20.3电磁铁 电磁继电器同步练习 2021-2022学年人教版物理九年级全一册（有答案）

20.3电磁铁
电磁继电器
基础知识
知识点1
电磁铁
1.
某市科技馆有机器人和参观者下象棋的展台，机器人取放棋子时用一根“手指”接触棋子表面就可以实现（如图20-3-1），其奥秘是“手指”内部有电磁铁。
（1）机器人取放棋子时利用了电磁铁的_________（填“磁性有无”或“磁极方向”）可以控制的特点。
（2）制作象棋棋子的材料应该是下列常见金属材料中的__________。
A.
铁
B.
铜
C.
铝
2.
在__________中插入一根__________就构成了一个电磁铁，其特点是通电时___________，断电时___________，电磁铁的磁性强弱与__________和_________有关，电磁铁最直接的应用是___________。
3.
关于电磁铁的优点，下列说法中正确的是（
）
A.
它的磁性很强而且不会减弱
B.
它耗电少，甚至可以不消耗电能
C.
它能很长时间保持磁性
D.
它的磁性有无、强弱及极性可以改变
4.
图20-3-2所示的四个选项中，应用到电磁铁的是（
）
5.
图20-3-3所示为电磁铁和永磁体相互作用产生的磁场，请根据图中磁感线的方向标出永磁体A左端的磁极极性和电磁铁电源的“+”极。
6.
陈华在课外活动实验中，用导线绕成一个线圈自制成一个电磁铁，实验中，他希望获得更强的磁性，设计了以下几种方案，不可能实现的是（
）
A.
增加电路中电池的节数
B.
增加线圈匝数
C.
将电源的正、负极对调
D.
在线圈中插入一根铁钉
7.
如图20-3-4所示，若要使滑动变阻器的滑片P向右移动时，弹簧测力计的示数变小，则变阻器接入电路的方式可以是（
）
A.
C接E，D接F
B.
C接E，B接F
C.
A接E，D接F
D.
A接E，B接F
8.
如图20-3-5所示是小新同学做“制作、研究电磁铁”实验的示意图，他在实验中发现大铁钉A比B能吸引更多的大头针，根据图示的实验现象他得出的结论是：当__________一定时，电磁铁的线圈匝数越多，磁性_________，将滑动变阻器的滑片向右移动时，铁钉吸引的大头针将____________（填“变多”、“变少”或“没有变化”）。
9.
如图20-3-6所示，挂在弹簧测力计下的铁块置于一个匝数可变的电磁铁的上方，当开关S与1接通稳定后测力计的示数为，使滑动变阻器的滑片P向左移动到某一位置，弹簧测力计的示数为，则_________；然后滑片P的位置保持不变，开关由1接到2，稳定后弹簧测力计的示数为，则___________，（填“=”、“>”或“<”）
10.
小明设计的研究“电磁铁磁性强弱”的实验电路图如图20-3-7所示，下表是他所做实验的记录。
电磁铁（线圈）
100匝
50匝
实验次序
1
2
3
4
5
6
电流/A
0.8
1.2
1.5
0.8
1.2
1.5
吸引铁钉的最大数目/枚
7
11
14
5
8
10
下列结论不正确的是（
）
A.
比较1、4两次实验可知：线圈中的电流一定时，匝数越多，磁性越强
B.
比较1、3、5三次实验可知：匝数一定时，线圈中的电流越大，磁性越强
C.
比较1、2、3（或4、5、6）三次实验可知：匝数一定时，线圈中的电流越大，磁性越强
D.
电磁铁的磁性越强，吸引铁钉的数目越多
知识点2
电磁继电器
11.
图20-3-8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。
12.
图20-3-9是一种水位自动报警器的原理图，当水位到达金属块A时（一般的水能导电），电路中（
）
A.
绿灯亮，红灯不亮
B.
红灯亮，绿灯不亮
C.
红灯和绿灯都亮
D.
红灯和绿灯都不亮
13.
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20-3-10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，而光敏电阻和其他元件都正常，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.
抽出电磁铁的铁芯
C.
滑动变阻器的滑片P向左移
D.
减小控制电路的电源电压
综合能力
14.
（创新应用题）实验室有一个旧的学生直流电源，输出端的符号模糊不清，无法分辨正、负极，小明设计了下面的判断电源两极的方法，在桌面上放一个小磁针，在磁针东面放一个螺线管，如图20-3-11所示，闭合开关后，磁针指南的一端向东偏转。下列判断正确的是（
）
A.
电源A端是正极，在电源内电流由A流向B
B.
