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20.3电磁铁
电磁继电器
同步练习
一．选择题
1．如图所示是某科技小组设计的一种温度自动控制报警装置电路图，以下说法中正确的是（　　）
A．温度达到90℃，绿灯亮
B．自动报警器的触点类似一种开关
C．自动报警器中的电磁铁运用了电磁感应现象
D．把水银温度计换成煤油温度计同样可以工作
2．如图所示，电磁铁的B端有一个可自由转动的小磁针，闭合开关，小磁针静止时N极水平向右。则下列说法正确的是（　　）
A．电磁铁的A端为N极
B．利用这一现象所揭示的原理可制成的设备是发电机
C．电源的右端是正极
D．当滑动变阻器滑动片P向右端移动，电磁铁磁性增强
3．如图所示，当滑动变阻器的滑片向左移动时，电磁铁中的磁性将（　　）
A．变大
B．变小
C．不变
D．无法判断
4．如图所示，在电磁铁正上方用弹簧挂着一条形磁铁，开关闭合后，当滑片P从a端向b端滑动过程中，会出现的现象是（　　）
A．电流表示数变小，弹簧长度变短
B．电流表示数变小，弹簧长度变长
C．电流表示数变大，弹簧长度变短
D．电流表示数变大，弹簧长度变长
5．如图为一款“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，可延长灯L的发光时间
6．如图所示是某科技小组设计的一种温度自动控制报警装置电路图，以下说法中正确的是（　　）
A．把水银温度计换成煤油温度计同样可以工作
B．自动报警器的触点类似一种开关
C．自动报警器中的电磁铁运用了电磁感应现象
D．温度达到90℃，绿灯亮
7．目前城市里的不少商场采用了智能电梯，当有人乘坐时它正常匀速行驶，而没有人乘坐时它会减速慢行（如图甲）。小贺同学通过上网搜索得到其原理示意图如图乙所示，R是一个压敏电阻。下列相关的说法正确的是（　　）
A．压敏电阻R的阻值随压力的增大而增大
B．当人走上电梯后，衔铁与触点“1”接触
C．压力增大时，电磁铁磁性增强
D．电磁铁的原理是电磁感应现象
8．如图是一种温度自动报警器的工作原理图，其中热敏电阻的阻值随温度的升高而降低，则以下说法正确的是（　　）
A．电磁继电器中的电磁铁的工作原理是电磁感应
B．电磁继电器实质是一种电路开关，可以用一个电路控制另一个电路
C．温度较高时，指示灯亮起，该装置报警
D．温度较低时，电铃响起，该装置报警
9．小明设计了一种机动车闯红灯拍照装置，光控开关接收到红灯信号时闭合；压力开关受到机动车的压力时闭合；摄像系统电路接通时就会准确抓拍闯红灯的违法行为。下列判断正确的是（　　）
A．图中电磁继电器利用了电磁感应现象
B．设计不合理，这样可能会抓拍到非违法行为
C．光控开关和压力开关都闭合时就会抓拍违法行为
D．光控开关和压力开关并联也可以准确抓拍违法行为
10．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（　　）
①电磁铁的右端为N极
②小磁针将顺时针旋转
③当P向左滑动时，电磁铁的磁性增强，指示灯变亮
④当P向右滑动时，电磁铁的磁性减小，电压表的示数减小
A．只有④正确
B．只有③④正确
C．只有②③正确
D．①②③④都正确
二．填空题
11．如图所示，开关闭合，滑动变阻器的滑片位于A端，小铁片被竖直吸在电磁铁的左侧。若将滑片从A端移动到中点，则铁片受到电磁铁的吸引力将　
　，铁片受到的摩擦力将　
　。（均选填“变大”、“不变”或“变小”）
12．如图所示电路中，闭合开关S之后，移动滑动变阻器滑片P可以增强或者减弱电磁铁的磁性。当滑片向右缓慢移动时，电路的电流减小，电磁铁的磁性将　
　。
13．如图所示是电铃的工作原理图，当闭合开关后，电磁铁产生　
　，吸引　
　（选填“螺钉A”或“衔铁B”），带动小球敲击铃碗发声，但同时A和B又会　
　（选填“接通”或“分离”），电路断开，电磁铁失去磁性，B复位又将电路接通，如此反复，电铃持续发声。
