20.3 电磁继电器
1、电磁铁：把一根导线绕成螺旋管，再在螺旋管内插入铁芯，当有电流通过时，它有磁性，没有电流通过时，没有磁性。这种磁体就叫电磁铁。
2、影响电磁铁磁性强弱的因素有 、螺线管的 。在电流一定时，电磁铁线圈匝数越多，它的磁性越强；在匝数一定时，通过电磁铁的电流越大，它的磁性越强；在电流和绕线匝数一定时，有铁芯的电磁铁磁性较强。
3、继电器是利用 电压、 电流电路的通断，来间接地控制 电压、 电流电路的装置。实质上它就是利用电磁铁来控制工作电路的一种 。
4、电磁继电器由电磁铁、 、簧片、 组成；其工作电路由低压 电路和高压 电路两部分组成。
5、扬声器是把电信号转换成 信号的一种装置。它主要由固定的 、线圈和锥形纸盆构成。
类型一 探究影响电磁铁磁性强弱的因素的实验
1．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P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
类型二 电磁铁的构造、原理及影响电磁铁磁性强弱的因素
2．许多自动控制的电路中都安装有电磁铁。有关电磁铁，下列说法中正确的是（ ）
A．电磁铁的铁芯，可以用铜棒代替
B．电磁继电器中的磁体，可以使用永磁铁
C．电磁铁磁性的强弱只与电流的大小有关
D．电磁铁是根据电流的磁效应制成的
3．巨磁电阻效应是指某些材料的电阻随磁场增强而急剧减小的现象，图中GMR是巨磁电阻，闭合开关S1、S2，移动滑动变阻器的滑片，以下分析正确的是（ ）
A．滑片向左移动时，电磁铁磁性减弱，指示灯亮度变暗
B．滑片向左移动时，电磁铁磁性增强，指示灯亮度变亮
C．滑片向右移动时，GMR电阻变小，指示灯亮度变亮
D．滑片向右移动时，GMR电阻变大，指示灯亮度变亮
类型三 电磁继电器的组成、原理和特点
4．下列设备，利用电磁继电器工作的是（ ）
A．水位自动报警器 B．动圈式话筒
C．电磁起重器 D．直流电铃
5．电梯设置有超载自动报警系统，其工作原理如图所示，R为保护电阻，压敏电阻的阻值随压力的增大而减小。下列说法正确的是（ ）
A．控制电路接通后，电磁铁的上端为N极
B．电梯正常运行时K与B接触
C．超载时电磁铁磁性增大
D．处于图示位置时电磁铁对衔铁的吸引力大约是弹簧弹力的3倍
类型四 电磁铁的其他应用
6．下列用电器或设备中，没有电磁铁的是（ ）
A．电烙铁 B．电铃 C．电磁起重机 D．电磁继电器
一．选择题（共12小题）
1．小明同学在“制作、研究电磁铁”的过程中，使用两个相同的大铁钉绕制成电磁铁进行实验，如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．电磁铁能吸引的大头针越多，表明它的磁性越强
B．若将两电磁铁上部靠近，会相互吸引
C．要使电磁铁磁性增强，应将滑动变阻器的滑片P向右移动
D．B线圈的匝数多，通过B线圈的电流小于通过A线圈的电流
2．巨磁电阻效应是指某些材料的电阻在磁场中急剧减小的现象，如图是说明巨磁电特性原理的示意图，图中GMR是巨磁电阻，当GMR巨磁电阻旁磁场增大时其电阻值减小。闭合S1、S2后，下列说法正确的是（ ）
A．电磁铁的右端是S极
B．滑片P向右滑动时电磁铁的磁性增大
C．滑片P向左滑动时指示灯变亮
D．滑片P向左滑动时电流表的示数变大
