第3節(jié)電磁鐵電磁繼電器（雙基過(guò)關(guān)考點(diǎn)突破）九年級(jí)物理全一冊(cè)通關(guān)講義（人教版）

第3節(jié)電磁鐵電磁繼電器雙基過(guò)關(guān)知識(shí)點(diǎn)一、電磁鐵1.定義:把一根導(dǎo)線繞成螺線管，再在螺線管內(nèi)插入鐵芯，當(dāng)有電流通過(guò)時(shí)，它會(huì)有較強(qiáng)的磁性，沒(méi)有電流時(shí)就失去磁性，這種磁體叫做電磁鐵。2.構(gòu)成:內(nèi)部插入鐵芯的通電螺線管。3.工作原理:電磁鐵是根據(jù)電流的磁效應(yīng)和在通電螺線管中插入鐵芯后磁場(chǎng)將大大增強(qiáng)的原理來(lái)工作的。(1)通電螺線管中插入鐵芯磁性增強(qiáng)的原因:螺線管通電后具有磁性，這時(shí)內(nèi)部的鐵芯被磁化，兩個(gè)磁場(chǎng)疊加，使磁性比原來(lái)螺線管的磁性強(qiáng)。(2)電磁鐵的鐵芯一般用鐵來(lái)做，因?yàn)殡姶盆F在實(shí)際應(yīng)用中，通常情況下要求得失磁性自由，鐵是軟磁體，正符合這樣的要求。不能用鋼，鋼是硬磁性材料，被磁化后磁性能長(zhǎng)期保持。4.應(yīng)用:電磁起重機(jī)、磁浮列車、電鈴、電磁繼電器等?；A(chǔ)自測(cè)：1．電磁鐵指的是：內(nèi)部插有鐵芯的通電螺線管。銅芯不行，只能鐵芯且必須為_(kāi)_________?！敬鸢浮寇涜F【解析】?jī)?nèi)部插有鐵芯的通電螺線管，就是電磁鐵。其中內(nèi)部只能插軟鐵的鐵芯。銅芯不是磁性物質(zhì)不能被磁化，鋼芯被磁化后，磁性不消失，變?yōu)橛来朋w。2．電磁鐵的優(yōu)點(diǎn)很多，它的磁性有無(wú)可以由___________來(lái)控制．電磁鐵的磁性強(qiáng)弱可以由________來(lái)控制；電磁鐵的南北極可以由___________來(lái)控制，使用起來(lái)很方便．在電流一定時(shí)，螺線管的匝數(shù)越多，它的磁性越_____________．【答案】

通斷電流

電流大小和線圈匝數(shù)

