人教版九年级全一册物理 20.3 电磁铁 电磁继电器 同步习题（含解析）

20.3
电磁铁
电磁继电器
同步习题
一．选择题
1．在学习了电生磁知识后，小明制作了一个简易的电磁铁，如图，他制作完成后发现可以吸引大头针，他想使电磁铁的吸引能力更强些，下列方法不可行的是（　　）
A．钢钉上增加线圈匝数
B．电池正负极对调
C．滑动变阻器滑片向右移
D．串联一节干电池
2．下面四幅图中，其工作原理不涉及电磁铁应用的是（　　）
A．指南针
B．电铃
C．磁悬浮列车
D．移动硬盘
3．如图所示，当滑动变阻器的滑片向左移动时，电磁铁中的磁性将（　　）
A．变大
B．变小
C．不变
D．无法判断
4．目前城市里的不少商场采用了智能电梯，当有人乘坐时它正常匀速行驶，而没有人乘坐时它会减速慢行（如图甲）。小贺同学通过上网搜索得到其原理示意图如图乙所示，R是一个压敏电阻。下列相关的说法正确的是（　　）
A．压敏电阻R的阻值随压力的增大而增大
B．当人走上电梯后，衔铁与触点“1”接触
C．压力增大时，电磁铁磁性增强
D．电磁铁的原理是电磁感应现象
5．如图是一种温度自动报警器的工作原理图，其中热敏电阻的阻值随温度的升高而降低，则以下说法正确的是（　　）
A．电磁继电器中的电磁铁的工作原理是电磁感应
B．电磁继电器实质是一种电路开关，可以用一个电路控制另一个电路
C．温度较高时，指示灯亮起，该装置报警
D．温度较低时，电铃响起，该装置报警
6．如图所示的电磁铁，S2闭合时，保持滑片P位置不变，要想电磁铁磁性最强，正确的方法是（　　）
A．闭合S1，M接1
B．闭合S1，M接2
C．断开S1，M接1
D．断开S1，M接2
7．楼道应急灯在没有停电时，灯不亮；停电时，标有“12V”字样的两盏灯都会正常发光，下列电路正确的是（　　）
A．
B．
C．
D．
8．近日，深圳北大医院新洲﹣连花路口处安装了电子警察，行人违规闯红灯，“电子警察”就会自动抓拍人脸，同时将该人信息显示在路旁电子屏幕上。下列有关说法正确的是（　　）
A．只要光控开关接收到红光，摄像系统就会自动拍摄
B．行人只要经过埋有压力开关的路口，摄像系统就会自动拍摄
C．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
D．若将光控开关和压力开关并联，也能起到相同的作用
9．巨磁电阻效应是指某些材料的电阻在磁场中急剧减小的现象，如图是说明巨磁电特性原理的示意图，图中GMR是巨磁电阻，当GMR巨磁电阻旁磁场增大时其电阻值减小。闭合S1、S2后，下列说法正确的是（　　）
A．电磁铁的右端是S极
B．滑片P向右滑动时电磁铁的磁性增大
C．滑片P向左滑动时指示灯变亮
D．滑片P向左滑动时电流表的示数变大
10．城市下水井盖丢失导致行人坠入下水道的悲剧时有发生，令人痛心，如图所示为某同学设计的一种警示电路图，井盖相当于开关S，关于它的说法正确的是（　　）
A．正常情况下（S闭合），灯L亮
B．一旦井盖丢失（S断开），灯L即亮起，以警示行人
C．电磁铁的铁芯是永磁铁
D．灯亮时电磁铁有磁性
二．填空题
11．如图所示，开关闭合，滑动变阻器的滑片位于A端，小铁片被竖直吸在电磁铁的左侧。若将滑片从A端移动到中点，则铁片受到电磁铁的吸引力将　
　，铁片受到的摩擦力将　
　。（均选填“变大”、“不变”或“变小”）
12．如图所示电路中，闭合开关S之后，移动滑动变阻器滑片P可以增强或者减弱电磁铁的磁性。当滑片向右缓慢移动时，电路的电流减小，电磁铁的磁性将　
