20.3电磁铁电磁继电器

20.3电磁铁电磁继电器——精剖细解讲义知识点1：电磁铁电磁继电器1、电磁铁如果把一根导线绕成螺线管，再在螺线管内插入铁芯，当有电流通过时，它会有较强的磁性。这种磁体，在有电流通过时有磁性，没有电流时就失去磁性。我们把这种磁体叫做电磁铁。当在通电螺线管内部插入铁芯后，铁芯被通电螺线管的磁场磁化，这样就组成了一个电磁铁。原理：根据电流的磁效应及通电螺线管中加人铁芯磁性增强的原理工作的。探究影响电磁铁的磁性强弱的因素：设计实验：准备实验器材两个相同的大铁钉，一些绝缘导线，以及开关、电源、滑动变阻器、一些曲别针和电流表并组装成电磁铁，将其接在电路中，观察其吸引曲别针的数量来确定其磁性的强弱。实验电路图如图所示：实验过程：保持线圈匝数一定，调节滑动变阻器改变电路中的电流大小，判断电磁铁磁性强弱与电流大小之间的关系；保持电流大小一定，改变线圈匝数，判断电磁铁磁性强弱与线圈匝数数量的关系。实验现象：电流越大，铁钉吸引的大头针数量越多；线圈匝数越多，铁钉吸引的大头针数量越多。实验结论：通过多次实验，可以得出影响电磁铁磁性强弱的因素为通过电磁铁的电流和电磁铁线圈的匝数。对于同一电磁铁，在线圈匝数一定时，电流越大，磁性越强；在通过电流大小一定时，匝数越多，磁性越强。电磁铁只有在通电的情况下有磁性，断电则磁性消失。电磁铁的特点：磁性的有无可由电流的通断来控制；磁性的强弱可由改变电流大小或线圈的匝数来调节；磁极可由电流方向来改变。影响电磁铁磁性强弱的因素：电流大小（在电磁铁线圈匝数相同时，电流越大，电磁铁的磁性越强）；有无铁芯（电磁铁的磁性强弱跟有无铁芯有关，有铁芯的磁性越强）；线圈匝数的多少（当通过电磁铁的电流相同时，电磁铁的线圈匝数越多，磁性越强）。电磁铁的优点：电磁铁磁性的有无用通断电来控制；磁性强弱用电流大小来控制；它的南北极用电流方向来控制，使用起来非常方便。电磁铁的应用：电磁起重机、磁悬浮列车、电磁选矿机、电铃、电磁自动门等。电磁继电器继电器是利用低电压、弱电流电路的通断，来间接地控制高电压、强电流电路通断的装置。电磁继电器实质上就是利用电磁铁来控制工作电路的一种开关。结构：电磁铁、衔铁、弹簧片、触点组成。如下图所示：工作电路由低压控制电路和高压工作电路两部分组成。工作原理：在线圈两端加上一定的电压，线圈中就会流过一定的电流，从而产生电磁效应，衔铁就会在电磁力吸引的作用下克服返回弹簧的拉力吸向铁芯，从而带动衔铁的动触点与静触点（常开触点）吸合。当线圈断电后，电磁的吸力也随之消失，衔铁就会在弹簧的反作用力返回原来的位置，使动触点与原来的静触点（常闭触点）释放。这样吸合、释放，从而达到了在电路中的导通、切断的目的。电磁继电器就是用低电压、弱电流去控制高电压、强电流的一种控制开关。作用：实现远距离操作；利用低电压、弱电流来控制高电压、强电流；实现自动控制。电磁铁的构造和原理1．许多自动控制的电路中都安装有电磁铁。有关电磁铁，下列说法中正确的是（）A．电磁铁的铁芯，可以用铜棒代替 B．电磁继电器中的磁体，可以使用永磁铁 C．电磁铁磁性的强弱只与电流的大小有关 D．电磁铁是根据电流的磁效应制成的【分析】电磁铁是利用电流的磁效应制成的，电流的通断可以控制磁性的有无。电磁铁有电流有磁性，无电流时无磁性。铁芯需用软磁性材料制成，因为软磁性材料的磁性不能保留下来。影响电磁铁磁性强弱的因素：电流的大小和线圈的匝数。电流越大、线圈匝数越多，电磁铁的磁性越强。【解答】解：A、电磁铁的铁芯需用软磁性材料制成，铜不是磁性材料，故不可以用铜棒代替，故A错误；B、电磁铁不是永久磁铁，它的磁性的有无跟电流的通断有关，所以电磁继电器中的磁体，不能使用永磁铁，故B错误；C、电磁铁的磁性强弱与电流的大小和线圈的匝数有关，故C错误；D、电磁铁是利用电流的磁效应制成的，故D正确。故选：D。【点评】了解电磁铁的构造与应用，同时知道电流的通断可以控制磁性的有无，电流的大小和线圈的匝数可控制电磁铁磁性的大小。2．自从第一次发现电能生磁以来，很多科学家投身于研究电与磁的关联，并推动着科技的发展，下列关于电与磁的说法正确的是（）A．电磁铁的铁芯可以用铜棒代替 B．电磁铁是根据电流的磁效应制成的 C．磁场中的磁感线是真实存在的 D．磁感线总是从磁体的N极出来，回到S极【分析】（1）铁钴镍是磁性材料，而铜不是磁性材料；（2）电磁铁是利用电流的磁效应的原理制成的。（3）磁感线是为了描述磁场存在，引入的理想模型；（4）根据磁场的特点进行分析，磁场包括磁体内部和外部。【解答】解：A、电磁铁的铁芯需用软磁性材料制成，铜不是磁性材料，故不可以用铜棒代替，故A错误；B、电磁铁是利用电流的磁效应制成的，故B正确；C、磁感线是为了描述磁场存在，引入的理想模型，故C错误；D、磁体外部的磁感线是从N极出发，回到S极的，但磁体内部的磁感线是从S极出发，回到磁体N极的，故D错误。