资源简介

第二十章
第3节
电磁铁
电磁继电器
辅导科目
物理
年
级
九年级
教材版本
人教版
讲义类型
提升版（适用于考试得分率在60%——80%以内的学员）
教学目的
1.
了解什么是电磁铁，知道电磁铁的特性和工作原理及其应用；
2.
通过实验探究了解影响电磁铁磁性强弱的因素；
3.
了解电磁继电器的结构和工作原理，了解电磁继电器在生产生活中的应用。
重、难点
重点：1.
电磁铁的特性和工作原理及其应用
2.
影响电磁铁磁性强弱的因素
难点：了解电磁继电器的结构和工作原理。
授课时长
建议授课时长2小时
教学内容
【课程导入】
【新知讲解】
※知识点一：电磁铁与电磁继电器
一、电磁铁
电磁铁
结构及原理
插入铁芯的通电螺线管称为电磁铁。有电流通过时有磁性，没有电流时失去磁性。
电磁铁工作原理：电流磁效应
电磁铁的磁性特点
【实验目的】影响电磁铁磁性强弱的因素。
【实验器材】两个电磁铁（一个150匝，一个100匝。）电源、开关、导线、大头针、沙皮纸、
滑动变阻器、电流表或小灯泡。
【判断磁性强弱方法】根据吸引铁钉、曲别针等的多少来判断螺线管的磁性强弱。
【实验方法】控制变量法、转换法
实验1：研究电磁铁的磁性跟线圈匝数的关系。即通过的电流和铁芯相同，改变线圈匝数（控制变量法）。
现象：匝数越多，吸引的大头针数量越多（转换法）。
结论：当电流一定时，电磁铁线圈的匝数越多，磁性越强。
实验2：研究电磁铁的磁性强弱跟电流的关系。即电磁铁的匝数和铁芯相同，改变通过的电流大小（控制变量法）。
现象：增大电流，电磁铁吸引的大头针数目增多（转换法）。
结论：通过电磁铁的电流越大,电磁铁的磁性越强。
实验3：探究有无铁心对电磁铁磁性的影响。即通过的电流大小和匝数相同，一个铁芯，一个不加铁芯（控制变量法）
现象：有铁芯的吸引更多的大头针（转换法）
结论：当电磁铁的匝数和通过电流一定时，有铁心，电磁铁的磁性大大增强。
2、电磁铁的应用
磁悬浮列车所用的磁体大多是通有强大电流的电磁铁。是一种靠安装在车厢和轨道上的磁体的相互作用悬浮和高速运动的，由于磁力使其悬浮在轨道上方几厘米高度，行走时不需接触轨道，因此只受来自空气的阻力。磁悬浮列车的最高速度可达每小时500km以上。
二、电磁继电器
电磁继电器可以用低电压、弱电流控制高电压、强电流电路，还可实现远距离操纵和生产自动化，在现代生活中起着越来越重要的作用。那么，电磁继电器是由那些部分组成的？它是怎样实现自动控制的呢？
1、电磁继电器的构造
电磁继电器的构造：如图所示，A是电磁铁，B是衔铁，C是弹簧，D是动触点，E是静触点。电磁继电器工作电路可分为低压控制电路和高压工作电路组成。控制电路是由电磁铁A、衔铁B、低压电源E1和开关组成；工作电路是由小灯泡L、电源E2和相当于开关的静触点、动触点组成。连接好工作电路，在常态时，D、E间未连通，工作电路断开。用手指将动触点压下，则D、E间因动触点与静触点接触而将工作电路接通，小灯泡L发光。闭合开关S，衔铁被电磁铁吸下来，动触点同时与两个静触点接触，使D、E间连通。这时弹簧被拉长，观察到工作电路被接通，小灯泡L发光。断开开关S，电磁铁失去磁性，对衔铁无吸引力。衔铁在弹簧的拉力作用下回到原来的位置，动触点与静触点分开，工作电路被切断，小灯泡L不发光。
?
2、电磁继电器的工作原理
工作原理：电磁铁通电时，把衔铁吸下来使D和E接触，工作电路闭合。电磁铁断电时失去磁性，弹簧把衔铁拉起来，切断工作电路。
结论：电磁继电器就是利用电磁铁控制工作电路通断的开关。
用电磁继电器控制电路的好处：用低电压控制高电压；远距离控制；自动控制。
3、电磁继电器的应用
防讯报警器：K是接触开关，B是一个漏斗形的竹片圆筒，里面有个浮子A，水位上涨超过警戒线时，浮子A上升，使控制电路接通，电磁铁吸下衔铁，于是报警器指示灯电路接通，灯亮报警。
?
温度自动报警器：当温度升高到一定值时，水银温度计中水银面上升到金属丝处，水银是导体。因此将电磁铁电路接通，电磁铁吸引弹簧片，使电铃电路闭合，电铃响报警，当温度下降后，水银面离开金属丝，电磁铁电路断开，弹簧片回原状，电铃电路断开，电铃不再发声。
◎例题
【例1】如图所示，闭合开关S，弹簧测力计的示数增大。下列分析正确的是（
）
A.
c端是S极，a是电源的正极
B.
c端是N极，a是电源的负极
C.若滑动变阻器的滑片向右滑动，弹簧测力计示数增大
D.若将电源正负极接线的位置对调，弹簧测力计示数增大
【答案】B
【例2】图为一款“智能照明灯”的电路,灯L天暗时自动发光,天亮时自动熄灭。控制电路中,电源电压恒定,R1为定值电阻,R2为光敏电阻,其阻值随光照强度而变化。以下说法正确的是（
）
A．电磁继电器利用电磁感应原理工作
B．R2的阻值随光照强度的增大而增大
C．当光照强度增大时,电压表示数减小
D．若将R1换成阻值稍小的电阻,可缩短灯L的发光时间
【答案】C
D
【解析】A．电磁继电器其原理为电生磁，为电流磁效应；
B．由题意得天亮时电磁继电器应将衔铁吸下来，则天亮时电流应增大，故电阻应减小，得R2的阻值随光照强度的增大而减小；
C．当光照强度增强时，R2电阻减小，电压表测R2电压，根据串联分压原理，故电压表示数减小；D．R1换成电阻稍小的电阻，则电磁继电器衔铁更容易被吸下来，当光照不是很强烈时即被吸下来，从而缩短了光照时间。
?练习
1、一个空心小铁球漂浮在盛水的烧杯中，将烧杯置于铁棒AB的上方，绕在铁棒上的线圈连接如图所示的电路，开关S闭合后，空心小铁球仍漂浮在水面上，此时A端为电磁铁的________极，当滑片P向左滑动，空心小铁球所受浮力________（选填“增大”、“减小”或“不变”）
【答案】
(1).
S（南）
(2).
增大
【解析】由电路图知道，S闭合后，电流由A流向B，由右手安培定则知道，螺线管的A端为电磁铁的S极；当滑片P向左移动时，接入电路的电阻减少，电路的电流增大，则电磁铁的磁性增强，小球受到的向下的磁场力增大，由平衡条件知道，小球受到的向上的浮力会增大。
2、下图是小华设计的一种节能电梯工作原理图，R是一个力敏电阻，当电梯上无人时，力敏电阻受到的压力变小，阻值变大，电磁铁的磁性变
，触点3与触点
（选填“1”或“2”）接触，电动机的转速变小，电梯变慢，从而达到节能目的.
【答案】弱；1
【解析】电磁铁的磁性随电流的增大而增大，当压力变小，阻值变大时，电流会变小，所以电磁铁的磁性变弱，触点3上移与触点1接触电动面与电阻R1串联，电阻增大，电流变小，所以电动机转速变慢。
§知识小结
【课堂检测】
1．关于电磁铁，几位同学有下面的一些说法，你认为其中错误的是
A．电磁铁通电时有磁性，断电时没有磁性
B．电磁铁中通过的电流越大，它的磁性就越强
C．在电流一定的情况下，外形相同的螺线管线圈匝数越多，它的磁性越强
D．往通电螺线管中插入金属棒就会使通电螺线管的磁性增强
2．（2018·宜春期末）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极指向水平向左
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
3．如图是一些研究电现象和磁现象的实验。下列关于这些实验的叙述正确的是
A．如图中小磁针被铁棒吸引，说明铁棒本身具有磁性
B．如图中小磁针发生偏转，说明电流周围存在磁场
C．如图中条形磁铁静止时A端总是指向北方，说明A端是条形磁铁的南极
D．如图中铁钉B吸引的大头针比A多，说明电磁铁的磁性强弱与电流大小有关
4．（2018·房山二模）下列问题中，属于可探究的科学问题是
A．电能生磁，磁能生电吗？
B．电流通过导体产生的热量与电流的大小有关吗？
C．电磁铁磁性强弱与电流大小有关吗？
D．电阻两端电压越大，该电阻的电功率越大吗?
