人教版（2024）九年级全册第二十章 电与磁第3节 电磁铁 电磁继电器同步练习题

这是一份人教版（2024）九年级全册第二十章 电与磁第3节 电磁铁 电磁继电器同步练习题，共31页。试卷主要包含了3 电磁铁 电磁继电器，了解什么是电磁铁等内容，欢迎下载使用。

专题20.3 电磁铁 电磁继电器
学新课标对课节知识点要求
【课程标准】了解电磁铁在生产生活中的应用。
【学习目标】
1.了解什么是电磁铁。说明电磁铁的特点和工作原理。
2.通过实验得出电磁铁磁性强弱与哪些因素有关。
3.能说明电磁继电器的结构和工作原理，了解其在生产、生活中的应用。
【重点】重点是电磁铁的特点和工作原理。了解其在生产、生活中的应用。
【难点】难点是电磁继电器的结构和工作原理。
学课节知识点
知识点1. 电磁铁
定义：插有铁芯的通电螺线管。
特点：①电磁铁的磁性有无可由通断电控制，通电有磁性，断电无磁性；
②电磁铁磁极极性可由电流方向控制；
③影响电磁铁磁性强弱的因素：电流大小、线圈匝数、：电磁铁的电流越大，它的磁性越强；电流一定时，外形相同的电磁铁，线圈匝数越多，它的磁性越强。
注意：探究影响电磁铁的磁性强弱的因素试题解法
①首先从已有知识写出影响电磁铁磁性的因素：电流的大小与线圈的匝数；
②根据影响因素选择合理的器材，明确显示电磁铁磁性强弱的方法，然后利用控制变量法设计实验方案；③最后根据实验现象得出结论。注意：实验结论要强调”在xxxx相同时”前提条件.
知识点2. 电磁继电器
1.继电器是利用低电压、 弱电流电路的通断，来间接地控制高电压、强电流电路的装置。实质上它就是利用电磁铁来控制工作电路的一种开关。
2.电磁继电器由电磁铁、衔铁、簧片、触点组成。
3.电磁继电器的结构：电磁继电器由电磁铁、衔铁、弹簧、动触点和静触点组成，其工作电路由低压控制电路和高压工作电路组成。
知识点3. 扬声器
1．扬声器是把电信号转换成声信号的一种装置．它由固定的永久磁体、线圈和锥形纸盆构成。扬声器的线圈中通过时刻变化的电流，产生不同方向的磁场，线圈就不断地来回振动，纸盆也振动起来，就发出了声音．
2. 扬声器的工作原理：线圈通过如图下所示电流时，受到磁体吸引而向左运动；当线圈通过方向相反的电流时，受到磁体排斥而向右运动。由于通过线圈的电流是交变电流，它的方向不断变化，线圈就不断地来回振动，带动纸盆也来回振动，于是扬声器就发出了声音。
讲课节知识点的例题解析
【例题1】（2022湖北宜昌）关于如图所示的实验，下列说法中正确的是（ ）
A. 这是模拟法拉第电磁感应实验的场景
B. 移走小磁针，电流的磁场消失
C. 根据这一现象的原理，制成了电磁铁
D. 将导线断开，小磁针N极将指向地磁场的北极
【例题2】（2022辽宁沈阳）如图所示是电磁继电器的工作原理图，闭合开关后，下列说法正确的是（ ）
A. 弹簧的弹性势能减小
B. 电磁铁的上端为极
C. 电动机工作，灯不发光
D. 电磁铁的工作原理是电磁感应
【例题3】（2022哈尔滨）如图所示，在探究“影响电磁铁磁性强弱因素”的实验中，未闭合开关时，静止在弹簧下端的铁块质量为0.1kg，此时铁块受到弹簧的拉力是______N；闭合开关后，弹簧的长度会_______。（g=10N/kg）
强化知识点的达标问题精练
1. （2022哈尔滨）如图所示，闭合开关后，下列说法不正确的是（ ）
A. 电铃利用电流热效应工作
B. 电源用来提供电能
C. 导线用来连接电路元件
D. 开关用来控制电流通断
2. （2022山西）创新小组的同学们为学校食堂设计了一个可自动注水的储水池。如图是它的简化装置图，电源电压一定。控制电路中，RN为压敏电阻，其阻值随压力的变化而变化，R0为定值电阻。闭合开关S1、S2，当池中水位上升到一定高度时，触点分离，工作电路断开，注水装置自动停止注水，当池中水位下降到一定位置时，触点连接，工作电路接通，注水装置自动开始注水。下列分析正确的是（ ）
A. 水位上升时，电磁铁磁性变弱B. 水位上升时，通过R0电流变小
C. 水位下降时，R0的电功率变大D. 水位下降时，RN的阻值会变大
3. （2022四川南充）电和磁的关系可以理解为“电生磁”或“磁生电”，下列几个装置都与这一关系有关，其中正确的说法是（ ）
A. 图甲，当电磁继电器线圈通以额定电流时，接线柱AB接通
B. 图乙，绕在铁钉上的线圈通电电流越大，能吸引的回形针数量越多
C. 图丙，动圈式话筒的工作原理与电动机的工作原理相同
D. 图丁，扬声器是利用电磁感应的原理工作的
4. （2022山东烟台）如图所示，是巨磁电阻特性原理的示意图，其中GMR是一个巨磁电阻，其阻值随磁场的增强而急剧减小。闭合开关S1、S2，下列说法正确的是（ ）
