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（有解析）

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．图所示的四个实验中，能够说明电动机原理的是（　　）
A． B．
C． D．
2．如图所示，下列说法正确的是（　　）
A．通电螺线管的下端为S极
B．要增强通电螺线管的磁性可以对调电源的正负极
C．当变阻器的A接F，D接E时，电磁铁与磁铁相互吸引
D．当变阻器的A接E，D接F时，将滑动变阻器的滑片P向右移动，弹簧测力计的示数会变大
3．超市的电梯，在没有人时运动较慢，当有人站在电梯上时电梯运动就快了起来。控制电梯运动快慢的电路如图，R0的阻值随压力的变化而变化，当人站在电梯上，通过电磁铁线圈的电流变大，电磁铁的磁性变强，衔铁与触点“2”连接，电动机的转速变快。以下说法正确的是（　　）
A．R0的阻值随压力的增大而增大
B．当压力增大时，电压表示数减小
C．当压力为零时，R1与电动机并联在电路中
D．若将R1换成阻值小的电阻，电动机转速变慢
4．如图所示是探究“影响电磁铁磁性强弱”的电路图，闭合开关后，下列说法正确的是（　　）
A．电磁铁的A端是N极
B．当滑片P向右移时，电磁铁的磁性减弱
C．小磁针静止时，上端是N极
D．该实验电路探究电磁铁的磁性强弱与线圈匝数的关系
5．如图甲所示为一保温箱温控电路，包括控制电路和加热电路两部分，控制电路电源电压为U，电磁铁线圈电阻忽略不计，电热丝和热敏电阻R均置于保温箱内，热敏电阻R的阻值随温度变化关系如图乙所示。保温箱温控电路工作原理是：当控制电路的电流小于0.012A时，电热丝通电加热；当电流大于0.02A时，电热丝停止加热。下列说法正确的是（　　）
A．电热丝应接在B、D两端
B．将滑动变阻器 适当调小一些，可以提高保温箱内的温度
C．若保温箱内的温度范围是，则需将调节为100Ω
D．若保温箱内的温度范围是，则控制电路电源电压U为11.3V
6．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
7．如图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．电流通过电磁铁时，电磁铁有磁性且A端为N极
B．电磁铁吸引衔铁，使电路断开
C．小锤击打铃碗发出声音，是由于铃碗发生了振动
D．小锤击打铃碗时，电磁铁仍具有磁性
8．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
9．下列说法正确的是（ ）
A．电磁铁磁性的强弱只与线圈中电流的大小有关
B．电磁铁磁性的强弱只与线圈的匝数有关
C．磁体周围的磁场既看不见也摸不着，所以是不存在的
D．奥斯特发现了电流的磁效应
10．如图所示，电源两端电压不变，当开关S闭合时，电磁铁能吸起许多大头针。下列关于电磁铁的说法中正确的是 （　　）
A．电磁铁的上端是N极
B．电磁铁磁性的强弱可以通过吸起大头针的数目来判断
C．若滑片P向左移动，电磁铁吸起的大头针数量会减少
D．若仅将电路中的电源正负极对调，电磁铁会吸起更多的大头针
二、填空题
11．如图是小敏设计的汽车尾气中CO排放量的检测电路。当CO浓度高于某一设定值时，电铃发声报警。图中气敏电阻R1阻值随CO浓度的增大而减小，则电铃应接在______之间，用久后，电源电压U1会减小，报警时CO最小浓度比设定值______（“高”或“低”）
12．如图甲所示的“聪明电梯”在有、无人乘坐时会以不同的速度运行，这样可以节约用电。图乙所示是其控制电路图，R是一个压敏电阻，其阻值随压力的增大而减小。当有人走上电梯后，则图中电磁铁的磁性将________（选填“增强”“减弱”或“不变”），工作电路中动融点与静融点________（选填“1”或“2”）接触，电梯速度加快。
13．如图是公共汽车上用电磁阀控制车门开或关的电路图。L1、L2是固定的电磁线圈，衔铁T1、T2通过横杆相连并可左右移动，带动传动装置使车门开启或关闭。S接通触点b时，线圈______________（选填“L1”或“L2”）具有磁性，吸引衔铁使横杆向___________（选填“左”或“右”）运动，带动传动装置关闭车门。在关闭车门过程中，能量转化情况是___________。
