人教版物理九年级第二十章第3节《电磁铁 电磁继电器》同步练习.doc

人教版物理九年级全册第20章第3节电磁铁电磁继电器同步练习
一、选择题
1、在通电螺线管中插入下列物体后使其磁性一定增强的是（ ）
A．铜棒 B．铅棒 C．铝棒 D．铁棒
答案：D
知识点：电磁铁的构造和原理
解析：
解答：磁化是指原来没有磁性的物体获得磁性的过程。铜、铅和铝都不是磁性材料，不能被磁化。铁、钴、镍等软磁体可以被磁化。铁芯被通电螺线管的磁场磁化后也变成了一个磁体，这样由于两个磁场互相叠加，从而使螺线管的磁性大大增强。所以ABC错误，D正确。
故选D
分析：能够被磁化的物质只有铁、钴、镍等软磁体，从这个角度来进行分析。铁芯是磁性材料，可以利用的磁性材料有钢（硬磁性材料）和铁（软磁性材料），它们在通电螺线管内就会被磁化，铁芯被磁化后，也获得了磁性，产生磁场，使通电螺线管的磁性增强。
2、关于电磁铁，几位同学有下面的一些说法，你认为其中错误的是（ ）
A．电磁铁通电时有磁性，断电时没有磁性
B．电磁铁中通过的电流越大，它的磁性就越强
C．在电流一定的情况下，外形相同的螺线管线圈匝数越多，它的磁性越强
D．往通电螺线管中插入金属棒就会使通电螺线管的磁性增强
答案：D
知识点：电磁铁的构造和原理
解析：
解答：A、电磁铁通电时产生磁性，断电时磁性消失，故A正确，不符合题意；
B、在其它条件相同时，电流越大，通电螺线管的磁性越强，故B正确，不符合题意；
C、电磁铁的磁性取决于线圈的匝数和电流的强弱，在电流一定时，外形相同的螺线管，线圈匝数越多，它的磁性越强，故C正确，不符合题意；
D、通电螺线管的磁性与螺线管内有无铁芯有关。而往通电螺线管中插入金属棒，不一定是铁芯，若是铜棒，就不会使通电螺线管的磁性增强，故D错误，符合题意。
故选D
分析：电磁铁的磁性强弱的影响因素：电流的大小，线圈匝数的多少，有无铁芯．电流越大，匝数越多，有铁芯磁性越强；
电磁铁的优点：磁性的有无可以由电流的通断来控制，磁性的强弱可以由电流的大小。
3、如图所示，在电磁铁正上方用弹簧挂着一条形磁铁，开关闭合后，当滑片P从a端向b端滑动过程中，会出现的现象是（ ）
A．电流表示数变大，弹簧长度变长
B．电流表示数变大，弹簧长度变短
C．电流表示数变小，弹簧长度变短
D．电流表示数变小，弹簧长度变长
答案：B
知识点：影响电磁铁磁性强弱的因素；欧姆定律的应用．
解析：
解答：电流由下方流入，则由右手螺旋定则可知，螺线管上端为N极；由于同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，两磁铁同名相对，故相互排斥；当滑片P从a端向b端滑动过程中，滑动变阻器接入电路中的电阻减小，总电阻减小，由欧姆定律可得，电路中电流变大，在其它条件相同时，电流越大，电磁铁的磁性越强，则条形磁铁受向上的磁力增大；条形磁铁受重力、拉力及向上的磁场力，向下的重力与向上的弹簧的弹力及磁场力之和相等，因重力不变，磁场力增大，故弹簧的弹力减小，故弹簧长度变短。
故选B
分析：由右手螺旋定则可得出螺线管上端磁极，则由磁极间的相互作用可知电磁铁与条形磁铁的作用；根据滑片的移动确定接入电路中电阻的变化，利用欧姆定律可知电路中电流的变化和电磁铁磁性的变化，进一步判断弹簧长度的变化。
4、如图是一种水位自动报警器的原理图，它运用了许多物理知识，以下说法中正确的是（ ）
A．不纯净的水是导体
B．水位到达金属块A时，红灯亮
C．报警器中的电磁铁运用了电流的热效应
D．电磁继电器实质是一种电路开关
答案：C
知识点： 电磁继电器的组成、原理和特点
解析：
解答：A、纯净的水是绝缘体，不纯净的水一般是导体，故A正确；
B、读图可知，当水位到达A时电路接通，电磁继电器有磁性，衔铁就会在电磁力吸引的作用下与红灯接通，红灯亮；故B正确；
