【备考2022】2021中考物理真题分类汇编-电和磁-电磁铁、电磁继电器（含答案16题）

【备考2022】2021中考物理真题分类汇编-电和磁-电磁铁、电磁继电器（含答案16题）

一．选择题（共5小题）

1．（2021•西宁）如图所示，用漆包线（导线表面涂有绝缘漆）绕在圆筒上做成了一个螺线管，用来研究通电螺线管磁性强弱与哪些因素有关。闭合开关后，发现该通电螺线管的磁性较弱，下列措施能够使它的磁性增强的是（　　）

A．在圆筒中插入一根铁芯 

B．减少线圈匝数 

C．滑动变阻器的滑片P向右滑动 

D．将电源正负极互换

2．（2021•广元）如图所示，在电磁铁正上方用弹簧挂着一条形磁铁，开关闭合后，当滑片P从a端向b端滑动过程中，会出现的现象是（　　）

A．电流表示数变大，弹簧长度变长 

B．电流表示数变大，弹簧长度变短 

C．电流表示数变小，弹簧长度变短 

D．电流表示数变小，弹簧长度变长

3．（2021•滨州）下列关于四幅图的表述正确的是（　　）

A．鸽子是利用地磁场进行导航的 

B．电磁继电器的工作原理是磁场对电流的作用 

C．发电机的工作原理 

D．电动机的工作原理

4．（2021•济宁）如图是一种温度自动报警器的原理图，在水银温度计中封入一段金属丝，金属丝下端所指示的温度为90℃。下列说法错误的是（　　）

A．报警器利用了水银导电和热胀冷缩的性质 

B．报警器利用了电磁铁通电时有磁性、断电时磁性消失的特点 

C．报警器中水银温度计和电磁铁串联在电路中 

D．温度达到90℃时，报警器中的灯亮同时铃响

5．（2021•江西）如图所示是燃油汽车启动装置的电路简图。汽车启动时，需将钥匙插入仪表板上的钥匙孔并旋转，则下列分析正确的是（　　）

A．旋转钥匙相当于闭合开关 

B．电磁铁是利用电流的热效应来工作的 

C．电磁铁通电后电磁铁的上端为S极 

D．电动机工作时将电能全部转化为机械能

二．填空题（共7小题）

6．（2021•张家界）如图是研究巨磁电阻（GMR电阻在磁场中急剧减小）特性的原理示意图，闭合开关S1、S2后，电磁铁右端为 　   　极，滑片P向左滑动过程中，指示灯明显变 　   　（选填“亮”或“暗”）。

7．（2021•达州）某同学用一个电磁铁和滑动变阻器串联接入电路中，如图所示，闭合开关S后，小磁针静止时左端应为 　   　极。当滑动变阻器的滑片P向上移动时，电磁铁的磁性将 　   　（选填“增强”“减弱”“不变”）。

8．（2021•泸州）如图所示是探究电磁铁磁性特点的电路图，闭合开关后，其电磁铁的A端是 　   　极，当滑动变阻器的滑片P向a端滑动时，电流表的示数 　   　（选填“变大”“变小”或“不变”），电磁铁的磁性 　   　（选填“变强”“变弱”或“不变”）。

9．（2021•成都）探究小组为了模拟电磁起重机的工作原理，用表面涂有绝缘漆的导线绕在大铁钉上制成电磁铁，接入电路，如图所示。闭合开关S，电磁铁有了磁性，A端是 　   　极。将滑动变阻器的滑片向右移动一段距离后，硬币才被吸起，这说明电流越大，电磁铁的磁性 　   　。

10．（2021•锦州）如图所示，当闭合开关S时，小磁针将向 　   　（填“顺时针”或“逆时针”）方向转动，当滑动变阻器的滑片P向右移动时，电磁铁的磁性将 　   　。（选填“增强”、“不变”或“减弱”）

