2021-2022学年度初中科学
八年级下册第一单元 电与磁【填空题 基础训练】
1.3 电磁铁的应用
一、填空题
1．（1）商场里的电动扶梯，为了节约能源，同学想利用电磁继电器设计了这样的电路：无人时电梯运行较慢，有人时电梯正常运行。请按照要求用笔画线代替导线将图乙中的控制电路和工作电路分别连接完整。其中 R1是压敏电阻（受到压力时阻值较小，不受压力时阻值很大），R2是定值电阻。( )
（2）为了使电磁铁对衔铁的吸引力变大，以下做法可行的是___________。
A．去掉电磁铁线圈中的铁芯 B．减少电磁铁线圈的匝数
C．适当增大控制电路电源电压 D．适当增大工作电路电源电压
【答案】 C
【详解】
（1）由题意可知应将压敏电阻R1串联在控制电路中；为了满足题中的要求，应将电动机和电阻R2接入工作电路中，电路如图所示：
由图知，无人时衔铁没有被吸下，电动机与R2串联接入电路，电动机两端电压小于电源电压，电动机的转速慢；当有人时衔铁被吸下，右侧电路只有电动机工作，其两端电压等于电源电压，通过电动机的电流变大，电动机转速变快，符合要求。
（2）A．若去掉电磁铁线圈中的铁芯，电磁铁的磁性将减弱，故A不可行；
B．若减少电磁铁线圈的匝数，电磁铁的磁性减弱，故B不可行；
C．增大控制电路电源的电压，可以增大通过电磁铁的电流，电磁铁的磁性将增强，故C可行；
D．增大工作电路电源的电压，不会影响通过电磁铁的电流，不会改变电磁铁的磁性，故D不可行。
故选C。
2．小明查阅资料,了解到出于安全考虑,电梯都设置超载自动报警系统,其工作原理如图甲所示,电路由工作电路和控制电路组成：在工作电路中,当电梯没有超载时,触点K与触点A接触，闭合开关S，电动机正常工作；当电梯超载时,触点K与触点B接触,电铃发出报警铃声，闭合开关S，电动机不工作。在控制电路中，已知电源电压U=6V，保护电阻R1=100Ω，电阻式压力传感器(压敏电阻)R2的阻值随压力F大小变化如图乙所示，电梯底架自重和电磁铁线圈的阻值都忽略不计。
（1）在控制电路中,当压敏电阻R2受到的压力F增大时，其阻值减小,从而使电磁铁的磁性___(填“增强”、“减弱”或“不变”).
（2）若电磁铁线圈电流达到20mA时，衔铁刚好被吸住，电铃发出警报声。当该电梯厢内站立总质量为1000kg的乘客时,试通过计算说明电梯是否超载 _______ (g取10N/kg)
【答案】 增强 电梯厢内站立总质量为1000kg的乘客时，电梯受到的压力等于乘客的重力，即F=G=mg=1000kg×10N/kg=10000N由图乙知，当压力F=10000N，对应的压敏电阻阻值R2=100Ω，因为串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以控制电路中的电流：I=U/R1+R2=6V/100Ω+100Ω=0.03A=30mA，因为30mA＞20mA，所以此时电梯超载
【解析】
【分析】
（1）在控制电路中，当压敏电阻R2受到的压力F增大时，其阻值减小，根据欧姆定律可知电路中电流的变化，再根据电磁铁中电流增大时磁性增强判断此时电磁铁的磁性的变化；
（2）根据G＝mg求出重力，也就是对电梯的压力，找出图象中压力对应的R2电阻值，根据欧姆定律的知识计算出此时电路中的电流，将这个电流和20mA比较得出结论。
【详解】
（1）在控制电路中，当压敏电阻R2受到的压力F增大时，其阻值减小，电路中的总电阻减小，根据欧姆定律可知，电路中的电流变大，电流增大时电磁铁的磁性增强；