C、报警器中的电磁铁运用了电流的磁效应，而不是热效应，故C错误；
D、电磁继电器实质是一种电路开关，由控制电路来控制工作电路的自动开关，故D正确。
故选C
分析：首先应弄清图中所示的自动报警器工作原理：当水位到达A时，由于一般水具有导电性，那么电磁铁所在电路被接通，吸引衔铁向下，从而接通红灯所在电路，此时红灯亮，而绿灯不亮。
5、下列用电器中，没有使用到电磁铁的是（ ）
A．电炉 B．电铃 C．电磁继电器 D．电磁选矿机
答案：A
知识点：电磁铁的其他应用
解析：
解答：A、电炉是是利用电流的热效应工作的，电炉工作时，电流通过电热丝做功，消耗电能转化为内能，没有应用电磁铁，故A符合题意；
B、电铃通电时，电磁铁有电流通过，产生了磁性，把小锤下方的弹性片吸过来，使小锤打击电铃发出声音，同时电路断开，电磁铁失去了磁性，小锤又被弹回，电路闭合，不断重复，电铃便发出连续击打声．应用了电磁铁，故B不合题意；
C、电磁继电器是通过控制电磁铁中电流的有无来控制另外更大电器的开关，应用了电磁铁，故C不合题意；
D、电磁选矿机由电磁铁、螺线管组成，它的作用是通电产生磁性吸引铁矿石，将非铁矿石筛选出来．应用了电磁铁，故D不合题意。
分析：带有铁芯的通电螺线管就是电磁铁，电铃中铃锤的敲打、电磁继电器、电磁选矿机的自动控制都是利用电磁铁；只有电炉，是利用电流的热效应工作的。
6、雯晴走到电动扶梯（电梯）前，发现电梯上没有站人时运行较慢，当她站到电梯上时又快了很多．她了解到电梯是由电动机带动运转的，电梯的控制电路中安装了力敏电阻（力敏电阻受到压力时，阻值会发生变化），控制电梯运动快慢的模拟电路如图所示．以下分析合理的是（ ）
A．触点3与触点1接触时，电梯运行较快
B．力敏电阻由半导体材料制成，受压时阻值变小
C．电梯没有站人时，继电器的电磁铁磁性较强
D．电梯没有站人时，电动机的额定功率较小
答案：B
知识点：电磁铁的其他应用．
解析：
解答：ACD、当电梯上没有站人时，对力敏电阻的压力变小，力敏电阻的阻值变大，电路中的电流变小，电磁铁的磁性变弱，达到一定程度，衔铁在左边弹簧的拉力作用下提起，使3与1接触，电动机和电阻R串联，使工作电路的电流变小，电动机两端的电压减小，转速变慢，电动机的实际功率变小，但额定功率不变，故A、C、D错误；
B、力敏电阻受到压力时，阻值会发生变化，是由半导体材料制成，受到压力时其阻值变小，故B正确；
故选B
分析：本题中有两个电路，左侧为压敏电阻与电磁铁串联为控制电路，右侧为电动机的工作电路，当衔铁与触点1接触时，R与电机串联，当衔铁与触点2接触时，电阻R开路，电动机的电压增大。
7、如图示是某同学连接的电铃电路，开关闭合后，电路中始终有电流，但电铃只响一声就不再响了，原因是（ ）
A．电磁铁始终没有磁性
B．衔铁一直被电磁铁吸着不能回弹
C．衔铁没有向下运动
D．电池正、负极接反了
答案：B
知识点：电磁铁的其他应用
解析：
解答：当开关闭合后，电路中有电流，电磁铁有磁性，吸引衔铁，衔铁被吸下的同时，打击铃碗，发出声音。此时电路始终接通，电磁铁始终吸引衔铁，衔铁不会回弹，所以钉锤不能再重复打击铃碗。
故选B
分析：电铃发出声音是受到钉锤的敲击而产生的．不能连续发声，是钉锤不会连续敲击造成的，从此入手分析即可解决此题。
8、如图所示为一种温度自动报警器原理图，它的核心部件是一支顶端封有一段金属丝的水银温度计．关于此温度报警器的说法错误的是（ ）
A．温度升高至74℃时，电灯亮
B．温度升高至74℃时，电铃响
C．温度计是根据液体热胀冷缩的性质工作的
D．电磁继电器是一种电路开关
答案：A
知识点：电磁铁的其他应用
解析：
