初中物理人教版九年级全册第3节 电磁铁 电磁继电器精品课后练习题

20.3 电磁铁电磁继电器同步练习人教版初中物理九年级全一册

一、单选题（本大题共10小题，共20.0分）

1. 如图所示，A是悬挂在弹簧下的铁块，B是螺线管的铁芯，S是转换开关接1时连入电路的线圈匝数多，S接2时连入电路的线圈匝数少，P是滑动变阻器的滑片．要使弹簧的长度变长，可采取的办法是     

A. 开关S接1不变，滑片P位置不变，抽出铁芯B
B. 滑片P位置不变，开关S由1改接到2
C. 开关S接1不变，将滑片P向左移动
D. 开关S由1改接到2，将滑片P向右移动

2. 许多自动控制的电路中都安装有电磁铁．有关电磁铁，下列说法正确的是

A. 电磁铁的铁芯，可以用铜棒代替
B. 电磁起重机中的磁体，可以使用永磁铁
C. 电磁铁磁性的强弱只与电流的大小有关
D. 电磁铁是根据电流的磁效应制成的

3. 通电螺线管中插入铁芯后，磁性大大增强，其原因是

A. 插入铁芯相当于增加了线圈的匝数
B. 铁芯原有的磁性使通电螺线管磁性增加
C. 铁芯磁化后的磁场与电流的磁场叠加，互相增强
D. 铁芯磁化后的磁场与电流的磁场互相抵消

4. 目前城市里的不少商场采用了智能电梯，当有人乘坐时它匀速行驶，没有人乘坐时它会减速慢行如图甲。小贺同学通过上网搜索得到其原理示意图如图乙所示，R是一个压敏电阻。下列相关的说法正确的是     

A. 压敏电阻R的阻值随压力的增大而增大
B. 当人走上电梯后，衔铁与触点“1”接触
C. 压力增大时，电磁铁磁性增强
D. 电磁铁的原理是电磁感应现象

5. 电磁继电器广泛用于各种自动控制电路中，如图所示是温度自动报警器的原理图，下列说法中错误的是

A. 温度计可以用酒精温度计
B. 温度计是根据液体热胀冷缩的性质工作的
C. 电磁继电器应用了电流的磁效应
D. 电磁继电器是一种电路开关，它可以用一个电路控制另一个电路

6. 如图所示，开关闭合后，以下操作可使通电螺线管磁性增强的是

A. 减少电池个数
B. 增加通电时间
C. 滑动变阻器滑片P向右移
D. 滑动变阻器滑片P向左移
 

7. 在探究电磁铁的实验中，小明利用相同规格的大铁钉和漆包线自制了两个匝数不同的线圈，连接电路如图所示。闭合开关，观察电磁铁吸引大头针数目的多少。这一实验的目的是研究电磁铁的磁性与哪个因素有关

A. 电磁铁的极性 B. 线圈的匝数 C. 电流的方向 D. 电流的大小

8. 如图所示，闭合开关后，将滑动变阻器的滑片向右滑动的过程中，下列说法正确的是

A. 电流表示数变小
B. 电磁铁的磁性增强
C. 电路总电阻变大
D. 弹簧测力计示数变小
 

9. 下列关于电磁铁的叙述中不正确的是

A. 铁芯相同，线圈匝数相同，通过的电流越大的电磁铁其磁性一定越强
B. 通过的电流大、线圈匝数少的电磁铁其磁性一定强
C. 铁芯相同，电流大小相同，线圈匝数越多的电磁铁其磁性一定越强
D. 铁芯相同，线圈匝数多且通过的电流大的电磁铁其磁性一定强

