浙教版2022-2023学年第二学期八年级科学”一课一练：1.3 电磁铁的应用【word，含答案解析】

一、选择题
1.如图示是某同学连接的电铃电路，开关闭合后，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. 衔铁一直被电磁铁吸着不能回弹
C. 衔铁没有向下运动 D. 电池正、负极接反了
2.如图所示是消防应急灯的电路图，其中少连了一根导线，工作原理是：外部电路为220V交流电，当其正常时，两盏标有“6V”灯泡不发光；外部电路停电时，两盏标有“6V”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，弹簧具有弹性势能
C. 电磁铁的上端始终为N极
D. C点应该和触点B相连
3.如图所示是火警自动报警原理图。发生火警时，将会发生下列变化：（a）温度升高使双层金属片弯曲；（b）接通触点使工作电路中有电流通过；(c）电磁铁有磁性；（d）衔铁被吸下；(e）接通触点使控制电路中有电流通过；（f）电灯亮、电铃响，发出警报。这些变化的正确顺序是（ ）
A.a、b、c、d、e、f B.a、e、c、d、b、f
C.a、b、d、c、e、f D.a、e、d、c、b、f
4.如图是一种温度自动报警器的工作原理电路图，在水银温度计上部插入一段金属丝。下列有关报警器的叙述正确的是（　　）
A．电铃发出报警信号时，电磁铁的右端为s极
B．把电路图中的“+”﹑“-”对调，该报警器将不能正常工作
C．增大水银温度计上部金属丝的长度，则电铃发出报警信号的温度会升高
D．当环境温度升高，水银柱达到金属丝的下端所指示的温度时，电铃会发出报警信号
5.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，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，控制电路的电源电压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
6.关于电磁铁，下面说法中正确的是（ ）
A. 电磁铁磁性的强弱只与电流的大小有关
B. 电磁继电器中的磁体，必须用电磁铁
C. 电磁继电器中的磁体，可以用永磁体，也可以用电磁铁
D. 电磁铁中的铁芯，可以用钢棒代替
7. 在昼夜明灯的地下停车场，驾驶员根据车位入口上方的红绿灯入停．如图是小吴设计的自动控制电路图，将光控开关（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．当车位未停车时绿灯亮，当车位已停车时红灯亮，则图中L1、L2（　　）

A. 都是红灯 B. 都是绿灯 C. 分别是红灯、绿灯 D. 分别是绿灯、红灯
8.如图所示，R0是一个光敏电阻，光敏电阻的阻值随光照强度的增加而减小，R是电阻箱(已调至合适阻值)，它们和继电器组成自动控制电路来控制路灯，白天灯熄，夜晚灯亮。下列说法正确的是(　　)
A．白天流过R0的电流比夜晚小
B．给路灯供电的电源应接在b、c两端
C．白天R0两端的电压比夜晚大
D．白天，如果将电阻箱R的阻值调大，则路灯也可能变成亮
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. 维持铁块作匀速直线运动的拉力逐渐减小
B. 电磁铁的磁性逐渐减弱
C. 铁块对地面的压强先减小后增大
D. 铁块所受摩擦力不变
二、填空题
10.如图是电磁选矿机的示意图，其中M为矿石，D为电磁铁，落入B中的是　 　，落入C中的是　 　。(均填“铁矿石”或“非铁矿石”)
11.磁悬浮列车是由无接触的电磁悬浮、导向和驱动系统组成的新型交通工具，是高新技术的产物。上海磁悬浮列车的结构如图甲所示。要使列车悬浮起来，车身线圈的上端是　 　(填“N”或“S")极。图乙是另一种磁悬浮列车的设计原理图，A是磁性稳定的电磁铁，安装在铁轨上，B是安装在车身上(紧靠铁轨上方)的电阻非常小的螺线管。B中电流方向如图乙所示，请在图中标出通电螺线管的N极　 　，(螺线管B与电磁铁A之间相互　 　 (填“排斥”或“吸引”)，从而使列车悬浮在铁轨上方。