解答：AB、温度计内的测温液体是水银，它是导体，当温度升高时，水银柱会上升，直到与温度计上方的金属丝相连，使控制电路接通。当温度升高至74℃时，控制电路接通，电磁铁有磁性，吸引衔铁，电铃接入电路，电灯所在的电路断开，出现铃响灯不亮的现象，故A错误，符合题意，B正确，不符合题意；
C、液体温度计是根据液体热胀冷缩的性质制成的，故C正确，不符合题意；
D、温度上升水银与金属丝接触，控制电路接通，温度下降，水银面与金属丝分离时，控制电路断开，所以水银温度计在电路中的作用相当于一个开关，故D正确，不符合题意。
故选A
分析：要解答本题需掌握：题干中该温度计的最小刻度值为2℃，直接根据液柱（或所指示）的位置即可读出该处的温度值，读数时要从绝对值小的示数向绝对值大的示数读起；
电磁继电器由两部分构成：①低压控制电路，②工作电路；其实质是一个自动控制开关
9、法国科学家阿尔贝 费尔和德国彼得 格林贝格尔由于发现了巨磁电阻（GMR）效应，荣获了2007年诺贝尔物理学奖．如图是研究巨磁电阻特性的原理示意图．实验发现，闭合S1、S2后，当滑片P向左滑动的过程中，指示灯明显变亮，则下列说法（ ）
A．电磁铁右端为N极
B．滑片P向右滑动过程中电磁铁的磁性增强
C．巨磁电阻的阻值随磁场的减弱而明显增大
D．巨磁电阻的阻值随磁场的减弱而明显减小
答案：C
知识点：安培定则；影响电磁铁磁性强弱的因素；欧姆定律的应用．
解析：
解答：A、由安培定则可知，电磁铁左端为N极，故A错误；
B、滑片P向右滑动过程中，电阻变大，电流变小，电磁铁的磁性减弱，故B错误；
CD、滑片向左滑动的过程中，滑动变阻器接入电路的阻值减小，左边电路中的电流增大，根据电磁铁的磁性强弱与电流的关系可知，电磁铁的磁性增强。而指示灯明显变亮，说明右边电路的电流变大了，巨磁电阻的电阻变小了，磁性减弱时，巨磁电阻的电阻变大，故C正确，D错误。
故选C
分析：通过电路中电流的变化结合电磁铁磁性强弱的决定因素可以确定滑片移动时，其磁性的变化；根据灯泡的亮度变化，能够确定电路中电流的变化，进而知道巨磁电阻的阻值与磁场强弱的关系。
10、某同学用两个相同的大铁钉绕制成电磁铁进行实验，如图所示．在“研究电磁铁”的实验过程中，当S闭合后，下列说法不正确的是（ ）
A．电磁铁能吸引的大头针越多，表明它的磁性越强
B．电流相同，匝数多的磁性强
C．B线圈的匝数较多，说明通过B线圈的电流大于通过A线圈的电流
D．要使电磁铁磁性增强，应将滑动变阻器的滑片P向左移动
答案：C
知识点：探究影响电磁铁磁性强弱的因素的实验
解析：
解答：A、电磁铁能吸引的大头针越多，表明它的磁性越强，故A正确；
B、在其它条件相同时，匝数多的磁性强，故B正确;
C、串联电路处处电流相同，因此通过AB线圈的电流相同，故C错误；
D、滑片P向左移动时，电路中的电阻减小，电流增大，电磁铁的磁性会增强，故D正确。故选C
分析：影响电磁铁磁性强弱的因素主要有电流的大小、线圈的匝数、铁芯的有无，在研究过程中和分析实验结论时，要运用控制变量法。
11、在“研究电磁铁”的实验中，有一个步骤是：改变电磁铁的接线，使通电线圈的匝数增多，同时调节变阻器的滑片，使电流保持不变，观察电磁铁吸引大头针的数目有什么变化．这一步骤的实验目的是研究电磁铁的磁性（ ）
A．跟电流通断的关系 B．跟电流大小的关系
C．跟电流方向的关系 D．跟线圈匝数的关系
答案：D
知识点：探究影响电磁铁磁性强弱的因素的实验．
解析：
解答：改变电磁铁的接线，使通电线圈的匝数增多，同时调整变阻器的滑片，使电流保持不变，观察电磁铁吸引大头针的数目有什么变化，这个实验设计是在电流和铁芯一定时，研究的是电磁铁磁性强弱跟线圈匝数的关系。
故选D
分析：电磁铁磁性强弱的影响因素：电流大小、线圈匝数多少、有无铁芯．电流越大，匝数越多，有铁芯时电磁铁的磁性越强；用控制变量法和转换法研究电磁铁磁性强弱的影响因素。
12、关于电磁铁，下面说法中正确的是（ ）
