2024五四制鲁教版物理九年级下学期课时练--第三节　电磁铁（有解析）

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2024五四制鲁教版物理九年级下学期
第十六章　电磁现象
第三节　电磁铁
基础过关全练
知识点1　电磁铁
1.(2023山东淄博张店实验中学期末)如图所示是探究“影响电磁铁磁性强弱”的电路图,闭合开关后,下列说法正确的是 (　　)
A.电磁铁的A端是N极
B.当滑片P向右移时,电磁铁的磁性减弱
C.小磁针静止时,上端是N极
D.该实验电路能探究电磁铁的磁性强弱与线圈匝数的关系
2.【教材P17T3变式】(2023山东淄博张店二模)如图是说明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向左滑动时,电磁铁磁性减弱
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
3.【学科素养·科学思维】如图所示的电路,电磁铁的左端有一个小磁针,只闭合S1,小磁针　　　　(选填“顺时针”或“逆时针”)偏转;先闭合S1,再闭合S2,电磁铁磁性　　　　(选填“增强”或“减弱”)。
知识点2　电磁继电器
4.【教材P17T2变式】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,在玻璃管中封入一段金属丝,并有导线与水银柱相连。当温度达到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.电铃响时,电磁铁右端是N极
B.温度计中的水银是绝缘体
C.温度降低到74 ℃以下,电铃响
D.滑片P向左移动时,电磁铁磁性减弱
5.【新素材·现代科技】电子门锁使用了可编程存储器和数据读取装置,其钥匙是难以复制的,被广泛应用在生活之中。电子门锁的内部原理如图所示,图中S是指纹开关,K是轻质弹簧,L是电磁铁,B是带有固定磁极的锁,当锁的S极插入锁孔C中时,门处于锁定状态。闭合开关S时,电磁铁L的上端为　　　　极,此时　　　　(选填“绿灯”或“红灯”)亮,此时电磁铁A的右端是　　　　极,与锁的N极相互
　　　　　(选填“吸引”或“排斥”),门锁处于　　　　(选填“打开”或“锁定”)的状态。
6.【跨学科·物理学与日常生活】(2022山东招远期末)如图甲所示的“聪明电梯”在有、无人乘坐时会以不同的速度运行,这样可以节约用电。图乙所示是其控制电路图,R是一个压敏电阻,其阻值随压力的增大而减小。当所有人走出电梯后,图中线圈中的电流　　　　(选填“增大”“减小”或“不变”),电磁铁的磁性将
　　　　(选填“增强”“减弱”或“不变”),电动机的转速将　　　　(选填“变快”“变慢”或“不变”)。
能力提升全练
7.(2023河北中考,18,★☆☆)如图所示,用甲装置探究通电螺线管外部的磁场分布,用乙装置探究电磁铁磁性强弱跟哪些因素有关。下列说法正确的是 (　　)
A.通电螺线管外部的磁场与条形磁体的磁场相似
B.改变通电螺线管中电流方向,小磁针N极指向不变
C.匝数一定时,通入的电流越小,电磁铁的磁性越强
D.电流一定时,减少铁钉上线圈的匝数,电磁铁的磁性强弱不变
8.(2023江苏扬州中考,4,★☆☆)如图所示,下列做法中电磁铁不能吸引更多大头针的是 (　　)
A.只提高电源电压
B.只将滑片P向左移动
C.只增加螺线管线圈的匝数
D.只将铁芯换成同规格的铜芯
9.【新素材·现代科技】(2023四川自贡中考,20,★★☆)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,白天路灯熄灭,夜晚路灯亮起。下列说法正确的是 (　　)
A.电路工作时,电磁铁上端为N极
B.给路灯供电的电源应接在b、c两端
C.路灯发光时把电能全部转化为光能
D.控制电路电源电压减小后,傍晚时路灯比原来早一些亮
