【精品解析】浙教版初中科学八年级下册1.3电磁铁的应用 培优卷

文档属性

名称 【精品解析】浙教版初中科学八年级下册1.3电磁铁的应用 培优卷
格式 zip
文件大小 2.2MB
资源类型 试卷
版本资源
科目 科学
更新时间 2024-01-18 11:00:15

文档简介

浙教版初中科学八年级下册1.3电磁铁的应用 培优卷
一、选择题
1.某同学连接如图所示电路研究电磁铁的磁性,为了让铁钉吸引大头针的数目增多,以下措施中可行的是(  )

A.对调电源的正负极 B.将滑片向右端滑动
C.减少铁钉上所绕线圈的匝数 D. 去掉一节干电池
2.(2023八下·龙湾期中)为防止大棚内CO2浓度过高,兴趣小组设计了报警电路,当CO2浓度超过设定值时,红灯亮,反之不亮。其中气敏电阻Rx的阻值随CO2浓度的增大而减小。下列电路中符合要求的是(  )
A. B.
C. D.
3.(2022八下·金华期中)小明要为自行车设计一种“雾灯”,以提示过往的行人和车辆。题意工作时灯泡能持续交替闪烁。忽略弹性衔铁和电磁铁线圈电阻,下列电路中符合设计要求的是(  )
A. B.
C. D.
4.(2022八下·温州期中)如图是拍摄机动车闯红灯的摄像系统工作原理示意图。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会闭合,摄像系统在电路接通时可自动拍摄违章车辆。下列有关说法中,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.将光控开关和压力开关并联,也能起到相同的作用
5.(2021八下·金华月考)电磁继电器广泛用于各种自动控制电路中,如图是汽车启动装置原理图,对于这一装置及其工作特点,下列说法中不正确的是(  )
A.电磁铁通电时,上端是S极,下端是N极
B.电磁铁的工作电压比电动机的工作电压低
C.电磁铁通电时,吸引上方的衔铁,使触点B向右与C接触
D.电磁继电器是一种电路开关,它可以用一个电路控制另一个电路
6.(2020·绍兴)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
7.如图所示,A为弹簧测力计,B为条形磁铁,C为螺线管。闭合S时,电流表箱和弹簧测力计都有示数,再闭合S1,时,则(  )
A.电流表的示数减小,弹簧测力计的示数减小
B.电流表的示数减小,弹簧测力计的示数变大
C.电流表的示数变大,弹簧测力计的示数减小
D.电流表的示数变大,弹簧测力计的示数变大
8.(2019八下·嘉兴期中)小萍设计了一种“闯红灯违规模拟记录器”,拍摄机动车闯红灯时的情景,如图甲所示,工作原理:当光控开关接收到某种颜色光时,开关自动闭合,且当压敏电阻受到车的压力,它的阻值变化规律如图乙所示,当电流变化到一定值时,继电器的衔铁就被吸下;光控开关未受到该种光照射时自动断开,衔铁没有被吸引,工作电路中的指示灯发光。已知控制电路电压为6V,继电器线圈电阻10Ω,当控制电路中电流大于0.06A时,衔铁被吸引。下列说法中不正确的是(  )
A.要记录违规闯红灯的情景,光控开关应在接收到红光时,自动闭合
B.光控开关接收到绿光时,指示灯亮,电控照相机不工作
C.质量小于400kg的车辆违规时不会被拍照记录
D.要使质量较小的车闯红灯也能被拍下,可以在控制电路中串联一个电阻
9.(2019八下·绍兴月考)如图所示为一台非铁性物质制成的天平,天平左盘中的A是一铁块,B是一个电磁铁。未通电时,天平平衡,给B通电,铁块A被吸起,当A离开天平盘,而又未碰到B的过程中,正确的是(  )
A.天平仍平衡 B.天平右盘下降
C.天平左盘下降 D.无法判断
10.(2017八下·杭州月考)小俞买了一个磁悬浮玩具如图所示,其中上面的玩偶部分用磁铁做成,下面有一个带铁芯的电磁铁。下列叙述正确的是(  )
A.由图可判断,该电源为直流电源,a端为负极
B.断开电路后,玩偶会落在软铁上,但玩偶依然受到磁力
C.将可变电阻的滑片向下移动,可使玩偶悬得更高
D.增加环绕的线圈匝数,可使玩偶悬得更高,玩偶在更高处静止时受到的磁力更大。
二、填空题
11.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。
12.(2023九上·温州开学考)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。
13.(2023·温州模拟)如图甲是一种“潜水自救装置”,其工作原理如图乙所示,反应盒中有可快速反应产生气体的两种物质,彼此分离。当反应开关接通时,反应盒中物质混合并开始反应。力敏电阻RX的阻值随潜水深度的改变而改变,当达到设定的最大安全深度时,电磁铁吸引衔铁,充气开关接通,气囊快速充气上浮,将潜水运动员拉回到水面。其中U为电源电压,R0为定值电阻。
(1)下列放入A中的物质组合,产生气体速度最快的是 。
A.稀盐酸和铁粉 B.稀盐酸和镁粉 C.稀盐酸和铜粉
(2)请计算HCl中氯元素的质量分数   (保留一位小数)
(3)为实现以上功能,所选RX的阻值应随压力增大而   。(填“增大”或“减小”)
14.(2023·乐清模拟)商场里的电动扶梯(图甲),有人乘坐时运行速度快,无人乘坐时运行速度较慢,可以有效节约电能。
(1)小明在乘坐电动扶梯到达楼层时,未及时跨出而不慎摔倒。其原因是小明的脚停止了,但上半身仍具有向前运动的   。
(2)根据所学知识,小明设计了图乙的模拟电路,R为力敏电阻,阻值随压力增大而减小。请结合题意,判断电动机M的放置位置(选“A”或“B”),并说明理由   。
15.(2022八下·苍南竞赛)在“制作自动保温器”的项目化活动中,小明设计了如图甲所示自动保温电路图。其工作 原理为:当工作电路接通电源,处于保温器内的电热丝工作,双金属片 AB 受热逐渐向一 侧弯曲;当保温器内温度达到设定值时,双金属片 (阻值忽略不计) 与导体 C 接触,控制 电路中衔铁被吸下,使得工作电路自动断开, 电热丝停止加热。温度降低到一定值后,双 金属片与C 脱离,电热丝重新加热。
(1)当双金属片与导体C接触时,控制电路中的灯L亮度的变化情况是   。
(2)如图乙所示为不同长度的黄铜片和康铜片升高相同温度后的长度变化情况。小明欲用这两 种金属来制作双金属片 AB ,则金属片 A 应选择两种材料中的   。
(3)小明想提高自动保温器的设定温度,下列方法可行的是 。
A..滑动变阻器滑片左移 B.减少电磁铁线圈匝数
C.减小控制电路的电压 D.将导体C适当远离双金属片
三、实验探究题
16.(2020·北仑模拟)小科利用电磁铁、小磁铁、指针和刻度盘制成多量程电流表,结构示意图如图所示,其中A、B、C为接线柱,当电流通过电磁铁时,指针绕O点顺时针偏转;电路断开时,指针指O刻度线。
(1)若选择A、C为该电流表的接线柱,则应选择   为“+”接线柱,才能使电流表正常工作。
(2)若将电磁铁适当靠近小磁铁,则该电流表 。
A.零刻度将向右移动 B.指针将发生反偏
C.精确度将提高 D.量程将增大
(3)分析该电流表的结构示意图,判断该电流表量程最大时所选的接线柱是   。
17.(2019九上·杭州开学考)图甲为热敏电阻的R﹣t图象,图乙为用此热敏电阻R和继电器组成的恒温箱的简单温控电路,继电器线圈的电阻为150欧,当线圈中电流大于或等于28毫安时,继电器的衔铁被吸合,为继电器线圈供电的电池的电压为6伏,图中的“电源”是恒温箱加热器的电源。
(1)从图甲中可得50℃时热敏电阻的阻值为   欧.
(2)恒温箱的加热器应接在A、B端还是C、D端?   
(3)若恒温箱内的温度达到100℃时,通过计算分析恒温箱加热器是否处于工作状态?   
