【卷14】 第二十章 第3节 电磁铁 电磁继电器——2021～2022学年九年级物理下册同步作业练习（含解析）

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第二十章 电与磁
第3节 电磁铁 电磁继电器
基础达标练
知识点1 电磁铁及其磁性
1.下列设备中，与电磁起重机的工作原理不同的是 ( )
A.电铃 B.指南针 C.磁悬浮列车 D.空气开关
2.酿酒坊里的发酵罐配有笨重的密封装置。为了方便操作，小明设计了一个用杠杆和电磁铁的组合系统来升降的密封罩，如图所示。该装置使用电磁铁而不是永久磁体的原因是________________________,电磁铁的工作原理是________________________________。
3.为探究电磁铁的磁性强弱与哪些因素有关，小丽所在的实验小组用漆包线(表面涂有绝缘物质的导线)在一根大铁钉上紧密环绕了若干圈，制成简单的电磁铁。如图所示为实验过程，实验中准备了充足的大头针。请你解答问题。
(1)实验中小丽是通过观察比较________________________来判断电磁铁磁性的强弱。
(2)通过比较________、________两图，可以得出结论：电磁铁磁性的有无与电流的有无有关。
(3)通过比较乙、丙两图，可以得出的结论是________________________________________。此时乙、丙两图中的电磁铁磁性较强的是________图。
(4)通过比较图丁中的A、B两电磁铁，可以得出的结论是_________________________________。
知识点2 电磁继电器
4.如图所示是某汽车启动装置的电路。当左侧启动器的开关闭合时，会有较小的电流通过器件X,接着有强大的电流通过电动机，并将电动机启动。请你根据所学的知识判断，X可能是以下器件中的 ( )
A.电流表 B.电磁继电器 C.电压表 D.验电器
5.在如图所示的电路中，当控制电路中的开关闭合时，工作电路的情况是 ( )
A.灯亮，电铃响 B.灯亮，电铃不响 C.灯不亮，电铃不响 D.灯不亮，电铃响
6.如图所示是一种单元防盗门锁的示意图。当有人在楼下按响门铃时，楼上的人闭合开关，门锁上的电磁铁通电________衔铁，衔铁就会脱离门扣，这时外面的人就能拉开门，进入楼内。在关门时，开关是断开的，衔铁在________________的作用下，重新合入门扣。
重点提升练
7.关于如图所示的电路，下列说法正确的是 ( )
A.图中静止小磁针的B端为N极
B.当滑动变阻器的滑片向右滑动时，电磁铁的磁性增强
C.开关S由a拨到b时，电磁铁的磁极发生改变
D.将开关S由a拨到b,调节滑动变阻器的滑片，使电流表的示数不变，此时电磁铁的磁性增强
8.如图所示，一条形磁体静止在水平桌面上，将电磁铁与条形磁体沿同一水平线放置，固定其左端。当开关闭合，电路中滑动变阻器的滑片P逐渐向下移动时，条形磁体始终保持静止。则在此过程中，条形磁体受到的摩擦力 ( )
A.方向向右，逐渐减小 B.方向向右，逐渐增大 C.方向向左，逐渐减小 D.方向向左，逐渐增大
9.小明利用光敏电阻受到光照时电阻会变小的特性，设计了如图所示的自动控制电路。该电路要求光暗时灯亮，光亮时灯灭。在实际使用时，小明发现灯始终亮着，经检查得知光敏电阻和其他电路元件都正常。下列操作能解决这个问题的是 ( )
A.减少电磁铁线圈的匝数 B.抽出电磁铁中的铁芯
C.将滑动变阻器的滑片P向左适当移动 D.减小控制电路中电源的电压
10.如图所示是小红同学设计的检测汽车尾气中CO排放量的电路。闭合开关后，当CO浓度高于某一设定值时，电铃就会报警。已知气敏电阻R1的阻值随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.电磁铁的上端是S极
C.若减小控制电路中的电源电压U1,则报警时CO的浓度会比设定值高
D.为使该检测电路能在CO浓度更低时报警，可将R2的滑片向下移
11.人工心脏泵可短时间代替心脏工作。如图所示是人工心脏泵的示意图，磁体固定在左侧，线圈AB固定在用软铁制成的活塞柄上(相当于一个电磁铁)，活塞筒通过阀门与血管连通。阀门S1只能向外开启，S2只能向内开启。当线圈中的电流从A流向B时，电磁铁的左端是________极，血液会________(选填“流入”或“流出”)活塞筒。当线圈中的电流从B流向A时，活塞会向________(选填“左”或“右”)运动。
12.大棚蔬菜种植能给农民带来可观的收入。刘大爷家的大棚温度监控系统的电路如图所示。当棚内温度正常时，温控开关处于断开状态，绿灯亮；当棚内温度不正常时，温控开关处于闭合状态，电磁铁(有电阻)通电工作，电铃响、红灯亮。使用中发现电铃和红灯只要拆卸掉其中任意一个，另一个也不工作。请你在图中画几匝电磁铁的绕线，并按要求将电路连接完整。
