北师大版九年级年级全一册14.4电磁铁及其应用 同步练习（含解析）

北师大版九年级年级全一册 14.4 电磁铁及其应用
一、单选题
1．图所示的是一种温度自动报警器的原理图，在水银温度计中封入一段金属丝，金属丝下端所指示的温度为90℃，当温度达到90℃时，自动报警器报警。下列说法中正确的是（　　）
A．灯亮时表示报警器报警
B．温度达到85℃时，报警器中的灯亮同时铃响
C．报警器中水银温度计和电磁铁并联在电路中
D．报警器是利用电磁铁通电时有磁性、断电时磁性消失的特点工作的
2．如图所示的电路，将电磁铁与滑动变阻器串联接入电路，闭合开关S，下列说法正确的是（　　）
A．电磁铁的上端为N极
B．电磁铁周围存在磁感线
C．将滑动变阻器的滑片向右滑动，电磁铁的磁性增强
D．将滑动变阻器的滑片向左滑动，电磁铁的磁极会对调
3．下列装置中，利用电磁铁制成的是（　　）
A．指南针 B．白炽灯 C．电铃 D．发光二极管
4．如图所示，条形磁铁放在粗糙程度相同的水平桌面上静止后，闭合开关S，滑片P向下移动。下列说法正确的是（　　）
A．通电螺线管的右端为S极
B．滑片P向下移动过程中，通电螺线管的磁性变弱
C．滑片P向下移动过程中，电路消耗的总功率变小
D．滑片P向下移动过程中，条形磁铁可能静止，也可能向左运动
5．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
6．下列说法中正确的是 （　　）
A．空气开关自动断开，是因为用电器总功率过大引起的
B．只要改变电磁铁线圈的匝数，电磁铁的磁性强弱就会改变
C．导体中的电荷在做定向移动时可以产生磁场
D．电功率大的用电器比电功率小的用电器做的功多
7．如图所示，是研究电磁铁实验，下列说法正确的是（　　）
A．比较图中甲、乙吸引大头针的数量可知磁性强弱与电流大小的关系
B．乙铁钉的上端是N极
C．大头针的下端散开是因为同名磁极相互排斥
D．该实验不能探究电磁铁磁性强弱与电流大小的关系
8．下列关于如图中甲、乙、丙、丁四幅图的说法正确的是（　　）
A．图甲所示情景是探究电磁铁磁性强弱与电流大小的关系
B．图乙所示情景说明近视眼原来成像在视网膜之后，佩戴凹透镜以后得到了矫正
C．图丙中开关S闭合后，通电螺旋管的左端为N极，右端为S极
D．图丁中螺丝能轻松拧入木头，螺丝的螺纹可看作是一个斜面
9．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
10．图所示的四个实验中，能够说明电动机原理的是（　　）
A． B．
C． D．
二、填空题
11．如图所示，当开关闭合后，通电螺线管边的小磁针按如图所示方向偏转，则通电螺线管的a端为______极，电源的d端为______极；当图中滑片P向右移动过程中，通电螺线管的磁性将______（选填“增强”“减弱”或“不变”）。
12．如图所示是同学们设计的一种温度自动控制报警的电路图，水银属于导体，当温度达到93℃时，电磁铁______磁性（选填“有”或“无”），将衔铁吸下，绿灯______（选填“工作”或“不工作”）。
13．现在很多大型商场都安装了聪明的电梯，无人乘梯和有人乘梯时电梯运行的速度会发生变化；这种电梯的简易控制电路如图所示，R是一个压敏电阻，其阻值随压力的增大而减小，当人走上电梯后，电磁继电器控制电路中的电流______（填“增大”或“减小”），从而衔铁和触点2接通，电动机的转速变快，使电梯的运行速度加快；当人和电梯匀速向上运行时，人的机械能增______（填“增大”、“不变”或“减小”）。
14．如图是研究电磁铁磁性强弱的实验装置，其中E是电磁铁。只利用此装置可以研究电磁铁磁性强弱与______是否有关。闭合开关S后，发现电磁铁吸引起少量大头针。为了让电磁铁能吸引起更多的大头针，只利用图中的器材，可以将滑动变阻器滑片向______移动。（选填“左”或“右”）
