浙教版科学八年级下册第一章实验班提优同步训练
第3节
电磁铁的应用
1.如图所示是一种温度自动报警器的原理图。制作时，在___▲____（填“煤油”或“水银”）温度计的玻璃管中插入一段金属，使温度计两端分别与电源的两极相连。当温度达到金属丝下端所指的温度时，电磁铁具有___▲____，将衔铁吸引过来，使电铃发出报警信号。
2.如图所示的是某汽车起动电动机的电路。当起动器开关闭合时，有细小电流通过器件X,接着有强大电流通过电动机，并将电动机启动。X可能是哪一种器件（▲）
A.灵敏电流计
B.发电机
C.连通器
D.电磁继电器
3.如图所示为汽车启动原理图，将钥匙插人钥匙孔并旋转，电路接通，汽车上的电动机启动。下列对启动时的分析正确的是（▲）
A.电磁铁此时没有磁性
B.电磁铁吸引衔铁，触点A、B断开
C.电磁铁是利用电流的磁效应制成的
D.电磁铁的E端为电磁北极
4.当强台风来袭时，我国南方各地普降暴雨，城市内涝给人们生活带来很大影响。小明设计一种利用电磁继电器来自动控制抽水机工作的电路：当水位在安全位置以下时绿灯亮，抽水机不工作；当水位到达安全位置上限时红灯亮，抽水机开始工作。如图是小明还未连接完成的电路，小明接下去的电路连接应该是（▲）
A.M接A,N接B
B.M接B,N接D
C.M接B,N接C
D.M接A,N接D
5.小明利用光敏电阻受到光照时电阻变小的特性，设计了如图所示的自动控制电路，要求光暗时灯亮，光亮时灯灭。在实际调试时，发现灯始终亮着，而光敏电阻和其他电路元件都正常。下列调节能使控制电流达到要求的是（▲）
A.减少电磁铁线圈的匝数
B.抽出电磁铁中的铁芯
C.滑动变阻器滑片向左移
D.减小控制电路电源电压
6.如图所示是小利设计的一种限流器原理图，当电流超过限制电流时，会自动切断电路。
(1)若要把限流器接人家庭电路中，从安全用电角）度考虑，应该把它接在进户线的___▲____（“火”或“零”）线上。
(2)调试时，电流尚未达到设计的限制电流，限流器已经切断电路。为达到设计要求，应把滑动变阻器滑片P向___▲____移动。
7.如图所示是学校电铃的工作电路示意图，磁铁A应选用___▲____（填“硬”或“软”）磁性材料。通过电流的通断，可以控制电磁铁___▲_____的有无。
8.某同学想利用电磁继电器制成一个温度自动报警器，实现对温控箱内的温度监控。用如图所示带金属触丝的水银温度计和电磁继电器组装成自动报警器，正常情况下绿灯亮，当温控箱内温度升高到一定温度时，红灯亮（绿灯熄灭）。请按此要求连接电路。（红、绿灯的额定电压相同）
9.如图甲是小明制作的防盗报警装置示意图，其中工作电路电源电压=6V,指示灯L的额定电压＝2.5V,定值电阻=350Ω;控制电路电源电压=1.5V,磁敏电阻的阻值随其所处位置磁场强度的变化关系如图乙所示，当窗户分别处在轨道A、B、C处时，磁敏电阻所处位置的磁场强度分别为a、b、c.闭合开关和后，当窗户关闭时，指示灯亮，蜂鸣器不工作；当窗户打开一定程度时，指示灯熄灭，蜂鸣器发出警报声。
(1)将窗户移到A点时，窗户关闭。闭合开关指示灯L正常发光，求此时指示灯L的电流。（写出计算过程）
(2)已知电磁铁线圈中的电流达到3mA时，电磁铁的衔铁刚好被吸下，指示灯L熄灭，蜂鸣器开始报警。现移动滑动变阻器Rp的滑片，使其接入电路的阻值为其最大阻值的2／3,当窗户移至轨道B点位置时，蜂鸣器恰好开始报警。若要求窗户移至轨道C点位置时才开始报警，此时能否通过调节滑动变阻器的阻值来实现？请通过计算加以说明。（写出计算过程，电磁铁线圈电阻忽略不计）
