2023-2024学年人教版九年级物理同步训练基础卷：20.3电磁铁 电磁继电器
一、选择题
1．（2022九上·滨城期末）电梯为居民出入带来很大的便利，出于安全考虑，电梯设置有超载自动报警系统，其工作原理如图所示，R1为保护电阻，R2为压敏电阻，其阻值随压力增大而减小．下列说法正确的是（ ）
A．电磁铁是根据电磁感应原理制成的
B．工作时，电磁铁的上端为S极
C．超载时，电磁铁的磁性减小
D．正常情况下(未超载时)，K与B接触
【答案】B
【知识点】安培定则；电磁铁的其他应用
【解析】【解答】A．电磁铁是根据电流的磁效应原理制成的，A不符合题意；
B．电磁铁工作时，电流从电磁铁的下面导线流入，利用安培定则判断出电磁铁的下端为N极，上端为S极，B符合题意；
C．超载时，随着压力的增大，压敏电阻的阻值随着减小，电路中的电流逐渐增大，电磁铁的磁性逐渐增强，C不符合题意；
D．正常情况下（未超载时），衔铁被弹簧拉起，K与静触点A接触，D不符合题意．
故答案为：B
【分析】电磁铁是根据电流的磁效应原理制成的；利用安培定则判断出电磁铁的磁极；超载时，随着压力的增大，压敏电阻的阻值随着减小，电路中的电流逐渐增大，电磁铁的磁性逐渐增强；正常情况下（未超载时），衔铁被弹簧拉起，K与静触点A接触。
2．（2020九上·长沙期末）电梯设置了超载自动报警系统，其工作原理如上图所示，电梯厢底层装有压敏电阻R1，R2为保护电阻，K为动触点。A、B为静触点。当出现超载情况时，电铃将发出警报声，电梯停止运行，下列说法正确的是（ ）
A．电梯工作时电磁铁的上端为N极
B．电梯超载时报警说明压敏电阻的阻值随压力增大而减小
C．电梯未超载时动触点K与静触点B接触
D．电梯超载时报警，R2两端的电压减小
【答案】B
【知识点】电磁继电器的组成、原理和特点
【解析】【解答】A．由安培定则可知，电梯工作时电磁铁的上端为S极，A不符合题意；
B．当出现超载情况时，电铃将发出警报声，此时K触点被吸引下来，说明当出现超载情况时，电磁铁所在电路电流增大，所以电梯超载时报警说明压敏电阻的阻值随压力增大而减小，B符合题意；
C．电梯未超载时，电动机工作，所以电梯未超载时动触点K与静触点A接触，C不符合题意；
D．电梯超载时报警，电路中的电流增大，所以R2两端的电压增大，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】结合电流方向，利用安培定则判断磁极位置；电路中的电流越大，电磁铁的磁性越强。
3．（2023九上·临湘期末）如图是火警自动报警原理图。发生火警时，将会发生下列变化，其变化顺序是（ ）
①温度升高使铜铁双层金属片向下弯曲，从而接通电磁铁电路
②接通触点使报警电路中有电流通过
③电磁铁具有磁性
④衔铁被吸下
⑤红灯亮、电铃响，发出警报
A．①④③②⑤ B．①②③④⑤ C．①③④②⑤ D．①②④③⑤
【答案】C
【知识点】电磁继电器的组成、原理和特点
【解析】【解答】根据题意知道，只有出现火灾周围环境温度升高时，由于双金属片受热膨胀的程度不同，导致了双金属片向一侧弯曲，使动静触点接通，控制电路接通，电路中有电流，电磁铁有磁性，吸引衔铁，衔铁被吸下的同时，使工作电路接通，工作电路中的电铃响，电灯亮，报警器报警，故正确顺序是：①③④②⑤。
故答案为：C。
【分析】双金属片受热膨胀的程度不同，导致了双金属片向一侧弯曲，使动静触点接通，控制电路接通，电路中有电流，电磁铁有磁性，吸引衔铁，衔铁被吸下的同时，使工作电路接通，工作电路中的电铃响，电灯亮，报警器报警。
4．（2023九上·甘肃期末）如图所示在“通电螺线管外部磁场”的实验中，螺线管右侧有一个小磁针，开关闭合后下列说法正确的是
A．螺线管的右侧为S极
B．小磁针N极向左偏转
C．滑片P向左滑动时螺线管磁性强
D．螺线管中间加入铁芯后螺线管磁性强弱不变
【答案】C
【知识点】通电螺线管的磁场；影响电磁铁磁性强弱的因素及其探究
【解析】【解答】A．由图知道，电流从螺线管的左端流入，右端流出，伸出右手，四指弯曲指示电流的方向，大拇指所指的方向，即螺线管的右端为通电螺线管的N极，故A错误；
B．由于异名磁极相互吸引，同名磁极相互排斥，所以小磁针的N极应指向右偏转，故B错误
C．由图知道，当滑片P向左滑动的过程中，其接入电路的阻值会变小，则电路中的电流会变大，在线圈匝数不变的情况下，螺线管的磁性会增强，故C正确；
D．在线圈的匝数和电流一定时，在螺线管中间加入铁芯后螺线管磁性会增强，故D错误．
故选择C
【分析】知道右手右手螺旋定则的判断通电螺线管外部磁场的方法，知道影响通电螺线管磁性强弱的因素是电流大小、线圈匝数和有无铁芯。最后知道磁极间的相互作用
二、多选题
5．（2023九上·平阴期末）有关下列一些仪器或设备的原理，描述正确的是（ ）
A．常用的液体温度计是根据液体的热胀冷缩的原理制成的
B．滑动变阻器是通过改变接入电阻丝的材料来改变电阻的
C．磁悬浮列车是通过巨大的磁极间的相互作用悬浮起来的
D．电磁铁是在通电螺线管的基础上插入铁芯来增强磁场的
【答案】A,C,D
【知识点】液体温度计的构造与工作原理；滑动变阻器的原理及其使用；磁场；电磁铁的构造和原理
【解析】【解答】A．常用的液体温度计下端玻璃泡中装有液体，液体吸热或放热时，液体体积会膨胀或缩小，所以液体温度计是根据液体的热胀冷缩的原理制成的，A符合题意；
B．由于电阻的长度会影响电阻的大小，所以滑动变阻器是通过改变接入电阻丝的长度来改变电阻的，B不符合题意；
C．磁悬浮列车是利用同名磁极相排斥工作的，所以是通过巨大的磁极间的相互作用悬浮起来的，C符合题意；
D．在通电螺线管中插入铁芯，磁场会增强，所以电磁铁是在通电螺线管的基础上插入铁芯来增强磁场的，D符合题意。
故答案为：ACD。
【分析】液体温度计根据液体的热胀冷缩制成的；滑动变阻器是通过改变接入的电阻丝的长度来改变电阻；磁悬浮列车是利用同名磁极相排斥工作的；有铁芯的螺线管是电磁铁。
6．（2022九上·岚山期末）小明家的汽车是一键启动系统，原理如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．在按下一键启动按钮之前，电磁铁已经通电
B．电磁铁的工作电压等于电动机的工作电压
C．一键启动按钮相当于开关
D．电磁铁通电时，吸引上方的衔铁，使两个触点接触，电动机工作
【答案】C,D
【知识点】电磁铁的其他应用；电磁继电器的组成、原理和特点
【解析】【解答】AD．由图可知，在按下一键启动按钮之前，相当于断开电磁铁的开关，电磁铁没有通电，电磁铁不能工作；按下一键启动按钮时，电磁铁通电时，吸引衔铁向下，杠杆转动，使触点接触，把电动机所在电路接通，汽车启动，A不符合题意，D符合题意；
B．由图知，电磁铁的工作电压只是电动机的工作电压的一部分，电磁铁的工作电压比电动机的工作电压低，B不符合题意；
C．一键启动按钮控制电磁铁中电流的有无，所以相当于开关，C符合题意。
故答案为：CD。
【分析】电磁铁通电时产生磁性，电磁铁吸引衔铁时工作电路接通，开关工作。
三、填空题
7．（2023九上·禅城期末）朝安路某拆除工地上，一机车举着大铁砣在废墟上检拾废钢筋，如图所示。根据所学知识判断：“大铁砣”应是一块 ， 时在废墟上捡拾吸住废钢筋，然后举至运输车车厢上方 放下废钢筋。
【答案】电磁铁；通电；断电
【知识点】电磁铁的构造和原理
【解析】【解答】大铁砣能在废墟上吸附废钢筋，然后举至运输车车厢上方，又能够放下废钢筋，说明大铁砣是一块电磁铁。
有电流通过时，电磁铁有磁性，能在废墟上捡拾吸住废钢筋。
举至运输车车厢上方断电，电磁铁失去磁性，废钢筋受到重力作用而落下。
【分析】带铁芯的螺线管是电磁铁，电磁铁通电有磁性，断电无磁性。
