人教版九年级物理全一册通关讲义第3节电磁铁电磁继电器(分层作业)(原卷版+解析)

第3节电磁铁电磁继电器[基础达标练]知识点1电磁铁1．电磁铁实际上就是一个______的螺线管，其工作原理是电流的______效应．2．磁体可以分为__________和__________。3．如果把一根导线绕成________，再在它里面中插入_______，我们把这样的磁体叫电磁铁．它有_____通过时有磁性，没有__________通过时无磁性．4．使用电磁铁的优点是A．它可永保磁性 B．它不需消耗电能 C．它的磁极磁性可确定 D．它磁性有无.强弱.磁极可以控制5．关于电磁铁，下列说法中正确的是（）A．电磁铁是根据电流的磁效应制成的B．电磁铁的铁芯可以用铜棒代替C．电磁铁的磁性强弱与电流的方向有关D．电磁铁的磁性强弱只与电流的大小有关6．磁悬浮列车将为交通运输事业开辟一方崭新的天地。下面有关它的说法中不正确的是（）A．通过列车底部和下方轨道间的磁极互相作用，可使列车悬浮B．为产生极强的磁场使列车悬浮，制作电磁铁的线圈宜选用超导材料C．由于列车在悬浮状态下行驶，因而一定做匀速直线运动D．列车悬浮行驶时，车体与轨道间无阻力、无震动、运动平稳知识点2电磁铁的磁性7．探究“电磁铁的磁性强弱与哪些因素有关”的实验中：（1）比较图甲、乙两种情况可知，通过电磁铁的电流越大，它的磁性越________；（2）比较图丙中两个电磁铁吸引大头针的数目，发现通过的电流相同时，线圈匝数越______，磁性越强；（3）分析（1）（2）可归纳出，电磁铁磁性强弱与___________和________有关。8．在探究“电磁铁磁性强弱的影响因素”实验中，使用了如图所示的器材，请完成下列问题：（1）开关S闭合后，螺线管的左端为______极；（选填“N”或“S”）（2）当导线由触点1改接为触点2时，线圈的匝数发生改变，调节滑动变阻器使电流表示数不变，发现悬挂的小铁箔M偏离竖直位置的角度明显变小，请结合以上情景提出一个可探究的科学问题：______。9．为探究电磁铁的磁性强弱跟哪些因素有关，小明做了如下的实验。步骤1：在水平桌面上放置一小车，小车上固定一块条形磁铁，连接好如图所示的电路，并将滑动变阻器调至最______端；步骤2：闭合开关后，小明发现小车会沿水平方向向右运动，则螺线管的右端为______极；步骤3：断开开关，把小车重新放在起始位置，依次向右移动变阻器滑片，闭合开关，小明观察到小车在水平桌面上运动的距离一次比一次远，通过本组实验可探究出电磁铁的磁性强弱与______有关。知识点3电磁继电器10．如图所示是燃油汽车启动装置的电路简图。汽车启动时，需将钥匙插入仪表板上的钥匙孔并旋转，则下列分析正确的是（）A．旋转钥匙相当于闭合开关B．电磁铁是利用电流的热效应来工作的C．电磁铁通电后电磁铁的上端为S极D．电动机工作时将电能全部转化为机械能11．小徐为栽种蔬菜的大棚设计了温度自动报警器，电路如图所示。下列对此设计的认识合理的是（）A．改变控制电路的电源正负极，不影响报警器工作B．若要提高报警温度，可以增大控制电路的电源电压C．控制电路中的水银可以换成蒸馏水D．工作电路中的衔铁可以用铜代替12．如图所示，是电磁继电器的应用，通过低压电路控制高压电路，下列有关说法不正确的是（）A．此装置利用了电流的磁效应B．正常情况下当控制电路开关闭合时，绿灯亮电动机工作C．若闭合控制电路开关仍是红灯亮，应将支点O向右移D．若改变低压电源的正负极，工作电路的工作情况不变[能力提升练]13．将条形磁铁置于水平桌面上，电磁铁与其在同一水平面，且固定不动，如图所示，如果条形磁铁在保持静止时，受到的摩擦力方向向右且逐渐减小，则（）A．电源的A端为正极，滑片P逐渐向右移动B．