電流的方向

強(qiáng)【解析】電磁鐵的優(yōu)點(diǎn)很多，它的磁性有無(wú)可以由電流的通斷來(lái)控制；電磁鐵的磁性強(qiáng)弱可以由電流大小和線圈匝數(shù)來(lái)控制；電磁鐵的南北極可以由電流方向來(lái)控制，使用起來(lái)很方便．在電流一定時(shí)，螺線管的匝數(shù)越多，它的磁性越強(qiáng)．3．如圖所示，將絕緣導(dǎo)線繞在鐵釘上并與電池相連接，鐵釘將（）A．被熔化 B．有磁性 C．明顯伸長(zhǎng) D．有電流通過(guò)它【答案】B【解析】將絕緣導(dǎo)線繞在鐵釘上并與電池相連接就構(gòu)成了一個(gè)電磁鐵，鐵釘將有磁性。故選B。4．有一種磁控門鎖，鑰匙為鑲有磁鐵的塑料卡片．當(dāng)卡片靠近門鎖時(shí)，門鎖內(nèi)部的電路接通電磁鐵吸動(dòng)插銷，門就可以打開(kāi)．以下說(shuō)法正確的是A．塑料能被磁化 B．門鎖的插銷是由純銅制成的C．電磁鐵斷電前后磁性不變 D．電磁鐵的磁場(chǎng)是由通電螺線管中的電流產(chǎn)生的【答案】D【解析】A.塑料是非磁性物質(zhì)，不能被磁化，故說(shuō)法錯(cuò)誤，不合題意；B.銅是非磁性物質(zhì)，不能被磁鐵吸引，故門鎖的插銷是不京戲由純銅制成，故說(shuō)法錯(cuò)誤，不合題意；C.電磁鐵在斷電后無(wú)磁極，在通電后有磁性，故說(shuō)法錯(cuò)誤，不合題意；D.電磁鐵的磁場(chǎng)是由通電螺線管中的電流產(chǎn)生的，故說(shuō)法正確，符合題意．故選D.【點(diǎn)睛】帶有鐵芯的通電螺線管組成電磁鐵，電磁鐵的磁性有無(wú)是可以控制的．只有鐵、鈷、鎳等物質(zhì)才可以被磁鐵吸引或磁化．5．豎直固定的薄板右側(cè)放置電磁鐵，通電后，左側(cè)小磁針N極轉(zhuǎn)至如圖甲所示位置，左側(cè)換成鐵塊A，則A會(huì)靠著薄板懸空靜止如圖乙所示（）A．甲圖電磁鐵左端為N極B．乙圖增大電流，A所受的摩擦力不變C．乙圖電流反向，電磁鐵會(huì)排斥AD．乙圖電源斷開(kāi)，A由于慣性會(huì)保持靜止【答案】B【解析】A．根據(jù)磁極間的相互作用規(guī)律可知，與小磁針的N極相互吸引一端為電磁鐵的S極，即甲圖電磁鐵左端為S極，故A不符合題意；B．由圖乙可知，A會(huì)靠著薄板懸空靜止，此時(shí)A受到豎直向下的重力和豎直向上的摩擦力，根據(jù)二力平衡的知識(shí)可知，此時(shí)摩擦力與重力是一對(duì)平衡力，摩擦力大小始終與A重力相等，因此增大電流，增強(qiáng)磁性，A所受的摩擦力不變，故B符合題意；C．電磁鐵吸引鐵塊A是利用了磁體的吸鐵性，與磁場(chǎng)的方向無(wú)關(guān)，因此乙圖電流反向，只會(huì)改變磁場(chǎng)的方向，不會(huì)影響磁體的吸鐵性，故C不符合題意；D．乙圖電源斷開(kāi)后，電磁鐵失去磁性，鐵塊會(huì)下落，故D不符合題意。故選B。6．如圖所示是直流電鈴的原理圖，銜鐵與彈性片相連，自然情況下彈性片是和螺釘接觸的。下列說(shuō)法正確的是（）A．閉合開(kāi)關(guān)，電磁鐵的A端是N極B．小錘敲擊鈴?fù)霑r(shí)電磁鐵仍具有磁性C．把銜鐵換成銅塊電鈴也能正常工作D．電鈴工作時(shí)與電動(dòng)機(jī)工作原理相同【答案】A【解析】A．閉合開(kāi)關(guān)后，根據(jù)電流的流向和安培定則可知，電磁鐵的A端是N極，故A正確；B．通電時(shí)，電磁鐵有電流通過(guò)，電磁鐵具有了磁性，銜鐵被吸引過(guò)來(lái)，使小錘打擊鈴?fù)氚l(fā)出聲音，同時(shí)銜鐵與螺釘分離，電路斷開(kāi)，電磁鐵失去了磁性，故B錯(cuò)誤；C．把銜鐵換成銅塊，由于銅塊不能被電磁鐵吸引，所以電鈴不能正常工作，故C錯(cuò)誤；D．電鈴的主要部件是電磁鐵，其工作原理是電流的磁效應(yīng)，而電動(dòng)機(jī)是根據(jù)通電線圈在磁場(chǎng)中受力轉(zhuǎn)動(dòng)的原理工作的，工作原理不相同，故D錯(cuò)誤。故選A。7．如圖所示，是我國(guó)自主研發(fā)制造時(shí)速可達(dá)620千米/小時(shí)的世界首臺(tái)高溫超導(dǎo)高速磁浮工程化樣車，下列有關(guān)說(shuō)法正確的是（）A．超導(dǎo)體是一種電阻很大的材料B．磁懸浮列車與軌道相分離，使得磁懸浮列車與軌道之間摩擦力幾乎為零C．磁懸浮列車通過(guò)異名磁極相互排斥將磁懸浮列車托舉起來(lái)D．利用超導(dǎo)材料可制成發(fā)熱效率更高的電熱器【答案】B【解析】A．超導(dǎo)現(xiàn)象是指某些導(dǎo)體在低溫時(shí)電阻幾乎變?yōu)?的現(xiàn)象，所以超導(dǎo)體是一種電阻很小的材料，故A錯(cuò)誤；B．磁懸浮列車與軌道分離，是通過(guò)使接觸面分離的方法減少摩擦的，因?yàn)閮蓚€(gè)面之間不接觸，所以其摩擦力幾乎為0，故B正確；C．磁懸浮列車能懸浮起來(lái)，是利用磁極之間的相互作用來(lái)工作的，有的是利用同名磁極相互排斥，有的是利用異名磁極相互吸引，故C錯(cuò)誤；D．電熱器是利用電流熱效應(yīng)工作的，而超導(dǎo)材料的電阻為0，電流通過(guò)時(shí)不發(fā)熱，故D錯(cuò)誤。故選B。知識(shí)點(diǎn)二、電磁鐵的磁性1.探究電磁鐵磁性強(qiáng)弱的影響因素(1)實(shí)驗(yàn)方法①實(shí)驗(yàn)探究中通過(guò)電磁鐵吸引大頭針數(shù)目(或小鐵釘?shù)?的多少，來(lái)比較電磁鐵磁性的強(qiáng)弱。這種方法為轉(zhuǎn)換法。②影響電磁鐵磁性強(qiáng)弱的因素有多個(gè)，在探究磁性強(qiáng)弱與其中一個(gè)因素的關(guān)系時(shí)，運(yùn)用了控制變量法。(2)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)①在探究磁性強(qiáng)弱與線圈匝數(shù)的關(guān)系時(shí)，要保證電流相等，所采用的實(shí)用且容易操作的辦法是將兩個(gè)線圈串聯(lián);②在探究磁性強(qiáng)弱與電流大小的關(guān)系時(shí)，采用只觀察一個(gè)線圈，用滑動(dòng)變阻器改變電流的辦法。實(shí)際操作也非常簡(jiǎn)單。(3)實(shí)驗(yàn)結(jié)論:線圈匝數(shù)一定時(shí)，通入的電流越大，電磁鐵的磁性越強(qiáng)；電流一定時(shí)，外形相同的螺線管，線圈匝數(shù)越多，電磁鐵的磁性越強(qiáng)。2.對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)論的相關(guān)研究(1)分析電磁鐵的特點(diǎn)，可參照通電螺線管的特點(diǎn)來(lái)分析。(2)實(shí)驗(yàn)結(jié)論的應(yīng)用:增強(qiáng)電磁鐵磁性強(qiáng)弱的常用方法:①增大線圈中的電流；②增加線圈的匝數(shù)。(3)拓展:電磁鐵的磁性強(qiáng)弱實(shí)質(zhì)上與多種因素有關(guān)?；A(chǔ)自測(cè)8．小明把表面涂有絕緣層的導(dǎo)線繞在一根大鐵釘上，把導(dǎo)線和其他元件連接成如圖所示的電路，用來(lái)探究電磁鐵磁性強(qiáng)弱與什么因素有關(guān)。小明把開(kāi)關(guān)閉合后，發(fā)現(xiàn)電流表有示數(shù)，但電磁鐵不能吸起大頭針。(1)電磁鐵不能吸起大頭針的可能原因是_______。(2)寫(xiě)出驗(yàn)證你的猜想是否正確的方法：______?！敬鸢浮?/p>

