17.部編中考物理專題電磁鐵電磁繼電器(解析版)

專題20.3電磁鐵電磁繼電器知識點一：電磁鐵.在通電螺線管里面加上一根鐵芯，就成了一個電磁鐵。.電磁鐵磁場的強弱與電流的大小、線圈的匝數(shù)有關(guān)。.電磁鐵的優(yōu)點：①磁場的強弱，可以通過電流的大小、線圈的匝數(shù)來控制；②磁場的方向，可以通過電流的方向來控制；③磁場的有無，可以通過開關(guān)的通斷來控制。知識點二：電磁繼電器.繼電器是利用低電壓、弱電流電路的通斷，來間接地控制高電壓、強電流電路的裝置。實質(zhì)上它就是利用電磁鐵來控制工作電路的一種開關(guān)。.電磁繼電器由電磁鐵、銜鐵、簧片、觸點組成。一、本節(jié)重點熟記以下基礎知識1．在通電螺線管和它里面的鐵芯構(gòu)成了一個電磁鐵．影響電磁鐵磁性強弱的因素：(1)電流的強弱；(2)線圈匝數(shù)的多少；(3)有無鐵芯．工作原理是利用了電流的磁效應．2．電磁繼電器利用低壓、弱電流電路的通斷，間接控制高壓、強電流電路．電磁繼電器就是利用電磁鐵來控制工作電路的開關(guān)。3．揚聲器是把電信號轉(zhuǎn)換成聲信號的一種裝置．揚聲器的線圈中通過時刻變化的電流，產(chǎn)生不同方向的磁場，線圈就不斷地來回振動，紙盆也振動起來，就發(fā)出了聲音．4.在探究“影響電磁鐵磁性強弱”的實驗中應用了控制變量法和轉(zhuǎn)換法。二、探究影響電磁鐵的磁性強弱的因素試題解法技巧①首先從已有知識寫出影響電磁鐵磁性的因素：電流的大小與線圈的匝數(shù)；②根據(jù)影響因素選擇合理的器材，明確顯示電磁鐵磁性強弱的方法，然后利用控制變量法設計實驗方案；③最后根據(jù)實驗現(xiàn)象得出結(jié)論。注意：實驗結(jié)論要強調(diào)”在xxxx相同時”前提條件.三、電磁鐵的應用——電磁繼電器①首先要分清控制電路和工作電路；②分析步驟：分析當電磁鐵無磁性時，觀察銜鐵上的動觸點與哪個靜觸點連接，進而明確工作電路的初始工作狀態(tài)；然后再分析當電磁鐵有磁性時，觀察銜鐵上的動觸點又與哪個靜觸點連接，進而明確工作電路的末工作狀態(tài)；注意：對于“報警器”類工作電路，務必明確控制電路通電或斷電的控制方法，從而明確電磁鐵磁性的有無。知識點一：電磁鐵【例題1】(2019湖北宜昌)如圖所示，是某學習小組同學設計的研究“電磁鐵磁性強弱”的實驗電路圖。(1)要改變電磁鐵線圈中的電流大小，可通過 來實現(xiàn)；要判斷電磁鐵的磁性強弱，可觀察來確定。(2)下表是該組同學所做實驗的記錄：電磁鐵（線圈）50匝100匝實驗次數(shù)123456電流/A0.81.21.50.81.21.5吸引鐵釘?shù)淖疃鄶?shù)目/（枚）81071114①比較實驗中的1、2、3（或4、5、6），可得出的結(jié)論是（）A.電磁鐵的匝數(shù)一定時，通過電磁鐵線圈中的電流越大電磁鐵的磁性越強；電磁鐵的匝數(shù)一定時，通過電磁鐵線圈中的電流越大電磁鐵的磁性越弱；電磁鐵的電流一定時，電磁鐵磁性越強；電磁鐵的電流一定時，電磁鐵磁性越弱。②比較實驗中的1和4（或2和5或3和6）,可得出的結(jié)論是（ ）A.電磁鐵線圈中的電流一定時，線圈的匝數(shù)越多電磁鐵的磁性越強；電磁鐵線圈中的電流一定時,線圈的匝數(shù)越多電磁鐵的磁性越弱；電磁鐵線圈中的匝數(shù)一定時,線圈中電流越大電磁鐵的磁性越強；電磁鐵線圈中的匝數(shù)一定時,線圈中電流越大電磁鐵的磁性越弱。