20.3电磁铁 电磁继电器 同步练习
1.如图所示的四个选项中,应用到电磁铁的是( )
【解析】选C。本题考查电与磁。试电笔用来辨别零线和火线,利用微弱电流可以使氖管发光;滑动变阻器是通过改变接入电路中的电阻线的长度来改变电阻的;电磁起重机是利用电磁铁在通电时有磁性,断电后磁性就随之消失的原理;而节能型日光灯没有用到电磁铁。故选C。
2.关于电磁铁的叙述中,错误的是( )
A.通电螺线管中插入铁芯就构成了电磁铁
B.电磁铁的铁芯用的是铁棒而不是钢棒
C.电磁铁通电时有磁性,断电时没有磁性
D.电磁铁的磁极方向不能用安培定则判断
【解析】选D。在通电螺线管中插入一根软铁棒就构成了电磁铁,故A说法正确;电磁铁的铁芯应使用软磁性材料,以达到断电能够失去磁性的目的,如铁棒,故B说法正确;电磁铁磁性的有无由电流的通断来控制,故C说法正确;电磁铁的磁极方向也是用安培定则来判断的,故D说法错误。
3.如图所示,下列说法正确的是( )
A.当S1断开、S2闭合时,红灯亮
B.当S1断开、S2闭合时,绿灯亮
C.当S1闭合、S2断开时,绿灯亮
D.当S1、S2均闭合时,绿灯亮
【解析】选B。本题考查电磁继电器。读图可知当S1断开、S2闭合时,左侧的控制电路无电流,电磁铁无磁性,由于弹簧的原因,动触点与绿灯的触点接触,同时由于右边的工作电路也是闭合的,所以此时的绿灯亮,故A错误、B正确;当S1、S2闭合时,左侧的控制电路有电流,电磁铁有磁性,由于衔铁被吸引,动触点与红灯的触点接触,同时由于右边的工作电路也是闭合的,所以此时的红灯亮,故D错误;当S1闭合、S2断开时,左侧的控制电路接通,电磁铁有磁性,动触点与红灯的触点接触,而由于右侧的工作电路是断开的,因此工作电路中无电流,所以两灯都不亮,故C错误。故选B。
4.通电螺线管磁性的强弱可以通过改变 的大小、线圈的匝数和加铁芯来实现,通过改变电流的 可以使通电螺线管的磁极对换。
【解析】本题考查影响通电螺线管磁性强弱以及极性的因素。电流的有无可以控制通电螺线管磁性的有无,电流的大小可以控制通电螺线管磁性的强弱,电流的方向可以控制通电螺线管磁极的极性。
答案：电流 方向
5.小红在码头附近游玩时看到正在工作的电磁起重机如图所示,它的主要部件是电磁铁,与永磁体相比,它的优点是
(写出一条)。你知道电磁铁还有哪些应用,请举出一例 。
【解析】本题考查电磁铁的相关知识。磁铁利用通有电流的线圈使其像磁铁一样具有磁性的装置叫作电磁铁,通常制成条形或蹄形。铁芯要用容易磁化,又容易消失磁性的软铁或硅钢来制作。这样的电磁铁在通电时有磁性,断电后就随之消失。电磁铁有许多优点：电磁铁磁性的有无可以用通、断电流控制。磁性的大小可以用电流的强弱或线圈的匝数来控制。可以应用于多种领域,如大型游乐设备,汽车,航天等各项事业。常见的电磁铁应用如上班打卡的打卡钟,超市的收银机,进入一些单位的自动门。
答案：磁性的有无可以控制,磁性的强弱可以控制,磁极可以控制(其中一条即可) 电铃、空气开关、电磁继电器(任选一例)
6.如图所示,开关S闭合,通电螺线管的左端是 极,要使它的磁性增强,可将滑片P向 端移动。
【解析】本题考查安培定则、影响通电螺线管磁性强弱因素的知识。通电螺线管中电流向下,由安培定则知：通电螺线管的左端是S极,右端为N极。匝数一定时,电流增大,其磁性增强,因此将滑片P向左端移动,电阻减小,由I=知：电流增大。