導(dǎo)線中的電流過(guò)小

見(jiàn)解析【解析】(1)[1]閉合開(kāi)關(guān)后，電路中有電流通過(guò)，通電螺線管有磁場(chǎng)，但電磁鐵不能吸起大頭針，可能原因是導(dǎo)線中的電流過(guò)小，造成磁場(chǎng)過(guò)弱，磁場(chǎng)力小于大頭針的重力。(2)[2]斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，向左移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片以增大電路中的電流，閉合開(kāi)關(guān)后將電磁鐵靠近鐵釘，觀察電磁鐵能否將鐵釘吸起。9．探究影響電磁鐵磁性強(qiáng)弱的因素：（1）如圖將電磁鐵a連入電路中，閉合開(kāi)關(guān)，電磁鐵的上端是_______極；（2）滑片P向_______移動(dòng)電磁鐵吸引大頭針的數(shù)目會(huì)變少；（3）保持滑片位置不變，將鐵釘抽離，用通電螺線管吸引大頭針，發(fā)現(xiàn)吸引大頭針數(shù)目_______，這就說(shuō)明了鐵芯具有_______作用；（4）為了探究電磁鐵的磁性強(qiáng)弱與線圈匝數(shù)之間的關(guān)系，可以將線圈匝數(shù)不同的a、b兩個(gè)電磁鐵_______聯(lián)在電路中；（5）實(shí)驗(yàn)中通過(guò)吸引大頭針的數(shù)量顯示磁性的強(qiáng)弱，應(yīng)用了_______法?！敬鸢浮?/p>

S

右

變少

增強(qiáng)磁性

串

轉(zhuǎn)換【解析】（1）[1]電流從螺線管的下端流入，上端流出，根據(jù)安培定則可得，螺線管的上端為S極，下端為N極。（2）[2]在線圈匝數(shù)和鐵芯一定時(shí)，電流越小，磁性越弱，吸引大頭針的數(shù)目越少，所以要使通過(guò)電路的電流變小，變阻器連入電路的電阻變大，滑片P應(yīng)向右移。（3）[3][4]將鐵釘抽離，用通電螺線管吸引大頭針，發(fā)現(xiàn)吸引大頭針數(shù)目減小，磁性減弱，這就說(shuō)明了鐵芯具有增強(qiáng)磁性的作用。（4）[5]為了探究電磁鐵的磁性強(qiáng)弱與線圈匝數(shù)之間的關(guān)系，應(yīng)該控制電流大小相同且都有鐵芯，所以可以將線圈匝數(shù)不同的a、b兩個(gè)電磁鐵串聯(lián)在電路中。（5）[6]電磁鐵的磁性強(qiáng)弱無(wú)法直接測(cè)量或觀察，把電磁鐵吸引大頭針個(gè)數(shù)的多少來(lái)反映電磁鐵磁性的強(qiáng)弱，應(yīng)用了轉(zhuǎn)換法。10．為了研究通電螺線管的磁性強(qiáng)弱與哪些因素有關(guān)，小科利用一個(gè)螺線管、幾根完全相同的鐵棒及其他器材進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)時(shí)，先把螺線管固定在連有彈簧的鐵塊下方，并將其接入電路，閉合開(kāi)關(guān)，移動(dòng)滑片，使通過(guò)螺線管的電流為某一數(shù)值，彈簧略有伸長(zhǎng)，出現(xiàn)如圖（a）的現(xiàn)象。接著他再分別在螺線管中插入數(shù)量不同的鐵棒，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)，每次實(shí)驗(yàn)電流表示數(shù)均相同。請(qǐng)仔細(xì)觀察圖中的操作和現(xiàn)象，回答以下問(wèn)題：（1）本實(shí)驗(yàn)通過(guò)___________顯示電磁鐵的磁性強(qiáng)弱；（2）比較圖（b）與（c）與（d）三圖可得：___________?！敬鸢浮?/p>