8．（2020九上·丰南期末）酿酒坊里的发酵罐配有笨重的密封罩，为了方便操作，设计了一个杠杆和电磁铁组合系统来升降密封罩，如图所示。电磁铁的工作原理是电流的 效应，该现象最早是由丹麦物理学家奥斯特发现的。该装置通电后，电磁铁上端为 （选填“N”或“S”）极。
【答案】磁；N
【知识点】安培定则；电磁铁的构造和原理
【解析】【解答】电磁铁的工作原理是电流的磁效应，该现象最早是奥斯特发现的。由图看出，电流从电磁铁上端流入，依据安培定则，四指顺着电流方向，大拇指应向上，所以上端为N极。
【分析】电流通过导体产生磁场，是电流的磁效应；根据电流方向和安培定则，可以判断螺旋管的磁极位置。
9．（2023九上·福建期末）小虎模拟电梯超载自动报警系统设计了如下探究实验：电源电压恒定不变，R0为定值电阻，用杯中水量调节压敏电阻受到压力的大小，压敏电阻的电流与受到压力大小的关系如图乙所示，杯中水量增多时，电磁铁磁性会 （填“增强”或“减弱”）；压敏电阻Rx受到的压力增大到一定程度时，衔铁K与 （填字母“A”或“B”）接触，实现自动报警．
【答案】增强；B
【知识点】电磁铁的其他应用
【解析】【解答】（1）根据乙图可知，当杯中水量增多时，压敏电阻受到的压力增大，那么通过电磁铁的电流变大，因此电磁铁磁性会增强；
（2） 压敏电阻Rx受到的压力增大到一定程度时，衔铁K被电磁铁吸下来，接通触点B，实现自动报警。
【分析】（1）根据图乙确定杯子的压力增大时通过电磁铁的电流大小，再判断电磁铁的磁场强弱变化即可；
（2）根据衔铁的位置变化分析解答。
10．（2020九上·顺德期末）如题图所示的车库积水自动报警电路， 、 位置安装电铃或 灯。车库没有积水时， 灯亮；车库有一定积水时，左侧控制电路接通， 具有磁性把衔铁吸下，电铃报警，此时水是 （选填“导体”或“绝缘体”）。图中 位置应安装 。
【答案】电磁铁；导体；电铃
【知识点】导体与绝缘体；电路的三种状态；电磁铁的其他应用
【解析】【解答】如图，左侧电路靠电磁继电器来实现控制，车库有一定积水时，左侧控制电路接通，电磁继电器中的电磁铁产生磁性，将衔铁吸下。地面上的水中有很多杂质，此时的水是导体。电磁铁将衔铁吸下，右侧工作电路中的动触点和下方的静触点接触，B位置所在支路通路，所以B处应该安电铃。
【分析】导电性良好的物体称为导体，金属、石墨、大地是导体；导电性很差的物体为绝缘体，橡胶、玻璃、塑料是常见的绝缘体；接通电路后铁变为电磁铁吸引衔铁使电路闭合。
11．（2023九下·吉安期中）如图所示的是一种温度自动报警器的原理图。在水银温度计里封入一段金属丝，根据需要，既可以设定为高温报警
（1）该水银温度计在电路中的作用相当于一个 ；
（2）若该装置设定为高温报警时，报警指示灯为红色，正常状态时指示灯为绿色1为 色。（选填“红”或“绿”）
【答案】（1）开关
（2）绿
【知识点】电磁继电器的组成、原理和特点
【解析】【解答】（1）水银温度计中电路接通，电磁铁有磁性，启动报警灯，则温度计的作用相当于一个开关；
（2）若该装置设定为高温报警时，报警指示灯为红色，是因为温度升高，温度计中接通，电磁铁有磁场，向下吸引衔铁，L2发光，即L2是报警灯，是红灯，正常状态时指示灯为绿色，L1为绿色。
【分析】（1）控制电路通断的元件是开关；
（2）根据电磁继电器工作时的情况，分析用电器电路连接。
12．现代磁悬浮列车就是利用 磁极间的相互 的原理，将车身托起，从而大大减少了 ，使列车能高速运行．
【答案】同名；排斥；摩擦力
【知识点】磁悬浮列车的工作原理和特点
【解析】【解答】解：磁悬浮列车的下面与铁轨是同名磁极，同名磁极相互排斥，这样，铁轨就给列车一个向上的斥力，从而减小了列车对铁轨的压力．
列车铁轨的压力越小，根据摩擦力大小的决定因素可知，列车受到的铁轨的摩擦力就越小，从而可以提高列车的行驶速度．
故答案为：同名；排斥；摩擦力．
【分析】从题目中的将车身托起，可以确定两个磁极之间的相互作用情况．
列车运行过程中的主要阻力是列车与车轨之间的摩擦力，因此如何减小两者之间的摩擦力是提高车速的目的．
13．（2023九上·铁锋期末）如图所示，闭合开关，发光二极光发光，永磁体静止在水平桌面上，此时永磁体受摩擦力方向为水平向 ，若已知此时摩擦力大小为，则对调电源正负极，闭合开关后，永磁体受摩擦力大小为 。
【答案】左；0
【知识点】安培定则；影响电磁铁磁性强弱的因素及其探究
【解析】【解答】发光二极管电流只能由正到负，根据安培定则可知通电螺线管左端为N极，与永磁体相互吸引，所以收到摩擦力水平向左； 对调电源正负极，发光二极管单向导电性，此时电路中无电流，通电螺线管磁性消失，永磁铁不受力，摩擦力为0N。
【分析】安培定则： 将右手握住通电直导线，大拇指指向导线中电流的方向，那么弯曲的四指所指的就是导线周围磁场的方向；发光二极管单向导电性，通电螺线管的磁性与电流大小有关。
14．（2023九上·贵池期末）想要移动一个笨重的重物，为了方便操作，设计了一个杠杆和电磁铁组合系统来升降重物，如图所示。电磁铁的工作原理是奥斯特发现的 。闭合开关后，电磁铁上端为 选填“”或“”极。若重物被提起并悬挂于空中，不计衔铁、杠杆的质量，左侧电磁吸力应 选填，“大于”、“等于”或“小于”重物的重力，若提不起，则应将滑动变阻器滑片向 选填“左”或“右”滑动。
【答案】电流的磁效应；；大于；左
【知识点】变阻器；通电直导线周围的磁场；安培定则；影响电磁铁磁性强弱的因素及其探究
【解析】【解答】奥斯特法线通电导线周围存在磁场，为电流的磁效应；根据安培定则可知，电磁铁上端为N级， 若重物被提起并悬挂于空中，表明磁力大于重力， 若提不起， 磁力较小，增加电流或者减小电路阻值，可增加磁力， 则应将滑动变阻器滑片向左滑动。
【分析】电流的磁效应：通电导线周围存在磁场，安培定则： 将右手握住通电直导线，大拇指指向导线中电流的方向，那么弯曲的四指所指的就是导线周围磁场的方向 ；通电螺线管的磁场强弱与电流、匝数有关。
四、作图题
15．（2023九上·甘州月考）如图所示是一种温度自动控制报警装置电路图。当温度达到90℃时，就会启动报警装置，发出光信号提醒用户。温度计中的水银属于 （选填“导体”或“绝缘体”）；报警时，工作电路中的 灯亮。
【答案】导体；红
【知识点】电磁铁的构造和原理；电磁继电器的组成、原理和特点
【解析】【解答】由图可知，当温度达到90℃时，由于水银温度计内的水银是“导体”，使控制电路接通，电磁铁产生磁性，将衔铁吸下，报警电路接通，电铃响、“红”灯亮，发出报警信号；
综上可知，本题正确答案为：第1 空应填：“导体”；第2 空应填：“红”。
【分析】（1）容易导电的物体是导体，由于水银是液态金属，所以水银是导体；
（2）电磁继电器中主要部分是电磁铁，电磁继电器的电路分为控制电路和工作电路两部分，当控制电路接通时，电磁铁产生磁性，吸下衔铁，接通工作电路；当控制电路断开时，电磁铁失去磁性，衔铁在弹簧的拉力作用下而断开工作电路。
16．（2023九上·贵池期末）如图所示是一种恒温箱的工作原理图．当温度高于时，电热器不工作；当温度低于时，电热器工作．根据要求连好电路．
【答案】
【知识点】电磁继电器的组成、原理和特点
【解析】【解答】 恒温箱的工作原理分为控制电路和工作电路，控制电路中温度低于35℃，电磁继电器吸引衔铁使得电热器工作，如图所示：
【分析】恒温箱的工作原理分为控制电路和工作电路，控制电路中温度低于35℃，电磁继电器吸引衔铁使得电热器工作。
17．（2022九上·钦州期中）某自动除尘装置的简化电路由电磁继电器、光源、挡板、光敏电阻、额定电压为的除尘电动机、低压电源、高压电源组成。空气中尘埃量较少时，光源发出来的光被挡板挡住；当空气中的尘埃量达到一定值时，由于尘埃的反射，部分光越过挡板射到光敏电阻上，其电阻值减小，通过电磁继电器的电流增大，衔铁被吸下，除尘电动机工作。请用笔画线代替导线连接电路图。
