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

20.3电磁铁电磁继电器同步练习卷 2021-2022学年人教版九年级物理全一册
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题（本大题共5小题，共15分）
连接如图所示电路，提供足够数量的大头针，只通过控制开关和调节滑动变阻器滑片的位置，无法探究
A. 电流的有无对电磁铁磁场有无的影响
B. 电流方向对电磁铁磁场方向的影响
C. 电流大小对电磁铁磁场强弱的影响
D. 线圈匝数对电磁铁磁场强弱的影响
如图所示，在电磁铁正上方用弹簧挂着一条形磁铁，开关闭合后，当滑片从端向端滑动过程中，会出现的现象是
A. 电流表示数变小，弹簧长度变短
B. 电流表示数变小，弹簧长度变长
C. 电流表示数变大，弹簧长度变长
D. 电流表示数变大，弹簧长度变短
如图所示是某科技小组设计的一种温度自动控制报警装置电路图，关于它的说法正确的是
A. 当温度低于时，报警装置就会响铃，同时绿灯亮
B. 当温度低于时，报警装置就会响铃，同时红灯亮
C. 当温度达到时，报警装置就会响铃，同时红灯亮
D. 当温度达到时，报警装置就会响铃，同时绿灯亮
如图所示，是一个巨磁电阻，其特性是电阻在磁场中会急剧减小，且磁场越强电阻越小，闭合开关后，下列四种情况相比较，指示灯最亮的是
A. 断开，滑片在图示位置
B. 闭合，滑片在图示位置
C. 闭合，滑片在滑动变阻器最右端
D. 闭合，滑片在滑动变阻器最左端
电梯为居民出入很大的便利，出于安全考虑，电梯设置有超载自动报警系统，其工作原理如图所示，为保护电阻，为压敏电阻，其阻值随压力增大而减小。下列说法正确的是
A. 电磁铁是根据电磁感应原理制成的
B. 工作时，电磁铁的上端为极
C. 超载时，电磁铁的磁性减小
D. 正常情况下未超载时，与接触
二、填空题（本大题共4小题，共25分）
如图所示，闭合开关，烧杯中水面上浮着一个空心小铁球，将盛水的容器放在电磁铁上方，此时电磁铁端为______极，将滑片向右滑动，空心小铁球将______。填“上浮”“下沉”“静止”
如图所示，是某同学探究“电磁铁磁性强弱跟电流大小关系”的电路图。
电磁铁磁性的强弱是通过观察______来确定的。
闭合开关后，当滑动变阻器滑片 向______填“”或“”端移动时，电磁铁磁性增强。
在图中，电磁铁的上端是______极选填“”或“”。
如图所示，为巨磁电阻，其阻值随着磁场的增强而急剧减小。闭合开关和，电磁铁的右端是______极；将滑动变阻器的滑片从中点滑到端时，电压表的示数将______选填“变大”“不变”或“变小”。
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“”或“”接触，电控照相机工作，拍摄违规车辆。
三、作图题（本大题共3小题，共24分）
将如图所示的电磁铁连入你设计的电路中在虚线框内完成，器材自选。
要求：
电磁铁磁性有无可以控制；
能改变电磁铁磁性的强弱；
电路接通后使小磁针静止时在如图所示的位置。
请将图中各器材和元件连成电路，要求开关断开时，绿灯亮，红灯熄灭；开关闭合时，红灯亮，绿灯熄灭。
如图是某小区利用太阳能给路灯供电的自动控制电路的原理示意图，其中，光敏电阻的阻值随光照强度的增强而变小，该装置能实现白天为蓄电池充电，晚上照明，试将电路连接完整。
四、实验探究题（本大题共1小题，共16分）
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：
A、闭合开关，电路中有电流通过，大头针被吸引，说明电磁铁有磁性；断开开关，电路中无电流，大头针没有被吸引，说明此事没有磁性。不符合题意；
B、电流方向是否改变，大头针都能被吸引，所以现有条件无法探究电流方向对电磁铁磁场方向的影响。符合题意；
C、闭合开关，调节滑动变阻器滑片，电路电流改变，大头针被吸起的数目发生改变，说明电磁铁磁场强弱与电流大小有关。不符合题意；
D、两个线圈串联，通过的电流相等，但吸起大头针的数目不同，说明电磁铁磁场与线圈匝数有关。不符合题意。
故选：。
电磁铁的特点有三个：磁性的有无由通断电控制；磁性的强弱由电流大小和线圈匝数控制；磁场方向由电流方向控制。
此题考查的是我们对电磁铁磁性强弱因素及探究过程的掌握和应用，要重点掌握控制变量法和转换法在实验中的应用。
2.【答案】