(4)若在原控制电路中,串联接入一个可变电阻,当该电阻增大时,所控制的恒温箱内的最高温度将   (选填“变大”“不变”或“变小”)。
18.(2016八下·浙江期中)巨磁电阻效应
1988年阿尔贝·费尔和彼得·格林贝格尔发现,在铁、铬相间的三层复合膜电阻中,微弱的磁场可以导致电阻大小的急剧变化,这种现象被命名为“巨磁电阻效应”。
更多的实验发现,并非任意两种不同种金属相间的三层膜都具有“巨磁电阻效应”.组成三层膜的两种金属中,有一种是铁、钴、镍这三种容易被磁化的金属中的一种,另一种是不易被磁化的其他金属,才可能产生“巨磁电阻效应”。
进一步研究表明,“巨磁电阻效应”只发生在膜层的厚度为特定值时.用R0表示未加磁场时的电阻,R表示加入磁场后的电阻,科学家测得铁、铬组成的复合膜R与R0之比与膜层厚度d(三层膜厚度均相同)的关系如乙图所示。
1994年IBM公司根据“巨磁电阻效应”原理,研制出“新型读出 磁头”,将磁场对复合膜阻值的影响转换成电流的变化来读取信息。
(1)以下两种金属组成的三层复合膜可能发生“巨磁电阻效应”的是
A.铜、银 B.铁、铜 C.铜、铝 D.铁、镍
(2)对铁、铬组成的复合膜,当膜层厚度是1.1nm时,这种复合膜电阻   (选填“具有”或“不具有”)“巨磁电阻效应”。
(3)“新型读出磁头”可将微弱的   信息转化为电信息。
(4)铁、铬组成的复合膜,发生“巨磁电阻效应”时,其电阻R比未加磁场时的电阻R0 (选填“大”或“小”)得多。
(5)丙图是硬盘某区域磁记录的分布情况,其中1表示有磁区域,0表示无磁区域.将“新型读出磁头”组成如图所示电路,当磁头从左向右匀速经过该区域过程中,电流表读数变化情况应是丁图中的
19.(2011·衢州)法国科学家阿尔贝·费尔和德国科学家彼得·格林贝格尔由于发现了巨磁电阻(GMR)效应,荣获了诺贝尔物理学奖。小明同学设计了如图所示的电路,来研究巨磁电阻的大小与有无磁场的关系。请分析回答:
(1)断开S1,闭合S2,移动滑动变阻器R2的滑片,测得两电表的四组数据如下表所示。由此可知,无磁场时GMR的电阻大小为   欧;
实验序号 1 2 3 4
U/伏 1.00 1.25 2.00 2.50
I/安 2×10-3 2.5×10-3 4×10-3 5×10-3
(2)再闭合S1和S2,保持风滑片位置不变,移动滑动变阻器R2的滑片,测得两电表的四组数据如下表所示,可计算出有磁场时GMR的电阻大小;
实验序号 1 2 3 4
U/伏 0.45 0.91 1.50 1.79
I/安 0.3×10-3 0.6×10-3 1×10-3 1.2×10-3
通过上述实验,得出的结论是   ;
(3)利用小明同学设计的电路并保持原有器材不变,你还可以进一步研究与巨磁电阻大小有关的问题是   。
四、解答题
20.(2023八下·椒江期末)电梯为居民出入带来了很大的便利,出于安全考虑,电梯设置有超载自动报警系统,其工作原理如图甲所示,R1为保护电阻,R2为压敏电阻,R2 阻值与它所受压力F的关系如图乙所示。闭合开关S,电梯没有超载时,电动机正常工作,电铃不响:当控制电路中的电流达到0.1安时,电铃报警,电动机不工作。已知控制电路电源电压为12伏,电磁铁线圈电阻不计,当R2受到2000牛压力时,R2与R1两端的电压之比为2:1.
(1)图甲中的D点应与触点    (选填”A”、”B”或”Y”)相连。
(2)该电梯的最大载重(轿厢内人和货物的总重)为多少牛?
(3)若想降低该电梯最大载重,下列方法可行的是 (选填字母)
A.适当降低R1阻值
B.适当减小控制电路的电源
C.适当增加电磁铁的线圈匝数
D.适当把电磁铁向右平移一小段距离
21.(2023八下·海曙期末)某项目学习小组计划设计一款可温控电风扇(如图甲所示)。工作电路电源电压220V,控制电路电源电压3V,Rx为热敏电阻,其阻值随温度的变化如图乙所示。S为联动开关,当S拨向左侧时与a、b连接,控制电路为断开状态;当S拨向右侧时与b、c连接,控制电路为闭合状态(电磁铁线圈电阻忽略不计)。
[工作原理]
在开关S1闭合的前提下,当联动开关S拨向右侧时,若室温达到30℃,电磁继电器吸引衔铁,动触头上弹,工作电路接通,电风扇运转;当室温低于22℃,电磁继电器断开衔铁,动触头弹回,工作电路断开,电风扇停止运转;当未达到临界温度时,电风扇将保持原来工作状态。
(1)[产品制作]
根据电路图的工作原理,S1闭合,当联动开关S拨向   (选填“左”或“右”)侧时为温控模式。
(2)[产品测试]
温控模式下,当控制电路的电流为30mA时,试通过计算说明此时风扇是否处于运转状态。
(3)[产品评价]
项目小组制定了项目成果评价表,下表是部分指标的评价内容。请依据以下项目评价表,首先针对[指标1]来评价该作品的达成情况的等级,然后再筒要地说明你的评价理由。
指标内容 等级 优秀 良好 待改进
指标1 能否温度控制或人工控制电风扇的启动或关闭 既能温度控制,又能人工控制 能温度控制,但不能人工控制 不能温度控制,但能人工控制
指标2 电风扇的风速是否可调 风速是可调且有对应的档位指示 风速是可调的但无对应的档位指示 风速不可调
(4)[产品迭代]
小曙提出对方案进行适当的升级改造,欲使电风扇运转的临界温度可根据使用者的需求进行个性化调节。为达成该设计的迭代升级,以下方案中可行的是________。
A.在控制电路中接一个滑动变阻器
B.电磁铁选用匝数可变的线圈
C.设置一个可改变电风扇风速的旋钮
D.改变工作电路中滑动变阻器的阻值
E.将控制电路的电源改成电压可调的电源
22.(2022八下·鄞州期末)为判断短跑比赛是否抢跑,某兴趣小组设计了如图所示的“抢跑自动指示”电路。其工作原理是:当运动员蹲在起跑器上后,闭合S:当发令时,闭合S1,发令指示灯亮,运动员起跑后,装在起跑器上的压敏电阻R0因受到压力减小,其电阻改变,起跑指示灯亮。已知压敏电阻R0通常有两种类型:A.阻值随压力增大而增大;B.阻值随压力增大而减小。则该压敏电阻R0应选择 ▲ 类型,结合电路简要说明该抢跑自动指示器的工作原理。
答案解析部分
1.【答案】B
【知识点】电磁铁的构造和原理
【解析】【解答】电磁铁的磁性与电流的大小,线圈的匝数多少有关,电流越大,磁性越强,匝数越多,磁性越强,滑片向右端滑动,接入电路的电阻越小,磁性越强,所以选B.
【分析】①影响电磁铁磁性强弱的因素:电流的大小和线圈匝数的多少.
②使电磁铁吸引大头针的数目增多,也就是使其磁性增强.
2.【答案】A
【知识点】电磁铁的其他应用
【解析】【分析】分析各个选项中电路的工作状态,哪个与题目描述相同,哪个就是正确选项。
【解答】A.当气敏电阻Rx随CO2的浓度增大而减小时,通过电磁铁的电流增大,而电磁铁的磁场增强,将衔铁吸下来,接通红灯所在的电路,从而红灯亮而报警,故A正确;
B.当气敏电阻Rx随CO2的浓度增大而减小时,通过电磁铁的电流增大,而电磁铁的磁场增强,将衔铁吸下来,断开红灯所在的电路,从而无法报警,故B错误;
C.当气敏电阻Rx随CO2的浓度增大而减小时,通过电磁铁的电流增大,而电磁铁的磁场增强,将衔铁吸下来,此时将电磁铁和红灯短路,无法实现报警,故C错误;
D.无论二氧化碳的浓度怎样变化,始终有电流经过红灯,即始终处于报警状态,故D错误。
故须按A。
3.【答案】D
【知识点】电磁铁的其他应用
【解析】【分析】对各个电路图进行分析,哪个符合题目的要求,哪个就是正确选项。
【解答】AB.闭合开关后,电磁铁将衔铁吸下来,接通灯泡所在的电路,则灯泡持续发光,而不能交替发光,故A不合题意;
C.闭合开关后,电磁铁将衔铁吸下来,此时灯泡所在的电路断开,则灯泡熄灭,而不能交替发光 ,故C不合题意;
D.闭合开关后,灯泡和电磁铁所在的电路都接通,此时灯泡发光。电磁铁将衔铁吸下来,此时灯泡的电路断开,因此它会熄灭。由于此时电磁铁所在的电路也断开,因此磁场消失,衔铁弹回,此时又接通灯泡和电磁铁所在的电路,此时灯泡发光。如此循环往复,从而使灯泡交替发光,故D正确,而A、B、C错误。
故选D。
4.【答案】C
【知识点】电磁铁的其他应用
【解析】【分析】根据图片,分析整个装置的工作过程,然后对各个选项进行判断。
【解答】根据图片可知,光控开关和压力开关串联。只有光控开关和压力开关同时闭合时,才能启动摄像系统,故A、B错误,C正确;
光控开关和压力开关并联时,则会:①只要红灯时,就会启动拍摄系统;②只要有汽车经过,就会启动拍摄系统,与题意不符,故D错误。
故选C。
5.【答案】A
【知识点】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】【分析】(1)根据安培定则判断;
(2)根据二者使用电池的节数判断;
(3)根据整个装置的工作过程判断;
(4)根据电磁继电器的作用解答。
【解答】A.电磁铁通电时,线圈上电流方向向右。右手握住螺线管,弯曲的四指指尖向右,此时大拇指指向上端,则上端为电磁铁的N极,故A错误符合题意;
B.电磁铁用一节电池做电源,电动机用两节电池做电源,故B正确不合题意;
C.电磁铁通电时,吸引上方的衔铁,使触点B向右与C接触,故C正确不合题意;
D.电磁继电器是一种电路开关,它可以用一个电路控制另一个电路,故D正确不合题意。
故选A。
6.【答案】D
【知识点】电磁铁的构造和原理;影响电磁铁磁性强弱的因素;电磁感应
【解析】【分析】电铃是利用电磁铁的特性,通过电源开关的反复闭合装置来控制缠绕在主磁芯线圈中的电流通断形成主磁路对弹性悬浮磁芯的磁路吸合与分离交替变化,使连接在弹性悬浮磁芯上的电锤在铃体表面产生振动并发出声波的机器。
【解答】A、电铃的工作原理是电磁铁的原理;故A错误;
B、小锤击打铃碗时,电路断开,没有电流通过,所以电磁铁没有磁性;故B错误;
C、要使铃声响度大一些,即增大小锤到铃碗的距离,因此要增大电磁铁的磁性,可适当增大电压;故C错误;
D、由图可知,该电路是串联电路,当滑动变阻器的滑片向左移动时,电阻减小,所以电磁铁的磁性增强;故D正确;
故答案为:D。
7.【答案】D
【知识点】电路的动态分析;电磁铁的其他应用
【解析】【分析】(1)根据安培定则判断螺线管的极性,然后根据磁极之间的相互作用判断悬挂的条形磁铁受到斥力还是引力;
(2)电流越大,电磁铁的磁性越强;
(3)闭合开关S1后,判断通过电磁铁电流大小变化,然后判断磁力的大小变化,最后对条形磁铁进行受力分析,进而判断测力计示数的变化。
【解答】(1)电磁铁线圈上电流从左到右,右手握住螺线管,四指指向右侧,大拇指指向上面,说明电磁铁的上面是N极;根据“异名磁极相互吸引”可知,悬挂的条形磁铁受到向下的引力;