【答案】
【知识点】电磁继电器的组成、原理和特点
【解析】【解答】空气中尘埃量较少时，光源发出来的光被挡板挡住；当空气中的尘埃量达到一定值时，由于尘埃的反射，部分光越过挡板射到光敏电阻上，其电阻值减小，通过电磁继电器的电流增大，衔铁被吸下，除尘电动机工作；连接电路为 。
【分析】电磁铁的电流变大时，磁性变强，吸引衔铁，使用电器电路接通，开始工作。
18．如图所示是上海磁悬浮列车的悬浮原理图．请在右侧放大的图中画出轨道下方的车厢线圈的绕线．
【答案】解：如图所示：
【知识点】磁悬浮列车的工作原理和特点；通电螺线管的极性和电流方向的判断
【解析】【解答】解：磁悬浮列车的工作原理是：同名磁极相互排斥或异名磁极相互吸引，本题中是T形轨道，利用的是异名磁极相互吸引的原理，条形磁铁的下端是N极，所以电磁铁的上端是S极，
【分析】要解答本题需掌握：磁悬浮列车的工作原理以及右手螺线定则的判断．
五、实验探究题
19．（2023九上·莱阳期末）小明用天然磁石仿制图甲所示的勺状的指南针——司南。
（1）他用的材料是图乙所示的天然磁石，该磁石的D端为 （选填“北极”或“南极”）；
（2）他用该磁石的D端磨成勺柄，打磨成勺状指南针（即“司南”），再用细线将其悬挂，如图丙所示，司南静止时，勺柄指向地球的 （填“南方”或“北方”）；
（3）为增强司南的磁性，可用图丁所示装置，通过 _____（填字母序号），来增强电磁铁对司南磁化的效果。
A．改变电源的正负极
B．增大司南与下方线圈的距离
C．增加电源的电压
【答案】（1）南极
（2）南方
（3）C
【知识点】地磁场；电磁铁的构造和原理
【解析】【解答】（1）如图乙所示，根据天然磁石的磁感线分布：磁体外部的磁感线，都是从磁体的N极出发，回到S极，可以判断D端是南极。
（2）指南针静止时，因为地磁场的作用，D端是南极，也就是磁勺的勺柄是南极，勺柄指向地磁场的北极，也就是地球的南方。
（3）A．改变电源的正负极，改变电路中电流的方向，但不能改变大小，故不能增强电磁铁对司南磁化的效果，A不符合题意；
B．增大司南与下方线圈的距离，司南与下方线圈的距离越远，电磁铁对司南磁化的效果越弱，B不符合题意；
C．为了增强司南的磁化效果，可以增加电源电压，使线圈中电流增大，从而增强电磁铁对司南磁化的效果，C符合题意。
故答案为：C。
【分析】（1）磁体的磁场从北极发出回到南极；
（2）磁体的南极指南；
（3）电路的电压增大，电流增大，电磁铁的磁性增强。
20．（2023九上·三明期末）电与磁之间存在着相互联系，彰显物理现象的对称、统一之美。
（1）如图1所示，小虎利用干电池、导线和小磁针进行实验；
①通电后小磁针发生偏转，断电后小磁针复位。实验表明 ；
②若把图甲中的小磁针换成直导线并通电。推测：两条通电导线之间 （填“有”或“没有”）相互作用力，依据是 ；
A．电磁感应现象
B．磁场对电流的作用
（2）小虎又将直导线绕成螺线管形状，在螺线管的两端各放一个小磁针，并在硬纸板上均匀地撒满铁屑；
①通电后观察小磁针的指向及铁屑的排列情况，如图2所示。实验结果表明：通电螺线管外部的磁场与 的磁场一样；
②为了进一步判断通电螺线管的极性与环绕螺线管的电流方向之间有什么关系，接下来要做的是改变 ，观察 。对于通电螺线的极性和电流方向之间的关系，我们可以用 来表示；
（3）在螺线管中插入软铁棒，制成电磁铁。下列设备中没有用到电磁铁的是_____。
A．大型发电机 B．电磁起重机 C．电炉 D．电铃
【答案】（1）通电导线的周围存在磁场；有；B
（2）条形磁铁；电流的方向；小磁针的偏转方向；安培定则
（3）C
【知识点】通电直导线周围的磁场；通电螺线管的磁场；电磁铁的其他应用
【解析】【解答】（1）通电后小磁针发生偏转，断电后小磁针复位，这说明通电导线的周围存在磁场，小磁针在通电导线的磁场的力的作用下发生偏转。
若把图甲中的小磁针换成直导线并通电，由于通电导体在磁场中受到力的作用，则两条通电导线之间有相互作用力，B符合题意。
故答案为：B。
（2）通电后观察小磁针的指向及铁屑的排列情况，说明通电螺线管的两端也有N极和S极，通电螺线管外部磁感线也是从N极指向S极，因此根据现象可知，通电螺线管外部磁场与条形磁体一样。
判断通电螺线管的极性与环绕螺线管的电流方向之间有什么关系时，采用的是控制变量法，实验中需要改变电流的方向，观察小磁针的偏转方向是否发生变化。
对于通电螺线的极性和电流方向之间的关系，我们可以用安培定则来表示，用右手握住螺线管，让四指指向螺线管中电流的方向，则拇指所指的那端就是螺线管的N极。
（3）A．大型发电机由定子（线圈）和转子（电磁铁）组成，A不符合题意；
B．电磁起重机的主要部件是电磁铁，B不符合题意；
C．电炉是利用电流的热效应工作的，与电磁铁无关，C符合题意；
D．电铃的主要部件是电磁铁，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】（1）通电导线的周围存在磁场，小磁针在通电导线的磁场的力的作用下发生偏转；通电导体在磁场中受到力的作用，则两条通电导线之间有相互作用力；
（2）通电螺线管外部磁场与条形磁体一样；判断通电螺线管的极性与环绕螺线管的电流方向之间有什么关系时，需要改变电流的方向，观察小磁针的偏转方向是否发生变化；可以用安培定则来表示，用右手握住螺线管，让四指指向螺线管中电流的方向，则拇指所指的那端就是螺线管的N极；
（3）电炉是利用电流的热效应工作的，与电磁铁无关。
21．（2020九上·曲阳期末）探究影响电磁铁磁性强弱的因素时，将漆包线绕在铁钉上自制简易电磁铁，连接如图的电路：
（1）实验时用电磁铁吸引大头针的数量来反映 ；
（2）闭合开关，电磁铁的下端为 极；
（3）断开开关，铁钉上仍吸附有少许大头针，这是因为铁钉被 了；
（4）为了探究电磁铁磁性的强弱与电流大小是否有关，应进行的操作是 。
【答案】（1）磁性的强弱
（2）S
（3）磁化
（4）移动变阻器的滑片，改变电路电流，同时观察吸引大头针的数量
【知识点】磁现象；电磁铁的其他应用；通电螺线管的极性和电流方向的判断
【解析】【解答】(1)电磁铁磁性越强，吸引大头钉越多，用电磁铁吸引大头针的数量来反映磁性的强弱。
(2)由图像可知，电流从下端流入，由安培定则可知电磁铁的下端为S极。
(3)闭合开关，铁钉处于螺线管的磁场当中被磁化，断开开关，铁钉的磁性无法立即消失，因此铁钉上仍吸附有少许大头针。
(4)探究电磁铁磁性的强弱与电流大小是否有关，应改变电路中的电流，因此应移动变阻器的滑片，改变电路电流，同时观察吸引大头针的数量。
【分析】（1）通过磁体吸引大头针的数目，反应磁性的强弱；
（2）根据安培定则和线圈的绕向，判断磁体的南北极；
（3）使没有磁性的物体产生磁性，是磁化现象；
（4）探究磁性强弱和电流的关系，需要通过改变滑动变阻器滑片的位置改变电流，观察磁性强弱。
22．（2023九上·莲池期末）在探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”实验中，小明用铁钉制成做了简易电磁铁，如图所示。
（1）实验中通过观察 来判断电磁铁是否产生磁场；
（2）请分析电磁铁下端的大头针分散的原因 ；
（3）完成实验后小明认为实验现象不明显，请你提出一条改进措施 。
【答案】（1）是否吸引大头针
（2）大头针被磁化、同名磁极相互排斥
（3）可以通过增大电流，即增大电源电压；还可以增加线圈的匝数
【知识点】影响电磁铁磁性强弱的因素及其探究
【解析】【解答】（1）实验中通过观察是否吸引大头针来判断电磁铁是否产生磁场；
（2）电磁铁下端的大头针分散的原因：大头针被磁化、同名磁极相互排斥；
（3）完成实验后小明认为实验现象不明显，改进措施为：可以通过增大电流，即增大电源电压；还可以增加线圈的匝数。