答案：S 左
7.如图所示是公共汽车上用电磁阀控制车门开、关的工作电路图。L1、L2是固定的电磁线圈。衔铁T1、T2通过横杆相连并可左右移动,带动传动装置使车门开启或关闭。S接通触点b时,线圈 (选填“L1”或“L2”)具有磁性,吸引衔铁使横杆向 (选填“左”或“右”)运动,带动传动装置关闭车门。
【解析】本题考查电磁阀控制车门的装置。由图可知,开关S接通触点b时,线圈L2接入电路,有电流通过,具有磁性,吸引衔铁T2使横杆向右运动,带动传动装置关闭车门。
答案：L2 右
8.为了探究“电磁铁的磁性强弱与哪些因素”有关,做了以下几次实验,实验现象如图所示。根据图示现象回答下列问题：
(1)通过观察图甲中A与B两个电磁铁,当通过线圈的电流相同、有无铁芯相同时,电磁铁线圈的匝数越多,它的磁性就越 。
(2)通过观察图甲中B与C两个电磁铁,当通过线圈的电流相同、线圈的匝数相同时, (选填“有”或“无”)铁芯的电磁铁,它的磁性强。
(3)通过观察图乙与图丙,当线圈的匝数相同、有无铁芯相同时,电磁铁的电流越 ,它的磁性就越强。
(4)结论：影响电磁铁磁性强弱的因素有 。
【解析】(1)图甲中A、B两电磁铁,通过线圈的电流相同时、有无铁芯相同时,线圈的匝数越多,吸引大头针的数目越多,表明它的磁性就越强。
(2)图甲中B、C两电磁铁,通过线圈的电流相同时、线圈匝数相同时,有铁芯的电磁铁吸引大头针的数目较多,表明它的磁性较强。
(3)线圈的匝数相同、有无铁芯相同,图丙中滑动变阻器连入电路的电阻变短,电阻变小,电路中电流增大,电磁铁吸引大头针的数目增多,电磁铁的磁性增强。说明通过电磁铁的电流越大,它的磁性就越强。
(4)结论：影响电磁铁磁性强弱的因素有通过电磁铁的电流大小、线圈的匝数、有无铁芯。
答案：(1)强 (2)有
(3)大
(4)通过电磁铁的电流大小、线圈的匝数、有无铁芯。
【变式训练】小明在某超市看到：电梯上有人时运动得快,没人时运动得慢。如图是小明上网搜索到的这种电梯的部分控制电路(R是一个压敏电阻),并进行了如下分析：有人走上电梯后,压敏电阻的阻值减小,电磁铁的磁性变 (选填“强”或“弱”),使衔铁与触点 (选填“1”或“2”)接触,通过电动机的电流 (选填“变大”或“变小”),电动机转速变快,使电梯运动变快。
【解析】当有人走上电梯后,压敏电阻的阻值减小,控制电路中电流增大,电磁铁磁性变强,则衔铁被吸下,与触点2接触,则电阻R1被短路,电动机两端电压增大为电源电压,通过电动机的电流变大,电动机转速变快,使电梯运动变快。
答案：强 2 变大
【一点通】找找你容易错在哪里
汽车启动时,需将钥匙插入钥匙孔内并旋转(相当于闭合开关),请你用笔画线代替导线将轿车的启动原理图连接完整。
【学生自答】
【教师点评】
①工作电路连接错误：应将发动机所在电路与控制电路接通。
②螺线管接法错误：应将螺线管与钥匙孔处接通,才能使电磁铁具有磁性。
【正确作图】
课件43张PPT。第3节
电磁铁 电磁继电器体验 电磁铁
活动1：取一根铁钉,让它接触大头针,大头针
能被吸引吗?将导线直接缠绕在大铁钉上,能
够吸引大头针吗?通电后能够吸引大头针吗?
