【期中冲刺】2023学年第二学期浙教版科学八年级专题训练（三）：电磁铁的应用【word，含解析】

电磁铁的应用
1.如图可以说明巨磁电阻的特性。闭合开关S1、S2，并使滑片P向左移动，观察到指示灯变亮，下列说法中不正确的是（　　）
A．电磁铁右端为S极
B．巨磁电阻的阻值随磁场增强而变大
C．巨磁电阻的阻值随磁场增强而变小
D．电磁铁磁性增强
2.如图是一种水位自动报警的原理图；当水位低于A点时，工作电路中绿灯亮；水位到达A点时，衔铁被吸下，工作电路中红灯亮。当某次水位超过A点时，由于电磁铁磁性太弱，衔铁没有被吸下，为了能正常报警，下列做法中合理的是（　　）
A．增加工作电路电压
B．减小控制电路电压
C．保持线圈中电流不变，增加电磁铁线圈的匝数
D．保持衔铁位置不变，增加控制电路中弹簧的拉力
3．如图为一种温度自动报警器的原理图，图中的水银温度计在制作时，玻璃管中封入了一段金属丝，电源和金属丝相连，当温度达到设定值，电铃报警。下列说法不正确的是（　　）
A．电磁铁的工作原理是电流的磁效应
B．温度升高至78°C时，电铃报警
C．若将温度计上端的金属丝向下调整，则报警温度会降低
D．电铃工作时，电磁铁a端为N极
4．如图所示是某科技小组设计的一种温度自动控制报警装置电路图，关于它的说法正确的是（　　）
A．当温度低于90℃时，报警装置就会响铃，同时绿灯亮
B．当温度低于90℃时，报警装置就会响铃，同时红灯亮
C．当温度达到90℃时，报警装置就会响铃，同时红灯亮
D．当温度达到90℃时，报警装置就会响铃，同时绿灯亮
5．如图是汽车启动装置电路简图，当钥匙插入钥匙孔并转动时，下列说法中正确的是（　　）
A．电磁铁上端为S极，触点B与C断开，汽车启动
B．电磁铁上端为S极，触点B与C接通，汽车启动
C．电磁铁上端为N极，触点B与C断开，汽车启动
D．电磁铁上端为N极，触点B与C接通，汽车启动
6．疫情期间只允许体温正常的师生进入校园。为此，小明设计了一款“智能门禁”，能检测体温并进行人脸识别。工作原理为：①若体温正常开关S1闭合，人脸识别成功开关S2闭合，电动机工作（门打开），警示灯不亮；②若体温异常S1不闭合，人脸识别成功S2闭合，电动机不工作且警示灯亮起；③不管体温是否正常，若人脸识别失败S2不闭合，电动机不工作且警示灯不亮。如图所示电路设计符合要求的是 （　　）
A． B．
C． D．
7．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
8.下列有关电铃（如图）说法正确的是（ ）
A．电铃的工作原理是电磁感应
B．小锤击打到铃碗时，电磁铁仍具有磁性
C．要使铃声响度大一些，可适当降低电压
D．滑动变阻器的滑片向左移动，电磁铁的磁性增强
9．某探究小组观察到学校楼道里的消防应急灯，平时灯是熄的，一旦停电，两盏标有额定电压“36V”的灯泡就会正常发光。下图是四位同学设计的模拟电路，可以起到消防应急灯作用的电路是（ ）
A．B．C．D．
10.如图是一个温度自动报警器的工作原理电路图。当控制电路中有电流通过时, 电磁铁左端为_________极。在使用中发现,当温度达到设定值时, 电铃没有报警。经检查,各元件完好、电路连接无误,则可能是因为________________(任写一种) 导致工作电路没有接通。
11．丽水市已经有旧小区加装了电梯，解决老年人的出行困难。出于安全考虑，电梯都设置超载自动报警系统，其工作原理如图甲所示。当压敏电阻R2受到的压力F增大时，其阻值减小（如图乙所示），控制电路中的电流增大，电磁铁的磁性增强，当电磁铁线圈电流增大至20毫安时，衔铁被电磁铁吸住，电铃发出警报声，电梯超载。
（1）从乙图可知，当压敏电阻R2为800欧时，受到的压力F为 　牛；