A. 电磁铁的右端为N极
B. 当滑片P向右滑动时，电磁铁磁性增强
C. 当滑片P向左滑动时，巨磁电阻的阻值增大
D. 当滑片P向左滑动时，指示灯变亮
5. （2022山东聊城）如图所示，是智能扶手电梯的原理图，其中是压敏电阻。电梯上无乘客时，电动
机转动变慢，使电梯运动变慢；电梯上有乘客时，电动机转动变快，使电梯运动变快。下列说法正确的
是（ ）
A. 电磁铁上端是极 B. 电磁继电器与发电机工作原理相同
C. 电梯上无乘客时，衔铁与触点2接触 D. 电梯上有乘客时，压敏电阻的阻值减小
6. （2022山东潍坊）我市装有多座过街天桥，极大方便了行人的出行。阴雨天时，空气潮湿，能见度低，路面湿滑，为保证行人上下天桥时的安全，需在天桥入口处设置警示灯。图甲是某同学为此设计的部分模拟电路，电磁铁及触点1固定不动，衔铁可在电磁铁作用下上下运动，带动铜棒绕点运动。该电路中需用到阻值随空气湿度变化的湿敏电阻，将湿敏电阻接在电路中（图中未画出），闭合开关，当空气湿度小于设定值时，警示灯随湿度变化而自动调整亮度；当空气湿度增大到设定值时，警示灯能不断闪烁。图乙是可供选择的两种湿敏电阻的阻值随湿度变化关系的图像。忽略电磁铁线圈电阻，灯泡阻值不变，以下说法正确的是（ ）
A. 应选R1作为该电路的湿敏电阻
B. 在、、三处位置中，湿敏电阻应安装在处
C.小于设定值时，湿度越小警示灯越亮
D. 向左移动滑片P，可使警示灯在较小湿度下实现闪烁
7.（2022四川成都） 为实现节能和智能控制，空调内部用到了传感器和电磁继电器，下图是启动或停止空调压缩机的电路示意图，电磁继电器是利用电磁铁控制工作电路通断的______（选填“用电器”、“电源”或“开关”），夏天，空调制冷，房间温度降低，热敏元件的电阻增大，控制电路的电流减小，电磁铁的磁性_______，低于设定温度时，工作电路就断开，停止制冷。
8. （2022浙江舟山）1820年，丹麦物理学家奥斯特通过实验首次证实电和磁之间的联系。小舟用图甲所示装置来模仿该实验。
（1）实验中得到通电直导线周围存在磁场的结论，那么他观察到的现象是________；
（2）早先电话听筒的结构如图乙所示，当变化的电流通过线圈时，电磁铁的_______强弱发生变化，对薄铁片产生变化的吸引力，从而使薄铁片振动不同而发出不同的声音，这样就可以听到对方的讲话了。
9.如图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_______作用下，合入门扣。在合入门扣的过程中_____能转化为______能。
10. 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．
11.小华将漆包线（表面涂有绝缘漆的铜线）绕在两个完全相同的铁钉上，制成了简易电磁铁甲和乙，按图连接好电路，探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”．请你结合该实验中的具体情况，完成下面的内容．
（1）通过观察电磁铁 的不同，可以判断电磁铁的磁性强弱不同．
（2）将甲乙串联的目的是 ．本次实验得到的结论是 ．
（3）检查电路连接完好，小华闭合开关后发现甲乙两个铁钉都不能吸引大头针，他下一步的操作是 ．
A．重新绕制电磁铁 B．更换电源
C．拆除滑动变阻器 D．移动滑动变阻器滑片
12．如图甲是一种电加热恒温箱的简化工作原理图，工作电路由U0=220V的电源和阻值为R0=88Ω的电热丝组成。控制电路由电压U1=7.5V的电源、开关、电磁继电器（线圈电阻不计）、电阻箱R1（取值范围为0120Ω）和热敏电阻Rt组成，热敏电阻Rt的阻值随温度变化关系如图乙所示。当控制电路的电流达到50mA时，衔铁被吸下，切断右边工作电路，停止加热。试求：
（1）工作电路中电热丝R0工作时的电流和工作1min产生的热量；
（2）若恒温箱的温度设定为60℃，则电阻箱R应取多大阻值；
（3）该恒温箱可设定的最高温度是多少。
13. （2022湖北孝感）图甲是某型号能设定加热温度的家用空气炸锅，其简化电路如图乙所示，它是通过电热丝R1来加热空气，从而加热食物，达到设定加热温度后，断开开关。求：
（1）将5×10-3kg的空气从20℃加热到200℃需要吸收的热量。c空气取1.0×103J/（kg·℃）；
（2）工作电路中电热丝R1与指示灯支路并联。已知R1的额定电压为220V，额定功率为1210W。正常工作时，工作电路的总电流为5.55A，此时指示灯支路消耗的功率；