10.为判断短跑比赛是否抢跑，某兴趣小组设计了如图所示的“抢跑自动指示”电路。其工作原理是：当运动员蹲在起跑器上后，先闭合S，发令时闭合,发令指示灯亮。运动员起跑后，装在起跑器上的压敏电阻因受到压力减小，其电阻改变，电磁铁线圈中的电流明显变大，被吸引而闭合，起跑器指示灯亮。若起跑器指示灯比发令指示灯先亮，表示运动员抢跑。
(1)当处于断开状态时，闭合S若压敏电阻阻值变小，电磁铁的磁性强弱变化是___▲____。
(2)已知发令控制电路电源电压U=6V,电磁铁线圈的电阻不计。若运动员起跑后，压敏电阻的阻值为30Ω，S和仍处于闭合状态，电磁铁线圈中的电流为0.25A,计算此时发令指示灯中的电流。
(3)压敏电阻通常有两种类型：
A.阻值随压力变大而变大
B.阻值随压力变大而变小
则该模型的压敏电阻应选择哪种类型，结合电路简要说明理由。
11.如图甲所示是马路路口的闯红灯系统，图乙是闯红灯系统的简化示意图，该系统实际上是一个电磁继电器。控制电路中的光控开关实际上是一个光敏电阻，它在感受到交通信号灯发出的红色光而自动闭合；埋藏在路口停车线前面路面下的电子脉冲感应开关中的感应线圈能感应到路面上汽车通过时发出的电子脉冲，从而使得电子脉冲感应开关自动闭合。当红灯亮起，汽车越过了停车线而闯红灯时，受控电路接通，摄像头对违规车辆进行摄像或拍照。
请回答下列问题：
(1)请根据短文描述，用笔画线代替导线将如图电路连接完整，要求电流从A端流入。
(2)电磁继电器是利用电流的____▲_____效应工作的，它是用电磁铁控制电路的一种___▲____（填“电源”“开关”“用电器”或“导线”），电磁继电器中的衔铁___▲____（填“可以”或“不可以”）用铜质材料代替。
(3)当图中控制电路接通时，电路中电磁铁的上端为___▲____极；此时若对调电源正负极，则___▲____（填“会”或“不会”）影响摄像系统的工作。
12.如图所示是某兴趣小组为学校办公楼空调设计的自动控制装置，R是热敏电阻，其阻值随温度变化关系如表所示。已知继电器的线圈电阻=10Ω,左边电源电压为6V恒定不变。当继电器线圈中的电流大于或等于15mA时，继电器的衔铁被吸合，右边的空调电路正常工作。
温度t/℃
0
5
10
15
20
25
30
35
40
电阻R/欧
600
550
500
450
420
390
360
330
300
(1)请说明该自动控制装置的工作原理。
(2)计算说明该空调的启动温度是多少？
(3)为了节省电能，将空调启动温度设定为30℃,控制电路中需要再串联多大的电阻？
(4)改变控制电路的电阻可以给空调设定不同的启动温度，除此之外，请你再设计出一种方便可行的调节方案。
13.(2018·浙江舟山、嘉兴）如图所示是一个温度自动报警器的工作原理电路图，当控制电路中有电流通过时，电磁铁左端为___▲_____极。使用中发现，当温度达到设定值时，电铃没有报器。经检查，各元件完好、电路连接无误。则可能是因为____▲____（合理即可）_（任写一种），导致工作电路没有接通。
(2019·浙江绍兴）如图是小敏设计的汽车尾气中CO排放量的检测电路。当CO浓度高于某一设定值时，电铃发声报警。图中气敏电阻R,的阻值随CO浓度的增大而减小。下列说法正确的是（▲）
A.电铃应接在A和B之间
B.当CO浓度升高，电磁铁磁性减弱
C.用久后，电源电压U1会减小，报警时CO最小浓度比设定值高