A．电磁铁磁性的强弱只与电流的大小有关
B．电磁继电器中的磁体，必须用电磁铁
C．电磁继电器中的磁体，可以用永磁体，也可以用电磁铁
D．电磁铁中的铁芯，可以用钢棒代替
答案：B
知识点：电磁铁的构造和原理
解析：
解答：A、电磁铁的磁性强弱与电流的大小和线圈的匝数有关，故A错误；
BC、电磁继电器中的磁体，必须用电磁铁，通过电流的通断控制磁性的有无，不能用永磁体，故B正确,C错误；
D、钢棒是永磁体，磁化后不容易退磁，故不能用钢棒代替铁芯，故选项D错误；
故选B．
分析：电磁铁是利用电流的磁效应制成的，电流的通断可以控制磁性的有无．电磁铁有电流有磁性，无电流时无磁性．铁芯需用软磁性材料制成，因为软磁性材料的磁性不能保留下来．
13、如图所示，条形磁铁置于水平桌面上，电磁铁与条形磁铁处于同一水平线放置，且左端固定，当开关S闭合，电路中滑动变阻器的滑片P逐渐向下移动时，条形磁铁始终保持静止，则在此过程中，条形磁铁受到的摩擦力（ ）
A．方向向右，逐渐减小 B．方向向右，逐渐增大
C．方向向左，逐渐减小 D．方向向左，逐渐增大
答案：A
知识点：影响电磁铁磁性强弱的因素；摩擦力的方向；磁极间的相互作用
解析：
解答：根据安培定则可知，电磁铁右端为N极，与条形磁铁的S极相对，相互吸引，则条形磁铁受到电磁铁向左的吸引力，因为条形磁铁始终保持静止，所以它受到的吸引力和桌面对它的摩擦力是一对平衡力，大小相等，方向相反，所以条形磁铁受到的摩擦力的方向是向右的；
当滑片逐渐向下移动时，连入电路的电阻逐渐增大，由欧姆定律可得线圈中电流逐渐变小，则磁场逐渐变弱，条形磁铁受到电磁铁的吸引力逐渐变小，因条形磁铁受的是平衡力，故摩擦力的大小也会逐渐减小。
故选A
分析：由安培定则可判断电磁铁的极性，由磁极间的相互作用可判断条形磁铁受力方向；由滑片的移动可知接入电阻的变化及电流的变化，则可知磁性强弱的变化，从而求得磁铁受力大小的变化。
14、如图所示是消防应急灯的电路图，其中少连了一根导线，工作原理是：外部电路为220V交流电，当其正常时，两盏标有“6V”灯泡不发光；外部电路停电时，两盏标有“6V”灯泡发光．对于这一装置及其工作特点，下列说法中正确的是（ ）
A．当外部电路停电时，电磁铁所在电路工作
B．电磁铁通电时，弹簧具有弹性势能
C．电磁铁的上端始终为N极
D．C点应该和触点B相连
答案：B
知识点：电磁继电器的组成、原理和特点．
解析：
解答：A、当外部电路停电时，电磁铁所在电路停止工作，故A错误；
B、电磁铁通电时，弹簧发生形变，具有弹性势能，故B正确；
C、当电路断开时，电磁铁没有磁性，故C错误；
D、C点应该和触点A相连，这样才能保证外部电路停电时，两盏标有“6V”灯泡发光，故D错误。
故选B
分析：根据题意，两盏标有“6V”的灯泡是连在6V的电源上的，因此，为了保证其正常工作，应将两灯泡并联．又因为平时应急灯应该是熄灭的，所以接在220V电压下的电磁铁应具有磁性，平时吸引衔铁，使灯泡的电路断开，当停电时，电磁铁失去磁性，衔铁弹回，两灯泡所在的电路才会接通。
二、填空题
15、如图所示，要使磁铁M的磁性最强，应将滑动变阻器滑片P移至
端，并将开关S接到 位置．
答案：b；c
知识点：探究影响电磁铁磁性强弱的因素的实验
解析：
解答：在此实验装置中，要使电磁铁的磁性增强，可增加线圈的匝数，故可以把开关S接到c点，同时也可以增大电流，由欧姆定律可知，在电源电压一定时，减小电阻，即滑片P向b端移动，以减小滑动变阻器接入电路的阻值，增大电路中的电流，从而增强电磁铁的磁性。
故答案为：b；c
分析：要解决此题，需要掌握影响电磁铁磁性强弱的因素，即电流的通断、电流的大小、线圈的匝数有关，利用上述知识结合欧姆定律进行分析即可。
