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/ 让教学更有效 精品试卷 | 科学
3.2 电流的磁场（第3课时） 分层练习
科学观念：了解电磁铁的应用。
科学思维：能说出电磁铁的工作原理。
探究实践：通过电磁铁的工作原理设计工作原理图。
态度责任：培养事实求是的科学探究精神。
1．下列设备中，不是利用电磁铁原理工作的是（　　）
A．电铃 B．电饭锅
C．吸尘器 D．电磁起重机
【答案】B
【分析】带有铁芯的通电螺线管就是电磁铁，根据各种电器的工作原理分析答题。
【解答】解：A、电铃内部有电磁铁，是利用电磁铁而工作的，故A不符合题意；
B、电饭锅是利用电流的热效应工作的，故与电磁铁无关，故B符合题意；
C、吸尘器中有电磁铁，是利用电磁铁而工作的，故C不符合题意；
D、电磁起重机是利用电磁铁工作的，故D不符合题意；
故选：B。
【点评】本题主要考查电磁铁在生活中的应用以及各用电器的工作原理，体现了从物理走向生活的教学思想。是一道基础题。
2．许多自动控制的电路中都安装有电磁铁。关于电磁铁，下列说法中正确的是（　　）
A．电磁铁的铁芯，可以用铜棒代替
B．电磁继电器中的磁体，可以使用永磁铁
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
【答案】D
【分析】电磁铁是利用电流的磁效应制成的，电流的通断可以控制磁性的有无。电磁铁有电流有磁性，无电流时无磁性。铁芯需用软磁性材料制成，因为软磁性材料的磁性不能保留下来。
影响电磁铁磁性强弱的因素：电流的大小和线圈的匝数。电流越大、线圈匝数越多，电磁铁的磁性越强。
【解答】解：A、电磁铁的铁芯需用软磁性材料制成，铜不是磁性材料，故不可以用铜棒代替，故A错误；
B、电磁铁不是永久磁铁，它的磁性的有无跟电流的通断有关，所以电磁继电器中的磁体，不能使用永磁铁，故B错误；
C、电磁铁的磁性强弱与电流的大小和线圈的匝数有关，故C错误；
D、电磁铁是利用电流的磁效应制成的，故D正确。
故选：D。
【点评】了解电磁铁的构造与应用，同时知道电流的通断可以控制磁性的有无，电流的大小和线圈的匝数可控制电磁铁磁性的大小。
3．下面是几位同学关于电磁继电器的几种说法，你认为其中不正确的是（　　）
A．使用电磁继电器可以直接控制电路的通断
B．我们操作时控制的是低电压、弱电流的通断
C．是利用电磁铁控制工作电路的一种开关
D．电磁继电器是自动控制电路的重要部件
【答案】A
【分析】电磁继电器的实质是一个间接开关，它可以用低电压、弱电流的控制电路来控制高电压、强电流的工作电路，它还可以实现自动控制。
【解答】解：A、使用电磁继电器可以间接控制电路的通断。故A错误，符合题意。
B、电磁继电器是用低电压、弱电流的控制电路来控制高电压、强电流的工作电路，我们操作时控制的是低电压、弱电流的通断，说法正确，不符合题意。
C、电磁继电器的实质是一个间接控制工作电路的开关，说法正确，不符合题意。
D、电磁继电器是一个间接控制工作电路的开关，而电磁继电器是自动控制电路的重要部件，说法正确，不符合题意。
故选：A。
【点评】此题主要是对电磁继电器的基础知识的考查，强化对课本基础知识的记忆，对于解决这类基础性的题目有很大的帮助。
4．如图所示的自动控制电路中，当开关S断开时，工作电路的情况是（　　）
A．灯亮，电动机转起来，电铃响
B．灯亮，电动机转起来，电铃不响
C．灯不亮，电动机不转，电铃响
D．灯亮，电动机不转，电铃不响
【答案】B
【分析】当电磁铁有磁性时就会吸引衔铁，没有磁性时，衔铁就在弹簧的作用下被拉起。
电磁继电器的工作电路包括控制电路和工作电路两部分。电磁继电器的实质就是一个开关。
【解答】解：当开关断开时，电磁铁无磁性，衔铁在弹簧的作用下被拉起，灯泡与电动机所在支路接通，所以电动机转动，同时灯亮，但电铃不响，故B正确。
故选：B。
【点评】此题主要考查了电磁继电器的构造及工作原理，关键是了解电磁继电器的构造及各部分的作用。同时要掌握电磁继电器的工作原理，在分析时一定要搞清控制电路和工作电路。
5．如图所示是某同学连接的电铃电路，开关闭合后，电铃只响一声就不再响了。原因是（　　）
A．电磁铁始终没有磁性 B．衔铁没有向下运动
C．电池正、负极接反了 D．衔铁一直被吸住
【答案】D
【分析】电铃发出声音是受到钉锤的敲击而产生的。不能连续发声，是钉锤不会连续敲击造成的。从此入手分析即可解决此题。
【解答】解：当开关闭合后，电路中有电流，电磁铁有磁性，吸引衔铁，衔铁被吸下的同时，打击铃碗，发出声音。此时电路始终接通，电磁铁始终吸引衔铁，衔铁不会回弹，所以钉锤不能再重复打击铃碗，故D正确。
故选：D。
【点评】电铃是利用电流的磁效应制成的，电磁铁对衔铁的吸引力是钉锤敲击铃碗的动力。
6．如图是一种江河水位自动报警的原理图。当水位低于A点时，工作电路绿灯工作。到达A点时，衔铁被吸下，工作电路红灯和电铃开始工作。某次水位超过A点时由于电磁铁磁性太弱而衔铁没有被吸引。下列做法中合理的是（　　）
A．更换弹性更好的弹簧
B．减少电磁铁线圈的匝数
C．增加工作电路的电源电压
D．增加控制电路的电源电压
【答案】D
【分析】电磁式继电器一般由铁芯、线圈、衔铁、触点簧片等组成的；只要在线圈两端加上一定的电压，线圈中就会流过一定的电流，从而产生电磁效应，衔铁就会在电磁力吸引的作用下克服返回弹簧的拉力吸向铁芯，从而带动衔铁的动触点与静触点（常开触点）吸合；当线圈断电后，电磁的吸力也随之消失，衔铁就会在弹簧的反作用力返回原来的位置，使动触点与原来的静触点（常闭触点）吸合；这样吸合、释放，从而达到了在电路中的导通、切断的目的。
【解答】解：A、更换弹性更好的弹簧，则需要更大的电磁铁磁性，故A做法不合理；
B、减少电磁铁线圈的匝数，电磁铁磁会减小，故B做法不合理；
C、增加工作电路的电源电压不影响控制电路，故C做法不合理；
D、增加控制电路的电源电压，能增大电磁铁的磁性，故D做法合理；
故选：D。
【点评】解决此题要结合电磁继电器的工作原理和特点进行分析。
7．如图所示是一种磁浮列车的工作原理示意图。关于该磁浮列车，下列说法正确的是（　　）
A．该磁浮列车的原理是运用磁铁同名磁极相互排斥
B．列车高速行驶时，车窗受到向内的压力差
C．车厢线圈通电后电源上端是正极
D．车厢满载乘客和空载时受到的磁场力相等
【答案】C
【分析】同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引；
流体流动速度大的位置，压强小；
从悬浮入手，结合磁极间作用规律即可确定车厢线圈上端的极性。
【解答】解：
A、磁悬浮列车的工作原理是：同名磁极相互排斥或异名磁极相互吸引，本题中是T形轨道，利用的是异名磁极相互吸引的原理，故A错误；
B、高速运行的列车必须关紧门窗，此时车窗玻璃外空气流动速度大，压强小，因此受到空气对它的压力差指向车外，故B错误；
C、磁悬浮列车的工作原理是：同名磁极相互排斥或异名磁极相互吸引，本题中是T形轨道，利用的是异名磁极相互吸引的原理，条形磁铁的下端是N极，由此确定车厢线圈的上端为S极，根据安培定则可知，电源上端为正极，故C正确；
D、高速运行时，导轨钢板对列车的磁力和列车重力相等，故满载乘客和空载时磁力不同，故D错误；