　。
13．学校元培楼安装的应急照明灯，内部结构如图所示，分电器的作用是把220V的交流高压转化为12V的直流低电压，并且分两路输出。220V的供电线路有电时，蓄电流相当于　
　（选填“电源”、“用电器”），灯泡　
　（选填“亮”、“不亮”）；供电线路停电时，蓄电池相当于　
　（选填“电源”、“用电器”），灯泡　
　（选填“亮”、“不亮”）。
14．电磁铁和永久磁铁相比，优点是：它的磁性有无可以由　
　来控制，它的磁性强弱可以由　
　来控制，它的N、S极可以由　
　来控制。
15．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大而减小，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。白天灯熄，夜晚灯亮。则给路灯供电的电源应接在　
　（a、b或b、c）两端；如果将电阻箱R的阻值调小一些，则路灯比原来　
　（早一些/迟一些）亮。
三．实验探究题
16．法国科学家阿尔贝费尔和德国科学家彼得?格林贝尔由于发现巨磁电阻（GMR）效应，荣获了2007年诺贝尔物理学奖，这一发现大大提高了磁、电之间信号转换的灵敏度，如图是说明巨磁电阻特性原理的示意图：
（1）闭合开关S2，指示灯不亮，再闭合开关S1，指示灯发光，由此可知：巨磁电阻的大小与电磁铁的　
　有关；
（2）若滑片P向左移动，电磁铁的磁场　
　（填“增强”，“减弱”），观察到指示灯变得更亮，由此实验可得出结论：　
　。
17．如图，条形磁铁挂在弹簧下，在其正下方有一个螺线管，闭合开关K后，螺线管的上端是　
　极，条形磁体的下端与螺线管的上端因此相互　
　；将滑片向左移动时，
电流表的读数将　
　，弹簧的长度将　
　；若不移
动滑片，要使弹簧长度变短，可以采取的办法是　
　。
18．为了“探究电磁铁的磁性强弱与哪些因素有关“。小红同学用漆包线（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、丁为实验中观察列的四种情况。
（I）小红是根据　
　来判断磁性强弱的。
（2）比较图中的乙和　
　可知：匝数相同时，电流越大，磁性越强。
（3）比较图中的　
　和丙可以得到，电磁铁通电时有磁性，断电时无磁性。
（4）若将丁图中两电磁铁向中间靠拢，它们会互相　
　。
参考答案
一．选择题
1．解：
A、钢钉上增加线圈匝数，因线圈的电阻比较小，对电流的影响不大，但线圈匝数增加，所以该电磁铁的磁性增强，故A可行；
B、电池正负极对调，改变了电流方向，电磁铁的极性也会改变，但不能改变电磁铁的磁性强弱，故B不可行；
C、当滑动变阻器的滑片向右移动时，变阻器连入电路中的电阻变小，由欧姆定律可知电路中的电流变大，电磁铁的磁性增强，故C可行；
D、串联一节干电池，电源电压增大，电流变大，该电磁铁的磁性增强，故D可行；
故选：B。
2．解：A、指南针应用了磁体可以指示南北的性质，与电磁铁无关，故A不符合题意；
B、在电铃中，有铁芯的通电螺线管组成了电磁铁；通电时，电磁铁有电流通过，产生了磁性，把衔铁吸下来，使小锤敲击铃碗发出声音，同时电路断开，电磁铁失去了磁性，小锤又被弹回，电路闭合，不断重复，电铃便发出连续击打声了。故B不符合题意；
C、磁悬浮列车利用的是磁极间的相互作用规律，列车通电后，具有磁性，用到了电磁铁，故C不符合题意；
D、移动硬盘中含有电磁铁，利用了电磁铁的原理，故D不符合题意。
故选：A。