【解析】解：电流由下方流入，则由右手螺旋定则可知，螺线管上端为极；
因同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，两磁铁同名相对，故相互排斥；
当滑片从端向端滑动过程中，滑动变阻器接入电阻减小，由欧姆定律可得，电路中电流变大，则条形磁铁受向上的力增强；
条形磁铁受重力、拉力及向上的磁场力，向下的重力与向上的弹簧的弹力及磁场力之和相等，因重力不变，磁场力增强，故弹簧的弹力减小，故弹簧长度变短。
故选：。
由右手螺旋定则可得出螺线管上端磁极，则由磁极间的相互作用可知电磁铁与条形磁铁的作用；
根据滑片的移动可知滑动变阻器接入电阻的变化，由欧姆定律可得出电流的变化，进而可知通电螺线管磁场强弱的变化，则可知条形磁极的受力变化，由力的合成可知弹簧长度的变化。
本题巧妙地将力学问题及电磁场的知识相互联系，综合性考查了欧姆定律、影响通电螺线管磁性强弱的因素及弹簧的弹力，对学生的审题能力及分析能力要求较高，是道好题。
3.【答案】
【解析】解：据图可知，该温度自动报警器的原理是：当温度达到时，由于温度计内的液体是导体，这样控制电路会接通，电磁铁产生磁性，将衔铁吸引，将报警电路接通，电铃响，红灯亮，起到报警作用；
故选：。
温度自动报警器的原理是当温度达到一定值时，温度计内液体上升，该液体必须是导体，这样控制电路会接通，电磁铁产生磁性，将衔铁吸引，将报警电路接通，电铃响，起到报警作用；
此题主要考查了电磁继电器的工作原理、导体的概念和温度计的制作原理。电磁继电器的实质相当于工作电路中的开关。解决此类题目的关键是了解电磁继电器的构造，并搞清各部分的作用，同时要搞清控制电路和工作电路。
4.【答案】
【解析】解：
A、断开时，电磁铁无磁性，由题意可知的电阻最大，由可知，右侧电路中电流最小，由可知，指示灯的实际功率最小，指示灯最暗，故A错误；
、闭合时，所处的位置由无磁场变为有磁场，的阻值减小；
当滑片在滑动变阻器最左端时，左侧电路的电阻最小，由可知，左侧电路中的电流最大，电磁铁磁性最强，则的电阻最小，右侧电路中电流最大，由可知，指示灯的实际功率最大，指示灯最亮，故BC错误，D正确。
故选：。
本题考查了电路的动态分析，涉及到电磁铁磁性与电流的关系和电功率公式的应用等，判断出巨磁电阻的变化是解题的关键。
5.【答案】
【解析】解：
A、电磁铁是根据电流的磁效应原理制成的，故A错误；
B、工作时，电流从电磁铁的下面导线流入，利用安培定则判断出电磁铁的下端为极，上端为极，故B正确；
C、超载时，随着压力的增大，压敏电阻的阻值随着减小，电路中的电流逐渐增大，电磁铁的磁性逐渐增强，故C错误；
D、正常情况下未超载时，衔铁被弹簧拉起，与静触点接触，故D错误。
故选：。
此题主要考查的是学生对电磁铁和电磁继电器的原理、磁性强弱的影响因素、安培定则的理解和掌握，知识点较多，但都是基础性题目。
电磁铁是根据电流的磁效应制成的；
知道电流的方向，根据安培定则判断出电磁铁的极；
为压敏电阻，其阻值随压力增大而减小，所以知道超载时压敏电阻的阻值变化情况，根据判断出电流的变化；电磁铁的磁性强弱和电流大小、线圈匝数多少有关；
正常情况下未超载时，衔铁被弹簧拉起，与静触点接触。
6.【答案】；上浮
【解析】解：电流由流向，则由右手螺旋定则可知螺线管端为极，则端为极南极；
当滑片向右移动时，滑动变阻器接入电阻增大，则由欧姆定律可知电路中电流减小，则螺线管中的磁性减弱，故小铁球所受磁力减小，使得铁球上浮一些，排开水的体积变小，而且由有阿基米德原理可知受到的浮力将减小。
故答案为：；上浮。
已知电流方向则由右手螺旋定则可知螺线管的磁极；
当滑片向右滑动时，滑动变阻器接入电阻变大，则由欧姆定律可知螺线管中磁性的变化、铁球受磁力变化，从而确定铁球上升或下降，根据阿基米德原理得出受浮力变化。
本题综合考查了学生对右手螺旋定则、欧姆定律、滑动变阻器的使用的了解与掌握，对学生能力要求较高，属于难题。
7.【答案】电磁铁吸引铁钉的多少；；。
【解析】解：
判断电磁铁磁性的强弱，是通过观察电磁铁吸引铁钉的多少来确定的；电磁铁吸引的铁钉越多，说明电磁铁磁性越强；
滑动变阻器的滑片向端滑动时，滑动变阻器接入电路的电阻减小，电流变大，在线圈和铁芯一定时，电磁铁的磁性增强，电磁铁吸引的铁钉增加；
根据电源的正负极判断电磁铁电流的方向，根据安培定则判断电磁铁下端是极，上端是极。
故答案为：电磁铁吸引铁钉的多少；；。
