20.3电磁铁电磁继电器

20.3电磁铁电磁继电器（解析版）考点直击考点直击典例分析＋变式训练典例分析＋变式训练考点1探究影响电磁铁磁性强弱的因素实验（1）电磁铁磁性强弱的影响因素：线圈匝数多少、电流大小。

当电流大小一定时，电磁铁的线圈匝数越多，磁性越强；当线圈匝数一定时，通过电磁铁的电流越大，磁性越强。（2）实验中用到的方法：

①转换法：电磁铁的磁性无法直接观察，通过它吸引大头针的多少来判断，这里用到的是转换法；

②控制变量法：电磁铁的磁性和多个因素有关，在探究中要采用控制变量法。

【典例1】（2022•哈尔滨模拟）小文探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”，某次实验的情景如图所示。下列分析错误的（）A．电磁铁A的上端为N极，其铁芯是磁性材料 B．电磁铁B线圈外部的磁场与条形磁体外部磁场相似 C．若将滑片P向右滑动，电磁铁B吸引小铁钉的数目会增多 D．依据图片信息可知电流相同时，线圈匝数越多，电磁铁磁性越强【答案】A。【解答】解：A、根据安培定则可知，电磁铁A上端是S极，下端是N极，故A错误；B、通电螺线管外部的磁场与条形磁体的磁场相似的，故B正确；C、当滑片P向右移时，滑动变阻器接入电路中的电阻减小，根据欧姆定律可知，电路中的电流增大，电磁铁的磁性增强，电磁铁B吸引小铁钉的数目会增多，故C正确；D、在电流相同时，线圈匝数越多的，吸引的大头针个数越多，这说电磁铁磁性的强弱跟线圈匝数有关，且电流相同时，线圈匝数越多，电磁铁磁性越强，故D正确。故选：A。【典例2】（2022春•西湖区校级期中）在探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”实验中，小金制成简易电磁铁甲、乙，并设计了如图所示的电路。（1）当滑动变阻器滑片向左移动时，电磁铁磁性变强（填“变弱”“变强”或“不变”）。（2）比较甲、乙两电磁铁吸引大头针的数目，可以得到的结论是电流一定时，线圈匝数越多，电磁铁磁性越强。（3）电磁铁吸引的大头针下端分散的原因是同名磁极相互排斥。【答案】（1）变强；（2）电流一定时，线圈匝数越多，电磁铁磁性越强；（3）同名磁极相互排斥。【解答】解：（1）当滑动变阻器滑片向左移动时，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大，则电磁铁磁性变强；（2）根据图示的情境可知，甲吸引的大头针的个数多，则甲的磁性较强；甲、乙的电流是相同的，甲的线圈匝数大于乙线圈匝数，说明当电流一定时，线圈匝数越多，电磁铁磁性越强；（3）大头针被磁化，大头针下端的磁极相同，互相排斥，所以下端分散。故答案为：（1）变强；（2）电流一定时，线圈匝数越多，电磁铁磁性越强；（3）同名磁极相互排斥。【典例3】（2022•银川校级一模）在探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”实验中，小明制成简易电磁铁甲、乙，并设计了如图所示的电路。（1）当滑动变阻器滑片向左移动时，电磁铁甲、乙吸引大头针的个数增加（填“增加”或“减少”），说明线圈匝数一定时，电流越大，电磁铁磁性越强。（2）根据图示的情境可知甲（填“甲”或“乙”）的磁性强，说明电流一定时，线圈匝数越多，电磁铁磁性越强。（3）根据安培定则，可判断出乙铁钉的上端是电磁铁的S极。（4）电磁铁吸引的大头针下端分散的原因是大头针被磁化，同名磁极相互排斥。（5）下列用电器中，不属于电磁铁的应用的是D。A.电铃B.电磁继电器C.电磁起重机D.电炉【答案】（1）增加；大；（2）甲；线圈匝数越多；（3）S；（4）大头针被磁化，同名磁极相互排斥；（5）D。【解答】解：（1）当滑动变阻器滑片向左移动时，滑动变阻器连入电路的电阻减小，根据欧姆定律可知，通过的电流变大，所以电磁铁甲、乙的磁性增强，吸引大头针的个数增加；说明线圈匝数一定时，电流越大，电磁铁的磁性越强；（2）根据图示的情境可知，电磁铁甲吸引的大头针数目多，说明甲的磁性强；两电磁铁串联，电流相同，甲的匝数多于乙的匝数，所以得出的结论是：电流一定时，线圈匝数越多，磁性越强；（3）电磁铁乙中的电流从上向下，用右手握住螺线管，四指的方向和电流方向相同，那么，大拇指所指的下端为N极，上端为S极；（4）大头针被磁化，同一端的磁性相同，互相排斥，所以下端分散；（5）A、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A不合题意；B、电磁继电器是通过控制电磁铁中电流有无来控制另外更大的电器的开关，应用了电磁铁，故B不合题意；C、通电时，电磁铁有电流通过，电磁起重机产生了磁性，当电路断开时，电磁铁失去了磁性，应用了电磁铁，故C不合题意；D、电炉工作时，电流通过电热丝做功，消耗电能转换为内能，没有应用电磁铁，故D符合题意，故选D。