2026届中考物理一轮复习 电磁学：电磁铁 电磁继电器 知识点专练（参考答案）
【知识点1】电磁铁的概念
1、如图为磁悬浮LED灯，灯座A内有电磁铁，灯头B内有磁体和接收线圈，接通电源后，灯泡可以悬浮在空中，当底座C的开关闭合时，灯泡被隔空点亮，下列说法正确的是（ ）
A.灯泡可以悬浮在空中，利用了异名磁极相互吸引
B.灯座A内的电磁铁里的铁芯可以用铜芯来代替
C.灯头B内的磁体周围的磁场方向都相同
D.灯泡被隔空点亮，与电动机的工作原理相同
【答案】A
【解析】A．异名磁极相互吸引，灯泡之所以悬浮在空中，是因为受到竖直向上的吸引力的作用，故A正确；
B．电磁铁里的铁芯被线圈磁化后可以加强磁场，换成铜芯则磁场会减弱，可能吸不住灯泡，故B错误；
C．灯头B内相当于一个条形磁铁，磁铁两极的磁场方向相反，故C错误；
D．当底座的开关闭合时，内部的发射线圈产生交变磁场，灯泡被隔空点亮，电路中产生了感应电流，这是电磁感应现象，这个过程与发电机工作原理相同，故D错误。
2、(2023·广州越秀区模拟)如图所示是巨磁电阻特性原理的示意图，其中GMR是一个巨磁电阻，其阻值随磁场的增强而急剧减小。闭合开关S1、S2，下列说法正确的是( )
A.电磁铁的右端为N极
B.当滑片P向右滑动时，阻值变大，电磁铁磁性增强
C.当滑片P向左滑动时，阻值变小，巨磁电阻的阻值增大
D.当滑片P向左滑动时，阻值变小，指示灯变亮
【答案】D
【解析】(1)利用安培定则判断电磁铁的磁极；
(2)由滑动变阻器滑片的移动判定电路中电流的变化情况，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判定电磁铁磁性强弱的变化；
(3)当滑片P向左滑动时，根据欧姆定律判定电路中电流的变化和电磁铁磁性强弱的变化，进而判定巨磁电阻的阻值的变化，根据欧姆定律判定通过指示灯电流的变化和指示灯亮度的变化。
3、(2023 宜昌)如图是一个磁悬浮地球仪，球体内部有一个永磁体，底座通电时地球仪可以悬浮在上方，此时底座相当于一个 ；如果需要连续调节地球仪的悬浮高度，可以通过在底座电路中接入一个 来实现.
【答案】电磁铁 滑动变阻器
4、某些商场里的自动扶梯设置在有、无人乘坐时的运行速度不同，从而达到节能的目的。小明根据所学知识，设计了扶梯工作时的简化模拟电路。如图所示是扶梯上无人时电路的工作状态，R是压敏电阻，其阻值随压力的增大而减小。当扶梯上有人时，R所受压力增大，控制电路中的电流 ，电磁铁的磁性 ，将衔铁吸下，使动触点与静触点“2”接触，工作电路中的电动机转速变大。小明站在扶梯上匀速上行的过程中，他的机械能 。(均选填“变大”“变小”或“不变”)
【答案】变大 变大 变大
【解析】压敏电阻R的阻值随压力的增大而减小，当R所受压力增大时其电阻就减小，根据欧姆定律可知控制电路中电流变大。
电磁铁的磁性强弱跟通过电流和线圈匝数有关，通过的电流变大，电磁铁的磁性变大。
小明站在扶梯上匀速上行的过程中，因为质量和速度不变所以动能不变，但是上行时高度在增加，所以重力势能增大，故机械能变大。
【知识点2】电磁铁的磁性
1、(2023杭州)按如图所示电路进行实验，将滑动变阻器的滑片从右向左移动，电磁铁吸引的大头针枚数增多.此实验说明影响电磁铁磁性强弱的一个因素是 ( )
A.电流的大小 B.电流的方向 C.线圈的匝数 D.铁芯的粗细
【答案】A
【解析】由题图可知，闭合开关，将滑动变阻器的滑片从右向左移动的过程中，滑动变阻器接入电路中的阻值变小，由欧姆定律可知此时电路中的电流变大，且该过程电路中电流的方向、电磁铁中铁芯的粗细和其线圈的匝数均未发生变化，则此实验说明影响电磁铁磁性强弱的一个因素是电流的大小，A正确.故选A.
2、如图甲所示是“磁浮地球仪”。在地球仪中装入条形磁铁，底座中的电磁铁就可将其“漂浮”在空中，其工作原理如图乙所示。下列判断正确的是（ ）
A.电磁铁的上端为N极
B.电源的左端为负极
C.其工作原理是异名磁极相互吸引
D.滑片P向右移动可增加地球仪“漂浮”的高度
【答案】D
【解析】AB．根据同名磁极相互排斥可知，图中电磁铁的上端应为S极，下端为N极，
由安培定则可知，电流从电磁铁的上端流入，下端流出，电路中的电源的左端为正极，故AB错误；
CD．磁浮地球仪稳定地“漂浮”起来，其利用的工作原理是同名磁极互相排斥，故C错误；
滑片P向右移动，滑动变阻器接入电路的电阻变小，总电阻变小，根据欧姆定律可知电路中电流变大，电磁铁磁性增强，斥力增大，可增加地球仪“漂浮”的高度，故D正确。
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.电流表示数变小，弹簧长度变短，小灯泡亮度增强
B.电流表示数变小，弹簧长度变长，小灯泡亮度减弱
C.电流表示数变大，弹簧长度变长，小灯泡亮度减弱
D.电流表示数变大，弹簧长度变短，小灯泡亮度增强
【答案】D
【解析】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；
因同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，
所以，两磁铁同名相对，相互排斥；
当滑片P从a端向b端滑动过程中，滑动变阻器接入电阻减小，电路中的总电阻减小，
由I可知，电路中电流变大，即电流表的示数变大，小灯泡亮度增强；
此时条形磁铁受向上的力增强，弹簧长度变短，故ABC错误、D正确。
4、以下是几个关于电磁学的实验。下列说法正确的是（ ）
A.甲图小磁针发生偏转，说明电流周围存在磁场
B.乙图条形磁体静止时B端总是指向地磁北方，B端是条形磁体的北极
C.丙图中铁钉A、B永久具有磁性
D.丙图中铁钉B吸引的大头针比A多，说明电磁铁磁性强弱与电流大小有关
【答案】A
【解析】A．甲图所示实验是奥斯特实验，说明通电导体周围存在磁场，故A正确；
B．磁体都具有指向性，图中条形磁铁静止时B端总是指向地磁的北方，地磁的北方是地理的南方，说明B端是条形磁铁的南极，故B错误；
C．丙图中，闭合开关铁钉A、B具有磁性，断开开关，A、B的磁性消失，不是永久具有磁性的，故C错误；
D．由图可知，电磁铁磁性强弱与线圈匝数是有关系的，故D错误。
5、如图的四个电和磁实验，当闭合开关后，下列说法正确的是（ ）
A.甲：向右移动滑片P时弹簧会缩短
B.乙：会看到导体AB运动，这是发电机的原理
C.丙：导体AB运动，一定能看到灵敏电流计的指针偏转
D.丁：小磁针发生偏转，说明电流周围存在磁场
【答案】D
【解析】A、由图可知，开关闭合后，由安培定则可知，螺线管上端是N极，与条形磁铁的S极相互吸引；
滑动变阻器的滑片向右移动时，滑动变阻器连入电路中的电阻变小，则电路中的电流变大，通电螺线管的磁性变强，对磁体的吸引力变大，弹簧测力计的示数变大，弹簧会伸长，故A错误；
B、图乙中，闭合开关，通电导体在磁场中就会受力而运动，电动机是依据此原理制成的，发电机的原理是电磁感应，故B错误；
C、图丙中，闭合开关后，只有导体在磁场中做切割磁感线运动时，才能看到灵敏电流计的指针偏转，故C错误；
D、图丙中，导线中通入电流时，小磁针发生偏转，说明通电导线周围存在着磁场，故D正确。
6、下列对电磁实验现象相应的解释正确的是( )
A.甲图中，闭合开关，小磁针的N极向左偏转
B.乙图中，线圈匝数多的电磁铁，磁性强
C.丙图中，该装置用来研究电磁感应现象
D.丁图中，磁铁放在水平面上，导体ab竖直向上运动，电流表指针一定会偏转
【答案】B
【解析】由安培定则可得，通电螺线管右端为N极，左端为S极，则小磁针N极受到螺线管左端的S极吸引向右偏转，故A错误；
电磁铁的磁性与电流大小和线圈匝数有关，电流相同时，线圈匝数越多，磁性越强，故B正确；
图中装置为研究通电导体在磁场中受力的作用，与电磁感应现象无关，故C错误；
丁图中，蹄形磁铁的磁感线方向为竖直方向，当导体ab竖直向上运动时，不能切割磁感线，也就不会产生感应电流，故D错误．
7、如图是一种称为“人工心脏泵”（血泵）的体外装置的示意图，医生给心脏疾病的患者做手术时，用它来代替心脏推动血液循环。其中线圈AB固定在用软铁制成的活塞柄上（相当于一个电磁铁），通电时线圈与活塞柄组成的系统与固定在左侧的磁体相互作用，从而带动活塞运动。下列判断正确的是（ ）
A.若电源的左端为负极，闭合开关，活塞向左移
B.用铜芯代替铁芯可以增加活塞的推力
C.减少线圈AB的匝数可以增加活塞的推力
D.滑动变阻器滑片向右移动将减小活塞的推力
【答案】D
【解析】A．若电源的左端为负极，则电流从电源的右端流入，根据安培定则可知，线圈AB的左端为N极，右端为S极，根据磁极间的相互作用规律可知，活塞向右移，故A错误；
B．电磁铁磁性强弱的影响因素：电流大小、线圈匝数、有无铁芯，用铜芯代替铁芯，则电磁铁没有磁性，不能吸引活塞运动，故B错误；
C．减少线圈AB的匝数，则电磁铁的磁性减弱，对活塞的推力减小，故C错误；
D．滑动变阻器滑片向右移动，电阻变大，电流变小，电磁铁的磁性减弱，对活塞的推力减小，故D正确。
8、如图所示，薄壁塑料立方体内固定一个电磁铁，MN为一块长方形水平软铁块，电源电压不变，闭合开关，在F（弹簧测力计）作用下，固定有电磁铁的立方体可以向右做匀速直线运动，下列判断正确的是（ ）
A.滑片P逐渐向a端滑动，电磁铁的磁性逐渐减弱
B.滑片P逐渐向a端滑动，电路总功率变小
C.滑片P逐渐向b端滑动，弹簧测力计的示数逐渐变小
D.此装置不能用来探究滑动摩擦力的大小与压力大小的关系
【答案】C
【解析】AB．滑片P逐渐向a端滑动，滑动变阻器接入电路的电阻变小，电路中的电流变大，电磁铁的磁性逐渐增强，由P＝UI可知，电路总功率变大，故A、B错误；
C．滑片P逐渐向b端滑动，滑动变阻器接入电路的电阻变大，电路中的电流变小，电磁铁的磁性逐渐减弱，对软铁块的吸引力减小，故对软铁块的压力减小，滑动摩擦力减小，所以弹簧测力计的示数逐渐变小，故C正确；
D．此装置中，软铁块与立方体之间的压力大小根据电磁铁磁性强弱而改变，可以用来探究滑动摩擦力的大小与压力大小的关系，故D错误。
9、如图所示，开关闭合，小磁铁处于静止状态后，把滑动变阻器的滑片P缓慢向右移动，此时悬挂的小磁铁的运动情况是( )
A.向下移动 B.向上移动 C.静止不动 D.无法确定
【答案】B
【解析】由右手螺旋定则可知螺线管的磁场为上方S极，下方N极，小磁铁和螺线管相互排斥。当P右移动，电流增大，螺线管的磁场增强，故螺线管和小磁铁的作用力变大，小磁铁向上移动。
10、关于图中实验的说法正确的是（ ）
A.甲图小磁针发生偏转，说明电流周围存在磁场
B.乙图条形磁体静止时B端总是指向地理北方，B端是条形磁体的南极
C.丙图中A铁钉的上端为N极
D.丙图中铁钉B吸引的大头针比A多，说明电磁铁磁性强弱与电流大小有关
【答案】A
【解析】A、该图所示实验是奥斯特实验，说明通电导体周围存在磁场，故A正确；
B、磁体都具有指向性，图中条形磁铁静止时B端总是指向地理的北方，说明B端是条形磁铁的北极，故B错误；
CD、由图知，两电磁铁串联，则通过的电流大小相同，只有线圈的匝数不同，且吸引大头针的数量不同，说明电磁铁磁性强弱与线圈匝数是有关系的，而电流从下端内侧流处A电磁铁，根据安培定则，下端为N极，故C、D错误。
11、如图是小明同学做“制作、研究电磁铁”实验的示意图，当开关S闭合，观察到大铁钉B比A能吸引更多的大头针，小明得出的实验结论是：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左移动时，铁钉吸引的大头针将 (选填“变多”“变少”或“没有变化”)。
【答案】电流 越强 变多
【解析】由图知道，A、B两个电磁铁串联在电路中，通过它们的电流相等，B的匝数多，A的匝数少，B比A能吸引更多的大头针，这说明：在电流一定时，电磁铁的线圈匝数越多，磁性越强。
滑动变阻器的滑片向左移动时，滑动变阻器接入电路的阻值变小，电路电流变大，电磁铁磁性变强，铁钉吸引的大头针将变多。
12、“悬浮灯泡”能够悬浮发光，如图甲所示，图甲中的基座内有一个电磁铁，而悬浮的灯泡内部装有用闭合线圈连接的LED灯和条形磁铁，其内部结构如图乙所示，当基座内电路接通电源后，灯泡能克服重力悬浮在空中是因为 ，某时刻基座内电流方向如图乙所示，此时基座内电磁铁的上端为 ______极，若要使灯泡悬浮的高度增加，应向 _______(选填“右”或“左”)调节滑动变阻器的滑片或 (选填“增加”或“减少”)电磁铁线圈的匝数。
【答案】同名磁极相互排斥 S 左 增加
【解析】当基座内电路接通电源后，灯泡能克服重力悬浮在空中是因为同名磁极相互排斥；某时刻基座内电流方向如图乙所示(此时电流从电磁铁上端流入、下端流出)，由安培定则可知，此时基座内电磁铁的下端为N极，其上端为S极；要使灯泡悬浮的高度增加，就要增大电磁铁的磁性，可以向左调节滑动变阻器的滑片(减小变阻器接入电路的电阻以增大电流)，还可以增加电磁铁线圈的匝数。
13、电梯为居民出入带来很大的便利，出于安全考虑，电梯都设置超载自动报警系统，其工作原理如图所示，其中电磁铁是利用电流的 效应工作的。在图中电磁铁上端的磁极为 极。
【答案】磁；北。
【解析】电磁铁是利用电流的磁效应工作的，通电有磁性，断电无磁性。
在图中电磁铁，电流从下后端流入，从上前端流出，根据安培定则可知，上端的磁极为螺线管的N（北）极。
14、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。若开关S闭合，则电磁铁右端为 极(选填“N”或“S”)；当滑片P逐渐向下移动时，条形磁铁(始终静止)受到的摩擦力会逐渐 (选填“增大”“不变”或“减小”)。
【答案】N 减小
【解析】闭合开关，电流从电磁铁的右端进入，从左端流出，根据安培定则可以判断电磁铁的右端是N极，左端是S极。
电磁铁的右端是N极，电磁铁对条形磁铁有吸引作用，当滑片P逐渐向下移动时，电路中电阻变大，电流变小，电磁铁对条形磁铁的吸引变小，条形磁铁处于静止状态受到水平向左的吸引力和水平向右的摩擦力作用，这两个力是平衡力，故条形磁铁受到的摩擦力减小。
15、如图所示，在电磁铁的正上方用弹簧挂一条形磁铁，将开关闭合后，滑片P从a端到b端的滑动过程中，弹簧的长度会变 （选填“长”或“短”），这是因为电磁铁的磁性随着电流的增大而 。
【答案】短；增强
【解析】由图可知，电流从螺线管的上端流入，下端流出，右手握住螺线管，使四指指向电流方向，则螺线管的上端为S极、下端为N极；据同名磁极相互排斥可知，条形磁铁受到向上的排斥力；
当滑片P从a端到b端的滑动过程中，变阻器的阻值变小，电路中的电流变大，因此，电磁铁的磁性变强，条形磁铁受到的排斥力变大，故弹簧会变短一些。
16、(2023·赤峰)学习了电磁铁，小明想：“电磁铁两极磁性强弱是否相同呢？”图甲是他探究该猜想的装置图。
(1)通电后，电磁铁A端是________极。
(2)闭合开关后，弹簧测力计的示数太小，要使其示数变大，滑动变阻器滑片P应向________端移动。
(3)将滑动变阻器调节完成后，根据图乙读出弹簧测力计的示数为________ N。
(4)在原位置将电磁铁两端对调，使B端向上，保持电流不变，观察到弹簧测力计示数与(3)中相同。初步可得出的结论是：电磁铁两极磁性强弱________。
【答案】(1)S (2)左 (3)2.2 (4)相同
【解析】(1)通电后，根据安培定则，电磁铁A端是S极。
(2)闭合开关后，弹簧测力计的示数太小，要使其示数变大，滑动变阻器滑片P应向左端移动，滑动变阻器接入电路的电阻减小，电流增大，电磁铁的磁性增强，对薄铁片的吸引力增强，弹簧测力计的示数变大。
(3)将滑动变阻器调节完成后，根据题图乙，该弹簧测力计的分度值是0.2 N，此时弹簧测力计的示数为2.2 N。
(4)在原位置将电磁铁两端对调，使B端向上，保持电流不变，此时电磁铁的磁性强弱不变，薄铁片被重新磁化仍与电磁铁相互吸引，对薄铁片的吸引力大小不变，观察到弹簧测力计示数与(3)中相同。初步可得出的结论是：电磁铁两极磁性强弱相同。
17、阅读短文，回答问题。
自动制冷装置
为延长蔬果保鲜时间，某同学帮助菜农设计了蔬果保鲜仓库的自动制冷装置，装置工作原理图如图甲所示。控制电路中电源电压恒定，R1为热敏电阻，其阻值随温度的变化关系如图乙所示，定值电阻R2＝5Ω，电磁铁线圈阻值忽略不计。当温度升高到5℃时，控制电路中的电流刚好达到100mA，衔铁吸下，制冷器启动工作；当电流降至37.5mA时，衔铁弹回，工作电路断开，制冷器停止工作，如此进行间歇性循环工作。图丙为工作电路1h内制冷器功率与时间的关系图像。
