第23讲： 电磁铁、电磁继电器试卷（原卷版+解析版）-2024-2025学年九年级全一册物理《考点•题型 •技巧》精讲与精练高分突破专题系列（人教版）

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考点01：电磁铁的构造及其原理
考点02：探究影响电磁铁的磁性强弱的因素
考点03：电磁体在生活中的应用
考点04：电磁继电器的原理
考点05：电磁继电器的应用
考点06：含电磁继电器的电路设计
考点07：电磁铁、电磁继电器作图问题
【知识梳理】
知识点01：电磁铁
1.电磁铁：把一根导线绕成螺线管，再在螺线管内插入铁芯，当有电流通过时，它会有较强的磁性。这种磁体，在有电流时有磁性，没有电流时就失去磁性，我们把这种磁体叫做电磁铁。
2.电磁铁工作原理：电流的磁效应。
3.电磁铁的磁性特点：通电时有磁性，断电时无磁性。
4.构造：主要由线圈和铁芯构成。如图所示。
知识点02：电磁铁的磁性
1.影响电磁铁磁性强弱的因素
(1)电流大小：电磁铁的磁性强弱与线圈中电流大小有关，在螺线管的外形和匝数相同时，电流越大，电磁铁的磁性越强。
(2)线圈匝数：电磁铁的磁性强弱与线圈的匝数有关，在螺线管的外形和通过的电流相同时，电磁铁线圈的匝数越多，电磁铁的磁性越强。
2.电磁铁的优点
(1)磁性的有无可通过电流的通断来控制；
(2)磁极的极性可通过改变电流的方向来控制；
(3)磁性的强弱可通过改变电流的大小和线圈的匝数来控制。
3.电磁铁的应用；电磁铁在电磁起重机、电磁继电器、电动机、发电机、电铃、磁浮列车上都有应用。
知识点03：电磁继电器
1.电磁继电器：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、强电流电路通断的装置。电磁继电器就是利用电磁铁来控制工作电路的一种开关。
2.构造：电磁继电器由电磁铁、衔铁、弹簧、触点组成。各部分作用如下：
电磁铁：通电时产生磁性，吸下衔铁；
衔铁：和动触点连在一起，带动动触点上下运动；
弹簧：电磁铁无磁性时，带动衔铁离开电磁铁；
触点：相当于控制电路的开关。
3.工作原理
电磁继电器电路包括低压控制电路和高压工作电路两部分。如图所示，低压控制电路接通时，电磁铁线圈中有电流，电磁铁有磁性，吸下衔铁，使动触点与静触点接触，从而使高压工作电路接通，高压工作电路中用电器开始工作；低压控制电路断开时，电磁铁线圈中无电流，电磁铁失去磁性，弹簧通过杠杆作用把衔铁拉起，使动触点与静触点分开，高压工作电路断开，高压工作电路中用电器停止工作。
低压控制电路包括：(低压)电源、电磁铁、开关、弹簧、衔铁；
高压工作电路包括：(高压)电源、用电器、触点。
4.电磁继电器的应用
(1)用低电压，弱电流控制高电压、强电流。利用电磁继电器可以实现利用低电压、弱电流控制高电压、强电流，从而使人远离高压电路，避免危险，如大型变电站的高压开关等。
(2)实现远距离控制。利用电磁继电器可以使人远离高温、有毒、有害的环境，实现远距离控制，如核电站中的开关等。
(3)实现自动控制。在电磁继电器控制电路中接入对温度、压力、光照等敏感的元件，还可以实现对温度、压力或光的自动控制，如水位自动报警器、温度自动报警器等。
知识点04：实验探究影响电磁铁的磁性强弱的因素
【题型归纳】
题型一：电磁铁的构造及其原理
1．（2023·陕西西安·模拟预测）图甲是一种磁悬浮地球仪摆件，地球仪内部装有磁铁，底座内部装有如图乙所示的电磁铁。下列说法正确的是（ ）
A．电磁铁周围存在着磁场
B．地球仪利用异名磁极间相互排斥的原理工作
C．图乙中，利用安培定则可判断电磁铁上端是N极
D．图乙中，将电源正、负极对调后，电磁铁磁极方向不变
【答案】A
【详解】A．通电导线周围存在磁场，电磁铁就是将通电导线绕成线圈，在线圈内部插入铁芯制成的，所以电磁铁周围也存在磁场，故A正确；
B．磁悬浮地球仪之所以能悬浮在空中，是利用了同名磁极相互排斥的原理，故B错误；
C．由安培定则可知，电磁铁上端为S极，故C错误；
D．乙图中，将电源正负极对调后，电流的方向发生了改变，电磁铁磁极方向随之改变，故D错误。
故选A。
2．（2023·陕西西安·三模）图﹣1是一种磁悬浮地球仪摆件，地球仪内部装有磁铁，底座内部装有如图﹣2所示的电磁铁。下列说法正确的是（ ）

A．图﹣1中，电磁铁周围存在着真实的磁场和磁感线
B．图﹣1中，地球仪利用异名磁极相互排斥的原理悬浮
C．图﹣2中，电磁铁的上端是S极
D．图﹣2中，将电源正负极对调后，电磁铁周围的磁场方向不变
【答案】C
【详解】A．磁体周围存在磁场，电磁铁周围也存在磁场，磁感线是为了描述磁场的分布，假想的曲线，不存在磁感线，故A错误；
B．磁悬浮地球仪之所以能悬浮在空中，是利用了同名磁极相互排斥的原理，故B错误；
C．图﹣2中，电流从螺线管的上端流入，由安培定则和图示可知，电磁铁上端为S极，故C正确；
D．图﹣2中，将电源正负极对调后，电流的方向发生了改变，电磁铁磁极方向随之改变，电磁铁周围的磁场方向改变。故D错误。
故选C。
3．（2022·湖南益阳·中考真题）如图所示的螺线管，当闭合开关后，下列判断正确的是（ ）
A．螺线管的左端为S极
B．右边小磁针的N极向左偏转
C．当滑片P右移时，螺线管的磁性会减弱
D．改变电流方向，通电螺线管的外部磁场方向不会改变
【答案】B
【详解】AB．由安培定则可知通电螺线管的左端是N极，右端是S极，因同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，所以小磁针的N极向左偏转，故A错误，B正确；
C．滑片P向右滑动时，滑动变阻器的电阻减小，电路的电流增大，通电螺线管的磁性增强，故C错误；
D．通电螺线管外部的磁场和条形磁体外部的磁场一样，它的两端分别是N极、S极，当改变螺线管中的电流方向时，螺线管的两磁极交换位置，外部磁场方向会改变，故D错误。
故选B。
题型二：探究影响电磁铁的磁性强弱的因素
4．（2024·河南商丘·一模）为了探究电磁铁的磁性强弱跟哪些因素有关，小明同学找来一些大头针，然后用漆包线（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，图甲、乙、丙、丁为实验中观察到的四种情况。
（1）实验是通过观察电磁铁 来知道电磁铁磁性强弱的；
（2）比较 两图可知：线圈匝数相同时，电流越大，电磁铁的磁性越强；
（3）由图丁可知：当电流一定时，外形相同的电磁铁， ，电磁铁的磁性越强。图丁中，铁钉下面的大头针分散的原因是： 。
【答案】 吸引大头针的数量 乙、丙 线圈匝数越多 见解析
【详解】（1）[1]实验中，电磁铁的磁性不同，吸引大头针的数目也不同，所以可通过观察电磁铁吸引大头针的数量知道电磁铁磁性的强弱。
（2）[2]要探究电磁铁磁性强弱与电流的关系，应保持线圈匝数相同，比较图乙和丙可知。图乙和丙中，线圈匝数相同，与变阻器串联在电路中，变阻器滑片所处的位置不同，说明其接入电路的阻值不变，电路的电流不同。