3．解：导线绕成线圈再加入电芯即可组成电磁铁，当滑片向左移动时，滑动变阻器中接入电阻变小，由欧姆定律I＝可知，电路中电流变大，故电磁铁的磁性增强。
故选：A。
4．解：A、当人站在电梯上，压力增大，电梯正常匀速行驶，说明此时的电流较大，即压敏电阻R的阻值减小，则压敏电阻R的阻值随压力的增大而减小，故A错误；
B、当人走上电梯后，R的阻值变小，电路中电流变大，电磁铁磁性增强，则衔铁被拉下，与触点2接触，则电机上的电流增大，电动机转速变大，故B错误；
C、压力增大时，压敏电阻R的阻值减小，电流变大，则电磁铁磁性增强，故C正确；
D、电磁铁的原理是电能产生磁，是电流的磁效应，不是电磁感应现象，故D错误；
故选：C。
5．解：A、电磁继电器中的电磁铁的工作原理是电流的磁效应，与电磁感应无关，故A错误；
B、电磁继电器实质是一种电路开关，可以用一个电路控制另一个电路，从而实现远程控制和自动控制，故B正确；
C、当温度升高时，热敏电阻的阻值减小，电磁铁的磁性增强，将衔铁吸下来，指示灯熄灭，电铃工作，发出报警信号，故C错误；
D、当温度较低时，热敏电阻的阻值变大，电磁铁的磁性减弱，衔铁在弹簧的作用下，将指示灯的电路接通，指示灯工作，电铃不工作，故D错误。
故选：B。
6．解：由图可知，S2闭合，保持滑片P位置不变，当闭合S1时，两电阻并联，干路中的电流增大，当M接1，电磁铁线圈的匝数增多，电磁铁磁性增强。
故选：A。
7．解：
A、由图知，没有停电时，电磁铁有磁性，吸引衔铁，两盏灯都不接入电路中，灯不发光，停电时，电磁铁不具有磁性，衔铁在弹簧的作用下向上运动，使两个灯泡接入电路中，都发光，由于这两盏灯是串联的，每盏灯两端的电压都小于额定电压，故两盏灯都不能正常发光，故A错误；
B、由图知，没有停电时，电磁铁有磁性，吸引衔铁，使下面的一只灯泡发光；停电时，衔铁向上运动，只有上面的灯泡会发光，故B错误；
C、由图知，没有停电时，电磁铁有磁性，吸引衔铁，下面的两只灯泡都发光，而停电时，衔铁被弹簧拉起，则两只灯泡都不发光，故C错误；
D、由图知，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12V的电压下正常发光，故D正确。
故选：D。
8．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AB错误，C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D错误。
故选：C。
9．解：
A、由图知，电流从螺线管的右侧流入，利用安培定则，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右端为N极，故A错误。
B、滑片P向右滑动过程中，滑动变阻器连入电路中的电阻变大，则电路中的电流变小，通电螺线管的磁性减弱。故B错误。
CD、由左图可知，滑动变阻器的滑片P向左滑动过程中接入电路中电阻变小，
根据欧姆定律可知，电路中的电流变大，
电磁铁磁性的强弱与线圈匝数和通过的电流有关，且匝数不变，通过的电流越大，磁性越强，
此时电磁铁的磁性变强；
由右图可知，巨磁电阻处于磁场越强的位置其电阻越小，
此时巨磁电阻的阻值变大，
巨磁电阻和灯泡并联，所以灯泡的亮度不变，
根据欧姆定律可知，通过巨磁电阻所在电路的电流变大，灯泡所在支路的电流不变，所以电流表的示数变大。
故C错误，D正确。
故选：D。
