1.3 电磁铁的应用 同步练习（含答案）

1.3电磁铁的应用
、选择题
图所示为一种温度自动报警电器的原理图，在水银温度计的顶端封入一段金属丝，以下正确的是（ ）
A． 温度升高至78℃时，L2亮灯报警; B． 温度升高至78℃时，L1亮灯报警;
C. 温度升高至74℃时，L2亮灯报警; D． 温度升高至74℃时，L1亮灯报警.
在一次物理实验中，小于同学连接了如图所示的电路，靠近电磁铁的B端有一个可自由转动的小磁针，闭合开关后，下列说法错误的是（　　）
A．电磁铁的A端为N极，B端为S极
B．小磁针静止时，N极水平指向左侧
C．去掉铁芯，螺线管的磁性更强
D．当滑片P向右端移动，电磁铁磁性增强
下列装置中，利用电磁铁制成的是（ ）
A． 指南针 B． 电铃 C． 白炽灯 D． 光盘
要求设计一个电磁限流器，当电路中电流过大时，它能切断电路，并需手动闭合．兴趣小组设计了两个电磁限流器，示意图如下，其中的C、D为动触点．下列说法中正确的是（ ）
A．甲能满足设计要求，乙不能满足设计要求 B．乙能满足设计要求，甲不能满足设计要求
C．甲和乙都能满足设计要求 D．当电路中电流过大时，弹簧1和弹簧2都变短
如图所示，GMR是巨磁电阻，它的阻值随电磁铁磁性的增强而减少。下列判断正确的是（ ）
A．开关闭合，滑片移到某一位置，电磁铁右端为N极
B．开关S1闭合，滑片向左移动，电磁铁磁性增强
C．开关S1和S2同时闭合，滑片向左移动，GMR的电阻变大
D．开关S1和S2同时闭合，滑片向左移动，指示灯变暗
某宿舍楼一单元的几家住户为增强安全感．在单元楼梯口安装了防盗门．如图所示为单元防盗门门锁的原理图．各家住户都安有一个控制开关S，用来控制门锁，图中只画出了其中一家住户的控制开关．该门锁的工作过程是：楼上的人闭合控制开关S．门锁上通电后的电磁铁吸引卡入右侧门上门扣中的衔铁，衔铁脱离门扣，门可打开．关于该门锁．下列说法中正确的是（ ）
①闭合开关后，电磁铁的右端为S极；
②闭合开关后，电磁铁的右端为N极；
③该单元的各住户控制门锁的开关是并联的；
④该单元的各住户控制门锁的开关是串联的．
A．①③ B．①④ C．②③ D．②④
电磁继电器中的触点相当于（ ）
A． 电磁铁 B． 衔铁 C． 开关 D． 电源
如图所示，电磁铁左侧的C 为条形磁铁，右侧的D 为软铁棒，A．B是电源的两极．正确的是( )
A． 若A为电源正极，则C 、D 都被吸引 B． 若B为电源正极，则C 被吸引，D 被排斥
C. 若B为电源正极，则C 、D 都被排斥 D． 若A为电源正极，则C 被排斥，D 被吸引
如图是一种水位自动报警的原理图。当水位低于A点时，工作电路绿灯亮；到达A点时，衔铁被吸下，工作电路红灯亮电铃响。某水位超过A点时由于电磁铁磁性太弱而衔铁没有被吸引。下列做法中合理的是（　　）
A．增加工作电路的电源电压
B．增加控制电路的电源电压
C．减少电磁铁线圈的匝数
D．更换弹性更强的弹簧
、填空题
汽车作为一种便捷的交通工具已进入千家万户。如图为汽车启动原理图，对于这一装置及其工作原理，回答下列问题：
（1）通电螺线管 E 端的磁极为________极；
（2）旋转钥匙________（填“能”或“不能）使电磁铁所在的电路工作。
如图甲所示为新中国成立后第一座自行设计建造的新安江大型水力发电厂，自1957年建成以来曾为华东地区的电力供应立下汗马功劳，目前仍是浙江省最大的水力发电厂。该水力发电厂内设有9台大型发电机组，如图乙所示。这种大型发电机的结构与小型发电机不同，常采用线圈不动磁场转动的方式进行发电，其原因是________ ；其磁场常采用电磁铁而不采用永磁体的原因是________。
、实验题
(1)如图所示是电磁学中一个很重要的实验，从实验现象可知通电导体周围存在磁场，这种现象是1820年丹麦物理学家________发现的。
(2)把直导线弯曲成螺旋线，当螺旋线圈中插入铁芯后磁性增强，此装置称为电磁铁，为探究电磁铁的磁性强弱与哪些因素有关，小丽同学作出以下猜想：
猜想A：通过电磁铁的电流越大，它的磁性越强；
猜想B：外形相同的电磁铁，线圈的匝数越多，它的磁性越强。
为了检验上述猜想是否正确，小丽所在实验小组通过交流合作设计了以下实验方案：
