铁磁性的有、无跟通、断电有关；
猜想二：电磁铁的磁性强弱跟通过电磁铁的电流大小有关；
猜想三：电磁铁的磁性强弱跟电磁铁线圈的匝数多少有关；
为了验证上述猜想是否正确，同学们设计了以下实验方案：用漆包线(表面涂有绝缘漆的导线)在相同铁钉上绕制若干圈，制成若干个简单的电磁铁.图甲、乙、丙、丁为实验中观察到的四种情况.请你完成下列内容：
(1)实验中通过观察电磁铁 ，来判断电磁铁的磁性强弱.
(2)图乙和 (选填“甲”“丙”或“丁”)两种情况，可以验证猜想一的正确.
(3)通过比较图 和 可以验证猜想二.
(4)由图丁可得出的结论是 相同时， ，电磁铁的磁性越强.
电磁继电器
4.[科学思维](2024·河南中考改编)如图是小明为某仓库设计的温度报警电路.热敏电阻的电阻R1随温度的变化而变化；可调电阻的电阻为R2.温度正常时指示灯L发光，当温度升高到报警温度时，指示灯L熄灭，蜂鸣器报警.下列判断正确的是 ( )
第4题图
A.电阻R1随温度的升高而增大
B.温度升高过程中，电磁铁的磁性减弱
C.若要调低报警温度，可将电阻R2调大
D.若控制电路的电源电压降低，报警温度将升高
5.请将电磁继电器的电路连接完整.要求：开关闭合时，电动机转动，小灯泡不亮；开关断开时，小灯泡亮，电动机不转.
第5题图
@能力提升
6.如图是小丽用来“探究电磁铁磁性强弱与哪些因素有关”的实验装置.此电磁铁的上方是 极，将滑动变阻器的滑片P向右移动的过程中，电流表的示数 (选填“变大”“变小”或“不变”)，弹簧的长度缩短，由此可初步得出，电磁铁磁性的强弱与 有关.
第6题图
7.(2024·深圳一模)图甲为放置于水平桌面上的磁悬浮盆栽装置，盆栽底部有一个磁体，悬浮原理简化如图乙所示，则A端为电源的 极；闭合开关后，若电路正确且完好，但盆栽未悬浮，可以使盆栽悬浮起来的操作是 ；如果操作是将电源的正、负极调换，桌面受到的压力会 (选填“变大”“变小”或“不变”).
第7题图
8.(2024·茂名二模)如图所示，线圈右方的桌面上有一条形磁体，当闭合开关后，滑片P右移时条形磁体受到的摩擦力增大，条形磁体始终保持静止，请选择滑动变阻器的接口a或b完成电路图，并在条形磁体中心点画出它受到摩擦力f的方向.
第8题图
9.[物理学与社会发展](回归教材)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变化的现象，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.实验小组设计了如图所示的电路，来探究某GMR的电阻与磁场的关系.
(1)该电磁铁产生的磁场与 (选填“条形磁体”或“U形磁体”)产生的磁场相似.
(2)闭合开关S1，电磁铁的左边是 (选填“N”或“S”)极.电阻为R1的滑动变阻器的滑片向右端滑动，电磁铁的磁性 (选填“增强”或“减弱”).
(3)闭合开关S1、S2，保持电阻为R2的滑动变阻器的滑片位置不变，将电阻为R1的滑动变阻器的滑片向左端滑动，观察到电流表示数增大，电压表示数 (选填“增大”“减小”或“不变”).
(4)分析上述实验现象可知：该GMR的电阻随其周围磁场的增强而 (选填“增大”“减小”或“不变”).
@拓展培优
10.[物理学与工程实践]图甲为某科学小组设计的模拟汽车左右转向指示灯电路.电源电压恒定不变，R0＝120 Ω，指示灯规格均为“12 V　 6 W”.任意接通对应的开关，指示灯两端实际电压变化规律均如图乙所示，对应指示灯会暗(微弱发光)、亮(正常发光)闪烁发光.(电磁铁线圈及衔铁的电阻忽略不计，指示灯的电阻R不变)
(1)电磁铁是利用电流的 效应工作的，图甲中电磁铁的上端为 (选填“N”或“S”)极.
(2)转向开关绕“O”点由“1”旋到“2”时， 转指示灯闪烁发光.
(3)指示灯发光时，当触点A、B断开，指示灯较 (选填“亮”或“暗”)，此时指示灯两端的电压U1＝ V.
(4)当开关由“1”旋到“2”时，指示灯工作3 s，其消耗的电能约为 J.(结果保留一位小数)第3节　电磁铁　电磁继电器
@基础巩固
电磁铁
1.[物理观念]许多自动控制的电路中都安装有电磁铁.下列有关电磁铁的说法正确的是 (　D　)
A.电磁铁的铁芯可以用铜棒代替
B.电磁继电器中的磁体，可以使用永磁体
C.电磁铁磁性的强弱只与电流的大小有关
D.电磁铁是根据电流的磁效应制成的
电磁铁的磁性
2.(2024·广州一模)巨磁电阻(GMR)在磁场中，电阻会随着磁场的增大而急剧减小.用GMR组成的电路图如图所示，开关K与1接通时，电磁铁右端为N极，电源电压恒定，则 (　C　)
A.开关K与2接通时，电磁铁左端为S极
B.开关K与2接通时，A1指针偏转方向不变
C.当A1示数减小时，A2示数减小
D.当A1示数增大时，A2示数不变
3.[科学探究]同学们在做“探究电磁铁的磁性跟哪些因素有关”的实验时，提出以下猜想：
猜想一：电磁铁磁性的有、无跟通、断电有关；
猜想二：电磁铁的磁性强弱跟通过电磁铁的电流大小有关；
猜想三：电磁铁的磁性强弱跟电磁铁线圈的匝数多少有关；
为了验证上述猜想是否正确，同学们设计了以下实验方案：用漆包线(表面涂有绝缘漆的导线)在相同铁钉上绕制若干圈，制成若干个简单的电磁铁.图甲、乙、丙、丁为实验中观察到的四种情况.请你完成下列内容：
(1)实验中通过观察电磁铁　吸引大头针的数目　，来判断电磁铁的磁性强弱.