D.为使该检测电路在CO浓度更低时报警，可将控制电路的滑片向下移浙教版科学八年级下册第一章实验班提优同步训练
第3节
电磁铁的应用（答案）
1.如图所示是一种温度自动报警器的原理图。制作时，在__水银__（填“煤油”或“水银”）温度计的玻璃管中插入一段金属，使温度计两端分别与电源的两极相连。当温度达到金属丝下端所指的温度时，电磁铁具有__磁性___，将衔铁吸引过来，使电铃发出报警信号。
2.如图所示的是某汽车起动电动机的电路。当起动器开关闭合时，有细小电流通过器件X,接着有强大电流通过电动机，并将电动机启动。X可能是哪一种器件（D）
A.灵敏电流计
B.发电机
C.连通器
D.电磁继电器
[提示]细小电流通过器件X时，则有强电流通过电动机；可以确定电动机的工作状态受X控制的，因此X的作用相当于开关。
3.如图所示为汽车启动原理图，将钥匙插人钥匙孔并旋转，电路接通，汽车上的电动机启动。下列对启动时的分析正确的是（C）
A.电磁铁此时没有磁性
B.电磁铁吸引衔铁，触点A、B断开
C.电磁铁是利用电流的磁效应制成的
D.电磁铁的E端为电磁北极
[提示］当控制电路接通后，电路中有了电流，电磁铁有了磁性，从而吸引其上面的衔铁，衔铁的向下运动带动了杠杆逆时针转动，使工作电路的两个触点接通，电动机工作。
4.当强台风来袭时，我国南方各地普降暴雨，城市内涝给人们生活带来很大影响。小明设计一种利用电磁继电器来自动控制抽水机工作的电路：当水位在安全位置以下时绿灯亮，抽水机不工作；当水位到达安全位置上限时红灯亮，抽水机开始工作。如图是小明还未连接完成的电路，小明接下去的电路连接应该是（B）。
A.M接A,N接B
B.M接B,N接D
C.M接B,N接C
D.M接A,N接D
5.小明利用光敏电阻受到光照时电阻变小的特性，设计了如图所示的自动控制电路，要求光暗时灯亮，光亮时灯灭。在实际调试时，发现灯始终亮着，而光敏电阻和其他电路元件都正常。下列调节能使控制电流达到要求的是（C）
A.减少电磁铁线圈的匝数
B.抽出电磁铁中的铁芯
C.滑动变阻器滑片向左移
D.减小控制电路电源电压
6.如图所示是小利设计的一种限流器原理图，当电流超过限制电流时，会自动切断电路。
(1)若要把限流器接人家庭电路中，从安全用电角）度考虑，应该把它接在进户线的__火__（“火”或“零”）线上。
(2)调试时，电流尚未达到设计的限制电流，限流器已经切断电路。为达到设计要求，应把滑动变阻器滑片P向_右__移动。
[提示]（1)要把限流器接入家庭电路中，从安全用电角度考虑，应该把它接在进户线的火线上。（2)整个装置是一个限流装置，由电磁铁和滑动变阻器这两条支路组成。干路电流
尚未达到设计的限制电流，电磁铁支路的电流已经达到了限制电流而使得衔铁被吸引，切断电路。说明了滑动变阻器没有起到足够的分流作用，当减小滑动变阻器所在支路的电阻
时，就能增大其所在支路的电流，同时减小电磁铁支路的电流，因而可以满足要求。所以应该是减小滑动变阻器的电阻，向右移动滑片。
7.如图所示是学校电铃的工作电路示意图，磁铁A应选用__软__（填“硬”或“软”）磁性材料。通过电流的通断，可以控制电磁铁_磁性__的有无。
8.某同学想利用电磁继电器制成一个温度自动报警器，实现对温控箱内的温度监控。用如图所示带金属触丝的水银温度计和电磁继电器组装成自动报警器，正常情况下绿灯亮，当温控箱内温度升高到一定温度时，红灯亮（绿灯熄灭）。请按此要求连接电路。（红、绿灯的额定电压相同）
如图所示