（3）控制电路电源电压恒定，通过调节变阻器R3接入电路的阻值来设置加热温度，电阻R2置于温度监测区域，它的阻值随温度变化的关系如图丙所示。当加热温度设定为150℃，即R3的阻值调为100Ω时，闭合开关S，电磁继电器（不计线圈的电阻）的衔铁被吸下，工作电路接通，开始加热；直到温度达到150℃时，衔铁向上弹起，停止加热。则当R3的阻值调为80Ω时，对应的加热温度设定为多少？
14. （2022湖北天门）图甲是某小区电梯的结构示意图，它是由轿厢（500kg）、配重（400kg）、滑轮、缆绳、钢丝绳和电动机组成，绳重和摩擦忽略不计。为了安全，电梯设置了超载自动报警系统，如图乙。闭合控制开关，电梯没有超载时，触点与B接触，再闭合运行开关S2，电动机正常工作：超载时（即控制电路中的电流），触点与A接触，电铃发出报警铃声，即使闭合S2，电动机也不工作。控制电路电源电压为12V，电磁铁线圈电阻不计，轿厢内底而压力传感器的阻值与它所受压力F的关系如图丙所示，当受到2000N压力时，与定值电阻的功率之比为。
（1）该电梯空载静止时，与轿厢相连的缆绳对轿厢的拉力为______N。
（2）用笔画线代替导线，将图乙中的电动机和电铃连入电路。（导线不能交叉）
（3）该电梯的最大载重量（轿厢内人和货物的总重）为多少N？
（4）若每层楼高度3m，平均每人重600N，该电梯将8人从一楼运送到六楼，求电机牵引轿厢的钢丝绳做的功（此过程作匀速直线运动处理）。
15. （2022湖南张家界）如图甲是某自动控温电热水器的电路图，其中控制电路电压恒为6V，R1为热敏电阻，置于水箱中产生的热量对水箱中水温的影响忽略不计，R1阻值随温度变化的关系如图乙所示，R2为可调电阻，用来设定电热水器的水温。R3、R4为纯电热丝，均置于水箱中，R3=22Ω；电磁铁线圈电阻忽略不计，当电磁铁电流达到0.2A时，继电器衔铁被吸下来。（工作过程中，电源电压均保持不变），请完成下列问题：
（1）图甲中电磁铁的上端为______（选填“N极”或“S极”）；
（2）加热时电热丝R3的功率为_______；
（3）如果电热水器储有60kg的水，电路处于加热状态，正常工作1小时，产生的热量80%被水吸收，则水温升高了_______℃；[c水=4.2×103J/（kg•℃），结果保留1位小数]
（4）如果将电热水器水温设为60℃，R2的阻值应该调至_______Ω。
16. （2022山东泰安）如图所示，物理科技小组设计的具有防干烧功能的空气加湿器装置模型，由控制器和加热器组成，可在水量不足时自动停止加热。加热器有高、低两个档位，由开关和加热电阻丝、组成，，；控制电路电压恒定，，为压敏电阻，下方固定一个轻质绝缘形硬质杆，水箱注水后圆柱形浮体竖直上浮，通过形杆对压敏电阻产生压力，所受压力每增加，电阻减小。浮体体积为，质量为。科技小组对加湿器进行测试：向水箱内缓慢注水，当液面上升至浮体体积的浸入水中时，电磁铁线圈中电流为，此时衔铁恰好被吸下，加热器开始工作；当液面上升至浮体体积的浸入水中时，电磁铁线圈中电流为；当水箱注水量达到最大值时，电磁铁线圈中电流为。形硬质杆的质量和电磁铁线圈电阻忽略不计，取，水的密度为，水的比热容为。
（1）当加热器处于高档位时，加热所产生的热量全部被的水吸收，水温升高了25℃。求加热器的高档功率和低档功率；
（2）求浮体体积的浸入水中时受到的浮力和此时压敏电阻受到的压力；
（3）求水箱注水量达到最大值时，浮体浸入水中的体积。
2023-2024学年度物理九年级全一册同步（拓展）学讲练测大讲义（人教版通用）
第二十章 电与磁
专题20.3 电磁铁 电磁继电器
学新课标对课节知识点要求
【课程标准】了解电磁铁在生产生活中的应用。
【学习目标】
1.了解什么是电磁铁。说明电磁铁的特点和工作原理。
2.通过实验得出电磁铁磁性强弱与哪些因素有关。
3.能说明电磁继电器的结构和工作原理，了解其在生产、生活中的应用。
【重点】重点是电磁铁的特点和工作原理。了解其在生产、生活中的应用。
【难点】难点是电磁继电器的结构和工作原理。
学课节知识点
知识点1. 电磁铁
定义：插有铁芯的通电螺线管。
特点：①电磁铁的磁性有无可由通断电控制，通电有磁性，断电无磁性；
②电磁铁磁极极性可由电流方向控制；
③影响电磁铁磁性强弱的因素：电流大小、线圈匝数、：电磁铁的电流越大，它的磁性越强；电流一定时，外形相同的电磁铁，线圈匝数越多，它的磁性越强。
注意：探究影响电磁铁的磁性强弱的因素试题解法
①首先从已有知识写出影响电磁铁磁性的因素：电流的大小与线圈的匝数；
②根据影响因素选择合理的器材，明确显示电磁铁磁性强弱的方法，然后利用控制变量法设计实验方案；③最后根据实验现象得出结论。注意：实验结论要强调”在xxxx相同时”前提条件.
