专题1.3 电磁铁的应用（原卷版）

2020年浙教版八年级下科学同步学习精讲精练第1章电与磁1.3电磁铁的应用目录 1 1 2 3 6一、电磁继电器1.实质电磁继电器是由电磁铁来控制工作电路的一种自动开关。2.主要结构(如图甲所示)由电磁铁(A)衔铁(B)弹簧(C)触点(D)等组成。接线时注意电磁铁应和低压电源、开关连接成控制电路；用电器、高压电源和电磁继电器的触点构成工作电路，不可接错。3.工作原理如图甲所示断开控制电路(低压电源)的开关，在弹簧C的作用下，衔铁B右端向上，动触点D与上方的触点接触，把工作电路(高压电源)中的红灯接通，而与下方的绿灯和电动机断开，此时红灯亮，绿灯灭，电动机也不工作；如图乙所示闭合控制电路(低压电源)的开关，此时电磁铁有磁性，把衔铁B向下吸，动触点D与下方的触点接触，把工作电路(高压电源)中的绿灯和电动机接通，而与上方的红灯断开，此时红灯灭，绿灯亮，电动机工作。4.作用(1)实现低电压、弱电流来控制高电压、强电流，有利于保障人的安全；(2)可以实现远距离控制和生产自动化，提高工作效率。二、电磁铁的其他应用1.磁悬浮列车利用轨道上的强电磁铁对列车上的电磁铁之间的排斥或吸引作用而悬浮起来，使列车与轨道分离，消除了列车与轨道间的摩擦。因此磁悬浮列车运行时阻力很小，运行速度很快。2信息的磁记录利用磁性材料的磁化，记录语言、音乐、图像、数据等信息，应用广泛。如录像带、移动硬盘、U盘、各式银行卡等。以移动硬盘为例，它主要由磁记录盘片(表面涂有磁性颗粒)、读写磁头(实质是电磁铁)等组成。其存入数据的流程如下所示：3.电话工作原理：声音振动→电流的变化→声音振动。当人们对着话筒说话时，振动膜片忽紧忽松地压迫碳粒，使盒内碳粒电阻发生变化，流过碳粒的电流就相应地发生变化，形成随声音变化的电流信号。当从话筒传来按照声音的振动而强弱变化的电流信号时，听筒内的电磁铁对薄铁片的吸引力也发生了强弱不同的变化，使薄铁片振动起来，产生了和对方说话声音一致的声音信号。考法应用电磁继电驶设计电路在应用电磁继电器设计电路时，一般按下面的步骤进行：（1）明确设计的要求和对象。（2）分别对控制电路和工作电路进行设计。①对控制电路的设计：控制电路接通(可以是人为接通，也可以是外界条件变化使之自动接通)衔铁是被电磁铁吸下还是被弹簧拉起。②对工作电路的设计：a.与衔铁固定在一起的动触点如何“动作”(是与静触点接通还是断开)。b.由于动触点的“动作”，工作电路是被接通还是被断开；c.工作电路接通或断开时，哪些用电器工作，哪些用电器停止工作。【例】请你在图甲上用笔画线代替导线将电路连接好，使开关闭合后电铃能不断发声。【常考1】电磁继电器的原理【例1】(衡阳中考)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【例2】（日照中考）电梯设置有超载自动报警系统，其工作原理如图所示，R为保护电阻，压敏电阻的阻值随压力的增大而减小。下列说法正确的是()。A.控制电路接通后，电磁铁的上端为N极B.电梯正常运行时K与B接触C.超载时电磁铁磁性增大D.处于图示位置时电磁铁对衔铁的吸引力大约是弹簧弹力的3倍【常考2】电磁铁的应用【例3】（广东中考）如图①所示，2018年5月23日中央新闻报道，我国自行设计制造的新型磁悬浮列车工程样车运行试验取得成功，时速可达160公里以上，列车由于车体与轨道不接触、无摩擦，具有噪音低损耗小、易维护等优点，被誉为“零高度飞行器”。这种兼具高速与中低速磁浮交通优点的新型磁悬浮列车将为我国城市间提供一种方便快捷的绿色轨道交通工具。(1)磁悬浮列车是在车厢底部和轨道上分别安装了磁体，并使它们的同名磁极相互，车体与轨道不接触，无摩擦，列车能够在轨道上方几厘米的高度上飞驰，避免了来自车轮与轨道之间的摩擦。(2)如图②所示，列车站台设计成中间高两边低的原因是：进站时列车由于要保持原来的运动状态冲上站台；从能量转换的角度来说，当列车出站时从高度较高的地方下行，它的不用消耗过多的电能或化学能等能量。