（1）温度升高时，热敏电阻R1的阻值将 （选填“增大”或“减小”）；电磁铁的磁性将 （选填“增强”或“减弱”）。
（2）控制电路中的电源电压为 V。
（3）该装置所控制的最低温度为 ℃。
（4）1h内，工作电路中制冷器消耗的总电能为 kW h。
在不改变控制电路中电源电压的情况下，若要降低所控制的最低温度，请写出一种简便可行的方法 （合理即可）。
【答案】（1）减小；增强；（2）3；（3）2；（4）1.6；（5）减小R2的阻值。
【解析】（1）分析图象发现：温度升高时，热敏电阻阻值减小，根据欧姆定律，电路中电流就会增大，电磁铁的磁性就会增大；
（2）当温度升高到5℃时，R1＝25Ω，控制电路中电流达到100mA＝0.1A；
电源电压U＝I（R1+R2）＝0.1A×（25Ω+5Ω）＝3V；
（3）制冷器启动工作时温度降低，当制冷器停止工作时该装置所控制的温度最低，此时电路中的电流I1＝0.0375A；
此时电路中的总电阻为：R＝80Ω；
热敏电阻R1′＝R﹣R2＝80Ω﹣5Ω＝75Ω；
由图乙可知，热敏电阻的阻值为75Ω时，温度为2℃；
（4）由图丙可知一小时内，工作电路制冷器时间t＝10min+10min+10min+10min＝40min＝2400s；
一小时内，工作电路制冷器消耗的总电能W＝Pt＝2400W×2400s＝5.76×106J＝1.6kW h；
（6）降低该装置所控制的最低温度，R1电阻变大，若要保持电流降至37.5mA时，衔铁弹回，工作电路断开，此时总电阻不变，应减小R2的阻值。
18、电源电压恒定不变，闭合开关S，小磁针静止时其N、S极如图所示，且电路能改变电磁铁磁性的强弱，请在虚线框内将电路图补充完整。
【答案】见解析图
【解析】根据磁极间的相互作用规律可知，通电螺线管的左端应为N极，再由右手螺旋定则得出电流从右边的导线流入，同时在电路中串联滑动变阻器。如图所示。
19、在互联网时代，传感器担负着信息采集的重要任务，可以实现“提醒”和“报警”功能。其中热敏传感器主要运用了热敏电阻来测量温度的变化。甲是由热敏电阻R1作为传感器制作的简单自动报警线路图，其中热敏电阻的阻值R随温度t变化的图象如图乙所示，请回答以下问题：
（1）闭合开关S1时，电磁铁d端为 极，此时电磁铁所在电路 （选填“有”或“无”）电流
（2）该报警器的控制电路的心脏是电磁铁，下列实验与其工作原理相同的是 （填序号）。
（3）为使温度升高到报警温度时发出报警信息，开关c应与触点 （选填“a”或“b”）相接通。
（4）若通过电磁铁线圈ed的电流I0≥10mA才会报警，直流电源U1为18V，欲实现温度达到或超过60℃报警器响起，则滑动变阻器最大阻值不能小于 Ω。在其它条件不变的情况下，控制电路中电池使用一段时间后，电压会降低，将导致报警温度比原来设定的温度 （选填“高”或“低”）。若此时将滑动变阻器向 （选填“左”或“右”）移动，可达到原来的报警温度。
【答案】（1）S；有；（2）A；（3）a；（4）1220；高；右。
【解析】（1）闭合开关S1时，电流从d端流入，e端流出，根据安培定则可知，电磁铁e端为N极，d端为S极。
当无灾情时，电路处于一个完整的通路状态，因此电磁铁所在电路有电流。
（2）A．此装置是奥斯特实验的原理图，说明了通电导体周围存在磁场，与电磁铁的原理相同，故A正确；
B．此装置是通过小磁针的指向显示条形磁铁的磁场分布情况，故B不正确；
C．此装置是电动机的原理图，与电磁铁的原理不相同，故C不正确。
故选：A。
（3）为使温度在达到报警温度时，报警器响起，即应使报警器电路处于通路状态，由于温度升高，热敏电阻的阻值变小，电磁铁所在电路的电流变大，电磁铁的磁性变大，铁片会被吸住与a接触，所以单刀双掷开关c应接a才使得报警器电路处于通路状态。
（4）由图甲可知，变阻器与热敏电阻串联，当温度达到60℃时，热敏电阻的阻值为580Ω，此时电路电流应为I0＝10mA，根据串联电路特点和欧姆定律可得，滑动变阻器最大阻值为
，
根据题意，滑动变阻器最大阻值不能小于1220Ω。
在其它条件不变的情况下，控制电路中电池使用一段时间后，电压会降低，通过电磁铁的电路的电流不变，根据欧姆定律可知，电路的总电阻变小，根据图乙可知，报警温度比原来设定的温度高。若想达到原来的报警温度，要使滑动变阻器接入电路的阻值变小，即将滑动变阻器的触片P向右滑动调节。
20、阅读短文，回答问题：
上海磁悬浮列车
如图甲所示是我国自行设计制造的上海磁悬浮列车，列车专线全长29.863公里，全程只需8分钟。上海磁悬浮列车上安装有GPS导航系统，可对列车实施定位。列车采用T形导轨，在导轨底部安装轨道线圈。磁悬浮列车的车厢两侧下部向导轨的两边环抱，在车厢上装有车厢线圈，如图乙所示。通电后，在磁场作用下，产生的磁力将列车浮起约10mm，此时，车厢线圈与轨道线圈之间产生的磁力与列车自身的重力相互平衡，利用磁力作用使列车悬浮在轨道上运行。由于列车车体悬浮在轨道上方，使列车具有损耗小、噪音低等优点，磁悬浮列车将为我国城市间提供一种方便快捷的绿色轨道交通工具。
（1）由于受到强大的磁力作用，能够使列车向上浮起保持在10mm，它的工作原理是 ；
（2）当磁悬浮列车上的乘客人数发生变化时，即重力发生变化时，要让线圈间产生的磁力与磁悬浮列车的重力相互平衡，采取的措施应该是 （选填“改变轨道线圈的匝数”或“改变通过线圈的电流”）；
（3）请根据文中提供的信息，提出一个与所学物理知识有关的问题：（要求：不与上述两问内容及下列事例重复）
示例：问题：磁悬浮列车的外型为什么要做成流线型？
解释：减小空气阻力。
问题： ？
解释： 。
【答案】（1）异名磁极相互吸引；（2）改变通过线圈的电流；（3）列车上安装有GPS导航系统，利用什么传递信息；GPS导航系统利用电磁波传递信息。
【解析】（1）磁悬浮列车受到强大的磁力作用，能够使列车向上浮起保持在10mm，其工作原理是异名磁极相互吸引。
（2）当乘客的人数发生变化时，磁悬浮列车的重力也发生了变化，要让列车与轨道间的磁力与列车本身的重力相互平衡，采取的措施应该是改变通过线圈的电流。
（3）根据题意，可以提出的问题是：列车上安装有GPS导航系统，利用什么传递信息？（【答案】不唯一，合理即可）GPS导航系统利用电磁波传递信息
21、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。巨磁电阻效应是指某些材料的电阻在磁场中急剧变化的现象，这一发现大大提高了磁电之间信号转换的灵敏度，从而引发了现代硬盘生产的一场革命。实验小组设计了如图所示的电路，来探究某GMR的阻值与磁场的关系。
(1)该电磁铁产生的磁场与 (选填“条形磁铁”或“U形磁铁”)产生的磁场相似；
(2)闭合开关S1，电磁铁的左边是 (选填“N”或“S”)极。滑动变阻器R1的滑片向右端滑动，电磁铁的磁性 (选填“增强”或“减弱”)；
(3)排除电路故障后，闭合开关S1、S2，保持R2滑片位置不变，将滑动变阻器R1的滑片向左端滑动，观察到电流表示数增大，电压表示数 (选填“增大”“减小”或“不变”)；
(4)分析上述实验现象可知：该GMR的阻值随其周围磁场的增强而 (选填“增大”“减小”或“不变”)。
【答案】(1)条形磁铁 (2)S 减弱 (3)减小 (4)减小
【解析】(1)该电磁铁是条形的，故其产生的磁场与条形磁铁相似。
(2)由电路图知，电源的左侧为正极，闭合开关S1，电流从螺线管的左端流入，根据右手螺旋定则知电磁铁的左边是S极。
由电路图知，滑动变阻器R1的左端接入电路，滑片向右端滑动，接入电路中电阻变大，根据
得，电路中电流变小，所以电磁铁的磁性减弱。
(3)闭合开关S1、S2，保持R2滑片位置不变，将滑动变阻器R1的滑片向左端滑动，滑动变阻器R1接入电路中电阻变小，根据欧姆定律知，左侧电路中电流变大，电磁铁的磁性增强，观察到右侧电路中，电流表示数增大，保持R2滑片位置不变，即R2的阻值不变，根据得，R2的两端电压变大，再根据串联电路分压原理，所以电压表示数减小。
(4)分析上述实验现象可知：该GMR的阻值随其周围磁场的增强时，电流表示数增大，电源电压不变，根据得，电路中电阻变小，而R2的阻值不变，根据串联电路中电阻关系知，该GMR的阻值减小。
22、在抗击新冠肺炎疫情期间，中医为诊疗发挥了积极作用，成为世界瞩目的“中国战法”重要组成部分。如图甲所示是一种智能电热中药壶，内部简化电路如图乙所示。它有“高温”和“低温”两个挡位，其中R0为热敏电阻，当壶内温度达到一定时，电磁铁将衔铁吸下。(外界大气压为1个标准大气压，电阻不随温度发生改变)
(1)开关S0和S都闭合，随着壶内温度的升高，热敏电阻R0的阻值变小，电磁铁磁性将 ，达到一定温度时，电磁铁将衔铁吸下，此时中药壶处于 (选填“高温”或“低温”)挡；
(2)若仅将电热中药壶接入家庭电路，壶内装满质量为2.5kg，初温为40℃的水，通电10min后水烧开，求水吸收的热量 ；[水的比热容c=4.2×103J/(kg ℃)]
(3)若关闭家里其他用电器，在上述加热过程中观察到电能表(如图丙)指示灯共闪烁240次，求该电热中药壶的加热效率 。
【答案】(1)增强 低温 (2)6.3×105J (3)87.5%
【解析】(1)开关S0和S都闭合，随着壶内温度的升高，热敏电阻R0的阻值变小，电路电流变大，电磁铁磁性将增强。
电磁铁将衔铁吸下，此时中药壶处于动触点与静触点C接触，工作中电阻R1、R2串联，由串联电路的电阻特点可知，此时工作电路中的电阻最大，由
可知，电路的电功率最小，因此此时中药壶处于低温挡。
(2)一个标准气压下，水的沸点为100℃，则水吸收的热量
(3)1200imp/(kW h)表示电路中用电器每消耗1kW h电能，电能表的转盘转过1200r，电能表的转盘转了240转，电热中药壶消耗的电能
电热中药壶的加热效率
【知识点3】探究电磁铁磁性的强弱与哪些因素有关
1、小明在课下按教材“迷你实验室”自制成简易的电磁铁，并设计了如图所示的甲、乙、丙、丁电路去探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”。
（1）实验通过观察电磁铁 来知道电磁铁磁性的强弱；
（2）比较 两图可知：匝数相同时，电流越大，磁性越强；
（3）由图 可知：当电流一定时，匝数越多，磁性越强；
（4）当丁图的滑动变阻器滑片向左移动时，电磁铁a、b吸引大头针的个数 （选填“增加”或“减少”），说明电流越 。
【答案】（1）吸引大头针的多少；（2）乙、丙；（3）丁；（4）增加；大，电磁铁磁性越强。
【解析】（1）线圈的磁性越强，吸引的大头针越多，所以可以根据吸引大头针的多少判断电磁铁磁性的强弱，这是转换法；
（2）研究磁性强弱与电流的关系，应控制线圈的匝数相同，改变电流的大小，应比较乙、丙两图；
（3）丁图中两个电磁铁串联，通过电磁铁的电流相等，线圈匝数越多的电磁铁吸引大头针数量越多，磁性越强；
（4）根据图示可知，滑动变阻器滑片向左移动时，变阻器连入电路中的电阻变小，由I可知，电路中的电流变大，电磁铁a、b吸引大头针的个数增加，说明线圈匝数相同时，电流越大，电磁铁磁性越强。
2、（1）如图甲所示，烧杯中的水已经开始沸腾，温度计示数如图乙所示，水的沸点为 ℃，说明当时气压 （选填“低于”“等于”或“高于”）标准大气压。
（2）如图丙所示，在“探究影响电磁铁磁性强弱因素”的实验中，闭合开关S，得出结论：电流大小相同时，线圈匝数越多电磁铁的磁性越 （选填“强”或“弱”）。将滑动变阻器的滑片P向右移动，发现电磁铁A吸引大头针的数量 （选填“变多”“变少”或“不变”）。
（3）如图丁所示，凸透镜与蜡烛、光屏置于光具座上，并移动光屏得到一个清晰的像，此成像规律是 （选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）的原理；保持蜡烛、光屏位置不动，将凸透镜移到光具座上的 cm处，光屏上可再次得到清晰的像。
【答案】（1）99；低于；（2）强；变少；（3）投影仪；65。
【解析】（1）温度计示数如图乙所示，水的沸点为99℃，说明当时气压低于标准大气压；
（2）如图丙所示，在“探究影响电磁铁磁性强弱因素”的实验中，闭合开关S，电磁铁A、B串联，得出结论：电流大小相同时，线圈匝数越多电磁铁的磁性越强，
将滑动变阻器的滑片P向右移动，电阻变大，电流减小，电磁铁磁性减弱，发现电磁铁A吸引大头针的数量变少。
（3）如图可知，物距小于像距，成的是倒立放大的实像。此成像规律是投影仪的原理；保持蜡烛、光屏位置不动，将凸透镜移到光具座上65cm处，光屏上再次得到清晰的像，光折射时光路是可逆的，物距和像距对调。
3、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
【解析】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，即据欧姆定律知，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，从而增大电磁铁的磁性。
4、在学习“电与磁”后，某小组做了如下实验研究。
（1）如图甲，将指南针水平放置在木板上，指南针静止时a端指向北方，则a端是指南针的__________（选填“N极”或“S极”），这是因为地球周围存在__________；
（2）为研究电磁铁磁性强弱与电流大小的关系，请完成下列实验内容：
①如图乙，漆包线绕在铁钉上构成一个电磁铁，将它平行指南针放置在木板上；
②请用笔画线表示接线，按要求将图乙中的电源、开关、电流表、滑动变阻器和电磁铁连成串联电路（有部分导线已连接）。要求如下：
Ⅰ.合上开关K，指南针在电磁铁的作用下，静止时a端仍然指向北方；
Ⅱ.滑动变阻器滑片P由C端向D端移动时，电流表的示数减小；
③电磁铁磁性强弱可以通过电磁铁吸引大头针的数目来判断。为研究线圈匝数一定时，电磁铁磁性强弱与电流大小的关系，请设计记录实验数据的表格。
【答案】（1）N极 磁场 ③. （2）②见解析图 ③见解析
【解析】（1）由于地球周围存在磁场，地理的北极是地磁的南极，地理的南极是地磁的北极，将指南针水平放置在木板上，指南针静止时a端指向北方，即a端指向地磁南极，根据磁极间的相互作用可知，a端是指南针的N极。
（2）②合上开关K，指南针在电磁铁的作用下，静止时a端仍然指向北方，由于a端是指南针的N极，根据磁极间的相互作用可知，吸引大头针的那一端为电磁铁的N极，根据安培定则可知，电流是从吸引大头针的那一端流入，从另一端流出；滑动变阻器滑片P由C端向D端移动时，电流表的示数减小，根据欧姆定律可知，电路总电阻变大，滑动变阻器连入电路的电阻变大，根据“一上一下”的接法，变阻器的A接线柱连入电路中；由图丙可知，电流表选择大量程接入电路中，图乙实物图连接如图所示
③为研究线圈匝数一定时，电磁铁磁性强弱与电流大小的关系，控制线圈匝数一定，改变电路电流进行多次实验，记录实验数据的表格如下表格所示（线圈匝数一定）
5、学习了电磁铁，小明想：“电磁铁两极磁性强弱是否相同呢？”图甲是他探究该猜想的装置图。
（1）通电后，电磁铁A端是 极。
（2）闭合开关后，弹簧测力计的示数太小，要使其示数变大，滑动变阻器滑片P应向 端移动。
（3）将滑动变阻器调节完成后，根据图乙读出弹簧测力计的示数为 N。
（4）在原位置将电磁铁两端对调，使B端向上，保持电流不变，观察到弹簧测力计示数与（3）中相同。初步可得出的结论是：电磁铁两极磁性强弱 。
【答案】（1）S；（2）左；（3）2.2；（4）相同。
【解析】（1）通电后，根据安培定则，电磁铁A端是S极。
（2）闭合开关后，弹簧测力计的示数太小，要使其示数变大，滑动变阻器滑片P应向左端移动，滑动变阻器接入电路的电阻减小，电流增大，电磁铁的磁性增强，对薄铁片的磁力增强，弹簧测力计的示数变大。
（3）将滑动变阻器调节完成后，根据图乙，该测力计的分度值是0.2N，此时弹簧测力计的示数为2.2N。
（4）在原位置将电磁铁两端对调，使B端向上，保持电流不变，此时电磁铁的磁性强弱不变，薄铁片被重新磁化仍与电磁铁相互吸引，对薄铁片的磁力大小不变，观察到弹簧测力计示数与（3）中相同。初步可得出的结论是：电磁铁两极磁性强弱相同。
6、物理实验小组进行了以下实验：
（1）甲图，根据图像可知该物质为 （选填“晶体”或“非晶体”）；
（2）乙图探究“影响滑动摩擦力大小因素”实验中，弹簧测力计示数如图，则木块受到的滑动摩擦力大小为 N；比较F1与F2的大小可知，滑动摩擦力大小与 有关；
（3）丙图，通过比较电磁铁 判断磁性强弱，运用了 法。
【答案】（1）晶体；（2）4.4；压力大小；（3）吸引大头针的多少；转换。
