初中科学1.3电磁铁的应用 课后培优（含解析）

1.3电磁铁的应用一、电磁铁构造原理1．下列对电磁实验现象相应的解释正确的是（）A．甲图中，闭合开关，小磁针的N极向左偏转B．乙图中，线圈匝数多的电磁铁，磁性强C．丙图中，该装置用来研究电磁感应现象D．丁图中，磁铁放在水平面上，导体ab竖直向上运动，电流表指针一定会偏转2．酿酒坊里的发酵罐配有笨重的密封装置，为了方便操作，小明设计了用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；装置通电后，电磁铁上端为(填“N”或“S")极。3．用如图甲、乙所示的装置，分别探究“通电螺线管外部磁场的分布”和“电磁感应现象”。（1）在图甲中，闭合开关后，通电螺线管的右端为极。(选填“N”或“S”)（2）在图甲实验过程中，将电源正负极对调，发现小磁针的偏转方向发生改变。这样操作是为了探究通电螺线管外部磁场方向和有关。（3）图乙中，闭合电路中的一部分导体AB静止不动，当磁体左右运动时，灵敏电流计的指针(选填“会”或“不会”)偏转。这说明闭合电路的部分导体在磁场中做运动时，导体中会产生感应电流。4．电梯为居民出入带来了很大的便利，出于安全考虑，电梯设置有超载自动报警系统，其工作原理如图所示。R1为保护电阻，R2为压敏电阻，其阻值随压力增大而减小。下列说法正确的是()A．电磁铁是根据电磁感应原理制成的B．工作时，电磁铁的上端为N极C．超载时，电磁铁的磁性减小D．正常情况下(未超载时)，K与A接触5．如图所示，上端为S极的条形磁体悬挂在一轻弹簧上。闭合开关条形磁体处于静止状态后，下端位于螺线管的上方。下列措施可以使条形磁体向上运动的是（）A．滑片P向右缓慢移动 B．在螺线管中插入铁芯C．增大电源电压 D．将a、b间电源的正负极对换位置6．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．电磁铁的磁极方向与电流的方向有关C．电磁铁的磁性强弱只与电流的大小有关D．电磁继电器中的电磁铁可以用永磁体代替二、电磁铁应用7．下列设备或电器中，其主要工作原理与电磁铁无关的是（）A．B．C．D．8．电磁继电器在电路中主要起（）​A．电源作用 B．开关作用 C．电阻作用 D．传输电作用9．小云利用热敏电阻设计了一个“过热自动报警电路”，如图甲所示。将热敏电阻R安装在需要探测温度的地方，当环境温度正常时，继电器的上触点接触，下触点分离，绿灯亮，警铃不响；当环境温度超过某一值时，继电器的下触点接触上触点分离，红灯亮，同时警铃响。图甲中继电器的供电电压U1为3V，工作电路供电电压U2为220V，继电器线圈用漆包线绕成，其电阻R0为30Ω。当线圈中的电流大于或等于50mA时，继电器的衔铁将被吸合。图乙是热敏电阻的阻值随温度变化的图像。（1）电磁继电器利用了电流的效应；由图乙可知，当环境温度为20℃时，热敏电阻的阻值为Ω。当环境温度升高时，热敏电阻的阻值将，继电器的磁性将(后两空均填“增大”“减小”或“不变”)（2）请计算说明环境温度在什么范围内时警铃报警/10．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，电压表示数也增大D．若将R1换成阻值稍小的电阻，可缩短灯L的发光时间11．如图所示为某汽车一键启动电路。当按下一键启动按键时，有细小电流通过X，接着有强大电流通过电动机，将电动机启动。请你根据所学知识想一想，X可能的器件的是()A．电流表 B．电磁继电器 C．电压表 D．发电机12．小明利用实验室的电磁继电器、热敏电阻R1、可变电阻器R2等器件设计了一个恒温箱控制电路，如图甲所示。如图乙是小明通过实验测得的R1的阻值随温度变化的关系曲线。（1）电磁继电器中电磁铁上端是极。（2）当温度较低时，电磁铁的磁性较，触点开关（填“接通”或“断开”）。（3）电磁继电器的电源两端电压U=6V，电磁继电器线圈的电阻可不计，通过实验测得当电流为30mA时，电磁继电器的衔铁被吸合。若可变电阻器R2的电阻值设定为150Ω时，恒温箱温度可达到℃。当可变电阻器R2的电阻变大时，恒温箱设定的温度将变（填“高”或“低”）。（4）如果要使恒温箱内预设的温度可调节范围是90℃～150℃，可供选择的可变电阻器R的电阻值有如下的几种，应选择______.A．0～100Ω B．