5．下列关于电和磁的说法正确的是
A．电流周围存在磁场
B．磁场看不见、摸不着，不是真实存在的
C．磁体的磁感线都是从磁体的S极出发，回到磁体的N极的
D．电磁铁磁性的强弱可以通过调节它的电流方向来控制
6．（2018·武夷山校级期末）在如图所示的电路中，磁敏电阻R的阻值随磁场的增强而明显减小。将螺线管一端靠近磁敏电阻R，闭合开关S1、S2，下列说法正确的是
A．螺线管左端为S极，右端为N极
B．当R1的滑片向左滑动时，电压表示数增大
C．当R1的滑片向右滑动时，电流表示数增大
D．在螺线管中插入铁芯，电压表示数减小
7．电磁继电器在电路中主要起
A．电源作用
B．开关作用
C．电阻作用
D．传输电流作用
8．（2018·北大附中期末）如图是一种江河水位自动报警器的原理图。则下列说法中正确的是
A．当水位未到达金属块A时，红灯亮
B．当水位未到达金属块A时，衔铁被吸引
C．当水位到达金属块A时，绿灯亮
D．当水位到达金属块A时，红灯亮且电铃响
9．如图，弹簧测力计下悬挂一软铁棒，开关闭合。下列说法正确的是
A．插入了软铁棒的通电螺线管叫电磁铁
B．电磁铁能吸引软铁棒是由于同名磁极相互吸引
C．此装置能够探究电磁铁磁性强弱是否与线圈匝数有关
D．滑动变阻器滑片向右移动时测力计的示数增大
10．下图是温度自动报警器的原理图，它运用了许多物理知识，以下说法中不正确的是
A．温度计中的水银是导体
B．温度计是根据液体热胀冷缩的性质工作的
C．报警器中的电磁铁运用了电流的热效应
D．电磁继电器是一种电路开关
11．（2018·武汉模拟）如图是一种磁悬浮地球仪的示意图，底座里面有一个电磁铁，可使内部有磁体的地球仪悬浮在空中。下列有关地球仪的说法正确的是
A．地球仪悬浮时，它的重力和底座对它的斥力是一对相互作用力
B．这种装置是根据异名磁极相互排斥的原理来工作的
C．换用一个质量较大的地球仪仍然要悬浮在空中，地球仪受到的磁力大小不变
D．换用一个质量较大的地球仪仍然要悬浮在空中，且距离不变，改变电磁铁线圈中的电流大小就可以了
12．电磁继电器的下列部件中，能够用铜材料制作的是
A．铁芯
B．电磁铁线圈的绕线
C．衔铁
D．线圈框架
13．电磁铁里常常使用软铁而不用钢做铁芯，这是因为
A．软铁能被磁化，而钢不能被磁化
B．被磁化后，软铁的磁性会比钢的强
C．软铁要比钢便宜
D．磁化后，软铁的磁性易消失，而钢的磁性不易消失
14．（2018·德州模拟）如图所示，处于光滑水平面的小车上放有一条形磁铁，左侧有一螺线管，闭合开关S，下列判断正确的是
A．小车受到电磁铁斥力作用，向右运动
B．小车受到电磁铁引力作用，向左运动
C．只将滑片P向右移动，电磁铁磁性增强
D．只将电源正负极交换，电磁铁磁性减弱
15．如图所示是一种水位自动报警器的原理图。水位没有达到金属块A时，灯________亮；水位达到金属块A时，灯________亮。
16．（2018·遂宁期末）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甲、乙，并设计了如图所示的电路。
（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_____（填“增加”或“减少”），说明电流越_____，电磁铁磁性越强。
（2）由图示情景可知，_____（填“甲”或“乙”）的磁性强，说明电流一定时，线圈的匝数越_____，电磁铁磁性越强。
【答案】
1、D
2、BD
3．B【解析】A、图甲中铁棒靠近小磁针，即使铁棒没有磁性，小磁针也会吸引铁棒，不能确定铁棒是否具有磁性，故A错误；B、图乙是奥斯特实验，说明通电导体周围存在磁场，即电流周围存在磁场，故B正确；C、磁铁都具有指向性，图丙中条形磁铁静止时A端总是指向北方，说明A端是条形磁铁的北极，故C错误；D、从图丁可知，铁芯相同、电流相同，只有线圈的匝数不同，说明电磁铁磁性强弱与线圈匝数有关，故D错误。
4．ABCD【解析】A、电流通过灯泡，灯泡会发光，磁场能使小磁针的指向发生偏转，所以电能生磁，磁能否生电可以进行科学探究，故A符合题意；B、电流的大小可以通过电流表示数反映，电流产生热量的多少可以通过温度计示数的变化反映，所以电流通过导体产生的热量与电流的大小是否有关可以进行科学探究，故B符合题意；C、电磁铁磁性强弱可由吸引大头针的数量来反映，电流的大小可以通过电流表示数反映，故C符合题意；D、电压由电压表测量，功率利用P＝UI间接测量，而电流可以用电流表测量，所以电阻两端电压越大，该电阻的电功率是否越大可以进行科学探究，故D符合题意。故选：ABCD。
5．A【解析】A、据奥斯特实验说明，通电导线周围有磁场，故A正确；B、磁场看不见、摸不着，但是真实存在的，故B错误；C、在磁体外部，磁体的磁感线都是从磁体的N极出发，回到磁体的S极的，故C错误；D、电磁铁磁性的强弱与电流的有无、线圈的匝数和电流的强弱有关，与电流的方向无关，故D错误；故选A。
6．D【解析】A、电流从电磁铁的右端流入，左端流出，利用安培定则判断电磁铁的左端为N极、右端为S极，故A错误；B、当滑片P向左滑动时，滑动变阻器连入电路中的电阻变小，则电路中的电流变大，通电螺线管的磁性增强，因此磁敏电阻的阻值减小；因为串联电路起分压作用，因此磁敏电阻分得的电压变小，故电压表示数变小，故B错误；C、当滑片P向右滑动时，滑动变阻器连入电路中的电阻变大，则电路中的电流变小，通电螺线管的磁性减弱，因此磁敏电阻的阻值变大；由欧姆定律可知电流表示数变小，故C错误；D、在螺线管中插入铁芯后，螺线管的磁性增强，则磁敏电阻的阻值减小；因为串联电路起分压作用，因此磁敏电阻分得的电压变小，故电压表示数变小，故D正确。
7．B【解析】当控制电路接通时，电路中有了电流，电磁铁就有了磁性，吸引衔铁，衔铁的移动导致了工作电路的通断。所以电磁继电器是利用电磁铁来控制工作电路通断的。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。故选B。
8、D
9、A
10．C【解析】A．水银是金属，各种金属都是导体，故A正确；B．温度计是根据液体热胀冷缩的性质工作的，故B正确；C．此原理是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。电磁铁是运用电流的磁效应，而不是电流的热效应，故C错；D．电磁继电器的实质就是一个开关，故D正确。故选C。
11．D【解析】A．地球仪悬浮时，它的重力和底座对它的斥力作用在同一物体上，是一对平衡力，不是一对相互作用力，故A错误。B．这种装置是根据同名磁极相互排斥的原理来工作的，故B错误。C．换用一个质量较大的地球仪仍然要悬浮在空中，质量较大，重力较大，重力和磁力是一对平衡力，大小相等，则地球仪受到的磁力变大，故C错误。D．电磁铁的磁性强弱与电流大小有关，换用一个质量较大的地球仪仍然要悬浮在空中，且距离不变，改变电磁铁线圈中的电流大小就可以了，故D正确。答案为D。
12、B
13、D
14、B
15．L1
L2
【解析】由图知道，当水位没有达到A时，电磁铁没有磁性，故只有L1灯亮；当水位到达A时电路接通，电磁继电器有磁性，且根据右手定则知道上端为S极，衔铁就会在电磁力吸引的作用下与L2灯接通，L2灯亮。
16．（1）增加
大
（2）甲
多
【解析】（1）如图，当滑动变阻器滑片向左移动时，电路中电流变大，磁性增强，所以电磁铁甲、乙吸引大头针的个数增加；
（2）由图示情景可知，甲线圈匝数多，吸引的大头针个数多，而串联时电流相等，说明电流一定时，线圈的匝数越多，电磁铁磁性越强。
【课堂总结】
【家庭作业】
一、选择题
1．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，电铃响
2．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（某些材料的电阻在磁场中急剧减小）荣获了2007年诺贝尔物理学奖，如图是研究巨磁电阻特性的原理示意图，闭合S1、S2后，下列说法正确的是（
）
A．电磁铁右端为N极
B．滑片P向左滑动过程中电磁铁的磁性减弱
C．巨磁电阻的阻值随滑片P向左滑动而明显减小
D．滑片P向左滑动过程中，指示灯明显变暗
3．近期，我国南方各地普降暴雨，城市内涝给人们生活带来很大影响。小明设计一种利用电磁继电器来自动控制抽水机工作的电路：当水位在安全位置以下时绿灯亮，抽水机不工作；当水位到达安全位置上限时红灯亮，抽水机开始工作。下图是小明还未连接完成的电路，小明接下去的电路连接应该是
A．M接A，N接B
B．M接B，N接D
C．M接B，N接C
D．M接A，N接D
4．下图是抓拍机动车闯红灯的工作原理示意图．光控开关接收到红灯发出的光会自动闭合，压力开关受到机动车的压力会闭合，摄像系统在电路接通时可自动拍摄违规车辆．下列有关说法正确的是（
）
A．摄像系统拍摄的图像是正立缩小的虚像
B．当红灯损坏不能发光时，该装置仍能正常工作
C．若将光控开关和压力开关并联，也能起到相同的作用
D．只要光控开关和压力开关有一个不闭合，摄像系统都不会自动拍摄
5．如图所示是消防应急灯的电路图，其中少连了一根导线，工作原理是：外部电路为220V交流电，当其正常时，两盏标有“6V”灯泡不发光；外部电路停电时，两盏标有“6V”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，弹簧具有弹性势能
C．电磁铁的上端始终为N极
D．C点应该和触点B相连
6．小明利用光敏电阻受到光照时电阻变小的特性，设计了一个图所示的自动控制电路，要求光暗时灯亮，光亮时灯灭。在实际调试时，发现灯始终亮着，而光敏电阻和其他电路元件都正常。下列调节能使控制电路达到要求的是(　　)
A．减少电磁铁线圈的匝数
B．抽出电磁铁中的铁芯
C．滑动变阻器滑片P向左移动
D．减小控制电路电源电压
二、填空题
7．家庭电路中常用带有开关的移动插座，插座上的开关与插座是
联，插座与插座之间是
联，如图所示，A、B弹簧下方分别吊着软铁棒和条形磁铁，闭合开关，将滑动变阻器的滑片逐渐向右移动时，A弹簧的长度将
，B弹簧的长度将
（选填“伸长”、“缩短”或“不变”）．
8．在研究如图所示的“通电螺线管周围磁场强弱”的实验中，要改变通电螺线管线圈中的电流大小，可通过调节
来实现：要判断通电螺线管周围磁场强弱，可通过观察
来确定.
9．图是汽车启动装置电路简图，当钥匙插入钥匙孔并转动时，电磁铁得到磁性，此时电磁铁上端为?????????????
极，触点B与C?????
(填“接通”或“断开”)，汽车启动。
10．如图为通电螺线管磁场强弱演示仪的示意图．
（1）当指针指示的数值增大时，表示通电螺线管的磁性增强，则螺线管A端为　
　极．
（2）为了验证通电螺线管的磁性与线圈匝数有关，应将开关S从a点换到b点，并调节变阻器的滑片向　
　滑动，使电流表的示数不变．
11．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，电磁铁的磁性因电路中电流的改变而变
（选填“强”或“弱”），当电流变化到一定值时，衔铁与触点
（选填“1”或“2”）接触，电控照相机工作，拍摄违规车辆．
12．如图所示的电磁继电器，当控制电路接通时，________灯亮。(选填“红”或“绿”)
13．（2011大连）如图所示，A为弹簧测力计，B为铁块，C为螺线管．闭合S时，电流表和弹簧测力计都有示数．再闭合S1时，电流表的示数将________，弹簧测力计的示数将________．（都填“变大”“变小”或“不变”）
三、实验题
14.
小明用下图所示的装置探究电磁铁磁性的强弱跟哪些因素有关．
（1）下表是小明的实验记录，根据表中数据回答下列问题：
电磁铁线圈匝数100匝50匝实验次序123456电流／A0.61.21.50.81.01.5吸引大头针的数量／枚711145810
①通过比较第3和第6两次实验，可得出的结论是________________________．
②通过比较第1和第2两次实验，可得出的结论是________________________．
（2）实验中，小明通过观察________来判断电磁铁磁性的强弱．
15．为了探究“电磁铁磁性的强弱与哪些因素有关”，某实验小组设计了以下实验方案：用漆包线在两个相同的大铁钉上分别绕50匝和100匝，制成两个电磁铁，然后按照图所示的a、b、c、d顺序进行实验．
（1）a、b两图相比的不同之处是
，通过比较a、b两种情况，可以得到的结论是
．
（2）b、c两图相比的不同之处是
，通过比较b、c两种情况，可以得到的结论是
．
（3）比较d中甲、乙两个电磁铁的情况，可以得到的结论是
．
【答案】
一、选择题
1．B
2．C
【解析】由右手螺旋定则可知，螺线管的左端为N极，故A错；滑片P向左滑动过程中，电阻减小，电流增大，电磁铁磁性增强，故B错；滑片P向左滑动过程中，电磁铁磁性增强，故巨磁电阻的阻值会减小，故C正确；巨磁电阻的阻值减小，通过指示灯的电流增大，指示灯会变亮，故D错；应选C。
3．B
4．D
【解析】摄像系统拍摄的图像是倒立缩小的实像，故A错；红灯损坏时，不能发现信号，故装置将不能工作，故B错；如果将光控开关和压力开关并联，只要有一个开关接通，系统就会起动，不符合要求，故C错；由于两个开关是串联关系，所以必须两个同时闭合，电路才会正常工作，所以D正确；应选D。
5．B
6．C
7、串
并
伸长
缩短
8．滑动变阻器
吸引小铁钉的多少
【解析】∵根据，电压一定时，电阻越大的，电流越小；
∴通过移动滑动变阻器的滑片P的位置，可以改变电磁铁中电流的大小．
又∵电磁铁磁性越强的，吸引铁钉的本领会越强；
∴电磁铁磁性的强弱可用吸引大头针数目的多少来体现．
所以答案为：滑动变阻器
吸引小铁钉的多少
9、N；接通。
【解析】当钥匙插入钥匙孔并转动时，说明电磁铁有电流通过，电流方向为箭头所标出的方向，再由右手螺旋定则可判断出电磁铁上端为N极；电磁铁吸引A，由于杠杆的作用，使得B与C接通，电动机工作，汽车启动。
10、（1）S；
（2）上．
11、强；2
12、绿
【解析】当控制电路接通，电磁继电器有磁性，衔铁就会在电磁力吸引的作用下使绿灯电路接通，绿灯亮。
13、变大；变大
14、（1）①通电电流相同时，线圈匝数越多，电磁铁磁性越强；②线圈匝数相同时，通过电磁铁线圈的电流越大，电磁铁磁性越强；（2）电磁铁吸引大头针的多少
15、（1）开关是否闭合；电磁铁磁性的有无是由电流的通断决定的；
（2）滑动变阻器滑片的位置不同；在匝数相同的情况下，电流越大，电磁铁磁性越强；
（3）在电流相同的情况下，电磁铁的匝数越多，磁性越强．
【解析】（1）图a、b两电磁铁相同，一个通电能吸引大头针，一个不通电，不能吸引大头针，可以得出结论：电磁铁磁性的有无由通断电流来控制；
（2）图b、c中同样的电磁铁，线圈匝数相同，滑动变阻器滑片的位置不同，b中的电流小、吸引大头针少，c中的电流大，吸引大头针多，可得通过电磁铁的电流越大，它的磁性越强；
（3）图d中的两电磁铁是串联在一起的，因此，通过它们的电流是相同的，甲的线圈匝数较多，吸引大头针较多，可知：当电流相同时，线圈的匝数越多，它的磁性越强．
故答案为：
（1）开关是否闭合；电磁铁磁性的有无是由电流的通断决定的；
（2）滑动变阻器滑片的位置不同；在匝数相同的情况下，电流越大，电磁铁磁性越强；
（3）在电流相同的情况下，电磁铁的匝数越多，磁性越强．第二十章
第3节
电磁铁
电磁继电器
辅导科目
物理
年
级
九年级
教材版本
人教版
讲义类型
拔高版（适用于考试得分率高于80%的学员）
教学目的
1.