3．小明用自制的电磁铁来研究它的磁性与哪些因素有关。实验器材：两个相同大小的大铁钉、一些漆包线、开关、电源、滑动变阻器、一些回形针和电流表等。在实验中，用漆包线绕制横截面和紧密程度相同的三个线圈，其中两个线圈插入铁钉，另一个线圈内无铁钉。按如图电路进行实验，实验记录的数据如下表：由以上实验表明，电磁铁的磁性强弱与哪些因素有关（ ）
线圈匝数吸住回形针的个数电流大小 有铁钉 无铁钉
50匝 100匝 100匝
0.2安 5个 9个 12个
0.4安 8个 17个 5个
A．只与电磁铁线圈匝数有关
B．只与电磁铁线圈匝数、是否有铁钉有关
C．只与电磁铁线圈匝数、通过线圈的电流有关
D．与电磁铁线圈匝数、是否有铁钉、通过线圈的电流都有关
4．如图所示，当开关闭合时，下列说法正确的是（ ）
A．螺线管上端N极，滑片P向右移，弹簧测力计示数减小
B．螺线管上端S极，滑片P向右移，弹簧测力计示数减小
C．螺线管上端N极，滑片P向左移，弹簧测力计示数减小
D．螺线管上端S极，滑片P向左移，弹簧测力计示数减小
5．如图所示，先闭合开关S2，再闭合开关S1，则电磁铁的磁性将（ ）
A．不变 B．减弱 C．增强 D．无法判断
6．如图为小明同学绕制的电磁铁，通电后发现该电磁铁只能吸引一枚曲别针，为了让此电磁铁吸引更多的曲别针下列措施不能达到目的的是（ ）
A．换用电压更高的电源
B．增加线圈的匝数
C．对调电源的正负极的接线位置
D．在通电螺线管中插入更粗的铁芯
7．如图是直流电铃的工作原理图。下列说法正确的是（ ）
A．铃声可以在真空中传播
B．铃声是由铃碗的振动产生的
C．变阻器滑片向右移时，电磁铁的磁性增强
D．绕制电磁铁线圈时，线圈的匝数越少，磁性越强
8．如图甲是利用磁悬浮原理浮在空中的盆栽，盆栽底部有磁体，底座内装有电磁铁，电磁铁的原理如图乙所示，下列说法正确的是（ ）
A．盆栽底部磁体的下端一定是S级
B．增大电磁铁线圈中的电流，盆栽静止时受到磁力不变
C．增大电磁铁线圈中的电流，盆栽静止时受到磁力变大
D．增大电磁铁线圈中的电流，盆栽与底座之间距离不变
9．小李同学观察学校楼道里的消防应急灯，平时灯是熄灭的，一旦停电，灯泡就会发光。如图所示是消防应急灯的电路图，图中少连了一根导线，工作原理是：外部电路为220V的交流电，当其正常时，两盏电压为6V的应急灯均不发光；外部电路停电时，两端电压为6V的灯泡发光对于这一装置及其工作特点，下列说法中正确的是（ ）
A．当外部电路停电时，电磁铁有磁性，装置开始工作
B．如果要增强电磁铁的磁性，只能增大电磁铁中的电流
C．外部电路正常时，电磁铁的上端始终为S极
D．电路中C点应该和A点相连
10．如图所示，利用电磁继电器控制电动机工作，下列说法正确的是（ ）
A．开关S断开时，电动机A、B都不工作
B．开关S闭合时，电动机A、B都工作
C．开关S闭合时，只有电动机B工作
D．开关S闭合时，只有电动机A工作
11．如图所示，为研究力的相互作用规律，将电磁铁放在压力传感器上，铁芯足够长。当电磁铁中电流为I时，绝缘磁环停在如图位置，压力传感器示数为F1．当电磁铁中电流增大为1.5I时，绝缘磁环向上运动，t1时刻绝缘磁环上升到最高点（磁环上升过程中可视为匀速运动），不考虑摩擦及空气阻力，则上升过程中压力传感器的示数与时间t的关系图是（ ）
A． B．
C． D．
12．在地下停车场，驾驶员常常根据车位入口上方的红、绿灯判断是否有车位。小卫设计一种自动控制方案：将光控开关S（遮光时开关闭合）装在每个车位地面中央，红、绿灯装在位入口上方，当车位未停车时（S断开），绿灯亮；当车位已停车时（S闭合），红灯亮。时小卫设计了如下4个电路。下列说法正确的是（ ）
