浙教版八下 1.3电磁铁的应用 随堂练习（含解析）

中小学教育资源及组卷应用平台
浙教版八下 1.3电磁铁的应用 随堂练习
一、选择题
1．如图所示，闭合电磁铁开关s，条形磁铁静止在水平桌面上，下列判断正确的是（　　）
A．条形磁铁受到电磁铁对其向左的作用力
B．条形磁铁受到桌面对其向左的摩擦力
C．将滑动变阻器的滑片向右移动，条形磁铁受到的摩擦力不变
D．若只改变电源的正负极，条形磁铁受到的摩擦力变大
2．科创小组为仓库的制冷系统设计的自动启动装置的简化电路图如图所示，其中R1为热敏电阻，其阻值随温度的变化如表所示，滑动变阻器Rp的最大阻值为20Ω，电磁铁的线圈电阻不计，控制电路的电源电压调为U0=6V。闭合开关S，滑动变阻器Rp处于最大阻值，当温度达到28℃时，电磁铁把衔铁吸下，接通工作电路，制冷系统启动。以下关于该制冷系统工作原理的说法中错误的是（　　）
温度/℃ 22 25 28 31 34 37 40
阻值/Ω 620 600 580 560 540 520 500
A．电磁铁的应用原理是电流的磁效应
B．控制开关S闭合时，接线柱b应与c相连
C．制冷系统启动时，控制电路中的电流为0.1A
D．若想将制冷系统的启动温度升高到31℃，则控制电路中电源电压最小为5.8V
3．如图所示，弹簧测力计下挂一条形磁铁，条形磁铁下面放置一通电螺线管。当条形磁铁从左向右水平拉过时，下列图像中能正确描述弹簧测力计示数变化情况的是（　　）
A． B．
C． D．
4．小柯用一根导线和一枚铁钉制作了如图所示的电磁铁。线圈通电后，钉尖处可以吸引回形针。关于此实验，下列说法正确的是（　　）
A．铁钉吸引的回形针越多说明磁性越强
B．线圈通电后，钉帽一端为电磁铁的S极
C．改变线圈中的电流方向，则钉尖处不能吸引回形针
D．若电流大小不变，增大线圈匝数，钉尖处吸引回形针的数量不变
5．如图所示，条形磁铁置于水平桌面上(黑色端为N极)，电磁铁右端固定并保持水平，且与条形磁铁在同一平面和相同高度。当电路中开关S由断开到闭合时，条形磁铁一直保持静止，下列说法正确的是（　　）
A．开关S闭合后，电磁铁左端是S极
B．开关S闭合后，条形磁铁受到摩擦力的方向向左
C．滑片P向右移动时，条形磁铁受到的摩擦力逐渐减小
D．开关S断开时，条形磁铁与电磁铁之间没有力的作用
6．我国南方夏季有时会普降暴雨，引起城市内涝，给人们生活带来很大影响。小明设计了一种利用电磁继电器来自动控制抽水机工作的电路：当水位在安全位置以下时绿灯亮，抽水机不工作；当水位到达安全位置上限时红灯亮，抽水机开始工作。如图是小明还未连接完成的电路，小明接下去的电路连接应该是（　　）
A．M接A，N接B B．M接B，N接D C．M接B，N接C D．M接C，N接D
二、填空题
7．如图所示是测量汽车流量的装置，当红外线照射到光控开关时电路处于断开状态，当有汽车经过时会挡住红外线，光控开关闭合，电子计数器计数一次。红外线　 　(选填“是”或”不是”)一种电磁波；图中电磁继电器相当于一个　 　(选填”开关”或”电源”)；当电流通过线圈DE时，电子计数器　 　(选填”会”或”不会”)计数。
8．某科学小组欲为学校实践基地蔬菜大棚设计“二氧化碳补充装置”，进行了项目化学习。该小组成员以大理石和稀盐酸作为原料制取二氧化碳，并且为了更加灵活地控制反应，利用大小相同的矿泉水瓶(部分底部切割)、多孔塑料板等来设计气体发生装置。
（1）设计气体发生装置．如图甲所示，小组成员们设计了不同的气体发生装置，其中可通过盖紧瓶盖使反应停止的是　 　。
（2）设计自动报警器。为防止大棚内CO2浓度过高，他们设计了报警电路。当CO2浓度超过设定值时，红灯一直亮，反之不亮。其中气敏电阻Rx的阻值随CO2浓度的增大而减小。则红灯应该接在图乙abcd中的　 　位置。
