人教版九年级全册物理 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．如图所示的四幅图中，用来“研究影响电磁铁磁性强弱的因素”的实验装置图是（　　）
A．
B．
C．
D．
3．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，下列关于该报警装置的叙述，正确的一项是（　　）
A．当温度低于95℃时，报警装置就会响铃，同时绿灯亮
B．当温度低于95℃时，报警装置就会响铃，同时红灯亮
C．当温度达到95℃时，报警装置就会响铃，同时红灯亮
D．当温度达到95℃时，报警装置就会响铃，同时绿灯亮
4．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
5．如图所示，在电磁铁正上方用弹簧挂着一条形磁铁，开关闭合后，当滑片P从a端向b端滑动过程中，会出现的现象是（　　）
A．电流表示数变小，弹簧长度变短
B．电流表示数变小，弹簧长度变长
C．电流表示数变大，弹簧长度变短
D．电流表示数变大，弹簧长度变长
6．如图为一款“智能照明灯”的电路，灯L天暗时自动发光，天亮时自动熄灭。控制电路中，电源电压恒定，R1为定值电阻，R2为光敏电阻，其阻值随光照强度而变化。以下说法正确的是（　　）
A．电磁继电器利用电磁感应原理工作
B．R2的阻值随光照强度的增大而增大
C．当光照强度增大时，电压表示数减小
D．若将R1换成阻值稍小的电阻，可延长灯L的发光时间
7．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
8．如图所示，GMR是一个巨磁电阻，其阻值随磁场的增强而急剧减小，当闭合开关S1、S2时，下列说法正确的是（　　）
①电磁铁的右端为N极
②小磁针将顺时针旋转
③当P向左滑动时，电磁铁的磁性增强，指示灯变亮
④当P向右滑动时，电磁铁的磁性减小，电压表的示数减小
A．只有④正确
B．只有③④正确
C．只有②③正确
D．①②③④都正确
9．一电磁铁与静止于粗糙水平桌面上的条形磁铁相邻，如图所示。开关S闭合后，滑片P向上滑动的过程中，条形磁铁始终保持静止。此过程中条形磁铁所受的摩擦力（　　）
A．减小，方向水平向右
B．减小，方向水平向左
C．增大，方向水平向右
D．增大，方向水平向左
10．小明设计了一种机动车闯红灯拍照装置，光控开关接收到红灯信号时闭合；压力开关受到机动车的压力时闭合；摄像系统电路接通时就会准确抓拍闯红灯的违法行为。下列判断正确的是（　　）
A．图中电磁继电器利用了电磁感应现象
B．设计不合理，这样可能会抓拍到非违法行为
C．光控开关和压力开关都闭合时就会抓拍违法行为
D．光控开关和压力开关并联也可以准确抓拍违法行为
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．如图所示是电铃的工作原理图，当闭合开关后，电磁铁产生　
　，吸引　
　（选填“螺钉A”或“衔铁B”），带动小球敲击铃碗发声，但同时A和B又会　
　（选填“接通”或“分离”），电路断开，电磁铁失去磁性，B复位又将电路接通，如此反复，电铃持续发声。
13．学校安装的应急照明灯，内部结构如图所示，分电器的作用是把220V的交流电转化为12V的直流低电压，并且分两路输出，220V的供电线路有电时，蓄电池相当于　
　（选填“电源”或“用电器”）；供电线路停电时，蓄电池相当于　
　（选填“电源”或“用电器”），灯泡　
　（选填“亮”或“不亮”）。
14．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加而减小，R是电阻箱，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　