故选：B。【点评】了解电磁铁的构造与应用以及磁感线和磁感线的方向，是一道综合题，但难度不大。3．许多自动控制的电路中都安装有电磁铁。关于电磁铁，下列说法中正确的是（）A．电磁铁的铁芯，可以用铜棒代替 B．电磁继电器中的磁体，可以使用永磁铁 C．电磁铁磁性的强弱只与电流的大小有关 D．电磁铁是根据电流的磁效应制成的【分析】电磁铁是利用电流的磁效应制成的，电流的通断可以控制磁性的有无。电磁铁有电流有磁性，无电流时无磁性。铁芯需用软磁性材料制成，因为软磁性材料的磁性不能保留下来。影响电磁铁磁性强弱的因素：电流的大小和线圈的匝数。电流越大、线圈匝数越多，电磁铁的磁性越强。【解答】解：A、电磁铁的铁芯需用软磁性材料制成，铜不是磁性材料，故不可以用铜棒代替，故A错误；B、电磁铁不是永久磁铁，它的磁性的有无跟电流的通断有关，所以电磁继电器中的磁体，不能使用永磁铁，故B错误；C、电磁铁的磁性强弱与电流的大小和线圈的匝数有关，故C错误；D、电磁铁是利用电流的磁效应制成的，故D正确。故选：D。【点评】了解电磁铁的构造与应用，同时知道电流的通断可以控制磁性的有无，电流的大小和线圈的匝数可控制电磁铁磁性的大小。影响电磁铁磁性强弱的因素4．如图所示，静止于光滑水平面的小车上放有一条形磁铁，左侧有一电磁铁，闭合开关，下列判断正确的是（）A．电磁铁右端为N极，电源正负极交换电磁铁磁极交换 B．小车受到斥力向右运动 C．只将滑片P向右移动，电磁铁磁性减弱 D．只将电源正负极交换，电磁铁磁性增强【分析】（1）先根据安培定则（用右手握住螺线管，让四指指向螺线管中电流的方向，则大拇指所指的那端就是螺线管的N极）判断出通电螺线管的南北极，然后根据磁极间的相互作用（同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引）判断出小车的受力方向，从而得出小车的运动方向。（2）电磁铁磁性强弱的影响因素：电流大小、线圈匝数多少。电流越大，匝数越多，电磁铁的磁性越强。【解答】解：AB、电流从电源的正极流出，根据安培定则可知，通电螺线管的左端是N极，右端为S极；若电源正负极交换，电流的方向发生改变，则电磁铁磁极交换；小车上的磁铁左端为N极，异名磁极相互吸引，小车受到了一个向左的吸引力，小车就会向左运动，故AB错误；C、滑片P向右移动，连入电路的电阻增大，电源电压不变，电流减小。在线圈匝数和铁芯不变时，电流减小，电磁铁的磁性减弱，故C正确；D、把电源的正负极对调，改变了电流方向，可以改变电磁铁的极性，但不能改变磁性强弱，故D错误。故选：C。【点评】此题的入手点是利用安培定则判断出通电螺线管的南北极，然后根据磁极间的相互作用判断出小车的受力方向，从而得出小车的运动方向。这是一道综合题，很巧妙的将安培定则和磁极间的相互作用联系起来，是一道好题。5．如图所示，原来开关断开时，铁块、弹簧在图中位置保持静止状态。当闭合开关，并将滑动变阻器的滑片向右移动，下列说法正确的是（）A．电流表示数变大，弹簧长度变短 B．电流表示数变小，小磁针的N极顺时针转动 C．电磁铁磁性增强，弹簧长度变长 D．电磁铁磁性减弱，小磁针的N极逆时针转动【分析】当滑动变阻器的滑片向右移动时，可知滑动变阻器的接入电路的电阻变化，由欧姆定律可知电流的变化，则可知螺线管磁性强弱的变化，根据螺线管的磁性强弱变化以及磁铁的性质判断弹簧长度的变化，由磁极间的相互作用可知小磁针的N极转动方向。【解答】解：若将变阻器的滑片P向右移动，滑动变阻器接入电路的电阻变小，由欧姆定律可知电路中的电流变大，通电螺线管的磁性增强，故对铁块的吸引力增大，所以弹簧长度应变长，由磁极间的相互作用可知小磁针的N极不转动，故ABD错误，C正确。故选：C。【点评】本题将电路知识及磁场知识结合在一起考查了学生综合分析的能力，要求学生能灵活运用所学知识进行综合分析从而找出正确答案。6．如图所示，在电磁铁的正上方用弹簧悬挂一条形磁铁，闭合开关后，将滑动变阻器的滑片P从a端移到b端的过程中，下列判断正确的是（）A．小灯泡变亮，弹簧伸长 B．小灯泡变暗，弹簧伸长 C．电流表示数变大，弹簧收缩 D．电流表示数变小，弹簧收缩【分析】由右手螺旋定则可得出螺线管上端磁极，则由磁极间的相互作用可知电磁铁与条形磁铁的作用；根据滑片的移动可知滑动变阻器接入电阻的变化，由欧姆定律可得出电流的变化，进而可知通电螺线管磁场强弱的变化，进一步判断弹簧长度的变化。