15．如图所示是某同学设计的水位自动报警装置，当水位上升到与金属片A接触时，控制电路接通，此时，工作电路中的 ______（选填“灯亮”或“铃响”），通电螺线管上方为______（选填“N”或“S”）极。
三、综合题
16．新冠病毒肆虐，“无接触”式的生活方式悄然走进我们的生活。如1图为某款无接触式的热风干手器，其工作原理简化图如2图所示。
(1)控制电路中的电磁继电器主要是利用了电流的____效应，手伸入舱内，导致电阻R的阻值减小，控制电路的电流________（选填“增大”、“不变”或“减小”），衔铁被吸下，工作电路开始工作。
(2)该款干手器正常工作时工作电路总电流为5 A，则电功率为_______W；若加热电阻丝阻值为88Ω，则工作10s它产生热量为________J；某家庭电路电能表如3图所示，不使用其它用电器情况下，2台该款干手器__________（选填 “能”或“不能”）同时工作。
(3)该款干手器吹出热风温度参数为35℃-45℃， 下列操作能够提高热风温度的是_______（选填相应选项的字母）。
A．在加热电阻丝左端串联一个同规格的加热电阻丝
B．在加热电阻丝两端并联一个同规格的加热电阻丝
C．换用电功率更大的电动机
17．如图甲是某电热水器的电路图。其中 U=3V，R2 为可调电阻；R1 为热敏电阻，其阻值随温度变化的关系如图乙所示；R3 为电阻丝加热器；R1 和R3 均置于水箱中，继电器线圈电阻忽略不计。当继电器线圈中的电流达到 0.04A 时，继电器的衔铁会被吸下。
(1)热水器中水的温度升高时，热敏电阻的阻值 R1 将______（选填“变大”、“变小”或“不变”）。工作电路中的 a 端应接线______（选填“火”或“零”）；
(2)当继电器线圈中的电流为 0.03A，指示灯______灯发光（选填“红”或“绿”）；
(3)如果将热水器中的最高水温设置为 80℃，R2 的阻值应该调至多大______？R1 在 1min 内产生的热量是多少______？
18．小明利用实验室的电磁继电器、热敏电阻R1、可变电阻器R2等器件设计了一个恒温箱控制电路，如图甲所示。如图乙是小明通过实验测得的R1的阻值随温度变化的关系曲线。
(1)电磁继电器中电磁铁上端是________（选填“N”或“S”）极；
(2)当温度较低时，电磁铁的磁性较______（选填“弱”或“强”），触点开关________（选填“接通”或“断开”）；
(3)电磁继电器的电源两端电压U＝6 V，电磁继电器线圈的电阻可不计，通过实验测得当电流为30 mA时，电磁继电器的衔铁被吸合。若可变电阻器R2的电阻值设定为150 Ω时，恒温箱温度可达到________℃。当可变电阻器R2的电阻变大时，恒温箱设定的温度将变________（选填“高”或“低”）；
(4)如果要使恒温箱内预设的温度可调节范围是90 ℃~150 ℃，可供选择的可变电阻器R2的电阻值有如下的两种，你选择________。
A．0~100 Ω B．0~200 Ω
19．磁控防盗装置内装有干簧管（如图甲），干簧管有两个软铁片和玻璃管组成，软铁片的触点在弹力的作用下处于断开状态。当磁体靠近干簧管时，软铁片触点状态会发生变化。把条形磁体分别放置在乙图中的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个位置时，触点的开合状态和软铁片的极性情况如表。
磁体位置 竖直放置并靠近 水平放置并靠近
Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ
触电状态 闭合 断开 闭合 ？
软铁片的极性情况
(1)铁片被磁化后，铁片与条形磁体相邻两端的磁极极性关系是_____。
(2)当条形磁体水平放置并靠近干簧管时（图乙Ⅳ位置），干簧管触点状态为_____。