活动2：增加铁钉上导线的缠绕圈数,重复实验,铁钉吸引大头针的个数如何变化?
活动3：若用两节干电池接入如图所示电路,铁钉吸引大头针的个数如何变化?【参考答案】
活动1：不能 不能 能
活动2：增加
活动3：增加1.电磁铁：
(1)性质：磁性有无由 决定。
(2)电磁铁的磁性。
①匝数一定, 越大,磁性越强。
②电流一定, 越多,磁性越强。2.电磁继电器：
(1)原理：利用? 控制 的装置。
(2)结构：由 、 、 组成。
(3)工作电路构成： 。【参考答案】
1.(1)电流有无 (2)①电流 ②线圈匝数
2.(1)低电压、弱电流 高电压、强电流 (2)电磁铁 衔铁 弹簧和触点
(3)低压控制电路、高压工作电路探究1 影响电磁铁磁性强弱的因素
1.在“活动1”中,最终制成的就是“电磁铁”,可见电磁铁主要由 和 组成,在有电流通过螺线管时有 ,没有电流时磁性将 。提示：电磁铁主要由通电螺线管和插入螺线管中的铁芯组成,当螺线管中有电流时,螺线管有磁性,没有电流时,螺线管磁性消失。
参考答案：螺线管 铁芯 磁性 消失2.猜想与假设：你认为影响电磁铁磁性强弱的因素是______
。
提示：通过“体验”中的内容可知：匝数一定时,电流越大,磁性越强。电流一定时,线圈匝数越多,磁性越强。
参考答案：线圈中的电流大小和线圈匝数多少3.实验设计：
(1)电磁铁的磁性是看不见摸不着的量,可通过 来显示磁性强弱,这种方法是 。
参考答案：吸引曲别针的个数 转换法(2)电磁铁的磁性强弱可能与多个因素有关,在探究时,需利用
法。
参考答案：控制变量
①探究电磁铁磁性与线圈中电流的关系：
思路：需控制 不变,改变 。
故电路中可连入 。
提示：利用控制变量法,控制一个量(探究量)改变,其他量不变。
参考答案：线圈匝数 电路中的电流 滑动变阻器②探究电磁铁磁性与线圈匝数的关系：
思路：控制 相同,改变 。
参考答案：电流 线圈匝数4.实验数据及分析：分析实验数据,你可得出的实验结论是：
(1)与电流的关系： ;
(2)与线圈匝数的关系： 。
提示：(1)分析1、2、3组数据,电流越大,吸引曲别针的个数越多,故可得出线圈匝数相同时,通过线圈的电流越大,磁性越强。
(2)分析1、4(或2、5或3、6)组数据,电流相同,线圈匝数越多,吸引曲别针的个数越多,故可得出通过线圈的电流相同时,线圈匝数越多,磁性越强。参考答案：(1)线圈匝数相同时,通过线圈的电流越大,磁性越强
(2)通过线圈的电流相同时,线圈匝数越多,磁性越强5.交流与评估：
(1)在探究中滑动变阻器的作用是什么?
提示：在电路中,闭合开关前,要将滑动变阻器的滑片移到阻值最大处,起到保护电路的作用。在探究匝数一定,磁性强弱与电流大小的关系时,利用滑动变阻器来改变电路中的电流。
参考答案：保护电路,改变电路中的电流(2)在探究与线圈匝数的关系时,如何设计电路可控制电流相等?