9.如图甲是小明制作的防盗报警装置示意图，其中工作电路电源电压=6V,指示灯L的额定电压＝2.5V,定值电阻=350Ω;控制电路电源电压=1.5V,磁敏电阻的阻值随其所处位置磁场强度的变化关系如图乙所示，当窗户分别处在轨道A、B、C处时，磁敏电阻所处位置的磁场强度分别为a、b、c.闭合开关和后，当窗户关闭时，指示灯亮，蜂鸣器不工作；当窗户打开一定程度时，指示灯熄灭，蜂鸣器发出警报声。
(1)将窗户移到A点时，窗户关闭。闭合开关指示灯L正常发光，求此时指示灯L的电流。（写出计算过程）
当指示灯L正常发光时，指示灯两端电压＝2.5V，所以两端的电压=-=6V-2.5V=3.5V,=/=3.5V/350?=0.01A
(2)已知电磁铁线圈中的电流达到3mA时，电磁铁的衔铁刚好被吸下，指示灯L熄灭，蜂鸣器开始报警。现移动滑动变阻器Rp的滑片，使其接入电路的阻值为其最大阻值的2／3,当窗户移至轨道B点位置时，蜂鸣器恰好开始报警。若要求窗户移至轨道C点位置时才开始报警，此时能否通过调节滑动变阻器的阻值来实现？请通过计算加以说明。（写出计算过程，电磁铁线圈电阻忽略不计）
当窗户移至B点时，据图可知，=400
?，此时I=0.003A，===100
?,
所以滑动变阻器的最大阻值Rp=150Ω.当窗户移至C点时，据图可知，=300Ω,若蜂鸣器刚好报警，控制电路中电流为0.003A,此时滑动变阻器接人电路的有效阻值为===200Ω>150Ω,所以当滑动变阻器阻值调节到最大值时，窗户还未移至C点，控制电路中的电流已大于0.003A，蜂鸣器已报警，因此无法通过调节滑动变阻器阻值来实现
10.为判断短跑比赛是否抢跑，某兴趣小组设计了如图所示的“抢跑自动指示”电路。其工作原理是：当运动员蹲在起跑器上后，先闭合S，发令时闭合,发令指示灯亮。运动员起跑后，装在起跑器上的压敏电阻因受到压力减小，其电阻改变，电磁铁线圈中的电流明显变大，被吸引而闭合，起跑器指示灯亮。若起跑器指示灯比发令指示灯先亮，表示运动员抢跑。
(1)当处于断开状态时，闭合S若压敏电阻阻值变小，电磁铁的磁性强弱变化是_变强__。
(2)已知发令控制电路电源电压U=6V,电磁铁线圈的电阻不计。若运动员起跑后，压敏电阻的阻值为30Ω，S和仍处于闭合状态，电磁铁线圈中的电流为0.25A,计算此时发令指示灯中的电流。
0.05A
(3)压敏电阻通常有两种类型：
A.阻值随压力变大而变大
B.阻值随压力变大而变小
则该模型的压敏电阻应选择哪种类型，结合电路简要说明理由。
A类型
因为压敏电阻阻值随压力减小而减小，运动员起跑后，压力减少，电路中电流变
大，电磁铁磁性变强
［提示］
（1)当处于断开状态时，闭合S,若压敏电阻阻值变小，通过压敏电阻的电流变大，干路电流变大，通过电磁铁的电流变大，电磁铁磁性变强。
（2)通过压敏电阻的电流：==0.2A
通过灯泡的电流：=：=0.25A-0.2A=0.05A
（3)S处于闭合状态时，当运动员起跑后对压敏电阻的压力减小，起跑指示灯亮，要被吸引，电磁铁磁性要增强，通过线圈的电流应变大，因此通过压敏电阻的电流应变大，压
敏电阻阻值要变小，所以压敏电阻受到的压力变小时其阻值也变小，应选A类型的压敏电阻。
11.如图甲所示是马路路口的闯红灯系统，图乙是闯红灯系统的简化示意图，该系统实际上是一个电磁继电器。控制电路中的光控开关实际上是一个光敏电阻，它在感受到交通信号灯发出的红色光而自动闭合；埋藏在路口停车线前面路面下的电子脉冲感应开关中的感应线圈能感应到路面上汽车通过时发出的电子脉冲，从而使得电子脉冲感应开关自动闭合。当红灯亮起，汽车越过了停车线而闯红灯时，受控电路接通，摄像头对违规车辆进行摄像或拍照。
