1.3 电磁铁的应用 各地中考汇编(带详解)

1.3电磁铁的应用
一．选择题（共7小题）
1．（2022 烟台）如图所示，是巨磁电阻特性原理的示意图，其中GMR是一个巨磁电阻，其阻值随磁场的增强而急剧减小。闭合开关S1、S2，下列说法正确的是（　　）
A．电磁铁的右端为N极
B．当滑片P向右滑动时，电磁铁磁性增强
C．当滑片P向左滑动时，巨磁电阻的阻值增大
D．当滑片P向左滑动时，指示灯变亮
2．（2022 广安）物理学是认识世界、改变世界、服务人类的应用型科学，如图与磁悬浮列车的磁悬浮原理相同的是（　　）
A B C D
3．（2022 贺州）下列选项中，能减弱通电螺线管磁性的措施是（　　）
A．改变线圈中的电流方向 B．增加线圈的匝数 C．减小线圈的电流 D．在线圈中插入铁芯
4．（2022 晋中）创新小组的同学们为学校食堂设计了一个可自动注水的储水池。如图是它的简化装置图，电源电压一定。控制电路中，RN为压敏电阻，其阻值随压力的变化而变化，R0为定值电阻。闭合开关S1、S2，当池中水位上升到一定高度时，触点分离，工作电路断开，注水装置自动停止注水，当池中水位下降到一定位置时，触点连接，工作电路接通，注水装置自动开始注水。下列分析正确的是（　　）
A．水位上升时，电磁铁磁性变弱 B．水位上升时，通过R0电流变小
C．水位下降时，R0的电功率变大 D．水位下降时，RN的阻值会变大
5．（2022 常德）如图所示是一种水位自动报警器的原理图，当水位达到金属块A时（日常生活用水是导电的），电路中（　　）
A．绿灯亮
B．红灯亮
C．红灯、绿灯都亮
D．红灯、绿灯都不亮
6．（2022 江西）如图所示，是某同学自制的简易电磁锁原理图。闭合开关S，滑片P向左移动，使静止在水平桌面的条形磁体滑动，打开门锁。下列说法正确的是（　　）
A．通电后电磁铁a端为S极
B．滑片向左移动的过程中电磁铁的磁性增强
C．条形磁体在滑动过程中受到向左的摩擦力
D．条形磁体在滑动过程中受到的摩擦力变小
7．（2022 丽水）按如图电路进行实验，每次总观察到电磁铁A吸引大头针的数目比电磁铁B多。此现象说明影响电磁铁磁性强弱的一个因素是（　　）
A．电流大小 B．线圈匝数
C．电流方向 D．电磁铁极性
二．填空题（共4小题）
8．（2022 丹东）如图所示，是一种水位自动报警器的原理图。水位到达金属块A时，　 　灯亮；此时电磁铁的上端为 　 　（选填“N”或“S”）极。（容器内的水是导电的）
第8题 第9题 第10题
9．（2022 哈尔滨）如图所示，在探究“影响电磁铁磁性强弱因素”的实验中，未闭合开关时，静止在弹簧下端的铁块质量为0.1kg，此时铁块受到弹簧的拉力是 　 　N；闭合开关后，弹簧的长度会 　 　。（g＝10N/kg）
10．（2022 十堰）某小区因暴雨引起车库积水，部分车辆被淹，小明看到新闻后，设计了如图所示的车库积水自动报警器，如图是该报警器原理图，金属块A和B分别固定在车库地面附近适当高处，若车库积水水面到达 　 　处（选填“A”或“B”）时，　 　（选填“绿”或“红”）灯发光报警，此时电磁铁的上端是 　 　极（选填“N”或“S”）。
11．（2022 成都）为实现节能和智能控制，空调内部用到了传感器和电磁继电器，如图是启动或停止空调压缩机的电路示意图。电磁继电器是利用电磁铁控制工作电路通断的 　 　（选填“用电器”、“电源”或“开关”）。夏天，空调制冷，房间温度降低，热敏元件的电阻增大，控制电路的电流减小，电磁铁的磁性 　 　，低于设定温度时，工作电路就断开，停止制冷。
三．作图题（共1小题）
12．（2022 陕西）如图所示，用笔画线代替导线将电路连接完整，并在括号中标出小磁针静止时右端的磁极名称（要求：闭合开关，移动滑片P时，螺线管磁性强弱改变）。
四．实验探究题（共2小题）
