2.2 電磁鐵 電磁繼電器（原卷版）

知識(shí)點(diǎn)一、電磁鐵1、概念用一根導(dǎo)線繞成螺線管，再在螺線管內(nèi)插入鐵芯，當(dāng)有電流通過時(shí)由磁性，沒有電流時(shí)就失去磁性。我們把這種磁體叫做電磁鐵。2、電磁鐵的構(gòu)造如圖所示，電磁鐵主要由線圈和鐵芯（由軟鐵制成，不能用鋼，因鋼磁化后磁性不易消失）構(gòu)成。當(dāng)線圈通過電流時(shí)產(chǎn)生磁場，而鐵芯可以可以在線圈產(chǎn)生磁場時(shí)被磁化，產(chǎn)生與螺線管的磁場方向一致的磁場，大大增強(qiáng)了電磁鐵的磁性。3、電磁鐵極性的判斷插入鐵芯只是為了增強(qiáng)螺線管的磁性，不會(huì)影響通電螺線管的磁極磁性，仍然可以用安培定則來表述電流方向和磁極之間的關(guān)系。拓展培優(yōu)：常見的電磁鐵多數(shù)成U型，目的是使電磁鐵的兩個(gè)磁極能同時(shí)吸引物體，增大其吸引力。知識(shí)點(diǎn)二、電磁鐵的磁性1、電磁鐵的優(yōu)點(diǎn)：（1）磁性強(qiáng)弱與通入的電流大小和線圈的匝數(shù)有關(guān)，電流越大，磁性越強(qiáng)；在電流一定時(shí)，外形相同的螺線管，線圈的匝數(shù)越多，它的磁性越強(qiáng)；（2）磁性有無可由電路的通斷來控制。通電時(shí)有磁性，斷電時(shí)磁性立即消失。（注意：電磁鐵中的鐵芯必須采用軟鐵，而不能用鋼，因?yàn)殇撃鼙３执判裕?；?）磁極的性質(zhì)可以通過電流的方向來改變。2、電磁鐵的特點(diǎn)和應(yīng)用（1）電磁鐵的特點(diǎn)①磁性的有無可通過通斷電流來控制；②磁極的極性可通過改變電流的方向來實(shí)現(xiàn)；③磁性的強(qiáng)弱可通過改變電流大小、線圈的匝數(shù)來控制。（2）電磁鐵在實(shí)際生活中的應(yīng)用①對(duì)磁性材料有力的作用。主要應(yīng)用在電鈴、電磁起重機(jī)、電磁剎車裝置和許多自動(dòng)控制裝置上；②產(chǎn)生強(qiáng)磁場?，F(xiàn)代技術(shù)上很多地方需要的強(qiáng)磁場都是由電磁鐵提供的，如磁浮列車、磁療設(shè)備、測(cè)量儀器以及研究微觀粒子的加速器等。3、揚(yáng)聲器：（1）構(gòu)造：固定的永磁體，線圈，錐形紙盆。（2）工作原理：它是把電信號(hào)轉(zhuǎn)換成聲信號(hào)的一種裝置。由于線圈中通過的電流是交變電流，它的方向不斷改變，線圈就不斷的被永磁體吸引和排斥使線圈來回振動(dòng)，同時(shí)帶動(dòng)紙盆的振動(dòng)，于是揚(yáng)聲器就發(fā)出了聲。知識(shí)點(diǎn)三、電磁繼電器1、定義：電磁繼電器時(shí)利用低電壓、弱電流的路的通斷，來間接控制高電壓、強(qiáng)電流電路的通斷的裝置，其實(shí)質(zhì)就是利用電磁鐵來控制工作電路的一種開關(guān)。含電磁鐵的電路稱為低壓控制電路，被控制的電路稱為高壓工作電路。2、構(gòu)造及工作原理電磁繼電器的電路包括低壓控制電路、高壓工作電路兩部分，如圖所示?？刂齐娐方油〞r(shí)，電磁鐵產(chǎn)生磁性吸下銜鐵，動(dòng)、靜觸點(diǎn)接觸，接通工作電路；控制電路斷開時(shí)，電磁鐵失去磁性，在彈簧作用下釋放銜鐵，動(dòng)、靜觸點(diǎn)分離，工作電路斷開。從而通過控制電路的通斷來控制工作電路的通斷。3、電磁繼電器的應(yīng)用遠(yuǎn)離高電壓利用電磁繼電器可以通過控制低壓電路通斷間接控制高壓電路的通斷，使人避免高壓觸電的危險(xiǎn)，如大型變電站的高壓開關(guān)等。遠(yuǎn)離有害環(huán)境利用電磁繼電器可以使人遠(yuǎn)離高溫、有毒等有害環(huán)境，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離控制。如核電站中的開關(guān)等。