了解什么是电磁铁，知道电磁铁的特性和工作原理及其应用；
2.
通过实验探究了解影响电磁铁磁性强弱的因素；
3.
了解电磁继电器的结构和工作原理，了解电磁继电器在生产生活中的应用。
重、难点
重点：1.
电磁铁的特性和工作原理及其应用
2.
影响电磁铁磁性强弱的因素
难点：了解电磁继电器的结构和工作原理。
授课时长
建议授课时长2小时
教学内容
【课程导入】
提出问题：如果要使通电螺线管的磁性增强，应该怎么办呢？
实验：先将小磁针放在螺线管的两端，通电后观察小磁针偏转的程度，再将铁芯插入螺线管，通电后观察小磁针偏转的程度。
现象：插入铁芯的通电螺线管的磁性明显增强。
结论：螺线管中插入铁芯磁性明显增强。
【新知讲解】
※知识点一：电磁铁与电磁继电器
一、电磁铁
1、电磁铁
（1）概念：我们把插有铁芯的螺线管叫做电磁铁。
提出问题：为什么插入铁棒后，通电螺线管的磁性会增强呢？
（2）原理：铁芯插入通电螺线管，铁心被磁化，也要产生磁场，于是通电螺线管的周围既有电流产生的磁场，又有磁铁产生的磁场，因而磁场大大增强了。
（3）应用：电冰箱、吸尘器中都有电磁铁，电磁起重机灯
电磁起重机
冰箱里的电磁铁
吸尘器里的电磁铁
提出问题：电磁铁与永磁体相比，有些什么特点呢？它的磁性强弱与哪些因素有关呢？
二、电磁铁的磁性
想想议议
用一根导线和一枚铁钉可以制作一个电磁铁，怎样可以使这个电磁铁的磁性增强？
问题：实际生活中，根据工作性质的不同，需要的电磁铁的磁性强弱也不同，那么电磁铁的磁性强弱与哪些因素有关呢？
1.实验探究：影响电磁铁磁性强弱的因素
（1）猜想与假设：
①电磁铁的磁性强弱可能与电流的大小有关；②电磁铁的磁性强弱可能与线圈的匝数有关；③电磁铁的磁性强弱可能与所插入的铁芯粗细有关；④电磁铁的磁性强弱可能与所插入的材料有关。)
（2）设计实验
①用什么方法探究？
控制变量法
②怎么比较电磁铁磁性的强弱？
看其吸引大头针的多少（转换法）
③怎样改变电磁铁线圈中的电流？
用滑动变阻器
④怎样改变电磁铁线圈的匝数？
取两个匝数不同的电磁铁进行试验
⑤如何控制电流相等？串联
（3）实验步骤：①探究电磁铁磁性强弱与电流的关系。
控制匝数不变——选用同一个电磁铁进行实验。滑动变阻器改变电流：
观察电流改变时，吸引大头针的个数的变化。
实验结论：线圈匝数一定时，电流越大，电磁铁磁性越强；
②探究电磁铁磁性强弱与线圈匝数关系。
将匝数不同的电磁铁串联。观察两个电磁铁吸引大头针个数的多少
实验结论：电流一定时，线圈匝数越多，电磁铁磁性越强。
归纳：通过电磁铁的电流越大，它的磁性越强。在电流一定时，外形相同的螺线管，线圈匝数越多，磁性越强。
2.电磁铁的优点。
(1)磁性的有无可以通过电流的通断电控制；
(2)磁极可以通过改变电流方向来控制；
(3)磁性的强弱可以由匝数、电流大小来改变。
3.电磁铁的应用
（1）电磁铁起重机
最直接的应用之一是电磁起重机。在电动机、发电机、电铃和电磁继电器里也用到电磁铁。全自动洗衣机的进水、排水阀门；卫生间的感应式冲水器的阀门也都是由电磁铁控制的。
（2）磁悬浮
磁悬浮列车所用的磁体大多是通有强大电流的电磁铁。是一种靠安装在车厢和轨道上的磁体的相互作用悬浮和高速运动的，磁浮列车的车厢和铁轨上分别安装着磁体，磁极相对。由于磁极间的相互作用，列车能够在铁轨上方几厘米的高度上飞驰，避免了来自车轮与轨道之间的摩擦力，突破了以往列车的速度极限，每小时运行500
km以上。噪音低、动力损耗少、稳定性高。2003年，我国上海市龙阳路至浦东机场的磁浮铁路成为世界上第一条商业运营的磁浮铁路。
（3）电磁铁继电器
磁悬浮列车
电磁起重机
电磁继电器
三、电磁继电器
驱动大型机器的电流可达几十安、几百安。在工厂里，工人师傅用手直接控制强大的电流或操作高压电路是很危险的，那怎么才能控制强大的电流和高压电路呢？工人师傅按下的只是继电器的开关，而电源的接通和断开是由继电器控制的。
驱动大型机器的电流可达几十安、几百安。在工厂里，工人师傅用手直接控制强大的电流或操作高压电路是很危险的，那怎么才能控制强大的电流和高压电路呢？工人师傅按下的只是继电器的开关，而电源的接通和断开是由继电器控制的。
1.构造:如图所示,主要部分是电磁铁、衔铁、触点开关和弹簧.
【师】注意观察图中电磁继电器构造，回答下列问题：
①电磁继电器中的电磁铁在什么位置？电磁铁起什么作用？
②图中的衔铁，它起什么作用？
③图中的弹簧，它起什么作用？
【生】衔铁可以接通控制电路，也可以接通工作电路，而接通哪个电路是由电磁铁和弹簧共同作用控制。
电路的组成：①控制电路的组成——电磁铁、低压电源、开关。
②工作电路的组成——高压电源、电动机、电磁继电器的触点部分
2.实质：是由低压、弱电流利用电磁铁来控制高压、强电流的开关。
3．工作原理
当低压的电压加在接线柱D、E两端，电磁铁通电时，较小的电流流过线圈时，电磁铁把衔铁吸下，使B、C两个接线柱所连的触点接通，较大的电流就可以通过B、C带动机器工作。。电磁铁断电时失去磁性，弹簧把衔铁拉起来，切断工作电路。
4．作用：用弱电流控制强电流
用低压电路的通断间接地控制高压电路的通断.可实现远距离控制,与其他元件配合实现自动控制.
◎例题
【例1】如图是一种“闯红灯违规证据抓拍模拟器”的工作原理图，光控开关接收到红光时会自动闭合，压敏电阻受到压力时其阻值会变小。当红灯亮后，且车辆压到压敏电阻上时，电磁铁的磁性因电路中电流的改变而变　　　　（填“强”或“弱”），吸引衔铁与触点　　　　（填“1”或“2”）接触，电控照相机工作，拍摄违规车辆。
【答案】强；2
【解析】当红灯亮后，光控开关自动闭合，车辆压到压敏电阻时，压敏电阻受到压力阻值变小，控制电路电流变大，电磁铁磁性增强。吸引衔铁与触点2接触，电控照相机工作，拍摄违规车辆。
?练习
1、硫化镉（CdS）晶体是一种光敏材料，其电阻随光照强度增大而减小。如图所示的是用它和继电器组成的控制电路，可以用来控制路灯，使路灯白天灯灭，夜晚灯亮，下列说法正确的是
A．白天流过CdS的电流比夜晚大
B．给路灯供电的电源应接在a、b两端
C．为缩短路灯点亮的时间，可将电阻R的阻值调小
D．若要延长路灯点亮的时间，可将电阻R的阻值调小
【答案】ABC
2、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，并设计了如图所示的电路。
（1）实验中是通过吸引大头针的数量来显示电磁铁磁性的强弱，
当滑动变阻器滑片向左移动时，电路中的电流
（填“增大”、“不变”或“减小”），
电磁铁吸引大头针的个数增多，说明电流越
，电磁铁磁性越强。
（2）根据图示的情景可知，电磁铁甲的上端是
极；电磁铁
（填“甲”或“乙”）的磁性较强，说明电流一定时，线圈匝数
，电磁铁磁性越强；实验发现被电磁铁吸引的大头针下端是分散的，其原因是大头针被磁化，
。
【答案】（1）增大
大
（2）南或S
乙
越多
同名磁极相互排斥
§知识小结
【课堂检测】
一、选择题（每小题3分，12分）
1．张扬同学在探究电磁铁磁性强弱的实验中，使用两个相同的A、B大铁钉绕制成电磁铁进行实验，如右图所示，下列说法错误的是（
）
A．滑片P向右滑动，电磁铁的磁性减弱
B．电磁铁能吸引的大头针越多，表明它的磁性越强
C．电磁铁A、B的上端均为S极
D．该实验可以探究电磁铁磁性的强弱与匝数多少的关系
2．如图所示，闭合开关S，弹簧测力计的示数增大。下列分析正确的是（
）
A.
c端是S极，a是电源的正极
B.
c端是N极，a是电源的负极
C.若滑动变阻器的滑片向右滑动，弹簧测力计示数增大
D.若将电源正负极接线的位置对调，弹簧测力计示数增大
3．如图所示，闭合开关S，弹簧测力计的示数增大。下列分析正确的是（
）
A.
c端是S极，a是电源的正极
B.
c端是N极，a是电源的负极
C.若滑动变阻器的滑片向右滑动，弹簧测力计示数增大
D.若将电源正负极接线的位置对调，弹簧测力计示数增大
二、填空题（23分）
4．家庭照明电路中的洗衣机，电饭煲，电视机之间是
（选填“串联”或“并联”）连接的：它们中都含有电磁铁，而电磁铁是根据
发现的电流的磁效应制成的。
5．小明同学利用电磁继电器设计了一个自动恒温加热鱼缸．如图所示，A为一段软导线，左侧的温度计是电接点水银温度计，B为一个小型电热器，该装置能使鱼缸中的水温大致保持在
℃；该温度计根据水银的
规律来测量温度的．
6．如图所示，电磁铁通电时，它的上端是
（选填“N”或“S”）极，要使电磁铁吸引大头针的数目增多，可将滑动变阻器的滑片向
（选填“左”或“右”）移动。
7.