【解析】（1）甲图，根据图像可知，该物质凝固过程温度不变，为晶体；
（2）乙图探究“影响滑动摩擦力大小因素”实验中，弹簧测力计示数如图，分度值为0.2N，读数4.4N，则木块受到的滑动摩擦力大小为4.4N；比较F1与F2的大小可知，接触面的粗糙程度不变，改变了压力大小，说明滑动摩擦力大小与压力大小有关；
（3）丙图，通过比较电磁铁吸引大头针的多少断磁性强弱，运用了转换法。
7、小明想探究影响电磁铁磁性强弱的因素，用表面涂有绝缘漆的电阻丝和两根相同的软铁棒分别绕制了匝数为100匝和150匝的电磁铁A、B。实验中可以根据电磁铁吸引铁钉的数量来判断其磁性强弱。小明将电磁铁A接入如图所示的电路中，调节滑动变阻器，进行多次测量，电流表的示数和对应的电磁铁吸引铁钉的数量，如下表所示。
（1）电磁铁上端是 极，下面铁钉散开的原因是 。
（2）根据表中数据，可得出的实验结论是： 。
（3）小明保持滑动变阻器的滑片位置不变，将电磁铁A更换为电磁铁B。闭合开关S发现电磁铁B吸引铁钉的数量也为17个。于是他得出“电磁铁的磁性强弱与线圈匝数无关”的结论。小明得到错误结论的原因是 。
（4）以下装置由电磁铁控制的是 （选填序号）。
①电铃
②司南
③电磁起重机
④卫生间感应式冲水器阀门
【答案】（1）N；铁钉被磁化，同名磁极相互排斥；（2）当电磁铁线圈匝数一定时，电流越大，磁性越强；（3）没有控制电流相等；（4）①③④。
【解析】（1）根据右手螺旋定则，四指绕向电流的方向，大拇指所指的方向即为螺线管的N极，则铁钉的上端是电磁铁的N极；
铁钉被磁化，同一端的磁性相同，互相排斥，所以下端分散；
（2）该实验中，通过吸引铁钉数目的多少间接得到磁性的强弱；表中数据，电磁铁线圈匝数一定，电流增大，吸引铁钉的数量越多，可得出的实验结论：当电磁铁线圈匝数一定时，电流越大，磁性越强；
（3）电磁铁B的线圈匝数多，导线长，使得电阻较大，滑动变阻器的滑片位置不变。闭合开关S，发现电磁铁B吸引铁钉的数量也为17个，此时电流与之前相比变小了，于是他认为电磁铁的磁性强弱与线圈匝数无关是错误的，因为没有控制电流相等；
（4）应用电磁铁的有电铃、电磁起重机、感应式冲水器阀门等，故选①③④。
8、小伟用铜漆包线绕在铁钉上制作了简易电磁铁，用来探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”，设计的实验装置如图所示。
（1）由实验现象可知，在其他条件相同时，电磁铁线圈的匝数越多，电磁铁的磁性越 。
（2）在如图所示的实验装置改变滑动变阻器的滑片位置，可探究电磁铁的磁性强弱与 的关系。
（3）如图所示，将两电磁铁的铁钉帽靠近，它们将相互 （选填“吸引”或“排斥”）。
【答案】（1）强；（2）电流大小；（3）排斥。
【解析】（1）由实验现象可知，两个电磁铁串联，电流相同，线圈的匝数越多，吸引的大头针数量越多，磁性越强，所以在其他条件相同时，电磁铁线圈的匝数越多，电磁铁的磁性越强。
（2）改变滑动变阻器的滑片位置，可以改变电路中的电流大小，甲和乙的匝数不变；可探究电磁铁的磁性强弱与电流大小的关系。
（3）将两电磁铁的铁钉帽靠近，根据安培定则知：两个的上端是S极，它们的下端是同名的N极，将相互排斥。
9、(2023·惠州惠东县模拟)探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”的实验。如图是小明同学用漆包线(表面涂有绝缘漆的导线)绕在铁钉上做成了线圈有四个接线柱a、b、c、d的电磁铁，使用不同的接线柱，可改变电磁铁线圈的匝数，该同学将自制的电磁铁和相关实验器材组成了如图所示的实验电路。
(1)此实验中电磁铁磁性的强弱用吸引大头针的多少来反映，这种实验方法叫做________法。下列研究问题的方法与此相同的是________。
A．学习电压时，我们可以通过对比水压来认识它
B．学习电压表的使用时，对比找出电压表与电流表的异同点
C．研究电流与电压、电阻关系时，控制电阻不变，研究电流与电压关系
D．在探究“电流通过导体产生的热量与哪些因素有关”的实验中，通过观察被加热容器液面高度变化来比较电流通过电阻产生热量的多少
(2)固定连接电磁铁线圈的接线柱a，结合图示，当滑动变阻器滑片向左移动时，电磁铁吸引大头针的个数________(选填“增加”或“减少”)，说明________越大，电磁铁磁性越强。
(3)分别连接电磁铁线圈的接线柱a、c，并调节滑动变阻器控制电流不变，可以发现接________接线柱时，大铁钉下方吸引大头针较多。
(4)大铁钉下方吸引的大头针的下端是彼此分开的，原因是________。
【答案】(1)转换 D (2)增加 电流 (3)c 同名磁极相互排斥
【解析】(1)采用观察比较吸引大头针的数量来判断磁性的强弱，这属于转换法的思维；在探究“电流通过导体产生的热量与哪些因素有关”的实验中，比较电流通过电阻产生热量的多少转换为观察被加热容器液面高度变化，故选D。
(2)连接电磁铁线圈的接线柱a，调节滑动变阻器，使电路中电流不同，当滑动变阻器滑片向左移动时，电路中电流增大，电磁铁吸引大头针的个数增加，可以探究电磁铁磁性强弱与电流大小有关；
(3)分别连接电磁铁线圈的接线柱a、c，并调节滑动变阻器控制电流不变，接c时，接入电路线圈匝数更多，电磁铁磁性更强，大铁钉下方吸引大头针较多；
(4)大头针被磁化，同一端的磁性相同，互相排斥，所以下端分散。
【知识点4】电磁铁的应用
1、(2023·珠海香洲区一模)如图所示，在电磁铁的正上方用弹簧悬挂一条形磁体，闭合开关后，将滑动变阻器的滑片P从a端移到b端的过程中，下列判断正确的是( )
A.小灯泡变亮，弹簧伸长
B.小灯泡变暗，弹簧伸长
C.电流表示数变大，弹簧收缩
D.电流表示数变小，弹簧收缩
【答案】A
2、以下说法正确的是( )
A. 北斗导航系统是依靠超声波来传递信息
B. 核电站是利用核聚变释放能量来发电的
C. 石墨烯熔点高、导热性好，适合用来做保温材料
D. 当温度高于90℃时，绿灯灭，红灯亮，电铃响
【答案】D
【解析】我国使用的“北斗”卫星移动通信是利用电磁波传递信息的，故A错误；
由于裂变是可控的，所以核电站利用核裂变释放的能量来发电的，故B错误；
保温隔热材料，要求导热性能差，而石墨烯具有优良的导热性，故不适合做保温隔热材料，故C错误；
当温度高于90℃时，电磁铁电路接通，电磁铁向下吸引衔铁，使动触点与下面的静触点接通，此时红灯亮，电铃响，绿灯灭，故D正确。
3、楼道应急照明灯在平常是处于熄灭状态的，当照明电路断电时，工作电路中标有“”字样的灯泡会正常发光。某小组设计了如下四个电路，符合设计要求的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】由图可知，没有停电时(即220V的电路接通)，电磁铁有磁性，吸引衔铁，使下面的一只灯泡发光，故A不符合题意；
由图可知，没有停电时，电磁铁有磁性，吸引衔铁，上面的两只灯泡都不发光(即熄灭)；停电时，衔铁被弹簧拉起，上面两只并联的灯泡可以在36V的电压下正常发光，故B符合题意；
由图可知，不管电磁铁是否具有磁性，该电路都是接通的，两只灯泡都发光，故C不符合题意；
由图可知，右侧电路的电源电压为36V，而两盏灯的额定电压均为36V，要使外部电路停电时，两盏灯都能正常发光，则两盏灯应并联，而图中两盏灯串联，不能正常发光，故D不符合题意。
4、(2023·清远清城区模拟)如图是小蔡同学设计的短跑比赛“抢跑判断器”。电磁铁是利用电流的________效应工作的，其上端为________(选填“N”或“S”)极。当运动员蹲在起跑器上后，裁判员老师闭合开关S1、S2，发令指示灯亮，运动员抢跑后，R0所受压力变小，电阻变小，电磁铁将衔铁吸下，抢跑指示灯________(选填“L1”或“L2”)亮，则判定该运动员抢跑。
【答案】磁 N L2
【解析】电磁铁通电时有磁性，断电时无磁性，是利用电流的磁效应工作的；由题图可知，电流从电磁铁的上端流入，下端流出，根据安培定则可知，电磁铁的上端为N极；工作人员闭合开关S1、S2，发令指示灯L1亮，运动员抢跑后，R0所受压力变小，其电阻变小，根据欧姆定律可知控制电路中的电流变大，电磁铁的磁性增强，将衔铁吸下，灯L2所在电路接通，则抢跑指示灯L2亮。
5、如图是一个磁悬浮地球仪，球体内部有一个永磁体，底座通电时地球仪可以悬浮在上方，此时底座相当于一个 ；如果需要连续调节地球仪的悬浮高度，可以通过在底座电路中接入一个 来实现。
【答案】电磁铁；滑动变阻器。
【解析】磁悬浮地球仪的原理是同名磁极相互排斥，球体内部有一个永磁体，底座通电以后相当于一个电磁铁；
电磁铁的磁性强弱与电流的大小有关，滑动变阻器串联在电路中可以起到改变电路中电流大小的作用，所以如果需要连续调节地球仪的悬浮高度，可以通过在底座电路中接入一个滑动变阻器来实现。
6、汽车转向灯电路模型如图所示，接通相应转向灯后，灯会亮暗交替发光，电路中电源电压恒为6V，转向灯的规格均为“6V 3W“，R0为定值电阻，电磁铁线圈及衔铁的阻值忽略不计。
(1)当转向开关与“2和3”接通时，转向灯两端实际电压变化规律如图所示(假设灯的阻值R不变)
①求转向灯的阻值R是多少 ？
②当触点A、B (选填“断开”或“闭合”)时，电磁铁铁磁性较弱。此时，转向灯较 (选填“亮”或“暗”)。
③求定值电阻R0的阻值 。
(2)出现危险情况时，两灯同时闪烁示警。此时，转向开关应与 接触。
【答案】(1)①12Ω ②闭合 亮 ③48Ω (2)3、4
【解析】(1)①转向灯的规格均为“6V 3W”，表示灯的额定电压为6V，额定功率为3W，根据
可得，转向灯的电阻
②由于电流通过电磁铁，电磁铁具有了磁性，会将衔铁拉下来，使动触点A与静触点B接触，从而导致电阻R0和电磁铁短路，此时灯泡两端的电压为电源电压6V，这时指示灯L1正常发光；
电磁铁被短路后由于无电流通过，没有了磁性，衔铁在弹簧的作用下动触点与静触点再次分离，如此反复，就实现了指示灯亮暗的交替闪烁，根据影响电磁铁铁磁性强弱的因素，当触点A、B闭合时，电流不经过电磁铁，此时电阻R0和电磁铁短路，电磁铁铁磁性较弱。此时转向灯的实际电压等于6V，灯的实际功率等于额定功率，故灯较亮。
③灯与R0串联时，由上右图，此时灯的电压为1.2V；根据串联电路电压的规律，R0的电压为
U0＝U-U灯=6V﹣1.2V＝4.8V
由欧姆定律可得，电路中的电流为
根据串联电路的规律和欧姆定律可得R0的阻值
(2)转向开关与3、4接触时，两灯并联，从而实现两灯同时闪烁示警。
7、如图甲所示的闭合回路，当A、B两端存在温度差时，回路中就会有电流通过，这种电路叫热电偶电路。实验表明：热电偶电路中电流的大小跟接点A和B间的温度差有关，温度差越大，回路电流越大。
(1)其它条件不变，只将A处杯中的冰水混合物换为沸水，电路电流 (选填“变大”“变小”或“不变”)。这样的热电偶实际上是一个电源，它的电能是由 能转化而来；
(2)图乙为家用燃气灶意外熄火断气保护装置的原理示意图，其核心部件是热电偶。热端受热时，因冷、热两端有温度差，让与其连接的电磁铁吸住衔铁，出气口 (选填“有”或“无”)燃气溢出；若炉火意外熄灭，其工作原理是： ；
(3)热电偶电路可以把温度信号换成 信号，利用这种性质可以把热电偶做成 。(写出一种应用)
【答案】(1)变小 内 (2)有 见解析 (3)电 温度计
【解析】(1)其它条件不变，只将A处杯中的冰水混合物换为沸水，则AB两处的温度差减小，电流变小。
要产生热电流，必须存在温度差，说明热电偶是将内能转化为电能的装置。
(2)热端受热时，因冷、热两端有温度差，使得热电偶成为一个电源，让与其连接的电磁铁吸住衔铁，保持弹簧处于压缩，燃气进气口被打开的状态，出气口有燃气溢出；若炉火意外熄灭，热电偶失去温差停止供电，电磁铁失去磁性，活塞在弹簧作用下关闭进气口，防止燃气外泄。
(3)当A、B两端存在温度差时，回路中就会有电流通过，这种电路叫热电偶电路，将温度信号转化为电信号，可以根据电流的大小判断温度的差别，即可以制成温度计。
【知识点5】电磁继电器的结构、原理与工作示意图
1、车辆严重超载会损坏桥梁，为了能抓拍超载车辆，物理兴趣小组成员决定为桥梁管理者设计一个“汽车超载记录器”来进行监控管理，如图甲为该超载记录器原理图；已知电源电压U＝10V，线圈电阻R0＝5Ω，R1为滑动变阻器，Rx为压敏电阻，当车辆驶入被检测路段时，其阻值随它受到的压力变化的情况如图乙所示，当电流表示数达到或超过0.4A时，电磁继电器的衔铁被吸下，工作电路中的照相机就开始工作，抓拍超载车辆，则下列说法正确的是（g取10N/kg）（ ）
A.开关S闭合，电磁铁的上端为N极
B.当压敏电阻Rx受到的压力增大时，电磁铁的磁性减弱
C.当桥梁限重为30t时，滑动变阻器接入电路的阻值应为10Ω
D.桥梁老化后应适当减小R1接入电路的阻值以减小桥梁限重标准
【答案】D
【解析】由控制电路可知，三电阻串联，
A、开关S闭合，电流从电磁铁的上端流入，根据安培定则可知，电磁铁的上端为S极，故A错误；
B、由图乙可知，当压敏电阻Rx受到的压力增大时其阻值减小，串联电路总电阻等于各分电阻之和，所以电路的总电阻减小，由I可知，通过控制电路的电流变大，电磁铁的磁性将增强，故B错误；
C、当桥梁限重为30t时，对桥面的压力：
F＝G＝mg＝30×103kg×10N/kg＝3×105N，
由乙图像可知，当F＝3×105N时，Rx＝15Ω，此时电路中的电流为0.4A，电路的总电阻为：R25Ω，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以滑动变阻器接入电路的阻值为：R1＝R﹣R0﹣Rx＝25Ω﹣5Ω﹣15Ω＝5Ω，故C错误；
D、由图乙可知，当压敏电阻Rx受到的压力减小时其阻值增大，为控制桥梁限重时电路的总电阻不变，所以应适当减小R1阻值，故D正确。
2、实践活动小组的同学，在商场看到了一种智能电梯，如图甲所示。当无乘客乘坐电梯时，电动机功率较小，以低速运转，电梯以较小的速度上升；当有乘客乘坐电梯时，电动机功率较大，以高速度运转，电梯以较大的速度上升。他们利用所学过的知识设计了一个能实现上述功能的模拟电路，如图乙所示。其中M为带动电梯运转的电动机，R1为定值电阻，R为阻值随所受乘客对其压力大小发生改变的压敏电阻，线圈可看作定值电阻，两个电源两端的电压均保持不变。关于这个电路，下列说法中正确的是（ ）
A.当有乘客站在电梯上时，R的阻值变大
B.当有乘客站在电梯上时，衔铁上的动触点与触点1接触
C.若适当减小R1的阻值，可减小无乘客时电动机消耗的电功率
D.当有乘客站在电梯上时，电磁铁线圈的耗电功率变大
【答案】D
【解析】ABD．当无人站立在电梯上时，R的阻值较大，通过线圈的电流较小，线圈的功率与磁性较小，动触点与触点1接触，电梯电动机与电阻R1串联，电动机所在电路电流较小；当有人站立在电梯上时，R的阻值变小，此时电源电压不变，通过线圈的电流变大，线圈的功率与磁性变大，线圈将衔铁吸引下来，此时动触点与触点2接触，电梯电动机单独接在工作电路的电源上，通过电动机的电流变大，电梯功率变大，故AB错误、D正确。
C．电梯上无人时，电阻R1与电梯的电动机串联，若减小R1的阻值，而电源电压不变，利用欧姆定律可知电路中的电流变大，利用P＝UI可知电动机的功率会变大，故C错误。
3、实践活动小组的同学设计了如图甲所示的恒温箱温控电路（用于获得高于室温，一定范围内的“恒温”），包括工作电路和控制电路两部分，控制电路电压4.5V保持不变。R'为阻值为10Ω的定值电阻，R为热敏电阻（置于恒温箱内），其阻值随温度变化的关系如图乙所示。下列说法正确的是（ ）
A.当温度升高到一定温度时，加热器从保温转到加热状态
B.当温度升高时，电磁铁中的电流增大，磁性减弱
C.当温度为50℃时，控制电路的功率为0.225W
D.要使恒温箱的温度设置的更高，应增大R'的阻值
【答案】D
【解析】AB、由图甲可知，此时电热丝接入电路中，所示状态为加热状态，
图乙可知，热敏电阻的阻值随温度的升高而减小，当温度升高到一定温度时，热敏电阻的阻值减小，根据欧姆定律可知通过电磁铁的电流变大，电磁铁的磁性增强，会吸引衔铁，使得工作电路断开，电热丝不工作，所以加热器从加热转到保温状态，故AB错误；
C、由图乙可知当温度为50℃时，热敏电阻的阻值为90Ω，
控制电路中两电阻串联接入电路，串联电路总电阻等于各部分电阻之和，控制电路的功率为P0.2025W，故C错误；
D、恒温箱的温度设置的更高，热敏电阻的阻值更小，控制电路电压不变，根据欧姆定律可知通过电路的电流不变时需增大定值电阻的阻值，故D正确。
