教科版初中物理九上7.4　电磁继电器 习题（含解析）

7.4 　电磁继电器
知识梳理
观察电磁继电器，回答以下问题。
(1)继电器是用______________、______________电路的通断，来间接地控制______________、______________电路通断的装置。
(2)电磁继电器实质是用______________来控制工作电路的一种开关。
(3)电磁继电器由_______、_______、_______和_______组成。其工作电路由______________电路和______________电路两部分构成。
基础知识
1．图中是一种水位报警器的原理图。当水位到达金属块A时(一般的水能导电)，电路中（ ）
A．绿灯亮
B．红灯亮
C．两灯同时亮
D．两灯都不亮
2．下列功能中，电磁继电器不能完成的是(　　)
A．控制电路中电流的连续变化
B．控制电路中电流的有无
C．利用低电压、弱电流控制高电压、强电流
D．远距离自动控制与操作
3．图中是一种水位自动报警器的原理图，当水位到达金属块A时（一般的水能导电），电路中（ ）
A．绿灯亮，红灯不亮 B．红灯亮，绿灯不亮
C．红灯和绿灯都亮 D．红灯和绿灯都不亮
4．电磁铁是一个带有铁芯的螺线管，有着广泛的应用．在实际使用中要增强其磁性，以下方法中可行的是(　　)
A．减少线圈的匝数 B．增大线圈中的电流强度
C．改变线圈中电流的方向 D．减小线圈两端的电压
5．小明在科学拓展课上制作了一个简易喇叭(原理如图)。接通信号源后，电流的方向不断改变，导致线圈的磁极不断变化，通过吸引或排斥磁铁，带动纸盆振动。为改变纸盆振动幅度以调节喇叭响度，下列方法不可行的是(　　)
A．改变磁铁的磁极 B．改变电流的大小
C．改变磁铁磁性强弱 D．改变线圈的匝数
6．虽然纯净的水是不导电的，但一般的水都能导电。根据水的导电性可以设计一种水位自动报警器，其原理如图所示。图中的螺线管中插入了一根软铁棒，通电后磁性会更__________(选填“强”或“弱”)；当水位到达金属块A时，__________(选填“红”或“绿”)灯亮。
电磁继电器是利用电磁铁控制电路通断的开关。它的工作原理是：通过直接控制________电路的通断，间接控制________电路的通断。(均选填“低压”或“高压”)
重难点突破
8．如图所示是一个水位自动报警器的原理图．水位没有到达金属块A时，绿灯亮；水位到达金属块A时，红灯亮。下列关于它的工作原理的讨论中，正确的是(　　)
A．容器中的水不能导电 B．电磁铁有无磁性与水位有关
C．红、绿灯是并联的 D．衔铁是永磁体
9．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
10．在图中所示的自动控制电路中，当控制电路的开关S闭合时，工作电路的情况是(　　)
A．灯不亮，电铃响 B．灯不亮，电铃不响
C．灯亮，电铃不响 D．灯亮，电铃响
11．如图所示是一种温度自动报警器的原理图，制作时，在________(选填“煤油”或“水银”)温度计的玻璃管中插入一段金属，使温度计两端分别与电源的两极相连。当温度达到金属丝下端所指的温度时，电磁铁具有________，将衔铁吸引过来，使电铃发出警报信号，通电时电磁铁左端a为________极。
12．如图是一个汽车转向灯的模拟电路，当开关闭合时，电磁铁有磁性，衔铁被吸________(选填“上”或“下”)，电灯电路________，同时电磁铁电路________，衔铁恢复原位，电灯熄灭，如此反复，实现电灯不断闪烁。
能力提升