實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制在電磁繼電器控制電路中接入對(duì)溫度、壓力或光照敏感的元件，利用這些元件操縱控制電路的通斷，還可以實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度、壓力、或光照的自動(dòng)控制。如水位自動(dòng)報(bào)警器、溫度自動(dòng)報(bào)警器等。1、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為光控開關(guān)，白天光控并關(guān)斷開兩路燈不發(fā)光，晚上光控開關(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．2、如圖所示是探究電磁鐵磁性特點(diǎn)的電路圖，閉合開關(guān)后，其電磁鐵的A端是極，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片P向a端滑動(dòng)時(shí)，電流表的示數(shù)（選填“變大”“變小”或“不變”），電磁鐵的磁性（選填“變強(qiáng)”“變?nèi)酢被颉安蛔儭保?、如圖是研究巨磁電阻（GMR電阻在磁場中急劇減?。┨匦缘脑硎疽鈭D，閉合開關(guān)S1、S2后，電磁鐵右端為極，滑片P向左滑動(dòng)過程中，指示燈明顯變（選填“亮”或“暗”）。1、圖甲是磁懸浮臺(tái)燈，燈泡內(nèi)部裝有磁體和半導(dǎo)體芯片，燈座內(nèi)有如圖乙所示電磁鐵。燈座通電后，燈泡會(huì)懸浮在燈座上方，半導(dǎo)體芯片發(fā)光。下列說法正確的是（）A．發(fā)光的半導(dǎo)體芯片電阻為零B．燈泡懸浮是利用同名磁極相互排斥的原理C．通電后電磁鐵具有磁性說明磁能生電D．通電后電磁鐵的下端為S極2、如圖所示，閉合開關(guān)后，下列說法不正確的是（）A．電鈴利用電流熱效應(yīng)工作B．電源用來提供電能C．導(dǎo)線用來連接電路元件D．開關(guān)用來控制電流通斷3、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4、如圖所示，是巨磁電阻特性原理的示意圖，其中GMR是一個(gè)巨磁電阻，其阻值隨磁場的增強(qiáng)而急劇減小。閉合開關(guān)S1、S2，下列說法正確的是（）A．電磁鐵的右端為N極B．當(dāng)滑片P向右滑動(dòng)時(shí)，電磁鐵磁性增強(qiáng)C．當(dāng)滑片P向左滑動(dòng)時(shí)，巨磁電阻的阻值增大D．當(dāng)滑片P向左滑動(dòng)時(shí)，指示燈變亮5、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。如圖是它的簡化裝置圖，電源電壓一定。控制電路中，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，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R0電流變小C．水位下降時(shí)，R0兩端的電壓變大 D．水位下降時(shí)，RN的阻值會(huì)變大6、下圖所示是一種水位自動(dòng)報(bào)警器的原理圖。水位沒有達(dá)到金屬塊A時(shí)，燈亮；水位達(dá)到金屬塊A時(shí)，由于一般的水是，燈亮。7、如圖甲所示的智能電梯在有、無人乘坐時(shí)會(huì)以不同的速度運(yùn)行，這樣可以節(jié)約用電。圖乙所示是其控制電路圖，R是一個(gè)壓敏電阻，其阻值隨壓力的減小而增大。當(dāng)有人走下電梯后，左側(cè)電路中電流（選填“增大”、“減小”或“不變”），則圖中電磁鐵的磁性將（選填“增強(qiáng)”、“減弱”或“不變”）。8、在探究“影響電磁鐵磁性強(qiáng)弱的因素”的實(shí)驗(yàn)中，小明制成簡易電磁鐵甲、乙，并設(shè)計(jì)了如圖所示的電路。