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人教版物理九年级下第二十章第三节综合同步练习——电磁铁 电磁继电器（3）
一、单选题
1．（2020九上·朝阳期末）小阳同学在研究性学习活动中，通过查阅资料，查到了一种由半导体材料做成的热敏电阻阻值随温度变化的曲线，如图甲所示。他设计了如图乙所示的温度自动控制装置，其中R为热敏电阻，已知电磁继电器的线圈电阻R0为50Ω，左侧控制电路的电源电压为6V。当继电器线圈中的电流大于或等于20mA时，继电器的衔铁被吸下，右侧工作电路就断开。下列说法中正确的是（ ）
A．当控制电路工作时，电磁铁的上端是N极
B．当温度为10℃时，通过控制电路中的电流为12mA
C．该装置可将温度控制在50℃以下
D．用超导体制作电热丝可大大提高它的发热功率
2．（2020九上·郑州月考）在探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”实验中，小华用电池（电压一定）、滑动变阻器、数量足够的大头针、铁钉及足够长的漆包线为主要器材，制作了简易电磁铁甲和乙，并将它们连成如图所示的电路（ ）
A．当滑片向右移动时，两电磁铁吸引的大头针的个数将增多
B．由安培定则可知，甲铁钉的下端为S极
C．电炉子也属于电磁铁的应用
D．实验发现被电磁铁吸引的大头针下端是分散的，其原因是同名磁极互相排斥
3．（2020九上·北京月考）如图的电路中，磁敏电阻R的阻值随磁场的增强而明显减小，将螺线管一端靠近磁敏电阻R，闭合开关S1、S2，下列说法正确的是（ ）
A．螺线管左端为S极，右端为N极
B．当R1的滑片向左端滑动时，电压表示数增大
C．当R1的滑片向右端滑动时，电流表示数减小
D．在螺线管中插入铁芯，电压表示数增大
4．（2020九上·呼和浩特月考）如图所示是一种温度自动报警器的原理图。制作水银温度计时，在玻璃管的两端分别封入一段金属丝。电池的两极分别与金属丝相连，当温度达到与电池正极相连的金属丝下端所指的温度时，电铃就响起来，发出报警信号。下列说法正确的是（ ）
A．温度计中的水银是绝缘体
B．电铃响时，电磁铁右端是N极
C．温度降低到74℃以下，电铃响
D．电铃响且滑片P向左移动时，电磁铁磁性减弱
5．（2020九上·东莞期末）如图所示，电源电压不变。R为滑动变阻器， 弹簧测力计下端挂一条形磁铁，且与电磁铁B在同一竖直线上，将开关S闭合，条形磁铁静止时，测力计的示数为F，则（ ）
A．通电螺线管上端为S极
B．只减少线圈的匝数，测力计的示数较小
C．将电源正负极对调，测力计的示数变小
D．当滑片P从上端移向下端时，测力计的示数变大
6．（2019九上·五华期末）如图所示，在电磁铁正上方用弹簧挂着一条形磁铁，开关闭合后，当滑片P从a端向b端滑动过程中，会出现的现象是（ ）
A．电流表示数变小，弹簧长度变短
B．电流表示数变大，弹簧长度变长
C．电流表示数变小，弹簧长度变长
D．电流表示数变大，弹簧长度变短
7．陈华在课外活动实验中，用导线绕成一个线圈自制成一个电磁铁，实验中，他希望获得更强的磁性，设计了以下几种方案，不可能实现的是（ ）
A．增加电路中电池的节数 B．增加线圈匝数
C．将电源的正、负极对调 D．在线圈中插入一根铁钉
8．下列关于电磁铁和磁感线的说法中，正确的是（ ）
A．电磁铁能永久性地保持磁性
B．电磁铁的磁性有无和磁性强弱可以改变
C．磁感线是真实存在的
D．电磁铁外部的磁感线总是从S极出发，回到N极
二、多选题
9．如图所示，电磁铁的左下方有一铁块，在弹簧测力计作用下向右作匀速直线运动．当铁块从电磁铁的左下方运动到正下方过程中，同时滑片逐渐向上滑动，下列判断正确的是（ ）
A．电磁铁的磁性逐渐增强 B．电磁铁的磁性逐渐减弱
C．铁块对地面的压强逐渐减小 D．铁块对地面的压强逐渐增大
三、填空题
10．（2021九上·铁锋期末）在图中所示的自动控制电路中，当控制电路的开关S处于闭合状态时，工作电路中工作的用电器是 ，此时弹簧应该处于 （选填“原长”、“压缩”或“拉伸”）状态。
11．（2020九上·平谷期末）如图所示电路，开关S接到a后，小磁针静止时，A端是 极；将开关S由a换到b，调节变阻器的滑片P，使电流表的示数 ，目的是探究通电螺线管的磁性强弱与 是否有关。
12．（2020九上·五华期末）如图所示是学校走廊灯的自动控制电路，走廊入口上方安装有反射式光电传感器，当人靠近到一定距离时，从光电传感器上发射的红外线经人体反射后被接收器接收，接收器中的光敏电阻R0的阻值减小，定值电阻R两端的电压 （选填“变大”“变小”或“不变”），同时电磁铁的磁性 （选填“变强”“变弱”或“不变”），工作电路接通，灯泡L发光，图中电磁铁的下端是 （选填“S”或“N”）极。
13．如图所示，A、B弹簧下方分别吊着软铁棒和条形磁铁，闭合开关，将滑动变阻器的滑片逐渐向右移动时，A弹簧的长度将 ，B弹簧的长度将 (填“伸长”“缩短”或“不变”)。
14．如图所示，闭合开关使螺线管通电，A螺线管的上端相当于磁体的 极，可以观察到左边弹簧 ，右边弹簧 。(后两空均选填“伸长”“不变”或“缩短”)
四、作图题
15．（2020九下·湛江开学考）如下图是简单的火警自动报警装置的部分电路，温控开关在常温时断开，绿灯亮；在温度升高到一定值时自动闭合，红灯亮、电铃响，发出报警信号。请你按上述要求，将电路图补充完整。（a、b、c为三个接线柱）
16．电磁继电器在各种自动化装置中有很多应用，街道路灯自动控制就是其应用之一。如图所示为模拟电路，其中A为电磁继电器，B为照明电路，C为路灯，D为光敏电阻(白天光照强时，电阻变小，电磁铁磁性较强；夜晚光照弱时，电阻变得很大，电磁铁几乎无磁性)，请你将电路连接完整，达到白天灯熄、夜晚灯亮的效果。(连线时导线不能交叉)
五、实验探究题
17．（2020九上·曲阳期末）探究影响电磁铁磁性强弱的因素时，将漆包线绕在铁钉上自制简易电磁铁，连接如图的电路：
（1）实验时用电磁铁吸引大头针的数量来反映 ；
（2）闭合开关，电磁铁的下端为 极；
（3）断开开关，铁钉上仍吸附有少许大头针，这是因为铁钉被 了；
（4）为了探究电磁铁磁性的强弱与电流大小是否有关，应进行的操作是 。
六、综合题