电源A端是正极，在电源内电流由B流向A
C.
电源B端是正极，在电源内电流由A流向B
D.
电源B端是正极，在电源内电流由B流向A
15．在探究电流的大小与电磁铁磁性强弱关系的实验中，老师问：“一个电磁铁的磁性强弱与通过它的电流大小有什么关系呢 ”
学生相互议论：“假设通过电磁铁的电流由
1A增加到2A，电磁铁的磁性会怎样 是否可以这样推测：导线中的2A电流是两股1A电流汇合而成的，每股电流都产生一个磁场，两个相同磁场在一起，电磁铁的磁性增强了。”
推论是否正确呢 同学们经过讨论，决定用如图20-3-12所示的装置进行实验检验，并将实验数据填在表中：
电流/A
0
1
1．5
2
弹簧伸长的长度/mm
0.2
1
1.8
2.4
请你根据文章，分析实验数据，回答下列问题。
（1）同学们得出的结论是_________________
（2）请列举（或想出）应用这一结论的两个例子。
（3）请同学们写出上述实验中用到的探究过程。
16．（实验评估题）在研究影响电磁铁磁性强弱的实验中，张丰做了如下实验，其实验电路如图20-3--13所示，当他合上开关S时，发现拴铁块的弹簧被拉伸一些，当他只将电源负极从A改接在B上时，发现弹簧又变长了一些．分析上述现象后，他得出了如下结论：通电螺线管有磁性，其磁性强弱与线圈匝数有关，匝数越少，磁性越强，他这个结论是否正确 为什么
经典考题
17．如图20-3-14所示，小明利用两个相同的大铁钉制成电磁铁，并对电磁铁进行实验探究。由图可知：电磁铁A的磁性比电磁铁B的磁性________（填“强”或“弱”）；电磁铁A的N极是它的______（填“上”或“下”）端。
18．小陈同学用电池做电源，把漆包铜线缠绕在铁棒上制成电磁钉耙，通电后铁棒和铜线组成________，可把地上的铁钉吸上来，断电时钉耙的________消失，所吸附铁钉脱落．请举出生活中类似应用的简单例子：____________
19．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即亮起，以警示行人。图20—3—15中电路符合要求的是
（
）
20．如图20-3-16所示，在电路中滑动变阻器滑片P逐渐向左适当移动的过程中，条形磁铁仍保持静止，在此过程中下列说法正确的是（
）
A.
电磁铁磁性逐渐增强
B．电磁铁左端为S极
C．电磁铁周围不产生磁场
D．条形磁铁与电磁铁相互吸引
参考答案
1．（1）磁性有无
（2）A
解析：（1）根据机器人取放棋子的特点可以推断，它是靠电磁铁磁性的有无来控制“手指”的，当通电时有磁性，将棋子取起，当断电时无磁性，将棋子放下。
（2）因为象棋棋子能被电磁铁吸引，因此一定是磁性材料制成的，铁是磁性材料，而铜、铝不是磁性材料，故只有A是正确的。
2.
通电螺线管
铁芯
有磁性
失去磁性
线圈的匝数
电流的大小
电磁继电器
3．D
解析：电磁铁的优点有多个，例如：磁性有无可以通过电流的通断来控制；磁性的强弱可以通过电流的大小来控制。
4．C
解析：A．试电笔是用来辨别家庭电路中火线与零线的仪器，没有应用到电磁铁，不合题意；B.
滑动变阻器通过改变电阻线的长度来改变电阻，没有应用到电磁铁，不合题意；C.
电磁起重机利用电磁铁来进行工作，可将很重的磁性物体提起，在生产中发挥着重要的作用，符合题意；D.
节能型日光灯工作时，将电能转化为光能，没有应用到电磁铁，不合题意，故选C。
5．如图所示
解析：在磁体的外部，磁感线总是从磁体的N极出来最后回到S极，所以电磁铁的左端是N极，永磁体A的右端为S极；再根据安培定则，伸出右手使右手大拇指指向电磁铁的N极，四指弯曲所指的方向为电流的方向，即电流从电磁铁的右端流入，所以电源的右端为“+”极，左端为“-”极。
6．C
解析：A.
增加电路中电池的节数，可以增大电路中的电流，增强磁性，不符合题意；B.
增加线圈的匝数，可以增强磁性，不符合题意；C.
将电源的正负极对调，可以改变电磁铁的极性，但不能改变磁性强弱，故C符合题意；D.