彈簧伸長(zhǎng)的長(zhǎng)度

電流和線圈的匝數(shù)相同，鐵芯越多，電磁鐵的磁性越強(qiáng)【解析】（1）[1]通電螺線管吸引上方的鐵塊，電磁鐵磁性越強(qiáng)將上方的彈簧的伸長(zhǎng)量越長(zhǎng)，所以實(shí)驗(yàn)中通過(guò)彈簧伸長(zhǎng)的長(zhǎng)度來(lái)反映電磁鐵磁性的強(qiáng)弱。（2）[2]圖（b）（c）（d）在螺線管中插入數(shù)量不同的鐵棒，每次實(shí)驗(yàn)電流表示數(shù)均相同，插入的鐵棒數(shù)量越多，彈簧伸的越長(zhǎng)，即電流和線圈的匝數(shù)相同，鐵芯越多，電磁鐵的磁性越強(qiáng)。知識(shí)點(diǎn)三、電磁繼電器1.電磁繼電器是利用低電壓、弱電流電路的通斷,來(lái)間接控制高電壓、強(qiáng)電流電路通斷的裝置;實(shí)質(zhì)就是一個(gè)開(kāi)關(guān)。2.結(jié)構(gòu):由銜鐵、彈簧、電磁鐵、觸點(diǎn)組成,如圖所示。3.工作原理電磁鐵通電時(shí),具有磁性,把銜鐵吸引下來(lái),使B、C兩個(gè)接線柱所連的觸點(diǎn)接觸,閉合工作電電磁路;電磁鐵斷電時(shí),失去磁性,彈簧把銜鐵拉起來(lái),切斷工作電路。4.應(yīng)用(1)利用低電壓、弱電流電路的通斷,來(lái)間接控制高電壓、強(qiáng)電流電路。(2)利用電磁繼電器可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離操作和自動(dòng)控制。如圖所示為水位自動(dòng)報(bào)警器的裝置圖。基礎(chǔ)自測(cè)11．如圖所示為車庫(kù)積水自動(dòng)報(bào)警裝置原理圖。圖中A、B位置可以安裝電鈴或者LED燈，要求車庫(kù)沒(méi)有積水時(shí)LED燈亮，有積水時(shí)，電鈴響。下列說(shuō)法正確的是（）A．電鈴工作時(shí)的原理是由丹麥物理學(xué)家?jiàn)W斯特發(fā)現(xiàn)的B．電鈴工作時(shí)的原理是由英國(guó)物理學(xué)家法拉第發(fā)現(xiàn)的C．電鈴工作時(shí)，電磁鐵的上端是N極D．電鈴應(yīng)該安裝在A的位置【答案】A【解析】AB．電鈴的主要部件是電磁鐵，電磁鐵通電后具有磁性，這是電流的磁效應(yīng)，是丹麥物理學(xué)家?jiàn)W斯特發(fā)現(xiàn)的，故A正確，B錯(cuò)誤；C．車庫(kù)有積水時(shí)，左側(cè)控制電路接通，電磁鐵通電，電磁鐵會(huì)具有磁性，能吸引銜鐵，電鈴工作，但電源的正負(fù)極未知，無(wú)法判斷電磁鐵的磁極，故C錯(cuò)誤；D．車庫(kù)沒(méi)有積水時(shí)，電磁鐵不具有磁性，不會(huì)吸引銜鐵，LED燈亮，說(shuō)明A為L(zhǎng)ED燈；車庫(kù)有積水時(shí)，左側(cè)控制電路接通，電磁鐵通電，電磁鐵會(huì)具有磁性，能吸引銜鐵，使得B的電路接通，電鈴發(fā)出聲音，所以電鈴應(yīng)安裝在圖中的B位置，故D錯(cuò)誤。故選A。12．如圖所示是為了規(guī)范共享單車定點(diǎn)停放而設(shè)計(jì)的模擬電路圖。若共享單車停放在禁停區(qū)域、只有指示燈紅燈亮；若共享單車停放在規(guī)范區(qū)域，只有指示燈綠燈亮。下列說(shuō)法正確的是（）A．在禁停區(qū)，S1閉合，電磁鐵有磁性B．在禁停區(qū)，S1閉合，銜鐵被吸下C．在規(guī)范區(qū)，S2閉合，電磁鐵上端是N極D．在規(guī)范區(qū)，S2閉合，銜鐵被吸下【答案】D【解析】AB．在禁停區(qū)，紅燈亮，說(shuō)明S1閉合，電磁鐵中沒(méi)有電流，沒(méi)有磁性，銜鐵未被吸下，故AB錯(cuò)誤；CD．在規(guī)范區(qū)，S2閉合，電磁鐵有磁性，銜鐵被吸下，根據(jù)右手螺旋定則可以判斷電磁鐵上端是S極，故C錯(cuò)誤，D正確。故選D。13．為模擬校園路燈自動(dòng)化管理小明利用電磁鐵、光敏電阻R（阻值隨光照強(qiáng)度增大而增大）等器材設(shè)計(jì)了下列電路圖，以實(shí)現(xiàn)白天光照強(qiáng)時(shí)燈L熄滅，傍晚光照弱時(shí)燈L發(fā)光。忽略彈性銜鐵和電磁鐵線圈電阻，則符合設(shè)計(jì)要求的是（）A． B．C． D．【答案】D【解析】光敏電阻R的阻值隨光照強(qiáng)度增大而增大，要實(shí)現(xiàn)白天光照強(qiáng)時(shí)燈L熄滅，傍晚光照弱時(shí)燈L發(fā)光，則光敏電阻R與電磁鐵應(yīng)串聯(lián)以控制通過(guò)電磁鐵的電流，從而改變電磁鐵磁性的強(qiáng)弱；為使燈L正常發(fā)光，電磁鐵、光敏電阻R串聯(lián)后應(yīng)與燈泡并聯(lián)；白天光照強(qiáng)，光敏電阻R的阻值增大，通過(guò)電磁鐵的電流變小，磁性減弱，彈性銜鐵作用下，兩觸點(diǎn)分離，燈泡L支點(diǎn)斷開(kāi)；傍晚光照弱時(shí)，光敏電阻的阻值減小，通過(guò)電磁鐵電流變大，磁性增強(qiáng)，彈性銜鐵被吸下，兩觸點(diǎn)接觸，燈L支路連通。