20.3 電磁鐵 電磁繼電器（原卷版）

第二十章電與磁第3節(jié)電磁鐵電磁繼電器學(xué)習(xí)目標(biāo)學(xué)習(xí)目標(biāo)1.能描述電磁鐵，說明電磁鐵的特點(diǎn)和工作原理。2.能通過實(shí)驗(yàn)，得出電磁鐵磁性強(qiáng)弱與哪些因素有關(guān)。3.能說明電磁繼電器的結(jié)構(gòu)及工作原理，了解電磁繼電器在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用。002預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué)一、電磁鐵1、定義：內(nèi)部插入鐵芯的通電螺線管。電磁鐵的鐵芯是軟磁性材料。2、工作原理：電流的磁效應(yīng)。3、通電螺線管插入鐵芯后磁性加強(qiáng)的原因：鐵芯被磁化，使磁性加強(qiáng)。4、影響電磁鐵磁性強(qiáng)弱的因素：（1）電磁鐵通電有磁性，斷電無磁性；（2）匝數(shù)一定，電流越大，電磁鐵的磁性越強(qiáng)；（3）電流一定，線圈匝數(shù)越多，電磁鐵的磁性越強(qiáng)；（4）插入鐵芯電磁鐵的磁性會(huì)更強(qiáng)。5、探究影響電磁鐵磁性強(qiáng)弱因素的實(shí)驗(yàn)電路圖：用吸引大頭釘個(gè)數(shù)顯示磁性強(qiáng)弱。（轉(zhuǎn)換法）電磁鐵應(yīng)用：電磁起重機(jī)、電磁繼電器、電冰箱、吸塵器、電動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)、洗衣機(jī)。二、電磁繼電器1、概念：用低電壓弱電流控制高電壓強(qiáng)電流設(shè)備。2、實(shí)質(zhì)：一種由電磁鐵控制的開關(guān)。3、工作原理圖：

003探究提升知識點(diǎn)一：探究影響電磁鐵的磁性強(qiáng)弱的因素試題解法技巧【探究重點(diǎn)】①首先從已有知識寫出影響電磁鐵磁性的因素：電流的大小與線圈的匝數(shù)；②根據(jù)影響因素選擇合理的器材，明確顯示電磁鐵磁性強(qiáng)弱的方法，然后利用控制變量法設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案；③最后根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象得出結(jié)論。注意：實(shí)驗(yàn)結(jié)論要強(qiáng)調(diào)”在xxxx相同時(shí)”前提條件.【例題精講】（2023?赤峰）學(xué)習(xí)了電磁鐵，小明想：“電磁鐵兩極磁性強(qiáng)弱是否相同呢？”圖甲是他探究該猜想的裝置圖。（1）通電后，電磁鐵A端是極。（2）閉合開關(guān)后，彈簧測力計(jì)的示數(shù)太小，要使其示數(shù)變大，滑動(dòng)變阻器滑片P應(yīng)向端移動(dòng)。（3）將滑動(dòng)變阻器調(diào)節(jié)完成后，根據(jù)圖乙讀出彈簧測力計(jì)的示數(shù)為N。（4）在原位置將電磁鐵兩端對調(diào)，使B端向上，保持電流不變，觀察到彈簧測力計(jì)示數(shù)與（3）中相同。初步可得出的結(jié)論是：電磁鐵兩極磁性強(qiáng)弱?！眷柟逃?xùn)練】（2023?大連）如圖是某道路限載報(bào)警器的工作原理圖。電源電壓不變，R1是力敏電阻，其阻值隨壓力的變化而變化。閉合開關(guān)S，當(dāng)車的質(zhì)量超過限載質(zhì)量時(shí)，電磁鐵吸下銜鐵，電鈴響。根據(jù)不同的路面，可以改變滑動(dòng)變阻器滑片P的位置，來設(shè)定不同的限載質(zhì)量。下列說法正確的是（）A．電磁鐵能吸下銜鐵，是由于通電導(dǎo)體在磁場中受力 B．檢測時(shí)，車的質(zhì)量越大電磁鐵的磁性越強(qiáng) C．力敏電阻R1的阻值隨壓力的增大而減小 D．若要提高設(shè)定的限載質(zhì)量，應(yīng)將滑片P向左移動(dòng)040401強(qiáng)化訓(xùn)練1．（2023?鄧州市一模）現(xiàn)在很多大型商場都安裝一種“聰明”的電梯，載人和不載人時(shí)，電梯運(yùn)行的速度會(huì)發(fā)生變化。