11．（2021•荆门）如图是一款给蔬菜大棚提供热和光的装置的电路示意图，R是阻值为55Ω大功率灯泡，Rt是热敏电阻，其阻值与大棚内温度的关系式为Rt＝5+0.5t（式中Rt单位是Ω，t的单位是℃），R0是设定温度的变阻器。控制电路中，电源电压为3V。当电磁继电器线圈中的电流小于等于10mA时，衔铁片会弹起，触点分离，灯泡熄灭（电磁继电器线圈电阻忽略不计）。

（1）灯泡工作时，大棚内气体温度逐渐升高，分子热运动越来越 　   　，电磁继电器线圈的磁性越来越 　   　。

（2）如果大棚内温度刚达到30℃时灯泡熄灭，则滑动变阻器的接入电阻是 　   　Ω。

12．（2021•湘潭）如图所示是某同学设计的水位自动报警装置，当水位上升到与金属片A接触时，控制电路接通，此时，工作电路中的 　   　（选填“灯亮”或“铃响”），通电螺线管上方为 　   　（选填“N”或“S”）极。

三．实验探究题（共1小题）

13．（2021•淄博）电与磁之间存在着相互联系，彰显物理现象的对称、统一之美。

（1）如图1所示，小雨利用干电池、导线和小磁针进行实验。

①通电后小磁针发生偏转，断电后小磁针复位。实验表明 　   　。

②若把图甲中的小磁针换成直导线并通电。推测：两条通电导线之间 　   　（填“有”或“没有”）相互作用力，依据是 　   　（填字母）。

A.电磁感应现象

B.磁场对电流的作用

（2）小雨又将直导线绕成螺线管形状，在螺线管的两端各放一个小磁针，并在硬纸板上均匀地撒满铁屑。通电后观察小磁针的指向及铁屑的排列情况，如图2所示。实验结果表明：通电螺线管外部的磁场与 　   　的磁场一样。

（3）在螺线管中插入软铁棒，制成电磁铁。下列设备中没有用到电磁铁的是 　   　（填字母）。

A.大型发电机

B.电磁起重机

C.电炉

四．综合能力题（共1小题）

14．（2021•衢州）如图甲所示是家用燃气报警器的部分电路示意图，其中控制电路中的R1是由气敏电阻制成的传感器，R1的阻值与燃气浓度的关系如图乙。出厂预设当燃气浓度达到4%时报警，出厂测试时，控制电路的电源电压为3V且保持恒定，闭合开关S1、S2，移动滑动变阻器R2滑片P的位置，当控制电路中的电流为0.03A时，电磁铁恰好能将衔铁吸下，工作电路中相应的灯亮起而报警（电磁铁线圈的阻值忽略不计）。

（1）使用燃气的场所都应安装燃气报警器，安装的具体位置应根据被检测气体相对于空气的密度来决定。如果家中使用的是天然气（主要成分是密度比空气小的甲烷），则报警器应安装在厨房（如图丙）的 　   　（填“A”或“B”）区域；

（2）小科认为报警时只有灯亮还不能起到很好的报警作用，最好灯亮同时又有警报声，所以建议加接蜂鸣器，则蜂鸣器应与 　   　灯并联；

（3）该报警器要达到出厂预设值，请计算滑动变阻器应接入电路的电阻值：　   　。

（4）当报警器报警时，下列处理方法正确的是 　   　；

A.迅速打开排风扇

B.打开门窗通风换气

C.禁止切断报警器电源

D.熄灭一切火种，迅速关闭气源总阀

五．解答题（共2小题）

15．（2021•苏州）纯电动汽车是一种采用蓄电池作为唯一动力源的汽车。电池的安全性主要体现在对其温度的控制上，当某组电池温度过高时，立即启动制冷系统进行降温。图甲是小明设计的模拟控温装置示意图。电磁继电器与热敏电阻Rt、滑动变阻器Rp串联接在电压为6V的电源两端。当电磁铁线圈（电阻不计）中的电流I大于或等于25mA时，衔铁被吸合。热敏电阻置于温度监测区域，其阻值Rt与温度t的关系如图乙所示，滑动变阻器的最大阻值为200Ω。