【解答】解：由图可知，电流由上方流入，则由右手螺旋定则可知，螺线管下端为N极，上端为S极；因同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，所以，两磁铁异名磁极相互吸引；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，电流表示数变大，则小灯泡变亮，此时条形磁铁受向下的力增强，弹簧长度变长，故BCD错误、A正确。故选：A。【点评】本题巧妙地将力学问题及电磁场的知识相互联系，综合性考查了欧姆定律、影响通电螺线管磁性强弱的因素及弹簧的弹力，对学生的审题能力及分析能力要求较高，是道好题。探究影响电磁铁磁性强弱的实验7．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【分析】（1）电磁铁磁性强弱不能直接用眼睛观察，而是通过吸引大头针的多少来反映，吸引大头针，电磁铁有磁性，吸引的越多，磁性越强。（2）电磁铁磁性强弱跟电磁铁电流的大小、线圈匝数多少、有无铁芯有关。在电流大小和线圈匝数一定时，有铁芯磁性强；在电流大小和铁芯一定时，线圈匝数越多，磁性越强；在线圈匝数和铁芯一定时，电流越大，磁性越强。（3）掌握安培定则的内容：四指绕向电流的方向，大拇指所指的方向即为螺线管的N极；（4）大头针被磁铁吸引以后，大头针会被磁化，再根据同名磁极相互排斥作出分析和解答。【解答】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。【点评】本题是“探究影响铁磁性强弱的因素”的实验，考查了影响电磁铁磁性强弱的因素，滑动变阻器对电路中电流的控制作用及磁极间相互作用规律的应用和转换法及控制变量法。8．同学们在“探究电磁铁磁性强弱”的实验中，使用两个相同的A、B大铁钉绕制成电磁铁进行实验如图所示，下列说法正确的是（）A．通过观察电磁铁能吸引的大头针个数判断它的磁性强弱，这是运用了控制变量法 B．滑片P向左滑动，电磁铁的磁性减弱 C．电磁铁A下端为S极、B的上端为N极 D．该实验不能探究电磁铁磁性的强弱与电流大小的关系【分析】（1）影响电磁铁磁性强弱的因素：电流的大小和线圈的匝数。知道电流越大、线圈匝数越多，电磁铁的磁性越强。（2）电磁铁的磁性强弱是通过吸引大头针的多少来体现的，运用了转换法。（3）电磁铁磁极的判断方法：安培定则，用右手握住通电螺线管，使四指弯曲与电流方向一致，那么大拇指所指的那一端是通电螺线管的N极。（4）两只电磁铁是串联的，所以电流相同，只有线圈的匝数是不同的，据此来做出判断。【解答】解：A、通过观察电磁铁吸引大头针的个数判断它的磁性强弱，这是运用了转换法，故A错误。B、变阻器的滑片向左滑动，电阻的阻值变小，电路中的电流变大，电磁铁的磁性增强，故B错误。C、根据安培定则，A的上端为N极，下端为S极，B的上端为N极，下端为S极，所以电磁铁A、B的上端均为N极，故C正确。D、由图可知，两个电磁铁串联，通过的电流相同，线圈匝数不同，所以能探究电磁铁磁性强弱与线圈匝数多少的关系；该实验中电流大小可以通过移动变阻器的滑片来改变，通过观察同一个电磁铁上吸引大头针的多少可判断其磁性强弱的变化，所以该实验也能探究电磁铁磁性的强弱与电流大小的关系，故D错误。故选：C。【点评】此题是探究影响电磁铁磁性强弱的因素和通电螺线管的磁场，主要考查了电磁铁磁极的判断，一定掌握右手螺旋定则的内容。同时考查了影响电磁铁磁性强弱的因素，注意转换法和控制变量法在此实验中的应用。9．王强张扬同学在探究电磁铁磁性强弱的实验中，使用两个相同的A、B大铁钉绕制成电磁铁进行实验，如图所示，下列说法正确的是（）A．通过观察电磁铁能吸引的大头针个数判断它的磁性强弱，这是运用了控制变量法 B．滑片P向左滑动，电磁铁的磁性减弱 C．电磁铁A下端为S极、B的下端为S极 D．该实验不能探究电磁铁磁性的强弱与匝数多少的关系【分析】（1）影响电磁铁磁性强弱的因素：电流的大小和线圈的匝数。知道电流越大、线圈匝数越多，电磁铁的磁性越强。（2）电磁铁的磁性强弱是通过吸引大头针的多少来体现的，运用了转换法。（3）电磁铁磁极的判断方法：安培定则，用右手握住通电螺线管，使四指弯曲与电流方向一致，那么大拇指所指的那一端是通电螺线管的N极。（4）两只电磁铁是串联的，所以电流相同，只有线圈的匝数是不同的，据此来做出判断。【解答】解：A、通过观察电磁铁吸引大头针的个数判断它的磁性强弱，这是运用了转换，故A错误；B、变阻器的滑片向左滑动，电阻的阻值变小，电路中的电流变大，电磁铁的磁性增强，故B错误；C、根据安培定则，A的上端为N极，下端为S极，B的上端为N极，下端为S极，所以电磁铁A、B的下端均为S极，故C正确；D、读图可知，两只电磁铁是串联在电路中的，所以通过它们的电流是相同时，同时还可以看到，它们线圈的匝数是不同的，因此，本实验可以研究的是电磁铁磁性强弱与匝数的关系，故D错误。故选：C。