20.3电磁铁 电磁继电器同步练习题2021-2022学年人教版物理（含解析）

20.3电磁铁 电磁继电器同步练习题2021-2022学年人教版
一、单选题
如图所示为某汽车一键启动电路。当按下一键启动按键时，有细小电流通过，接着有强大电流通过电动机，将电动机启动。请你根据所学知识想一想，可能是哪一种器件？
A. 电流表 B. 电磁继电器 C. 电压表 D. 发电机
在图中的自动控制电路中，当控制电路的开关闭合时，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
如图所示，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、时，下列说法正确的是
A. 电磁铁的右端为极
B. 小磁针将顺时针旋转
C. 当向左滑动时，电磁铁的磁性增强，指示灯变暗
D. 当向右滑动时，电磁铁的磁性减小，电压表的示数减小
如图是某种磁悬浮灯泡的示意图。在磁悬浮灯泡的内部装有一块永磁体，在灯泡上方的展柜中安装有电磁铁，给电磁铁通电，在控制电路的调节下，能使灯泡静止悬浮在空中，关于灯泡受力情况，下列说法中正确的是
A. 灯泡受到的磁力方向竖直向下
B. 灯泡受到的重力方向竖直向下
C. 增大通过电磁铁的电流，可使灯泡受到的磁力变大
D. 灯泡能静止悬浮在空中是因为灯泡受到的磁力大于它受到的重力
小刘同学逛商场时发现电梯很“聪明”，在有人或无人乘坐时会以不同的速度运行，这样可以节约用电。如图所示是其工作电路图，是一个压敏电阻，其阻值随压力的增大而减小。下列分析正确的是
A. 当所有人走出电梯后，则图中电磁铁的磁性将增强
B. 当所有人走出电梯后，动触点与接触，电动机的转速将变慢
C. 站上电梯的人越多，电动机就转得越快
D. 可以改变控制电路的电源方向来改变电动机转动方向
下列四幅图中，解释不合理的是
A. 甲图，说明电流的周围存在磁场
B. 乙图，闭合开关后，小磁针极将顺时针偏转
C. 丙图，发电机应用了磁场对电流的作用
D. 丁图，说明电流相同时，线圈匝数越多，电磁铁磁性越强
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. 电磁铁的端为极
B. 小磁针静止时，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向右端移动，电磁铁磁性增强
如图所示的电路，下列说法正确的是
A. 当开关拨到时，电磁铁的左端为极
B. 当开关拨到时，小磁针静止时端为极
C. 当开关拨到，滑动变阻器的滑片向右滑动时，电磁铁的磁性增强
D. 当开关由到，调节滑动变阻器，使电流表示数不变，则电磁铁的磁性增强
如图所示，闭合开关，将滑片缓慢向左移动的过程中，下列分析正确的是
A. 电磁铁的磁性变弱
B. 弹簧测力计示数将减小
C. 电磁铁的上端是极
D. 弹簧测力计示数将增大
如图所示的电路中，电磁铁的端有一个可自由转动的小磁针，闭合开关后，下列说法正确的是
A. 电磁铁的端为极
B. 小磁针静止时，极水平指向右
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向右端移动，电磁铁磁性减弱
二、填空题
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大而减小，是电阻箱已调至合适阻值，它们和继电器组成自动控制电路来控制路灯。白天灯熄，夜晚灯亮。则给路灯供电的电源应接在______填写“、”或者“、”两端；为了使路灯推迟发光，你对这个电路采取调节措施是______。