知识点2. 电磁继电器
1.继电器是利用低电压、 弱电流电路的通断，来间接地控制高电压、强电流电路的装置。实质上它就是利用电磁铁来控制工作电路的一种开关。
2.电磁继电器由电磁铁、衔铁、簧片、触点组成。
3.电磁继电器的结构：电磁继电器由电磁铁、衔铁、弹簧、动触点和静触点组成，其工作电路由低压控制电路和高压工作电路组成。
知识点3. 扬声器
1．扬声器是把电信号转换成声信号的一种装置．它由固定的永久磁体、线圈和锥形纸盆构成。扬声器的线圈中通过时刻变化的电流，产生不同方向的磁场，线圈就不断地来回振动，纸盆也振动起来，就发出了声音．
2. 扬声器的工作原理：线圈通过如图下所示电流时，受到磁体吸引而向左运动；当线圈通过方向相反的电流时，受到磁体排斥而向右运动。由于通过线圈的电流是交变电流，它的方向不断变化，线圈就不断地来回振动，带动纸盆也来回振动，于是扬声器就发出了声音。
讲课节知识点的例题解析
【例题1】（2022湖北宜昌）关于如图所示的实验，下列说法中正确的是（ ）
A. 这是模拟法拉第电磁感应实验的场景
B. 移走小磁针，电流的磁场消失
C. 根据这一现象的原理，制成了电磁铁
D. 将导线断开，小磁针N极将指向地磁场的北极
【答案】C
【解析】A．这是探究通电导体周围存在磁场，即奥斯特实验的场景，故A错误；
B．该磁场是电流的磁场，只有电路中有电流，导线周围就存在磁场，小磁针的作用是证实通电导体周围有磁场，故B错误；
C．该实验说明通电导体周围存在磁场，这种现象是电流的磁效应，根据这一现象人们发明了电磁铁，故C正确；
D．将导线断开，导线中没有电流通过，电流的磁场消失。由于受地磁场的影响，小磁针N极将指向地磁场的南极，故D错误。故选C。
【例题2】（2022辽宁沈阳）如图所示是电磁继电器的工作原理图，闭合开关后，下列说法正确的是（ ）
A. 弹簧的弹性势能减小
B. 电磁铁的上端为极
C. 电动机工作，灯不发光
D. 电磁铁的工作原理是电磁感应
【答案】C
【解析】A．当闭合开关后，电磁铁产生磁性吸引衔铁，右半部分下落，弹簧被拉长，弹性势能增大，故A错误；
B．当闭合开关后，线圈相当于通电螺线管，根据右手螺旋定则判断电磁铁上端为N极，故B错误；
C．当闭合开关后，电磁铁产生磁性吸引衔铁，右半部分往下落，开关与下面电动机所在的电路结合，电动机所在电路闭合，电动机正常工作，开关与上面灯泡所在的电路分离，灯泡所在电路断路，灯泡不发光，故C正确；
D．电磁继电器的工作原理是电流的磁效应，与电磁感应无关，故D错误。故选C。
【例题3】（2022哈尔滨）如图所示，在探究“影响电磁铁磁性强弱因素”的实验中，未闭合开关时，静止在弹簧下端的铁块质量为0.1kg，此时铁块受到弹簧的拉力是______N；闭合开关后，弹簧的长度会_______。（g=10N/kg）
【答案】 1 变长
【解析】铁块的重力
G=mg=0.1kg×10N/kg=1N
所以铁块受到弹簧的拉力是1N。
闭合开关后，电磁铁产生磁性，吸引铁块，所以弹簧的长度会变长。
强化知识点的达标问题精练
1. （2022哈尔滨）如图所示，闭合开关后，下列说法不正确的是（ ）
A. 电铃利用电流热效应工作
B. 电源用来提供电能
C. 导线用来连接电路元件
D. 开关用来控制电流通断
【答案】A
【解析】A．电铃的重要部件是电磁铁，利用电流的磁效应工作的，故A错误，A符合题意。
B．在电路中，电源是用来提供电能的，将其他形式的能转化成电能，故B正确，B不符合题意。
C．在电路中，导线具有良好的导电性，导线用来连接电路中的各个元件，使电路构成回路，故C正确，C不符合题意。
D．在电路中，用开关来控制电路的通断，故D正确，D不符合题意。
2. （2022山西）创新小组的同学们为学校食堂设计了一个可自动注水的储水池。如图是它的简化装置图，电源电压一定。控制电路中，RN为压敏电阻，其阻值随压力的变化而变化，R0为定值电阻。闭合开关S1、S2，当池中水位上升到一定高度时，触点分离，工作电路断开，注水装置自动停止注水，当池中水位下降到一定位置时，触点连接，工作电路接通，注水装置自动开始注水。下列分析正确的是（ ）
A. 水位上升时，电磁铁磁性变弱B. 水位上升时，通过R0电流变小
C. 水位下降时，R0的电功率变大D. 水位下降时，RN的阻值会变大
【答案】D
【解析】AB．水位上升时，向池中注水，触点接触，当注满水时，触点分离，说明RN电阻逐渐减小，电流变大，磁性变强，将衔铁吸引到下面，故AB错误；
CD．水位下降时，需要注水，触点接触，电磁铁磁性减弱，故RN的阻值会变大，电流变小，根据P=I2R可知，R0的电功率变小，故C错误，D正确。故选D。