【点评】此题是探究影响电磁铁磁性强弱的因素和通电螺线管的磁场，主要考查了电磁铁磁极的判断，一定掌握右手螺旋定则的内容。同时考查了影响电磁铁磁性强弱的因素，注意转换法和控制变量法在此实验中的应用。电磁继电器的组成、原理和应用10．如图是小明利用光敏电阻为居民楼门口设计的一种智能照明电路，L为“220V22W”照明灯，天暗时自动发光，天亮时自动熄灭。控制电路中，电源由两节干电池串联而成。R1为定值电阻，R2为阻值会随着光照强度变化而变化的光敏电阻。下列说法中不正确的是（）A．受控电路中导线a端应连接照明电路的火线 B．提高控制电路电源电压，L白天也可能发光 C．当光照强度增大时，控制电路总功率将增大 D．为了让灯在天更暗时才发光，可换用阻值更小的R1【分析】（1）开关控制灯泡时，开关接在火线和灯泡之间，断开开关时，切断火线，更换灯泡更安全；（2）提高或降低控制电路的电压，衔铁吸合时的电流不变，根据欧姆定律分析电路中总电阻的变化，从而得出光敏电阻阻值的变化，判定灯泡的发光情况。（3）光照强度增大时，判定出光敏电阻阻值的变化，根据欧姆定律判定电路中电流的变化，根据P＝UI分析控制电路功率的变化；（4）天暗时自动点亮说明此时照明电路闭合，由图可知此时电磁铁磁性的变化，进一步判断控制电路电流的变化，根据欧姆定律判断电路中电阻的变化，即可判断光敏电阻阻值的变化；电磁铁的吸合电流不变，控制电路电源电压不变，根据欧姆定律可知，衔铁被吸下时电路的总电阻不变，根据光线的明亮程度判定光敏电阻阻值的大小，确定R1阻值的变化。【解答】解：A、开关控制灯泡时，开关接在火线上，所以受控电路中导线a端应连接照明电路的火线，故A正确；B、如果提高控制电路的电压，由欧姆定律可知，控制电路中的电流增大，在白天时，控制电路的电流很大，衔铁会被吸下，照明灯L不发光，且到晚上时，由于控制电路的电压高、电流大，也可能导致衔铁被吸下，照明灯L也可能不发光，故B错误；C、当光照强度增大时，光敏电阻的阻值随光照强度的增大而减小，根据串联电路的电阻关系可知，控制电路的总电阻变小，根据欧姆定律可知，电路中的电流变大，根据P＝UI可知，控制电路的功率变大，故C正确；D、由题知，照明灯在天暗时发光，说明此时照明电路闭合，即衔铁上动触点与静触点接触，由图可知此时衔铁应被释放，则电磁铁的磁性减弱，说明控制电路中的电流变小，根据I＝可知控制电路中的电阻变大，即此时光敏电阻的阻值变大，反之，天亮时光敏电阻的阻值变小，所以，该光敏电阻的阻值随光照强度的增大而减小；电磁铁的吸合电流不变，控制电路电源电压不变，根据欧姆定律可知，衔铁被吸下时电路的总电阻不变，要在环境光线更弱时才启动节能灯照明，此时光敏电阻的阻值较大，则应换用阻值较小的R1，故D正确。故选：B。【点评】本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电磁铁磁性与电流的关系、电功率公式的应用等知识，涉及的知识点较多，关键是会分析电路图结合所学知识进行解决实际问题。11．楼道应急照明灯在平常是处于熄灭状态的，当照明电路断电时，工作电路中标有“36V”字样的灯泡会正常发光。某小组设计了如下四个电路，符合设计要求的是（）A． B． C． D．【分析】电磁继电器的实质是一个开关，根据其控制电路中电磁铁的工作情况，可进一步判断工作电路中灯泡的发光情况。【解答】解：A、由图知，没有停电时（即220V的电路接通），电磁铁有磁性，吸引衔铁，使下面的一只灯泡发光，故A错误；B、由图知，没有停电时，电磁铁有磁性，吸引衔铁，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36V的电压下正常发光，故B正确；C、由图知，不管电磁铁是否具有磁性，该电路都是接通的，两只灯泡都发光，故C错误；D、由图知，右侧电路的电源电压为36V，而两盏灯的额定电压均为36V，要使外部电路停电时，两盏灯都能正常发光，则两盏灯应并联，而图中两盏灯串联，不能正常发光，故D错误。故选：B。【点评】了解电磁继电器的结构，会分析其工作过程，是正确判断的关键。此题要注意两只灯泡应该并联。12．如图是火警自动报警原理图。发生火警时，将会发生下列变化，其变化顺序是（）①温度升高使铜铁双层金属片向下弯曲，从而接通电磁铁电路。②接通触点使报警电路中有电流通过。③电磁铁具有磁性。④衔铁被吸下。⑤红灯亮、电铃响，发出警报。A．①②③④⑤ B．①③④②⑤ C．①②④③⑤ D．①④③②⑤【分析】从火警报警器的作用入手，结合电磁继电器的工作过程从而确定其工作顺序。周围环境温度的升高导致双金属片的弯曲是分析此题的入手点。