20.3 电磁铁 电磁继电器（原卷版）

第二十章电与磁第3节电磁铁电磁继电器学习目标学习目标1.能描述电磁铁，说明电磁铁的特点和工作原理。2.能通过实验，得出电磁铁磁性强弱与哪些因素有关。3.能说明电磁继电器的结构及工作原理，了解电磁继电器在生产生活中的应用。002预习导学一、电磁铁1、定义：内部插入铁芯的通电螺线管。电磁铁的铁芯是软磁性材料。2、工作原理：电流的磁效应。3、通电螺线管插入铁芯后磁性加强的原因：铁芯被磁化，使磁性加强。4、影响电磁铁磁性强弱的因素：（1）电磁铁通电有磁性，断电无磁性；（2）匝数一定，电流越大，电磁铁的磁性越强；（3）电流一定，线圈匝数越多，电磁铁的磁性越强；（4）插入铁芯电磁铁的磁性会更强。5、探究影响电磁铁磁性强弱因素的实验电路图：用吸引大头钉个数显示磁性强弱。（转换法）电磁铁应用：电磁起重机、电磁继电器、电冰箱、吸尘器、电动机、发电机、洗衣机。二、电磁继电器1、概念：用低电压弱电流控制高电压强电流设备。2、实质：一种由电磁铁控制的开关。3、工作原理图：

003探究提升知识点一：探究影响电磁铁的磁性强弱的因素试题解法技巧【探究重点】①首先从已有知识写出影响电磁铁磁性的因素：电流的大小与线圈的匝数；②根据影响因素选择合理的器材，明确显示电磁铁磁性强弱的方法，然后利用控制变量法设计实验方案；③最后根据实验现象得出结论。注意：实验结论要强调”在xxxx相同时”前提条件.【例题精讲】（2023•赤峰）学习了电磁铁，小明想：“电磁铁两极磁性强弱是否相同呢？”图甲是他探究该猜想的装置图。（1）通电后，电磁铁A端是极。（2）闭合开关后，弹簧测力计的示数太小，要使其示数变大，滑动变阻器滑片P应向端移动。（3）将滑动变阻器调节完成后，根据图乙读出弹簧测力计的示数为N。（4）在原位置将电磁铁两端对调，使B端向上，保持电流不变，观察到弹簧测力计示数与（3）中相同。初步可得出的结论是：电磁铁两极磁性强弱。【巩固训练】（2023•大连）如图是某道路限载报警器的工作原理图。电源电压不变，R1是力敏电阻，其阻值随压力的变化而变化。闭合开关S，当车的质量超过限载质量时，电磁铁吸下衔铁，电铃响。根据不同的路面，可以改变滑动变阻器滑片P的位置，来设定不同的限载质量。下列说法正确的是（）A．电磁铁能吸下衔铁，是由于通电导体在磁场中受力 B．检测时，车的质量越大电磁铁的磁性越强 C．力敏电阻R1的阻值随压力的增大而减小 D．若要提高设定的限载质量，应将滑片P向左移动040401强化训练1．（2023•邓州市一模）现在很多大型商场都安装一种“聪明”的电梯，载人和不载人时，电梯运行的速度会发生变化。这种电梯​的简易控制电路如图所示，图中压力传感器R的阻值会随着压力的增大而减小。对此，下列说法正确的是（）A．电磁继电器是利用电磁感应工作的 B．控制电路中，电磁铁的上端为N极 C．当电流的方向发生变化时，电梯运行的速度会发生变化 D．当压力增大到一定值时，衔铁与触点2接触，电梯的电梯的速度减慢2．（2023•罗庄区二模）小明观察了小区入口的车辆出入自动控制闸，发现当车牌被识别系统识别后，绿灯亮，栏杆抬起，车辆通行。于是他设计了如图所示的模拟电路，车牌识别成功相当于图中开关S闭合。则（）A．闭合开关后，电磁铁的上端为N极 B．滑动变阻器的滑片P向下调整后，栏杆更容易抬起 C．若栏杆不能抬起，可通过增大电池的电压进行改进 D．B端挂的铁柱可以用上端是N极、下端是S极的条形磁体代替3．（2023•海港区一模）如图所示是智能扶手电梯的原理图，其中R是压敏电阻。电梯上无乘客时，电动机转动变慢，使电梯运动变慢；电梯上有乘客时，电动机转动变快，使电梯运动变快。下列说法正确的是（）A．电磁铁上端是N极 B．电磁继电器与电动机工作原理相同 C．电梯上有乘客时，压敏电阻R的阻值增大 D．电梯上无乘客时，衔铁与触点1接触，弹簧的弹性势能减小4．