（3）[3]图丁中，两个匝数不同的电磁铁串联在电路中，通过的电流相同，右侧电磁铁线圈的匝数多，吸引大头针的数量也多，所以可得，当电流一定时，外形相同的电磁铁，线圈匝数越多，电磁铁的磁性越强。
[4]图丁中，大头针被磁化后，下端为同名磁极，而同名磁极相互排斥，所以铁钉下面的大头针分散。
5．（24-25九年级上·全国·课后作业）小红和小刚在做探究电磁铁的磁性跟哪些因素有关的实验时，作出了如下猜想：
猜想A：电磁铁通电时有磁性，断电时没有磁性
猜想B：通电的电磁铁的磁性与线圈的匝数有关
猜想C：通电的电磁铁的磁性与电流大小有关
为了验证上述猜想是否正确，小红和小刚共同设计了以下实验方案：用漆包线在大铁钉上绕制若干圈，制成简单的电磁铁。实验中观察到的现象如图a、b、c所示，请你完成如下填空：
(1)通过观察电磁铁吸引大头针数目多少的不同，来判断它的 ；请写出一个运用此实验研究方法的实验名称： （合理即可）；
(2)通过比较 两种情况，可以验证猜想A是正确的；
(3)图c中甲、乙串联的目的是 ；通过比较c中甲、乙两电磁铁，可得实验结论： ；
(4)实验中，大头针的下端都是分开的，原因是 ；
(5)小红在做如图b实验时，拿一根铜钉代替大铁钉，会发现铜钉不能吸引大头针，这是因为 ；
拓展设问
(6)用实验器材组成了如图所示的实验电路，分别连接电磁铁线圈的接线柱a、c，并调节滑动变阻器控制电流不变，可以发现接 （选填“a”或“c”）柱时，大铁钉下方吸引大头针较多。
【答案】(1) 磁性强弱 探究电流产生热量的多少与哪些因素有关
(2)a、b
(3) 控制电流相同 在电流一定时，电磁铁线圈匝数越多，磁性越强
(4)同名磁极相互排斥
(5)铁钉能被磁化，而铜钉不能被磁化
(6)c
【详解】（1）[1][2]实验中电磁铁磁性的强弱无法用眼睛直接观察，通过观察电磁铁吸引大头针数目多少的不同，来判断它磁性的强弱，吸引的大头针越多，电磁铁的磁性越强；运用的研究方法是转换法。探究电流产生热量的多少与哪些因素有关，通过观察U形管中液面的高度差反映电流产生热量的多少，也运用了转换法。
（2）A猜想中，电磁铁通电时有磁性，断电时没有磁性，由图可知，图a、b中两电磁铁相同，一个通电能吸引大头针，一个不通电，不能吸引大头针，符合要求。
（3）[1][2]图c中的两电磁铁是串联在一起的，因此，通过它们的电流是相同的，线圈匝数不同，吸引的大头针数目不同，得出的结论是：外形相同的螺线管，当电流相同时，线圈的匝数越多，它的磁性越强。
（4）大头针被磁化后，下端是同名磁极，根据同名磁极相互排斥，下端都是分开的。
（5）小红在做如图b实验时，拿一根铜钉代替大铁钉，会发现铜钉不能吸引大头针，这是因为铁钉能被磁化，而铜钉不能被磁化。
（6）通电的电磁铁的磁性与线圈的匝数有关，当电流相同时，线圈的匝数越多，它的磁性越强。连接电磁铁线圈的接线柱c时，线圈的匝数较多，电磁铁的磁性较强，大铁钉下方吸引大头针较多。
6．（23-24九年级上·宁夏固原·期末）为了探究“通电螺线管的磁性强弱与哪些因素”有关，小张找来了四节干电池、开关、滑动变阻器、两根大铁钉、很多大头针和一段较长的电阻丝，做了以下几次实验，实验现象如图所示。根据图示现象回答下列问题：
（1）实验中磁场的强弱是通过观察 来进行比较，这就是物理中常用的转换法；
（2）通过观察图甲中A与B两个通电螺线管，当通过线圈的电流相同、有无铁芯相同时，通电螺线管线圈的匝数越少，它的磁性就越 ；
（3）通过观察图甲中 两个通电螺线管，当通过线圈的电流相同、线圈的匝数相同时，有铁芯的通电螺线管的磁性强；（选填“A、B”、“B、C”或“A、C”）
（4）通过观察图乙与图丙，可以探究通电螺线管的磁性强弱与 的关系；
（5）结论：影响通电螺线管磁性强弱的因素有 。
【答案】 通电螺线管吸引大头针的数量 弱 B、C 电流大小 线圈的匝数、有无铁芯、通过螺线管的电流大小
【详解】（1）[1]实验中磁场的强弱是通过观察通电螺线管吸引大头针的数量来反映磁场的强弱，这用到了物理中的转换法。
（2）[2]图甲中A与B两个通电螺线管，可以看出当通过线圈的电流相同、有无铁芯相同时，通电螺线管线圈的匝数越少，吸引的大头针的数量越少，则它的磁性就越弱。
（3）[3]通过观察可知，图甲B、C两个通电螺线管，其通过线圈的电流相同、线圈的匝数相同时，有铁芯的通电螺线管的磁性强。
（4）[4]图乙和丙中，线圈的匝数相同、有无铁芯相同，图丙中滑动变阻器连入电路的电阻变短，电阻变小，电路中电流增大，其通电螺线管吸引大头针增多，其磁性增强，说明通过螺线管的电流越大，它的磁性就越强。
（5）[5]通过实验可以得出：影响通电螺线管磁性强弱的因素有线圈的匝数、有无铁芯、通过螺线管的电流大小。
题型三：电磁体在生活中的应用
7．（22-23九年级上·黑龙江绥化·期末）我校门卫人行小门的门吸与下列哪个实验原理相同（ ）
A．B．C．D．
【答案】D
【详解】门吸利用的是电磁铁通电后产生磁性，将门与门框吸在一起，并通过电流的通断控制磁性的有无，属于电磁铁的应用。
A．如图所示，通电后导体在磁场中受力而运动，属于电动机原理图，故A不符合题意；
B．如图所示，金属棒做切割磁感线的运动时，感应电流表有示数，表明导体中有电流，属于电磁感应现象，是发电机的原理，故B不符合题意；
C．通电后小磁针发生偏转，表明通电导体周围存在磁场，属于奥斯特实验原理图，故C不符合题意；
D．闭合开关，可以通过滑动变阻器调节电路中电流大小，改变电磁铁的磁性强弱，并通过电流的通断控制磁性的有无，属于电磁铁的应用，故D符合题意。
故选D。
8．（2021·江西·中考真题）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
【答案】A
【详解】A．插入钥匙并旋转才能启动汽车，所以旋转钥匙相当是闭合开关，接通电路，故A正确；
B．电磁铁是在电流通过线圈时，线圈产生磁性，所以电磁铁利用电流的磁效应工作的，故B错误；
C．图示中的电磁铁，电流从其上端流入，下端流出，据安培定则知，电磁铁的下端为S极，故C错误；
D．电动机工作时，大部分电能转化为机械能，小部分电能转化为内能，故D错误。
故选A。
9．（21-22九年级上·湖北孝感·期末）如图是直流电铃的原理图。关于电铃工作时的说法不正确的是（ ）
A．电流通过电磁铁时，电磁铁有磁性且A端为N极
B．电磁铁吸引衔铁，使电路断开
C．小锤击打铃碗发出声音，是由于铃碗发生了振动
D．小锤击打铃碗时，电磁铁仍具有磁性
【答案】D
【详解】A．根据安培定则，右手握住螺线管，四指指向电流的方向，大拇指所指的方向为螺线管的N极，由此可判断出A端为N极，故A正确，不符合题意；
B．电磁铁向下吸引衔铁时，弹簧片与螺钉分开，电路断开，故B正确，不符合题意；
C．声音是由物体的振动产生的，小锤击打铃碗时发出声音，是由于铃碗发生了振动，故C正确，不符合题意；
D．衔铁被吸引时，小锤击打铃碗，电路断路，电路中没有电流，电磁铁失去磁性，故D错误，符合题意。
故选D。
题型四：电磁继电器的原理
