2022浙教版八下科学1.3电磁铁的应用 学案（含答案）

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浙教版八下§1.3电磁铁的应用学案
姓名
[学习目标]
1、能描述电磁铁，说明电磁铁的工作原理。
2．能说明电磁继电器的结构及工作原理，了解电磁继电器在生产、生活中的应用。
一、知识点梳理：
知识点1、电磁铁的优点
1、带 的通电螺线管，称为电磁铁。
2、电磁铁的优点：磁性有无由 来控制，磁性强弱由 来调节，磁场方向由 来控制；
3、影响电磁铁磁性强弱的因素： 越大，磁性越强； 越多，磁性越强。
4、 等设备中都装有电磁铁。
知识点2、电磁继电器
1、电磁继电器是利用 来控制工作电路 的一种自动开关。
2、使用电磁继电器可以用 电路的通断，来控制 电路的通断。
3、读图：
（1）当低压电源开关闭合时，控制电路中有电流通过，电磁铁A ，吸引衔铁B，使动触点与红灯触点分离，而与绿灯触点接通，故 灯熄灭， 灯亮起， 开始工作。
（2）当低压电源开关断开时，电磁铁失去了磁性，衔铁B在 的作用下拉起，使动触点与 触点分离， 而与 触点接通，故红灯 ，绿灯 ，电动机 。
知识点3、磁悬浮列车
1、磁悬浮列车就是利用“ ” 的原理而工作的。
2、磁悬浮列车工作时，通过轨道上的 与列车上的 之间的排斥或吸引作用而悬浮起来，使列车与轨道分离，消除了列车与轨道间的 ，从而使列车运行速度很快。
3、 的磁悬浮列车是世界上首次投入商业运营的高速磁悬浮列车。
知识点4、信息的磁记录
1、硬盘是信息 的重要器件，硬盘主要由磁记录盘片、 以及其他配件组成。盘片的表面均匀地涂有一层极薄的 （小磁体），读写磁头实际上就是一块 。
2、在硬盘上存入数据的过程中，首先将声音、图像、数字等需要记录的信息转变为 ，电流通过读写磁头转变为 ，然后用这个磁场使盘片上磁性颗粒按照它的方向 ，信息就记录在盘片中了。
3、要读取磁盘信息时，只要使 通过磁头转变成电信号， 再将电信号转变成 等信息，从而再现被记录的信息。
4、录音机和录像机的磁头也是由 制成。录音机和录像机将需要记录的 转变成电信号，通过磁头记录在 上。
二、例题讲解
例题1、如图是汽车启动装置原理图对于这一装置及其工作特点，下列说法中不正确的是（ ）
A. 旋转钥匙能使电磁铁所在电路工作
B. 电磁铁的工作电压比电动机的工作电压低
C. 电磁铁通电时，上端是S极下端是N极
D. 电磁铁通电时，吸引上方的衔铁，使触点A向右与B接触
（例题1图） （例题2图） （例题3图）
例题2、如图所示是某同学连接的电铃电路，闭合开关后，电路中始终有电流，但电铃只响一声就不再响了，原因是(　 　)
A．电磁铁始终没有磁性 B．衔铁没有向下运动
C．衔铁一直被电磁铁吸着不能回弹 D．电池正、负极接反了
例题3、小科走到电动扶梯(电梯)前，发现电梯上没有站人时运行较慢，当她站到电梯上时又快了很多。她了解到电梯是由电动机带动运转的，电梯的控制电路中安装了力敏电阻(力敏电阻受到压力时，阻值会发生变化)，控制电梯运动快慢的模拟电路如图所示。以下分析合理的是( )
A. 触点3与触点1接触时，电梯运行较快 B. 力敏电阻由半导体材料制成，受压时阻值变小
C. 电梯没有站人时，继电器的电磁铁磁性较强 D. 电梯没有站人时，电动机两端的电压较大
例题4、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、绿灯装在车位入口上方，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。同时小卫设计了如下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。