（2023•湖北三模）物理课上老师展示了一款磁悬浮地球仪，如图（a）所示，闭合开关，地球仪悬浮在空中。经过研究发现地球仪底部有一块磁铁，底座内部有电磁铁。莉莉画出了如图（b）所示的电路原理图，下列判断不正确的是（）A．b图中用虚线代表的地球仪的A端是S极 B．底座通电后能产生磁场是利用了电流的磁效应 C．a图中地球仪能够悬浮利用了同名磁极相互排斥的原理 D．闭合开关后，向左移动P能增大地球仪的悬浮高度5．（2023•雁塔区校级三模）图﹣1是一种磁悬浮地球仪摆件，地球仪内部装有磁铁，底座内部装有如图﹣2所示的电磁铁。下列说法正确的是（）A．图﹣1中，电磁铁周围存在着真实的磁场和磁感线 B．图﹣1中，地球仪利用异名磁极相互排斥的原理悬浮 C．图﹣2中，电磁铁的上端是S极 D．图﹣2中，将电源正负极对调后，电磁铁周围的磁场方向不变6．（2023•蒲城县一模）如图所示是简易电磁锁原理图，闭合开关S，滑片P向左移动，使静止在水平桌面的锁栓滑动，打开门锁，下列说法错误的是（）A．锁栓可能是用钢铁制作的 B．通电后电磁铁a端为N极 C．滑片向左移动的过程中电磁铁的磁性增强 D．锁栓在滑动过程中受到的摩擦力始终向左7．（2023•福安市三模）小明为抽屉设计了一个简易防盗报警器，并将它安装在抽屉内。报警器原理图如图，光敏电阻的阻值随光照射强度的增大而变小。下列说法正确的是（）A．控制电路为工作电路提供电源 B．拉开抽屉时，R0两端电压变大 C．合上抽屉时，电磁铁磁性增强 D．增大电阻R0，电铃更容易响起8．（2023•盐城三模）车辆严重超载会损坏桥梁，为了能抓拍超载车辆，物理兴趣小组成员决定为桥梁管理者设计一个“汽车超载记录器”来进行监控管理，如图甲为该超载记录器原理图，已知电源电压U＝10V，线圈电阻R0＝5Ω，R1为最大阻值15Ω的滑动变阻器，Rx为压敏电阻，当车辆驶入被检测路段时，其阻值随它受到的压力变化的情况如图乙所示，当电流表示数达到或超过0.4A时，电磁继电器的衔铁被吸下，工作电路中的照相机就开始工作，抓拍超载车辆，则下列说法正确的是（g取10N/kg）（）A．当压敏电阻Rx受到的压力增大时，电磁铁的磁性减弱 B．当桥梁限重为30t时，滑动变阻器接入电路的阻值应为10Ω C．桥梁限重可调节范围为20t～55t D．桥梁老化后应适当增大R1阻值以减小桥梁限重标准9．（2023•酒泉二模）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．大头针的下端散开是因为异名磁极相互排斥 B．乙螺线管的下端是S极 C．比较甲、乙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 D．向左移动滑动变阻器的滑片P，甲、乙吸引大头针的个数均会增多10．（2023•张店区校级二模）如图是说明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向左滑动时，电磁铁磁性减弱 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11．（2023•资兴市二模）法国科学家阿尔贝•费尔和德国科学家彼得•格林贝格尔由于发现了巨磁电阻（GMR）效应而荣获2007年度诺贝尔物理学奖。图中GMR代表巨磁电阻，在磁场中，其阻值随磁场的逐渐变强而减小，闭合开关S1、S2，下列说法中正确的是（）A．电磁铁左端为N极 B．电磁铁外部的磁感线从右端出发回到左端 C．将滑片P向b端滑动，电磁铁磁性变强 D．将滑片P向a端滑动，指示灯变暗12．（2023•吉安县校级二模）如图所示为车库积水自动报警器原理图，其核心是一电磁继电器。图中A、B位置可以安装电铃或LDE灯，要求车库没有积水时，LED灯亮，车库有积水时，电铃响。电铃应该安装在图中的（选填“A”或“B”）位置；电磁继电器实质是一种（选填“用电器”或“开关”）。