2020-2021学年九年级物理期末复习 20.3 电磁铁 电磁继电器 高频易错题汇编（附解析）

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20.3 电磁铁 电磁继电器 高频易错题集
一．选择题（共10小题）
1．连接如图所示电路，提供足够数量的大头针，只通过控制开关和调节滑动变阻器滑片的位置，无法探究（　　）
A．电流的有无对电磁铁磁场有无的影响
B．电流方向对电磁铁磁场方向的影响
C．电流大小对电磁铁磁场强弱的影响
D．线圈匝数对电磁铁磁场强弱的影响
2．在探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”的实验中，同学们用相同的铁钉和漆包线制成了甲、乙两电磁铁，并连接了如图所示的电路。下列叙述中不正确的是（　　）
A．图中将甲乙两电磁铁串联起来可使实验得出的结论更有普遍性
B．实验中，通过观察被吸引的大头针数量来判断电磁铁磁性的强弱
C．图示电路是在研究电磁铁磁性强弱可能与线圈匝数多少有关
D．用图示电路也能研究电磁铁磁性强弱可能跟电流的大小有关
3．许多自动控制的电路中都安装有电磁铁。有关电磁铁，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．关于电磁铁，下列说法中正确的是（　　）
A．电磁铁是利用通电导体在磁场中受到力的作用制作的
B．电磁铁中的铁芯，可以用钢棒代替
C．电磁继电器中的磁体，可以用永磁体，也可以用电磁铁
D．电磁继电器中的磁体，必须用电磁铁
5．格林贝格尔由于发现了巨磁电阻（GMR）效应，荣获了2007年诺贝尔物理学奖，如图是研究巨磁电阻特性的电路示意图，当闭合S1，S2后使滑片P向左滑动过程中，指示灯明显变亮，则下列说法正确的是（　　）
A．滑片P向左滑动过程中电磁铁的磁性减弱
B．滑片P向右滑动过程中电磁铁的磁性增强
C．巨磁电阻的阻值随磁场的增强而明显减小
D．巨磁电阻的阻值随磁场的增强而明显增大
6．如图所示，当闭合开关S，且将滑动变阻器滑片P向右移动时，图中的电磁铁（　　）
A．a端是N极，磁性增强极 B．a 端是S极，磁性增强
C．b 端是N极，磁性减弱 D．b 端是S极，磁性减弱
7．如图所示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“220V22W”的照明灯，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为光敏电阻，其阻值会随着光强的变化而变化。下列说法不正确的是（　　）
A．受控电路中，导线a端应连接照明电路的火线
B．光敏电阻的阻值随光照强度的增大而减小
C．如果提高控制电路电源电压，照明灯白天也可能发光
D．当光照强度增大时，控制电路总功率将增大
8．在如图所示的电路中，有四个电磁继电器，相关参数标注在图上，其中电源电压1.5V且和一个1Ω的电阻串在一起（图中把它们画在一起），灯泡电阻8Ω，刚闭合开关后，下列说法错误的是（　　）
A．若滑片位于最左边，三个灯泡从左往右依次点亮
B．若滑片位于最左边，当最后一个继电器闭合后，三个灯泡从左往右依次熄灭
C．若滑片位于最右边，三个灯泡从左往右依次点亮
D．若滑片位于最右边，当最后一个继电器闭合后，三个灯泡从左往右依次熄灭
9．如图是拍摄机动车辆闯红灯的工作原理图，光控开关接收到红灯发出的光会自动闭合，压力开关受到机动车的压力会闭合，摄像系统在电路接通时可自由拍摄违章车辆，下列有关说法正确的是（　　）
A．机动车只要驶过埋有压力开关的路口，摄像系统就会自动拍照
B．只有光控开关和压力开关都闭合时，摄像系统才会自动拍照
C．若将光控开关和压力开关并联，也能起到相同的作用
D．以上说法都不正确
10．磁悬浮列车是现代高科技的应用，下列说法不正确的是（　　）