例题5、小明利用热敏电阻设计了一个“过热自动报警电路”，如图甲。将热敏电阻R安装在需要探测温度高低的地方，当环境温度正常时，指示灯亮；当环境温度超过某一值时，警铃响。图甲中继电器的供电电压U1=6V，继电器线圈的电阻R0为30Ω，当线圈中的电流大于等于100mA时，警铃响。图乙是热敏电阻的阻值随温度变化的图象。下列说法正确的是（ ）
A. 图中接线柱A与D连接，B与C连接 B. 图甲电磁铁下端P的磁极应为S极
C. 当环境温度升高，电磁铁的磁性减弱 D. 环境温度达到80℃时，警铃响
（例题5图） （例题6图）
例题6、小明去超市，走到电梯前发现电梯运动较慢，当他站在电梯上时电梯运动又快了起来。小明根据所学的知识，画出如图所示的电路(R是一个压敏电阻)。小明分析：当人站在电梯上，压敏电阻的阻值减小，则电磁铁的磁性变 (选填“强”或“弱”)，衔铁与触点 (选填“1”或“2”)接触，电动机的转速变 (选填“大”或“小”)。
三、随堂练习：
1、使用电磁铁的优点是（ ）
A.它的磁极、磁性稳定 B.它能长时间保持磁性
C.它的磁性有无、磁性强弱和磁极的极性都可以改变 D.它不需要消耗电能
2、如图所示，对甲、乙、丙、丁四幅实验装置图解释正确的是（ ）
A. 甲是磁场能产生电流
B. 乙是电磁继电器，它是利用电磁铁来控制工作电路的一种开关
C. 丙是通电导体在磁场中受到力的作用
D. 丁是闭合电路的一部分导体放入磁场中，导体中就产生电流
3、小华同学在做“探究电磁铁”实验中，使用两个相同的大铁钉绕制成电磁铁进行实验，如图所示，下列说法中正确的是（ ）
A．要使电磁铁磁性增强，应将变阻器的滑动片向右滑动
B．电磁铁能吸引的大头针越多，表明它的磁性越强
C．电磁铁B磁性较强，所以通过它的电流较大
D．若将两电磁铁上部靠近，会相互吸引
（第3题图） （第4题图） （第5题图）
4、如图所示，桌面上放着一块磁铁，闭合开关S，磁铁仍静止在桌面上，把滑动变阻器滑片向左移动时。下列说法正确的是（ ）
A．磁铁受到向右的摩擦力，并且逐渐变大 B．磁铁受到向左的摩擦力，并且逐渐变小
C．当滑片移到一定位置后，磁铁可能会向右滑动 D．电磁铁的磁性逐渐变弱
5、如图所示某汽车起动电动机的电路。当起动器开关闭合时，有细小电流通过器件X，接着有强大电流通过电动机，并将电动机启动，X可能是（ ）
A. 灵敏电流计 B. 电磁继电器 C. 电压表 D. 发电机
6、如图为一种温度自动报警器的原理图，在水银温度计的顶端封入一段金属丝，以下说法正确的是（ ）
A.温度升高至74℃时，L1亮灯报警 B.温度升高至74℃时，L2亮灯报警
C.温度升高至78℃时，L1亮灯报警 D.温度升高至78℃时，L2亮灯报警
（第6题图） （第7题图） （第8题图）
7、如图是火警自动报警器原理图，发生火灾时将会发生下列变化：
A.温度升高使双金属片弯曲； B.接通触点使工作电路有电流通过；
C.电磁铁有了磁性； D.衔铁被吸下；
E.接通触点使控制电路有电流通过； F.红灯亮、电铃响、发出警报。
（1）请你将这些变化的正确顺序填写在横线上： 。
（2）双金属片的作用是 (填字母)。
A.既有感温元件的作用，又有控制电路的开关作用 B.只有感温元件的作用
C.只有控制电路的开关作用 D.只有工作电路的开关作用