3. （2022四川南充）电和磁的关系可以理解为“电生磁”或“磁生电”，下列几个装置都与这一关系有关，其中正确的说法是（ ）
A. 图甲，当电磁继电器线圈通以额定电流时，接线柱AB接通
B. 图乙，绕在铁钉上的线圈通电电流越大，能吸引的回形针数量越多
C. 图丙，动圈式话筒的工作原理与电动机的工作原理相同
D. 图丁，扬声器是利用电磁感应的原理工作的
【答案】B
【解析】A．图甲，当电磁继电器线圈通以额定电流时，电磁铁产生磁性，将衔铁向下吸，动触点B与静触点C接通，故A错误；
B ．电磁铁磁性强弱与电流的大小和线圈的匝数有关，图乙中，当线圈电流越大时，电磁铁产生的磁性越强，则能吸引的回形针数量就越多，故B正确；
C．动圈式话筒工作时，声音的振动带动线圈在磁场中做切割磁感线的运动，在线圈中产生与声音变化一致的感应电流，动圈式话筒工作利用了电磁感应原理，与发电机的工作原理相同，故C错误；
D．图丁中，扬声器中通入交变电流，通电的线圈在磁场中受力而带动纸盆振动发出声音，因此扬声器是利用通电导体在磁场中受力的作用而工作的，故D错误。故选B。
4. （2022山东烟台）如图所示，是巨磁电阻特性原理的示意图，其中GMR是一个巨磁电阻，其阻值随磁场的增强而急剧减小。闭合开关S1、S2，下列说法正确的是（ ）
A. 电磁铁的右端为N极
B. 当滑片P向右滑动时，电磁铁磁性增强
C. 当滑片P向左滑动时，巨磁电阻的阻值增大
D. 当滑片P向左滑动时，指示灯变亮
【答案】D
【解析】A．闭合开关S1，电流从电磁铁的右端流入，左端流出，根据安培定则可知电磁铁左端为N极，右端为S极，故A错误；
BCD．闭合开关S1、S2，滑片P向右滑动时，滑动变阻器连入电路中的电阻变大，电压一定，由可知，电流变小，电磁铁磁性减弱；滑片P向左滑动时，电磁铁磁性增强，由题可知，巨磁电阻的阻值减小，电压一定，由可知，电流变大，由P=UI可知，指示灯的实际功率变大，所以指示灯变亮，故BC错误，D正确。故选D。
5. （2022山东聊城）如图所示，是智能扶手电梯的原理图，其中是压敏电阻。电梯上无乘客时，电动
机转动变慢，使电梯运动变慢；电梯上有乘客时，电动机转动变快，使电梯运动变快。下列说法正确的
是（ ）
A. 电磁铁上端是极 B. 电磁继电器与发电机工作原理相同
C. 电梯上无乘客时，衔铁与触点2接触 D. 电梯上有乘客时，压敏电阻的阻值减小
【答案】AD
【解析】A．根据安培定则，伸出右手，四指的方向为电流的方向，大拇指的方向为N极的方向，故电磁铁的下端为N极，上端为S极，故A正确；
B．电磁继电器工作的原理是电流的磁效应，即通电导线周围存在磁场，而发电机工作原理是电磁感应现象，即闭合电路的部分导体切割磁感线时，会产生感应电流，故B错误；
C．如图所示，当触点与1接触时，电动机与定值电阻R1串联，电动机分担的电压比较小，转速比较慢，而当触电与2接触时，只有电动机接入电路，电动机转动变快，故当有乘客时，衔铁与2接触，没有乘客时，衔铁与1接触，故C错误；
D．当有乘客时，衔铁与2接触，此时衔铁被吸下来，说明通过电磁铁的磁性变强，通过电磁铁的电流变大，则说明压敏电阻的阻值变小，故D正确。故选AD。
6. （2022山东潍坊）我市装有多座过街天桥，极大方便了行人的出行。阴雨天时，空气潮湿，能见度低，路面湿滑，为保证行人上下天桥时的安全，需在天桥入口处设置警示灯。图甲是某同学为此设计的部分模拟电路，电磁铁及触点1固定不动，衔铁可在电磁铁作用下上下运动，带动铜棒绕点运动。该电路中需用到阻值随空气湿度变化的湿敏电阻，将湿敏电阻接在电路中（图中未画出），闭合开关，当空气湿度小于设定值时，警示灯随湿度变化而自动调整亮度；当空气湿度增大到设定值时，警示灯能不断闪烁。图乙是可供选择的两种湿敏电阻的阻值随湿度变化关系的图像。忽略电磁铁线圈电阻，灯泡阻值不变，以下说法正确的是（ ）
A. 应选R1作为该电路的湿敏电阻
B. 在、、三处位置中，湿敏电阻应安装在处
C 小于设定值时，湿度越小警示灯越亮
D. 向左移动滑片P，可使警示灯在较小湿度下实现闪烁
【答案】BD
【解析】A．由图乙知，R1的电阻随湿度的增加而增加，R2的电阻随湿度的增加而减小。根据实际情况，当空气潮湿，能见度变低时，警示灯变亮，电路中电流变大，电阻变小，即湿敏电阻随湿度的增加而减小，所以应选R2作为该电路的湿敏电阻，故A错误；
B．由图甲知，当湿度增大，能见度低，湿敏电阻变小，根据欧姆定律得，电路的电流增大，电磁铁的磁性变强，将衔铁吸引下来，若湿敏电阻应安装在处时，会被短路，电路的电流突然增大，警示灯一下变得很亮起到闪烁的作用，故B正确；
