20.3《电磁铁 电磁继电器》—人教版九年级物理同步练习（解析版）

20.3《电磁铁电磁继电器》—人教版九年级物理同步练习
一、单选题
1.下列用电器或设备中，没有使用电磁铁的是（ ）
A. 电烙铁 B. 电磁继电器 C. 电磁起重机 D. 电铃
2.关于电磁铁的特点，下列说法错误的是（ ）
A. 电磁铁通电时有磁性。断电时无磁性
B. 通入电磁铁的电流越大，它的磁性越强
C. 在电流一定时，外形相同的螺线管，线圈匝数越多，磁性越强
D. 当通入电磁铁的电流方向改变后，电磁铁就会失去磁性
3.在探究电磁铁的实验中，小明利用相同规格的大铁钉和漆包线自制了两个匝数不同的线圈，连接电路如图所示。闭合开关，调整变阻器滑片使电流保持不变，观察电磁铁吸引大头针数目的多少。这一实验的目的是研究电磁铁的磁性与哪个因素有关（ ）
A. 电磁铁的极性 B. 线圈的匝数 C. 电流的方向 D. 电流的大小
4.如图所示为某汽车一键启动电路。当按下一键启动按键时，有细小电流通过X，接着有强大电流通过电动机，将电动机启动。请你根据所学知识想一想，X可能是哪一种器件？（ ）
A. 电流表 B. 电磁继电器 C. 电压表 D. 发电机
5.如图所示，利用电磁继电器控制电动机工作，下列说法正确的是（ ）
开关S断开时，电动机A、B都不工作
B. 开关S闭合时，电动机A、B都工作
C. 开关S闭合时，只有电动机B工作
D. 开关S闭合时，只有电动机A工作
6.在图中，当开关S闭合后，要使电磁铁磁性增强，可采用的方法是（ ）
滑片P向左移动
B. 减少电池个数
C. 滑片P向右移动
D. 增加通电时间
7.北京地铁S1线是北京市正在建设中的一条中低速磁悬浮轨道线．该线路连接北京城区与门头沟区，全长10.2km，计划2017年全线通车．列车通过磁体之间的相互作用，悬浮在轨道上方，大大减小了运行中的阻力，最高运行时速可达100km/h.图为磁悬浮列车悬浮原理的示意图，图中悬浮电磁铁与轨道电磁铁间的相互作用为（ ）
A. 异名磁极相互吸引 B. 同名磁极相互吸引
C. 异名磁极相互排斥 D. 同名磁极相互排斥
8.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. 继电器、红绿灯、电铃和电源、导线组成报警电路
B. 继电器、温度计、电源和导线组成报警电路
C. 当温度达到90℃时，电铃就会响铃，同时红灯亮
D. 当温度低于90℃时，电铃就会响铃，同时绿灯亮
二、填空题
9.电梯为居民上下楼带来很大的便利，出于安全考虑，电梯设置了超载自动报警系统，其工作原理如图所示，电梯厢底层装有压敏电阻R1、R2为保护电阻，K为动触点，A、B为静触点，当出现超载情况时，电铃将发出报警声，此时电梯______(能/不能)运行，电磁铁的上端是______极，电梯超载时报警说明压敏电阻的阻值随压力增大而______。
10.如图是研究电磁铁磁性的电路图，则电磁铁的S极为______(选填“A”或“B”)端。当滑动变阻器的滑片P向右移动时，电磁铁的磁性变______(选填“强”或“弱”)。
11.医生给心脏疾病的患者做手术时，往往要用一种称为“人工心脏泵”(血泵)的体外装置来代替心脏，以推动血液循环。如图所示是该装置的示意图，线圈AB固定在用软铁制成的活塞柄上，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。活塞筒通过阀门与血管相通，阀门S1只能向外开启，S2只能向内开启。“人工心脏泵”在工作时，要使血液从血管③流入活塞筒，阀门S1将会______(选填“开启”或“关闭”)，此时线圈中的电流将从______(选填“从A流向B”或“从B流向A”)。
三、作图题
12.请将图中的实物图补充完整，并在图中标出通电螺线管的N、S极。要求滑动变阻器的滑片向A端滑动时，弹簧伸长。