4、如图所示是某保密室的防盗报警电路，当有人闯入保密室时会使开关S闭合。下列说法正确的是（ ）
A.电磁继电器与发电机工作原理相同
B.电磁继电器与电动机工作原理相同
C.电磁铁工作时，上端为N极
D.当有人闯入保密室时，b灯亮
【答案】D
【解析】AB、电磁继电器是利用电流的磁效应工作的，发电机是利用电磁感应原理制成的，电动机是根据通电线圈在磁场中受力而转动工作的，故AB错误；
C、由图可知，电流由螺线管上端流入，根据安培定则可知，电磁铁工作时，上端为S极，故C错误；
D、当有人闯入保密室时会使开关S闭合，电磁铁有磁性，吸引衔铁，电灯b所在电路接通，b灯亮，故D正确。
5、小明利用热敏电阻设计了一个过热自动报警电路，如图所示。将热敏电阻R安装在需要探测温度的地方，当环境温度正常时，继电器衔铁与上触点接触，下触点分离，指示灯亮；当环境温度超过某一值时，继电器衔铁与下触点接触，上触点分离，警铃响。图中热敏电阻R的阻值随温度升高而降低，继电器线圈用漆包线绕成，阻值恒为R0。下列说法正确的是（ ）
A.线圈下端P的磁极是N极
B.接线柱A应与接线柱C相连，接线柱B与接线柱D相连
C.当环境温度升高时，继电器线圈的磁性增强
D.当环境温度升高时，热敏电阻两端的电压升高
【答案】C
【解析】A、由安培定则可判断出线圈的下端P的极性是S极，故A错误；
B、由题中“当环境温度正常时，继电器衔铁与上触点接触，下触点分离，指示灯亮；当环境温度超过某一值时，继电器衔铁与下触点接触，上触点分离，警铃响”，所以警铃的接线柱C应与接线柱B连，指示灯的接线柱D应与接线柱A相连，故B错误；
CD、当环境温度升高时，热敏电阻R的阻值随温度升高而降低，根据串联分压原理可知热敏电阻两端的分压将减小，同时电路总电阻减小，根据欧姆定律I可知电路电流增大，由此可知继电器线圈的磁性增强，故C正确，D错误。
6、小明设计了一个电梯自动报警模拟装置，如图﹣1所示。在控制电路中，电源电压为12V，R1为滑动变阻器，R2为压敏电阻，R2的阻值大小随压力F的变化关系如图﹣2所示。闭合开关S1和S2，当压敏电阻受到的压力达到4000N时，电磁铁线圈中的电流为0.1A，此时衔铁被吸下，动触点K与触点A断开，同时与触点B接触，电动机停止工作，报警铃声开始响起。电磁铁线圈的电阻忽略不计。下列说法正确的是（ ）
A.S1闭合时，电磁铁的上端为N极
B.压敏电阻受到的压力越大，控制电路中的电流越小
C.当电梯自动报警铃声开始响起时，R1的功率为0.4W
D.若控制电路电源电压降低，要保证电梯最大载重不变，应将R1的滑片P向左移
【答案】D
【解析】由安培定则可知，当开关S闭合时，电磁铁下端为N极，故A错误；
控制电路中，两电阻串联接入电路，由图﹣2可知压敏电阻的阻值随压力的增大而减小，串联电路总电阻等于各部分电阻之和，压敏电阻受到的压力越大，电路总电阻越小，根据欧姆定律可知通过电路的电流越大，故B错误；
当压敏电阻受到的压力达到4000N时，电磁铁线圈中的电流为0.1A时自动报警铃声开始响起，根据欧姆定律可得此时电路总电阻R120Ω，
由图﹣2可知此时压敏电阻的阻值R2＝40Ω，
因串联电路的总电阻等于各部分电阻之和，则此时变阻器R1接入电路的阻值R1＝R﹣R2＝120Ω﹣40Ω＝80Ω，
此时R1的功率为：P1＝I2R1＝（0.1A）2×80Ω＝0.8W，故C错误；
要保证电梯最大载重不变，即通过控制电路的电流不变，控制电路电源电压降低，根据欧姆定律可知需减小电路总电阻，根据串联电路电阻规律可知需减小滑动变阻器接入电路的阻值，所以应将R1的滑片P向左移，故D正确。
7、如图，这是一款“智能照明灯”的电路，其控制电路中，电源电压恒定，R1为可变电阻，R2为光敏电阻，其阻值随光照强度而变化。当电流到达某一值时，会将衔铁吸下。灯L天黑时自动发光，天亮时自动熄灭。关于该灯，下列说法正确的是（ ）
A.通电螺线管的工作原理是电磁感应
B.R2的阻值应随光照强度的增大而增大
C.若将R1调小，灯泡工作时间会变短
D.当光照强度增大时，R1消耗的功率变小
【答案】C
【解析】A、通电螺线管的工作原理是电流的磁效应，故A错误；
B、由题意可知，天亮时，灯L自动熄灭，说明电磁铁磁性增强，将衔铁吸下，即控制电路中电流增大，则R2的阻值是随光照强度的增大而减小的，故B错误；
C、由于控制电路的电源电压不变，衔铁被吸合时的电流不变，由欧姆定律可知衔铁被吸合时控制电路的总电阻不变；若将R1调小，要总电阻不变，则R2的阻值应变大，此时光照强度减小，即灯L在天较暗时才会发光，在天不是很亮时又会自动熄灭，所以会缩短灯L的发光时间，故C正确；
D、当光照强度增大时，R1的阻值减小，总电阻变小，控制电路中的电流变大，R1的电功率P＝I2R1变大，故D错误。
8、下列有关电与磁的描述，正确的是（ ）
A.甲图：根据安培定则，大拇指所指的那端为通电螺线管的S极
B.乙图：电磁继电器就是用永磁体控制工作电路的一种开关
C.丙图：通电线圈在磁场中受力转动，是电动机的工作原理
D.丁图：导线AB左右往复运动过程中，产生的感应电流方向不变
【答案】C
【解析】A、根据图示可知，电流从螺线管的左端流入，根据安培定则可知，大拇指所指的那端为通电螺线管的N极，故A错误；
B、当线圈中通电后，对衔铁产生吸引力将动触点与下面的静触点接通；当断开电流后，磁力消失，动触点与上面的静触点接通，所以电磁继电器是利用电磁铁来控制工作电路的一种开关，故B错误；
C、当线圈中通以电流时，线圈会在磁场中运动，即通电线圈在磁场中受到力的作用，是电动机的工作原理，故C正确；
D、导体左右往复运动，磁场的方向不变，导体运动方向改变，则感应电流方向也随着不断变化，即产生方向不断变化的电流，称为交流电，故D错误。
9、如图是小敏设计的汽车尾气中CO排放量的检测电路。当CO浓度高于某一设定值时，电铃发声报警。图中气敏电阻R1阻值随CO浓度的增大而减小。下列说法正确的是（ ）
A.电铃应接在B和D之间
B.当CO浓度升高，电磁铁磁性减弱
C.用久后，电源电压U1会减小，报警时CO最小浓度比设定值低
D.为使该检测电路在CO浓度更低时报警，可将R2的滑片向下移
【答案】A
【解析】AB、当CO浓度升高时，气敏电阻R1的阻值减小，控制电路的总电阻减小，电源电压不变，由欧姆定律可知控制电路中的电流增大，所以电磁铁的磁性增强；当CO浓度高于某一设定值时，衔铁被吸下，电铃发声报警，所以电铃应接在B和D之间，故A正确，B错误；
C、用久后，电源电压U1会减小，由欧姆定律可知，只有当R1阻值变小时，控制电路才能达到衔铁被吸下的最小电流，结合题意可知报警时CO最小浓度比设定值高，故C错误；
D、在CO浓度更低时，气敏电阻R1阻值更大，因衔铁被吸下时的最小电流不变，由欧姆定律和电阻的串联可知I，在电源电压不变时，应减小变阻器R2的阻值，所以应将R2的滑片向上移，故D错误。
10、物理实践活动中，小海同学利用热敏电阻设计了一个“过热自动报警电路”，如图所示。将热敏电阻R安装在需要探测温度高低的地方，当探测温度正常时，指示灯亮；当探测温度升高到某一值时，警铃响。已知控制电路两端的电压U保持不变，电磁铁线圈的电阻忽略不计，下列说法正确的是（ ）
A.图中电磁铁上端的磁极为S极
B.当探测温度升高时，电磁铁的磁性减弱
C.热敏电阻的阻值随探测温度的升高而减小
D.当探测温度升高时，控制电路消耗的总功率减小
【答案】C
【解析】A、由图可知，控制电路的电流从电磁铁的上端流入、下端流出，根据安培定则可知，电磁铁的上端的磁极为N极、下端为S极，故A错误；
BC、根据题意可知，当探测温度超过某一值时，警铃响，说明衔铁被吸下，电磁铁的磁性变大，电路中的电流变大了，根据欧姆定律可知，电路中的总电阻变小，R的阻值变小了，即热敏电阻R的阻值随探测温度的升高而减小，故B错误、故C正确；
D、当探测温度升高时，电路中的电流增大，根据P＝UI可知，控制电路消耗的总功率变大，故D错误。
11、如图所示，压敏电阻器是一种具有非线性伏安特性的电阻器件。其导电性能介于导体和绝缘体之间。如图甲是压敏电阻R1的阻值随压力F变化的关系图像。如图乙所示是用压敏电阻R1设计的一种“自动限重器”，该装置由控制电路和工作电路组成，其主要元件有电磁继电器、货物装载机（实质是电动机）、压敏电阻R1和定值电阻R2等，当货架承受的压力达到限定值，电磁继电器会自动控制货物装载机停止向货架上摆放物品。已知控制电路的电源电压U＝6V，电磁继电器线圈的阻值R＝20Ω，定值电阻R2＝100Ω。
（1）压敏电阻材料是 （选填“绝缘体”“超导体”或“半导体”），电动机与下列图中工作原理相同的是 。
（2）当货架没有装货物时货架的质量忽略不计，电磁继电器中的电磁铁下端为 （选填“N”或“S”）极，控制电路通电10min，则电路中将产生 J的热量。
（3）当电磁继电器线圈中的电流大小为30mA时衔铁被吸下，则货架能承受的最大压力 N；为了调节货架能承受的最大压力，可调整控制电路的电源电压，若需要控制货架能承受的最大压力为1000N，则替换的电源电压为 V。
【答案】（1）半导体；D；（2）S；60；（3）800；4.8。
【解析】（1）压敏电阻的导电能力在导体和绝缘体之间，所以压敏电阻材料是半导体；
图中A是电磁感应的实验装置，说明磁生电；B是奥斯特实验的装置，说明电生磁；C是探究影响电磁铁磁性强弱的因素的实验装置，在电流一定时，线圈匝数越多，磁性越强；D是磁场对电流的作用的实验装置，和电动机的工作原理相同，故选D。
（2）根据图乙可知，电流由电磁铁的上端流入，下端流出，根据安培定则可知，电磁继电器中的电磁铁下端为S极，上端为N极。
当货架没有装货物时货架的质量忽略不计，则压敏电阻所受压力为0，根据图甲可知，压敏电阻的最大阻值为R1＝240Ω；控制电路中压敏电阻R1和R2及线圈串联在电路中，此时的总电阻阻值：
R总＝R1+R2+R＝240Ω+100Ω+20Ω＝360Ω，
通电10min产生的热量：
Qt10×60s＝60J；
（3）当电磁继电器线圈中的电流大小为30mA时衔铁被吸下，根据欧姆定律，此时电路中的总电阻为：
R总1200Ω；
压敏电阻、定值电阻、线圈三个电阻串联，所以压敏电阻的电阻为：
R1′＝R总1﹣R﹣R2＝200Ω﹣100Ω﹣20Ω＝80Ω，根据题图甲可知，此时货架能承受的最大压力为800N。
若需要控制货架能承受的最大压力为1000N，此时压敏电阻对应的阻值为R1″＝40Ω，若线圈中的电流为30mA不变，此时电路中的总电阻：
R总2＝R1″+R2+R＝40Ω+100Ω+20Ω＝160Ω，
此时替换的电源电压为：
U'＝IR总2＝0.03A×160Ω＝4.8V。
12、如图所示为车库积水自动报警器原理图，图中A、B位置可以安装电铃或LED灯，要求车库没有积水时，LED灯亮，车库有积水时，电铃响。电铃工作时利用了电流的 效应；它应该安装在图中的 （选填“A”或“B”）位置；LED灯是利用 （选填“半导体”或“超导体”）材料制成的。
【答案】磁；B；半导体
【解析】车库没有积水时，电磁铁不具有磁性，不会吸引衔铁，LED灯亮，说明A为LED灯；车库有积水时，左侧控制电路接通，电磁铁通电，电磁铁会具有磁性，能吸引衔铁，使得B的电路接通，电铃发出声音，所以电铃应安装在图中的B位置；LED灯是由半导体材料制成的。
13、恒温箱电路图如图所示，当水银温度计中的水银柱上升，接触金属丝A时，电磁铁电路被接通，衔铁被吸引并向
（选填“上”或“下”）移，因此电热丝 （选填“停止”或“开始”）加热。
【答案】接通；停止。
【解析】读图分析可知，当水银柱上升到金属丝A所指示的温度时，电磁铁电路接通，电磁铁产生磁性，吸引衔铁，则衔铁下移，电热丝所在电路断开，电热丝停止加热。
14、如图是汽车启动电路。分析电路可以发现，启动时插入钥匙并拧动可使启动电路通电，拧动钥匙相当于 （选填“闭合”或“断开”）开关；根据启动电路中标出的电流方向，电磁铁的上方是 （选填“N”或“S”）极。
【答案】闭合；N。
【解析】启动时插入钥匙并拧动可使启动电路通电，所以拧动钥匙相当于闭合开关；
在电源的外部，电流从电源的正极出来回到负极，所以电源的左端为正极；电流从电磁铁的上端流入，下端流出，根据安培定则可知，电磁铁的上端为N极。
15、某些商场里的自动扶梯在无人和有人乘坐时运行速度不同，从而节约电能。小明根据所学的知识，画出如图所示的电路（R是一个压敏电阻）。小明分析：电磁铁上端为 极，当人站在电梯上，压敏电阻的阻值减小，电磁铁磁性强弱发生变化，衔铁与触点 （选填“1”或“2”）接触。
【答案】S；2。
【解析】根据图示可知，电流从电磁铁的上端流入，根据安培定则，用右手握住螺线管，使四指指向电流的方向，则大拇指所指的下方为螺线管的N极，则上端为S极。
控制电路的压敏电阻与电磁铁串联。当扶梯上有人时，R所受压力增大，根据已知条件，压敏电阻变小，由串联电阻的规律，控制电路的总电阻变小，由欧姆定律可知控制电路中的电流变大，电磁铁磁性变强，则衔铁被吸下，与触点2接触。
16、阅读短文，回答问题。
人工心脏泵
医生给心脏有疾病的患者做手术时，往往要用一种称为“人工心脏泵”的体外装置来代替心脏，以推动血液循环。如图甲是该装置的示意图，通电时线圈与活塞柄组成的系统与固定在左侧的永磁体相互作用，带动活塞往复运动，从而完成抽血和送血。(活塞筒通过阀门与血管相通，阀门、只能向上开启)手术时，还需要利用电磁血流计来检测血流速度和血流量，如图乙所示。使用时，将血管放置于两磁极之间，两金属电极a、b与血管壁接触，血液可以看作导体，当血液流动时，导体切割磁感线，电路中有微弱电流产生，仪表指针偏转，显示出血流速度。
(1)图甲中，当线圈中的电流从A流向B时，活塞向 (选填“左”或“右”)运动，从而____________(选填“增大”或“减小”)活塞筒内的压强，使血液通过阀门S。进入活塞简中，此时处于抽血状态。线圈AB所固定的活塞柄适宜用 (选填“铜”“铁”或“铝合金”)材料制作。
(2)电磁血流计的工作原理是 现象；若仅调换两磁极的位置，则流过仪表的电流的方向将___________(选填“不变”或“相反”)。
(3)血管中有血液流过时，电磁血流计能检测到微弱的电流，从能量转化的角度分析，这是__________能转化为 能的过程。
【答案】(1)左 减小 铁 (2)电磁感应 相反 (3)机械 电
【解析】(1)由图可知，当线圈中的电流从A流向B时，由安培定则可知，螺线管左端为S极，此时异名磁极相互吸引，故活塞左移。
活塞左移,右侧体积变大压强减小，打开，关闭，血液从流入。
电磁铁的铁芯需要使用磁性材料，增强磁场。
(2)两金属电极a、b与血管壁接触，当血液流动时，就会有微弱电流产生，仪表指针偏转，显示出血流速度，这是电磁感应现象，产生了感应电流。
若仅调换两磁极的位置，则流过仪表的电流的方向将发生改变，与原来的方向相反。
(3)从能量转化的角度分析，电磁血流计的工作过程中机械能转化为电能。
17、阅读材料，回答问题。
变频空调
空调作为家用电器越来越多地进入千家万户。如题1图甲所示，空调工作的基本原理是利用压缩机将气态“冷媒”物质加压进入冷凝器，变成液态。液态“冷媒”进入蒸发器，变成气态。传统空调压缩机依靠其不断地“开”、“停”来调节室内温度，其一开一停之间容易造成室温忽高忽低。变频空调则依靠控制压缩机转速的快慢达到控制室温的目的，不但电能消耗少，而且室温波动小，大大提高舒适度。
例如，某品牌变频空调和定频空调在教室内测试时的功率—开机时间图象如题1图乙和图丙。变频空调先通过大功率P1将温度降低到设定温度后，改变自己压缩机的频率，将功率降至P2；普通空调开机后，通过固定功率P'吹冷风，再反复运行或停止运行，以实现制冷。
请根据以上材料回答下面问题：
（1）液态“冷媒”进入蒸发器，变成气态，该物质发生的物态变化名称是 ，此过程 （选填“吸热”或“放热”）；
（2）题1图乙所示某品牌变频空调工作1h消耗的电能是 kW h；
（3）若定频空调开机时间1h，消耗电能0.6kW h，“开”、“停”过程中能量损耗不计，根据题1图丙分析，定频空调功率P'是 kW；
（4）为了根据室内温度控制空调通断，小珠利用电磁铁（线圈电阻忽略不计）、热敏电阻R1、定值电阻R0＝60Ω，设计并制作了如题2图甲所示自动控制电路。其中电源电压恒为3V，热敏电阻R1的阻值随温度升高而减小，变化情况如表所示。当气温升至30℃时，通过电磁铁的电流为I0，衔铁会被吸下，接通R0和空调线路，此时R1、R0的连接方式是 （选填“串联”或“并联”）。当室温降低至a℃（a＜30）以下时，通过电磁铁的电流小于I0，弹簧拉动衔铁切断R0和空调线路。已知室内温度随时间变化情况如题2图乙所示，60min时间内，电阻R0消耗的电能是 J。
