人教版物理九年级全册
第二十章 电与磁
第3节 电磁铁 电磁继电器
知识梳理 预习感知
知识点1 电磁铁及其磁性
1. 概念：电磁铁是内部插有 的螺线管，其磁性比螺线管要强。?
2. 特点：在有电流时有 ，没有电流时就 。?
3. 影响因素：电磁铁的磁性强弱与 的大小和线圈的 有关。?
(1)当线圈的匝数一定时，电流越大，电磁铁的磁性越 ；
(2)当电流一定时，线圈匝数越多，电磁铁的磁性越 。
知识点2 电磁继电器
1. 作用：利用 电压、 电流电路的通断，来间接地控制 电压、 电流电路通断的装置。?
2. 实质：利用 来控制工作电路的一种开关。
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?课堂练习 当堂反馈
1. (知识点1)下列措施中能增强通电螺线管磁性的是( )
A. 减小螺线管的电流 B. 减少螺线管的匝数
C. 在螺线管内插入铁芯 D. 改变螺线管的电流方向
2. (知识点1)如图所示，电源电压保持不变，当开关S闭合时，电磁铁吸起许多大头针，下列关于电磁铁的说法中正确的是( )
A. 根据安培定则可以判断，电磁铁的上端是S极
B. 电磁铁吸起大头针，是因为通电导体在磁场中受到力的作用
C. 对调电源正负极后，电磁铁会吸起更多的大头针
D. 只减少图中线圈缠绕匝数，电磁铁吸起大头针的数量会减少
3. (知识点2)许多自动控制的电路中都安装有电磁铁。关于电磁铁，下列说法中正确的是( )
A. 电磁铁的铁芯，可以用铜棒代替
B. 电磁继电器中的磁体，可以使用永磁铁
C. 电磁铁磁性的强弱只与电流的大小有关
D. 电磁铁是根据电流的磁效应制成的
4. (知识点2)如图所示是一种温度自动报警器的原理图。制作时，在 (选填“煤油”或“水银”)温度计的玻璃管中插入一段金属丝，使温度计两端分别与电源的两极相连。当温度达到金属丝下端所指的温度时，电磁铁具有 ，将衔铁吸引过来，使电铃发出报警信号。?
5. (知识点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. 将滑片向左端滑动 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
选择理由 。
同步练习 易学精练
1. 如图所示，GMR是巨磁电阻，它的阻值随电磁铁磁性的增强而减小。下列判断正确的是( )
A. 开关S1闭合，滑片移到某一位置，电磁铁左端为N极
B. 开关S1闭合，滑片向右移动，电磁铁磁性增强
C. 开关S1和S2同时闭合，滑片向右移动，GMR的电阻变小
D. 开关S1和S2同时闭合，滑片向左移动，指示灯变暗
第1题 第2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
3. 如图所示是一种水位自动报警器的原理示意图，当水位升高到金属块A处时( )
A. 红灯亮、绿灯灭 B. 红灯灭、绿灯亮
C. 红灯亮、绿灯亮 D. 红灯灭、绿灯灭
第3题 第4题
4. 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
5. 如图所示是利用磁悬浮原理浮在空中的盆栽，盆栽底部有磁体，底座内装有电磁铁。给盆栽浇水前后( )
A. 盆栽受到的磁力大小不变
B. 底座对桌面的压强大小不变
C. 要使盆栽与底座之间距离不变，可改变电磁铁线圈内的电流方向
D. 要使盆栽与底座之间距离不变，可适当增大电磁铁线圈内的电流
第5题 第6题
6. 如图是一种“闯红灯违规证据抓拍模拟器”的工作原理图，光控开关接收到红光时会自动闭合，压敏电阻受到压力时其阻值会变小。当红灯亮后，且车辆压到压敏电阻上时，电磁铁的磁性因电路中电流的改变而变 (选填“强”或“弱”)，吸引衔铁与触点 (选填“1”或“2”)接触，电控照相机工作，拍摄违规车辆。
7. 下水井盖的丢失给人们出行带来了安全隐患。为提示路人注意安全，小明设计了如图所示的电路，电路中利用一元硬币代替铁制井盖是因为两者都属于 (选填“绝缘体”或“导体”)。当井盖丢失时，灯泡发光报警；当电磁铁的线圈中有电流通过时，继电器的动触点与 (选填“上”或“下”)方静触点接触，电磁铁的上端是 极。
第7题 第8题
8. 如图所示电路，开关S接到a后，电磁铁左端为 极，小磁针静止时，A端是 极。将开关S由a换到b，调节变阻器的滑片P，保持电流表的示数不变，电磁铁的磁性 (选填“增强”“减弱”或“不变”)。?