由各選項(xiàng)圖知，故ABC不符合題意，故D符合題意。故選D。14．某興趣小組設(shè)計(jì)了一種路燈自動(dòng)控制裝置，路燈的通斷由光控開(kāi)關(guān)控制，兩路燈的額定電壓為220V，R為保護(hù)電阻，S為光控開(kāi)關(guān)，白天光控并關(guān)斷開(kāi)兩路燈不發(fā)光，晚上光控開(kāi)關(guān)閉合，兩路燈正常發(fā)光。下列電路設(shè)計(jì)符合要求的是（）A． B．C． D．【答案】C【解析】A．當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合時(shí)，將銜鐵吸引下來(lái)，下面的燈亮，當(dāng)開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，上面的燈亮，即每一次只能亮一個(gè)燈，故A不符合題意；B．工作電壓只有220V，而此選項(xiàng)中兩個(gè)燈泡串聯(lián)，兩個(gè)燈泡都不能正常發(fā)光，故B不符合題意；C．兩燈泡并聯(lián)，都能正常發(fā)光，且當(dāng)開(kāi)關(guān)閉合時(shí)，銜鐵被吸下，燈泡正常發(fā)光，當(dāng)開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)，兩燈泡都不發(fā)光，故C符合題意；D．不論開(kāi)關(guān)是否閉合，兩個(gè)燈泡都能同時(shí)正常發(fā)光，不能同時(shí)熄滅，故D不符合題意。故選C。考點(diǎn)突破考點(diǎn)1.電磁鐵及應(yīng)用方法：電磁鐵通電時(shí)有磁性，斷電時(shí)無(wú)磁性；電流增強(qiáng)時(shí)，磁性增強(qiáng)；巨磁電阻就是利用電磁鐵磁性的強(qiáng)弱隨電流的變化從而改變工作電路的電流的。門鎖插銷的工作應(yīng)用到電磁鐵，要結(jié)合電磁鐵的特點(diǎn)分析其工作過(guò)程，電磁鐵的磁極運(yùn)用安培定則判斷。運(yùn)用由一般到特殊的思維方法分析各用戶開(kāi)關(guān)的連接方式，即將基本電路知識(shí)運(yùn)用到這個(gè)特殊實(shí)例之中。由電路基本知識(shí)可知，當(dāng)用多個(gè)開(kāi)關(guān)共同控制一個(gè)用電器時(shí)，若要求每個(gè)開(kāi)關(guān)均能單獨(dú)控制該用電器，則各開(kāi)關(guān)為并聯(lián)。例1.（2022·四川攀枝花·中考真題）法國(guó)科學(xué)家阿爾貝·費(fèi)爾和德國(guó)科學(xué)家彼得·格林貝格爾由于發(fā)現(xiàn)了巨磁電阻（GMR）效應(yīng)，榮獲了諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。巨磁電阻效應(yīng)是指某些材料的電阻在磁場(chǎng)中急劇變化的現(xiàn)象，這一發(fā)現(xiàn)大大提高了磁電之間信號(hào)轉(zhuǎn)換的靈敏度，從而引發(fā)了現(xiàn)代硬盤生產(chǎn)的一場(chǎng)革命。實(shí)驗(yàn)小組設(shè)計(jì)了如圖所示的電路，來(lái)探究某GMR的阻值與磁場(chǎng)的關(guān)系。（1）閉合開(kāi)關(guān)S1，電磁鐵的左邊是______（選填“N”或“S”）極?；瑒?dòng)變阻器R1的滑片向右端滑動(dòng)，電磁鐵的磁性______（選填“增強(qiáng)”或“減弱”）；（2）斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S1，閉合開(kāi)關(guān)S2，無(wú)論怎樣移動(dòng)滑動(dòng)變阻器R2的滑片，電流表指針幾乎不偏轉(zhuǎn)，電壓表有示數(shù)但不變。請(qǐng)分析電路故障______；（3）排除電路故障后，閉合開(kāi)關(guān)S1、S2，保持R2滑片位置不變，將滑動(dòng)變阻器R1的滑片向左端滑動(dòng)，觀察到電流表示數(shù)增大，電壓表示數(shù)______（選填“增大”、“減小”或“不變”）；（4）分析上述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可知：該GMR的阻值隨其周圍磁場(chǎng)的增強(qiáng)而______（選填“增大”、“減小”或“不變”）?！敬鸢浮?/p>