1．（2023•东营）小区内路灯能根据光线亮暗情况实现自动控制，其电路原理如图所示，R1是定值电阻，R2是光敏电阻，其阻值大小随光照强度的增大而减小。当开关S1闭合，光线变暗时，下列判断正确的是（）A．电流表示数减小，电磁铁的磁性减弱，开关S2闭合 B．电流表示数减小，电磁铁的磁性增强，开关S2断开 C．电流表示数增大，电磁铁的磁性增强，开关S2闭合 D．电流表示数增大，电磁铁的磁性减弱，开关S2断开2．（2023•天津）党的二十大报告指出“科技是第一生产力”。某学校为了培养学生的科学素养，组织科技创新大赛，小明在比赛中制作了水位自动报警器，原理图如图所示。当水位达到金属块A时（一般的水都能导电），则（）A．两灯都亮 B．两灯都不亮 C．只有绿灯亮 D．只有红灯亮3．（2023•扬州）如图所示，下列做法中电磁铁不能吸引更多大头针的是（）A．只提高电源电压 B．只将滑片P向左移动 C．只增加螺线管线圈的匝数 D．只将铁芯换成同规格的铜芯4．（2023•自贡）如图所示，R0是一个光敏电阻，光敏电阻的阻值随光照强度的增加而减小。R是电阻箱（已调至合适阻值），它们和继电器组成自动控制电路来控制路灯，白天路灯熄灭，夜晚路灯亮起。下列说法正确的是（）A．电路工作时，电磁铁上端为N极 B．给路灯供电的电源应接在b、c两端 C．路灯发光时把电能全部转化为光能 D．控制电路电源电压减小后，傍晚时路灯比原来早一些亮5．（2023•宿迁）在科技晚会上，小明给大家展示了一个“听话”的小瓶子，通过调节滑片，就可以让小瓶子上浮、下沉或悬停在水中，它的原理如图所示（磁铁固定在活塞上），闭合开关S后，移动滑片P，使小瓶子悬停在图示位置。对此，以下分析正确的是（）A．电磁铁的右端为S极 B．若将滑片P向右移，小瓶子将会上浮 C．小瓶子下沉时，小瓶子中的气体密度变小 D．小瓶子上浮时，小瓶子的瓶口处受到水的压强保持不变（多选）6．（2023•湘潭）如图是汽车尾气中CO浓度的检测电路示意图。气敏电阻R1的阻值随CO浓度增大而减小，R2是滑动变阻器，开关S闭合，当CO浓度高于某一设定值时，电铃报警。下列说法正确的是（）A．电磁铁的上端是N极 B．电铃应接在A和B之间 C．当CO浓度升高时电磁铁的磁性减弱 D．电源用久后，U1减小，CO的报警浓度会变高7．（2023•鞍山）在探究“电磁铁的磁性强弱与哪些因素有关”的实验中，小聪连接了如图所示的电路，电磁铁A端放有一小磁针，闭合开关，小磁针（选填“顺”或“逆”）时针转动，向右移动滑动变阻器的滑片，电磁铁磁性（选填“增强”、“减弱”或“不变”）。电磁铁磁性的强弱还与有关。8．（2023•牡丹江）如图是中国科技馆内的超导磁悬浮列车模型和一个环形轨道。模型列车行驶过程中，车内超导体通过液氮降温，从正常态转为超导态，从而减小了导体的。列车行进时不接触轨道，处于悬浮状态，减小列车行驶时的。9．（2023•苏州）寒冬，为给小鸡仔提供温暖的环境，小明制作了恒温箱系统，原理如图。控制电路由电磁继电器、滑动变阻器R1、热敏电阻R2（安装在恒温箱内，阻值随温度升高而显著减小）、低压电源等组成。加热电路由电源、电热丝R3和R4等组成。调好R1阻值，闭合开关S1、S2，箱内温度升高到设定值后即在小范围内波动，且降温阶段降温比较平缓。（1）通电线圈上端是极，温度升高时，电磁铁磁性；（2）R3阻值（大于/小于）R4阻值；（3）将R1的阻值稍微调小一些，恒温箱控制的温度将。10．（2023•娄底）如图所示是一种温度自动控制报警装置电路图。当温度达到90℃时，就会启动报警装置，发出光信号提醒用户。温度计中的水银属于（选填“导体”或“绝缘体”）；报警时，工作电路中的灯亮。11．（2023•宜宾）如图所示，请用笔画线代替导线将电路连接完整，并在括号中标出小磁针静止时右端的磁极名称（要求闭合开关，移动滑片P能改变螺线管