12.4 电磁铁及其应用 同步练习（含答案）

四、电磁铁及其应用
知识点 1　电磁铁
1．在一个通电螺线管中插入一根软铁棒，通电螺线管的磁性会增强，这样就构成了一个____________。
2．下列关于电磁铁的叙述中，错误的是(　　)
A．电磁铁通电时有磁性，断电时没有磁性
B．电磁铁的磁性强弱与通过的电流大小有关
C．电磁铁的磁性强弱跟线圈匝数无关
D．电磁铁的磁性强弱跟线圈匝数有关
3．如图12－4－1所示，把一根包有绝缘层的导线绕在铁钉上，把导线两端的绝缘层刮去，接上干电池后，铁钉(　　)
图12－4－1
A．有磁性 B．会熔化 C．有电流流过 D．两端对小磁针的北极都有吸引力
知识点 2　影响电磁铁磁性强弱的因素
4．下列因素中，对电磁铁磁性强弱没有影响的是(　　)
A．电流大小　　B．线圈匝数的多少 C．有无铁芯 D．电流方向
5．弹簧下悬挂一条形磁体，磁体下方有一电磁铁，如图12－4－2所示，为了使磁体能受到电磁铁的吸引力，下列措施中可行的是(　　)
图12－4－2
A．减少线圈的匝数 B．将电源的两极对调
C．将滑片P向右滑动 D．将滑片P向左滑动
6．如图12－4－3所示是研究电磁铁的实验示意图，其中I1＜I2＝I3。
　　　
图12－4－3
(1)比较图甲、乙可以得出：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)比较图乙、丙可以得出：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
知识点 3　电磁继电器
7．电磁继电器是用来操纵高电压的开关，其主要作用是(　　)
A．节约用电 B．操作简单 C．保护用电器 D．避免危险
8．如图12－4－4所示电路是电磁继电器的结构图，其中A是__________，B是__________，C是__________，D是____________。
图12－4－4
9．(多选)为了探究电磁铁的磁性强弱与哪些因素有关，如图12－4－5所示，小敏用大铁钉作为铁芯制作电磁铁，还找来一些大头针进行实验，下列说法中正确的是(　　)
图12－4－5
A．本实验可以通过吸引大头针的个数来反映电磁铁磁性的强弱
B．为了探究电磁铁磁性强弱与电流大小的关系，需将电源正、负极对调
C．为了探究电磁铁磁性强弱与电流大小的关系，需改变滑动变阻器滑片的位置
D．为了探究电磁铁磁性强弱与线圈匝数的关系，需改变滑动变阻器滑片的位置
10．图12－4－6是一种防汛报警器的原理图，S是触点开关，B是一个漏斗形的竹片圆筒，里面有浮子A，水面上升时，浮子A在漏斗形的竹片圆筒内上浮，顶起金属板。当水面上升到达警戒水位时，使触点开关S________，电磁铁电路连通，电磁铁通电有________，吸下________，使报警电路的触点开关________，灯亮发出防汛警报。
图12－4－6
11．小平同学利用如图12－4－7所示的装置探究电磁铁磁性强弱与哪些因素有关，图中A是悬挂在弹簧下的铁块，B是电磁铁的铁芯，S是转换开关(S接1时连入电路的线圈匝数多，S接2时连入电路的线圈匝数少)。
图12－4－7
(1)实验过程中，弹簧的伸长量越长，表示电磁铁的磁性越______。
(2)移动滑片P保持电路中电流大小不变，先后让开关S接1和2，可以探究电磁铁磁性强弱与线圈________的多少是否有关。
(3)请提出一个还可以用该装置验证的猜想并设计验证方案。
猜想：电磁铁磁性强弱还与_____________________________有关。
验证方案：___________________________。
12．如图12－4－8所示是某学习小组的同学设计的探究“影响电磁铁磁性强弱因素”的实验电路图。
图12－4－8
(1)要改变电磁铁线圈中的电流大小，可通过调节____________________________________来实现；要判断电磁铁的磁性强弱，可通过观察______________________________来确定。
(2)下表是该组同学所做的实验记录：
电磁铁线圈匝数
50匝
100匝
实验次数
1
2
3
4
5
6
电流/A
0.8
1.2
1.5
0.8
1.2
1.5
吸引铁钉的最
多数目/枚
