人教版物理九年级全一册同步提优训练：20.3　电磁铁　电磁继电器 第1课时　电磁铁（含答案）

第3节　电磁铁　电磁继电器
第1课时　电磁铁
题组1　认识电磁铁　　　　　　　
1.小陈同学用电池做电源,把漆包铜线缠绕在铁棒上制成电磁钉耙,通电后铁棒和铜线组成　　　　,可把地上的大头针吸上来,断电时钉耙的　　　　消失,所吸附铁钉脱落。
2.电磁铁里常常使用软铁而不用钢做铁芯,这是因为 (　　)
A.软铁能被磁化,而钢不能被磁化
B.被磁化后,软铁的磁性会比钢强
C.软铁要比钢便宜
D.磁化后,软铁的磁性易消失,而钢的磁性不易消失
3.通电螺线管中插入铁芯后,其磁性大大增强,原因是 (　　)
A.插入铁芯相当于增加了线圈的匝数
B.铁芯原有的磁性使通电螺线管磁性增加
C.铁芯磁化后的磁场与电流的磁场叠加,磁性增加
D.铁芯磁化后的磁场与电流的磁场互相抵消
题组2　电磁铁的磁性强弱　　　　　　　
4.在探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”时,小科设计了如图所示的电路,下列相关说法不正确的是 (　　)
A.电磁铁A、B的上方都是S极
B.通过电磁铁A和B的电流相等
C.电磁铁B的磁性强于电磁铁A的磁性
D.向右移动滑片P,电磁铁A、B的磁性都减弱
5.如图所示,用漆包线(导线表面涂有绝缘漆)绕在纸筒上做成一个螺线管,用来研究螺线管磁性强弱与哪些因素有关。闭合开关后,发现螺线管能够吸引一些铁钉,要使它能吸引更多铁钉的办法是 (　　)
A.在纸筒中插入一根铁芯 B.减少线圈匝数
C.将滑片P向右滑动 D.将电源正、负极对调
6.如图所示,电磁铁上方附近有一点M,小磁针置于电磁铁的左侧附近,闭合开关S,下列判断正确的是 (　　)
A.M点的磁场方向向左 B.电磁铁的左端为S极
C.小磁针静止后,其N极指向左 D.向右移动滑片P,电磁铁的磁场增强
7.如图所示为通电螺线管磁场强弱演示仪的示意图(导线电阻不计),由图可知 (　　)
A.当开关S接a点时,仪表指针向右偏转
B.当开关S接a点且滑片P向下移动时,仪表示数变小
C.保持滑片P的位置不变,开关S由接a点换到接b点,仪表示数变大
D.若将电源正、负极对调,仪表指针偏转方向不变
8.[2020·荆门] 如图所示的电路中,当开关S拨到a后,电磁铁左端为　　　　极,小磁针静止时,B端是　　　　极;当开关S由a拨到b,调节滑动变动器,使电流表的示数仍保持不变,则电磁铁的磁性　　　　(选填“增强”“不变”或“减弱”)。
9.[2020·大连] 如图所示,开关闭合,滑动变阻器的滑片位于A端,小铁片被竖直吸在电磁铁的左侧。若将滑片从A端移动到中点,则铁片受到电磁铁的吸引力将　　　　,铁片受到的摩擦力将　　　　。(均选填“变大”“不变”或“变小”)
10.[2021·牡丹江] 巨磁电阻(GMR)效应是指某些材料的电阻在磁场中随磁场强度的增大而急剧减小的现象。如图所示是研究巨磁电阻特性的原理示意图。
(1)在图中标出闭合S1后电磁铁左端的磁极。
(2)当闭合S1、S2,滑片P向左滑动过程中,GMR的阻值变 　　　　,指示灯变　　　　。
(3)要使GMR所处的磁场更强,除移动滑片,还可以采取的方法是:　 　　　　　　　　　。
11.[2020·丹东] 如图所示,用笔画线代替导线将图中实物连接起来。要求:闭合开关后,使电磁铁的右端为N极,并且当滑动变阻器的滑片P向右移动时,电磁铁的磁性增强。