10．（23-24九年级上·山西临汾·阶段练习）如图所示是一个利用电磁继电器的温度自动控制装置。关于该装置，下列说法不正确的是（ ）
A．装置中的温度计使用的水银是导体
B．装置中的电磁铁工作原理与电饭煲相同
C．当温度达到85℃及以上，铃响灯不亮
D．灯亮铃不响说明温度低于85℃
【答案】B
【详解】A．温度计使用的水银容易导电，属于导体，故A正确，不符合题意；
B．装置中的电磁铁工作原理是利用电流的磁效应，电饭锅是利用电流的热效应来工作的，两者工作原理不同，故B错误，符合题意；
C．当控制电路中的温度达到85℃以上时，控制电路接通，电磁铁中有了电流，电磁铁有了磁性，吸下衔铁，动触点下移，接通电铃电路，电铃响，灯不亮，故C正确，不符合题意；
D．当控制电路中的温度没有达到85℃时，控制电路断开，电磁铁中没有电流，电磁铁失去磁性，弹簧将衔铁拉起来，动触点上移，接通电灯电路，故D正确，不符合题意。
故选B。
11．（23-24九年级上·安徽六安·期末）如图所示是一个利用电磁继电器的温度自动控制装置。关于该装置，下列说法正确的是（ ）
A．装置中的温度计使用的水银是绝缘体
B．装置中的电磁继电器与电动机原理相同
C．当温度达到85℃时，电铃响、灯不亮
D．当温度低于85℃时，电铃响、灯不亮
【答案】C
【详解】A．装置中的温度计使用的水银会导电，是导体，故A错误；
B．装置中的电磁继电器利用了电流的磁效应工作，电动机利用通电导体在磁场中受力的作用工作，故B错误；
C．当温度达到85℃时，水银与金属丝导通，电磁铁中有了磁性，吸下衔铁，断开电灯电路，接通电铃电路，电铃响、灯不亮，故C正确；
D．当温度低于85℃时，水银与金属丝断开，电磁铁失去磁性，弹簧将衔铁拉起，动触点与上面的静触点连通，电灯亮，电铃不响，故D错误。
故选C。
12．（23-24九年级上·陕西西安·期末）寒冬，为给小鸡仔提供温暖的环境，小明制作了恒温箱系统，原理如图。控制电路由电磁继电器、滑动变阻器、热敏电阻（安装在恒温箱内，阻值随温度升高而显著减小）、低压电源等组成。加热电路由电源、电热丝和等组成。调好阻值，闭合开关、，箱内温度升高到设定值后即在小范围内波动，且降温比较平缓。下列说法正确的是（ ）
A．恒温箱温度升高时，电磁铁磁性减弱
B．阻值大于阻值
C．电磁继电器中的电磁铁的原理是电流的磁效应
D．将的阻值稍微调小一些，恒温箱控制的温度将更高些
【答案】C
【详解】A．恒温箱温度升高时，热敏电阻的阻值随温度升高而显著减小，根据欧姆定律，电路中电流变大，电磁铁的磁性增强，故A错误；
B．温度升高时，电磁铁磁性增强，吸引衔铁，使电路接通，此时恒温箱处于保温状态；温度降低时，电磁铁磁性减弱，衔铁在左侧弹簧作用下被拉起，使电路接通，此时恒温箱处于加热状态；因加热功率大于保温功率，且电源电压不变，由公式可知，阻值小于阻值，故B错误；
C．电磁继电器中的电磁铁的原理是电流的磁效应，故C正确；
D．电磁铁吸引衔铁时的电流不变，控制电路电源电压不变，根据欧姆定律可知，控制电路的总电阻不变，将的阻值稍微调小一些，根据电阻的串联可知，热敏电阻的阻值变大，因热敏电阻的阻值随温度升高而显著减小，故恒温箱控制的温度将降低，故D错误。
故选C。
题型五：电磁继电器的应用
13．（23-24九年级上·山东菏泽·期末）“交通电子警察自动抓拍系统”原理如图所示，当车辆违规闯红灯时，就会自动接通摄像系统电路，“电子警察”就会自动抓拍违规车辆。下列说法正确的是（ ）
A．“交通电子警察自动抓拍系统”中的光控开关和压力开关是并联在电路中的
B．只要光控开关接收到红光，摄像系统就会自动拍摄
C．只有光控开关和压力开关都闭合时，摄像系统才会自动拍摄
D．车辆只要经过埋有压力开关的路口，摄像系统就会自动拍摄
【答案】C
【详解】ABC．“交通电子警察自动抓拍系统”中的光控开关和压力开关是串联在电路中的，分析电路图可知，只有光控开关和压力开关都闭合时，工作电路形成闭合回路，电磁铁通电产生磁性吸引衔铁向下，触点接触，摄像系统电路形成闭合回路，摄像系统才会自动拍摄，故AB错误，C正确；
D．由题意知，车辆闯红灯且要经过埋有压力开关的路口，光控开关和压力开关都闭合，摄像系统才会自动拍摄，故D错误。
故选C。
14．（23-24九年级上·天津河西·期末）如图是一种温度自动报警器的原理图，制作水银温度计时在玻璃管中封入一段金属丝，电源的两极分别与水银和金属丝相连。下列说法正确的是（ ）
A．当温度计达到40℃时，红灯亮同时电铃响
B．当温度计达到60℃时，绿灯亮同时电铃响
C．当温度计达到80℃时，红灯亮同时电铃响
D．当温度计达到60℃时，红、绿灯均亮同时电铃响
【答案】C
【详解】AC．如图，当温度到达80℃时，水银柱到达金属丝的下端，左边的控制电路闭合，控制电路中有电流，电磁铁有磁性，向下吸引衔铁，使衔铁向下运动，从而带动动触点向下运动，使红灯、电铃所在的电路接通，此时红灯发光、电铃响，发出报警信号，故A错误、C正确；
BD．如图，当温度到达60℃时，水银柱未到达金属丝的下端，左边的控制电路断开，控制电路中无电流，电磁铁没有磁性，衔铁在弹簧作用下向上运动，从而带动动触点向上运动，使绿灯所在的电路接通，此时绿灯发光，红灯不亮、电铃不响，故BD错误。
故选C。
15．（22-23九年级上·山东淄博·期末）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．温度降低到90℃以下时，报警器中的灯亮电铃不响
D．温度达到90℃时，报警器中的灯亮同时铃响
【答案】D
【详解】A．报警器利用水银导电，即当到达警戒温度时，水银与金属丝联通，构成了闭合回路，故电铃响，故利用的是水银的导电性，温度计的工作原理就是水银的热胀冷缩，故A正确，不符合题意；
B．报警器就是利用了电磁铁通电时有磁性，电铃响，断电时磁性消失，灯泡亮的特点的，故B正确，不符合题意；
CD．温度达到90℃时，水银与金属丝联通，构成了闭合回路，故报警器中的铃响灯灭，而没有到达警戒水位时，电铃不响，灯泡亮，故D错误，符合题意，C正确，不符合题意。
故选D。
题型六：含电磁继电器的电路设计
16．（2021·山东烟台·中考真题）某兴趣小组设计了一种路灯自动控制装置，路灯的通断由光控开关控制，两路灯的额定电压为220V，R为保护电阻，S为光控开关，白天光控并关断开两路灯不发光，晚上光控开关闭合，两路灯正常发光。下列电路设计符合要求的是（ ）
A．B．
C．D．
【答案】C
【详解】A．当开关S闭合时，将衔铁吸引下来，下面的灯亮，当开关断开，上面的灯亮，即每一次只能亮一个灯，故A不符合题意；
B．工作电压只有220V，而此选项中两个灯泡串联，两个灯泡都不能正常发光，故B不符合题意；
C．两灯泡并联，都能正常发光，且当开关闭合时，衔铁被吸下，灯泡正常发光，当开关断开时，两灯泡都不发光，故C符合题意；
D．不论开关是否闭合，两个灯泡都能同时正常发光，不能同时熄灭，故D不符合题意。
故选C。