(2)图乙和　甲　(选填“甲”“丙”或“丁”)两种情况，可以验证猜想一的正确.
(3)通过比较图　乙　和　丙　可以验证猜想二.
(4)由图丁可得出的结论是　通过的电流　相同时，　线圈的匝数越多　，电磁铁的磁性越强.
电磁继电器
4.[科学思维](2024·河南中考改编)如图是小明为某仓库设计的温度报警电路.热敏电阻的电阻R1随温度的变化而变化；可调电阻的电阻为R2.温度正常时指示灯L发光，当温度升高到报警温度时，指示灯L熄灭，蜂鸣器报警.下列判断正确的是 (　D　)
第4题图
A.电阻R1随温度的升高而增大
B.温度升高过程中，电磁铁的磁性减弱
C.若要调低报警温度，可将电阻R2调大
D.若控制电路的电源电压降低，报警温度将升高
5.请将电磁继电器的电路连接完整.要求：开关闭合时，电动机转动，小灯泡不亮；开关断开时，小灯泡亮，电动机不转.
第5题图
@能力提升
6.如图是小丽用来“探究电磁铁磁性强弱与哪些因素有关”的实验装置.此电磁铁的上方是　S(南)　极，将滑动变阻器的滑片P向右移动的过程中，电流表的示数　变小　(选填“变大”“变小”或“不变”)，弹簧的长度缩短，由此可初步得出，电磁铁磁性的强弱与　电流的大小　有关.
第6题图
7.(2024·深圳一模)图甲为放置于水平桌面上的磁悬浮盆栽装置，盆栽底部有一个磁体，悬浮原理简化如图乙所示，则A端为电源的　负　极；闭合开关后，若电路正确且完好，但盆栽未悬浮，可以使盆栽悬浮起来的操作是　减小滑动变阻器接入电路中的电阻(或将滑动变阻器的滑片P向左移动，或增大电源电压，或减小盆栽质量，答案合理即可)　；如果操作是将电源的正、负极调换，桌面受到的压力会　不变　(选填“变大”“变小”或“不变”).
第7题图
8.(2024·茂名二模)如图所示，线圈右方的桌面上有一条形磁体，当闭合开关后，滑片P右移时条形磁体受到的摩擦力增大，条形磁体始终保持静止，请选择滑动变阻器的接口a或b完成电路图，并在条形磁体中心点画出它受到摩擦力f的方向.
第8题图
9.[物理学与社会发展](回归教材)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变化的现象，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.实验小组设计了如图所示的电路，来探究某GMR的电阻与磁场的关系.
(1)该电磁铁产生的磁场与　条形磁体　(选填“条形磁体”或“U形磁体”)产生的磁场相似.
(2)闭合开关S1，电磁铁的左边是　S　(选填“N”或“S”)极.电阻为R1的滑动变阻器的滑片向右端滑动，电磁铁的磁性　减弱　(选填“增强”或“减弱”).
(3)闭合开关S1、S2，保持电阻为R2的滑动变阻器的滑片位置不变，将电阻为R1的滑动变阻器的滑片向左端滑动，观察到电流表示数增大，电压表示数　减小　(选填“增大”“减小”或“不变”).
(4)分析上述实验现象可知：该GMR的电阻随其周围磁场的增强而　减小　(选填“增大”“减小”或“不变”).
@拓展培优
10.[物理学与工程实践]图甲为某科学小组设计的模拟汽车左右转向指示灯电路.电源电压恒定不变，R0＝120 Ω，指示灯规格均为“12 V　 6 W”.任意接通对应的开关，指示灯两端实际电压变化规律均如图乙所示，对应指示灯会暗(微弱发光)、亮(正常发光)闪烁发光.(电磁铁线圈及衔铁的电阻忽略不计，指示灯的电阻R不变)
(1)电磁铁是利用电流的　磁　效应工作的，图甲中电磁铁的上端为　N　(选填“N”或“S”)极.
(2)转向开关绕“O”点由“1”旋到“2”时，　右　转指示灯闪烁发光.
(3)指示灯发光时，当触点A、B断开，指示灯较　暗　(选填“亮”或“暗”)，此时指示灯两端的电压U1＝　2　V.
(4)当开关由“1”旋到“2”时，指示灯工作3 s，其消耗的电能约为　6.3　J.(结果保留一位小数)
【解析】(4)当开关由“1”旋到“2”时，指示灯工作3 s，由题图乙可知，交替工作的周期为1.5 s，一个周期内正常发光的时间为0.5 s，则右转指示灯闪烁交替工作3 s内有两个周期，正常发光的时间t正常＝2×0.5 s＝1 s，微弱发光的时间t微弱＝3 s－1 s＝2 s，由功率公式可得，正常发光消耗的电能W正常＝PLt正常＝6 W×1 s＝6 J，较暗发光时消耗的电能W微弱＝t微弱＝×2 s≈0.3 J，3 s内共消耗电能W＝ W正常＋ W微弱＝6 J＋0.3 J＝6.3 J.

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