“悬浮灯泡”能够悬浮发光，如图甲所示。图甲中的基座内有一个电磁铁，而悬浮的灯泡内部装有用闭合线圈连接的灯和条形磁铁，其内部结构如图乙所示。当基座内电路接通电源后，灯泡能克服重力悬浮在空中是因为______ ，图乙中的电源左端为______ 极。若要使灯泡悬浮的高度增加，你可以采取的办法是______ 。
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，继电器的动触点与______填“上”或“下”静触点接触，灯泡发光报警：当电磁铁的线圈中有电流通过时，电磁铁的上端是______极。
三、实验探究题
物理探究课上，老师要求同学们用自己绕制的电磁铁控制电灯发光。
根据图电路，说明在电键闭合后甲、乙两灯的连接方式和发光情况。
在电路图中用笔线代替导线连线，闭合电键后使甲、乙两灯交替发光，并说明理由。
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。
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___填“大”或“小”，电磁铁磁性越强。
根据图示的情境可知，____填“甲”或“乙”的磁性强，说明电流一定时，____，电磁铁磁性越强。
根据右手螺旋定则，可判断出乙铁钉的下端是电磁铁的____极。
电磁铁吸引的大头针下端分散的原因是____。
答案和解析
1.【答案】
【解析】解：电磁继电器的实质是一个电磁铁来控制的开关。利用它可以实现自动控制、远距离控制；还可以利用低电压、弱电流的电路来控制高电压、强电流的电路。这与题目中提到的信息相吻合，由此联想到电路中的元件是电磁继电器。
故选：。
根据题目中告诉的信息：细小电流通过器件，接着有强大电流通过电动机；可以确定电动机的工作与否是受控制的，因此的作用相当于开关。
利用一个电路来控制另一个电路，由此可以联想到电磁继电器。
将电磁继电器的实质与题目中的信息联系起来是解决此题的关键。
2.【答案】
【解析】解：当控制电路的开关闭合时，控制电路中有电流，电磁铁具有磁性，吸引衔铁，动触头和下面电路接通，电铃工作，和上面的电路断开，所以电灯不亮。
故选：。
电磁铁通电之后具有磁性，吸引衔铁，动触头和下面电路接通，和上面电路断开。
电磁继电器是用控制电路来控制工作电路的，实现远距离操作或用低电压弱电流来控制高电压强电流。
3.【答案】
【解析】
【分析】
根据安培定则得出电磁铁的两极，根据磁极间的相互作用判断小磁针旋转方向；
先分析滑片向右移动时，变阻器的阻值是变大了还是变小了，然后根据欧姆定律得出电流大小变化情况，从而判断出电磁铁的磁场强弱变化情况，进一步得出灯泡亮度的变化。
【解答】
根据安培定则可知，电磁铁的左端为极，右端为极，根据磁极间的相互作用可知，上方的小磁针将会逆时针旋转，故AB错误；
C.闭合开关和，使滑片向左滑动，电阻变小，左边电路电流变大，磁场的磁性增强，巨磁电阻的阻值减小，右边电路电流变大，所以指示灯的亮度会变亮，故C错误。
D.使滑片向右滑动，电阻变大，左边电路电流变小，磁场的磁性变弱，巨磁电阻的阻值变大，右边电路电流变小，根据可知，灯泡两端的电压减小，电压表示数变小，故D正确。
故选D。
4.【答案】
【解析】
【分析】
此题考查的是我们对二力平衡条件的掌握和应用。二力平衡条件的应用有两个方面：根据物体运动状态，判断受力情况；根据受力情况，判断运动状态。
二力平衡的条件是：大小相等、方向相反、作用在一条直线上，作用在同一个物体上；
在平衡力的作用下，物体保持静止或匀速直线运动状态。
【解答】
灯泡在竖直方向受到两个力的作用：重力和磁力，并且保持静止状态，说明这两个力是一对平衡力，即大小相等、方向相反、作用在一条直线上、作用在一个物体上。由于重力的方向竖直向下，所以磁力的方向应该竖直向上且大小一直等于重力，即磁力大小不会随电流的变化而变化，故B正确，ACD错误。