电源的A端为正极，滑片P逐渐向左移动C．电源的B端为正极，滑片P逐渐向右移动D．电源的B端为正极，滑片P逐渐向左移动14．已知，电磁铁的磁性随电流的增大而增强。如图所示，电源电压保持不变，弹簧秤下挂着一块铁。现在盛有硫酸铜溶液的烧杯中，逐渐滴入氢氧化钡溶液，可发现弹簧测力计的示数（）A．逐渐变小，最后趋于稳定 B．一直保持不变C．先变小，后变大，最后趋于稳定 D．先变大，后变小，最后趋于稳定15．我们将不易研究或不好直接研究的物理问题，通过研究其表现出来的现象、效应、作用效果来间接研究问题的方法叫转换法。请结合所学知识，从下列各选项中选出应用转换法的是（）①在探究磁场时，引入磁感线来形象描述磁场的方向与强弱②探究电磁铁磁性强弱的实验中，用吸引大头针的个数来衡量磁性的强弱③在探究不同物质的吸热能力时，用加热时间来比较吸收热量的多少④在探究串联电路的电流规律时，换用不同规格的小灯泡多次实验A．只有①④ B．只有①③ C．只有②③ D．只有②④16．如图，当闭合开关时，小车被向右推出，保持每次实验中条形磁铁和线圈的距离不变，则下列操作能使小车推出更远的是（）A．增加电磁铁线圈的匝数 B．调换电源的正极和负极C．将滑片P向左端移动 D．抽去螺线管内的铁芯17．市场上的电热水器都具有自动加热和保温功能，某电热水器的工作原理如图所示。已知R1＝33Ω、R2＝66Ω、R3＝154Ω，下列相关的说法正确的是（）A．当金属板与触点c接触时，工作电路的总电阻为22ΩB．当金属板与触点a、b接触时，工作电路的总电阻为220ΩC．当金属板与触点c接触时热水器处于加热档D．当金属板与触点a、b接触时热水器处于加热档18．如图所示为“探究电磁铁磁性强弱的因素”的电路。实验中使用了若干个相同的大铁钉和一些大头针。（1）实验中通过观察______来判断电磁铁磁性的强弱；（2）图一中甲、乙串联的目的是______；（3）图二研究的问题是电磁铁的磁性强弱与______有关；（4）图二实验中，小金想验证大铁钉的尖端为N极，请帮他设计一个验证方案______。19．小明使用热敏电阻与电磁继电器制作了一个简易的温控热水器实验装置，电路如图所示，当通过继电器的电流超过15mA时，衔铁被吸合，热水器停止加热，实现温控。热敏电阻的阻值与温度t的关系如下表所示。t/℃30.040.050.060.070.080.0/℃200145108826350（1）闭合开关S，电磁铁上端是______极；（2）分析实验电路图和表格数据可以判断，当热水器中温度升高时，的阻值_______，电磁铁的磁性_______；（3）为了使热水器能在60℃时停止加热，现利用一只电阻箱对上述电路进行调试。以下调试步骤的正确顺序是_______；①观察到继电器的衔铁被吸合②闭合开关，调节滑动变阻器的阻值③断开开关，用电阻箱替换热敏电阻，将阻值调至82Ω④断开开关，将电阻箱从电路中移除，将热敏电阻接入电路（4）要调高继电器控制的水温，仅做一项调整可行的是_______；A．增加热水器电功率B．减小滑动变阻器阻值C．缩短弹簧两端连接线（5）不改变图中器材，滑动变阻器R最大阻值为500Ω，电磁铁的电阻约为20Ω，每节干电池电压为1.5V。为使该装置实现对30~80℃之间任一温度的控制，电池组至少需用_______节干电池串联。20．纯电动汽车是一种采用蓄电池作为唯一动力源的汽车，电池的安全性主要体现在对其温度的控制上，当某组电池温度过高时，立即启动制冷系统进行降温，图甲是小明设计的模拟控温装置示意图，电磁继电器与热敏电阻Rt、滑动变阻器Rp串联接在电压为6V的电源两端。当电磁铁线圈（电阻不计）中的电流I大于或等于25mA时，衔铁被吸合，热敏电阻置于温度监测区域，其阻值Rt，与温度t的关系如图乙所示，滑动变阻器的最大阻值为200Ω。