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第四节 电磁铁及其应用
一、单选题
1．电磁继电器广泛用于各种自动控制电路中，如图所示是温度自动报警器的原理图，下列说法中错误的是（　　）
A．温度计可以用酒精温度计
B．温度计是根据液体热胀冷缩的性质工作的
C．电磁继电器应用了电流的磁效应
D．电磁继电器是一种电路开关，它可以用一个电路控制另一个电路
2．如图所示，闭合电磁铁开关S，条形磁铁静止在水平桌面上。下列判断正确的是（　　）
A．条形磁铁受到电磁铁对其向左的作用力
B．条形磁铁受到桌面对其向左的摩擦力
C．将滑动变阻器的滑片向右移动，条形磁铁受到的摩擦力不变
D．若只改变电源的正负极，条形磁铁受到的摩擦力变大
3．如图所示是一种水位自动报警器的原理图，当水位达到金属块A时(日常生活用水是导电的)，电路中(　　)
A．只绿灯亮 B．只红灯亮
C．红灯、绿灯都亮 D．红灯、绿灯都不亮
4．下列因素中会影响通电螺线管磁性强弱的是（　　）
A．电流的方向 B．线圈的绕向 C．线圈的匝数 D．铁屑的多少
5．如图实验中通过观察电磁铁吸引大头针的数目多少判断电磁铁磁性的强弱。下列实验也采用了这种研究方法的是（　　）
A．探究导体电阻与材料、长度和横截面积的关系
B．用总电阻表示同一段电路中串联的两个电阻
C．力是看不见的，可以通过力的作用效果来认识它
D．磁场是看不见的，我们可以用磁感线表示磁场
6．如图所示，是一个光敏电阻，光敏电阻的阻值随光照强度的增加而减小，R是电阻箱，它们和继电器组成自动控制电路来控制路灯，白天路灯熄灭，夜晚路灯亮起。下列说法正确的是（　　）
A．给路灯供电的电源应接在b、c两端
B．电路工作时，电磁铁上端为N极
C．电磁继电器相当于工作电路中的开关
D．LED路灯发光时把电能先转化为内能
7．在科技晚会上，小明给大家展示了一个“听话”的小瓶子（瓶口敞开的小玻璃瓶），通过调节滑片，就可以让小瓶子上浮、下沉或悬停在水中，它的原理如图所示（磁铁固定在活塞上），闭合开关S后，移动滑片P，使小瓶子悬停在图示位置。对此，以下分析正确的是（　　）
A．电磁铁的右端为S极
B．若将滑片P向右移，小瓶子将会上浮
C．小瓶子下沉时，小瓶子中的气体密度变小
D．小瓶子上浮时，小瓶子的瓶口处受到水的压强保持不变
8．人人可能都遇到过这样的尴尬：超市购物时，购物袋很难搓开。这时我们经常看到会有人在手指上吐一些唾沫或在购物袋上哈一口气然后再搓开，这样做既不卫生又不雅观。小许同学利用电磁继电器（线圈电阻可忽略）设计了一款自动喷水器，只要手指头伸到喷头下面，喷头就会喷水，从而使顾客轻松打开购物袋。这款喷水器用到了红外开关S，当接收到人发出的红外线时，S自动闭合。下列设计合理的是（　　）
A． B．
C． D．
9．很多商场都安装了自动扶梯，扶梯在没人和有人时运行的速度会发变化，其简易电路如图所示，R是一个力敏电阻，其阻值随压力的增大而减小。下列说法中正确的是（　　）
A．控制电路中电磁铁的上端为S极
B．人走上扶梯后，衔铁与触点2接触，扶梯运行的速度加快
C．人走下扶梯后，电磁铁的磁性增强，电动机转速变慢
D．人走下扶梯后，控制电路中的电流增大
10．如图所示，L是电磁铁，在L正上方用弹簧悬挂一条形磁铁，设电源电压不变，闭合电键S待电磁铁昌稳定后，当滑动变阻器R的滑片P由上向下缓缓地滑动时，弹簧的长度将（　　）.