故选：C。
【点评】此题考查的知识点较多，题目的难度不大，理解列车运行的物理过程是解决此题的关键。
8．城市下水道井盖丢失导致行人坠入下水道的悲剧时有发生，令人痛心。为此，某同学设计了一种警示电路：在井口安装一环形灯L，井盖相当于开关S；正常情况下（S闭合），灯L不亮；一旦井盖丢失（S断开），灯L立即亮起，以警示行人。下图中电路符合要求的是（　　）
A．
B．
C．
D．
【答案】B
【分析】根据题意可知，正常情况下S闭合，电磁铁有磁性，被控制电路断路灯泡不亮，当井盖丢失S断开时，电磁铁无磁性，被控制电路闭合，灯泡发光，据此选择符合题意的电路图。
【解答】解：
A、由图可知S闭合时，电磁铁有磁性，被控制电路也闭合灯泡发光，S断开时电磁铁无磁性，被控制电路断路灯泡不发光，故A不符合题意；
B、由图可知S闭合时，电磁铁有磁性，被控制电路断路灯泡不发光，S断开时电磁铁无磁性，被控制电路闭合灯泡发光，故B符合题意；
C、由图可知S闭合时，电磁铁有磁性，被控制电路是闭合电路灯泡发光，S断开时电磁铁无磁性，被控制电路仍是闭合路灯泡发光，故C不符合题意；
D、由图可知S闭合还是断开时，被控制电路的灯泡始终发光，故D不符合题意。
故选：B。
【点评】明白控制电路和被控制电路的工作原理是解决本题的关键。
9．小张家所在的住宅区每栋单元的楼梯口都安装了防盗门，其门锁原理图如图所示，图中只画出了其中一家住户的控制开关S．该门锁的工作过程是：楼上的人闭合控制开关S，门锁上的电磁铁通电后吸引卡入右侧门扣中的衔铁，门可打开。关于该门锁，下列说法中正确的是（　　）
A．该门锁利用了电生磁的原理来工作的
B．电流周围的磁场是假想的物理模型
C．闭合开关S后，电磁铁的右端为N极
D．该单元的各住户控制门锁的开关是串联的
【答案】A
【分析】电磁铁的特点就是通电时具有磁性，断电时失去磁性。
【解答】解：A、该门锁利用了电生磁的原理来工作的正确，当电流通过螺线管时，螺线管有磁性；
B、电流周围的磁场是实实在在存在的故B错误；
C、根据安培定则，闭合开关S后，电磁铁的右端为S极；
D、该单元的各住户控制门锁的开关是并联的互不影响。
故选：A。
【点评】电磁铁的实例应用，一般都有个弹簧，电磁铁通电具有磁性吸引衔铁，电磁铁断电失去磁性，衔铁就受弹簧的弹力作用。
10．如图所示是消防应急灯的电路图，其中少连了一根导线，它的工作原理是外部电路为220V交流电，当其正常时，两盏标有“6V”字样的灯泡不发光；外部电路停电时，两盏标有“6V”字样的灯泡发光。对于这一装置及其工作特点，下列说法中正确的是（　　）
A．当外部电路停电时，电磁铁所在电路工作
B．电磁铁通电时，弹簧被拉长
C．电磁铁的上端始终为N极
D．C点应该和B点相连
【答案】B
【分析】由题意和图示可知，两盏标有“6V”的灯泡是并联在6V的电源上的，又因为平时应急灯应该是熄灭的，所以，正常时接在220V电压下的电磁铁应具有磁性，平时吸引衔铁，使灯泡的电路断开，当停电时，电磁铁失去磁性，衔铁弹回，两灯泡所在的电路才会接通。
【解答】解：A、由图知，电磁铁接在220V的交流电路中，当外部电路停电时，电磁铁所在电路停止工作，故A错误；
B、电磁铁通电时，衔铁被吸下，衔铁的左端上升，弹簧被拉长，故B正确；
C、外部电源是交流电，方向周期性变化，电磁铁的极性周期性变化，并不是上端始终为N极，故C错误；
D、C点应该和触点A相连，这样才能保证外部电路停电时，衔铁与上方静触点接触，两盏标有“6V”灯泡发光，故D错误。
故选：B。
【点评】解决此题的关键要从电磁铁的磁性对电路的影响入手，明确电磁铁平时是接在220V电路中，具有磁性的，这样便可依次推断它的工作情况了。
11．如图是某仓库设计的温度报警电路。R1为热敏电阻，其阻值随温度的变化而变化，R2为可调电阻。温度正常时指示灯L发光，当温度升高到报警温度时，指示灯熄灭，蜂鸣器报警。下列判断正确的是（　　）
A．R1的阻值随温度的升高而增大
B．温度升高过程中，电磁铁磁性减弱
C．若要调低报警温度，可将R2的阻值调大
D．若控制电路电源电压降低，报警温度将升高
【答案】D
【分析】温度正常时指示灯L发光，当温度升高到报警温度时，指示灯熄灭，蜂鸣器报警，说明电磁铁磁性增强；
电磁铁磁性增强是因为电流变大；
电流变大可能是电压一定时总电阻变小，或者电阻不变时电压变大。
【解答】解：AB．当温度升高到报警温度时，指示灯熄灭、蜂鸣器报警，表明此时继电器衔铁被吸引向下运动，即磁性增强，电路中电流变大，总电阻变小，即电阻R1的阻值变小，故R1的阻值随温度的升高而减小。故AB错误；
C．若要调低报警温度，此时热敏电阻的阻值会变大，而蜂鸣器工作，控制电路中的电流需要变大，根据R可知，电阻中的总电阻需要变小，因此应减小R2的阻值，故C错误；
D．若控制电路电源电压降低，则电路中电流变小，要保持原来的电流不变，总电阻应减小，R1的阻值随温度的升高而减小，报警温度将升高，故D正确。
故选D。
【点评】本题考查电流的磁效应、串联电路特点、欧姆定律的灵活运用，难度不大。
12．如图所示为“门禁”上的电磁锁，由电磁铁A和金属块B构成（如图甲所示），工作原理如图乙所示，电磁铁通电时，A、B相互吸引，门被锁住无法推开。电磁铁断电时，A、B不吸引，门可以被推开。下列说法正确的是（　　）
A．金属块B可选用钢块
B．乙图中开关闭合，电磁铁A的右端为S极
C．门被锁住时，图乙中的开关S应处于闭合状态
D．若要增强电磁锁AB间的吸引力，图乙中滑片P应该向右移
【答案】C
【分析】（1）电磁铁的磁性有无可通过电流的通断来控制；
（2）电磁铁磁性强弱与电流大小、线圈匝数等有关，在匝数等其他条件不变时，电流越大，磁性越强；
（3）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；
（4）铁、钴、镍等物质容易被磁化，可作为电磁铁吸引的对象。
【解答】解：A、钢是永磁材料，被电磁铁B磁化后能长时间保持磁性，所以金属块 B 不能选用钢块，故A错误。
B、根据安培定则，右手握住螺线管，四指指向电流方向（电源正极出发经螺线管回到负极），大拇指指向电磁铁 A 的右端为 N 极，左端为 S 极，故B错误。
C、门被锁住时，电磁铁 A 需要有磁性，所以电路中要有电流，开关 S 应处于闭合状态，故C正确。
D、若要增强电磁铁 A、B 间的吸引力，需增大电磁铁的磁性，在匝数等不变时要增大电流，根据欧姆定律，应减小电路电阻，即滑片 P 应向左移，故D错误。
故答案为：C。
【点评】本题考查了电磁铁在生活中的应用、安培定则的应用、磁体的特点，属于基础题。
13．兴趣小组利用热传感器设计一款高温报警电路，要求闭合开关后，当环境温度过高时，电磁铁的磁性增强，电铃会被接通发出报警声。电磁铁通电时，它的上端是 　N　 极，热传感器应接在电路中的 　c　 位置，电铃应接在电路中的 　b　 位置。（均选填“a”、“b”或“c”）
【答案】N；c；b。
【分析】根据安培定则分析电磁铁的极性；根据题中的信息和电磁铁的特点分析解答。
【解答】解：如图所示，电流从电磁铁的上流入，下端流出，根据安培定则可知，电磁铁的上端为N极；
