專題1.3 電磁鐵的應(yīng)用（原卷版）

2020年浙教版八年級下科學(xué)同步學(xué)習(xí)精講精練第1章電與磁1.3電磁鐵的應(yīng)用目錄 1 1 2 3 6一、電磁繼電器1.實(shí)質(zhì)電磁繼電器是由電磁鐵來控制工作電路的一種自動開關(guān)。2.主要結(jié)構(gòu)(如圖甲所示)由電磁鐵(A)銜鐵(B)彈簧(C)觸點(diǎn)(D)等組成。接線時(shí)注意電磁鐵應(yīng)和低壓電源、開關(guān)連接成控制電路；用電器、高壓電源和電磁繼電器的觸點(diǎn)構(gòu)成工作電路，不可接錯。3.工作原理如圖甲所示斷開控制電路(低壓電源)的開關(guān)，在彈簧C的作用下，銜鐵B右端向上，動觸點(diǎn)D與上方的觸點(diǎn)接觸，把工作電路(高壓電源)中的紅燈接通，而與下方的綠燈和電動機(jī)斷開，此時(shí)紅燈亮，綠燈滅，電動機(jī)也不工作；如圖乙所示閉合控制電路(低壓電源)的開關(guān)，此時(shí)電磁鐵有磁性，把銜鐵B向下吸，動觸點(diǎn)D與下方的觸點(diǎn)接觸，把工作電路(高壓電源)中的綠燈和電動機(jī)接通，而與上方的紅燈斷開，此時(shí)紅燈滅，綠燈亮，電動機(jī)工作。4.作用(1)實(shí)現(xiàn)低電壓、弱電流來控制高電壓、強(qiáng)電流，有利于保障人的安全；(2)可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離控制和生產(chǎn)自動化，提高工作效率。二、電磁鐵的其他應(yīng)用1.磁懸浮列車?yán)密壍郎系膹?qiáng)電磁鐵對列車上的電磁鐵之間的排斥或吸引作用而懸浮起來，使列車與軌道分離，消除了列車與軌道間的摩擦。因此磁懸浮列車運(yùn)行時(shí)阻力很小，運(yùn)行速度很快。2信息的磁記錄利用磁性材料的磁化，記錄語言、音樂、圖像、數(shù)據(jù)等信息，應(yīng)用廣泛。如錄像帶、移動硬盤、U盤、各式銀行卡等。以移動硬盤為例，它主要由磁記錄盤片(表面涂有磁性顆粒)、讀寫磁頭(實(shí)質(zhì)是電磁鐵)等組成。其存入數(shù)據(jù)的流程如下所示：3.電話工作原理：聲音振動→電流的變化→聲音振動。當(dāng)人們對著話筒說話時(shí)，振動膜片忽緊忽松地壓迫碳粒，使盒內(nèi)碳粒電阻發(fā)生變化，流過碳粒的電流就相應(yīng)地發(fā)生變化，形成隨聲音變化的電流信號。當(dāng)從話筒傳來按照聲音的振動而強(qiáng)弱變化的電流信號時(shí)，聽筒內(nèi)的電磁鐵對薄鐵片的吸引力也發(fā)生了強(qiáng)弱不同的變化，使薄鐵片振動起來，產(chǎn)生了和對方說話聲音一致的聲音信號?？挤☉?yīng)用電磁繼電駛設(shè)計(jì)電路在應(yīng)用電磁繼電器設(shè)計(jì)電路時(shí)，一般按下面的步驟進(jìn)行：（1）明確設(shè)計(jì)的要求和對象。（2）分別對控制電路和工作電路進(jìn)行設(shè)計(jì)。①對控制電路的設(shè)計(jì)：控制電路接通(可以是人為接通，也可以是外界條件變化使之自動接通)銜鐵是被電磁鐵吸下還是被彈簧拉起。②對工作電路的設(shè)計(jì)：a.