16、电磁铁有许多优点：其磁性的有无可以通过 来控制；磁性的强弱可以通过 来控制；磁极的性质可以通过 来改变．
答案：通断电流；电流的强弱；电流的方向
知识点：电磁铁的构造和原理；影响电磁铁磁性强弱的因素
解析：
解答：电磁铁的原理就是利用通电导线周围存在磁场制成的，它的优点是：可以通过通断电流来控制磁性，可以从电流的强弱控制磁性的强弱，还可以通过改变电流的方向来改变磁极的极性。
故答案为：通断电流；电流的强弱；电流的方向
分析：要解答本题需掌握：电磁铁的磁性的有无可以通过电流的通断来控制；磁性的强弱和电流的强弱有关；改变电流的方向可以改变磁极的极性。
17、在生活中电磁铁的应用很广泛，如电铃、电磁起重机等，它的磁性强弱可以通过改变 来实现； 根据图中小磁针的受力情况可知电源的右端是 极（填“正”或“负”）．
答案：线圈匝数（或电流大小）；负
知识点：探究影响电磁铁磁性强弱的因素的实验．
解析：
解答：电磁铁的磁性与电流大小、线圈匝数有关，所以它的磁性强弱可以通过改变线圈匝数（或电流大小）来实现；
由图知，电磁铁的右端为S极，由右手螺旋定则得线圈中电流方向向上，所以左端为电源的正极，右端为负极。
故答案为：线圈匝数（或电流大小）；负
分析：掌握影响电磁铁磁性强弱的因素：电流大小、线圈匝数、有无铁芯；
根据磁体间的相互作用，判断出电磁铁的N、S极，根据右手螺旋定则判断出线圈中的电流方向，从而确定电源的正负极。
18、如图所示是电磁选矿机的示意图，其中M为矿石，D为电磁铁，落入B中的是 ，落入C中的是 ．（填“铁矿石”“非铁矿石”）
答案：铁矿石；非铁矿石
知识点：电磁铁的构造和原理
解析：
解答：电磁选矿机在工作过程中，在矿石落下时，其中铁矿石被电磁铁吸引，并在圆筒转动的过程中转过竖直位置落入B中，而非铁矿石在重力的作用下落入C中。
故答案为：铁矿石；非铁矿石
分析：电磁选矿机的原理是：滚筒本身是非磁性物质，是空心的；电磁铁放在滚筒内的前部．
当矿石从漏斗落到转动的滚筒上时：非磁性物质直接落下。
含有磁性的铁矿石在滚筒内前部的磁铁的吸引下，随滚筒转动，转过一定角度没有磁铁时落下；这样分离出铁矿石和非铁矿石．
19、新建的居民住宅大多安装了自动空气开关．其原理如图所示，当电路由于电流过大时，电磁铁P的磁性将变 （选填“强”或“弱”），吸引衔铁Q的力变大，使衔铁转动，闸刀在弹力作用下自动开启，切断电路，起到保险作用．某周末，文强同学在家开着空调看电视，妈妈打开电饭锅做饭时，家里的自动空气开关“跳闸”．则此时“跳闸”的原因最可能是 ．
答案：强；总功率过大
知识点：影响电磁铁磁性强弱的因素；家庭电路电流过大的原因
解析：
解答：电磁铁P可以对衔铁Q产生吸引力，也可以释放衔铁。当电流中电流不大时，虽然电磁铁具有磁性，但对衔铁的吸引力比较小，无法使衔铁转动，使电路可以正常工作。
当电流中电流过大时，电磁铁的磁性变强，对衔铁的吸引力变大，使衔铁转动，在弹簧的作用下，空气开关断开，保护电路中的用电器不会烧毁。
家庭电流中电流过大总共有2个原因：短路和总功率过大。当导线短路时，电流直接通过导线，由于导线电阻很小，导致电流过大；当用电器总功率过大时，根据公式P=UI，电流会非常大。因为打开了电饭锅导致“跳闸”，故是因总功率过大。
故答案为：强；总功率过大
分析：电磁铁的磁性跟电流大小、线圈的匝数、有无铁芯有关．有铁芯时，电流越大，线圈匝数越多，磁性越强；
当线圈匝数不变，铁芯不变时，电磁铁中电流增大到一定值时，磁性增强能把衔铁Q吸引过来，闸刀开关被弹簧拉起，电路断开，起到保护作用；
家庭电路中电流过大的原因有两种，一是用电器短路，二是用电器总功率过大。
