20.3 电磁铁　电磁继电器 课时练习（含解析） 2023-2024学年物理人教版九年级全一册

20.3 电磁铁　电磁继电器
作业目标 对应题号 答错题号 自我评价
1.知道电磁铁的特性和工作原理 1~4、11 很棒□ 及格□ 加油□
2.通过实验探究,归纳影响电磁铁磁性强弱的因素 7、8、14
3.简述电磁继电器的结构及其工作原理和应用 5、6、9~13、15
【练基础】
必备知识2：电磁铁
1.用一根导线绕螺线管,再在螺线管内插入　 　,当有电流通过时,螺线管的磁性会增强;没有电流通过时,螺线管的磁性就会　 　,这种磁体叫电磁铁。
2.关于电磁铁,下列说法正确的是 ( )
A.电磁铁是根据电流的热效应制成的
B.电磁铁中的铁芯可以用铜棒代替
C.电磁起重机中的磁体必须用电磁铁
D.电磁铁磁力强弱与电流方向有关
必备知识2：生活中的电磁铁
3.下列用电器设备中,应用了电磁铁的是 ( )
A.白炽灯 B.电磁起重机
C.电热毯 D.电热水壶
4.下列四幅图中,其工作原理不涉及电磁铁应用的是 ( )
A.指南针　　　　
B.电铃
C.磁悬浮列车　　　　
D.门禁磁力锁
必备知识3：电磁继电器的组成和工作原理
5.如图所示,这是车库积水自动报警电路,A、B位置安装电铃或LED灯。车库没有积水时,LED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B位置应安装　 　。
6.小明为抽屉设计了一个简易防盗报警器,并将它安装在抽屉内。报警器原理图如图,光敏电阻的阻值随光照射强度的增大而变小。下列说法正确的是 ( )
A.控制电路为工作电路提供电源
B.拉开抽屉时,R0两端电压变大
C.合上抽屉时,电磁铁磁性增强
D.增大电阻R0,电铃更容易响起
【练能力】
关键能力1：探究电磁铁磁性强弱的影响因素
7.图为小新同学探究电磁铁验性强弱的示意图,A、B两个电磁铁串联是为了保证让　　　　相同。他在实验中发现铁钉B比A能吸引更多的大头针,由此可知当　　　　一定时,电磁铁的线圈匝数越多,磁性　　　　。将滑动变阻器的滑片向右移动时,铁钉吸引的大头针　　　　(选填“变多”、“变少”或“没有变化”)。
8.如图所示,这是“探究电磁铁的磁性强弱与哪些因素有关”的实验装置。将电磁铁放在电子台秤上方,要想使电子台秤的示数变小,下列措施中可行的是 ( )
A.将滑动变阻器的滑片向左滑动
B.将滑动变阻器的滑片向右滑动
C.将电源正负极的位置调换,改变通过电磁铁电流的方向
D.将线圈中的铁棒取出
关键能力2：电磁继电器的应用
9.如图,这是一种“闯红灯违规证据采集器”的工作原理图。光控开关接收到红光时会自动闭合,压敏电阻受到车辆的压力时其阻值变小,电磁铁的上端为　 　极,电磁铁中的电流　 　(选填“变大”、“变小”或“不变”),电磁铁的磁性变　 　(选填“强”或“弱”),电控照相机工作,拍摄违规车辆。
10.小阳同学在研究性学习活动中,通过查阅资料,查到了一种由半导体材料制成的热敏电阻,其阻值随温度变化而变化,如图甲所示。他设计了如图乙所示的温度自动控制装置,其中R为热敏电阻,已知电磁继电器的线圈电阻R0为50 Ω,左侧控制电路的电源电压为6 V。当继电器线圈中的电流大于或等于20 mA时,继电器的衔铁被吸下,右侧工作电路就断开。下列说法正确的是 ( )
A.当控制电路工作时,电磁铁的上端是N极
B.当温度为10 ℃时,通过控制电路中的电流为12 mA
C.该装置可将温度控制在50 ℃以下
D.用超导体制作电热丝可大大提高它的发热功率
【练素养】
11.电磁继电器的作用主要是利用　 　、　 　电路来控制高电压、　 　电路,以保证工作人员的安全。
12.如图所示,条形磁铁置于水平桌面上,电磁铁的右端固定,闭合开关,当滑动变阻器滑片P向右移动时,条形磁铁仍保持静止,下列分析不正确的是 ( )
A.电磁铁的磁性减弱
B.电磁铁的右端是N极
C.条形磁铁所受的静摩擦力变小
D.若想增大条形磁铁所受的摩擦力,可以增大电源电压
13.如图所示,这是电磁继电器的工作原理图,闭合开关后,下列说法正确的是 ( )
A.弹簧的弹性势能减小
B.电磁铁的上端为S极
C.电动机工作,灯不发光
D.电磁铁的工作原理是电磁感应
14.为探究电磁铁的磁性强弱跟哪些因素有关,小丽同学做出以下猜想:
猜想A:电磁铁通电时有磁性,断电时没有磁性;
猜想B:外形相同、匝数相等的电磁铁,通过的电流越大,它的磁性越强;