這種電梯?的簡易控制電路如圖所示，圖中壓力傳感器R的阻值會(huì)隨著壓力的增大而減小。對此，下列說法正確的是（）A．電磁繼電器是利用電磁感應(yīng)工作的 B．控制電路中，電磁鐵的上端為N極 C．當(dāng)電流的方向發(fā)生變化時(shí)，電梯運(yùn)行的速度會(huì)發(fā)生變化 D．當(dāng)壓力增大到一定值時(shí)，銜鐵與觸點(diǎn)2接觸，電梯的電梯的速度減慢2．（2023?羅莊區(qū)二模）小明觀察了小區(qū)入口的車輛出入自動(dòng)控制閘，發(fā)現(xiàn)當(dāng)車牌被識別系統(tǒng)識別后，綠燈亮，欄桿抬起，車輛通行。于是他設(shè)計(jì)了如圖所示的模擬電路，車牌識別成功相當(dāng)于圖中開關(guān)S閉合。則（）A．閉合開關(guān)后，電磁鐵的上端為N極 B．滑動(dòng)變阻器的滑片P向下調(diào)整后，欄桿更容易抬起 C．若欄桿不能抬起，可通過增大電池的電壓進(jìn)行改進(jìn) D．B端掛的鐵柱可以用上端是N極、下端是S極的條形磁體代替3．（2023?海港區(qū)一模）如圖所示是智能扶手電梯的原理圖，其中R是壓敏電阻。電梯上無乘客時(shí)，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)變慢，使電梯運(yùn)動(dòng)變慢；電梯上有乘客時(shí)，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)變快，使電梯運(yùn)動(dòng)變快。下列說法正確的是（）A．電磁鐵上端是N極 B．電磁繼電器與電動(dòng)機(jī)工作原理相同 C．電梯上有乘客時(shí)，壓敏電阻R的阻值增大 D．電梯上無乘客時(shí)，銜鐵與觸點(diǎn)1接觸，彈簧的彈性勢能減小4．（2023?湖北三模）物理課上老師展示了一款磁懸浮地球儀，如圖（a）所示，閉合開關(guān)，地球儀懸浮在空中。經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)地球儀底部有一塊磁鐵，底座內(nèi)部有電磁鐵。莉莉畫出了如圖（b）所示的電路原理圖，下列判斷不正確的是（）A．b圖中用虛線代表的地球儀的A端是S極 B．底座通電后能產(chǎn)生磁場是利用了電流的磁效應(yīng) C．a(chǎn)圖中地球儀能夠懸浮利用了同名磁極相互排斥的原理 D．閉合開關(guān)后，向左移動(dòng)P能增大地球儀的懸浮高度5．（2023?雁塔區(qū)校級三模）圖﹣1是一種磁懸浮地球儀擺件，地球儀內(nèi)部裝有磁鐵，底座內(nèi)部裝有如圖﹣2所示的電磁鐵。下列說法正確的是（）A．圖﹣1中，電磁鐵周圍存在著真實(shí)的磁場和磁感線 B．圖﹣1中，地球儀利用異名磁極相互排斥的原理懸浮 C．圖﹣2中，電磁鐵的上端是S極 D．圖﹣2中，將電源正負(fù)極對調(diào)后，電磁鐵周圍的磁場方向不變6．（2023?蒲城縣一模）如圖所示是簡易電磁鎖原理圖，閉合開關(guān)S，滑片P向左移動(dòng)，使靜止在水平桌面的鎖栓滑動(dòng)，打開門鎖，下列說法錯(cuò)誤的是（）A．鎖栓可能是用鋼鐵制作的 B．通電后電磁鐵a端為N極 C．滑片向左移動(dòng)的過程中電磁鐵的磁性增強(qiáng) D．鎖栓在滑動(dòng)過程中受到的摩擦力始終向左7．（2023?福安市三模）小明為抽屜設(shè)計(jì)了一個(gè)簡易防盜報(bào)警器，并將它安裝在抽屜內(nèi)。報(bào)警器原理圖如圖，光敏電阻的阻值隨光照射強(qiáng)度的增大而變小。下列說法正確的是（）A．控制電路為工作電路提供電源 B．拉開抽屜時(shí)，R0兩端電壓變大 C．合上抽屜時(shí)，電磁鐵磁性增強(qiáng) D．增大電阻R0，電鈴更容易響起8．（2023?鹽城三模）車輛嚴(yán)重超載會(huì)損壞橋梁，為了能抓拍超載車輛，物理興趣小組成員決定為橋梁管理者設(shè)計(jì)一個(gè)“汽車超載記錄器”來進(jìn)行監(jiān)控管理，如圖甲為該超載記錄器原理圖，已知電源電壓U＝10V，線圈電阻R0＝5Ω，R1為最大阻值15Ω的滑動(dòng)變阻器，Rx為壓敏電阻，當(dāng)車輛駛?cè)氡粰z測路段時(shí)，其阻值隨它受到的壓力變化的情況如圖乙所示，當(dāng)電流表示數(shù)達(dá)到或超過0.4A時(shí)，電磁繼電器的銜鐵被吸下，工作電路中的照相機(jī)就開始工作，抓拍超載車輛，則下列說法正確的是（g取10N/kg）（）A．