10.【新素材·现代科技】(2023山东济宁中考,12,★★☆)现在医学上使用的心肺机的功能之一是用“电动泵”替代心脏,推动血液循环。如图所示,当线圈中的电流从a流向b时,线圈的左端为　　　　极,此时活塞将向　　　　运动,促使血液流动。
11.【中华优秀传统文化】(2022山东淄博五中期末,21,★★☆)指南针是我国古代四大发明之一。指南针能够指南北,是因为指南针受到了　　　　的作用。某同学将一个电磁铁和滑动变阻器串联接入电路中,如图所示,闭合开关S前,小磁针的S极指向地理的　　　　(选填“南极”或“北极”);闭合开关S后,小磁针静止时左端应为　　　　极。当滑动变阻器的滑片P向上移动时,电磁铁的磁性将　　　　(选填“增强”“减弱”或“不变”)。
素养探究全练
12.【科学探究】纯电动汽车是一种采用蓄电池作为唯一动力源的汽车。电池的安全性主要体现在对其温度的控制上,当某组电池温度过高时,立即启动制冷系统进行降温。图甲是小明设计的模拟控温装置示意图。电磁继电器与热敏电阻Rt、滑动变阻器RP串联接在电压为6 V的电源两端。当电磁铁线圈(电阻不计)中的电流I大于或等于25 mA时,衔铁被吸合。热敏电阻置于温度监测区域,其阻值Rt与温度t的关系如图乙所示,滑动变阻器的最大阻值为200 Ω。
(1)图甲中应将b端与　　　　端相连;
(2)当开关S闭合时,电磁铁上端为　　　极;
(3)若设置电池温度为60 ℃时启动制冷系统,则滑动变阻器连入电路的阻值应为　　　　Ω;
(4)该电路可设置启动制冷系统的最高温度是　　　　℃;
(5)现利用一只电阻箱在室温条件下对上述电路进行调试,使电路能在60 ℃时启动制冷系统。为此,先将电阻箱调为70 Ω,然后还需要经过三个关键的调试步骤才能完成调试。
第一步:断开开关,　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　;
第二步:闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,直到继电器的衔铁被吸合;
第三步:断开开关,　　　　　　　　　　　　,完成电路调试。
答案全解全析
基础过关全练
1.C　由图知,电流从螺线管的下端流入、上端流出,根据安培定则可知,电磁铁的A端是S极、B端是N极,故A错误;当滑片P向右移时,滑动变阻器接入电路中的电阻减小,根据欧姆定律可知,电路中的电流增大,电磁铁的磁性增强,故B错误;由异名磁极相互吸引可知,小磁针静止时,上端是N极、下端是S极,故C正确;由于实验中无法改变电磁铁线圈的匝数,所以无法探究电磁铁的磁性强弱与线圈匝数的关系,故D错误。
2.D　利用安培定则可判断出电磁铁的左端为N极、右端为S极,故A错误;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,指示灯变亮,故B、C错误,D正确。
3.逆时针　增强
解析　闭合S1,电流从螺线管的左端流入,右端流出,由安培定则可知,此时电磁铁的右端是N极、左端是S极,根据磁极间的相互作用规律可知,小磁针逆时针偏转;先闭合开关S1,再闭合S2,两电阻并联,电路中的总电阻变小,由欧姆定律可知,电路中的电流变大,故电磁铁的磁性增强。
4.A　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A正确;水银容易导电,是导体,故B错误;温度降低到74 ℃以下时,水银与金属丝分离,电磁铁中无电流通过,电磁铁无磁性,衔铁被拉起,电铃中无电流通过,电铃不响,故C错误;滑片P向左移动时,滑动变阻器接入电路的电阻减小,控制电路中电流变大,电磁铁磁性变强,故D错误。
5.S　红灯　S　吸引　打开
解析　开关S闭合后,由安培定则可判断出电磁铁L的上端为S极;由于电磁铁L具有磁性,将衔铁吸下,红灯所在电路被接通,电磁铁A中有电流通过,具有磁性,根据安培定则可知,此时电磁铁A的左端是N极、右端是S极,所以右端与锁的N极相互吸引,门锁处于打开的状态。