13.随州市乡村振兴计划稳步推进，大棚蔬菜种植给农民带来可喜收入。刘大爷家大棚温度监控电路如图所示，棚内温度正常时“温控开关”处于断开状态，绿灯亮；棚内温度不正常时“温控开关”处于闭合状态，电磁铁通电工作，电铃响红灯亮。刘大爷使用中发现电铃和红灯只要拆卸掉任意一个，另一个也“没有电”。在图中画几匝电磁铁的绕线并将绿灯、红灯、电铃接入电路。
14.将如图所示的电磁铁连入你设计的电路中(在虚线框内完成，器材自选)。
要求：
(1)电磁铁磁性有无可以控制；
(2)能改变电磁铁磁性的强弱；
(3)电路接通后使小磁针静止时在如图所示的位置。
四、实验探究题
15.小军在探究影响电磁铁磁性强弱的因素时，将漆包线绕在铁钉上自制了简易电磁铁，连接了如图所示的电路。请按要求完成下列问题：
(1)实验时用简易电磁铁能吸起大头针数量的最大值来反映______，这种实验方法称为______(选填“转换法”或“控制变量法”)。
(2)当闭合开关后，他发现电流表的指针发生偏转，但电磁铁没有吸起大头针。你认为电磁铁没有吸起大头针的原因是______(写出一条即可)，请利用如图18所示的器材验证你的判断，具体操作是：______。
16.如图所示，是小明探究“影响电磁铁磁性强弱因素”的装置图它是由电源、滑动变阻器、开关、带铁芯的螺线管和自制针式刻度板组成．通过观察指针B偏转角度的大小来判断电磁铁磁性的强弱．在指针下方固定一物体A，当用导线a与接线柱2相连，闭合开关后，指针B发生偏转．
(1)指针下方的物体A应由______质材料制成．
A.铜?????? B.铝????? C.塑料??? D.铁
(2)实验发现：①将滑动变阻器的滑片P向左移动过程中，指针B偏转的角度将会________.? ②将导线a由与接线柱2相连改为与接线柱1相连，闭合开关后，调整滑动变阻器的滑片P的位置，使电路中的电流保持不变，可发现指针B偏转的角度将会________.???
(3)经过对电磁铁的研究，可得出电磁铁的磁性强弱与________及________有关．
答案和解析
1.【答案】A
【解析】解：在题目中所示答案，只有电烙铁是完全的发热装置，而其它电器中均需要电磁铁产生磁性进行工作。
故选：A。
电磁铁是通电产生电磁的一种装置。在铁芯的外部缠绕与其功率相匹配的导电绕组，这种通有电流的线圈像磁铁一样具有磁性。
本题考查的是电磁铁的应用，电磁铁在通电时有磁性，断电后磁就随之消失。电磁铁在我们的日常生活中有着极其广泛的应用。
2.【答案】D
【解析】解：A、电磁铁通电时有磁性，断电时无磁性。说法正确，不符合题意。
B、在线圈和铁芯一定时，电流越大，电磁铁磁性越强。说法正确，不符合题意。
C、在电流一定时，外形相同的螺线管即铁芯相同，线圈匝数越多，磁性越强。说法正确，不符合题意。
D、当通入电磁铁的电流方向改变后，电磁铁的磁极改变，电磁铁有磁性。说法错误，符合题意。
故选：D。
(1)电磁铁的优点：电磁铁磁性有无可以由电流的通断来控制；磁性强弱可由电流大小来控制；磁极可由电流方向来控制。
(2)电磁铁磁性强弱影响因素：电流大小、线圈匝数多少、有无铁芯。在电流和铁芯一定时，线圈的匝数越多，电磁铁磁性越强；在线圈和铁芯一定时，电流越大，电磁铁磁性越强；在线圈和电流一定时，有铁芯时电磁铁磁性越强。
本题考查了电磁铁的优点和电磁铁磁性强弱跟影响因素之间的关系，这些都是基础性内容，一定要熟练掌握。
3.【答案】B
【解析】解：A、电磁铁的磁性强弱与电磁铁的极性无关，不符合题意。
B、电路中电流大小相等、铁芯相同，线圈的匝数不同，探究电磁铁磁性强弱跟线圈匝数的关系。符合题意。
C、电流的方向影响电磁铁的极性，跟电磁铁的磁性强弱无关。不符合题意。
D、闭合开关，调整变阻器滑片使电流保持不变，控制电流大小不变，不能研究电磁铁与电流大小的关系。不符合题意。