12.小明设计了一个道路限载报警器（图甲），R0是变阻器，R是压敏电阻。R的电阻大小随压力大小变化关系如图乙。当超载车辆通过压敏电阻时，限载报警器就会报警。
（1）调试好电路，闭合开关S1和S2 ， 当超载车辆通过时，限载报警器会________（填“灯亮”、“铃响”）
（2）一般交通主干道的抗压能力比村道路要强得多。若把村道路限载报警器应用到主干道，就要适当调高报警的限载重量，下列操作可行的是 （填编号）。
A.把变阻器R0的滑片适当左移
B.把电源1的电压适当增大
C.把弹簧AB的A端适当左移
D.把电磁铁C适当右移
三、实验探究题
13.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，继电器的上触点接触，下触点分离，指示灯亮；当环境温度超过某一值时，继电器的下触点接触，上触点分离，警铃响．图甲中继电器的供电电压U1=3V，继电器线圈用漆包线绕成，其电阻R0为30Ω．当线圈中的电流大于等于50mA时，继电器的衔铁将被吸合，警铃响．图乙是热敏电阻的阻值随温度变化的图象。
（1）由图乙可知，当环境温度为40℃时，热敏电阻阻值为________Ω，当环境温度升高时，热敏电阻阻值将________，继电器的磁性将________（均选填“增大”、“减小”或“不变”）；
（2）图甲中警铃的接线柱C应与接线柱________相连，指示灯的接线柱D应与接线柱________相连（均选填“A”或“B”）；
（3）图甲中线圈下端P的磁极是________极（选填“N”或“S”）。
四、解答题
14.如图为利用太阳能给LED路灯供电的自动控制电路的原理示意图，其中R是光敏电阻。不计电磁铁线圈电阻，定值电阻R0=40Ω，控制电路电源电压为12V。白天，太阳能电池板将太阳能转化为电能，贮存于蓄电池中。傍晚，当光照强度减弱，使电磁铁中电流=0.1A时，控制电路会自动接通路灯电路，由蓄电池给LED路灯供电。
（1）由题意可推断，光敏电阻R的阻值随光照强度的减弱而　 　(选填 “增大”或“减小”)。
（2）列式计算LED路灯亮起时，光敏电阻R的阻值。
（3）若想在光照更暗时才使路灯接通而工作，可采取的做法是　 　(写出一种即可) 。
15.2020年，全球各地相继爆发了新冠肺炎疫情，极大的影响了人们的生活和身体健康。而大多数新冠肺炎患者会出现发热、咳嗽等症状，于是进入各种公共场所必须测量体温，如图甲是个旧某中学为初三学生开学准备的红外线测温仪，红外线测温仪是通过对物体自身辐射的红外能量的测量，准确地测定物体表面温度的仪器。当同学们从它前面经过时就可以快速测量出体温。测温仪的电路原理图如图乙所示。左右两个电源电压均为9V，R0是阻值为10Ω的定值电阻，R1是热敏电阻，其阻值会随着温度的改变而改变。当人体体温高于37.3℃时，红灯亮发出报警。R1随人体温度辐射的红外线变化关系如下表所示。
（1）电路中R0的作用是　 　，从测温仪前面通过的同学体温越高，电流表的示数　 　。
（2）小张同学经过测温仪时，电流表示数显示0.36A，通过计算说明测温仪是否会发出报警。
温度t/℃ 35 36.5 37 37.5 38 39 40
电阻R1/Ω 20 17 16 15 14 12 10
16.小明设计了一种“自动限重器”，如图（摆放物品。已知控制电路甲）所示。该装置由控制电路和工作电路组成，其主要元件有电磁继电器、货物装载机、压敏电阻R1和滑动变阻器R2等。压敏电阻R1的阻值随压力F变化的关系如图（乙）所示。当货架承受的压力达到限定值，电磁继电器会自动控制货物装载机停止向货架上摆放物品。已知控制电路的的电源电压U＝6V，电磁继电器线圈的阻值R＝10Ω。
请你解答下列问题：
（1）连接电路：货物装载机应接在接线柱________（选填“AB”、“BC”或“AC”）之间。