如图所示，电路中Rx为压敏电阻，阻值随所受压力增大而减小，开关S闭合后，螺线管的上端相当于电磁铁的_________极；当压力增大时，电磁铁的磁性会________。
8、科学家的每次重大发现，都有力地推动了人类文明的进程。丹麦物理学家
首先发现了电流周围存在着磁场，第一个揭示了电和磁之间的联系。小周同学自制了一个用开关来控制电磁铁南北极的巧妙装置，如图所示。当开关S接
（选填“a”或“b”）点时，电磁铁的A端是N极。
9、下水井盖的丢失给人们出行带来了安全隐患。为提示路人注意安全，小明设计了如图所示的电路，电路中利用一元硬币代替铁质井盖是因为两者都属于_________（填“绝缘体”或“导体”）。当井盖丢失时，灯泡发光报警，当电磁铁的线圈中有电流通过时，继电器的动触点与_______（填“上”或“下”）静触点接触，电磁铁的上端是_________极。
10．如图所示为电话机原理图，当人对着话筒说话时，如果滑动变阻器的滑片向右移动，则听筒电磁铁的磁性将　　　　　　（选填“变强”、“变弱”或“不变”），通过导体AB的电流方向为　　　　　　（选填“A到B”或“B到A”）。
11．小鑫在超市看到：电梯上有人时运动得快，没人时运动得慢．如图6是小鑫上网搜索到的这种电梯的部分控制电路（R是一个压敏电阻），并进行了如下分析：通电后电磁铁的上端是
极，当有人走上电梯后，压敏电阻的阻值减小，电磁铁的磁性变
（选填“强”或“弱”），使衔铁与触点接触，通过电动机的电流
（选填“变大”或“变小”），电动机转速变快，使电梯运动变快．
12．小明去超市，走到电梯前发现电梯运动较慢，当他站在电梯上时电梯运动又快了起来．小明根据所学的知识，画出如下图所示的电路（R是一个压敏电阻）．小明分析：当人站在电梯上，压敏电阻的阻值减小，则电磁铁的磁性变
，衔铁与触点
（选填“1”或“2”）接触，电动机的转速变
．
三、实验题（10分+5分）
13.
如图所示，是某学习小组同学设计的研究“电磁铁磁性强弱”的实验电路图。
(1)要改变电磁铁线圈中的电流大小，可通_______过来实现；要判断电磁铁的磁性强弱，可观察_______来确定。
(2)下表是该组同学所做实验的记录：
电磁铁(线圈)50匝100匝实验次数123456电流?/
A0.81.21.50.81.21.5吸引铁钉的最多数目?/?枚581071114
①比较实验中的1、2、3（或4、5、6），可得出的结论是：电磁铁的匝数一定时，通过电磁铁线圈中的电流
；
②比较实验中的1和4（或2和5或3和6），可得出的结论是：电磁铁线圈中的电流一定时，线圈匝数
；
（3）在与同学们交流讨论时，另一组的一个同学提出一个问题：“当线圈中的电流和匝数一定时，电磁铁的磁性强弱会不会还与线圈内的铁芯大小有关？”
①你对此猜想是：
；(2分）
②现有大小不同的两根铁芯，利用本题电路说出你验证猜想的方法：(2分）
。
14.
小明为了探究“电磁铁的磁性强弱与哪些因素有关”，做了如图14所示的几次实验：
①通过观察图甲中A与B两个电磁铁可知：当通过线圈的电流大小相同、有相同铁芯时，电磁铁线圈的匝数越多，它的磁性就越_______（选填“强”或“弱”）；
②通过观察图甲中B与C两个电磁铁可知：当通过线圈的电流相同、线圈的匝数相同时，__________（选填“有”或“无”）铁芯的电磁铁的磁性强；
③通过观察图乙与图丙可知：当线圈的匝数相同、有相同的铁芯时，电磁铁的电流越_______（选填“大”或“小”），它的磁性就越强。
【答案】
一、选择题（每小题3分，12分）
1．C
2．B
【解析】闭合开关S，弹簧测力计的示数增大，说明电磁铁吸引条形磁体，c端是N极，根据安培定则b是电源的正极，a是电源的负极，B正确。
若滑动变阻器的滑片向右滑动，接入电路的电阻增大，电流变小，磁性减弱，弹簧测力计的示数应该减小，C错；如果正负极位置对调，c为S极，与条形磁极同名磁极相互排斥，弹簧测力计的示数减小，D错。正确选B。
3．B
4．并；奥斯特
【解析】家庭电路是并联电路，所以各用电器都是并联的；奥斯特发现了电流的磁效应，由此人们制作了电磁铁。
5、26；热胀冷缩
【解析】温度计的示数低于26℃时，控制电路断路，电磁铁没有磁性，不能向下吸引衔铁，工作电路是通路，电热器工作，当温度达到26℃时，控制电路接通，电磁铁有磁性，向下吸引衔铁，工作电路断路，停止加热，所以该装置能使鱼缸中的水温大致保持在26℃；温度计是利用液体热胀冷缩的性质制成的。
6、N；左
7、
S
增强
【解析】根据安培定则知道开关S闭合后，螺线管的上端相当于电磁铁的S极；当压力增大时，Rx的阻值随所受压力增大而减小，电路的电流会增加，电磁铁的磁性会增强。
8、奥斯特?；a
9．导体?；下；N
【解析】一元硬币是金属属于导体，由图看出当井盖丢失时，控制电路断开，电路中无电流，电磁铁无磁性，衔铁被弹簧拉起，灯泡发光报警；当电磁铁的线圈中有电流通过时，电磁铁中有电流有磁性，衔铁被吸下，继电器的动触点与下静触点接触，根据右手螺旋法则，电磁铁的上端是N极。
10、变强；A到B
【解析】滑动变阻器的滑片向右移动时，电阻变小，电路中电流变大，听筒电磁铁的磁性将变强。在电源外部电流的方向从电源正极流向负极，所以通过导体AB的电流方向为A到B。
11、S；强；变大
12、强；2；
快
【解析】人站上去，压敏电阻的阻值减小，电路中电流增大，电磁铁的磁性变强，衔铁与触点2接触，电动机转速变快。
三、实验题（10分+5分）
13、（1）调节滑动变阻器的滑片位置（改变连入电路的电阻）（改变电阻）等；电磁铁吸引铁钉（大头针）的多少；（2）①越大，磁性越强（越小，磁性越弱）；②越多，磁性越强（越少，磁性越弱）；（3）①针对主题提出猜想：当线圈中的电流和匝数一定时，铁芯越大磁性越强②将大小不同的铁芯分别插入通电螺线管中，观察铁芯吸引铁钉（大头针）的多少
14、强；有；大
【解析】①通过观察图甲中A与B两个电磁铁可知：当通过线圈的电流大小相同、有相同铁芯时，电磁铁线圈的匝数越多，吸引小铁钉的个数越多，说明它的磁性就越强（转换法）；
②通过观察图甲中B与C两个电磁铁可知：当通过线圈的电流相同、线圈的匝数相同时，有铁芯的吸引小铁钉的个数多，说明有铁芯的电磁铁的磁性强；
③通过观察图乙与图丙可知：当线圈的匝数相同、有相同的铁芯时，图丙中的电流大，吸引小铁钉的个数多，说明电磁铁的电流越大，它的磁性就越强。
【课堂总结】
【家庭作业】
1、如图所示为电磁铁的线路图。开关S闭合后，滑动变阻器的滑片P向右滑动过程中
A．电磁铁的右端为S极，磁性增强
B．电磁铁的右端为S极，磁性减弱
C．电磁铁的右端为N极，磁性增强
D．电磁铁的右端为N极，磁性减弱
2、同学们在“探究电磁铁磁性强弱”的实验中，使用两个相同的A、B大铁钉绕制成电磁铁进行实验如图所示，下列说法正确的是
A．通过观察电磁铁能吸引的大头针个数判断它的磁性强弱，这是运用了控制变量法
B．滑片P向左滑动，电磁铁的磁性减弱
C．电磁铁A下端为S极、B的上端为N极
D．该实验是探究电磁铁磁性的强弱与电流大小的关系
3、为了探究电磁铁的磁性强弱与哪些因素有关，小敏用大铁钉作铁芯制作电磁铁，如图所示，还找来一些大头针进行实验，下列说法正确的是
A．通过吸引大头钉个数来反映磁性强弱，这是控制变量的方法
B．为了探究电磁铁磁性强弱与电流大小的关系，需将电源正负极对调
C．为了探究电磁铁磁性强弱与电流大小的关系，需改变滑动变阻器滑片的位置
D．为了探究电磁铁磁性强弱与线圈匝数的关系，需改变滑动变阻器滑片的位置
4、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2007年诺贝尔物理学奖。巨磁电阻效应是指某些材料的电阻在磁场中急剧减小的现象，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。如图是说明巨磁电阻特性原理的示意图，图中GMR是巨磁电阻。如果闭合S1、S2并使滑片P向左滑动，下列说法不正确的是
A．电磁铁右端为N极
B．滑片P向右滑动过程中电磁铁的磁性减弱
C．巨磁电阻的阻值随磁场的增强而明显减小
D．滑片P向左滑动过程中小灯泡亮度变亮
5、如图所示是研究电磁铁磁性的实验，闭合开关后，下列说法正确的是
A．电磁铁的下端是N极
B．电磁铁能吸引大头针是电磁感应现象
C．将铁钉换成铜棒会使磁性增强
D．滑片P向右移动，电磁铁吸引大头针的数目会减少
6、如图是电磁继电器的构造和工作电路示意图，要使它的电磁铁对衔铁的吸引力大些，以下做法可行的是
A．增加电源B的电压
B．增加电磁铁线圈的圈数
C．增加电源A的电压
D．去掉电磁铁线圈中的铁芯
7、如图是一种水位报警器的原理图。当水位达到金属块A时（一般的水能导电）电路中
A．两灯同时亮
B．两灯都不亮
C．红灯亮
D．绿灯亮
8、在探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”实验中，小雪制成由简易电磁铁甲、乙组成的电路，开关闭合，滑动变阻器的滑动触头移至滑动变阻器的中点附近时，电磁铁吸引大头针的情况如图所示，由此可以得出的实验结论是__________________________________________________；在此基础上，小雪想让电磁铁甲、乙吸引大头针的个数增多，应该进行的操作是____________________。
9、如图是一种温度自动报警器原理示意图，制作水银温度计时，插入一根金属丝，水银与金属丝相接触时，电磁铁电路就会接通。当温度__________时，电铃响，发出报警信号，此时螺线管的上端是__________极。
10、请你根据所学过的物理知识并观测图后判断：车厢线圈的供电直流电源上端为__________极（选填“正”或“负”），列车利用____________________的原理将车身托起悬浮在轨道上方，通过__________大大减小了摩擦阻力，使列车高速运行。
11、如图所示，闭合开关，电磁铁通电时，它的上端是______（填“N”或“S”）极，若将滑动变阻器的滑片向左移动。电磁铁吸引大头针的数目______。
12、为了探究电磁铁的磁性强弱跟哪些因素有关，小琴同学用漆包线(表面涂有绝缘漆的导线)在大铁钉上绕若干匝，制成简单的电磁铁，如图甲、乙、丙、丁为实验中观察到的四种情况。
（1）当开关闭合后，甲图中铁钉上端为____极；
（2）比较图_____和______可知匝数相同时，电流越大磁性越强；
（3）由图_______可知：当电流一定时，匝数越多，磁性越强。
13、如图所示是某学习小组同学设计的探究“电磁铁磁性强弱”的实验电路图。