10．解：（1）据图可知，正常情况下S闭合，电磁铁有磁性，被控制电路断路灯泡不亮，故A错误；
（2）当井盖丢失S断开时，电磁铁无磁性，被控制电路闭合，灯泡发光，以警示行人；故B正确，D错误；
（3）电磁铁的铁芯，能方便随时通断，属于软磁体，故C错误；
故选：B。
二．填空题
11．解：如图所示，将滑片从A端移动到中点，接入电路中的电阻变小，由欧姆定律可知，电路中电流变大，螺线管磁性变弱，铁片受到的吸引力变大；
铁片处于静止状态，受到竖直向下的重力和竖直向上的摩擦力的作用，这两个力是一对平衡力，大小相等，所以摩擦力不变。
故答案为：变大；不变。
12．解：当滑动变阻器的滑片P向右移动时，滑动变阻器的电阻变大，电路中的电流变小，则电磁铁的磁性减弱。
故答案为：减弱。
13．解：在220V照明电源正常情况下，应急照明灯通过充电器给蓄电池充电，此时，电磁铁吸引衔铁，灯泡与蓄电池所在电路形成开路，灯泡不发光，当照明电源突然停电时，电磁铁没有磁性，衔铁在弹簧的作用下向上抬起，使灯泡和蓄电池所在电路形成通路，蓄电池供电，灯泡发光，从而实现自动应急照明。
故答案为：用电器；不亮；电源；亮。
14．解：电磁铁与永久磁铁相比，优点是：
电磁铁磁性的有无，可以由通、断电来控制；电磁铁磁性的强弱可以由通过电磁铁的电流大小来控制；它的N、S极可以由电流方向来控制。
故答案为：电流的通断；电流大小；电流方向。
15．解：光敏电阻的电阻值随光照强度的增大而减小，所以白天时光敏电阻的电阻值小，电路中的电流值大，电磁铁将被吸住；静触点与C接通；晚上时的光线暗，光敏电阻的电阻值大，电路中的电流值小，所以静触点与B接通。所以要达到晚上灯亮，白天灯灭，则路灯应接在ab之间；
如果将电阻箱
R
的阻值调小，电流变大，继电器得到的电压变大，磁性变强，吸引力变大，路灯晚一点被点亮。
故答案为：a、b；迟一些。
三．实验探究题
16．解：
（1）闭合开关S2，指示灯不亮，说明巨磁电阻的阻值很大；再闭合开关S1，指示灯发光，说明巨磁电阻的阻值变小，由此可知：巨磁电阻的大小与磁场有关；
（2）若滑片P向左移动，变阻器接入电路的阻值减小，左侧电路中的电流增大，电磁铁的磁性增强，观察到指示灯变得更亮，说明右侧电路中的电流明显增强，由欧姆定律可知，电路中GMR的阻值显著减小。由此实验可得出结论：巨磁电阻的阻值随磁场的增强而减小；
故答案为：（1）磁场；（2）增强；巨磁电阻的阻值随磁场的增强而减小。
17．解：根据安培定则，并由图判断，螺线管的上端应该是N极，条形磁体的下端与螺线管的上端相互排斥；滑动变阻器滑片向左端移动时，滑动变阻器接入电路的电阻减小，根据欧姆定律可知电路中的电流变大，即电流表示数变大，电磁铁磁性增强，条形磁铁的排斥力增大，所以弹簧长度会缩短；若不移动滑片，要使弹簧长度变短，可以通过增大电源电压的方法来增大电流。
故答案为：N；排斥；变大；变短；增大电源电压。
18．解：（1）用电磁铁吸引大头针的多少来反映电磁铁磁性的强弱，属于转换法；
（2）探究电磁铁磁性强弱与电流大小关系时，应控制线圈匝数相同，通过调节滑动变阻器滑片位置，改变电磁铁中电流大小，应选乙、丙两图；
（3）由甲丙两图可知，电磁铁中有电流通过时能吸引大头针，说明电磁铁通电时有磁性；断电时无电流通过，不能够吸引大头针，说明电磁铁断电时无磁性；
（4）根据安培定则，左边电磁铁的上端为N极，下端为S极；右边的电磁铁上端为S极，下端为N极，可知二者之间为吸引力。
故答案为：（1）大头针的多少；（2）丙；（3）甲；（4）吸引。