（2）电磁继电器中的电磁铁上端为________极。
（3）当电磁继电器线圈中的电流大小为30mA时，衔铁被吸下。若货架能承受的最大压力为800N，则所选滑动变阻器R2的最大阻值至少为多少？
17.明乘电梯时，发现电梯超载会自动报警。如图甲所示。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：
（1）图片中R0的作用是　 　。
（2）分析图乙I—F图象可知：压敏电阻Rx受到的压力增大时，通过它的电流也增大，Rx的阻值　 　(选填“变大”“变小”或“不变”)；当压力增大到一定程度时，触点K与　 　接触，电铃响，实现自动报警。
（3）某电梯超载报警的Rx—F图象如图丙所示，空载时电梯厢对Rx的压力F1等于电梯厢的重力，当压力F2＝1×104N时，电梯报警，则此电梯限载　 　人。(设每人质量约为50kg)
（4）下列与此实验研究方法相同的是_________。
A．探究通过导体的电流与导体两端电压关系时，控制导体电阻不变
B．用光线描述光的传播路径
C．用电磁铁吸引大头针的多少表示它的磁性强弱
D．2个5Ω的电阻串联，相当于1个10Ω的电阻
答案及解析
一、选择题
1.B
【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，所以钉锤不能再重复打击铃碗。故选B
2.B
【解析】A、当外部电路停电时，电磁铁所在电路停止工作，故A错误；B、电磁铁通电时，弹簧发生形变，具有弹性势能，故B正确；C、当电路断开时，电磁铁没有磁性，故C错误；D、C点应该和触点A相连，这样才能保证外部电路停电时，两盏标有“6V”灯泡发光，故D错误。故选B
3.B
【解析】发生火警时，将会发生下列变化：
（a）温度升高使双层金属片弯曲；
(e）接通触点使控制电路中有电流通过；
(c）电磁铁有磁性；
（d）衔铁被吸下；
（b）接通触点使工作电路中有电流通过；
（f）电灯亮、电铃响，发出警报。
这些变化的正确顺序是：a、e、c、d、b、f。 故选B。
4.D
【解析】A.线圈上电流方向向下；右手握住螺线管，弯曲的四指指尖向下，此时大拇指指向右端，则电磁铁的右端为N极，故A错误；
B.把电路图中的“+”﹑“-”对调，则通过电磁铁的电流方向改变，那么电磁铁的极性发生改变，但是并不影响电磁铁对衔铁的吸引，则该报警器能正常工作，故B错误；
C.增大水银温度计上部金属丝的长度，则与水银面接触时所对的温度会偏小，即电铃发出报警信号的温度会降低，故C错误；
D.当环境温度升高，水银柱达到金属丝的下端所指示的温度时，控制电路被接通，电磁铁产生磁性。将衔铁吸合，接通电铃所在的电路，因此电铃会发出报警信号，故D正确。
5.C
【解析】AB.一氧化碳的浓度增大，气敏电阻阻值减小，通过电磁铁的电流增大，磁场变强，衔铁被吸下来，接通BD所在的电路而报警，则电铃应该接再BD之间，故A、B错误；
C.用久后，控制电路的电源电压U1会减小，当一氧化碳达到原来报警的浓度时，通过电磁铁的电流偏小而不能报警。此时只有继续增大一氧化碳的浓度，使气敏电阻的阻值更小，才能实现报警，故C正确；
D.一氧化碳的浓度更低时，气敏电阻的阻值更大，为了保持总电阻不变，此时需要变阻器的阻值减小，即滑片向上滑动，故D错误。 故选C。
6.B
【解析】A、电磁铁的磁性强弱与电流的大小和线圈的匝数有关，故A错误；BC、电磁继电器中的磁体，必须用电磁铁，通过电流的通断控制磁性的有无，不能用永磁体，故B正确,C错误；D、钢棒是永磁体，磁化后不容易退磁，故不能用钢棒代替铁芯，故选项D错误；故选B．
7. D
【解析】由题当车位已停车时，光控开关被遮光而闭合，由图可知，此时左侧控制电路连通，电磁继电器中的电磁铁产生磁性，吸下衔铁，L2灯泡电路被接通，所以L2为红灯；
当车位未停车时，光控开关有光照而断开，电磁铁中无磁性，弹簧将衔铁拉起，L1电路接通而发光，所以L1为绿灯．故ABC错误，D正确．故选D
8.D