當(dāng)壓敏電阻Rx受到的壓力增大時(shí)，電磁鐵的磁性減弱 B．當(dāng)橋梁限重為30t時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值應(yīng)為10Ω C．橋梁限重可調(diào)節(jié)范圍為20t～55t D．橋梁老化后應(yīng)適當(dāng)增大R1阻值以減小橋梁限重標(biāo)準(zhǔn)9．（2023?酒泉二模）為探究“電磁鐵磁性強(qiáng)弱與哪些因素有關(guān)”，實(shí)驗(yàn)小組連接了如圖所示的實(shí)驗(yàn)電路，開關(guān)S閉合。下列說法正確的是（）A．大頭針的下端散開是因?yàn)楫惷艠O相互排斥 B．乙螺線管的下端是S極 C．比較甲、乙吸引大頭針的數(shù)量可得出電磁鐵的磁性強(qiáng)弱與電流大小的關(guān)系 D．向左移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片P，甲、乙吸引大頭針的個(gè)數(shù)均會(huì)增多10．（2023?張店區(qū)校級二模）如圖是說明巨磁電阻特性原理的示意圖，其中GMR是一個(gè)巨磁電阻，其阻值隨磁場的增強(qiáng)而急劇減小。閉合開關(guān)S1、S2，下列說法正確的是（）A．電磁鐵的右端為N極 B．當(dāng)滑片P向左滑動(dòng)時(shí)，電磁鐵磁性減弱 C．當(dāng)滑片P向左滑動(dòng)時(shí)，巨磁電阻的阻值增大 D．當(dāng)滑片P向左滑動(dòng)時(shí)，指示燈變亮11．（2023?資興市二模）法國科學(xué)家阿爾貝?費(fèi)爾和德國科學(xué)家彼得?格林貝格爾由于發(fā)現(xiàn)了巨磁電阻（GMR）效應(yīng)而榮獲2007年度諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。圖中GMR代表巨磁電阻，在磁場中，其阻值隨磁場的逐漸變強(qiáng)而減小，閉合開關(guān)S1、S2，下列說法中正確的是（）A．電磁鐵左端為N極 B．電磁鐵外部的磁感線從右端出發(fā)回到左端 C．將滑片P向b端滑動(dòng)，電磁鐵磁性變強(qiáng) D．將滑片P向a端滑動(dòng)，指示燈變暗12．（2023?吉安縣校級二模）如圖所示為車庫積水自動(dòng)報(bào)警器原理圖，其核心是一電磁繼電器。圖中A、B位置可以安裝電鈴或LDE燈，要求車庫沒有積水時(shí)，LED燈亮，車庫有積水時(shí)，電鈴響。電鈴應(yīng)該安裝在圖中的（選填“A”或“B”）位置；電磁繼電器實(shí)質(zhì)是一種（選填“用電器”或“開關(guān)”）。1．（2023?東營）小區(qū)內(nèi)路燈能根據(jù)光線亮暗情況實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，其電路原理如圖所示，R1是定值電阻，R2是光敏電阻，其阻值大小隨光照強(qiáng)度的增大而減小。當(dāng)開關(guān)S1閉合，光線變暗時(shí)，下列判斷正確的是（）A．電流表示數(shù)減小，電磁鐵的磁性減弱，開關(guān)S2閉合 B．電流表示數(shù)減小，電磁鐵的磁性增強(qiáng)，開關(guān)S2斷開 C．電流表示數(shù)增大，電磁鐵的磁性增強(qiáng)，開關(guān)S2閉合 D．電流表示數(shù)增大，電磁鐵的磁性減弱，開關(guān)S2斷開2．（2023?天津）黨的二十大報(bào)告指出“科技是第一生產(chǎn)力”。某學(xué)校為了培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，組織科技創(chuàng)新大賽，小明在比賽中制作了水位自動(dòng)報(bào)警器，原理圖如圖所示。當(dāng)水位達(dá)到金屬塊A時(shí)（一般的水都能導(dǎo)電），則（）A．兩燈都亮 B．兩燈都不亮 C．