14．某同学用一个电磁铁和滑动变阻器串联接入电路中，如图所示，闭合开关S后，小磁针静止时左端应为 _____极。当滑动变阻器的滑片P向上移动时，电磁铁的磁性将 _____（选填“增强”“减弱”“不变”）。
15．家庭电路中“超负荷”是指电路中的电流过大，出现上述情况时，电路中的熔断器或空气开关会自动切断电路，熔断器中的熔丝熔断是电流的______效应引起的；而空气开关（如图所示）切断电路是电流的______效应引起的；如果只让家庭电路中的一个用电器正常工作0.5h，使标有3000r/(kw·h)的电能表表盘转动1500r，则此用电器功率是________W。
三、综合题
16．下图所示是一种温度自动报警器的原理图，在水银温度计里封入一段金属丝请你结合图回答下面的问题：
(1)该水银温度计在电路中的作用相当于一个______；
(2)当温度升高到设定温度时，报警器的灯______亮。（选填“L1”或“L2”）
17．如图甲是一个神奇的“悬浮灯泡”，这个灯泡一副颤颤巍巍，随时都要掉的样子，却始终能保持悬浮状态且能发光，图乙是它的结构示意图，其基座由电源、电磁铁、滑动变阻器组成，悬浮灯泡内部装有闭合线圈连接的LED灯和条形磁铁。
(1)当基座内电路通电后，灯泡能克服重力悬浮在空中是因为同名磁极______；
(2)灯泡悬浮时，基座中电源的______侧是“”极（选填“右”或“左”）；
(3)小王家电能表表盘上标有“220V 10（40）A 3000r/(kWh)”字样，若该装置在该家庭电路中单独工作30min，电能表上的转盘转过60转，该装置的电功率为__W；小王家同时工作的用电器总功率不得超过______W。
18．小明观察了小区入口的车辆出入自动控制闸，发现当车牌被识别系统识别后，绿灯亮，栏杆抬起，车辆通行。于是他设计了如图所示的模拟电路，车牌识别成功相当于图中开关S闭合。
(1)已知该电路电源电压为6伏，指示灯L工作时的阻值为5欧，滑动变阻器接入电路的阻值为10欧，线圈阻值不计。闭合开关后，线圈吸住铁柱时，指示灯的功率为______瓦。
(2)若电源电压下降，栏杆不能抬起。除了更换电池外，请你再写出一种能使栏杆正常抬起的方法。______。
19．如图1为某校物理小组设计的具有加热和保温功能的电热器内部简化电路。Rt为热敏电阻，阻值随温度升高而减小。、、，均为电热丝，且，电磁铁线圈的电阻不计。闭合开关S1、S2，电热器开始加热。请解答下列问题：
(1)控制电路中，电磁铁的上端是______；
(2)加热时，动触点与上方静触点、接通，工作电路的总功率是多少？______
(3)电磁铁对衔铁的吸引力与控制电路中电流的关系如图2所示。当电磁铁对衔铁的吸引力为1.5N时，动触点与下方静触点接通，进入保温状态，此时热敏电阻Rt的阻值是多少？______
(4)保温状态下，的功率为81W，则工作电路30s消耗的电能是多少？______
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．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。
2．D
【详解】
A．从图可知，电流从螺线管的下端流入，上端流出，根据安培定则可知，螺线管下端是N极，上端是S极，故A错误。
B．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，对调电源的正负极不能增强通电螺线管的磁性，故B错误；
CD．当变阻器的A接F，D接E时，螺线管下端是N极，上端是S极，电磁铁与磁铁相互排斥；当变阻器的A接E，D接F时，将滑动变阻器的滑片向右端移动时，滑动变阻器接入电阻增大，则由欧姆定律可得电路中电流变小，则通电螺线管的磁性将减弱，电磁铁与磁铁相互排斥力减小，弹簧测力计的示数会变大，故C错误，D正确。
3．B
【详解】
A．由图知，定值电阻R与R0串联接入电路，根据得，电源电压不变，电流变大时，R0电阻变小。所以当人站在电梯上，通过电磁铁线圈的电流变大，R0的阻值随压力的增大而减小，故A错误；