【解答】解：只有出现火灾周围环境温度升高时，由于双金属片受热膨胀的程度不同，导致了双金属片向一侧弯曲，使动静触点接通，控制电路接通，电路中有电流，电磁铁有磁性，吸引衔铁，衔铁被吸下的同时，使工作电路接通，工作电路中的电铃响，电灯亮，报警器报警；故正确顺序是：①③④②⑤。故选：B。【点评】电磁继电器实质是一个间接开关，其经常用于自动控制：如温度自动报警、水位自动报警等。电磁铁的其它应用13．如图所示是一款磁力锁，这种磁力锁关闭时，电路接通磁铁有磁性吸住铁片，大门锁住。当刷卡或按一下开关，即可切断电路，磁力锁失去磁性，可将门打开。磁力锁与下列哪个物品工作原理相同（）A．耳机 B．动圈式话筒 C．电铃 D．电钻【分析】电磁铁通电后具有磁性，断电后无磁性，电磁铁的工作原理是电流的磁效应；分析各个选项的工作原理，得出答案。【解答】解：磁力锁关闭时，电路接通磁铁有磁性吸住铁片，大门锁住。当刷卡或按一下开关，即可切断电路，磁力锁失去磁性，可将门打开，由此可知，电磁铁的工作原理是电流的磁效应；A、耳机是通过耳机膜片振动发出声音的，耳机的工作原理是磁场对通电导体有力的作用，故A错误；B、动圈式话筒的工作原理是电磁感应现象，故B错误；C、电铃的主要部件是电磁铁，利用了电流的磁效应，故C正确；D、电钻的主要部件是电动机，其工作原理是通电导体在磁场中受力运动，故D错误。故选：C。【点评】本题考查了电磁铁的应用、电磁感应现象、通电导体在磁场中受力运动等知识，难度不大。14．下列用电器设备中，应用了电磁铁的是（）A．白炽灯 B．直流电铃 C．电热毯 D．电热水壶【分析】带有铁芯的通电螺线管就是电磁铁，电磁铁工作时是利用电流的磁效应，电铃、电磁起重机、电磁继电器的自动控制都利用了电磁铁。【解答】解：A、白炽灯工作时发热、发光，消耗的电能转化为内能、光能，是利用电流的热效应制成的照明设备，没有利用电磁铁，故A错；B、电铃通电时，电磁铁有电流通过，产生了磁性，把小锤下方的弹性片吸过来，使小锤打击电铃发出声音，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。应用了电磁铁，故B正确；CD、电热毯、电热水壶工作时发热，消耗的电能转化为内能，是利用电流的热效应制成的加热设备，没有利用电磁铁，故CD错。故选：B。【点评】电磁铁在生活中应用较为广泛，应明确它的应用范围；同时掌握生活中常用电器的工作原理。15．某宿舍楼一单元的几家住户为增强安全感。在单元楼梯口安装了防盗门。如图所示为单元防盗门门锁的原理图。各家住户都安有一个控制开关S，用来控制门锁，图中只画出了其中一家住户的控制开关。该门锁的工作过程是：楼上的人闭合控制开关S．门锁上通电后的电磁铁吸引卡入右侧门上门扣中的衔铁，衔铁脱离门扣，门可打开。关于该门锁。下列说法中正确的是（）①闭合开关后，电磁铁的右端为S极；②闭合开关后，电磁铁的右端为N极；③该单元的各住户控制门锁的开关是并联的；④该单元的各住户控制门锁的开关是串联的。A．①③ B．①④ C．②③ D．②④【分析】由右手螺旋定则可判断出电磁铁的磁极；由串并联电路的特点可知各用户控制门锁的开关应为并联关系。【解答】解：由图可知电流由右侧流入，则由右手螺旋定则可知电磁铁的左端为N极，右侧为S极；故①正确；因各用户要独立控制门锁，即有一个开关闭合即能打开门锁，故只有并联电路才能完成该功能；若为串联应让各开关均闭合才能控制门锁；故③正确；故选：A。【点评】本题考查电学知识在生活中的应用，此类题型为近年中考中常见题型，应在熟练掌握所学知识的同时能做到灵活应用。填空题16．2021年7月20日，由中国中车承担研制、具有完全自主知识产权的世界首套设计时速600公里高速磁浮交通系统在山东青岛成功下线（如图）。高速磁浮交通系统采用的是成熟可靠的常导技术，高速磁浮运行时，通过精确控制电磁铁中的电流，车体与轨道之间始终保持约10毫米的悬浮间隙。车辆底部的悬浮架装有电磁铁，利用电流的磁效应产生强磁场，且通过精确控制电流的大小控制电磁铁磁性强弱，与铺设在轨道下方的铁芯由于异名磁极相互吸引，产生向上的吸力，从而克服地心引力，使车辆“悬浮”起来。【分析】磁悬浮列车中的电磁铁是利用电流的磁效应；电磁铁磁性的大小与电流的大小和线圈匝数有关；同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。【解答】解：车辆底部的悬浮架装有电磁铁，电磁铁通电后具有磁性，是利用电流的磁效应产生强磁场；通过精确控制电流的大小可以控制电磁铁磁性的强弱；电磁铁的磁极与铺设在轨道下方的铁芯由于异名磁极相互吸引。故答案为：磁；大小；异名。【点评】本题考查了电流的磁效应、影响电磁铁磁性大小的因素、磁极间的相互作用规律，属于基础题。17．（1）图1为某磁极附近磁感线的方向和分布的示意图。