13．小明设计了一款“智能照明灯”，其电路的原理图如图所示，光线较暗时灯泡自动发光，光线较亮时灯泡自动熄灭。控制电路中，电源电压恒定，R0为定值电阻，R为光敏电阻，其阻值随光照强度的增大而减小。以下说法正确的是(　　)
A．电磁铁的上端为S极
B．当光照强度增强，控制电路的电流变小
C．当光照强度减弱，电磁铁的磁性增强
D．灯泡应设计在A和B两接线柱之间
14．如图所示是拍摄机动车闯红灯的装置的工作原理示意图。光控开关接收到红灯发出的光会自动闭合，压力开关受到机动车的压力闭合，摄像系统在电路接通时可自动拍摄违章车辆。下列有关说法正确的是(　　)
A．只要光控开关接收到红光，摄像系统就会自动拍摄
B．机动车只要驶过埋有压力开关的路口，摄像系统就会自动拍摄
C．只有光控开关和压力开关都闭合时，摄像系统才会自动拍摄
D．若将光控开关和压力开关并联，也能起到相同的作用
15．如图是直流电铃的原理图．关于电铃工作时的说法不正确的是(　　)
A．电流通过电磁铁时，电磁铁有磁性且A端为N极
B．电磁铁吸引衔铁，弹性片发生形变
C．小锤击打铃碗发出声音，是由于铃碗发生了振动
D．小锤击打铃碗时，电磁铁仍具有磁性
16．图甲是商场中常见的电梯，这种电梯的简易控制电路如图乙。当有人乘电梯时，电动机的转速会变快。R是一个压敏电阻，其阻值随压力的增大而________(选填“增大”或“减小”)，当人全部走下电梯后，电磁铁的磁性变________(选填“强”或“弱”)。
甲　 　　　　　　　　乙
17．如图所示是自动扶梯的原理图．当电梯上无人时，压敏电阻R的阻值较大，电磁铁的磁性________(选填“较强”或“较弱”)，电磁继电器的动触点与________(选填“上面”或“下面”)的静触点接触，电梯运行缓慢。当有人走上电梯时，电磁继电器的动触点与另一个静触点接触，电梯运行速度变大．图中画出了某一时刻线圈中的电流方向；可以判断电磁铁的上端是________(选填“N”或“S”)极。
18．某市乡村振兴计划稳步推进，大棚蔬菜种植给农民带来可喜收入。刘大爷家大棚温度监控电路如图所示，棚内温度正常时“温控开关”处于断开状态，绿灯亮；棚内温度不正常时“温控开关”处于闭合状态，电磁铁通电工作，电铃响红灯亮．刘大爷使用中发现电铃和红灯只要拆卸掉任意一个，另一个也“没有电”。在图中画几匝电磁铁的绕线并将绿灯、红灯、电铃接入电路。
　　
19．光敏电阻是阻值随光的照度发生变化的元件(照度可以反映光的强弱，光越强照度越大，照度单位为lx)。某光敏电阻R的阻值随照度变化的曲线如图甲所示。
甲　　　　　　　　　　　　　乙
(1)如图乙所示是街道路灯自动控制模拟电路所需元件．利用蓄电池给电磁铁供电，路灯接入电压为220 V的照明电路．为达到天亮灯熄、天暗灯亮的效果，请用笔画线代替导线，将路灯连入照明电路中。
(2)已知当线圈中的电流大于或等于2 mA时，继电器的衔铁将被吸合．图中蓄电池可提供的电压为U＝6 V，内部电阻忽略不计，有三个不同规格的滑动变阻器可供选择：R1(0～100 Ω)、R2(0～500 Ω)、R3(0～1 800 Ω)。要求当天色渐暗照度降低至1.0 lx时点亮路灯，滑动变阻器应选择________(选填“R1”“R2”或“R3”)。选定滑动变阻器后，如果为了节约用电，要求在天色更暗一些时路灯才开始工作，滑动电阻器滑片P应该________(选填“向右滑动”“向左滑动”或“不滑动”)。
参考答案与解析
知识梳理
(1)低电压；弱电流；高电压；强电流。
(2)电磁铁。
(3)电磁铁；衔铁；弹簧；触点；低压控制；高压工作。
基础知识
1．B