（1）实验中要改变电磁铁线圈中的电流大小，可通过________来实现；要判断电磁铁的磁性强弱，可观察________来确定；
（2）如表所示是该组同学所做实验的记录，比较表中1、2、3（或4、5、6）的实验数据，可得结论是___________________________________________；比较实验中的1和4（或2和5或3和6），可得出的结论是______________________________________。
（3）为了探究电磁铁的磁性强弱与线圈内的铁芯大小是否有关，学习小组的同学们又选取了两根大小不同的铁芯，请你利用本题电路帮他们设计出实验方案：___________________________________________________________________________________________________________________________。
14、如图所示，闭合开关，条形磁铁静止后，将滑动变阻器滑片P从左往右滑动的过程中，弹簧将
A．缩短
B．伸长
C．静止不动
D．先伸长后缩短
15、消防应急灯在没有停电时，灯是熄灭的；停电时，标有“36
V”字样的两盏灯就会正常发光。如图所示的电路中符合要求的是
A．
B．
C．
D．
16、如图是“水位自动报警器”电路图，容器中装有盐水，L1和L2分别是“2.5
V，0.3
A”和“2.5
V，0.5
A”的灯泡，下列说法不正确的是
A．液面上升到与金属块B接触时，电磁铁工作，说明盐水是导体
B．液面上升，金属块A受到的液体压强变大
C．L1工作1
min电流做功45
J
D．若在电路中M点接入电铃，电铃响表示水位到达警戒线
17、如图所示，GMR是一个巨磁电阻，其阻值随磁场的增强而急剧减小，当闭合开关S1、S2时，下列说法正确的是
A．电磁铁的右端为N极
B．小磁针将顺时针旋转
C．当P向左滑动时，电磁铁的磁性增强，指示灯变暗
D．当P向右滑动时，电磁铁的磁性减小，电压表的示数减小
18、在探究影响电磁铁磁性强弱的因素时，小科设计了如图所示的电路，下列相关说法不正确的是
A．电磁铁A、B上方都是S极
B．通过电磁铁A和B的电流相等
C．电磁铁A的磁性强于电磁铁B的磁性
D．向右移动滑片P，电磁铁A、B磁性都减弱
19、如图所示，对于图片中所描述的物理现象或过程，下列分析中正确的是
A．司南静止时，它的长柄指向南方，说明长柄是N极
B．匝数一定时，增大电流，电磁铁吸引曲别针的数目会增加
C．使用试电笔时，用指尖抵住上端的金属帽会发生触电事故
D．当电流过大时，保险丝先熔断，所以家庭电路中可以用铜丝代替保险丝
20、如图是一种磁悬浮地球仪的示意图，底座里面有一个电磁铁，可使内部有磁体的地球仪悬浮在空中。下列有关地球仪的说法正确的是
A．如果想取下地球仪，应先切断电源
B．这种装置是根据同名磁极相互排斥的原理来工作的
C．换用一个质量较大的地球仪仍然要悬浮在空中，地球仪受到的磁力大小不变
D．换用一个质量较大的地球仪仍然要悬浮在空中，且距离不变，改变电磁铁线圈中的电流方向就可以了
21、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，观察到电磁铁甲吸引大头针的数目比电磁铁乙多。此实验说明影响电磁铁磁性强弱的因素是
A．线圈的匝数
B．电流的大小
C．电流的方向
D．电磁铁的极性
22、如图所示为电磁铁的线路图。开关S闭合后，滑动变阻器的滑片P向右滑动过程中。
A．电磁铁的右端为S极，磁性增强
B．电磁铁的右端为S极，磁性减弱
C．电磁铁的右端为N极，磁性增强
D．电磁铁的右端为N极，磁性减弱
23、如图所示，闭合开关S，当滑片P向a端移动时，电磁铁的磁性__________（选填“增强”或“减弱”），条形磁体对水平地面的压强__________（选填“增大”或“减小”）。
24、电磁继电器是利用__________控制电路通断的开关，它的工作原理是：通过直接控制“控制电路”的通断，间接控制“__________电路”的通断。
25、如图所示是一个水位自动报警器的原理图。水位到达金属块A之后，__________（选填“红”或“绿”）灯亮；当绿灯亮时电磁铁__________（选填“有”或“无”）磁性。
26、在“探究影响电磁铁磁性强弱的因素”的实验中，电源电压恒定，大、小铁钉各自完全相同，进行如图所示的甲、乙、丙三次实验。甲图中大铁钉的N极是__________（选填“钉尖”或“钉帽”）。通过观察甲、乙两次实验现象，得出的结论是________________________________________；通过观察丙图实验现象得出的结论是________________________________________。将甲图中的小铁钉换成小钢钉进行实验，断开开关后，发现的有趣的实验现象是____________________。
27、为探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”，小明用电池（电压一定）、滑动变阻器、数量很多的大头针、铁钉以及足够长的漆包线为主要器材，进行如图所示的实验，闭合开关后。
（1）他将滑动变阻器的滑片向左移动，电磁铁吸引大头针的数量会_____（选填“增加”“不变”或“减少”）。
（2）由图可知，_____铁钉的磁性较强。
（3）由图可知，甲铁钉钉尖是_____极。
28、如图所示，闭合开关S，通电螺线管右侧的小磁针静止时，小磁针的N极指向左，则电源的右端为______极。若要使通电螺线管的磁性增强，滑动变阻器的滑片P应向______（选填“a”或“b”）端移动。
29、如图所示，是一种安全门锁的工作原理示意图．保安室里的工作人员通过开关即可控制安全门锁的开、闭．请你根据示意图，分析安全门锁的工作原理。_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
30、问题解决——设计“超重报警器”。
小雨想利用电磁继电器自制一种“超重报警器”。要求：当物重达到150
N时，电铃响报警，反之绿灯亮显示正常。他找来以下器材：电磁继电器（部分电路已接好），轻质硬刻度尺、电铃、绿灯、滑轮各一个，线绳和导线若干，一根轻质硬弹簧，一端已经固定，另一端连接触点P，弹簧的最大伸长量与触点P、M之间的距离相等，弹簧能承受的最大拉力为50
N。
请利用上述器材帮小雨制作“超重报警器”，在虚线框中完成装置设计，并简述工作过程。
________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
31、如图1所示，2018年5月23日中央新闻报道，我国自行设计制造的新型磁悬浮列车工程样车运行试验取得成功，时速可达160公里以上，列车由于车体与轨道不接触、无摩擦，具有噪音低损耗小、易维护等优点，被誉为“零高度飞行器”。这种兼具高速与中低速磁浮交通优点的新型磁悬浮列车将为我国城市间提供一种方便快捷的绿色轨道交通工具。
（1）磁浮列车是在车厢底部和轨道上分别安装了磁体，并使它们的同名磁极相互______，车体与轨道不接触，无摩擦，列车能够在轨道上方几厘米的高度上飞驰，避免了来自车轮与轨道之间的摩擦。
（2）如图2所示，列车站台设计成中间高两边低的原因是：进站时列车由于__________要保持原来的运动状态冲上站台；从能量转换的角度来说，当列车出站时从高度较高的地方下行，它的____________________，不用消耗过多的电能或化学能等能量。
（3）如图3所示，当列车进站时，乘客必须站在站台和黄色线以外的位置候车才安全的原因是____________________。
（4）小张乘坐列车时看见两旁的房屋迅速向东退去，则列车相对于地面正在向__________行驶。
【答案】
1、D【解析】由图可知，电流从螺旋管的左端流入、右端流出，用右手握住螺旋管，四指指向电流的方向，则大拇指指向右端，所以右端是N极，故AB错误；滑动变阻器的滑片P向右滑动过程中，接入电路中的电阻变大，电路中的总电阻变大，由可知，电路中的电流变小，通过电磁铁的电流变小，则在螺旋管的匝数一定时，电磁铁的磁性减弱，故C错误、D正确。故选D。
2、C【解析】A、通过观察电磁铁吸引大头针的个数判断它的磁性强弱，这是运用了转换法。故A错误。B、变阻器的滑片向左滑动，电阻的阻值变小，电路中的电流变大，电磁铁的磁性增强。故B错误。C、根据安培定则，A的上端为N极，下端为S极，B的上端为N极，下端为S极，所以电磁铁A、B的上端均为N极。故C正确。D、读图可知，两只电磁铁是串联在电路中的，所以流经它们的电流是相同时，同时还可以看到，它们线圈的匝数是不同的，因此，本实验可以研究的是电磁铁磁性强弱与匝数的关系。故D错误。故选C。
3、C【解析】A、通过吸引大头钉个数来反映磁性强弱，这是转换法，故A错误；BC、为了探究电磁铁磁性强弱与电流大小的关系，要通过移动变阻器的滑片改变电流的大小，与电源正负极对调无关，故B错误、C正确；D、为了探究电磁铁磁性强弱与线圈匝数的关系，要控制电流大小不变，应改变线圈匝数的多少，故D错误。故选C。
4、A
5、A【解析】A、电流从上端流入，下端流出，根据安培定则，右手握住电磁铁，四指指向电流的方向，大拇指指向电磁铁的下端，即下端是N极，上端是S极，故A正确；B、电磁铁能吸引大头针是电流的磁效应，不是电磁感应现象，故B错误；C、铁钉换成铜棒会使磁性减弱，故C错误；D、滑动变阻器的滑动片P向右端移动，电阻变小，电流变大，电磁铁的磁性增强，电磁铁吸引大头针的数目会增多，故D错误。故选A。
6、BC【解析】A．电源B是高压工作电压，不能随便改动。不合题意。B．增加线圈的圈数，可以使电磁铁的磁性增强。符合题意。C．增加A的电压，使电磁铁中电流增强，增强了磁性。符合题意。D．去掉电磁铁线圈中的铁芯，会使磁性变弱。不合题意。故选BC。
7、C【解析】当水位没有达到A时，电磁铁没有磁性，只有绿灯亮；当水位到达A时电路接通，电磁继电器有磁性，衔铁就会在电磁力吸引的作用下与红灯接通，红灯亮；该报警器的红、绿灯不会同时亮。故选C。
8、电流一定时，线圈匝数越多，电磁铁磁性越强
向左移动滑动变阻器的滑片
【解析】由图可知，甲乙串联接入电路中，电流相同，通电时间相同，甲的线圈匝数大于乙的线圈匝数，说明电流一定时，线圈匝数越多，电磁铁磁性越强；小雪想让电磁铁甲、乙吸引大头针的个数增多，可以增大电路中的电流，故应向左移动滑动变阻器的滑片。
9、升高
N
10、正
异名磁极互相吸引
托起车身