9．雾天开车需开启雾灯，避免发生危险，下图是小科设计的雾灯模拟电路。(衔铁、线圈电阻不计)
（1）雾天，空气中的水蒸气会形成雾，该过程发生的物态变化是　 　。
（2）要实现闭合开关后警示灯能持续亮暗闪烁，可在电路中串联一个定值电阻，该电阻可连接在　 　 (选填“A"或“B")位置。
（3）实际操作过程中，闭合开关后发现衔铁不能被吸下，小科可以做哪些调整？
　 　。(写出一种即可)
10．如图所示，盛水烧杯中漂浮着一个空心铁球，放置在电磁铁上，当闭合开关S后，电磁铁A端为　 　极(选填”N”或”S”)，将滑动变阻．器的滑片P向右滑动时，烧杯中的水面会　 　(选填“上升”、”下降”或”不变”)。根据水面的升降可以判断电磁铁的磁性强弱变化，这种方法就是科学上常用的　 　(选填”控制变量法”、”类比法”或”转换法”)
11．如图所示是小宁设计的水位自动控制电路，其中工作电路由指示灯L、电动机M等元件组成，由家庭电路供电；控制电路中，金属板A、B置于水箱中不同位置，水箱中的天然水是导体。
（1）我国家庭电路电压为　 　V。
（2）当水箱内水面处于金属板A以下时，工作电路中的　 　处于工作状态。
（3）测试时，小宁发现由于电磁铁磁性太弱，电磁继电器无法正常工作。适当　 　（填“增加”或“减少”）电磁铁的线圈匝数，可以解决上述问题。
三、解答题
12．水位自动报警器是利用电磁继电器工作的装置。
（1）请按以下要求连接水位自动报警器的工作电路：当水位在安全位置以下时，绿灯亮；水位到达安全位置上限时，红灯亮。
（2）请用所学科学知识说明水位报警器的工作原理。
答案解析部分
1．A
【解析】（1）由安培定则可判断电磁铁的极性，由磁极间的相互作用和二力平衡知识可判断条形磁铁受到的摩擦力的方向；
（2）根据二力平衡的条件分析桌面对条形磁铁的摩擦力的方向；
（3）电磁铁磁性的大小与电流大小、线圈的匝数有关。
A.由安培定则得，右手握住螺线管，四指指向电流的方向，大拇指指向电磁铁右端为N极，左侧为S极，同名磁极相互排斥，所以条形磁铁受到电磁铁对其向左的作用力，故A正确；
B.条形磁铁处于静止状态，水平方向上受到平衡力的作用，水平向左的排斥力和桌面对条形磁铁的水平向右的摩擦力为一对平衡力，故B错误；
C.将滑动变阻器的滑片向右移动，滑动变阻器接入电路的电阻变大，根据欧姆定律可知，电路中的电流变小，电磁铁的磁性变弱，排斥力变小，摩擦力和排斥力是一对平衡力，大小相等，所以摩擦力变小，故C错误；
D.若只改变电源的正负极，电流的方向改变，大小不变，则电磁铁的磁性不变，条形磁体受到电磁铁的吸引力大小等于原来的排斥力大小，此时吸引力与摩擦力是一对平衡力，大小相等，则摩擦力不变，故D错误。
故答案为：A。
2．C
【解析】 制冷系统的工作原理：当温度升高时，热敏电阻R1阻值变小，控制电路中电流变大，电磁铁磁性增强，将衔铁吸下来，工作电路制冷系统开始工作
A. 电磁铁的应用原理是电流的磁效应，即通电导线周围存在磁场，A正确
B. 电磁铁把衔铁吸下，接通工作电路，因此接线柱b应与c相连才能使工作电路形成闭合电路，B正确
C. 当温度达到28℃时，热敏电阻R1=580Ω，控制电路电流，C错误
D. 根据C中分析，想要制冷系统启动，控制电路中的电流需至少达到0.01A，温度达到31℃时，热敏电阻R1=560Ω，
电源电压U=I×（R1+RP）=0.01A×（560Ω+20Ω）=5.8V ，D正确
故答案为：C
3．A
【解析】同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引；安培定则也叫右手螺旋定则，是表示电流和电流激发磁场的磁感线方向间关系的定则。(1)通电直导线中的安培定则（安培定则一）：用右手握住通电直导线，让大拇指指向电流的方向，那么四指的指向就是磁感线的环绕方向 。(2)通电螺线管中的安培定则（安培定则二）：用右手握住通电螺线管，使四指弯曲与电流方向一致，那么大拇指所指的那一端是通电螺线管的N极。（磁感线由N极流向S极）