S

減弱

與電壓表并聯(lián)的支路斷路

減小

減小【解析】（1）[1]由電路圖知，電源的左側(cè)為正極，閉合開(kāi)關(guān)S1，電流從螺線管的左端流入，根據(jù)右手螺旋定則知電磁鐵的左邊是S極。[2]由電路圖知，滑動(dòng)變阻器R1的左下端接入電路，滑片向右端滑動(dòng)，接入電路中電阻變大，根據(jù)得，電路中電流變小，所以電磁鐵的磁性減弱。（2）[3]斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S1，閉合開(kāi)關(guān)S2，巨磁電阻和滑動(dòng)變阻器串聯(lián)，電壓表并聯(lián)在巨磁電阻兩端，無(wú)論怎樣移動(dòng)滑動(dòng)變阻器R2的滑片，電流表指針幾乎不偏轉(zhuǎn)，電壓表有示數(shù)但不變，說(shuō)明巨磁電阻斷路。（3）[4]排除電路故障后，閉合開(kāi)關(guān)S1、S2，保持R2滑片位置不變，將滑動(dòng)變阻器R1的滑片向左端滑動(dòng)，滑動(dòng)變阻器R1接入電路中電阻變大，根據(jù)歐姆定律知，左側(cè)電路中電流變大，電磁鐵的磁性增強(qiáng)。觀察到右側(cè)電路中，電流表示數(shù)增大，保持R2滑片位置不變，即R2的阻值不變，根據(jù)得，R2的兩端電壓變大，再根據(jù)串聯(lián)電路分壓原理，所以電壓表示數(shù)減小。（4）[5]分析上述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可知：該GMR的阻值隨其周圍磁場(chǎng)的增強(qiáng)時(shí)，電流表示數(shù)增大，電源電壓不變，根據(jù)得，電路中電阻變小，而R2的阻值不變，根據(jù)串聯(lián)電路中電阻關(guān)系知，該GMR的阻值減小。例2.（2022·江西·中考真題）如圖所示，是某同學(xué)自制的簡(jiǎn)易電磁鎖原理圖。閉合開(kāi)關(guān)S，滑片P向左移動(dòng)，使靜止在水平桌面的條形磁體滑動(dòng)，打開(kāi)門鎖。下列說(shuō)法正確的是（）A．通電后電磁鐵a端為S極B．滑片向左移動(dòng)的過(guò)程中電磁鐵的磁性增強(qiáng)C．條形磁體在滑動(dòng)過(guò)程中受到向左的摩擦力D．條形磁體在滑動(dòng)過(guò)程中受到的摩擦力變小【答案】B【解析】A．由圖中可知，通電后電流從電磁鐵的b端流入，由安培定則可知，電磁鐵的a端為N極，故A錯(cuò)誤；B．滑片向左移動(dòng)的過(guò)程中，滑動(dòng)變阻器接入電路中的阻值變小，故電路中電流變大，則電磁鐵的磁性增強(qiáng)，故B正確；C．因條形磁鐵的b端為S極，故由異名磁極相互吸引可知，條形磁體會(huì)受到向左的磁力作用而向左滑動(dòng)，故條形在滑動(dòng)過(guò)程中受到桌面向右的摩擦力，故C錯(cuò)誤；D．條形磁體在滑動(dòng)過(guò)程中，在豎直方向上處于受力平衡狀態(tài)，條形磁鐵與桌面之間的壓力和粗糙程度不變，故條形磁體在滑動(dòng)過(guò)程中受到的摩擦力不變，故D錯(cuò)誤。故選B。考點(diǎn)2.探究電磁鐵的磁性強(qiáng)弱方法：解決這類習(xí)題時(shí)，關(guān)注實(shí)驗(yàn)的研究方法：（1）通過(guò)吸引鐵釘?shù)亩嗌倥袛啻判缘膹?qiáng)弱——轉(zhuǎn)換法；（2）研究磁性與電流的關(guān)系，控制線圈匝數(shù)不變；研究磁性與線圈匝數(shù)的關(guān)系，控制電流不變——控制變量法。例3.（2022·浙江麗水·中考真題）按如圖電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，每次總觀察到電磁鐵A吸引大頭針的數(shù)目比電磁鐵B多。此現(xiàn)象說(shuō)明影響電磁鐵磁性強(qiáng)弱的一個(gè)因素是（）A．電流大小 B．線圈匝數(shù) C．電流方向 D．電磁鐵極性【答案】B【解析】由圖可知，電磁鐵A和電磁鐵B串聯(lián)在同一電路中，所以通過(guò)它們的電流大小相等、方向相同。根據(jù)安培定則及電磁鐵電流方向，兩個(gè)電磁鐵極性也相同，而電磁鐵A的線圈匝數(shù)大于電磁鐵B的線圈匝數(shù)，因此每次電磁鐵A吸引大頭針的數(shù)目比電磁鐵B多，說(shuō)明匝數(shù)越多，磁性越強(qiáng)，故B符合題意，ACD不符合題意。故選B。例4.（2022·海南·中考真題）某實(shí)驗(yàn)小組用自制電磁鐵探究影響電磁鐵磁性強(qiáng)弱的因素。他們用相同的漆包線和鐵釘繞制成兩個(gè)電磁鐵A和B，B鐵釘上繞有更多匝數(shù)的線圈，實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。（1）如圖甲，閉合開(kāi)關(guān)，電磁鐵A的釘尖是______極（選填“N”或“S”）；將滑動(dòng)變阻器的滑片P向右移動(dòng)，能吸引______的大頭針（選填“更多”“不變”或“更少”）；（2）如圖乙，把電磁鐵A和B串聯(lián)，閉合開(kāi)關(guān)，多次移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片P，發(fā)現(xiàn)電磁鐵B總能吸引更多的大頭針，通過(guò)比較，得出的結(jié)論是______；（3）電磁鐵在生活中應(yīng)用廣泛，請(qǐng)舉一例：______?！敬鸢浮?/p>