20、如图虚线框内的装置叫 ，其中R是热敏电阻，它的阻值随温度的升高而减小，R0是滑动变阻器．该装置的工作原理是：随室内温度的升高，热敏电阻的阻值减小，控制电路中电流增大，当电流达到一定值时，衔铁被吸合，右侧空调电路接通，空调开始工作．为了节能，现要将空调启动的温度调高，可以适当将滑片P向 （选填“左”或“右”）移动，或者适当 （选填“增大”或“减小”）控制电路的电源电压．
答案：电磁继电器；右；减小
知识点：电磁继电器的组成、原理和特点
解析：
解答：电磁继电器在电路中相当于开关，因此虚线框内的装置叫电磁继电器；
根据题意可知，衔铁吸合需要的电流是一定的，即控制电路中的电流不变；
要将空调启动的温度调高，则热敏电阻的阻值将减小，由 可知，当电源电压一定时，热敏电阻越小，则滑动变阻器接入电路的阻值越大，即将滑片向右移动；
当滑动变阻器的阻值一定时，热敏电阻的阻值减小，则电源电压也需要减小。
故答案为：电磁继电器；右；减小
分析：根据图示可知，电路包括控制电路和工作电路；
热敏电阻决定了电路的工作，而随室内温度的升高，热敏电阻的阻值减小；根据题意可知，当控制电路中的电流达到一定值时，衔铁被吸合，右侧空调电路接通，空调工作；根据热敏电阻的变化和欧姆定律判断滑动变阻器滑片移动的方向和电源电压的变化。
三、作图题
21、给你一个带铁芯的螺线管、蓄电池、开关、滑动变阻器，如图所示，
（1）用笔画线代替导线，把它们连接起来（连线不要交叉），要求满足以下两点要求：
①组成一个可以改变电磁铁磁性强弱的电路；
②当滑动变阻器的滑片向左滑动时，电磁铁的磁性增强。
（2）标出通电电磁铁的N、S极。
答案：见解析
知识点：探究影响电磁铁磁性强弱的因素的实验；安培定则；滑动变阻器的使用．
解析：
解答：在电磁铁匝数一定情况下，要改变电磁铁的磁性强弱，就只能改变其电流大小，就要求电路中接入滑动变阻器。滑动变阻器的滑片向左滑动时，电磁铁的磁性增强，就要使P向左移动时，电路中的电流变大，滑动变阻器接入电路的电阻减小，从而决定了滑动变阻器接线柱的选取。如图所示：
分析：改变电磁铁的磁性强弱，就要从改变电磁铁的线圈匝数或者改变通过电磁铁的电流大小入手。而电磁铁固定，则其匝数固定，只能从电流入手，改变滑动变阻器接入的阻值可以改变电路中的电流。
22、如图是防汛报警器的装置图，请用笔画线正确连接电路．当水位上涨时，电路接通，小灯泡发光报警．
答案：见解析
知识点：电磁继电器的组成、原理和特点．
解析：
解答：当水位上升到一定位置时，浮子A就会将竹片圆筒B顶起，使开关K闭合，控制电路被接通。电磁铁产生磁性，衔铁被吸引，使触点开关闭合，从而工作电路被接通，这样小灯泡就能发光报警。如图所示：
分析：水位上涨后闭合K，电磁继电器通电，线圈中就会流过一定的电流，从而产生电磁效应，衔铁就会在磁力吸引的作用下克服返回弹簧的拉力吸向铁芯，从而带动衔铁的动触点与静触点吸合，使灯泡发光起到报警作用。
四、实验探究题
23、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 （选填“增加”或“减少”），说明电流越 ，电磁铁磁性越强；
（2）由图示可知， （选填“甲”或“乙”）的磁性强，说明电流一定时， ，电磁铁磁性越强；
（3）电磁铁吸引的大头针下端分散的原因是 ；
（4）本实验中用到了多种研究方法：
①如研究电磁铁的磁性强弱和线圈匝数有关时，就应控制电流相等，下列实验的研究方法和这种方法不同的是
A．研究电流大小和电压、电阻的关系
B．研究影响电阻大小的因素
C．用电流表测量串联电路中的电流
②本实验中还用到了其他研究方法，如电磁铁的磁性强弱用什么来显示，下列实验的研究方法和这种方法不同的是
A．在测量小灯泡的功率时，用电压和电流之积来表示电功率
B．研究电热和那些因素有关的实验中，用液柱的高度差来表示电热多少
C．研究动能大小和那些因素有关的实验中，用小木块被推开的远近，来表示动能的大小