故答案为：（1）增加；大；（2）甲；线圈匝数越多；（3）S；（4）大头针被磁化，同名磁极相互排斥；（5）D。【变式训练1】（2021秋•遵化市期末）为探究“电磁铁磁性强弱与哪些因素有关”，实验小组连接了如图所示的实验电路，开关S闭合。下列说法正确的是（）A．比较甲、乙铁钉吸引大头针的数量可得出电磁铁的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异名磁极相互排斥 D．向左调节滑片P，甲、乙吸引大头针个数均会增多【答案】D。【解答】解：A、由图知，甲吸引大头针的个数较多，说明甲的磁性较强，甲乙串联，电流相等，甲的线圈匝数大于乙的线圈匝数，说明电流一定时，线圈匝数越多，电磁铁磁性越强，故A错误；B、根据右手螺旋定则，乙铁钉的上端是电磁铁的S极，故B错误；C、大头针被磁化，大头针下端的磁极相同，互相排斥，所以下端分散，故C错误；D、向左移动滑片P时，电路中电阻减小，电流变大，电磁铁的磁性增强，电磁铁甲乙吸引大头针的数量会增多，故D正确。故选：D。【变式训练2】（2021秋•清苑区校级期末）为了探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”，小敏同学利用电压恒定的电池、滑动变阻器、一堆大头针、铁钉以及长导线作器材，进行了如图所示的简易实验，他将导线绕在铁钉上制成简易电磁铁，并通过吸引大头针的数量来显示电磁铁磁性的强弱。通过图所示的情形可知：在电流相同时，绕线匝数越多的电磁铁磁性越强。【答案】电流；线圈匝数越多。【解答】解：图中两电磁铁串联在电路中，通过的电流相等，左面的电磁铁的线圈匝数多，且它电磁铁吸引的大头针较多，表明左面的电磁铁的磁性强，说明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，说明磁性强弱与线圈匝数有关。故答案为：电流；线圈匝数越多。【变式训练3】（2022春•拱墅区校级期中）在探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”实验中，小明用铁钉制成简易电磁铁甲、乙，并设计了如图1所示的电路。而小华同学学习了电磁方面的知识后，做了以下两个实验（如图2所示）。（1）图1中把电磁铁甲和乙串联起来是为了控制电流不变，在此条件下可得出的结论是，线圈的匝数越多（选填“越多”或“越少”），电磁铁的磁性越强。（2）如果小华在图2的乙装置的实验中，当开关闭合时，发现导体ab向左运动，若要使导体ab向右运动，下列措施不可行的是C。A.调换电源正、负极B.调换磁体N、S极C.同时调换电源正负极和磁体N、S极【答案】（1）电流；越多；（2）C。【解答】解：（1）根据串联电路的电流规律可知，串联电路中电流处处相同，图中把电磁铁甲和乙串联是为了控制电流相同，乙线圈匝数多，乙吸引的大头针个数多，则乙的磁性强，这说明：在电流一定时，线圈匝数越多，电磁铁磁性越强；（2）要改变导线的受力方向，可改变磁场方向或线圈中电流方向；乙图中改变磁场方向的方法，可以调换磁极，或改变电流方向的方法，可以调换电源正负极，若同时调换电源正、负极和磁体N、S极，则导体ab运动方向不变，故选C。故答案为：（1）电流；越多；（2）C。考点2影响电磁铁磁性强弱的因素电磁铁磁性强弱与线圈匝数有关；与有无铁芯有关；与线圈中电流大小有关。【典例4】（2022•甘井子区一模）如图所示，开关S闭合，滑动变阻器的滑片缓慢向下滑动，条形磁铁受到向左的摩擦力作用，始终保持静止，下列说法正确的是（）A．电磁铁的左端为S极 B．电磁铁周围的磁场变强 C．电源的A端为正极 D．条形磁铁受到摩擦力大小不变【答案】C。