核心素养练
13.小明用如图所示的电路探究了“电磁铁的磁极与电流方向的关系”后，还想探究“电磁铁的磁性强弱与电流大小的关系”。请你帮他设计这个实验。
(1)添加的器材：____________________________________________________________。
(2)实验过程：____________________________________________________________。
★防错小贴士★
判断影响电磁铁磁性强弱的因素时要控制变量。(详见第3题)
《参考答案及解析》
第3节 电磁铁电磁继电器
1.B
[解析]电铃、磁悬浮列车、空气开关和电磁起重机一样，都是利用电流的磁效应进行工作的。指南针是利用磁极间的相互作用工作的。
2.电磁铁磁性的有无和强弱可以控制 电流的磁效应
[解析]电磁铁磁性的有无和强弱可以通过通、断电和移动滑动变阻器来控制。电磁铁的工作原理是电流的磁效应。
3.(1)电磁铁吸引大头针数目的多少
(2)甲 乙
(3)当线圈匝数一定时，电流越大，电磁铁的磁性越强丙
(4)当电流一定时，线圈的匝数越多，电磁铁的磁性越强
[解析]实验中运用了转换法，即用电磁铁吸引大头针的数目来判断电磁铁磁性的强弱。同时运用了控制变量法，即探究某一因素的影响时要控制其他因素不变。
4.B
[解析]电磁继电器是利用低电压、弱电流的电路来控制高电压、强电流的电路的一种器件，和题目中给出的信息吻合。
5.D
[解析]当控制开关S闭合时，控制电路接通，电路中有电流通过，电磁铁产生磁性，吸引衔铁，衔铁被吸下，电铃所在电路接通，灯所在电路断开，此时电铃响，灯不亮。
6.吸引 弹簧弹力
[解析]此防盗门门锁在工作时利用的是电磁继电器，要求熟悉电磁继电器的工作过程。
7.A
[解析]根据安培定则可知，电磁铁的左端是N极，右端是S极，所以小磁针的B端为N极；滑动变阻器的滑片向右滑动时，滑动变阻器接入电路的阻值变大，根据欧姆定律可知，电路中的电流变小，电磁铁的磁性减弱；开关S由a拨到b时，电磁铁中的绕线方法、电流方向不变，磁极也不变；将开关S由a拨到b时，线圈匝数减少，由题意可知，电路中的电流不变，所以电磁铁的磁性减弱。
8.A
[解析]闭合开关后，由安培定则可知，电磁铁的右端为N极，由图可知，条形磁体的左端为极，根据异名磁极相互吸引可知，条形磁体受到电磁铁向左的吸引力。因为条形磁体始终保持静止，所以它受到的吸引力和桌面对它的摩擦力是一对平衡力，可知条形磁体受到的摩擦力方向向右。当滑片逐渐向下移动时，滑动受阻器连入电路的阻值增大，由欧姆定律可知，电路中的电流逐渐变小，所以电磁铁的磁性逐渐变弱，条形磁体受到电磁铁的吸引力逐渐变小，摩擦力也逐渐减小。
9.C
[解析]灯始终亮着是因为即便在亮光照射时，电磁铁的磁性也较弱，无法吸引衔铁，所以要解决这个问题就应增强电磁铁的磁性。将滑动变阻器的滑片P向左移动时，变阻器接入电路的阻值变小，电路中的电流变大，电磁铁的磁性增强，就可以吸引衔铁。
10.C
[解析]已知C0浓度高于某一设定值时，电铃就会报警，且气敏电阻R1的阻值随CO浓度的增大而减小，由欧姆定律可知，当电阻减小时，控制电路中的电流增大，电磁铁的磁性增强，衔铁被吸下，电铃就会报警，故电铃应接在B和D之间；根据安培定则可知，电磁铁的上端是N极；为使该检测电路能在CO浓度更低时报警，就需要增大同等情况下电路中的电流，可以将滑动变阻器R2的滑片向上移，减小电路中的电阻。若减小电源电压U1,则只有当R的阻值比原先更小，即CO浓度比设定值更高时，才能达到电磁铁吸引衔铁的电流值，电铃才会报警。
11.S 流入 右
[解析]线圈中的电流从A流向B时，由安培定则可知，电磁铁的右端为N极，左端为S极。因异名磁极相互吸引，所以活塞柄受到磁体的吸引力左移，导致活塞筒内的气压减小，小于血管内的气压，所以阀门S1关闭，S2打开，血液通过S2流入活塞筒。
12.如图所示
[解析]棚内温度不正常时，温控开关处于闭合状态，电磁铁通电工作，电磁铁具有磁性，说明电源、开关、电磁铁构成通路。电铃和红灯只要拆卸掉其中任意一个，另一个也不工作，说明两者是串联的；棚内温度不正常时，温控开关处于闭合状态，电磁铁通电工作，电磁铁具有磁性，吸引衔铁，动触点和下面的静触点接通，电源、红灯、电铃、动触点、静触点构成通路。
13.(1)滑动变阻器、一盒大头针
(2)①将滑动变阻器的滑片调到阻值最大处，将其接入原电路中；②闭合开关，将电磁铁的一端置于大头针盒上方适当距离处，记录电磁铁吸引大头针的数目；③逐渐减小滑动变阻器接入电路的阻值，观察并记录电磁铁吸引大头针的数目进行比较
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