13．（2022 海南）某实验小组用自制电磁铁探究影响电磁铁磁性强弱的因素。他们用相同的漆包线和铁钉绕制成两个电磁铁A和B，B铁钉上绕有更多匝数的线圈，实验装置如图所示。
（1）如图甲，闭合开关，电磁铁A的钉尖是 　 　极（选填“N”或“S”）；将滑动变阻器的滑片P向右移动，能吸引 　 　的大头针（选填“更多”“不变”或“更少”）。
（2）如图乙，把电磁铁A和B串联，闭合开关，多次移动滑动变阻器的滑片P，发现电磁铁B总能吸引更多的大头针，通过比较，得出的结论是 　 　。
（3）电磁铁在生活中应用广泛，请举一例：　 　。
14．（2022 湖州）学习了“电生磁”的知识后，小柯在家里进行实验探究。实验器材主要有：全新干电池若干节、铁钉3枚、大头针若干、长导线1根。
实验过程：
①用细线把3枚铁钉捆绑在一起，再用长导线缠绕铁钉6圈，连接在1节全新干电池两端（如图所示），制成简易的电磁铁。用电磁铁尖端去靠近大头针，观察吸引大头针的数目（通电时间不超过10秒钟，下同）。
②将电磁铁连接在2节串联的全新干电池两端，重复实验。
③将电磁铁连接在3节串联的全新干电池两端，重复实验。
④增加电磁铁的线圈匝数至9匝，连接在1节全新干电池两端，重复实验。
⑤增加电磁铁的线圈匝数至12匝，连接在1节全新干电池两端，重复实验。
（1）1节全新干电池的电压是 　 　伏。
（2）小柯的实验想要探究的问题是：　 　。
（3）本实验用电磁铁吸引大头针的数目来比较电磁铁的磁性强弱，此科学方法属于 　 　（选填“类比法”或“转换法”）。
（4）请帮助小柯设计用于记录实验数据的表格。
1.3电磁铁的应用
参考答案与试题解析
一．选择题（共7小题）
1．【解答】解：
A、利用安培定则判断电磁铁的左端为N极、右端为S极，故A错误。
B、当滑片P向右滑动时，滑动变阻器连入电路中的电阻变大，根据欧姆定律可知，左侧电路中的电流变小，电磁铁的磁性减弱，故B错误。
CD、当滑片P向左滑动时，滑动变阻器连入电路中的电阻变小，根据欧姆定律可知，电路中的电流变大，电磁铁的磁性增强，GMR的阻值变小，指示灯所在电路的总电阻变小，根据欧姆定律可知，通过指示灯的电流变大，灯泡变亮，故C错误、D正确。
故选：D。
2．【解答】解：磁悬浮列车是利用同名磁极相互排斥、异名磁极相互吸引的原理工作的；
A是电磁感应现象，B是通电导体在磁场中受力运动，C是地磁场，D是探究磁极间相互作用规律的实验，故D正确。
故选：D。
3．【解答】解：
A、改变线圈中的电流方向，只能改变通电螺线管的磁极，不能改变通电螺线管的磁性强弱，故A不符合题意；
B、其它条件相同时，增加线圈的匝数，螺线管的磁性增强，故B不符合题意；
C、其它条件相同时，减小线圈的电流，螺线管的磁性减弱，故C符合题意；
D、其它条件相同时，在线圈中插入铁芯，螺线管的磁性增强，故D不符合题意。
故选：C。
4．【解答】解：由图可知，控制电路中定值电阻R0与压敏电阻RN串联；
AB、由“池中水位上升到一定高度时，触点分离，工作电路断开，注水装置自动停止注水”可知，此时衔铁被吸引，动触点与静触点分离，电磁铁的磁性增强，控制电路中的电流变大，由串联电路的电流特点可知，通过R0的电流变大，故AB错误；
CD、由“池中水位下降到一定位置时，触点连接，工作电路接通，注水装置自动开始注水”可知，此时衔铁被释放，动触点与静触点接触，电磁铁的磁性减弱，控制电路中的电流变小，由P＝UI＝I2R可知R0的电功率变小，故C错误；
由欧姆定律可知，此时电路中的总电阻变大，由串联电路的电阻特点可知，RN的阻值变大，故D正确。
故选：D。
5．【解答】解：图中所示的水位自动报警器工作原理：当水位到达A时，由于一般水具有导电性，那么电磁铁所在电路被接通，电磁铁向下吸引衔铁，从而接通红灯所在电路，此时红灯亮，而绿灯不亮。