（1）图甲中应将b端与______端相连；（2）当开关S闭合时，电磁铁上端为______极；（3）若设置电池温度为60℃时启动制冷系统，则滑动变阻器阻值应为______Ω；（4）该电路可设置启动制冷系统的最高温度是______℃；（5）现利用一只电阻箱在室温条件下对上述电路进行调试。使电路能在60℃时启动制冷系统。为此，先将电阻箱调为70Ω，然后还需要经过三个关键的调试步骤才能完成调试。第一步：断开开关，______；第二步：闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，直到继电器的衔铁被吸合；第三步：断开开关，______，完成电路调试。21．如图是一款消防应急照明灯，如图是它的铭牌。当外部电路有电时应急灯不亮，停电时应急灯正常发光。（1）小亮同学想知道应急灯的两个灯泡是怎么连接的，他将应急灯中的任一个灯泡断开，另一个灯泡仍然发光，则应急灯的两个灯泡是_______联的（填“串”或“并”）；（2）每个应急灯正常发光时的电阻是_______；（3）应急灯的电池充满电后，可以让两个灯持续正常发光_______小时。（铭牌中“电池：6V2500mAh”的“2500mAh”表示电池充满电后，以2500mA电流可持续放电1小时）；（4）小亮尝试用电磁继电器设计了一个应急灯电路图（以一个灯为例），图中电磁继电器相当于一个____（填“开关”或“电源”）；他在设计时粗心大意，丢了一根导线，如图所示，C点应该和触点____（填“A”或“B”）相连。22．电梯为我们带来很大便利。小明查阅资料，了解到出于安全考虑，电梯都设置了超载自动报警系统，其工作原理如图甲所示，电路由工作电路和控制电路组成；在工作电路中，当电梯没有超载时，动触点K与静触点A接触，闭合开关S，电动机正常工作；当电梯超载时，动触点K与静触点B接触，电铃发出报警铃声，即使闭合开关S，电动机也不工作。在控制电路中，已知电源电压U＝6V，保护电阻R1＝100Ω，电阻式压力传感器（压敏电阻）R2的阻值随压力F大小变化如图乙所示，电梯自重和电磁铁线圈的阻值都忽略不计。（1）在控制电路中，当压敏电阻R2受到的压力F增大时，电磁铁的磁性_____（选填“增强”、“减弱”或“不变”）。（2）某次电梯正常运行，当电梯载重为6000N时，则通过电磁铁线圈的电流大小为_____。（3）若电磁铁线圈电流达到20mA时，刚好接触静触点B，电铃发出警报声。当该电梯厢内站立总质量为1000kg的乘客时，试通过计算说明电梯是否超载_________？（g取10N/kg）[高频考题实战练]23．（2022·山东烟台·中考真题）如图所示，是巨磁电阻特性原理的示意图，其中GMR是一个巨磁电阻，其阻值随磁场的增强而急剧减小。闭合开关S1、S2，下列说法正确的是（）A．电磁铁的右端为N极B．当滑片P向右滑动时，电磁铁磁性增强C．当滑片P向左滑动时，巨磁电阻的阻值增大D．当滑片P向左滑动时，指示灯变亮24．（2022·山东淄博·中考真题）某些商场里的自动扶梯在无人和有人乘坐时运行速度不同，从而节约电能。小明根据所学知识，设计了扶梯工作时的模拟电路。如图所示是扶梯上无人时电路的工作状态，R是压敏电阻，其阻值随压力的增大而减小。当扶梯上有人时，R所受压力增大，控制电路中的电流_______，电磁铁的磁性___________，将衔铁吸下，使动触点与静触点“2”接触，工作电路中的电动机转速变大。小红站在扶梯上匀速上行的过程中，她的动能___________、机械能___________。（均选填“变大”“变小”或“不变”）第3节电磁铁电磁继电器[基础达标练]知识点1电磁铁1．电磁铁实际上就是一个______的螺线管，其工作原理是电流的______效应．【答案】

