人教版初中物理九年级全一册20.3 电磁铁 电磁继电器 同步练习（含答案解析）

20.3
电磁铁
电磁继电器
同步练习
一．选择题
1．如图所示，电磁铁的B端有一个可自由转动的小磁针，闭合开关，小磁针静止时N极水平向右。则下列说法正确的是（　　）
A．电磁铁的A端为N极
B．利用这一现象所揭示的原理可制成的设备是发电机
C．电源的右端是正极
D．当滑动变阻器滑动片P向右端移动，电磁铁磁性增强
2．如图所示，是研究电磁铁实验，下列说法正确的是（　　）
A．比较图中甲、乙吸引大头针的数量可知磁性强弱与电流大小的关系
B．乙铁钉的上端是N极
C．大头针的下端散开是因为同名磁极相互排斥
D．该实验不能探究电磁铁磁性强弱与电流大小的关系
3．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
4．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。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，电压表示数增大
D．若将R1换成阻值稍小的电阻，可缩短灯L的发光时间
5．如图是一种水位自动报警的原理图。当水位低于A点时，工作电路绿灯亮；到达A点时，衔铁被吸下，工作电路红灯亮电铃响。某水位超过A点时由于电磁铁磁性太弱而衔铁没有被吸引。下列做法中合理的是（　　）
A．增加工作电路的电源电压
B．增加控制电路的电源电压
C．减少电磁铁线圈的匝数
D．更换弹性更强的弹簧
6．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
7．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
8．如图所示，条形磁铁置于水平桌面上，电磁铁的右端固定，闭合开关，当滑动变阻器滑片P向右移动时，条形磁铁仍保持静止，下列分析不正确的是（　　）
A．滑动变阻器滑片P向右移动时，电磁铁的磁性减弱
B．电磁铁的右端是N极
C．条形磁铁所受的静摩擦力变小
D．若想增大条形磁铁所受的摩擦力，可以增加电源电压
9．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
10．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
二．填空题
11．如图所示，为某同学探究通电螺线管磁性强弱的实验图。下列说法中正确的是　
　。理由　
　。
A．通电螺线管上端为S极
B．闭合开关，弹簧测力计示数变大
C．电流表示数变大时，弹簧测力计示数变小
D．调换磁铁的N、S极，弹簧测力计示数不变
12．如图所示，A、B两个相同的铁钉上绕有不同匝数的线圈，把它们接入电路中。
（1）闭合开关，铁钉下端都吸引了大头针，这是因为线圈通电时，铁钉具有磁性，由安培定则可知：A的上端为它的　
　（填“N”或“S”）极；
（2）B铁钉能吸引更多的大头针，这是因为绕在它上面的线圈匝数较多，而线圈中的电流　
　（填“大于”、“等于”或“小于”）绕在A铁钉上的线圈中的电流；
（3）不改变线圈匝数，要想铁钉能吸引更多的大头针，可以将滑片P向　
　（填“左”或“右”）移。
13．如图所示的电路中，当开关S拨到a后，电磁铁左端为　
　极，小磁针静止时，B端是　
　极；当开关S由a拨到b，调节滑动变动器，使电流表的示数仍保持不变，则电磁铁的磁性　
　（选填“增强”、“不变”或“减弱”）。
14．科学进步是推动人类文明发展的重要动力，科学技术也在影响我们的生活。
（1）电能的广泛采用具有划时代的意义，但要注意用电安全。如果我们发现有人发生触电事故，应先　
　，再报警和施救。
（2）电磁继电器能实现用低电压控制高电压、弱电流控制强电流。如图所示的电路，a、b处接电动机或指示灯。当低压控制电路断开时，指示灯亮；当低压控制电路闭合时，电动机工作。则a处接的是　
　。
（3）线上学习时，同学们注视屏幕，眨眼频率降低，这时泪液会过度　
　（填物态变化名称），使眼睑与眼球之间的摩擦增大，眼睛会有干涩和异物感。如果连续学习时间过长，睫状肌会疲劳。为了保护眼睛，课间要休息或远眺。
15．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　
　（选填“从A流向B”或“从B流向A”）。
三．实验探究题
16．小明设计的“研究电磁铁磁性强弱”的实验电路图，如图所示。
（1）要改变电磁铁线圈中的电流大小，可通过　
　中来实现；要判断电磁铁的磁性强弱，可观察　