A．由于列车在悬浮状态下行驶，因而一定做匀速直线运动
B．为产生极强的磁性使列车悬浮，制作电磁铁的线圈宜选择超导材料
C．通过列车底部与上方轨道间的同名磁极相互排斥，使列车悬浮
D．列车悬浮行驶时，车体与轨道间无阻力、无振动，运动平稳
二．填空题（共5小题）
11．如图所示，是某同学探究“电磁铁磁性强弱跟电流大小关系”的电路图。
（1）电磁铁磁性的强弱是通过观察　 　来确定的。
（2）闭合开关后，当滑动变阻器滑片P向　 　（填“a”或“b”）端移动时，电磁铁磁性增强。
（3）在图中，电磁铁的上端是　 　极（选填“N”或“S”）。
12．如图所示，闭合开关，电磁铁通电时，它的上端是　 　（选填“N”或“S”）极，若将滑动变阻器的滑片向左移动。电磁铁吸引大头针的数目　 　。
13．如图所示，闭合开关S，烧杯中水面上浮着一个空心小铁球，将盛水的容器放在电磁铁上方，此时电磁铁A端为　 　极，将滑片P向右滑动，空心小铁球将　 　。（填“上浮”“下沉”“静止”）
14．图是水位自动报警器的工作原理图。由于一般水都能导电，当水位未升至金属片B处时，　 　灯亮；当水位升至金属片B处时，　 　灯亮。
15．目前普通列车的速度约为100km/h，而磁悬浮快速列车的速度可达500km/h．磁悬浮列车利用了同名磁极间的　 　作用将车身悬浮在轨道上，这样大大减小了摩擦阻力，使列车能高速行驶。
三．解答题（共5小题）
16．冬冬将漆包线（表面涂有绝缘漆的铜线）绕在两个完全相同的铁钉上，制成了简易电磁铁甲和乙，按如图连接好电路，探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”，请你结合该实验中的具体情况，完成下面的内容：
（1）实验中他是通过电磁铁　 　来判定其磁性强弱的；
（2）滑片P向B端移动时，甲的磁性将　 　（填“变强”、“变弱”或“不变”）；
（3）流过电磁铁甲的电流　 　电磁铁乙的电流（填“大于”、“小于”或“等于”），电磁铁甲、乙磁性强弱不同的原因是　 　。
17．将如图中的电磁铁连入你设计的电路中（在虚线方框内完成）。要求：电路能改变电磁铁磁性的强弱；使小磁针静止时N、S如图（提示：可用器材有滑动变阻器、干电池）。
18．小明利用实验室的电磁继电器、阻值随温度变化的电阻R1、滑动变阻器R2、发热电阻丝R0设计了一个恒温箱控制电路。如图甲所示，恒温箱加热器的电源电压为220V，加热电热丝R0和电阻R1处于恒温箱内，图乙是电阻R1的阻值随温度变化的关系曲线。电磁继电器所在的控制电路的电源电压U＝9V，电磁继电器线圈的电阻可不计，通过实验测得当电磁继电器线圈的电流达到30mA时，电磁继电器的衔铁被吸下来。
（1）请用笔画线代替导线，按照题意将图中的电路连接完整。
（2）当滑动变阻器R2接入电路中的电阻为250Ω时，接通电路，加热电热丝加热使恒温箱的温度升高到大约　 　℃并保持不变。在升温的过程中，电阻R1两端的电压会　 　（填“变大”、“变小”或“不变”）。
（3）如果要使恒温箱内保持的温度升高，合理的操作方法是　 　。
19．阅读下文，然后回答文后问题。
磁悬浮列车是一种靠磁悬浮力（即磁的吸力和斥力）来推动的列车。长沙中低速磁浮工程连接高铁长沙南站和长沙黄花国际机场T2航站楼，线路全长18.54公里，初期设车站3座，预留车站2座，设计速度为每小时100公里。磁悬浮列车有下列特点：首先，磁浮交通是唯一可以做到在运行中不发生颠覆事故的轨道交通方式。其次，它是一种最为安静的交通工具。第三，它是绿色、两型的代表。磁悬浮列车爬坡能力比传统轨道交通强，可以做大节能坡，充分利用列车的重力运行，相对传统轮轨交通可以节省牵引能耗2%以上。磁悬浮交通没有尾气排放，没有高速转动的部件，不需要用润滑油，对周边生态的影响包括土、水、动物、植物、噪声和振动等，比轮子交通要小得多。第四，它是一种高性价比的交通系统。
