初中物理人教版(2024)九年级全册第3节 电磁铁 电磁继电器精品课后复习题
展开第3节 电磁铁 电磁继电器
知识点1 电磁铁
1.关于电和磁,以下说法错误的是( )
A.通电导线周围存在磁场
B.磁感线不是磁场中真实存在的曲线
C.指南针之所以能指示南北方向,是因为地球就是个大磁体
D.电磁铁里的铁芯可以用铜芯来代替
2.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,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
3.关于电磁铁,下列说法中正确的是( )
A.电磁铁是根据电流的磁效应制成的
B.电磁铁的铁芯可以用铜棒代替
C.电磁铁的磁性强弱与电流的方向有关
D.电磁铁的磁性强弱只与电流的大小有关
4.利用大头针可以说明一些物理知识。
(1)图甲所示,小明所说的“多”是指铁钉的 比大头针大;
(2)图乙所示,灯泡发光,说明大头针具有 性;
(3)图丙所示,大头针被吸引,说明通电线圈周围存在 。
5.如图电磁起重机可以处理废弃钢铁材料。电磁起重机的主要部件是一个巨型电磁铁,它是根据 的原理制成,电磁起重机若要吸起更多的钢铁,可采取的方法是 (写出一种方法即可)。
6.如图所示是“探究影响通电螺线管磁性强弱的因素”的实验装置。
(1)正确连接好电路,闭合开关后,图中电磁铁能吸引大头针,这是利用电流的 效应;
(2)将滑动变阻器的滑片P向左移动,电磁铁能吸引的大头针数目 (选填“增多”、“不变”或“减少”),可以得出的结论: ;
(3)电磁铁在生产生活中有广泛的应用,请举一应用实例: 。
7.如图是小明探究“影响电磁铁磁性强弱因素”的装置图(A为指针下方固定的铁块;线圈电阻忽略不计)。小明通过观察指针B偏转角度的大小来判断电磁铁磁性的强弱。开始时导线a与接线柱1相连,闭合开关,指针B绕固定点O点发生偏转。
(1)实验前,应将导线b与滑动变阻器的 (选填“c”或“d”)接线柱连接。
(2)闭合开关,电磁铁的左端为 极;使滑片P向左移动时,指针的偏转角度变大,说明电磁铁磁性强弱与 有关。
(3)断开开关,将导线a与接线柱1相连改为与接线柱2相连,保持滑动变阻器的滑片P的位置不变,再闭合开关,此时指针偏转角度 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
(4)下图所示的装置中应用电磁铁工作的是 。(选填序号)
8.如图所示,A、B两个相同的铁钉上绕有不同匝数的线圈,把它们接入电路中。
(1)闭合开关,铁钉下端都吸引了大头针,这是因为通过线圈中的电流具有 效应。由安培定则可知:A的上端为它的 (填“N”或“S”)极;
(2)B铁钉吸引更多的大头针,是因为电磁铁的磁性强弱与线圈的 有关,而线圈中的电流 (填“大于”、“等于”或“小于”)绕在A铁钉上的线圈中的电流;
(3)不改变线圈匝数,要想铁钉能吸引更多的大头针,可以将滑片P向 (填“左”或“右”)移。
知识点2 电磁继电器
9.图为某超市的热风干手器,手伸入舱内时可吹出热风,其电路简化为如图所示,控制电路中R为光敏电阻。正常工作时工作电路的功率为1000W,电动机的功率为560W,下列说法正确的是( )
A.电磁继电器利用了电流的热效应
B.开关S闭合后电磁铁上端为N极
C.手伸入舱内时光敏电阻R的阻值增大
D.加热电阻丝阻值为110Ω
10.电磁铁、电磁继电器
(1)定义:插有 的通电 。
(2)电磁继电器是利用 、 电路的通断,来间接地控制 、 电路的装置。
(3)电磁继电器是利用 来控制工作电路的一种开关。
(4)电磁继电器的结构:电磁继电器由 、 、弹簧、 和 组成,其工作电路由低压控制电路和高压工作电路组成。
11.如图是汽车启动装置的电路简图,当钥匙插入钥匙孔并转动时,电磁铁有了磁性,此时电磁铁上端是 极,A与B触点 (选填“接通”或“断开”),汽车启动。
12.如图所示是小明设计的一种温度自动控制报警电路图,水银属于 (选“导体”或“绝缘体”)当温度低于90°C时,电磁铁 磁性(选填“有”或“无”),工作的用电器是 ,当温度达到90°C时,电磁铁 磁性(选填“有”或“无”),工作的用电器是 ,电磁铁工作时,它的上端为 极。
13.阅读材料,回答问题。
某学习小组设计了音乐喷泉控制系统模型,图甲为控制喷泉断续工作的模拟电路,控制电路的电源电压U是随音乐的节奏和强度变化而变化,假设其周期性变化如图乙所示,定值电阻R=10Ω,E为电子元件,当U<8V时,E两端的电压UE等于电源电压,U≥8V时,UE保持8V不变。当线圈中通过的电流I≥0.4A时,电磁继电器衔铁被吸下,水泵启动喷水。(线圈的电阻忽略不计)