【解析】由图可知，磁悬浮列车是依据异名磁极相互吸引而使其接触面分离的。图中轨道的下端为N极，故车厢线圈的上端为S极。用四指指电流的方向，则大拇指指向N极，故车厢线圈的电流从上方流入，由此可知车身线圈的上端为正极，下端为负极；磁悬浮列车的车体和轨道是异名磁极，异名磁极互相吸引，通过将车身托起，使列车实现悬浮，从而减小列车所受的摩擦力，提高速度。
11、S
增多
【解析】由图看出，电流从电磁铁下端流入，依据安培定则，四指顺着电流方向，大拇指应向下握住电磁铁，所以下端为N极，上端的磁极为S极。滑动变阻器的滑片P向左移动时，连入电路的电阻变小，电路中的电流变大，电磁铁的磁性增强，电磁铁吸引的大头针数目将增多。
12、（1）N
（2）乙
丙
（3）丁
【解析】（1）根据安培定则判断，当开关闭合后，甲图中铁钉的上端为N极；
（2）比较图乙和丙，线圈匝数相同，丙的电流大，铁钉下方吸引的小铁钉多，可知匝数相同时，电流越大磁性越强；
（3）由图丁两电磁铁串联，电流相等，B线圈匝数多，下方吸引的小铁钉数目多，说明当电流一定时，匝数越多，磁性越强。
13、（1）滑动变阻器
吸引铁钉的最多数目
（2）线圈匝数一定时，电流越大，磁性越强
电流一定时，线圈匝数越多，磁性越强
（3）控制电流和线圈匝数不变，改变线圈内的铁芯大小，观察吸引铁钉数目
【解析】（1）实验时，移动滑动变阻器的滑片，可以改变电路中的电流大小。可通过电磁铁吸引铁钉数目的最多数目判断电磁铁的磁性强弱。
（2）①由表中实验中的1、2、3(或4、5、6)可知，线圈的匝数相同，电流越大，电磁铁吸引铁钉越多，电磁铁磁性越强，所以在电磁铁的匝数一定时，通过电磁铁线圈中的电流越大，电磁铁磁性越强。②由表中实验中的1和4(或2和5或3和6)，电流大小相同，线圈匝数越大，电磁铁吸引铁钉越多，电磁铁磁性越强，所以在电磁铁线圈中的电流一定时，线圈匝数越多，磁性越强。
（3）为了探究电磁铁的磁性强弱与线圈内的铁芯大小是否有关，应保证两次电路中的线圈匝数和电流相同，让两次插入的铁芯的大小不一样，看吸引的铁钉数目的最多数目。
14．B【解析】滑片从左往右滑动的过程中，滑动变阻器接入电路的电阻变小，所以电路中的电流变大，通电螺线管的磁性增强；由图知，电流从螺线管的下方流入，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，所以螺线管对磁铁的吸引力增大，弹簧的长度变长。故选B。
15、C
16、D【解析】A、容器中装有盐水，液面上升到与金属块B接触时，电磁铁工作，说明有电流通过电磁铁，盐水相当于闭合的开关，所以是导体。故A正确；B、盐水密度不变，由公式p=ρgh知，当液面上升，盐水深度增加时，金属块A受到的液体压强变大。故B正确；C、L1工作1
min电流做功W=UIt=2.5
V×0.3
A×60
s=45
J．故C正确；D、由图知，如果将电铃接在M点，电铃与两只灯泡都是串联，所以无论水位是否达到警戒线，电铃电能发声。故D错误。故选D。
17、D【解析】根据安培定则可知，电磁铁的左端为N极，右端为S极，根据磁极间的相互作用可知，右侧的小磁针将会逆时针旋转，故AB错误；闭合开关S1和S2，使滑片P向左滑动，电阻变小，电流变大，磁场的磁性增强，巨磁电阻的阻值减小，电路电流变大，所以指示灯的亮度会变亮，故C错误。使滑片P向右滑动，电阻变大，电流变小，磁场的磁性变弱，巨磁电阻的阻值变大，电路电流变小，根据U=IR可知，灯泡两端的电压减小，电压表示数变小，故D正确。故选D。
18、A【解析】A．由安培定则可知，电磁铁A的上方为N极，B的上方为S极，故A错误；B．由图可知，电磁铁A和B串联接入电路中，所以电流相等，故B正确；C．电磁铁A和B的电流相同，由图可知A的线圈匝数多于B的线圈匝数，故A的磁性强于B的磁性，故C正确；D．向右移动滑片P，滑动变阻器接入电路的电阻变大，根据欧姆定律可知，电流减小，电磁铁A、B磁性都减弱，故D正确。
19、B
20、B
21、A【解析】由图知，甲、乙两线圈串联，所以通过甲、乙两线圈的电流相等；甲的线圈匝数明显比乙的线圈匝数多，实验观察到电磁铁甲吸引大头针的数目比乙多；所以此实验说明电磁铁的磁性强弱与线圈匝数有关，故应选A。
22、D【解析】由图可知，电流从螺旋管的左端流入、右端流出，用右手握住螺旋管，四指指向电流的方向，则大拇指指向右端，所以右端是N极，故AB错误；滑动变阻器的滑片P向右滑动过程中，接入电路中的电阻变大，电路中的总电阻变大，电路中的电流变小，通过电磁铁的电流变小，则在螺旋管的匝数一定时，电磁铁的磁性减弱，故C错误、D正确；故应选D。
23、增强
增大
【解析】闭合开关S，当滑片P向a端移动时，变阻器连入电路中的电阻变小，由欧姆定律可知电路中的电流变大，则电磁铁的磁性增强；开关闭合，电流从螺线管的上方流入，根据安培定则可知通电螺线管的下端为N极，根据同名磁极相互排斥可知，通电螺线管对条形磁体有向下的斥力；当滑片P向a端移动时，电磁铁的磁性增强，通电螺线管对条形磁体向下的斥力增大，则条形磁体对水平地面的压力增大，受力面积不变，由p=F/S可知，条形磁体对水平地面的压强增大。
24、电磁铁
高压
【解析】电磁继电器主要是利用电磁铁控制工作电路通断的开关，通过开关控制电磁铁电流的通断，使电磁铁有无磁性，从而控制被控电路的通断，实现远距离操作和自动控制等功能，它可以用低压电源控制高压电源，弱电流控制强电流等。
25、红
无
【解析】图中所示的水位自动报警器工作原理：当水位到达A时，由于一般水具有导电性，那么电磁铁所在电路被接通，电磁铁具有磁性，向下吸引衔铁，从而接通红灯所在电路，此时红灯亮，而绿灯不亮；当绿灯亮时，衔铁与绿灯的触点接触，说明电磁铁无磁性。
26、钉帽
在线圈匝数相同时，电流越大，磁性越强
在电流一定时，线圈的匝数越多，磁性越强
小钢钉不会掉下来
27、（1）增加
（2）乙
（3）N
【解析】（1）当滑动变阻器滑片向左移动时，滑动变阻器的阻值减小，电路中的电流变大，电磁铁的磁性增强，吸引大头针的个数增加；
（2）由图知，乙吸引大头针的个数较多，说明乙的磁性较强；
（3）由右手定则可知铁钉的钉尖是N极。
28、正
b
【解析】小磁针静止时，N极指向左，根据异名磁极相互吸引，则通电螺线管的右端为S极，左端为N极；根据安培定则：用右手握住螺线管，四指弯曲指向螺线管中电流的方向，拇指所指的一端为螺线管的N极。则电源的右端为正极；通电螺线管的磁性强弱与电流大小有关，若要使通电螺线管的磁性增强，则应增大电流，根据欧姆定律，应减小滑动变阻器电阻。滑动变阻器的滑片P应向b端移动。
29、闭合开关后，电磁铁中有电流通过，电磁铁具有磁性，能吸引铁质插销使门锁打开，并且弹簧被拉长；断开开关后，电磁铁中无电流通过，电磁铁会失去磁性，铁质插销会在弹簧弹力的作用下插入插槽，门锁关闭。
【解析】闭合开关后，电磁铁中有电流通过，电磁铁具有磁性，能吸引铁质插销使门锁打开，并且弹簧被拉长；断开开关后，电磁铁中无电流通过，电磁铁会失去磁性，铁质插销会在弹簧弹力的作用下插入插槽，门锁关闭。
30、设计的装置如下图所示。
工作过程：A端加物体，当GA=150
N时，PM接触，衔铁吸下，铃响；当GA＜150
N时，PM不接触，衔铁没有吸下，绿灯亮。
31、（1）排斥
（2）惯性
重力势能转化为动能
（3）流速大的地方压强小
（4）西
【解析】（1）磁悬浮列车是在车厢和铁轨上分别安放磁体，由于它们的同名磁极相互排斥，从而使得接触面彼此分离，达到了减小车轮与轨道之间摩擦力的目的；
（2）进站时列车由于惯性要保持原来的运动状态冲上站台；从能量转换的角度来说，当列车出站时从高度较高的地方下行，它的势能转化为动能，不用消耗过多的电能或化学能等能量。
（3）液体或气体流速大的地方压强小，当列车进站时，靠近车的地方，流速大压强下，容易把乘客吸第二十章
第3节
电磁铁
电磁继电器
辅导科目
物理
年
级
九年级
教材版本
人教版
讲义类型
基础版（适用于考试得分率低于60%的学员）
教学目的
1.
了解什么是电磁铁，知道电磁铁的特性和工作原理及其应用；
2.
通过实验探究了解影响电磁铁磁性强弱的因素；
3.
了解电磁继电器的结构和工作原理，了解电磁继电器在生产生活中的应用。
重、难点
重点：1.
电磁铁的特性和工作原理及其应用
2.
影响电磁铁磁性强弱的因素
难点：了解电磁继电器的结构和工作原理。
授课时长
建议授课时长2小时
教学内容
【课程导入】
某机械加工车间的地面堆积着大量的小铁屑,你有办法将这些铁屑搬移到指定地点,且能快速、轻松地卸下吗?
【新知讲解】
※知识点一：电磁铁与电磁继电器
探究一：电磁铁
演示实验：取一个带有铁芯的螺线管、一些大头针，将螺线管通电，靠近大头针，观察发生的现象，然后断开电路，观察发生的现象。
现象表明：螺线管通电时有磁性
，断电时无磁性。
1.我们把插入铁芯的通电螺线管内叫电磁铁。
2.为什么插入铁棒后，通电螺线管的磁性会增强呢？
电磁铁的原理：铁棒插入通电螺线管，铁芯被__磁化，形成_磁体也要产生磁场，于是通电螺线管的周围既有__螺线管_产生的磁场，又有_铁芯产生的磁场，因而磁场大大增强了。
探究二：电磁铁的磁性
1、猜想与假设：影响电磁铁磁性强弱的因素有：(1)　电流的大小;(2)线圈匝数的多少。
2、实验设计：
(1)电磁铁的磁性是看不见摸不着的,可通过　吸引铁钉的个数
来判断,这种方法是　转换法
。
(2)电磁铁的磁性强弱可能与多个因素有关,在探究时,需利用控制变量法。
①探究电磁铁磁性与线圈中电流的关系
思路：需控制　线圈匝数
不变,改变　电路中的电流　。故电路中可连入　滑动变阻器　。
②探究电磁铁磁性与线圈匝数的关系
思路：控制　电流　相同,改变　线圈匝数　。
实验数据及分析：
3.分析实验数据,你可得出的实验结论是
(1)与电流的关系：线圈匝数相同时,通过线圈的电流越大,磁性越强;
(2)与线圈匝数的关系：通过线圈的电流相同时,线圈匝数越多,磁性越强。
4.电磁铁的优点：
（1）电磁铁的磁性有无可以通过接通或断开电流的通断来控制；
（2）电磁铁磁极的极性可以通过改变
电流的
方向来控制；
（3）电磁铁的磁性强弱可以通过改变通入电磁铁电流的大小或线圈匝数来控制。
5电磁铁的应用：电磁起重机、电铃、电报机、磁悬浮列车、发电机、电动机和电磁继电器。
探究三：电磁继电器
1.安全用电知识告诉我们：不靠近高压带电体。所以用手直接控制强大的电流或操作高压电路是很危险的，我们用电磁继电器解决这个问题。
2.电磁继电器的构造：主要是
电磁铁
、衔铁、弹簧、（动、静）触点等。它由低压
控制
电路和高压工作电路两部分电路构成。
3.电磁继电器的实质：
电磁继电器实质上就是一种利用电磁铁来控制工作电路的一种?开关?.