（2）电梯厢内站立总质量为1000kg的乘客时，电梯受到的压力等于乘客的重力，即
，
由图乙，当压力F＝10000N，对应的压敏电阻阻值R2=100Ω
因为串联电路中总电阻等于各分电阻之和，根据得，控制电路中的电流：
，
因为30mA＞20mA，所以此时电梯已经超载。
3．如图所示，GMR为巨磁电阻，其阻值随着磁场的增强而急剧减小。闭合开关S1和S2，电磁铁的左端是________极；将滑动变阻器的滑片P从b端向a端滑动时，螺线管的磁性将_______，电压表的示数将________（选填“变大”“不变”或“变小”）。
【答案】 N 增强 变小
【解析】
[1]闭合开关S1 ，由安培定则知道，电磁铁的左端为N极，右端为S极。
[2]将滑动变阻器的滑片P从中点滑到a端时，滑动变阻器接入电路的阻值减小，由欧姆定律知道，电路中电流变大，所以，电磁铁的磁性增强，周围磁场增强。
[3]由于GMB的阻值随着磁场的增强而急剧减小，则磁场增强时，GMB的阻值减小；由串联电路分压的规律知道，GMB两端的电压变小，即电压表的示数变小。
4．如图所示是汽车启动装置电路简图，当钥匙插入钥匙孔并转动时，电磁铁产生磁性，此时电磁铁上端为 极，触点B与C （填“接通”或“断开”），汽车启动。
【答案】N 接通
【解析】
第一空．由图知道，当钥匙插入钥匙孔并转动时，左侧控制电路接通，又因为电磁铁中的电流是从下边导线流入的，所以，由安培定则知道，电磁铁的上端为N极；
第二空．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，由图知道，直角杠杆将会逆时针转动，此时触点B与C接通，电动机工作，汽车启动。
5．目前，我国时速600公里高速磁悬浮列车研制已取得重大技术突破，标志着我国磁悬浮技术已达到世界领先水平。高速磁悬浮列车上电磁体始终通有直流电，铁轨上线圈通电后，电磁体和线圈会变成一节节带有N极和S极的电磁铁，列车所受磁力如图所示，图中列车在磁力作用下正在向___________（填“左”或“右”）行驶；要保证列车一直向前行驶，线圈的N极和S极就要不断变换，则铁轨上线圈中应通___________（填“直流电”或“交流电”）。
【答案】 右 交流电
【详解】
[1]由图可知，根据异名磁极相互吸引、同名磁极相互排斥，则列车受到的合力方向向右，所以图中列车在磁力作用下正在向右移动。
[2]要保证列车一直向前行驶，线圈的N极和S极就要不断变换。根据电磁铁的磁极与线圈中电流方向有关可知，可以改变电流方向来改变磁极，则铁轨上线圈中应通交流电。
6．小强利用压力传感器、电磁继电器、阻值可调的电阻R等元件，设计了一个汽车超载自动报警电路，如图甲所示。他了解到这种压力传感器所受压力越大时，输出的电压就越大，闭合S，车辆通过压力传感器时电磁继电器的工作情况：
（1）车辆不超载时，工作电路中绿灯亮，电磁铁线圈_____（选填“有”或“无”）电流；
（2）当传感器所受压力增大到一定程度时，红灯亮，说明汽车超载，请你判断灯_____（选填"L1”或“L2”）是红灯；
（3）如果允许更大的汽车超载量通过此汽车超载自动报警电路，将可调的电阻R的阻值_____（选填“增大”、减小“或”不变）
【答案】 无 L2 增大
【解析】
【详解】
(1)[1]车辆不超载时，衔铁接上端，绿灯亮，电磁铁线圈电路没有接通，没有电流。
(2)[2]由图示可知，车辆不超载时，衔铁接上端，L1亮，车辆超载时，衔铁接下端，L2亮，由题意知，L2是红灯。