(3)如图丙，门上磁控防盗装置内有一个竖直放置的干簧管，其内部简化电路如图丁，磁控防盗装置的工作原理是：夜间关上门，闭合开关S，启动防盗报警器，此时报警电铃不响；当盗贼打开门时，干簧管远离磁体，电铃响起。图丁虚线中四种磁体摆放方式能满足工作要求的有_____（选填图中的字母）。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．D
【详解】
A．如图，当温度达到90℃时，电磁继电器电路接通，电磁铁产生磁性，吸引衔铁向下运动，接通电铃，自动报警器报警，灯不亮，故A错误；
B．如图，当温度达到85℃时，电磁继电器电路断开，电磁铁失去磁性，衔铁在弹簧的拉力下向上运动，接通灯，灯亮，故B错误；
C．温度计在这里相当于一个开关，报警器中水银温度计和电磁铁串联在电路中，故C错误；
D．达到90℃或以上时，连通继电器电路，电磁铁有磁性，吸引衔铁向下运动；低于90℃时，断开继电器电路，电磁铁失去磁性，衔铁在弹簧的拉力下向上运动，故D正确。
故选D。
2．A
【详解】
A．由图知道，电流从电磁铁的上端流入，由安培定则知道，电磁铁的下端是S极，上端是N极，故A正确；
B．电磁铁通电后周围存在磁场，不存在磁感线，磁感线是为了描述磁场的性质而引入的假想曲线，故B错误；
C．由电路图知道，滑动变阻器与电磁铁串联，将滑动变阻器的滑片向右滑动的过程中，接入电路中的电阻变大，电路中的总电阻变大，由知道，电路中的电流变小，所以，电磁铁的磁性减小，故C错误；
D．将滑动变阻器的滑片向左滑动，电流方向不变，由安培定则知道，电磁铁的磁极不变，故D错误。
故选A。
3．C
【详解】
指南针是磁铁制成的，白炽灯是钨丝制成的，电铃内部主要部件是电磁铁，发光二极管是用半导体材料制成的。
故选C。
4．D
【详解】
A．由图可知，闭合开关S，电流从螺线管右侧流入；根据安培定则，右手握住螺线管，四指指向电流的方向，则大拇指指向螺线管的右端，即为N极，故A错误；
B．当滑片P逐渐向下移动时，变阻器连入电路的电阻逐渐变小，由欧姆定律可知线圈中电流逐渐变大，则通电螺线管的磁性变强，故B错误；
C．滑片P向下移动过程中，电路中的电流变大，由P=UI可知电路消耗的总功率变大，故C错误；
D．当滑片P逐渐向下移动时，由于通电螺线管的磁性变强，且螺线管和条形磁铁相对的磁极为异名磁极，所以条形磁铁受到电磁铁的吸引力逐渐变大，则条形磁铁可能静止，也可能向左运动，故D正确。
故选D。
5．B
【详解】
A．增加工作电路电压，不会影响到电磁铁的电流，不会改变电磁铁的磁性，故A不符合题意；
B．增加控制电路的电源电压，可以增大控制电路的电流，在线圈匝数一定时，可以增强电磁铁的磁性，能把衔铁吸引，故B符合题意；
C．在电流一定时，减少电磁铁线圈的匝数，电磁铁的磁性减弱，电磁铁对衔铁的吸引会更弱，故C不符合题意；
D．更换弹性更强的弹簧，弹簧对衔铁的拉力更大，电磁铁不能把衔铁吸引下来，故D不符合题意。
故选B。
6．C
【详解】
A．电路中发生短路故障时，空气开关也自动断开，故A错误；
B．影响电磁铁磁性强弱的因素和电流的强弱、线圈的匝数和铁芯的有无有关，所以改变电磁铁线圈的匝数，电磁铁的磁性强弱不一定会改变，故B错误；
C．电荷定向移动可以产生电流，电流的周围存在磁场，故C正确；
D．功率是描述做功快慢的物理量，用电器的功率越大，只能说明用电器做功越快，故D错误。
故选C。
7．C
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；物体能够吸引铁、钴、镍等物质，说明该物体具有磁性，有磁性的物体叫做磁体；影响电磁铁磁性强弱的因素主要有电流的大小、线圈的匝数、铁芯的有无，在研究过程中和分析实验结论时，都要注意控制变量法的运用，这样才能得出具有普遍意义的规律。