（1）實(shí)驗(yàn)中，通過觀察來判斷電磁鐵磁性的強(qiáng)弱；（2）根據(jù)圖示的情景可知，（選填“甲”或“乙”）吸引的大頭針個(gè)數(shù)較多，說明電流一定時(shí)，線圈的匝數(shù)越多，電磁鐵的磁性越（選填“強(qiáng)”或“弱”）；當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片向左移動(dòng)時(shí)，電磁鐵甲、乙吸引大頭針的個(gè)數(shù)增加，說明電流越，電磁鐵的磁性越強(qiáng)；（3）根據(jù)右手螺旋定則，可判斷出乙電磁鐵的上端是（選填“N”或“S”）極；（4）電磁鐵吸引的大頭針下端分散的原因是。1、在圖中的自動(dòng)控制電路中，當(dāng)控制電路的開關(guān)S閉合時(shí)，工作電路的情況是()A.燈不亮，電鈴響B(tài).燈不亮，電鈴不響C.燈亮，電鈴不響D.燈亮，電鈴響2、電梯設(shè)置有超載自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)，其工作原理如圖所示，R為保護(hù)電阻，壓敏電阻的阻值隨壓力的增大而減小。下列說法正確的是()。A.控制電路接通后，電磁鐵的上端為N極B.電梯正常運(yùn)行時(shí)K與B接觸C.超載時(shí)電磁鐵磁性增大D.處于圖示位置時(shí)電磁鐵對(duì)銜鐵的吸引力大約是彈簧彈力的3倍3、近期，我國南方各地普降暴雨，城市內(nèi)澇給人們生活帶來很大影響.小明設(shè)計(jì)了一種利用電磁繼電器來自動(dòng)控制抽水機(jī)工作的電路：當(dāng)水位在安全位置以下時(shí)綠燈亮，抽水機(jī)不工作；當(dāng)水位到達(dá)安全位置上限時(shí)紅燈亮，抽水機(jī)開始工作.如圖所示是小明還未連接完成的電路，小明接下去的電路連接應(yīng)該是（）A.M接A，N接BB.M接B，N接DC.M接B，N接CD.M接A，N接D4、小科利用光敏電阻受到光照時(shí)電阻變小的特性，設(shè)計(jì)了一個(gè)如圖所示的自動(dòng)控制電路，要求光暗時(shí)燈亮，光亮?xí)r燈滅.在實(shí)際調(diào)試時(shí)，發(fā)現(xiàn)燈始終亮著，而光敏電阻和其他電路元件都正常.下列調(diào)節(jié)能使控制電路達(dá)到要求的是（）A.減少螺線管線圈的匝數(shù)B.抽出螺線管中的鐵芯C.滑動(dòng)變阻器滑片P向右移動(dòng)D.減小控制電路電源電壓5、如圖所示是“追風(fēng)者”磁懸浮列車懸浮原理的示意圖.該列車通過磁體之間的相互作用，懸浮在軌道上方，以提高運(yùn)行速度.這里的相互作用是指（）A.異名磁極相互吸引B.同名磁極相互吸引C.異名磁極相互排斥D.同名磁極相互排斥6、如圖是研究電磁鐵磁性強(qiáng)弱的實(shí)驗(yàn)裝置，其中E是電磁鐵。只利用此裝置可以研究電磁鐵磁性強(qiáng)弱與是否有關(guān)。閉合開關(guān)S后，發(fā)現(xiàn)電磁鐵吸引起少量大頭針。為了讓電磁鐵能吸引起更多的大頭針，只利用圖中的器材，可以將滑動(dòng)變阻器滑片向移動(dòng)。（選填“左”或“右”）7、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：。8、學(xué)習(xí)了“電生磁”的知識(shí)后，小柯在家里進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究。實(shí)驗(yàn)器材主要有：全新干電池若干節(jié)、鐵釘3枚、大頭針若干、長導(dǎo)線1根。實(shí)驗(yàn)過程：①用細(xì)線把3枚鐵釘捆綁在一起，再用長導(dǎo)線纏繞鐵釘6圈，連接在1節(jié)全新干電池兩端（如圖所示），制成簡易的電磁鐵。用電磁鐵尖端去靠近大頭針，觀察吸引大頭針的數(shù)目（通電時(shí)間不超過10秒鐘，下同）；②將電磁鐵連接在2節(jié)串聯(lián)的全新干電池兩端，重復(fù)實(shí)驗(yàn)；③將電磁鐵連接在3節(jié)串聯(lián)的全新干電池兩端，重復(fù)實(shí)驗(yàn)；④增加電磁鐵的線圈匝數(shù)至9匝，連接在