插有铁芯

磁【解析】[1][2]在螺线管内插入铁芯，通电时有磁性，断电时失去磁性，这种磁体叫电磁铁．它是根据电流的磁效应制成的．2．磁体可以分为__________和__________。【答案】

永磁体

电磁铁【解析】[1][2]磁体可以分为永磁体和电磁铁两种。3．如果把一根导线绕成________，再在它里面中插入_______，我们把这样的磁体叫电磁铁．它有_____通过时有磁性，没有__________通过时无磁性．【答案】

螺线管

铁芯

电流

电流【解析】如果把一根导线绕成螺线管，再在它里面中插入铁芯，我们把这样的磁体叫电磁铁．电磁铁的磁性有无可由通断电来控制：通电时有磁性，断电时没有磁性．4．使用电磁铁的优点是A．它可永保磁性 B．它不需消耗电能 C．它的磁极磁性可确定 D．它磁性有无.强弱.磁极可以控制【答案】D【分析】电磁铁的磁性有无可以通过通断电来控制，磁性强弱可以通过改变电流大小、线圈匝数来控制．【解析】A、电磁铁的磁性可有可无，故A错误；B、电磁铁只有给它通电它才有磁性，需要消耗电能，故B错误；C、磁性的强弱和磁极方向可以改变，故C错误；D、磁性有无可以通过通断电来控制；磁性强弱可以通过改变电流大小、线圈匝数来控制；磁极方向可以通过改变电流方向来控制，故D正确．故选D．5．关于电磁铁，下列说法中正确的是（）A．电磁铁是根据电流的磁效应制成的B．电磁铁的铁芯可以用铜棒代替C．电磁铁的磁性强弱与电流的方向有关D．电磁铁的磁性强弱只与电流的大小有关【答案】A【解析】A．电磁铁通电时具有磁性，断电时没有磁性，是根据电流的磁效应制成的，故A正确；B．电磁铁的铁芯需要用软磁性材料制成，铜不是磁性材料，所以电磁铁的铁芯不可以用铜棒代替，故B错误；CD．电磁铁的磁性强弱与电流的大小，线圈匝数有关，与电流方向无关，故CD错误。故选A。6．磁悬浮列车将为交通运输事业开辟一方崭新的天地。下面有关它的说法中不正确的是（）A．通过列车底部和下方轨道间的磁极互相作用，可使列车悬浮B．为产生极强的磁场使列车悬浮，制作电磁铁的线圈宜选用超导材料C．由于列车在悬浮状态下行驶，因而一定做匀速直线运动D．列车悬浮行驶时，车体与轨道间无阻力、无震动、运动平稳【答案】C【解析】A．列车悬浮行驶，是因为列车底部与下方轨道间的磁极有相互作用力，而这个作用力与列车的重力相等时，便可悬浮了，故A正确，不符合题意；B．磁悬浮列车是利用电流的磁效应工作的，而利用超导材料作为电磁铁的线圈，可避免电流的热效应，可减少电能的不必要的损耗，故B正确，不符合题意；C．列车处于悬浮状态，是因为在竖直方向所受的重力和磁力是平衡力，但水平方向上受力不一定平衡，则列车不一定做匀速直线运动，故C错误，符合题意；D．列车行驶时，悬浮在空中，与轨道不接触，所以与轨道间无阻力，且可无震动、平稳的行驶，故D正确，不符合题意。故选C。知识点2电磁铁的磁性7．探究“电磁铁的磁性强弱与哪些因素有关”的实验中：（1）比较图甲、乙两种情况可知，通过电磁铁的电流越大，它的磁性越________；（2）比较图丙中两个电磁铁吸引大头针的数目，发现通过的电流相同时，线圈匝数越______，磁性越强；（3）分析（1）（2）可归纳出，电磁铁磁性强弱与___________和________有关。【答案】

强

多

电流大小

线圈匝数【解析】（1）[1]比较图甲、乙两种情况可知：滑动变阻器滑片位置不同，甲图阻值大电流小，乙图阻值小电流大，根据吸引大头针数量可以看出，乙图电磁铁的磁性强，即：通过电磁铁的电流越大，它的磁性越强。（2）[2]比较图丙中两个电磁铁吸引大头针的数目，发现通过的电流相同时，线圈匝数越多的电磁铁，其吸引的大头针数量多，说明磁性强。（3）[3][4]分析（1）（2）可知：在线圈匝数和铁芯一定时，电流越大，磁性越强；在电流大小和铁芯一定时，线圈匝数越多，磁性越强。所以电磁铁的磁性强弱跟电流大小、线圈匝数多少有关。8．在探究“电磁铁磁性强弱的影响因素”实验中，使用了如图所示的器材，请完成下列问题：（1）开关S闭合后，螺线管的左端为______极；（选填“N”或“S”）（2）当导线由触点1改接为触点2时，线圈的匝数发生改变，调节滑动变阻器使电流表示数不变，发现悬挂的小铁箔M偏离竖直位置的角度明显变小，请结合以上情景提出一个可探究的科学问题：______。【答案】

N

电磁铁磁性与线圈匝数有什么关系【解析】（1）[1]由电流流向可知，通电螺线管外侧的导线电流方向是向上的，由安培定则：用右手握住螺线管，让四指指向螺线管中电流方向，大拇指所指方向为螺线管的N极，可知左侧为N极。（2）[2]导线由触点1改接为触点2时，线圈的匝数发生改变，虽然调节滑动变阻器使电流表示数不变，但线圈匝数变少后电磁铁的磁性发生了变化，所以对铁箔M的吸引力减小了，故可以提出问题：电磁铁磁性与线圈匝数有什么关系。9．为探究电磁铁的磁性强弱跟哪些因素有关，小明做了如下的实验。步骤1：在水平桌面上放置一小车，小车上固定一块条形磁铁，连接好如图所示的电路，并将滑动变阻器调至最______端；步骤2：闭合开关后，小明发现小车会沿水平方向向右运动，则螺线管的右端为______极；步骤3：断开开关，把小车重新放在起始位置，依次向右移动变阻器滑片，闭合开关，小明观察到小车在水平桌面上运动的距离一次比一次远，通过本组实验可探究出电磁铁的磁性强弱与______有关。【答案】