0～200Ω C．0～1000Ω D．0～1500Ω13．在图中的自动控制电路中，当控制电路的开关S闭合时，工作电路的情况是（）A．灯不亮，电铃响 B．灯不亮，电铃不响C．灯亮，电铃不响 D．灯亮，电铃响14．2022年中国疫情形势依然很严峻，“金华415”疫情防控及时、到位，很快得到有效控制。如图是金华某商场的红外测温仪，该仪器的原理是热敏电阻的阻值随人体辐射的红外线而改变，当人体温度越高热敏电阻的阻值越小。小科同学据此设计了一个红外线体温安检电路：要求无人或体温低于37.3℃的人经过时仅绿灯亮，高于37.3℃的人经过时，红灯亮且电铃响起。下列设计符合要求的是（）A．B．C．D．15．有一款“智能照明灯”的工作原理如图所示，天暗时灯L自动发光，天亮时自动熄灭。已知控制电路中，电源电压恒定，R1为定值电阻，R2为光敏电阻，其阻值随光照强度的增大而减小，据此回答下列问题。（1）当光照强度增大时，电压表示数将。（2）若将R1换成阻值稍大的电阻，则灯L的发光时间(选填“变短”或“变长”)。三、电磁铁计算16．某同学利用实验室的电磁继电器、热敏电阻R1、可变电阻器R2等器件设计了一个恒温箱控制电路，如图甲所示。图乙是R1的阻值随温度变化的关系曲线。（1）当恒温箱内温度高于设定温度时，电磁铁的磁性较，触点开关断开。（2）电磁继电器中的电源电压为6伏，其线圈的电阻可不计，通过实验测得当电流不低于30毫安时，电磁继电器的衔铁能被吸合。在实验中恒温箱的设定温度是90℃，则变阻器R2按入电路的阻值为多少欧17．小明同学设计了一种“闯红灯违规证据模拟记录器”，其电路图如左图所示，该仪器可以拍摄照片记录机动车辆闯红灯时的情景，其中压敏电阻阻值与压力的关系如右图所示。回答下列问题：（1）要记录违规闯红灯的情景，光控开关应在接收到光(填“红”或“绿)时，自动闭合。（2）由图乙可知，压敏电阻R的阻值随受到压力的增大而。（3）已知控制电路电压为6V，电磁继电器线圈电阻为10Ω，当控制电路中电流大于0.06A时，衔铁被吸引。通过计算说明，只有质量超过多少千克的车辆违规时才会被拍照记录。18．如图甲为恒温箱的简化电路，R0、R1设置在恒温箱内，R0为加热电阻，阻值为40Ω。R1为热敏电阻，其电阻值随温度的变化关系如图乙。控制电路中，U=6V，R2为滑动变阻器。当恒温箱内的温度达到一定值时，加热电路会自动断开，当箱内温度略低时，加热电路自动闭合进行加热。（1）根据恒温箱的工作过程判断，P应与(填“m”或“n")连接。（2）若电磁铁线圈电阻为10欧，当线圈中的电流达到30mA时，电磁继电器的衔铁会被吸下。若恒温箱内的温度设定为100℃，则滑动变阻器R应接入电路的电阻值为多少？（3）若要增大恒温箱内的设定温度，该如何进行操作？(至少写两点)19．如图甲所示，某恒温箱的工作电路由工作电源、电热丝等组成，其电路通断由控制电路控制，控制电路由20V的低压电源、电磁继电器(线圈电阻不计)、热敏电阻R1(安装在恒温箱内)、可变电阻器R2开关等组成，R1的阻值随温度变化的关系如图乙所示。调节可变电阻器使得R2=110Ω，闭合开关，当恒温箱内温度升高到50℃时，由于电磁继电器的作用，工作电路被断开，电磁继电器的线圈电阻忽略不计，请回答下列问题：（1）从电路安全来看，工作电路中交流电源的火线应该接端(选填“a”或“b”)接；（2）调节可变电阻器使得R2=170Ω，恒温箱内温度最高能达到多少度？（3）若要调低恒温箱的设定温度，应将可变电阻器R2的阻值适当(选填“调大”或“调小”)。四、中考真题训练20．下列有关电铃(如图)说法正确的是（）A．电铃的工作原理是电磁感应B．小锤击打到铃碗时，电磁铁仍具有磁性C．要使铃声响度大一些，可适当降低电压D．滑动变阻器的滑片向左移动，电磁铁的磁性增强21．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R1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C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R2控制电路的滑片向下移答案解析部分1．【答案】B【解答】A选项，图甲为电磁铁，由电池和线圈缠绕方向，根据右手螺旋定则判断出右边为N极，左边为S极，则小磁针N极转向右边，选项错误；