可实现用低电压、弱电流控制高电压、强电流的工作电路或进行远距离操作。
4.电磁继电器的工作原理：控制电路通电时，电磁铁
有磁性
，将衔铁吸下来，动触点B与
A
分开，与
C
接通，工作电路接通；控制电路断电时，电磁铁失去磁性
，弹簧将电磁继电器的衔铁拉起来，动触点B与
C
分开，与
A
接通，_切断工作电路。
【精讲点拨】
1、电磁铁(1)电磁铁磁性的有无,可由通断电来控制;(2)电磁铁磁性的强弱,可
由电流大小和线圈匝数来决定(3)电磁铁的极性,可由电流方向来控制.电磁铁磁性判断:安培定则。
2、电磁继电器的工作原理：电磁铁通电时,把衔铁吸下来,将工作电路的触点接通,工作电路闭合,电磁铁断电时失去磁性,弹簧把衔铁拉起来,切断工作电路。
◎例题
【例1】在探究影响电磁铁磁性强弱的因素时，小科设计了如图所示的电路。下列相关说法错误的是（　　）
A．通过电磁铁A和B的电流相等
B．电磁铁A、B上方的磁极极性不同
C．电磁铁B的磁性强于电磁铁A的磁性
D．向右移动滑片P，电磁铁A、B的磁性都减弱
【答案】B
【解析】A.电磁铁A和B串联在电路中电流相等。说法正确。
B.根据安培定则可以判断A电磁铁的磁极如图红色，B电磁铁的磁极如图蓝色，可以判断A、B上方的磁极极性相同。说法错误。
C.AB电磁铁的电流相同，铁芯相同，B的线圈匝数多，B电磁铁磁性强。说法正确。
D.向右移动滑片，电路电阻变大，电流变小。电磁铁的匝数、铁芯都没有变化，电流都变小，电磁铁磁性都变弱。故选B.
【例2】如图为某电磁继电器的工作原理图，开关S闭合时，电磁铁____（有/无）磁性，_____（电灯/电铃）通电工作。
【答案】（1）有
；（2）
电灯。
【解析】当开关S闭合，电路接通时，电磁铁通电，电磁铁有磁性，把衔铁吸引下来，使触点与电灯所在的电路接通，电灯通电工作。
?练习
1、在图中所示的自动控制电路中，当控制电路的开关S闭合时，工作电路的情况是(
)
A.
灯不亮，电铃响
B.
灯不亮，电铃不响
C.
灯亮，电铃不响
D.
灯亮，电铃响
【答案】A
【解析】由图知道，当控制电路的开关S闭合时，左边控制电路中有电流，电磁铁具有磁性，吸引衔铁，使动触头与下面电路接通，与上面的电路断开，所以，电铃工作，电灯不亮，即只有A正确。
2、如图所示，电路中Rx为压敏电阻，阻值随所受压力增大而减小，开关S闭合后，螺线管的上端相当于电磁铁的_________极；当压力增大时，电磁铁的磁性会________。
【答案】
S；增强
【解析】根据安培定则知道开关S闭合后，螺线管的上端相当于电磁铁的S极；当压力增大时，Rx的阻值随所受压力增大而减小，电路的电流会增加，电磁铁的磁性会增强。
3、如图所示，闭合开关S，通电螺线管右侧的小磁针静止时，小磁针的N极指向左。则电源的右端为
极。若使通电螺线管的磁性增强，滑动变阻器的滑片P应向
端移动。
【答案】正；右
§知识小结
【课堂检测】
1．（2019
邵阳）在一次物理实验中，小于同学连接了如图所示的电路，电磁铁的B端有一个可自由转动的小磁针，闭合开关后，下列说法错误的是（　　）
A．电磁铁的A端为N极
B．小磁针静止时，N极水平指向左
C．利用这一现象所揭示的原理可制成的设备是发电机
D．当滑动变阻器滑动片P向右端移动，电磁铁磁性增强
2．(2019
菏泽)下列电器中，利用电流热效应工作的是（　　）
A．电风扇
B．电暖气
C．电视机
D．电磁继电器
3．（2019
娄底）如图所示，GMR是一个巨磁电阻，其阻值随磁场的增强而急剧减小，当闭合开关S1、S2时，下列说法正确的是（　　）
A．电磁铁的右端为N极
B．小磁针将顺时针旋转
C．当P向左滑动时，电磁铁的磁性增强，指示灯变暗
D．当P向右滑动时，电磁铁的磁性减小，电压表的示数减小
4．(2019
呼伦贝尔)如图所示，在电磁铁上方用弹簧悬挂一根条形磁铁，闭合开关，将变阻器的滑片P从右向左滑动的过程中，弹簧将（　　）
A．先伸长后缩短
B．逐渐伸长
C．静止不动
D．逐渐缩短
5.（2019宿迁）如图，闭合开关，螺线管A端的磁极为______极。若要使螺线管的磁性加强，请你说出一种方法：______。
6．
(2019
泰州)如图为某电磁继电器的工作原理图，开关S闭合时，电磁铁_________(有/无)磁性，_________(电灯/电铃)通电工作。
7.（2019
成都A卷）如图所示.用细线悬挂的磁体AB.磁极未知。当闭合电路开关S后,磁体的B端与通电螺线管左端相互排斥,则B端是磁体的
极。
断开开关S,磁体静止时,B端会指向地理的
(
选填“北方”或“南方”)。
8．（2019
七台河）如图所示为巨磁电阻特性原理示意图，图中GMR是巨磁电阻（阻值随周围磁场强度的增强而减小），闭合开关S1和S2后，电磁铁左侧为　
　极（选填“N”或“S”），当滑片P向右移动时，小灯泡的亮度将　
　（选填“变亮”、“变暗”或“不变”）。
9．(2019
达州)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”）。
10.
(2019
温州)雾天能见度低，骑车易发生交通事故，要减速慢行。
（1）雾天，空气中会形成大量水珠。该过程发生的物态变化是______。
（2）小明要为自行车设计一种“雾灯”，以提示过往的行人和车辆。要求工作时灯泡能持续交替闪烁，忽略弹性衔铁和电磁铁线圈电阻，下列电路中符合设计要求的是______。
【答案】
1．C
【解析】A、由图知，电流从螺线管的右端流入、左端流出，根据安培定则可知，电磁铁的A端是N极，B端是S极，故A正确；
B、电磁铁的B端是S极，由磁极间的作用规律可知，小磁针静止时，左端是N极，即N极水平指向左，故B正确；
C、该实验表明了电能生磁，利用这一现象所揭示的原理可制成电磁铁，故C错误；
D、当滑动变阻器滑动片P向右端移动时，变阻器接入电路的电阻变小，电路中电流变大，则电磁铁的磁性变强，故D正确。
2．B
【解析】电流流过导体时，导体要发热，这种现象是电流的热效应。发生电流的热效应时，电能转化为内能。
A、电风扇的电动机工作时主要把电能转化为机械能，不是利用电流热效应工作的，故A不符合题意；
B、电暖气工作时把电能转化为内能，是利用电流热效应工作的，故B符合题意；
C、电视机主要是把电能转化为光能和声能，不是利用电流热效应工作的，故C不符合题意；
D、电磁继电器主要利用了电流的磁效应工作的，故D不符合题意。
3．D
【解析】（1）根据安培定则可知，电磁铁的左端为N极，右端为S极，根据磁极间的相互作用可知，右侧的小磁针将会逆时针旋转，故AB错误；
（2）闭合开关S1和S2，使滑片P向左滑动，电阻变小，电流变大，磁场的磁性增强，巨磁电阻的阻值减小，电路电流变大，所以指示灯的亮度会变亮，故C错误。使滑片P向右滑动，电阻变大，电流变小，磁场的磁性变弱，巨磁电阻的阻值变大，电路电流变小，根据U=IR可知，灯泡两端的电压减小，电压表示数变小，故D正确。
4．D
【解析】根据安培定则可判断电磁铁上端是N极，与条形磁铁相互吸引。当滑片向从右向左滑动，滑动变阻器连入阻值增大，电流减小，电磁铁磁性减弱，电磁铁与条形磁铁之间的吸引力减小，因此弹簧长度逐渐缩短，故D正确。
5.N
?
增大电流
【解析】已知电流从右端流入，右手握住螺线管，四指指向电流的方向，大拇指指向螺线管的A端为N极；
通电螺线管磁性的强弱与电流的大小、线圈的匝数及是否有铁芯插入有关。螺线管中的电流越大，螺线管线圈的匝数越多，有铁芯插入都可以使通电螺线管的磁性增强。
已知电源的正负极，由安培定则判断螺线管A端的磁极；
影响电磁铁磁性强弱的因素：电流的大小、线圈的匝数、是否有铁芯插入。电流越大，匝数越多，有铁芯插入，磁性越强。安培定则中涉及三个方向：电流方向与线圈绕向即四指的指向；磁场方向即大拇指的指向。在关于安培定则的考查中，往往是知二求一。
6．
有
电灯
【解析】闭合开关，电磁铁中有电流通过，电磁铁有磁性，吸引衔铁，动触点和下面的静触点接通，电灯和电源构成通路，电灯工作。
7.?N
北方
【解析】由右手螺旋定则可以初步判断通电螺线管左端为N极，再根据题设条件螺线管与磁体相互排斥，同性相斥，则磁体B端为N极。而磁体静止后，由异性相吸，B端会指向地磁南极，即地理北极。
8．N；变暗
【解析】（1）闭合开关S1，电流从螺线管右端流入，由安培定则可知，电磁铁左侧为N极，右侧为S极；
（2）由左图可知，向右滑动滑片P时，变阻器接入电路中的电阻变大，由I＝可知，左边电路中的电流变小，则电磁铁的磁性变弱，周围的磁场减弱；
由右图可知，巨磁电阻和指示灯串联，因为巨磁电阻的阻值随磁场的增强而减小，所以此时巨磁电阻的阻值会变大，右边电路中的总电阻变大，由I＝可知，右边电路中的电流变小，通过指示灯的电流变小，指示灯的实际功率变小，所以指示灯变暗。
9．B；弱
【解析】（1）由图看出，电流从电磁铁下端流入，依据安培定则，四指顺着电流方向，大拇指应向上握住电磁铁，所以上端为N极，B端的磁极为S极。
（2）滑动变阻器的滑片P向右移动时，连入电路的电阻变大，电路中的电流变小，电磁铁的磁性减弱。
10.
（1）液化；（2）D。
【解析】（1）雾是空气中的水蒸气放热液化成的小水滴；由气态变液态，属于液化现象；
（2）A、该电路闭合开关，电磁铁有了磁性，吸下衔铁，灯泡发光。之后电磁铁一直有电流，磁性保持，动触点无法与下面的静触点分开，灯泡会一直发光，故A不符合要求。
B、该电路闭合开关，电磁铁有了磁性，吸下衔铁，电磁铁一直有电流，磁性保持，动触点无法与下面的静触点分开，而灯泡被局部短路，灯泡会一直不发光，故B不符合要求。
C、该电路闭合开关，电磁铁有了磁性，吸下衔铁，衔接与上面的触电分开，灯泡不发光。之后电磁铁一直有电流，磁性保持，动触点无法与上面的静触电接触，灯泡会一直不发光，故C不符合要求。
D、该电路闭合开关，电磁铁与灯泡中都有电流经过，灯泡发光且电磁铁产生磁性；之后电磁铁将动触点吸下，与静触点分离，电路被切断，灯熄灭且电磁铁磁性消失，弹性衔铁弹性形变恢复，动触点与静触点接触，电路通路，灯泡发光且电磁铁又具有磁性；如此反复，灯泡持续闪烁，故D符合要求。
【课堂总结】
【家庭作业】
1．
(2019
泸州)如图所示，一条形磁铁静止在粗糙的水平桌面上，通电螺线管与条形磁铁处于同一水平面上，并靠近。开关闭合后，滑片P向下滑动的过程中，条形磁铁始终保持静止。对条形磁铁所受摩擦力的判断，下列说法中正确的是（　　）
A．
摩擦力减小，方向水平向左
B．摩擦力减小，方向水平向右
C．
摩擦力增大，方向水平向左
D．摩擦力增大，方向水平向右
2.