14．小聪利用甲乙两个线圈匝数不同的电磁铁来探究电磁铁的磁性强弱与线圈匝数的关系，在探究过程中用来　
　比较电磁铁磁性的强弱。实验操作过程中，将甲乙两个电磁铁分别接入电路，闭合开关后，调节滑动变阻器滑片P的位置时，记录电流表示数。其中记下电流表示数的目的是　
　。
15．在物联网中，传感器担负着信息采集的重要任务，可以实现“提醒”和“报警”功能。其中热敏传感器主要运用了热敏电阻来测量温度的变化。热敏电阻阻值随温度变化的曲线如图甲所示，图乙是由热敏电阻R1作为传感器制作的简单自动报警线路图，图中a、b为两个固定的金属片，d为铁片。
（1）为了使温度过低时发送报警信息，开关c应该接在　
　处（选填“a”或“b”）。
（2）若使报警的最低温度提高些，应将P点要向哪个方向移动并给出理由。　
　
三．实验探究题
16．（1）如图甲所示是一种水位自动报警器的原理图。由于一般的水都能导电，当杯中的水位升到金属块B处时，　
　灯亮。（选填“L1”或“L2”）
（2）图乙所示装置为小明的课外小制作，A是去除了瓶底、瓶口无盖的硬塑料瓶，B是两端开口的U形管，它的一端与塑料瓶内部相通，U形管内装入有颜色的水，两侧水面相平。当从左端瓶口向瓶内适度吹风时，U形管内左侧水面　
　于右侧水面。（选填“高”或“低”）
17．为了探究电磁铁的磁性强弱跟哪些因素有关，小明同学用漆包线（表面涂有绝缘漆铜导线）在大铁钉上绕若干匝，制成简单的电磁铁，通电后吸引大头针，图甲、乙、丙、丁为实验中观察到的四种情况。
（1）实验是通过观察电磁铁　
　来知道电磁铁磁性强弱的。
（2）当开关闭合后，甲图中N极在磁体　
　端（选填A或B）；图乙中若让铁钉再多吸一些大头针，滑动变阻器的滑片应向　
　端移动（填“左”或“右”）。表明电磁铁磁性强弱与　
　有关。
（3）比较　
　两图可知：匝数相同时，电流越大，磁性越强。
（4）由图丁可得出的结论是　
　。
（5）举出一个应用电磁铁的实例　
　。
18．如图是小明探究“影响电磁铁磁性强弱因素”的装置图（A为指针下方固定的铁块；线圈电阻忽略不计）。小明通过观察指针B偏转角度的大小来判断电磁铁磁性的强弱。开始时导线a与接线柱1相连，闭合开关，指针B绕固定点0点发生偏转。
（1）实验前，应将导线b与滑动变阻器的　
　（选填“c”或“d”）接线柱连接。
（2）闭合开关，电磁铁的左端为　
　极；使滑片P向左移动时，指针的偏转角度变大，说明电磁铁磁性强弱与　
　有关。
（3）断开开关，将导线a与接线柱1相连改为与接线柱2相连，保持滑动变阻器的滑片P的位置不变再闭合开关，此时指针偏转角度　
　（选填“变大”、“变小”或“不变”）。
（4）下图所示的装置中应用电磁铁工作的是　
　。（选填序号）
参考答案
一．选择题
1．解：根据图片可知，当温度达到90℃时，温度计里的水银柱与上面的金属丝接通，控制电路产生电流，此时电磁铁将衔铁吸下来接通红灯所在的电路，红灯亮、电铃响，完成报警。
A．温度达到90℃，控制电路接通，电磁铁产生磁性，衔铁被吸下来，此时红灯亮，故A错误；
B．自动报警器的触点类似一种开关，故B正确；
C．自动报警器中的电磁铁运用了电流的磁效应，故C错误；
D．把水银温度计里面的水银是导体，而煤油是绝缘体，因此不能换成煤油温度计，故D错误。
故选：B。
2．解：
A、小磁针静止时，右端是N极，左端是S极，由磁极间的作用规律可知，电磁铁的B端为N极，A端为S极，故A错误；
B、电磁铁的原理是电流的磁效应，而发电机的原理是电磁感应，即二者的工作原理不同，故B错误；
C、电磁铁的B端为N极，A端为S极，根据安培定则可知，电源的右端为正极，故C正确；
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大，电路中电流变小，则电磁铁的磁性变弱，故D错误；
故选：C。
3．解：导线绕成线圈再加入电芯即可组成电磁铁，当滑片向左移动时，滑动变阻器中接入电阻变小，由欧姆定律I＝可知，电路中电流变大，故电磁铁的磁性增强。