B选项，影响电磁铁的因素有：线圈扎数、电流大小、有无铁芯，线圈扎数越多则磁性越强，选项正确；

C选项，图为研究通电导线在磁场中受到力的作用装置，不能研究电磁感应现象，选项错误；

D选项，图中导体竖直向上运动，则不会切割磁感线，就不能产生电流，选项错误。

故答案为：B2．【答案】电流的磁效应；N【解答】（1）电磁铁的工作原理为电流的磁效应。

（2）线圈上电流方向向右。右手握住螺线管，弯曲的四指指尖向右，此时大拇指指向上端，则电磁铁的上端为N极。3．【答案】（1）N（2）电流方向（3）会；切割磁感线【解答】（1）根据图甲可知，线圈上电流方向向下；右手握住螺线管，完全的四指指尖向下，此时大拇指指向右端，因此螺线管的右端为N极。

（2）在图甲实验过程中，将电源正负极对调，发现小磁针的偏转方向发生改变。这样操作是为了探究通电螺线管外部磁场方向和电流方向有关。

（3）图乙中，闭合电路中的一部分导体AB静止不动，当磁体左右运动时，灵敏电流计的指针会偏转。这说明闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中会产生感应电流。4．【答案】D【解答】A.电磁铁是根据电流的磁效应制成的，故A错误；

B.工作时，线圈上电流向左；右手握住螺线管，弯曲的四指指尖向左，此时大拇指指向下端，那么电磁铁的下端为N极，故B错误；

C.超载时，压敏电阻的阻值减小，通过电磁铁的电流增大，则电磁铁的磁性增大，故C错误；

D.正常情况下(未超载时)，K与A接触，接通电动机所在的电路，断开电铃所在的电路，保证电梯正常工作，故D正确。

故选D。5．【答案】D【解答】A、开关闭合，根据安培定则可知，通电螺线管的上端为S极，异名磁体向下运动，滑动P向右缓慢移动时，电路中的电流变大，电磁铁磁性增强，条形磁铁的吸收力增大，所以条形磁体继续向下运动，A不符合题意；

B、在螺线管中插入铁芯，电磁铁磁性增强，条形磁铁的吸引力增大，所以条形磁铁继续向下运动，B不符合题意；

C、增大电源电压，电路中的电流变大，电磁铁磁性增强，条形磁铁的吸收力增大，所以条形磁铁继续向下运动，C不符合题意；

D、将a、b间电源的正负极对换位置，根据安培定则可知，通电螺线管的上端为N极，同名磁极相互排斥，条形磁体向上运动，D符合题意。

故答案为：D6．【答案】B

【解答】A.电磁铁的铁芯，不可以用铜棒代替，因为铜棒不能被磁化，故A错误；

B.电磁铁的磁极方向与电流的方向有关，故B正确；

C.电磁铁的磁性强弱与电流的大小和线圈匝数有关，故C错误；

D.电磁继电器中的电磁铁不能用永磁体代替，因为永磁体的磁性永远保持，不能消失，故D错误。

故选B。7．【答案】B【解答】分析各装置的工作原理可知，电铃、电磁选矿机、电磁起重机都是利用电磁铁的原理来进行工作的。而电熨斗则是利用电流的热效应的原理工作的，因此，B与其他设备明显不同。故答案为：B8．【答案】B【解答】电磁继电器的实质是一个间接开关，它可以用低电压.弱电流的控制电路来控制高电压.强电流的工作电路．它还可以实现自动控制．所以选B9．【答案】（1）磁；120；减小；增大（2）解：当线圈中的电流I=50mA=0.05A时，继电器的衔铁将被吸合，警铃报警。由I=U可得，控制电路的总电阻R总=UI根据串联电路的总电阻等于各分电阻之和可知：热敏电阻R=R总-R0=60Ω-30Ω=30Ω。由题图乙可知，此时t=80℃，所以，当温度t≥80C时，警铃报警。10．【答案】D【解答】A.电磁继电器的主要结构为电磁铁，利用电流的磁效应工作，故A错误；

B.白天时光照强度大，电磁铁被吸合，此时通过电流较大，而光敏电阻的阻值较小，故B错误；

C.当光照强度增大时，光敏电阻的阻值减小，根据串联电路的分压规律可知，此时电压表示数减小，故C错误；

D.若将R1换成阻值稍小的电阻，那么总电阻变小，而总电流变大，从而使电磁铁提前吸合，因此可缩短灯L的发光时间，故D正确。

故选D。11．【答案】B【解答】根据题目描述可知，X相当于控制电动机的一个开关。由于控制电路中有电流时X才闭合，没电流时断开，因此它是一个用电流控制的开关。而电磁继电器的主要结构为电磁铁，它就是一个用低电压、弱电流控制高电压、强电流的开关，故B符合题意，而A、C、D不合题意。

