初中物理人教版九年级全册第二十章 电与磁第3节 电磁铁 电磁继电器课后作业题
展开1.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.电磁铁的铁芯可以使用永磁体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
2.电磁继电器的触点相当于( )
A.电磁铁 B.衔铁 C.开关 D.电源
3.如图所示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,弹性片发生形变具有弹性势能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
【点拨】通电后,电磁铁具有磁性(A端为N极),吸引衔铁(弹性片发生弹性形变而具有弹性势能),带动小锤,敲击铃碗发声,此时电路断开,电磁铁失去磁性,衔铁在弹性片的作用下恢复原状,使电路重新接通。如此不停重复,电铃就能发出持续不断的响声。
4.如图所示为电磁继电器的构造示意图,请指出下列各部位的名称。
A是__________。B是__________。C是__________。D是__________。
5.[2023宜昌]如图是一个磁悬浮地球仪,球体内部有一个永磁体,底座通电时地球仪可以悬浮在上方,此时底座相当于一个________;如果需要连续 调节地球仪的悬浮高度,可以通过在底 座电路中接入一个____________来实现。
【点拨】磁悬浮地球仪的原理是同名磁极相互排斥,球体内部有一个永磁体,底座通电以后相当于一个电磁铁;电磁铁的磁性强弱与电流的大小有关,滑动变阻器串联在电路中可以起到改变电路中电流大小的作用,所以如果需要连续调节地球仪的悬浮高度,可以通过在底座电路中接入一个滑动变阻器来实现。
6.在地球上,对列车速度影响较大的因素除了自身的动力外,还有车与轨道间的_____力。我国在超高速磁悬浮领域的技术全球领先,磁悬浮列车利用_________ _______________实现列车与轨道之间的悬浮。当列车要改变运行方向,通过改变电磁铁中的________方向就可以达到改变运行方向的目的。
7.[2023娄底]如图所示是一种温度自动控制报警装置电路图。当温度达到90 ℃时,就会启动报警装置,发出光信号提醒用户。温度计中的水银属于________(填“导体”或“绝缘体”); 报警时,工作电路中 的________灯亮。
【点拨】当温度计中的水银柱上升到90 ℃时,由于水银是导体,控制电路接通,电磁铁有磁性,将衔铁吸下,报警电路接通,电铃响,红灯亮,起到报警作用,此时绿灯无电流通过,绿灯不亮。
8.某实验小组用自制电磁铁探究影响电磁铁磁性强弱的因素。他们用相同的漆包线和铁钉绕制成两个电磁铁A和B,B铁钉上绕有更多匝数的线圈,实验装置如图所示。
(1)如图甲所示,闭合开关,电磁铁A的钉尖是______(填“N”或“S”) 极;将滑动变阻器的滑片P向右移动,能吸引________(填“更多”“不变”或“更少”)的大头针。
(2)如图乙所示,把电磁铁A和B串联,闭合开关,多次移动滑动变阻器的滑片P,发现电磁铁B总能吸引更多的大头针,通过比较,得出的结论是_____________________________ ________________。
电流相同,线圈的匝数越多,电
(3)电磁铁在生活中应用广泛,请举一例:____________。
9.[2023东营]小区内路灯能根据光线亮暗情况实现自动控制,其电路原理如图所示,R1是定值电阻,R2是光敏电阻,其阻值大小随光照强度的增大而减小。
当光线变暗时,下列判断正确的是( )
A.电流表示数减小,电磁铁的磁性减弱,开关S2闭合B.电流表示数减小,电磁铁的磁性增强,开关S2断开C.电流表示数增大,电磁铁的磁性增强,开关S2闭合D.电流表示数增大,电磁铁的磁性减弱,开关S2断开
【点拨】当光线变暗时,光敏电阻的阻值变大,控制电路中的总电阻变大,电路中的电流变小,电流表的示数变小,电磁铁的磁性减弱,对衔铁的吸引力减小,在弹簧的拉力作用下,动触点向下运动,开关S2闭合,故A正确。
10.[2023攀枝花,多选]为了应对即将到来的汛期,某课外兴趣小组设计了一个检测水库水位的装置,其原理如图所示。
L为安全指示灯,电铃为报警器,R1为定值电阻,R2为竖直放置、粗细均匀且足够长的电阻棒,滑片P可以在电阻棒上自由滑动,并与浮子用竖直的绝缘杆连接,可随着浮子的上下移动而改变电阻棒R2接入电路的阻值,从而可通过电流表的示数来反映水位的高 低。当滑片P指向R2的中点时,水位达到警戒值,电磁铁吸下衔铁报警。
则该检测器正常工作时( ) A.电磁铁的上端为N极 B.水位较低时,电磁铁的磁性较弱 C.若减小R1的阻值,警戒水位会变高 D.电流表示数越大,表示水位越高