参考答案：在同一电路中,将不同匝数的电磁铁串联。【微点拨】
(1)铁芯被螺线管的磁场磁化后产生了与螺线管同向的磁场,加强了螺线管的磁场。
(2)铁芯用已被磁化的软铁,不能用钢。
(3)常用的电磁铁大都是做成“U”形,使它的两个磁极同时吸引物体,吸引力会更强。【知识拓展】
电磁铁的铁芯用软铁而不能用钢制成的原因
电磁铁要求其磁性随着通入电流的大小而发生明显变化,而且还要求可以通过电流的通断来控制磁性的有无。软铁容易被磁化,磁性也很容易消失,而钢具有长期保持磁性的性质,钢被磁化后磁性不消失而成为永磁体。所以电磁铁的铁芯用软铁而不用钢制成。探究2 电磁继电器
电磁继电器的构造如图所示,结合图形思考以下问题：1.根据电磁铁特点和电磁继电器工作电路,分析工作过程。
(1)在D、E间加上较低的电压时,电磁铁有 ,衔铁被 , 两个接线柱所连的触点接通,从而使与 两接线柱相连的工作电路工作;当D、E间无电压时,电磁铁无磁性,衔铁在弹簧的作用下上升,使 两个接线柱所连的触点接通,从而使与 两接线柱相连的工作电路工作。
(2)由此可见,电磁继电器的实质是什么?提示：当在D、E间加上较低的电压时,螺线管内有电流通过,电磁铁有磁性,此时衔铁在电磁铁的吸引下被吸下,使B、C两个接线柱所连的触点接通,从而使与B、C两接线柱相连的工作电路工作;当D、E间无电压时,电磁铁无磁性,衔铁在弹簧的作用下上升,使A、B两个接线柱所连的触点接通,从而使与A、B两接线柱相连的工作电路工作。由此可见,电磁继电器其实就是利用电磁铁来控制工作电路的一种开关。参考答案：(1)磁性 吸下 B、C B、C A、B A、B
(2)利用电磁铁来控制工作电路的一种开关。2.电磁继电器在应用上有何优点?
提示：利用电磁继电器可实现用低电压、弱电流控制高电压、强电流的工作电路,使人远离高压危险;利用电磁继电器可以使人远离高温、有毒等环境,实现远距离控制。
参考答案：可实现用低电压、弱电流控制高电压、强电流的工作电路或进行远距离操作,安全方便。【微点拨】
电磁铁、弹簧、动静触点的作用
(1)电磁铁：通电时,吸引衔铁。
(2)弹簧：电磁铁断电时,磁性消失,弹簧把衔铁拉回原位。
(3)动静触点：接通或断开工作电路。【知识拓展】
1.电磁继电器在生产、生活中的应用：
(1)汽车领域：比较常见的继电器有：启动电动机的启动继电器、喇叭继电器、电动机或发电机断路继电器、充电电压和电流调节继电器、转变信号的闪光继电器、灯光亮度控制继电器以及空调控制继电器、推拉门自动开闭控制继电器、玻璃窗升降控制继电器。(2)家用电器：空调继电器主要用于控制压缩机电动机、风扇电动机和冷却泵电动机,以执行相关的控制功能。
(3)工业控制继电器：主要的控制功能由通用交流继电器完成。通常由按钮或限位开关驱动继电器。继电器的触点可以控制电磁阀、较大的启动电机以及指示灯。2.继电器的主要产品技术参数：
(1)额定工作电压：指继电器正常工作时线圈所需要的电压。根据继电器的型号不同,可以是交流电压,也可以是直流电压。
(2)直流电阻：是指继电器中线圈的直流电阻,可以通过万能表测量。
(3)吸合电流：是指继电器能够产生吸合动作的最小电流。在正常使用时,给定的电流必须略大于吸合电流,这样继电器才能稳定地工作。而对于线圈所加的工作电压,一般不要超过额定工作电压的1.5倍,否则会产生较大的电流而把线圈烧毁。(4)释放电流：是指继电器产生释放动作的最大电流。当继电器吸合状态的电流减小到一定程度时,继电器就会恢复到未通电的释放状态。这时的电流远小于吸合电流。
(5)触点切换电压和电流：是指继电器允许加载的电压和电流。它决定了继电器能控制电压和电流的大小,使用时不能超过此值,否则很容易损坏继电器的触点。线圈匝数电流强弱低高弱强考点1 影响电磁铁磁性强弱的因素
【示范题1】要增强电磁铁的磁性,下列措施可行的是( )
A.改变电流的方向
B.增大通入的电流
C.减小通入的电流
D.减少电磁铁线圈匝数【解题指南】(1)电磁铁的结构有哪些?