(2)当开关闭合时,因两电阻并联,故电路中电阻减小,可知电路中电流变大,螺线管中磁场变强,对条形磁铁的吸引力增大,根据F拉=G+F吸引可知,弹簧测力计受到向下的力变大,故弹簧测力计的示数变大。
故答案为:D
8.【答案】D
【知识点】欧姆定律及其应用;电磁铁的其他应用
【解析】【分析】(1)启动电控照相机的两个条件:①闯红灯;②控制电流达到0.06A;
(2)根据电控照相机的工作目的分析;
(3)首先根据欧姆定律计算出电流为0.06A时的总电阻,然后再根据R=R总-R线圈计算出此时压敏电阻的阻值,接下来根据乙图确定受到的压力,也就是车辆的重力,最后根据重力公式计算出车辆的质量即可;
(4)分析串联电阻后,控制电流是变大了还是变小了即可。【解答】A.因为电控照相机要自动记录违规闯红灯的情景,所以光控开关应在接收到红光时,自动闭合,故A正确不合题意;
B.电控照相机是抓拍闯红灯的违章车辆的,因此在接收到绿光时,光控开关断开,指示灯发光,电控照相机不工作,故B正确不合题意;
C.当控制电路的电流为0.06A时,
电路中的总电阻;
此时压敏电阻的阻值为:R=R总-R线圈=100Ω-10Ω=90Ω;
根据乙图可知,当R=90Ω时,压敏电阻所受的压力F=4000N,
此时车辆的总质量为:;
因此质量小于400kg的车辆违规时不会被拍照记录,故C正确不合题意;
D.分析图乙可知,当压力F越小时,电阻R越大,如果再串联一个电阻,则电路中的总电阻更大,电流会更小,达不到0.06A,电磁铁不能吸引衔铁,不能达到给违规车辆拍照的目的,故D错误符合题意。
故选D。
9.【答案】C
【知识点】二力平衡的条件及其应用;电磁铁的其他应用
【解析】【分析】(1)如果合力的方向与运动方向相同,那么物体做加速运动;如果合力的方向与运动方向相反,那么物体做减速运动;
(2)根据相互作用力原理,判断铁块对电磁铁引力的大小变化,根据左盘压力F左=G电磁铁+F引力判断左盘受到压力的变化,进而判断左盘的运动状态。
【解答】当电磁铁没有通电时,左盘上受到的压力F左=G电磁铁+GA;
当电磁铁通电后,铁块受到电磁铁的向上的引力;
铁块由静止变为运动,即它的运动状态改变,所以铁块受到向上的引力大于铁块的重力;
随着电磁铁和铁块距离的减小,引力会越来越大;
根据相互作用力原理可知,电磁铁受到铁块向下的吸引力也大于重力;
这个过程中,天平左边受到的压力F'左=G电磁铁+F引,那么F'左>F左,即天平的左盘下沉。
故选C。
10.【答案】B
【知识点】电磁铁的其他应用
【解析】【分析】考查玩偶的工作原理,理解右手螺旋定则的内容,注意影响玩偶悬浮的最大高度的因素。根据磁铁的磁性来确定线圈上端,因通电而产生的磁场的磁极,依据右手螺旋定则,及同名磁极相互排斥,即可求解;+线圈的磁场强弱与线圈匝数、有无铁芯及电流的大小有关。
【解答】A、由题意可知,玩偶悬浮在空中,且下端为N极,则通电线圈的上端为N极;根据右手螺旋定则可得,电流从线圈的下端流入,所以a端为电源的正极,故A错误;
B、玩偶会落在软铁上,会磁化线圈,因此玩偶依然受到磁力,故B正确;
C、若将可变电阻的滑片向下移动,可变电阻接入电路的阻值变大,则线圈中的电流减小,通电线圈的磁性减弱,线圈对玩偶的排斥力减小,使玩偶悬得更低,故C错误;
D、若增加环绕软铁的线圈匝数,线圈的磁性变强,线圈对玩偶的排斥力增大,导致玩偶悬浮的高度增加,物体处于静止状态二力平衡,所受的磁力一样大,故D错误;
故选B
11.【答案】是;开关;会
【知识点】紫外线、红外线;电磁铁的其他应用
【解析】【分析】(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。
【解答】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。
12.【答案】(1)D
(2)a
【知识点】导体和绝缘体;电路的动态分析;电磁继电器的组成、原理和特点
【解析】【分析】 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;
【解答】(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
13.【答案】(1)B
(2)97.3%
(3)减小
【知识点】电磁继电器的组成、原理和特点;相对原子质量;有关化学式的计算和推断;金属活动性顺序及其应用
【解析】【分析】
【解答】(1)根据金属活动性顺序可知,金属活动性Mg>Fe>H>Cu,所以Mg和盐酸产生氢气的速率最快,Fe次之,Cu不与盐酸反应,故答案选择B。
(2)HCl中氯元素的质量分数=。
(3)随着水深度的增加,力敏电阻Rx受到的压力增大。当达到设定的最大安全深度时,电磁铁吸引衔铁,充气开关接通,说明随着深度的增加,电磁铁磁性增强,控制电路的电流增大,在电源电压不变时,Rx的阻值减小,所以答案为“减小”。
14.【答案】(1)惯性
(2)A处,有人时衔铁与2接触,电动机单独工作,功率大速度快:无人时衔铁与1接触,电动机与电阻R'串联,功率较小速度慢
【知识点】惯性;电磁铁的其他应用
【解析】【分析】(1)物体保持运动状态不变的性质叫惯性。
(2)根据压力的变化分析压敏电阻阻值变化,确定通过电磁铁的电流变化,弄清磁场强弱变化,再根据衔铁位置确定工作状态,最终确定电动机的位置即可。
【解答】(1)小明在乘坐电动扶梯到达楼层时,未及时跨出而不慎摔倒。其原因是小明的脚停止了,但上半身仍具有向前运动的惯性。
(2)根据所学知识,小明设计了图乙的模拟电路,R为力敏电阻,阻值随压力增大而减小。根据题意可知,电动机M的放置位置应该在A处,有人时衔铁与2接触,电动机单独工作,功率大速度快:无人时衔铁与1接触,电动机与电阻R'串联,功率较小速度慢。
15.【答案】(1)熄灭
(2)黄铜
(3)B;C;D
【知识点】影响电磁铁磁性强弱的因素;电磁铁的其他应用
【解析】【分析】(1)根据电路的连接方式分析灯泡亮度的变化;
(2)根据材料的膨胀性能的大小分析;
(3)要想提高自动保温器的设定温度,需要电热丝工作更长的时间,根据电路的连接方式分析采取的方法。
【解答】(1)当双金属片与导体C不接触时,灯泡、电磁铁、滑动变阻器串联接入电路中,此时通过灯泡有电流,灯泡会发光;当双金属片与导体C接触时,灯泡的两端被导线相连,灯泡被短路,不发光,所以灯泡此时会熄灭;
(2)由图可知,1m长的康铜膨胀后变为1.19m,则2m长的康铜膨胀后变为2.38m,而2m长的黄铜膨胀后变为2.3m,由此可知,同样长度的黄铜和康铜升高相同温度时,康铜膨胀的长度要大,双金属片相同受热情况下往黄铜方向弯曲。为了使金属片向左弯曲,所以黄铜在左边,即A的材料为黄铜;
(3)要想提高自动保温器的设定温度,则需要电热丝工作更长的时间,此时需要减小通过电磁铁的电流或使电磁铁的磁性减弱;
A.滑动变阻器滑片左移,滑动变阻器接入电路的电阻减小,总电阻减小,电路中的电流变大,故A错误;
B.电磁铁磁性的大小与线圈的匝数、电流的大小有关,所以可以减少电磁铁线圈匝数,故B正确;
C.减小控制电路的电压,根据欧姆定律可知,通过电磁铁的电流会变小,故C正确;
D.将导体C适当远离双金属片,只有当双金属片的温度更高时才能与C接通,会提高自动保温器的设定温度,故D正确;
故选BCD。
16.【答案】(1)C
(2)A;C
(3)BC
【知识点】电磁铁的其他应用
【解析】【分析】(1)如果电流表的指针向右偏转,那么电磁铁肯定对条形磁铁有吸引力,据此确定电磁铁的极性,并根据安培定则确定电流方向,进而确定电源的正负极方向;
(2)磁极之间的作用力的大小与磁极之间的距离大小有关,二者之间的距离越小,产生的磁力越大,据此分析;
(3)同样的刻度盘表示大小不同的量程,即相同的电流时,小量程时指针偏转幅度大,而大量程时指针偏转幅度小。为了增大量程,就要在相同条件下,减小条形磁铁受到的吸引力,从而减小指针的偏转幅度。要减小磁力,在电流相同的条件下只能减小电磁铁的线圈匝数。
【解答】(1)根据“异名磁极相互吸引”可知,条形磁铁的左端为N极,那么电磁铁的右端为S极,左端为N极。用右手握住螺线管,大拇指指向左端,此时四指指尖向上,因此电流方向向上,即选择C接线柱与电源正极相连;
(2)A、电路不通电时,右边小磁铁会对电磁铁的铁芯有吸引力作用,因物体间力的作用是相互的,所以,将电磁铁适当靠近小磁铁时,铁芯对小磁铁的吸引力增大,使指针顺时针转动,则零刻度线会向右移动,故A正确。
B、电磁铁适当靠近小磁铁,没有改变电磁铁的极性,指针偏转方向不变,故B错误。
C、将电磁铁适当靠近小磁铁, 在相同的电流条件下,会增大条形磁铁受到的吸引力,那么原来指针不摆动,现在可能指针摆动,即增大了电流表的测量精度,故C正确。
D、若将电磁铁适当靠近小磁铁,电磁铁对小磁铁的吸引增强,在电流不变时,指针会超过最大位置,所以会使量程减小,故D错误。
故选AC
(3)电流表的量程最大时,应该选择匝数较小的线圈,即接线柱选择BC。
17.【答案】(1)90
(2)A、B端
(3)处于不工作状态
(4)变大
【知识点】欧姆定律及其应用;电磁铁的其他应用
【解析】【分析】(1)据图甲可得50℃时热敏电阻的阻值;
(2)当温度低的时候,恒温箱处于工作状态,根据甲图中热敏电阻的阻值变化分析衔铁的位置即可;
(3)当恒温箱内的温度保持 100℃,据甲图可知此时电阻R 大小,而后结合欧姆定律计算电流,与28mA比较即可。
(4)据题目中“当线圈中电流大于或等于28毫安时,继电器的衔铁被吸合”分析即可判断;
【解答】(1)分析图甲可知,50℃时热敏电阻的阻值为90Ω;
(2)A、B当温度较低的时候,热敏电阻的电阻较大,电路中的电流较小,此时继电器的衔铁与AB部分连接,此时是需要加热的,恒温箱内的加热器要工作,所以该把恒温箱内的加热器接在A、B 端。
(3)当温度达到100℃时,据甲图可知,此时的电阻是50Ω,继电器线圈的电阻为150Ω,
该电路的电流是:;
因为其大于28mA,
故恒温箱不处于工作状态;
(4)据题意可知,“当线圈中电流大于或等于28毫安时,继电器的衔铁被吸合”即恒温箱会停止工作,若在控制电路中串联一个电阻后,电路电阻变大,同样情况下,使得电路电流变小,故控制电路达到28mA时所用的时间会更长,则保温箱的加热时间会更长,故保温箱内的温度会更高。
18.【答案】(1)B
(2)不具有
(3)磁
(4)小
(5)B
【知识点】电磁铁的其他应用
【解析】(1)由题意知,组成层膜的两种金属有一种是易磁化的金属铁钴镍中的其中一种,另一种是不易被磁化的,故选A;
(2)由图知:当d=2.2nm时,趋近于1,即在施加磁场前后,复合膜的阻值变化较大,不符合“巨磁电阻效应”,即此时复合膜不具有“巨磁电阻效应”.