题组3　电磁铁的应用　　　　　　　
12.某市科技馆有机器人和参观者下象棋的展台。机器人取放棋子时用一根“手指”接触棋子表面就可以实现(如图所示),其奥秘是“手指”内部有电磁铁。
(1)机器人取放棋子时利用了电磁铁的　　　　(选填“磁性有无”或“磁极方向”)可以控制的特点。
(2)制作象棋棋子的材料应该是下列常见金属材料中的　　　　。
A.铁　　　　　B.铜　　　　　C.铝
13.如图所示是公共汽车上用电磁阀控制车门开、关的工作电路图。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。开关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。

14.在学习了电流能产生磁场的相关知识后,小红为了进一步探究电磁铁磁性强弱与电流大小的关系,她选用了如图所示的器材。实验过程中,小红用绝缘细线将电磁铁M悬挂在铁架台上,并保持其与软铁块P的距离不变。
(1)以下是她的部分实验步骤,请你帮她补充完整:
①断开开关,按图组装实验电路,将滑动变阻器的滑片置于最右端。用已调零的电子测力计测出软铁块P对测力计的压力F0,并记录在表格中。
②闭合开关,调节滑动变阻器的滑片到适当位置,读出电流表的示数I、电子测力计的示数F,并将I、F的数据记录在表格中。
③调节滑动变阻器滑片到另一适当位置,读出电流表的示数I、电子测力计的示数F,并将I、F的数据记录在表格中。
④仿照步骤③再进行1次实验。
⑤利用公式ΔF=　　　　(用上述测量量的符号表示)计算出电子测力计示数的变化量ΔF,并将ΔF的值记录在表格中,根据ΔF的大小可以判断电磁铁的磁性强弱。
实验数据如图表所示:
I/A 0.34 0.40 0.44
F0/N 0.9 0.9 0.9
F/N 0.84 0.82 0.81
ΔF/N 0.06 0.08 0.09
(2)由表中数据可以得到的实验结论是:对于同一电磁铁,　 　　　　　　　　　　　　　。
答案
第3节　电磁铁　电磁继电器
第1课时　电磁铁
1.电磁铁　磁性　
2.D　解： 硬磁性材料如图钢等被磁化后,其磁性能长久保持,即使断电后,仍具有磁性;而软磁性材料如图软铁等则不同,断电后,线圈失去了磁性,软铁也会失去磁性。由于电磁铁的特点是其磁性的有无随电流的有无而改变,故不宜选用钢等硬磁性材料来做铁芯。
3.C　解： 通电螺线管中插入铁芯后磁性会大大增强,是因为铁芯被通电螺线管的磁场磁化,磁化后的铁芯也变成了一个磁体,这样由于两个磁场互相叠加,从而使螺线管的磁性大大增强。
4. A　解： 由安培定则可知,电磁铁A的上方为N极,B的上方为S极,故A错误;由图可知,电磁铁A和B串联接入电路中,所以通过它们的电流相等,故B正确;通过电磁铁A和B的电流相同,但B的线圈匝数多于A的线圈匝数,故B的磁性强于A的磁性,故C正确;向右移动滑片P,滑动变阻器接入电路的电阻变大,根据欧姆定律可知,电路中电流减小,电磁铁A、B的磁性都减弱,故D正确。
5.A　解： 要使通电螺线管能吸引更多铁钉,就要增强其磁性。在通电螺线管中插入铁芯做成电磁铁,由于铁芯被磁化,产生了与原螺线管磁场方向一致的磁场,因而它的磁性比原来强得多,故A正确;减少线圈匝数,通电螺线管磁性减弱,故B错误;当滑片P向右滑动时,滑动变阻器接入电路的阻值变大,电路中电流减小,通电螺线管磁性减弱,故C错误;电源正、负极对调只会改变通电螺线管磁极的极性,不会影响通电螺线管的磁性强弱,故D错误。