（1）磁悬浮列车在水平方向行进中与重力平衡的力是　 　。
（2）从文中找出一个物理现象，提出问题，并回答问题。
问：　 　
答：　 　
20．巨磁电阻（GMR） 效应是指某些材料的电阻在磁场中随磁场强度的增大而急剧减小的现象。如图是研究巨磁电阻特性的原理示意图。
（1）在图中标出闭合S1后电磁铁左端的磁极。
（2）当闭合S1、S2，滑片P向左滑动过程中，GMR 的阻值变　 　指示灯变　 　。
（3）要使GMR所处的磁场更强，除移动滑片，还可以采取的方法是：　 　。
试题解析
一．选择题（共10小题）
1．连接如图所示电路，提供足够数量的大头针，只通过控制开关和调节滑动变阻器滑片的位置，无法探究（　　）
A．电流的有无对电磁铁磁场有无的影响
B．电流方向对电磁铁磁场方向的影响
C．电流大小对电磁铁磁场强弱的影响
D．线圈匝数对电磁铁磁场强弱的影响
解：
A、闭合开关，电路中有电流通过，大头针被吸引，说明电磁铁有磁性；断开开关，电路中无电流，大头针没有被吸引，说明电磁铁没有磁性，故可完成A的探究；
B、只通过控制开关和调节滑动变阻器滑片P的位置，无法改变电流的方向，且磁场方向不便于判断；所以，无法探究电流方向对电磁铁磁场方向的影响，故不能完成B的探究；
C、闭合开关，调节滑动变阻器滑片，电路电流改变，大头针被吸起的数目发生改变，说明电磁铁磁场强弱与电流大小有关，故可完成C的探究；
D、两个线圈串联，通过的电流相等，但吸起大头针的数目不同，说明电磁铁磁场强弱与线圈匝数有关，故可完成D的探究。
故选：B。
总结：此题考查的是我们对电磁铁磁性强弱因素及探究过程的掌握和应用，要重点掌握控制变量法和转换法在实验中的应用。
2．在探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”的实验中，同学们用相同的铁钉和漆包线制成了甲、乙两电磁铁，并连接了如图所示的电路。下列叙述中不正确的是（　　）
A．图中将甲乙两电磁铁串联起来可使实验得出的结论更有普遍性
B．实验中，通过观察被吸引的大头针数量来判断电磁铁磁性的强弱
C．图示电路是在研究电磁铁磁性强弱可能与线圈匝数多少有关
D．用图示电路也能研究电磁铁磁性强弱可能跟电流的大小有关
解：
A、图中将两电磁铁串联，是为了使流经它们的电流相同，故A错误；
B、实验中通过电磁铁吸引大头针数目的多少来反映电磁铁磁性的强弱，故B正确；
C、图中将两电磁铁串联，通过电磁铁的电流相同、铁芯相同，线圈匝数不同、磁性强弱不同，是为了探究电磁铁磁性的强弱与线圈的匝数有关，故C正确；
D、调节滑动变阻器滑片的位置，改变电路中的电流，可以研究电磁铁磁性强弱可能跟电流的大小有关，故D正确。
故选：A。
总结：掌握电磁铁磁性强弱的影响因素，利用控制变量法和转换法探究电磁铁磁性强弱和各影响因素之间的关系。
3．许多自动控制的电路中都安装有电磁铁。有关电磁铁，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
解：A、电磁铁的铁芯需用软磁性材料制成，铜不是磁性材料，故不可以用铜棒代替，故A错误；
B、电磁铁不是永久磁铁，它的磁性的有无跟电流的通断有关，所以电磁继电器中的磁体，不能使用永磁铁，故B错误；
C、电磁铁的磁性强弱与电流的大小和线圈的匝数有关，故C错误；
D、电磁铁是利用电流的磁效应制成的，故D正确。
故选：D。
总结：了解电磁铁的构造与应用，同时知道电流的通断可以控制磁性的有无，电流的大小和线圈的匝数可控制电磁铁磁性的大小。
4．关于电磁铁，下列说法中正确的是（　　）
A．电磁铁是利用通电导体在磁场中受到力的作用制作的
B．电磁铁中的铁芯，可以用钢棒代替
C．电磁继电器中的磁体，可以用永磁体，也可以用电磁铁
D．电磁继电器中的磁体，必须用电磁铁
解：A、电磁铁是利用电流的磁效应的原理制成的，故A错误；