当环境温度升高到一定程度时，电磁继电器的衔铁被吸合，动触点和下面的静触点接触，电铃接在b位置时就会被接通发出报警声，断开开关S，电路中没有电流，电磁铁失去磁性，弹簧将衔铁拉起，接在b处的电铃不再工作，可关闭铃声；
当温度低时，低压控制电路断开，电路中没有电流，电磁铁失去磁性，弹簧将衔铁拉起，接在b处的电铃不再工作，可关闭铃声，所以热传感器接在电路中的c位置。
故答案为：N；c；b。
【点评】本题主要考查了高温报警器的原理，是一道基础题。
14．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 　正　 极。
（2）当人走上电梯时，压敏电阻的阻值将变 　小　 。
【答案】（1）正；（2）小。
【分析】（1）根据安培定则判断电磁铁线圈中的电流方向，进而确定控制电路电源的正负极；
（2）本题中有两个电路，左侧为压敏电压与电磁铁串联，右侧为电机控制电路，当衔铁与触点1接触时，R1与电机串联，当衔铁与触点2接触时，电路为电机的简单电路，据此结合欧姆定律进行分析。
【解答】解：（1）若控制电路通电后，电磁铁的上端为N极，根据安培定则可知，电流从电磁铁的下端流入，上端流出，控制电路电源的左端为正极；
（2）当人站在电梯上时，压敏电阻R的阻值减小，控制电路中电流增大，电磁铁磁性变强，衔铁被吸下，与触点2接触，则电机上的电压增大，电动机转速变快。
故答案为：（1）正；（2）小。
【点评】此题考查了安培定则、欧姆定律的应用等知识点，难度不大，属基础题目。
15．如图所示是一种温度自动报警器的原理图。制作水银温度计时在玻璃管的两端分别封入一段金属丝。电池的两极分别与金属丝相连，当温度达到一定值时电铃响起，发出报警信号。
（1）电铃响时，电磁铁右端是 　N　 极。
（2）当温度达到 　74℃　 时，该电铃响起。
（3）通过调节滑动变阻器滑片，　不能　 （填“能”或“不能”）改变该装置报警温度。
【答案】（1）N；（2）74℃；（3）不能。
【分析】（1）根据安培定则分析解答；
（2）水银是导体，当温度升高到与上金属丝接触时，电铃响，根据温度计分度值读书即可；
（3）报警温度是由金属丝下端位置决定的，且金属丝下端的位置不变，据此分析。
【解答】解：（1）根据安培定则和电流方向，电磁铁右端为N极；
（2）水银是导体，当温度升高到与上金属丝接触时，电铃响，温度计的分度值为2℃，故温度为74℃；
（3）调节滑动变阻器的滑片，虽然能改变变阻器连入电路的电阻（能改变电磁铁所在电路接通时的电流），能改变电磁铁的磁性强弱，但是报警温度是由金属丝下端位置决定的，且金属丝下端的位置不变，所以并不能改变该装置的报警温度。
故答案为：（1）N；（2）74℃；（3）不能。
【点评】本题考查了电磁继电器的应用、温度计读数以及安培定则的应用。
16．校园路灯实行自动化管理，其内部装有一个光敏电阻R，R的阻值随光照强度变化关系如图所示，忽略弹性衔铁和电磁铁线圈电阻，下列电路符合设计要求的是（　　）
A． B．
C． D．
【答案】B
【分析】由图象知，R阻值随光照强度的变化情况，再逐一分析各选项电路图得到正确答案。
【解答】解：A．电磁铁与光敏电阻串联后与灯泡并联；光照强度较弱时，光敏电阻阻值较小，闭合开关，由欧姆定律R可知，通过电磁铁的电流较大，电磁铁的磁性较强，吸下衔铁，灯泡所在的支路为断路，即灯泡不发光；当光照强度较大时，光敏电阻的阻值较大，闭合开关，由欧姆定律可知，通过电磁铁的电流较小，电磁铁的磁性较弱，衔铁无法被吸下，灯泡所在的支路为通路，即灯泡发光，故A不正确；
B．电磁铁与光敏电阻串联后与灯泡并联，光照强度较弱时，光敏电阻阻值较小，闭合开关，由欧姆定律可知，通过电磁铁的电流较大，电磁铁的磁性较强，当吸下衔铁时，灯泡电路为通路，灯泡发光；当光照强度较大时，光敏电阻的阻值较大，闭合开关，由欧姆定律R可知，通过电磁铁的电流较小，电磁铁的磁性较弱，衔铁无法被吸下，灯泡为断路，灯泡不发光；故B正确；
C．灯泡与光敏电阻串联后再与电磁铁并联，并联电路各支路互不影响，由题意可知电磁铁支路电阻很小，电流很大，容易烧坏电磁铁线圈或电源，故C不正确。
D．灯泡与电磁铁并联后再与光敏电阻串联联，光照强度较弱时，光敏电阻阻值较小，闭合开关，根据串联分压的规律，可知光敏电阻两端电压小，灯泡与电磁铁两端电压大，由欧姆定律R可知通过电磁铁电流大，衔铁被吸下，灯泡断路，灯泡不发光；光照强度较强时，光敏电阻阻值较大，闭合开关，根据串联分压的规律，可知光敏电阻两端电压大，灯泡与电磁铁两端电压小，根据欧姆定律可知通过电磁铁电流小，衔铁没有被吸下，灯泡通路，灯泡发光，故D不正确。
故选：B。
【点评】本题考查电磁继电器的认识以及光敏电阻阻值变化引起的动态电路的设计，关键要明确电磁继电器的工作原理。
17．学校安装了一款能根据光照强度实现自动控制的“智能照明灯”，电路如图所示。电源电压保持不变，R1为定值电阻，R2为光敏电阻，其阻值随光照强度增大而减小。闭合开关S，当光照强度减小时，下列说法正确的是（　　）
A．灯泡一定发光 B．电磁铁磁性增强
C．电压表示数增大 D．通过R1的电流减大
【答案】C
【分析】由图知，在控制电路中定值电阻R1和光敏电阻R2串联，电压表测量光敏电阻R2两端的电压；
（1）未说明光线减少量的多少，无法判断；
（2）R2的阻值随光照强度的增大而减小，所以当光照强度减少时电路中的总电阻变大，利用欧姆定律判断电流变化情况，进一步判断电磁铁的磁性变化、衔铁的运动情况。
（3）R2的阻值随光照强度的增大而减小，根据光照强度的变化判定光敏电阻的阻值变化；根据串联分压的规律可知R2两端电压的变化（即电压表示数的变化）。
【解答】解：由图知，在控制电路中定值电阻R1和光敏电阻R2串联，电压表测量光敏电阻R2两端的电压；
A、R2的阻值随光照强度的增大而减小，但光照强度减少量未知，无法判断电磁铁状态，灯泡状态无法确定，故A错误；
BD、当光照强度减少时，R2的阻值变大，电路中的总电阻变大，由欧姆定律可知，电路中电流变小，即通过R1的电流减小，电磁铁的磁性也减弱，故BD错误；
C、当光照强度减少时，R2的阻值变大，根据串联分压的规律可知，R2两端的电压变大，即电压表示数变大，故C正确。
故选：C。
【点评】本题一道以光敏电阻变化引起的动态电路分析，关键要明确电磁继电器的工作原理，熟练应用欧姆定律即可正确解题，属于动态电路分析的典型题目，有一定难度。
18．如图是汽车启动装置电路简图，当钥匙插入钥匙孔并转动时，下列说法中正确的是（　　）
A．电磁铁上端为S极，触点B与C断开，汽车启动
B．电磁铁上端为S极，触点B与C接通，汽车启动
C．电磁铁上端为N极，触点B与C断开，汽车启动
D．电磁铁上端为N极，触点B与C接通，汽车启动
【答案】D
【分析】（1）知道电流方向，根据安培定则判断出电磁铁的极性；
（2）当电磁铁电路接通时，分析电磁铁是否具有磁性，而后判断出电动机是否工作即可。
【解答】解：（1）当钥匙插入钥匙孔并转动时，电路接通，电磁铁中的电流是从下边导线流入的，根据安培定则可以判断出电磁铁的上端为N极；
（2）当电磁铁电路接通时，电磁铁具有磁性，将上边的触点A吸下，使BC触点接通，电动机工作，进而汽车启动。
故选：D。
【点评】此题主要考查的是学生对安培定则和电磁继电器原理的理解和掌握，基础性题目。