【解析】当水位没有达到A时，电磁铁没有磁性，只有绿灯亮；当水位到达A时电路接通，电磁继电器有磁性，且根据右手定则知上端为S极，衔铁就会在电磁力吸引的作用下与红灯接通，红灯亮；该报警器的红、绿灯不会同时亮。
故选B
A　
【解析】电磁继电器中没有滑动变阻器，所以A错误．电磁继电器中，低压电路中的开关控制可以控制电流的有无，所以B正确。电磁继电器是一种由低压电路控制高压电路的器件，所以C正确。低压电路和高压电路之间的距离可以达到很远，方便保护人身安全，还可以通过一些半导体材料来实现自动化控制，所以D正确。故选A。
3．B
【解析】当水位没有达到A时，电磁铁没有磁性，只有绿灯亮；当水位到达A时电路接通，电磁继电器有磁性，且根据右手定则知上端为S极，衔铁就会在电磁力吸引的作用下与红灯接通，红灯亮；该报警器的红、绿灯不会同时亮。故选B
4．B　
【解析】影响电磁铁磁性强弱的因素有线圈的匝数、电流的强弱、有无铁芯等，因此要增强其磁性可以通过增大线圈匝数、增大通过的电流大小等措施，故选B。
5．A　
【解析】由题知，接通信号源后，电流的方向不断改变，导致线圈的磁极不断变化，通过吸引或排斥磁铁，带动纸盆振动发声；改变磁铁的磁极，并不能改变起到改变磁性强弱的作用，不能改变纸盆振动幅度(即不能调节喇叭响度)，故A方法不可行．可以改变电流大小或改变线圈匝数；还可以改变永磁铁的磁性强弱(如更换永磁铁或充磁)，故BCD都可行。
6．强；红。
【解析】 利用电磁铁设计水位报警器。当水位上升，低压控制电路接通，电磁铁产生磁性，衔铁被吸引下来，接通红灯电路。
7．低压　高压
【解析】电磁继电器主要是利用电磁铁控制工作电路通断的开关，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，它可以用低压电路的通断控制高压电路的通断。
重难点突破
8．B　
【解析】当水位没有达到A时，电磁铁没有磁性，只有绿灯亮；当水位到达A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；该报警器的红、绿灯不会同时亮。故选B。
9．B　
【解析】水银容易导电，是导体，故A错误；电铃响时，电流从螺线管的左端流入，根据安培定则可知，电磁铁右端是N极，故B正确；温度降低到74 ℃以下，例如70 ℃时，水银与金属丝不接触，电磁铁的电路中无电流，电磁铁不具有磁性，不会吸引衔铁，则电铃中无电流通过，电铃不响，故C错误；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，电磁铁磁性变强，故D错误。故选B。
10．A　
【解析】由图知道，当控制电路的开关S闭合时，左边控制电路中有电流，电磁铁具有磁性，吸引衔铁，使动触头与下面电路接通，与上面的电路断开，所以，电铃工作，电灯不亮，即只有A正确。
11．水银　磁性　S
【解析】因为水银是导体，由图可知当温度升高到某一值时，水银柱与上端的金属丝相连，从而使左侧电路连通，电磁铁获得磁性，吸引衔铁使右侧电路连通，电铃响．由电路图可知电磁铁中的电流是从左端流入，右端流出，利用安培定则可以确定电磁铁的a端为S极．
12．下　闭合　断开
【解析】当开关闭合时，电磁铁有磁性，衔铁被吸下，使动触头和下面的静触头接通，灯泡和电源接通，灯泡发光，此时动触头和上面的静触头断开，左边的控制电路是断路，电磁铁没有电流，电磁铁没有磁性，弹簧拉起衔铁，灯泡和电源断开，灯泡熄灭，如此反复，实现电灯不断闪烁．
能力提升
13．D　