A．甲图S断开时红灯绿灯都不亮，不符合方案要求
B．乙图S闭合时绿灯亮，符合方案要求
C．丙图S闭合时红灯亮，不符合方案要求
D．丁图S断开时绿灯亮，S闭合时红灯亮，符合方案要求
二．填空题（共5小题）
13．如图所示的实验表明：电磁铁的 越多，则磁性越强。此外，磁性强弱还跟电流大小有关，当图中的变阻器滑片向右移，则电磁铁吸引的钉子数都将 （填“增加”或“减少”）。
14．如图为应急照明灯及其自动控制电路，分电器的作用是把220V的交流高压转化为12V的直流低电压，并且分两路输出。供电线路有电时，照明灯 （填“亮”或“不亮”），蓄电池 （填“充电”或“放电”）；供电线路停电时，若照明灯L1损坏，则L2 （填“亮”或“不亮”）。
15．小金同学看到了一个悬浮地球仪摆件，于是利用手头材料制作了一个仿制品（如图），成功地将他的“地球仪”稳定地“漂浮”起来，实现“漂浮”的磁铁A端是 极；若要增加球体“漂浮”的高度，可将滑片P向 移动加以调节（填“上”或“下”）；增加到一定高度后，电磁铁对球体的斥力 （选填“变大”、“变小”或“不变”）
16．如图甲所示为自动空气开关的原理图，当电流过大时，电磁铁P吸引衔铁Q的力变大，使衔铁Q转动，闸刀S在弹簧作用下自动开启，最后如图乙所示。
（1）当电流方向如图所示时，电磁铁P右端的磁极为 极
（2）当闸刀处于闭合状态时，从受力角度分析，弹簧处在 状态（选填“压缩”、“原长”或“伸长”）
17．小虎模拟电梯超载自动报警系统设计了如下探究实验：电源电压恒定不变，R0为定值电阻，用杯中水量调节压敏电阻受到压力的大小，压敏电阻的电流与受到压力大小的关系如图乙所示，杯中水量增多时，电磁铁磁性会 （填“增强”或“减弱”）；压敏电阻Rx受到的压力增大到一定程度时，衔铁K与 （填字母“A”或“B”）接触，实现自动报警。
220.3 电磁继电器
1、电磁铁：把一根导线绕成螺旋管，再在螺旋管内插入铁芯，当有电流通过时，它有磁性，没有电流通过时，没有磁性。这种磁体就叫电磁铁。
2、影响电磁铁磁性强弱的因素有 电流的大小 、螺线管的 线圈匝数 。在电流一定时，电磁铁线圈匝数越多，它的磁性越强；在匝数一定时，通过电磁铁的电流越大，它的磁性越强；在电流和绕线匝数一定时，有铁芯的电磁铁磁性较强。
3、继电器是利用 低 电压、 低 电流电路的通断，来间接地控制 高 电压、 高 电流电路的装置。实质上它就是利用电磁铁来控制工作电路的一种 开关 。
4、电磁继电器由电磁铁、 线圈 、簧片等组成；其工作电路由低压 控制电路 电路和高压
工作电路 电路两部分组成。
5、扬声器是把电信号转换成 声 信号的一种装置。它主要由固定的 磁铁 、线圈和锥形纸盆构成。
类型一 探究影响电磁铁磁性强弱的因素的实验
1．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P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
【答案】：B。
【解析】：
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。
类型二 电磁铁的构造、原理和影响电磁铁磁性强弱的因素
2．许多自动控制的电路中都安装有电磁铁。有关电磁铁，下列说法中正确的是（ ）
A．电磁铁的铁芯，可以用铜棒代替
B．电磁继电器中的磁体，可以使用永磁铁
C．电磁铁磁性的强弱只与电流的大小有关
D．电磁铁是根据电流的磁效应制成的
【答案】：D。