與銜鐵固定在一起的動觸點(diǎn)如何“動作”(是與靜觸點(diǎn)接通還是斷開)。b.由于動觸點(diǎn)的“動作”，工作電路是被接通還是被斷開；c.工作電路接通或斷開時(shí)，哪些用電器工作，哪些用電器停止工作?！纠空埬阍趫D甲上用筆畫線代替導(dǎo)線將電路連接好，使開關(guān)閉合后電鈴能不斷發(fā)聲。【?？?】電磁繼電器的原理【例1】(衡陽中考)在圖中的自動控制電路中，當(dāng)控制電路的開關(guān)S閉合時(shí)，工作電路的情況是()。A.燈不亮，電鈴響B(tài).燈不亮，電鈴不響C.燈亮，電鈴不響D.燈亮，電鈴響【例2】（日照中考）電梯設(shè)置有超載自動報(bào)警系統(tǒng)，其工作原理如圖所示，R為保護(hù)電阻，壓敏電阻的阻值隨壓力的增大而減小。下列說法正確的是()。A.控制電路接通后，電磁鐵的上端為N極B.電梯正常運(yùn)行時(shí)K與B接觸C.超載時(shí)電磁鐵磁性增大D.處于圖示位置時(shí)電磁鐵對銜鐵的吸引力大約是彈簧彈力的3倍【?？?】電磁鐵的應(yīng)用【例3】（廣東中考）如圖①所示，2018年5月23日中央新聞報(bào)道，我國自行設(shè)計(jì)制造的新型磁懸浮列車工程樣車運(yùn)行試驗(yàn)取得成功，時(shí)速可達(dá)160公里以上，列車由于車體與軌道不接觸、無摩擦，具有噪音低損耗小、易維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)，被譽(yù)為“零高度飛行器”。這種兼具高速與中低速磁浮交通優(yōu)點(diǎn)的新型磁懸浮列車將為我國城市間提供一種方便快捷的綠色軌道交通工具。(1)磁懸浮列車是在車廂底部和軌道上分別安裝了磁體，并使它們的同名磁極相互，車體與軌道不接觸，無摩擦，列車能夠在軌道上方幾厘米的高度上飛馳，避免了來自車輪與軌道之間的摩擦。(2)如圖②所示，列車站臺設(shè)計(jì)成中間高兩邊低的原因是：進(jìn)站時(shí)列車由于要保持原來的運(yùn)動狀態(tài)沖上站臺；從能量轉(zhuǎn)換的角度來說，當(dāng)列車出站時(shí)從高度較高的地方下行，它的不用消耗過多的電能或化學(xué)能等能量。(3)如圖③所示，當(dāng)列車進(jìn)站時(shí)，乘客必須站在站臺和黃色線以外的位置候車才安全的原因是。(4)小張乘坐列車時(shí)看見兩旁的房屋迅速向東退去，則列車相對于地面正在向行駛?！军c(diǎn)撥】本題結(jié)合科技產(chǎn)品考查相關(guān)的物理知識，注重了物理知識的運(yùn)用，體現(xiàn)了物理和科技的聯(lián)系?！境？?】電磁繼電器控制電路分析【例4】（呼倫貝爾中考）下井水蓋的丟失給人們出行帶來了安全隱患。為提示路人注意安全，夏銘設(shè)計(jì)了如圖所示的電路，電路中利用一元硬幣代替鐵質(zhì)井蓋是因?yàn)閮烧叨紝儆冢ㄌ睢敖^緣體”或“導(dǎo)體”）。當(dāng)井蓋丟失時(shí)，燈泡發(fā)光報(bào)警；當(dāng)電磁鐵的線圈中有電流通過時(shí)，繼電器的動觸點(diǎn)與(填“上”或“下”)靜觸點(diǎn)接觸，電磁鐵的上端是極?！