（1）图甲中应将b端与 　   　端相连；

（2）当开关S闭合时，电磁铁上端为 　   　极；

（3）若设置电池温度为60℃时启动制冷系统，则滑动变阻器阻值应为 　   　Ω；

（4）该电路可设置启动制冷系统的最高温度是 　   　℃；

（5）现利用一只电阻箱在室温条件下对上述电路进行调试，使电路能在60℃时启动制冷系统。为此，先将电阻箱调为70Ω，然后还需要经过三个关键的调试步骤才能完成调试。

第一步：断开开关，　   　；

第二步：闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，直到继电器的衔铁被吸合；

第三步：断开开关，　   　完成电路调试。

16．（2021•牡丹江）巨磁电阻（GMR）效应是指某些材料的电阻在磁场中随磁场强度的增大而急剧减小的现象。如图是研究巨磁电阻特性的原理示意图。

（1）在图中标出闭合S1后电磁铁左端的磁极。

（2）当闭合S1、S2时，滑片P向左滑动过程中，GMR的阻值变 　   　，指示灯变 　   　。

（3）要使GMR所处的磁场更强，除移动滑片，还可以采取的方法是：　   　。

参考答案与试题解析

一．选择题（共5小题）

1．【解答】解：通电螺线管的磁性强弱与电流大小、线圈匝数的多少和有无铁芯有关，

A、在纸筒中插入一根铁芯可以使通电螺线管的磁性增强，故A符合题意；

B、减少线圈匝数会使通电螺线管的磁性减弱，故B不符合题意；

C、使滑动触头P向右滑动，滑动变阻器接入电路的电阻变大，电路中的电流变小，通电螺线管的磁性减弱，故C不符合题意；

D、将电源正负极互换，不能增强螺线管的磁性，故D不符合题意；

故选：A。

2．【解答】解：电流由下方流入，则由右手螺旋定则可知，螺线管上端为N极；

因同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，两磁铁同名相对，故相互排斥；

当滑片P从a端向b端滑动过程中，滑动变阻器接入电阻减小，由欧姆定律可得，电路中电流变大，则条形磁铁受向上的力增强；

条形磁铁受重力、拉力及向上的磁场力，向下的重力与向上的弹簧的弹力及磁场力之和相等，因重力不变，磁场力增强，故弹簧的弹力减小，故弹簧长度变短。故B正确，ACD错误。

故选：B。

3．【解答】解：

A、鸽子是利用地磁场进行导航的，故A正确；

B、电磁继电器的主要部件是电磁铁，是利用电流的磁效应工作的，故B错误；

C、由图可知，图中有电源，是探究电动机工作原理的实验装置，故C错误；

D、由图可知，图中无电源，是探究发电机工作原理的实验装置，故D错误。

故选：A。

4．【解答】解：AB、当温度升高到90℃时，水银和金属丝接通，由于水银和金属丝都是导体，所以控制电路接通，电磁铁有磁性，电磁铁吸引衔铁，动触头和电铃的电路接通，电铃响，灯不亮，报警器是利用了水银导电、水银热胀冷缩的性质、电磁铁通电时有磁性，断电时无磁性等特点，故A和B正确。

C、报警器的电磁铁和水银温度计依次连接在控制电路中，两者是串联的，故C正确。

D、温度达到90℃时，水银和金属丝接通，由于水银和金属丝都是导体，所以控制电路接通，电磁铁有磁性，电磁铁吸引衔铁，动触头和电铃的电路接通，电铃响，灯不亮，故D错误。