17．（2020·山东潍坊·中考真题）大多数新冠肺炎患者会出现发热症状，已知热敏电阻的阻值随人体辐射的红外线而改变，人体温度越高热敏电阻的阻值越小。某同学据此设计了一个红外线体温安检电路。要求无人或体温低于37.3℃的人经过时仅绿灯亮，高于37.3℃的人经过时，红灯亮且电铃响起。下列设计符合要求的是（ ）
A．B．C．D．
【答案】C
【详解】无人或体温低于37.3℃的人经过时仅绿灯亮，高于37.3℃的人经过时，电阻的阻值越小，则电路中的电流越大，红灯亮且电铃响起，说明红灯与电铃要串联，且它们要与绿灯并联。
A．A图红灯装在干路，不论啥情况红灯均亮，A不符合题意；
B．B图绿灯与电铃串联，绿灯发光时电铃响，B不符合题意；
C．C图红灯与电铃串联，且它们与绿灯并联，故C符合题意；
D．D图在任何情况下红灯均发光，D不符合题意。
故选C。
18．（2022·江苏南京·一模）小明设计了一款“智能门禁”，能检测体温并进行人脸识别，其工作原理为：（1）若体温正常S1闭合，人脸识别成功S2闭合，电动机M工作，警示灯不亮；（2）若体温异常S1不闭合，人脸识别成功S2闭合，电动机M不工作，警示灯亮起；（3）不管体温是否正常，若人脸识别失败S2不闭合，电动机M不工作且警示灯不亮。下列电路设计符合要求的是（ ）
A．只有①符合B．只有②符合
C．①②均符合D．①②均不符合
【答案】A
【详解】图①中，若体温正常开关S1闭合，电磁铁把衔铁吸下，动触点与下面的静触点接触，警示灯断开，人脸识别成功开关S2闭合，电动机M工作（门打开），警示灯不亮；若体温异常S1不闭合，动触点与上面的静触点接触，电动机M断开，人脸识别成功S2闭合，警示灯接通，此时电动机M不工作警示灯亮起；不管体温是否正常，若人脸识别失败S2不闭合，电动机M和警示灯都断开，电动机M不工作且警示灯不亮，图①符合题意；
图②中，若体温正常开关S1闭合，动触点与下面的静触点接触，电动机M接通，不管人脸识别是否成功，电动机M工作（门打开），故②不符合题意。故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
题型七：电磁铁、电磁继电器作图问题
19．（23-24九年级上·安徽池州·期末）如图所示是一种恒温箱的工作原理图。当温度高于35℃时，电热器不工作；当温度低于35℃时，电热器工作。根据要求连好电路。
【答案】
【详解】恒温箱的工作原理分为控制电路和工作电路，控制电路中温度低于35℃，电磁继电器吸引衔铁使得电热器工作，如图所示：
20．（2023九年级上·全国·专题练习）某同学设计的冬季家庭温度自动控制器的工作原理如图所示。当室内温度低于25℃时温控开关闭合，绿灯不亮，加热电阻工作；当室温高于25℃时，温控开关断开，绿灯亮，加热电阻不工作，表示温度已经达到25℃。请根据以上要求，用笔画线代替导线，完成工作电路部分的连接。
【答案】
【详解】根据题意可知，当室内温度低于25℃时温控开关闭合，绿灯不亮，加热电阻工作，这说明衔铁是被吸下的，动触点与下面的静触点接触，使得加热电阻工作；当室温高于25℃时，温控开关断开，绿灯亮，加热电阻不工作，这说明衔铁是被拉起，动触点与上面的静触点接触，使得绿灯工作；加热电阻与绿灯工作时互不影响，是并联的，如下所示：
21．（23-24九年级上·黑龙江哈尔滨·期末）超市里的电梯，有人乘时运行较快，无人乘时为了节能运行较慢。利用电磁继电器设计如下图所示电路，其中是压敏电阻（受到压力时阻值较小，不受压力时阻值很大），是限流电阻（如果串联在电路中可减小电路中的电流）。请按照要求用笔画线代替导线将工作电路连接完整；并在括号中标出电磁铁上端的极性。
【答案】
【详解】将R1和电磁铁串联接入控制电路；将电动机和下触点串联组成工作电路，限流电阻R2、电动机和上触点串联组成限流电路。可实现受到压力时，R1的阻值减小，电流变大，电磁铁磁性变强，右边电路只有M接入电路，当不受压力时，R1的阻值变大，电流变小，电磁铁磁性变弱，右边电路有M和R2串联接入电路，R2起到限流的作用。如下图所示：
【高分演练】
一、单选题
22．（24-25九年级上·全国）关于电磁铁，下列说法中正确的是（ ）
A．电磁铁内部的铁芯最好用钢材料制成
B．电磁铁的磁极不能改变
C．电磁铁磁性的强弱与通入的电流方向有关
D．电磁铁磁性的强弱与通入电流的大小有关
【答案】D
【详解】A．电磁铁的铁芯需用软磁性材料制成，使之通电有磁性，断电无磁性，故A错误；
B．电磁铁的磁极随着电流方向的变化而变化，故B错误；
C．电磁铁磁性的极性与通入的电流方向有关，电磁铁磁性的强弱与通入的电流方向无关，故C错误；
D．电磁铁磁性的强弱与通入电流的大小有关，电流越大，磁性越强，故D正确。
故选D。
23．（23-24九年级上·江苏宿迁·期末）如图是汽车启动原理图，汽车启动时需将钥匙插入钥匙孔并旋转（相当于闭合开关），根据电路图，下列说法正确的是（ ）
A．电磁铁是根据电磁感应原理制成的
B．工作时，电磁铁的上端为S极
C．电动机的工作电压比电磁铁的工作电压低
D．电磁铁通电时，吸引上方的衔铁，触点A、B接触，汽车启动
【答案】D
【详解】A．电磁铁通电后具有磁性，其原理是电流的磁效应，故A错误；
B．根据图示可知，电流从电磁铁的上方流入，根据安培定则可知，电磁铁上端为N极、下端为S极，故B错误；
C．由图可知，电磁铁的工作电压只是电动机的工作电压的一部分，电磁铁的工作电压比电动机的工作电压低，故C错误；
D．当钥匙插入钥匙孔并转动时，电路接通，电磁铁中有电流通过，电磁铁具有磁性，将上边的触点A吸下，使BC触点接通，电动机工作，进而汽车启动，故D正确。
故选D。
24．（23-24九年级上·安徽安庆·期末）巨磁电阻（GMR）效应是指某些材料的电阻在磁场中急剧减小的现象。如图是研究巨磁电阻特性的原理示意图，电源电压保持不变，当闭合后，使滑片P向左滑动过程中：（ ）
A．电流表的示数变小B．电压表的示数变大
C．电压表的示数与电流表的示数之比变小D．指示灯变暗
【答案】C
【详解】ABC．由题图可知，滑动变阻器的滑片P向左滑动过程中，变阻器接入电路的电阻变小，根据欧姆定律可知，电磁铁所在的电路的电流变大，因为电磁铁磁性的强弱与线圈匝数和通过的电流有关，匝数不变，通过的电流变大，所以此时电磁铁的磁性变强，巨磁电阻处于磁场越强的位置其电阻越小，所以此时巨磁电阻的阻值变小，因为巨磁电阻和灯泡串联，所以右边电路中电流变大，电流表示数变大，根据欧姆定律可知，小灯泡的两端电压变大，根据串联电路的电压特点可知，巨磁电阻的两端电压变小，由于电压表测的是巨磁电阻的两端电压，所以电压表的示数变小，所以，电压表的示数与电流表的示数之比变小，故AB不符合题意，C符合题意；
D．由于右边电路的电流变大，根据P=I2R可知，灯泡的实际功率变大，亮度变亮。故D不符合题意。
故选C。
25．（2024·陕西榆林·模拟预测）兴趣小组的同学们设计了一个电梯超载报警电路，如图-1所示，R是一个压敏电阻，其阻值随着压力的变化规律如图-2所示，当控制电路中的电流达到时，报警电铃响起。（忽略电磁铁的阻值）下列说法正确的是（ ）