【分析】（1）当电磁铁产生磁场后，它可以吸引大头针；
（2）根据磁极之间的相互作用规律分析；
（3）根据增大电磁铁磁场强弱的因素的知识分析解答。
23．（2023九上·甘州月考）如图在探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”实验中，小明制成简易电磁铁甲、乙，并设计了如图所示的电路。
（1）当滑动变阻器滑片向左移动时，电磁铁甲、乙吸引大头针的个数 （填“增加”或“减少”），说明电流越 ，电磁铁磁性越强；
（2）根据图示的情境可知， （填“甲”或“乙”）的磁性强，说明电流一定时， ，电磁铁磁性越强；
（3）根据安培定则，可判断出乙铁钉的下端是电磁铁 极；
（4）电磁铁吸引的大头针下端分散的原因是 。
【答案】（1）增加；大
（2）甲；线圈匝数越多
（3）南或S
（4）大头针被磁化后，同名磁极相互排斥
【知识点】通电螺线管的磁场；影响电磁铁磁性强弱的因素及其探究
【解析】【解答】（1）当滑动变阻器滑片向左移动时，变阻器连入电路的电阻值减小，电路中的电流会增大，电磁铁的磁性会增强，所以电磁铁甲、乙吸引大头针的个数将“增加”；同时也说明电流越“大”，电磁铁磁性越强；
（2）由图可知甲线圈的匝数比乙多，甲吸引铁钉的数目比乙多，说明“甲”的磁性比乙强，这是由于在串联电路中，当电流一定时，“线圈匝数越多”，电磁铁磁性越强；
（3）由图可知，乙线圈中的电流是从上端流入，下端流出，根据安培定则可知，电磁铁的上端为北（N）极，下端为“南或S”极；
（4）电磁铁吸引的大头针下端分散的原因是：“大头针被磁化后，同名磁极相互排斥”；
综上可知，本题正确答案为：第（1）小题的第1 空应填：“增加”，第2 空应填：“大”；第（2）小题的第1 空应填：“甲”，第2空应填：“线圈匝数越多”；第（3）小题的第1 空应填：“南或S”；第（4）小题的第1空应填：“大头针被磁化后，同名磁极相互排斥”。
【分析】（1）根据电磁铁吸引大头针个数的多少，判断电磁铁的磁性强弱；
（2）影响电磁铁的磁性强弱的因素有：电流的大小、线圈匝数的多少、有无铁芯等三个主要因素；
（3）掌握安培定则的内容：用右手握住螺线管，让四指绕向电流的方向，则大拇指所指的方向即为螺线管的N极；
（4）根据磁化及磁极间相互作用的规律进行判断。
六、科普阅读题
24．（2023·东莞期末）广东的春季，天气潮湿，需要除湿，如图1所示为某实验室的自动除湿器。除湿器内部的电路结构由控制电路和工作电路两部分组成，简化后的电路图如图2所示。控制电路中的电源电压，调控电阻的阻值范围为，R为装在除湿器内的湿敏电阻，其阻值随相对湿度空气中含有水蒸气的百分比，单位为：变化的图像如图3所示。L为磁控开关，当湿敏电阻R的阻值发生变化时，控制电路中的电流随之发生变化，当电流大于或等于20mA时，L的两个由磁性材料制成的弹片具有了磁性并相互吸合，工作电路的压缩机开始带动系统进行除湿。工作电路两端电压，Rg为保护电阻，磁控开关L的线电阻不计。问：
（1）当S接通时，可判断出图2中线圈上端P的磁极是 极；
（2）磁性弹片可能是下列哪些材料组成____；
A．钴、锌 B．铁、铝 C．钴、镍 D．铁、钢
（3）开关S闭合后，磁控开关L的两个弹片就具有了磁性，其原理与以下哪个装置相同？____填写字母；
A．电动机 B．电磁铁 C．发电机 D．话筒
（4）因实验室内有较敏感的器件，要求相对湿度控制在以内，则调控电阻的阻值不能超过 ；
（5）在磁控开关L闭合条件不变的情况下，若要早点开始除湿，则可以 请从改变或角度解答；
（6）小明查看了该除湿器的铭牌，其中有一参数为“除湿量”，表示在30℃、相对湿度的情况下每小时的除水量，相关资料显示在该环境条件下的室内空气含水量是。小明所在的实验室环境温度为30℃、相对温度，体积为，想使用这台总功率为1100W的除湿器为实验室除湿，如果每次都能把该实验室里的水分除干，则除湿一次需要消耗电能 J。
【答案】（1）N
（2）C
（3）B
（4）500
（5）减小或增大
（6）
【知识点】欧姆定律及其应用；电功计算公式的应用；磁性材料；安培定则；电磁继电器的组成、原理和特点
【解析】【解答】（1）由通电螺线管的电流方向，根据右手螺旋定则判断出通电螺线管上端为N极；
（2）磁性材料包括铁、钴、镍等物质，磁性弹片需要用磁性材料，并且是软磁性材料，锌和铝不是磁性材料，不适合做磁性弹片。钢是硬磁性材料，钢磁化后其磁性能长期保持，不适合做磁性弹片。
故ABD不符合题意，C符合题意；
（3）开关S闭合后，通电螺线管有电流通过，具有了磁性，磁控开关L的两个弹片被磁化成异名磁极，根据磁极间的相互作用规律可知，异名磁极相互吸引，这个装置利用了电流的磁效应，其原理与电磁铁相同，故B符合题意，A.电动机是利用通电导体在磁场中受力转动的原理制成的，不符合题意；CD. 发电机和话筒的原理是电磁感应，不符合题意；
（4）由图3知道，当相对湿度控制在45%RH时，湿敏电阻R的阻值是：R′=100Ω，又因为当电流I≥20mA=0.02A时，L的两个磁性弹片具有了磁性并相互吸合，工作电路的压缩机开始带动系统进行除湿。由可得，此时电路中的最大总电阻为： ，由于串联电路中总电阻等于各串联电阻之和，此时调控电阻R0 的阻值最大为：R0 =R总 -R′ =600Ω-100Ω=500Ω；
（5）若要早点开始除湿，即相对湿度减小，湿敏电阻阻值变大，由于磁控开关L闭合条件不变 ，即电路电流不变，根据欧姆定律可知，I不变，则R总不变，所以需要减小电阻R0的阻值或增大U1；
（6）实验室内水蒸气的质量为
除湿一次时间为
除湿一次需要消耗电能
【分析】本题综合考查了通电螺线管极性的判断、磁性材料、磁化的概念、欧姆定律公式和电功率公式的理解和运用，学会分析湿敏电阻变化时电路电流如何变化。
七、综合题
25．（2023九上·黄石期末）早在战国时期，中国就制造了司南（如图甲），是世界上最早的导航仪器。小明尝试将图乙所示的天然磁石制作成司南。
（1）如图乙所示，该磁石的D端为 （选填A“北极”或B“南极”）；
（2）他用该磁石的D端磨成勺柄，再用细线将其悬挂，如图丙所示，司南静止时，勺柄指向地磁的 （选填A“北极”或B“南极”）；
（3）将该司南悬挂在电磁铁正上方，闭合开关S，司南静止时的指向如图丁所示，则电磁铁左端是 （选填A“北极”或B“南极”），则电源M端是 （选填A“正极”或B“负极”）；
（4）为增强司南的磁性，可利用图丁中的电磁铁进行磁化。 （选填A“改变电源的正负极”或B“增大电源的电压”）能增强电磁铁对司南磁化的效果。
【答案】（1）B
（2）A
（3）A；B
（4）B
【知识点】地磁场；电磁铁的构造和原理
【解析】【解答】（1）根据图乙可知，天然磁石外部的磁感线是从磁体的N极出发，回到S极，可以判断D端是南极。
（2）已知D端是南极，也就是磁勺的勺柄是南极，因为地磁场的作用，司南静止时，勺柄指向地磁场的北极，也就是地球的南方。
（3）磁勺的勺柄是南极，因为同名磁极相互排斥、异名磁极相互吸引，所以由图丁可知，电磁铁左端是北极，由安培定则可知，电流从螺线管的右端流入，电源N端是正极，M端是负极；
（4）改变电源的正负极，改变电路中电流的方向，但不能改变电磁铁磁性的强弱，故不能增强电磁铁对司南磁化的效果；增加电源电压，使线圈中电流增大，使电磁铁的磁性增强，从而增强电磁铁对司南磁化的效果。
【分析】（1）磁体周围的磁场从北极出来，从南极回磁体；
（2）磁体的南极指南，北极指北；
（3）根据磁极间的相互作用判断通电螺线管的磁极，结合安培定则判断电流方向；
（4）改变电磁铁的电流大小，可以改变磁性的强弱。
1 / 12023-2024学年人教版九年级物理同步训练基础卷：20.3电磁铁 电磁继电器
一、选择题