18．（2021九上·中山期末）小明利用热敏电阻设计了一个“过热自动报警电路”，如图甲所示，将热敏电阻R安装在需要探测温度的地方，当环境温度正常时，在弹簧的作用下，衔铁连接上触点，指示灯发光；当环境温度超过某一值时，电磁铁的线圈电流等于或大于50mA时，衔铁将被电磁铁向下吸引，衔铁与上触点分离，连接下触点，警铃响。图中电源电压U1为4.5V，图乙是热敏电阻的阻值随温度变化的图像，电磁铁的线圈电阻R0为20Ω。请回答下列问题：
（1）电磁继电器的电磁铁是利用电流的 效应原理工作的。
（2）当环境温度升高时，热敏电阻阻值将 ，继电器的磁性将 （两空都选填“增大”、“减小”或“不变”）。
（3）图甲中警铃的接线柱C应与接线柱 （选填“A”或“B”）相连。
（4）图甲中电磁铁上端P的磁极是 （选填“N”或“S”）极。
（5）由图乙可知，当环境温度超过 ℃时，警铃响。
答案解析部分
1．【答案】C
【知识点】欧姆定律及其应用；电磁继电器的组成、原理和特点
【解析】【解答】A．由电路图可以看出电磁铁的电流由下进上出，根据安培定则可以判定电磁铁的下端是N极。A不符合题意；
B．如甲图可以看出当温度为10℃时，热敏电阻的阻值为500Ω，电路中的总电阻
通过控制电路中的电流
B不符合题意；
C．当工作电路断开时，控制电路中的电流I=20mA=0.02A
则控制电路中的总电阻
温控电阻R与R0串联，所以R=R总-R0=300Ω-50Ω=250Ω
查曲线图可知：当R=250Ω时，t=50℃故此温控装置可将温度控制在50℃以下，C符合题意；
D．根据焦耳定律，超导体没有电阻就不能产生热量。D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】根据安培定则判定螺线管的极性；根据温度为10℃时R的阻值，求出总电阻，然后根据欧姆定律求出电流的大小。
当继电器线圈中的电流大于或等于20mA时，继电器的衔铁被吸下，据此求出电路的总电阻，然后根据串联电路的电阻关系求出R的阻值，根据图象得出温度。
超导体的电阻为零，不会放热，所以电能无法转化为内能，利用电流热效应工作的电器设备都不能用超导材料制作。
2．【答案】D
【知识点】安培定则；物体是否具有磁性的判断方法；影响电磁铁磁性强弱的因素及其探究
【解析】【解答】A．当滑片向右移动时，滑动变阻器的阻值增大，电路中的电流变小，两电磁铁的磁性减弱，吸引大头针的个数减少；A不符合题意；
B．根据安培定则，用右手握住甲电磁铁，四指指向电流的方向，大拇指指向甲电磁铁的下端为N极，B不符合题意；
C．电炉子工作时，电流通过电热丝做功，消耗的电能转化为内能，没有应用电磁铁，C不符合题意；
D．实验发现被电磁铁吸引的大头针下端是分散的，其原因是大头针被磁化后同名磁极互相排斥，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】电磁铁的磁性和电流大小、线圈匝数有关；根据安培定则判断通电螺线管的磁极位置；磁极间同名磁极互相排斥。
3．【答案】C
【知识点】电路的动态分析；影响电磁铁磁性强弱的因素及其探究
【解析】【解答】A．根据右手定则可以判断，螺线管左端为N极，右端为S极，A不符合题意；
B．当R1的滑片向左端滑动时接入电阻变小，螺线管磁性增强，磁敏电阻的电阻变小，根据串联分压可知电压表示数减小，B不符合题意；
C．当R1的滑片向右端滑动时接入电阻变大，螺线管磁性减弱，磁敏电阻的电阻变大，电流表示数减小，C符合题意；
D．在螺线管中插入铁芯，螺线管磁性增强，磁敏电阻的电阻变小，根据串联分压可知电压表示数减小，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】根据安培定则可以判断螺线管磁极的位置；根据串联电路中电阻的变化判断电流和分压的变化。
4．【答案】B
【知识点】安培定则；影响电磁铁磁性强弱的因素及其探究
【解析】【解答】A．水银容易导电，是导体，A不符合题意；
B．由图知道，当电铃响时，电流从螺线管的左端流入，由安培定则知道，电磁铁右端是N极，B符合题意；
C．由图知道，当温度升高到74℃以上时，水银与金属丝接触，电磁铁的电路中有电流，电磁铁具有磁性，会吸引衔铁，电铃中有电流通过，电铃响，C不符合题意；
D．电铃响且滑片P向左移动时，滑动变阻器接入电路的电阻减小，电流变大，此时电磁铁磁性变强，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】结合通电螺线管的电流方向，利用右手螺旋定则求解通电螺线管的N极和S极。
5．【答案】D
【知识点】磁现象；影响电磁铁磁性强弱的因素及其探究
【解析】【解答】A．由安培定则可知， 通电螺线管上端为N极；A项不符合题意；
B．减小线圈匝数，电磁铁的磁性减弱，斥力减小，测力计的示数增大，B项不符合题意；
C．将电源正负极对调后，由安培定则可知，通电螺线管上端为S极；由于同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，所以将电源正负极对调后，测力计的示数变大；C项不符合题意；
D．当滑片P从上端移向下端时，电路中的电阻变大，由欧姆定律可知，电路中的电流变小，导致电磁铁的磁性减弱，斥力减小，测力计的示数增大；D项符合题意。
故答案为：D
【分析】电磁铁的磁性和电流大小有关，磁极间同名磁极相斥，异名磁极相吸。
6．【答案】D
【知识点】电路的动态分析；安培定则；影响电磁铁磁性强弱的因素及其探究
【解析】【解答】解：电流由下方流入，则由右手螺旋定则可知，螺线管上端为N极；
因同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，
所以，两磁铁同名相对，相互排斥；
当滑片P从a端向b端滑动过程中，滑动变阻器接入电阻减小，电路中的总电阻减小，
由I＝ 可知，电路中电流变大，即电流表的示数变大，AC不符合题意；
此时条形磁铁受向上的力增强，弹簧长度变短，B不符合题意、D符合题意。
故答案为：D。
【分析】结合电路的连接方式，首先分析电路中电流大小的变化情况，以及此时电磁铁磁性强弱的变化，利用安培定则判断电磁铁的极性，结合磁极间的相互作用判断弹簧的变化情况.