【解答】解：A、由题意可知，条形磁铁始终保持静止，且受到向左的静摩擦力作用，这说明条形磁铁有向右运动的趋势，所以条形磁铁的S极与电磁铁的右端是相互排斥的，根据同名磁极相互排斥可知，电磁铁的右端为S极，左端为N极，故A错误；B、开关S闭合，滑动变阻器的滑片缓慢向下滑动，滑动变阻器接入电路的电阻变大，根据欧姆定律可知，电路中的电流变小，电磁铁的磁性变弱，即电磁铁周围的磁场变弱，故B错误；C、电磁铁的左端为N极，根据安培定则可知，电流从电磁铁的左端流入，右端流出，所以电源的A端为正极，故C正确；D、电磁铁的磁性变弱，对条形磁铁的排斥力变小；因条形磁铁始终保持静止，所以其受到的静摩擦力与排斥力为一对平衡力，二力大小相等，则条形磁铁受到的摩擦力也变小，故D错误。故选：C。【典例5】（2022•南海区二模）小明用导线和金属棒上制了一个螺线管，接入如图所示的电路。闭合开关S后，要使螺线管吸引大头针的数量增多，变阻器的滑片P应向b（选填“a”或“b”）端移动，若此时有一个小磁针放在螺线管的左侧，则小磁针静止时它的N极指向螺线管的下端；若将电源正负极对调，变阻器的滑片P位置不变，则螺线管吸引大头针的数量将会不变（选填“增多”“减少”或“不变”）。【答案】b；N；不变。【解答】解：闭合开关S后，要使螺线管吸引大头针的数量增多，应使通电螺线管的磁性增强，在线圈匝数一定时，增大电流可以增强磁性，由欧姆定律可知变阻器接入电路的阻值应变小，则由图可知滑动变阻器的滑片应向b端滑动；闭合开关S后，电流从螺线管下端流入，根据安培定则可知，螺线管的上端是N极，下端为S极，若此时有一个小磁针放在螺线管的左侧，根据磁极间的相互作用可知，小磁针的N极指向螺线管的下端；若将电源正负极对调，变阻器的滑片P位置不变，则通电螺线管磁性不变，所以螺线管吸引大头针的数量将不变。故答案为：b；N；不变。【典例6】（2022•渭滨区模拟）如图，请将实物图连接完整并标出通电螺线管的N极。（要求：滑动变阻器的滑片向右移动时，通电螺线管磁性增强）【解答】解：要求滑动变阻器的滑片向右移动时，通电螺线管磁性增强，即电流变大电阻变小，故变阻器右下接线柱连入电路中；根据安培定则，通电螺线管下端为N极，如下图所示：【变式训练1】（2022•下城区校级模拟）如图所示，电磁铁的右下方有一铁块，在弹簧测力计作用下向左做匀速直线运动，在铁块从电磁铁的右下方运动到正下方的过程中，滑片P逐渐向a端滑动，下列判断正确的是（）A．电磁铁的磁性逐渐减弱 B．电磁铁的上端为N极 C．铁块对地面的压强逐渐变大 D．弹簧测力计的示数逐渐减少【答案】D。【解答】解：A、由图可知，当滑片逐渐向a滑动时，滑动变阻器接入电路的电阻变小，根据欧姆定律I＝可知电路中的电流增大，其他因素不变时，电磁铁的磁性逐渐增强，故A错误；B、电流从电磁铁的下端流入，上端流出，根据安培定则可知，电磁铁的下端为N极，上端为S极，故B错误；CD、铁块从电磁铁右下方逐渐向电磁铁下方移动，同时滑片逐渐向上滑动，电磁铁的磁性逐渐增强，铁块受到的吸引力在逐渐变大，所以铁块对地面的压力在逐渐减小，由于接触面的粗糙程度不变，所以滑动摩擦力变小，拉力和滑动摩擦力是一对平衡力，大小相等，所以拉力变小，弹簧测力计示数变小；根据p＝可知：在受力面积一定时，铁块对地面的压强在逐渐减小，故C错误，D正确。故选：D。【变式训练2】（2022•成都模拟）如图所示闭合开关后，电磁铁上端是S极，电磁铁的右下方有一铁块，在弹簧测力计作用下向左做匀速直线运动，在铁块从电磁铁的右下方运动到正下方的过程中，滑片P逐渐向a端滑动，铁块对地面的压力将减小。【答案】S；减小。【解答】解：电流从电磁铁的下端流入，上端流出，根据安培定则可知，电磁铁的下端为N极，上端为S极；由图可知，当滑片逐渐向a滑动时，滑动变阻器接入电路的电阻变小，根据欧姆定律I＝可知电路中的电流增大，其他因素不变时，电磁铁的磁性逐渐增强；铁块从电磁铁右下方逐渐向电磁铁下方移动，电磁铁的磁性逐渐增强，铁块受到的吸引力在逐渐变大，所以铁块对地面的压力在逐渐减小。故答案为：S；减小。【变式训练3】（2022•渑池县模拟）如图：（1）在方框内添加滑动变阻器，滑片向右滑动时，使电磁铁的磁性变强；（2）标出小磁针的N极。【解答】解：（1）向右移动滑动变阻器滑片时，电磁铁的磁性变强，说明电路中电流变大，根据欧姆定律可知，变阻器接入电路的电阻变小；如图所示：（2）电流从电磁铁的左端流入，根据安培定则可知，电磁铁的右端为N极，左端为S极，根据异名磁极相互吸引可知，小磁针的左端为N极，如图所示：考点3电磁继电器的组成、原理和特点（1）电磁继电器的构成：由电磁铁、衔铁、簧片、触点（静触点、动触点）组成；其工作电路由低压控制电路和高压工作电路两部分构成；低压控制电路是由电磁铁、低压电源和开关组成；工作电路由机器（电动机等）、高压电源、电磁继电器的触点部分组成；