10. 如图所示，弹簧下吊着一根条形磁体，条形磁体下方正对着电磁铁的上端，开关S闭合后，滑片P向b端滑动时，关于电流表示数和条形磁体上方弹簧的长度变化情况是   

A. 电流表的示数增大，弹簧的长度增加
B. 电流表的示数减小，弹簧的长度增加
C. 电流表的示数增大，弹簧的长度减小
D. 电流表的示数减小，弹簧的长度减小
 

二、填空题（本大题共5小题，共10.0分）

11. 小芳尝试用电磁继电器设计了一个应急灯电路图以一个灯泡为例，当外部电路有电时，应急灯不亮；当外部电路停电时，应急灯正常发光。图中电磁继电器相当于一个          选填“开关”或“电源”。小芳在设计电路时粗心大意，丢了一根导线，她应该将C点和触点          选填“A”或“B”相连。

12. 如图所示是某“汽车超载记录仪”的原理图，R为保护电阻，为压敏电阻，其电阻值随压力的增大而减小。当“汽车超载记录仪”工作时，电磁铁的上端为          极，当汽车超载时，电压表的示数增大，电磁铁的磁性          选填“增强”或“减弱”。

13. 如图所示是恒温箱的简易电路图。其工作原理是，接通工作电路后，电热丝加热，箱内温度升高，当箱内温度达到温度计金属丝A所指的温度时，控制电路接通，电磁铁有磁性，衔铁被吸下，工作电路          ，电热丝停止加热。当箱内温度低于金属丝A所指的温度时，控制电路断开，衔铁被          ，工作电路再次工作，电热丝加热，从而保持恒温箱内温度恒定。

14. 同学们自制电磁铁并连接了如图所示的电路。闭合开关后，为了能够吸引更多的小铁钉，滑动变阻器的滑片应向          选填“C”或“D”端移动，图中的甲端是电磁铁的          极。

15. 如图所示是一种单元防盗门门锁的原理图。其工作过程是：当有人在楼下按门铃叫门时，楼上的人闭合开关，门锁上的电磁铁通电，          衔铁，衔铁脱离门扣，这时来人拉开门，进入楼内。在关门时，开关是断开的，衔铁在          的作用下，合入门扣。

三、作图题（本大题共2小题，共4.0分）

16. 小张同学在做“探究影响电磁铁磁性强弱因素”的实验，他找来了相关的实验器材，如图所示。请你将图中器材连成一个电路，使该电路既能用来做探究磁性强弱与匝数多少有关，又能用来探究与电流大小有关的实验。

17. 请把电源正负极和电路图补充完整。要求闭合开关时，条形磁铁与电磁铁之间互相排斥，向右移动滑动变阻器的滑片P，排斥力增强。

四、实验探究题（本大题共2小题，共12.0分）

18. 如图所示是某学习小组的同学研究“电磁铁磁性强弱”的实验电路图．

要改变电磁铁线圈中的电流大小，可通过________________________________来实现；要判断电磁铁的磁性强弱，可通过观察________________________________来确定．

下表是该组同学所做实验的记录：

比较第1、2、3次实验或第4、5、6次实验，可得出的结论是：电磁铁的线圈匝数一定时，通过电磁铁线圈中的电流________填“越大”或“越小”，电磁铁磁性越强；

比较第1和第4次实验或第2和第5次实验或第3和第6次实验，可得出的结论是：电磁铁线圈中的电流一定时，线圈匝数________填“越多”或“越少”，电磁铁磁性越强．

在与同学们交流讨论时，另一组的一个同学提出一个问题：当线圈中的电流和匝数一定时，电磁铁的磁性强弱会不会还与线圈内的铁芯大小有关？你对此的猜想是：_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________．

19. 为了探究电磁铁的磁性强弱跟哪些因素有关，小明同学用漆包线表面涂有绝缘漆的导线在大铁钉上绕若干匝，制成简单的电磁铁，如图所示．用此装置去吸引大头针，甲、乙、丙、丁为实验中观察到的四种情况．