只有綠燈亮 D．只有紅燈亮3．（2023?揚(yáng)州）如圖所示，下列做法中電磁鐵不能吸引更多大頭針的是（）A．只提高電源電壓 B．只將滑片P向左移動(dòng) C．只增加螺線管線圈的匝數(shù) D．只將鐵芯換成同規(guī)格的銅芯4．（2023?自貢）如圖所示，R0是一個(gè)光敏電阻，光敏電阻的阻值隨光照強(qiáng)度的增加而減小。R是電阻箱（已調(diào)至合適阻值），它們和繼電器組成自動(dòng)控制電路來控制路燈，白天路燈熄滅，夜晚路燈亮起。下列說法正確的是（）A．電路工作時(shí)，電磁鐵上端為N極 B．給路燈供電的電源應(yīng)接在b、c兩端 C．路燈發(fā)光時(shí)把電能全部轉(zhuǎn)化為光能 D．控制電路電源電壓減小后，傍晚時(shí)路燈比原來早一些亮5．（2023?宿遷）在科技晚會(huì)上，小明給大家展示了一個(gè)“聽話”的小瓶子，通過調(diào)節(jié)滑片，就可以讓小瓶子上浮、下沉或懸停在水中，它的原理如圖所示（磁鐵固定在活塞上），閉合開關(guān)S后，移動(dòng)滑片P，使小瓶子懸停在圖示位置。對此，以下分析正確的是（）A．電磁鐵的右端為S極 B．若將滑片P向右移，小瓶子將會(huì)上浮 C．小瓶子下沉?xí)r，小瓶子中的氣體密度變小 D．小瓶子上浮時(shí)，小瓶子的瓶口處受到水的壓強(qiáng)保持不變（多選）6．（2023?湘潭）如圖是汽車尾氣中CO濃度的檢測電路示意圖。氣敏電阻R1的阻值隨CO濃度增大而減小，R2是滑動(dòng)變阻器，開關(guān)S閉合，當(dāng)CO濃度高于某一設(shè)定值時(shí)，電鈴報(bào)警。下列說法正確的是（）A．電磁鐵的上端是N極 B．電鈴應(yīng)接在A和B之間 C．當(dāng)CO濃度升高時(shí)電磁鐵的磁性減弱 D．電源用久后，U1減小，CO的報(bào)警濃度會(huì)變高7．（2023?鞍山）在探究“電磁鐵的磁性強(qiáng)弱與哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)中，小聰連接了如圖所示的電路，電磁鐵A端放有一小磁針，閉合開關(guān)，小磁針（選填“順”或“逆”）時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，向右移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，電磁鐵磁性（選填“增強(qiáng)”、“減弱”或“不變”）。電磁鐵磁性的強(qiáng)弱還與有關(guān)。8．（2023?牡丹江）如圖是中國科技館內(nèi)的超導(dǎo)磁懸浮列車模型和一個(gè)環(huán)形軌道。模型列車行駛過程中，車內(nèi)超導(dǎo)體通過液氮降溫，從正常態(tài)轉(zhuǎn)為超導(dǎo)態(tài)，從而減小了導(dǎo)體的。列車行進(jìn)時(shí)不接觸軌道，處于懸浮狀態(tài)，減小列車行駛時(shí)的。9．（2023?蘇州）寒冬，為給小雞仔提供溫暖的環(huán)境，小明制作了恒溫箱系統(tǒng)，原理如圖。控制電路由電磁繼電器、滑動(dòng)變阻器R1、熱敏電阻R2（安裝在恒溫箱內(nèi)，阻值隨溫度升高而顯著減?。?、低壓電源等組成。加熱電路由電源、電熱絲R3和R4等組成。調(diào)好R1阻值，閉合開關(guān)S1、S2，箱內(nèi)溫度升高到設(shè)定值后即在小范圍內(nèi)波動(dòng)，且降溫階段降溫比較平緩。（1）通電線圈上端是極，溫度升高時(shí)，電磁鐵磁性；（2）R3阻值（大于/小于）R4阻值；（3）將R1的阻值稍微調(diào)小一些，恒溫箱控制的溫度將。10．（2023?婁底）如圖所示是一種溫度自動(dòng)控制報(bào)警裝置電路圖。當(dāng)溫度達(dá)到90℃時(shí)，就會(huì)啟動(dòng)報(bào)警裝置，發(fā)出光信號提醒用戶。溫度計(jì)中的水銀屬于（選填“導(dǎo)體”或“絕緣體”）；報(bào)警時(shí)，工作電路中的燈亮。11．（2023?宜賓）如圖所示，請用筆畫線代替導(dǎo)線將電路連接完整，并在括號中標(biāo)出小磁針靜止時(shí)右端的磁極名稱（要求閉合開關(guān)，移動(dòng)滑片P能改變螺線管