（3）在與同學們交流討論時,另一組的一個同學提出一個問題：“當線圈中的電流和匝數(shù)一定時,電磁鐵的磁性強弱會不會還與線圈一內(nèi)的鐵芯大小有關(guān)？”①你對此猜想是：；②現(xiàn)有大小不同的兩根鐵芯，利用本題電路說出你驗證猜想的方法?！敬鸢浮浚?）移動滑動變阻器滑片；吸引鐵釘?shù)臄?shù)目；（2）①A.②A.（3）有關(guān)，在同一螺線管中分別插入細的和粗的鐵芯觀察吸引鐵釘?shù)臄?shù)目【解析】（1）要改變電磁鐵線圈中的電流大小，可通過移動滑動變阻器滑片來實現(xiàn)；要判斷電磁鐵的磁性強弱，可觀察吸引鐵釘?shù)臄?shù)目來確定。（2）①比較實驗中的1、2、3（或4、5、6）,可得出的結(jié)論是：電磁鐵的匝數(shù)一定時，通過電磁鐵線圈中的電流越大電磁鐵的磁性越強。A選項符合題意。②比較實驗中的1和4（或2和5或3和6），可得出的結(jié)論是：電磁鐵線圈中的電流一定時，線圈的匝數(shù)越多學科網(wǎng)電磁鐵的磁性越強。A選項符合題意。（3）當線圈中的電流和匝數(shù)一定時，電磁鐵的磁性強弱與線圈內(nèi)的鐵芯大小有關(guān)，在同一螺線管中分別插入細的和粗的鐵芯觀察吸引鐵釘?shù)臄?shù)目。主要方法是控制變量法。知識點二：電磁繼電器【例題2】（2017?武漢）如圖所示是一種水位自動報警器的原理圖.水位沒有達到金屬塊A時,燈亮；水位達到金屬塊A時，由于一般的水是 ，燈亮.【答案】L1;導體；L2.【解析】當水位下降沒有達到金屬塊A時，使控制電路斷開，電磁鐵失去磁性，彈簧拉著銜鐵使動觸點與上面的靜觸點接觸，工作電路接通，則L1亮.當水位上漲時，水與金屬A接觸，由于水是導體，使控制電路接通，電磁鐵吸引銜鐵，使動觸點與下面的靜觸點接觸，工作電路接通，則L2燈發(fā)光.基礎訓練題.如圖為電磁鐵的線路圖.開關(guān)S閉合后，滑動變阻器的滑片P向右滑動過程中（）A.電磁鐵的右端為S極，磁性增強。B.電磁鐵的右端為S極，磁性減弱。C.電磁鐵的右端為N極，磁性增強。D.電磁鐵的右端為N極，磁性減弱?！敬鸢浮緿.【解析】由圖可知，電流從螺旋管的左端流入、右端流出，用右手握住螺旋管，四指指向電流的方向，則大拇指指向右端，所以右端是N極，故AB錯誤；滑動變阻器的滑片P向右滑動過程中，接入電路中的電阻變大，電路中的總電阻變大，由I=U/R可知，電路中的電流變小，通過電磁鐵的電流變小，則在螺旋管的匝數(shù)一定時，電磁鐵的磁性減弱，故C錯誤、D正確..電磁繼電器是利用—控制電路通斷的開關(guān)，它的工作原理是：通過直接控制“控制電路”的通斷，間接控制“—電路”的通斷?！敬鸢浮侩姶盆F；高壓。解析：電磁繼電器主要是利用電磁鐵控制工作電路通斷的開關(guān)，通過開關(guān)控制電磁鐵電流的通斷，使電磁鐵有無磁性，從而控制被控電路的通斷，實現(xiàn)遠距離操作和自動控制等功能，它可以用低壓電源控制高壓電源，弱電流控制強電流等。.如圖所示，是一種安全門鎖的工作原理示意圖.保安室里的工作人員通過開關(guān)即可控制安全