实验中通过电磁铁_____________________________来判断电磁铁磁性的强弱，这一方法体现了转换的思想．

比较________两图可知：线圈匝数相同时，电流越大电磁铁磁性越强．

根据图丁可以得出的结论是_________________________________________．

五、计算题（本大题共3小题，共24.0分）

20. 新冠病毒肆虐，“无接触”式的生活方式悄然走进我们的生活。图1为某款无接触式的热风干手器，手伸入舱内时可吹出温度为的热风，其电路由控制电路和工作电路两部分构成，可简化为图2所示，其中控制电路中R为光敏电阻。已知该款干手器工作电路的额定功率为1100W，加热电阻丝阻值为。
    
    控制电路中的电磁继电器主要是利用了电流的______ 效应；手伸入舱内时电阻R的阻值______ 选填“增大”“不变”或“减小”，衔铁被吸下，工作电路开始工作。
    某家庭电路电能表如图3所示，不使用其它用电器情况下，2台该款干手器______ 选填“能”或“不能”同时工作；下列操作能够提高热风温度的是______ 选填相应选项的字母。
    A.在加热电阻丝左端串联一个同规格的加热电阻丝
    B.在加热电阻丝两端并联一个同规格的加热电阻丝
    C.换用电功率更大的电动机
    正常工作时工作电路的总电流为多大？电动机的额定功率为多大？每天工作约30分钟，则每天加热电阻丝产生的热量为多少？
    
    
    
    
    
    
     
21. 某同学利用热敏电阻为家中的灯暖型浴霸一种取暖用的电器设计了一温度可自动控制的装置，如图甲所示。“控制电路”中的热敏电阻的阻值随温度变化的曲线如图乙所示。电磁铁线圈可看成阻值为的纯电阻，电源电压为，“浴霸”共安装有2盏标有“220V，550W”的灯泡、两只，当电磁铁线圈中电流大于或等于50mA时，继电器的衔铁被吸合，“浴霸”电路断开；当线圈中的电流小于或等于40mA时，继电器的衔铁被释放，使“浴霸”电路闭合。
    
    求工作电路闭合，两灯正常工作时通过电路的总电流。
    若浴室中的温度不得超过，则控制电路的电源电压最小值是多少？
    若电源电压恒定为12V，则将此装置放在浴室内，浴室内温度可控制在多大范围内？
    
    
    
    
    
    
     
22. 小组为灯暖型浴霸一种取暖用的电器设计了一个可自动控制温度的装置。如图甲所示，控制电路电压恒为12V，继电器线圈的电阻为，定值电阻为，热敏电阻的阻值随温度变化的图像如图乙所示；工作电路电压恒为220V，安装两只标有“”的灯泡。闭合开关S，当继电器线圈中的电流大于或等于50mA时，继电器的衔铁被吸合，工作电路断开。
    
    
    工作电路工作时，A端应与______ 选填“B”或“C”端相连接。
    工作电路工作时的总电流为多大？
    浴室里控制的温度为多高？
    为使利用控制的浴室温度高低可调，需要对控制电路进行改进，请在图丙的虚线框内画出改进后的部分电路。
    
    
    
    
    
    
    
    

答案和解析

1.【答案】C
 

【解析】开关S接1不变，滑片P位置不变，抽出铁芯B，则电磁铁的磁性减弱，弹簧变短，故A错误；
滑片P位置不变，开关S由1改接到2，接入电路中的线圈匝数变少，电磁铁磁性变弱，弹簧长度变短，故B错误；
开关S接1不变，将滑片P向左移动，滑动变阻器连入电路的电阻变小，电路中电流变大，电磁铁磁性变强，弹簧变长，故C正确；
开关S由1改接到2，接入电路中线圈匝数变少，将滑片P向右移动，滑动变阻器连入电路的电阻变大，电路中电流变小，电磁铁磁性变弱，弹簧变短，故D错误．
 

2.【答案】D
 

【解析】电磁铁的铁芯需用磁性材料制成，铜不是磁性材料，故不可以用铜棒代替，故A错误；
电磁铁不是永磁铁，它的磁性的有无跟电流的通断有关，所以电磁起重机中的磁体不能使用永磁铁，故B错误；
电磁铁的磁性强弱与电流的大小和线圈的匝数有关，故C错误；
电磁铁是利用电流的磁效应制成的，故D正确．
 