开关闭合，电磁铁中磁极方向，采用右手定则，四指代表电流方向，大拇指代表N极，所以a端是N，b端是S，根据同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引， 当条形磁铁从左向右水平拉过时 ，受到的磁力越来越小，划过条形磁铁的一般位置时，吸引力不断增大，所以弹簧测力计的读数不断的变大，A正确；
故答案为：A
4．A
【解析】
（1）由安培定则可判断电磁铁的极性；
（2）电磁铁是通电产生电磁的一种装置；
（3）电磁铁的磁性强弱与电流的大小、线圈匝数和有无铁芯有关。
A.磁性强弱可以通过铁钉吸引的回形针多少体现的，磁性越强，铁钉吸引的回形针越多，磁性越弱，铁钉吸引的回形针越少，故A正确；
B.由图可知，电流从钉尖一端流入，根据由安培定则可知，大拇指指向铁钉的另一端，则钉帽一端为电磁铁的N极，故B错误；
C.电磁铁通电时有磁性，切断电流后磁性消失，若改变线圈中的电流方向，则钉尖处仍然能吸引曲别针，故C错误；
C.若线圈匝数不变，增大电流，钉尖处吸引曲别针的数量会增加，故D错误。
故选A。
5．C
【解析】电磁铁的磁性强弱与线圈匝数、有无铁芯、电流大小有关，线圈匝数一定时，电流越大，电磁铁的磁性越强；
电磁铁的南北极方向与电流方向与线圈绕法有关，可以通过右手定则判断，方法如下图
四指方向表示电流方向，大拇指方向表示磁场方法（N极指向）
A. 开关S闭合后，电路中电路方向如图，根据右手定则可以判断出电磁铁左端是N极，A错误
B. 电磁铁左端是N极，对条形磁铁产生向左的排斥力，条形磁体保持静止，根据二力平衡平衡力的方向相反，说明条形磁体受到向右的摩擦力，B错误
C. 滑片P向右移动时，滑动变阻器的阻值变大，电路中的电流减小，电磁铁磁性减弱，对条形磁体的排斥力减小，根据二力平衡平衡力大小相等，说明条形磁体受到的摩擦力叶减小，C正确
D. 开关S断开时，电路中没有电流，电磁铁没有磁性，但磁铁可以吸引铁钴镍，电磁铁中含有铁芯，因此条形磁铁与电磁铁之间存在引力，D错误
故答案为：D
6．B
【解析】电磁继电器的工作原理：当控制电路闭合时，电磁铁中有电流通过，产生电磁铁产生磁性，会将电磁铁上方的衔铁吸下来，使得杆子与下方的触点接触。图中当水位在安全位置以下时，控制电路断开，电磁铁没有磁性，杆子与上方触点相连；当水位到达安全位置上限时，控制电路闭合，电磁铁有电流通过，产生磁性，把杆子吸下来，使得杆子与下方触点接触。
A.若M接A，N接B，当杆子与上方触点接触时会短路，A错误
B.若M接B，N接A，杆子与上方触点接触时绿灯亮，杆子与下方触点接触时，红灯亮，抽水机工作，B正确
C.若M接B，N接C ，杆子与下方触点接触时，电路会短路，C错误
D.若M接C，N接D，无论杆子与那边接触，绿灯始终不亮，红灯始终亮，抽水机会一直工作，D错误
故答案为：B
7．是；开关；会
【解析】（1）根据红外线和电磁波的关系解答；
（2）开关控制电路通断，根据电磁继电器的作用解答；
（3）分析电子计数器的电路是否被接通即可。
电磁继电器相当于一个开关，当电流通过线圈DE时，电磁铁有磁性，吸引衔铁，动触点与下方的静触点接触，工作电路连通，计数器工作。
8．（1）D
（2）a
【解析】 电磁铁是通电产生电磁的一种装置。在铁芯的外部缠绕与其功率相匹配的导电绕组，这种通有电流的 线圈 像磁铁一样具有磁性，它也叫做电磁铁；电磁铁的磁性强弱与电流的大小，线圈匝数，以及有无铁芯有关；电流越大，磁性越强；线圈匝数越多，磁性越强；有铁芯，磁性越强；
