2021-2022学年人教版九年级物理全一册20.3 电磁铁 电磁继电器 同步练习（含答案）

2021——2022学年度人教版九年级物理 第二十章 电与磁 20.3 电磁铁 电磁继电器 同步练习题
一、选择题
1．如图所示是直流电铃的原理图。关于电铃工作时的说法不正确的是（　　）
A．小锤击打铃碗时，电磁铁仍具有磁性 B．电磁铁吸引衔铁，弹性片发生形变具有弹性势能
C．小锤击打铃碗发出声音，是由于铃碗发生了振动 D．电流通过电磁铁时，电磁铁有磁性且A端为N极
2．如图是一种水位自动报警的原理图。当水位低于A点时，工作电路绿灯亮；到达A点时，衔铁被吸下，工作电路红灯亮电铃响。某水位超过A点时由于电磁铁磁性太弱而衔铁没有被吸引。下列做法中合理的是（　　）
A．增加工作电路的电源电压 B．增加控制电路的电源电压
C．减少电磁铁线圈的匝数 D．更换弹性更强的弹簧
3．小明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，B为电热器，左侧是水银温度计，其顶部是一段金属丝。下列有关此装置的说法中正确的是（　　）
A．该装置能使浴缸中的水温大致保持在18°C B．温度计里用水银而不用酒精是因为水银是导体
C．电磁铁的上端为S极 D．其余装置不变，增加B的长度可以缩短加热时间
4．如图所示是一磁悬浮摆设，底座通电后，把圆柱体放在底座的上方，圆柱体可以悬浮在空中，再按底座上的“运动”按钮，圆柱体可从悬浮的位置开始上下运动，每次到达的最高点的高度相同。关掉电源后，圆柱体会下落到底座上。圆柱体在上下运动的过程中（　　）
A．只有重力在做功 B．圆柱体的机械能守恒
C．圆柱体的速度大小一直不变 D．整个磁悬浮摆设一定需要消耗电能
5．巨磁电阻（GMR）效应是指某些材料的电阻在磁场中随磁场的增强而急剧减小的现象。如图是说明巨磁电阻特性原理的示意图，图中的GMR是巨磁电阻。在电源电压U不超过指示灯额定电压的条件下，闭合开关S1、S2，则（　　）
A．电磁铁A端是S极
B．向左滑动滑片P，指示灯会变亮
C．向右滑动滑片P，GMR两端的电压减小
D．电磁铁产生的磁感线不管外部还是内部都是从N极出发回到S极
6．如图所示，GMR是巨磁电阻，它的阻值随电磁铁磁性的增强而减小。下列判断正确的是（　　）
A．开关S1闭合，滑片向右移动，电磁铁磁性增强
B．开关S1闭合，滑片移到某一位置，电磁铁左端为N极
C．开关S1和S2同时闭合，滑片向右移动，GMR的电阻变小
D．开关S1和S2同时闭合，滑片向左移动，指示灯变暗
7．如图所示，这是小聪设计的照明灯自动控制电路，当光暗时灯亮，光亮时灯灭，其中光敏电阻的阻值随光照强度的增大而减小。在实际调试时，小聪发现灯始终亮着，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．减少螺线管线圈的匝数 B．抽出螺线管中的铁芯
C．滑动变阻器滑片P向右移动 D．减小控制电路电源电压
8．小刘同学逛商场时发现电梯很“聪明”，在有、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，R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1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
二、填空题
9．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（即：巨磁电阻处于磁场越强的位置其电阻越小），荣获了2007年诺贝尔物理学奖。如图所示，已知R为定值电阻。当闭合S1、S2后，使滑动变阻器的滑片P向左滑动过程中，安培表示数______，伏特表示数______。（均选填“变大”“变小”或“不变”）
10．小金同学看到了一个悬浮地球仪摆件，于是利用手头材料制作了一个仿制品（如图），成功地将他的地球仪稳磁铁定地“悬浮”起来。实现“悬浮”的工作原理是____，磁铁A端是____极；若要增加球体“悬浮”的高度，可将滑片P向____移动加以调节（选填“上”或“下”）。