7．【答案】C
【知识点】影响电磁铁磁性强弱的因素及其探究
【解析】【解答】电磁铁的磁性强弱与线圈的匝数、电流的大小、是否有铁芯等有关。增加电池节数，可以增大电磁铁两端的电压，使电流增大，磁性增强。增加线圈匝数及加铁钉（铁芯）也能增强磁性。改变电源的正、负极只是改变了电路中电流的方向，改变电磁铁的磁极，C符合题意。
故答案为：C
【分析】增大通电螺线管的磁性的方法有：增大电流、增加线圈匝数，增加铁芯。
8．【答案】B
【知识点】磁感线及其特点；电磁铁的构造和原理
【解析】【解答】A. 电磁铁中电流消失后，磁性即消失，故磁性不能永远保持，A不符合题意；
B 电磁铁的磁性有无，可以通过通电断电来控制，通电时有磁性，断电时无磁性；改变线圈的匝数、电流的强弱、铁芯的有无都可以改变电磁铁的磁性强弱，B符合题意。
C. 磁感线并非真实存在，C不符合题意；
D. 在磁体外部，磁感线都是从N发出，回到S极的，D不符合题意。
故答案为：B.
【分析】电磁铁的磁性有无可控制，磁性强弱可控制，磁感线是描述磁场假想的线。
9．【答案】A,C
【知识点】减小压强的方法及其应用；影响电磁铁磁性强弱的因素及其探究
【解析】【解答】当滑片向上滑动时，滑动变阻器连入的阻值变小，根据欧姆定律可知，电路中的电流增大，所以电磁铁的磁性会增强；当铁块在电磁铁的左下方时，铁块对地面的压力大小等于铁块的重力；当铁块逐渐向电磁铁下方移动时，此时铁块除了受到重力以外，还受到电磁铁对它的吸引力，由于电磁铁对铁块的吸引力方向竖直向上，所以此时铁块对地面的压力等于重力减去吸引力，则铁块对地面的压力小于铁块的重力；当铁块从电磁铁左下方向电磁铁正下方移动的过程中，铁块受到的吸引力在逐渐变大，所以铁块对地面的压力在逐渐减小，因此在受力面积一定时，铁块对地面的压强在逐渐减小，AC符合题意。
故答案为：AC。
【分析】滑动变阻器的电阻减小，电流增大，电磁铁的磁性增强，铁块受到向上的作用力，对地面的压力减小，压强减小。
10．【答案】电铃；拉伸
【知识点】电磁继电器的组成、原理和特点
【解析】【解答】当控制电路的开关S处于闭合状态时，电磁铁有电流通过，电磁铁有磁性，吸引衔铁，动触点和下面的静触点连接，电铃工作，由于衔铁向下运动，所以弹簧出于拉伸状态。
【分析】接入电路中的用电器有电路通过能工作；根据电磁继电器的工作情况，判断弹簧的形变情况。
11．【答案】N；不变；线圈匝数多少
【知识点】影响电磁铁磁性强弱的因素及其探究
【解析】【解答】伸出右手握住螺线管，四指弯曲指示电流的方向，大拇指所指的方向即螺线管的左端为通电螺线管的N极，右端是S极；由于同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，所以，小磁针的A端是N极。
由于当将开关S由a换到b时，减少了线圈的匝数，所以，需要调节变阻器的滑片P，目的是保持电路中电流不变，由控制变量法知道，这样可以探究通电螺线管的磁性强弱与线圈的匝数的多少是否有关。
【分析】根据安培定则判断通电螺线管的极性；电磁铁的磁性强弱与电流大小和线圈匝数有关：电流不变时，匝数越少，磁性越弱；匝数一定时，电流减小，磁场减弱。
12．【答案】变大；变强；N
【知识点】电磁继电器的组成、原理和特点
【解析】【解答】电磁继电器所在的控制电路中，定值电阻R和光敏电阻R0串联；当R0的阻值减小时，电路中总电阻会减小，由于电源电压不变，由欧姆定律可知，电路中流过两电阻的电流会变大；电路中R为定值电阻，其阻值不变，但其电流变大，故由公式 可知，定值电阻R两端的电压变大。电磁铁的磁性和线圈匝数、电流大小有关，电流增大时，电磁铁的磁性变强。由右手螺旋定则（安培定则）可以判断，电磁铁的下端为N极。
【分析】串联电路中电阻减小时，电流变大； 电磁铁的磁性随电流变大而增强；根据安培定则，判断螺线管的磁极位置。
13．【答案】伸长；缩短
【知识点】影响电磁铁磁性强弱的因素及其探究
【解析】【解答】开关闭合通电螺线管具有磁性，将软铁棒A吸引闭合开关，将滑动变阻器的滑片逐渐向右移动时，电路中的电流变大，电磁铁磁性增强，故A弹簧的长度将伸长；开关闭合根据右手定则判断通电螺线管的上端为S极，同名磁极相互排斥，弹簧长度会缩短；动变阻器滑片向右移动时，电路中的电流变大，电磁铁磁性增强，条形磁铁B的排斥力增大，所以弹簧测力计的示数将变小，故B弹簧长度会缩短；
故答案为：伸长；缩短
【分析】本题抓住影响电磁铁磁性强弱的因素：电流的大小，线圈的匝数滑动变阻器滑片移动如何引起电流的变化如何影响电磁铁的磁性强弱，根据右手定则判断通电螺线管的极性。
14．【答案】N；伸长；缩短
【知识点】磁现象；影响电磁铁磁性强弱的因素及其探究