（5）本实验进行了多次实验，多次实验的目的和下列实验多次实验的目的相同的是
A．伏安法测量定值电阻的阻值 B．探究并联电路电流规律 C．测量小石块的密度
答案：（1）增加；大（2）甲；线圈匝数越多
（3）同名磁极相互排斥（4）C；A （5）B
知识点：探究影响电磁铁磁性强弱的因素的实验
解析：
解答：（1）当滑动变阻器滑片向左移动时，滑动变阻器的阻值减小，电路中的电流变大，电磁铁的磁性增强，吸引大头针的个数增加；
（2）由图知，甲吸引大头针的个数较多，说明甲的磁性较强，甲乙串联，电流相等，甲的线圈匝数大于乙的线圈匝数，说明电流一定时，线圈匝数越多，电磁铁磁性越强；
（3）大头针被磁化，同一端的磁性相同，互相排斥，所以下端分散．
（4）①研究电磁铁的磁性强弱和线圈匝数有关时，就应控制电流相等，就是采用控制变量法；
A．研究电流大小和电压、电阻的关系；采用控制变量法；
B．研究影响电阻大小的因素；采用控制变量法；
C．用电流表测量串联电路中的电流，采用实验归纳法，不是控制变量法；
故和控制变量法不同的是C
②本实验中还用到了其他研究方法，如电磁铁的磁性强弱用什么来显示，这是转换法的思想，
A．在测量小灯泡的功率时，用电压和电流之积来表示电功率，采用电功率的定义，不是转换法；
B．研究电热和那些因素有关的实验中，用液柱的高度差来表示电热多少，采用转换法；
C．研究动能大小和那些因素有关的实验中，用小木块被推开的远近，来表示动能的大小，采用转换法。
故和电磁铁的磁性强弱用什么来显示的这种方法不同的是A
（5）研究“探究电磁铁的磁性跟哪些因素有关”，多次实验的目的是总结规律，避免因次数太少造成结论的偶然性或片面性。
A．伏安法测量定值电阻的阻值，采用多次测量的目的是：取平均值，减小测量误差；
B．探究并联电路电流规律，多次测量的目的是：总结规律，避免结论的偶然性；
C．测量小石块的密度，采用多次测量的目的是：取平均值，减小测量误差；
故“探究电磁铁的磁性跟哪些因素有关”实验中多次实验的目的相同的是B
故答案为：（1）增加；大（2）甲；线圈匝数越多
（3）同名磁极相互排斥（4）C；A （5）B
分析：掌握影响电磁铁磁性强弱的因素：电流的大小、线圈的匝数、有无铁芯；
分析滑动变阻器滑片向左移动时，电流的变化，得出电磁铁磁性的变化及吸引大头针个数的多少；
根据电磁铁吸引大头针个数的多少判断电磁铁磁性的强弱并分析甲、乙磁性不同的原因；
利用磁化和磁极间的相互作用规律进行分析；
1 研究电磁铁的磁性强弱和线圈匝数有关时，就应控制电流相等，就是采用控制变量法
2 磁性的强弱通过吸引大头针的数目来判断，这是转换法的应用．
在物理实验过程中，多次测量的目的有两个：将测量数据取平均值，减小误差；总结规律，避免结论的偶然性。
24、小明同学利用如图所示装置研究电磁铁磁场的强弱与哪些因素有关．
（1）当指针指示的数值增大时，表示电磁铁的磁性增强，则电磁铁的A端为 极（填“S”或“N”）．E为电源的 极（填“正”或“负”）．
（2）小明将开关S打到a点，并向下调节变阻器的滑片，他发现指针指示的数值越来越大．由此可以得出结论：电磁铁 一定时，电流越大，电磁铁的磁性越强．
（3）小明为了验证电磁铁的磁性强弱与线圈匝数有关时，将开关S从a点换到b点，同时观察并比较两次指针指示的数值，他发现两次指针指示的数值几乎相同．你认为导致出现这种错误情况的主要原因是 （各实验器材均完好）．
（4）电磁铁的原理主要应用到了电流的磁效应，电磁的磁效应最先是由科学家 （填人名）发现的，请你再举出一个生活或生产应用到电磁铁的设备 ．
答案：（1）S；负；（2）线圈匝数；（3）没有调节滑动变阻器，保持电流不变；
（4）奥斯特；电铃（或空气开关、电磁起重机、电话听筒、自动水位报警器）
知识点：探究影响电磁铁磁性强弱的因素的实验
解析：