8、小强利用压力传感器、电磁继电器、阻值可调的电阻R等元件，设计了一个汽车超载自动报警电路，如图甲所示。他了解到这种压力传感器所受压力越大时，输出的电压就越大，闭合S，车辆通过压力传感器时电磁继电器的工作情况：
（1）车辆不超载时，工作电路中绿灯亮，电磁铁线圈_____（选填“有”或“无”）电流；
（2）当传感器所受压力增大到一定程度时，红灯亮，说明汽车超载，请你判断灯_____（选填"L1”或“L2”）
是红灯；
（3）如果允许更大的汽车超载量通过此汽车超载自动报警电路，将可调的电阻R的阻值_____（选填“增
大”、减小“或”不变）。
四、课后巩固：
1、下列装置中，没有用到电磁铁的是（ ）
A．电磁起重机 B．电磁继电器 C．电铃 D．电热毯
2、如图所示，电磁铁的左下方有一铁块，在恒力F作用下沿水平面向右作直线运动，若铁块从电磁铁的左下方运动到正下方过程中，同时将滑动变阻器的滑片逐渐向上滑动，则下列说法正确的是(　　)
A．电磁铁上端为N极 B．铁块运动过程中，电磁铁的磁性逐渐减弱
C．铁块作匀速运动 ．铁块对地面的压强逐渐减小
（第2题图） （第3题图）
3、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R，阻值随CO浓度的增大而减小。下列说法正确的是（ ）
A．电铃应接在A和C之间
B．当CO浓度升高，电磁铁磁性减弱
C．用久后，电源电压U1会减小，报警时CO最小浓度比设定值高
D．为使该检测电路在CO浓度更低时报警，可将R2控制电路的滑片向下移
4、为模拟校回路灯自动化管理，小明利用电磁铁、光敏电阻R《阻值随光照强度增大面增大）等器材设计了下列电路图，以实现白天光照强时灯L灭，傍晚光照弱时灯L发光。忽略弹性衔铁和电磁铁线圈电阻，则符合设计要求的是（ ）
5、如图所示，当工作电路发生故障而断开时，铃响报警，故障排除后工作电路接通时，绿灯和白灯亮，铃不响，则图中（ ）
A. a是电铃 B. b是电铃 C. c是电铃 D. a是绿灯
（第5题图） （第6题图） （第7题图）
6、如图所示是温度自动报警器的原理图，它运用了许多物理知识。以下说法中不正确的是（ ）
A．温度计中的水银是导体 B．温度计是根据液体热胀冷缩的性质工作的
C．报警器中的电磁铁运用了电流的热效应 D．电磁继电器是一种电路开关
7、如图所示是消防应急灯的电路图，其中少连了一根导线，它的工作原理是外部电路为220V交流电,当其正常时，两盏标有“6V”字样的灯泡不发光；外部电路停电时，两盏标有“6V”字样的灯泡发光。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，电磁铁所在电路工作 B. 电磁铁通电时，弹簧被拉长
C. 电磁铁的上端始终为N极 D. C点应该和B点相连
8、如图所示是一个水位自动报警器的原理图。水位没有到达金属块A时，绿灯亮；水位到达金属块A时，红灯亮。下列关于它的工作原理的讨论中，正确的是（ ）
A．容器中的水不能导电 B．当水位上升到A时，红灯亮，绿灯不亮
C．红、绿灯是串联的 D．衔铁是永磁体
（第8题图） （第9题图） （第10题图）
9、如图所示，GMR为巨磁电阻，其阻值随着磁场的增强而急剧减小。闭合开关S1和S2，电磁铁的左端是________极；将滑动变阻器的滑片P从b端向a端滑动时，螺线管的磁性将_______，电压表的示数将________（选填“变大”“不变”或“变小”）。
10、在物联网中，传感器担负着信息采集的重要任务，可以实现“提醒”和“报警”功能。其中热敏传感器主要运用了热敏电阻来测量温度的变化，热敏电阻R1的阻值随温度变化的曲线如图甲所示。图乙是由热敏电阻R1作为传感器制作的简单自动报警电路图，图中a、b为两个固定的金属片，d为铁片。