【解析】【解答】根据安培定则可知，A螺线管的上端相当于磁体的N极；对于左边的弹簧来说，铁棒都会被吸引，左边的弹簧会伸长；根据电源的正负极，可以确定电流从右螺线管的上端流入，下端流出，结合螺线管线圈的绕向，利用安培定则可以确定螺线管的上端为N极，下端为S极，根据同名磁极相互排斥可知，右端弹簧会缩短。
故答案为：N；伸长；缩短。
【分析】根据安培定则判断通电螺线管的南北极，根据磁体吸引磁性材料、磁极间的相互作用规律判断弹簧的变化。
15．【答案】解：如图所示：
【知识点】电磁继电器的组成、原理和特点
【解析】【解答】温控开关在常温时断开，电磁铁没有磁性，衔铁被弹簧拉起，动触头和上面的静触头接通，电源和绿灯组成电路，绿灯亮；在温度升高到一定值时自动闭合，电磁铁有磁性，电磁铁吸引衔铁，动触头和下面的静触头接通，电源和红灯、电铃组成电路，红灯亮，电铃响。电路如图所示：
【分析】利用电磁继电器控制电路时，不同时工作的用电器并联，电源连接在定触点上，用电器分别连接在静触点上。
16．【答案】解：如图所示：
【知识点】实物的电路连接；电磁继电器的组成、原理和特点
【解析】【解答】为了使照明电路白天断开，就需要电磁铁吸引衔铁，电路中电流大。夜间电磁铁磁性小，不吸引衔铁。电路中电流的变化要通过电阻的变化来控制。所以要将光敏电阻与电磁铁串联在一起，以此来调节电路中的电流。故设计电路如答案图所示。
【分析】电磁继电器的电磁铁要接在电源两极上，结合光敏电阻的作用，各元件要串联。
17．【答案】（1）磁性的强弱
（2）S
（3）磁化
（4）移动变阻器的滑片，改变电路电流，同时观察吸引大头针的数量
【知识点】磁现象；电磁铁的其他应用；通电螺线管的极性和电流方向的判断
【解析】【解答】(1)电磁铁磁性越强，吸引大头钉越多，用电磁铁吸引大头针的数量来反映磁性的强弱。
(2)由图像可知，电流从下端流入，由安培定则可知电磁铁的下端为S极。
(3)闭合开关，铁钉处于螺线管的磁场当中被磁化，断开开关，铁钉的磁性无法立即消失，因此铁钉上仍吸附有少许大头针。
(4)探究电磁铁磁性的强弱与电流大小是否有关，应改变电路中的电流，因此应移动变阻器的滑片，改变电路电流，同时观察吸引大头针的数量。
【分析】（1）通过磁体吸引大头针的数目，反应磁性的强弱；
（2）根据安培定则和线圈的绕向，判断磁体的南北极；
（3）使没有磁性的物体产生磁性，是磁化现象；
（4）探究磁性强弱和电流的关系，需要通过改变滑动变阻器滑片的位置改变电流，观察磁性强弱。
18．【答案】（1）磁
（2）减小；增大
（3）B
（4）S
（5）40
【知识点】电磁继电器的组成、原理和特点
【解析】【解答】（1）电磁继电器是根据电流的磁效应来工作的；电磁继电器主要是由电磁铁构成的，通过开关控制电磁铁电流的通断，使电磁铁有无磁性，从而控制被控电路的通断，实现远距离操作和自动控制等功能，它可以用低压电源控制高压电源，弱电流控制强电流等。
（2）当环境温度升高时，由图乙是热敏电阻的阻值随温度变化的图像可知，热敏电阻阻值将减小，此时电源电压不变，由欧姆定律可知，电路中的电流变大，则继电器的磁性将增大。
（3）图甲中警铃的接线柱C应与接线柱B相连，当电磁继电器通电后，衔铁连接下触点B，此时警铃接通报警。
（4）根据右手螺旋定则可知，用右手握螺线管，让四指弯向螺线管中电流方向，大拇指所指的那端就是螺线管的N极，电流从下端流入，则图甲中电磁铁下端为N极，则上端P的磁极是S极。
（5）电磁铁的线圈电流等于或大于50mA时，衔铁将被电磁铁向下吸引，此时两电阻串联，电路中的总电阻为
已知电磁铁的线圈电阻R0为20Ω，则热敏电阻的阻值为
由图乙可知，此时对应的环境温度为40℃。
【分析】（1）电流流过导体时导体周围产生磁场，这种现象是电流的磁效应，电磁铁是利用该原理工作的。
（2）由图象分析热敏电阻阻值随温度的变化关系，结合欧姆定律分析电路中电流的变化，从而判断出电磁铁磁性的变化。
（3）由题干中“当环境温度超过某一值时，衔铁与上触点分离，连接下触点，警铃响”判断出警铃和指示灯的连接情况。
（4）由线圈中的电流方向，根据安培定则判断出电磁铁的N、S极。
（5）根据吸合电流求出电路中的总电阻，据此求出热敏电阻的阻值，根据图像得出温度。
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人教版物理九年级下第二十章第三节综合同步练习——电磁铁 电磁继电器（3）
一、单选题
1．（2020九上·朝阳期末）小阳同学在研究性学习活动中，通过查阅资料，查到了一种由半导体材料做成的热敏电阻阻值随温度变化的曲线，如图甲所示。他设计了如图乙所示的温度自动控制装置，其中R为热敏电阻，已知电磁继电器的线圈电阻R0为50Ω，左侧控制电路的电源电压为6V。当继电器线圈中的电流大于或等于20mA时，继电器的衔铁被吸下，右侧工作电路就断开。下列说法中正确的是（ ）