解答：（1）由图可知，此时的指针应向左偏，故该通电螺线管应排斥小磁片，据同名磁极相互排斥可知，该螺线管的左端是S极，右端是N极，故A端是S极；
根据安培定则，电流应从电磁铁的右端流入，左端流出，所以电源的右端为正极，左端为负极；
（2）滑片向下移动，滑动变阻器的电阻变小，电路中的电流变大，指针指示的数值越来越大。说明电磁铁的磁性增强，可得：电磁铁线圈匝数一定时，电流越大，电磁铁的磁性越强；
（3）验证通电螺线管的磁性与线圈匝数有关，即在电流一定的情况下，改变线圈的匝数看电磁铁的磁性有何变化即可；当将开关S从a点换到b点时，由于接入电路的螺线管变长，即电阻变大，所以电路中的电流变小，由于没有调节滑动变阻器，保持电流不变，所以得出了错误的结果；
（4）电磁铁的原理主要应用到了电流的磁效应，电磁的磁效应最先是由科学家奥斯特发现的，生活或生产应用到电磁铁的设备有：电铃、空气开关、电磁起重机、电话听筒、自动水位报警器等。
故答案为：（1）S；负；（2）线圈匝数；（3）没有调节滑动变阻器，保持电流不变；
（4）奥斯特；电铃（或空气开关、电磁起重机、电话听筒、自动水位报警器）
分析：当指针指示的数值增大时，表示通电螺线管的磁性增强，此时的指针应向左偏，故该通电螺线管应排斥小磁片，故能判断该螺线管的N、S极；
根据安培定则判断出电流的方向，从而可得出电源的正负极；
当向下调节滑片时，滑动变阻器的电阻变小，电路中的电流变大，根据指针的示数变化得出电磁铁磁性的变化，从而得出电磁铁磁性与电流的关系；
当将开关S从a点换到b点时，由于接入电路的螺线管变长，即电阻变大，所以电路中的电流变小，因此导致得出错误结论；
奥斯特实验第一个揭示了电和磁之间是有联系的，是丹麦物理学家奥斯特在1820年发现的；
电磁起重机、电铃、电磁继电器都是利用电流的磁效应工作的．
五、综合应用题
25、某兴趣小组设计了如图甲所示的汽车转向指示灯电路模型，接通相应指示灯后，该指示灯会亮、暗（微弱发光）交替闪烁发光，电路中电源电压恒为6伏，指示灯规格为“6V 3W”，R0为定值电阻，电磁铁线圈及铁的阻值忽略不计．
（1）若让左转、右转指示灯同时工作，转向开关应与触点 接通．（选填“1和2”、“2和3”、“3和4”或“4和5”）
（2）当转向开关与触点“2和3”接通时，右转指示灯两端实际电压变化规律如图乙所示．已知当右转指示灯微弱发光时，其两端实际电压为U，消耗的实际功率为额定功率的，求：①右转指示灯闪烁交替工作30秒消耗的电能；
②定值电阻R0的阻值（指示灯的电阻不变）．
答案：见解析
知识点：电磁继电器的组成、原理和特点；电功的计算；电功率的计算
解析：
解答：（1）据图可知，若想使得两个指示灯都工作，应该让两个指示灯同时接入电路，故应将开关与触点3和4接通；
（2）①指示灯微弱发光时的功率是：；
由图乙可知，每1.5s的时间，指示灯3W工作时间是0.5s，0.12W工作时间还是1s；
当指示灯工作30s，以3W功率工作的时间是，
0.12W工作的时间是；
由得，3W功率消耗的电能是：；
0.12W功率消耗的电能是：；
故总共消耗的电能是：；
②由可知，灯泡的电阻是；
当指示灯为0.12W时，由得，；
故此时灯泡的电压是：，
所以定值电阻的电压是：；
故定值电阻的阻值是：；
答：（1）若让左转、右转指示灯同时工作，转向开关应与触点3和4接通；
（2）当转向开关与触点“2和3”接通时，①右转指示灯闪烁交替工作30秒消耗的电能32.4J；②定值电阻R0的阻值48Ω。
分析：据电路分析即可，需要让两个指示灯都接入电路即可；
计算出指示灯两种功率下的工作时间，而后据公式W=Pt计算电能即可；
根据灯泡的规格可以计算出灯泡的电阻，由灯泡的电阻和灯泡的实际功率可以计算出灯泡的实际电流，而后再据串联电路电压和电流的规律分析即可得出答案。