(1)要使温度过高时发送报警信息，开关c应接在___(填“a”或“b”)处。
(2)要使报警的最低温度升高些，应将P点向____(填“左”或“右”)移动。
11、新建的居民住宅大多安装了自动空气开关．其原理如图所示，当电路由于电流过大时，电磁铁P的磁性将变________（选填“强”或“弱”），吸引衔铁Q的力变大，使衔铁转动，闸刀在弹力作用下自动开启，切断电路，起到保险作用．某周末，文强同学在家开着空调看电视，妈妈打开电饭锅做饭时，家里的自动空气开关“跳闸”。则此时“跳闸”的原因最可能是________。
（第11题图） （第12题图） （第13题图）
12、物理学中，用磁感应强度（用字母 B 表示）来描述磁场的强弱，它的国际单位是特斯拉（符号是 T），磁感应强度 B 越大表明磁场越强；B=0 表明没有磁场。有一种电阻，其阻值大小随周围磁场强度的变化而变化，这种电阻叫做磁敏电阻。为了探究电磁铁磁感应强度的大小与哪些因素有关，小超设计了甲、乙两图所示的电路，图甲中电源电压恒为6V，R 为磁敏电阻，图乙中的电磁铁左端靠近且正对图甲的磁敏电阻 R；磁敏电阻 R 的阻值随磁感应强度变化的关系图像如图丙所示。
（1）当图甲S1闭合，图乙S2断开时，磁敏电阻R的阻值是_____Ω，则此时电流表的示数为____mA 。
（2）闭合S1和S2 ， 图乙中滑动变阻器的滑片P向右移动时，小超发现图甲中电流表的示数逐渐减小，说明磁敏电 R的阻值变________，电磁铁的磁感应强度变________。
（3）闭合S1和S2 ， 图乙中滑动变阻器的滑片P保持不变，将磁敏电阻R水平向左逐渐远离电磁铁时，小超将测出的磁敏电阻与电磁铁左端的距离L、对应的电流表示数I及算出的磁感应强度B同时记录在下表中。请计算当L=5cm时，磁敏电阻R所在位置的磁感应强度B=_____T 。
L/cm 1 2 3 4 5 6
I/mA 10 12 15 20 30 45
B/T 0.68 0.65 0.60 0.51 0.20
（4）综合以上实验可以得出：电磁铁磁感应强度随通过电流的增大而________；离电磁铁越远，磁感应强度越________。
13、如图是小星同学为自家的电热水器设计的一个自动控制装置，R1是一个热敏电阻（置于热水器水中）。（1）热敏电阻其阻值随温度的升高而________（选填“升高”或“减小”），它才能有效地工作，请解释其
中的科学道理 。
（2）图中继电器的供电电压U0=3V，继电器线圈用漆包线绕成，其电阻R2为40欧。当线圈中的电流大于等于50mA时，继电器的衔铁将被吸合。计算电流等于50mA时热敏电阻的阻值是多大？
参考答案：
一、知识点梳理：
知识点1、
1、铁芯 2、电流有无（能、断电） 电流大小 电流方向
3、电流 线圈匝数
知识点2、
1、电磁铁 电话、录音机、洗衣机、电风扇、电饭煲、电瓶车等（合理均可）
2、低电压和弱电流 高电压和强电流
3、（1）产生磁性 红 绿 电动机 （2）弹簧C 绿灯 红灯 亮起 熄灭 停止工作
知识点3、
1、同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引 2、强电磁铁 电磁铁 摩擦
3、上海建成
知识点4、
1、磁记录 读写磁头 磁性颗粒 电磁铁
2、电信号 记录磁场 排列
3、记录的磁信息 声音、图像、数 字
4、电磁铁 声音和图像 磁带
二、例题讲解：
例题1、C