(2)影响电磁铁磁性强弱的因素有哪些?
提示：(1)电磁铁由通电螺线管和铁芯构成。
(2)影响电磁铁磁性强弱的因素：线圈中电流大小、线圈匝数、有无铁芯。【精讲精析】选B。改变电磁铁中电流的方向,可以改变电磁铁的磁极,但不能改变电磁铁磁性的强弱,故A错误;增大通过电磁铁线圈的电流,可以增强电磁铁的磁性,故B正确;减小通过电磁铁线圈的电流,可以减弱电磁铁的磁性,故C错误;减少电磁铁线圈的匝数,能够减弱电磁铁的磁性,而不是增强电磁铁的磁性,故D错误。故选B。【通关金钥匙】判断电磁铁磁性强弱的方法
(1)线圈匝数不变时,电流变化,磁性强弱变化。
(2)电流大小不变时,根据线圈匝数多少判断磁性强弱。【变式训练】如图所示是小李探究电磁铁磁性强弱与什么因素有关的实验装置。下列措施中能使电磁铁磁性增强的是( )
A.滑片P向右移动,其他条件不变
B.滑片P向左移动,其他条件不变
C.开关S由1扳到2,其他条件不变
D.电源的正、负极对调,其他条件不变【解析】选B。本题考查探究电磁铁磁性强弱的因素。滑片右移,电路中的电阻增大,电流减小,电磁铁的磁性会减弱,A错;滑片左移,电路中的电阻减小,电流增大,电磁铁的磁性会增强,B对;开关S由1扳到2时,线圈的匝数减少,电磁铁的磁性会减弱,C错;电源的正、负极对调只会改变电流的方向,对电磁铁的磁性强弱不会有影响,D错。故选B。考点2 电磁继电器的工作原理及其使用
【示范题2】如图所示是某科技小组设计
的一种温度自动控制报警装置电路图,关于它的说法正确的
是( )A.当温度低于90℃时,报警装置就会响铃,同时绿灯亮
B.当温度低于90℃时,报警装置就会响铃,同时红灯亮
C.当温度达到90℃时,报警装置就会响铃,同时红灯亮
D.当温度达到90℃时,报警装置就会响铃,同时绿灯亮【解题指南】(1)电磁继电器的控制电路和工作电路分别是哪几部分?
(2)控制电路工作(电磁铁有磁性)的主要条件是什么?
(3)衔铁被吸下后,触点的连接方式发生了什么变化?
提示：(1)电磁继电器的控制电路由水银，螺线管，左边电源及其相连的导线组成;工作电路分别由右边电源，红灯、绿灯，电铃，触点及其相连的导线组成。
(2)当温度达到90℃时,控制电路形成闭合回路而工作。
(3)衔铁被吸下后,触点与下面的接线柱相连,与上面的断开。【精讲精析】选C。本题考查电磁继电器的工作原理。温度计内的水银是导体,当温度达到一定值时,温度计内水银柱上升,控制电路接通,电磁铁产生磁性,吸引衔铁,报警电路接通,电铃响,红灯亮,起到报警作用;故选C。【通关金钥匙】
解决电磁继电器问题的一般思路【变式训练】黄勇豪家的小型养鸡场用电热孵化机自己孵化小鸡,但很担心半夜停电。为此他设计了一个停电提醒器(如图),需要时把它的插头插入电源插座并闭合开关S即可。如果停电,因为线圈 (选填“得到”或“失去”)磁性,衔铁就会被 (选填“吸合”或“释放”),电铃就发声提醒主人。【解析】分析题干图,当通电时,电磁铁吸引衔铁,动触点O与静触点B接触,使得绿灯工作,若断电后,因为线圈失去磁性,衔铁在弹簧的作用下就会被释放,电铃所在的电路被接通,电铃发声提醒主人。
答案：失去 释放