　（ab/bc）两端；如果将电阻箱R的阻值调小，则路灯比原来　
　（早/迟）一些亮。如果控制电路的电压因使用过长而降低会导致路灯比原来　
　（早/迟）一些亮。
15．图甲为某热敏电阻的R﹣t图象，图乙为用此热敏电阻R和继电器组成的恒温箱的简单温控电路，继电器线圈的电阻为150Ω，当线圈中电流大于或等于30毫安时，继电器的衔铁被吸合，为继电器线圈供电的电池的电压为6伏，图中的“电源”是恒温箱加热器的电源，那么恒温箱的加热器应接在　
　两端（选填“A、B”或“C、D”）；当恒温箱内温度达到　
　℃时，加热器停止工作：若在原控制电路中，串联接入一个可变电阻，当该电阻增大时，所控制的恒温箱内的最高温度　
　（选填“变大”“不变”或“变小”）
三．实验探究题
16．在探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”实验中，小明制成简易电磁铁甲、乙，并设计了如图所示的电路。
（1）实验中是通过观察电磁铁　
　来判定其磁性强弱的。
（2）图中甲、乙串联的目的是　
　。
（3）根据图示的情境可知，　
　（填“甲”或“乙”）的磁性强，说明电流一定时，　
　，电磁铁磁性越强。
（4）若让乙铁钉再多吸一些大头针，滑动变阻器的滑片应向　
　端移动。（选填“左”或“右”）。
（5）通过图示电路，　
　（选填“能”或者“不能”）研究电磁铁磁性强弱跟电流大小的关系。
（6）试验中，大头针的下端都是分开的原因是　
　。
17．为了探究影响电磁铁磁性强弱的因素，某同学用铁钉制成简易电磁铁甲、乙，并设计了如图所示的电路。
（1）根据安培定则，可判断出甲铁钉的下端是电磁铁的　
　极，当滑动变阻器滑片向　
　移动时，电磁铁甲磁性增强。
（2）根据图示的情境，通过观察电磁铁甲、乙吸引的大头针个数，可知　
　（填“甲”或“乙”）的磁性强，下列实验中应用到了相同实验研究方法的是　
　。
18．为了研究“电磁铁磁性的强弱跟哪些因素有关”，小明利用电源、电流表、开关、滑动变阻器、导线、细铁钉、指针（带刻度）、电磁铁（用漆包线制作的一个六抽头电磁铁，每20匝抽出一个接线端）等器材设计了如图甲、乙所示的装置进行探究。
（1）图甲实验中小明是根据　
　来判断磁性的强弱。
（2）与甲图实验方案相比，乙图实验方案的优点是　
　。
（3）小明利用图乙实验装置研究电磁铁磁性强弱与线圈匝数关系的实验。当线圈匝数从10匝换成100匝后，接下来应该进行的操作是：　
　。
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、导体通电后，本来指向南北方向的小磁针的指向发生了偏转，这说明了电流周围存在磁场，这是奥斯特实验，故A错误。
B、闭合开关后，磁场中的导体运动起来，这说明通电导体在磁场中受到力的作用。这是用来研究通电导体在磁场中受力的实验装置，故B错误。
C、开关闭合后，电磁铁吸引铁钉，通过比较两个电磁铁吸引铁钉数目的不同，可以确定电磁铁磁性强弱与线圈匝数的关系；移动滑片的位置，还可以得到电磁铁磁性强弱与电流大小的关系，故C正确。
D、图示的是通电线圈在磁场中受力转动，是电动机的工作原理，故D错误。
故选：C。
3．解：AB、如图，当温度低于95℃时，左边的控制电路没有接通，电磁铁没有磁性，衔铁被弹簧拉起，中间的动触点和上面的静触点接通，绿灯和电源构成通路，绿灯亮，故AB错误。
CD、当温度达到95℃时，左边的控制电路接通，电磁铁有磁性，电磁铁吸引衔铁，中间的动触点和下面的静触点接通，红灯和电铃与电源构成通路，红灯亮电铃响，故C正确，D错误。
故选：C。
4．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。
5．解：电流由下方流入，则由右手螺旋定则可知，螺线管上端为N极；