A．当控制电路工作时，电磁铁的上端是N极
B．当温度为10℃时，通过控制电路中的电流为12mA
C．该装置可将温度控制在50℃以下
D．用超导体制作电热丝可大大提高它的发热功率
【答案】C
【知识点】欧姆定律及其应用；电磁继电器的组成、原理和特点
【解析】【解答】A．由电路图可以看出电磁铁的电流由下进上出，根据安培定则可以判定电磁铁的下端是N极。A不符合题意；
B．如甲图可以看出当温度为10℃时，热敏电阻的阻值为500Ω，电路中的总电阻
通过控制电路中的电流
B不符合题意；
C．当工作电路断开时，控制电路中的电流I=20mA=0.02A
则控制电路中的总电阻
温控电阻R与R0串联，所以R=R总-R0=300Ω-50Ω=250Ω
查曲线图可知：当R=250Ω时，t=50℃故此温控装置可将温度控制在50℃以下，C符合题意；
D．根据焦耳定律，超导体没有电阻就不能产生热量。D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】根据安培定则判定螺线管的极性；根据温度为10℃时R的阻值，求出总电阻，然后根据欧姆定律求出电流的大小。
当继电器线圈中的电流大于或等于20mA时，继电器的衔铁被吸下，据此求出电路的总电阻，然后根据串联电路的电阻关系求出R的阻值，根据图象得出温度。
超导体的电阻为零，不会放热，所以电能无法转化为内能，利用电流热效应工作的电器设备都不能用超导材料制作。
2．（2020九上·郑州月考）在探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”实验中，小华用电池（电压一定）、滑动变阻器、数量足够的大头针、铁钉及足够长的漆包线为主要器材，制作了简易电磁铁甲和乙，并将它们连成如图所示的电路（ ）
A．当滑片向右移动时，两电磁铁吸引的大头针的个数将增多
B．由安培定则可知，甲铁钉的下端为S极
C．电炉子也属于电磁铁的应用
D．实验发现被电磁铁吸引的大头针下端是分散的，其原因是同名磁极互相排斥
【答案】D
【知识点】安培定则；物体是否具有磁性的判断方法；影响电磁铁磁性强弱的因素及其探究
【解析】【解答】A．当滑片向右移动时，滑动变阻器的阻值增大，电路中的电流变小，两电磁铁的磁性减弱，吸引大头针的个数减少；A不符合题意；
B．根据安培定则，用右手握住甲电磁铁，四指指向电流的方向，大拇指指向甲电磁铁的下端为N极，B不符合题意；
C．电炉子工作时，电流通过电热丝做功，消耗的电能转化为内能，没有应用电磁铁，C不符合题意；
D．实验发现被电磁铁吸引的大头针下端是分散的，其原因是大头针被磁化后同名磁极互相排斥，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】电磁铁的磁性和电流大小、线圈匝数有关；根据安培定则判断通电螺线管的磁极位置；磁极间同名磁极互相排斥。
3．（2020九上·北京月考）如图的电路中，磁敏电阻R的阻值随磁场的增强而明显减小，将螺线管一端靠近磁敏电阻R，闭合开关S1、S2，下列说法正确的是（ ）
A．螺线管左端为S极，右端为N极
B．当R1的滑片向左端滑动时，电压表示数增大
C．当R1的滑片向右端滑动时，电流表示数减小
D．在螺线管中插入铁芯，电压表示数增大
【答案】C
【知识点】电路的动态分析；影响电磁铁磁性强弱的因素及其探究
【解析】【解答】A．根据右手定则可以判断，螺线管左端为N极，右端为S极，A不符合题意；
B．当R1的滑片向左端滑动时接入电阻变小，螺线管磁性增强，磁敏电阻的电阻变小，根据串联分压可知电压表示数减小，B不符合题意；
C．当R1的滑片向右端滑动时接入电阻变大，螺线管磁性减弱，磁敏电阻的电阻变大，电流表示数减小，C符合题意；
D．在螺线管中插入铁芯，螺线管磁性增强，磁敏电阻的电阻变小，根据串联分压可知电压表示数减小，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】根据安培定则可以判断螺线管磁极的位置；根据串联电路中电阻的变化判断电流和分压的变化。
4．（2020九上·呼和浩特月考）如图所示是一种温度自动报警器的原理图。制作水银温度计时，在玻璃管的两端分别封入一段金属丝。电池的两极分别与金属丝相连，当温度达到与电池正极相连的金属丝下端所指的温度时，电铃就响起来，发出报警信号。下列说法正确的是（ ）
A．温度计中的水银是绝缘体
B．电铃响时，电磁铁右端是N极
C．温度降低到74℃以下，电铃响