疽族e】電磁繼電器是利用電磁鐵來控制工作電路的一種自動開關(guān)?！痉椒记伞糠治鲭姶爬^電器工作原理的步驟(1)低壓控制電路的觸點(diǎn)“動作”(改變電路連接方式)之前，分析控制電路和工作電路的各個(gè)觸點(diǎn)是怎么連接的，電磁鐵線圈中有無電流，工作電路處于什么狀態(tài)。(2)找出是什么原因引起控制電路“動作”。(3)控制電路“動作”以后，控制電路和工作電路的各個(gè)觸點(diǎn)的連接的方式發(fā)生了什么變化，使電磁鐵線圈所在的電路是接通還是斷開，工作電路處于什么狀態(tài)，導(dǎo)致什么結(jié)果。1.下列用電器中，不屬于電磁鐵的應(yīng)用的是（）A.電鈴B.電爐C.電磁起重機(jī)D.電磁繼電器2．電磁鐵的優(yōu)點(diǎn)是()A．它的磁性非常強(qiáng)B．它能長時(shí)間保持磁性C．它不需要消耗電能D．它的磁性有無、強(qiáng)弱和磁極的方向都可以改變3．關(guān)于電磁鐵，下列說法正確的是()A．電磁鐵的磁性強(qiáng)弱跟通過它的電流強(qiáng)弱無關(guān)B．電磁鐵中電流方向改變，其磁性強(qiáng)弱也改變C．在相同通電螺線管中，加銅芯比加鐵芯磁性弱D．電磁鐵的磁性強(qiáng)弱跟線圈匝數(shù)無關(guān)4.下列功能中，電磁繼電器不能完成的是（）A.控制電路中電流的連續(xù)變化B.控制電路中電流的有無C.利用低電壓、弱電流控制高電壓、強(qiáng)電流D.遠(yuǎn)距離自動控制與操作5.(湖州中考)近期，我國南方各地普降暴雨，城市內(nèi)澇給人們生活帶來很大影響.小明設(shè)計(jì)了一種利用電磁繼電器來自動控制抽水機(jī)工作的電路：當(dāng)水位在安全位置以下時(shí)綠燈亮，抽水機(jī)不工作；當(dāng)水位到達(dá)安全位置上限時(shí)紅燈亮，抽水機(jī)開始工作.如圖所示是小明還未連接完成的電路，小明接下去的電路連接應(yīng)該是（）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.磁懸浮列車是利用同名磁極相互排斥、異名磁極相互吸引的原理將列車托起，使其浮在軌道上方，從而可以高速行駛.其可以高速行駛的原因是（）A.減小了列車的慣性B.減小了列車的重力C.減小了列車受到的空氣阻力D.減小了列車與軌道間的摩擦7.小王利用光敏電阻受到光照時(shí)電阻變小的特性，設(shè)計(jì)了一個(gè)如圖所示的自動控制電路，要求光暗時(shí)燈亮，光亮?xí)r燈滅.在實(shí)際調(diào)試時(shí)，發(fā)現(xiàn)燈始終亮著，而光敏電阻和其他電路元件都正常.下列調(diào)節(jié)能使控制電路達(dá)到要求的是（）A.減少螺線管線圈的匝數(shù)B.抽出螺線管中的鐵芯C.滑動變阻器滑片P向右移動D.減小控制電路電源電壓8.如圖所示是某同學(xué)連接的電鈴電路，開關(guān)閉合后，電路中始終有電流，但電鈴只響一聲就不再響了，原因是（）A.電磁鐵始終沒有磁性B.銜鐵沒有向下運(yùn)動C.銜鐵一直被磁鐵吸著不能回彈D.電池正、負(fù)極接反了9.(武漢中考)如圖所示是一種水位自動報(bào)警器的原理圖.水位沒有達(dá)到金屬塊A時(shí)，燈亮；水位達(dá)到金屬塊A時(shí)，由于一般的水是，燈亮.10.