【详解】
A．图中甲乙两个电磁铁串联，所以通过的电流相等；甲吸引的大头针多，说明它的磁性强，进一步观察发现，甲的线圈匝数比乙的线圈匝数多，由此可知：当通过的电流相同时，电磁铁的线圈匝数越多，其磁性越强，故A错误；
B．根据右手螺旋定则可知，乙铁钉的下端是N极，其上端是S极，故B错误；
C．大头针被磁化，同一端的磁性相同，互相排斥，所以大头针的下端散开，故C正确；
D．该实验也能探究电磁铁磁性强弱与电流大小的关系，移动滑动变阻器的滑片可以改变电流大小，比较甲或乙前后吸引大头针的多少可得出结论，故D错误。
故选C。
8．D
【详解】
A．图甲所示情景两个线圈串联，通过的电流相等，线圈匝数不同，可以探究电磁铁磁性强弱与线圈匝数的关系，故A错误；
B．近视眼看物体时，物体成像在视网膜之前，用对光线具有发散作用的凹透镜进行矫正，故B错误；
C．通电螺线管能产生磁场，磁场的方向满足右手定则，故右端为N极，故C错误；
D．图丁中螺丝能轻松拧入木头，螺丝的螺纹可看作是一个斜面，利用斜面省力费距离，故D正确。
故选D。
9．C
【详解】
由图示知，当螺线管中产生的磁性足够强，便会把衔铁吸下来，照明灯会断开，不发光，而实际上，光敏电阻和电路其他元件都正常时，照明灯始终发光，原因是衔铁不能被吸下，即螺线管的磁性不够强，而螺线管磁性的强弱受线圈匝数和电流强弱及铁芯有无的影响，而减少线圈匝数及抽出螺线管中的铁芯都会减弱磁性；控制电路是串联连接，向右移动滑动变阻器的滑片P时，变阻器接入电路的阻值变小，则电路中的电流变大，螺线管的磁性增强；减小控制电路电源的电压，电路中的电流会减小，那么螺线管的磁性会减弱，故ABD不符合题意，C符合题意。
故选C。
10．D
【详解】
A．此图说明磁体磁极间的相互作用，故A不符合题意；
B．此图说明通电导体周围存在磁场，故B不符合题意；
C．此图电铃利用电磁铁控制电路的通断，从而敲响铃铛，故C不符合题意；
D．此图说明通电导体在磁场中受到力的作用而产生运动，是电动机的工作原理，故D符合题意；
故选D。
11． N 负 减弱
【详解】
[1][2][3]小磁针N级指向b说明b为螺线管S级，用右手大拇指指向a，根据四指环绕方向d为电源负极，当P向右移动时阻值变大，电流变小，螺线管磁性减弱。
12． 有 不工作
【详解】
[1][2]由图可知，当温度达到93℃时，水银柱与上方金属丝连通，控制电路有电流，电磁铁有磁性，衔铁被吸下与下触点接触，工作的用电器是红灯和电铃，绿灯不工作。
13． 增大 增大
【详解】
[1] R是一个压敏电阻，其阻值随压力的增大而减小，当人走上电梯后，由于压力增大，压敏电阻的阻值会减小，总电阻减小，总电压不变，所以控制电路的电流会增大。
[2]当人和电梯匀速向上运行时，质量和速度不变，所以动能不变，高度变高，所以重力势能变大，所以机械能增大。
14． 电流强度 左
【详解】
[1]由图中可知，移动滑动变阻器滑片的位置，可以改变滑动变阻器接入电路中阻值的大小，从而改变电路中电流的大小，故利用此装置可以用来探究电磁铁磁性强弱与电流强度是否有关。
[2]为了让电磁铁能吸引更多的大头针，应增大电磁铁的磁性，即要增大电路中的电流，应减小滑动变阻器接入电路中的阻值，故应将滑动变阻器的滑片向左移动。
15． 铃响 S
【详解】
[1]由图可知，当水位上升到与金属片A接触时，控制电路接通，此时，电磁铁吸引衔铁落下，工作电路中电铃被接通，电铃响。
[2]根据安培定则可知，通电路线管的下端为N极，则上端为S极。
16． 磁 增大 1100 5500 能 B
【详解】
(1)[1]电磁继电器是利用低电压、弱电流来间接控制高电压、强电流的一套装置，用电磁铁来控制的，所以利用的是电流的磁效应。
[2]当电阻R的阻值减小时，控制电路的电流增大，通电螺线管的磁性增强，衔铁被吸下，工作电路开始工作。