C．由图乙知，当湿度减小，湿敏电阻变大，根据欧姆定律得，电路的电流变小，所以小于设定值时，湿度越小警示灯越暗，故C错误；
D．向左移动滑片P，电路中电阻变小，根据欧姆定律得，电路的电流增大，电磁铁的磁性变强，将衔铁吸引下来可使警示灯在较小湿度下实现闪烁，故D正确。故选BD。
7.（2022四川成都） 为实现节能和智能控制，空调内部用到了传感器和电磁继电器，下图是启动或停止空调压缩机的电路示意图，电磁继电器是利用电磁铁控制工作电路通断的___________（选填“用电器”、“电源”或“开关”），夏天，空调制冷，房间温度降低，热敏元件的电阻增大，控制电路的电流减小，电磁铁的磁性___________，低于设定温度时，工作电路就断开，停止制冷。
【答案】 开关 减弱
【解析】电磁继电器是利用电磁铁控制衔铁的吸下或弹起从而控制工作电路的通断，相当于开关。
电磁铁的磁性与通过电磁铁的电流大小有关，当控制电路的电流减小时，电磁铁的磁性将会减弱。
8. （2022浙江舟山）1820年，丹麦物理学家奥斯特通过实验首次证实电和磁之间的联系。小舟用图甲所示装置来模仿该实验。
（1）实验中得到通电直导线周围存在磁场的结论，那么他观察到的现象是___________；
（2）早先电话听筒的结构如图乙所示，当变化的电流通过线圈时，电磁铁的___________强弱发生变化，对薄铁片产生变化的吸引力，从而使薄铁片振动不同而发出不同的声音，这样就可以听到对方的讲话了。
【答案】 （1）小磁针发生偏转 （2）磁性
【解析】（1）当开关闭合时，通电导线的周围产生了磁场，则导线右侧的小磁针在磁场的作用下会发生偏转。
（2）电磁铁磁性的强弱与电流的大小有关，当变化的电流通过线圈时，电磁铁的磁性强弱发生变化，对薄铁片产生变化的吸引力，使薄铁片振动不同而发出不同的声音，这样就可以听到对方的讲话了。
9.如图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______作用下，合入门扣。在合入门扣的过程中______能转化为______能。
【答案】吸引 弹簧（或弹力） 弹性势 动
【解析】有人在楼下按门铃时，楼上的人闭合开关，门锁上的电磁铁通电就具有磁性，衔铁就被吸引，从而脱离门扣，来人就可以拉开门。 关门时，开关是断开的，电磁铁没有磁性，此时衔铁在弹簧的作用下，合入门扣，这个过程是弹簧的弹性势能转化为衔铁的动能。
10. 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．
【答案】L1；导体； L2．
【解析】当水位下降没有达到金属块A时，使控制电路断开，电磁铁失去磁性，弹簧拉着衔铁使动触点与上面的静触点接触，工作电路接通，则L1 亮．当水位上涨时，水与金属A接触，由于水是导体，使控制电路接通，电磁铁吸引衔铁，使动触点与下面的静触点接触，工作电路接通，则 L2灯发光．
11.小华将漆包线（表面涂有绝缘漆的铜线）绕在两个完全相同的铁钉上，制成了简易电磁铁甲和乙，按图连接好电路，探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”．请你结合该实验中的具体情况，完成下面的内容．
（1）通过观察电磁铁 的不同，可以判断电磁铁的磁性强弱不同．
（2）将甲乙串联的目的是 ．本次实验得到的结论是 ．
（3）检查电路连接完好，小华闭合开关后发现甲乙两个铁钉都不能吸引大头针，他下一步的操作是 ．
A．重新绕制电磁铁 B．更换电源
C．拆除滑动变阻器 D．移动滑动变阻器滑片
【答案】（1）吸起大头针的数目；（2）控制电流相同； 在电流相同时，线圈的匝数越多，电磁铁的磁性越强；（3）D．
【解析】（1）探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”时，电磁铁的磁性强弱不能直接观察，而是通过电磁铁吸引大头针数量不同来反映，电磁铁吸引大头针越多，说明电磁铁的磁性越强；
（2）将甲乙串联的目的是控制电流相同，由图知，甲吸引大头针的个数较多，说明甲的磁性较强；甲乙串联，电流相等，甲的线圈匝数多于乙的线圈匝数，由此说明：电流相同时，线圈的匝数越多，电磁铁的磁性越强；
（3）检查电路连接完好，小华闭合开关后发现甲乙两个铁钉都不能吸引大头针，可能是电流太小的缘故，所以，他下一步的操作是移动滑动变阻器滑片，故选D．