(3)[3]要使该装置报警，允许更大的汽车超载，则电源电压越大，根据欧姆定律可知，在电流不变的情况下，电阻要变大，根据串联电路的电阻规律可知，可调的电阻R的阻值增大。
7．小明去超市，走到电梯前发现电梯运动较慢，当他站在电梯上时电梯运动又快了起来．小明根据网络搜索的如图所示电路（R是一个压敏电阻）分析：当人站在电梯上，压敏电阻的阻值减小，则电磁铁的磁性变________，衔铁与触点________（选填“1”或“2”）接触，电动机的转速变________．
【答案】 强 2 快
【解析】
【详解】
读图可知，压敏电阻R在控制电路中，当人站上电梯，阻值减小时，电路中电流变大，电磁铁磁性增强，吸引衔铁，使触点与1断开，与2连接．在工作电路中，电动机原本与电阻R1串联，此时电阻R1被断路，电动机两端的电压增大，转速就会变快．
8．新建的居民住宅大多安装了自动空气开关．其原理如图所示，当电路由于电流过大时，电磁铁P的磁性将变________（选填“强”或“弱”），吸引衔铁Q的力变大，使衔铁转动，闸刀在弹力作用下自动开启，切断电路，起到保险作用．某周末，文强同学在家开着空调看电视，妈妈打开电饭锅做饭时，家里的自动空气开关“跳闸”．则此时“跳闸”的原因最可能是________．
【答案】 强 总功率过大
【解析】
【详解】
（1）如图，导线通过电磁铁接入电路，且电流越大时，磁性越强。
当电流中电流过大时，电磁铁的磁性变强，对衔铁的吸引力变大，使衔铁转动，在弹簧的作用下，空气开关断开，保护电路．
（2）家庭电流中电流过大有2个原因：短路或总功率过大．
题中开着空调看电视，妈妈打开电饭锅做饭时，家里的自动空气开关“跳闸”，可见开了多个功率较大的用电器使开关“跳闸”，故原因最有可能是总功率过大．
9．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R1的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电路图，图中a、b为两个固定的金属片，d为铁片。
(1)要使温度过高时发送报警信息，开关c应接在___(填“a”或“b”)处。
(2)要使报警的最低温度升高些，应将P点向____(填“左”或“右”)移动。
【答案】 a 左
【解析】
【详解】
(1)[1]当电磁铁向左吸引铁皮d时，接通右边的工作电路发送信息，这时铁皮d与左边的金属片a接触，只有开关c与a接触，右边的工作电路才能工作；
(2)[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。
10．如图所示为电话机原理图，当人对着话筒说话时，如果滑动变阻器的滑片向右移动，则听筒电磁铁磁性将_________（选填“变强”、“变弱”或“不变”），通过导体AB的电流方向为_______（选填“A到B”或“B到A”）。
【答案】 变强 A到B
【解析】
[1]当滑动变阻器的滑片向右滑动时，滑动变阻器接入电路电阻变小，电路中电流变大，电磁铁的磁性变强；
[2]由图可知，通过导体AB的电流方向为从A到B。
11．如图是一种“闯红灯违规证据模拟器”的工作原理图，光控开关接收到红光时会自动闭合，压敏电阻若同时受到车的压力，其阻值变小，电磁铁的磁性因电路中电流的改变而变 （选填“强”或“弱”），当电流变化到一定值时，衔铁与触点 （选填“1”或“2”）接触，电控照相机工作，拍摄违规车辆。
【答案】强 2
【解析】
通过违规车辆对压敏电阻压力的增大，引起了压敏电阻阻值的变化，导致了电路中电流的变化；电流的变化引起了电磁铁的磁性强弱发生了变化，进而导致了工作电路的接通．