(3)如图③所示，当列车进站时，乘客必须站在站台和黄色线以外的位置候车才安全的原因是。(4)小张乘坐列车时看见两旁的房屋迅速向东退去，则列车相对于地面正在向行驶。【点拨】本题结合科技产品考查相关的物理知识，注重了物理知识的运用，体现了物理和科技的联系。【常考3】电磁继电器控制电路分析【例4】（呼伦贝尔中考）下井水盖的丢失给人们出行带来了安全隐患。为提示路人注意安全，夏铭设计了如图所示的电路，电路中利用一元硬币代替铁质井盖是因为两者都属于（填“绝缘体”或“导体”）。当井盖丢失时，灯泡发光报警；当电磁铁的线圈中有电流通过时，继电器的动触点与(填“上”或“下”)静触点接触，电磁铁的上端是极。【易错】电磁继电器是利用电磁铁来控制工作电路的一种自动开关。【方法技巧】分析电磁继电器工作原理的步骤(1)低压控制电路的触点“动作”(改变电路连接方式)之前，分析控制电路和工作电路的各个触点是怎么连接的，电磁铁线圈中有无电流，工作电路处于什么状态。(2)找出是什么原因引起控制电路“动作”。(3)控制电路“动作”以后，控制电路和工作电路的各个触点的连接的方式发生了什么变化，使电磁铁线圈所在的电路是接通还是断开，工作电路处于什么状态，导致什么结果。1.下列用电器中，不属于电磁铁的应用的是（）A.电铃B.电炉C.电磁起重机D.电磁继电器2．电磁铁的优点是()A．它的磁性非常强B．它能长时间保持磁性C．它不需要消耗电能D．它的磁性有无、强弱和磁极的方向都可以改变3．关于电磁铁，下列说法正确的是()A．电磁铁的磁性强弱跟通过它的电流强弱无关B．电磁铁中电流方向改变，其磁性强弱也改变C．在相同通电螺线管中，加铜芯比加铁芯磁性弱D．电磁铁的磁性强弱跟线圈匝数无关4.下列功能中，电磁继电器不能完成的是（）A.控制电路中电流的连续变化B.控制电路中电流的有无C.利用低电压、弱电流控制高电压、强电流D.远距离自动控制与操作5.(湖州中考)近期，我国南方各地普降暴雨，城市内涝给人们生活带来很大影响.小明设计了一种利用电磁继电器来自动控制抽水机工作的电路：当水位在安全位置以下时绿灯亮，抽水机不工作；当水位到达安全位置上限时红灯亮，抽水机开始工作.如图所示是小明还未连接完成的电路，小明接下去的电路连接应该是（）A.M接A，N接BB.M接B，N接DC.M接B，N接CD.M接A，N接D6.磁悬浮列车是利用同名磁极相互排斥、异名磁极相互吸引的原理将列车托起，使其浮在轨道上方，从而可以高速行驶.其可以高速行驶的原因是（）A.减小了列车的惯性B.减小了列车的重力C.减小了列车受到的空气阻力D.减小了列车与轨道间的摩擦7.小王利用光敏电阻受到光照时电阻变小的特性，设计了一个如图所示的自动控制电路，要求光暗时灯亮，光亮时灯灭.在实际调试时，发现灯始终亮着，而光敏电阻和其他电路元件都正常.下列调节能使控制电路达到要求的是（）A.减少螺线管线圈的匝数B.抽出螺线管中的铁芯C.滑动变阻器滑片P向右移动D.减小控制电路电源电压8.如图所示是某同学连接的电铃电路，开关闭合后，电路中始终有电流，但电铃只响一声就不再响了，原因是（）A.电磁铁始终没有磁性B.衔铁没有向下运动C.衔铁一直被磁铁吸着不能回弹D.电池正、负极接反了9.(武汉中考)如图所示是一种水位自动报警器的原理图.水位没有达到金属块A时，灯亮；水位达到金属块A时，由于一般的水是，灯亮.10.现有低压红色灯泡、电磁继电器、低压电源各一个，导线若干，请你设计一个车床工作安全指示电路.要求：车床工作时，车床电动机(利用高压电源)转动，红灯亮；车床停止工作时，车床电动机停止转动，红灯熄灭.试将图中的元件连接成电路，并说明它的工作原理.1.如图所示的四个选项中，应用到电磁铁的是（）2.在昼夜明灯的地下停车场，驾驶员根据车位入口上方的红绿灯入停。如图所示是小吴设计的自动控制电路图，将光控开关(遮光时开关闭合)装在每个车位地面中央，红绿灯装在车位入口上方。当车位未停车时绿灯亮，当车位已停车时红灯亮，则图中L1、L2()A．都是红灯B．都是绿灯C．分别是红灯、绿灯D．分别是绿灯、红灯3．城市下水道井盖丢失导致行人坠入下水道的悲剧时有发生，令人痛心。