【答案】（1）汽化；吸热；（2）0.46；（3）1；（4）并联；180。
【解析】（1）液态“冷媒”进入蒸发器，变成气态，该物质发生的物态变化名称是汽化，此过程吸热。
（2）变频空调工作1h消耗的电能是
。
（3）定频空调开机时间1h内的工作时间是
t'＝18min+18min＝36min＝0.6h，
利用P求得定频空调功率
。
（4）当衔铁被吸下时，R0和R1首与首相连，尾与尾相连，两电阻并联。
当气温升至30℃时，由表格数据可知，此时R1＝20Ω，通过电磁铁的电流为I0，I0的大小
，
此时衔铁会被吸下，接通R0和空调线路；当室温降低至30℃以下时，通过电磁铁的电流小于I0，弹簧拉动衔铁切断R0和空调线路。此时R0、R1并联的总电阻为20Ω，结合并联电路的电阻关系可知
，
解得R'1＝30Ω。
由表格可知，此时对应的温度为26℃，即温度降至26℃以下时，弹簧拉动衔铁切断R0和空调线路。由T﹣t图像可知，60min 时间内，电阻R0工作了20min，电阻R0消耗的电能
。
18、阅读下列短文，回答问题。
变频空调
变频空调的变频压缩机可以根据环境温度自动调整工作时间和功率。某变频空调电路原理示意图如图1所示，其中控制电路的电源电压U1＝12V，Rs为调控电阻，可通过遥控调节其阻值大小，Rt为热敏电阻，其阻值随温度变化的图像如图2所示，L为磁控开关，当热敏电阻Rt的阻值发生变化时，磁控开关线圈的电流随之发生变化，当电流大于或等于0.02A时，L的两个磁性弹片相互吸合，工作电路的变频压缩机开始工作。电压U2＝220V，R0为保护电阻，磁控开关L的线圈电阻不计。问：
（1）压缩机工作过程中内部的电动机主要把电能转化成 能；当S接通，电流大于或等于0.02A时，L的两个磁性弹片的前端为 名磁极。
（2）由图2可知，热敏电阻Rt的阻值随着温度t的升高而变 ；若房间内部的温度为22.5℃，此时热敏电阻Rt的阻值为________Ω。
（3）用遥控将Rs的阻值调小时，设定温度变 ；家用空调最高设定温度通常为30℃，则调控电阻Rs的阻值不能超过 Ω。
（4）由于变频作用，某段时间内工作电路的总功率变化如图3所示，已知保护电阻R0＝2Ω，则10min内R0消耗的电能是
J。
【答案】（1）机械；异；（2）小；100；（3）低；550；（4）14880。
【解析】（1）压缩机在工作过程中主要把电能转化成机械能；当S接通，电流大于或等于0.02A时，L的两个磁性弹片相互吸合，根据磁极间的相互作用规律可知，L的两个磁性弹片的前端为异名磁极；
（2）由图2可知，热敏电阻Rt的阻值随着温度t的升高而变小；若房间内部的温度为22.5℃，此时热敏电阻Rt的阻值为100Ω；
（3）控制电路中，Rs、Rt 串联，将Rs的阻值调小时，电路总电阻变小，通过电路的电流变大，
当电流大于或等于0.02A时，L的两个磁性弹片相互吸合，工作电路的变频压缩机开始工作，设定温度变低；
当I＝0.02A时压缩机开始工作，此时控制电路的总电阻R600Ω，
30℃时热敏电阻Rt的阻值为50Ω，所以Rs＝R﹣Rt＝600Ω﹣50Ω＝550Ω；
（4）由图3可知，空调前4min功率为1100W，电流为I15A，
后6min功率为440W，电流I22A，
保护电阻消耗的电能：WR0tR0t＝（5A）2×2Ω×4×60s+（2A）2×2Ω×6×60s＝14880J。
19、同学们在进行项目化学习时，组建了“我为夏季送清凉”项目小组。该小组的任务是为全校30个教室安装合适的空调，每个教室需安装空调两台。
【答案】【项目实施】（1）慢；乙；（2）并联；能；
【解析】【项目实施】（1）电功率是表示电流做功快慢的物理量，甲、乙两款空调都正常工作时，实际功率等于额定功率，甲的电功率小，制冷速度更慢；两款空调运行时间相同时，由W＝Pt可知，消耗电能较多的是乙款空调；
（2）教室的照明电路和空调电路之间是并联的，并联电路各用电器互不影响，当只有空调电路“跳闸”时，照明电路能正常工作；
20、某科技小组的同学设计制作了一款自动控温烘干箱，箱内主要电路包括控制电路和工作电路，其原理图如图甲所示。控制电路电源电压为8V，R为变阻器，Rt为热敏电阻、Rt阻值与箱内气温关系如表所示。
工作电路电源电压为220V，R0为电热丝，阻值恒为88Ω，M为电风扇，铭牌上标有“220V，20W”字样，其作用是使箱内空气均匀受热，红、绿指示灯用于分别指示电路加热、待机状态。当控制电路的电流达到0.025A时，衔铁被电磁铁吸住，当控制电路电流减小到某值时，衔铁被释放。求：
（1）当衔铁被电磁铁吸住时，工作电路处于 （选填“加热”或“待机”）状态；
（2）将控制电路中变阻器R的阻值调为120Ω时，控制电路的电流为0.025A，此时箱内气温多少摄氏度？（电磁铁的线圈电阻不计）
（3）重新调节变阻器R，同时闭合开关S1、S2，箱内气温与时间关系如图乙所示，若电热丝R0加热空气的效率为80%，衔铁每次被吸住的时长均为300s，箱内空气质量恒为2.2kg，比热容为1×103J/（kg ℃）。求
①乙图中t1对应的时间应该是多少s？
②0～t2的时间内，工作电路总共消耗的电能是多少焦耳？（控制电路、指示灯及电风扇M产生的电热均不计，指示灯消耗的电能不计）
【答案】（1）待机；
（2）将控制电路中变阻器R的阻值调为120Ω时，箱内气温最高可达50摄氏度；
（3）①乙图中t1对应的时间应该是180s；
②0～t2的时间内，工作电路总共消耗的电能是1.026×105J。
【解析】（1）由图甲可知，当衔铁被电磁铁吸住时工作电路中的动触点与下静触点接通，绿色指示灯工作，由题意可知此时工作电路处于待机状态；
（2）闭合开关S1，变阻器和热敏电阻串联接入电路，控制电路的电源电压为8V，
当控制电路的电流达到0.025A时，此时箱内气温最高，衔铁被电磁铁吸住，由欧姆定律可得该电路的总电阻：
R总320Ω，
因串联电路的总电阻等于各分电阻之和，所以此时热敏电阻的阻值：Rt＝R总﹣R＝320Ω﹣120Ω＝200Ω，
由表中数据可知此时箱内气温最高可达50℃；
（3）由乙图可知箱内空气在0～t1时间段内升高的温度：Δt＝60℃﹣24℃＝36℃，
该时间段内箱内空气吸收的热量：Q吸＝cmΔt＝1×103J/（kg ℃）×2.2kg×36℃＝7.92×104J，
该时间段内电热丝R0消耗的电能：W09.9×104J，
电热丝R0的电功率：P0550W，
则该时间段的时长：t1180s；
该时间段内电动机消耗的电能为：WM＝PMt1＝20W×180s＝3.6×103J，
由乙图可知t1到t2时间段内，箱内温度下降，说明工作电路处于待机状态，该时间段内工作电路消耗的电能为0J，
则0～t2的时间内，工作电路总共消耗的电能：
W＝W0+WM＝9.9×104J+3.6×103J＝1.026×105J。
21、小西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“220V 22W”的灯泡L，天暗时灯泡L自动发光，天亮时自动熄灭；控制电路的电源电压U恒为12V，定值电阻R0的阻值为200Ω。在一定范围内，光敏电阻R的阻值与光照强度E（单位为lx）之间的关系如下表所示。（电磁铁线圈的电阻忽略不计）
（1）随着光照强度的减弱，光敏电阻R的阻值 （选出“增大”或“减小”），电磁铁的磁性 （选填“增强”或“减弱”）；当光照强度减弱到一定值时，衔铁会被 （选填“吸下”或“释放”），工作电路工作。
（2）两盏灯均正常发光时，工作电路中的总电流为 A。
（3）当天色渐暗，通过线圈的电流为0.04A时，工作电路的照明系统恰好启动。此时光敏电阻R的阻值为 Ω，光照强度为 lx。
（4）控制电路中电池使用一段时间后，电压会降低，将导致天暗时路灯 （选填“提前”“延后”或“准时”）发光。
【答案】（1）增大；减弱；释放；（2）0.2；（3）100；1.5；（4）提前
【解析】（1）根据表格中的数据可知，随着光照强度减小，光敏电阻R的阻值增大，根据欧姆定律可知，电路中的电流减小，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：IL0.1A，
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＝2×0.1A＝0.2A；
（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R，
照明系统恰好启动时，控制电路的电流I＝0.04A，
由I可得，控制电路的总电阻：R总300Ω，
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＝300Ω﹣200Ω＝100Ω，
此时光照强度：E1.5lx；
（4）电池使用一段时间后，电压会降低，电磁铁的吸合电流不变，根据R可知，光敏电阻的阻值变小，光照强度变大，所以将导致天暗时路灯提前发光。
【知识点6】电磁继电器的常见应用
1、如图所示是住宅小区常见的人行通道门，该门使用的锁具叫电磁锁，由锁体与吸板组成。锁体是一个电磁铁，安装在门扇上，吸板是一块铁板，安装在门框上。电流通过电磁铁时，电磁锁会产生强大的吸力紧紧地吸附铁板，达到锁门的效果。业主通过刷卡，即可开启通道门。下列关于电磁锁的说法正确的是（ ）
A.电磁锁的工作原理是电磁感应
B.电磁锁的工作原理是电流的热效应
C.刷卡时，电磁锁通电产生磁性
D.刷卡时，电磁锁断电失去磁性
【答案】D
【解析】AB．由题知，锁体是一个电磁铁，电流通过电磁铁时，电磁锁会产生强大的吸力紧紧地吸附铁板，达到锁门的效果，所以电磁锁的工作原理是电流的磁效应，故AB错误；
CD．刷卡时，通道门打开，说明此时电磁锁断电而失去磁性，故C错误，D正确。
2、如图所示的有关电磁知识跟图片的对应关系正确的是( )
A.电铃利用电流的磁效应工作
B.家用电风扇工作原理
C.手摇式发电机工作原理
D.电磁继电器实现了高压电路控制低压电路工作
【答案】A
【解析】电铃中有电磁铁，是利用电流的磁效应工作的，故A正确；
图中导体切割磁感线运动，会产生感应电流，是电磁感应现象，电风扇是根据通电导体在磁场中受到力的作用制成的，故B错误；
图中导体通过电流时，会发生运动，说明通电导体在磁场中受到力的作用，电动机根据此原理制成的，故C错误；
电磁继电器可以实现通过低电压的控制电路来控制高电压的工作电路，故D错误。
3、如图甲所示，科技小组利用热敏电阻设计了一个自动加热装置。当环境温度低于温度值t0时，加热电阻R1工作；当环境温度高于t0时，继电器的衔铁被吸下，保温电阻R2工作。已知U1=1.4V，继电器线圈电阻不计，R是热敏电阻，其电阻随温度变化的关系如图乙所示。当线圈中的电流大于等于20mA时，继电器的衔铁被吸下。下列说法正确的（ ）
A. 当环境温度降低时，控制电路中电流增大
B. 温度值t0=30℃
C. 欲使加热电阻R1工作时升温更快，可适当增大R1的电阻
D. 若工作电路中相同时间内加热状态产生的热量是保温状态的3倍，则R1：R2=1：3
【答案】D
【解析】当环境温度降低时，热敏电阻的阻值较大，控制电路的电压不变，控制电路中电流减小，故A错误；
当线圈中的电流大于等于20mA时，继电器的衔铁被吸下，此时热敏电阻的阻值为
此时对应的温度值t0=40℃，故B错误；
欲使加热电阻R1工作时升温更快，由于工作电路的电压一定，根据可知，可适当减小R1的电阻，故C错误；
若工作电路中相同时间内加热状态产生的热量是保温状态的3倍，则
则
故D正确。
4、利用“磁生电”来工作的是（ ）
A.电饭锅
B.动圈式话筒
C.电磁起重机
D.扬声器
【答案】B
【解析】A、电饭锅是利用电流的热效应工作的，故A错误；
B、发电机是利用闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动能够产生感应电流，是电磁感应现象，故B正确；
C、电磁起重机是利用电流的磁效应工作的，故C错误；
D、扬声器是利用通电导体受到磁场力的作用工作的，故D错误。
5、海鲜保存常要求温度低于-18℃。小明为海鲜市场的冷库设计了温度自动报警器，其原理如图甲所示。控制电路和工作电路的电源电压均为3V保持不变，电磁铁线圈电阻忽略不计，乙图为热敏电阻R随温度变化的图像。冷库温度等于或高于－18℃时，工作电路报警。下列说法正确的是（ ）
A. 冷库温度升高时，热敏电阻R的阻值变大
B. 工作电路报警时，衔铁被吸下，灯亮铃不响
C. 冷库温度为-18℃时，控制电路中电流为0.03A
D. 冷库温度降低时，控制电路消耗的电功率变大
【答案】C
【解析】由图乙可知，当冷库温度升高时，热敏电阻的阻值减小，故A错误；
根据图甲，当衔铁被吸下后，电铃接通，灯泡断路，则铃响灯不亮，故B错误；
冷库温度为-18℃时，由图乙可知热敏电阻的阻值为100Ω，控制电路中电流为
故C正确；
冷库温度降低时，由图乙可知热敏电阻阻值变大，根据欧姆定律可知电路中电流变小，根据可知控制电路中电功率变小，故D错误。
6、如图是小明利用光敏电阻为居民楼门口设计的一种智能照明电路，L为“220V 22W”照明灯，天暗时自动发光，天亮时自动熄灭。控制电路中，电源由两节干电池串联而成。R1为定值电阻，R2为阻值会随着光照强度变化而变化的光敏电阻。下列说法中不正确的是( )
A.受控电路中导线a端应连接照明电路的火线
B.提高控制电路电源电压，L白天也可能发光
C.当光照强度增大时，控制电路总功率将增大
D.为了让灯在天更暗时才发光，可换用阻值更小的R1
【答案】B
【解析】开关控制灯泡时，开关接在火线上，所以，受控电路中导线a端应连接照明电路的火线，故A正确；
如果提高控制电路的电压，由欧姆定律知道，控制电路中的电流增大，在白天时，控制电路的电流很大，衔铁会被吸下，照明灯L不发光，且到晚上时，由于控制电路的电压高、电流大，也可能导致衔铁被吸下，照明灯L也可能不发光，故B错误；
当光照强度增大时，光敏电阻的阻值随光照强度的增大而减小，根据串联电路的电阻关系知道，控制电路的总电阻变小，根据欧姆定律可知，电路中的电流变大，由P＝UI知道，控制电路的功率变大，故C正确；
根据题意知道，照明灯在天暗时发光，说明此时照明电路闭合，即衔铁上动触点与静触点接触，由图知道，此时衔铁应被释放，则电磁铁的磁性减弱，说明控制电路中的电流变小，由知道，控制电路中的电阻变大，即此时光敏电阻的阻值变大，反之，天亮时光敏电阻的阻值变小，所以，该光敏电阻的阻值随光照强度的增大而减小；电磁铁的吸合电流不变，控制电路电源电压不变，由欧姆定律知道，衔铁被吸下时电路的总电阻不变，要在环境光线更弱时才启动节能灯照明，此时光敏电阻的阻值较大，则应换用阻值较小的R1，故D正确。
7、图甲是能设定加热温度的家用空气炸锅，其简化电路如图乙所示。它是通过电热丝R1来加热空气，从而加热食物，达到设定加热温度后，自动断开开关，停止加热。
（1）图乙中电磁铁工作时，其上端为 （选填“N”或“S”）极。
（2）5×10﹣3kg的空气从20℃加热到200℃需要吸热 J。[c取1×103J/（kg ℃]
（3）工作电路中电热丝R1的额定电压为220V，额定功率为1210W。正常工作时，工作电路的总电流为5.55A，此时通过电热丝电流是 A，指示灯支路消耗的功率为 W。
（4）控制电路电源电压恒定，其中R2为热敏电阻，它的阻值随温度变化的关系如图丙所示，R3为调温电阻。把R3的阻值调为100Ω时，则加热温度设定为150℃，闭合开关S，电磁继电器（不计线圈的电阻）的衔铁被吸下，工作2026届中考物理一轮复习 电磁学：电磁铁 电磁继电器 知识点专练
【知识点1】电磁铁的概念
1、如图为磁悬浮LED灯，灯座A内有电磁铁，灯头B内有磁体和接收线圈，接通电源后，灯泡可以悬浮在空中，当底座C的开关闭合时，灯泡被隔空点亮，下列说法正确的是（ ）
A.灯泡可以悬浮在空中，利用了异名磁极相互吸引
B.灯座A内的电磁铁里的铁芯可以用铜芯来代替
C.灯头B内的磁体周围的磁场方向都相同
D.灯泡被隔空点亮，与电动机的工作原理相同
2、(2023·广州越秀区模拟)如图所示是巨磁电阻特性原理的示意图，其中GMR是一个巨磁电阻，其阻值随磁场的增强而急剧减小。闭合开关S1、S2，下列说法正确的是( )
A.电磁铁的右端为N极
B.当滑片P向右滑动时，阻值变大，电磁铁磁性增强
C.当滑片P向左滑动时，阻值变小，巨磁电阻的阻值增大
D.当滑片P向左滑动时，阻值变小，指示灯变亮
3、(2023 宜昌)如图是一个磁悬浮地球仪，球体内部有一个永磁体，底座通电时地球仪可以悬浮在上方，此时底座相当于一个 ；如果需要连续调节地球仪的悬浮高度，可以通过在底座电路中接入一个 来实现.