(3)“新型读出磁头”将磁场对复合膜阻值的影响转化为电流,即将磁场的变化(磁信息)转化电流的变化(电信息).
(4)同(2),由图知:当复合膜发生“巨磁电阻效应”时,即:R<<R0,因此电阻R要比R0小的多.
(5)在“硬盘的磁信息”中,左数第一、四、五格均为有磁区域,由“巨磁电阻效应”知,此时电阻要变小,相应的电流要变大;而左数第二、三格为无磁区域,电阻没有变化,电流较小;
根据上面的分析知,只有B图符合上述要求,故选B.
19.【答案】(1)500
(2)有磁场时巨磁电阻的阻值明显变大
(3)研究巨磁电阻的大小与磁场强弱的关系(或研究巨磁电阻的大小与磁场方向的关系)
【知识点】电磁铁的构造和原理
【解析】【分析】 (1)要解决此题,需要掌握电阻的计算公式: R=
(2)要得出结论,分别计算出GMR存在磁场和不存在磁场时的电阻,然后进行比较.
(3)要解决此题,需要掌握电流对磁场强度的影响,及电流方向对磁场方向的影响.
【解答】(1)在没有磁场时GMR的电阻根据欧姆定律得,R==500
(2)有磁场时GMR的电阻根据欧姆定律得,R==1500,与无磁场时相比,GMR的电阻明显变大。
(3)由于保持原有器材不变,所以可以通过移动R1的滑片改变其阻值,从而改变通电线圈中的电流,因此可以改变螺线管的磁性强弱。
同时可以通过改变线圈中电流的方向来改变螺线管的磁场方向。
故答案为:(1)500;(2)有磁场时巨磁电阻的阻值明显变大;(3)研究巨磁电阻的大小与磁场强弱的关系(或研究巨磁电阻的大小与磁场方向的关.
20.【答案】(1)A
(2)由图得F= 2000N时,R2=160Ω
,R1=80Ω
R总= = 120Ω
R1=R总-R1=120Ω-80Ω=40N
由图得F=8000N
(3)A;C;D
【知识点】欧姆定律及其应用;影响电磁铁磁性强弱的因素;电磁铁的其他应用
【解析】【分析】(1)根据乙图分析压敏电阻的阻值随压力的变化规律,从而确定超载时电磁铁的磁场强弱变化,确定衔铁位置,最后与此时的工作状态进行对照即可。
(2)由图甲知R1与R2串联,由根据图丙知当压力F=2000N时压敏电阻的阻值,再根据串联电路电压与电阻成正比计算出R1的阻值。 当电流为0.1A时,电梯超载,根据 计算出此时的总电阻,再根据R2=R总-R1计算出此时压敏电阻的阻值,最后根据乙图确定最大载重。
(3)电梯超载报警时,电磁铁吸引衔铁的作用力几乎不变,可从影响电磁铁磁场强弱的因素,杠杆的平衡条件等角度思考解决方案。
【解答】(1)当电梯超载时,压敏电阻的阻值减小,通过电磁铁的电流增大,则它的磁场增强,将衔铁吸下来接通触点B。此时电铃报警,即C与B相接,那么触点D应该与A相接。
(3)降低该电梯最大载重,即压敏电阻的阻值变大。而电磁铁吸合时电流大小不变,则总电阻不变。根据R总=R1+R2可知,需减小定值电阻接入电路的阻值,故A正确;
降低该电梯最大载重,即压敏电阻的阻值变大。如果R1的阻值不变,那么根据R总=R1+R2可知,此时总电阻增大。根据U=IR可知,此时控制电路的电压增大,故B错误;
降低该电梯最大载重,即压敏电阻的阻值变大,则通过电磁铁的电流减小,而磁场减弱,此时可以通过增加电磁铁线圈匝数的方式增大磁场强度,故C正确;
降低该电梯最大载重,即压敏电阻的阻值变大,则通过电磁铁的电流减小,而磁场减弱,则衔铁受到的电磁力减小。根据杠杆的平衡条件可知,此时可以将电磁铁向右移动从而增大动力臂,故D正确。
故选ACD。
21.【答案】(1)右
(2)解:U拉=3V, I 拉=30mA=0.03A,RX=U控/I 控=3V/0.03A=100Ω。
此时100Ω 处于30Ω-300Ω之间,在温控状态下,如风扇原先处于运转状态,则此时风扇继续运转;如风扇原先处于停止状态,则此时风扇继续保持停止状态。
(3)针对指标一:这个作品为优秀。因为当S1闭合,S与a,b连接时,控制电路处于断开状态,此时为人为控制状态,通过手动通断St即可实现风扇的开关;当S1闭合,S与b,c连接时,控制电路处于闭合状态,此时风扇处于温控状态,通过温度对热敏电阻的影响,实现控制电路对衔铁的吸放,进而控制工作电路风扇的自动运转和停止。
(4)A;B;E
【知识点】欧姆定律及其应用;影响电磁铁磁性强弱的因素;电磁铁的其他应用
【解析】【分析】(1)根据“在开关S1闭合的前提下,当联动开关S拨向右侧时,若室温达到30℃,电磁继电器吸引衔铁,动触头上弹,工作电路接通,电风扇运转;当室温低于22℃,电磁继电器断开衔铁,动触头弹回,工作电路断开,电风扇停止运转”分析解答;
(2)首先根据计算控制电路电流为30mA时温控电阻的阻值,然后根据乙图确定此时对应的温度,最后与温度变化范围进行比较即可。
(3)根据图片,分析能否通过开关的切换,使电风扇处于人工控制和温度控制两种状态,进而针对指标1评定等级。
(4)在控制电路部分,电磁铁的吸合还是断开,取决于电磁力的大小。当临界温度发生改变时,温控电阻的阻值肯定发生改变,但是电磁力大小不能改变,据此对各个选项进行判断即可。
【解答】(1)根据甲图可知,当开关S1闭合,联动开关S拨向右侧时,控制电路与温控电阻Rx相接,此时可以借助电磁铁控制电动机的工作,实现温控模式。
(4)电磁铁吸合时需要的电磁力大小应该是不变的。如果保持通过它的电流不变,那么总电阻就保持不变。当临界温度改变时,温控电阻的阻值发生改变,为了保持总电阻不变,此时可以连接一个滑动变阻器进行相应调节,故A符合题意;
当温度改变时,温控电阻的阻值改变,那么通过电磁铁的电流大小改变,此时电磁力发生改变。为了保持电磁力的大小不变,此时可以调节线圈匝数改变磁场强度,故B符合题意;
改变电风扇风速的旋钮对温度没有影响,故C不合题意;
工作电路中的变阻器不会影响到电磁铁的工作,故D不合题意;
当温度改变时,温控电阻阻值改变,跟机U=IR可知,当电流不变时,可以相应改变电源电压,故E符合题意。
故选ABE。
22.【答案】A;当运动员起跑时,压敏电阻R0受到的压力减小,R0的阻值减小,发令控制电路的总电阻也减小,通过电磁铁的电流增大,使电磁铁的磁性增强,S2 被吸引而闭合,起跑指示灯亮。若起跑指示灯先于发令指示灯亮,则说明运动员抢跑。
【知识点】欧姆定律及其应用;影响电磁铁磁性强弱的因素;电磁铁的其他应用
【解析】【分析】①根据图片可知,起跑指示灯受到开关S2的控制,而S2受到电磁铁的吸引而闭合。根据题意可知,当运动员起跑后,起跑指示灯才发光,说明此时电磁铁的磁场变强,通过它的电流变大,而压敏电阻的阻值减小,据此分析并选择压敏电阻的类型。
②正常情况下,应该先发出起跑指令,运动员再起跑,即发令指示灯先亮,而起跑指示灯后亮。如果指示灯亮的顺序相反,说明运动员起跑了,据此分析解答。
1 / 1浙教版初中科学八年级下册1.3电磁铁的应用 培优卷
一、选择题
1.某同学连接如图所示电路研究电磁铁的磁性,为了让铁钉吸引大头针的数目增多,以下措施中可行的是(  )

A.对调电源的正负极 B.将滑片向右端滑动
C.减少铁钉上所绕线圈的匝数 D. 去掉一节干电池
【答案】B
【知识点】电磁铁的构造和原理
【解析】【解答】电磁铁的磁性与电流的大小,线圈的匝数多少有关,电流越大,磁性越强,匝数越多,磁性越强,滑片向右端滑动,接入电路的电阻越小,磁性越强,所以选B.