19．如图所示为一种温度自动报警器的原理图，图中的水银温度计在制作时，玻璃管中封入了一段金属丝，电源和金属丝相连，当温度达到设定值，电铃报警。下列说法不正确的是（　　）
A．电磁铁的工作原理是电流的磁效应
B．温度升高至78℃时，电铃报警
C．若将温度计上端的金属丝向下调整，则报警温度会降低
D．电铃工作时，电磁铁a端为N极
【答案】D
【分析】明确这一装置由两部分电路组成，左端电路的控制要点在于水银柱的变化，而右端的控制要点则在电磁铁对衔铁的吸引，再由此分析电路中温度变化时的工作情况。
【解答】解：
A、电磁铁的工作原理是电流的磁效应，故A正确；
B、温度升高到78℃时，水银柱与上方金属丝连通，使左侧形成通路，电磁铁中有电流通过，电磁铁吸引衔铁，使触点接触，右侧电路接通，电铃发出报警信号，故B正确；
C、若将温度计上端的金属丝向下调整，则报警温度将降低，故C正确；
D、由安培定则可知，当电铃工作时，电磁铁的a端为S极，故D错误；
故选：D。
【点评】明确图中左侧为控制电路，右侧为工作电路，两电路依据中间的电磁铁来发生相互作用，是搞清这一装置原理的关键点之一，同时，还应明确水银也是导体，当其与上方金属丝接通时，也成为了电路的一部分。
20．如图是一种“闯红灯违规证据模拟器”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，下列说法正确的是（　　）
A．电磁铁的磁性因线圈中电流的增大而减弱
B．当线圈电流增大到一定值时，电控照相机工作
C．当司机闯红灯时，指示灯和电控照相机同时工作
D．当线圈电流增大到一定值时，指示灯工作
【答案】B
【分析】通过违规车辆对压敏电阻压力的增大，引起了压敏电阻阻值的变化，导致了电路中电流的变化；电流的变化引起了电磁铁的磁性强弱发生了变化，进而导致了工作电路的接通。
【解答】解：（1）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。故A错误；
（2）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，与触点1断开，导致了指示灯不工作，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。故B正确，CD错误。
故选：B。
【点评】要使照相机工作，首先要同时具备两个条件：红灯亮起，光控开关因接受红光而闭合；车辆要违规行驶，压上压敏电阻。两个条件同时具备，缺一不可。
21．2025年5月1日起，全国多地将正式实施电动车管理新规，其中只允许新国标电动自行车上路，要求车速不超过25km/h。如图所示是某品牌电动自行车的电路，当电动机转速超过一定值，电铃会自动报警，下列说法正确的是（　　）
A．旋钮OP绕O点逆时针转动时，电动机转速变快
B．电磁铁E的右端为N极
C．为防止生锈，触头F的材质为铜
D．左边电路电流比较小时，电铃不会自动报警，是因为电流比较小时电磁铁E没有磁性
【答案】B
【分析】A、电动机的转速与电流大小有关。
B、根据电源的正负极判定螺线管中电流的方向，根据安培定则判定螺线管的极性。
C、为了电磁铁能吸引触头F，所以触头F应为铁质材料。
D、电磁铁磁性强弱的影响因素：线圈匝数多少、电流大小。
【解答】解：A、电动机的转速与电流大小有关，旋钮OP绕O点逆时针转动时，滑动变阻器接入电路的电阻变大，根据欧姆定律I，控制电路部分电流变小，电动机转速变慢，故A错误。
B、根据安培定则，用右手握住电磁铁E，让四指指向电流的方向，大拇指所指的一端为N极，则电磁铁E的右端为N极，左端为S极，故B正确。
C、为了电磁铁能吸引触头F，所以触头F应为铁质材料，故C错误。
D、电磁铁通电就会产生磁性，左边电路电流比较小时，电铃不会自动报警，是因为电流较小时，电磁铁磁性较弱，不能将衔铁吸下接通电铃电路，而不是没有磁性，故D错误。
故选：B。
【点评】本题主要考查了电动机转速与电流大小的关系，安培定则的应用，影响电磁铁磁性强弱的因素。
22．如图所示是某同学设计的汽车尾气中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的阻值随CO浓度的增大而减小。下列说法正确的是（　　）
A．电铃应该在A和B之间
B．当CO浓度降低，电磁铁磁性增强
C．用久后，电源电压U1会减小，报警时CO最低浓度比设定值低
D．为使检测电路在CO浓度更低时报警，可将R2的滑片向上移
【答案】D
【分析】（1）由题知气敏电阻R1阻值随CO浓度的增大而减小，由欧姆定律得出CO浓度升高时控制电路中电流的变化，根据影响电磁铁磁性强弱的因素可知电磁铁磁性的变化，结合电路分析电铃应接在什么位置；
（2）用久后，电源电压U1会减小，由欧姆定律可知，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，据此分析；
（3）在CO浓度更低时，气敏电阻R1阻值更大，因衔铁被吸下时的最小电流不变，由欧姆定律和电阻的串联分析滑片的移动方向。
【解答】解：AB、当CO浓度升高时，气敏电阻R1的阻值减小，控制电路的总电阻减小，电源电压不变，由欧姆定律可知控制电路中的电流增大，所以电磁铁的磁性增强；当CO浓度高于某一设定值时，衔铁被吸下，电铃发声报警，所以电铃应接在C和D之间，故AB错误；
C、用久后，电源电压U1会减小，由欧姆定律可知，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，结合题意可知报警时CO最小浓度比设定值高，故C错误；
D、在CO浓度更低时，气敏电阻R1阻值更大，因衔铁被吸下时的最小电流不变，由欧姆定律和电阻的串联可知I，在电源电压不变时，应减小变阻器R2的阻值，所以应将R2的滑片向上移，故D正确。
故选：D。
【点评】理解电磁继电器的工作原理，知道影响电磁铁磁性强弱的因素，运用欧姆定律判断电路中电流的变化，可解答此题。
23．自动输液报警器，如图1所示。小柯运用自己所学知识和查找的资料设计了一个类似的自动输液报警器，如图2所示。如图3是光敏电阻阻值随光照强度变化的关系图。正确选项是（　　）
A．电磁铁的上端是S 极
B．输液管中没有药液流过时，控制电路线圈中的电流变大
C．闭合开关，无药液流过，绿灯发光，喇叭不报警。
D．调试时，输液管中有无药液流过都会报警，可换用电阻更小的R0或增大线圈匝数
【答案】D
【分析】（1）运用安培定则判断电磁铁上端的磁极；
（2）根据图乙中光敏电阻的阻值与光照强度的关系，结合电磁继电器的工作原理分析；
（3）在线圈匝数不变时，通过电磁铁的电流越大，电磁铁的磁性越强。
【解答】解：由图2知，当控制电路中电流减小，电磁铁磁性减弱，衔铁在弹簧的作用下向上弹起，使动触点与上端的静触点接触，喇叭报警。
A．控制电路中，电流从线圈下端流入，上端流出，根据安培定则可判断，电磁铁的上端是N极，故A错误；
BC．输液管中有液体流过时，液体相当于凸透镜，对光线有会聚作用，光照强度更大；输液管中没有药液流过时，光照强度较小，对应光敏电阻的阻值较大，控制电路线圈中的电流会减小，电磁铁不吸引衔铁，使得喇叭所在电路接通而报警，绿灯所在电路断开，绿灯熄灭，故BC错误；
D．调试时，输液管中有无药液流过都会报警，说明电磁铁没有吸引衔铁，为了增大其磁场强度，可以更换电阻更小的R0来增大电流，或者增大线圈匝数，故D正确。