故选B。
5.【答案】
【解析】解：、当所有人走出电梯后，压力减小，则压敏电阻的阻值增大，左侧控制电路中的电流减小，电磁铁磁性变弱，则衔铁被拉起，与触点接触，此时电动机与电阻 串联，通过电动机的电流减小，电动机的转速变慢，故A错误，B正确；
C、站上电梯的人越多，压敏电阻的阻值减小，根据欧姆定律可知，控制电路中的电流变大，电磁铁的磁性增强，衔铁被吸下，与触点接触，只有电动机工作，此时电路中的电流时保持不变，电动机的转速要大于人少时电动机的转动速度，故C错误；
D、一个电梯运动的方向是不变的，所以不能改变控制电路的电源方向来改变电动机转动方向，故D错误。
故选：。
本题中有两个电路，左侧为压敏电压与电磁铁串联，右侧为电动机控制电路，当衔铁与触点接触时，与电动机串联，当衔铁与触点接触时，只有电动机工作，电动机中电流增大。
本题考查应用物理知识解决实际问题的能力，在本题中应认清电路的构造联系所学知识进行解答。
6.【答案】
【解析】解：
A、该实验是奥斯特实验：当导线中通过电流时，小磁针发生偏转，实验现象表明电流周围存在磁场，即电生磁，这个现象叫做电流的磁效应，选项A正确；
B、闭合开关，通电螺线管中的电流方向由右侧流入，根据安培定则可知，螺线管的右端是极，左端为极，则小磁针极将顺时针偏转，选项B正确；
C、线圈在磁场中转动切割磁感线，从而产生感应电流，是发电机的原理，选项C错误；
D、由图可知，两个电磁铁是串联的，则通过两个电磁铁的电流相同。在电流相同的情况下，匝数多的电磁铁吸引的大头针数目多，表明线圈匝数越多，磁性越强，选项D正确。
故选：。
甲图：小磁针会发生偏转是受到了磁场的作用，而磁场是由电流产生的；
乙图：根据右手螺旋定则先判断出通电螺线管的极，然后根据磁感线方向判断出小磁针极的指向；
丙图：发电机应用了电磁感应原理；
丁图：电磁铁的磁性强弱与线圈匝数多少有关：当电流相同时，线圈的匝数越多，电磁铁磁性越强。
本题考查了电流的磁效应、通电螺线管的磁场及安培定则、电磁感应的应用、影响电磁铁磁性强弱的因素。均为电学中的基础内容，应重点掌握。
7.【答案】
【解析】解：
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，电磁铁的端是极，端是极，故A正确；
B、电磁铁的端是极，由磁极间的作用规律可知，小磁针静止时，左端是极，即极水平指向左，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；
故选：。
开关闭合后，根据电流方向利用安培定则可判断螺线管的磁极；
由磁极间的相互作用可判出小磁针的指向；
电磁感应是发电机的原理；
由滑动变阻器的滑片移动可得出电路中电流的变化，则可得出螺线管中磁场的变化。
该题考查了安培定则的应用、磁极间的作用规律的应用、电磁铁磁性强弱的影响因素等知识点，是一道综合题。
8.【答案】
【解析】解：
、从图可知，当开关拨到时，电流从螺线管的右端流入，左端流出，根据安培定则可知，螺线管左端是极，右端是极。
由磁极间的相互作用可知，小磁针静止时端为极，故A错误，B正确。
C、当开关拨到，滑动变阻器的滑片向右滑动时，连入电路中的电阻变大，电流变小，电磁铁的磁性减弱，故C错误；
D、将开关由换到时，调节变阻器的滑片，保持电流表的示数不变，即电流不变，将开关由换到时，线圈匝数减少，则电磁铁的磁性减弱，故D错误。
故选：。
首先由安培定则可以判断出螺线管的磁极，则由磁极间的相互作用可得出小磁针静止时的、极；由滑片的移动可知滑动变阻器接入电阻的变化，则由欧姆定律可得出线圈中电流的变化，最后判断出螺线管磁性强弱的变化。