猜想C:外形相同的螺线管,线圈的匝数越多,它的磁性越强。
为了检验上述猜想是否正确,小丽所在实验小组通过交流与合作设计了以下实验方案。用漆包线(表面涂有绝缘漆的导线)在大铁钉上绕若干圈,制成简单的电磁铁。如图所示的a、b、c、d为实验中观察到的四种情况。根据小丽的猜想和实验,完成下面的填空:
(1)实验中是通过电磁铁　 　判定其磁性强弱的。
(2)通过比较　 　两种情况,可以验证猜想A是正确的。
(3)通过比较　 　两种情况,可以验证猜想B是正确的。
15.小聪利用光敏电阻为社区设计了一种自动草坪灯,其工作原理如图所示。工作电路中有两盏规格均为“220 V　44 W”的灯泡L,天暗时灯自动发光,天亮时灯自动熄灭。控制电路中电源电压U恒为6 V,定值电阻R0为200 Ω。在一定范围内,光敏电阻R的阻值与光照强度E(光照强度E的单位为lx,光越强光照强度越大)之间存在一定关系,部分数据如表所示。电磁铁的线圈电阻忽略不计,当天色渐暗,通过线圈的电流为0.02 A时,恰好启动工作电路的照明系统。则:
光照强度E/lx 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0
光敏电阻R/Ω 120 60 40 30 24
(1)随着光照强度减小,光敏电阻R的阻值　 　(选填“增大”或“减小”),电磁铁的磁性　 　(选填“增强”或“减弱”),当光照强度减小到一定值时,衔铁会被　 　(选填“吸下”或“释放”),照明系统启动。
(2)两盏灯均正常发光时,工作电路中的总电流是多少
(3)照明系统恰好启动时,光敏电阻R的阻值为多少 此时光照强度为多少
20.3 电磁铁　电磁继电器参考答案
练基础
1.铁芯　消失
2.C　3.B　4.A
5.电磁铁　导体　电铃
6.B　【解析】控制电路和工作电路的电源是各自独立的,低压电、弱电流控制高电压、强电流,故A错误;拉开抽屉时,光敏电阻的阻值变小,电路中的电流变大,R0两端电压变大,故B正确;合上抽屉时,光敏电阻的阻值变大,电路中的电流变小,电磁铁的磁性减弱,故C错误;增大电阻R0,根据欧姆定律,电路中的电流变小,电磁铁的磁性减弱,磁力减小,衔铁更不易被吸下来,电铃更不容易响起,故D错误。
练能力
7.电流　电流大小　越强　变少
【解析】A、B两个电磁铁串联在电路中,是为了保证通过A、B的电流相等,B电磁铁的线圈匝数多,吸引的大头针多,说明其磁性强,得出的结论是:当电流大小一定时,电磁铁的线圈匝数越多,磁性越强。将滑动变阻器的滑片向右移动时,变阻器接入电路的电阻增大,由欧姆定律可知电路中电流减小,则电磁铁的磁性减弱,吸引的大头针数量变少。
8.A
9.S　变大　强
10.C
练素养
11.低电压　弱电流　强电流
12.B
13.C　【解析】当闭合开关后,电磁铁产生磁性吸引衔铁,右半部分下落,弹簧被拉长,弹性势能增大,故A错误;当闭合开关后,线圈相当于通电螺线管,根据右手螺旋定则判断电磁铁上端为N极,故B错误;当闭合开关后,电磁铁产生磁性吸引衔铁,右半部分往下落,开关与下面电动机所在的电路结合,电动机所在电路闭合,电动机正常工作,开关与上面灯泡所在的电路分离,灯泡所在电路断路,灯泡不发光,故C正确;电磁继电器的工作原理是电流的磁效应,与电磁感应无关,故D错误。
14.(1)吸引大头针的数量
(2)a、b
(3)b、c
15.(1)增大　减弱　释放
【解】(1)由表可知,随着光照强度减小,光敏电阻R的阻值增大,则控制电路的电流减小,电磁铁的磁性减弱,当光照强度减小到一定值时,衔铁会被释放,照明系统启动;
(2)由P=UI可得,每盏灯泡正常发光时通过的电流:IL===0.2 A
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以,两盏灯均正常发光时,工作电路中的总电流:
I总=2IL=2×0.2 A=0.4 A
(3)由表格数据可知,光照强度E和光敏电阻R的阻值的关系为RE=120 Ω·lx不变,照明系统恰好启动时,控制电路的电流为I=0.02 A,
由I=可得,此时控制电路的总电阻:
R总===300 Ω
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以,光敏电阻R的阻值:
R=R总-R0=300 Ω-200 Ω=100 Ω
此时光照强度:E===1.2 lx
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