请回答下列问题：
(1)请根据短文描述，用笔画线代替导线将如图电路连接完整，要求电流从A端流入。
(2)电磁继电器是利用电流的___磁____效应工作的，它是用电磁铁控制电路的一种__开关_
（填“电源”“开关”“用电器”或“导线”），电磁继电器中的衔铁_不可以_（填“可以”或“不可以”）用铜质材料代替。
(3)当图中控制电路接通时，电路中电磁铁的上端为__N___极；此时若对调电源正负极，则_不会__（填“会”或“不会”）影响摄像系统的工作。
12.如图所示是某兴趣小组为学校办公楼空调设计的自动控制装置，R是热敏电阻，其阻值随温度变化关系如表所示。已知继电器的线圈电阻=10Ω,左边电源电压为6V恒定不变。当继电器线圈中的电流大于或等于15mA时，继电器的衔铁被吸合，右边的空调电路正常工作。
温度t/℃
0
5
10
15
20
25
30
35
40
电阻R/欧
600
550
500
450
420
390
360
330
300
(1)请说明该自动控制装置的工作原理。
随室内温度的升高，热敏电阻的阻值减小，控制电路中电流增大，当电流达到15mA时，衔铁被吸合，右侧空调电路连通，空调开始工作。当温度下降时，控制电路电阻增大，电流减小，减小到一定值，使空调电路断开，这样就实现了自动控制。
(2)计算说明该空调的启动温度是多少？
，
此时热敏电阻的阻值:
R=
对照表格数据可知，启动温度是25℃
(3)为了节省电能，将空调启动温度设定为30℃,控制电路中需要再串联多大的电阻？
因为电路启动时的总电阻为400Ω,由表中数据可知，空调启动温度设定为30℃时，热敏电阻的阻值为360Ω,则电路中还应串联的电阻阻值：
(4)改变控制电路的电阻可以给空调设定不同的启动温度，除此之外，请你再设计出一种方便可行的调节方案。
可以将控制电路中的电源改为可调压电源。
13.(2018·浙江舟山、嘉兴）如图所示是一个温度自动报警器的工作原理电路图，当控制电路中有电流通过时，电磁铁左端为__
S(或南）___极。使用中发现，当温度达到设定值时，电铃没有报器。经检查，各元件完好、电路连接无误。则可能是因为_控制电路电源电压太小（合理即可）_（任写一种），导致工作电路没有接通。
(2019·浙江绍兴）如图是小敏设计的汽车尾气中CO排放量的检测电路。当CO浓度高于某一设定值时，电铃发声报警。图中气敏电阻R,的阻值随CO浓度的增大而减小。下列说法正确的是(C)
A.电铃应接在A和B之间
B.当CO浓度升高，电磁铁磁性减弱
C.用久后，电源电压U1会减小，报警时CO最小浓度比设定值高
D.为使该检测电路在CO浓度更低时报警，可将控制电路的滑片向下移
[提示］当CO浓度增大，电阻减小，电流增大时，电磁铁才会吸引衔铁，这时衔铁与下面的触点接通，只有电铃在B、D之间才能报警，故A错误；当CO浓度增大，电阻减小，电流增大时，电磁铁的磁性会增强，故B错误；电磁铁吸引衔铁需要的磁力是不变的，即线圈中需要达到的电流大小不变，当电源电压减小时，控制电路部分电流变小，此时电磁铁磁力较小不能将衔铁吸下来报警，只有CO的浓度继续增大，气敏电阻的阻值继续减小，电路电流增大才能再次报警，因此报警时CO的最小浓度比设定值高，故C正确；报警时控制电路中电流保持不变，即总电阻不变，当CO的浓度降低时，气敏电阻的阻值变大，为了正常报警，变阻器的阻值必须变小，即滑片向上移动，故D错误。