4、某些商场里的自动扶梯设置在有、无人乘坐时的运行速度不同，从而达到节能的目的。小明根据所学知识，设计了扶梯工作时的简化模拟电路。如图所示是扶梯上无人时电路的工作状态，R是压敏电阻，其阻值随压力的增大而减小。当扶梯上有人时，R所受压力增大，控制电路中的电流 ，电磁铁的磁性 ，将衔铁吸下，使动触点与静触点“2”接触，工作电路中的电动机转速变大。小明站在扶梯上匀速上行的过程中，他的机械能 。(均选填“变大”“变小”或“不变”)
【知识点2】电磁铁的磁性
1、(2023杭州)按如图所示电路进行实验，将滑动变阻器的滑片从右向左移动，电磁铁吸引的大头针枚数增多.此实验说明影响电磁铁磁性强弱的一个因素是 ( )
A.电流的大小 B.电流的方向 C.线圈的匝数 D.铁芯的粗细
2、如图甲所示是“磁浮地球仪”。在地球仪中装入条形磁铁，底座中的电磁铁就可将其“漂浮”在空中，其工作原理如图乙所示。下列判断正确的是（ ）
A.电磁铁的上端为N极
B.电源的左端为负极
C.其工作原理是异名磁极相互吸引
D.滑片P向右移动可增加地球仪“漂浮”的高度
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.电流表示数变小，弹簧长度变短，小灯泡亮度增强
B.电流表示数变小，弹簧长度变长，小灯泡亮度减弱
C.电流表示数变大，弹簧长度变长，小灯泡亮度减弱
D.电流表示数变大，弹簧长度变短，小灯泡亮度增强
4、以下是几个关于电磁学的实验。下列说法正确的是（ ）
A.甲图小磁针发生偏转，说明电流周围存在磁场
B.乙图条形磁体静止时B端总是指向地磁北方，B端是条形磁体的北极
C.丙图中铁钉A、B永久具有磁性
D.丙图中铁钉B吸引的大头针比A多，说明电磁铁磁性强弱与电流大小有关
5、如图的四个电和磁实验，当闭合开关后，下列说法正确的是（ ）
A.甲：向右移动滑片P时弹簧会缩短
B.乙：会看到导体AB运动，这是发电机的原理
C.丙：导体AB运动，一定能看到灵敏电流计的指针偏转
D.丁：小磁针发生偏转，说明电流周围存在磁场
6、下列对电磁实验现象相应的解释正确的是( )
A.甲图中，闭合开关，小磁针的N极向左偏转
B.乙图中，线圈匝数多的电磁铁，磁性强
C.丙图中，该装置用来研究电磁感应现象
D.丁图中，磁铁放在水平面上，导体ab竖直向上运动，电流表指针一定会偏转
7、如图是一种称为“人工心脏泵”（血泵）的体外装置的示意图，医生给心脏疾病的患者做手术时，用它来代替心脏推动血液循环。其中线圈AB固定在用软铁制成的活塞柄上（相当于一个电磁铁），通电时线圈与活塞柄组成的系统与固定在左侧的磁体相互作用，从而带动活塞运动。下列判断正确的是（ ）
A.若电源的左端为负极，闭合开关，活塞向左移
B.用铜芯代替铁芯可以增加活塞的推力
C.减少线圈AB的匝数可以增加活塞的推力
D.滑动变阻器滑片向右移动将减小活塞的推力
8、如图所示，薄壁塑料立方体内固定一个电磁铁，MN为一块长方形水平软铁块，电源电压不变，闭合开关，在F（弹簧测力计）作用下，固定有电磁铁的立方体可以向右做匀速直线运动，下列判断正确的是（ ）
A.滑片P逐渐向a端滑动，电磁铁的磁性逐渐减弱
B.滑片P逐渐向a端滑动，电路总功率变小
C.滑片P逐渐向b端滑动，弹簧测力计的示数逐渐变小
D.此装置不能用来探究滑动摩擦力的大小与压力大小的关系
9、如图所示，开关闭合，小磁铁处于静止状态后，把滑动变阻器的滑片P缓慢向右移动，此时悬挂的小磁铁的运动情况是( )
A.向下移动 B.向上移动 C.静止不动 D.无法确定
10、关于图中实验的说法正确的是（ ）
A.甲图小磁针发生偏转，说明电流周围存在磁场
B.乙图条形磁体静止时B端总是指向地理北方，B端是条形磁体的南极
C.丙图中A铁钉的上端为N极
D.丙图中铁钉B吸引的大头针比A多，说明电磁铁磁性强弱与电流大小有关
11、如图是小明同学做“制作、研究电磁铁”实验的示意图，当开关S闭合，观察到大铁钉B比A能吸引更多的大头针，小明得出的实验结论是：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左移动时，铁钉吸引的大头针将 (选填“变多”“变少”或“没有变化”)。
12、“悬浮灯泡”能够悬浮发光，如图甲所示，图甲中的基座内有一个电磁铁，而悬浮的灯泡内部装有用闭合线圈连接的LED灯和条形磁铁，其内部结构如图乙所示，当基座内电路接通电源后，灯泡能克服重力悬浮在空中是因为 ，某时刻基座内电流方向如图乙所示，此时基座内电磁铁的上端为 ______极，若要使灯泡悬浮的高度增加，应向 _______(选填“右”或“左”)调节滑动变阻器的滑片或 (选填“增加”或“减少”)电磁铁线圈的匝数。
13、电梯为居民出入带来很大的便利，出于安全考虑，电梯都设置超载自动报警系统，其工作原理如图所示，其中电磁铁是利用电流的 效应工作的。在图中电磁铁上端的磁极为 极。
14、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。若开关S闭合，则电磁铁右端为 极(选填“N”或“S”)；当滑片P逐渐向下移动时，条形磁铁(始终静止)受到的摩擦力会逐渐 (选填“增大”“不变”或“减小”)。
15、如图所示，在电磁铁的正上方用弹簧挂一条形磁铁，将开关闭合后，滑片P从a端到b端的滑动过程中，弹簧的长度会变 （选填“长”或“短”），这是因为电磁铁的磁性随着电流的增大而 。
16、(2023·赤峰)学习了电磁铁，小明想：“电磁铁两极磁性强弱是否相同呢？”图甲是他探究该猜想的装置图。
(1)通电后，电磁铁A端是________极。
(2)闭合开关后，弹簧测力计的示数太小，要使其示数变大，滑动变阻器滑片P应向________端移动。
(3)将滑动变阻器调节完成后，根据图乙读出弹簧测力计的示数为________ N。
(4)在原位置将电磁铁两端对调，使B端向上，保持电流不变，观察到弹簧测力计示数与(3)中相同。初步可得出的结论是：电磁铁两极磁性强弱________。
17、阅读短文，回答问题。
自动制冷装置
为延长蔬果保鲜时间，某同学帮助菜农设计了蔬果保鲜仓库的自动制冷装置，装置工作原理图如图甲所示。控制电路中电源电压恒定，R1为热敏电阻，其阻值随温度的变化关系如图乙所示，定值电阻R2＝5Ω，电磁铁线圈阻值忽略不计。当温度升高到5℃时，控制电路中的电流刚好达到100mA，衔铁吸下，制冷器启动工作；当电流降至37.5mA时，衔铁弹回，工作电路断开，制冷器停止工作，如此进行间歇性循环工作。图丙为工作电路1h内制冷器功率与时间的关系图像。
（1）温度升高时，热敏电阻R1的阻值将 （选填“增大”或“减小”）；电磁铁的磁性将 （选填“增强”或“减弱”）。
（2）控制电路中的电源电压为 V。
（3）该装置所控制的最低温度为 ℃。
（4）1h内，工作电路中制冷器消耗的总电能为 kW h。
在不改变控制电路中电源电压的情况下，若要降低所控制的最低温度，请写出一种简便可行的方法 （合理即可）。
18、电源电压恒定不变，闭合开关S，小磁针静止时其N、S极如图所示，且电路能改变电磁铁磁性的强弱，请在虚线框内将电路图补充完整。
19、在互联网时代，传感器担负着信息采集的重要任务，可以实现“提醒”和“报警”功能。其中热敏传感器主要运用了热敏电阻来测量温度的变化。甲是由热敏电阻R1作为传感器制作的简单自动报警线路图，其中热敏电阻的阻值R随温度t变化的图象如图乙所示，请回答以下问题：
（1）闭合开关S1时，电磁铁d端为 极，此时电磁铁所在电路 （选填“有”或“无”）电流
（2）该报警器的控制电路的心脏是电磁铁，下列实验与其工作原理相同的是 （填序号）。
（3）为使温度升高到报警温度时发出报警信息，开关c应与触点 （选填“a”或“b”）相接通。
（4）若通过电磁铁线圈ed的电流I0≥10mA才会报警，直流电源U1为18V，欲实现温度达到或超过60℃报警器响起，则滑动变阻器最大阻值不能小于 Ω。在其它条件不变的情况下，控制电路中电池使用一段时间后，电压会降低，将导致报警温度比原来设定的温度 （选填“高”或“低”）。若此时将滑动变阻器向 （选填“左”或“右”）移动，可达到原来的报警温度。
20、阅读短文，回答问题：
上海磁悬浮列车
如图甲所示是我国自行设计制造的上海磁悬浮列车，列车专线全长29.863公里，全程只需8分钟。上海磁悬浮列车上安装有GPS导航系统，可对列车实施定位。列车采用T形导轨，在导轨底部安装轨道线圈。磁悬浮列车的车厢两侧下部向导轨的两边环抱，在车厢上装有车厢线圈，如图乙所示。通电后，在磁场作用下，产生的磁力将列车浮起约10mm，此时，车厢线圈与轨道线圈之间产生的磁力与列车自身的重力相互平衡，利用磁力作用使列车悬浮在轨道上运行。由于列车车体悬浮在轨道上方，使列车具有损耗小、噪音低等优点，磁悬浮列车将为我国城市间提供一种方便快捷的绿色轨道交通工具。
（1）由于受到强大的磁力作用，能够使列车向上浮起保持在10mm，它的工作原理是 ；
（2）当磁悬浮列车上的乘客人数发生变化时，即重力发生变化时，要让线圈间产生的磁力与磁悬浮列车的重力相互平衡，采取的措施应该是 （选填“改变轨道线圈的匝数”或“改变通过线圈的电流”）；
（3）请根据文中提供的信息，提出一个与所学物理知识有关的问题：（要求：不与上述两问内容及下列事例重复）
示例：问题：磁悬浮列车的外型为什么要做成流线型？
解释：减小空气阻力。
问题： ？
解释： 。
21、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。巨磁电阻效应是指某些材料的电阻在磁场中急剧变化的现象，这一发现大大提高了磁电之间信号转换的灵敏度，从而引发了现代硬盘生产的一场革命。实验小组设计了如图所示的电路，来探究某GMR的阻值与磁场的关系。
(1)该电磁铁产生的磁场与 (选填“条形磁铁”或“U形磁铁”)产生的磁场相似；
(2)闭合开关S1，电磁铁的左边是 (选填“N”或“S”)极。滑动变阻器R1的滑片向右端滑动，电磁铁的磁性 (选填“增强”或“减弱”)；
(3)排除电路故障后，闭合开关S1、S2，保持R2滑片位置不变，将滑动变阻器R1的滑片向左端滑动，观察到电流表示数增大，电压表示数 (选填“增大”“减小”或“不变”)；
(4)分析上述实验现象可知：该GMR的阻值随其周围磁场的增强而 (选填“增大”“减小”或“不变”)。
22、在抗击新冠肺炎疫情期间，中医为诊疗发挥了积极作用，成为世界瞩目的“中国战法”重要组成部分。如图甲所示是一种智能电热中药壶，内部简化电路如图乙所示。它有“高温”和“低温”两个挡位，其中R0为热敏电阻，当壶内温度达到一定时，电磁铁将衔铁吸下。(外界大气压为1个标准大气压，电阻不随温度发生改变)
(1)开关S0和S都闭合，随着壶内温度的升高，热敏电阻R0的阻值变小，电磁铁磁性将 ，达到一定温度时，电磁铁将衔铁吸下，此时中药壶处于 (选填“高温”或“低温”)挡；
(2)若仅将电热中药壶接入家庭电路，壶内装满质量为2.5kg，初温为40℃的水，通电10min后水烧开，求水吸收的热量 ；[水的比热容c=4.2×103J/(kg ℃)]
(3)若关闭家里其他用电器，在上述加热过程中观察到电能表(如图丙)指示灯共闪烁240次，求该电热中药壶的加热效率 。
【知识点3】探究电磁铁磁性的强弱与哪些因素有关
1、小明在课下按教材“迷你实验室”自制成简易的电磁铁，并设计了如图所示的甲、乙、丙、丁电路去探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”。
（1）实验通过观察电磁铁 来知道电磁铁磁性的强弱；
（2）比较 两图可知：匝数相同时，电流越大，磁性越强；
（3）由图 可知：当电流一定时，匝数越多，磁性越强；
（4）当丁图的滑动变阻器滑片向左移动时，电磁铁a、b吸引大头针的个数 （选填“增加”或“减少”），说明电流越 。
2、（1）如图甲所示，烧杯中的水已经开始沸腾，温度计示数如图乙所示，水的沸点为 ℃，说明当时气压 （选填“低于”“等于”或“高于”）标准大气压。
（2）如图丙所示，在“探究影响电磁铁磁性强弱因素”的实验中，闭合开关S，得出结论：电流大小相同时，线圈匝数越多电磁铁的磁性越 （选填“强”或“弱”）。将滑动变阻器的滑片P向右移动，发现电磁铁A吸引大头针的数量 （选填“变多”“变少”或“不变”）。
（3）如图丁所示，凸透镜与蜡烛、光屏置于光具座上，并移动光屏得到一个清晰的像，此成像规律是 （选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）的原理；保持蜡烛、光屏位置不动，将凸透镜移到光具座上的 cm处，光屏上可再次得到清晰的像。
3、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。
4、在学习“电与磁”后，某小组做了如下实验研究。
（1）如图甲，将指南针水平放置在木板上，指南针静止时a端指向北方，则a端是指南针的__________（选填“N极”或“S极”），这是因为地球周围存在__________；
（2）为研究电磁铁磁性强弱与电流大小的关系，请完成下列实验内容：
①如图乙，漆包线绕在铁钉上构成一个电磁铁，将它平行指南针放置在木板上；
②请用笔画线表示接线，按要求将图乙中的电源、开关、电流表、滑动变阻器和电磁铁连成串联电路（有部分导线已连接）。要求如下：
Ⅰ.合上开关K，指南针在电磁铁的作用下，静止时a端仍然指向北方；
Ⅱ.滑动变阻器滑片P由C端向D端移动时，电流表的示数减小；
③电磁铁磁性强弱可以通过电磁铁吸引大头针的数目来判断。为研究线圈匝数一定时，电磁铁磁性强弱与电流大小的关系，请设计记录实验数据的表格。
5、学习了电磁铁，小明想：“电磁铁两极磁性强弱是否相同呢？”图甲是他探究该猜想的装置图。
（1）通电后，电磁铁A端是 极。
（2）闭合开关后，弹簧测力计的示数太小，要使其示数变大，滑动变阻器滑片P应向 端移动。
（3）将滑动变阻器调节完成后，根据图乙读出弹簧测力计的示数为 N。
（4）在原位置将电磁铁两端对调，使B端向上，保持电流不变，观察到弹簧测力计示数与（3）中相同。初步可得出的结论是：电磁铁两极磁性强弱 。
6、物理实验小组进行了以下实验：
（1）甲图，根据图像可知该物质为 （选填“晶体”或“非晶体”）；
（2）乙图探究“影响滑动摩擦力大小因素”实验中，弹簧测力计示数如图，则木块受到的滑动摩擦力大小为 N；比较F1与F2的大小可知，滑动摩擦力大小与 有关；
（3）丙图，通过比较电磁铁 判断磁性强弱，运用了 法。
7、小明想探究影响电磁铁磁性强弱的因素，用表面涂有绝缘漆的电阻丝和两根相同的软铁棒分别绕制了匝数为100匝和150匝的电磁铁A、B。实验中可以根据电磁铁吸引铁钉的数量来判断其磁性强弱。小明将电磁铁A接入如图所示的电路中，调节滑动变阻器，进行多次测量，电流表的示数和对应的电磁铁吸引铁钉的数量，如下表所示。
（1）电磁铁上端是 极，下面铁钉散开的原因是 。
（2）根据表中数据，可得出的实验结论是： 。
（3）小明保持滑动变阻器的滑片位置不变，将电磁铁A更换为电磁铁B。闭合开关S发现电磁铁B吸引铁钉的数量也为17个。于是他得出“电磁铁的磁性强弱与线圈匝数无关”的结论。小明得到错误结论的原因是 。
（4）以下装置由电磁铁控制的是 （选填序号）。
①电铃
②司南
③电磁起重机
④卫生间感应式冲水器阀门
8、小伟用铜漆包线绕在铁钉上制作了简易电磁铁，用来探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”，设计的实验装置如图所示。
（1）由实验现象可知，在其他条件相同时，电磁铁线圈的匝数越多，电磁铁的磁性越 。
（2）在如图所示的实验装置改变滑动变阻器的滑片位置，可探究电磁铁的磁性强弱与 的关系。
（3）如图所示，将两电磁铁的铁钉帽靠近，它们将相互 （选填“吸引”或“排斥”）。
9、(2023·惠州惠东县模拟)探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”的实验。如图是小明同学用漆包线(表面涂有绝缘漆的导线)绕在铁钉上做成了线圈有四个接线柱a、b、c、d的电磁铁，使用不同的接线柱，可改变电磁铁线圈的匝数，该同学将自制的电磁铁和相关实验器材组成了如图所示的实验电路。
(1)此实验中电磁铁磁性的强弱用吸引大头针的多少来反映，这种实验方法叫做________法。下列研究问题的方法与此相同的是________。
A．学习电压时，我们可以通过对比水压来认识它
B．学习电压表的使用时，对比找出电压表与电流表的异同点
C．研究电流与电压、电阻关系时，控制电阻不变，研究电流与电压关系
D．在探究“电流通过导体产生的热量与哪些因素有关”的实验中，通过观察被加热容器液面高度变化来比较电流通过电阻产生热量的多少
(2)固定连接电磁铁线圈的接线柱a，结合图示，当滑动变阻器滑片向左移动时，电磁铁吸引大头针的个数________(选填“增加”或“减少”)，说明________越大，电磁铁磁性越强。
(3)分别连接电磁铁线圈的接线柱a、c，并调节滑动变阻器控制电流不变，可以发现接________接线柱时，大铁钉下方吸引大头针较多。
(4)大铁钉下方吸引的大头针的下端是彼此分开的，原因是________。
【知识点4】电磁铁的应用
1、(2023·珠海香洲区一模)如图所示，在电磁铁的正上方用弹簧悬挂一条形磁体，闭合开关后，将滑动变阻器的滑片P从a端移到b端的过程中，下列判断正确的是( )
A.小灯泡变亮，弹簧伸长
B.小灯泡变暗，弹簧伸长
C.电流表示数变大，弹簧收缩
D.电流表示数变小，弹簧收缩
2、以下说法正确的是( )
A. 北斗导航系统是依靠超声波来传递信息
B. 核电站是利用核聚变释放能量来发电的
C. 石墨烯熔点高、导热性好，适合用来做保温材料
D. 当温度高于90℃时，绿灯灭，红灯亮，电铃响
3、楼道应急照明灯在平常是处于熄灭状态的，当照明电路断电时，工作电路中标有“”字样的灯泡会正常发光。某小组设计了如下四个电路，符合设计要求的是( )