（2）工作原理和特性：电磁继电器一般由电磁铁、衔铁、弹簧片、触点等组成的，其工作电路由低压控制电路和高压工作电路两部分构成，电磁继电器还可以实现远距离控制和自动化控制；只要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。【典例7】（2022•红河州一模）如图所示，R0是一个光敏电阻，阻值随光照强度的增大而减小，R是电阻箱（已调至合适阻值），与继电器组成自动控制电路来控制路灯，白天灯熄，夜晚灯亮。以下分析正确的是（）A．夜晚光敏电阻的阻值变大，控制电路中电流增大 B．给路灯供电的电源应接在b、c两端 C．白天通电螺线管吸住衔铁，使触点与c连接，路灯熄灭 D．如果将电阻箱R的阻值调大一些，路灯将会亮得更晚一些【答案】C。【解答】解：A、夜晚光照强度变小，光敏电阻的阻值变大，总电阻变大，根据欧姆定律可知，控制电路中电流减小，故A错误；B、光敏电阻的电阻值随光照强度的增大而减小，所以白天时光敏电阻的电阻值小，电路中的电流值大，衔铁将被电磁铁吸住；静触点与c接通；晚上时的光线暗，光敏电阻的电阻值大，电路中的电流值小，所以静触点与b接通。所以要达到晚上灯亮，白天灯灭，则电源应接在a、b之间，故B错误；C、白天，光照强度大，光敏电阻的阻值小，根据欧姆定律可知，通过通电螺线管的电流大，通电螺线管磁性强，通电螺线管吸住衔铁，使触点与c连接，路灯熄灭，故C正确；D、如果将电阻箱R的阻值调大，电流变小，继电器的电流变小，磁性变弱，吸引力变小，路灯提前被点亮，故D错误。故选：C。【典例8】（2022•西和县一模）全自动水位显示器是一个新颖的自动化显示、控制仪表，它由温度显示和水位显示两部分组成。该显示器体积小、质量轻、可靠性好、抗震动和抗干扰性强。其中水位显示部分的原理如图所示，由图分析，当螺线管中插入了一根软铁棒，通电后磁性会更强（选填“强”或“弱”）；当水位到达金属块A时，红（选填“红”或“绿”）灯亮。【答案】强；红。【解答】解：（1）螺线管插入软铁棒之前，只有螺线管的磁场作用，当螺线管中插入软铁棒，软铁棒被磁化，此时软铁棒磁场和螺线管的磁场共同作用，使磁场大大增强。（2）当水位到达金属块A时，左端的控制电路接通，电磁铁有磁性，吸引衔铁，使红灯电路接通，红灯亮。故答案为：强；红。【典例9】（2022•红花岗区一模）如图是小敏设计的甲醛污染程度的检测电路，气敏电阻R1的阻值随甲醛浓度的增大而减小。当甲醛浓度高于0.1mg/m3时电铃发声报警，则电铃应接在B处（选填“A”或“B”）；学校要求甲醛浓度的标准为0.08mg/m3，为了使该电路满足要求，滑动变阻器R2的滑片应该向上移动（选填“上”或“下”）。【答案】（1）B；（2）上。【解答】解：（1）由题意可知，图中气敏电阻R1的阻值随甲醛浓度的增大而减小，甲醛浓度增大时，气敏电阻R1的阻值减小，控制电路的总电阻减小，由I＝可知，控制电路的电流增大，电磁铁磁性增强，当甲醛浓度高于0.1毫克/立方米时，衔铁被吸下，电铃发声报警，所以电铃应接在B处；（2）由题意可知，电铃报警时，控制电路的电流一定，此时控制电路的总电阻一定，要使甲醛浓度高于0.08毫克/立方米时，电铃发声报警，即此时气敏电阻的阻值要大一些，就应减小滑动变阻器的阻值，则滑动变阻器R2应该向上调整。故答案为：（1）B；（2）上。【变式训练1】（2022•亳州一模）小雨家的蔬菜批发部进了一批香蕉，需要在库房中保鲜一段时间，要求将温度控制在一定的范围内。小雨请教了物理老师后，设计了如图所示的温度自动报警器原理图，在水银温度计的顶端封入一段金属丝，以下说法正确的是（）A．温度升高至﹣4℃时，灯L亮报警 B．若将温度计上端的金属丝向下调整，则报警温度将升高 C．报警器中水银温度计和电磁铁并联在电路中 D．报警器利用了电磁铁通电时有磁性、断电时磁性消失的特点【答案】D。【解答】解：ACD、由图可知，报警器中水银温度计和电磁铁串联在电路中；温度计分度值为2℃，金属丝所处的温度值为8℃；当温度升高到8℃时，水银和金属丝接通，由于水银和金属丝都是导体，所以控制电路接通，电磁铁有磁性，电磁铁吸引衔铁，动触头和电铃的电路接通，电铃响，灯不亮；报警器利用了电磁铁通电时有磁性、断电时无磁性的特点，故D正确，AC错误；B、若将温度计上端的金属丝向下调整，则报警温度将降低，故B错误。故选：D。【变式训练2】（2022•青山区模拟）如图甲是直流电铃工作原理示意图，其中B是衔铁，A是弹性片，左端螺线管的上端为S极；电路中的螺钉其实也是一个触点开关，它和开关S是串联的。