門鎖的開、閉．請你根據(jù)示意圖，分析安全門鎖的工作原理．門鎖插槽鐵鷹插銷z門鎖的開、閉．請你根據(jù)示意圖，分析安全門鎖的工作原理．門鎖插槽鐵鷹插銷z_電磁鐵【答案】見解析。【解析】閉合開關(guān)后，電磁鐵中有電流通過，電磁鐵具有磁性，能吸引鐵質(zhì)插銷使門鎖打開，并且彈簧被拉長；斷開開關(guān)后，電磁鐵中無電流通過，電磁鐵會失去磁性，鐵質(zhì)插銷會在彈簧彈力的作用下插入插槽，門鎖關(guān)閉．能力提陽II練題、選擇題1.（2019海南）如圖所示，GMR是一個巨磁電阻，其特性是電阻在磁場中會急劇減小，且磁場越強電阻越小，閉合開關(guān)S2后，下列四種情況相比較，指示燈最亮的是（ ）S1斷開，滑片P在圖示位置。S1閉合，滑片P在圖示位置。S1閉合，滑片P在滑動變阻器最右端。S1閉合，滑片P在滑動變阻器最左端?！敬鸢浮緿.【解析】A.S1斷開時，電磁鐵無磁性，由題意可知GMR的電阻最大，由I二U/R可知，右側(cè)電路中電流最小，由P=I2R可知，指示燈的實際功率最小，指示燈最暗，故A錯誤;B、C、D.閉合S1時，GMR所處的位置由無磁場變?yōu)橛写艌觯珿MR的阻值減??；當滑片P在滑動變阻器最左端時，左側(cè)電路的電阻最小，由I二U/R可知，左側(cè)電路中的電流最大，電磁鐵磁性最強，則GMR的電阻最小，右側(cè)電路中電流最大，由P=I2R可知，指示燈的實際功率最大，指示燈最亮，故BC錯誤，D正確.2.(2020湖南婁底模擬)如圖所示，電磁鐵上方附近有一點A,小磁針置于電磁鐵的右方附近。閉合開關(guān)S,下列判斷正確的是()A.電磁鐵的左端為N極 B.電磁鐵上方A點的磁場方向向右C.小磁針靜止后，其N極的指向向右D.向左移動滑片P,電磁鐵的磁性減弱【答案】C【解析】(1)根據(jù)線圈的繞法和電流的方向，可以確定螺線管的NS極；(2)據(jù)磁感線的方向分析判斷即可解決；(3)據(jù)磁體間的相互作用分析小磁針的運動方向；(4)電磁鐵磁性強弱的影響因素：電流大小、線圈匝數(shù)多少、有無鐵芯。電流越大，匝數(shù)越多，有鐵芯時電磁鐵的磁性越強。A.由安培定則可知，右手握住螺線管，四指指向電流的方向，大拇指指向右端，則通電螺線管的右端為N極，故A錯誤；B.在磁體的外部，磁感線從N極指向S極，所以通電螺線管外A點的磁場方向向左，故B錯誤；C.通電螺線管的右端是N極，根據(jù)異名磁極相互吸引可知，小磁針的S極應靠近螺線管的右端，則小磁計的S極向左轉(zhuǎn)動，小磁針會逆時針旋轉(zhuǎn)，故小磁針靜止時，其N極的指向向右，故C正確；D.向左移動滑片P，連入電路的電阻減小，電流增大，電磁鐵的磁性增強，故D錯誤。二、填空題.（2019四川綿陽）如圖所示是一個水位自動報警器的原理圖。水位到達金屬塊A之后，—（選填“紅”或“綠”）燈亮；當綠燈亮時電磁鐵—（選填“有”或“無”）磁性?！敬鸢浮考t；無。解析：由題意可知，這一水位自動報警器的基本結(jié)構(gòu)是一個電磁繼電器，根據(jù)電磁繼電器的基本工作原理，結(jié)合在此處的運用可描述其原理。圖中所示的水位自動報警器工作原理：當水位到達A時，由于一般水具有導電性，那么電磁鐵所在電路被接通，電磁鐵具有磁性，向下吸引銜鐵，從而接通紅燈所在電路，此時紅燈亮，而綠燈不亮；當綠燈亮時，銜鐵與綠燈的觸點接觸，說明電磁鐵無磁性。.（2019四川達州）如圖是研究電磁鐵磁性的電路圖，則電磁鐵的S極為（選填"A”或"B”）端。當滑動變阻器的滑片P向右移動時，電磁鐵的磁性變（選填“強”或“弱”）?！敬鸢浮緽；弱?！窘馕觥浚?）由圖看出，電流從電磁鐵下端流入，依據(jù)安培定則，四指順著電流方向，大拇指應向上握住電磁鐵，所以上端為N極，B端的磁極為S極。(2)滑動變阻器的滑片P向右移動時，連入電路的電阻變大，電路中的電流變小，電磁鐵的磁性減弱。三、作圖與簡答題5.(2019?