故选：D。

5．【解答】解：A、将钥匙插入仪表板上的钥匙孔并旋转，汽车启动，所以旋转钥匙相当于闭合开关，故A正确；

B、电磁铁是利用电流的磁效应来工作的，故B错误；

C、读图可知，电流从电磁铁的上端流入，用右手握住螺线管，使四指指向电流的方向，则大拇指所指的上端为螺线管的N极，故C错误；

D、电动机能够将电能大部分转化为机械能，但也会产生一少部分内能，故D错误。

故选：A。

二．填空题（共7小题）

6．【解答】解：利用安培定则可知，电磁铁的左端为N极、右端为S极；

滑片P向左滑动过程中，滑动变阻器连入电路中的电阻变小，则电路中的电流变大，通电螺线管的磁性增强；

由右图可知，巨磁电阻和灯泡串联，

因巨磁电阻在磁场中急剧减小，

所以，此时巨磁电阻的阻值会变小，右侧电路中的总电阻变小，

由I可知，右侧电路中的电流变大，通过灯泡的电流变大，

因P＝I2R，且灯泡的亮暗取决于实际功率的大小，

所以，灯泡的实际功率变大，灯泡变亮。

故答案为：S；亮。

7．【解答】解：如图，电流从电磁铁的右端流入，用右手握住螺线管，使四指指向电流的方向，则大拇指指向右端，所以电磁铁的左端是S极，右端为N极，根据异名磁极相互吸引，可知小磁针的左端为S极。