【解析】A.根据光照强度的变化判断光敏电阻阻值如何变化；然后根据欧姆定律分析。
B.利用直流电源为电磁铁供电，将电源、光敏电阻、定值电阻、电键直接串联即可；分析电磁铁的电路，判定利用照明电源为路灯供电的接入点；
CD.白天时，有光照，光敏电阻阻值较小，根据串联分压的特点分析。
【解答】A.因为白天时，光敏电阻的阻值随光照强度的增加而减小，由欧姆定律分析可知，白天流过Ro的电流比夜晚大，故A错误；
B.光敏电阻的电阻值随光照强度的增大而减小，所以白天时光敏电阻的电阻值小，电路中的电流值大，电磁铁将被吸住；静触点与C接通；晚上时的光线暗，光敏电阻的电阻值大，电路中的电流值小，所以静触点与B接通，所以要达到晚上灯亮，白天灯灭， 给路灯供电的电源应接在b、c两端 ，故B错误；
C.白天时，有光照，光敏电阻阻值较小，分担的电压小，根据串联分压的特点可知，Ro两端的电压分担的小；夜晚光敏电阻分担的电压大，Ro两端的电压分担的电压较大，即白天Ro两端的电压比夜晚小，故C错误；
D.由电路结构可知，当电阻箱R的阻值变大时，路灯亮，因此，白天如果将电阻箱R的阻值调大，路灯也可能变成亮，故D正确。
9.A
【解析】从图中可以分析出：当滑动变阻器的滑片向上滑动时，接入电路的阻值会变小，电路中电流变大，电磁铁磁性增强，故选项B是错误的；
电磁铁磁性增强，当铁块运动到其下方时会受到较大的吸引力，使铁块对桌面的压力减小，在接触面积不变的情况下，压强也减小，故选项C也是错误的；
铁块因被电磁铁吸收而压力减小，在接触面粗糙程度不变的情况下，摩擦力也跟着减小，故选项D是错误的；当铁块做匀速直线运动时，拉力与摩擦力是一对平衡力，摩擦力减小，拉力就是逐渐减小，故选项A是正确的．所以选A．
二、填空题
10.铁矿石；非铁矿石
【解析】当矿石从选矿机的滚轮经过时，非铁矿石不会受到电磁铁的吸引力，由于惯性会直接甩入C中。而铁矿石会受到电磁铁的吸引，会延迟一些被分离，从而落入B中。
11.S；；排斥
【解析】（1）根据图甲可知，要使车身与轨道脱离，车身需要受到向上的吸引力。根据“异名磁极相互吸引”可知，车身线圈上端应该是S极。
（2）根据图乙可知，线圈上电流向右。右手握住螺线管，弯曲的四指指尖向右，此时大拇指指向上端，则上端为螺线管B的N极，如下图所示：
（3）根据图片可知，要使螺线管B悬浮在A上面，二者之间必须排斥。
12.（1）铃响（2）A,C
【解析】（1）观察图乙可知，压敏电阻R0的阻值随着压力的增大而减小。闭合开关S1和S2 ， 当超载车辆通过时，压敏电阻的阻值减小，通过电磁铁线圈电流增大，磁性增强，衔铁被吸下来，灯熄灭，电铃电路接通会响；
（2）当限载质量增大时，压敏电阻受到的压力增大，电阻变小，电流变大；要保证电流大小不变，可以将滑动变阻器的滑片向左移动，适当增大总电阻，故A正确，D错误；
把电源1的电压适当增大，电路中电流增大，电磁铁磁性增强，会更早的将衔铁吸下来报警，相当于降低了限载质量，故B错误；
观察甲图可见，衔铁部分实际上是一个杠杆，当限载质量增大导致电路电流增大电磁铁的磁性增强时，可以将弹簧向左移动，增大力臂，防止衔铁过早的被吸下来报警，故C正确。 故选AC。
三、实验探究题
13.（1）70Ω；减小；增大（2）B；A（3）S
【解析】（1）根据图乙可知，当环境温度为40°时，热敏电阻的阻值为70Ω；当环境温度升高时，热敏电阻阻值变小，总电阻变小而总电流变大，继电器的磁性增大；
（2）当线圈中电流大于等于50mA时，电磁铁磁性增大，将衔铁吸下来与B接通，这时警铃报警，因此C接线柱必须与B相连，而指示灯的接线柱D与接线柱A相连；
（3）线圈上电流方向向右，右手握住螺线管，四指指尖向右，大拇指指向上面，所以电磁铁的上面是N极，下面P端是S极。
四、解答题
14.（1）增大
（2）解：路灯亮时，电磁铁中电流I=0.1A，
则R总=
R=R总－R0=120Ω－40Ω=80Ω。
（3）增大电压、减小电阻R0的阻值（合理即可）