B、钢棒是永磁体，磁化后不容易退磁，故不能用钢棒代替铁芯，故B错误；
CD、电磁继电器的磁性可以调节，所以其中的磁体必须用电磁铁，故C错误，D正确；
故选：D。
总结：本题考查了电磁铁的有关知识，属于基础题，理解相关知识点解答简单。
5．格林贝格尔由于发现了巨磁电阻（GMR）效应，荣获了2007年诺贝尔物理学奖，如图是研究巨磁电阻特性的电路示意图，当闭合S1，S2后使滑片P向左滑动过程中，指示灯明显变亮，则下列说法正确的是（　　）
A．滑片P向左滑动过程中电磁铁的磁性减弱
B．滑片P向右滑动过程中电磁铁的磁性增强
C．巨磁电阻的阻值随磁场的增强而明显减小
D．巨磁电阻的阻值随磁场的增强而明显增大
解：（1）由左图可知，当滑片P向左滑动时，滑动变阻器连入电路中的电阻变小，电路中的总电阻变小，
∵I＝，
∴电路中的电流变大，
∵电磁铁的磁性强弱与电流大小有关，在其他因素不变时，电流越大，磁性越强，
∴电磁铁的磁性增强，故A不正确；
同理可知，滑片P向右滑动过程中电磁铁的磁性减弱，故B不正确；
（2）滑片P向左滑动过程中，指示灯明显变亮，说明电路中的电流变大，
根据欧姆定律可知，右侧电路的电阻减小，巨磁电阻的阻值减小，
则巨磁电阻的阻值随磁场的增强而明显减小，故C正确，D不正确。
故选：C。
总结：在控制电路中，滑片的移动是分析的入手点；在工作电路中，指示灯亮暗的变化是确定电路中电流、电阻变化的一个隐含条件。
6．如图所示，当闭合开关S，且将滑动变阻器滑片P向右移动时，图中的电磁铁（　　）
A．a端是N极，磁性增强极 B．a 端是S极，磁性增强
C．b 端是N极，磁性减弱 D．b 端是S极，磁性减弱
解：如图所示，当闭合开关S，电流从右边的导线流入电磁铁，根据安培定则可判断出b端为N极，a端为S极；同时滑动变阻器滑片向右移动时，滑动变阻器连入电路的电阻变大，电路中的电流变小，电磁铁磁性减弱。
故选：C。
总结：本题是电学知识与磁现象的综合题，首先根据安培定则判断出通电螺线管的两极方向，滑动变阻器的移动可以改变电流的大小，电流增大时，电磁铁磁性增强，反之减弱。
7．如图所示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“220V22W”的照明灯，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为光敏电阻，其阻值会随着光强的变化而变化。下列说法不正确的是（　　）
A．受控电路中，导线a端应连接照明电路的火线
B．光敏电阻的阻值随光照强度的增大而减小
C．如果提高控制电路电源电压，照明灯白天也可能发光
D．当光照强度增大时，控制电路总功率将增大
解：A、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；
B、天暗时自动电灯亮说明此时照明电路闭合即衔铁断开，由图可知此时电磁铁的磁性减弱即电路中的电流变小，
根据R＝可知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，
所以他选择的光敏电阻阻值大小应随光照强度的增加而减小，故B正确；
C、如果提高控制电路的电压，由欧姆定律可知，电路中的电流增大，在白天时，电路的电流很大，动触点一定被吸下，照明灯L一定不发光，且到晚上时，由于电压高，电流大，也可能导致动触点被吸下，照明灯L也可能不发光，故C错误；
D、据（2）的分析可知，光敏电阻阻值大小应随光照强度的增加而减小，所以光照强度增加，光敏电阻的阻值会减小，所以电路的电流会变大，故据P＝UI可知，该电路的电功率会变大，故D正确；
故选：C。
总结：本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电磁铁磁性与电流的关系、安全用电等知识，涉及的知识点较多，关键是会分析电路图结合所学知识进行解决实际问题。