用漆包线(表面涂有绝缘漆的导线)在大铁钉上绕若干圈，制成简单的电磁铁，进行如图所示实验。
通过观察电磁铁吸引大头针数目的多少，来判断其磁性强弱的不同。
①通过比较图________两种情况，可以验证猜想A是正确的。
②通过比较图C中甲、乙两电磁铁，发现猜想B不全面，应补充：________________________。
(3)随着科学技术的发展，电磁铁在生产、生活中的应用十分广泛，如水位自动报警器，其工作原理如图所示，当水位未达到金属块A时，工作电路的状态是________。
A．红、绿灯同时亮 B．红、绿灯都不亮
C．绿灯亮 D．红灯亮
1.3电磁铁的应用答案解析
、选择题
A
C
A．由图知，电流从螺线管的右端流入、左端流出，根据安培定则可知，电磁铁的A端是N极，B端是S极，故A正确，不符合题意；
B．电磁铁的B端是S极，由磁极间的作用规律可知，小磁针静止时，左端是N极，即N极水平指向左，故B正确，不符合题意；
C．螺线管中间加入铁芯后，通电螺线管的磁性增强，故C错误，符合题意；
D．当滑动变阻器滑动片P向右端移动时，变阻器接入电路的电阻变小，电路中电流变大，则电磁铁的磁性变强，故D正确，不符合题意。
故选C。
B
A
如图甲，不超过设定电流值时，CD接通，电路正常工作，当电流过大时，电磁铁将B吸向左侧，闸刀在弹簧的作用下断开，电路切断，弹簧变短，且需手动闭合才会再次接通，故甲符合要求；
如图乙，不超过设定电流值时，要弹簧的作用下CD接通，电路正常工作，当电流过大时，电磁铁将B吸下，CD断开，电路切断，弹簧变长，且电流恢复到一定值时，在弹簧的作用下，能够自行闭合，CD接通，即不需手动闭合会再次接通，故乙不符合要求；
故A正确，BCD错误。
B
A．利用安培定则可知，电磁铁的左端为N极、右端为S极，故A错误；
B．开关S1闭合，当滑片P向左滑动时，滑动变阻器连入电路中的电阻变小，电路中的电流变大，通电螺线管的磁性增强，故B正确；
C．开关S1和S2同时闭合，滑片向左移动，左侧电路中的电流变大，通电螺线管的磁性增强，GMR的电阻变小，故C错误；
D．开关S1和S2同时闭合，滑片向左移动，左侧电路中的电流变大，通电螺线管的磁性增强，GMR的电阻变小，右边电路的总电阻变小，由欧姆定律I=可知，电流变大，由P=I2R可知指示灯功率变大，指示灯变亮，故D错误。
A
由图可知电流由右侧流入，则由右手螺旋定则可知电磁铁的左端为N极，右侧为S极；故①正确；因各用户要独立控制门锁，即有一个开关闭合即能打开门锁，故只有并联电路才能完成该功能；若为串联应让各开关均闭合才能控制门锁；故③正确；
故选A．
C
D
B
A．增加工作电路电压，不会影响到电磁铁的电流，不会改变电磁铁的磁性，故A不符合题意；
B．增加控制电路的电源电压，可以增大控制电路的电流，在线圈匝数一定时，可以增强电磁铁的磁性，能把衔铁吸引，故B符合题意；
C．在电流一定时，减少电磁铁线圈的匝数，电磁铁的磁性减弱，电磁铁对衔铁的吸引会更弱，故C不符合题意；
D．更换弹性更强的弹簧，弹簧对衔铁的拉力更大，电磁铁不能把衔铁吸引下来，故D不符合题意。
故选B。
、填空题
（1）S（2）能
线圈质量太大，转动起来非常困难；磁场的强度可以靠改变电流来实现
、实验题
奥斯特A．B电流相同时D
（1）奥斯特实验就是以奥斯特的名字命名的，这个实验证明了电流周围存在磁场，揭示了电和磁之间的联系，因此奥斯特也被尊称为“揭示电和磁联系的第一人”；
（2）实验中电磁铁的磁性是以电磁铁吸引大头针数目多少的不同体现的，用到了转换法的思想；
①要验证猜想A是正确的，根据控制变量法的思想，必须控制线圈的匝数相同，改变电流的大小，观察电磁铁吸引大头针数目的多少，符合此要求的只有A．B两图；
②C图中甲、乙两磁铁串联，通过的电流相同，线圈的匝数不同，吸引的大头针数目不同，匝数多的吸引的大头针多，磁性强，因此B的猜想应该补充“电流相同”这一前提条件．
（3）水位自动报警器利用了电磁铁“通电有磁性，断电无磁性”的特点，当水位达到金属块A时，由于水是导体，电磁铁电路接通，电磁铁产生磁性把衔铁吸下来，使触电与红灯电路接通，红灯发光．
故答案为：（1）奥斯特；（2）①A．B；②电流相同；（3）D．
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