12．如图甲是一种电加热恒温箱的简化工作原理图，工作电路由U0=220V的电源和阻值为R0=88Ω的电热丝组成。控制电路由电压U1=7.5V的电源、开关、电磁继电器（线圈电阻不计）、电阻箱R1（取值范围为0120Ω）和热敏电阻Rt组成，热敏电阻Rt的阻值随温度变化关系如图乙所示。当控制电路的电流达到50mA时，衔铁被吸下，切断右边工作电路，停止加热。试求：
（1）工作电路中电热丝R0工作时的电流和工作1min产生的热量；
（2）若恒温箱的温度设定为60℃，则电阻箱R应取多大阻值；
（3）该恒温箱可设定的最高温度是多少。
【答案】（1），；（2）60Ω；（3）180℃
【解析】（1）工作电路中电热丝R0工作时的电流为
工作时间
根据焦耳定律，电热丝R0产生的热量为
（2）由图象可知，当恒温箱的温度设定为60℃时，热敏电阻Rt的阻值为
此时控制电路的电流为
时，衔铁才吸合，从而切断右边工作电路，停止加热，根据
可得，控制电路总电阻为
根据串联电路电阻的特点可知，电阻箱R应取的阻值为
（3）由图乙可知，当恒温箱可设定的温度最高时，热敏电阻Rt的阻值最小，由于控制电路的电源电压和衔铁的吸合电流不变，根据
可知，电路总电阻不变，要使热敏电阻Rt的阻值最小，电阻箱R1接入的阻值应最大，即
由第（2）问可知，控制电路总电阻为
根据串联电路电阻的特点可知，热敏电阻Rt的阻值为
由图乙可知，当热敏电阻Rt的阻值为，恒温箱可设定的最高温度是180℃。
13. （2022湖北孝感）图甲是某型号能设定加热温度的家用空气炸锅，其简化电路如图乙所示，它是通过电热丝R1来加热空气，从而加热食物，达到设定加热温度后，断开开关。求：
（1）将5×10-3kg的空气从20℃加热到200℃需要吸收的热量。c空气取1.0×103J/（kg·℃）；
（2）工作电路中电热丝R1与指示灯支路并联。已知R1的额定电压为220V，额定功率为1210W。正常工作时，工作电路的总电流为5.55A，此时指示灯支路消耗的功率；
（3）控制电路电源电压恒定，通过调节变阻器R3接入电路的阻值来设置加热温度，电阻R2置于温度监测区域，它的阻值随温度变化的关系如图丙所示。当加热温度设定为150℃，即R3的阻值调为100Ω时，闭合开关S，电磁继电器（不计线圈的电阻）的衔铁被吸下，工作电路接通，开始加热；直到温度达到150℃时，衔铁向上弹起，停止加热。则当R3的阻值调为80Ω时，对应的加热温度设定为多少？
【答案】（1） 900J ；（2）11W；（3）200℃
【解析】（1）需要吸收的热量
（2）工作电路中电热丝R1与指示灯支路并联，R1的电流为
指示灯支路电流为
指示灯支路消耗的功率
（3）如图乙所示，R2、R3串联在电路中，当温度达到150℃时，如图丙，R2阻值为30Ω，此时总电阻为
此时电流为I′，衔铁向上弹起，当R3调为80Ω时，要使衔铁向上弹起，则电流为I′，则总电阻为130Ω
R2阻值为
查图丙可得，加热温度设定为200℃。
答：（1）需要吸收的热量为900J；
（2）指示灯支路消耗的功率为11W；
（3）加热温度设定为200℃。
14. （2022湖北天门）图甲是某小区电梯的结构示意图，它是由轿厢（500kg）、配重（400kg）、滑轮、缆绳、钢丝绳和电动机组成，绳重和摩擦忽略不计。为了安全，电梯设置了超载自动报警系统，如图乙。闭合控制开关，电梯没有超载时，触点与B接触，再闭合运行开关S2，电动机正常工作：超载时（即控制电路中的电流），触点与A接触，电铃发出报警铃声，即使闭合S2，电动机也不工作。控制电路电源电压为12V，电磁铁线圈电阻不计，轿厢内底而压力传感器的阻值与它所受压力F的关系如图丙所示，当受到2000N压力时，与定值电阻的功率之比为。
（1）该电梯空载静止时，与轿厢相连的缆绳对轿厢的拉力为______N。
（2）用笔画线代替导线，将图乙中的电动机和电铃连入电路。（导线不能交叉）
（3）该电梯的最大载重量（轿厢内人和货物的总重）为多少N？
（4）若每层楼高度3m，平均每人重600N，该电梯将8人从一楼运送到六楼，求电机牵引轿厢的钢丝绳做的功（此过程作匀速直线运动处理）。
【答案】 （1） （2） （3） （4）
【解析】（1）该电梯空载静止时，与轿厢相连的缆绳对轿厢的拉力等于配重的重力
（2）根据电路要求，电铃和电动机应并联，闭合控制开关，电梯没有超载时，压力传感器的电阻较大，控制电路的电阻较大，电磁铁的磁性弱，触点与B接触，再闭合运行开关S2，电动机正常工作；超载时，控制电路的电阻较小，即控制电路中的电流，电磁铁的磁性强，触点与A接触，电铃发出报警铃声，即使闭合S2，电动机也不工作；电路图如图
（3）已知，控制电路中R1、R2串联，两电阻的功率
解得
由图丙可知，时，，由此可得：。