8．在如图所示的电路中，有四个电磁继电器，相关参数标注在图上，其中电源电压1.5V且和一个1Ω的电阻串在一起（图中把它们画在一起），灯泡电阻8Ω，刚闭合开关后，下列说法错误的是（　　）
A．若滑片位于最左边，三个灯泡从左往右依次点亮
B．若滑片位于最左边，当最后一个继电器闭合后，三个灯泡从左往右依次熄灭
C．若滑片位于最右边，三个灯泡从左往右依次点亮
D．若滑片位于最右边，当最后一个继电器闭合后，三个灯泡从左往右依次熄灭
解：如图，当开关K闭合时，甲的控制电路电压是1.5V，电池电阻是1Ω，甲线圈的电阻是1Ω，所以总电阻为R甲＝1Ω+1Ω＝2Ω，所以甲控制电路电流：I甲＝＝＝0.75A，0.75A＞0.1A，所以甲的工作电路即乙的控制电路接通，乙电路中有电流，左边第一个灯发光。
在乙控制电路中，乙控制电路电压是1.5V，电池电阻是1Ω，乙线圈的电阻是1Ω，左端第一个灯的电阻是8Ω，所以总电阻为R乙＝1Ω+1Ω+8Ω＝10Ω，所以乙控制电路电流：I乙＝＝＝0.15A，0.15A＞0.1A，所以乙的工作电路即丙的控制电路接通，丙电路中有电流，中间灯发光。
在丙控制电路中，丙控制电路电压是1.5V，电池电阻是1Ω，丙线圈的电阻是1Ω，中间灯的电阻是8Ω，所以总电阻为R丙＝1Ω+1Ω+8Ω＝10Ω，所以丙控制电路电流：I丙＝＝＝0.15A，0.15A＞0.1A，所以丙的工作电路即丁的控制电路接通，丁电路中有电流，最右面灯发光。
在丁控制电路中，丁控制电路电压是1.5V，电池电阻是1Ω，丁线圈的电阻是1Ω，最右面灯的电阻是8Ω，所以总电阻为R丁＝1Ω+1Ω+8Ω＝10Ω，所以丁控制电路电流：I丁＝＝＝0.15A，0.15A＞0.1A，所以丁的工作电路即戊电路接通，戊电路中有电流，戊电路和甲电路是并联的，当滑动变阻器的滑片在最右端时，滑动变阻器的电阻是1Ω，戊电路和甲电路并联，此时整个电路三个灯都能工作。当滑动变阻器的滑片在最左端时，滑动变阻器的电阻是0Ω，戊电路和甲电路并联，此时把甲电路短路，甲电路中无电流，灯泡从左到右依次熄灭。
综合分析后，当滑动变阻器无论滑片在什么位置，灯泡都是从左到右依次点亮的，但是当滑动变阻器在最左端时，当最后一个继电器闭合时，点亮的灯又从左到右依次熄灭，当滑动变阻器在最右端时，当最后一个继电器闭合时，所有的灯依然发光。故选项D是错误的。
故选：D。
总结：本题中涉及到五个电路，甲和乙是相关联的，乙和丙是相关联的，丙和丁是相关联的，丁和戊是相关联的，戊和甲又是并联的，弄清这几个电路的关系才能解题。
9．如图是拍摄机动车辆闯红灯的工作原理图，光控开关接收到红灯发出的光会自动闭合，压力开关受到机动车的压力会闭合，摄像系统在电路接通时可自由拍摄违章车辆，下列有关说法正确的是（　　）
A．机动车只要驶过埋有压力开关的路口，摄像系统就会自动拍照
B．只有光控开关和压力开关都闭合时，摄像系统才会自动拍照
C．若将光控开关和压力开关并联，也能起到相同的作用
D．以上说法都不正确
解：（1）由图可知：光控开关和压力开关串联，只有光控开关和压力开关都闭合时，摄像系统才会自动拍摄，故A错误，B正确；
（2）分析可见，只有违章车辆出现，摄像系统电路接通拍摄，所以光控开关和压力开关是相互牵制，相互影响的，因此这两个开关只能串联，不能并联，故C错误；
由上分析可知D是错误的。
故选：B。
总结：（1）要使摄像系统工作，要同时具备两个条件：红灯亮起，光控开关因接受红光而闭合；车辆要违规行驶，压上压力开关，两个条件同时具备，缺一不可。
（2）此题也是电磁继电器在生活中的应用，明白它的工作原理是解决问题的关键。
10．磁悬浮列车是现代高科技的应用，下列说法不正确的是（　　）
A．由于列车在悬浮状态下行驶，因而一定做匀速直线运动
B．为产生极强的磁性使列车悬浮，制作电磁铁的线圈宜选择超导材料
C．通过列车底部与上方轨道间的同名磁极相互排斥，使列车悬浮