【解析】：A、电磁铁的铁芯需用软磁性材料制成，铜不是磁性材料，故不可以用铜棒代替，故A错误；
B、电磁铁不是永久磁铁，它的磁性的有无跟电流的通断有关，所以电磁继电器中的磁体，不能使用永磁铁，故B错误；
C、电磁铁的磁性强弱与电流的大小和线圈的匝数有关，故C错误；
D、电磁铁是利用电流的磁效应制成的，故D正确。
3．巨磁电阻效应是指某些材料的电阻随磁场增强而急剧减小的现象，图中GMR是巨磁电阻，闭合开关S1、S2，移动滑动变阻器的滑片，以下分析正确的是（ ）
A．滑片向左移动时，电磁铁磁性减弱，指示灯亮度变暗
B．滑片向左移动时，电磁铁磁性增强，指示灯亮度变亮
C．滑片向右移动时，GMR电阻变小，指示灯亮度变亮
D．滑片向右移动时，GMR电阻变大，指示灯亮度变亮
【答案】：B。
【解析】：
AB、滑片向左移动时，滑动变阻器连入电路中的电阻变小，左侧电路中的电流变大，电磁铁磁性增强；因为巨磁电阻随磁场增强而急剧减小，则右边的GMR电阻变小，右边电路的总电阻变小，由欧姆定律可知，右边电路的电流变大，由P＝I2R可知指示灯的功率变大，指示灯变亮，故A错误，B正确。
CD、滑片向右移动时，滑动变阻器接入电路中的电阻变大，由欧姆定律可知，左边电路中的电流减小，所以电磁铁的磁性减弱，周围磁场减弱，GMR电阻变大，由串联分压的规律可知，GMR两端的电压增大，则指示灯两端的电压减小，指示灯的实际功率变小，所以指示灯亮度变暗，故CD错误。
类型三．电磁继电器的组成、原理和特点
4．下列设备，利用电磁继电器工作的是（ ）
A．水位自动报警器
B．动圈式话筒
C．电磁起重器
D．直流电铃
【答案】：A。
【解析】：A、如图，由容器、左侧电源和电磁铁组成的是控制电路，由有灯和右侧电源组成的是工作电路，这是一个电磁继电器用控制电路来控制工作电路的。故A正确。
B、如图的动圈式话筒，是利用电磁感应原理工作的，只有一个电路。故B错误。
C、电磁起重机是利用电流磁效应工作的，只有一个电路，故C错误。
D、电铃是利用电流磁效应工作的，只有一个电路，故D错误。
5．电梯设置有超载自动报警系统，其工作原理如图所示，R为保护电阻，压敏电阻的阻值随压力的增大而减小。下列说法正确的是（ ）
A．控制电路接通后，电磁铁的上端为N极
B．电梯正常运行时K与B接触
C．超载时电磁铁磁性增大
D．处于图示位置时电磁铁对衔铁的吸引力大约是弹簧弹力的3倍
【答案】：C。
【解析】：A、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上端为S极，下端为N极，故A错误；
B、正常情况下（未超载时），衔铁被弹簧拉起，K与静触点A接触，故B错误；
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正确；
D、可以把衔铁看成是一个杠杆，处于图示位置时，电磁铁对衔铁的吸引力的力臂是弹簧弹力力臂的3倍，由杠杆的平衡条件可知，电磁铁对所衔铁的吸引力大约是弹簧弹力的，故D错误。
类型四．电磁铁的其他应用
6．下列用电器或设备中，没有电磁铁的是（ ）
A．电烙铁 B．电铃 C．电磁起重机 D．电磁继电器
【答案】：A。
【解析】：在题目中所示答案，只有电烙铁是完全的发热装置，而其它电器中均需要电磁铁产生磁性进行工作。
一．选择题（共12小题）
1．小明同学在“制作、研究电磁铁”的过程中，使用两个相同的大铁钉绕制成电磁铁进行实验，如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．电磁铁能吸引的大头针越多，表明它的磁性越强