5
8
10
7
11
14
①比较第1、2、3(或4、5、6)次实验，可得出的结论是：当电磁铁的线圈匝数一定时，通过电磁铁线圈中的电流越大，________________________________________________________。
②比较第1、4(或2、5，或3、6)次实验，可得出的结论是：当电磁铁线圈中的电流一定时，线圈匝数越多，__________________________________________________________________。
(3)在与同学们交流讨论时，另一组的一名同学提出一个问题：“当线圈中的电流和线圈匝数一定时，电磁铁的磁性强弱会不会还与线圈内铁芯的大小有关？”
①你对此问题的猜想是：___________________________________________________________。
②现有大小不同的两根铁芯，利用本题电路写出你验证此猜想的方法：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
考|　　题|　　展|　　示
13．2018·石景山一模(多选) 下列说法中正确的是(　　)
A．探究电磁铁磁性强弱与线圈匝数的关系时，需要控制通过线圈的电流一定
B．探究滑动摩擦力的大小与接触面粗糙程度的关系时，需要控制拉力一定
C．探究液体内部的压强规律时，多次改变液体密度和液体深度，是为了减小误差
D．探究阻力对物体运动的影响时，进行多次实验是为了推理出运动不需要力来维持
14．2016·海淀二模 请用如图12－4－9所示的器材及适量的大头针证明：当螺线管的匝数一定时，通过螺线管的电流越大，通电螺线管铁芯吸引大头针的数目越多。要求：
(1)写出实验步骤。
(2)画出实验数据记录表格。
图12－4－9

教师详解详析
1．电磁铁
2．C
3．A　[解析] 当接通电源后，导线中有电流流过，和铁钉构成了电磁铁，铁钉相当于铁芯，故铁钉中不会有电流流过，也不会熔化；此时铁钉有两个磁极，因此不可能两端对小磁针的北极都有吸引力。
4．D
5．B　[解析] 利用右手螺旋定则可以判断出此时电磁铁的上端是S极，与悬挂的磁体相互排斥；为了使磁体能受到电磁铁的吸引力，需要改变线圈中电流的方向。
6．(1)电磁铁的磁性强弱与通过电磁铁的电流大小有关　(2)电磁铁的磁性强弱与线圈匝数的多少有关
7．D　[解析] 电磁继电器是利用低电压、弱电流电路的通断来间接地控制高电压、强电流电路的装置。
8．电磁铁　衔铁　弹簧　动触点
9．AC
10．接通　磁性　衔铁　闭合
11．(1)强　(2)匝数　(3)通过线圈的电流大小　保持开关接在1或2处不变，移动滑片P，观察弹簧伸长的变化情况
12．(1)滑动变阻器滑片的位置(或滑动变阻器连入电路的电阻)
电磁铁吸引铁钉的多少
(2)①电磁铁的磁性越强
②电磁铁的磁性越强
(3)①电磁铁的磁性强弱与线圈内铁芯的大小有关(或电磁铁的磁性强弱与线圈内铁芯的大小无关)　②将大小不同的铁芯分别插入通电螺线管中，观察电磁铁吸引铁钉的多少
13．AD　[解析] 电磁铁磁性强弱与电流和线圈匝数都有关系，研究电磁铁磁性强弱与线圈匝数的关系时，需要控制通过线圈的电流一定，A正确；滑动摩擦力的大小与压力和接触面的粗糙程度有关，探究滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度的关系时，需要控制压力一定，而不是控制拉力，B错误；液体内部压强与液体的密度和深度都有关系，探究液体内部的压强规律时，多次改变液体密度和液体深度，是为了得出普遍规律，避免结论的偶然性，C错误；探究阻力对物体运动的影响时，进行多次实验是为了在实验的基础上推出“运动不需要力来维持”的结论，D正确。
14．(1)实验步骤：
①按电路图组装器材，将滑动变阻器的滑片移至阻值最大处；闭合开关，调节滑动变阻器接入电路中的电阻，把电流值记录在表格中。让螺线管铁芯接触大头针，然后向旁边移动螺线管，断开开关，清点被螺线管铁芯吸引的大头针数目，并记录在表格中。
②闭合开关，改变滑动变阻器接入电路的电阻，使电流变大，仿照步骤①再做两次实验。
(2)实验数据记录表格：
实验次数
1
2
3
电流I/A
吸引大头针数目/枚