由图可知，该磁极为N（选填“N”或“S”）极，若在1处放置一个小磁针，当小磁针静止时，其指向应是图2中的甲。（2）如图3所示的电铃电路，闭合开关，电磁铁产生磁场，吸引衔铁B（选填“螺钉A”或“衔铁B”），鼓槌向下敲击铃碗发声。但同时A和B分离，电路断开，电磁铁失去磁性，鼓槌又被弹簧片弹回，B与螺钉A（选填“螺钉A”或“电磁铁”）接触，又将电路接通，如此反复，电铃持续发声。【分析】（1）磁体周围的磁感线总是从N极发出，回到S极。小磁针静止时N极所指的方向与该点的磁场方向一致。（2）电铃是利用电流的磁效应来工作的。【解答】解：（1）图1为某磁极附近磁感线的方向和分布的示意图。由图可知，该磁极为N极，若在1处放置一个小磁针，当小磁针静止时，其指向应是图2中的甲，与该点的磁场方向一致。（2）如图3所示的电铃电路，闭合开关，电磁铁产生磁场，吸引衔铁B，鼓槌向下敲击铃碗发声。但同时A和B分离，电路断开，电磁铁失去磁性，鼓槌又被弹簧片弹回，B与螺钉A接触，又将电路接通，如此反复，电铃持续发声。故答案为：（1）N；甲；（2）衔铁B；螺钉A。【点评】知道磁场和磁感线；知道磁场方向的规定；知道电铃的基本原理。18．某拆除工地上，一机车举着大铁砣在废墟上捡拾废钢筋，如图所示。根据所学知识可判断：“大铁砣”应是一块电磁铁，当“大铁砣”通电时在废墟上捡拾吸住废钢筋，然后举至运输车车厢上方断电放下废钢筋。【分析】（1）电磁铁是根据电流的磁效应来工作的设备。（2）利用电磁铁可以制成电磁起重机，通电时有磁性，断电时磁性消失。【解答】解：某拆除工地上，一机车举着大铁砣在废墟上捡拾废钢筋，如图所示。根据所学知识可判断：“大铁砣”应是一块电磁铁，当“大铁砣”通电时在废墟上捡拾吸住废钢筋，然后举至运输车车厢上方断电放下废钢筋。故答案为：电磁铁；通电；断电。【点评】知道电磁铁的基本原理；知道电磁起重机在生活、生产中的应用。本题是基础性题目。19．如图是小蔡同学设计的短跑比赛“抢跑判断器”。电磁铁是利用电流的磁效应工作的，其上端为N（选填“N”或“S”）极。当运动员蹲在起跑器上后，裁判员老师闭合开关S1、S2，发令指示灯亮，运动员抢跑后，R0所受压力变小，电阻变小，电磁铁将衔铁吸下，抢跑指示灯2（选填“1”或“2”）亮，则判定该运动员抢跑。【分析】（1）带有铁芯的通电螺线管叫电磁铁，通电有磁性，是利用电流的磁效应工作的；（2）根据安培定则判断电磁铁磁极；（3）通过电磁铁的电流越大，电磁铁的磁性越强；根据图示的控制电路与工作电路分析答题。【解答】解：电磁铁通电时有磁性，断电时无磁性，是利用电流磁效应工作的；由图可知，电流从电磁铁的上端流入，下端流出，根据安培定则可知，电磁铁的上端为N极；工作人员闭合开关S1、S2，发令指示灯L1亮，运动员抢跑后，R0所受压力变小，其电阻变小，根据欧姆定律可知控制电路中的电流变大，电磁铁的磁性增强，将衔铁吸下，灯L2所在电路接通，则抢跑指示灯L2亮。故答案为：磁；N；2。【点评】通过电磁铁的电流越大，电磁铁磁性越强，分析清楚电路结构、明白电磁继电器的工作原理即可正确解题。20．暴雨后立交桥下积水较深很不安全，物理学习小组为此设计了一个积水自动报警器，其原理图如图所示。图中A、B位置可以安装电铃或LED灯，要求地面没有积水时，LED灯亮，地面积水较深时，电铃响。根据设计要求，电铃应该安装在图中的B（填“A”或“B”）位置。积水较深控制电路接通时，电磁铁的上方是它的S（选填“N”或“S”）极。电磁继电器实质是一种开关（填“用电器”或“开关”）。【分析】（1）生活用水是导体，当桥面下的水位升高到一定程度时，接通左边的控制电路，电磁铁有了磁性，吸下衔铁，动触点向下移动，接通电铃电路报警；（2）根据安培定则判定电磁铁的极性；（3）电磁继电器实际上一个电磁开关。【解答】解：生活用水是导体，当桥面下的水位升高到一定程度时，接通左边的控制电路，电磁铁有了磁性，吸下衔铁，动触点向下移动，接通电铃电路报警，所以电铃应安装在图中的B位置；电铃工作时，电流从电磁铁的上端流入、下端流出，根据安培定则可知，电磁铁的上端是S极；电磁继电器实质是一种开关，通过控制电路的通断来控制工作电路的工作状态。故答案为：B；S；开关。【点评】知道电磁继电器的基本原理及其在生产、生活中的应用。21．如图甲所示的“聪明电梯”在有人、无人乘坐时会以不同的速度运行，这样可以节约用电。图乙所示是其控制电路图，R是一个压敏电阻，其阻值随压力的增大而减小。当所有人走出电梯后，图中电磁铁的磁性将减弱（选填“增强”“减弱”或“不变”），电动机的转速将变慢（选填“变快”“变慢”或“不变”）。当小明站在电梯上匀速上升时，小明的机械能变大（选填“变大”“变小”或“不变”）。