小磁针静止时的、极指向是由于受到了通电螺线管的磁极的作用，因此确定通电螺线管的磁极是解决此题的关键。本题综合了电路知识、磁场的性质和螺线管磁性强弱的影响因素，考查了欧姆定律及磁极间的相互作用，是道好题。
9.【答案】
【解析】解：由图可知，闭合开关后，电磁铁中电流的方向是从下端流入，上端流出，根据安培定则可知，电磁铁的下端为极，上端为极；
将滑片缓慢向左移动的过程中，滑动变阻器接入电路的电阻变小，根据欧姆定律可知电路中的电流增大，电磁铁的磁性增强；因条形磁铁和电磁铁“相对”的磁极是同名磁极，且同名磁极相互排斥，则条形磁铁所受排斥力变大，弹簧测力计示数将减小，故B正确，ACD错误。
故选：。
利用安培定则判断出电磁铁的极性；
滑动变阻器的滑片向左移动时，分析变阻器接入电路的电阻的变化，根据欧姆定律确定电路中电流大小的变化，再确定电磁铁磁性强弱的变化；再根据磁极间的相互作用规律判断条形磁铁所受磁场力的大小变化和测力计的示数变化。
解本题的关键是抓住影响电磁铁磁性强弱的因素，知道弹簧测力计示数的大小取决于条形磁铁所受排斥力或吸引力的大小，是一道基础性较强的题目。
10.【答案】
【解析】解：、电流从右端流入，左端流出，故据安培定则可知，此时电磁铁的端是极，端是极，故A错误；
B、据磁极间的作用规律可知，小磁针静止时，左端是极，右端是极，故B正确；
C、该实验表明了电能生磁，此现象与发电机无关，发电机利用的是电磁感应现象，故C错误；
D、滑动变阻器的滑动片向右端移动，电阻变小，电流变大，故电磁铁的磁性变强，故D错误。
故选：。
开关闭合后，根据电流方向利用安培定则可判断螺线管的磁极，则由磁极间的相互作用可判出小磁针的指向；由滑动变阻器的滑片移动可得出电路中电流的变化，则可得出电磁铁磁性强弱。
该题考查了安培定则的应用、磁极间的作用规律的应用、电磁铁磁性强弱的影响因素等知识点，是一道综合题。
11.【答案】、 减小的阻值
【解析】解：光敏电阻的电阻值随光照强度的增大而减小，所以白天时光敏电阻的电阻变小，根据欧姆定律可知，电路中的电流变大，电磁铁磁性增强，将衔铁吸下，动触点与下面的静触点接通；晚上时的光线暗，光敏电阻的电阻变大，电路中的电流变小，电磁铁磁性减弱，将衔铁释放，所以动触点与上面的静触点接通。所以要达到晚上灯亮，白天灯灭，则给路灯供电的电源应接在、之间；
路灯发光时，电磁铁的吸合电流不变，使路灯推迟发光，此时的光线更暗，光敏电阻的阻值较大，要使吸合电流不变，根据欧姆定律可知，需使不变，则需要减小的阻值。
故答案为：、；减小的阻值。
分析电磁铁的电路，判定利用照明电源为路灯供电的接入点；发光时的吸合电流不变，使路灯推迟发光，根据总电阻的大小和欧姆定律分析采取的措施。
解决本题的关键知光敏电阻的特点，能够根据它们的特点解释它们在实际运用过程中的原理。
12.【答案】同名磁极相互排斥 负 向左调节滑动变阻器的滑片
【解析】解：
灯泡悬浮停在空中时，灯泡能克服重力悬浮在空中是因为同名磁极相互排斥；
乙图中螺线管的下端为极，根据同名磁极相互排斥可知，通电螺线管上端应为极，下端为极，由安培定则可知，电源右端为正极，左端为负极；
要使灯泡悬浮的高度增加，就要增大其磁性，可以向左调节滑动变阻器的滑片增大电流。
故答案为：同名磁极相互排斥；负；向左调节滑动变阻器的滑片。
磁极间的相互作用，同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引；
安培定则：用右手握住螺线管，让四指弯曲且与螺线管中电流方向一致，则大拇指所指的那端就是通电螺线管的北极；
通电螺线管的磁性强弱与电流大小和线圈匝数有关。
本题以悬浮灯泡为情景考查了平衡力的判断、磁极间相互作用、安培定则以及通电螺线管磁性强弱因素的认识和理解，考查的知识点多，综合性，但都是基础知识的考查，难度不大。