左

N

电流大小【解析】（1）[1]为了保护电路，连接好电路后，闭合开关前，应将滑动变阻器调至最大阻值处，即将滑动变阻器的滑片调至最左端。（2）[2]闭合开关后，小明发现小车会沿水平方向向右运动，说明通电螺线管与小车上的磁铁互相排斥，根据同名磁极互相排斥可知，螺线管的右端为N极。(3)依次向右移动变阻器滑片，电路中的总电阻变小，电路中的电流变大，其他因素不变，小车在水平桌面上运动的距离一次比一次远，是因为电磁铁磁性增强，对小车上磁体的排斥力增大，说明通过本组实验可探究出电磁铁的磁性强弱与通过电磁铁电流大小有关。知识点3电磁继电器10．如图所示是燃油汽车启动装置的电路简图。汽车启动时，需将钥匙插入仪表板上的钥匙孔并旋转，则下列分析正确的是（）A．旋转钥匙相当于闭合开关B．电磁铁是利用电流的热效应来工作的C．电磁铁通电后电磁铁的上端为S极D．电动机工作时将电能全部转化为机械能【答案】A【解析】A．插入钥匙并旋转才能启动汽车，所以旋转钥匙相当是闭合开关，接通电路，故A正确；B．电磁铁是在电流通过线圈时，线圈产生磁性，所以电磁铁利用电流的磁效应工作的，故B错误；C．图示中的电磁铁，电流从其上端流入，下端流出，据安培定则知，电磁铁的下端为S极，故C错误；D．电动机工作时，大部分电能转化为机械能，小部分电能转化为内能，故D错误。故选A。11．小徐为栽种蔬菜的大棚设计了温度自动报警器，电路如图所示。下列对此设计的认识合理的是（）A．改变控制电路的电源正负极，不影响报警器工作B．若要提高报警温度，可以增大控制电路的电源电压C．控制电路中的水银可以换成蒸馏水D．工作电路中的衔铁可以用铜代替【答案】A【解析】A．报警器中的控制电路的电源的正负极对调后会影响电磁铁的极性，不会影响电磁铁的磁性强弱，不会影响自动报警器工作，故A符合题意；B．适当增大电源电压可增大电磁铁的磁性，但却无法提高报警的温度，故B不符合题意；C．蒸馏水不是导体，控制电路中的水银不可以换成蒸馏水，否则电路为断路，故C不符合题意；D．铜不能被磁体吸引，不能做电磁继电器工作电路中的衔铁，故D不符合题意。故选A。12．如图所示，是电磁继电器的应用，通过低压电路控制高压电路，下列有关说法不正确的是（）A．此装置利用了电流的磁效应B．正常情况下当控制电路开关闭合时，绿灯亮电动机工作C．若闭合控制电路开关仍是红灯亮，应将支点O向右移D．若改变低压电源的正负极，工作电路的工作情况不变【答案】C【解析】A．此装置是利用了电流的磁效应，通电时电磁铁有磁性，通电时电磁铁无磁性，由此控制工作电路，故A正确，A不符合题意；B．当控制电路开关闭合时，电磁铁吸引衔铁下来，接通绿灯和电动机，绿灯和电动机开始工作，故B正确，B不符合题意；C．若闭合控制电路开关仍是红灯亮，说明电磁铁没有把衔铁吸引下来，根据杠杆平衡条件F1l1=F2l2可知，应增大衔铁受到的吸引力的力臂，故应把支点O向左移，故C错误，C符合题意；D．若改变低压电源的正负极，电磁铁对衔铁的吸引力不变，所以工作电路的工作情况不变，故D正确，D不符合题意。故选C。[能力提升练]13．将条形磁铁置于水平桌面上，电磁铁与其在同一水平面，且固定不动，如图所示，如果条形磁铁在保持静止时，受到的摩擦力方向向右且逐渐减小，则（）A．电源的A端为正极，滑片P逐渐向右移动B．电源的A端为正极，滑片P逐渐向左移动C．电源的B端为正极，滑片P逐渐向右移动D．电源的B端为正极，滑片P逐渐向左移动【答案】B【解析】条形磁铁受到的摩擦力方向向右，说明条形磁铁有向左运动的趋势，即电磁铁和条形磁铁之间存在斥力，根据磁极间的作用规律可知，电磁铁的左端为N极，由安培定则可知，电源的A端为正极；由于条形磁铁受到的摩擦力逐渐减小，说明电磁铁的磁性减弱，电路中的电流减小，根据可知，滑动变阻器接入电路中的电阻增大，故滑片P向左移。故B符合题意，ACD不符合题意。故选B。14．已知，电磁铁的磁性随电流的增大而增强。如图所示，电源电压保持不变，弹簧秤下挂着一块铁。现在盛有硫酸铜溶液的烧杯中，逐渐滴入氢氧化钡溶液，可发现弹簧测力计的示数（）A．逐渐变小，最后趋于稳定 B．