【分析】①影响电磁铁磁性强弱的因素:电流的大小和线圈匝数的多少.
②使电磁铁吸引大头针的数目增多,也就是使其磁性增强.
2.(2023八下·龙湾期中)为防止大棚内CO2浓度过高,兴趣小组设计了报警电路,当CO2浓度超过设定值时,红灯亮,反之不亮。其中气敏电阻Rx的阻值随CO2浓度的增大而减小。下列电路中符合要求的是(  )
A. B.
C. D.
【答案】A
【知识点】电磁铁的其他应用
【解析】【分析】分析各个选项中电路的工作状态,哪个与题目描述相同,哪个就是正确选项。
【解答】A.当气敏电阻Rx随CO2的浓度增大而减小时,通过电磁铁的电流增大,而电磁铁的磁场增强,将衔铁吸下来,接通红灯所在的电路,从而红灯亮而报警,故A正确;
B.当气敏电阻Rx随CO2的浓度增大而减小时,通过电磁铁的电流增大,而电磁铁的磁场增强,将衔铁吸下来,断开红灯所在的电路,从而无法报警,故B错误;
C.当气敏电阻Rx随CO2的浓度增大而减小时,通过电磁铁的电流增大,而电磁铁的磁场增强,将衔铁吸下来,此时将电磁铁和红灯短路,无法实现报警,故C错误;
D.无论二氧化碳的浓度怎样变化,始终有电流经过红灯,即始终处于报警状态,故D错误。
故须按A。
3.(2022八下·金华期中)小明要为自行车设计一种“雾灯”,以提示过往的行人和车辆。题意工作时灯泡能持续交替闪烁。忽略弹性衔铁和电磁铁线圈电阻,下列电路中符合设计要求的是(  )
A. B.
C. D.
【答案】D
【知识点】电磁铁的其他应用
【解析】【分析】对各个电路图进行分析,哪个符合题目的要求,哪个就是正确选项。
【解答】AB.闭合开关后,电磁铁将衔铁吸下来,接通灯泡所在的电路,则灯泡持续发光,而不能交替发光,故A不合题意;
C.闭合开关后,电磁铁将衔铁吸下来,此时灯泡所在的电路断开,则灯泡熄灭,而不能交替发光 ,故C不合题意;
D.闭合开关后,灯泡和电磁铁所在的电路都接通,此时灯泡发光。电磁铁将衔铁吸下来,此时灯泡的电路断开,因此它会熄灭。由于此时电磁铁所在的电路也断开,因此磁场消失,衔铁弹回,此时又接通灯泡和电磁铁所在的电路,此时灯泡发光。如此循环往复,从而使灯泡交替发光,故D正确,而A、B、C错误。
故选D。
4.(2022八下·温州期中)如图是拍摄机动车闯红灯的摄像系统工作原理示意图。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会闭合,摄像系统在电路接通时可自动拍摄违章车辆。下列有关说法中,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.将光控开关和压力开关并联,也能起到相同的作用
【答案】C
【知识点】电磁铁的其他应用
【解析】【分析】根据图片,分析整个装置的工作过程,然后对各个选项进行判断。
【解答】根据图片可知,光控开关和压力开关串联。只有光控开关和压力开关同时闭合时,才能启动摄像系统,故A、B错误,C正确;
光控开关和压力开关并联时,则会:①只要红灯时,就会启动拍摄系统;②只要有汽车经过,就会启动拍摄系统,与题意不符,故D错误。
故选C。
5.(2021八下·金华月考)电磁继电器广泛用于各种自动控制电路中,如图是汽车启动装置原理图,对于这一装置及其工作特点,下列说法中不正确的是(  )
A.电磁铁通电时,上端是S极,下端是N极
B.电磁铁的工作电压比电动机的工作电压低
C.电磁铁通电时,吸引上方的衔铁,使触点B向右与C接触
D.电磁继电器是一种电路开关,它可以用一个电路控制另一个电路
【答案】A
【知识点】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】【分析】(1)根据安培定则判断;
(2)根据二者使用电池的节数判断;
(3)根据整个装置的工作过程判断;
(4)根据电磁继电器的作用解答。
【解答】A.电磁铁通电时,线圈上电流方向向右。右手握住螺线管,弯曲的四指指尖向右,此时大拇指指向上端,则上端为电磁铁的N极,故A错误符合题意;
B.电磁铁用一节电池做电源,电动机用两节电池做电源,故B正确不合题意;
C.电磁铁通电时,吸引上方的衔铁,使触点B向右与C接触,故C正确不合题意;
D.电磁继电器是一种电路开关,它可以用一个电路控制另一个电路,故D正确不合题意。
故选A。
6.(2020·绍兴)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
【答案】D
【知识点】电磁铁的构造和原理;影响电磁铁磁性强弱的因素;电磁感应
【解析】【分析】电铃是利用电磁铁的特性,通过电源开关的反复闭合装置来控制缠绕在主磁芯线圈中的电流通断形成主磁路对弹性悬浮磁芯的磁路吸合与分离交替变化,使连接在弹性悬浮磁芯上的电锤在铃体表面产生振动并发出声波的机器。
【解答】A、电铃的工作原理是电磁铁的原理;故A错误;
B、小锤击打铃碗时,电路断开,没有电流通过,所以电磁铁没有磁性;故B错误;
C、要使铃声响度大一些,即增大小锤到铃碗的距离,因此要增大电磁铁的磁性,可适当增大电压;故C错误;
D、由图可知,该电路是串联电路,当滑动变阻器的滑片向左移动时,电阻减小,所以电磁铁的磁性增强;故D正确;
故答案为:D。
7.如图所示,A为弹簧测力计,B为条形磁铁,C为螺线管。闭合S时,电流表箱和弹簧测力计都有示数,再闭合S1,时,则(  )
A.电流表的示数减小,弹簧测力计的示数减小
B.电流表的示数减小,弹簧测力计的示数变大
C.电流表的示数变大,弹簧测力计的示数减小
D.电流表的示数变大,弹簧测力计的示数变大
【答案】D
【知识点】电路的动态分析;电磁铁的其他应用
【解析】【分析】(1)根据安培定则判断螺线管的极性,然后根据磁极之间的相互作用判断悬挂的条形磁铁受到斥力还是引力;
(2)电流越大,电磁铁的磁性越强;
(3)闭合开关S1后,判断通过电磁铁电流大小变化,然后判断磁力的大小变化,最后对条形磁铁进行受力分析,进而判断测力计示数的变化。
【解答】(1)电磁铁线圈上电流从左到右,右手握住螺线管,四指指向右侧,大拇指指向上面,说明电磁铁的上面是N极;根据“异名磁极相互吸引”可知,悬挂的条形磁铁受到向下的引力;
(2)当开关闭合时,因两电阻并联,故电路中电阻减小,可知电路中电流变大,螺线管中磁场变强,对条形磁铁的吸引力增大,根据F拉=G+F吸引可知,弹簧测力计受到向下的力变大,故弹簧测力计的示数变大。
故答案为:D
8.(2019八下·嘉兴期中)小萍设计了一种“闯红灯违规模拟记录器”,拍摄机动车闯红灯时的情景,如图甲所示,工作原理:当光控开关接收到某种颜色光时,开关自动闭合,且当压敏电阻受到车的压力,它的阻值变化规律如图乙所示,当电流变化到一定值时,继电器的衔铁就被吸下;光控开关未受到该种光照射时自动断开,衔铁没有被吸引,工作电路中的指示灯发光。已知控制电路电压为6V,继电器线圈电阻10Ω,当控制电路中电流大于0.06A时,衔铁被吸引。下列说法中不正确的是(  )
A.要记录违规闯红灯的情景,光控开关应在接收到红光时,自动闭合
B.光控开关接收到绿光时,指示灯亮,电控照相机不工作
C.质量小于400kg的车辆违规时不会被拍照记录
D.要使质量较小的车闯红灯也能被拍下,可以在控制电路中串联一个电阻
【答案】D
【知识点】欧姆定律及其应用;电磁铁的其他应用
【解析】【分析】(1)启动电控照相机的两个条件:①闯红灯;②控制电流达到0.06A;
(2)根据电控照相机的工作目的分析;
(3)首先根据欧姆定律计算出电流为0.06A时的总电阻,然后再根据R=R总-R线圈计算出此时压敏电阻的阻值,接下来根据乙图确定受到的压力,也就是车辆的重力,最后根据重力公式计算出车辆的质量即可;
(4)分析串联电阻后,控制电流是变大了还是变小了即可。【解答】A.因为电控照相机要自动记录违规闯红灯的情景,所以光控开关应在接收到红光时,自动闭合,故A正确不合题意;
B.电控照相机是抓拍闯红灯的违章车辆的,因此在接收到绿光时,光控开关断开,指示灯发光,电控照相机不工作,故B正确不合题意;
C.当控制电路的电流为0.06A时,
电路中的总电阻;
此时压敏电阻的阻值为:R=R总-R线圈=100Ω-10Ω=90Ω;
根据乙图可知,当R=90Ω时,压敏电阻所受的压力F=4000N,
此时车辆的总质量为:;
因此质量小于400kg的车辆违规时不会被拍照记录,故C正确不合题意;
D.分析图乙可知,当压力F越小时,电阻R越大,如果再串联一个电阻,则电路中的总电阻更大,电流会更小,达不到0.06A,电磁铁不能吸引衔铁,不能达到给违规车辆拍照的目的,故D错误符合题意。
故选D。
9.(2019八下·绍兴月考)如图所示为一台非铁性物质制成的天平,天平左盘中的A是一铁块,B是一个电磁铁。未通电时,天平平衡,给B通电,铁块A被吸起,当A离开天平盘,而又未碰到B的过程中,正确的是(  )