9. 为了探究电磁铁的磁性强弱跟哪些因素有关，小明同学用漆包线(表面涂有绝缘漆的导线)在大铁钉上绕若干匝，制成简单的电磁铁，如图所示。用此装置去吸引大头针，甲、乙、丙、丁为实验中观察到的四种情况。
甲 乙 丙 丁
(1)实验中通过电磁铁 判断电磁铁磁性的强弱，这一方法体现了转换的思想。
(2)比较 两图可知：线圈匝数相同时，电流越大磁性越强。?
(3)根据图丁可以得出的结论： 。
10. 如图是某种拍摄机动车辆闯红灯装置的工作原理示意图。当红灯亮时，控制电路中的自动开关才接通，此时汽车(相当于一个大铁块)通过停止线附近区域的埋地感应线圈时，感应线圈磁场就发生很大变化，使埋地感应电源产生足够大的感应电压，摄像系统在电路接通时可自动拍摄违规车辆。
(1)电磁继电器工作时，它把电能转化成内能和 。?
(2)当绿灯亮时，摄像系统能否工作? ；
理由： 。?
(3)埋地感应电源正负极变化是否影响摄像系统工作? 。?
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参考答案
知识梳理 预习感知
知识点1 1. 铁芯 2. 磁性 失去磁性 3. 电流 匝数 (1)强 (2)强
知识点2 1. 低 弱 高 强 2. 电磁铁
课堂练习 当堂反馈
1. C 【解析】影响通电螺线管磁性强弱的因素有：内部是否有铁芯、电流的大小、线圈的匝数，通过在其内部插入铁芯、增大电流或增加线圈的匝数都可以增强通电螺线管的磁性，故选项A、B错误，C正确；通电螺线管中电流的方向不能影响通电螺线管的磁性强弱，它只能影响通电螺线管两端的磁极，故选项D错误。
2. D 【解析】由安培定则判定，电磁铁的上端是N极，故选项A错误；由于电流的磁效应，电磁铁通电后具有磁性能吸起大头针，故选项B错误；对调电源正负极，只能改变电流的方向，从而改变磁场的方向，但是不能改变磁场的强弱，所以吸起大头针的数量不会改变，故选项C错误；电磁铁磁性的强弱与电流的大小和线圈匝数有关，只减少线圈的匝数，电磁铁的磁性减弱，吸起大头针的数量会减少，故选项D正确。
3. D 【解析】电磁铁是在通电螺线管中插入铁芯，通过铁芯被磁化来增强磁场，同时利用铁芯磁化后不能保留磁性来达到通电时有磁性，断电后无磁性的目的，所以铁芯不能用铜棒来代替，故选项A错误；电磁继电器是利用电磁铁来控制电路的一种开关，主要是利用了电磁铁的磁性有无可以用电路的通断来控制的特点，所以不能使用永磁铁，故选项B错误；电磁铁磁性的强弱与电流的大小、线圈的匝数等因素有关，故选项C错误；电磁铁是插入铁芯的螺线管，是利用电流的磁效应制成的，故选项D正确。
4. 水银 磁性 【解析】水银是导体，因此制作时，应选水银温度计；当温度达到金属丝下端所指的温度时，左侧控制电路接通，电磁铁通电后具有磁性，故吸引衔铁，使得右侧电路接通，电铃发出报警信号。
5. B 在其他条件一定时，电流I越大，电磁铁磁性越强，将滑片向右滑动时，电流I增大，电磁铁磁性增强
【解析】将滑片向左滑动时，滑动变阻器连入电路的电阻变大，电流变小，电磁铁磁性减弱，故选项A错误；将滑片向右滑动时，滑动变阻器连入电路的电阻变小，电流变大，电磁铁磁性增强，故选项B正确；减少线圈的匝数，电磁铁磁性会减弱，故选项C错误；去掉一节电池，会使电源电压减小，电路中电流也变小，电磁铁磁性也会减弱，故选项D错误。
同步练习 易学精练