A．电磁铁的上端为N极
B．压敏电阻R的阻值随压力的增大而增大
C．电梯设计的最大载重为
D．当电梯载重为时，压敏电阻R消杔的电功率为
【答案】D
【详解】A．根据安培定则可知，电磁铁的下端为N极，上端为S极，故A错误；
B．由图-2知，踏板上受到的压力越大，压敏电阻的阻值越小，即压敏电阻R的阻值随压力的增大而减小，故B错误；
C．当控制电路中的电流达到0.03A时，报警电铃响起，此时压敏电阻的阻值为
由图-2可知，此时压力大小为，电梯设计的最大载重为，故C错误；
D．当电梯载重为时，压敏电阻R的阻值为，压敏电阻R消耗的电功率
故D正确。
故选D。
26．（2024·内蒙古呼和浩特·一模）如图所示，“GMR”是巨磁电阻，它的阻值随磁场的增强而变小。当闭合开关S1和S2，滑动变阻器的滑片向左移动时，下列说法中正确的是（ ）
A．电压表V1与电压表V2之和不变
B．电磁铁的右端为N极
C．电压表V2与电流表A的比值不变
D．电压表V1与电流表A的比值变大
【答案】A
【详解】由图可知，巨磁电阻与指示灯串联，电压表V1测量巨磁电阻的两端电压，电压表V2测量小灯泡的两端电压，电流表测量通过巨磁电阻和指示灯的电流。闭合S1、S2并使滑片P向左滑动，滑动变阻器连入电路的阻值变小，根据欧姆定律可知，通过电磁铁电流变大，磁性变强，则巨磁电阻阻值变小，巨磁电阻所在电路的总电阻变小，根据欧姆定律可知，巨磁电阻所在电路的电流变大，电流表示数A变大；根据串联分压规律可知，巨磁电阻所分电压变小，电压表示数V1变小，灯泡所分电压变大，电压表V2示数变大。
A．电压表V1与电压表V2之和等于巨磁电阻所在电路的电源电压，电源电压不变，所以电压表V1与电压表V2之和不变，故A正确；
B．由题图可知，电流从电磁铁的右端外侧流入，根据安培定则可知，电磁铁的左端是N极，右端是S极，故B错误；
C．电压表V2与电流表A的比值为灯泡灯丝的电阻大小，由于灯泡的灯丝电阻随温度变化而变化，不是一个定值，所以电压表V2与电流表A的比值一定改变，故C错误；
D．电压表示数V1变小，电流表示数A变大，电压表V1与电流表A的比值变小，故D错误。
故选A。
27．（2024·山东淄博·二模）如图是家用空气开关的结构图，它由电磁铁P、衔铁OQ、闸刀S、弹簧等元件构成，它主要起保险作用。下列说法正确的是（ ）
A．电磁铁P是利用电流的热效应来工作的
B．电磁铁P的左端是S极
C．空气开关“跳闸”时一定是家庭电路发生了短路
D．当电流过大时，电磁铁磁性增强，使衔铁OQ转动，弹簧将闸刀拉起，切断电路
【答案】D
【详解】A．电磁铁P是利用电流的磁效应来工作的，故A错误；
B．电流从电磁铁P的左侧流入，由右手螺旋定则可知，左端为N极，故B错误；
C．空气开关“跳闸”是因为电路中电流过大，不一定是家庭电路发生了短路，也可能是总功率过大，故C错误；
D．当电流过大时，电磁铁磁性增强，吸引衔铁，使衔铁OQ转动，弹簧将闸刀拉起，切断电路，起到保护作用，故D正确。
故选D。
28．（23-24九年级下·湖南衡阳·阶段练习）法国科学家阿尔贝·费尔和德国科学家彼得·格林贝格尔由于巨磁电阻（GMR）效应而荣获2007年诺贝尔物理学奖。如图是研究巨磁电阻特性的原理示意图，实验发现，在闭合开关S1、S2且滑片P向右滑动的过程中，指示灯明显变暗，则以下说法正确的是（ ）
A．滑动变阻器的阻值变小
B．电磁铁的磁性增强
C．流过指示灯的电流增大
D．巨磁电阻的阻值随磁场的减弱而明显增大
【答案】D
【详解】AB．滑片P向右滑动的过程中，滑动变阻器接入电路的电阻变大，根据欧姆定律可知电路中的电流变小，所以电磁铁的磁性变弱，故AB错误；
CD．指示灯明显变暗，说明流过指示灯的电流变小，根据欧姆定律可知，含有巨磁电阻的电路的总电阻在变大，即巨磁电阻的电阻在变大，而电磁铁的磁性变弱，所以巨磁电阻的阻值随磁场的减弱而明显增大，故C错误，D正确。
故选D。
29．（2023九年级上·湖南衡阳·竞赛）如图所示，弹簧测力计下挂着条形磁铁。开关S拨在触点“2”位置且电流表示数为。要使弹簧测力计的示数变小，下列方法能实现的是（ ）
A．滑片P向a端滑动
B．将铁芯从螺线管中取出
C．将S拨到“3”位置，并通过调节仍使电流表示数为
D．将S拨到“1”位置，并通过调节仍使电流表示数为
【答案】D
【详解】根据电路中的电流方向，由安培定则，电磁铁的上端为N极，由图知，条形磁铁下端为N极。
A．滑片P向a端滑动，变阻器连入电路中的电阻变大，电流变小，电磁铁磁性变弱，根据同名磁极相互排斥，排斥力变小，弹簧测力计的示数变大，故A不符合题意；
B．将铁芯从螺线管中取出，电磁铁磁性减小，根据同名磁极相互排斥，排斥力变小，故弹簧测力计的示数变大，故B不符合题意；
C．将S拨到“3”位置，并通过调节仍使电流表示数为，线圈匝数变少，磁性减弱，排斥力变小，弹簧测力计的示数变大，故C不符合题意；
D．将S拨到“1”位置，并通过调节仍使电流表示数为，线圈匝数变多，磁性增强，排斥力变大，弹簧测力计的示数变小，故D符合题意。
故选D。
30．（2024·福建南平·一模）小南利用电磁继电器（电磁铁线圈电阻不计）制作了具有加热、保温等功能的恒温（40℃）加热器，温度40℃时热敏电阻R＝100 Ω，它的阻值随温度的升高而增大，电压U1＝3 V，定值电阻R0＝50 Ω，工作电路U2＝220 V，R1＝836 Ω，R2＝44 Ω，下列说法中正确的是（ ）
A．温度降低时电磁铁的磁性减弱
B．温度40℃时，控制电路的电流为0.03 A
C．工作电路在保温状态下的电功率为1100 W
D．工作电路在加热状态下每分钟消耗电能6.6×104 J
【答案】D
【详解】A．由图得，热敏电阻与定值电阻R0串联，依题意得，当温度降低时，热敏电阻的阻值变小，控制电路中总电阻变小，由欧姆定律得，电路中总电流变大，则电磁铁的磁性增强，故A错误；
B．温度40℃时，控制电路的总电阻为
控制电路的电流为
故B错误；
C．工作电路在加热状态下，衔铁连接b点， R2独自工作，此时电路中电阻最小，由得，电路中电功率最大；工作电路在保温状态下，衔铁连接a点，R1与R2串联，此时电路中电阻最大，由得，电路中电功率最小，为
故C错误；
D．工作电路在加热状态下每分钟消耗电能
故D正确。
故选D。
31．（23-24九年级上·河北石家庄·期末）小明为蔬菜的大棚设计了温度自动报警器，电路如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．达到报警温度时，电磁铁磁性消失，电铃、风扇工作
B．电磁铁是利用通电导体周围存在磁场制成的
C．控制电路中的水银可以换成油
D．工作电路中的衔铁可以用铜代替
【答案】B
【详解】A．达到报警温度时，电磁铁产生磁性，电铃、风扇工作，故A错误；
B．电磁铁的原理是电流周围存在磁场，故B正确；
C．控制电路中的水银可以导电，达到报警温度时接通电路，而油是绝缘体，所以不能换成油，故C错误；
D．电磁铁可以吸引衔铁，但不能吸引铜，所以不能用铜代替，故D错误。