【分析】（1）本题中有两个电路，左侧为压敏电压与电磁铁串联，右侧为电机工作电路，当衔铁与触点1接触时，R1与电机串联，当衔铁与触点2接触时，电阻断路，电机中电流增大。（2）影响动能的影响因素是物体的质量和物体运动的速度，影响重力势能的因素是物体的质量和物体的高度，其中动能和势能统称为机械能。【解答】解：当人从电梯上走下后，压力减小，则压敏电阻R的阻值增大，左侧控制电路中的电流减小，电磁铁磁性变弱，则衔铁被拉起，与触点1接触，此时电动机与电阻R1串联，通过电动机的电流减小，电动机的转速变慢。当小明在电梯上匀速上升时，小明的质量不变，速度不变，动能不变，同时高度增加，重力势能增大，而机械能为动能和势能之和，所以，机械能增加。故答案为：减弱；变慢；变大。【点评】本题考查应用物理知识解决实际问题的能力，在本题中应认清电路的构造联系所学知识进行解答22．小刚做“探究电磁铁磁性强弱跟哪些因素有关”实验，闭合开关后，实验现象如图所示，这表明，在电流一定时，外形与材料相同的螺线管匝数越多，磁性越强（选填“强”或“弱”）；甲铁钉上方钉帽是南（S）极；实验中，小刚发现被吸引的大头针下端呈发散状态，原因是大头针被磁化后，同名磁极相互排斥。【分析】（1）电磁铁的磁性强弱跟电流大小、匝数多少、有无铁芯有关。电流越大、线圈匝数越多、有铁芯时，电磁铁的磁性越强；（2）根据安培定则判定磁体的极性；（3）磁极间的相互作用规律：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。【解答】解：（1）由图可知，两个电磁铁串联，则通过电磁铁的电流相同，乙电磁铁的线圈匝数多，吸引大头针的个数越多，说明其磁性越强；（2）由图可知，电流从甲电磁铁的上端流入、下端流出，根据安培定则可知，甲钉的钉帽为南（S）极；（3）大头针被磁化，大头针远离铁钉的一端磁性相同，互相排斥，所以下端分散的。故答案为：强；南（S）；同名磁极相互排斥。【点评】本题考查电磁铁磁性强弱的影响因素及安培定则的应用，是一道电磁的综合题，难度不大。23．如图所示，是某同学探究“电磁铁磁性强弱跟电流大小关系”的电路图。（1）电磁铁磁性的强弱是通过观察吸引铁钉数目的多少来确定的。（2）闭合开关后，当滑动变阻器滑片P向a（填“a”或“b”）端移动时，电磁铁磁性增强；由实验可得到的结论是：当线圈匝数不变时，通过线圈的电流越大，电磁铁磁性越强。【分析】（1）磁性的强弱是无法直接观察的，利用磁性的不同产生的磁力不同来认识电磁铁磁性的强弱不同，此题中就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）电磁铁磁性强弱跟电磁铁电流的大小、线圈匝数多少、有关铁芯有关。在电流大小和线圈匝数一定时，有铁芯磁性强；在电流大小和铁芯一定时，线圈匝数越多，磁性越强；在线圈匝数和铁芯一定时，电流越大，磁性越强。【解答】解：（1）线圈的磁性越强，吸引的铁钉越多。所以可以根据吸引铁钉的多少判断电磁铁磁性的强弱，这是转换法。（2）滑片向左移动时，滑动变阻器接入电路的阻值变小，电路中的电流变大，电磁铁的磁性增强，因此可以得到的结论是：线圈匝数不变时，通过线圈的电流越大，电磁铁磁性越强。故答案为：（1）吸引铁钉数目的多少；（2）a；越大。【点评】掌握电磁铁磁性强弱的影响因素，利用控制变量法和转换法探究电磁铁磁性强弱的影响因素。24．某同学探究电磁铁的特性，连成了如图的电路，如果想改变电路中的电流，可通过调节滑动变阻器来实现。通过观察电磁铁吸起大头针的多少可以判断电磁铁的磁性强弱，实验中用到的一种重要科学研究方法是B。A．类比法B．转换法C．控制变量法D．等效替代法。【分析】解答本题要掌握：（1）滑动变阻器的原理：改变连入电路电阻丝的长度，改变连入电路的电阻，改变电路中的电流。（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。（3）电磁铁磁性的强弱用吸引铁钉的多少来反映，这是转换法。【解答】解：移动滑动变阻器的滑片，改变连入电路电阻丝的长度，改变连入电路的电阻，从而改变电路中的电流。电磁铁磁性的强弱无法用眼睛直接观察，通过吸引铁钉的多少来反映磁性的强弱，运用的研究方法是转换法，故选项B正确。故答案为：滑动变阻器；强弱；B。【点评】本题的解题关键是了解影响电磁铁磁性强弱的因素（有无铁芯、电流大小、线圈匝数的多少）和会使用控制变量法设计实验。25．如图所示，物理兴趣小组在探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”时，利用了一个条形磁铁和一个右端固定在同一水平面上的电磁铁。当闭合开关S后，电磁铁的左端磁极是N极，滑动变阻器的滑片P向右移动时，条形磁铁始终保持静止，在此过程中，条形磁铁所受摩擦力减小（选填“增大”、“减小”或“不变”），方向为水平向右。