【解析】（1）当光照强度减弱时，控制电路接通路灯所在的电路，此时衔铁不能被电磁铁吸引而弹回原来位置，因此通过电磁铁的电流减小，而光敏电阻的阻值增大；
（2）首先根据 计算出电路的总电阻，再根据 R=R总－R0 计算出光敏电阻R的阻值；
（3）当光照更暗时，光敏电阻的阻值变大，此时电流会变得更小，只有保持电流不变，才能使衔铁继续被吸引，不接通灯泡所在的电路，据此分析可行的做法。
【解答】（1）由题意可推断，光敏电阻R的阻值随光照强度的减弱而增大；
（2）路灯亮时，电磁铁中电流I=0.1A，则 ；
此时光敏电阻的阻值R=R总－R0=120Ω－40Ω=80Ω。
（3）若想在光照更暗时才使路灯接通而工作，就必须增大电流；
①根据U=IR可知，当电流不变时，总电阻变大，那么电源电压增大；
②根据U=IR可知，当总电压不变时，总电流不变，则总电阻不变，根据R总=R+R0可知，此时要减小R0的阻值。
15.（1）保护电路；越大
（2）解：当I=0.36A时，R总= =25Ω，
R1=R总-R0=25Ω-10Ω=15Ω，
由表可得，t=37.5℃＞37.3℃。所以小张同学经过测温仪，电流表示数为0.36A，测温仪会发出报警。
【解析】（1）如果没有定制电阻R0的存在，那么当热敏电阻R1为零时，会造成短路，可能烧毁电源和用电器，根据表格分析热敏电阻随温度的变化规律，进而确定热敏电阻的阻值变化，从而分析电流表的示数变化。
（2）根据计算出总电阻，再根据R1=R总-R0计算出热敏电阻的阻值，最后根据表格确定此时的温度，并与标准进行比较即可。
【解答】（1）电路中R0的作用是保护电路，从测温仪前面通过的同学体温越高，热敏电阻的阻值越小，而电流表的示数越大。
16.（1）AB
（2）N（或北）
（3）控制电路线圈、R1、R2串联，当电磁继电器线圈中的电流大小为30mA时，衔铁被吸下，此时R总=U/I=6V/0.03A=200Ω货架能承受的最大压力为800N，由图乙可知，此时R1=80ΩR2的最大阻值至少为R2=R总-R1-R线圈=200Ω-80Ω-10Ω=110Ω
【解析】（1）根据乙图可知，当压力增大时，压敏电阻R2的阻值减小，则通过电磁继电器的电流增多，磁场变强，将衔铁吸下来，此时动触点与C接触，装载机停止工作，因此货物装载机应该接在接线柱AB之间。 （2）根据图甲可知，电磁铁线圈上电流方向向左；右手握住螺线管，弯曲的四指指尖向左，此时大拇指指向上端，则电磁铁的上端为N极。
17.（1）保护电路 （2）变小；B （3）12 （4）C
【解析】（1）根据图甲可知，定值电阻R0与压敏电阻R1，电磁铁串联。当压敏电阻上压力为零时，压敏电阻为零，如果没有R0，此时会发生短路，造成电路损坏，据此分析R0的作用。
（2）根据“电流与电阻的反比关系”判断Rx的阻值变化。当压力增大到移动程度时，电流增大到一定程度，电磁铁的磁力增大到一定程度，将衔铁吸下来，据此确定触点K与谁接通即可。
（3）压敏电阻受到的压力等于电梯的自重与人的重力之和，即F2=G电梯+nG人，据此计算电梯的限载人数。
（4）电梯超载看不到摸不着，将其转化为电铃发声，这种方法叫转换法，据此分析各个选项中使用的物理研究方法即可。
【解答】（1）图片中R0的作用是保护电路。
（2）分析图乙I—F图象可知：压敏电阻Rx受到的压力增大时，通过它的电流也增大，Rx的阻值变小；当压力增大到一定程度时，触点K与B接触，电铃响，实现自动报警。
（3）根据图丙可知，电梯自重G电梯=4000N；当电梯超载时，压敏电阻受到的压力F2=1×104N，根据F2=G电梯+nG人得到：1×104N=4000N+n×（50kg×10N/kg）， 解得：n=12。
（4）A.探究通过导体的电流与导体两端电压关系时，控制导体电阻不变，使用了控制变量法，故A不合题意；
B.用光线描述光的传播路径，使用了模型法，故B不合题意；
C.用电磁铁吸引大头针的多少表示它的磁性强弱，使用了转换法，故C符合题意；
D.2个5Ω的电阻串联，相当于1个10Ω的电阻，使用了等效替代法，故D不合题意。
1.3 电磁铁的应用