3.【答案】C
 

【解析】通电螺线管中插入铁芯后，之所以磁性会大大增强，是因为铁芯被通电螺线管的磁场磁化，磁化后的铁芯也变成了一个磁体，两个磁场互相叠加，从而使通电螺线管的磁性大大增强．
 

4.【答案】C
 

【解析】解：当人站在电梯上时，电梯所受压力增大，电梯匀速行驶，说明此时的电流较大，即压敏电阻R的阻值减小，则压敏电阻R的阻值随压力的增大而减小，故A错误；当人走上电梯后，电梯所受压力增大，R的阻值变小，电路中电流变大，电磁铁磁性增强，则衔铁被吸下，与触点2接触，则通过电动机的电流增大，电动机转速变大，故B错误，C正确；电磁铁的原理是电流的磁效应，不是电磁感应现象，故D错误。选C。
 

5.【答案】A
 

【解析】 解析  当温度达到一定值时，温度计内液柱上升，如果该液体是导体，电磁铁所在的电路被接通，电磁铁产生磁性，将衔铁吸引过来，使报警电路接通，电铃响，可以起到报警作用。酒精不是导体，所以不能使用酒精温度计。
 

6.【答案】D
 

【解析】 解：要使通电螺线管的磁性增强，可以增大螺线管中的电流，增加线圈的匝数。减少电池个数会减小电流，减弱线圈的磁性；增加通电时间与磁性的增强无关；滑片向右移动时，电阻变大，电流变小，磁性减弱。只有D是正确的。
 

7.【答案】B
 

【解析】 解：根据控制变量法的理论可知，实验中两线圈串联，电流相等，相同的铁钉说明铁芯大小相等，只有线圈的匝数不同，所以是探究电磁铁的磁性与线圈匝数的关系。
 

8.【答案】B
 

【解析】解：由题电路图可知，定值电阻和滑动变阻器与电磁铁串联，电流表测电路中的电流，将滑动变阻器的滑片向右滑动的过程中，接入电路中的电阻变小，电路中的总电阻变小，故C不正确；由可知，电路中的电流变大，即电流表的示数变大，故A不正确；因电磁铁的磁性与通过的电流大小有关，所以，电磁铁的磁性增强，故B正确；此时铁球受到的磁场力变大，弹簧测力计受到的拉力增大，示数变大，故D不正确。故选B。
 

9.【答案】B
 

【解析】 解析  通过电磁铁的电流越大，线圈的匝数越多，电磁铁的磁性越强，所以选项A、C、D正确，不符合题意；通过的电流大、线圈的匝数少的电磁铁其磁性不一定强，所以选项B错误，符合题意。
 

10.【答案】C
 

【解析】 解析  根据安培定则可以判断出，电磁铁上端为N极，与条形磁体相互排斥。当滑动变阻器滑片P向b端滑动时，电路中电阻变小，电源电压不变，根据，电流变大，电磁铁磁性增强，对条形磁体的斥力增大，所以弹簧受到的拉力减小，长度变小。
 

11.【答案】开关  

B

【解析】解：电磁继电器相当于一个开关，用来控制应急灯的通断；当外部电路停电时，电磁铁失去磁性，衔铁在弹簧的拉力作用下弹起，动触点与触点B接触，此时，应急灯正常发光，则其所在电路为通路，故C点应该与触点B连接。
 

12.【答案】S

增强

【解析】解析  用右手握住螺线管，使四指指向电流的方向，则大拇指所指的下端为N极，则上端就是S极；当汽车超载时，压敏电阻的阻值随压力的增大而减小，则控制电路中电阻变小，电流变大，则电磁铁的磁性增强。
 

13.【答案】断开或停止工作

弹簧拉起

【解析】解析  电磁继电器实际上就是一个用控制电路来间接控制工作电路的开关。当箱内温度升高，水银柱上升，达到温度计金属丝A所指的温度时，电磁铁电路接通，电磁铁有磁性，衔铁被吸下，电热丝电路被断开，电热丝停止加热。反之当箱内温度下降，低于金属丝A所指的温度时，电磁铁电路断开，衔铁被弹簧拉起，触点开关上移，电热丝电路再次接通，电热丝加热，从而保持恒温箱内温度恒定。
 