A. B. C. D.
4、(2023·清远清城区模拟)如图是小蔡同学设计的短跑比赛“抢跑判断器”。电磁铁是利用电流的________效应工作的，其上端为________(选填“N”或“S”)极。当运动员蹲在起跑器上后，裁判员老师闭合开关S1、S2，发令指示灯亮，运动员抢跑后，R0所受压力变小，电阻变小，电磁铁将衔铁吸下，抢跑指示灯________(选填“L1”或“L2”)亮，则判定该运动员抢跑。
5、如图是一个磁悬浮地球仪，球体内部有一个永磁体，底座通电时地球仪可以悬浮在上方，此时底座相当于一个 ；如果需要连续调节地球仪的悬浮高度，可以通过在底座电路中接入一个 来实现。
6、汽车转向灯电路模型如图所示，接通相应转向灯后，灯会亮暗交替发光，电路中电源电压恒为6V，转向灯的规格均为“6V 3W“，R0为定值电阻，电磁铁线圈及衔铁的阻值忽略不计。
(1)当转向开关与“2和3”接通时，转向灯两端实际电压变化规律如图所示(假设灯的阻值R不变)
①求转向灯的阻值R是多少 ？
②当触点A、B (选填“断开”或“闭合”)时，电磁铁铁磁性较弱。此时，转向灯较 (选填“亮”或“暗”)。
③求定值电阻R0的阻值 。
(2)出现危险情况时，两灯同时闪烁示警。此时，转向开关应与 接触。
7、如图甲所示的闭合回路，当A、B两端存在温度差时，回路中就会有电流通过，这种电路叫热电偶电路。实验表明：热电偶电路中电流的大小跟接点A和B间的温度差有关，温度差越大，回路电流越大。
(1)其它条件不变，只将A处杯中的冰水混合物换为沸水，电路电流 (选填“变大”“变小”或“不变”)。这样的热电偶实际上是一个电源，它的电能是由 能转化而来；
(2)图乙为家用燃气灶意外熄火断气保护装置的原理示意图，其核心部件是热电偶。热端受热时，因冷、热两端有温度差，让与其连接的电磁铁吸住衔铁，出气口 (选填“有”或“无”)燃气溢出；若炉火意外熄灭，其工作原理是： ；
(3)热电偶电路可以把温度信号换成 信号，利用这种性质可以把热电偶做成 。(写出一种应用)
【知识点5】电磁继电器的结构、原理与工作示意图
1、车辆严重超载会损坏桥梁，为了能抓拍超载车辆，物理兴趣小组成员决定为桥梁管理者设计一个“汽车超载记录器”来进行监控管理，如图甲为该超载记录器原理图；已知电源电压U＝10V，线圈电阻R0＝5Ω，R1为滑动变阻器，Rx为压敏电阻，当车辆驶入被检测路段时，其阻值随它受到的压力变化的情况如图乙所示，当电流表示数达到或超过0.4A时，电磁继电器的衔铁被吸下，工作电路中的照相机就开始工作，抓拍超载车辆，则下列说法正确的是（g取10N/kg）（ ）
A.开关S闭合，电磁铁的上端为N极
B.当压敏电阻Rx受到的压力增大时，电磁铁的磁性减弱
C.当桥梁限重为30t时，滑动变阻器接入电路的阻值应为10Ω
D.桥梁老化后应适当减小R1接入电路的阻值以减小桥梁限重标准
2、实践活动小组的同学，在商场看到了一种智能电梯，如图甲所示。当无乘客乘坐电梯时，电动机功率较小，以低速运转，电梯以较小的速度上升；当有乘客乘坐电梯时，电动机功率较大，以高速度运转，电梯以较大的速度上升。他们利用所学过的知识设计了一个能实现上述功能的模拟电路，如图乙所示。其中M为带动电梯运转的电动机，R1为定值电阻，R为阻值随所受乘客对其压力大小发生改变的压敏电阻，线圈可看作定值电阻，两个电源两端的电压均保持不变。关于这个电路，下列说法中正确的是（ ）
A.当有乘客站在电梯上时，R的阻值变大
B.当有乘客站在电梯上时，衔铁上的动触点与触点1接触
C.若适当减小R1的阻值，可减小无乘客时电动机消耗的电功率
D.当有乘客站在电梯上时，电磁铁线圈的耗电功率变大
3、实践活动小组的同学设计了如图甲所示的恒温箱温控电路（用于获得高于室温，一定范围内的“恒温”），包括工作电路和控制电路两部分，控制电路电压4.5V保持不变。R'为阻值为10Ω的定值电阻，R为热敏电阻（置于恒温箱内），其阻值随温度变化的关系如图乙所示。下列说法正确的是（ ）
A.当温度升高到一定温度时，加热器从保温转到加热状态
B.当温度升高时，电磁铁中的电流增大，磁性减弱
C.当温度为50℃时，控制电路的功率为0.225W
D.要使恒温箱的温度设置的更高，应增大R'的阻值
4、如图所示是某保密室的防盗报警电路，当有人闯入保密室时会使开关S闭合。下列说法正确的是（ ）
A.电磁继电器与发电机工作原理相同
B.电磁继电器与电动机工作原理相同
C.电磁铁工作时，上端为N极
D.当有人闯入保密室时，b灯亮
5、小明利用热敏电阻设计了一个过热自动报警电路，如图所示。将热敏电阻R安装在需要探测温度的地方，当环境温度正常时，继电器衔铁与上触点接触，下触点分离，指示灯亮；当环境温度超过某一值时，继电器衔铁与下触点接触，上触点分离，警铃响。图中热敏电阻R的阻值随温度升高而降低，继电器线圈用漆包线绕成，阻值恒为R0。下列说法正确的是（ ）
A.线圈下端P的磁极是N极
B.接线柱A应与接线柱C相连，接线柱B与接线柱D相连
C.当环境温度升高时，继电器线圈的磁性增强
D.当环境温度升高时，热敏电阻两端的电压升高
6、小明设计了一个电梯自动报警模拟装置，如图﹣1所示。在控制电路中，电源电压为12V，R1为滑动变阻器，R2为压敏电阻，R2的阻值大小随压力F的变化关系如图﹣2所示。闭合开关S1和S2，当压敏电阻受到的压力达到4000N时，电磁铁线圈中的电流为0.1A，此时衔铁被吸下，动触点K与触点A断开，同时与触点B接触，电动机停止工作，报警铃声开始响起。电磁铁线圈的电阻忽略不计。下列说法正确的是（ ）
A.S1闭合时，电磁铁的上端为N极
B.压敏电阻受到的压力越大，控制电路中的电流越小
C.当电梯自动报警铃声开始响起时，R1的功率为0.4W
D.若控制电路电源电压降低，要保证电梯最大载重不变，应将R1的滑片P向左移
7、如图，这是一款“智能照明灯”的电路，其控制电路中，电源电压恒定，R1为可变电阻，R2为光敏电阻，其阻值随光照强度而变化。当电流到达某一值时，会将衔铁吸下。灯L天黑时自动发光，天亮时自动熄灭。关于该灯，下列说法正确的是（ ）
A.通电螺线管的工作原理是电磁感应
B.R2的阻值应随光照强度的增大而增大
C.若将R1调小，灯泡工作时间会变短
D.当光照强度增大时，R1消耗的功率变小
8、下列有关电与磁的描述，正确的是（ ）
A.甲图：根据安培定则，大拇指所指的那端为通电螺线管的S极
B.乙图：电磁继电器就是用永磁体控制工作电路的一种开关
C.丙图：通电线圈在磁场中受力转动，是电动机的工作原理
D.丁图：导线AB左右往复运动过程中，产生的感应电流方向不变
9、如图是小敏设计的汽车尾气中CO排放量的检测电路。当CO浓度高于某一设定值时，电铃发声报警。图中气敏电阻R1阻值随CO浓度的增大而减小。下列说法正确的是（ ）
A.电铃应接在B和D之间
B.当CO浓度升高，电磁铁磁性减弱
C.用久后，电源电压U1会减小，报警时CO最小浓度比设定值低
D.为使该检测电路在CO浓度更低时报警，可将R2的滑片向下移
10、物理实践活动中，小海同学利用热敏电阻设计了一个“过热自动报警电路”，如图所示。将热敏电阻R安装在需要探测温度高低的地方，当探测温度正常时，指示灯亮；当探测温度升高到某一值时，警铃响。已知控制电路两端的电压U保持不变，电磁铁线圈的电阻忽略不计，下列说法正确的是（ ）
A.图中电磁铁上端的磁极为S极
B.当探测温度升高时，电磁铁的磁性减弱
C.热敏电阻的阻值随探测温度的升高而减小
D.当探测温度升高时，控制电路消耗的总功率减小
11、如图所示，压敏电阻器是一种具有非线性伏安特性的电阻器件。其导电性能介于导体和绝缘体之间。如图甲是压敏电阻R1的阻值随压力F变化的关系图像。如图乙所示是用压敏电阻R1设计的一种“自动限重器”，该装置由控制电路和工作电路组成，其主要元件有电磁继电器、货物装载机（实质是电动机）、压敏电阻R1和定值电阻R2等，当货架承受的压力达到限定值，电磁继电器会自动控制货物装载机停止向货架上摆放物品。已知控制电路的电源电压U＝6V，电磁继电器线圈的阻值R＝20Ω，定值电阻R2＝100Ω。
（1）压敏电阻材料是 （选填“绝缘体”“超导体”或“半导体”），电动机与下列图中工作原理相同的是 。
（2）当货架没有装货物时货架的质量忽略不计，电磁继电器中的电磁铁下端为 （选填“N”或“S”）极，控制电路通电10min，则电路中将产生 J的热量。
（3）当电磁继电器线圈中的电流大小为30mA时衔铁被吸下，则货架能承受的最大压力 N；为了调节货架能承受的最大压力，可调整控制电路的电源电压，若需要控制货架能承受的最大压力为1000N，则替换的电源电压为 V。
12、如图所示为车库积水自动报警器原理图，图中A、B位置可以安装电铃或LED灯，要求车库没有积水时，LED灯亮，车库有积水时，电铃响。电铃工作时利用了电流的 效应；它应该安装在图中的 （选填“A”或“B”）位置；LED灯是利用 （选填“半导体”或“超导体”）材料制成的。
13、恒温箱电路图如图所示，当水银温度计中的水银柱上升，接触金属丝A时，电磁铁电路被接通，衔铁被吸引并向
（选填“上”或“下”）移，因此电热丝 （选填“停止”或“开始”）加热。
14、如图是汽车启动电路。分析电路可以发现，启动时插入钥匙并拧动可使启动电路通电，拧动钥匙相当于 （选填“闭合”或“断开”）开关；根据启动电路中标出的电流方向，电磁铁的上方是 （选填“N”或“S”）极。
15、某些商场里的自动扶梯在无人和有人乘坐时运行速度不同，从而节约电能。小明根据所学的知识，画出如图所示的电路（R是一个压敏电阻）。小明分析：电磁铁上端为 极，当人站在电梯上，压敏电阻的阻值减小，电磁铁磁性强弱发生变化，衔铁与触点 （选填“1”或“2”）接触。
16、阅读短文，回答问题。
人工心脏泵
医生给心脏有疾病的患者做手术时，往往要用一种称为“人工心脏泵”的体外装置来代替心脏，以推动血液循环。如图甲是该装置的示意图，通电时线圈与活塞柄组成的系统与固定在左侧的永磁体相互作用，带动活塞往复运动，从而完成抽血和送血。(活塞筒通过阀门与血管相通，阀门、只能向上开启)手术时，还需要利用电磁血流计来检测血流速度和血流量，如图乙所示。使用时，将血管放置于两磁极之间，两金属电极a、b与血管壁接触，血液可以看作导体，当血液流动时，导体切割磁感线，电路中有微弱电流产生，仪表指针偏转，显示出血流速度。
(1)图甲中，当线圈中的电流从A流向B时，活塞向 (选填“左”或“右”)运动，从而____________(选填“增大”或“减小”)活塞筒内的压强，使血液通过阀门S。进入活塞简中，此时处于抽血状态。线圈AB所固定的活塞柄适宜用 (选填“铜”“铁”或“铝合金”)材料制作。
(2)电磁血流计的工作原理是 现象；若仅调换两磁极的位置，则流过仪表的电流的方向将___________(选填“不变”或“相反”)。
(3)血管中有血液流过时，电磁血流计能检测到微弱的电流，从能量转化的角度分析，这是__________能转化为 能的过程。
17、阅读材料，回答问题。
变频空调
空调作为家用电器越来越多地进入千家万户。如题1图甲所示，空调工作的基本原理是利用压缩机将气态“冷媒”物质加压进入冷凝器，变成液态。液态“冷媒”进入蒸发器，变成气态。传统空调压缩机依靠其不断地“开”、“停”来调节室内温度，其一开一停之间容易造成室温忽高忽低。变频空调则依靠控制压缩机转速的快慢达到控制室温的目的，不但电能消耗少，而且室温波动小，大大提高舒适度。
例如，某品牌变频空调和定频空调在教室内测试时的功率—开机时间图象如题1图乙和图丙。变频空调先通过大功率P1将温度降低到设定温度后，改变自己压缩机的频率，将功率降至P2；普通空调开机后，通过固定功率P'吹冷风，再反复运行或停止运行，以实现制冷。
请根据以上材料回答下面问题：
（1）液态“冷媒”进入蒸发器，变成气态，该物质发生的物态变化名称是 ，此过程 （选填“吸热”或“放热”）；
（2）题1图乙所示某品牌变频空调工作1h消耗的电能是 kW h；
（3）若定频空调开机时间1h，消耗电能0.6kW h，“开”、“停”过程中能量损耗不计，根据题1图丙分析，定频空调功率P'是 kW；
（4）为了根据室内温度控制空调通断，小珠利用电磁铁（线圈电阻忽略不计）、热敏电阻R1、定值电阻R0＝60Ω，设计并制作了如题2图甲所示自动控制电路。其中电源电压恒为3V，热敏电阻R1的阻值随温度升高而减小，变化情况如表所示。当气温升至30℃时，通过电磁铁的电流为I0，衔铁会被吸下，接通R0和空调线路，此时R1、R0的连接方式是 （选填“串联”或“并联”）。当室温降低至a℃（a＜30）以下时，通过电磁铁的电流小于I0，弹簧拉动衔铁切断R0和空调线路。已知室内温度随时间变化情况如题2图乙所示，60min时间内，电阻R0消耗的电能是 J。
18、阅读下列短文，回答问题。
变频空调
变频空调的变频压缩机可以根据环境温度自动调整工作时间和功率。某变频空调电路原理示意图如图1所示，其中控制电路的电源电压U1＝12V，Rs为调控电阻，可通过遥控调节其阻值大小，Rt为热敏电阻，其阻值随温度变化的图像如图2所示，L为磁控开关，当热敏电阻Rt的阻值发生变化时，磁控开关线圈的电流随之发生变化，当电流大于或等于0.02A时，L的两个磁性弹片相互吸合，工作电路的变频压缩机开始工作。电压U2＝220V，R0为保护电阻，磁控开关L的线圈电阻不计。问：
（1）压缩机工作过程中内部的电动机主要把电能转化成 能；当S接通，电流大于或等于0.02A时，L的两个磁性弹片的前端为 名磁极。
（2）由图2可知，热敏电阻Rt的阻值随着温度t的升高而变 ；若房间内部的温度为22.5℃，此时热敏电阻Rt的阻值为________Ω。
（3）用遥控将Rs的阻值调小时，设定温度变 ；家用空调最高设定温度通常为30℃，则调控电阻Rs的阻值不能超过 Ω。
（4）由于变频作用，某段时间内工作电路的总功率变化如图3所示，已知保护电阻R0＝2Ω，则10min内R0消耗的电能是
J。
19、同学们在进行项目化学习时，组建了“我为夏季送清凉”项目小组。该小组的任务是为全校30个教室安装合适的空调，每个教室需安装空调两台。
20、某科技小组的同学设计制作了一款自动控温烘干箱，箱内主要电路包括控制电路和工作电路，其原理图如图甲所示。控制电路电源电压为8V，R为变阻器，Rt为热敏电阻、Rt阻值与箱内气温关系如表所示。
工作电路电源电压为220V，R0为电热丝，阻值恒为88Ω，M为电风扇，铭牌上标有“220V，20W”字样，其作用是使箱内空气均匀受热，红、绿指示灯用于分别指示电路加热、待机状态。当控制电路的电流达到0.025A时，衔铁被电磁铁吸住，当控制电路电流减小到某值时，衔铁被释放。求：
（1）当衔铁被电磁铁吸住时，工作电路处于 （选填“加热”或“待机”）状态；
（2）将控制电路中变阻器R的阻值调为120Ω时，控制电路的电流为0.025A，此时箱内气温多少摄氏度？（电磁铁的线圈电阻不计）
（3）重新调节变阻器R，同时闭合开关S1、S2，箱内气温与时间关系如图乙所示，若电热丝R0加热空气的效率为80%，衔铁每次被吸住的时长均为300s，箱内空气质量恒为2.2kg，比热容为1×103J/（kg ℃）。求
①乙图中t1对应的时间应该是多少s？
②0～t2的时间内，工作电路总共消耗的电能是多少焦耳？（控制电路、指示灯及电风扇M产生的电热均不计，指示灯消耗的电能不计）