(2019
绍兴)如图是小敏设计的汽车尾气中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R阻值随CO浓度的增大而减小。下列说法正确的是（　　）
A.?电铃应接在A和C之间
B.?当CO浓度升高，电磁铁磁性减弱
C.?用久后，电源电压U1会减小，报警时CO最小浓度比设定值高
D.?为使该检测电路在CO浓度更低时报警，可将R2控制电路的滑片向下移
3.（2019
河南）(双选)图10为一款“智能照明灯”的电路,灯L天暗时自动发光,天亮时自动熄灭。控制电路中,电源电压恒定,R1为定值电阻,R2为光敏电阻,其阻值随光照强度而变化。以下说法正确的（　　）
A．电磁继电器利用电磁感应原理工作　　B．R2的阻值随光照强度的增大而增大
C．当光照强度增大时,电压表示数减小　　D．若将R1换成阻值稍小的电阻,可缩短灯L的发光时间
4．(2019
嘉兴)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
5．
(2019
宁波)磁共振成像是一种较新的医学成像技术，它采用强静磁场和变化磁场使人体组织成像。若携带金属物做磁共振成像，强静磁场会吸引铁质物品，变化磁场会使携带的金属中产生感应电流，从而使金属发热而灼伤病人，重则危及生命。上述说明中，没有涉及的知识是（??
）
A．?铁在磁场里会被磁化????????B．?磁能生电????????C．电流的热效应???????????D．同名磁极相互排斥
6.（2019
天水）如图所示的电路，开关S接到a后，电磁铁左端为______极，小磁针静止时，A端是______极；将开关S由a拨到b，调节滑动变阻器，使电流表示数不变，则电磁铁的磁性______（选填“增强”、“不变”或“减弱”）。
7．(2019
淄博)如图所示，GMR是一个巨磁电阻，其阻值随磁场的增强而急剧减小，当闭合开关S1和S2时，小磁针N极指向右端，则电磁铁的左端为　　极，电源右端为　　极。要使指示灯变亮，滑动变阻器的滑片应向　　滑动。
8．(2019
黄石)酿酒坊里的发酵罐配有笨重的密封罩，为了方便操作，设计了一个杠杆和电磁铁组合系统来升降密封罩，如图所示。电磁铁的工作原理是电流的磁效应，该现象最早是由__________(选填“法拉第”、“奥斯特”或“安培”)发现的。装置通电后，电磁铁上端为_______(选填“N”或“S”)极。若密封罩被提起并悬挂于空中，不计衔铁、杠杆的质量，左侧电磁吸力应__________(选填“大于”、“等于”或“小于”)密封罩的重力；若提不起，则应将滑动变阻器滑片向_______(选填“左”或“右”)滑动。
9．(2019
黄冈)如图所示是某车间自动除尘装置的简化电路图。空气中尘埃量较少时，光源发出来的光被挡板挡住了。当空气中尘埃量达到一定值时，由于尘埃的反射，部分光越过挡板射到光敏电阻上，光敏电阻的阻值　
　，电路中的电流增大，电磁铁的磁性　
　，在衔铁的作用下，开启自动除尘模式。若图中a、b一个是除尘器，一个是指示灯，则　　是除尘器。
10.
(2019
衢州)为研究“通电螺线管磁性强弱与有无铁芯的关系”，小科设计了如图1电路。
图1
图2
（1）强弱判断：通电螺线管吸引大头针数量越多，表示其磁性越____。
（2）具体操作：
①将无铁芯的螺线管接入电路，把变阻器滑片P移至最下端，闭合开关S，发现螺线管吸引大头针数量较少。
②断开开关S，在螺线管中插入铁芯，将变阻器滑片P稍向上移，闭合开关S，发现螺线管吸引大头针数量较多。
（3）评价交流
①上述实验，没有进行多次实验，且存在的错误是____。
②通电螺线管磁性强弱无法用肉眼直接观察，本实验用吸引大头针数量反映磁性强弱。图2所示实验采用的方法与之相同的有____。
【答案】
1．
D
【解析】由安培定则得，电磁铁左端为N极，右端为S极，则与条形磁铁的异名极相对，相互吸引，则条形磁铁受到电磁铁向左的吸引力，因条形磁铁始终保持静止，所以它受到的吸引力和桌面给它的摩擦力是一对平衡力，大小相等，方向相反，所以条形磁铁受到的摩擦力的方向是向右的；
当滑片逐渐向下移动时，连入电路的电阻逐渐减小，由欧姆定律可得线圈中电流逐渐变大，则磁场逐渐变强，条形磁铁受到电磁铁的吸引力逐渐变大，因条形磁铁受的是平衡力，故摩擦力的大小也会逐渐增大。
2.
C
【解析】
A、当CO浓度增大，电阻减小，电流增大时，电磁铁才会吸引衔铁，这时衔铁与下面的触点接通，只有电铃在BD部分才能报警，故A错误；
B、当CO浓度增大，电阻减小，电流增大时，电磁铁的磁性会增强，故B错误；
C、电磁铁吸引衔铁需要的磁力是不变的，即线圈中需要达到的电流大小不变；当电源电压减小时，控制电路部分电流变小，此时电磁铁磁力较小不能将衔铁吸下来报警；只有CO的浓度继续增大，气敏电阻的阻值继续减小，电路电流增大才能再次报警，因此报警时CO的最小浓度设定值偏高，故C正确；
D、报警时控制电路中电流保持不变，即总电阻不变；当CO的浓度降低时，气敏电阻的阻值变大，为了正常报警，变阻器的阻值必须变小，即滑片向上移动，故D错误。
3.CD
【解析】A、电磁继电器是利用电流的磁效应原理工作的，故A错误；
B、要使灯L在天亮时自动熄灭，电流需增大达到一定数值，衔铁被吸合，灯L所在电路断开，灯L自动熄灭，则可知天亮时光照强度增大，控制电路中电流增大，光敏电阻R2的阻值减小，所以，R2的阻值随光照强度的增大而减小，故B错误；
C、由于R2的阻值随光照强度的增大而减小，当光照强度增大时，R2的阻值减小，根据串联分压的规律可知，R2两端的电压减小，即电压表示数减小，故C正确；
D、由于控制电路的电源电压不变，衔铁被吸合的电流不变，根据R=可知，衔铁被吸合时控制电路的总电阻不变，若R1换成阻值较小的电阻，则R2的阻值变大，此时光照强度减弱，即灯L在天不太亮时已经熄灭，在天很暗时才自动发光。由此可见，将R1换成阻值较小的电阻，可缩短灯L的发光时间，故D正确。
4、
A
【解析】线圈和条形磁铁之间的磁力越大，纸盆的振动幅度越大，喇叭的响度越大。既可以改变条形磁铁的磁场强度，也可以改变线圈的磁场强度，据此选择。
要改变喇叭的响度，就必须改变线圈的磁场强度或磁铁的磁场强度；因为电磁铁的磁性大小受到电流大小和线圈匝数的影响，因此B、C、D都不合题意；
改变磁铁的磁极对磁场强度的大小没有影响，故A符合题意。
5．
D
【解析】分析题干描述的现象包含的物理原理，哪个没有涉及，哪个就是正确选项。
A、根据“
强静磁场会吸引铁质物品
”可知，铁质物质在磁场中被磁化，故A不合题意；
B、根据“
变化磁场会使携带的金属中产生感应电流”可知，磁场能够生电，故B不合题意；
C、根据“
从而使金属发热而灼伤病人
”可知，电流会产生热效应，故C不合题意；
D、从题目中找不到涉及“同种电荷相互排斥”的描述，故D符合题意。
6.N
?
N
?
减弱
【解析】（1）伸出右手握住螺线管，四指弯曲指示电流的方向，大拇指所指的方向即螺线管的左端为电磁铁的N极，据同名磁极相互排斥、异名磁极相互吸引的道理可知，小磁针的A端是N极；
（2）在此实验装置中，保持电流不变，将开关S由a换到b，则减少了线圈的匝数，因此通电螺线管的磁性减弱。
7．N；正；左
【解析】（1）根据根据磁极间的相互作用得出电磁铁的两极，利用安培定则可知电源的正负极；
（2）根据灯泡亮度的变化可知，电流大小变化情况，从而判断出电磁铁的磁场强弱变化，进一步得出滑动变阻器的滑片移动方向。
解：已知小磁针N极指向右端，根据磁极间的相互作用可知，电磁铁的左端N极，右手握住螺线管，大拇指指向N极，四指指向电流的方向，则电源右端为正极，左端为负极，
闭合开关S1和S2，要使指示灯变亮，则电路电流变大，巨磁电阻的阻值减小，磁场的磁性增强，电流变大，电阻变小，则使滑片P向左滑动。
8．奥斯特；N；大于；左
【解析】在通电导体放在小磁针上方时，小磁针会发生偏转，即发明电流周围存在磁场。电磁铁的工作原理是电流的磁效应，该现象最早是奥斯特发现的；
由图看出，电流从电磁铁上端流入，依据安培定则，四指顺着电流方向，大拇指应向上握住电磁铁，所以上端为N极。
若密封罩被提起并悬挂于空中，不计衔铁、杠杆的质量，由图可知，衔铁这段电磁吸力的力臂小于密封罩的重力的力臂，根据杠杆的平衡条件，左侧电磁吸力应大于密封罩的重力；
提不起，则应将滑动变阻器滑片向左移动，根据欧姆定律可知，电路中电流变大，衔铁这段电磁吸力就会变大。
9．减小；增强；b
【解析】电磁继电器就是一个自动控制电路通断的开关，根据电磁继电器的工作原理来分析解答。
当空气中尘埃量达到一定值时，由于尘埃的反射，部分光越过挡板射到光敏电阻上时，电路中的电流增大，根据欧姆定律可知光敏电阻的阻值减小；
当电路中的电流增大，电磁铁的磁性增强，吸引衔铁，使动触点和下面的静触点接触，开启自动除尘模式，所以下面的b是除尘器，上面的a是指示灯。
10.
（1）强；（3）①没有控制电流大小相同；②AB
【解析】（1）实验中通过通电线圈吸引大头针数目的多少来反映通电线圈磁性的强弱，通电线圈能吸引大头针的数量越多，线圈的磁性越强；
（3）①本实验为研究“通电螺线管磁性强弱与有无铁芯的关系”，上述实验，没有进行多次实验，实验中，没有插入铁芯时把变阻器滑片P移至最下端，插入铁芯后将变阻器滑片P稍向上移，导致两次的电流不同，即没有控制电流大小相同，这是错误的；
②为判断电磁铁的磁性强弱，实验时采用电磁铁吸引大头针多少来确定，这种科学研究方法是转换法.
A.用木块移动距离反映钢球的动能大小，也采用了转换法，故A正确；
B.海绵的形变程度越大，表示压力作用效果越明显，也采用了转换法，故B正确；
C.用黄豆和芝麻混合后量筒读数变小反映分子间存在间隙，不是转换法，而是类比法，故C错误。故选AB。

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