一直保持不变C．先变小，后变大，最后趋于稳定 D．先变大，后变小，最后趋于稳定【答案】C【解析】图中电磁铁通电后具有磁性，对弹簧秤下方的铁块有向下的吸引力；在线圈匝数不变时，电磁铁的磁性强弱跟电流的大小有关，电流越大，则电磁铁的磁性越强。当向硫酸铜中逐渐滴入氢氧化钡溶液时，由于硫酸铜与氢氧化钡反应生成硫酸钡沉淀和氢氧化铜沉淀，使溶液的导电能力减弱，电流变小，从而电磁铁的磁性变弱，对铁块的吸引力变小，则测力计示数变小；当氢氧化钡与硫酸铜完全反应后，再向里加入氢氧化钡溶液，则会使溶液的导电性能增强，电流变大，电磁铁的磁性变强，对铁块的吸引力变大，则测力计的示数变大；最后氢氧化钡溶液过量（即氢氧化钡溶液饱和），电路中的电流趋于稳定，则弹簧秤示数趋于稳定，所以测力计的示数先变小，后变大，最后趋于稳定，故C符合题意。故选C。15．我们将不易研究或不好直接研究的物理问题，通过研究其表现出来的现象、效应、作用效果来间接研究问题的方法叫转换法。请结合所学知识，从下列各选项中选出应用转换法的是（）①在探究磁场时，引入磁感线来形象描述磁场的方向与强弱②探究电磁铁磁性强弱的实验中，用吸引大头针的个数来衡量磁性的强弱③在探究不同物质的吸热能力时，用加热时间来比较吸收热量的多少④在探究串联电路的电流规律时，换用不同规格的小灯泡多次实验A．只有①④ B．只有①③ C．只有②③ D．只有②④【答案】C【解析】①磁感线实际不存在，用磁感线描述磁场，采用的是模型法；②研究电磁铁的磁性强弱时，磁性强弱不能直接观察，用吸引大头针的个数来衡量磁性的强弱，采用的是转换法；③探究不同物质的吸热能力时，用加热时间来比较吸收热量的多少，采用的是转换法；④在探究串联电路的电流规律时，换用不同规格的小灯泡多次实验，目的是得到串联电路电流特点的普遍规律，采用的是归纳法；所以研究方法用到转换法的是②③，故C符合题意，ABD不符合题意。故选C。16．如图，当闭合开关时，小车被向右推出，保持每次实验中条形磁铁和线圈的距离不变，则下列操作能使小车推出更远的是（）A．增加电磁铁线圈的匝数 B．调换电源的正极和负极C．将滑片P向左端移动 D．抽去螺线管内的铁芯【答案】A【解析】A．当闭合开关时，小车被向右推出，表明小车上条形磁体与线圈是相互排斥的，在电流一定时，增加电磁铁线圈的匝数，可以增大电磁铁的磁性，增大与小车之间的斥力，小车被推出的越远，故A符合题意；B．调换电源的正极和负极不能改变电流大小，无法改变电磁铁磁性的强弱，故B不符合题意；C．将滑片P向左端移动，滑动变阻器接入电路的电阻变小，根据欧姆定律可知，通过电磁铁的电流变小，磁性变弱，小车被推出的距离变近，故C不符合题意；D．抽去螺线管内的铁芯，电磁铁的磁性变弱，小车被推出的距离变近，故D不符合题意。故选A。17．市场上的电热水器都具有自动加热和保温功能，某电热水器的工作原理如图所示。已知R1＝33Ω、R2＝66Ω、R3＝154Ω，下列相关的说法正确的是（）A．当金属板与触点c接触时，工作电路的总电阻为22ΩB．当金属板与触点a、b接触时，工作电路的总电阻为220ΩC．当金属板与触点c接触时热水器处于加热档D．当金属板与触点a、b接触时热水器处于加热档【答案】D【解析】A．当金属板与触点c接触时，电阻R2和R3串联接入电路中，则总电阻为R＝R2+R3＝66Ω+154Ω＝220Ω故A错误；B．当金属板与触点a、b接触时，电阻R2和R1并联接入电路中，则总电阻为故B错误；CD．当金属板与触点c接触时，总电阻为220Ω，当金属板与触点a、b接触时，总电阻为22Ω，电源电压不变，根据可知，金属板与触点a、b接触时功率大，热水器处于加热档，故C错误，D正确。故选D。18．如图所示为“探究电磁铁磁性强弱的因素”的电路。实验中使用了若干个相同的大铁钉和一些大头针。（1）实验中通过观察______来判断电磁铁磁性的强弱；（2）图一中甲、乙串联的目的是______；（3）图二研究的问题是电磁铁的磁性强弱与______有关；（4）图二实验中，小金想验证大铁钉的尖端为N极，请帮他设计一个验证方案______。【答案】