1．（2022九上·滨城期末）电梯为居民出入带来很大的便利，出于安全考虑，电梯设置有超载自动报警系统，其工作原理如图所示，R1为保护电阻，R2为压敏电阻，其阻值随压力增大而减小．下列说法正确的是（ ）
A．电磁铁是根据电磁感应原理制成的
B．工作时，电磁铁的上端为S极
C．超载时，电磁铁的磁性减小
D．正常情况下(未超载时)，K与B接触
2．（2020九上·长沙期末）电梯设置了超载自动报警系统，其工作原理如上图所示，电梯厢底层装有压敏电阻R1，R2为保护电阻，K为动触点。A、B为静触点。当出现超载情况时，电铃将发出警报声，电梯停止运行，下列说法正确的是（ ）
A．电梯工作时电磁铁的上端为N极
B．电梯超载时报警说明压敏电阻的阻值随压力增大而减小
C．电梯未超载时动触点K与静触点B接触
D．电梯超载时报警，R2两端的电压减小
3．（2023九上·临湘期末）如图是火警自动报警原理图。发生火警时，将会发生下列变化，其变化顺序是（ ）
①温度升高使铜铁双层金属片向下弯曲，从而接通电磁铁电路
②接通触点使报警电路中有电流通过
③电磁铁具有磁性
④衔铁被吸下
⑤红灯亮、电铃响，发出警报
A．①④③②⑤ B．①②③④⑤ C．①③④②⑤ D．①②④③⑤
4．（2023九上·甘肃期末）如图所示在“通电螺线管外部磁场”的实验中，螺线管右侧有一个小磁针，开关闭合后下列说法正确的是
A．螺线管的右侧为S极
B．小磁针N极向左偏转
C．滑片P向左滑动时螺线管磁性强
D．螺线管中间加入铁芯后螺线管磁性强弱不变
二、多选题
5．（2023九上·平阴期末）有关下列一些仪器或设备的原理，描述正确的是（ ）
A．常用的液体温度计是根据液体的热胀冷缩的原理制成的
B．滑动变阻器是通过改变接入电阻丝的材料来改变电阻的
C．磁悬浮列车是通过巨大的磁极间的相互作用悬浮起来的
D．电磁铁是在通电螺线管的基础上插入铁芯来增强磁场的
6．（2022九上·岚山期末）小明家的汽车是一键启动系统，原理如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．在按下一键启动按钮之前，电磁铁已经通电
B．电磁铁的工作电压等于电动机的工作电压
C．一键启动按钮相当于开关
D．电磁铁通电时，吸引上方的衔铁，使两个触点接触，电动机工作
三、填空题
7．（2023九上·禅城期末）朝安路某拆除工地上，一机车举着大铁砣在废墟上检拾废钢筋，如图所示。根据所学知识判断：“大铁砣”应是一块 ， 时在废墟上捡拾吸住废钢筋，然后举至运输车车厢上方 放下废钢筋。
8．（2020九上·丰南期末）酿酒坊里的发酵罐配有笨重的密封罩，为了方便操作，设计了一个杠杆和电磁铁组合系统来升降密封罩，如图所示。电磁铁的工作原理是电流的 效应，该现象最早是由丹麦物理学家奥斯特发现的。该装置通电后，电磁铁上端为 （选填“N”或“S”）极。
9．（2023九上·福建期末）小虎模拟电梯超载自动报警系统设计了如下探究实验：电源电压恒定不变，R0为定值电阻，用杯中水量调节压敏电阻受到压力的大小，压敏电阻的电流与受到压力大小的关系如图乙所示，杯中水量增多时，电磁铁磁性会 （填“增强”或“减弱”）；压敏电阻Rx受到的压力增大到一定程度时，衔铁K与 （填字母“A”或“B”）接触，实现自动报警．
10．（2020九上·顺德期末）如题图所示的车库积水自动报警电路， 、 位置安装电铃或 灯。车库没有积水时， 灯亮；车库有一定积水时，左侧控制电路接通， 具有磁性把衔铁吸下，电铃报警，此时水是 （选填“导体”或“绝缘体”）。图中 位置应安装 。
11．（2023九下·吉安期中）如图所示的是一种温度自动报警器的原理图。在水银温度计里封入一段金属丝，根据需要，既可以设定为高温报警
（1）该水银温度计在电路中的作用相当于一个 ；
（2）若该装置设定为高温报警时，报警指示灯为红色，正常状态时指示灯为绿色1为 色。（选填“红”或“绿”）
12．现代磁悬浮列车就是利用 磁极间的相互 的原理，将车身托起，从而大大减少了 ，使列车能高速运行．
13．（2023九上·铁锋期末）如图所示，闭合开关，发光二极光发光，永磁体静止在水平桌面上，此时永磁体受摩擦力方向为水平向 ，若已知此时摩擦力大小为，则对调电源正负极，闭合开关后，永磁体受摩擦力大小为 。
14．（2023九上·贵池期末）想要移动一个笨重的重物，为了方便操作，设计了一个杠杆和电磁铁组合系统来升降重物，如图所示。电磁铁的工作原理是奥斯特发现的 。闭合开关后，电磁铁上端为 选填“”或“”极。若重物被提起并悬挂于空中，不计衔铁、杠杆的质量，左侧电磁吸力应 选填，“大于”、“等于”或“小于”重物的重力，若提不起，则应将滑动变阻器滑片向 选填“左”或“右”滑动。
四、作图题
15．（2023九上·甘州月考）如图所示是一种温度自动控制报警装置电路图。当温度达到90℃时，就会启动报警装置，发出光信号提醒用户。温度计中的水银属于 （选填“导体”或“绝缘体”）；报警时，工作电路中的 灯亮。
16．（2023九上·贵池期末）如图所示是一种恒温箱的工作原理图．当温度高于时，电热器不工作；当温度低于时，电热器工作．根据要求连好电路．
17．（2022九上·钦州期中）某自动除尘装置的简化电路由电磁继电器、光源、挡板、光敏电阻、额定电压为的除尘电动机、低压电源、高压电源组成。空气中尘埃量较少时，光源发出来的光被挡板挡住；当空气中的尘埃量达到一定值时，由于尘埃的反射，部分光越过挡板射到光敏电阻上，其电阻值减小，通过电磁继电器的电流增大，衔铁被吸下，除尘电动机工作。请用笔画线代替导线连接电路图。
18．如图所示是上海磁悬浮列车的悬浮原理图．请在右侧放大的图中画出轨道下方的车厢线圈的绕线．
五、实验探究题
19．（2023九上·莱阳期末）小明用天然磁石仿制图甲所示的勺状的指南针——司南。
（1）他用的材料是图乙所示的天然磁石，该磁石的D端为 （选填“北极”或“南极”）；
（2）他用该磁石的D端磨成勺柄，打磨成勺状指南针（即“司南”），再用细线将其悬挂，如图丙所示，司南静止时，勺柄指向地球的 （填“南方”或“北方”）；
（3）为增强司南的磁性，可用图丁所示装置，通过 _____（填字母序号），来增强电磁铁对司南磁化的效果。
A．改变电源的正负极
B．增大司南与下方线圈的距离
C．增加电源的电压
20．（2023九上·三明期末）电与磁之间存在着相互联系，彰显物理现象的对称、统一之美。
（1）如图1所示，小虎利用干电池、导线和小磁针进行实验；
①通电后小磁针发生偏转，断电后小磁针复位。实验表明 ；
②若把图甲中的小磁针换成直导线并通电。推测：两条通电导线之间 （填“有”或“没有”）相互作用力，依据是 ；
A．电磁感应现象
B．磁场对电流的作用
（2）小虎又将直导线绕成螺线管形状，在螺线管的两端各放一个小磁针，并在硬纸板上均匀地撒满铁屑；
①通电后观察小磁针的指向及铁屑的排列情况，如图2所示。实验结果表明：通电螺线管外部的磁场与 的磁场一样；
②为了进一步判断通电螺线管的极性与环绕螺线管的电流方向之间有什么关系，接下来要做的是改变 ，观察 。对于通电螺线的极性和电流方向之间的关系，我们可以用 来表示；
（3）在螺线管中插入软铁棒，制成电磁铁。下列设备中没有用到电磁铁的是_____。
A．大型发电机 B．电磁起重机 C．电炉 D．电铃
21．（2020九上·曲阳期末）探究影响电磁铁磁性强弱的因素时，将漆包线绕在铁钉上自制简易电磁铁，连接如图的电路：
（1）实验时用电磁铁吸引大头针的数量来反映 ；
（2）闭合开关，电磁铁的下端为 极；
（3）断开开关，铁钉上仍吸附有少许大头针，这是因为铁钉被 了；
（4）为了探究电磁铁磁性的强弱与电流大小是否有关，应进行的操作是 。
22．（2023九上·莲池期末）在探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”实验中，小明用铁钉制成做了简易电磁铁，如图所示。