【解析】由图可知，根据安培定则可知，电磁铁的上端为N极，故A错误；当光照强度增强，光敏电阻的阻值减小，总电阻减小，根据欧姆定律可知，控制电路的电流变大，故B错误；当光照强度减弱时，光敏电阻的阻值变大，总电阻变大，根据欧姆定律可知，控制电路的电流变小，电磁铁磁性大小与电流大小、线圈匝数有关，电流减小，则磁性变弱，故C错误；光线较暗时，光敏电阻的阻值大，则控制电路中的电流小，电磁铁的磁性弱，衔铁在弹簧的作用下被拉起，灯泡自动发光，说明灯泡在A和B两接线柱之间，故D正确．故选D。
14．C　
【解析】由题图可知，光控开关、压力开关为串联关系，只有当二者均闭合时，控制电路才能接通，摄像系统才会自动拍摄，故选C。
15．D　
【解析】A.电流通过电磁铁时，电磁铁有磁性，根据安培定则判断出A端为N极，故A叙述正确；B.电磁铁向下吸引衔铁时，弹性片弯曲发生形变具有弹性势能，故B叙述正确；C.声音是由物体的振动产生的，小锤击打铃碗发出声音，是由于铃碗发生了振动，故C叙述正确；D.小锤击打铃碗时，弹性片和衔铁分离，电路断开，电磁铁没有磁性，故D叙述错误。故选D。
16．减小　弱
【解析】当人走上电梯后，压力变大，则压敏电阻R的阻值减小，左侧控制电路中的电流变大，电磁铁磁性变强，则衔铁被吸下，与触点2接触，此时只有电动机接入电路中，通过电动机的电流变大，电动机的转速变快；当人从电梯上走下后，压力减小，则压敏电阻R的阻值增大，左侧控制电路中的电流减小，电磁铁磁性变弱．
17．答案：较弱　上面　N
【解析】当电梯上无人时，压敏电阻R的阻值较大，电路中电流小，电磁铁的磁性较弱，电磁继电器的动触点与上面的静触点接触，电梯运行缓慢；当有人走上电梯后，压敏电阻的阻值减小，控制电路中电流增大，电磁铁磁性变强，则衔铁被吸下，与下面触点接触，则电阻R′被断开，电动机单独接入电路，电动机两端电压增大为电源电压，通过电动机的电流变大，电动机转速变快，使电梯运动变快；由图可知，电磁铁中电流的方向向右，根据安培定则可知，此时电磁铁上端是N极，下端是S极。
18．答案：如图所示
【解析】(1)先把电磁铁的线圈连接好，导线都在螺旋管的同侧，绕螺旋管时一端在螺旋管的上面绕，一端从螺旋管的下面绕。(2)棚内温度正常时“温控开关”处于断开状态，电磁继电器断电，衔铁被弹簧拉起，动触头和上面的静触头接通，绿灯电路工作，所以绿灯、电源、动触头和上面静触头构成通路。(3)棚内温度不正常时“温控开关”处于闭合状态，电磁铁通电工作，电磁铁具有磁性，说明电源、衔铁、电磁铁连成一个通路。(4)电铃和红灯只要拆卸掉任意一个，另一个也“没有电”，说明两者是串联的，首先把红灯和电铃串联起来。棚内温度不正常时“温控开关”处于闭合状态，电磁铁通电工作，电磁铁具有磁性吸引衔铁，动触头和下面的静触头接通，电源、红灯、电铃、动触头和下面静触头组成一个通路。
19．答案：(1)如图所示　(2)R3　向左滑动
【解析】(1)光敏电阻的电阻值随照度的增大而减小，所以白天时光敏电阻的电阻值小，电路中的电流值大，电磁铁将衔铁吸住，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A接通．所以要达到晚上灯亮，白天灯灭，则路灯应接在AB之间．(2)天色渐暗照度降低至1.0 lx时点亮路灯，此时光敏电阻的电阻值是2 kΩ，电路中的电流是2 mA，根据I＝可得：总电阻R总＝＝＝3 000 Ω，根据串联电路的总电阻等于各分电阻之和可得：R＝R总－R光＝3 000 Ω－2 000 Ω＝1 000 Ω，所以要选择滑动变阻器R3.由于光变暗时，光敏电阻变大，分的电压变大，所以当天色更暗一些时路灯才开始工作，应适当地减小滑动变阻器的电阻，即滑动电阻器滑片P应该向左滑动。
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