【详解】
只有在红灯亮的期间，光控开关才闭合，若此时车辆违规闯红灯行驶时，会压上压敏电阻，从而使压敏电阻的阻值减小，在电源电压一定的情况下，电阻越小，电流就越大。
电磁铁的磁性与电流有关，并且电流越大磁性越强，所以电磁铁的磁性会增强。当电流增大到一定程度时，电磁铁会将衔铁吸下，使其与触点2接触，导致了电控照相机所在的电路接通，照相机会对违规车辆进行拍照。
12．物理学中常用磁感应强度（用字母B表示）来描述磁场的强弱,它的国际单位是特斯拉（符号是T），为了研究“电磁铁产生的磁场强弱与什么因素有关”设计了如甲所示的电路， R2的阻值为10Ω，R为磁敏电阻。其阻值随磁感应强度B变化的图像如图乙。
（1）当S1断开,S2闭合时，电压表的示数为3V，则此时电流表的示数为多少A．_____
（2）再闭合S1，移动滑动变阻器R1的滑片,当电流表示数为0.2A时,求该磁敏电阻所在位置的磁感应强度？_____
（3） 保持R1的滑片位置不变，换线圈匝数更多的电磁铁，放在同一位置，电流表示数变小，就得到结论：线圈匝数越多，电磁铁磁性越强。对吗？为什么？_____
【答案】(1) 0.3A；(2) 0.4T；(3)不对，没有控制通过电磁铁的电流相等。
【解析】
【详解】
(1)由图象可知，当R没有磁性时，R=10Ω，根据欧姆定律得，电流表的示数为
I==0.3A；
(2)电源电压为：
U=I（R+R2）=0.3A×（10Ω+10Ω）=6V；
当电流表示数为0.2A时，此时电路的总电阻为：
R'==30Ω；
则R的阻值为：
R=R'-R2=30Ω-10Ω=20Ω，
对照图象可知，此时的磁感应强度为0.4T；
(3)保持R1的滑片位置不变，换线圈匝数更多的电磁铁，由于电磁铁的阻值发生了变化，导致电流变化，没有控制电流相同，故无法完成实验。
答：(1)此时电流表的示数是0.3A；
(2)此时的磁感应强度为0.4T；
(3)不对，没有控制通过电磁铁的电流相等。
【点睛】
此题是一道电与磁知识综合应用的创新题，需要知道欧姆定律的公式，通电螺线管的磁场与电流的大小和线圈的匝数有关。2021-2022学年度初中科学
八年级下册第一单元 电与磁【填空题 基础训练】
1.3 电磁铁的应用
一、填空题
1．（1）商场里的电动扶梯，为了节约能源，同学想利用电磁继电器设计了这样的电路：无人时电梯运行较慢，有人时电梯正常运行。请按照要求用笔画线代替导线将图乙中的控制电路和工作电路分别连接完整。其中 R1是压敏电阻（受到压力时阻值较小，不受压力时阻值很大），R2是定值电阻。( )
（2）为了使电磁铁对衔铁的吸引力变大，以下做法可行的是___________。
A．去掉电磁铁线圈中的铁芯 B．减少电磁铁线圈的匝数
C．适当增大控制电路电源电压 D．适当增大工作电路电源电压
2．小明查阅资料,了解到出于安全考虑,电梯都设置超载自动报警系统,其工作原理如图甲所示,电路由工作电路和控制电路组成：在工作电路中,当电梯没有超载时,触点K与触点A接触，闭合开关S，电动机正常工作；当电梯超载时,触点K与触点B接触,电铃发出报警铃声，闭合开关S，电动机不工作。在控制电路中，已知电源电压U=6V，保护电阻R1=100Ω，电阻式压力传感器(压敏电阻)R2的阻值随压力F大小变化如图乙所示，电梯底架自重和电磁铁线圈的阻值都忽略不计。
（1）在控制电路中,当压敏电阻R2受到的压力F增大时，其阻值减小,从而使电磁铁的磁性___(填“增强”、“减弱”或“不变”).