D．列车悬浮行驶时，车体与轨道间无阻力、无振动，运动平稳
解：A、列车在启动时由静止开始，到达一定的速度是一个加速过程，进站时速度不断减小，最后停下来，速度不断减小。所以不是一个匀速直线运动。故错误但符合题意。
B、为产生极强的磁性使列车悬浮，制作电磁铁的线圈宜选择超导材料，因为超导材料无电阻，不会产生电流的热效应，故正确但不符合题意；
C、列车的悬浮是利用列车底部和下方轨道间的同名磁极互相排斥，达到减小两者之间的摩擦阻力，从而可以提高车速。故正确但不符合题意；
D、列车的悬浮，即车轮与车轨间的摩擦力完全消失，所以车体与轨道间无阻力、无振动，运动平稳，故正确但不符合题意。
故选：A。
总结：本题主要考查学生对：磁悬浮列车的特点的了解和掌握，它是一道基础题。
二．填空题（共5小题）
11．如图所示，是某同学探究“电磁铁磁性强弱跟电流大小关系”的电路图。
（1）电磁铁磁性的强弱是通过观察　电磁铁吸引铁钉的多少　来确定的。
（2）闭合开关后，当滑动变阻器滑片P向　a　（填“a”或“b”）端移动时，电磁铁磁性增强。
（3）在图中，电磁铁的上端是　S　极（选填“N”或“S”）。
解：
（1）判断电磁铁磁性的强弱，是通过观察电磁铁吸引铁钉的多少来确定的；电磁铁吸引的铁钉越多，说明电磁铁磁性越强；
（2）滑动变阻器的滑片向a端滑动时，滑动变阻器接入电路的电阻减小，电流变大，在线圈和铁芯一定时，电磁铁的磁性增强，电磁铁吸引的铁钉增加；
（3）根据电源的正负极判断电磁铁电流的方向，根据安培定则判断电磁铁下端是N极，上端是S极。
故答案为：（1）电磁铁吸引铁钉的多少；（2）a；（3）S。
总结：此题是探究影响电磁铁磁性强弱的因素，要知道电磁铁的磁性强弱与电流的大小和线圈的匝数有关。同时还考查了安培定则的应用。
12．如图所示，闭合开关，电磁铁通电时，它的上端是　S　（选填“N”或“S”）极，若将滑动变阻器的滑片向左移动。电磁铁吸引大头针的数目　增多　。
解：（1）由图看出，电流从电磁铁下端流入，依据安培定则，四指顺着电流方向，大拇指应向下握住电磁铁，所以下端为N极，钉帽一端的磁极为S极。
（2）滑动变阻器的滑片P向左移动时，连入电路的电阻变小，电路中的电流变大，电磁铁的磁性增强，电磁铁吸引的大头针数目将增多。
故答案为：S；增多。
总结：本题主要考查的是学生对安培定则和电磁铁磁性强弱影响因素的理解和掌握，记牢安培定则并熟练应用。
13．如图所示，闭合开关S，烧杯中水面上浮着一个空心小铁球，将盛水的容器放在电磁铁上方，此时电磁铁A端为　S　极，将滑片P向右滑动，空心小铁球将　上浮　。（填“上浮”“下沉”“静止”）
解：①电流由A流向B，则由右手螺旋定则可知螺线管B端为N极，则A端为S极（南极）；
②当滑片向右移动时，滑动变阻器接入电阻增大，则由欧姆定律可知电路中电流减小，则螺线管中的磁性减弱，故小铁球所受磁力减小，使得铁球上浮一些，排开水的体积变小，而且由有阿基米德原理可知受到的浮力将减小。
故答案为：S；上浮。
总结：本题综合考查了学生对右手螺旋定则、欧姆定律、滑动变阻器的使用的了解与掌握，对学生能力要求较高，属于难题。
14．图是水位自动报警器的工作原理图。由于一般水都能导电，当水位未升至金属片B处时，　绿　灯亮；当水位升至金属片B处时，　红　灯亮。
解：图中所示的水位自动报警器工作原理：当水位未到达B时，左边的电路中无电流，那么电磁铁无磁性，故在弹簧的作用下，衔铁向上运动，即此时绿灯亮；
当水位到达B时，由于一般水具有导电性，那么电磁铁所在电路被接通，电磁铁向下吸引衔铁，从而接通红灯所在电路，此时红灯亮，而红灯不亮。
故答案为：绿；红；
总结：（1）本题考查了电磁铁在电磁继电器上的应用，电磁继电器实质上是一个由电磁铁来控制的自动开关；
（2）在解答此类题目时，要从电磁铁通电有磁性，断电无磁性的原理进行分析。