（1）只有D是可以通过盖紧瓶盖使反应停止，因为D中反应产生的二氧化碳微溶于水，所以瓶内的其他压强会增大，会将液面向下压，从而使得液面低于多孔塑料板，使得大理石与稀盐酸不接触，从而导致反应停止；
（2）气敏电阻Rx的阻值随CO2浓度的增大而减小，所以当二氧化碳溶度升高时，Rx阻值变小，电流变大，电磁铁的磁性变强，将衔铁吸下，此时应该是红灯一直亮，所以红灯接在a处位置；
故答案为：（1）D （2）a
9．（1）液化
（2）A
（3）增大电源电压或增加线圈匝数等(合理即可)
【解析】（1）根据物质的初始态和终末态确定物态变化的名称；
（2）虽然灯泡亮度改变，但是始终在发光，即始终接入电路，据此确定灯位置，进而确定电阻的位置；
（3）根据影响电磁铁磁场强弱的因素分析解答。
（1）空气中的水蒸气放热，从气态变成液态发生液化现象，从而形成雾。
（2）根据图片可知，无论衔铁十分被吸下来，B点是电流的必经支路，因此灯泡应该在B点，那么串联的电阻应该在A点。
（3）实际操作过程中，闭合开关后发现衔铁不能被吸下，说明电磁体的磁场太弱，
①增大电流，即增大电源电压；
②增加线圈匝数。
10．S；下降；转换法
【解析】
通电螺线管的磁极和电流方向之间的关系可以用右手螺旋定则（也叫安培定则）来判定。用右手握螺线管，让四指弯向螺线管中的电流方向，大拇指所指的那一端就是通电螺线管的北极。右手螺旋定则也可以用来判断直线电流的磁场方向，只是需让大拇指指向电流方向，四指弯曲的方向就是直线电流产生的磁场方向。
第一空：根据右手螺旋定则可知，电磁铁A端为S极。
第二空：滑动变阻器划片向右移，电阻增大，电流减小，电磁铁磁性减弱，铁球上浮，排开液体体积减少，液面下降。
第三空：根据水面的升降可以判断电磁铁的磁性强弱变化属于转换法。
11．（1）220
（2）电动机M
（3）增加
【解析】（1）根据有关电压的常识解答；
（2）根据图片确定衔铁的位置，弄清被接通的电路，从而确定工作电路的状态；
（3）电磁铁磁场强弱的影响因素：①电流大小；②有无铁芯；③线圈匝数。
（1）我国家庭电路电压为220V。
（2）当水箱内水面处于金属板A以下时，此时控制电路没有接通，电磁铁没有磁场，衔铁不能被吸下来，那么此时接通电动机所在的电路，即电动机M处于工作状态。
（3）测试时，小宁发现由于电磁铁磁性太弱，电磁继电器无法正常工作。适当电磁铁的线圈匝数，可以解决上述问题。
12．（1）
（2）当水位在安全位置以下时，控制电路断开，电磁铁无磁性，衔铁被弹开，与上静触点接触，此时工作电路中绿灯接入电路，绿灯亮。当水位到达安全位置上限时，控制电路接通，电磁铁有磁性，衔铁被吸引，与下静触点接触，此时工作电路中红灯接入电路，红灯亮。
【解析】（1）根据题目要求分析衔铁的位置与两个灯泡的连接情况即可；
（2）根据图片，结合题目要求，分析整个装置的工作原理即可。
（1）当水位在安全位置以下时，为断路，电磁铁没有磁场，衔铁在上面接通绿灯所在的电路，那么上面的静触点与绿灯相连。当水位在安全位置以上时，电路接通，则电磁铁有磁性，将衔铁吸下来接通红灯而发光，那么下面的静触点应该与红灯相连，而电源的另一端与衔铁上的动触点相连，如下图所示：
（2）水位报警器的工作原理：当水位在安全位置以下时，控制电路断开，电磁铁无磁性，衔铁被弹开，与上静触点接触，此时工作电路中绿灯接入电路，绿灯亮。当水位到达安全位置上限时，控制电路接通，电磁铁有磁性，衔铁被吸引，与下静触点接触，此时工作电路中红灯接入电路，红灯亮。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
HYPERLINK "http://21世纪教育网(www.21cnjy.com)
" 21世纪教育网(www.21cnjy.com)