因同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，所以，两磁铁同名相对，相互排斥；
当滑片P从a端向b端滑动过程中，滑动变阻器接入电阻减小，电路中的总电阻减小，由I＝可知，电路中电流变大，即电流表的示数变大；
此时条形磁铁受向上的力增强，弹簧长度变短，综上所述C正确。
故选：C。
6．解：
A、电磁继电器是利用电流的磁效应原理工作的，故A错误；
B、要使灯L在天亮时自动熄灭，电流需增大达到一定数值，衔铁被吸合，灯L所在电路断开，灯L自动熄灭，则可知天亮时光照强度增大，控制电路中电流增大，光敏电阻R2的阻值减小，所以，R2的阻值随光照强度的增大而减小，故B错误；
C、由于R2的阻值随光照强度的增大而减小，当光照强度增大时，R2的阻值减小，根据串联分压的规律可知，R2两端的电压减小，即电压表示数减小，故C正确；
D、由于控制电路的电源电压不变，衔铁被吸合的电流不变，根据R＝可知，衔铁被吸合时控制电路的总电阻不变，若R1换成阻值较小的电阻，则R2的阻值变大，此时光照强度减弱，即灯L在天不太亮时已经熄灭，在天很暗时才自动发光。由此可见，将R1换成阻值较小的电阻，可缩短灯L的发光时间，故D错误。
故选：C。
7．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。
8．解：
①②根据安培定则可知，电磁铁的左端为N极，右端为S极；根据磁极间的相互作用规律可知，通电后，小磁针将会逆时针旋转，故①②错误；
③闭合开关S1和S2，使滑片P向左滑动，变阻器接入电路的电阻变小，左侧电路中电流变大，电磁铁的磁性增强，巨磁电阻的阻值减小，右侧电路中电流变大，所以指示灯的亮度会变亮，故③正确。
④使滑片P向右滑动，变阻器接入电路的电阻变大，左侧电路中电流变小，电磁铁的磁性变弱，巨磁电阻的阻值变大，右侧电路中电流变小，根据U＝IR可知，灯泡两端的电压减小，即电压表示数变小，故④正确。
故选：B。
9．解：
开关S闭合后，由图中的电流方向和安培定则可知，电磁铁的左端为N极，右端为S极；则电磁铁与条形磁铁的异名磁极相对，会相互吸引，所以条形磁铁受到电磁铁向左的吸引力；又因为条形磁铁始终保持静止，所以它受到的吸引力和桌面给它的摩擦力是一对平衡力，二力的大小相等、方向相反，则条形磁铁受到摩擦力的方向水平向右，故BD错误；
当滑片逐渐向上移动时，变阻器连入电路的电阻逐渐变大，由欧姆定律可知线圈中电流逐渐变小，则电磁铁的磁性逐渐变弱，条形磁铁受到电磁铁的排斥力逐渐变小，因条形磁铁受的是平衡力，则摩擦力的大小也会逐渐变小，故A正确，C错误。
故选：A。
10．解：A、电磁继电器利用了电流的磁效应，故A错误；
BC、分析题意可知，只有光控开关和压力开关都闭合时，电磁铁中有电流通过，产生磁性，电磁铁会将衔铁吸下，使摄像系统所在的电路接通，摄像机会对违规车辆进行拍照，不会抓拍到非违法行为，故B错误，C正确；
D、由图可知，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，若两个开关并联时，只要有一个开关闭合，摄像头就拍照，故D错误。
故选：C。
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：闭合开关，电磁铁有电流通过，电磁铁具有了磁性，衔铁B被吸引过来，使小球打击铃碗发出声音，同时衔铁与螺钉分离，电路断开，电磁铁失去了磁性，小球又被弹簧片弹回，B与螺钉A再次接触，电路闭合，不断重复，电铃便发出连续击打声了。
故答案为：磁性；衔铁B；分离。
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；电源；亮。
14．解：光敏电阻的电阻值随光照强度的增加而减小，白天时，光敏电阻的电阻值小，电路中的电流值大，衔铁将被吸合；衔铁与c连接，路灯不亮；