故选：B。
(1)电磁铁磁性的强弱跟电流的大小、线圈的匝数、有无铁芯有关。
(2)探究电磁铁的磁性强弱的影响因素采用控制变量法。
(1)掌握电磁铁磁性强弱的影响因素。
(2)掌握用转换法和控制变量法探究电磁铁磁性强弱的影响因素。
4.【答案】B
【解析】解：电磁继电器的实质是一个电磁铁来控制的开关。利用它可以实现自动控制、远距离控制；还可以利用低电压、弱电流的电路来控制高电压、强电流的电路。这与题目中提到的信息相吻合，由此联想到电路中的元件是电磁继电器。
故选：B。
根据题目中告诉的信息：细小电流通过器件X，接着有强大电流通过电动机；可以确定电动机的工作与否是受X控制的，因此X的作用相当于开关。
利用一个电路来控制另一个电路，由此可以联想到电磁继电器。
将电磁继电器的实质与题目中的信息联系起来是解决此题的关键。
5.【答案】C
【解析】解：开关S断开时，控制电路断开，电磁铁无磁性，此时衔铁被弹簧拉起，电动机A所在电路接通，A工作，B不工作，A错误；
当开关S闭合时，电磁铁有磁性，吸引衔铁，B所在电路接通，电动机A所在电路断开，电动机B工作，A不工作，所以BD错误，C正确。
故选：C。
掌握电磁继电器的工作原理，当控制电路接通时，电磁铁有磁性，衔铁被吸下；
当控制电路断开时，电磁铁无磁性，衔铁在弹簧的作用下被拉起，结合实际情况进行分析。
此题考查了电磁继电器的工作原理，关键是搞清衔铁被吸下和拉起时工作电路的变化情况。
6.【答案】C
【解析】解：由图可知通电螺线管的线圈匝数是一定的，要使电磁铁磁性增强，必须增大通过电磁铁的电流，所以滑动变阻器的滑片P应向右滑动，所以选项A、B、D的说法都不正确。
故选：C。
本题主要考查两个方面的知识：(1)滑动变阻器的原理及增大或减小电阻的方法：增大或减小连入电路的电阻线的长度。(2)影响通电螺线管磁性强弱的因素：电流越大磁性越强；线圈匝数越多磁性越强。
本题的解题关键是知道使通电螺线管磁性增强的方法是：通过减小变阻器的阻值，增大线圈中的电流。
7.【答案】A
【解析】
同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引．
知道磁极间的作用规律是解决该题的关键。
【解答】
解：据图可知，导电电磁铁和悬浮电磁铁相互吸引使磁悬浮列车悬浮，靠的是异名磁极相互吸引的原理工作的．
故选A。
8.【答案】C
【解析】解：(1)据图可知，该温度自动报警器的原理是：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，将衔铁吸引，将报警电路接通，电铃响，红灯亮，起到报警作用，故C正确；
(2)当温度低于90℃时，控制电路断开，电磁铁无磁性，弹簧复位，上触点开关接通，报警装置不工作，绿灯亮，红灯不亮，电铃不响，由此可知，继电器、温度计、红灯、电铃和电源、导线组成报警电路，故ABD错误．
故选C．
温度自动报警器的原理是当温度达到一定值时，温度计内液体上升，该液体必须是导体，这样控制电路会接通，电磁铁产生磁性，将衔铁吸引，将报警电路接通，电铃响，起到报警作用．
此题主要考查了电磁继电器的工作原理、导体的概念和温度计的制作原理．电磁继电器的实质相当于工作电路中的开关．解决此类题目的关键是了解电磁继电器的构造，并搞清各部分的作用，同时要搞清控制电路和工作电路．
9.【答案】不能? S? 减小
【解析】解：工作时，电流从电磁铁的下面导线流入，利用安培定则判断出电磁铁的下端为N极，上端为S极；
正常情况下(未超载时)，衔铁没有被弹簧拉起，K与静触点A接触，电梯正常工作；
超载时，随着压力的增大，压敏电阻的阻值随着减小，电路中的电流逐渐增大，电磁铁的磁性逐渐增强，动触点K与静触点B接触，电铃报警，电梯不工作。
故答案为：不能；S；减小。