故选：D。
【点评】本题是电磁继电器的应用，考查了串联电路的特点和欧姆定律的应用等知识，掌握电磁继电器的工作原理是关键。
24．小胖去雄风商场时，发现当他站在电梯上时电梯运动较快，走下电梯后电梯运动会变慢。他查阅资料，发现电梯内部的结构示意图如图所示，利用了压敏电阻阻值随着所受压力的增大而减小的性质等知识，以实现速度变化。
（1）由分析可知，图中 　R　 （选填“R”或“R1”）为压敏电阻。
（2）当衔铁与下触点b接触时，电梯处于 　快速　 （选“快速”或“慢速”）挡。
（3）小胖同学认为，站上电梯的人越多，压敏电阻阻值越小，电梯速度越快。他的理解对吗？（请说明你的理由） 　不对。当有人走上电梯后，衔铁与触点b接触，右侧电路只有电动机工作，其两端电压等于电源电压；所以，站上电梯的人再多，电动机两端电压始终等于电源电压（不会再增大），所以带动电梯的电动机的转速不变　 。
【答案】R；快速；不对。当有人走上电梯后，衔铁与触点b接触，右侧电路只有电动机工作，其两端电压等于电源电压；所以，站上电梯的人再多，电动机两端电压始终等于电源电压（不会再增大），所以带动电梯的电动机的转速不变
【分析】（1）图中左侧为压敏电阻与电磁铁串联的控制电路，右侧为带动电梯运动的电动机工作电路；
（2）当衔铁与触点1接触时，R1与电机串联，是慢速挡；当衔铁与触点b接触时，电阻R1没有接入电路，电动机两端电压增大为快速挡。
（3）根据电路图，结合（1）中电动机两端电压增大为电源电压分析。
【解答】解：（1）图中左侧为压敏电阻与电磁铁串联的控制电路，右侧为带动电梯运动的电动机工作电路；故R为压敏电阻
（2）当有人走上电梯后，压敏电阻R的阻值减小，控制电路中电流增大，电磁铁磁性变强，则衔铁被吸下，衔铁与触点b接触，则电阻R1没有接入电路，电动机两端电压增大为电源电压，通过电动机的电流变大，电动机转速变快，为快速挡。
（3）由（2）可知，当有人走上电梯后，衔铁与触点b接触，右侧电路只有电动机工作，其两端电压等于电源电压；所以，站上电梯的人再多，电动机两端电压始终等于电源电压（不会再增大），所以带动电梯的电动机的转速不变。
故答案为：（1）R；（2）快速；（3）不对，当有人走上电梯后，衔铁与触点b接触，右侧电路只有电动机工作，其两端电压等于电源电压；所以，站上电梯的人再多，电动机两端电压始终等于电源电压（不会再增大），所以带动电梯的电动机的转速不变。
【点评】本题考查的是电磁继电器的工作原理，应用物理知识解决实际问题的能力，关键是认清电路的构造。
25．如图所示是小科为家用电热水器设计的一个自动控制装置，R1是热敏电阻（置于热水器的水中）。
（1）该控制电路中热敏电阻的阻值随温度的升高而 　减小　 （选填“增大”或“减小”），它才能有效地工作．通电时继电器线圈上端为 　N　 极；
（2）图中控制电路的电源电压U0＝3V，继电器线圈（漆包线）电阻R2为20Ω。当线圈中的电流大于等于50mA时，继电器的衔铁将被吸合．电流等于50mA时，热敏电阻的阻值是 　40Ω　 。
【答案】（1）减小；N；（2）40Ω。
【分析】（1）当温度升高到一定的程度，电热器会停止工作，据此分析衔铁的位置；电磁铁的磁性强弱与电流大小、线圈的匝数有关，据此分析电路中电流的变化，根据欧姆定律分析热敏电阻阻值的变化；根据安培定则判定螺线管的极性；
（2）根据控制电路中电源电压和吸合电流求出电路的总电阻，根据串联电路的电阻关系求出热敏电阻阻值的大小。
【解答】解：（1）根据题意可知，当温度升高到一定的程度，电热器会停止工作，此时衔铁被吸下，这说明电磁铁的磁性变强，电磁铁线圈的匝数不变，这说明通过电磁铁的电流变大，根据欧姆定律可知，电路中的电阻变小，热敏电阻的阻值变小，由此可知，热敏电阻其阻值随温度的升高而减小；
由图可知，螺线管中电流从下端流入，上端流出，根据安培定则可知，电磁铁的上端是N极；
（2）当线圈中的电流等于50mA时，继电器的衔铁将被吸合，
此时控制电路的总电阻为：R60Ω；
根据串联电路的电阻关系可知，此时热敏电阻的阻值为：R1＝R﹣R2＝60Ω﹣20Ω＝40Ω。
故答案为：（1）减小；N；（2）40Ω。
【点评】本题考查了电磁继电器的工作过程、欧姆定律的应用、串联电路的电阻规律，难度不大。
26．如图甲所示为某温度报警模型原理图，电源电压恒定，R2为电阻箱，指示灯L的额定电压为6V，其U﹣I关系如图乙所示，热敏电阻R1阻值随温度变化的关系如表所示。当电路中的电流达到0.4A时，衔铁被吸下，A、B触点连接，灯变亮。
温度t/℃ 15 20 25 30 35 40
电阻R1/Ω 20 18 16 14 12 10
（1）闭合开关S，当温度达到设定的报警温度时，灯开始忽亮、忽暗交替闪烁报警（电磁铁线圈、衔铁、连杆、触点的阻值均不计），其原因是当电路中的电流达到0.4A，衔铁被吸下A、B触点连接后，电磁铁中就 　无　 （有/无）电流通过，衔铁被释放，电磁铁中就有电流通过，如此反复。
（2）若将R2调为20Ω，则报警温度为t；当温度恒为t时，电压表示数随时间的变化关系如图丙所示，求：
报警温度t为 　40　 ℃；电源电压为 　16　 V；温度恒为t时，电路工作1min消耗的电能为 　448J　 ；
（3）若想将报警温度调为15℃，且报警过程中灯L较亮时恰好正常发光，则电源电压应调为 　36　 V，且R2应调为 　60　 Ω；
（4）如果使用一段时间后由于电源电压的降低，报警温度将会 　偏高　 （偏低/偏高/不变）。
【答案】（1）无；
（2）40；16；448J；
（3）36；60；
（4）偏高。
【分析】（1）根据电压表示数确定热敏电阻R1在衔铁没有吸热时的电压和电流，根据欧姆定律计算电阻；
（2）根据欧姆定律和串联电路的特点计算电源电压；
根据不同电压下的时间和W＝UIt计算消耗的电能；
（3）根据吸合后灯泡的电流和电压结合串联电路的特点列出电源电压的表达式，根据吸合电流列出电源电压的表达，解方程计算电源电压和R2阻值。
（4）根据报警电流不变，结合欧姆定律分析，根据电阻变化分析温度变化。
【解答】解：（1）当衔铁吸合的瞬间，电磁铁与热敏电阻R1被短路，此时电磁铁中无电流，故没有磁性；
（2）①当衔铁吸合前的瞬间，I＝0.4A，电压表的示数为U1＝4V
则R110Ω，根据表格数据知，温度为40℃；
②吸合时，灯泡的电压为6V，根据图像知，电流为0.5A，
U2＝IR2＝0.5A×20Ω＝10V，则电源电压U＝UL+U2＝6V+10V＝16V；
③根据没有吸合时，电压表示数为4V，故灯泡与R2的电压之和为12V；根据图像知，当电流为0.4A时，灯泡电压4V，U'2＝I'R2＝0.4A×20Ω＝8V，恰好满足条件；
电路工作1min，吸合时间为t'60s＝40s，没有吸合的时间为t＝60s﹣40s＝20s，
消耗的电能为：W＝UIt+UI't'＝16V×0.4A×20s+16V×0.5A×40s＝448J；
（3）报警温度调为15℃，R1＝20Ω，报警过程中灯L较亮时恰好正常发光，
电源电压U＝UL+U2＝6V+0.5A×R2；
衔铁吸合前，I＝0.4A，电源电压U＝U'1+UL+U'2＝0.4A×20Ω+4V+0.4A×R2；
解得：U＝36V，R2＝60Ω。