(1)电磁铁是利用电流的 效应原理工作;
(2)当U=6V时,UE= V;
(3)当U= V时,电磁继电器衔铁刚好被吸下,此时,电阻R的功率为 W;
(4)电路工作10min,喷水时间共为 s。
14.小胡同学设计了一个温度报警器(图甲),R0是变阻器,R是热敏电阻。R的电阻大小随温度大小变化关系如图乙。
(1)甲图中的变阻器R0的作用除了可以改变报警的温度点,还可以 ;
(2)调试好电路,闭合开关S1和S2,当温度没有超过报警温度点时则不报警,若温度升高超过报警温度点时,电磁铁磁性将 (选填“增强”、“不变”或“减弱”),吸引衔铁,温度报警器将会 (选填“灯亮”或“铃响”);
(3)若要讲报警温度点调高一些,我们可以将变阻器的滑片向 (选填“左”或“右”)移动;
(4)控制电路中的电源是 (选填“电源1”或“电源2”),若此电源长时间工作,所提供的电源电压将 (选填“变大”、“不变”或“变小”),则报警器的报警温度点将会 (选填“升高”、“不变”或“降低”)。
参考答案:
1.D
【详解】A.奥斯特实验说明:通电导线周围存在磁场;且磁场方向和电流方向有关,故A正确,不符合题意;
B.磁感线是人们为了方便研究磁场,在磁体周围画的带箭头的曲线,这些曲线在磁场中根本不存在,故B正确,不符合题意;
C.地球是一个大磁体,地磁南极在地理北极附近,地磁的N极在地理的南极附近,故C正确,不符合题意;
D.铜不是磁性材料,电磁铁里的铁芯不可以用铜芯来代替,故D错误,符合题意;
故选D。
2.D
【详解】A.电流通过电磁铁时,电磁铁有磁性,根据安培定则判断出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,弹性片弯曲发生形变具有弹性势能,故B正确,不符合题意;
C.声音是由物体的振动产生的,小锤击打铃碗发出声音,是由于铃碗发生了振动,故C正确,不符合题意;
D.小锤击打铃碗时,弹性片和衔铁分离,电路断开,电磁铁没有磁性,故D错误,符合题意。
故选D。
3.A
【详解】A.电磁铁通电时具有磁性,断电时没有磁性,是根据电流的磁效应制成的,故A正确;
B.电磁铁的铁芯需要用软磁性材料制成,铜不是磁性材料,所以电磁铁的铁芯不可以用铜棒代替,故B错误;
CD.电磁铁的磁性强弱与电流的大小,线圈匝数有关,与电流方向无关,故CD错误。
故选A。
4. 质量
导电 磁场
【详解】(1)[1]一根铁钉比一枚大头针含有的铁多,这里的多是指铁钉中含有的物质比大头针中含有的物质多,即铁钉的质量比大头针大。
(2)[2]图乙中,灯泡发光,说明有电流经过灯泡,电路是通路,所以大头针是导体,具有导电性。
(3)[3]由丙图可知,铁钉上缠有导线,通电后成为电磁铁,大头针被吸引,说明通电线圈周围存在磁场。
5. 电流的磁效应 增大通过电磁铁的电流
【详解】[1]内部带有铁芯的通电螺线管叫电磁铁。当有电流时,电磁铁有磁性;当无电流时,电磁铁无磁性;所以电磁铁是根据电流的磁效应的原理制成的。
[2]电磁起重机若要吸起更多的钢铁,需要增大电磁铁的磁性,可采取的方法是增大电路中的电流或增加电磁铁线圈的匝数。
6. 磁 增多 线圈匝数一定时,电流越大,电磁铁的磁性越强 电磁继电器
【详解】(1)[1]图中电磁铁能吸引大头针,这是利用电流的磁效应,这是转换法,吸引大头针越多,表明电磁铁磁性越强。
(2)[2][3]当滑片向左移动时,滑动变阻器接入电阻减小,由欧姆定律可知电路中电流将增大,则螺线管的磁性增加,吸引大头针的数目将增多;此实验现象表明:线圈匝数一定时,电流越大,电磁铁的磁性越强。
(3)[4]电铃、电动机、发电机、电磁起重机、电磁继电器等都是电磁铁的应用。
7. c N 电流大小 变小 ④
【详解】(1)[1]实验前,应将导线b与滑动变阻器的c接线柱连接,这样变阻器的电阻才能进行调节;
(2)[2]从图中可以看到,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的左端为N极;
[3]滑片P向左移动时,电路中的总电阻变小,电路的电流变大,而指针的偏转角度也变大,说明电磁铁磁性强弱与电流大小有关;
(3)[4]由于线圈的匝数变少,电流强度不变,那么电磁铁磁性变弱,则指针偏转角度减小;
(4)[5]手摇发电机是产生电流,利用电磁感应原理工作的;自制电动机是利用通电线圈在磁场中受力转动的原理工作的;动圈式话筒是利用电磁感应工作的;电铃通电时,电磁铁有电流通过,产生了磁性,小锤下方的弹性片被吸过来,小锤打击电铃发出声音,同时电路断开,电磁铁失去磁性,小锤又被弹回,电路闭合,不断重复,电铃会发出连续打击声,这是应用了电磁铁;故选④。