（2）根据要求将图甲的工作电路连接完整；
（3）已知控制电路的电源电压U为8伏，保护电压R1为200欧。若该电梯厢内乘客总质量为800千克时，通过计算说明电梯是否超载。（电梯底架自重和电磁铁线圈的阻值都忽略不计）
12．如图为某兴趣小组为学校办公楼空调设计的制冷自动控制装置，R是热敏电阻，其阻值随温度变化关系如下表所示，已知继电器的线圈电阻R0＝10Ω，左边电源电压为6V恒定不变.当继电器线圈中的电流大于或等于15mA时，继电器的衔铁被吸合，右边的空调电路正常工作。
温度t/℃ 0 5 10 15 20 25 30 35 40
电阻R/Ω 600 550 500 450 420 390 360 330 300
（1）请说明该制冷自动控制装置的工作原理。
（2）计算说明该空调的启动温度是多少？
（3）为了节省电能，将空调启动温度设定为30℃，控制电路中需要再串联多大的电阻？
（4）改变控制电路的电阻可以给空调设定不同的启动温度，除此之外，请你再提出一种方便可行的调节方案。
13．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U就越大，二者的关系如图乙所示。闭合开关S，当继电器线圈中电流大于或等于0.02A时，衔铁被吸合。已知传感器的输出电压U即为继电器控制电路的电源电压，线圈的电阻为20Ω。
（1）车辆不超载时，工作电路中绿灯亮；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 　　（填“L1”或“L2”）是红灯；
（2）某水平公路桥禁止重力大于或等于20000N的车辆通行，要用小强设计的装置为此桥报警，R的阻值应调节为多少？
14.2020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
15.据交警部门统计，货车发生交通事故的主要原因是超载，于是交警部门为了检查货车是否超载，设计了一个货车超载自动报警电路。压力传感器受到的压力越大，输出的电压就越大。某压力传感器输出电压与压力的关系如表：
压力/（×105牛顿） 0 1.2 2.4 3.6 4.8 6.0
输出电压/（伏特） 0 1 2 3 4 5
他们利用压力传感器和电阻箱R（最大电阻999欧姆）及部分其它器材设计了图示的电路。闭合开关，当线圈中电流大于或等于20毫安时，电磁继电器的衔铁被吸合。已知继电器线圈的电阻为25欧姆，继电器电路的电源电压由压力传感器的输出电压U提供（假设U不受继电器电路影响）。
（1）当压力增加到一定程度时，电铃报警，说明汽车超载，则电铃应接在图中　 　（填“MN”或“EF”）两端；
（2）当货车总质量大于或等于24吨时，启动报警系统。则电阻箱R的电阻应调节到多大 （g取10牛顿/千克）
答案及解析
1.B
【解析】A．闭合开关S1后，电磁铁线圈上电流方向向上。右手握住螺线管，弯曲的四指指尖向上，此时大拇指指向左端，则电磁铁的左端为N极，右端为S极，故A正确，不符合题意；
BC．由于指示灯变亮，则说明指示灯所在电路电流变大，所以巨磁电阻的阻值变小。所以据此电阻随磁场的增强而变小，故B错误，符合题意，C正确，不符合题意；
D．滑动变阻器的滑片向左移动时，变阻器的阻值减小，由欧姆定律可知，线圈中的电流增大，则电磁铁的磁场增强，故D正确，不符合题意。
2.C
【解析】AB．衔铁没有被吸下来，则说明电磁铁的磁场太弱。要增大电磁铁的磁场强度，可以增大通过的电流，根据U=IR可知，即增加控制电路的电压，故AB不符合题意；
C．如果电流不变，那么可以增加线圈匝数，故C符合题意；
D．根据杠杆的平衡条件F1l1=F2l2可知，电磁铁的吸引力较小，即它和力臂的乘积较小，也就是弹簧拉力和力臂的乘积较大，因此可以减小弹簧的拉力，故D不符合题意。