弄懂原理后，小明同学在乙图所示的继电器上把电源连在电路里，使它也成为一个电铃。这样的电铃没有铃碗，通常叫做蜂鸣器。为了让蜂鸣器正常工作，她应该将导线F端连接在B（选填“B”或“C”）接线柱上。【答案】S；串；B。【解答】解：由图可知，电流从螺线管的左边下端流入，上端流出，根据安培定则可知，上端为S极；由图可知，电路中的螺钉和开关S是串联在电路中的；乙图中电磁铁通电后具有磁性，吸下衔铁，此时触电B与C接触，要使蜂鸣器正常工作，她应该将导线F端连接在B接线柱上。故答案为：S；串；B。【变式训练3】（2022•江都区一模）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S极（填“N”或“S”）。（2）当温度较低时，电磁铁的磁性较弱，触点开关接通（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R的电阻值设定为150Ω时，恒温箱温度可达到90℃。当可变电阻器R2的电阻变大时，恒温箱设定的温度将变高（填“高”或“低”）。【答案】（1）S；（2）弱；接通；（3）90；高。【解答】解：（1）电流从电磁铁的上端流入下端流出，结合图示的线圈绕向利用安培定则可以确定电磁铁的上端为S极，下端为N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＝6V，I＝30mA＝0.03A，电路的总电阻：R总＝＝＝200Ω，此时R1＝热敏电阻的阻值：R1＝R总﹣R2＝200Ω﹣150Ω＝50Ω，由图像知，热敏电阻的阻值为50Ω时，对应的温度为90℃。当可变电阻器R2的电阻变大时，在热敏电阻阻值不变的情况下，电路中的电流会减小，此时电磁铁的磁性会减弱，所以衔铁不会被吸下来，工作电路继续工作，恒温箱内的温度持续升高，热敏电阻的阻值会继续降低，控制电路中的电流会增大，直到电流到达临界值时，电磁铁切断工作电路。故答案为：（1）S；（2）弱；接通；（3）90；高。考点4电磁铁的构造和原理及其应用1、电磁铁的构造：内部插有铁芯的通电螺线管叫做电磁铁；

2、电磁铁的原理：电流的磁效应原理；

3、电磁铁的应用：电磁铁可以分为直流电磁铁和交流电磁铁两大类型，按照用途来划分电磁铁，主要可分成以下五种：（1）牵引电磁铁主要用来牵引机械装置、开启或关闭各种阀门，以执行自动控制任务；（2）起重电磁铁用作起重装置来吊运钢锭、钢材、铁砂等铁磁性材料；（3）制动电磁铁主要用于对电动机进行制动以达到准确停车的目的；（4）自动电器的电磁系统如电磁继电器和接触器的电磁系统、自动开关的电磁脱扣器及操作电磁铁等；（5）其他用途的电磁铁如磨床的电磁吸盘以及电磁振动器等。【典例10】（2022春•绍兴月考）如图是一种温度自动报警器的工作原理电路图，在水银温度计上部插入一段金属丝。下列有关报警器的叙述正确的是（）A．电铃发出报警信号时，电磁铁的右端为S极 B．把电路图中的“+”、“﹣”对调，该报警器将不能正常工作 C．增大水银温度计上部金属丝的长度，则电铃发出报警信号的温度会升高 D．当环境温度升高，水银柱达到金属丝的下端所指示的温度时，电铃报警【答案】D。【解答】解：A、电铃发出报警信号时，电流从电磁铁的左端流入，右端流出，根据安培定则可知，电磁铁的右端为N极，故A错误；B、电磁铁磁性的大小与电流的方向无关，所以把电路图中的“+”、“﹣”对调，该报警器将仍能正常工作，故B错误；C、增大水银温度计上部金属丝的长度，在较低的温度下电磁铁就能工作，所以电铃发出报警信号的温度会降低，故C错误；D、温度升高时，水银柱上升，与上方金属丝连通，使左侧形成通路，电磁铁中有电流通过，电磁铁吸引衔铁，使触点接触，右侧电路接通，电铃发出报警信号，故D正确。故选D。【典例11】（2022春•杭州月考）如图所示是电磁选矿机的示意图，其中D是电磁铁，利用它来挑选矿石，若M为矿石，则落入B中的是铁矿石。（填“铁矿石”或“非铁矿石”）【答案】电磁铁；铁矿石。【解答】解：D是电磁铁，具有磁性；电磁选矿机在工作过程中，从漏斗中落下的非铁矿石受重力作用落入C中，铁矿石在电磁铁的作用下，转过竖直位置落入B中。故答案为：电磁铁；铁矿石。【典例12】（2021•大庆模拟）有一种电加热恒温箱如图甲所示，控制电路由电源U1电磁继电器（线圈电阻不计）滑动变阻器R2和热敏电阻R1组成，工作电路由电压为U2＝220V的电源和电热丝R0组成。