载重越大，对轿厢地板压力越大，由图丙可知，阻值越小，控制电路中的总电阻就越小，控制电路的电流时即为不超载时的最大电流，也就是载重量最大；由得；电路中的最小电阻为
压敏电阻的最小阻值
查看图丙可知，，即电梯的最大载重量
（4）8个人的总重力
上升的高度
轿厢重
配重的缆绳对轿厢的拉力
匀速直线运动状态即平衡状态，所以有
所以钢丝绳做的功为
15. （2022湖南张家界）如图甲是某自动控温电热水器的电路图，其中控制电路电压恒为6V，R1为热敏电阻，置于水箱中产生的热量对水箱中水温的影响忽略不计，R1阻值随温度变化的关系如图乙所示，R2为可调电阻，用来设定电热水器的水温。R3、R4为纯电热丝，均置于水箱中，R3=22Ω；电磁铁线圈电阻忽略不计，当电磁铁电流达到0.2A时，继电器衔铁被吸下来。（工作过程中，电源电压均保持不变），请完成下列问题：
（1）图甲中电磁铁的上端为 ___________（选填“N极”或“S极”）；
（2）加热时电热丝R3的功率为___________；
（3）如果电热水器储有60kg的水，电路处于加热状态，正常工作1小时，产生的热量80%被水吸收，则水温升高了___________℃；[c水=4.2×103J/（kg•℃），结果保留1位小数]
（4）如果将电热水器水温设为60℃，R2的阻值应该调至___________Ω。
【答案】（1）S极 （2）2200W （3）25.1 （4） 20
【解析】（1）电磁铁是根据电流的磁效应制成的，图甲中电流从电磁铁的上端外侧流入，由安培定则可知，线圈的下端为N极，其上端的磁极为S极。
（2）分析甲图可知，当衔铁与上方触点接通时，电路中只有R3工作，为加热状态，
当衔铁与下方触点接通时，电路中R3与R4串联，一起工作，为保温状态，加热时电热丝R3的功率为
（3）电路处于加热状态，正常工作1小时，产生热量
Q=Pt=2200W×3600s=7.92×106J
产生的热量80%被水吸收，则水吸收热量
Q吸=80%×Q=80%×7.92×106J=6.336×106J
由Q吸=cmΔt变形得，水升高的温度
（4）如果将热水器中的水温设置为60℃，此时控制电路中的电流刚好为0.2A，由可知此时控制电路的总电阻
由图像可知，60℃时R1的阻值为10Ω，则R2的阻值为
R2=R总-R1=30Ω-10Ω=20Ω
16. （2022山东泰安）如图所示，物理科技小组设计的具有防干烧功能的空气加湿器装置模型，由控制器和加热器组成，可在水量不足时自动停止加热。加热器有高、低两个档位，由开关和加热电阻丝、组成，，；控制电路电压恒定，，为压敏电阻，下方固定一个轻质绝缘形硬质杆，水箱注水后圆柱形浮体竖直上浮，通过形杆对压敏电阻产生压力，所受压力每增加，电阻减小。浮体体积为，质量为。科技小组对加湿器进行测试：向水箱内缓慢注水，当液面上升至浮体体积的浸入水中时，电磁铁线圈中电流为，此时衔铁恰好被吸下，加热器开始工作；当液面上升至浮体体积的浸入水中时，电磁铁线圈中电流为；当水箱注水量达到最大值时，电磁铁线圈中电流为。形硬质杆的质量和电磁铁线圈电阻忽略不计，取，水的密度为，水的比热容为。
（1）当加热器处于高档位时，加热所产生的热量全部被的水吸收，水温升高了25℃。求加热器的高档功率和低档功率；
（2）求浮体体积的浸入水中时受到的浮力和此时压敏电阻受到的压力；
（3）求水箱注水量达到最大值时，浮体浸入水中的体积。
【答案】（1）900W，200W；（2）1.5N；（3）
【解析】（1）的水吸收的热量为
当加热器处于高档位时，加热所产生的热量全部被的水吸收，则高温挡产生的热量为
加热器的高档功率
根据可知，电源电压一定时，电阻越大，电功率越小，故当开关S闭合时，、并联，总电阻较小，电功率较大，此时为加热挡，加热挡的功率为900W，当开关S断开时，只有工作，电阻较大，处于低温挡，低档功率
（2）浮体体积的浸入水中时受到的浮力
物体A所受的重力为
物体A受到了向下的重力为0.5N，向上的浮力为2N，故杆对A的力是向下的，杆对A的压力为
（3）设控制电路的电压为U控，当杆对A的压力为1.5N时，对应压敏电阻的阻值为，则根据串联电路电压规律可以列等式
①
浮体体积的浸入水中时受到的浮力
物体A受到了向下的重力为0.5N，向上的浮力为5N，故杆对A的力是向下的，杆对A的压力为
根据所受压力每增加，电阻减小，此时压敏电阻的阻值为
此时对应的控制电路的电流为
根据串联电路电压规律可以列等式
②
联立①②可知
当当水箱注水量达到最大值时，电磁铁线圈中电流为，则此时总电阻为
压敏电阻的阻值为
当压敏电阻为50欧姆时，对应的压力为1.5N，此时压敏电阻的阻值为30Ω，则对应的压力为
此时物体A的浮力为
此时物体A浸入水中的体积