6.减小　减弱　变慢
解析　当所有人走出电梯后,压力减小,则压敏电阻R的阻值增大,根据欧姆定律可知,控制电路中的电流减小,电磁铁磁性变弱,则衔铁被拉起,与触点1接触,此时电动机与电阻R1串联,通过电动机的电流减小,电动机的转速变慢。
能力提升全练
7.A　通电螺线管外部的磁场与条形磁体的磁场相似,磁场的方向与电流的方向有关,改变通电螺线管中电流方向,小磁针N极指向会发生改变,故A正确,B错误;匝数一定时,通入的电流越小,电磁铁的磁性越弱,电流一定时,减少铁钉上线圈的匝数,电磁铁的磁性变弱,故C、D错误。
8.D　只提高电源电压,由I=可知,电路中电流增大,电磁铁磁性增强,能吸引更多大头针,故A不符合题意;将滑片P向左移动,滑动变阻器接入电路中的电阻变小,由I=可知,电路中电流增大,电磁铁磁性增强,能吸引更多大头针,故B不符合题意;增加螺线管线圈的匝数,电磁铁磁性增强,能吸引更多大头针,故C不符合题意;只将铁芯换成同规格的铜芯,铜芯不能被磁化,磁性减弱,不能吸引更多大头针,故D符合题意。
9.D　根据图示可知,电流从电磁铁的上端流入,根据安培定则可知,电磁铁的上端为S极,故A错误;晚上光线暗,光敏电阻的阻值大,电路中的电流小,所以动触点与a所在电路接通,要达到晚上灯亮、白天灯灭的效果,给路灯供电的电源应接在a、b之间,故B错误;路灯工作时不是把电能全部转化为光能,存在能量损失,故C错误;电源电压减小后,在其他条件不变时,根据欧姆定律可知,控制电路中的电流变小,电磁铁的磁性变弱,傍晚时路灯比原来早一些亮,故D正确。
10.N　右
解析　当线圈中的电流从a流向b时,由安培定则可判断,线圈左端为N极、右端是S极,根据同名磁极相互排斥,此时活塞将向右运动。
11.地磁场　南极　S　增强
解析　地磁场对放入其中的磁体产生力的作用,指南针本身有磁性,放入地磁场中,受到地磁场的作用,能够指南北;在地表附近的小磁针,S极指向地理的南极,N极指向地理的北极;由安培定则可判断出图中电磁铁的左端为S极、右端为N极,根据磁极间的相互作用规律可知,小磁针静止时左端为S极;当滑动变阻器的滑片P向上移动时,其连入电路的电阻变小,电路中的电流增大,电磁铁的磁性将增强。
素养探究全练
12.(1)c　(2)N　(3)170　(4)90　(5)将滑动变阻器滑片调到阻值最大处,并用电阻箱替换热敏电阻　用热敏电阻替换电阻箱
解析　(1)由题意可知,当控制电路电流达到25 mA时衔铁被吸合,制冷系统工作,所以图甲中,应将b端与c端相连;(2)由图甲可知,电流从电磁铁的上端流入、下端流出,根据安培定则,可知电磁铁的上端为N极;(3)若设置电池温度为60 ℃时启动制冷系统,由图乙可知,当温度为60 ℃时,Rt的阻值为70 Ω,由欧姆定律得,此时控制电路的总电阻R===240 Ω,由串联电路的电阻规律可得,滑动变阻器接入电路的电阻为RP=R-Rt=240 Ω-70 Ω=170 Ω;(4)当电路设置的启动制冷系统的温度越高时,由图乙可知,Rt的阻值越小,滑动变阻器接入电路的电阻越大;当滑动变阻器连入电路的阻值为200 Ω时,热敏电阻的阻值Rt'=R-RP'=240 Ω-200 Ω=40 Ω,由图乙可知此时对应的温度为90 ℃,所以该电路可设置启动制冷系统的最高温度是90 ℃;(5)为使电路能在60 ℃时启动制冷系统,先将电阻箱调为70 Ω,然后调试步骤如下:首先应断开开关,将滑动变阻器滑片调到阻值最大处,并用电阻箱替换热敏电阻;再闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,直到继电器的衔铁被吸合;最后断开开关,用热敏电阻替换电阻箱,完成电路调试。
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