（4）报警电流不变，根据欧姆定律知，当电源电压的降低，电路中的总电阻减小，热敏电阻的阻值减小，故报警温度升高。
答：（1）无；
（2）40；16；448J；
（3）36；60；
（4）偏高。
【点评】本题考查串联电路的特点、欧姆定律、电能与电磁继电器的应用，属于难题。
27．小明参加“自动保温足浴盆”项目化学习，图甲是小明设计足浴盆的自动保温电路。
【电路简介】在工作电路中，U1为外接电源，S1为工作开关，L1、L2为工作指示灯，电热丝工作时能产生热量给足浴盆内的水加热。在控制电路中，U2为电压6伏的电源，S2为控制开关，R1热敏电阻，其阻值随温度变化关系如图乙，R2为滑动变阻器，使用中可调节电阻。
【功能调试】将R2调至中间某一位置，加入冷水后，闭合开关S1和S2，红灯发光，同时水温逐渐上升。当水温到达50℃时，红灯熄灭，绿灯亮起，随后，水温开始下降，当水温下降至40℃时，绿灯熄灭，红灯亮起，水温又开始上升，如此反复。
【评价改进】学习小组设计了评价量规如下表。
评价指标 功能等级
A B C
水温调节 可以单独调节最高水温或最低水温 只能同时调节最高水温和最低水温 不能调节最高水温和最低水温
（1）工作电路中的L1为 　红灯　 。（选填“红灯”或“绿灯”）
（2）已知电磁铁中电流达到0.15安时就会吸引衔铁，在电流达到0.1安时就会释放衔铁。求在【功能调试】环节中，滑动变阻器R2接入电路的有效阻值。
（3）请结合评价量规表，判断该自动保温足浴盆水温调节的功能等级并写出判断依据。
【答案】（1）红灯；
（2）滑动变阻器R2接入电路的有效阻值是25Ω；
（3）B；由于吸合和释放的电流不变，吸合与释放时的总电阻不变，当滑动变阻器的电阻变化时，热敏电阻最大和最小值同时发生改变，因而只能同时调节最高水温和最低水温。
【分析】（1）根据水温下降至40℃时，热敏电阻变大，电流变小，电磁铁的磁性变弱，得出哪个电路接通，从而分析工作电路中的L1为红灯还是绿灯；
（2）根据欧姆定律计算0.15A时的总电阻，根据对应的温度确定热敏电阻，根据串联电路中的电阻规律分析滑动变阻器R2接入电路的有效阻值；
（3）根据滑动变阻器的电阻变化分析总电阻变化，判读是否可以单独调节高温和低温。
【解答】解：（1）水温下降至40℃时，热敏电阻变大，电流变小，电磁铁的磁性变弱，衔铁在弹簧的作用向上弹起，L1接通，红灯亮起，水温又开始上升，则作电路中的L1为红灯；
（2）当控制电路中的电流为0.15A时，电路的总电阻R总40Ω；
此时对应的温度为50℃，热敏电阻R1＝15Ω；
则滑动变阻器的电阻为R2＝R总﹣R1＝40Ω﹣15Ω＝25Ω；
（3）当滑动变阻器的电阻变化时，由于吸合和释放的电流不变，吸合与释放时的总电阻不变，则热敏电阻最大和最小值同时发生改变，因而只能同时调节最高水温和最低水温，功能等级为B。
答：（1）红灯；
（2）滑动变阻器R2接入电路的有效阻值是25Ω；
（3）B；由于吸合和释放的电流不变，吸合与释放时的总电阻不变，当滑动变阻器的电阻变化时，热敏电阻最大和最小值同时发生改变，因而只能同时调节最高水温和最低水温。
【点评】本题考查电磁继电器的工作过程分析、串联电路的特点、欧姆定律的应用、电路的评价，属于较难题。
28．某科技小组开展设计烟感报警器的项目化学习活动。
【明确要求】当监测到烟雾达到一定浓度时，警铃响起，喷淋系统开始工作，扑灭火苗，并制定如下验收表：
工作电压/V 工作要求
10 ①当控制电路中的电流小于250mA时绿灯亮； ②当控制电路电流大于或等于250mA时，警铃响起，喷淋系统开始工作
【方案设计】
（1）经讨论设计如图甲电路图，但工作电路并未完成，请你补充完整。
（2）当控制电路中的电流达到250mA时，警铃响起，喷淋系统开始工作，若不计电磁铁中线圈的阻值，则此时烟感开关的电阻应不超过多少欧？
（3）烟感开关由光敏电阻制成，其阻值会随着光照强度（单位：勒克斯，符号lx）的变化而变化。现有两种不同的光敏电阻a和b，其电阻变化与光照强度的关系如图乙所示，你认为选择哪种光敏电阻更合适？说明你的理由。
【答案】（1）工作电路如下：
；
（2）此时烟感开关的电阻应不超过40Ω；
（3）认为选择光敏电阻a更合适；根据控制电路中的电流小于250mA时绿灯亮；当控制电路电流大于或等于250mA时，警铃响起，喷淋系统开始工作，根据欧姆定律可知此时电路中电阻减小，因此可得光敏电阻阻值随烟雾浓度的增大而减小，与图乙中曲线a的情况相同。
【分析】（1）根据电路连接的要求进行连接；
（2）根据题意以及欧姆定律，可以求得当控制电路中的电流达到250mA，警铃响起，喷淋系统开始工作，不计电磁铁中线圈的阻值时，此时烟感开关的电阻；
（3）根据监测到烟雾达到一定浓度时，警铃响起，喷淋系统开始工作，扑灭火苗，可以分析出光敏电阻随着光照强度的变化规律。
【解答】解：（1）根据控制电路中的电流小于250mA时绿灯亮；监测到烟雾达到一定浓度时，警铃响起，喷淋系统开始工作，扑灭火苗的要求进行连接，电路连接如下：
；
（2）当控制电路中的电流达到250mA时，警铃响起，喷淋系统开始工作，根据欧姆定律可以求得此时烟感开关的电阻：
；
（3）根据控制电路中的电流小于250mA时绿灯亮；当控制电路电流大于或等于250mA时，警铃响起，喷淋系统开始工作，根据欧姆定律可知此时电路中电阻减小，因此可得光敏电阻阻值随烟雾浓度的增大而减小，与图乙中曲线a的情况相同，故认为选择光敏电阻a更合适。
答：
（1）工作电路如下：
；
（2）此时烟感开关的电阻应不超过40Ω；
（3）认为选择光敏电阻a更合适；根据控制电路中的电流小于250mA时绿灯亮；当控制电路电流大于或等于250mA时，警铃响起，喷淋系统开始工作，根据欧姆定律可知此时电路中电阻减小，因此可得光敏电阻阻值随烟雾浓度的增大而减小，与图乙中曲线a的情况相同。
【点评】本题考查电磁继电器的连接以及原理应用，欧姆定律应用，电路分析。
29．某展览厅（如图甲所示）为保护展品，设置了调光天窗，当外界光照较强时，能启动电动卷帘适时调整进光量；当外界光照较弱时，能自动启动节能灯给予补光。调光天窗的电路原理如图乙所示，R0为定值电阻，R为光敏电阻，其中R的电阻值随光照强度的变化如图丙所示，光照强度的国际单位为勒克斯（lx）；P为电磁铁，其线圈电阻忽略不计，当电流达到0.04A时能吸合衔铁B。图乙中的M、N，其中一处是节能灯，另一处是电动卷帘。已知电源电压U1＝12V，U2＝220V，则：
（1）电磁铁P下端为 　N　 极（选填“N”或“S”）。
（2）图中的N处用电器应为 　电动卷帘　 （选填“节能灯”或“电动卷帘”）。
（3）当外界光照强度达到150lx时，电动卷帘便开始工作，求R0的阻值。
【答案】（1）N；（2）电动卷帘；
（3）R0的阻值为210Ω；
（4）当外界光照强度达到400lx时，光敏电阻R的功率为0.075W。
【分析】（1）根据安培定则判定螺线管的极性；
（2）结合题意分析M处的用电器；
（3）当外界光照强度达到150lx时，由图丙可知此时光敏电阻的阻值R＝90Ω，当电动卷帘便开始工作，电磁铁能吸合衔铁的电流I＝0.04A，由欧姆定律求出控制电路的总电阻，根据串联电路电阻规律可知R0的阻值；
【解答】解：（1）开关S闭合时，电磁铁中一端的电流方向是向左的，根据安培定则可知，电磁铁P的下端为N极；