A．变长 B．变短
C．先变长后变短 D．先变短后变长
二、多选题
11．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
12．创新小组的同学们为学校食堂设计了一个可自动注水的储水池。如图是它的简化装置图，电源电压一定。控制电路中，为压敏电阻，其阻值随压力的变化而变化，为定值电阻。闭合开关、，当池中水位上升到一定高度时，触点分离，工作电路断开，注水装置自动停止注水，当池中水位下降到一定位置时，触点连接，工作电路接通，注水装置自动开始注水。下列分析正确的是（　　）。
A．水位上升时，电磁铁磁性变弱
B．水位上升时，通过的电流变小
C．水位下降时，的电功率变小
D．水位下降时，的阻值会变大
13．如图是一款给蔬菜大棚提供热和光的装置的电路示意图。当大棚内温度低于设定温度时，大功率灯泡L自动发光，温度达到设定温度后自动熄灭。控制电路中，R0是定值电阻，R1是热敏电阻，其阻值随温度的变化而变化。下列说法正确的是（　　）
A．闭合开关S，电磁铁的下端是N极
B．R1的阻值随温度的升高而减小
C．当温度升高时，电流表的示数减小
D．若将R0换成阻值稍大的电阻，设定温度将升高
三、填空题
14．如图所示装置，“×”表示垂直于纸面向里的磁感线，在弹簧测力计下挂一个重为G的软铁块．软铁块下方有一带铁芯的螺线管，螺线管两端导线与金属导轨ab、cd相连.导体棒ef平放在导轨上，各触点接触良好．当ef上下滑动时，弹簧秤示数将　 　G；当ef向左滑动时，弹簧示数将　 　G；当ef向右滑动时，弹簧秤示数将　 　G（均填“大于”“小于”或“等于”．）
15．如图为小明设计的短跑“抢跑判断器”。运动员蹲在起跑器上，裁判闭合开关、，电磁铁吸下衔铁，发令指示灯亮，运动员正常起跑；若抢跑，压敏电阻所受压力减小、阻值变小，电磁铁磁性变　 　（选填“强”或“弱”），指示灯　 　（选填“”或“”）亮，判定抢跑。则判定该运动员抢跑。
16．如图所示，是“探究电磁铁的磁性强弱与线圈匝数的关系”的实验装置，实验中，将开关S从a换到b上时，应该调节滑动变阻器的滑片P，使两次实验中电流表的示数　 　（选填“相同”或“不同”），电磁铁吸引大头针的数目将　 　（选填“增加”或“减少”）；
四、复合题
17．在探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”实验中，小明制成简易电磁铁A、B，并设计了如图所示的电路：
（1）实验中是通过电磁铁吸引大头针的多少来判定其磁性强弱的，所使用的物理研究方法是 　 　；
（2）当滑动变阻器滑片向左移动时，电磁铁A、B吸引大头针的个数 　 　（选填“增加”或“减少”），根据图示的情境可知，电磁铁 　 　（选填“A”或“B”）的磁性强。
18．在“探究影响电磁铁磁性强弱的因素”实验中，小明用铁钉制成简易电磁铁甲、乙，并设计了如图Ⅰ所示的电路。而小华同学学习了电磁方面的知识后，做了以下两个实验（如图Ⅱ所示）。
（1）由图Ⅰ可知，通过观察　 　来判断磁性强弱，该研究方法为　 　；
（2）图Ⅰ中把电磁铁甲和乙串联起来是为了探究磁性的强弱与　 　（选填“电流大小”、“匝数多少”）有关。
（3）小华用图Ⅱ的甲装置进行了如下的操作：
①让导体AB静止在磁场中；②让导体AB在磁场中左右运动；③让导体AB在磁场中沿竖直方向上下缓慢运动。其中能使电流计指针发生偏转的是　 　（填序号）；
（4）在图Ⅱ的乙装置实验中，当开关闭合时，发现导体AB向左运动，若要使导体AB向右运动，下列措施不可行的是______（填字母）。
A．调换电源正负极
B．调换磁体N、S极
C．同时调换电源正负极和磁体N、S极
19．在如图所示的“动力电路”中，电流从 C 点经电动机由D 点流出时电梯上升，反之电梯下降，当电梯超载时“超载控制电路”中的压力传感器开关K2断开，电磁继电器和电动机都停止工作.
（1）请从 A、B点画出两条电线连接到“超载控制电路”对应的位置；当电梯上升时双刀双掷开关K1连接到1、2、3中的哪两个点
（2）电梯从1 楼上升到 21 楼共用时0.5min，每层楼高为3m，电梯的速度是多少
（3）若配重为520kg，吊仓质量为500kg，乘坐10名平均质量为60kg 的人，不计缆绳重力和一切摩擦阻力，在电梯上升21层匀速运动过程中，电动机的拉力为多少 配重和电动机所做功的总功率是多少
20．在探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”实验中，小明制作了电磁铁甲、乙，并设计了电路。闭合开关后：
（1）当滑动变阻器滑片向左移动时，电磁铁甲、乙吸引大头针的数量　 　（选填“增加”或“减少”）；
（2）根据图示的情境可知甲的磁性更强，说明电流一定时，外形相同的螺线管，　 　，电磁铁磁性越强；
（3）电磁铁吸引的大头针下端分散的原因是　 　。
21．
（1）小明用如图甲所示的装置做“探究冰熔化特点”的实验。装有碎冰的烧杯直接放置在空气中，不用酒精灯加热。这样不但能使冰均匀受热，而且冰的温度升高较　 　（选填“快”或“慢”），便于观察实验和数据记录；实验中某次温度计示数如图乙所示，其读数为　 　℃。