15．目前普通列车的速度约为100km/h，而磁悬浮快速列车的速度可达500km/h．磁悬浮列车利用了同名磁极间的　相互排斥　作用将车身悬浮在轨道上，这样大大减小了摩擦阻力，使列车能高速行驶。
解：磁悬浮列车的车体和轨道是同名磁极，同名磁极互相排斥，使列车实现悬浮，从而减小列车所受的摩擦力，提高速度。
故答案为：相互排斥。
总结：本题考查磁极间的相互作用规律；让物理走进生活，这也体现了学以致用，所以要注重生活中与物理有关的知识。
三．解答题（共5小题）
16．冬冬将漆包线（表面涂有绝缘漆的铜线）绕在两个完全相同的铁钉上，制成了简易电磁铁甲和乙，按如图连接好电路，探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”，请你结合该实验中的具体情况，完成下面的内容：
（1）实验中他是通过电磁铁　吸引大头针的数量　来判定其磁性强弱的；
（2）滑片P向B端移动时，甲的磁性将　变弱　（填“变强”、“变弱”或“不变”）；
（3）流过电磁铁甲的电流　等于　电磁铁乙的电流（填“大于”、“小于”或“等于”），电磁铁甲、乙磁性强弱不同的原因是　线圈匝数不同　。
解：（1）读图可知，实验时是通过观察吸引大头针的数量来判断电磁铁的磁性强弱的；
（2）滑片P向B端移动滑动变阻器连入电路的电阻变大，电路中的电流变小，电磁铁磁性变弱，吸引大头针的数量变少；
（3）图中电磁铁甲、乙串联，电流相同；铁芯相同，线圈匝数不同、磁性强弱不同，因此可得出结论：电磁铁磁性的强弱与线圈的匝数有关，在其他条件相同时，线圈匝数越多，磁性越强。
故答案为：（1）吸引大头针的数量；（2）变弱；（3）等于；线圈匝数不同。
总结：影响电磁铁磁性强弱的因素有电流的大小、线圈的匝数、铁芯的有无，因此实验中必须运用控制变量的方法进行探究。同时，本题中还考查了滑动变阻器对电路的控制，这也是我们应该掌握的重要知识。
17．将如图中的电磁铁连入你设计的电路中（在虚线方框内完成）。要求：电路能改变电磁铁磁性的强弱；使小磁针静止时N、S如图（提示：可用器材有滑动变阻器、干电池）。
解：（1）电路能改变电磁铁磁性的强弱，对于确定的电磁铁，铁芯和匝数一定，只能改变电流的大小，在电路在改变电流的大小的器材是滑动变阻器，电路中接入滑动变阻器；
（2）电路接通后能使小磁针静止在图示位置。由此推断电磁铁的左端是N极，右端是S极，根据安培定则，电流应该是电磁铁的左端流入，右端流出。
故答案为：如下图。
总结：本题考查了学生对于有关电磁铁知识的掌握情况，要求学生能运用所学的物理知识来解决实际问题，真正做到学以致用。
18．小明利用实验室的电磁继电器、阻值随温度变化的电阻R1、滑动变阻器R2、发热电阻丝R0设计了一个恒温箱控制电路。如图甲所示，恒温箱加热器的电源电压为220V，加热电热丝R0和电阻R1处于恒温箱内，图乙是电阻R1的阻值随温度变化的关系曲线。电磁继电器所在的控制电路的电源电压U＝9V，电磁继电器线圈的电阻可不计，通过实验测得当电磁继电器线圈的电流达到30mA时，电磁继电器的衔铁被吸下来。
（1）请用笔画线代替导线，按照题意将图中的电路连接完整。
（2）当滑动变阻器R2接入电路中的电阻为250Ω时，接通电路，加热电热丝加热使恒温箱的温度升高到大约　50　℃并保持不变。在升温的过程中，电阻R1两端的电压会　变大　（填“变大”、“变小”或“不变”）。
（3）如果要使恒温箱内保持的温度升高，合理的操作方法是　R2的滑片向左移动　。
解：（1）由题意可知，发热电阻丝分别与最下面两个接线柱相连，组成电路，如下图所示：
（2）当电磁继电器线圈的电流达到30mA时，电路中的总电阻：
R＝＝＝300Ω，
因串联电路中的总电阻等于各分电阻之和，
所以，电阻R1＝R﹣R2＝300Ω﹣250Ω＝50Ω，
由图可知，热敏电阻为50Ω时对应的温度为50℃，
即恒温箱的温度将稳定在50℃；
在升温的过程中，电阻R1的阻值变大，电路中的总电阻变大，