D．电铃响且滑片P向左移动时，电磁铁磁性减弱
【答案】B
【知识点】安培定则；影响电磁铁磁性强弱的因素及其探究
【解析】【解答】A．水银容易导电，是导体，A不符合题意；
B．由图知道，当电铃响时，电流从螺线管的左端流入，由安培定则知道，电磁铁右端是N极，B符合题意；
C．由图知道，当温度升高到74℃以上时，水银与金属丝接触，电磁铁的电路中有电流，电磁铁具有磁性，会吸引衔铁，电铃中有电流通过，电铃响，C不符合题意；
D．电铃响且滑片P向左移动时，滑动变阻器接入电路的电阻减小，电流变大，此时电磁铁磁性变强，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】结合通电螺线管的电流方向，利用右手螺旋定则求解通电螺线管的N极和S极。
5．（2020九上·东莞期末）如图所示，电源电压不变。R为滑动变阻器， 弹簧测力计下端挂一条形磁铁，且与电磁铁B在同一竖直线上，将开关S闭合，条形磁铁静止时，测力计的示数为F，则（ ）
A．通电螺线管上端为S极
B．只减少线圈的匝数，测力计的示数较小
C．将电源正负极对调，测力计的示数变小
D．当滑片P从上端移向下端时，测力计的示数变大
【答案】D
【知识点】磁现象；影响电磁铁磁性强弱的因素及其探究
【解析】【解答】A．由安培定则可知， 通电螺线管上端为N极；A项不符合题意；
B．减小线圈匝数，电磁铁的磁性减弱，斥力减小，测力计的示数增大，B项不符合题意；
C．将电源正负极对调后，由安培定则可知，通电螺线管上端为S极；由于同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，所以将电源正负极对调后，测力计的示数变大；C项不符合题意；
D．当滑片P从上端移向下端时，电路中的电阻变大，由欧姆定律可知，电路中的电流变小，导致电磁铁的磁性减弱，斥力减小，测力计的示数增大；D项符合题意。
故答案为：D
【分析】电磁铁的磁性和电流大小有关，磁极间同名磁极相斥，异名磁极相吸。
6．（2019九上·五华期末）如图所示，在电磁铁正上方用弹簧挂着一条形磁铁，开关闭合后，当滑片P从a端向b端滑动过程中，会出现的现象是（ ）
A．电流表示数变小，弹簧长度变短
B．电流表示数变大，弹簧长度变长
C．电流表示数变小，弹簧长度变长
D．电流表示数变大，弹簧长度变短
【答案】D
【知识点】电路的动态分析；安培定则；影响电磁铁磁性强弱的因素及其探究
【解析】【解答】解：电流由下方流入，则由右手螺旋定则可知，螺线管上端为N极；
因同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，
所以，两磁铁同名相对，相互排斥；
当滑片P从a端向b端滑动过程中，滑动变阻器接入电阻减小，电路中的总电阻减小，
由I＝ 可知，电路中电流变大，即电流表的示数变大，AC不符合题意；
此时条形磁铁受向上的力增强，弹簧长度变短，B不符合题意、D符合题意。
故答案为：D。
【分析】结合电路的连接方式，首先分析电路中电流大小的变化情况，以及此时电磁铁磁性强弱的变化，利用安培定则判断电磁铁的极性，结合磁极间的相互作用判断弹簧的变化情况.
7．陈华在课外活动实验中，用导线绕成一个线圈自制成一个电磁铁，实验中，他希望获得更强的磁性，设计了以下几种方案，不可能实现的是（ ）
A．增加电路中电池的节数 B．增加线圈匝数
C．将电源的正、负极对调 D．在线圈中插入一根铁钉
【答案】C
【知识点】影响电磁铁磁性强弱的因素及其探究
【解析】【解答】电磁铁的磁性强弱与线圈的匝数、电流的大小、是否有铁芯等有关。增加电池节数，可以增大电磁铁两端的电压，使电流增大，磁性增强。增加线圈匝数及加铁钉（铁芯）也能增强磁性。改变电源的正、负极只是改变了电路中电流的方向，改变电磁铁的磁极，C符合题意。
故答案为：C
【分析】增大通电螺线管的磁性的方法有：增大电流、增加线圈匝数，增加铁芯。
8．下列关于电磁铁和磁感线的说法中，正确的是（ ）
A．电磁铁能永久性地保持磁性
B．电磁铁的磁性有无和磁性强弱可以改变
C．磁感线是真实存在的
D．电磁铁外部的磁感线总是从S极出发，回到N极
【答案】B
【知识点】磁感线及其特点；电磁铁的构造和原理
【解析】【解答】A. 电磁铁中电流消失后，磁性即消失，故磁性不能永远保持，A不符合题意；
B 电磁铁的磁性有无，可以通过通电断电来控制，通电时有磁性，断电时无磁性；改变线圈的匝数、电流的强弱、铁芯的有无都可以改变电磁铁的磁性强弱，B符合题意。
C. 磁感线并非真实存在，C不符合题意；
D. 在磁体外部，磁感线都是从N发出，回到S极的，D不符合题意。
故答案为：B.