3．D
【解析】A．电磁铁是利用电流的磁效应工作的，故A不符合题意。
B．温度升高到时，水银柱与上方金属丝连通，使左侧形成通路，电磁铁中有电流通过，电磁铁吸引衔铁，使触点接触，右侧电路接通，电铃发出报警信号，故B不符合题意。
C．若将温度计上端的金属丝向下调整，则报警温度将低于78℃，即报警温度将降低，故C不符合题意。
D.当电铃工作时，电流从电磁铁的左端流入，由安培定则可知，端为极．故D符合题意。
4．C
解：据图可知，该温度自动报警器的原理是：当温度达到90℃时，由于温度计内的液体是导体，这样控制电路会接通，电磁铁产生磁性，将衔铁吸引，将报警电路接通，电铃响，红灯亮，起到报警作用；
故选：C。
5．解：（1）当钥匙插入钥匙孔并转动时，电路接通，电磁铁中的电流是从下边导线流入的，根据安培定则可以判断出电磁铁的上端为N极；
（2）当电磁铁电路接通时，电磁铁具有磁性，将上边的触点A吸下，使BC触点接通，电动机工作，进而汽车启动。
故选：D。
6．B
解：由题意可知，当S1、S2同时闭合时，电动机M才能工作；当S1断开、S2闭合时，警示灯才亮；只要S2不闭合，电动机和警示灯均不工作。
A．当S1、S2均断开时，警示灯亮起，与以上分析不符，故A错误；
B．当S1、S2同时闭合时，电动机M工作，警示灯不亮；当S1断开，S2闭合时，警示灯亮，电动机M不工作；只要S2不闭合，电动机和警示灯均不工作，与分析符合，故B正确；
C．当S1、S2同时闭合时，电动机M工作，警示灯不亮；当S1断开，S2闭合时，警示灯不发光，电动机M不工作，与分析不相符，故C错误；
D．当S1断开，S2闭合时，警示灯亮，与分析不符，故D错误。
故选：B。
7．B
【解析】A.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。
B.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，运行快，即电流大，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。
C.电梯无人时，电流小，则电磁铁的磁场较弱，故C错误。
D.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。
8.D
【解析】A、电铃内部有一个电磁铁，则电铃的工作原理是电流的磁效应，故A错误；
B、开关闭合后，电磁铁吸引衔铁，小锤击打到铃碗，此时衔铁与上面触点分开，使电路断开，则电磁铁失去磁性，故B错误；
C、要使铃声响度大一些，应使小锤敲击铃碗的力增大，电磁铁的磁性应增强，在线圈匝数不变时，电路中电流应增大，所以应增加电源电压，故C错误；
D、由图知，滑动变阻器的滑片向左移动时，电阻减小，则电路的电流增大，电磁铁的磁性增强，故D正确。
9．B
【解析】根据题意，分析各图可知，当照明电路正常工作时，电磁铁具有磁性，吸引衔铁，使消防应急灯所在电路断开，而当停电后，电磁铁失去磁性，衔铁在弹簧的作用下向上弹起，与触点接触，两灯泡连接，且为并联。因此，对照各图发现，只有图B符合这一要求。
10.S(或南) 控制电路电源电压太小(合理即可)
【解析】由安培定则可知，电磁铁左端为S极；
图中装置由两部分电路组成，左侧为控制电路，右侧为工作电路，两电路依据中间的电磁铁来发生相互作用。左端电路的控制要点在于水银柱的变化，而右端的控制要点则在电磁铁对衔铁的吸引。当温度升高到设定值时，水银柱与上方金属丝连通，使左侧形成通路，电磁铁中有电流通过，电磁铁吸引衔铁，由于电磁铁磁性的大小与电流大小和匝数多少有关，如果电源电压太小，使得电流较小，磁性较小，则电磁铁吸引不动衔铁，工作电路不会工作。