14.【答案】C  

 N

【解析】 解：电磁铁磁性越强，吸引的小铁钉越多，增大通过电磁铁线圈的电流可增强其磁性，所以滑动变阻器的滑片应向C端移动，使滑动变阻器接入电路中的电阻变小，电路中的电流变大，来增强电磁铁的磁性，根据安培定则可知，电磁铁的甲端为N极。
 

15.【答案】吸引 

弹簧

【解析】解析  楼上的人闭合开关，门锁上的电磁铁在通电后产生了磁性，吸引衔铁，衔铁脱离门扣，来人便可拉开门，进入楼内。关门时，开关断开，电磁铁此时无磁性，衔铁在弹簧的作用下，合入门扣。
 

16.【答案】如图所示

【解析】解析  研究电磁铁磁性强弱跟线圈的匝数关系时，根据控制变量法，电流应相同，所以采取串联连接；即将电源、开关、变阻器及甲乙两电磁铁串联，移动滑动变阻器上的滑片，可以用来探究影响电磁铁磁性强弱与电流大小的关系。
 

17.【答案】 如图所示

【解析】解：闭合开关时，条形磁铁与电磁铁之间互相排斥，根据同名磁极相互排斥可知，电磁铁的左端为S极，右端为N极；根据安培定则可知，线圈中的电流是从右端流入、左端流出的，即电源的右端为正极，左端为负极；向右移动滑动变阻器的滑片P，排斥力增强，说明通过电磁铁的电流增大，滑动变阻器连入电路中的电阻减小，则电路图如答案图所示。
 

18.【答案】调节滑动变阻器的滑片位置；电磁铁吸引大头针的多少；
越大；越多 ；
电磁铁在通过线圈中的电流和匝数相同时，铁芯越大磁性越强。
 

【解析】略
 

19.【答案】吸引大头针数目的多少 
乙、丙 
电流一定时，电磁铁线圈匝数越多，磁性越强
 

【解析】应选择匝数相同、电流不同的两个装置进行比较，由题图可以看出乙、丙两图中线圈匝数相同，电流不同．
题图丁中两电磁铁串联，电流相等，线圈的匝数不同，吸引大头针的个数不同，故实验结论是在电流一定时，电磁铁线圈匝数越多，磁性越强．
 

20.【答案】磁  减小  能  B
 

【解析】解：控制电路中的电磁继电器主要是利用了电流的磁效应；
手伸入舱内，衔铁被吸下，工作电路开始工作，说明电路中的电流增大导致电磁铁的磁性增强，
由的变形式可知，控制电路的总电阻减小，则电阻R的阻值减小；
这只电能表允许的用电器同时工作的最大总功率，
由可知，不使用其它用电器情况下，2台该款干手器能同时工作；
工作电路的电压220V一定时，要提高热风温度，即提高加热电阻丝的功率，由可知，应减小加热电路中的电阻，
因串联电路中总电阻大于任何一个分电阻、并联电路中总电阻小于任何一个分电阻，
所以，应在加热电阻丝两端并联一个同规格的加热电阻丝，而不是在加热电阻丝左端串联一个同规格的加热电阻丝，
用电功率更大的电动机不能提高热风温度，故AC不合理、B合理；
由可得，正常工作时工作电路的总电流，
因并联电路中各支路两端的电压相等，
所以，加热电阻丝的电功率，
则电动机的电功率：，
每天加热电阻丝产生的热量。
故答案为：磁；减小；能；B；正常工作时工作电路的总电流为5A，电动机的额定功率为550W，每天加热电阻丝产生的热量为。
电磁继电器是利用电流的磁效应工作的；手伸入舱内，衔铁被吸下，工作电路开始工作，说明电路中的电流增大导致电磁铁的磁性增强，根据欧姆定律和电阻的串联可知电阻R的阻值变化；
根据电能表的参数可知电能表的工作电压和标定电流，根据求出其允许同时工作家用电器的最大总功率，然后与2台该款干手器同时工作时的总功率得出答案；工作电路的电压一定时，要提高热风温度，根据可知应减小电路中的电阻，据此进行解答；
根据求出正常工作时工作电路的总电流，利用并联电路的电压特点和求出加热电阻丝的电功率，总功率减去加热电阻丝的电功率即为电动机的电功率，根据求出每天加热电阻丝产生的热量。
本题考查了电磁继电器的工作原理和电功率公式、电热公式的综合应用等，明白电能表参数的含义较为关键。
 