11．如图所示，在电磁铁正上方用弹簧挂着一个条形磁铁，开关闭合后，当滑片P从a端向b端滑动的过程中，电流表示数将__________（选填“变大”“变小”或“不变”），弹簧将__________（选填“伸长”或“缩短”）。
12．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，电磁铁右侧为_____极（选填“N”或“S”），当滑片P向左移动时，小灯泡的亮度将_____（选填“变亮”、“变暗”或“不变”）。
13．如图所示，R0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，白天灯熄，夜晚灯亮，则给路灯供电的电源应接在______（ab/bc）两端；如果将电阻箱R的阻值调小，则路灯比原来______（早/迟）一些亮。如果控制电路的电压因使用过长而降低，会导致路灯比原来______（早/迟）一些亮。
14．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。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。
三、作图题
15．如图是一种温度自动报警器原理示意图当环境温度低于设定的警戒温度时灯亮，电铃不响。当环境温度达到警戒温度值时灯不亮电铃响发出报警信号。
①在图中的虚线框内填入相应的电路元件符号并补全电路；
②标出通电螺线管的N极。(电铃符号)
16．某自动除尘装置的简化电路由电磁继电器、光源、挡板、光敏电阻R、额定电压为220V的除尘电动机M、低压电源、高压电源组成。空气中尘埃量较少时，光源发出来的光被挡板挡住。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，其电阻值减小，通过电磁继电器的电流增大，衔铁吸下，除尘电动机工作。请用笔画线代替导线连接电路图。
（________）
四、实验题
17．回顾与电和磁完成下列有关问题。
（1）由（图1）的实验可知：___________有磁场；此磁场的方向跟 ___________有关。这种现象叫电流的 ___________效应，电磁铁就是利用这种效应制成的；
（2）小红利用电磁铁设计了一种微机室防盗报警器（如图2）。在微机室房门处安装开关S，电铃安在传达室。当房门被推开时，开关S闭合，电流通过电磁铁，电磁铁 ___________（填“有”或“无”）磁性，跟金属弹性片上的磁铁相互 ___________，电铃电路接通电铃报警。
18．小刚想探究通电螺线管中插入物体的材料对其磁性强弱有什么影响。他用如图所示装置进行探究实验。
（1）保持电流不变，将无磁性、长度和横截面积相同但材料不同的圆柱形物体分别插入通电螺线管中，用吸引物重的大小来显示通电螺线管的磁性强弱.多次实验后，将数据记录在下表中：
插入的 物体 不放 物体 软铁 棒 铁合 金棒1 铁合 金棒2 铜棒 铝棒 碳棒
吸引的 物重/N 几乎 为0 0.5 0.6 0.35 几乎 为0 几乎 为0 几乎 为0
①从表中数据可得出：当其他条件相同时，放入______会影响通电螺线管的磁性强弱，这些物体均含有______，而放入______几乎不影响通电螺线管的磁性强弱。
②分析表中数据，发现通电螺线管中插入的物体虽均为导体，但对其磁性强弱影响却不同，据此，请你提出一个值得探究的问题：______。
③从数据可看出，用吸引物重大小不能显示通电螺线管磁性强弱的微小变化，请你提出一条改进方法：______。
（2）小刚在实验中还发现：断电后，取出螺线管中的物体，有些仍具有磁性（剩磁），按磁性强弱排序为：铁合金棒2最强、铁合金棒1较强、软铁棒最弱，其余没有磁性。
根据以上实验，完成填空：①选用______制造永磁体最合适。
②电磁铁选用软铁做铁芯的原因是______。
（3）根据磁化及磁极间的相互作用规律等物理知识，设计一个利用蹄形电磁铁给磁性较弱的磁体充磁的方案：______。
19．小聪利用光敏电阻为社区设计了一种自动草坪灯，其工作原理如图所示。工作电路中有两盏规格均为“220V 44W”的灯泡L，天暗时灯自动发光，天亮时灯自动熄灭。控制电路中电源电压U恒为6V，定值电阻R为200Ω。在一定范围内，光敏电阻R的阻值与光照强度E（光照强度E的单位为lx，光越强光照强度越大）之间存在一定关系，部分数据如下表所示。电磁铁的线圈电阻忽略不计，当天色渐暗，通过线圈的电流为0.02A时，恰好启动工作电路的照明系统。试问：