故选B。
二、填空题
32．（24-25九年级上·云南曲靖·阶段练习）小军同学坐客车去我区某景区旅游，在旅途中，他发现安装了“海燕系统”，该系统具有追踪、抓拍及人脸识别功能，如图甲所示，系统摄像机的镜头是 透镜；小军又做了如图乙所示的实验，当开关闭合时，在滑片P向左移动的过程中，条形磁铁上方弹簧测力计的示数将 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。
【答案】 凸 变大
【详解】[1]摄像机的镜头相当于凸透镜，拍摄时，物距大于二倍焦距，成倒立、缩小的实像。
[2]如图乙，电流从电磁铁的上部流入，根据安培定则，上端为S极，则电磁铁上端和条形磁铁下端因异名磁极相互吸引。在滑片P向左移动的过程中，变阻器阻值变小，电流变大，则电磁铁磁性增强，所以对条形磁铁吸引力增强，所以弹簧测力计的示数将变大。
33．（24-25九年级上·云南曲靖·期中）小明想要探究“电磁铁磁性强弱与那些因素有关”，他设计的实验电路图如图所示。若要探究电磁铁磁性强弱与电流大小是否有关，在不改变电路和试验器材的情况下，小明接下来的操作是 ；实验过程中若观察到 的现象，则可得出：电磁铁线圈的匝数一定时，通过电磁铁线圈中的电流越大，电磁铁的磁性就越强。
【答案】 将滑动变阻器的滑片P分别向左或右移动 向左移动时电磁铁吸引大头针的数量增加，向右移动时电磁铁吸引大头针的数量减少
【详解】[1]探究电磁铁磁性的强弱与电流大小是否有关时，采用的是控制变量法，需要控制电磁铁的线圈的匝数不变，通过调节滑动变阻器来改变电流的大小。
[2]由图可知，要判断电磁铁的磁性强弱，可通过观察吸引大头针的数量来确定。实验过程中若观察到向左移动时电磁铁吸引大头针的数量增加，向右移动时电磁铁吸引大头针的数量减少，则可得出：电磁铁线圈的匝数一定时，通过电磁铁线圈中的电流越大，电磁铁的磁性就越强。
34．（2024·江苏苏州·二模）夏天的紫外线较强，人们在户外活动时间过长，会造成皮肤灼伤，甚至诱发皮肤癌。湾湾利用紫外光敏电阻对紫外线较灵敏的性质，设计了如图所示电路。当户外紫外线增强到设定值时，S2闭合，电动机转动，遮阳棚上防紫外线的遮阳布展开。
(1)电磁铁的上端为 极，为满足要求光敏电阻阻值随光的增强而 （选填“增大”或“减小”）；调试时发现，当户外紫外线增强到设定值时，S2仍未闭合。为了达到设计要求，需要把滑动变阻的滑片P向 （填“左”或“右”）移动；
(2)从安全用电的角度分析，进户线a应该是 线。
【答案】(1) S 减弱 右
(2)火
【详解】（1）[1]根据电路图可知，光敏电阻和滑动变阻器串联接入电路中，电流表测量电路中的电流，利用安培定则可知电磁铁的下端为N极，上端为S极。
[2]根据题意，当户外紫外线增强到设定值时，S2闭合电动机转动，说明电磁铁的磁性增强，控制电路中的电流变大，电路中的电阻变小，即光敏电阻阻值随光的增强而减弱。
[3]当户外紫外线增强到设定值时，S2仍未闭合，说明电磁铁磁性过弱了，即控制电路的电流过小了，这是由于控制电路的电阻过大导致的，所以应该减小电路中的电阻，即应该将滑动变阻器R1的滑片P向右移动。
（2）从安全用电的角度分析，开关应该接在进户线的火线上，由图可知开关控制的是进户线a，因此进户线a应该是火线。
35．（24-25九年级上·全国·课前预习）感应照明灯可以在天暗时自动发光，天亮时自动熄灭；控制电路如图所示，电源电压恒定，R1为定值电阻，R2为光敏电阻，其阻值随光照强度而变化。
(1)如图，圆形虚线框内为本电路的核心部件，它是通过低电压、弱电流来控制高电压、强电流的电路通断的装置，其名称为 ，它的原理是 ；
(2)在本图中，当控制电路电，流增大到一定程度时，受控电路将 （选填“接通”或“断开”）；
(3)光照强度增大时，光敏电阻R2的阻值 ，电压表示数 （选填“增大”“减小”或“不变”）.
【答案】(1) 电磁继电器 电流的磁效应
(2)断开
(3) 减小 减小
【详解】（1）[1][2]电磁继电器功能是利用控制电路的低电压、弱电流来控制工作电路的高电压、强电流，其主要部件是电磁铁，电磁铁是利用电流的磁效应原理工作的。
（2）控制电路电流增大到一定程度时，电磁铁磁性增强，将衔铁吸下，受控电路断开，灯L熄灭。
（3）[1][2]感应照明灯可以在天暗时自动发光，天亮时自动熄灭，说明光照强度增大时，光敏电阻R2的阻值减小，控制电路电流增大，电磁铁磁性增强，将衔铁吸下，受控电路断开，灯L熄灭；控制电路电流增大，定值电阻R1两端的电压增大，电源电压不变，光敏电阻R2两端的电压变小，即电压表的示数减小。
36．（2024·陕西西安·模拟预测）某学校为了培养学生的科学素养，组织科技创新大赛，小明在比赛中制作了水位自动报警器，原理图如图所示．当水位达到金属块A时（一般的水都不纯净，含杂质），原来发光的灯就会熄灭，同时 （红/绿）灯亮起；动、静触点相当于受控电路中的 （电源/用电器/开关）。若电源1左端为“-”极，那么电磁铁的上端的极性为 （N/S）极，若将电源1的正负极对调位置，该装置的水位报警工作情况 （不变/变化）。
【答案】 红 开关 S 不变
【详解】[1]当水位达到金属块A时，左侧控制电路接通，电流通过，电磁铁有磁性，吸引衔铁向下，受控电路红灯亮。
[2]动、静触点用于控制受控电路的通断，相当于受控电路中的开关。
[3]若电源1左端为“-”极，根据安培定则，右手握住螺线管，四指指向螺线管中电流的方向，则拇指所指的那端为N极，此时，电磁铁的下端为N极，上端为S极。
[4]若将电源1的正负极对调位置，通电后，电磁铁依然有磁性，可以吸引衔铁向下，故该装置的水位报警工作情况不变。
37．（2024·陕西西安·模拟预测）医院有一种如图甲所示的自动输液报警器，其工作原理如图乙所示。LED灯的主要材料是 （选填“导体”或“半导体”）。闭合开关后，当正常输液时，LED灯光通过充满药液的输液管可以使光敏电阻的受光强度增加，电磁铁吸引衔铁，绿灯亮；当无药液流过时电铃发声报警。则正常输液时，充满药液的输液管对LED灯光有 作用。与正常输液时相比较，当输液管中没有药液流经时，经过图乙中R0的电流 （选填“变大”“变小”或“不变”）。若图乙中，U1=12V，定值电阻R=60Ω，电铃的额定电压为9V，则电铃正常工作报警时的电功率为 W。
【答案】 半导体 会聚 变小 0.45
【详解】[1]LED灯的主要材料是硅等物质制成的，而硅属于半导体材料。
[2]由图可知，光通过输液管后发生了会聚，正常输液时，充满药液的输液管对LED灯光有会聚作用。
[3]根据题意知道，闭合开关后，当正常输液时绿灯亮，由图乙可知，此时衔铁被吸下，说明此时电磁铁的磁性增强，则电路中的电流变大。当无药液流过时电铃发声报警，由图乙可知，此时衔铁被释放，说明电磁铁的磁性减弱，则电路中的电流变小。
[4]由图乙知道，定值电阻R与电铃串联，根据串联电路的电压特点知道，定值电阻两端的电压
通过定值电阻的电流
根据串联电路的电流特点知道，通过电铃的电铃
电铃报警时的电功率
三、作图题