【点拨】电流从电磁铁的下端流入,根据安培定则可知电磁铁上端为S极,故A错误;R2、R1、电磁铁、电流表是串联接入电路的,水位较低时,滑片P向下移动,R2接入电路的阻值较大,根据串联电路电阻规律可知电路中总电阻较大,当电源电压一定时,电路中电流较小,电磁铁磁性较弱,故B正确;
电磁铁刚好吸下衔铁的电流不变,电源电压不变,由欧姆定律可知,电路的总电阻不变,若减小R1的阻值,滑动变阻器R2的阻值会增大,滑片P会向下移动,警戒水位会变低,故C错误;电流表示数越大,当电源电压一定时,控制电路的电阻越小,根据串联电路电阻规律可知R2接入电路的阻值越小,滑片P向上移,由此可知水位越高,故D正确。
11.如图是热爱课外实践的小双同学设计的汽车CO2排放量检测电路。开关闭合后,电磁铁的上端是________(填“N”或“S”)极。图中气敏电阻R1的阻值随CO2浓度的增大而减小。当CO2浓度增大时, 导致电磁铁的磁性________(填 “增强”或“减弱”),当CO2 浓度高于某一设定值时,电铃 就会报警。
12.[2023本溪]小王自制了一个电磁秋千的玩具,如图甲所示。闭合开关后,推动一下永磁体,它在电磁铁排斥作用下来回摆动。请在图乙所示的简图中作出:
(1)电磁铁下端的磁极。
(2)电源的正、负极。
(3)图中的磁感线方向。
13.法国科学家阿尔贝·费尔和德国科学家彼得·格林贝格尔由于发现了巨磁电阻(GMR)效应,荣获了诺贝尔物理学奖。巨磁电阻效应是指某些材料的电阻在磁场中急剧变化的现象,这一发现大大提高了磁电之间信号转换的灵敏度,从而引发了 现代硬盘生产的一场革命。 实验小组设计了如图所示的 电路,来探究某GMR的阻值与磁场的关系。
(1)闭合开关S1,电磁铁的左边是________(填“N”或“S”)极。滑动变阻器R1的滑片向右端滑动,电磁铁的磁性________(填“增强”或“减弱”)。
(2)断开开关S1,闭合开关S2,无论怎样移动滑动变阻器R2的滑片,电流表指针几乎不偏转,电压表有示数但不 变。请分析电路故障:________________________
与电压表并联的GMR断路
(3)排除电路故障后,闭合开关S1、S2,保持R2滑片位置不变,将滑动变阻器R1的滑片向左端滑动,观察到电流表示数增大,电压表示数________(填“增大”“减小”或“不变”)。
【点拨】闭合开关S1、S2,右图中滑动变阻器R2和GMR串联,电压表测GMR两端的电压;保持R2滑片位置不变,观察到电流表示数增大,由公式U=IR可知R2两端电压增大,则GMR两端电压减小,即电压表示数减小。
(4)分析上述实验现象可知:该GMR的阻值随其周围磁场的增强而________(填“增大”“减小”或“不变”)。
【点拨】由(3)知电流表示数增大,说明GMR的阻值减小;此时左图中电磁铁的磁性增强,由此可知该GMR的阻值随其周围磁场的增强而减小。
14.[2023苏州] 寒冬,为了给小鸡仔提供温暖的环境,小明制作了恒温箱系统,原理如图所示。
控制电路由电磁继电器、滑动变阻器R1、热敏电阻R2(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R3和R4等组成。调好R1阻值,闭合开关S1、S2,箱内温度升高到设定值后即在小范围内波动,且降温阶段降温比较平缓。
(1)通电线圈上端是________极,温度升高时,电磁铁磁性________。
【点拨】闭合开关S1,电流从电磁铁上端流入,下端流出,由安培定则可知,通电线圈的上端为N极,下端为S极;温度升高时,热敏电阻R2的阻值随温度升高而显著减小,控制电路中电流变大,电磁铁的磁性增强。
(2)R3阻值________(填“大于”或“小于”)R4阻值。
(3)将R1的阻值稍微调小一些,恒温箱控制的温度将________。
【点拨】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R1的阻值稍微调小一些,热敏电阻R2的阻值变大,因热敏电阻R2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。
15.随着城市化的发展,城区内出现了越来越多的高层住宅楼,人们乘坐电梯上下楼。为了安全起见、电梯都设置超载自动报警系统,其内部构造如图甲所示。
控制电路的电源电压U=6 V,定值电阻R1=100 Ω,压敏电阻R2的阻值随压力F大小的变化关系如图乙所示。当控制电路中的电流达到0.03 A时,电梯发出超载警报。电梯底架自重和电磁铁线圈的阻值忽略不计。
(1)当电梯乘坐人数增多时,图甲中电磁铁的磁性________(填“增强”“减弱”或“不变”)。
(2)当电梯内的人总质量为600 kg时,控制电路中的电流是多少?(g取10 N/kg)
(3)电梯最多可搭载的乘客质量是多大?
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