B．若将两电磁铁上部靠近，会相互吸引
C．要使电磁铁磁性增强，应将滑动变阻器的滑片P向右移动
D．B线圈的匝数多，通过B线圈的电流小于通过A线圈的电流
【答案】：A。
【解析】：A、电磁铁吸引大头针越多，则表明磁性强，这里采用了转换法，故A正确；
B、利用安培定则判断电磁铁A的上端是N极，电磁铁B的上端也是N极，因为同名磁极相互排斥，故两磁铁上端会排斥，故B错误。
C、当滑片向右移动时，电阻增大，根据欧姆定律I可知电路中的电流减小，故电磁铁的磁性减弱，故C错误；
D、由于两个电磁铁串联在电路中，故通过两个电磁铁的电流大小相等，故D错误；
2．巨磁电阻效应是指某些材料的电阻在磁场中急剧减小的现象，如图是说明巨磁电特性原理的示意图，图中GMR是巨磁电阻，当GMR巨磁电阻旁磁场增大时其电阻值减小。闭合S1、S2后，下列说法正确的是（ ）
A．电磁铁的右端是S极
B．滑片P向右滑动时电磁铁的磁性增大
C．滑片P向左滑动时指示灯变亮
D．滑片P向左滑动时电流表的示数变大
【答案】：D。
【解析】：
A、由图知，电流从螺线管的右侧流入，利用安培定则，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右端为N极，故A错误。
B、滑片P向右滑动过程中，滑动变阻器连入电路中的电阻变大，则电路中的电流变小，通电螺线管的磁性减弱。故B错误。
CD、由左图可知，滑动变阻器的滑片P向左滑动过程中接入电路中电阻变小，
根据欧姆定律可知，电路中的电流变大，
电磁铁磁性的强弱与线圈匝数和通过的电流有关，且匝数不变，通过的电流越大，磁性越强，
此时电磁铁的磁性变强；
由右图可知，巨磁电阻处于磁场越强的位置其电阻越小，
此时巨磁电阻的阻值变大，
巨磁电阻和灯泡并联，所以灯泡的亮度不变，
根据欧姆定律可知，通过巨磁电阻所在电路的电流变大，灯泡所在支路的电流不变，所以电流表的示数变大。
故C错误，D正确。
3．小明用自制的电磁铁来研究它的磁性与哪些因素有关。实验器材：两个相同大小的大铁钉、一些漆包线、开关、电源、滑动变阻器、一些回形针和电流表等。在实验中，用漆包线绕制横截面和紧密程度相同的三个线圈，其中两个线圈插入铁钉，另一个线圈内无铁钉。按如图电路进行实验，实验记录的数据如下表：由以上实验表明，电磁铁的磁性强弱与哪些因素有关（ ）
线圈匝数吸住回形针的个数电流大小 有铁钉 无铁钉
50匝 100匝 100匝
0.2安 5个 9个 12个
0.4安 8个 17个 5个
A．只与电磁铁线圈匝数有关
B．只与电磁铁线圈匝数、是否有铁钉有关
C．只与电磁铁线圈匝数、通过线圈的电流有关
D．与电磁铁线圈匝数、是否有铁钉、通过线圈的电流都有关
【答案】：D。
【解析】：当电流都为0.2A，都有铁芯时，100匝的电磁铁比50匝的电磁铁吸引的回形针多，说明电流相同，有铁芯时，线圈的匝数越多，电磁铁的磁性越强。
当线圈都为50匝，都有铁芯时，线圈中的电流为0.4A比0.2A时，电磁铁吸引的回形针多，说明线圈的匝数相同，有铁芯时，电流越大，电磁铁的磁性越强。
当电流都为0.2A，当线圈都为50匝，有铁芯比无铁芯吸引的回形针多，说明电流相同，匝数相同时，有铁芯电磁铁的磁性强。
由实验现象知，电磁铁的磁性强弱跟电流大小、线圈匝数多少、有无铁芯都有关系。
4．如图所示，当开关闭合时，下列说法正确的是（ ）
A．螺线管上端N极，滑片P向右移，弹簧测力计示数减小