A.天平仍平衡 B.天平右盘下降
C.天平左盘下降 D.无法判断
【答案】C
【知识点】二力平衡的条件及其应用;电磁铁的其他应用
【解析】【分析】(1)如果合力的方向与运动方向相同,那么物体做加速运动;如果合力的方向与运动方向相反,那么物体做减速运动;
(2)根据相互作用力原理,判断铁块对电磁铁引力的大小变化,根据左盘压力F左=G电磁铁+F引力判断左盘受到压力的变化,进而判断左盘的运动状态。
【解答】当电磁铁没有通电时,左盘上受到的压力F左=G电磁铁+GA;
当电磁铁通电后,铁块受到电磁铁的向上的引力;
铁块由静止变为运动,即它的运动状态改变,所以铁块受到向上的引力大于铁块的重力;
随着电磁铁和铁块距离的减小,引力会越来越大;
根据相互作用力原理可知,电磁铁受到铁块向下的吸引力也大于重力;
这个过程中,天平左边受到的压力F'左=G电磁铁+F引,那么F'左>F左,即天平的左盘下沉。
故选C。
10.(2017八下·杭州月考)小俞买了一个磁悬浮玩具如图所示,其中上面的玩偶部分用磁铁做成,下面有一个带铁芯的电磁铁。下列叙述正确的是(  )
A.由图可判断,该电源为直流电源,a端为负极
B.断开电路后,玩偶会落在软铁上,但玩偶依然受到磁力
C.将可变电阻的滑片向下移动,可使玩偶悬得更高
D.增加环绕的线圈匝数,可使玩偶悬得更高,玩偶在更高处静止时受到的磁力更大。
【答案】B
【知识点】电磁铁的其他应用
【解析】【分析】考查玩偶的工作原理,理解右手螺旋定则的内容,注意影响玩偶悬浮的最大高度的因素。根据磁铁的磁性来确定线圈上端,因通电而产生的磁场的磁极,依据右手螺旋定则,及同名磁极相互排斥,即可求解;+线圈的磁场强弱与线圈匝数、有无铁芯及电流的大小有关。
【解答】A、由题意可知,玩偶悬浮在空中,且下端为N极,则通电线圈的上端为N极;根据右手螺旋定则可得,电流从线圈的下端流入,所以a端为电源的正极,故A错误;
B、玩偶会落在软铁上,会磁化线圈,因此玩偶依然受到磁力,故B正确;
C、若将可变电阻的滑片向下移动,可变电阻接入电路的阻值变大,则线圈中的电流减小,通电线圈的磁性减弱,线圈对玩偶的排斥力减小,使玩偶悬得更低,故C错误;
D、若增加环绕软铁的线圈匝数,线圈的磁性变强,线圈对玩偶的排斥力增大,导致玩偶悬浮的高度增加,物体处于静止状态二力平衡,所受的磁力一样大,故D错误;
故选B
二、填空题
11.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。
【答案】是;开关;会
【知识点】紫外线、红外线;电磁铁的其他应用
【解析】【分析】(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。
【解答】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。
12.(2023九上·温州开学考)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。
【答案】(1)D
(2)a
【知识点】导体和绝缘体;电路的动态分析;电磁继电器的组成、原理和特点
【解析】【分析】 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;
【解答】(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
13.(2023·温州模拟)如图甲是一种“潜水自救装置”,其工作原理如图乙所示,反应盒中有可快速反应产生气体的两种物质,彼此分离。当反应开关接通时,反应盒中物质混合并开始反应。力敏电阻RX的阻值随潜水深度的改变而改变,当达到设定的最大安全深度时,电磁铁吸引衔铁,充气开关接通,气囊快速充气上浮,将潜水运动员拉回到水面。其中U为电源电压,R0为定值电阻。
(1)下列放入A中的物质组合,产生气体速度最快的是 。
A.稀盐酸和铁粉 B.稀盐酸和镁粉 C.稀盐酸和铜粉
(2)请计算HCl中氯元素的质量分数   (保留一位小数)
(3)为实现以上功能,所选RX的阻值应随压力增大而   。(填“增大”或“减小”)
【答案】(1)B
(2)97.3%
(3)减小
【知识点】电磁继电器的组成、原理和特点;相对原子质量;有关化学式的计算和推断;金属活动性顺序及其应用
【解析】【分析】
【解答】(1)根据金属活动性顺序可知,金属活动性Mg>Fe>H>Cu,所以Mg和盐酸产生氢气的速率最快,Fe次之,Cu不与盐酸反应,故答案选择B。
(2)HCl中氯元素的质量分数=。
(3)随着水深度的增加,力敏电阻Rx受到的压力增大。当达到设定的最大安全深度时,电磁铁吸引衔铁,充气开关接通,说明随着深度的增加,电磁铁磁性增强,控制电路的电流增大,在电源电压不变时,Rx的阻值减小,所以答案为“减小”。
14.(2023·乐清模拟)商场里的电动扶梯(图甲),有人乘坐时运行速度快,无人乘坐时运行速度较慢,可以有效节约电能。
(1)小明在乘坐电动扶梯到达楼层时,未及时跨出而不慎摔倒。其原因是小明的脚停止了,但上半身仍具有向前运动的   。
(2)根据所学知识,小明设计了图乙的模拟电路,R为力敏电阻,阻值随压力增大而减小。请结合题意,判断电动机M的放置位置(选“A”或“B”),并说明理由   。
【答案】(1)惯性
(2)A处,有人时衔铁与2接触,电动机单独工作,功率大速度快:无人时衔铁与1接触,电动机与电阻R'串联,功率较小速度慢
【知识点】惯性;电磁铁的其他应用
【解析】【分析】(1)物体保持运动状态不变的性质叫惯性。
(2)根据压力的变化分析压敏电阻阻值变化,确定通过电磁铁的电流变化,弄清磁场强弱变化,再根据衔铁位置确定工作状态,最终确定电动机的位置即可。
【解答】(1)小明在乘坐电动扶梯到达楼层时,未及时跨出而不慎摔倒。其原因是小明的脚停止了,但上半身仍具有向前运动的惯性。
(2)根据所学知识,小明设计了图乙的模拟电路,R为力敏电阻,阻值随压力增大而减小。根据题意可知,电动机M的放置位置应该在A处,有人时衔铁与2接触,电动机单独工作,功率大速度快:无人时衔铁与1接触,电动机与电阻R'串联,功率较小速度慢。
15.(2022八下·苍南竞赛)在“制作自动保温器”的项目化活动中,小明设计了如图甲所示自动保温电路图。其工作 原理为:当工作电路接通电源,处于保温器内的电热丝工作,双金属片 AB 受热逐渐向一 侧弯曲;当保温器内温度达到设定值时,双金属片 (阻值忽略不计) 与导体 C 接触,控制 电路中衔铁被吸下,使得工作电路自动断开, 电热丝停止加热。温度降低到一定值后,双 金属片与C 脱离,电热丝重新加热。
(1)当双金属片与导体C接触时,控制电路中的灯L亮度的变化情况是   。
(2)如图乙所示为不同长度的黄铜片和康铜片升高相同温度后的长度变化情况。小明欲用这两 种金属来制作双金属片 AB ,则金属片 A 应选择两种材料中的   。
(3)小明想提高自动保温器的设定温度,下列方法可行的是 。
A..滑动变阻器滑片左移 B.减少电磁铁线圈匝数
C.减小控制电路的电压 D.将导体C适当远离双金属片
【答案】(1)熄灭
(2)黄铜
(3)B;C;D
【知识点】影响电磁铁磁性强弱的因素;电磁铁的其他应用
【解析】【分析】(1)根据电路的连接方式分析灯泡亮度的变化;
(2)根据材料的膨胀性能的大小分析;
(3)要想提高自动保温器的设定温度,需要电热丝工作更长的时间,根据电路的连接方式分析采取的方法。
【解答】(1)当双金属片与导体C不接触时,灯泡、电磁铁、滑动变阻器串联接入电路中,此时通过灯泡有电流,灯泡会发光;当双金属片与导体C接触时,灯泡的两端被导线相连,灯泡被短路,不发光,所以灯泡此时会熄灭;
(2)由图可知,1m长的康铜膨胀后变为1.19m,则2m长的康铜膨胀后变为2.38m,而2m长的黄铜膨胀后变为2.3m,由此可知,同样长度的黄铜和康铜升高相同温度时,康铜膨胀的长度要大,双金属片相同受热情况下往黄铜方向弯曲。为了使金属片向左弯曲,所以黄铜在左边,即A的材料为黄铜;
(3)要想提高自动保温器的设定温度,则需要电热丝工作更长的时间,此时需要减小通过电磁铁的电流或使电磁铁的磁性减弱;
A.滑动变阻器滑片左移,滑动变阻器接入电路的电阻减小,总电阻减小,电路中的电流变大,故A错误;
B.电磁铁磁性的大小与线圈的匝数、电流的大小有关,所以可以减少电磁铁线圈匝数,故B正确;
C.减小控制电路的电压,根据欧姆定律可知,通过电磁铁的电流会变小,故C正确;
D.将导体C适当远离双金属片,只有当双金属片的温度更高时才能与C接通,会提高自动保温器的设定温度,故D正确;
故选BCD。
三、实验探究题