（2）当外界光照较强时，光敏电阻阻值小，控制电路电流大，电磁铁磁性较强，吸引衔铁，动触点与A接触，能启动电动卷帘适时调整进光量，则图中的N处为电动卷帘；用电器应为当外界光照较弱时，光敏电阻阻值大，控制电路电流小，电磁铁磁性较弱，衔铁弹回，动触点与B接触，能动启动节能灯给予补光，则M处接节能灯；
（3）当外界光照强度达到150lx时，由图丙可知此时光敏电阻的阻值R＝90Ω，
当电动卷帘便开始工作，电磁铁能吸合衔铁的电流I＝0.04A，
由欧姆定律得，控制电路的总电阻：R总300Ω，
根据串联电路电阻规律可知，R0的阻值：R0＝R总﹣R＝300Ω﹣90Ω＝210Ω；
答：（1）N；（2）电动卷帘；
（3）R0的阻值为210Ω；
【点评】本题考查欧姆定律的应用和电能、电功率的计算，关键是从图中得出有用信息。
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3.2 电流的磁场（第3课时） 分层练习
科学观念：了解电磁铁的应用。
科学思维：能说出电磁铁的工作原理。
探究实践：通过电磁铁的工作原理设计工作原理图。
态度责任：培养事实求是的科学探究精神。
1．下列设备中，不是利用电磁铁原理工作的是（　　）
A．电铃 B．电饭锅 C．吸尘器 D．电磁起重机
2．许多自动控制的电路中都安装有电磁铁。关于电磁铁，下列说法中正确的是（　　）
A．电磁铁的铁芯，可以用铜棒代替 B．电磁继电器中的磁体，可以使用永磁铁
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
3．下面是几位同学关于电磁继电器的几种说法，你认为其中不正确的是（　　）
A．使用电磁继电器可以直接控制电路的通断
B．我们操作时控制的是低电压、弱电流的通断
C．利用电磁铁控制工作电路的一种开关 D．电磁继电器是自动控制电路的重要部件
4．如图所示的自动控制电路中，当开关S断开时，工作电路的情况是（　　）
A．灯亮，电动机转起来，电铃响 B．灯亮，电动机转起来，电铃不响
C．灯不亮，电动机不转，电铃响 D．灯亮，电动机不转，电铃不响
（第4题图） （第5题图） （第6题图）
5．如图所示是某同学连接的电铃电路，开关闭合后，电铃只响一声就不再响了。原因是（　　）
A．电磁铁始终没有磁性 B．衔铁没有向下运动
C．电池正、负极接反了 D．衔铁一直被吸住
6．如图是一种江河水位自动报警的原理图。当水位低于A点时，工作电路绿灯工作。到达A点时，衔铁被吸下，工作电路红灯和电铃开始工作。某次水位超过A点时由于电磁铁磁性太弱而衔铁没有被吸引。下列做法中合理的是（　　）
A．更换弹性更好的弹簧 B．减少电磁铁线圈的匝数
C．增加工作电路的电源电压 D．增加控制电路的电源电压
7．如图所示是一种磁浮列车的工作原理示意图。关于该磁浮列车，下列说法正确的是（　　）
A．该磁浮列车的原理是运用磁铁同名磁极相互排斥
B．列车高速行驶时，车窗受到向内的压力差
C．车厢线圈通电后电源上端是正极
D．车厢满载乘客和空载时受到的磁场力相等
8．城市下水道井盖丢失导致行人坠入下水道的悲剧时有发生，令人痛心。为此，某同学设计了一种警示电路：在井口安装一环形灯L，井盖相当于开关S；正常情况下（S闭合），灯L不亮；一旦井盖丢失（S断开），灯L立即亮起，以警示行人。下图中电路符合要求的是（　　）
A． B． C． D．
9．小张家所在的住宅区每栋单元的楼梯口都安装了防盗门，其门锁原理图如图所示，图中只画出了其中一家住户的控制开关S．该门锁的工作过程是：楼上的人闭合控制开关S，门锁上的电磁铁通电后吸引卡入右侧门扣中的衔铁，门可打开。关于该门锁，下列说法中正确的是（　　）
A．该门锁利用了电生磁的原理来工作的
B．电流周围的磁场是假想的物理模型
C．闭合开关S后，电磁铁的右端为N极
D．该单元的各住户控制门锁的开关是串联的
10．如图所示是消防应急灯的电路图，其中少连了一根导线，它的工作原理是外部电路为220V交流电，当其正常时，两盏标有“6V”字样的灯泡不发光；外部电路停电时，两盏标有“6V”字样的灯泡发光。对于这一装置及其工作特点，下列说法中正确的是（　　）
A．当外部电路停电时，电磁铁所在电路工作
B．电磁铁通电时，弹簧被拉长
C．电磁铁的上端始终为N极
D．C点应该和B点相连
11．如图是某仓库设计的温度报警电路。R1为热敏电阻，其阻值随温度的变化而变化，R2为可调电阻。温度正常时指示灯L发光，当温度升高到报警温度时，指示灯熄灭，蜂鸣器报警。下列判断正确的是（　　）
A．R1的阻值随温度的升高而增大
B．温度升高过程中，电磁铁磁性减弱
C．若要调低报警温度，可将R2的阻值调大
D．若控制电路电源电压降低，报警温度将升高
12．如图所示为“门禁”上的电磁锁，由电磁铁A和金属块B构成（如图甲所示），工作原理如图乙所示，电磁铁通电时，A、B相互吸引，门被锁住无法推开。电磁铁断电时，A、B不吸引，门可以被推开。下列说法正确的是（　　）
A．金属块B可选用钢块
B．乙图中开关闭合，电磁铁A的右端为S极
C．门被锁住时，图乙中的开关S应处于闭合状态
D．若要增强电磁锁AB间的吸引力，图乙中滑片P应该向右移
13．兴趣小组利用热传感器设计一款高温报警电路，要求闭合开关后，当环境温度过高时，电磁铁的磁性增强，电铃会被接通发出报警声。电磁铁通电时，它的上端是　 　极，热传感器应接在电路中的　 　位置，电铃应接在电路中的　 　位置。（均选填“a”、“b”或“c”）
（第13题图） （第14题图）
14．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。
（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　 　。
15．如图所示是一种温度自动报警器的原理图。制作水银温度计时在玻璃管的两端分别封入一段金属丝。电池的两极分别与金属丝相连，当温度达到一定值时电铃响起，发出报警信号。
（1）电铃响时，电磁铁右端是　 　极。
（2）当温度达到　 　时，该电铃响起。
（3）通过调节滑动变阻器滑片，　 　（填“能”或“不能”）改变该装置报警温度。
16．校园路灯实行自动化管理，其内部装有一个光敏电阻R，R的阻值随光照强度变化关系如图所示，忽略弹性衔铁和电磁铁线圈电阻，下列电路符合设计要求的是（　　）
A． B． C． D．
17．学校安装了一款能根据光照强度实现自动控制的“智能照明灯”，电路如图所示。电源电压保持不变，R1为定值电阻，R2为光敏电阻，其阻值随光照强度增大而减小。闭合开关S，当光照强度减小时，下列说法正确的是（　　）
A．灯泡一定发光 B．电磁铁磁性增强
C．电压表示数增大 D．通过R1的电流减大
（第17题图） （第18题图） （第19题图）
18．如图是汽车启动装置电路简图，当钥匙插入钥匙孔并转动时，下列说法中正确的是（　　）
A．电磁铁上端为S极，触点B与C断开，汽车启动
B．电磁铁上端为S极，触点B与C接通，汽车启动
C．电磁铁上端为N极，触点B与C断开，汽车启动
D．电磁铁上端为N极，触点B与C接通，汽车启动
19．如图所示为一种温度自动报警器的原理图，图中的水银温度计在制作时，玻璃管中封入了一段金属丝，电源和金属丝相连，当温度达到设定值，电铃报警。下列说法不正确的是（　　）