通过实验测得当电磁继电器线圈的电流达到60mA时电磁继电器的衔铁被吸下来求：（1）高压220V的电源中a（a、b）端为电源的火线端。（2）分析此电路图，可以确定热敏电阻R1的阻值是随着温度的升高而减小（增大、减小）的。（3）要使恒温箱设定的温度值升高一些，可向右移动R2的滑片。【答案】（1）a；（2）减小；（3）右。【解答】解：（1）由图可知，衔铁和触点的作用相当于开关，为了用电的安全，开关应该控制火线，故a端为火线；（2）由题意可知，当恒温箱中的温度变高时，通过电磁铁的电流变大，电磁铁磁性变大，吸引衔铁，断开加热电路；由于电流变大，根据欧姆定律可知，电路的总电阻会变小，即热敏电阻的阻值会变小，所以热敏电阻R1的阻值是随着温度的升高而减小；（3）要使恒温箱设定的温度值升高一些，即在温度更高时，电磁铁才会断开工作电路；由于断开电路的电流不变，热敏电阻R1的阻值是随着温度的升高而减小，所以需要增大滑动变阻器的电阻，即可向右移动R2的滑片。故答案为：（1）a；（2）减小；（3）右。【变式训练1】（2022春•杭州期中）磁悬浮地球仪由底座和球体两部分组成，底座通电后会产生磁场，球体能实现凌空悬浮如图所示，底座上的调节旋钮可使球体小幅升降，以下说法下合理的是（）A．球体内可能暗藏磁体 B．底座的工作原理与奥斯特实验相似 C．升降调节旋钮可能是变阻器 D．球体升高后所受磁力增大【答案】D。【解答】解：AB、利用通电的金属线圈产生磁场，是电流的磁效应，因为球体与底座是相互分离的，所以球体与底座之间是相互排斥的，即该悬浮地球仪是利用的同名磁极相互排斥的原理制成的，故AB合理；C、升降调节旋钮可以改变磁力的大小，这说明升降调节旋钮可以改变电流的大小，所以升降调节旋钮可能是变阻器，故C合理；D、球体升高后处于静止状态，受到的磁力和重力是一对平衡力，重力不变，所受磁力不变，故D不合理。故选D。【变式训练2】（2022•兴化市一模）人工心脏泵可短时间代替心脏工作，如图是该装置的示意图，磁体固定在左侧，线圈AB固定在用软铁制成的活塞柄上（相当于一个电磁铁），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。该装置工作时，利用了电流的磁效应，线圈AB中的电流方向需要（选填“需要”或“不需要”）改变。线圈中的电流从A流向B时，血液会流入（选填“流入”或“流出”）活塞筒。【答案】磁；需要；流入。【解答】解：线圈AB固定在用软铁制成的活塞柄上，通电时，相当于一个电磁铁，利用了电流的磁效应；线圈中的电流从A流向B时，由安培定则可知，电磁铁的右端为N极，其左端为S极，电磁铁和左侧磁体的异名磁极相对，因异名磁极相互吸引，故活塞左移，活塞筒的气压减小，而血管内压强较大、外界大气压较大，使得阀门S1关闭，S2打开，则血液经过S2流入活塞筒；要使活塞筒内血液推开阀门S1流入血管，则应使活塞向右运动，此时需改变线圈AB中电流方向，从而改变电磁铁的磁极方向，使其与左侧磁体同名磁极相对而相互排斥，故线圈AB中的电流方向需要改变。故答案为：磁；需要；流入。【变式训练3】（2021•大庆模拟）小明从网上购得制作电铃的实验器材包，其中包括：①蹄形电磁铁、②弹簧片、③衔铁、④螺钉、⑤小锤、⑥铃、⑦电源、⑧开关和若干导线，如图所示。请你帮他完成下述实验：（1）请你用笔画线代替导线将电路连接好，使开关闭合时电铃能不断发声。（2）小明按要求正确连接电路后通电试验，发现电铃铃声很小，经检查是由于电磁铁的磁性不强所请你提出解决这一问题的两条改进措施。【答案】（1）如图；（2）增加线圈匝数，增大电源电压。【解答】解：（1）闭合开关，电磁铁中有电流，吸引衔铁，小球敲打电铃，螺钉与弹簧片断开，电磁铁中没有磁性，弹簧片恢复原状，使电路再次接通。小球间断的敲打电铃，如图所示：（2）增强电磁铁磁性的方法：增大电源电压，增大电流来增强磁场；增大线圈的匝数。故答案为：（1）如图；（2）增加线圈匝数，增大电源电压。课堂巩固训练课堂巩固训练一、选择题。1．（2021•河南模拟）如图所示是“探究电磁铁的磁性强弱与哪些因素有关”的实验装置。要想使电子台秤的示数变小，下列措施中可行的是（）A．将滑动变阻器的滑片向左滑动 B．将滑动变阻器的滑片向右滑动 C．将电源，负极的位置调换，改变通过电磁铁电流的方向 D．将线圈中的铁棒取出【答案】A。