21、小西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“220V 22W”的灯泡L，天暗时灯泡L自动发光，天亮时自动熄灭；控制电路的电源电压U恒为12V，定值电阻R0的阻值为200Ω。在一定范围内，光敏电阻R的阻值与光照强度E（单位为lx）之间的关系如下表所示。（电磁铁线圈的电阻忽略不计）
（1）随着光照强度的减弱，光敏电阻R的阻值 （选出“增大”或“减小”），电磁铁的磁性 （选填“增强”或“减弱”）；当光照强度减弱到一定值时，衔铁会被 （选填“吸下”或“释放”），工作电路工作。
（2）两盏灯均正常发光时，工作电路中的总电流为 A。
（3）当天色渐暗，通过线圈的电流为0.04A时，工作电路的照明系统恰好启动。此时光敏电阻R的阻值为 Ω，光照强度为 lx。
（4）控制电路中电池使用一段时间后，电压会降低，将导致天暗时路灯 （选填“提前”“延后”或“准时”）发光。
【知识点6】电磁继电器的常见应用
1、如图所示是住宅小区常见的人行通道门，该门使用的锁具叫电磁锁，由锁体与吸板组成。锁体是一个电磁铁，安装在门扇上，吸板是一块铁板，安装在门框上。电流通过电磁铁时，电磁锁会产生强大的吸力紧紧地吸附铁板，达到锁门的效果。业主通过刷卡，即可开启通道门。下列关于电磁锁的说法正确的是（ ）
A.电磁锁的工作原理是电磁感应
B.电磁锁的工作原理是电流的热效应
C.刷卡时，电磁锁通电产生磁性
D.刷卡时，电磁锁断电失去磁性
2、如图所示的有关电磁知识跟图片的对应关系正确的是( )
A.电铃利用电流的磁效应工作
B.家用电风扇工作原理
C.手摇式发电机工作原理
D.电磁继电器实现了高压电路控制低压电路工作
3、如图甲所示，科技小组利用热敏电阻设计了一个自动加热装置。当环境温度低于温度值t0时，加热电阻R1工作；当环境温度高于t0时，继电器的衔铁被吸下，保温电阻R2工作。已知U1=1.4V，继电器线圈电阻不计，R是热敏电阻，其电阻随温度变化的关系如图乙所示。当线圈中的电流大于等于20mA时，继电器的衔铁被吸下。下列说法正确的（ ）
A. 当环境温度降低时，控制电路中电流增大
B. 温度值t0=30℃
C. 欲使加热电阻R1工作时升温更快，可适当增大R1的电阻
D. 若工作电路中相同时间内加热状态产生的热量是保温状态的3倍，则R1：R2=1：3
4、利用“磁生电”来工作的是（ ）
A.电饭锅
B.动圈式话筒
C.电磁起重机
D.扬声器
5、海鲜保存常要求温度低于-18℃。小明为海鲜市场的冷库设计了温度自动报警器，其原理如图甲所示。控制电路和工作电路的电源电压均为3V保持不变，电磁铁线圈电阻忽略不计，乙图为热敏电阻R随温度变化的图像。冷库温度等于或高于－18℃时，工作电路报警。下列说法正确的是（ ）
A. 冷库温度升高时，热敏电阻R的阻值变大
B. 工作电路报警时，衔铁被吸下，灯亮铃不响
C. 冷库温度为-18℃时，控制电路中电流为0.03A
D. 冷库温度降低时，控制电路消耗的电功率变大
6、如图是小明利用光敏电阻为居民楼门口设计的一种智能照明电路，L为“220V 22W”照明灯，天暗时自动发光，天亮时自动熄灭。控制电路中，电源由两节干电池串联而成。R1为定值电阻，R2为阻值会随着光照强度变化而变化的光敏电阻。下列说法中不正确的是( )
A.受控电路中导线a端应连接照明电路的火线
B.提高控制电路电源电压，L白天也可能发光
C.当光照强度增大时，控制电路总功率将增大
D.为了让灯在天更暗时才发光，可换用阻值更小的R1
7、图甲是能设定加热温度的家用空气炸锅，其简化电路如图乙所示。它是通过电热丝R1来加热空气，从而加热食物，达到设定加热温度后，自动断开开关，停止加热。
（1）图乙中电磁铁工作时，其上端为 （选填“N”或“S”）极。
（2）5×10﹣3kg的空气从20℃加热到200℃需要吸热 J。[c取1×103J/（kg ℃]
（3）工作电路中电热丝R1的额定电压为220V，额定功率为1210W。正常工作时，工作电路的总电流为5.55A，此时通过电热丝电流是 A，指示灯支路消耗的功率为 W。
（4）控制电路电源电压恒定，其中R2为热敏电阻，它的阻值随温度变化的关系如图丙所示，R3为调温电阻。把R3的阻值调为100Ω时，则加热温度设定为150℃，闭合开关S，电磁继电器（不计线圈的电阻）的衔铁被吸下，工作电路接通，开始加热，直到温度达到150℃时，R2阻值为 Ω，衔铁向上弹起，停止加热。当R3的阻值调为80Ω时，则设定的加热温度为 ℃。
8、某生态园在花棚里安装了自动喷雾和浇水系统，其简化后的电路图如图甲所示。浇水系统的开关S1是电子时控开关，每天上午7：00—7：15、中午12：00—12：15、下午17：00—17：15会自动闭合，启动浇水系统对花卉进行浇淋。喷雾系统用于调节空气湿度，其控制电路中电源电压U＝12V，R为装在探头上的湿敏电阻，其阻值随相对湿度φ（空气中含有水蒸气的百分比，单位为：%RH）变化的图象如图乙所示。当控制电路的电流达到0.04A时，继电器的衔铁被吸合；当控制电路中的电流减小到0.03A时，衔铁被释放。
（1）随着花棚内空气湿度减小，控制电路的电流会 （选填“变大”“变小”或“不变”），图甲中喷雾系统的C点应连接 （选填“A”或“B”）点，浇水系统和喷雾系统的连接方式是 联；
（2）如果花棚的湿度小于50%时喷雾系统启动，则R0的阻值为 Ω；当花棚湿度到达 ，喷雾系统停止工作。当使用时间长以后，控制电路的电池电压U会 ，这时花棚所控制的最高湿度会 （选填“上升”“下降”或“不变”）。
9、如图所示是学校走廊灯的自动控制电路，走廊入口上方安装有反射式光电传感器，当人靠近到一定距离时，从光电传感器上发射的红外线经人体反射后被接收器接收，接收器中的光敏电阻R0的阻值减小，定值电阻R两端的电压 (选填“变大”“变小”或“不变”)，同时电磁铁的磁性 (选填“变强”“变弱”或“不变”)，工作电路接通，灯泡L发光，图中电磁铁的上端是 (选填“S”或“N”)极。
10、利用如图所示电路来研究巨磁电阻GMR的特性，已知巨磁电阻GMR的电阻值在磁场中急剧减小。电磁铁是利用电流的 工作的，闭合开关S1、S2后，电磁铁右端为 极，滑片P向左滑动过程中，指示灯明显变 （选填“亮”或“暗”）。
11、(2023·苏州)寒冬，为给小鸡仔提供温暖的环境，小明制作了恒温箱系统，原理如图。控制电路由电磁继电器、滑动变阻器R1、热敏电阻R2(安装在恒温箱内，阻值随温度升高而显著减小)、低压电源等组成。加热电路由电源、电热丝R3和R4等组成。调好R1阻值，闭合开关S1、S2，箱内温度升高到设定值后即在小范围内波动，且降温阶段降温比较平缓。
(1)通电线圈上端是________极，温度升高时，电磁铁磁性________；
(2)R3阻值________(选填“大于”或“小于”)R4阻值；
(3)将R1的阻值稍微调小一些，恒温箱控制的温度将________。
12、图甲是能设定加热温度的家用空气炸锅，其简化电路如图乙所示。它是通过电热丝来加热空气，从而加热食物，达到设定加热温度后，自动断开开关，停止加热。
(1)图乙中电磁铁工作时，其上端为 (选填“N”或“S”)极；
(2)的空气从加热到需要吸热 J；[c空气取
(3)工作电路中电热丝的额定电压为220V，额定功率为1210W。正常工作时，工作电路的总电流为5.55A，此时通过电热丝的电流是 A，指示灯支路消耗的功率为 W；
(4)控制电路电源电压恒定，其中为热敏电阻，它的阻值随温度变化的关系如图丙所示，为调温电阻。把的阻值调为时，则加热温度设定为，闭合开关S，电磁继电器(不计线圈的电阻)的衔铁被吸下，工作电路接通，开始加热，直到温度达到时，的阻值为 ，衔铁向上弹起，停止加热。当的阻值调为时，则设定的加热温度为 ℃。
13、小明家所在的小区要修建一个景观池，景观池的造型是一个底面积大小为的长方体水槽，图甲是小明为小区景观池设计的自动补水系统示意图，其中控制电路的电源电压恒为9V，为保护电阻，R是一个固定于景观池底部的压敏电阻，它在水中的有效受力面积为。在最高、最低水位设计深度变化范围内，压敏电阻R的阻值与其所受压力的大小变化关系如图乙所示。当控制电路中的电流时，弹簧将衔铁拉起，工作电路接通，水泵开始为景观池供水；当控制电路中的电流时，电磁铁将衔铁吸合，工作电路断开，水泵停止为景观池供水，（计算时不考虑电磁铁线圈的阻值和压敏电阻的厚度，）求：
（1）保护电阻的阻值；
（2）景观池最低水位设计深度；
（3）景观池每次补水的最大质量。
14、小闽为学校的陶器烧制炉加装一个自制的可控制温度的装置，其简化的工作电路图如图。R1、R2是炉内加热电阻，R1阻值为44Ω，R是变阻器，R0是电磁铁线圈电阻。温差电源的热点探头放在炉内，冷点探头放在20℃的恒温箱中。烧制炉接入220V的电路中，闭合开关S1、S2，衔铁与触点A接触，烧制炉处于加热状态；当电磁铁线圈中的电流达到0.01A时，衔铁被吸下与触点B接触，烧制炉进入保温状态，保温功率为200W。测试时，第一次调节R的阻值为1Ω，当烧制炉刚进入保温状态时，测得炉内温度t为400℃；第二次调节R的阻值为4Ω，当烧制炉刚进入保温状态时，测得炉内温度t为1000℃。求：
（1）烧制炉处于加热状态时，通过R1的电流；
（2）烧制炉处于保温状态时，R2的阻值；
（3）温差电源提供的电压与两探头间的温度差成正比，为便于设置烧制炉的保温温度t，写出R与t关系的表达式。
15、如图是小李购买的一款国产电话手表，她与爸爸妈妈一起了解和研究电话手表功能，以确保正确且安全使用；
（1）小李阅读说明书后，有以下认识，你认为不合理的是__________；
A.电话手表的表带内侧设计有导汗槽，有助于加快汗液的蒸发
B.用尖锐物撬手表电池容易起火，可能是因为电路发生了断路
C.恶劣天气搜索不到通信信号，可能是因为电磁波传播过程受到干扰
D.紧贴耳朵使用会造成听力损伤，是因为声音响度与声源到耳朵距离有关
（2）小李用电话手表与爷爷长时间视频通话，手表突然自动关机，原因是手表过热，启动了保护功能。她认为手表启动保护功能一段时间后，应有自动开机功能，于是她用所学知识设计出模拟热保护装置的示意图（如图甲），R0为定值电阻，R为热敏电阻（有两种类型可供选择，其电阻随温度变化关系如图乙所示，R的温度变化主要受发热元件影响）；下列分析合理的是__________；
A.热敏电阻应选择NTC类型
B.热敏电阻温度升高，电磁铁磁性减弱
C.启动保护模式后，控制电路自动断开
D.启动保护模式后，工作电路无法再次启动
（3）小李和爸爸在家庭实验室对电话手表进行充电测试，测得充电时充电器的输出电压约为5V，输出功率约为6W，则输出电流与常见家用电器__________（选填“电视机”“空调”或“电热灭蚊器”）的正常工作电流最接近；
（4）妈妈告诉小李，充电器在插座上未给电话手表充电时，内部也有电流通过。他们查阅网站得知，截止2024年3月末我国移动电话用户总数约为18亿户。若有四分之一用户不拔充电器，一户一个充电器，每个充电器每天平均闲置时间约为20h，平均实际功率约为0.1W，则全国一天因此浪费的电能约为__________kW·h；
小李通过查询资料进一步发现，长时间让家用电器处于待机状态，不仅浪费电能，还可能引起火灾。为了您和家人的安全，请正确使用家用电器。
16、阅读下列短文，回答问题。
电热服
电热服是将电源、控温装置、安全保护装置、发热元件等通过导线连接组成电路，利用电器控制服装内部的电热元件产生热量的一类服装的总称，如图甲所示。
电热服通过移动电源提供能量，发热元件（柔软发热片）为身体提供热量，保暖身体，抵御严寒。移动电源在家庭电路中直接充电，非常方便。电热服的温度可以通过控温装置调控，用户可以根据环境温度和自身情况调整为自己最适宜最舒服的温度。电热服中有过热保护装置，温度较高时自动跳转至低挡位，进行恒温保暖。
电热服的工作电压一般采用12V以下人体安全直流电压，工作时就算出现了漏电，也不会对身体造成伤害。某品牌电热服采用型号为CN7440B电池包（内置8只额定电压3.7V，容量2200mA h规格的锂电池片），持续正常工作4h后该电池包的电能耗尽。
（1）电热服通过移动电源提供能量，移动电源在充电时，在电路中的“身份”是 （选填“电源”或“用电器”）；
（2）电热服工作时就算出现了漏电，也不会对身体造成伤害，其原因是 ；
（3）CN7440B电池包中一只锂电池片最多释放的电能为 J，配备该电池包的电热服正常工作时的功率为 W；
（4）小明根据电热服的功能，设计了一个过热保护电路，如图乙所示，R为热敏电阻，R1、R2模拟电阻丝，已知电路刚工作时R2接入电路，则他所选的热敏电阻R的阻值应随温度的升高而 （选填“增大”或“减小”），且R1 （选填“＞”“＜”或“＝”）R2。
17、如图甲是科技小组设计的“智能温控小屋”简化电路，受控电路功率随时间的变化关系如图乙所示。当室温上升至28℃时冷却系统开始工作，当室温降至23℃时停止工作。Rt为热敏电阻，其阻值随温度的升高而减小，当控制电路中的电流为0.15A时，衔铁刚好被吸下，控制电路电源电压恒为3V。定值电阻R0为100Ω，线圈电阻忽略不计。求：
（1）受控电路30min内消耗的电能；
（2）受控电路工作时，通过电阻R0的电流；
（3）热敏电阻Rt的变化范围。
【知识点7】设计含有电磁继电器的电路图
1、(2023·天津)党的二十大报告指出“坚持科技是第一生产力”。某学校为了培养学生的科学素养，组织科技创新大赛，小明在比赛中制作了水位自动报警器，原理图如图所示。当水位达到金属块A时(一般的水都能导电)，则( )
A.两灯都亮 B.两灯都不亮 C.只有绿灯亮 D.只有红灯亮
2、(2023·自贡)如图所示，R0是一个光敏电阻，光敏电阻的阻值随光照强度的增加而减小。R是电阻箱(已调至合适阻值)，它们和继电器组成自动控制电路来控制路灯，白天路灯熄灭，夜晚路灯亮起。下列说法正确的是( )
A.电路工作时，电磁铁上端为N极
B.给路灯供电的电源应接在b、c两端
C.路灯发光时把电能全部转化为光能
D.控制电路电源电压减小后，傍晚时路灯比原来早一些亮
3、小明设计了一种“自动限重器”，如图甲所示，该装置由控制电路和工作电路组成，其主要元件有电磁继电器、货物装载机(电动机)、压敏电阻R1和滑动变阻器R2等。压敏电阻R1的阻值随压力F变化的关系如图乙所示。当货架承受的压力达到限定值，电磁继电器会自动控制货物装载机停止向货架上摆放物品。已知控制电路的电源电压U=6V，电磁继电器线圈的阻值R=10Ω。请你回答下列问题：
(1)由图乙中的图象可知，随着压力F的增大，压敏电阻R1的阻值将 (选填“减小”“增大”或“不变”)。
(2)用笔画线代替导线将图甲的电路连接完整。
(3)若将电源的正负极对调， (选填“影响”或“不影响”)该装置工作。
(4)随着控制电路电流的增大，电磁铁的磁性将 (选填“增大”“减小”或“不变”)，当电磁继电器线圈中的电流大小为30mA时，衔铁被吸下。若货架能承受的最大压力为800N，此时R2两端的电压为 V，滑动变阻器R2的最大阻值至少为 Ω。
4、如图是一种水位自动报警器的原理图。水位没有到达金属块A时，LED灯亮；水位到达金属块A时，警鸣器响。图中工作电路未连接完整，请用笔画线完成电路的连接。
5、(2022广州)一般采用电磁继电器控制 的通断电，利用实验器材模拟汽车启动，简易电路如图所示，A与B接触时 通电，请用笔画线完成电路的连接