（1）实验中通过观察 来判断电磁铁是否产生磁场；
（2）请分析电磁铁下端的大头针分散的原因 ；
（3）完成实验后小明认为实验现象不明显，请你提出一条改进措施 。
23．（2023九上·甘州月考）如图在探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”实验中，小明制成简易电磁铁甲、乙，并设计了如图所示的电路。
（1）当滑动变阻器滑片向左移动时，电磁铁甲、乙吸引大头针的个数 （填“增加”或“减少”），说明电流越 ，电磁铁磁性越强；
（2）根据图示的情境可知， （填“甲”或“乙”）的磁性强，说明电流一定时， ，电磁铁磁性越强；
（3）根据安培定则，可判断出乙铁钉的下端是电磁铁 极；
（4）电磁铁吸引的大头针下端分散的原因是 。
六、科普阅读题
24．（2023·东莞期末）广东的春季，天气潮湿，需要除湿，如图1所示为某实验室的自动除湿器。除湿器内部的电路结构由控制电路和工作电路两部分组成，简化后的电路图如图2所示。控制电路中的电源电压，调控电阻的阻值范围为，R为装在除湿器内的湿敏电阻，其阻值随相对湿度空气中含有水蒸气的百分比，单位为：变化的图像如图3所示。L为磁控开关，当湿敏电阻R的阻值发生变化时，控制电路中的电流随之发生变化，当电流大于或等于20mA时，L的两个由磁性材料制成的弹片具有了磁性并相互吸合，工作电路的压缩机开始带动系统进行除湿。工作电路两端电压，Rg为保护电阻，磁控开关L的线电阻不计。问：
（1）当S接通时，可判断出图2中线圈上端P的磁极是 极；
（2）磁性弹片可能是下列哪些材料组成____；
A．钴、锌 B．铁、铝 C．钴、镍 D．铁、钢
（3）开关S闭合后，磁控开关L的两个弹片就具有了磁性，其原理与以下哪个装置相同？____填写字母；
A．电动机 B．电磁铁 C．发电机 D．话筒
（4）因实验室内有较敏感的器件，要求相对湿度控制在以内，则调控电阻的阻值不能超过 ；
（5）在磁控开关L闭合条件不变的情况下，若要早点开始除湿，则可以 请从改变或角度解答；
（6）小明查看了该除湿器的铭牌，其中有一参数为“除湿量”，表示在30℃、相对湿度的情况下每小时的除水量，相关资料显示在该环境条件下的室内空气含水量是。小明所在的实验室环境温度为30℃、相对温度，体积为，想使用这台总功率为1100W的除湿器为实验室除湿，如果每次都能把该实验室里的水分除干，则除湿一次需要消耗电能 J。
七、综合题
25．（2023九上·黄石期末）早在战国时期，中国就制造了司南（如图甲），是世界上最早的导航仪器。小明尝试将图乙所示的天然磁石制作成司南。
（1）如图乙所示，该磁石的D端为 （选填A“北极”或B“南极”）；
（2）他用该磁石的D端磨成勺柄，再用细线将其悬挂，如图丙所示，司南静止时，勺柄指向地磁的 （选填A“北极”或B“南极”）；
（3）将该司南悬挂在电磁铁正上方，闭合开关S，司南静止时的指向如图丁所示，则电磁铁左端是 （选填A“北极”或B“南极”），则电源M端是 （选填A“正极”或B“负极”）；
（4）为增强司南的磁性，可利用图丁中的电磁铁进行磁化。 （选填A“改变电源的正负极”或B“增大电源的电压”）能增强电磁铁对司南磁化的效果。
答案解析部分
1．【答案】B
【知识点】安培定则；电磁铁的其他应用
【解析】【解答】A．电磁铁是根据电流的磁效应原理制成的，A不符合题意；
B．电磁铁工作时，电流从电磁铁的下面导线流入，利用安培定则判断出电磁铁的下端为N极，上端为S极，B符合题意；
C．超载时，随着压力的增大，压敏电阻的阻值随着减小，电路中的电流逐渐增大，电磁铁的磁性逐渐增强，C不符合题意；
D．正常情况下（未超载时），衔铁被弹簧拉起，K与静触点A接触，D不符合题意．
故答案为：B
【分析】电磁铁是根据电流的磁效应原理制成的；利用安培定则判断出电磁铁的磁极；超载时，随着压力的增大，压敏电阻的阻值随着减小，电路中的电流逐渐增大，电磁铁的磁性逐渐增强；正常情况下（未超载时），衔铁被弹簧拉起，K与静触点A接触。
2．【答案】B
【知识点】电磁继电器的组成、原理和特点
【解析】【解答】A．由安培定则可知，电梯工作时电磁铁的上端为S极，A不符合题意；
B．当出现超载情况时，电铃将发出警报声，此时K触点被吸引下来，说明当出现超载情况时，电磁铁所在电路电流增大，所以电梯超载时报警说明压敏电阻的阻值随压力增大而减小，B符合题意；
C．电梯未超载时，电动机工作，所以电梯未超载时动触点K与静触点A接触，C不符合题意；
D．电梯超载时报警，电路中的电流增大，所以R2两端的电压增大，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】结合电流方向，利用安培定则判断磁极位置；电路中的电流越大，电磁铁的磁性越强。
3．【答案】C
【知识点】电磁继电器的组成、原理和特点
【解析】【解答】根据题意知道，只有出现火灾周围环境温度升高时，由于双金属片受热膨胀的程度不同，导致了双金属片向一侧弯曲，使动静触点接通，控制电路接通，电路中有电流，电磁铁有磁性，吸引衔铁，衔铁被吸下的同时，使工作电路接通，工作电路中的电铃响，电灯亮，报警器报警，故正确顺序是：①③④②⑤。
故答案为：C。
【分析】双金属片受热膨胀的程度不同，导致了双金属片向一侧弯曲，使动静触点接通，控制电路接通，电路中有电流，电磁铁有磁性，吸引衔铁，衔铁被吸下的同时，使工作电路接通，工作电路中的电铃响，电灯亮，报警器报警。
4．【答案】C
【知识点】通电螺线管的磁场；影响电磁铁磁性强弱的因素及其探究
【解析】【解答】A．由图知道，电流从螺线管的左端流入，右端流出，伸出右手，四指弯曲指示电流的方向，大拇指所指的方向，即螺线管的右端为通电螺线管的N极，故A错误；
B．由于异名磁极相互吸引，同名磁极相互排斥，所以小磁针的N极应指向右偏转，故B错误
C．由图知道，当滑片P向左滑动的过程中，其接入电路的阻值会变小，则电路中的电流会变大，在线圈匝数不变的情况下，螺线管的磁性会增强，故C正确；
D．在线圈的匝数和电流一定时，在螺线管中间加入铁芯后螺线管磁性会增强，故D错误．
故选择C
【分析】知道右手右手螺旋定则的判断通电螺线管外部磁场的方法，知道影响通电螺线管磁性强弱的因素是电流大小、线圈匝数和有无铁芯。最后知道磁极间的相互作用
5．【答案】A,C,D
【知识点】液体温度计的构造与工作原理；滑动变阻器的原理及其使用；磁场；电磁铁的构造和原理
【解析】【解答】A．常用的液体温度计下端玻璃泡中装有液体，液体吸热或放热时，液体体积会膨胀或缩小，所以液体温度计是根据液体的热胀冷缩的原理制成的，A符合题意；
B．由于电阻的长度会影响电阻的大小，所以滑动变阻器是通过改变接入电阻丝的长度来改变电阻的，B不符合题意；
C．磁悬浮列车是利用同名磁极相排斥工作的，所以是通过巨大的磁极间的相互作用悬浮起来的，C符合题意；
D．在通电螺线管中插入铁芯，磁场会增强，所以电磁铁是在通电螺线管的基础上插入铁芯来增强磁场的，D符合题意。
故答案为：ACD。
【分析】液体温度计根据液体的热胀冷缩制成的；滑动变阻器是通过改变接入的电阻丝的长度来改变电阻；磁悬浮列车是利用同名磁极相排斥工作的；有铁芯的螺线管是电磁铁。
6．【答案】C,D
【知识点】电磁铁的其他应用；电磁继电器的组成、原理和特点
【解析】【解答】AD．由图可知，在按下一键启动按钮之前，相当于断开电磁铁的开关，电磁铁没有通电，电磁铁不能工作；按下一键启动按钮时，电磁铁通电时，吸引衔铁向下，杠杆转动，使触点接触，把电动机所在电路接通，汽车启动，A不符合题意，D符合题意；
B．由图知，电磁铁的工作电压只是电动机的工作电压的一部分，电磁铁的工作电压比电动机的工作电压低，B不符合题意；