【分析】电磁铁的磁性有无可控制，磁性强弱可控制，磁感线是描述磁场假想的线。
二、多选题
9．如图所示，电磁铁的左下方有一铁块，在弹簧测力计作用下向右作匀速直线运动．当铁块从电磁铁的左下方运动到正下方过程中，同时滑片逐渐向上滑动，下列判断正确的是（ ）
A．电磁铁的磁性逐渐增强 B．电磁铁的磁性逐渐减弱
C．铁块对地面的压强逐渐减小 D．铁块对地面的压强逐渐增大
【答案】A,C
【知识点】减小压强的方法及其应用；影响电磁铁磁性强弱的因素及其探究
【解析】【解答】当滑片向上滑动时，滑动变阻器连入的阻值变小，根据欧姆定律可知，电路中的电流增大，所以电磁铁的磁性会增强；当铁块在电磁铁的左下方时，铁块对地面的压力大小等于铁块的重力；当铁块逐渐向电磁铁下方移动时，此时铁块除了受到重力以外，还受到电磁铁对它的吸引力，由于电磁铁对铁块的吸引力方向竖直向上，所以此时铁块对地面的压力等于重力减去吸引力，则铁块对地面的压力小于铁块的重力；当铁块从电磁铁左下方向电磁铁正下方移动的过程中，铁块受到的吸引力在逐渐变大，所以铁块对地面的压力在逐渐减小，因此在受力面积一定时，铁块对地面的压强在逐渐减小，AC符合题意。
故答案为：AC。
【分析】滑动变阻器的电阻减小，电流增大，电磁铁的磁性增强，铁块受到向上的作用力，对地面的压力减小，压强减小。
三、填空题
10．（2021九上·铁锋期末）在图中所示的自动控制电路中，当控制电路的开关S处于闭合状态时，工作电路中工作的用电器是 ，此时弹簧应该处于 （选填“原长”、“压缩”或“拉伸”）状态。
【答案】电铃；拉伸
【知识点】电磁继电器的组成、原理和特点
【解析】【解答】当控制电路的开关S处于闭合状态时，电磁铁有电流通过，电磁铁有磁性，吸引衔铁，动触点和下面的静触点连接，电铃工作，由于衔铁向下运动，所以弹簧出于拉伸状态。
【分析】接入电路中的用电器有电路通过能工作；根据电磁继电器的工作情况，判断弹簧的形变情况。
11．（2020九上·平谷期末）如图所示电路，开关S接到a后，小磁针静止时，A端是 极；将开关S由a换到b，调节变阻器的滑片P，使电流表的示数 ，目的是探究通电螺线管的磁性强弱与 是否有关。
【答案】N；不变；线圈匝数多少
【知识点】影响电磁铁磁性强弱的因素及其探究
【解析】【解答】伸出右手握住螺线管，四指弯曲指示电流的方向，大拇指所指的方向即螺线管的左端为通电螺线管的N极，右端是S极；由于同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，所以，小磁针的A端是N极。
由于当将开关S由a换到b时，减少了线圈的匝数，所以，需要调节变阻器的滑片P，目的是保持电路中电流不变，由控制变量法知道，这样可以探究通电螺线管的磁性强弱与线圈的匝数的多少是否有关。
【分析】根据安培定则判断通电螺线管的极性；电磁铁的磁性强弱与电流大小和线圈匝数有关：电流不变时，匝数越少，磁性越弱；匝数一定时，电流减小，磁场减弱。
12．（2020九上·五华期末）如图所示是学校走廊灯的自动控制电路，走廊入口上方安装有反射式光电传感器，当人靠近到一定距离时，从光电传感器上发射的红外线经人体反射后被接收器接收，接收器中的光敏电阻R0的阻值减小，定值电阻R两端的电压 （选填“变大”“变小”或“不变”），同时电磁铁的磁性 （选填“变强”“变弱”或“不变”），工作电路接通，灯泡L发光，图中电磁铁的下端是 （选填“S”或“N”）极。
【答案】变大；变强；N
【知识点】电磁继电器的组成、原理和特点
【解析】【解答】电磁继电器所在的控制电路中，定值电阻R和光敏电阻R0串联；当R0的阻值减小时，电路中总电阻会减小，由于电源电压不变，由欧姆定律可知，电路中流过两电阻的电流会变大；电路中R为定值电阻，其阻值不变，但其电流变大，故由公式 可知，定值电阻R两端的电压变大。电磁铁的磁性和线圈匝数、电流大小有关，电流增大时，电磁铁的磁性变强。由右手螺旋定则（安培定则）可以判断，电磁铁的下端为N极。
【分析】串联电路中电阻减小时，电流变大； 电磁铁的磁性随电流变大而增强；根据安培定则，判断螺线管的磁极位置。
13．如图所示，A、B弹簧下方分别吊着软铁棒和条形磁铁，闭合开关，将滑动变阻器的滑片逐渐向右移动时，A弹簧的长度将 ，B弹簧的长度将 (填“伸长”“缩短”或“不变”)。
【答案】伸长；缩短
【知识点】影响电磁铁磁性强弱的因素及其探究
【解析】【解答】开关闭合通电螺线管具有磁性，将软铁棒A吸引闭合开关，将滑动变阻器的滑片逐渐向右移动时，电路中的电流变大，电磁铁磁性增强，故A弹簧的长度将伸长；开关闭合根据右手定则判断通电螺线管的上端为S极，同名磁极相互排斥，弹簧长度会缩短；动变阻器滑片向右移动时，电路中的电流变大，电磁铁磁性增强，条形磁铁B的排斥力增大，所以弹簧测力计的示数将变小，故B弹簧长度会缩短；
故答案为：伸长；缩短
【分析】本题抓住影响电磁铁磁性强弱的因素：电流的大小，线圈的匝数滑动变阻器滑片移动如何引起电流的变化如何影响电磁铁的磁性强弱，根据右手定则判断通电螺线管的极性。
14．如图所示，闭合开关使螺线管通电，A螺线管的上端相当于磁体的 极，可以观察到左边弹簧 ，右边弹簧 。(后两空均选填“伸长”“不变”或“缩短”)
【答案】N；伸长；缩短
【知识点】磁现象；影响电磁铁磁性强弱的因素及其探究
【解析】【解答】根据安培定则可知，A螺线管的上端相当于磁体的N极；对于左边的弹簧来说，铁棒都会被吸引，左边的弹簧会伸长；根据电源的正负极，可以确定电流从右螺线管的上端流入，下端流出，结合螺线管线圈的绕向，利用安培定则可以确定螺线管的上端为N极，下端为S极，根据同名磁极相互排斥可知，右端弹簧会缩短。
故答案为：N；伸长；缩短。
【分析】根据安培定则判断通电螺线管的南北极，根据磁体吸引磁性材料、磁极间的相互作用规律判断弹簧的变化。