用控制变量法和转换法探究电磁铁磁性强弱的影响因素；
电磁铁磁性强弱影响因素：电流大小、线圈匝数多少、有无铁芯，在电流和铁芯一定时，线圈的匝数越多，电磁铁磁性越强；在线圈和铁芯一定时，电流越大，电磁铁磁性越强；在线圈和电流一定时，有铁芯时电磁铁磁性越强；
电磁铁的极和极通过安培定则进行判断：用右手握住螺线管，四指指向电流的方向，大拇指所指的方向是电磁铁的极。
此题是探究影响电磁铁磁性强弱的因素，要知道电磁铁的磁性强弱与电流的大小和线圈的匝数有关。同时还考查了安培定则的应用。
8.【答案】 变大
【解析】解：闭合开关，由安培定则可知，电磁铁左端的磁极为极，右端为极；
将滑动变阻器的滑片从中点滑到端时，滑动变阻器接入电路的阻值增大，由欧姆定律可知，电路电流变小，因此电磁铁磁性减弱，周围磁场减弱；的阻值随着磁场的增强而急剧减小，由串联电路分压的规律可知，电压表的示数变大。
故答案为：；变大。
由安培定则可以判断出螺线管的极性。
根据串联电路电阻的特点分析将滑动变阻器的滑片从中点滑到端时电阻的变化；最后根据串联电路分压的特点判断电压表示数的变化。
本题考查了电路的动态分析，涉及到电磁铁磁性与电流的关系、欧姆定律以及电功率公式的应用等，判读出巨磁电阻的变化是解题的关键。
9.【答案】强；
【解析】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。
故答案为：强；。
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。
要使照相机工作，首先要同时具备两个条件：红灯亮起，光控开关因接受红光而闭合；车辆要违规行驶，压上压敏电阻。两个条件同时具备，缺一不可。
10.【答案】解：电磁铁的磁性强弱跟电流大小、匝数多少、是否有铁芯插入有关。图中匝数多少、是否有铁芯插入已确定，所以只能改变电流的大小，我们可以利用滑动变阻器来达到这个目的，滑动变阻器与电源串联。
另外，我们还要画出电源。小磁针静止时极所指示的方向--向右，为该点磁场的方向。在磁体外部，磁感线从极指向极，所以螺线管的右端为极，左端为极。根据右手定则，电流应该从电磁铁的右端流入，左端流出，所以通电螺线管右端的导线连接电源的正极，左端的导线连接电源的负极。
【解析】要改变电磁铁磁性的强弱，就需要从决定电磁铁磁性强弱的因素电流大小、线圈匝数、有无铁芯这几方面去考虑。由于线圈匝数、铁芯这两个方面已经确定。故只有从电流大小去考虑。
要使小磁针静止在图示位置，就要使电磁铁的左端为极，右端为极。然后利用安培定则来确定电流方向。
本题考查了学生对于有关电磁铁知识的掌握情况，要求学生能运用所学的物理知识来解决实际问题，真正做到学以致用。
11.【答案】解：当闭合开关时，电磁铁有电流，电磁铁有磁性，衔铁被吸下，带动衔铁的动触点与下面触点连接，红灯亮；当电磁铁无电流，电磁铁无磁性，衔铁在弹簧的反作用力返回原来的位置，使动触点与上面触点连接，绿灯亮。电路图如下：
【解析】电磁继电器一般由电磁铁、衔铁、触点簧片等组成的，只要电磁铁有电流，电磁铁有磁性，衔铁被吸下，带动衔铁的动触点与静触点常开触点吸合，红灯亮；当电磁铁无电流，电磁铁无磁性，衔铁在弹簧的反作用力返回原来的位置，使动触点与原来的静触点常闭触点吸合，绿灯亮。
本题考查了电磁铁在电磁继电器上的应用，在解答此类题目时，要从电磁铁通电有磁性、断电无磁性的原理进行分析。
12.【答案】解：为了使该装置白天为蓄电池充电，晚上照明，就需要白天让电磁铁吸引衔铁，夜间电磁铁磁性小，不吸引衔铁，据此设计电路如图：
故答案为：如上图所示。
【解析】为了使该装置白天为蓄电池充电，晚上照明，就需要白天让电磁铁吸引衔铁，夜间电磁铁磁性小，不吸引衔铁，据此设计电路如图：
本题考查电磁继电器的实物电路图的连接，明白电磁继电器工作的原理是解题关键。
13.【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】解：
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。
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。
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。
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