故选B。12．【答案】（1）S（2）弱；接通（3）90；高（4）B【解答】（1）根据安培定则判断电磁继电器中电磁铁上端是S极。

（2）温度较低时，由R1的阻值随温度变化的关系曲线可知，热敏电阻的阻值较大，控制电路中的电流较小，电磁铁的磁性较弱，此时的衔铁不会被吸下来，根据图示的工作电路可知，加热丝所在的电路接通。

（3）U源=6VI=30mA=0.03A，

电路的总电阻：R总=U源I=6V0.03A=200Ω，

此时R1=热敏电阻的阻值：R1=R总-R2=200Ω-150Ω=50Ω，

13．【答案】A【解答】当控制开关S闭合时，控制电路接通，电磁铁有磁性，吸引磁铁，磁铁被吸下，则电铃所在电路接通，灯所在支路断开，所以此时电铃响，而灯不亮，A符合题意。

故答案为：A14．【答案】C【解答】A.A图红灯装在干路，不论什么情况红灯均亮，A不符合题意；

B.无人或体温低于37.3℃的人经过热敏电阻的阻值变大，由欧姆定律可知，控制电路中的电流越小，电磁铁磁性变弱，衔铁在弹簧弹力的作用下使静触点动触点分开，仅红灯亮，故B不符合题意；

C.体温高于37.3℃的人经过热敏电阻的阻值变小，由欧姆定律可知，控制电路中的电流越大，电磁铁磁性变强，衔铁被吸下，工作电路中电铃与红灯并联连入电路中，电铃响，红灯亮，故C符合题意；

D.D图中，红灯接在干路中，在任何情况下红灯均发光，故D不符合题意。

故选C。15．【答案】（1）减小（2）变长【解答】（1）根据图片可知，定值电阻R1与光敏电阻R2串联，电压表测R2的电压。当光照强度增大时，光敏电阻R2的阻值减小，根据串联电路的分压规律可知，此时电压表的示数减小。

（2）若将R1换成阻值稍大的电阻，此时总电阻增大，而总电流减小，则当光照强度到达原来的临界值时电磁铁不会吸合，因此灯泡L的发光时间延长。16．【答案】（1）强（2）解：R总=UI当t=90℃时，由图可知R1=50ΩR2=200Ω-50Ω=150Ω【解答】（1）温度较高时，由R1的阻值随着温度变化的关系曲线可知，热敏电阻的阻值较小，控制电路中的电流较大，电磁铁的磁性较强，此时的衔铁会被吸下来，根据图示的工作电路可知，触点开关断开。17．【答案】（1）红灯（2）减小（3）解：由I=UR知，R总=U压敏电阻R=100Ω-10Ω=90Ω。查图可知，F=4×103N，m=Gg【解答】（1）要记录违规闯红灯的情景，光控开关应在接收到红时，自动闭合。

（2）由图乙可知，压敏电阻R的阻值随受到压力的增大而减小。18．【答案】（1）n（2）解：R=UIR=200欧-50欧10欧=140欧（3）解：减小电源电压，滑片向右移，控制电路中串联一个电阻，减少电磁铁的线圈匝数【解答】（1）根据图甲可知，当温度升高时，热敏电阻的阻值减小，那么通过电磁铁的电流增大，磁场增强，此时将衔铁吸下来与下面的触点连通，切断加热电路，那么衔铁与触电n接触时应该为加热状态，即P应该与n连接。

（2）电磁铁吸合时需要的磁场强度不变，当温度升高时，热敏电阻的阻值减小，通过电磁铁的电流增大，磁场变强，则衔铁会提前吸下来切断工作电路。为了能够继续工作，必须减小电磁铁的磁场强度，方法为：

①减小电磁铁的线圈匝数；

②减小通过电磁铁的电流，根据U=IR可知，即减小电源电压；增大总电阻，即滑片右移，或者再串联一个电阻即可。19．【答案】（1）a（2）当温度达到50℃时，热敏电阻的阻值为90Ω，、

则电磁铁吸合时的总电阻：R总=R2+R1=110Ω+90Ω=200Ω；当电磁铁吸合断开工作电路时，需要的电流大小不变，即总电阻不变，

当可变电阻器使得R2=170Ω时，热敏电阻：R1'=R总-R2'=200Ω-170Ω=30Ω