現(xiàn)有低壓紅色燈泡、電磁繼電器、低壓電源各一個(gè)，導(dǎo)線若干，請你設(shè)計(jì)一個(gè)車床工作安全指示電路.要求：車床工作時(shí)，車床電動機(jī)(利用高壓電源)轉(zhuǎn)動，紅燈亮；車床停止工作時(shí)，車床電動機(jī)停止轉(zhuǎn)動，紅燈熄滅.試將圖中的元件連接成電路，并說明它的工作原理.1.如圖所示的四個(gè)選項(xiàng)中，應(yīng)用到電磁鐵的是（）2.在晝夜明燈的地下停車場，駕駛員根據(jù)車位入口上方的紅綠燈入停。如圖所示是小吳設(shè)計(jì)的自動控制電路圖，將光控開關(guān)(遮光時(shí)開關(guān)閉合)裝在每個(gè)車位地面中央，紅綠燈裝在車位入口上方。當(dāng)車位未停車時(shí)綠燈亮，當(dāng)車位已停車時(shí)紅燈亮，則圖中L1、L2()A．都是紅燈B．都是綠燈C．分別是紅燈、綠燈D．分別是綠燈、紅燈3．城市下水道井蓋丟失導(dǎo)致行人墜入下水道的悲劇時(shí)有發(fā)生，令人痛心。為此，某同學(xué)設(shè)計(jì)了一種警示電路：在井口安裝一環(huán)形燈L，井蓋相當(dāng)于開關(guān)S，正常情況下(S閉合)，燈L不亮；一旦井蓋丟失(S斷開)，燈L立即亮起，以警示行人。圖中的電路符合要求的是()4．如圖所示是一種“闖紅燈違規(guī)證據(jù)模擬器”的工作原理圖，光控開關(guān)接收到紅光時(shí)會自動閉合，壓敏電阻若同時(shí)受到車的壓力，其阻值變小，下列說法正確的是()A．電磁鐵的磁性因線圈中電流的增大而減弱B．當(dāng)線圈電流增大到一定值時(shí)，電控照相機(jī)工作C．當(dāng)司機(jī)闖紅燈時(shí)，指示燈和電控照相機(jī)同時(shí)工作D．當(dāng)線圈電流增大到一定值時(shí)，指示燈工作5.(海南中考)如圖所示，GMR是一個(gè)巨磁電阻，其特性是電阻在磁場中會急劇減小，且磁場越強(qiáng)電阻越小，閉合開關(guān)S2后，下列四種情況相比較，指示燈最亮的是（）A.S1斷開，滑片P在圖示位置B.S1閉合，滑片P在圖示位置C.S1閉合，滑片P在滑動變阻器最右端D.S1閉合，滑片P在滑動變阻器最左端6.(紹興中考)如圖所示是溫度自動報(bào)警器工作電路.在水銀溫度計(jì)上部插入一段金屬絲，當(dāng)溫度到達(dá)金屬絲下端所指示的溫度時(shí)（）A.鈴響，燈不亮B.鈴不響，燈不亮C.鈴響，燈亮D.鈴不響，燈亮7.(衢州中考)如圖所示是“追風(fēng)者”磁懸浮列車懸浮原理的示意圖.該列車通過磁體之間的相互作用，懸浮在軌道上方，以提高運(yùn)行速度.這里的相互作用是指（）A.異名磁極相互吸引B.同名磁極相互吸引C.異名磁極相互排斥D.同名磁極相互排斥8.小文同學(xué)學(xué)習(xí)了有關(guān)科學(xué)知識后，想制作一個(gè)電動充氣泵.她畫出了如圖所示的結(jié)構(gòu)示意圖，圖中E為電流大小和方向都不斷變化的交流電.(1)你認(rèn)為小文的設(shè)想運(yùn)用了哪些科學(xué)知識?