11．解：（1）从乙图可知，当压敏电阻R2为800欧时，其受到的压力F为5000N；
（2）由题知，电梯超载时，衔铁被电磁铁吸住，电梯电机断路停止工作，电铃接通电源发出警报声，电路连接图如下：
（3）控制电路中的设定电流为20mA，由欧姆定律得，控制电路超载时的总电阻为：R总400Ω，控制电路中两电阻串联，由串联电路中的电阻规律知：R总＝R1+R2，则R2＝R总﹣R1＝400Ω﹣200Ω＝200Ω，由图乙知，R2＝200Ω时，电梯的载重为9000N，当该电梯厢内乘客总质量为800千克时，电梯厢内乘客总重力为：G＝mg＝800kg×10N/kg＝8000N＜9000N，说明电梯没有超载。
故答案为：（1）5000；（2）见解析；（3）电梯没有超载。
12．解：（1）随室内温度的升高，热敏电阻的阻值减小，控制电路中电流增大，当电流达到15mA时，衔铁被吸合，右侧空调电路连通，空调开始工作。当温度下降时，控制电路电阻增大，电流减小，减小到一定值，使空调电路断开，这样就实现了自动控制；
（2）电路启动时的总电阻，
此时热敏电阻的阻值：R热＝R总﹣R0＝400Ω﹣10Ω＝390Ω，
此时的启动温度是25℃。
（3）由表中数据可知，空调启动温度设定为30℃时，热敏电阻的阻值为360Ω，
因为电路启动时的总电阻为400Ω，
则电路中还应串联的电阻：R′＝R热＝R总﹣R热′﹣R0＝400Ω﹣360Ω﹣10Ω＝30Ω。
（4）当空调启动时，电磁铁的磁场强度是一定的。当启动温度不同时，总电阻不同，则总电流会发生改变，为了保持磁场强度不变，可以改变电磁铁的线圈匝数。根据U＝IR可知，当总电阻发生改变时，还可以改变控制电路的电压，从而保证电流不变，保证电磁铁的磁场强度不变。
答：（1）随室内温度的升高，热敏电阻的阻值减小，控制电路中电流增大，当电流达到15mA时，衔铁被吸合，右侧空调电路连通，空调开始工作。当温度下降时，控制电路电阻增大，电流减小，减小到一定值，使空调电路断开，这样就实现了自动控制。
（2）计算说明该空调的启动温度是25℃。
（3）为了节省电能，将空调启动温度设定为30℃，控制电路中需要再串联30Ω的电阻。
（4）改变电磁铁的线圈匝数（改变控制电路的电压）。
13．解：（1）由图示可知，车辆不超载时，衔铁接上端，L1亮，车辆超载时，衔铁接下端，L2亮，由题意知，L2是红灯。
（2）车对水平地面的压力F＝G＝2×105N，
由图象可知，此时的输出电压U＝1V；根据I可知，电路总电阻：R总50Ω；
电阻R的阻值：R＝R总﹣R线圈＝50Ω﹣20Ω＝30Ω。
答：（1）L2；
（2）R的阻值应调节为30Ω。
14.（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。
15.（1）EF
（2）解：F=G=mg=24t×10N/Kg=2.4×105N；
由表格可知，当压力为2.4×105N时，输出电压U＝2V，
使电磁继电器衔铁闭合的最小电流I＝20mA＝0.02A，
∴此时电路的总电阻R总＝U/I＝2V/0.02A＝100Ω
又∵继电器线圈的电阻R线＝25Ω
∴电阻箱接入电路的阻值R＝R总－R线＝100Ω－25Ω＝75Ω
【解析】（1）根据图片分析装置的工作过程，确定报警时衔铁所在的位置即可；
（2）首先根据F=G=mg计算出压力传感器上受到的压力，再根据表格确定此时输出的电压，接下来根据计算出电路的总电阻，最后根据 R＝R总－R线 计算出电阻箱接入的阻值即可。
【解答】（1）根据图片可知，当压力增大到一定程度时，压力传感器的输出电压增大，通过电磁铁线圈的电流增大，磁场增强，于是衔铁被吸下来接通EF所在的电路而报警，则电铃应该接在图中EF处。
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