当滑动变阻器的滑片P向上移动时，连入电路的电阻变小，电流增大，在螺线管的匝数一定时，电流越大，电磁铁的磁性将增强。

故答案为：S；增强。

8．【解答】解：（1）伸出右手握住螺线管，四指弯曲指示电流的方向，大拇指所指的方向即螺线管的B端为通电螺线管的N极，A端是S极；

（2）当滑动变阻器的滑片P向a端滑动时，接入电路中的电阻变大，电流减小，所以电流表示数减小，当匝数一定时，电流减小，电磁铁的磁性减弱。

故答案为：S；变小；变弱。

9．【解答】解：

由图可知，开关闭合后，电流由螺线管的上端流入、下端流出，由安培定则可知，螺线管的A端为N极，B端为S极，

滑片向右移动，滑动变阻器接入电路的电阻变小，由欧姆定律可知线圈中的电流增大，则电磁铁的磁性增强。

故答案为：N；越强。

10．【解答】解：根据右手定则判断电螺线管的上端为N极，小磁针将向顺时针方向转动；

当滑动变阻器的滑片P向右移动时，电路中的电流变大，电磁铁磁性增强。

故答案为：顺时针、增强。

11．【解答】解：（1）分子的热运动与温度有关，当灯泡工作时，大棚内气体温度逐渐升高，分子热运动越来越剧烈；

由热敏电阻的阻值与大棚内温度的关系式Rt＝5+0.5t可知，温度越高时Rt的阻值越大，电路的总电阻越大，

由I可知，控制电路的电流越小，电磁继电器线圈的磁性越来越弱；

（2）如果大棚内温度刚达到30℃时灯泡熄灭，由Rt＝5+0.5t可得，此时热敏电阻的阻值为20Ω，控制电路的电流I＝10mA＝0.01A，

此时电路的总电阻：R总300Ω，

因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，且电磁继电器线圈电阻忽略不计，

所以，滑动变阻器的接入电阻：R0＝R总﹣Rt＝300Ω﹣20Ω＝280Ω。

故答案为：（1）剧烈；弱；（2）280。

12．【解答】解：当水位上升到与金属片A接触时，控制电路接通，此时，电磁铁有磁性，将衔铁吸引，工作电路中的铃响；

电流从通电螺线管的上方流入，下方流出，根据安培定则可知通电螺线管上方为N极。

故答案为：铃响；N。

三．实验探究题（共1小题）

13．【解答】解：（1）①通电后小磁针发生偏转，断电后小磁针复位，这说明通电导线的周围存在磁场；

②若把图甲中的小磁针换成直导线并通电，由于通电导体在磁场中受到力的作用，则两条通电导线之间有相互作用力，故B正确；

（2）通电后观察小磁针的指向及铁屑的排列情况，根据现象可知，通电螺线管外部磁场与条形磁体相似；

（3）A.大型发电机由定子（线圈）和转子（电磁铁）组成，故A不符合题意；

B.电磁起重机的主要部件是电磁铁，故B不符合题意；

C.电炉是利用电流的热效应工作的，与电磁铁无关，故C符合题意；

故选C。

故答案为：（1）①通电导线的周围存在磁场；②有；B；（2）条形磁铁；（3）C。

四．综合能力题（共1小题）

14．【解答】解：（1）天然气的密度小于空气的密度，泄漏后会很快上升到室内的上方，接触报警器，因此报警器应安装在房间内墙上方的位置，即A处；

（2）闭合开关S1、S2，移动滑动变阻器R2滑片P的位置，当控制电路中的电流为0.03A时，电磁铁恰好能将衔铁吸下，使得工作电路中灯L2亮起而报警，在电路中接入蜂鸣器时，蜂鸣器应与L2并联，蜂鸣器与L2可以同时工作；

（3）当燃气浓度达到4%时，根据图乙可知，此时气敏电阻的阻值为：R1＝40Ω；

此时电路中的电流为I＝0.03A，根据欧姆定律可知，电路的总电阻为：R100Ω；

根据串联电路的电阻关系可知，滑动变阻器接入电路的电阻为：R2＝R﹣R1＝100Ω﹣40Ω＝60Ω；

（4）A、迅速打开排风扇时，会产生电火花，可能会引燃燃气，故A错误；

B、打开门窗通风换气，可以把燃气散出去，故B正确；

C、切断报警器电源，虽然停止了报警，但容易产生电火花，引燃燃气，故C正确；

D、熄灭一切火种，迅速关闭气源总阀，可以阻止燃气的泄漏，熄灭一切火种，可以防止燃气爆炸，故D正确。

故选BCD。

故答案为：（1）A；（2）L2；（3）60Ω；（4）BCD。

五．解答题（共2小题）

15．【解答】解：（1）由题意可知，当控制电路电流达到25mA时衔铁被吸合，制冷系统工作，所以图甲中，应将b端与c端相连。

（2）由图甲可知，电流从通电螺线管的上端接线柱流入，下端流出，根据右手螺旋定则，可知螺线管的上端为N极。

（3）若设置电池温度为60℃启动制冷系统，由图乙可知，当温度为60℃时，Rt的阻值为70Ω，

由欧姆定律得，此时控制电路的总电阻R240Ω，

由串联电路的电阻规律，滑动变阻器接入的电阻为

RP＝R﹣Rt＝240Ω﹣70Ω＝170Ω，

（4）当滑动变阻器的最大阻值为200Ω时，热敏电阻的阻值

Rt′＝R﹣RP′＝240Ω﹣200Ω＝40Ω，

由图乙可知此时对应的温度为90℃，所以此时该电路可设置启动制冷系统的最高温度是90℃。

（5）为使电路能在60℃时启动制冷系统。为此，先将电阻箱调为70Ω，然后进行如下调试：

第一步：断开开关，将滑动变阻器调到阻值最大处，并用电阻箱替换热敏电阻；

第二步：闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，直到继电器的衔铁被吸合；

第三步：断开开关，用热敏电阻替换电阻箱，完成电路调试。

故答案为：（1）c；（2）N；（3）170；（4）90；（5）将滑动变阻器调到阻值最大处，并用电阻箱替换热敏电阻；用热敏电阻替换电阻箱。

16．【解答】解：（1）闭合S1后，利用安培定则可知，右手握住螺线管，四指指向电流的方向，大拇指指向电磁铁的左端为N极、右端为S极，如下图：

（2）由左图可知，向左滑动滑片P时，变阻器接入电路中的电阻变小，由I可知，左边电路中的电流变大，则电磁铁的磁性变强，周围的磁场增强；由右图可知，巨磁电阻和指示灯串联，因为巨磁电阻的阻值随磁场的增强而减小，所以此时巨磁电阻的阻值会变小，右边电路中的总电阻变小，由I可知，右边电路中的电流变大，通过指示灯的电流变大，指示灯的实际功率变大，所以指示灯变亮；

（3）据题目的实际情况可知，也可以通过增大电源电压、增大电磁铁的线圈匝数等方法增强GMR所处的磁场；

故答案为：（1）见上图；（2）小；亮；（3）增大电源电压、增大电磁铁的线圈匝数等。