(2)若電流從電源的a端流入時(shí)，小磁鐵向下運(yùn)動，則此時(shí)電磁鐵的上端為極，小磁鐵的下端為極.9.(溫州模擬)上海市科技館有機(jī)器人和參觀者下象棋的展臺.機(jī)器人取放棋子時(shí)用一根“手指”接觸棋子表面就可以實(shí)現(xiàn)(如圖所示)，其奧秘是“手指”內(nèi)部有電磁鐵.(1)機(jī)器人取放棋子是利用了電磁鐵的(填“磁性有無”或“磁極方向”)可以控制的特點(diǎn).(2)制作象棋棋子的材料應(yīng)該是下列金屬材料中的.(填字母)A.鋁B.銅C.鈷10.小敏設(shè)計(jì)了一種“闖紅燈違規(guī)證據(jù)模擬記錄器”，如圖甲所示，該儀器可以拍攝照片記錄機(jī)動車輛闖紅燈時(shí)的情景.工作原理：當(dāng)光控開關(guān)接收到某種顏色光時(shí)，開關(guān)自動閉合，且當(dāng)壓敏電阻受到車的壓力，它的阻值變化引起電流變化到一定值時(shí)，電磁繼電器的銜鐵就被吸下，工作電路中的電控照相機(jī)工作，拍攝違規(guī)車輛.光控開關(guān)未受到該種光照射時(shí)自動斷開，銜鐵沒有被吸引，工作電路中的指示燈發(fā)光.回答下列問題：(1)根據(jù)工作原理，將電路連接完整.(2)要記錄違規(guī)闖紅燈的情景，光控開關(guān)應(yīng)在接收到光(填“紅”“綠”或“黃”)時(shí)，自動閉合.(3)由圖乙可知，壓敏電阻R的阻值隨受到壓力的增大而.(4)已知控制電路電壓為6V，電磁繼電器線圈電阻為10Ω，當(dāng)控制電路中電流大于0.06A時(shí)，銜鐵被吸引.通過計(jì)算說明，只有質(zhì)量超過多少千克的車輛違規(guī)時(shí)才會被拍照記錄.11.閱讀下列短文，回答問題.新型發(fā)熱材料——PTCPTC是一種新型的半導(dǎo)體陶瓷材料，它以鈦酸鋇為主，摻入多種物質(zhì)后加工而成，目前家用的陶瓷暖風(fēng)器、陶瓷電熱水壺等就是用這種材料做成的.PTC有一個(gè)根據(jù)需要設(shè)定的溫度，低于這個(gè)溫度時(shí)，其電阻隨溫度的升高而減小，高于這個(gè)溫度時(shí)，電阻則隨溫度的升高而先增大后減小，我們把這個(gè)設(shè)定的溫度叫“居里點(diǎn)溫度”，用PTC材料制成的電熱器具有發(fā)熱、控溫雙重功能，應(yīng)用十分廣泛.(1)家用固體電熱滅蚊器是利用PTC陶瓷電熱元件制成的，圖為其電阻隨溫度變化的圖像，由圖可知，該P(yáng)TC材料的居里點(diǎn)溫度為℃.(2)某同學(xué)利用PTC電阻設(shè)計(jì)了一個(gè)“過熱自動報(bào)警電路”：將PTC電阻安裝在需要探測溫度的地方，當(dāng)環(huán)境溫度正常時(shí)，指示燈亮；當(dāng)環(huán)境溫度超過PTC電阻的居里點(diǎn)溫度時(shí)，由于電阻變化，導(dǎo)致電磁鐵磁性減弱，警鈴響.請幫他將圖所示的電路連接完整.(3)你認(rèn)為該“過熱自動報(bào)警電路”的設(shè)計(jì)或在使用過程中有何不足?(指出一點(diǎn)即可).12.如圖所示為某興趣小組為學(xué)校辦公樓空調(diào)設(shè)計(jì)的自動控制裝置，R是熱敏電阻，其阻值隨溫度變化關(guān)系如下表所示。已