【解答】解：电路闭合后，电磁铁有电流通过，具有磁性，电磁铁对铁块有吸引力，使铁块对台秤的压力减小，台秤示数减小；A、将滑动变阻器的滑片向左滑动，滑动变阻器的电阻减小，电路中电流变大，电磁铁磁性增强，对铁块的吸引力增大，电子台秤的示数减小，故A正确；B、将滑动变阻器的滑片向右滑动，滑动变阻器的电阻增大，电路中电流变小，电磁铁磁性减弱，对铁块的吸引力减小，电子台秤的示数变大，故B错误；C、将电源，负极的位置调换，改变通过电磁铁电流的方向，不会改变电磁铁的磁性强弱，电子台秤示数不变，故C错误；D、将线圈中的铁棒取出会减弱其磁性，电子台秤的示数变大，故D错误；故选：A。2．（2022•西城区一模）如图所示，在电磁铁的正上方用弹簧挂着一根条形磁铁，闭合开关S，待条形磁铁静止后，再将滑片P从a端向b端移动的过程中，会出现的现象是（）A．电流表示数变大，灯L变亮，弹簧的长度变长 B．电流表示数变大，灯L变亮，弹簧的长度变短 C．电流表示数变小，灯L变暗，弹簧的长度变长 D．电流表示数变小，灯L变暗，弹簧的长度变短【答案】B。【解答】解：电流由上方流入，则由右手螺旋定则可知，螺线管上端为S极。因同名磁极相互排斥，两磁铁相互排斥。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，小灯泡亮度增强，电磁铁的磁性增强，则条形磁铁受到的向上的力增强，弹簧长度将变短。分析可知，选项B正确。故选：B。3．（2022•温州模拟）如图所示，在探究电磁铁的磁性强弱与什么因素有关实验中，下列说法中正确的是（）A．把滑片P向右滑动时，磁性减弱，悬挂磁铁的弹簧将伸长 B．把滑动P向左滑动时，磁性减弱，悬挂磁铁的弹簧将缩短 C．若增加线圈匝数，磁性将减弱 D．若改变电流的方向，磁性将增强【答案】B。【解答】解：AB、滑片左移，电路中的电阻变大，电流变小，电磁铁的磁性会变弱；根据安培定则可知，电磁铁的上端为S极，异名磁极相互吸引，电磁铁的磁性变弱，吸引力变小，悬挂磁铁的弹簧将缩短，故A错误，B正确；C、增加线圈匝数，磁性将增强，故C错误；D、改变电流的方向，只能改变其极性，不能改变其磁性的强弱，故D错误。故选：B。4．（2022•昆明模拟）如图所示为一款“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．当光照强度减小时，电磁铁的磁性增强 B．若灯一直亮着，电压表示数接近电源电压，且故障只有一处，则可能是R2发生了断路 C．若灯一直不亮，电压表示数接近0，且故障只有一处，则可能是R1发生了短路 D．R2的阻值随光照强度的增大而增大【答案】B。【解答】解：AD、根据题意可知，灯L天暗时自动发光，这说明衔铁被弹簧拉起，电磁铁的磁性变小，通过电磁铁的电流变小，根据欧姆定律可知，总电阻变大，光敏电阻的阻值变大，R2的阻值随光照强度的增大而减小，故AD错误；B、若灯一直亮着，控制电路发生了断路故障；若电压表示数接近电源电压，这说明电压表与电源之间是接通的，所以故障可能是R2发生了断路，故B正确；C、若灯一直不亮，电压表示数接近0，这说明电压表与电源之间是断开的，电路出现了断路现象，不可能是R1发生了短路，故C错误。故选：B。5．（2020秋•庐阳区期末）如图所示的几个实验，其中能反映电磁铁磁性的是（）A．线圈转动，电流表指针偏转 B．导体AB左右摆动，电流表指针偏转 C．线圈通电，吸住铁块 D．闭合开关，导体AB运动起来【答案】C。【解答】解：A、线圈在磁场里转动，切割磁感线，产生感应电流，与电磁铁无关，故A不符合题意；B、闭合开关，使导体AB沿箭头所示方向左右摆动，电流表指针发生偏转，此时由于导体AB的左右摆动而产生了感应电流，故该现象是电磁感应现象，与电磁铁无关，故B不符合题意；C、闭合开关，电磁铁产生磁性，吸引铁块，即该现象说明了通电导线周围存在着磁场，故C符合题意；D、闭合开关，导线中有电流通过时，它就会运动起来，即说明通电导线在磁场中受力的作用，与电磁铁无关，故D不符合题意。故选：C。6．（2021秋•坊子区期末）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．扬声器 B．电铃 C．话筒 D．手摇发电机【答案】B。【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、扬声器的工作原理是磁场对通电导体有力的作用，故A错误；B、电铃的主要部件是电磁铁，利用了电流的磁效应，故B正确；CD、动圈式话筒和手摇发电机的工作原理是电磁感应现象，故CD错误。