B．螺线管上端S极，滑片P向右移，弹簧测力计示数减小
C．螺线管上端N极，滑片P向左移，弹簧测力计示数减小
D．螺线管上端S极，滑片P向左移，弹簧测力计示数减小
【答案】：B。
【解析】：由图可知电流由螺线管的上方流入，则由右手螺旋定则可知螺线管下端为N极，上端为S极；
当滑片向左移动时，滑动变阻器接入电阻变小，则由欧姆定律可知电路中电流变大，磁性增强；
因为螺线管上端与磁铁下端为异名名磁极磁极，相互吸引；故在滑片P向左移动的过程中，由于磁性增强，弹簧测力计的示数变大。
当滑片P向右移动的过程中，由于磁性减弱，弹簧测力计的示数变小，故B正确。
5．如图所示，先闭合开关S2，再闭合开关S1，则电磁铁的磁性将（ ）
A．不变 B．减弱 C．增强 D．无法判断
【答案】：C。
【解析】：先闭合开关S2，再闭合开关S1，两电阻并联，则总电阻减小；由欧姆定律可知电路中电流增大，则螺线管中电流变大，螺线管的磁性变强。
6．如图为小明同学绕制的电磁铁，通电后发现该电磁铁只能吸引一枚曲别针，为了让此电磁铁吸引更多的曲别针下列措施不能达到目的的是（ ）
A．换用电压更高的电源
B．增加线圈的匝数
C．对调电源的正负极的接线位置
D．在通电螺线管中插入更粗的铁芯
【答案】：C。
【解析】：影响电磁铁磁性强弱的因素有：电流大小、线圈匝数、有无铁芯；
A、换用电压更高的电源，电流变大，则电磁铁磁性增强，此电磁铁能吸引更多的曲别针，故A不符合题意。
B、增加线圈的匝数，可以增强电磁铁的磁性，电磁铁能吸引更多的曲别针，故B不符合题意。
C、对调电源的正负极，不能增大电流，不能增强电磁铁的磁性，所以不能让电磁铁吸引更多的曲别针，故C符合题意。
D、在通电螺线管中插入更粗的铁芯，铁是磁性材料，能被磁化，所以能使电磁铁的磁性增强，可以使电磁铁吸引更多的曲别针，故D不符合题意。
7．如图是直流电铃的工作原理图。下列说法正确的是（ ）
A．铃声可以在真空中传播
B．铃声是由铃碗的振动产生的
C．变阻器滑片向右移时，电磁铁的磁性增强
D．绕制电磁铁线圈时，线圈的匝数越少，磁性越强
【答案】：B。
【解析】：A、声音的传播需要介质，真空不能传声，故A错误；
B、当闭合开关铁腕振动，铃声响起，铃声是由铃碗的振动产生的，故B正确；
C、滑动变阻器的滑片向右滑动时，接入电路中的电阻增大，电流减小，电磁铁的磁性减弱，故C错误；
D、当通过电磁铁的电流一定时，电磁铁线圈的匝数越少，磁性越弱，故D错误。
8．如图甲是利用磁悬浮原理浮在空中的盆栽，盆栽底部有磁体，底座内装有电磁铁，电磁铁的原理如图乙所示，下列说法正确的是（ ）
A．盆栽底部磁体的下端一定是S级
B．增大电磁铁线圈中的电流，盆栽静止时受到磁力不变
C．增大电磁铁线圈中的电流，盆栽静止时受到磁力变大
D．增大电磁铁线圈中的电流，盆栽与底座之间距离不变
【答案】：B。
【解析】：
A、由安培定则可知，电磁铁的上端为N极，根据同名磁极相互排斥可知，盆栽底部磁体的下端一定是N极，这样盆栽才能浮在空中，故A错误；
BCD、增大电磁铁线圈中的电流，盆栽与底座之间距离变大，盆栽最后还是会处于静止状态，盆栽静止时受到重力和磁力的共同作用，这两个力是一对平衡力，大小相等，故B正确，CD错误；
9．小李同学观察学校楼道里的消防应急灯，平时灯是熄灭的，一旦停电，灯泡就会发光。如图所示是消防应急灯的电路图，图中少连了一根导线，工作原理是：外部电路为220V的交流电，当其正常时，两盏电压为6V的应急灯均不发光；外部电路停电时，两端电压为6V的灯泡发光对于这一装置及其工作特点，下列说法中正确的是（ ）