16.(2020·北仑模拟)小科利用电磁铁、小磁铁、指针和刻度盘制成多量程电流表,结构示意图如图所示,其中A、B、C为接线柱,当电流通过电磁铁时,指针绕O点顺时针偏转;电路断开时,指针指O刻度线。
(1)若选择A、C为该电流表的接线柱,则应选择   为“+”接线柱,才能使电流表正常工作。
(2)若将电磁铁适当靠近小磁铁,则该电流表 。
A.零刻度将向右移动 B.指针将发生反偏
C.精确度将提高 D.量程将增大
(3)分析该电流表的结构示意图,判断该电流表量程最大时所选的接线柱是   。
【答案】(1)C
(2)A;C
(3)BC
【知识点】电磁铁的其他应用
【解析】【分析】(1)如果电流表的指针向右偏转,那么电磁铁肯定对条形磁铁有吸引力,据此确定电磁铁的极性,并根据安培定则确定电流方向,进而确定电源的正负极方向;
(2)磁极之间的作用力的大小与磁极之间的距离大小有关,二者之间的距离越小,产生的磁力越大,据此分析;
(3)同样的刻度盘表示大小不同的量程,即相同的电流时,小量程时指针偏转幅度大,而大量程时指针偏转幅度小。为了增大量程,就要在相同条件下,减小条形磁铁受到的吸引力,从而减小指针的偏转幅度。要减小磁力,在电流相同的条件下只能减小电磁铁的线圈匝数。
【解答】(1)根据“异名磁极相互吸引”可知,条形磁铁的左端为N极,那么电磁铁的右端为S极,左端为N极。用右手握住螺线管,大拇指指向左端,此时四指指尖向上,因此电流方向向上,即选择C接线柱与电源正极相连;
(2)A、电路不通电时,右边小磁铁会对电磁铁的铁芯有吸引力作用,因物体间力的作用是相互的,所以,将电磁铁适当靠近小磁铁时,铁芯对小磁铁的吸引力增大,使指针顺时针转动,则零刻度线会向右移动,故A正确。
B、电磁铁适当靠近小磁铁,没有改变电磁铁的极性,指针偏转方向不变,故B错误。
C、将电磁铁适当靠近小磁铁, 在相同的电流条件下,会增大条形磁铁受到的吸引力,那么原来指针不摆动,现在可能指针摆动,即增大了电流表的测量精度,故C正确。
D、若将电磁铁适当靠近小磁铁,电磁铁对小磁铁的吸引增强,在电流不变时,指针会超过最大位置,所以会使量程减小,故D错误。
故选AC
(3)电流表的量程最大时,应该选择匝数较小的线圈,即接线柱选择BC。
17.(2019九上·杭州开学考)图甲为热敏电阻的R﹣t图象,图乙为用此热敏电阻R和继电器组成的恒温箱的简单温控电路,继电器线圈的电阻为150欧,当线圈中电流大于或等于28毫安时,继电器的衔铁被吸合,为继电器线圈供电的电池的电压为6伏,图中的“电源”是恒温箱加热器的电源。
(1)从图甲中可得50℃时热敏电阻的阻值为   欧.
(2)恒温箱的加热器应接在A、B端还是C、D端?   
(3)若恒温箱内的温度达到100℃时,通过计算分析恒温箱加热器是否处于工作状态?   
(4)若在原控制电路中,串联接入一个可变电阻,当该电阻增大时,所控制的恒温箱内的最高温度将   (选填“变大”“不变”或“变小”)。
【答案】(1)90
(2)A、B端
(3)处于不工作状态
(4)变大
【知识点】欧姆定律及其应用;电磁铁的其他应用
【解析】【分析】(1)据图甲可得50℃时热敏电阻的阻值;
(2)当温度低的时候,恒温箱处于工作状态,根据甲图中热敏电阻的阻值变化分析衔铁的位置即可;
(3)当恒温箱内的温度保持 100℃,据甲图可知此时电阻R 大小,而后结合欧姆定律计算电流,与28mA比较即可。
(4)据题目中“当线圈中电流大于或等于28毫安时,继电器的衔铁被吸合”分析即可判断;
【解答】(1)分析图甲可知,50℃时热敏电阻的阻值为90Ω;
(2)A、B当温度较低的时候,热敏电阻的电阻较大,电路中的电流较小,此时继电器的衔铁与AB部分连接,此时是需要加热的,恒温箱内的加热器要工作,所以该把恒温箱内的加热器接在A、B 端。
(3)当温度达到100℃时,据甲图可知,此时的电阻是50Ω,继电器线圈的电阻为150Ω,
该电路的电流是:;
因为其大于28mA,
故恒温箱不处于工作状态;
(4)据题意可知,“当线圈中电流大于或等于28毫安时,继电器的衔铁被吸合”即恒温箱会停止工作,若在控制电路中串联一个电阻后,电路电阻变大,同样情况下,使得电路电流变小,故控制电路达到28mA时所用的时间会更长,则保温箱的加热时间会更长,故保温箱内的温度会更高。
18.(2016八下·浙江期中)巨磁电阻效应
1988年阿尔贝·费尔和彼得·格林贝格尔发现,在铁、铬相间的三层复合膜电阻中,微弱的磁场可以导致电阻大小的急剧变化,这种现象被命名为“巨磁电阻效应”。
更多的实验发现,并非任意两种不同种金属相间的三层膜都具有“巨磁电阻效应”.组成三层膜的两种金属中,有一种是铁、钴、镍这三种容易被磁化的金属中的一种,另一种是不易被磁化的其他金属,才可能产生“巨磁电阻效应”。
进一步研究表明,“巨磁电阻效应”只发生在膜层的厚度为特定值时.用R0表示未加磁场时的电阻,R表示加入磁场后的电阻,科学家测得铁、铬组成的复合膜R与R0之比与膜层厚度d(三层膜厚度均相同)的关系如乙图所示。
1994年IBM公司根据“巨磁电阻效应”原理,研制出“新型读出 磁头”,将磁场对复合膜阻值的影响转换成电流的变化来读取信息。
(1)以下两种金属组成的三层复合膜可能发生“巨磁电阻效应”的是
A.铜、银 B.铁、铜 C.铜、铝 D.铁、镍
(2)对铁、铬组成的复合膜,当膜层厚度是1.1nm时,这种复合膜电阻   (选填“具有”或“不具有”)“巨磁电阻效应”。
(3)“新型读出磁头”可将微弱的   信息转化为电信息。
(4)铁、铬组成的复合膜,发生“巨磁电阻效应”时,其电阻R比未加磁场时的电阻R0 (选填“大”或“小”)得多。
(5)丙图是硬盘某区域磁记录的分布情况,其中1表示有磁区域,0表示无磁区域.将“新型读出磁头”组成如图所示电路,当磁头从左向右匀速经过该区域过程中,电流表读数变化情况应是丁图中的
【答案】(1)B
(2)不具有
(3)磁
(4)小
(5)B
【知识点】电磁铁的其他应用
【解析】(1)由题意知,组成层膜的两种金属有一种是易磁化的金属铁钴镍中的其中一种,另一种是不易被磁化的,故选A;
(2)由图知:当d=2.2nm时,趋近于1,即在施加磁场前后,复合膜的阻值变化较大,不符合“巨磁电阻效应”,即此时复合膜不具有“巨磁电阻效应”.
(3)“新型读出磁头”将磁场对复合膜阻值的影响转化为电流,即将磁场的变化(磁信息)转化电流的变化(电信息).
(4)同(2),由图知:当复合膜发生“巨磁电阻效应”时,即:R<<R0,因此电阻R要比R0小的多.
(5)在“硬盘的磁信息”中,左数第一、四、五格均为有磁区域,由“巨磁电阻效应”知,此时电阻要变小,相应的电流要变大;而左数第二、三格为无磁区域,电阻没有变化,电流较小;
根据上面的分析知,只有B图符合上述要求,故选B.
19.(2011·衢州)法国科学家阿尔贝·费尔和德国科学家彼得·格林贝格尔由于发现了巨磁电阻(GMR)效应,荣获了诺贝尔物理学奖。小明同学设计了如图所示的电路,来研究巨磁电阻的大小与有无磁场的关系。请分析回答:
(1)断开S1,闭合S2,移动滑动变阻器R2的滑片,测得两电表的四组数据如下表所示。由此可知,无磁场时GMR的电阻大小为   欧;
实验序号 1 2 3 4
U/伏 1.00 1.25 2.00 2.50
I/安 2×10-3 2.5×10-3 4×10-3 5×10-3
(2)再闭合S1和S2,保持风滑片位置不变,移动滑动变阻器R2的滑片,测得两电表的四组数据如下表所示,可计算出有磁场时GMR的电阻大小;
实验序号 1 2 3 4
U/伏 0.45 0.91 1.50 1.79
I/安 0.3×10-3 0.6×10-3 1×10-3 1.2×10-3
通过上述实验,得出的结论是   ;
(3)利用小明同学设计的电路并保持原有器材不变,你还可以进一步研究与巨磁电阻大小有关的问题是   。
【答案】(1)500
(2)有磁场时巨磁电阻的阻值明显变大
(3)研究巨磁电阻的大小与磁场强弱的关系(或研究巨磁电阻的大小与磁场方向的关系)
【知识点】电磁铁的构造和原理
【解析】【分析】 (1)要解决此题,需要掌握电阻的计算公式: R=
(2)要得出结论,分别计算出GMR存在磁场和不存在磁场时的电阻,然后进行比较.
(3)要解决此题,需要掌握电流对磁场强度的影响,及电流方向对磁场方向的影响.
【解答】(1)在没有磁场时GMR的电阻根据欧姆定律得,R==500
(2)有磁场时GMR的电阻根据欧姆定律得,R==1500,与无磁场时相比,GMR的电阻明显变大。
(3)由于保持原有器材不变,所以可以通过移动R1的滑片改变其阻值,从而改变通电线圈中的电流,因此可以改变螺线管的磁性强弱。
同时可以通过改变线圈中电流的方向来改变螺线管的磁场方向。
故答案为:(1)500;(2)有磁场时巨磁电阻的阻值明显变大;(3)研究巨磁电阻的大小与磁场强弱的关系(或研究巨磁电阻的大小与磁场方向的关.