为此，某同学设计了一种警示电路：在井口安装一环形灯L，井盖相当于开关S，正常情况下(S闭合)，灯L不亮；一旦井盖丢失(S断开)，灯L立即亮起，以警示行人。图中的电路符合要求的是()4．如图所示是一种“闯红灯违规证据模拟器”的工作原理图，光控开关接收到红光时会自动闭合，压敏电阻若同时受到车的压力，其阻值变小，下列说法正确的是()A．电磁铁的磁性因线圈中电流的增大而减弱B．当线圈电流增大到一定值时，电控照相机工作C．当司机闯红灯时，指示灯和电控照相机同时工作D．当线圈电流增大到一定值时，指示灯工作5.(海南中考)如图所示，GMR是一个巨磁电阻，其特性是电阻在磁场中会急剧减小，且磁场越强电阻越小，闭合开关S2后，下列四种情况相比较，指示灯最亮的是（）A.S1断开，滑片P在图示位置B.S1闭合，滑片P在图示位置C.S1闭合，滑片P在滑动变阻器最右端D.S1闭合，滑片P在滑动变阻器最左端6.(绍兴中考)如图所示是温度自动报警器工作电路.在水银温度计上部插入一段金属丝，当温度到达金属丝下端所指示的温度时（）A.铃响，灯不亮B.铃不响，灯不亮C.铃响，灯亮D.铃不响，灯亮7.(衢州中考)如图所示是“追风者”磁悬浮列车悬浮原理的示意图.该列车通过磁体之间的相互作用，悬浮在轨道上方，以提高运行速度.这里的相互作用是指（）A.异名磁极相互吸引B.同名磁极相互吸引C.异名磁极相互排斥D.同名磁极相互排斥8.小文同学学习了有关科学知识后，想制作一个电动充气泵.她画出了如图所示的结构示意图，图中E为电流大小和方向都不断变化的交流电.(1)你认为小文的设想运用了哪些科学知识?(2)若电流从电源的a端流入时，小磁铁向下运动，则此时电磁铁的上端为极，小磁铁的下端为极.9.(温州模拟)上海市科技馆有机器人和参观者下象棋的展台.机器人取放棋子时用一根“手指”接触棋子表面就可以实现(如图所示)，其奥秘是“手指”内部有电磁铁.(1)机器人取放棋子是利用了电磁铁的(填“磁性有无”或“磁极方向”)可以控制的特点.(2)制作象棋棋子的材料应该是下列金属材料中的.(填字母)A.铝B.铜C.钴10.小敏设计了一种“闯红灯违规证据模拟记录器”，如图甲所示，该仪器可以拍摄照片记录机动车辆闯红灯时的情景.工作原理：当光控开关接收到某种颜色光时，开关自动闭合，且当压敏电阻受到车的压力，它的阻值变化引起电流变化到一定值时，电磁继电器的衔铁就被吸下，工作电路中的电控照相机工作，拍摄违规车辆.光控开关未受到该种光照射时自动断开，衔铁没有被吸引，工作电路中的指示灯发光.回答下列问题：(1)根据工作原理，将电路连接完整.(2)要记录违规闯红灯的情景，光控开关应在接收到光(填“红”“绿”或“黄”)时，自动闭合.(3)由图乙可知，压敏电阻R的阻值随受到压力的增大而.(4)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.11.阅读下列短文，回答问题.新型发热材料——PTCPTC是一种新型的半导体陶瓷材料，它以钛酸钡为主，掺入多种物质后加工而成，目前家用的陶瓷暖风器、陶瓷电热水壶等就是用这种材料做成的.PTC有一个根据需要设定的温度，低于这个温度时，其电阻随温度的升高而减小，高于这个温度时，电阻则随温度的升高而先增大后减小，我们把这个设定的温度叫“居里点温度”，用PTC材料制成的电热器具有发热、控温双重功能，应用十分广泛.(1)家用固体电热灭蚊器是利用PTC陶瓷电热元件制成的，图为其电阻随温度变化的图像，由图可知，该PTC材料的居里点温度为℃.(2)某同学利用PTC电阻设计了一个“过热自动报警电路”：将PTC电阻安装在需要探测温度的地方，当环境温度正常时，指示灯亮；当环境温度超过PTC电阻的居里点温度时，由于电阻变化，导致电磁铁磁性减弱，警铃响.请帮他将图所示的电路连接完整.(3)你认为该“过热自动报警电路”的设计或在使用过程中有何不足?(指出一点即可).12.如图所示为某兴趣小组为学校办公楼空调设计的自动控制装置，R是热敏电阻，其阻值随温度变化关系如下表所示。已