21.【答案】解：由可得，每只灯泡正常发光时的电流：
，
通过电路的总电流：
；
当温度为时，其阻值；
因为和串联，
所以；
因此，控制电路的最小电压为：；
取临界情况，当电流为时：
因为，
所以，由图可得对应的温度为；
当电流为时：
，
，由图可得对应的温度为；
由可知室内温度可控制在范围内。
答：工作电路闭合时，两灯正常工作时通过电路的总电流5A；
若浴室内的温度最高不得超过，则控制电路的电源电压最小值为10V；
若电源电压恒定为12V，则将此装置安放在浴室内，浴室内温度可控制的范围是23度度。
 

【解析】由灯泡的铭牌可知额定电压和额定功率，根据求出每只灯泡正常发光时的电流，再根据并联电路的电流特点求出通过电路的总电流；
先从表格中找出温度为时热敏电阻的阻值，然后利用串联电路电阻规律算出总电阻，最后用最小电流乘以总电阻算出最小电源电压值；
取临界情况，当电流为50mA时和当电流等于40mA时，知道电源电压，分别求出总电阻，利用串联电阻的特点求热敏电阻的大小，对应图像找出温度值，从而得到浴室内温度的变化范围。
本题考查了电功计算公式的应用、串联电路中欧姆定律的应用、电磁铁的应用，能从热敏电阻阻值随温度变化图像上搜集到相关信息是本题的关键。
 

22.【答案】解：当继电器线圈中的电流大于或等于50mA时，继电器的衔铁被吸合，工作电路断开，由图可知工作电路工作时，A端应与B端相连接；
安装两只标有“220V275W”的灯泡，工作时，两灯并联，；
工作电路工作时的总电流为：
；
当继电器线圈中的电流大于或等于50mA时，继电器的衔铁被吸合，工作电路断开，，
由欧姆定律，，根据串联电阻的规律，，
由图乙知，控制的温度；
因当继电器线圈中的电流大于或等于50mA时，继电器的衔铁被吸合，工作电路断开，定值电阻为，由欧姆定律，利用滑动变阻器改变连入电路的电阻，根据串联电阻的规律，从而改变的大小，达到控制的浴室温度高低，可用一个滑动变阻器替换，如下所示：

根据已知条件，选用的变阻器规格为：最大电阻应大于，允许通过的最大电流不小于50mA。
答：；
工作电路工作时的总电流为；
浴室里控制的温度为；
如上所示；选用的变阻器规格为：最大电阻大于，允许通过的最大电流不小于50mA。
 

【解析】当继电器线圈中的电流大于或等于50mA时，继电器的衔铁被吸合，工作电路断开，据此分析；
安装两只标有“”的灯泡，可知两灯并联的功率，根据求出工作电路工作时的总电流；
已知当继电器线圈中的电流大于或等于50mA时，继电器的衔铁被吸合，工作电路断开，
由欧姆定律求出电路的总电阻，根据串联电阻的规律求出，由图乙知控制的温度；
根据已知条件，由欧姆定律和串联电阻的规律结合图乙分析；
根据已知条件确定选用的变阻器规格。
本题考查串联电路的规律及欧姆定律的运用和电磁继电器的相知识与对控制电路的改进。