　来确定。
（2）如表是小明所做实验的记录：
电磁铁（线圈）
100匝
50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比较分析实验中的1、2、3（或4、5、6），可得出的结论是：电磁铁线圈的匝数一定时，通过电磁铁线圈中的电流越大，　
　。
②比较实验中的1和4或　
　，可得出的结论是：电磁铁线圈中的电流一定时，线圈匝数越大，　
　。
（3）小明换用一个较大的铁芯插入通电螺线管中，让电流和匝数都不变时，观察发现铁芯吸引铁钉的数目都增多了，由此可知：电磁铁的磁性强弱还与　
　有关。
17．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：　
　。
18．为了探究电磁铁的磁性强弱跟哪些因素有关，小明同学用漆包线（表面涂有绝缘漆铜导线）在大铁钉上绕若干匝，制成简单的电磁铁，通电后吸引大头针，图甲、乙、丙、丁为实验中观察到的四种情况。
（1）实验是通过观察电磁铁　
　来知道电磁铁磁性强弱的。
（2）当开关闭合后，甲图中N极在磁体　
　端（选填A或B）；图乙中若让铁钉再多吸一些大头针，滑动变阻器的滑片应向　
　端移动（填“左”或“右”）。表明电磁铁磁性强弱与　
　有关。
（3）比较　
　两图可知：匝数相同时，电流越大，磁性越强。
（4）由图丁可得出的结论是　
　。
（5）举出一个应用电磁铁的实例　
　。
参考答案
一．选择题
1．解：
A、小磁针静止时，右端是N极，左端是S极，由磁极间的作用规律可知，电磁铁的B端为N极，A端为S极，故A错误；
B、电磁铁的原理是电流的磁效应，而发电机的原理是电磁感应，即二者的工作原理不同，故B错误；
C、电磁铁的B端为N极，A端为S极，根据安培定则可知，电源的右端为正极，故C正确；
D、当滑动变阻器滑动片P向右端移动时，变阻器接入电路的电阻变大，电路中电流变小，则电磁铁的磁性变弱，故D错误；
故选：C。
2．解：
A、图中甲乙两个电磁铁串联，所以通过的电流相等；甲吸引的大头针多，说明它的磁性强，进一步观察发现，甲的线圈匝数比乙的线圈匝数多，由此可知：当通过的电流相同时，电磁铁的线圈匝数越多，其磁性越强，故A错误；
B、根据安培定则可知，乙铁钉的下端是N极，其上端是S极，故B错误；
C、大头针被磁化，同一端的磁性相同，互相排斥，所以大头针的下端散开，故C正确；
D、该实验也能探究电磁铁磁性强弱与电流大小的关系，移动滑动变阻器的滑片可以改变电流大小，比较甲或乙前后吸引大头针的多少可得出结论，故D错误；
故选：C。
3．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。
4．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，控制电路中的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错误；
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正确。
故选：D。
5．解：A、增加工作电路电压，不会影响到电磁铁的电流，不会改变电磁铁的磁性，故选项错误。
B、增加控制电路的电源电压，可以增大控制电路的电流，在线圈匝数一定时，可以增强电磁铁的磁性，能把衔铁吸引，故选项正确。
C、在电流一定时，减少电磁铁线圈的匝数，电磁铁的磁性减弱，电磁铁对衔铁的吸引会更弱，故选项错误。
D、更换弹性更强的弹簧，弹簧对衔铁的拉力更大，电磁铁不能把衔铁吸引下来，故选项错误。
故选：B。
6．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。
7．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。
8．解：
B、根据安培定则，伸出右手，弯曲的四指与电流的方向相同，则大拇指所指的方向即螺线管的左端为N极，故电磁铁的左端是N极，右端是S极，故B错误；
AC、滑动变阻器滑片向右移动时，滑动变阻器接入电路的电阻变大，电流变小，电磁铁的磁性将减弱，故A正确；
由于条形磁铁与电磁铁的N极相对，同名磁极相互排斥，所以条形磁铁受到排斥力的作用；
条形磁铁始终处于平衡状态，所以摩擦力大小始终等于斥力；当滑动变阻器滑片P向右移动时，电磁铁的磁性减弱，排斥力减小，所以条形磁铁所受的静摩擦力也变小，故C正确；
D、增加电源电压时，可以增大电路中的电流，电磁铁的磁性增强，条形磁铁受到的斥力增大，静摩擦力随之增大，故D正确。