晚上时，光敏电阻的电阻值大，电路中的电流值小，电磁铁的磁性弱，衔铁与a连接，要达到晚上灯亮，白天灯灭，则给路灯供电的电源应接在ab两端；
由于控制电路的电压和吸合电流不变，根据R＝可知，电路总电阻不变，如果将电阻箱R的阻值调小，光敏电阻的阻值变大，光照强度减弱，路灯比原来迟一些亮；
如果控制电路中的电压会下降，而电路中的吸合电流不变，由I＝可知，电路总电阻变小，光敏电阻的阻值变小，光照强度增强，路灯比原来早一些亮。
故答案为：a、b；迟；早。
15．解：（1）A、B当温度较低的时候，热敏电阻的电阻较大，电路中的电流较小，此时继电器的衔铁与AB部分连接，此时是需要加热的，恒温箱内的加热器要工作，所以该把恒温箱内的加热器接在A、B
端。
（2）当线圈中电流大于或等于30毫安时，继电器的衔铁被吸合，恒温箱停止工作，根据R＝可知，此时电路的总电阻为：
R总＝＝＝200Ω；
根据串联电路的电阻关系可知，此时R的电阻为：R＝200Ω﹣150Ω＝50Ω；对照图象可知，此时的温度为100℃；
（3）据题意可知，“当线圈中电流大于或等于30毫安时，继电器的衔铁被吸合”即恒温箱会停止工作，故可知，若在控制电路中串联一个电阻后，电路电阻变大，同样情况下，使得电路电流变小，故控制电路达到30mA时所用的时间会更长，故可知，保温箱的加热时间会更长，故保温箱内的温度会更高。
故答案为：A、B；100；变大。
三．实验探究题
16．解：
（1）磁性的强弱是无法直接观察的，此题中是利用电磁铁吸引大头针数目的不同来反映磁性强弱的不同的，这是一种转换的方法；
（2）图中将两电磁铁串联，是为了使通过两电磁铁线圈的电流相同，这样才能比较线圈匝数与磁性强弱的关系；
（3）电磁铁甲吸引的大头针数目多，说明甲的磁性强；两电磁铁串联，电流相同，所以得出的结论是：电流一定时，线圈匝数越多，磁性越强；
（4）若让乙铁钉再多吸一些大头针，即增强其磁性，根据在匝数不变的情况下，通过增大电流可增大电磁铁的磁性，故滑动变阻器的滑片应向左端移动
（5）图中有滑动变阻器，滑动变阻器能改变电路中的电流，用同一电磁铁做实验进行对比，所以能研究电磁铁磁性强弱跟电流大小的关系；
（6）大头针被磁化，同一端的磁性相同，同名磁极相互排斥，所以下端分散。
故答案为：（1）吸引大头针的多少；（2）使通过两电磁铁线圈的电流相同；（3）甲；线圈匝数越多；（4）左；（5）能；（6）同名磁极相互排斥。
17．解：
（1）甲铁钉的绕线中电流的方向向左的，根据安培定则可知，甲铁钉的下端是电磁铁的N极；
要电磁铁甲磁性增强，需要增大电流，即减小滑动变阻器的电阻，所以需要滑片向左移动；
（2）电磁铁甲吸引的大头针个数多于乙，所以甲的磁性强；电磁铁吸引的大头针数量越多，说明电磁铁的磁性越强，采用的是转换法；
A、探究平面镜成像特点，需要两个完全相同的蜡烛，采用的是等效替代法，故A错误；
B、磁感线本身是不存在的，引入磁感线，采用的是模型法，故B错误；
C、探究压力作用效果时，根据沙地的凹陷程度表示压力的效果，采用的是转换法，故C正确；
D、研究声音传播的条件时，采用的是实验推理法，故D错误。
故答案为：（1）N；左；（2）甲；C。
18．解：（1）通过电磁铁吸引的小铁钉数量来认识其磁性强弱，利用转换法；
（2）与甲图实验方案相比，乙图实验方案的优点是当电流变化较小时也能反映电磁铁磁性强弱的变化；
（3）小明利用图乙实验装置研究电磁铁磁性强弱与线圈匝数关系的实验。当线圈匝数从10匝换成100匝后，根据控制变量法，保持电流大小不变，接下来应该进行的操作是：将变阻器的滑片向左移动直至电流表示数与线圈匝数为10匝时的电流相同
故答案为：（1）电磁铁吸引的小铁钉数量；
（2）当电流变化较小时也能反映电磁铁磁性强弱的变化；
（3）将变阻器的滑片向左移动直至电流表示数与线圈匝数为10匝时的电流相同。