由U＝IR可知，电路中的电流变小，滑动变阻器接入电路的电阻不变时其两端的电压变小，
因串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以，电阻R1两端的电压会变大；
（3）从图乙可知，要提高恒温箱的设定温度，就要增大热敏电阻的阻值；但为了使衔铁吸合工作电流即线圈中的电流仍为30mA，根据欧姆定律可知就要减小滑动变阻器连入的电阻值，即R2的滑片向左移动。
故答案为：
（1）如上图所示；
（2）50；变大；
（3）R2的滑片向左移动。
总结：本题难度较大，既需要从电磁铁的性质上进行分析，还要对电磁继电器的原理进行分析。能从图乙得出相关信息、结合串联电路的特点和欧姆定律求解是本题的关键。
19．阅读下文，然后回答文后问题。
磁悬浮列车是一种靠磁悬浮力（即磁的吸力和斥力）来推动的列车。长沙中低速磁浮工程连接高铁长沙南站和长沙黄花国际机场T2航站楼，线路全长18.54公里，初期设车站3座，预留车站2座，设计速度为每小时100公里。磁悬浮列车有下列特点：首先，磁浮交通是唯一可以做到在运行中不发生颠覆事故的轨道交通方式。其次，它是一种最为安静的交通工具。第三，它是绿色、两型的代表。磁悬浮列车爬坡能力比传统轨道交通强，可以做大节能坡，充分利用列车的重力运行，相对传统轮轨交通可以节省牵引能耗2%以上。磁悬浮交通没有尾气排放，没有高速转动的部件，不需要用润滑油，对周边生态的影响包括土、水、动物、植物、噪声和振动等，比轮子交通要小得多。第四，它是一种高性价比的交通系统。
（1）磁悬浮列车在水平方向行进中与重力平衡的力是　磁体对列车的排斥（或吸引）力　。
（2）从文中找出一个物理现象，提出问题，并回答问题。
问：　列车在节能坡上向下运动时，动能和重力势能的转化情况是怎样的？　
答：　将重力势能转化为动能　
解：（1）磁悬浮列车在水平方向行进中，竖直方向上是静止的，所以出于平衡状态，故此时列车自身受到向上的力和向下的力是一对平衡力，故列车的重力和磁体对列车的排斥（或吸引）力是一对平衡力；
（2）据题目中的情境可知，如“列车在节能坡上向下运动时，动能和重力势能的转化情况是怎样的？”
答：该过程中，列车的重力势能减小，动能增加，是将重力势能转化为动能的过程；
故答案为：（1）磁体对列车的排斥（或吸引）力；（2）列车在节能坡上向下运动时，动能和重力势能的转化情况是怎样的？将重力势能转化为动能；
总结：读懂题意，并能结合题意利用所学的知识进行分析判断是解决该题的关键。
20．巨磁电阻（GMR） 效应是指某些材料的电阻在磁场中随磁场强度的增大而急剧减小的现象。如图是研究巨磁电阻特性的原理示意图。
（1）在图中标出闭合S1后电磁铁左端的磁极。
（2）当闭合S1、S2，滑片P向左滑动过程中，GMR 的阻值变　小　指示灯变　亮　。
（3）要使GMR所处的磁场更强，除移动滑片，还可以采取的方法是：　增大电源电压、增大电磁铁的线圈匝数等　。
解：（1）闭合S1后，利用安培定则可知，右手握住螺线管，四指指向电流的方向，大拇指指向电磁铁的左端为N极、右端为S极，如图下图：
（2）由左图可知，向左滑动滑片P时，变阻器接入电路中的电阻变小，由I＝可知，左边电路中的电流变大，则电磁铁的磁性变强，周围的磁场增强；由右图可知，巨磁电阻和指示灯串联，因为巨磁电阻的阻值随磁场的增强而减小，所以此时巨磁电阻的阻值会变小，右边电路中的总电阻变小，由I＝可知，右边电路中的电流变大，通过指示灯的电流变大，指示灯的实际功率变大，所以指示灯变亮；
（3）据题目的实际情况可知，也可以通过增大电源电压、增大电磁铁的线圈匝数等方法增强GMR所处的磁场；
故答案为：（1）见上图；（2）小；亮；（3）增大电源电压、增大电磁铁的线圈匝数等。
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