S

更少

電流相同時(shí)，匝數(shù)越多，電磁鐵磁性越強(qiáng)

電鈴【解析】（1）[1]由圖甲可知，鐵釘表面的電流方向向右，根據(jù)安培定則可知，釘尾為N極，頂尖為S極。[2]當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片向右端滑動(dòng)時(shí)，電路中的電阻變大，則電流變小，即由鐵釘組成的電磁鐵磁性減弱，則吸引的大頭針數(shù)量會(huì)更少。（2）[3]由圖乙可知，電磁鐵A和B串聯(lián)，則電路中的電流相等，因?yàn)殡姶盆FB的線圈匝數(shù)多，所以吸引的大頭針多，則說(shuō)明電流相同時(shí)，匝數(shù)越多，電磁鐵磁性越強(qiáng)。（3）[4]電磁鐵在生活中應(yīng)用廣泛，如電鈴，電磁起重機(jī)等等。考點(diǎn)3.電磁繼電器的原理及應(yīng)用方法：明確電磁繼電器應(yīng)用圖中控制電路和工作電路，兩電路依靠中間的電磁鐵來(lái)發(fā)生相互作用，是搞清這類裝置原理的關(guān)鍵點(diǎn)之一；同時(shí),還應(yīng)明確控制電路開(kāi)關(guān)接通和斷開(kāi)的條件，以及控制電路接通和斷開(kāi)前后工作電路發(fā)生怎樣的變化。例5.（2022·遼寧沈陽(yáng)·中考真題）如圖所示是電磁繼電器的工作原理圖，閉合開(kāi)關(guān)后，下列說(shuō)法正確的是（