【分析】首先利用螺线管中电流方向和线圈绕向根据安培定则确定螺线管的左端的磁极。再利用磁极间的作用规律确定条形磁铁的右端与电磁铁左端的相互作用情况。条形磁铁在水平面上处于静止状态，受到平衡力的作用：桌面对它的摩擦力和电磁铁的磁力，根据二力平衡的条件可以确定条形磁铁受到的摩擦力方向。根据条形磁铁始终处于平衡状态，可以确定其摩擦力始终等于电磁铁对它的磁力，根据磁力的变化可以确定摩擦力的变化。【解答】解：根据螺线管的线圈绕向和电流从螺线管的左端流入，利用安培定则可以确定螺线管的左端为N极，所以条形磁铁受到电磁铁对它向左的斥力。条形磁铁处于静止状态，受到平衡力的作用，桌面对它施加了一个摩擦力，斥力水平向左，所以摩擦力水平向右；滑片P向右滑动的过程中，滑动变阻器接入电路的电阻增大，电路中的电流变小，电磁铁的磁性减弱，对条形磁铁的引力减弱，由于条形磁铁始终处于平衡状态，所以摩擦力始终等于斥力，故摩擦力会随着斥力的减小而减小。故答案为：N；减小；水平向右。【点评】由于螺线管斥力的作用，使得条形磁铁有了向右运动的趋势，所以桌面对它施加了一个向右的摩擦力来阻碍它向左运动，由此也可以确定摩擦力的方向。摩擦力实际上是作用在接触面上。26．法国科学家阿贝尔和德国科学家彼得由于发现了巨磁电阻（GMR）效应，荣获诺贝尔物理学奖。如图所示是研究巨磁电阻特性的原理示意图。实验发现，当闭合开关S1、S2后，使滑片P向右滑动过程中，指示灯明显变暗，则说明：在电磁铁的磁性减弱（选填“增强”或“减弱”）过程中，巨磁电阻的阻值在增大（选填“增大”或“减小”）。【分析】（1）由滑动变阻器滑片的移动得知电路中电流的变化情况，通过电路中电流的变化结合电磁铁磁性强弱的决定因素可以确定滑片移动时，其磁性强弱的变化；（2）根据灯泡的亮度变化，能够确定电路中电流的变化，进而知道巨磁电阻的阻值的变化。【解答】解：（1）当滑片P向右滑动时，滑动变阻器连入电路中的电阻变大，电路中的电流变小，电磁铁的磁性减弱；（2）电磁铁的磁性减弱的过程中，右边电路中的指示灯明显变暗，说明右边电路的电流变小了，巨磁电阻的电阻增大了。故答案为：减弱；增大。【点评】在控制电路中，滑片的移动是分析的入手点；在工作电路中，灯泡的亮度是确定电路中电流、电阻变化的一个隐含条件。27．酿酒坊里的发酵罐配有笨重的密封罩，为了方便操作，设计了一个杠杆和电磁铁组合系统来升降密封罩，如图所示。电磁铁的工作原理是电流的磁效应，该现象最早是由奥斯特（填“法拉第”“奥斯特”或“安培”）发现的。装置通电后，电磁铁上端为N（填“N”或“S”）极。若杠杆提不起密封罩，则应将滑动变阻器滑片向左（填“左”或“右”）滑动。【分析】（1）奥斯特发现了电流的磁效应，即通电导线周围存在磁场；（2）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；（3）在线圈匝数不变的情况下，通过电磁铁线圈的电流越大，电磁铁的磁性越强。【解答】解：奥斯特最早发现了电流的磁效应，即通电导线周围存在磁场，人们利用此原理制成了电磁铁；由图可知，闭合开关后，电流从电磁铁上端流入，根据安培定则，四指顺着电流方向，则大拇指向电磁铁的上端，所以电磁铁的上端为N极；若杠杆提不起密封罩，则需要增大电磁铁的磁性，根据电磁铁磁性强弱的影响因素可知，需要增大电路中的电流，由欧姆定律可知应减小变阻器接入电路的阻值，则应将滑动变阻器滑片向左移动。故答案为：奥斯特；N；左。【点评】本题考查了安培定则、滑动变阻器对电路中电流的影响、电流大小对电磁铁磁性强弱的影响，要求学生熟练掌握。28．小陈同学用电池做电源，把漆包铜线缠绕在铁棒上制成电磁钉耙，通电后铁棒和铜线组成电磁铁，可把地上的铁钉吸上来，断电时钉耙的磁性消失，所吸附铁钉脱落。请举出生活中类似应用的简单例子：电铃或电磁继电器或机。【分析】在通电线圈内部加入铁芯，磁性会大大增强，根据这个原理制成了电磁铁；电磁铁通电时有磁性，断电时无磁性；电磁铁的应用：电铃中铃锤的敲打、机声音的产生、电磁继电器的自动控制都是利用电磁铁。【解答】解：把漆包铜线缠绕在铁棒上制成电磁钉耙，通电后铁棒和铜线组成电磁铁；断电时电磁铁无磁性，所以断电时钉耙的磁性消失；在实际生活中很多地方都用到了电磁铁，比如：电铃、机，电磁继电器的主要组成部分也是电磁铁。故答案为：电磁铁；磁性；电铃或电磁继电器或机。【点评】此题考查了学生对电磁铁的理解及工作原理，同时考查了电磁铁在生活中的应用，是一道基础性题目。29．如图所示，当开关闭合后，螺线管上方的小磁针静止在图示位置，则小磁针的右侧为S极；如果在螺线管内插入铁芯就成了电磁铁；关于通电螺线管磁场的方向，小明通过实验得出的结论是