A．当外部电路停电时，电磁铁有磁性，装置开始工作
B．如果要增强电磁铁的磁性，只能增大电磁铁中的电流
C．外部电路正常时，电磁铁的上端始终为S极
D．电路中C点应该和A点相连
【答案】：D。
【解析】：
A、当外部电路停电时，电磁铁所在电路停止工作，电磁铁没有磁性，故A错误；
B、如果要增强电磁铁的磁性可以增大电磁铁中的电流、也可以增加线圈的匝数、也可以加上铁芯，故B错误；
C、电磁铁所在电路使用的是220V的交流电，电流的方向周期性变化，则电磁铁的极性周期性变化，并不是上端始终为S极，故C错误；
D、电路中C点应该和触点A相连，这样才能保证外部电路停电时，电磁铁失去磁性，衔铁弹回，两灯泡所在的电路才会接通，两盏标有“6V”灯泡才会发光，故D正确。
10．如图所示，利用电磁继电器控制电动机工作，下列说法正确的是（ ）
A．开关S断开时，电动机A、B都不工作
B．开关S闭合时，电动机A、B都工作
C．开关S闭合时，只有电动机B工作
D．开关S闭合时，只有电动机A工作
【答案】：C。
【解析】：开关S断开时，控制电路断开，电磁铁无磁性，此时衔铁被弹簧拉起，电动机A所在电路接通，A工作，B不工作，A错误；
当开关S闭合时，电磁铁有磁性，吸引衔铁，B所在电路接通，电动机A所在电路断开，电动机B工作，A不工作，所以BD错误，C正确。
11．如图所示，为研究力的相互作用规律，将电磁铁放在压力传感器上，铁芯足够长。当电磁铁中电流为I时，绝缘磁环停在如图位置，压力传感器示数为F1．当电磁铁中电流增大为1.5I时，绝缘磁环向上运动，t1时刻绝缘磁环上升到最高点（磁环上升过程中可视为匀速运动），不考虑摩擦及空气阻力，则上升过程中压力传感器的示数与时间t的关系图是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】：B。
【解析】：由于电磁铁对绝缘磁环产生的作用力与重力相平衡，则电磁铁中电流为I和1.5I时，压力传感器受到压力等于电磁铁和绝缘磁环的总重力，由于总重力不变，所以压力传感器受到压力不变。
12．在地下停车场，驾驶员常常根据车位入口上方的红、绿灯判断是否有车位。小卫设计一种自动控制方案：将光控开关S（遮光时开关闭合）装在每个车位地面中央，红、绿灯装在位入口上方，当车位未停车时（S断开），绿灯亮；当车位已停车时（S闭合），红灯亮。时小卫设计了如下4个电路。下列说法正确的是（ ）
A．甲图S断开时红灯绿灯都不亮，不符合方案要求
B．乙图S闭合时绿灯亮，符合方案要求
C．丙图S闭合时红灯亮，不符合方案要求
D．丁图S断开时绿灯亮，S闭合时红灯亮，符合方案要求
【答案】：D。
【解析】：A、甲图S断开时，电磁铁无磁性，衔铁使红灯绿灯串联接入电路中，两盏灯都亮，故A不符合题意；
B、乙图S闭合时，衔铁有磁性，使得绿灯亮，故B不符合题意；
C、丙图S闭合时，绿灯亮，衔铁有磁性，工作电路中，电阻接入电路中，红灯不亮，故C不符合题意；
D、丁图S断开时，衔铁使接有绿灯的电路接通，绿灯亮，S闭合时，衔铁使红灯接入电路中，红灯亮，故D符合题意。
二．填空题（共5小题）
13．如图所示的实验表明：电磁铁的 线圈匝数 越多，则磁性越强。此外，磁性强弱还跟电流大小有关，当图中的变阻器滑片向右移，则电磁铁吸引的钉子数都将 减少 （填“增加”或“减少”）。
【答案】：线圈匝数；减少。
【解析】：
由图可知，AB串联在电路中，电流相同，A的线圈匝数多，A吸引的大头针的个数多于B，则A的磁性强；