(2)[3]该款干手器正常工作时工作电路总电流为5 A，工作电压为220V，则电功率为
[4]加热电阻丝阻值为88Ω，则工作10s它产生热量为
[5]电能表如3图所示，允许通过的最大电流为20A，不使用其它用电器情况下，2台该款干手器的总电流为10A，所以能同时工作。
(3)[6]A．在加热电阻丝左端串联一个同规格的加热电阻丝，会使电阻丝的功率减小，产热减少，降低了热风的温度，故A不符合题意；
B．在加热电阻丝两端并联一个同规格的加热电阻丝，原来的电阻丝功率不变，总功率增加，产热增多，提高了热风的温度，故B符合题意；
C．换用电功率更大的电动机，只会风量增大，但是没有提高热风的温度，故C不符合题意。
故选B。
17． 变小 火 红 60Ω 1.44J
【详解】
(1)[1]由图象乙可知，热水器中水的温度升高时，热敏电阻的阻值R1将变小。
[2]为了用电的安全，开关应控制火线，衔铁相当于开关，故a接火线。
(2)[3]当继电器线圈中的电流达到0.04A时，继电器的衔铁会被吸下；此时的电流为0.03A，衔铁不会被吸下，红灯和R3的并联电路接通，红灯亮。
(3)[4]当继电器线圈中的电流达到0.04A时，由可知，控制电路总电阻
由图示图象可知，80℃时R1的阻值为15Ω，则R2的阻值为
R2＝R总 R1＝75Ω 15Ω＝60Ω
[5]R1在1min内产生的热量为
18． S 弱 接通 90 高 B
【详解】
(1)[1]已知电源的正负极，根据电流流向，由安培定则可知，电磁铁继电器中电磁铁下端为N极，上端为S极。
(2)[2][3]由乙图知，当恒温箱内温度较低时，热敏电阻R1的阻值变大，直流电路中的电流变小，电磁铁的磁性变弱，衔铁在弹簧的作用被抬起，使触点开关接通，电热器开始加热。
(3)[4]当电流等于，总电阻为
由于R1、R2串联，根据串联电路电阻的特点知
由乙图知当R1的阻值为50Ω时，恒温箱的温度为90℃。
[5]当可变电阻R2的阻值变大时，电磁继电器的衔铁被吸合时的电流不变，电源电压不变，故电路中的总电阻不变，根据串联电路电阻的特点可知，热敏电阻R1的阻值变小，由乙图知恒温箱设定的温度将变高。
[6]当设定温度最低为90℃时，由乙图知，R1的阻值为50Ω，由第三问的分析知，控制电路的总电阻200Ω保持不变，此时R2的阻值为150Ω，且为最小值；当设定温度为150℃，由乙图知，此时热敏电阻的阻值最小为30Ω，因控制电路的总电阻200Ω保持不变，所以此时R2的阻值为170Ω，且为最大值。故当恒温箱内预设的温度可调范围在90℃～150℃时，可变电阻R2的阻值变化范围为150Ω～170Ω。
19． 互为异名磁极 闭合 ACD
【详解】
(1)[1]由图乙中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ位置的磁化情况可知：磁簧片靠近条形磁铁的N极的一端是S极，另一端是N极；所以铁片与条形磁体相邻两端的磁极极性关系是互为异名磁极。
(2)[2]当条形磁体水平放置并靠近干簧管时（图乙Ⅳ位置），条形磁铁对铁片磁化后的情况如下图：
在两舌簧端面形成异名磁极，因相互吸引而吸合，所以干簧管触点为闭合状态。
(3)[3]由电路图知道，干簧管和电铃并联后与电阻串联，开关在干路上，夜间关上门，闭合开关S，由于此时报警电铃不响，则干簧管触点处于闭合状态，对电铃短路，所以报警电铃不响；当盗贼打开门时，干簧管远离磁体，干簧管退磁，触点在弹力作用下分开，干簧管触点处于断开状态，电流通过电铃，则电铃响起。由此可知：门处于关闭状态时，干簧管和磁体之间的距离最近，并且干簧管触点是处于闭合状态；由实验结果知道，在干簧管和磁体靠近时，能使干簧管处于闭合状态的是磁体在ACD的位置。
答案第1页，共2页
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