B．当压力增大时，R0电阻变小，电流变大，根据得，定值电阻R两端电压增大，电源电压不变，由串联电路电压特点知，R0两端电压减小，电压表并联在R0电阻两端，所以电压表示数减小，故B正确；
C．当压力为零时，衔铁与触点1连接，R1与电动机串联接在电路中，故C错误；
D．根据得，电源电压不变，若将R1换成阻值小的电阻，电流变大，电动机转速变快，故C错误。
故选B。
4．C
【详解】
A．由图知，电流从螺线管的下端流入、上端流出，根据安培定则可知，电磁铁的A端是S极，B端是N极，故A错误；
B．当滑片P向右移时，滑动变阻器接入电路中的电阻减小，根据欧姆定律可知，电路中的电流增大，电磁铁的磁性增强，故B错误；
C．由小磁针静止时N极与磁感线方向一致可知，小磁针静止时，上端是N极，下端是S极，故C正确；
D．由于实验中无法改变电磁铁线圈的匝数，所以无法探究电磁铁的磁性强弱与线圈匝数的关系，故D错误。
故选C。
5．C
【详解】
A．当控制电路电流大时，电磁铁磁性增强，衔铁被吸下来，B、D接电路，A、C断开，由题可知，当电流大于0.02A时，电热丝停止加热，电热丝应接在A、C两端，故A错误；
B．滑动变阻器调小些，要达到0.02A的电流时需要的热敏电阻的值更大，由乙图可知，热敏电阻的值越大，对应的温度越低，因此降低了保温箱内的温度，故B错误；
CD．若保温箱内温度为 ，当55℃时，应开始加热，由乙图可知，此时热敏电阻的值为900Ω，此时电路中的电流为0.012A，根据串联电路电压规律得
当65℃时，应停止加热，由乙图可知，此时热敏电阻的值为500Ω，此时电路中的电流为0.02A，根据串联电路电压规律得
联立两式解得
故C正确，D错误。
故选C。
6．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。
7．D
【详解】
A．根据安培定则，右手握住螺线管，四指指向电流的方向，大拇指所指的方向为螺线管的N极，由此可判断出A端为N极，故A正确，不符合题意；
B．电磁铁向下吸引衔铁时，弹簧片与螺钉分开，电路断开，故B正确，不符合题意；
C．声音是由物体的振动产生的，小锤击打铃碗时发出声音，是由于铃碗发生了振动，故C正确，不符合题意；
D．衔铁被吸引时，小锤击打铃碗，电路断路，电路中没有电流，电磁铁失去磁性，故D错误，符合题意。
故选D。
8．B
【详解】
A．由图示知，闭合开关S1，则电流由电磁铁的B端流入，A端流出，据安培定则知，电磁铁的A端为N极，故A不符合题意；
B．同时闭合开关S1、S2，滑片P向左滑动时，变阻器接入电路的阻值变小，通过电磁铁的电流变大，磁性变强，而巨磁电阻的阻值在磁场中随磁场的增强而急剧减小，那么巨磁电阻所在电路的电流变大，指示灯变亮，故B符合题意；
C．两开关都闭合，滑片向右滑动时，变阻器接入电路的阻值变大，通过电磁铁的电流变小，磁性变弱，则巨磁电阻的阻值增大，而指示灯的电阻不变，据串联电路的分压特点知，巨磁电阻两端的电压会变大，故C不符合题意；
D．磁感线在电磁铁外部是由N极出来，回到S极，而在电磁铁的内部，是由S极出发回到N极，故D不符合题意。
故选B。
9．D
【详解】
AB．电磁铁的磁性强弱与电流的大小、线圈的匝数和铁芯的有无都有关，故A、B错误；
C．磁体周围的磁场虽然看不见也摸不着，但的确存在，故C错误；
D．奥斯特发现了电流的磁效应，故D正确。
故选D。
10．B
【详解】
A．由图中可知，当开关S闭合后，由安培定则可知，电磁铁的下端是N极，故A错误；
B．电磁铁的磁性越强，吸起的大头针的数目越多，所以电磁铁的磁性强弱可以通过吸起大头针的数目来判断，故B正确；
C．由图中可知，若滑片P向左移动，则滑动变阻器接入电路中的阻值变小，故由欧姆定律可知，电路中的电流变大，即电磁铁的磁性变强，故电磁铁吸起的大头针数量会增加，故C错误；
D．若仅将电路中的电源正负极对调，则电磁铁的正负极对调而磁性强弱不变，故电磁铁吸引的大头针的数量不变，故D错误。
故选B。
11． B、D 高
【详解】