6.C　解： 根据安培定则可知电磁铁的左端为N极,右端为S极,而磁感线在磁体外部是由N极指向S极,因此M点的磁场方向向右,故A、B错误;根据磁极间的相互作用规律可知,小磁针逆时针偏转,静止后,小磁针的N极指向左,故C正确;向右移动滑片P,滑动变阻器连入电路的电阻增大,电路中电流减小,电磁铁的磁场减弱,故D错误。
7. C　解： 由安培定则可知,开关S接a点时,通电螺线管的右端为N极,根据同名磁极相互排斥可知,仪表指针向左偏转,故A错误;当开关S接a点且滑片P向下移动时,变阻器接入电路的电阻减小,电路中电流增大,通电螺线管磁性增强,排斥力增大,指针偏转角度变大,仪表示数变大,故B错误;保持滑片P的位置不变,开关S由接a点换到接b点,线圈匝数增加,通电螺线管磁性增强,排斥力增大,指针偏转角度变大,仪表示数变大,故C正确;若将电源正、负极对调,电流方向改变,磁场方向改变,仪表指针偏转方向改变,故D错误。
8.N　S　减弱
解： 伸出右手,握住螺线管,四指弯曲指向电流的方向,大拇指所指的方向(即螺线管的左端)为电磁铁的N极;根据同名磁极相互排斥、异名磁极相互吸引可知,小磁针的A端为N极,B端为S极;在此实验装置中,保持电流不变,将开关S由a拨到b,减少了线圈的匝数,因此电磁铁的磁性减弱。
9.变大　不变　解： 如图所示,将滑片从A端移动到中点,变阻器接入电路中的电阻变小,由欧姆定律可知,电路中电流变大,电磁铁磁性变强,铁片受到的吸引力变大;铁片处于静止状态,受到竖直向下的重力和竖直向上的摩擦力的作用,这两个力是一对平衡力,大小相等,所以摩擦力不变。
10.(1)如图所示
(2)小　亮
(3)增大左侧电路的电源电压或增加电磁铁的线圈匝数等(合理即可)
解： (1)闭合S1后,利用安培定则可知,用右手握住螺线管,四指指向电流的方向,大拇指指向电磁铁的左端,即电磁铁左端为N极、右端为S极。(2)由左图可知,向左滑动滑片P时,变阻器接入电路中的电阻变小,由I=可知,左边电路中的电流变大,则电磁铁的磁性变强,周围的磁场增强;由右图可知,巨磁电阻和指示灯串联,因为巨磁电阻的阻值随磁场的增强而减小,所以右边电路中的总电阻变小,由I=可知,右边电路中的电流变大,通过指示灯的电流变大,指示灯的实际功率变大,所以指示灯变亮。(3)据题目的实际情况可知,可以通过增大左侧电路的电源电压或增加电磁铁的线圈匝数等方法增强GMR所处的磁场强度。
11.如图所示
12.(1)磁性有无　(2)A
解： 根据机器人取放棋子的特点可以推断,它是靠电磁铁磁性有无来控制“手指”取放棋子的,通电时有磁性,将棋子取起,断电时无磁性,将棋子放下;象棋棋子能被电磁铁吸引,因此一定是由磁性材料制成的,铁是磁性材料,而铜、铝不是磁性材料,故只有A是正确的。
13.L2　右
14.(1)F0-F
(2)通过电磁铁线圈的电流越大,电磁铁的磁性越强
解： (1)⑤根据表格数据分析可知,ΔF是电路未通电时软铁块P对测力计的压力F0与通电后电子测力计的示数F的差值,即通电前后电子测力计示数的变化量,所以ΔF=F0-F;(2)由表中数据可知,电磁铁的线圈匝数不变,只改变了电路中电流的大小,且电流增大时,电子测力计示数的变化量ΔF增大(即电磁铁对软铁块的吸引力增大),所以可得出结论:对于同一电磁铁,通过电磁铁线圈的电流越大,电磁铁的磁性越强。