1. A 【解析】开关S1闭合后，电磁铁线圈中的电流方向由右向左，用右手握住螺线管，让四指指向螺线管中电流的方向，则拇指指向左端，所以左端为N极，故选项A正确；滑片向右移动时，滑动变阻器连入电路的阻值变大，电路中的电流变小，所以电磁铁磁性减弱，则GMR的阻值增大，右边电路中的电流减小，指示灯变暗，故选项B、C、D错误。
2. C 【解析】据题图可知，当温度达到90 ℃时，由于温度计内的液体是导体，这样控制电路会接通，电磁铁产生磁性，吸引衔铁向下，动触点与下面的静触点接触，将报警电路接通，电铃响，红灯亮，起到报警作用。
3. A 【解析】由于水是导体，当水位达到金属块A时，左侧控制电路接通，电路中有了电流，电磁铁有磁性，向下吸引衔铁，使动触点与绿灯所在电路的静触点分开，绿灯灭，与红灯所在电路的静触点接通，红灯亮。故选项A正确。
4. B 【解析】由安培定则可知，电磁铁的下端是N极，上端是S极，所以电磁铁与小磁铁相互排斥。当滑片P缓慢向右移动时，滑动变阻器接入电路中的电阻变小，使通过电磁铁的电流变大，电磁铁的磁性增强，即对小磁铁的斥力增大，所以小磁铁会向上运动，选项B正确。
5. D 【解析】由于盆栽悬浮在空中静止，说明盆栽受到的重力和磁力是一对平衡力，两力大小相等.当给盆栽浇水后，盆栽的重力增大，则盆栽受到的磁力也会增大，选项A错误；要使盆栽与底座之间的距离不变，而底座对盆栽的磁力增大，则应使电磁铁的磁性增强，方法有增大电流的大小或增加线圈的匝数，故选项C错误、D正确；由于底座对盆栽的磁力与盆栽对底座的磁力是一对相互作用力，大小相等，而盆栽受到的磁力增大，所以盆栽对底座的磁力也增大，则底座对桌面的压力增大，受力面积不变，根据p=可知，底座对桌面的压强增大，选项B错误。
6. 强 2 【解析】电磁铁因光控开关闭合，压敏电阻减小而磁性变强，吸引衔铁，使动触点下落，与触点2接触，电控照相机接入电路，进行抓拍。
7. 导体 下 N 【解析】容易导电的物体称为导体，所有的金属都是导体，由题图可知，在设计的原理图中，硬币和井盖都相当于开关，都是利用了它们是导体的性质；当井盖丢失时，电磁继电器所在的电路断开，电磁铁失去磁性，衔铁被弹簧拉起，继电器的动触点与上方静触点接触，灯泡所在电路接通，灯亮可以提醒路人注意安全；由题图可知电磁铁正面导线中的电流方向是从左向右的，根据安培定则可知，电磁铁的上端是N极。
8. N N 减弱 【解析】根据安培定则判断出电磁铁的左端为N极，据同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引可知，小磁针的A端是N极；在此实验装置中，保持电流不变，将开关S由a换到b，则减少了线圈的匝数，因此电磁铁的磁性减弱。
9. (1)吸引大头针的个数 (2)乙、丙 (3)在电流相同时，电磁铁线圈匝数越多，电磁铁的磁性越强
【解析】(1)电磁铁磁性的强弱不能直接观察，我们利用转换法比较其磁性的强弱，实验中用电磁铁吸引大头针的个数来比较电磁铁磁性的强弱，电磁铁吸引大头针的个数越多表明其磁性越强，吸引大头针的个数越少，表明电磁铁的磁性越弱；(2)要想得到线圈匝数相同时，电流越大磁性越强的结论，实验时就需要控制电磁铁线圈的匝数相同，改变通过线圈的电流大小，通过比较电磁铁吸引大头针的个数来比较电磁铁磁性的强弱，所以应选用乙、丙两图；(3)图丁中，两电磁铁串联，通过两电磁铁的电流相等，而两电磁铁线圈的匝数不同，吸引大头针的个数不同，吸引大头针的个数越多表明其磁性越强，由此可得：在电流相同时，电磁铁线圈匝数越多，电磁铁的磁性越强。
10. (1)机械能 (2)不能(或否) 因为绿灯亮时，自动开关不会闭合，电磁继电器不通电，导致摄像系统不工作 (3)否(或不会)