四、作图题
15．（2020九下·湛江开学考）如下图是简单的火警自动报警装置的部分电路，温控开关在常温时断开，绿灯亮；在温度升高到一定值时自动闭合，红灯亮、电铃响，发出报警信号。请你按上述要求，将电路图补充完整。（a、b、c为三个接线柱）
【答案】解：如图所示：
【知识点】电磁继电器的组成、原理和特点
【解析】【解答】温控开关在常温时断开，电磁铁没有磁性，衔铁被弹簧拉起，动触头和上面的静触头接通，电源和绿灯组成电路，绿灯亮；在温度升高到一定值时自动闭合，电磁铁有磁性，电磁铁吸引衔铁，动触头和下面的静触头接通，电源和红灯、电铃组成电路，红灯亮，电铃响。电路如图所示：
【分析】利用电磁继电器控制电路时，不同时工作的用电器并联，电源连接在定触点上，用电器分别连接在静触点上。
16．电磁继电器在各种自动化装置中有很多应用，街道路灯自动控制就是其应用之一。如图所示为模拟电路，其中A为电磁继电器，B为照明电路，C为路灯，D为光敏电阻(白天光照强时，电阻变小，电磁铁磁性较强；夜晚光照弱时，电阻变得很大，电磁铁几乎无磁性)，请你将电路连接完整，达到白天灯熄、夜晚灯亮的效果。(连线时导线不能交叉)
【答案】解：如图所示：
【知识点】实物的电路连接；电磁继电器的组成、原理和特点
【解析】【解答】为了使照明电路白天断开，就需要电磁铁吸引衔铁，电路中电流大。夜间电磁铁磁性小，不吸引衔铁。电路中电流的变化要通过电阻的变化来控制。所以要将光敏电阻与电磁铁串联在一起，以此来调节电路中的电流。故设计电路如答案图所示。
【分析】电磁继电器的电磁铁要接在电源两极上，结合光敏电阻的作用，各元件要串联。
五、实验探究题
17．（2020九上·曲阳期末）探究影响电磁铁磁性强弱的因素时，将漆包线绕在铁钉上自制简易电磁铁，连接如图的电路：
（1）实验时用电磁铁吸引大头针的数量来反映 ；
（2）闭合开关，电磁铁的下端为 极；
（3）断开开关，铁钉上仍吸附有少许大头针，这是因为铁钉被 了；
（4）为了探究电磁铁磁性的强弱与电流大小是否有关，应进行的操作是 。
【答案】（1）磁性的强弱
（2）S
（3）磁化
（4）移动变阻器的滑片，改变电路电流，同时观察吸引大头针的数量
【知识点】磁现象；电磁铁的其他应用；通电螺线管的极性和电流方向的判断
【解析】【解答】(1)电磁铁磁性越强，吸引大头钉越多，用电磁铁吸引大头针的数量来反映磁性的强弱。
(2)由图像可知，电流从下端流入，由安培定则可知电磁铁的下端为S极。
(3)闭合开关，铁钉处于螺线管的磁场当中被磁化，断开开关，铁钉的磁性无法立即消失，因此铁钉上仍吸附有少许大头针。
(4)探究电磁铁磁性的强弱与电流大小是否有关，应改变电路中的电流，因此应移动变阻器的滑片，改变电路电流，同时观察吸引大头针的数量。
【分析】（1）通过磁体吸引大头针的数目，反应磁性的强弱；
（2）根据安培定则和线圈的绕向，判断磁体的南北极；
（3）使没有磁性的物体产生磁性，是磁化现象；
（4）探究磁性强弱和电流的关系，需要通过改变滑动变阻器滑片的位置改变电流，观察磁性强弱。
六、综合题
18．（2021九上·中山期末）小明利用热敏电阻设计了一个“过热自动报警电路”，如图甲所示，将热敏电阻R安装在需要探测温度的地方，当环境温度正常时，在弹簧的作用下，衔铁连接上触点，指示灯发光；当环境温度超过某一值时，电磁铁的线圈电流等于或大于50mA时，衔铁将被电磁铁向下吸引，衔铁与上触点分离，连接下触点，警铃响。图中电源电压U1为4.5V，图乙是热敏电阻的阻值随温度变化的图像，电磁铁的线圈电阻R0为20Ω。请回答下列问题：
（1）电磁继电器的电磁铁是利用电流的 效应原理工作的。
（2）当环境温度升高时，热敏电阻阻值将 ，继电器的磁性将 （两空都选填“增大”、“减小”或“不变”）。
（3）图甲中警铃的接线柱C应与接线柱 （选填“A”或“B”）相连。
（4）图甲中电磁铁上端P的磁极是 （选填“N”或“S”）极。
（5）由图乙可知，当环境温度超过 ℃时，警铃响。
【答案】（1）磁
（2）减小；增大
（3）B
（4）S
（5）40
【知识点】电磁继电器的组成、原理和特点
【解析】【解答】（1）电磁继电器是根据电流的磁效应来工作的；电磁继电器主要是由电磁铁构成的，通过开关控制电磁铁电流的通断，使电磁铁有无磁性，从而控制被控电路的通断，实现远距离操作和自动控制等功能，它可以用低压电源控制高压电源，弱电流控制强电流等。
（2）当环境温度升高时，由图乙是热敏电阻的阻值随温度变化的图像可知，热敏电阻阻值将减小，此时电源电压不变，由欧姆定律可知，电路中的电流变大，则继电器的磁性将增大。
（3）图甲中警铃的接线柱C应与接线柱B相连，当电磁继电器通电后，衔铁连接下触点B，此时警铃接通报警。
（4）根据右手螺旋定则可知，用右手握螺线管，让四指弯向螺线管中电流方向，大拇指所指的那端就是螺线管的N极，电流从下端流入，则图甲中电磁铁下端为N极，则上端P的磁极是S极。
（5）电磁铁的线圈电流等于或大于50mA时，衔铁将被电磁铁向下吸引，此时两电阻串联，电路中的总电阻为
已知电磁铁的线圈电阻R0为20Ω，则热敏电阻的阻值为
由图乙可知，此时对应的环境温度为40℃。
【分析】（1）电流流过导体时导体周围产生磁场，这种现象是电流的磁效应，电磁铁是利用该原理工作的。
（2）由图象分析热敏电阻阻值随温度的变化关系，结合欧姆定律分析电路中电流的变化，从而判断出电磁铁磁性的变化。
（3）由题干中“当环境温度超过某一值时，衔铁与上触点分离，连接下触点，警铃响”判断出警铃和指示灯的连接情况。
（4）由线圈中的电流方向，根据安培定则判断出电磁铁的N、S极。
（5）根据吸合电流求出电路中的总电阻，据此求出热敏电阻的阻值，根据图像得出温度。
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