38．（23-24九年级上·山西大同·期末）乳制品企业的生产车间对于厂房温度有严格要求，在冬天温度也要求保持在18℃以上。为了监控厂区温度的变化，小亮设计了冬季温度自动报警装置，其原理如图所示。当厂区温度不低于18℃时，温控开关断开，绿灯亮，当厂区温度低于18℃时，温控开关闭合，红灯亮，提示厂区工作人员要及时提升温度。请根据以上要求，用笔画线代替导线，完成工作电路部分的连接。
【答案】
【详解】根据题意可知，当室内温度低于18℃时温控开关闭合，红灯亮，这说明衔铁是被吸下的，动触点与下面的静触点接触，使得红灯工作；当室温高于18℃时，温控开关断开，绿灯亮，这说明衔铁是被拉起，动触点与上面的静触点接触，使得绿灯工作；红灯与绿灯工作时互不影响，是并联的，如下所示：
39．（2023·辽宁营口·中考真题）某温度自动报警器的原理图如图所示。电磁铁上端为N极，在水银温度计中封入一段金属丝，当温度低于设定温度时，安全指示灯常亮；当温度达到设定温度时，安全指示灯熄灭，电铃发出报警信号。请在括号中标出电源的极性（用“+”或“-”表示）， 并在虚线框内填入电铃（）和指示灯的电路元件符号。

【答案】
【详解】电磁铁上端为N极，由安培定则可知电流从下端流入，电源的右端是负极，左端是正极，当温度低于设定温度时，水银与金属丝断开，电磁铁断电没有磁性，安全指示灯所在电路接通，指示灯亮，上面虚线框是指示灯，当温度达到设定温度时，水银和金属丝连接，电磁铁通电有磁性，把衔铁吸引下来，电铃所在电路接通，电铃发出报警信号，下面虚线框是电铃，如图所示：

40．（2023·辽宁葫芦岛·二模）图甲为某款磁悬浮地球仪，球体顶端相当于地理北极，球体内有一条形磁体，闭合电源开关，球体因受到顶端电磁铁的作用而悬浮在空中，图乙为其结构示意图。请在图中标出：
（1）球体内条形磁体上端的磁极（用N或S表示）；
（2）电磁铁a点磁感线方向；
（3）电源上端的极性（用“+”或“﹣”表示）。

【答案】
【详解】（1）由题知，球体顶端相当于地理北极，因为地磁南极在地理北极附近，地磁北极在地理南极附近，所以条形磁体的上端的S极，下端是N极。
（2）因为地球仪悬浮，所以条形磁体和电磁铁相互靠近的部分为异名磁极，则电磁铁的下端是N极，上端是S极，根据磁体周围的磁感线从N极出发，回到S极，所以电磁铁a点磁感线方向从下到上。
（3）根据安培定则，可以判断电流从上端进入电磁铁，从下端流出，所以电源的上端是正极，下端是负极，如图所示

四、实验题
41．（24-25九年级上·全国·课后作业）小红和小刚在做探究电磁铁的磁性跟哪些因素有关的实验时，作出了如下猜想：
猜想A：电磁铁通电时有磁性，断电时没有磁性
猜想B：通电的电磁铁的磁性与线圈的匝数有关
猜想C：通电的电磁铁的磁性与电流大小有关
为了验证上述猜想是否正确，小红和小刚共同设计了以下实验方案：用漆包线在大铁钉上绕制若干圈，制成简单的电磁铁。实验中观察到的现象如图a、b、c所示，请你完成如下填空：
(1)通过观察电磁铁吸引大头针数目多少的不同，来判断它的 ；请写出一个运用此实验研究方法的实验名称： （合理即可）；
(2)通过比较 两种情况，可以验证猜想A是正确的；
(3)图c中甲、乙串联的目的是 ；通过比较c中甲、乙两电磁铁，可得实验结论： ；
(4)实验中，大头针的下端都是分开的，原因是 ；
(5)小红在做如图b实验时，拿一根铜钉代替大铁钉，会发现铜钉不能吸引大头针，这是因为 。
【答案】(1) 磁性强弱 探究电流产生热量的多少与哪些因素有关
(2)a、b
(3) 控制电流相同 见解析
(4)同名磁极相互排斥
(5)铁钉能被磁化，而铜钉不能被磁化
【详解】（1）[1][2]实验中电磁铁磁性的强弱无法用眼睛直接观察，通过观察电磁铁吸引大头针数目多少的不同，来判断它磁性的强弱，吸引的大头针越多，电磁铁的磁性越强；运用的研究方法是转换法。探究电流产生热量的多少与哪些因素有关，通过观察U形管中液面的高度差反映电流产生热量的多少，也运用了转换法。
（2）A猜想中，电磁铁通电时有磁性，断电时没有磁性，由图可知，图a、b中两电磁铁相同，一个通电能吸引大头针，一个不通电，不能吸引大头针，符合要求。
（3）[1][2]图c中的两电磁铁是串联在一起的，因此，通过它们的电流是相同的，线圈匝数不同，吸引的大头针数目不同，得出的结论是：外形相同的螺线管，当电流相同时，线圈的匝数越多，它的磁性越强。
（4）大头针被磁化后，下端是同名磁极，根据同名磁极相互排斥，下端都是分开的。
（5）电磁铁的铁芯用铁而不用铜的主要原因是：铁是磁性物质，铁通电后容易被磁化，断电后铁的磁性容易消失，而铜钉不能被磁化。
42．（23-24九年级上·山东青岛·阶段练习）电生磁实验；
(1)如图甲所示为奥斯特实验装置，接通电路后，观察到小磁针偏转，说明 ，改变直导线中电流方向，小磁针的偏转方向发生改变，说明 ；
(2)用如图乙所示的装置“探究通电螺线管外部磁场的特点”：
①闭合开关，将小磁针放在螺线管周围的不同位置，观察小磁针静止时 极的指向，可以判断小磁针所在位置的磁场方向；
②在固定螺线管的光滑板面上均匀地撒上铁屑，铁屑有序排列成许多条曲线，由此可以看出螺线管周围的磁场和 周围的磁场相似；
(3)在探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”的实验中，同学们用相同的大铁钉制成了简易电磁铁甲、乙，并设计了如图所示的电路。当滑动变阻器向左移动时，电磁铁甲、乙能够吸引大头针的个数将 （填“增多”或“减少”），说明电流越 ，电磁铁磁性越强。根据图示可知，电磁铁 （填“甲”或“乙”）的磁性强。
【答案】(1) 通电导体周围存在磁场 通电导体周围的磁场方向与电流方向有关
(2) N 条形磁体
(3) 增多 大 甲
【详解】（1）[1]由图可知，该装置是著名的奥斯特实验，开关闭合后，电路为通路，有电流通过，小磁针发生偏转，说明小磁针受到磁力作用，故说明通电导体周围存在着磁场。
[2]改变电流方向，小磁针的偏转方向发生了改变，说明通电导体周围的磁场方向发生了改变，故表明了通电导体周围的磁场方向与电流方向有关。
（2）[1]物理学中规定小磁针静止时N极的指向即为该点的磁场方向，所以实验时通过观察小磁针静止时N极的指向，可以判断小磁针所在位置的磁场方向。
[2]铁屑在磁场中会被磁体磁化，从而在磁场中有序地排列起来。由通电螺线管周围的铁屑的排布情况可以确定通电螺线管周围磁感线的形状是纺锤形的，和条形磁体周围的磁场相似。
（3）[1][2]当滑动变阻器滑片向左移动时，滑动变阻器连入电路的阻值减小，由可知，电路中电流变大，吸引大头针的个数增多，说明电路中的电流越大，电磁铁的磁性越强。
[3]图示可知，甲吸引的大头针更多，说明电磁铁甲的磁性强。
43．（23-24九年级上·山西临汾·阶段练习）学习了电磁铁后，小梦在“探究电磁铁两极磁性强弱是否相同”的实验中，设计了如图所示的实验装置。
(1)通电后，电磁铁B端是 极；
(2)闭合开关后，滑动变阻器滑片P向右移动时，弹簧测力计的示数 （选填“变大”或“变小”）；