故选：B。二、填空题。7．（2021秋•成都期末）如图所示，是探究“影响电磁铁磁性强弱因素”的实验装置，甲电磁铁线圈匝数小于乙，根据图中实验现象可得出电磁铁磁性强弱与线圈匝数有关；此装置也同时能够探究电磁铁磁性强弱与电流大小的关系。【答案】线圈匝数；电流大小。【解答】解：由图可知，甲电磁铁线圈匝数小于乙，甲电磁铁和乙电磁铁串联接入电路中，通过甲电磁铁和乙电磁铁的电流相同，乙的匝数多，吸引的大头针的个数多，这说明电磁铁磁性强弱与线圈匝数有关；实验中通过移动滑动变阻器可以改变电路中的电流，所以可以探究电磁铁磁性强弱与电流大小的关系。故答案为：线圈匝数；电流大小。8．（2022•宁津县一模）晓斌周末去商场购物时，发现电梯在有、无人乘坐时会以不同的速度运行，如图甲所示。图乙是其控制电路图，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，则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”）。【答案】减弱；变慢。【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。故答案为：减弱；变慢。9．（2022•汶上县一模）结合图中的情景，按照要求回答问题。（1）该电磁波的波长是1m；（2）如图所示是一种水位自动报警器，当水位到达金属块A时，红（选填“红”或“绿”）灯亮。【答案】（1）1m；（2）红。【解答】解：（1）波长是指两个相邻的波峰或波谷之间的距离，由图可知，图中2.5个波长为2.5m，则该电磁波的波长为1m；（2）由图可知，当水位到达金属块A时，左端的控制电路接通，电磁铁有磁性，吸引衔铁，使红灯电路接通，红灯亮。故答案为：（1）1m；（2）红。10．（2022•宝应县一模）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（法拉第/奥斯特/安培）发现的。装置通电后，电磁铁上端为N（N/S）极。若密封罩被提起并悬挂于空中，不计衔铁、杠杆的质量，左侧电磁吸力应大于（大于/等于/小于）密封罩的重力，若提不起，则应将滑动变阻器滑片向左（左/右）滑动。【答案】奥斯特；N；大于；左。【解答】解：在通电导体放在小磁针上方时，小磁针会发生偏转，即发现电流周围存在磁场。电磁铁的工作原理是电流的磁效应，该现象最早是奥斯特发现的；由图看出，电流从电磁铁上端流入，依据安培定则，四指顺着电流方向，大拇指应向上握住电磁铁，所以上端为N极。若密封罩被提起并悬挂于空中，不计衔铁、杠杆的质量，左侧电磁吸力应大于密封罩的重力；提不起，则应将滑动变阻器滑片向左移动，根据欧姆定律可知，电路中电流变大，衔铁这段电磁吸力就会变大。故答案为：奥斯特；N；大于；左。11．（2022•碑林区校级模拟）如图是一个颈椎按摩仪的结构示意图，ABO可以看做是一个杠杆.O为支点，B处有一个条形磁体，A为按摩槌头，当电磁铁输入方向改变的交流电时，条形碰体会受到引力或斥力，带动按摩槌头A振动，按摩槌头给颈部的力大小为6N。已知AB：AO＝3：4，ABO可以看做一个费力杠杆，电磁铁的原理是电流的磁效应，此时电磁铁的上端为N极，条形磁体会受到的引力或斥力为24N。【答案】费力；电流的磁效应；N；24N。【解答】解：（1）杠杆在使用的过程中，O为支点，A点受到的力为阻力，B点受到的力为动力，阻力臂大于动力臂，为费力杠杆；（2）电磁铁通电后具有磁性，利用的是电流的磁效应的原理；（3）电磁铁的上端与N极相互排斥，所以电磁铁的上端为N极；（4）根据题意可知，AB：AO＝3：4，则AO：BO＝4：1；根据杠杆平衡条件可知：GA×AO＝F×BO，则：F＝＝6N×4＝24N。故答案为：费力；电流的磁效应；N；24N。三、作图题。12．（2022春•鹿城区校级月考）根据要求，用笔代替导线进行电路连接。如图为一种仓库防盗报密器的部分工作原理图。其踏板放在仓库的门口，电铃和电灯放在值班室内。工作要求：当有人踩踏板时电铃响，无人踩踏板时电灯亮。【解答】解：（1）踏板相当于控制电路中的开关，可以控制电流；（2）当有人踩踏板时，电磁铁通电，线圈有了磁性，把衔铁吸引下来，电铃工作而报警，当无人踩踏板时，电磁铁不工作，衔铁在弹簧的作用下使电灯与电源形成通路而灯亮，表示安全，图示如下：13．（2022•江阴市校级模拟）（1）下图为烟感报警装置，当没有烟雾时，烟感开关断开，电磁铁无（选