光照强度E/lx 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0
光敏电阻R/Ω 120 60 40 30 24
（1）随着光照强度减小，光敏电阻R的阻值______（选填“增大”或“减小”），电磁铁的磁性______（选填“增强”或“减弱”），当光照强度减小到一定值时，衔铁会被______（选填“吸下”或“释放”），照明系统启动。
（2）两盏灯均正常发光时，工作电路中的总电流是多少？（______）
（3）照明系统恰好启动时，光敏电阻R的阻值为多少？（______）此时光照强度为多少？（______）
五、综合题
20．珠海的春季，天气潮湿，需要除湿，如图1所示为某实验室的自动除湿器。除湿器内部的电路结构由控制电路和工作电路两部分组成，简化后的电路图如图2所示。控制电路中的电源电压，调控电阻的阻值范围为，R为装在除湿器内的湿敏电阻，其阻值随相对湿度空气中含有水蒸气的百分比，单位为：变化的图像如图2所示，L为磁控开关，当湿敏电阻R的阻值发生变化时，控制电路中的电流随之发生变化，当电流大于或等于20mA时，L的两个由磁性材料制成的弹片具有了磁性并相互吸合，工作电路的压缩机开始带动系统进行除湿。工作电路两端电压为保护电阻，磁控开关L的线电阻不计。问：
（1）当S接通时，可判断出图2中线圈上端P的磁极是______极；
（2）磁性弹片可能是下列哪些材料组成______；
A、钴、锌 B、铁、铝 C、钴、镍 D、铁、钢
（3）开关S闭合后，磁控开关L的两个弹片在一定条件下相互吸合，涉及的知识有______；
A．电流的磁效应
B．通电导体在磁场中受力的作用
C．磁化
D．磁极间相互作用
（4）由图3可知，湿敏电阻R的阻值随着相对湿度的增加而______；在磁控开关L闭合条件不变的情况下，若要早点开始除湿，则应将控制电阻R0=______ （两空均选：变大/变小）。
（5）因实验室内有较敏感的器件，要求相对湿度控制在以内，则调控电阻的阻值不能超过______；
（6）若除过程中工作电路的总功率为1100W，保护电阻，压缩机功率是______ W。
21．为延长蔬果保鲜时间，某同学帮助菜农设计了蔬果保鲜仓库的自动制冷装置.装置如图甲所示，控制电路中电源电压恒定，R1为热敏电阻，R2阻值为5Ω，电磁铁线圈阻值忽略不计；R1阻值随温度的变化关系如图乙所示.当温度升高到5℃时，控制电路中电流达到100mA，衔铁吸下，制冷器启动工作；当电流降至37.5mA时，衔铁弹回，工作电路断开，制冷器停止工作，如此进行间歇性循环工作.图丙为工作电路断开，制冷器听孩子工作，如此进行间歇性循环工作.图丙为工作电路某1小时内制冷器功率与时间的关系图。
请完成下列问题：
（1）温度升高时，热敏电阻R1的阻值将______（选填“增大”或“减小”）；
（2）请在控制电路中加一个电压表，使得温度升高时，电压表示数变大，应加在______（选填“R1”或“R2”）两端；
（3）求该装置所控制的最低温度（请写出过程）；（________）
（4）求一小时内，工作电路制冷器消耗的总电能；（________）
（5）如果要提高该装置所控制的最低温度，应将R2的阻值_______（选填“增大”或“减小”），此时最高温和最低温的温度差______（选填“增大”、“减小”或“不变”），理由是______。
【参考答案】
1．A 2．B 3．B 4．D 5．B 6．B 7．C 8．B
9．变大 变小
10．同名磁极相互排斥 N 上
11．变大 缩短
12．S 变亮
13．a、b 迟 早
14．N 大于 左
15．
16．
17．甲、丙 电流方向
磁 有 排斥
18．软铁棒、铁合金棒1、铁合金棒2（或铁磁性物质） 铁 铜棒、铝棒、碳棒（或不含铁的物质） 见详解 用铁屑（或大头针）代替重物 铁合金棒2 软铁易磁化且剩磁弱
19．增大 减弱 释放 0.4A 100Ω 1.2lx
20．N C 变小 变小
21．减小 R2 2℃ 1.8kW·h 增大 增大 温度越高，R1阻值的变化越慢