（2）若电磁铁线圈电流达到20mA时，衔铁刚好被吸住，电铃发出警报声。当该电梯厢内站立总质量为1000kg的乘客时,试通过计算说明电梯是否超载 _______ (g取10N/kg)
3．如图所示，GMR为巨磁电阻，其阻值随着磁场的增强而急剧减小。闭合开关S1和S2，电磁铁的左端是________极；将滑动变阻器的滑片P从b端向a端滑动时，螺线管的磁性将_______，电压表的示数将________（选填“变大”“不变”或“变小”）。
4．如图所示是汽车启动装置电路简图，当钥匙插入钥匙孔并转动时，电磁铁产生磁性，此时电磁铁上端为 极，触点B与C （填“接通”或“断开”），汽车启动。
5．目前，我国时速600公里高速磁悬浮列车研制已取得重大技术突破，标志着我国磁悬浮技术已达到世界领先水平。高速磁悬浮列车上电磁体始终通有直流电，铁轨上线圈通电后，电磁体和线圈会变成一节节带有N极和S极的电磁铁，列车所受磁力如图所示，图中列车在磁力作用下正在向___________（填“左”或“右”）行驶；要保证列车一直向前行驶，线圈的N极和S极就要不断变换，则铁轨上线圈中应通___________（填“直流电”或“交流电”）。
6．小强利用压力传感器、电磁继电器、阻值可调的电阻R等元件，设计了一个汽车超载自动报警电路，如图甲所示。他了解到这种压力传感器所受压力越大时，输出的电压就越大，闭合S，车辆通过压力传感器时电磁继电器的工作情况：
（1）车辆不超载时，工作电路中绿灯亮，电磁铁线圈_____（选填“有”或“无”）电流；
（2）当传感器所受压力增大到一定程度时，红灯亮，说明汽车超载，请你判断灯_____（选填"L1”或“L2”）是红灯；
（3）如果允许更大的汽车超载量通过此汽车超载自动报警电路，将可调的电阻R的阻值_____（选填“增大”、减小“或”不变）
7．小明去超市，走到电梯前发现电梯运动较慢，当他站在电梯上时电梯运动又快了起来．小明根据网络搜索的如图所示电路（R是一个压敏电阻）分析：当人站在电梯上，压敏电阻的阻值减小，则电磁铁的磁性变________，衔铁与触点________（选填“1”或“2”）接触，电动机的转速变________．
8．新建的居民住宅大多安装了自动空气开关．其原理如图所示，当电路由于电流过大时，电磁铁P的磁性将变________（选填“强”或“弱”），吸引衔铁Q的力变大，使衔铁转动，闸刀在弹力作用下自动开启，切断电路，起到保险作用．某周末，文强同学在家开着空调看电视，妈妈打开电饭锅做饭时，家里的自动空气开关“跳闸”．则此时“跳闸”的原因最可能是________．
9．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R1的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电路图，图中a、b为两个固定的金属片，d为铁片。
(1)要使温度过高时发送报警信息，开关c应接在___(填“a”或“b”)处。
(2)要使报警的最低温度升高些，应将P点向____(填“左”或“右”)移动。
10．如图所示为电话机原理图，当人对着话筒说话时，如果滑动变阻器的滑片向右移动，则听筒电磁铁磁性将_________（选填“变强”、“变弱”或“不变”），通过导体AB的电流方向为_______（选填“A到B”或“B到A”）。
11．如图是一种“闯红灯违规证据模拟器”的工作原理图，光控开关接收到红光时会自动闭合，压敏电阻若同时受到车的压力，其阻值变小，电磁铁的磁性因电路中电流的改变而变 （选填“强”或“弱”），当电流变化到一定值时，衔铁与触点 （选填“1”或“2”）接触，电控照相机工作，拍摄违规车辆。
12．物理学中常用磁感应强度（用字母B表示）来描述磁场的强弱,它的国际单位是特斯拉（符号是T），为了研究“电磁铁产生的磁场强弱与什么因素有关”设计了如甲所示的电路， R2的阻值为10Ω，R为磁敏电阻。其阻值随磁感应强度B变化的图像如图乙。
（1）当S1断开,S2闭合时，电压表的示数为3V，则此时电流表的示数为多少A．_____
（2）再闭合S1，移动滑动变阻器R1的滑片,当电流表示数为0.2A时,求该磁敏电阻所在位置的磁感应强度？_____
（3） 保持R1的滑片位置不变，换线圈匝数更多的电磁铁，放在同一位置，电流表示数变小，就得到结论：线圈匝数越多，电磁铁磁性越强。对吗？为什么？_____