(3)在原位置将电磁铁两端对调，使A端向下，保持电流不变，观察到弹簧测力计示数与之前的读数相同。初步可得出的结论是：电磁铁两极磁性强弱 ；实验中用到的物理方法是 。
【答案】(1)N
(2)变小
(3) 相同 转换法
【详解】（1）由图可知，电流从电磁铁的上端流入，根据安培定则，通电后，电磁铁B端是N极。
（2）闭合开关后，滑动变阻器滑片P向右移动时，变阻器连入电路的电阻变大，电路中的电流变小，电磁铁的磁性减弱，对薄铁片的吸引力减小，弹簧测力计的示数变小。
（3）[1][2]在原位置将电磁铁两端对调，使A端向下，保持电流不变，观察到弹簧测力计示数与之前的读数相同。初步可得出的结论是：电磁铁两极磁性强弱相同；实验中用到的物理方法是转换法。将磁性强弱用弹簧测力计的示数显示出来。
44．（23-24九年级上·河南周口·期末）小红和小刚在探究电磁铁的磁性跟哪些因素有关的实验时，作出了如下猜想：
猜想A：电磁铁通电时有磁性，断电时没有磁性
猜想B：通电的电磁铁的磁性与线圈的匝数有关
猜想C：通电的电磁铁的磁性与电流大小有关
为了验证上述猜想是否正确，小红和小刚共同设计了以下实验方案：用漆包线在大铁钉上绕制若干圈，制成简单的电磁铁。实验中观察到的现象如图a、b、c、d所示，请你完成如下填空：
（1）通过观察电磁铁吸引大头针数目多少的不同，来判断它的 不同；
（2）通过比较 两种情况，可以验证猜想A是正确的；
（3）通过比较 两种情况，可以验证猜想C是正确的；
（4）通过比较d中甲、乙两电磁铁，可得实验论： 。
【答案】 磁性 a、b b、c 当电流相同时，线圈的匝数越大，电磁铁的磁性越强
【详解】（1）[1]电磁铁磁性强弱不易观察，可通过观察电磁铁吸引大头针数目多少的不同，来判断电磁铁磁性强弱，采用了转换法。
（2）[2]图a开关断开，电路中没有电流，电磁铁不能吸收大头针，说明电磁铁此时没有磁性；图b开关闭合，电路中有电流通过，电磁铁可以吸引大头针，说明电磁铁具有磁性，故通过比较a、b两种情况，可以验证猜想A是正确的。
（3）[3]图b与图c滑动变阻器滑片的位置不同，说明两个电路中的电流大小不同，而线圈匝数相同，图c吸引的大头针数目较多，说明电磁铁磁性更强，所以通过b、c两种情况，可以验证猜想C是正确的。
（4）[4]由图可知，d中甲、乙两电磁铁串联，电流相同，但线圈匝数不同，左侧电磁铁匝数较多，吸引的大头针数目较多，磁性更强，所以得出结论：在电流相同时，线圈匝数越多，电磁铁磁性越强。
五、科普阅读题
45．（23-24九年级上·辽宁沈阳·阶段练习）阅读短文，回答问题：
为延长蔬果保鲜时间，某同学帮助菜农设计了蔬果保鲜仓库的自动制冷装置，装置如图甲所示。控制电路中电源电压恒定，R1为热敏电阻，R1阻值随温度的变化关系如图乙所示，R2为定值电阻，阻值为5Ω，电磁铁线圈阻值忽略不计。当温度升高到5℃时，衔铁吸下，制冷器启动工作，衔铁弹回，工作电路断开制冷器停止工作。
(1)图甲电路中电磁继电器相当于一个 （选填“开关”或“电源”）；通电后，电磁铁上端是 极；
(2)温度升高时，热敏电阻R1的阻值将 （选填“增大”或“减小”）；
(3)若在控制电路中加一个电压表，使得温度升高时，电压表示数变大 （选填“R1”或“R2”）两端；
(4)如果要提高该装置所控制的最低温度，应更换R2，将R2的阻值 （选填“增大”或“减小”），但此时最高温和最低温的温度差可能将增大，理由是 。
【答案】(1) 开关 S
(2)减小
(3)R2
(4) 增大 温度越高，R1阻值变化越慢
【详解】（1）[1]电磁继电器的作用相当于一个开关，用来控制电路的通断。
[2]当开关闭合后，电流从电磁铁的上端流入，根据安培定则可知，电磁铁的下端为N极。
（2）由图乙可知，温度升高时，热敏电阻R1的阻值变小。
（3）两电阻串联，温度升高时，R1电阻变小，电路中电流变大，R2电阻不变，由，R2两端电压变大，所以电压表应加在R2两端。
（4）[1][2]提高该装置所控制的最低温度，R1电阻变小，若要保持到一定电流时，工作电路断开，则需将R2的阻值增大，此时温度差会变大，因为温度越高，R1阻值变化越慢。
46．（2024·广东云浮·一模）阅读短文，回答问题．
自动制冷装置
为延长蔬果保鲜时间，某同学帮助菜农设计了蔬果保鲜仓库的自动制冷装置，装置工作原理图如下题图甲所示．控制电路中电源电压恒定，为热敏电阻，其阻值随温度的变化关系如下题图乙所示，定值电阻，电磁铁线圈阻值忽略不计．当温度升高到时，控制电路中的电流刚好达到，衔铁吸下，制冷器启动工作；当电流降至时，衔铁弹回，工作电路断开，制冷器停止工作，如此进行间歇性循环工作．下题图丙为工作电路内制冷器功率与时间的关系图像。

(1)温度升高时，热敏电阻的阻值将 （选填“增大”或“减小”）；电磁铁的磁性将 （选填“增强”或“减弱”）。
(2)控制电路中的电源电压为 。
(3)该装置所控制的最低温度为 ℃。
(4)内，工作电路中制冷器消耗的总电能为 。
(5)在不改变控制电路中电源电压的情况下，若要降低所控制的最低温度，请写出一种简便可行的方法： （合理即可）。
【答案】(1) 减小 增强
(2)3
(3)2
(4)1.6
(5)减小R2的阻值
【详解】（1）[1][2]分析图像发现：温度升高时，热敏电阻阻值减小，根据欧姆定律，电路中电流就会增大，电磁铁的磁性就会增大。
（2）当温度升高到5℃时，R1=25Ω，控制电路中电流达到100mA=0.1A，电源电压为
（3）制冷器启动工作时温度降低，当制冷器停止工作时该装置所控制的温度最低，此时电路中的电流，根据欧姆定律计算可知，此时电路中的总电阻为，热敏电阻为
由图乙可知，热敏电阻的阻值为75Ω时，温度为2℃。
（4）由图丙可知一小时内，工作电路制冷器时间为
一小时内，工作电路制冷器消耗的总电能为
（5）降低该装置所控制的最低温度，R1电阻变大，若要保持电流降至37.5mA，衔铁弹回，工作电路断开，此时总电阻不变，应减小R2的阻值。
实验目的
探究影响电磁铁磁性强弱的因素
实验猜想
影响电磁铁磁性强弱的因素可能有螺线管中电流的大小、线圈匝数的多少
实验图示
物理研究方法
(1)控制变量法：在探究电磁铁磁性强弱与电流大小的关系时，必须控制线圈的匝数相同；在探究电磁铁磁性强弱与线圈匝数的关系时，必须控制线圈中电流相同。
(2)转换法：通过吸引大头针的数目来显示电磁铁磁性的强弱，利用了转换法。
实验结论
(1)电磁铁的磁性强弱与线圈中电流的大小有关，在电磁铁的外形和线圈匝数相同时，电流越大，电磁铁的磁性越强；
(2)电磁铁的磁性强弱与线圈的匝数有关，在电磁铁的外形和通过的电流相同时，线圈的匝数越多，电磁铁的磁性越强
实验改进提升
电磁铁磁性强弱除了受电流大小、线圈匝数的影响，还与有无铁芯有关，加入铁芯可以大大增强电磁铁的磁性。
根据控制变量法的思想，在探究电磁铁的磁性与有无铁芯的关系时，应该保持电流大小和线圈匝数相同，一个有铁芯，一个无铁芯，然后观察两个电磁铁吸引大头针的数目，从而判断电磁铁磁性强弱与有无铁芯的关系。如图所示。