解析：AD、将汽车钥匙插入钥匙孔，转动钥匙相当于闭合电磁铁的开关，使电磁铁工作，吸引衔铁向下，使触点A向右与B接触，把电动机所在电路接通，汽车启动．故AD正确；B、由图知，电磁铁的工作电压只是电动机的工作电压的一部分，电磁铁的工作电压比电动机的工作电压低，故B正确；C、由右手螺旋定则可知，电磁铁通电时，上端是N极下端是S极，故C错。
例题2、C
解析：当开关闭合后，电路中有电流，电磁铁有磁性，吸引衔铁，衔铁被吸下的同时，打击铃碗，发出声音．此时电路始终接通，电磁铁始终吸引衔铁，衔铁不会回弹，所以钉锤不能在重复打击铃碗.。
例题3、B
解析：电动扶梯无人时压力小，运行慢，即电流小电阻大；有人时压力大小，运行快，即电流大小电阻小，则力敏电阻由半导体材料制成，受压时阻值变小，故B正确； 当触点3与1接触时，定值电阻R与电动机串联；当触点3与2接触时，只有电动机工作，则前者的电阻大电流小，则电梯运行慢；后者电阻小电流大，则电梯运行快，故A错误；电梯无人时，电流小，则电磁铁的磁场较弱，故C错误； 当电梯无人时，定值电阻R与电动机串联，此时电动机的电压小于电源电压；当电梯有人时，只有电动机工作，它的电压等于电源电压，即前者电压小于后者，故D错误。
例题4、D
解析：A.甲图S断开时，电磁铁没有磁性，衔铁在弹簧拉力作用下回复原位，接通绿灯和红灯，这时红灯绿灯串联都亮，故A不合要求； B.乙图S闭合时，电磁铁将衔铁吸下来接通绿灯，此时绿灯亮，和要求不同，故B不合题意； C.丙图S闭合时绿灯亮，故C不合要求； D.丁图S断开时，电磁铁没有磁性，衔铁在弹簧拉力作用下回复原位，接通绿灯，此时绿灯亮；S闭合时，电磁铁有磁性，将衔铁吸下来接通红灯，此时红灯亮，故D符合要求。
例题5、D
解析：A、从图乙中得出温度升高，R的阻值变小，控制电路电流增大，电磁铁磁性增强，吸引衔铁接触触点B，此时警铃响，说明B与D相连，那么A就与C相连，故A错误；B、据安培定值可知，电流从上端流入，下端流出，故下端P的磁极应为是N极，故B错误；C、分析乙图，发现：温度升高时，热敏电阻阻值减小，根据欧姆定律，电路中电流就会增大，电磁铁的磁性就会增大，故C错误；D、当线圈中的电流I=50mA=0.05A时，继电器的衔铁将被吸合，警铃报警，则控制电路的总电阻R总＝U/I=3V/0.05A=60Ω；因此热敏电阻R=R总-R0=60Ω-30Ω=30Ω；由图乙可知，此时t=80℃,所以，当温度t≥80℃时，警铃报警，故D正确。
例题6、强；2；大
解析：当人站在电梯上，压敏电阻的阻值减小，通过电磁铁的电流增大，则电磁铁的磁性变强，将衔铁吸下来，与触点2接触。当衔铁与触点1接触时，定值电阻R1与电动机串联；当衔铁与触点2接触时，只有电动机独自工作，因此电阻变小而电流变大，那么电动机的转速变大。
三、随堂练习：
1、C 2、B 3、B 4、C 5、B 6、D
7、（1）AECDBF （2）A 8、 无 L2 增大
四、课后巩固：
1、D 2、D 3、C 4、D 5、A 6、C
7、B 8、B 9、N 增强 变小 10、a 左
11、强 总功率过大
12、（1）100；60（2）大；强（或大）（3）0.4（4）增大（或变强）；小（或弱）
13、（1）减小；当水温较低时，热敏电阻较大，控制电路电流较小，电磁铁磁性较弱，不能把衔铁吸下来，工作电路工作，给水加热；当水温较高时，热敏电阻阻值变小，控制电路电流较大，电磁铁磁性增强，吸引衔铁，工作电路断开，工作电路停止加热。（2）热敏电阻的阻值R1为20Ω。
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