电磁铁能够吸起的大头针的数量

保证电流相等，探究电磁铁磁性的强弱与线圈匝数的关系

电流大小

见解析【解析】（1）[1]磁性的强弱无法用肉眼直接观察，因此，可借助观察电磁铁能够吸起的大头针的数量来判断其磁性的强弱，吸引的大头针数量越多，表明电磁铁的磁性越强，这属于转换法的应用。（2）[2]读图可知，两只电磁铁是串联在电路中的，而串联电路中电流相同，并且两线圈的匝数不同，因此串联的目的是为了保证电流相等，探究电磁铁磁性的强弱与线圈匝数的关系。（3）[3]根据图二可知，滑动变阻器与线圈串联，改变滑动变阻器接入电路的阻值可改变电路电流的大小，因此该实验是探究电磁铁磁性强弱与电流大小的关系。（4）[4]拿一个已知极性的磁体，让磁体的N极靠近铁钉的尖端，如果相互排斥，则铁钉的尖端为N极。19．小明使用热敏电阻与电磁继电器制作了一个简易的温控热水器实验装置，电路如图所示，当通过继电器的电流超过15mA时，衔铁被吸合，热水器停止加热，实现温控。热敏电阻的阻值与温度t的关系如下表所示。t/℃30.040.050.060.070.080.0/℃200145108826350（1）闭合开关S，电磁铁上端是______极；（2）分析实验电路图和表格数据可以判断，当热水器中温度升高时，的阻值_______，电磁铁的磁性_______；（3）为了使热水器能在60℃时停止加热，现利用一只电阻箱对上述电路进行调试。以下调试步骤的正确顺序是_______；①观察到继电器的衔铁被吸合②闭合开关，调节滑动变阻器的阻值③断开开关，用电阻箱替换热敏电阻，将阻值调至82Ω④断开开关，将电阻箱从电路中移除，将热敏电阻接入电路（4）要调高继电器控制的水温，仅做一项调整可行的是_______；A．增加热水器电功率B．减小滑动变阻器阻值C．缩短弹簧两端连接线（5）不改变图中器材，滑动变阻器R最大阻值为500Ω，电磁铁的电阻约为20Ω，每节干电池电压为1.5V。为使该装置实现对30~80℃之间任一温度的控制，电池组至少需用_______节干电池串联。【答案】

N

减小

增强

③②①④

C

3【解析】（1）[1]如图所示，电流从螺线管下端流入，根据安培定则，右手四指顺着电流方向握住螺线管，大拇指所示的方向为N极，即闭合开关S，电磁铁上端是N极。（2）[2][3]分析实验电路图和表格数据可以判断，当热水器中温度升高时，的阻值变小，根据欧姆定律，在电压一定时，控制电路中总电阻变小，电流变大，电磁铁的磁性增强。（3）[4]为了使热水器能在60℃时停止加热，即要求的阻值变为82Ω时，通过继电器的电流达到15mA时，衔铁被吸合，即可以先将用阻值为82Ω的电阻箱替代，调节滑动变阻器，当出现衔铁被吸合，表明刚好满足题目要求，故合理的顺序为③②①④。（4）[5]A．增加热水器电功率，会使达到设定温度的时间减小，达到设定的温度衔铁被吸合，仍然会停止加热，不能提高水的温度。故A不符合题意；B．减小滑动变阻器阻值，会使控制电路中电流增大，在未达到设定温度衔铁就被吸合，提前停止加热，水温会比设定温度低，故B不符合题意；C．缩短弹簧两端连接线，会增大弹簧的弹力，衔铁被吸合所需要磁力增加，需要电阻进一步变小使电流增大，即水温更高才能让衔铁被吸合停止加热，故C符合题意。故选C。[6]由表可知，当温度在30~80℃之间变化时，的阻值变化范围为，则电流达到15mA需要的最低电压为每节干电池的电压为1.5V，需要的电池节数为故电池组至少需用3节干电池串联。20．纯电动汽车是一种采用蓄电池作为唯一动力源的汽车，电池的安全性主要体现在对其温度的控制上，当某组电池温度过高时，立即启动制冷系统进行降温，图甲是小明设计的模拟控温装置示意图，电磁继电器与热敏电阻Rt、滑动变阻器Rp串联接在电压为6V的电源两端。当电磁铁线圈（电阻不计）中的电流I大于或等于25mA时，衔铁被吸合，热敏电阻置于温度监测区域，其阻值Rt，与温度t的关系如图乙所示，滑动变阻器的最大阻值为200Ω。（1）图甲中应将b端与______端相连；（2）当开关S闭合时，电磁铁上端为______极；（3）若设置电池温度为60℃时启动制冷系统，则滑动变阻器阻值应为______Ω；（4）该电路可设置启动制冷系统的最高温度是______℃；（5）现利用一只电阻箱在室温条件下对上述电路进行调试。使电路能在60℃时启动制冷系统。为此，先将电阻箱调为70Ω，然后还需要经过三个关键的调试步骤才能完成调试。第一步：断开开关，______；第二步：闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，直到继电器的衔铁被吸合；第三步：断开开关，______，完成电路调试。【答案】