C．一键启动按钮控制电磁铁中电流的有无，所以相当于开关，C符合题意。
故答案为：CD。
【分析】电磁铁通电时产生磁性，电磁铁吸引衔铁时工作电路接通，开关工作。
7．【答案】电磁铁；通电；断电
【知识点】电磁铁的构造和原理
【解析】【解答】大铁砣能在废墟上吸附废钢筋，然后举至运输车车厢上方，又能够放下废钢筋，说明大铁砣是一块电磁铁。
有电流通过时，电磁铁有磁性，能在废墟上捡拾吸住废钢筋。
举至运输车车厢上方断电，电磁铁失去磁性，废钢筋受到重力作用而落下。
【分析】带铁芯的螺线管是电磁铁，电磁铁通电有磁性，断电无磁性。
8．【答案】磁；N
【知识点】安培定则；电磁铁的构造和原理
【解析】【解答】电磁铁的工作原理是电流的磁效应，该现象最早是奥斯特发现的。由图看出，电流从电磁铁上端流入，依据安培定则，四指顺着电流方向，大拇指应向上，所以上端为N极。
【分析】电流通过导体产生磁场，是电流的磁效应；根据电流方向和安培定则，可以判断螺旋管的磁极位置。
9．【答案】增强；B
【知识点】电磁铁的其他应用
【解析】【解答】（1）根据乙图可知，当杯中水量增多时，压敏电阻受到的压力增大，那么通过电磁铁的电流变大，因此电磁铁磁性会增强；
（2） 压敏电阻Rx受到的压力增大到一定程度时，衔铁K被电磁铁吸下来，接通触点B，实现自动报警。
【分析】（1）根据图乙确定杯子的压力增大时通过电磁铁的电流大小，再判断电磁铁的磁场强弱变化即可；
（2）根据衔铁的位置变化分析解答。
10．【答案】电磁铁；导体；电铃
【知识点】导体与绝缘体；电路的三种状态；电磁铁的其他应用
【解析】【解答】如图，左侧电路靠电磁继电器来实现控制，车库有一定积水时，左侧控制电路接通，电磁继电器中的电磁铁产生磁性，将衔铁吸下。地面上的水中有很多杂质，此时的水是导体。电磁铁将衔铁吸下，右侧工作电路中的动触点和下方的静触点接触，B位置所在支路通路，所以B处应该安电铃。
【分析】导电性良好的物体称为导体，金属、石墨、大地是导体；导电性很差的物体为绝缘体，橡胶、玻璃、塑料是常见的绝缘体；接通电路后铁变为电磁铁吸引衔铁使电路闭合。
11．【答案】（1）开关
（2）绿
【知识点】电磁继电器的组成、原理和特点
【解析】【解答】（1）水银温度计中电路接通，电磁铁有磁性，启动报警灯，则温度计的作用相当于一个开关；
（2）若该装置设定为高温报警时，报警指示灯为红色，是因为温度升高，温度计中接通，电磁铁有磁场，向下吸引衔铁，L2发光，即L2是报警灯，是红灯，正常状态时指示灯为绿色，L1为绿色。
【分析】（1）控制电路通断的元件是开关；
（2）根据电磁继电器工作时的情况，分析用电器电路连接。
12．【答案】同名；排斥；摩擦力
【知识点】磁悬浮列车的工作原理和特点
【解析】【解答】解：磁悬浮列车的下面与铁轨是同名磁极，同名磁极相互排斥，这样，铁轨就给列车一个向上的斥力，从而减小了列车对铁轨的压力．
列车铁轨的压力越小，根据摩擦力大小的决定因素可知，列车受到的铁轨的摩擦力就越小，从而可以提高列车的行驶速度．
故答案为：同名；排斥；摩擦力．
【分析】从题目中的将车身托起，可以确定两个磁极之间的相互作用情况．
列车运行过程中的主要阻力是列车与车轨之间的摩擦力，因此如何减小两者之间的摩擦力是提高车速的目的．
13．【答案】左；0
【知识点】安培定则；影响电磁铁磁性强弱的因素及其探究
【解析】【解答】发光二极管电流只能由正到负，根据安培定则可知通电螺线管左端为N极，与永磁体相互吸引，所以收到摩擦力水平向左； 对调电源正负极，发光二极管单向导电性，此时电路中无电流，通电螺线管磁性消失，永磁铁不受力，摩擦力为0N。
【分析】安培定则： 将右手握住通电直导线，大拇指指向导线中电流的方向，那么弯曲的四指所指的就是导线周围磁场的方向；发光二极管单向导电性，通电螺线管的磁性与电流大小有关。
14．【答案】电流的磁效应；；大于；左
【知识点】变阻器；通电直导线周围的磁场；安培定则；影响电磁铁磁性强弱的因素及其探究
【解析】【解答】奥斯特法线通电导线周围存在磁场，为电流的磁效应；根据安培定则可知，电磁铁上端为N级， 若重物被提起并悬挂于空中，表明磁力大于重力， 若提不起， 磁力较小，增加电流或者减小电路阻值，可增加磁力， 则应将滑动变阻器滑片向左滑动。
【分析】电流的磁效应：通电导线周围存在磁场，安培定则： 将右手握住通电直导线，大拇指指向导线中电流的方向，那么弯曲的四指所指的就是导线周围磁场的方向 ；通电螺线管的磁场强弱与电流、匝数有关。
15．【答案】导体；红
【知识点】电磁铁的构造和原理；电磁继电器的组成、原理和特点
【解析】【解答】由图可知，当温度达到90℃时，由于水银温度计内的水银是“导体”，使控制电路接通，电磁铁产生磁性，将衔铁吸下，报警电路接通，电铃响、“红”灯亮，发出报警信号；
综上可知，本题正确答案为：第1 空应填：“导体”；第2 空应填：“红”。
【分析】（1）容易导电的物体是导体，由于水银是液态金属，所以水银是导体；
（2）电磁继电器中主要部分是电磁铁，电磁继电器的电路分为控制电路和工作电路两部分，当控制电路接通时，电磁铁产生磁性，吸下衔铁，接通工作电路；当控制电路断开时，电磁铁失去磁性，衔铁在弹簧的拉力作用下而断开工作电路。
16．【答案】
【知识点】电磁继电器的组成、原理和特点
【解析】【解答】 恒温箱的工作原理分为控制电路和工作电路，控制电路中温度低于35℃，电磁继电器吸引衔铁使得电热器工作，如图所示：
【分析】恒温箱的工作原理分为控制电路和工作电路，控制电路中温度低于35℃，电磁继电器吸引衔铁使得电热器工作。
17．【答案】
【知识点】电磁继电器的组成、原理和特点
【解析】【解答】空气中尘埃量较少时，光源发出来的光被挡板挡住；当空气中的尘埃量达到一定值时，由于尘埃的反射，部分光越过挡板射到光敏电阻上，其电阻值减小，通过电磁继电器的电流增大，衔铁被吸下，除尘电动机工作；连接电路为 。
【分析】电磁铁的电流变大时，磁性变强，吸引衔铁，使用电器电路接通，开始工作。
18．【答案】解：如图所示：
【知识点】磁悬浮列车的工作原理和特点；通电螺线管的极性和电流方向的判断
【解析】【解答】解：磁悬浮列车的工作原理是：同名磁极相互排斥或异名磁极相互吸引，本题中是T形轨道，利用的是异名磁极相互吸引的原理，条形磁铁的下端是N极，所以电磁铁的上端是S极，
【分析】要解答本题需掌握：磁悬浮列车的工作原理以及右手螺线定则的判断．
19．【答案】（1）南极
（2）南方
（3）C
【知识点】地磁场；电磁铁的构造和原理
【解析】【解答】（1）如图乙所示，根据天然磁石的磁感线分布：磁体外部的磁感线，都是从磁体的N极出发，回到S极，可以判断D端是南极。
（2）指南针静止时，因为地磁场的作用，D端是南极，也就是磁勺的勺柄是南极，勺柄指向地磁场的北极，也就是地球的南方。
（3）A．改变电源的正负极，改变电路中电流的方向，但不能改变大小，故不能增强电磁铁对司南磁化的效果，A不符合题意；
B．增大司南与下方线圈的距离，司南与下方线圈的距离越远，电磁铁对司南磁化的效果越弱，B不符合题意；
C．为了增强司南的磁化效果，可以增加电源电压，使线圈中电流增大，从而增强电磁铁对司南磁化的效果，C符合题意。
故答案为：C。
【分析】（1）磁体的磁场从北极发出回到南极；
（2）磁体的南极指南；
（3）电路的电压增大，电流增大，电磁铁的磁性增强。
20．【答案】（1）通电导线的周围存在磁场；有；B
（2）条形磁铁；电流的方向；小磁针的偏转方向；安培定则
（3）C
【知识点】通电直导线周围的磁场；通电螺线管的磁场；电磁铁的其他应用
【解析】【解答】（1）通电后小磁针发生偏转，断电后小磁针复位，这说明通电导线的周围存在磁场，小磁针在通电导线的磁场的力的作用下发生偏转。
若把图甲中的小磁针换成直导线并通电，由于通电导体在磁场中受到力的作用，则两条通电导线之间有相互作用力，B符合题意。