（2）如图丙所示，进行“探究平面镜成像特点”的实验：在竖直放置的薄玻璃板前点燃蜡烛A，则玻璃板后的蜡烛B应　 　（选填“点燃”或“未点燃”）；移去蜡烛B，在B的位置放置一块白色光屏，则光屏上　 　（选填“能”或“不能”）呈现蜡烛的像。
（3）在探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”的实验中，小明用两个相同的大铁钉制成简易电磁铁C、D，并设计了如图丁所示的电路。实验中是通过观察　 　来比较电磁铁磁性强弱；若将图中滑动变阻器的滑片向右移动，则电磁铁吸引大头针的数量将　 　。
22．请你结合所学的知识，解决下列问题：
（1）如图甲在“探究光反射时的规律”实验中，为了便于观察，实验最好在较　 　（选填“亮”或“暗”）的环境中进行。在实验过程中，把右边光屏向后偏折时，在右边光屏上看不到反射光，可初步得出结论：反射光线、入射光线和法线在　 　内；
（2）如图乙在“研究影响滑动摩擦力大小的因素”实验中，小明分别在木板和毛巾面上用弹簧测力计沿水平方向拉着同一木块做　 　运动，此时木块受到滑动摩擦力的大小等于弹簧测力计的示数，比较图乙两次实验可知：滑动摩擦力的大小与　 　有关。
（3）如图丙在“探究影响电磁铁磁性强弱的因素”实验中，是根据电磁铁吸引　 　来反映电磁铁的磁性强弱；根据图示的情景可知：通过电磁铁的电流相同时，线圈的匝数越　 　，电磁铁磁性越强。
23．
（1）汽车启动原理图如图所示，汽车启动时，需将钥匙插入钥匙孔并旋转(相当于接通电路)。下列有关说法错误的是____ 。
A．此时通电螺线管产生磁性
B．通电螺线管E端的磁极为S极
C．汽车钥匙是绝缘体
D．通电螺线管两端电压与电动机两端电压不同
（2）如图所示是某宾馆走廊廊灯的自动控制电路，走廊入口上方安装有反射式光电传感器，当人靠近到一定距离时，从光电传感器上发射的红外线经人体反射后被接收器接收，接收器中的光敏电阻R0阻值减小，定值电阻R两端的电压　 　，同时电磁铁磁性　 　，工作电路接通，灯泡发光，图中电磁铁的上端是　 　极。
答案解析部分
1．【答案】A
【知识点】温度及温度计的使用与读数；电磁继电器的组成、原理和特点
2．【答案】A
【知识点】二力平衡的条件及其应用；安培定则；电磁铁的构造和原理
3．【答案】B
【知识点】电磁铁的其他应用；电磁继电器的组成、原理和特点
4．【答案】C
【知识点】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
5．【答案】C
【知识点】影响电磁铁磁性强弱的因素及其探究
6．【答案】C
【知识点】电磁继电器的组成、原理和特点
7．【答案】B
【知识点】电磁铁的其他应用
8．【答案】B
【知识点】电磁继电器的组成、原理和特点
9．【答案】B
【知识点】电磁铁的构造和原理
10．【答案】C
【知识点】安培定则；影响电磁铁磁性强弱的因素及其探究
11．【答案】B,D
【知识点】电磁继电器的组成、原理和特点；影响电磁铁磁性强弱的因素及其探究
12．【答案】C,D
【知识点】电磁继电器的组成、原理和特点
13．【答案】A,C
【知识点】电磁继电器的组成、原理和特点
14．【答案】等于；大于；大于
【知识点】影响电磁铁磁性强弱的因素及其探究
15．【答案】强；L2
【知识点】电磁继电器的组成、原理和特点；影响电磁铁磁性强弱的因素及其探究
16．【答案】相同；减少
【知识点】影响电磁铁磁性强弱的因素及其探究；物理学方法
17．【答案】（1）转换法
（2）增加；B
【知识点】影响电磁铁磁性强弱的因素及其探究；控制变量法与探究性实验方案
18．【答案】（1）吸引大头针数目多少；转换法
（2）匝数多少
（3）②
（4）C
【知识点】影响电磁铁磁性强弱的因素及其探究
19．【答案】（1）解：线路连接如图a所示；双刀双掷开关应与触点1、2连接.
（2）解：电梯速度
（3）解：根据电梯受力分析，如答图b， 则总重力：
G总=m总g=(60kg×10+500kg)×10N/kg=11000N
F机=G总-F配=11000N-520kg×10N/ kg=5800N，
【知识点】速度公式及其应用；重力及其大小的计算；电磁继电器的组成、原理和特点；功的计算及应用
20．【答案】（1）增加
（2）线圈匝数越多
（3）同名磁极相互排斥
【知识点】影响电磁铁磁性强弱的因素及其探究
21．【答案】（1）慢；-4
（2）未点燃；不能
（3）电磁铁吸引大头针的数量；减少
【知识点】熔化和凝固的探究实验；探究平面镜成像的特点；影响电磁铁磁性强弱的因素及其探究
22．【答案】（1）暗；同一平面
（2）匀速直线；接触面的粗糙程度
（3）大头针的多少；多
【知识点】光的反射定律；探究影响摩擦力大小因素的实验；影响电磁铁磁性强弱的因素及其探究
23．【答案】（1）C
（2）增大；增强；S
【知识点】电磁继电器的组成、原理和特点
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