故选：B。
9．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。
10．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。
二．填空题
11．解：
A、根据电流的方向，由安培定则可知，螺线管上端为N极，下端为S极，故A错误；
B、闭合开关，电磁铁具有磁性，根据同名磁相互排斥可知，磁铁受到一个向上的排斥力，则弹簧测力计示数变小，故B错误；
C、电流表示数变大时，电磁铁磁性变强，故排斥力变大，弹簧测力计示数变小，故C正确；
D、调换磁铁的
N、S
极，根据异名磁极想到吸引，弹簧测力计示数变大，故D错误。
故答案为：C；电流表示数变大时，电磁铁磁性变强，故排斥力变大，弹簧测力计示数变小。
12．解：（1）根据安培定则，用右手握住A铁钉，四指指向电流的方向，大拇指指向A铁钉的上端为N极；
（2）A、B两个相同的铁钉上绕有不同匝数的线圈，串联在电路中，串联电路中电流处处相等；故B铁钉的线圈中的电流等于绕在A铁钉上的线圈中的电流；
（3）当滑片向左移动时，滑动变阻器的阻值减小，电路中的电流变大，两电磁铁的磁性增强，吸引大头针的个数增加。
故答案为：（1）N；（2）等于；（3）左。
13．解：（1）伸出右手握住螺线管，四指弯曲指示电流的方向，大拇指所指的方向即螺线管的左端为电磁铁的N极，据同名磁极相互排斥、异名磁极相互吸引的作用可知，小磁针的A端是N极，B端为S极；
（2）在此实验装置中，保持电流不变，将开关S由a换到b，则减少了线圈的匝数，因此通电螺线管的磁性减弱。
故答案为：N；S；减弱。
14．解：
（1）发生触电事故，用手拉不安全，报警时间来不及，切断电源是首先要做的；
（2）当低压控制电路断开时，通过电磁铁无电流，电磁铁不具有磁性，衔铁在弹簧的作用下被拉起，指示灯亮，所以a处为指示灯；当低压控制电路闭合时，电磁铁具有磁性，吸引衔铁，衔铁向下移动使电动机工作；
（3）线上学习时，同学们注视屏幕，眨眼频率降低，则泪液会汽化为气体散失到空气中，使眼睑与眼球之间的摩擦增大。
故答案为：（1）切断电源；（2）指示灯；（3）汽化。
15．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。
三．实验探究题
16．解：（1）实验时，移动滑动变阻器的滑片，可以改变电路中的电流大小。
电磁铁吸引铁钉越多，电磁铁的磁性越强。
（2）①实验中的1、2、3（或4、5、6），线圈的匝数相同，电流越大，电磁铁吸引铁钉越多，电磁铁磁性越强，所以在电磁铁的匝数一定时，通过电磁铁线圈中的电流越大，磁性越强。
②实验中的1和4或2和5或3和6，电路大小相同，线圈匝数越大，电磁铁吸引铁钉越多，电磁铁磁性越强，所以在电磁铁线圈中的电流一定时，线圈匝数越多，磁性越强。
（3）小明换用一个较大的铁芯插入通电螺线管中，让电流和匝数都不变时，观察发现铁芯吸引铁钉的数目都增多了，这表明电磁铁的磁性增强了，由此可知：电磁铁的磁性强弱与铁芯的大小有关。
故答案为：（1）移动滑动变阻器的滑片；吸引铁针的多少。（2）①磁性越强；②2和5或3和6；磁性越强；（3）铁芯的大小。
17．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。
18．解：
（1）该实验中是用电磁铁吸引大头针的数量来反映电磁铁磁性的强弱，属于转换法；
（2）由甲图可知，电流从电源正极出发，经开关、变阻器流向螺线管，根据安培定则，甲图中N极在磁体的A端；
图乙中若让铁钉再多吸一些大头针（即其磁性增强），应增大电流的大小，由欧姆定律可知应减小变阻器连入电路中的电阻大小，即滑动变阻器的滑片应向左移动；电流大小不同，吸引大头针的个数不同，即电磁铁的磁性不同，表明电磁铁磁性强弱与电流大小有关；
（3）研究电磁铁的磁性强弱与电流大小的关系时，应控制线圈的匝数相同，改变电流的大小；乙丙两图中线圈匝数相同，丙图中变阻器连入电路中的电阻较小，由欧姆定律可知丙图中的电流大于乙图中的电流，丙图中吸引大头针的数量多，其磁性强，所以应比较乙、丙两图；
（4）丁图中两个电磁铁串联，通过两电磁铁的电流相等，线圈匝数越多的电磁铁吸引大头针数量越多，说明其磁性越强，所以结论为：电流相同时，通电螺线管的线圈匝数越多，磁性越强；
（5）在实际生活中很多地方都用到了电磁铁，比如：电铃、电磁起重机、电话机、电磁继电器等。
故答案为：（1）吸引大头针的数量；（2）A，左；电流大小；（3）乙、丙；（4）电流相同时，通电螺线管的线圈匝数越多，磁性越强；（5）电铃（合理即可）。