故答案为：B。
（2）通电后观察小磁针的指向及铁屑的排列情况，说明通电螺线管的两端也有N极和S极，通电螺线管外部磁感线也是从N极指向S极，因此根据现象可知，通电螺线管外部磁场与条形磁体一样。
判断通电螺线管的极性与环绕螺线管的电流方向之间有什么关系时，采用的是控制变量法，实验中需要改变电流的方向，观察小磁针的偏转方向是否发生变化。
对于通电螺线的极性和电流方向之间的关系，我们可以用安培定则来表示，用右手握住螺线管，让四指指向螺线管中电流的方向，则拇指所指的那端就是螺线管的N极。
（3）A．大型发电机由定子（线圈）和转子（电磁铁）组成，A不符合题意；
B．电磁起重机的主要部件是电磁铁，B不符合题意；
C．电炉是利用电流的热效应工作的，与电磁铁无关，C符合题意；
D．电铃的主要部件是电磁铁，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】（1）通电导线的周围存在磁场，小磁针在通电导线的磁场的力的作用下发生偏转；通电导体在磁场中受到力的作用，则两条通电导线之间有相互作用力；
（2）通电螺线管外部磁场与条形磁体一样；判断通电螺线管的极性与环绕螺线管的电流方向之间有什么关系时，需要改变电流的方向，观察小磁针的偏转方向是否发生变化；可以用安培定则来表示，用右手握住螺线管，让四指指向螺线管中电流的方向，则拇指所指的那端就是螺线管的N极；
（3）电炉是利用电流的热效应工作的，与电磁铁无关。
21．【答案】（1）磁性的强弱
（2）S
（3）磁化
（4）移动变阻器的滑片，改变电路电流，同时观察吸引大头针的数量
【知识点】磁现象；电磁铁的其他应用；通电螺线管的极性和电流方向的判断
【解析】【解答】(1)电磁铁磁性越强，吸引大头钉越多，用电磁铁吸引大头针的数量来反映磁性的强弱。
(2)由图像可知，电流从下端流入，由安培定则可知电磁铁的下端为S极。
(3)闭合开关，铁钉处于螺线管的磁场当中被磁化，断开开关，铁钉的磁性无法立即消失，因此铁钉上仍吸附有少许大头针。
(4)探究电磁铁磁性的强弱与电流大小是否有关，应改变电路中的电流，因此应移动变阻器的滑片，改变电路电流，同时观察吸引大头针的数量。
【分析】（1）通过磁体吸引大头针的数目，反应磁性的强弱；
（2）根据安培定则和线圈的绕向，判断磁体的南北极；
（3）使没有磁性的物体产生磁性，是磁化现象；
（4）探究磁性强弱和电流的关系，需要通过改变滑动变阻器滑片的位置改变电流，观察磁性强弱。
22．【答案】（1）是否吸引大头针
（2）大头针被磁化、同名磁极相互排斥
（3）可以通过增大电流，即增大电源电压；还可以增加线圈的匝数
【知识点】影响电磁铁磁性强弱的因素及其探究
【解析】【解答】（1）实验中通过观察是否吸引大头针来判断电磁铁是否产生磁场；
（2）电磁铁下端的大头针分散的原因：大头针被磁化、同名磁极相互排斥；
（3）完成实验后小明认为实验现象不明显，改进措施为：可以通过增大电流，即增大电源电压；还可以增加线圈的匝数。
【分析】（1）当电磁铁产生磁场后，它可以吸引大头针；
（2）根据磁极之间的相互作用规律分析；
（3）根据增大电磁铁磁场强弱的因素的知识分析解答。
23．【答案】（1）增加；大
（2）甲；线圈匝数越多
（3）南或S
（4）大头针被磁化后，同名磁极相互排斥
【知识点】通电螺线管的磁场；影响电磁铁磁性强弱的因素及其探究
【解析】【解答】（1）当滑动变阻器滑片向左移动时，变阻器连入电路的电阻值减小，电路中的电流会增大，电磁铁的磁性会增强，所以电磁铁甲、乙吸引大头针的个数将“增加”；同时也说明电流越“大”，电磁铁磁性越强；
（2）由图可知甲线圈的匝数比乙多，甲吸引铁钉的数目比乙多，说明“甲”的磁性比乙强，这是由于在串联电路中，当电流一定时，“线圈匝数越多”，电磁铁磁性越强；
（3）由图可知，乙线圈中的电流是从上端流入，下端流出，根据安培定则可知，电磁铁的上端为北（N）极，下端为“南或S”极；
（4）电磁铁吸引的大头针下端分散的原因是：“大头针被磁化后，同名磁极相互排斥”；
综上可知，本题正确答案为：第（1）小题的第1 空应填：“增加”，第2 空应填：“大”；第（2）小题的第1 空应填：“甲”，第2空应填：“线圈匝数越多”；第（3）小题的第1 空应填：“南或S”；第（4）小题的第1空应填：“大头针被磁化后，同名磁极相互排斥”。
【分析】（1）根据电磁铁吸引大头针个数的多少，判断电磁铁的磁性强弱；
（2）影响电磁铁的磁性强弱的因素有：电流的大小、线圈匝数的多少、有无铁芯等三个主要因素；
（3）掌握安培定则的内容：用右手握住螺线管，让四指绕向电流的方向，则大拇指所指的方向即为螺线管的N极；
（4）根据磁化及磁极间相互作用的规律进行判断。
24．【答案】（1）N
（2）C
（3）B
（4）500
（5）减小或增大
（6）
【知识点】欧姆定律及其应用；电功计算公式的应用；磁性材料；安培定则；电磁继电器的组成、原理和特点
【解析】【解答】（1）由通电螺线管的电流方向，根据右手螺旋定则判断出通电螺线管上端为N极；
（2）磁性材料包括铁、钴、镍等物质，磁性弹片需要用磁性材料，并且是软磁性材料，锌和铝不是磁性材料，不适合做磁性弹片。钢是硬磁性材料，钢磁化后其磁性能长期保持，不适合做磁性弹片。
故ABD不符合题意，C符合题意；
（3）开关S闭合后，通电螺线管有电流通过，具有了磁性，磁控开关L的两个弹片被磁化成异名磁极，根据磁极间的相互作用规律可知，异名磁极相互吸引，这个装置利用了电流的磁效应，其原理与电磁铁相同，故B符合题意，A.电动机是利用通电导体在磁场中受力转动的原理制成的，不符合题意；CD. 发电机和话筒的原理是电磁感应，不符合题意；
（4）由图3知道，当相对湿度控制在45%RH时，湿敏电阻R的阻值是：R′=100Ω，又因为当电流I≥20mA=0.02A时，L的两个磁性弹片具有了磁性并相互吸合，工作电路的压缩机开始带动系统进行除湿。由可得，此时电路中的最大总电阻为： ，由于串联电路中总电阻等于各串联电阻之和，此时调控电阻R0 的阻值最大为：R0 =R总 -R′ =600Ω-100Ω=500Ω；
（5）若要早点开始除湿，即相对湿度减小，湿敏电阻阻值变大，由于磁控开关L闭合条件不变 ，即电路电流不变，根据欧姆定律可知，I不变，则R总不变，所以需要减小电阻R0的阻值或增大U1；
（6）实验室内水蒸气的质量为
除湿一次时间为
除湿一次需要消耗电能
【分析】本题综合考查了通电螺线管极性的判断、磁性材料、磁化的概念、欧姆定律公式和电功率公式的理解和运用，学会分析湿敏电阻变化时电路电流如何变化。
25．【答案】（1）B
（2）A
（3）A；B
（4）B
【知识点】地磁场；电磁铁的构造和原理
【解析】【解答】（1）根据图乙可知，天然磁石外部的磁感线是从磁体的N极出发，回到S极，可以判断D端是南极。
（2）已知D端是南极，也就是磁勺的勺柄是南极，因为地磁场的作用，司南静止时，勺柄指向地磁场的北极，也就是地球的南方。
（3）磁勺的勺柄是南极，因为同名磁极相互排斥、异名磁极相互吸引，所以由图丁可知，电磁铁左端是北极，由安培定则可知，电流从螺线管的右端流入，电源N端是正极，M端是负极；
（4）改变电源的正负极，改变电路中电流的方向，但不能改变电磁铁磁性的强弱，故不能增强电磁铁对司南磁化的效果；增加电源电压，使线圈中电流增大，使电磁铁的磁性增强，从而增强电磁铁对司南磁化的效果。
【分析】（1）磁体周围的磁场从北极出来，从南极回磁体；
（2）磁体的南极指南，北极指北；
（3）根据磁极间的相互作用判断通电螺线管的磁极，结合安培定则判断电流方向；
（4）改变电磁铁的电流大小，可以改变磁性的强弱。
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