8. 磁 N 匝数 等于 左
【详解】(1)[1]闭合开关,铁钉下端都吸引了大头针,这是因为通过线圈中的电流具有磁效应。
[2]由安培定则可知:A的上端为它的N极。
(2)[3][4]AB铁钉所绕导线是串联的,故电流相等,但是B所绕导线匝数更多,磁性更强,故电说明磁铁的磁性强弱与线圈的匝数有关。
(3)[5]不改变线圈匝数,要想铁钉能吸引更多的大头针,可以将滑片P向左移,滑动变阻器接入电路的电阻变小,增大电路中的电流,电磁铁的磁性增强。
9.BD
【详解】A.控制电路中的电磁继电器主要是利用了电流的磁效应,故A错误;
B.电流从电磁铁的下方后侧流入,根据安培定则知,电磁铁上端为N极,故B正确;
C.手伸入舱内时可吹出热风,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,根据欧姆定律知,控制电路的总电阻减小,则光敏电阻R的阻值减小,故C错误;
D.工作电路的电热丝和电动机并联,互不影响,则电热丝的电功率为
根据可得,电热丝的电阻为
故D正确。
故选BD。
10. 铁芯 螺线管 低电压 弱电流 高电压 强电流 电磁铁 电磁铁 衔铁 动触点 静触点
【详解】(1)[1][2]电磁铁是插了铁芯的螺线管,电磁铁磁性的有无,可以由通、断电来控制;电磁铁磁性的强弱可以由通过电磁铁的电流大小来控制。
(2)[3][4][5][6]电磁继电器实质上是一个开关,电磁继电器的低压控制电路部分的核心是一个电磁铁,是利用低电压、弱电流电路来间接控制高电压、强电流电路通断。
(3)[7]电磁继电器的低压控制电路部分的核心是一个电磁铁,它是根据电流的磁效应工作的,即电磁继电器就是利用电磁铁来控制工作电路的一种开关。
(4) [8][9][10][11]电磁继电器主要是由电磁铁、衔铁、簧片、触点(静触点、动触点)组成。
11. S 接通
【详解】[1]当钥匙插入钥匙孔并转动时,左侧控制电路接通,电磁铁中的电流是从上边导线流入的,根据安培定则可以判断出电磁铁的上端为S极。
[2]当电磁铁电路接通时,电磁铁具有磁性,衔铁被吸引,则图中的直角杠杆会逆时针转动,所以触点B与A接通,电动机工作,汽车启动。
12. 导体 无 绿灯 有 红灯和电铃 N
【详解】[1]水银善于导电属于导体。
[2][3][4][5]当温度低于90°C时,控制电路断路无电流,电磁铁无磁性,在弹簧的作用下衔铁与上触点接通,工作的用电器是绿灯;当温度达到90°C时,水银柱与上方金属丝连通,控制电路有电流,电磁铁有磁性,衔铁被吸下与下触点接触,工作的用电器是红灯和电铃。
[6]由右手螺旋定则可知,电磁铁通电时,上端是N极下端是S极。
13. 磁 6 12 1.6 200
【详解】(1)[1]电磁铁是利用变化的电流产生变化的磁场工作的,即电流的磁效应原理。
(2)[2]由题可知,当U<8V时,E两端的电压UE等于电源电压,所以当U=6V时
UE=U=6V
(3)[3]由图甲可知,R与E串联,当线圈中通过的电流I≥0.4A时,电磁继电器衔铁被吸下,由串联电路的电流规律可知电磁继电器衔铁刚好被吸下电路中的电流I=0.4A,由欧姆定律可知,R两端的电压
UR=IR=0.4A×10Ω=4V
当U≥8V时,UE保持8V不变,所以
U=UR+UE=4V+8V=12V
由P=I2R可得电阻R的功率
PR=I2R=(0.4A)2×10Ω=1.6W
(4)[4]由图知03s电压U均匀增加,3s达到18V,故2s时对应的电压为12V,即一个周期的24s内,U≥12V,一个周期为6s,则有三分之一的时间在喷水,所以10min=600s,则有时间在喷水。
14. 保护电路 增强 铃响 左 电源1 变小 升高
【详解】(1)[1]滑动变阻器在电路中的基本作用是保护电路。
(2)[2][3]若要电磁铁吸引衔铁,其磁性应增强,说明温度升高时,热敏电阻的阻值变小;由图知,当电磁铁吸引衔铁时,电铃所在的电路接通,所以此时电铃响。
(3)[4]控制电路的报警电流大小一定,报警温度越高,热敏电阻的阻值越小,根据欧姆定律,变阻器的阻值应变大,所以滑片向左移动。
(4)[5][6][7]由图知,控制电路的电源是电源1;若电源长时间工作,所提供的电源电压将变小,这样电路中的电流将变小,为使电流达到报警电流,则应使热敏电阻的阻值更小,说明报警器的报警温度点将会升高。
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