故选：A。
4．解：电流由下方流入，则由右手螺旋定则可知，螺线管上端为N极；
因同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，所以，两磁铁同名相对，相互排斥；
当滑片P从a端向b端滑动过程中，滑动变阻器接入电阻减小，电路中的总电阻减小，由I＝可知，电路中电流变大，即电流表的示数变大；
此时条形磁铁受向上的力增强，弹簧长度变短，综上所述C正确。
故选：C。
5．解：
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错误。
故选：C。
6．解：
A、水银是金属，能够导电，煤油是绝缘体，换成煤油温度计不能工作，故A错误；
B、自动报警器的触电是在电磁继电器的控制作用下的一个开关，故B正确；
CD、温度自动报警器的原理是当温度达到90℃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、红灯亮，起到报警作用，电磁铁是运用电流的磁效应；故CD错误。
故选：B。
7．解：A、当人站在电梯上，压力增大，电梯正常匀速行驶，说明此时的电流较大，即压敏电阻R的阻值减小，则压敏电阻R的阻值随压力的增大而减小，故A错误；
B、当人走上电梯后，R的阻值变小，电路中电流变大，电磁铁磁性增强，则衔铁被拉下，与触点2接触，则电机上的电流增大，电动机转速变大，故B错误；
C、压力增大时，压敏电阻R的阻值减小，电流变大，则电磁铁磁性增强，故C正确；
D、电磁铁的原理是电能产生磁，是电流的磁效应，不是电磁感应现象，故D错误；
故选：C。
8．解：A、电磁继电器中的电磁铁的工作原理是电流的磁效应，与电磁感应无关，故A错误；
B、电磁继电器实质是一种电路开关，可以用一个电路控制另一个电路，从而实现远程控制和自动控制，故B正确；
C、当温度升高时，热敏电阻的阻值减小，电磁铁的磁性增强，将衔铁吸下来，指示灯熄灭，电铃工作，发出报警信号，故C错误；
D、当温度较低时，热敏电阻的阻值变大，电磁铁的磁性减弱，衔铁在弹簧的作用下，将指示灯的电路接通，指示灯工作，电铃不工作，故D错误。
故选：B。
9．解：A、电磁继电器利用了电流的磁效应，故A错误；
BC、分析题意可知，只有光控开关和压力开关都闭合时，电磁铁中有电流通过，产生磁性，电磁铁会将衔铁吸下，使摄像系统所在的电路接通，摄像机会对违规车辆进行拍照，不会抓拍到非违法行为，故B错误，C正确；
D、由图可知，光控开关和压力开关是相互牵制，相互影响的，因此这两个开关只能串联，不能并联，若两个开关并联时，只要有一个开关闭合，摄像头就拍照，故D错误。
故选：C。
10．解：
①②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规律可知，通电后，小磁针将会逆时针旋转，故①②错误；
③闭合开关S1和S2，使滑片P向左滑动，变阻器接入电路的电阻变小，左侧电路中电流变大，电磁铁的磁性增强，巨磁电阻的阻值减小，右侧电路中电流变大，所以指示灯的亮度会变亮，故③正确。
④使滑片P向右滑动，变阻器接入电路的电阻变大，左侧电路中电流变小，电磁铁的磁性变弱，巨磁电阻的阻值变大，右侧电路中电流变小，根据U＝IR可知，灯泡两端的电压减小，即电压表示数变小，故④正确。
故选：B。
二．填空题
11．解：如图所示，将滑片从A端移动到中点，接入电路中的电阻变小，由欧姆定律可知，电路中电流变大，螺线管磁性变弱，铁片受到的吸引力变大；
铁片处于静止状态，受到竖直向下的重力和竖直向上的摩擦力的作用，这两个力是一对平衡力，大小相等，所以摩擦力不变。
故答案为：变大；不变。
12．解：当滑动变阻器的滑片P向右移动时，滑动变阻器的电阻变大，电路中的电流变小，则电磁铁的磁性减弱。
故答案为：减弱。