故选：B。
6．【解答】解：A、电流从螺线管右端流入，左端流出，故据安培定则可知，此时电磁铁的a端是N极，故A错误；
B、滑动变阻器的滑片P向左端移动，电阻变小，电流变大，故电磁铁的磁性变强，故B正确；
C、电磁铁的右端为S极，根据异名磁极相互吸引的特点可知，条形磁体受到向左的吸引力，条形磁体向左滑动，条形磁体受到水平桌面的向右的摩擦力，故C错误；
D、压力大小和接触面的粗糙程度不变，因此条形磁体在滑动过程中受到的摩擦力不变，故D错误；
故选：B。
7．【解答】解：由图知，A、B两电磁铁串联，所以通过A、B两电磁铁的电流相等；A的线圈匝数明显比B的线圈匝数多，实验观察到电磁铁A吸引大头针的数目比乙多；所以此实验说明电磁铁的磁性强弱与线圈匝数有关。
故选：B。
二．填空题（共4小题）
8．【解答】解：当水位到达金属块A时，左端的控制电路接通，电磁铁有磁性，吸引衔铁，使红灯电路接通，红灯亮；
根据安培定则可知，螺线管的上端是N极。
故答案为：红；N。
9．【解答】解：铁块的重力G＝mg＝0.1kg×10N/kg＝1N，
所以铁块受到弹簧的拉力是1N；
闭合开关后，电磁铁会有磁性，吸引铁块，弹簧被拉长，所以弹簧的长度会变长。
故答案为：1；变长。
10．【解答】解：（1）当水位没有达到B时，电磁铁没有磁性，只有绿灯亮；当水位到达B时电路接通，电磁铁有磁性，衔铁就会在电磁力吸引的作用下与红灯接通，红灯亮。因此，红灯亮就表示水位过高报警。
（2）工作时，电流从电磁铁的下面导线流入，上面导线流出，利用安培定则可以判断电磁铁的下端为S极，上端为N极。
故答案为：B；红；N。
11．【解答】解：（1）电磁继电器是利用电磁铁控制工作电路通断的开关；
（2）根据题意可知，房间温度降低，热敏元件的电阻增大，电路中总电阻增大，由欧姆定律可知，电路中电流变小，电磁铁磁性减弱，当温度低到一定值时，衔铁在弹簧的作用下抬起，压缩机停止工作。
故答案为：开关；减弱。
三．作图题（共1小题）
12．【解答】解：滑动变阻器接入电路采用一上一下接法，图中下接线柱已有，故只要接一个上接线柱；
电路从右侧往上流入螺线管，根据安培定则，螺线管左侧为N极，所以小磁针左边为N极，右边为S极。故如图所示。
四．实验探究题（共2小题）
13．【解答】解：（1）由安培定则可知，电磁铁B的上端是N极，下端钉尖是S极；
将滑动变阻器的滑片P向右移动，电阻变大，电流变小，电磁铁的磁性变弱，能吸引更少的大头针。
（2）图中电流大小相同，铁芯相同，线圈的匝数越多，电磁铁吸引的大头针越多，电磁铁的磁性越强。所以可以得出的结论是电流相同，线圈的匝数越多，电磁铁的磁性越强。
（3）电磁铁的应用十分广泛，有电铃、电磁继电器、空气开关等。
故答案为：（1）S；更少；（2）电流相同，线圈的匝数越多，电磁铁的磁性越强；（3）电铃。
14．【解答】解：（1）1节全新干电池的电压为1.5V；
（2）由实验过程可知，小柯在实验中改变了电磁铁两端的电压和线圈的匝数，因此小柯的实验想要探究的问题是电磁铁磁性的强弱与电磁铁两端的电压和线圈的匝数之间的关系；
（3）通过电磁铁吸引大头针的数目可以间接知道电磁铁磁性的强弱，此科学方法属于转换法；
（4）小柯在实验中改变了电磁铁两端的电压和线圈的匝数，观察电磁铁吸引大头针的数目，因此需要记录电磁铁两端电压、线圈的匝数和吸引大头针的数目，设计表格如下表：
线圈匝数/圈 6 9 12
实验次数 1 2 3 4 5
电压U/V 1.5 3.0 4.5 1.5 1.5
吸引大头针的数目/枚
故答案为：（1）1.5；（2）电磁铁磁性的强弱与电磁铁两端的电压和线圈的匝数之间的关系；（3）转换法；（4）如上表所示。
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