知道电流的方向，根据安培定则判断出电磁铁的N、S极；
电磁铁是根据电流的磁效应制成的；电磁铁的磁性强弱和电流大小、线圈匝数多少有关；
正常情况下(未超载时)，衔铁被弹簧拉起，K与静触点A接触。
R1为压敏电阻，其阻值随压力增大而减小，所以知道超载时压敏电阻的阻值变化情况，根据欧姆定律判断出电流的变化。
此题主要考查的是学生对电磁铁和电磁继电器的原理、磁性强弱的影响因素、安培定则的理解和掌握，知识点较多。
10.【答案】B? 弱
【解析】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，大拇指应向上握住电磁铁，所以上端为N极，B端的磁极为S极。
(2)滑动变阻器的滑片P向右移动时，连入电路的电阻变大，电路中的电流变小，电磁铁的磁性减弱。
故答案为：B；弱。
(1)根据电流方向和电磁铁的绕线情况，根据安培定则判断出电磁铁的极性；
(2)电磁铁的磁性强弱和线圈的匝数、电流大小有关；滑动变阻器的滑片P向右移动时，连入电路的电阻变大，电流变小，据此作出判断。
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。
11.【答案】关闭? 从A流向B
【解析】解：由图知：当“人工心脏泵”工作时，要使血液从血管③流入活塞筒，阀门S1将会关闭，阀门S2开启，同时活塞向左移动；
活塞向左移动，则线圈和磁体N极相互吸引，线圈左端为S极，由右手螺旋定则可知，线圈中电流将从A流向B。
故答案为：关闭；从A流向B。
(1)根据题意判断使血液从血管流入活塞筒时阀门的开启情况；
(2)根据活塞的移动方向和磁极间的相互作用判断线圈的极性，最后根据安培定则判断电流方向。
本题为物理知识在生产生活中的应用题，题目中给出了必要的信息，应注意提取有用信息并结合相关物理知识求解。
12.【答案】解：
当螺线管所在电路接通时，根据安培定则，用右手握住螺线管，使四指指向电流的方向，则大拇指所指的下端为螺线管的N极，上端为S极；此时螺线管与条形磁铁相对的磁极为同名磁极，同名磁极相互排斥，即螺线管对条形磁铁有向上的排斥力；
当闭合开关，滑动变阻器的滑片向A端滑动时，发现弹簧伸长，说明通电螺线管的磁性减弱，排斥力减弱；
因为通电螺线管磁性的强弱与电流的大小有关，电流越小，磁性越弱，所以若使滑动变阻器的滑片向A端移动时，通电螺线管的磁性减弱，电流应该是减小的，则变阻器接入电路的阻值增大，故应将B接线柱与开关的右接线柱相连；如图所示：
【解析】利用安培定则可判断螺线管的极性。通电螺线管磁性的强弱与电流的大小有关，电流越小，磁性越弱。据此可判断滑动变阻器的连接。
本题考查了实物电路图的连接和安培定则的运用，熟知相关知识，并能在实际中运用是解答的关键。
13.【答案】解：(1)先把电磁铁的线圈连接好，导线都在螺旋管的同侧，绕螺旋管时一端在螺旋管的上面绕，一端从螺旋管的下面绕如图。
(2)棚内温度正常时“温控开关”处于断开状态，电磁继电器断电，衔铁被弹簧拉起，动触头和上面的静触头接通，绿灯电路工作，所以绿灯、电源、动触头和上面静触头构成通路，连接如图。
(3)棚内温度不正常时“温控开关”处于闭合状态，电磁铁通电工作，电磁铁具有磁性，说明电源、衔铁、电磁铁连成一个通路。
(4)电铃和红灯只要拆卸掉任意一个，另一个也“没有电”，说明两者是串联的，首先把红灯和电铃串联起来。
棚内温度不正常时“温控开关”处于闭合状态，电磁铁通电工作，电磁铁具有磁性吸引衔铁，动触头和下面的静触头接通，电源、红灯、电铃、动触头、下面静触头组成一个通路如图。
故答案如上图。
【解析】电磁继电器断电时衔铁被弹簧拉起，动触头和上面的静触头接通，绿灯电路工作，所以绿灯和电源构成通路。
电磁继电器通电时电磁铁具有磁性，动触头和下面的静触头接通，红灯和电铃电路工作，所以红灯、电铃和电源构成通路，电铃和红灯只要拆卸掉任意一个，另一个也“没有电”，说明两者是串联的。