德州)如圖所示，在電磁鐵上方用彈簧掛著一個條形磁體，閉合開關(guān)S,條形磁體靜止后，滑片P向右滑動時彈簧伸長。請用箭頭標出磁感線的方向，并用“+”“-”在括號內(nèi)標出電源正負極。【答案】如圖所示：【解析】(1)首先要明確電磁鐵磁性強弱的影響因素：有無鐵芯、電流大小、線圈匝數(shù)的多少。根據(jù)滑動變阻器的滑片P向右移動時彈簧縮短，確定電磁鐵磁性強弱的變化，根據(jù)磁體間的相互作用規(guī)律，從而可以判斷出電磁鐵的磁極極性。由安培定則可判斷出圖中電源的正負極。(2)根據(jù)磁體周圍的磁感線都是從N極出來，回到S極，進行判斷?；瑒幼冏杵鞯幕琍向右移動時，電路中的電阻變小，則電路中的電流變大，磁鐵的磁性變強，此時彈簧伸長，根據(jù)同名磁極相互排斥可知，通電螺線管上端為N極，下端為S極；右手握住螺線管，大拇指指向N極，四指指向電流的方向，則電流從螺線管的上后端流出，下前端流入，則電源右端為負極，左端為正極。磁體周圍的磁感線都是從N極出來，回到S極。四、實驗探究題

6.（2020?青島模擬）探究電生磁。①根據(jù)圖1可知：電流的磁場方向與方向有關(guān)②據(jù)圖2可知：通電螺線管外部的磁場與磁體的磁場相似。③根據(jù)圖2中小磁針的指向，標出電源的正、負極④根據(jù)圖3可知：電磁鐵磁性的強弱跟有關(guān)。⑤要使圖3中乙電磁鐵的磁性增強，可以【答案】①電流；②條形；③如圖；④線圈匝數(shù)；⑤將滑動變阻器的滑片向左移動?！窘馕觥竣俑鶕?jù)圖1可知：電流方向改變，小磁針偏轉(zhuǎn)方向發(fā)生改變，這說明電流的磁場方向與電流方向有關(guān)；②據(jù)圖2可知：通電螺線管外部的磁場與條形磁體的磁場相似的;③小磁針靜止時N極的指向與磁感線的方向是相同的，磁感線是從N極出來，然后回到S極的，故通過螺線管的右端為N極，根據(jù)安培定則可知，螺線管中電流方向是向下的，即電源右端為正極；如圖:④根據(jù)圖3可知：在電流相同時，線圈匝數(shù)越多的，吸引的大頭針個數(shù)越多，這說電磁鐵磁性的強弱跟線圈匝數(shù)有關(guān)。⑤通過增大電流可以增大電磁鐵的磁性，故可以將滑動變阻器的滑片向左移動，滑動變阻器接入電路的電阻減小，電路中的電流變大。7.(2019福建模擬題)為了探究“電磁鐵的磁性強弱與哪些因素”有關(guān)，做了以下幾次實驗，實驗現(xiàn)象如圖所示。根據(jù)圖示現(xiàn)象回答下列問題：TOC\o"1-5"\h\z甲 乙 丙」(1)通過觀察圖甲中A與B兩個電磁鐵，當通過線圈的電流相同時、有無鐵芯相同時，電磁鐵線圈的匝數(shù)越多，它的磁性就越 。(2)通過觀察圖甲中B與C兩個電磁鐵，當通過線圈的電流相同時、線圈的匝數(shù)相同時，鐵芯的電磁鐵，它的磁性就越強。(選填“有”或“無”)(3)通過觀察圖乙與丙，當線圈的匝數(shù)相同、有無鐵芯相同時，電磁鐵的電流越 ，它的磁性就越強。(4)結(jié)論：影響電磁鐵磁性強弱的因素有 ．【答案】(1)強(2)有(3)大(4)通過電磁鐵的電流大小、線圈的匝數(shù)、有無鐵芯【解析】(1)圖甲中A、B兩電磁鐵，通過線圈的電流相同時、有無鐵芯相同時，線圈的匝數(shù)越多，吸引大頭針數(shù)目越多，表明它的磁性就越強．(2)圖甲中B、C兩電磁鐵，通過線圈的電流相同時、線圈匝數(shù)相同時，有鐵芯的電磁鐵吸引大頭針數(shù)目越多，表明它的磁性就越強．(3)線圈的匝數(shù)相