四、解答题
20.(2023八下·椒江期末)电梯为居民出入带来了很大的便利,出于安全考虑,电梯设置有超载自动报警系统,其工作原理如图甲所示,R1为保护电阻,R2为压敏电阻,R2 阻值与它所受压力F的关系如图乙所示。闭合开关S,电梯没有超载时,电动机正常工作,电铃不响:当控制电路中的电流达到0.1安时,电铃报警,电动机不工作。已知控制电路电源电压为12伏,电磁铁线圈电阻不计,当R2受到2000牛压力时,R2与R1两端的电压之比为2:1.
(1)图甲中的D点应与触点    (选填”A”、”B”或”Y”)相连。
(2)该电梯的最大载重(轿厢内人和货物的总重)为多少牛?
(3)若想降低该电梯最大载重,下列方法可行的是 (选填字母)
A.适当降低R1阻值
B.适当减小控制电路的电源
C.适当增加电磁铁的线圈匝数
D.适当把电磁铁向右平移一小段距离
【答案】(1)A
(2)由图得F= 2000N时,R2=160Ω
,R1=80Ω
R总= = 120Ω
R1=R总-R1=120Ω-80Ω=40N
由图得F=8000N
(3)A;C;D
【知识点】欧姆定律及其应用;影响电磁铁磁性强弱的因素;电磁铁的其他应用
【解析】【分析】(1)根据乙图分析压敏电阻的阻值随压力的变化规律,从而确定超载时电磁铁的磁场强弱变化,确定衔铁位置,最后与此时的工作状态进行对照即可。
(2)由图甲知R1与R2串联,由根据图丙知当压力F=2000N时压敏电阻的阻值,再根据串联电路电压与电阻成正比计算出R1的阻值。 当电流为0.1A时,电梯超载,根据 计算出此时的总电阻,再根据R2=R总-R1计算出此时压敏电阻的阻值,最后根据乙图确定最大载重。
(3)电梯超载报警时,电磁铁吸引衔铁的作用力几乎不变,可从影响电磁铁磁场强弱的因素,杠杆的平衡条件等角度思考解决方案。
【解答】(1)当电梯超载时,压敏电阻的阻值减小,通过电磁铁的电流增大,则它的磁场增强,将衔铁吸下来接通触点B。此时电铃报警,即C与B相接,那么触点D应该与A相接。
(3)降低该电梯最大载重,即压敏电阻的阻值变大。而电磁铁吸合时电流大小不变,则总电阻不变。根据R总=R1+R2可知,需减小定值电阻接入电路的阻值,故A正确;
降低该电梯最大载重,即压敏电阻的阻值变大。如果R1的阻值不变,那么根据R总=R1+R2可知,此时总电阻增大。根据U=IR可知,此时控制电路的电压增大,故B错误;
降低该电梯最大载重,即压敏电阻的阻值变大,则通过电磁铁的电流减小,而磁场减弱,此时可以通过增加电磁铁线圈匝数的方式增大磁场强度,故C正确;
降低该电梯最大载重,即压敏电阻的阻值变大,则通过电磁铁的电流减小,而磁场减弱,则衔铁受到的电磁力减小。根据杠杆的平衡条件可知,此时可以将电磁铁向右移动从而增大动力臂,故D正确。
故选ACD。
21.(2023八下·海曙期末)某项目学习小组计划设计一款可温控电风扇(如图甲所示)。工作电路电源电压220V,控制电路电源电压3V,Rx为热敏电阻,其阻值随温度的变化如图乙所示。S为联动开关,当S拨向左侧时与a、b连接,控制电路为断开状态;当S拨向右侧时与b、c连接,控制电路为闭合状态(电磁铁线圈电阻忽略不计)。
[工作原理]
在开关S1闭合的前提下,当联动开关S拨向右侧时,若室温达到30℃,电磁继电器吸引衔铁,动触头上弹,工作电路接通,电风扇运转;当室温低于22℃,电磁继电器断开衔铁,动触头弹回,工作电路断开,电风扇停止运转;当未达到临界温度时,电风扇将保持原来工作状态。
(1)[产品制作]
根据电路图的工作原理,S1闭合,当联动开关S拨向   (选填“左”或“右”)侧时为温控模式。
(2)[产品测试]
温控模式下,当控制电路的电流为30mA时,试通过计算说明此时风扇是否处于运转状态。
(3)[产品评价]
项目小组制定了项目成果评价表,下表是部分指标的评价内容。请依据以下项目评价表,首先针对[指标1]来评价该作品的达成情况的等级,然后再筒要地说明你的评价理由。
指标内容 等级 优秀 良好 待改进
指标1 能否温度控制或人工控制电风扇的启动或关闭 既能温度控制,又能人工控制 能温度控制,但不能人工控制 不能温度控制,但能人工控制
指标2 电风扇的风速是否可调 风速是可调且有对应的档位指示 风速是可调的但无对应的档位指示 风速不可调
(4)[产品迭代]
小曙提出对方案进行适当的升级改造,欲使电风扇运转的临界温度可根据使用者的需求进行个性化调节。为达成该设计的迭代升级,以下方案中可行的是________。
A.在控制电路中接一个滑动变阻器
B.电磁铁选用匝数可变的线圈
C.设置一个可改变电风扇风速的旋钮
D.改变工作电路中滑动变阻器的阻值
E.将控制电路的电源改成电压可调的电源
【答案】(1)右
(2)解:U拉=3V, I 拉=30mA=0.03A,RX=U控/I 控=3V/0.03A=100Ω。
此时100Ω 处于30Ω-300Ω之间,在温控状态下,如风扇原先处于运转状态,则此时风扇继续运转;如风扇原先处于停止状态,则此时风扇继续保持停止状态。
(3)针对指标一:这个作品为优秀。因为当S1闭合,S与a,b连接时,控制电路处于断开状态,此时为人为控制状态,通过手动通断St即可实现风扇的开关;当S1闭合,S与b,c连接时,控制电路处于闭合状态,此时风扇处于温控状态,通过温度对热敏电阻的影响,实现控制电路对衔铁的吸放,进而控制工作电路风扇的自动运转和停止。
(4)A;B;E
【知识点】欧姆定律及其应用;影响电磁铁磁性强弱的因素;电磁铁的其他应用
【解析】【分析】(1)根据“在开关S1闭合的前提下,当联动开关S拨向右侧时,若室温达到30℃,电磁继电器吸引衔铁,动触头上弹,工作电路接通,电风扇运转;当室温低于22℃,电磁继电器断开衔铁,动触头弹回,工作电路断开,电风扇停止运转”分析解答;
(2)首先根据计算控制电路电流为30mA时温控电阻的阻值,然后根据乙图确定此时对应的温度,最后与温度变化范围进行比较即可。
(3)根据图片,分析能否通过开关的切换,使电风扇处于人工控制和温度控制两种状态,进而针对指标1评定等级。
(4)在控制电路部分,电磁铁的吸合还是断开,取决于电磁力的大小。当临界温度发生改变时,温控电阻的阻值肯定发生改变,但是电磁力大小不能改变,据此对各个选项进行判断即可。
【解答】(1)根据甲图可知,当开关S1闭合,联动开关S拨向右侧时,控制电路与温控电阻Rx相接,此时可以借助电磁铁控制电动机的工作,实现温控模式。
(4)电磁铁吸合时需要的电磁力大小应该是不变的。如果保持通过它的电流不变,那么总电阻就保持不变。当临界温度改变时,温控电阻的阻值发生改变,为了保持总电阻不变,此时可以连接一个滑动变阻器进行相应调节,故A符合题意;
当温度改变时,温控电阻的阻值改变,那么通过电磁铁的电流大小改变,此时电磁力发生改变。为了保持电磁力的大小不变,此时可以调节线圈匝数改变磁场强度,故B符合题意;
改变电风扇风速的旋钮对温度没有影响,故C不合题意;
工作电路中的变阻器不会影响到电磁铁的工作,故D不合题意;
当温度改变时,温控电阻阻值改变,跟机U=IR可知,当电流不变时,可以相应改变电源电压,故E符合题意。
故选ABE。
22.(2022八下·鄞州期末)为判断短跑比赛是否抢跑,某兴趣小组设计了如图所示的“抢跑自动指示”电路。其工作原理是:当运动员蹲在起跑器上后,闭合S:当发令时,闭合S1,发令指示灯亮,运动员起跑后,装在起跑器上的压敏电阻R0因受到压力减小,其电阻改变,起跑指示灯亮。已知压敏电阻R0通常有两种类型:A.阻值随压力增大而增大;B.阻值随压力增大而减小。则该压敏电阻R0应选择 ▲ 类型,结合电路简要说明该抢跑自动指示器的工作原理。
【答案】A;当运动员起跑时,压敏电阻R0受到的压力减小,R0的阻值减小,发令控制电路的总电阻也减小,通过电磁铁的电流增大,使电磁铁的磁性增强,S2 被吸引而闭合,起跑指示灯亮。若起跑指示灯先于发令指示灯亮,则说明运动员抢跑。
【知识点】欧姆定律及其应用;影响电磁铁磁性强弱的因素;电磁铁的其他应用
【解析】【分析】①根据图片可知,起跑指示灯受到开关S2的控制,而S2受到电磁铁的吸引而闭合。根据题意可知,当运动员起跑后,起跑指示灯才发光,说明此时电磁铁的磁场变强,通过它的电流变大,而压敏电阻的阻值减小,据此分析并选择压敏电阻的类型。
②正常情况下,应该先发出起跑指令,运动员再起跑,即发令指示灯先亮,而起跑指示灯后亮。如果指示灯亮的顺序相反,说明运动员起跑了,据此分析解答。
1 / 1