[1]图中气敏电阻R1的阻值随CO浓度的增大而减小，由欧姆定律，控制电路的电流增大，电磁铁的磁性增强，衔铁被吸下，因CO浓度高于某一设定阻时，电铃发生报警，所以电铃应该接在B、D之间。
[2]用久后，电源电压U1会减小，由欧姆定律可知，只有当R1的阻值变小时，控制电路才能达到衔铁被吸下的最小电流，即报警时CO最小浓度比设定值高。
12． 增强 2
【详解】
[1][2]当人走上电梯后，压力增大，则压敏电阻R的阻值减小，根据欧姆定律可知，左侧控制电路中的电流增大，则电磁铁的磁性增强，衔铁被拉下，与静融点点2接触，电机接通。
13． L2 右 电能转化为机械能
【详解】
[1][2]如图所示，S接通触点b时，电磁线圈L2接入电路，线圈L2产生磁性，由于L2是固定的，吸引衔铁使横杆向右运动。
[3]在关闭车门过程中，消耗电能，使车门关闭，能量转化情况是电能转化为机械能。
14． S##南 增强
【详解】
[1]如图，电流从电磁铁的右端流入，用右手握住螺线管，使四指指向电流的方向，则大拇指指向右端，所以电磁铁的左端是S极，右端为N极，由异名磁极相互吸引可知小磁针静止时左端应为S极。
[2]当滑动变阻器的滑片P向上移动时，连入电路的电阻变小，由欧姆定律可知通过电路中的电流增大，在螺线管的匝数一定时，电流越大，电磁铁的磁性将增强。
15． 热 磁 1000
【详解】
（1）[1]电流通过导体时电能转化成内能，这种现象叫电流的热效应。熔断器中的熔丝就是保险丝，它之所以被熔断是由于电流过大，通过熔丝时产生的热量过多，使得熔丝的温度升高而被熔断，所以熔丝熔断是电流的热效应引起的。
（2）[2]通电导线周围存在磁场，这种现象叫电流的磁效应。由图可知，空气开关中有一个电磁铁（电磁铁的原理是电流的磁效应），当电流过大时，电磁铁会产生较强的磁性从而吸引衔铁，使开关断开，切断电路，所以空气开关切断电路是电流的磁效应引起的。
（3）[3]电能表表盘转动1500r消耗的电能
W==0.5kW h
用电器的功率
P===1kW=1000W
16． 开关 L2
【详解】
(1)[1]当温度升高到设定温度时，水银与金属丝接触，电路接通，当温度在设定温度一下时，水银接触不到金属丝，电路断路，由此可知，该水银温度计在电路中的作用相当于一个开关。
(2)[2]当温度升高到设定温度时，左边的电路接通，电磁铁有磁性，将衔铁吸下来，L2电路形成通路，L2亮。
17． 排斥 右 40 8800
【详解】
(1)[1]当基座内电路通电后，灯泡悬浮在空中，受到的重力和磁力是一对平衡力，而磁力是由于同名磁极相互排斥产生的。
(2)[2]乙图中悬浮灯泡内条形磁铁下端为S极，根据同名磁极相排斥可知，灯要受到向上的磁力，所以基座内通电螺线管上端应为S极、下端为N极，由安培定则可知，电源右侧为正极、左侧为负极。
(3)[3]表示的是电路中每消耗的电能，电能表的转盘转，转盘转动60转消耗电能
该装置的功率
[4]由电能表上的参数可知：电能表的工作电压为220V，平时工作允许通过的最大电流， 小王家同时使用的用电器最大总功率
18． 0.8 将滑动变阻器接入电路的阻值调小些
【详解】
(1)[1]由图知，指示灯L与滑动变阻器串联，当滑动变阻器接入电路的阻值为10Ω时，电路的电流为
小灯泡的电功率为
P＝I2RL＝(0.4A)2×5Ω＝0.8W
(2)[2]若电源电压下降，根据知在电阻不变时电路的电流较小，电磁铁的磁性较弱，吸引力较小，不能将铁柱吸下来，栏杆不能抬起，此时可以将滑动变阻器的阻值调小些，增大了电路的电流，电磁铁的磁性增强，将铁柱吸下来，可以使栏杆正常抬起来。
19． N极
【详解】
(1)[1]通过电磁铁的电流从下端流入，上端流出，根据安培定则知，电磁铁的上端为N极。
(2)[2]由电路图可知，加热时，动触点与上方静触点、接通，、并联，则根据电阻的并联可得总电阻
加热时，工作电路的总功率
(3)[3]当电磁铁对衔铁的吸引力为时，由图2知，此时控制电路中的电流为，根据得，此时热敏电阻的电阻为
(4)[4]保温状态下，动触点与下方静触点接通，此时和串联，根据得电路中的电流为
工作电路消耗的电能
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