13．解：闭合开关，电磁铁有电流通过，电磁铁具有了磁性，衔铁B被吸引过来，使小球打击铃碗发出声音，同时衔铁与螺钉分离，电路断开，电磁铁失去了磁性，小球又被弹簧片弹回，B与螺钉A再次接触，电路闭合，不断重复，电铃便发出连续击打声了。
故答案为：磁性；衔铁B；分离。
14．解：在探究过程中，电磁铁通电后具有磁性，能吸引小铁块，弹簧的长度越长，表明磁性越强，所以用弹簧的伸长的长度来比较电磁铁磁性的强弱；
实验操作过程中，将甲乙两个电磁铁分别接入电路，闭合开关后，调节滑动变阻器滑片P的位置时，记录电流表示数，然后根据弹簧伸长的长度判定出磁性大小与电流的关系。
故答案为：弹簧伸长的长度；判定磁性大小与电流的关系。
15．解：（1）当电磁铁向左吸引铁片d时，接通右边的工作电路发送信息，这时d与左边的金属片b接触，只有开关c与b接触，右边的工作电路才能工作；
（2）报警时电磁铁产生的吸引力是不变的，因此报警时左边控制电路中的电流也是不变的，即总电阻不变；若使报警的最低温度升高些，这时热敏电阻阻值变小，滑动变阻器的阻值要变大，因此滑片P要向左移动。
故答案为：（1）b；（2）左；使报警的最低温度升高些，这时热敏电阻阻值变小，滑动变阻器的阻值要变大，因此滑片P要向左移动。
三．实验探究题
16．解：（1）读图甲可知，当水位上升到B金属块时，由于水的导电作用，控制电路接通，电磁铁获得磁性，吸引衔铁，使触点与上方L2断开，与下端L1连通，故L1亮。
（2）不吹气，U形管两边气压相同，水面相平；
当向瓶内吹风时，瓶内空气流速大、压强小，U形管左侧水面上方气压变小，U形管两侧气压不相等，使得左侧水面升高。
故答案为：（1）L1；（2）高。
17．解：
（1）该实验中是用电磁铁吸引大头针的数量来反映电磁铁磁性的强弱，属于转换法；
（2）由甲图可知，电流从电源正极出发，经开关、变阻器流向螺线管，根据安培定则，甲图中N极在磁体的A端；
图乙中若让铁钉再多吸一些大头针（即其磁性增强），应增大电流的大小，由欧姆定律可知应减小变阻器连入电路中的电阻大小，即滑动变阻器的滑片应向左移动；电流大小不同，吸引大头针的个数不同，即电磁铁的磁性不同，表明电磁铁磁性强弱与电流大小有关；
（3）研究电磁铁的磁性强弱与电流大小的关系时，应控制线圈的匝数相同，改变电流的大小；乙丙两图中线圈匝数相同，丙图中变阻器连入电路中的电阻较小，由欧姆定律可知丙图中的电流大于乙图中的电流，丙图中吸引大头针的数量多，其磁性强，所以应比较乙、丙两图；
（4）丁图中两个电磁铁串联，通过两电磁铁的电流相等，线圈匝数越多的电磁铁吸引大头针数量越多，说明其磁性越强，所以结论为：电流相同时，通电螺线管的线圈匝数越多，磁性越强；
（5）在实际生活中很多地方都用到了电磁铁，比如：电铃、电磁起重机、电话机、电磁继电器等。
故答案为：（1）吸引大头针的数量；（2）A，左；电流大小；（3）乙、丙；（4）电流相同时，通电螺线管的线圈匝数越多，磁性越强；（5）电铃（合理即可）。
18．解：
（1）滑动变阻器采用一上一下的接法，应将导线b与滑动变阻器c接线柱连接；
（2）由图知，电磁铁外部电流方向向下，根据右手螺旋定则，电磁铁的右端为S极，左端为N极。
使滑片P向左移动时，电阻变小，电流变大，指针的偏转角度变大，说明电磁铁磁性强弱与电流大小有关；
（3）将导线a与接线柱1相连改为与接线柱2相连，保持滑动变阻器的滑片P的位置不变再闭合开关，此时线圈的匝数减少，在电流相同时，电磁铁的磁性变小，指针偏转角度变小；
（4）手摇发电机产生电流，是利用电磁感应原理工作的；
自制电动机是利用通电线圈在磁场中受力转动的原理工作的；
动圈式话筒是利用电磁感应原理工作的；
电铃通电时，电磁铁有电流通过，产生了磁性，小锤下方的弹性片被吸过来，小锤打击电铃发出声音，同时电路断开，电磁铁失去磁性，小锤又被弹回，电路闭合，不断重复，电铃会发出连续打击声，这是应用了电磁铁；故选④。
故答案为：（1）c；（2）N；电流大小；（3）变小；（4）④。

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