A．电磁铁的工作原理是电流的磁效应 B．温度升高至78℃时，电铃报警
C．若将温度计上端的金属丝向下调整，则报警温度会降低
D．电铃工作时，电磁铁a端为N极
20．如图是一种“闯红灯违规证据模拟器”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，下列说法正确的是（　　）
A．电磁铁的磁性因线圈中电流的增大而减弱
B．当线圈电流增大到一定值时，电控照相机工作
C．当司机闯红灯时，指示灯和电控照相机同时工作
D．当线圈电流增大到一定值时，指示灯工作
（第20题图） （第21题图） （第22题图）
21．2025年5月1日起，全国多地将正式实施电动车管理新规，其中只允许新国标电动自行车上路，要求车速不超过25km/h。如图所示是某品牌电动自行车的电路，当电动机转速超过一定值，电铃会自动报警，下列说法正确的是（　　）
A．旋钮OP绕O点逆时针转动时，电动机转速变快
B．电磁铁E的右端为N极
C．为防止生锈，触头F的材质为铜
D．左边电路电流比较小时，电铃不会自动报警，是因为电流比较小时电磁铁E没有磁性
22．如图所示是某同学设计的汽车尾气中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的阻值随CO浓度的增大而减小。下列说法正确的是（　　）
A．电铃应该在A和B之间 B．当CO浓度降低，电磁铁磁性增强
C．用久后，电源电压U1会减小，报警时CO最低浓度比设定值低
D．为使检测电路在CO浓度更低时报警，可将R2的滑片向上移
23．自动输液报警器，如图1所示。小柯运用自己所学知识和查找的资料设计了一个类似的自动输液报警器，如图2所示。如图3是光敏电阻阻值随光照强度变化的关系图。正确选项是（　　）
A．电磁铁的上端是S 极
B．输液管中没有药液流过时，控制电路线圈中的电流变大
C．闭合开关，无药液流过，绿灯发光，喇叭不报警。
D．调试时，输液管中有无药液流过都会报警，可换用电阻更小的R0或增大线圈匝数
24．小胖去雄风商场时，发现当他站在电梯上时电梯运动较快，走下电梯后电梯运动会变慢。他查阅资料，发现电梯内部的结构示意图如图所示，利用了压敏电阻阻值随着所受压力的增大而减小的性质等知识，以实现速度变化。
（1）由分析可知，图中　 　（选填“R”或“R1”）为压敏电阻。
（2）当衔铁与下触点b接触时，电梯处于　 　（选“快速”或“慢速”）挡。
（3）小胖同学认为，站上电梯的人越多，压敏电阻阻值越小，电梯速度越快。他的理解对吗？（请说明你的理由）　 　。
（第24题图） （第25题图）
25．如图所示是小科为家用电热水器设计的一个自动控制装置，R1是热敏电阻（置于热水器的水中）。
（1）该控制电路中热敏电阻的阻值随温度的升高而　 　（选填“增大”或“减小”），它才能有效地工作，通电时继电器线圈上端为　 　极；
（2）图中控制电路的电源电压U0＝3V，继电器线圈（漆包线）电阻R2为20Ω。当线圈中的电流大于等于50mA时，继电器的衔铁将被吸合．电流等于50mA时，热敏电阻的阻值是　 　。
26．如图甲所示为某温度报警模型原理图，电源电压恒定，R2为电阻箱，指示灯L的额定电压为6V，其U﹣I关系如图乙所示，热敏电阻R1阻值随温度变化的关系如表所示。当电路中的电流达到0.4A时，衔铁被吸下，A、B触点连接，灯变亮。
温度t/℃ 15 20 25 30 35 40
电阻R1/Ω 20 18 16 14 12 10
（1）闭合开关S，当温度达到设定的报警温度时，灯开始忽亮、忽暗交替闪烁报警（电磁铁线圈、衔铁、连杆、触点的阻值均不计），其原因是当电路中的电流达到0.4A，衔铁被吸下A、B触点连接后，电磁铁中就　 　（有/无）电流通过，衔铁被释放，电磁铁中就有电流通过，如此反复。
（2）若将R2调为20Ω，则报警温度为t；当温度恒为t时，电压表示数随时间的变化关系如图丙所示，求：报警温度t为　 　℃；电源电压为　 　V；温度恒为t时，电路工作1min消耗的电能为　 　；
（3）若想将报警温度调为15℃，且报警过程中灯L较亮时恰好正常发光，则电源电压应调为
　 　V，且R2应调为　 　Ω；
（4）如果使用一段时间后由于电源电压的降低，报警温度将会　 　（偏低/偏高/不变）。
27．小明参加“自动保温足浴盆”项目化学习，图甲是小明设计足浴盆的自动保温电路。
【电路简介】在工作电路中，U1为外接电源，S1为工作开关，L1、L2为工作指示灯，电热丝工作时能产生热量给足浴盆内的水加热。在控制电路中，U2为电压6伏的电源，S2为控制开关，R1热敏电阻，其阻值随温度变化关系如图乙，R2为滑动变阻器，使用中可调节电阻。
【功能调试】将R2调至中间某一位置，加入冷水后，闭合开关S1和S2，红灯发光，同时水温逐渐上升。当水温到达50℃时，红灯熄灭，绿灯亮起，随后，水温开始下降，当水温下降至40℃时，绿灯熄灭，红灯亮起，水温又开始上升，如此反复。
【评价改进】学习小组设计了评价量规如下表。
评价 指标 功能等级
A B C
水温 调节 可以单独调节最高水温或最低水温 只能同时调节最高水温和最低水温 不能调节最高水温和最低水温
（1）工作电路中的L1为　 　。（选填“红灯”或“绿灯”）
（2）已知电磁铁中电流达到0.15安时就会吸引衔铁，在电流达到0.1安时就会释放衔铁。求在【功能调试】环节中，滑动变阻器R2接入电路的有效阻值。
（3）请结合评价量规表，判断该自动保温足浴盆水温调节的功能等级并写出判断依据。
28．某科技小组开展设计烟感报警器的项目化学习活动。
【明确要求】当监测到烟雾达到一定浓度时，警铃响起，喷淋系统开始工作，扑灭火苗，并制定如下验收表：
工作电压/V 工作要求
10 ①当控制电路中的电流小于250mA时绿灯亮； ②当控制电路电流大于或等于250mA时，警铃响起，喷淋系统开始工作
【方案设计】
（1）经讨论设计如图甲电路图，但工作电路并未完成，请你补充完整。
（2）当控制电路中的电流达到250mA时，警铃响起，喷淋系统开始工作，若不计电磁铁中线圈的阻值，则此时烟感开关的电阻应不超过多少欧？
（3）烟感开关由光敏电阻制成，其阻值会随着光照强度（单位：勒克斯，符号lx）的变化而变化。现有两种不同的光敏电阻a和b，其电阻变化与光照强度的关系如图乙所示，你认为选择哪种光敏电阻更合适？说明你的理由。
29．某展览厅（如图甲）为保护展品，设置了调光天窗，当外界光照较强时，能启动电动卷帘适时调整进光量；当外界光照较弱时，能自动启动节能灯给予补光。调光天窗的电路原理如图乙所示，R0为定值电阻，R为光敏电阻，其中R的电阻值随光照强度的变化如图丙所示，光照强度的国际单位为勒克斯（lx）；P为电磁铁，其线圈电阻忽略不计，当电流达到0.04A时能吸合衔铁B。图乙中的M、N，其中一处是节能灯，另一处是电动卷帘。已知电源电压U1＝12V，U2＝220V，则：
（1）电磁铁P下端为　 　极（选填“N”或“S”）。
（2）图中的N处用电器应为　 　（选填“节能灯”或“电动卷帘”）。
（3）当外界光照强度达到150lx时，电动卷帘便开始工作，求R0的阻值。
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