当图中的变阻器滑片向右移，滑动变阻器接入电路的电阻增大，根据欧姆定律可知，电路中的电流减小，磁性变小，则电磁铁吸引的钉子数都将减少。
14．如图为应急照明灯及其自动控制电路，分电器的作用是把220V的交流高压转化为12V的直流低电压，并且分两路输出。供电线路有电时，照明灯 不亮 （填“亮”或“不亮”），蓄电池 充电 （填“充电”或“放电”）；供电线路停电时，若照明灯L1损坏，则L2 亮 （填“亮”或“不亮”）。
【答案】：不亮；充电；亮。
【解析】：在220V照明电源正常情况下，应急照明灯通过充电器给蓄电池充电，此时，电磁铁吸引衔铁，灯泡与蓄电池所在电路形成开路，灯泡不发光，当照明电源突然停电时，电磁铁没有磁性，衔铁在弹簧的作用下向上抬起，使灯泡和蓄电池所在电路形成通路，蓄电池对外供电，照明灯L1和L2 并联，互不影响，L1损坏，则L2 亮，从而实现自动应急照明。
15．小金同学看到了一个悬浮地球仪摆件，于是利用手头材料制作了一个仿制品（如图），成功地将他的“地球仪”稳定地“漂浮”起来，实现“漂浮”的磁铁A端是 N 极；若要增加球体“漂浮”的高度，可将滑片P向 上 移动加以调节（填“上”或“下”）；增加到一定高度后，电磁铁对球体的斥力 不变 （选填“变大”、“变小”或“不变”）
【答案】：N；上；不变。
【解析】：小金同学看到了一个悬浮地球仪摆件，于是利用手头材料制作了一个仿制品（如图），成功地将他的“地球仪”稳定地“漂浮”起来，电磁铁的上端是S极，磁铁的下端是S极，根据磁极间的相互作用，实现“漂浮”的磁铁A端是N极；
若要增加玩偶“漂浮”的高度，可将滑片P向上移动加以调节，使电路中的电阻变小，电流变大，电磁铁磁性增强。增加到一定高度后，球体会静止在空中，电磁铁对球体的斥力仍然等于球体的重力，故斥力不变。
16．如图甲所示为自动空气开关的原理图，当电流过大时，电磁铁P吸引衔铁Q的力变大，使衔铁Q转动，闸刀S在弹簧作用下自动开启，最后如图乙所示。
（1）当电流方向如图所示时，电磁铁P右端的磁极为 S 极
（2）当闸刀处于闭合状态时，从受力角度分析，弹簧处在 原长 状态（选填“压缩”、“原长”或“伸长”）
【答案】：（1）S；（2）伸长。
【解析】：
（1）由图可知，电磁铁中电流方向是向上的，根据安培定则可知，电磁铁P右端的磁极为S极；
（2）当电路中的电流过大时，电磁铁的磁性增强，则吸引衔铁Q的力变大，使衔铁转动，闸刀S在弹力的作用下自动开启，切断电路，由于弹簧对开关仍然有一定的拉力，故弹簧会处于伸长状态。
17．小虎模拟电梯超载自动报警系统设计了如下探究实验：电源电压恒定不变，R0为定值电阻，用杯中水量调节压敏电阻受到压力的大小，压敏电阻的电流与受到压力大小的关系如图乙所示，杯中水量增多时，电磁铁磁性会 增强 （填“增强”或“减弱”）；压敏电阻Rx受到的压力增大到一定程度时，衔铁K与 B （填字母“A”或“B”）接触，实现自动报警。
【答案】：增强；B。
【解析】：由图乙知：当压敏电阻Rx受到的压力F增大时，压敏电阻的电流，根据欧姆定律可知，其阻值减小；
所以，在控制电路中，杯中水量增多时，压敏电阻Rx受到的压力增大，电路中的电流变大，电流增大时电磁铁的磁性增强；
当压敏电阻Rx受到的压力增大到一定程度时，控制电路中的电流增大，从而使电磁铁的磁性增强，磁性达到一定程度时，衔铁被电磁铁吸住，触点K与触点B接触，电铃报警，实现自动报警。
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