在线圈中插入一根铁钉，磁性会增强，不符合题意，故选C。
7．B
解析：由安培定则可判断电磁铁上端为S极，与上方磁体排斥，若使弹簧测力计示数变小，需使排斥力变大，则电磁铁中电流要变大，滑片向右移动时，变阻器必须接B接线柱，另外一个接线柱要接C或D，故只有B符合，A、C、D均错误。
8．电流
越强
变少
解析：A和B两个电磁铁串联在同一电路中，通过的电流相同，铁芯同是铁钉，也相同，只有线圈的匝数不同，A比B匝数多一些，A吸引大头针多，磁性强，说明当电流一定时，电磁铁的线圈匝数越多，磁性越强，电磁铁磁性强弱还与电流有关，同一电磁铁通过线圈的电流越大，磁性越强；通过线圈的电流越小，磁性越弱，当滑片向右移动时，接入电路的电阻变大，电路中电流减小，电磁铁磁性减弱，吸引大头针的数目将减少。
9.
<
<
解析：电磁铁磁性的强弱与线圈的匝数和电流的大小有关，电流越大、匝数越多，产生的磁场越强。
10．B
解析：电磁铁磁性强弱不同，吸引铁钉的数目不同，所以D正确，电磁铁磁性强弱与多个因素有关，要用控制变量法研究，实验1、4中电流相同，可以知道匝数越多，磁性越强，即A正确；实验1、2、3（或4、5、6）中匝数一定，可知线圈中电流越大，磁性越强，则C正确而B错误。
11．N
接通
解析：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上边导线流入的，根据安培定则可以判断出电磁铁的上端为N极，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B、C触点接通，汽车启动。
12．B
解析：当水位到达金属块A时，电磁铁电路接通，电磁铁有磁性，向下吸引衔铁，衔铁向下运动，红灯电路接通，因此红灯亮，绿灯不亮。
13．C
解析：灯始终亮着，说明电磁铁的磁性太弱，不能将衔铁吸引下来，因此需要增强电磁铁的磁性，减少电磁铁线圈的匝数和抽出电磁铁中的铁芯都会使电磁铁的磁性减弱，故A、B选项错误；滑动变阻器滑片P向左移动时，滑动变阻器接入电路的电阻变小，通过电磁铁的电流变大。电磁铁的磁性增强，C选项正确；减小控制电路的电源电压，控制电路中的电流减小，电磁铁的磁性减弱，故D选项错误。
14．C
解析：磁针指南的一端即下端为S极，S极向东偏转，根据异名磁极相互吸引知，螺线管的左端应为N极，用安培定则可判断得出电流的方向向上，说明B端为电源的正极，A端为负极，在电源内部，电流由负极流向正极，即由A流向B。
15．（1）电磁铁的磁性强弱随电流的增大而增大
（2）电磁铁限流器；扬声器发出大小不同的声音。
（3）提出问题→假设→实验检验→得出结论。
16．不正确，因为当他只将电源负极从A接在B上时，线圈的匝数是变少了，但不容忽视的是，与此同时，线圈连入电路的电阻变小了，则线圈的电流变大，极有可能使线圈磁性增强，在电流不相同的情况下来比较螺线管磁性强弱与匝数的关系，其结论必然是错误的，故张丰的结论是错误的。
17．弱
下
解析：电磁铁磁性的强弱用吸引大头针的多少来表示，电流一定时，线圈的匝数越多，吸引的大头针越多，磁性越强，故B的磁性强，根据安培定则，A的下端为N极，上端为S极。
18．电磁铁
磁性
电铃（电磁继电器等）
解析：把漆包铜线缠绕在铁俸上制成电磁钉耙，通电后铁棒和铜线组成电磁铁；断电时电磁铁无磁性，所以断电时钉耙的磁性消失；在实际生活中很多地方都用到了电磁铁，比如：电铃、电磁继电器的主要组成部分。
19．B
解析：正常情况下，开关S闭合，电磁铁中有电流通过，所以电磁铁有磁性，吸引上面的衔铁，使下方的触点接通，则A、C、D电路中的灯L都亮，这不符合题意，只有B电路中灯L不亮，同时在B电路中，一旦井盖丢失，S断开，电磁铁没有了磁性，在弹簧拉力作用下，上方触点接通，灯L即亮起，以警示行人，故B选项正确。
20．A
解析：滑动变阻器滑片P逐渐向左适当移动的过程中，滑动变阻器连入电路中的电阻减小，电路中的电流增大，电磁铁的磁性增强。故A正确；由安培定则知，电磁铁左端为N极，故B错误；电磁铁的周围存在磁场，故C错误；电磁铁左端为N极，与条形磁铁同名磁极相对，相互排斥，故D错误。
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