c

N

170

90

用电阻箱替换热敏电阻

用热敏电阻替换电阻箱【解析】（1）[1]由题意可知，当控制电路电流达到25mA时衔铁被吸合，制冷系统工作，所以图甲中，应将b端与c端相连。（2）[2]由图甲可知，电流从通电螺线管的上端接线柱流入，下端流出，根据右手螺旋定则，可知螺线管的上端为N极。（3）[3]若设置电池温度为60℃启动制冷系统，由图乙可知，当温度为60℃时，Rt的阻值为70，由I=得，此时控制电路的总电阻R=240由串联电路的电阻规律，滑动变阻器接入的电阻为RP=R-Rt=240-70170（4）[4]当滑动变阻器的最大阻值为200时，热敏电阻的阻值Rt＇=R-RP＇=240-200=40由图乙可知此时对应的温度为90，所以此时该电路可设置启动制冷系统的最高温度是90。（5）[5][6]为使电路能在60℃时启动制冷系统。为此，先将电阻箱调为70Ω，然后过三个关键的调试步骤，第一步：断开开关，用电阻箱替换热敏电阻；第二步：闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，直到继电器的衔铁被吸合；第三步：断开开关，用热敏电阻替换电阻箱，完成电路调试。21．如图是一款消防应急照明灯，如图是它的铭牌。当外部电路有电时应急灯不亮，停电时应急灯正常发光。（1）小亮同学想知道应急灯的两个灯泡是怎么连接的，他将应急灯中的任一个灯泡断开，另一个灯泡仍然发光，则应急灯的两个灯泡是_______联的（填“串”或“并”）；（2）每个应急灯正常发光时的电阻是_______；（3）应急灯的电池充满电后，可以让两个灯持续正常发光_______小时。（铭牌中“电池：6V2500mAh”的“2500mAh”表示电池充满电后，以2500mA电流可持续放电1小时）；（4）小亮尝试用电磁继电器设计了一个应急灯电路图（以一个灯为例），图中电磁继电器相当于一个____（填“开关”或“电源”）；他在设计时粗心大意，丢了一根导线，如图所示，C点应该和触点____（填“A”或“B”）相连。【答案】

并

12

2.5

开关

B【解析】（1）[1]应急灯中的任一个灯泡断开，另一个灯泡仍然发光，说明灯泡之间互不影响，故应急灯的两个灯泡是并联的。（2）[2]由铭牌数据可知，每个应急灯的额定功率为3W，额定电压为6V，则每个应急灯正常发光时的电阻（3）[3]应急灯的电池充满电后，储存的电能可以让两个灯持续正常发光时间为（4）[4]电磁继电器就是利用电磁铁来控制工作电路的开关。[5]有电时电磁铁有磁性，衔铁被吸下，动触点与静触点A接触，此时应急灯不发光；停电时，电磁铁无磁性，在弹簧的作用下，动触点与静触点B接触，由于应急灯是在停电时工作，故要把C点与触点B接下一起。22．电梯为我们带来很大便利。小明查阅资料，了解到出于安全考虑，电梯都设置了超载自动报警系统，其工作原理如图甲所示，电路由工作电路和控制电路组成；在工作电路中，当电梯没有超载时，动触点K与静触点A接触，闭合开关S，电动机正常工作；当电梯超载时，动触点K与静触点B接触，电铃发出报警铃声，即使闭合开关S，电动机也不工作。在控制电路中，已知电源电压U＝6V，保护电阻R1