13.【答案】导体；上；
【解析】解：电路中利用一元硬币代替铁质井盖是因为两者都是用来导电的，都属于导体；
当井盖丢失时，当电磁铁的线圈中没有电流通过，继电器的动触点与上触点接触，灯泡发光报警；
由安培定则可判断出线圈的上端的极性是极。
故答案为：导体；上；。
常见的导体包括：人体、大地、各种金属、酸碱盐的溶液等；
当井盖丢失时，电磁铁中没有电流通过，继电器的动触点抬起，与上触点接触，灯泡发光而报警；
由线圈中的电流方向，根据安培定则判断出电磁铁的极。
本题既考查电磁继电器原理的分析，综合性比较强，解题时要仔细分析。
14.【答案】解：如图，闭合开关后，电磁铁中有磁性吸引铁片，铁片和触点接通，电流从电源正极出发，经电磁铁到在触点点，在触点分成两路分别通过甲和乙，回到电源的负极，甲乙两灯是并联的，甲乙两灯都发光。
甲乙交替发光，说明当铁片分别和触点、触点接触时，能使甲和乙单独接入电路。
如下图，闭合开关电流从电源的正极出发，经开关铁片触点电流经触点向上和向下分成两路，分别经电磁铁和乙灯回到电源的负极，此时乙灯亮，电磁铁有磁性电磁铁有磁性吸引铁片铁片和触点接触，电流从电源的正极出发，依次经开关、、铁片、触点、甲灯回到电源的负极，甲灯亮，同时乙灯熄灭，电磁铁没有磁性，由于重力作用，铁片向右运动和触点接触，又进入下一个循环，能达到甲乙两灯交替发光。
故答案为：甲乙两灯并联，甲乙两灯都发光；如上图；闭合开关，乙灯和电磁铁并联后接在电源上，乙灯发光，电磁铁有磁性，电磁铁有磁性吸引铁片，使甲灯和电源接通，甲灯发光，同时使电源和乙灯、电磁铁断开，由于的重力作用，铁片恢复原状，又把乙灯和电磁铁并联后接在电源上，循环下去，达到甲乙交替发光。
【解析】闭合开关后，电磁铁中有磁性吸引铁片，铁片和触点接通，分析电流的路径，分析甲乙两灯谁接入电路，如何接入电路，分析甲乙两灯的工作情况。
甲乙交替发光，说明当铁片分别和触点、触点接触时，能使甲和乙单独接入电路。
本题的第二问是难点，关键在于电磁铁有磁时使一只灯泡发光，无磁的情况下使另一只灯泡发光。
15.【答案】增加；大；甲；线圈匝数越多；；大头针被磁化，同名磁极相互排斥
【解析】
【分析】
本题是“探究影响铁磁性强弱的因素”的实验，考查了影响电磁铁磁性强弱的因素，滑动变阻器对电路中流的控制作用，同时涉及右手螺旋定则的应用及的磁极间相互作用规律的应用。
采用转换法，通过观察电磁铁吸引大头针数目的多少来判断电磁铁磁性的强弱；电磁铁磁性的强弱和线圈的匝数、电流大小有关；
根据电磁铁吸引大头针数目的多少来判断电磁铁磁性的强弱；分析图中的相同点和不同点做出解答；
根据右手螺旋定则，用右手握住螺线管，四指的方向和电流方向相同，那么，大拇指所指的一端为极；
大头针被磁铁吸引以后，大头针会被磁化，再根据同名磁极相互排斥作出分析和解答。
【解答】
磁性的强弱是无法直接观察的，可以通过电磁铁吸引大头针的多少来认识其磁性强弱，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；
由图知，甲吸引大头针的个数较多，说明甲的磁性较强，甲乙串联，电流相等，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；
乙螺线管中的电流是从上边导线流入的，用右手握住螺线管，四指的方向和电流方向相同，那么，大拇指所指的下端为极，所以上端为极；
大头针被磁化，同一端的磁性相同，互相排斥，所以下端分散。
故答案为：增加；大；甲；线圈匝数越多；；大头针被磁化，同名磁极相互排斥。
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