）A．彈簧的彈性勢(shì)能減小B．電磁鐵的上端為極C．電動(dòng)機(jī)工作，燈不發(fā)光D．電磁鐵的工作原理是電磁感應(yīng)【答案】C【解析】A．當(dāng)閉合開(kāi)關(guān)后，電磁鐵產(chǎn)生磁性吸引銜鐵，右半部分下落，彈簧被拉長(zhǎng)，彈性勢(shì)能增大，故A錯(cuò)誤；B．當(dāng)閉合開(kāi)關(guān)后，線圈相當(dāng)于通電螺線管，根據(jù)右手螺旋定則判斷電磁鐵上端為N極，故B錯(cuò)誤；C．當(dāng)閉合開(kāi)關(guān)后，電磁鐵產(chǎn)生磁性吸引銜鐵，右半部分往下落，開(kāi)關(guān)與下面電動(dòng)機(jī)所在的電路結(jié)合，電動(dòng)機(jī)所在電路閉合，電動(dòng)機(jī)正常工作，開(kāi)關(guān)與上面燈泡所在的電路分離，燈泡所在電路斷路，燈泡不發(fā)光，故C正確；D．電磁繼電器的工作原理是電流的磁效應(yīng)，與電磁感應(yīng)無(wú)關(guān)，故D錯(cuò)誤。故選C。例6.（2022·山西·中考真題）創(chuàng)新小組的同學(xué)們?yōu)閷W(xué)校食堂設(shè)計(jì)了一個(gè)可自動(dòng)注水的儲(chǔ)水池。如圖是它的簡(jiǎn)化裝置圖，電源電壓一定?？刂齐娐分?，RN為壓敏電阻，其阻值隨壓力的變化而變化，R0為定值電阻。閉合開(kāi)關(guān)S1、S2，當(dāng)池中水位上升到一定高度時(shí)，觸點(diǎn)分離，工作電路斷開(kāi)，注水裝置自動(dòng)停止注水，當(dāng)池中水位下降到一定位置時(shí)，觸點(diǎn)連接，工作電路接通，注水裝置自動(dòng)開(kāi)始注水。下列分析正確的是（）A．水位上升時(shí)，電磁鐵磁性變?nèi)?B．水位上升時(shí)，通過(guò)R0電流變小C．水位下降時(shí)，R0的電功率變大 D．水位下降時(shí)，RN的阻值會(huì)變大【答案】D【解析】AB．水位上升時(shí)，向池中注水，觸點(diǎn)接觸，當(dāng)注滿水時(shí)，觸點(diǎn)分離，說(shuō)明RN電阻逐漸減小，電流變大，磁性變強(qiáng)，將銜鐵吸引到下面，故AB錯(cuò)誤；CD．水位下降時(shí)，需要注水，觸點(diǎn)接觸，電磁鐵磁性減弱，故RN的阻值會(huì)變大，電流變小，根據(jù)P=I2R可知，R0的電功率變小，故C錯(cuò)誤，D正確。故選D。例7.（2022·山東聊城·中考真題）（多選）如圖所示，是智能扶手電梯的原理圖，其中是壓敏電阻。電梯上無(wú)乘客時(shí)，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)變慢，使電梯運(yùn)動(dòng)變慢；電梯上有乘客時(shí)，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)變快，使電梯運(yùn)動(dòng)變快。下列說(shuō)法正確的是（）A．電磁鐵上端是極 B．電磁繼電器與發(fā)電機(jī)工作原理相同C．電梯上無(wú)乘客時(shí)，銜鐵與觸點(diǎn)2接觸 D．電梯上有乘客時(shí)，壓敏電阻的阻值減小【答案】AD【解析】A．根據(jù)安培定則，伸出右手，四指的方向?yàn)殡娏鞯姆较颍竽粗傅姆较驗(yàn)镹極的方向，故電磁鐵的下端為N極，上端為S極，故A正確；B．電磁繼電器工作的原理是電流的磁效應(yīng)，即通電導(dǎo)線周圍存在磁場(chǎng)，而發(fā)電機(jī)工作原理是電磁感應(yīng)現(xiàn)象，即閉合電路的部分導(dǎo)體切割磁感線時(shí)，會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，故B錯(cuò)誤；C．如圖所示，當(dāng)觸點(diǎn)與1接觸時(shí)，電動(dòng)機(jī)與定值電阻R1串聯(lián)，電動(dòng)機(jī)分擔(dān)的電壓比較小，轉(zhuǎn)速比較慢，而當(dāng)觸電與2接觸時(shí)，只有電動(dòng)機(jī)接入電路，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)變快，故當(dāng)有乘客時(shí)，銜鐵與2接觸，沒(méi)有乘客時(shí)，銜鐵與1接觸，故C錯(cuò)誤；D．當(dāng)有乘客時(shí)，銜鐵與2接觸，此時(shí)銜鐵被吸下來(lái)，說(shuō)明通過(guò)電磁鐵的磁性變強(qiáng)，通過(guò)電磁鐵的電流變大，則說(shuō)明壓敏電阻的阻值變小，故D正確。故選AD。例8.（2022·貴州黔東南·中考真題）某款無(wú)接觸式的熱風(fēng)干手器，手伸向出風(fēng)口時(shí)可吹出溫度為35℃～45℃的熱風(fēng)，內(nèi)部電路由控制電路和工作電路兩部分構(gòu)成，簡(jiǎn)化電路如圖所示，控制電路中R為光敏電阻。閉合S，當(dāng)手伸向出風(fēng)口時(shí)，R的阻值會(huì)___________（選填“增大”“不變”或“減小”），銜鐵被吸下，工作電路開(kāi)始工作。若干手器的加熱電阻絲的阻值為44Ω，在額定電壓下，烘干一次手用時(shí)10s，則烘干手的過(guò)程中加熱電阻產(chǎn)生的熱量為_(kāi)__________J，這些熱量全部被水吸收能使___________kg（結(jié)果保留兩位小數(shù)）的水溫度升高5℃。[]【答案】減小

0.52kg【解析】[1]控制電路的電磁繼電器主要是利用了電流的磁效應(yīng)