对于电磁继电器的问题一定要分清哪是控制电路，哪是工作电路，有几个工作电路，电磁铁有磁性时哪个电路工作，电磁铁无电流时哪个电路工作。
14.【答案】解：(1)电磁铁的磁性强弱跟电流大小、匝数多少、是否有铁芯插入有关。图中匝数多少、是否有铁芯插入已确定，所以只能改变电流的大小，我们可以利用滑动变阻器来达到这个目的，滑动变阻器与电源串联。
另外，我们还要画出电源。小磁针静止时N极所指示的方向--向右，为该点磁场的方向。在磁体外部，磁感线从N极指向S极，所以螺线管的右端为S极，左端为N极。根据右手定则，电流应该从电磁铁的右端流入，左端流出，所以通电螺线管右端的导线连接电源的正极，左端的导线连接电源的负极。
【解析】要改变电磁铁磁性的强弱，就需要从决定电磁铁磁性强弱的因素电流大小、线圈匝数、有无铁芯这几方面去考虑。由于线圈匝数、铁芯这两个方面已经确定。故只有从电流大小去考虑。
要使小磁针静止在图示位置，就要使电磁铁的左端为N极，右端为S极。然后利用安培定则来确定电流方向。
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。
15.【答案】电磁铁的磁性强弱? 转换法? 通过电磁铁线圈的电流太小? 闭合开关后，使滑动变阻器的阻值变小，增大通过电磁铁线圈的电流
【解析】解：
(1)实验时用电磁铁能吸起大头针的数量来反映电磁铁的磁性强弱，这是转换法的应用；
(2)电磁铁磁性强弱与线圈匝数、通过线圈的电流大小和有无铁芯都有关系；发现电流表的指针发生偏转，但电磁铁没有吸起大头针，原因可能是通过电磁铁线圈的电流太小。
闭合开关后，使滑动变阻器的阻值变小，增大通过电磁铁线圈的电流，观察电磁铁是否能吸起大头针；若能吸起，说明猜想是正确的，反之则是错误的。
故答案为：(1)电磁铁的磁性强弱，转换法；
(2)通过电磁铁线圈的电流太小；闭合开关后，使滑动变阻器的阻值变小，增大通过电磁铁线圈的电流。
(1)一些比较抽象的看不见、摸不着的物质的微观现象，要研究它们的运动等规律，使之转化为学生熟知的看得见、摸得着的宏观现象来认识它们。这种方法在科学上叫做“转换法”；
(2)电磁铁磁性强弱与线圈匝数、通过线圈的电流大小和有无铁芯都有关系。
此题主要考查了电流大小对电磁铁磁性的影响，要掌握影响电磁铁磁性的因素，同时考查了滑动变阻器的使用及其对电路的影响。
16.【答案】(1)D；(2)变大；变大；(3)电流大小；线圈匝数的多少
【解析】解：(1)磁铁具有吸引铁钴镍等物质，物体A有铁质材料制成，故选D。
(2)滑动变阻器接入AP，滑片左移时，AP变短，电阻变小，电流变大，电磁铁的磁性增强，使指针偏转的角度更大。
在电流不变，铁芯不变时，线圈的匝数越多，电磁铁的磁性越强，使指针偏转的角度更大，故将导线?a?由与接线柱?2?相连改为与接线柱?1?相连线圈的匝数增多，电磁铁的磁性增强，指针偏转的角度更大。
(3)实验得出：当线圈匝数一定时，通过电磁铁的电流越大，电磁铁磁性越强；当通过电磁铁的电流一定时，电磁铁线圈的匝数越多，磁性越强。
故答案为：(1)D；(2)变大；变大；(3)电流大小；线圈匝数的多少。
(1)磁铁具有吸引铁钴镍等物质；
(2)此电路的工作原理是给电磁铁通电后，通电螺线管吸引指针上的衔铁A，使指针发生偏转，移动变阻器的滑片，改变通电螺线管的电流大小，通过指针偏转角度的大小，反映出磁性的强弱变化；通电螺线管有两个插头，通过连接它可以改变螺线管的匝数多少，所以通过此电路可以探究电磁铁的磁性强弱与电流的大小和线圈匝数的关系。
(3)电磁铁的磁性的影响因素：电流大小、线圈匝数多少、有无铁芯。有铁芯时，电流越大，匝数越多，磁性越强。
本题考查影响电磁铁磁性强弱的因素，能用控制变量法和转换法探究电磁铁磁性强弱的影响因素。