第23講：電磁鐵、電磁繼電器【考點歸納】考點01：電磁鐵的構造及其原理考點02：探究影響電磁鐵的磁性強弱的因素考點03：電磁體在生活中的應用考點04：電磁繼電器的原理考點05：電磁繼電器的應用考點06：含電磁繼電器的電路設計考點07：電磁鐵、電磁繼電器作圖問題【知識梳理】知識點01：電磁鐵1.電磁鐵：把一根導線繞成螺線管，再在螺線管內插入鐵芯，當有電流通過時，它會有較強的磁性。這種磁體，在有電流時有磁性，沒有電流時就失去磁性，我們把這種磁體叫做電磁鐵。2.電磁鐵工作原理：電流的磁效應。3.電磁鐵的磁性特點：通電時有磁性，斷電時無磁性。4.構造：主要由線圈和鐵芯構成。如圖所示。知識點02：電磁鐵的磁性1.影響電磁鐵磁性強弱的因素(1)電流大小：電磁鐵的磁性強弱與線圈中電流大小有關，在螺線管的外形和匝數相同時，電流越大，電磁鐵的磁性越強。(2)線圈匝數：電磁鐵的磁性強弱與線圈的匝數有關，在螺線管的外形和通過的電流相同時，電磁鐵線圈的匝數越多，電磁鐵的磁性越強。2.電磁鐵的優點(1)磁性的有無可通過電流的通斷來控制；(2)磁極的極性可通過改變電流的方向來控制；(3)磁性的強弱可通過改變電流的大小和線圈的匝數來控制。3.電磁鐵的應用；電磁鐵在電磁起重機、電磁繼電器、電動機、發電機、電鈴、磁浮列車上都有應用。知識點03：電磁繼電器1.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、強電流電路通斷的裝置。電磁繼電器就是利用電磁鐵來控制工作電路的一種開關。2.構造：電磁繼電器由電磁鐵、銜鐵、彈簧、觸點組成。各部分作用如下：電磁鐵：通電時產生磁性，吸下銜鐵；銜鐵：和動觸點連在一起，帶動動觸點上下運動；彈簧：電磁鐵無磁性時，帶動銜鐵離開電磁鐵；觸點：相當于控制電路的開關。3.工作原理電磁繼電器電路包括低壓控制電路和高壓工作電路兩部分。如圖所示，低壓控制電路接通時，電磁鐵線圈中有電流，電磁鐵有磁性，吸下銜鐵，使動觸點與靜觸點接觸，從而使高壓工作電路接通，高壓工作電路中用電器開始工作；低壓控制電路斷開時，電磁鐵線圈中無電流，電磁鐵失去磁性，彈簧通過杠桿作用把銜鐵拉起，使動觸點與靜觸點分開，高壓工作電路斷開，高壓工作電路中用電器停止工作。低壓控制電路包括：(低壓)電源、電磁鐵、開關、彈簧、銜鐵；高壓工作電路包括：(高壓)電源、用電器、觸點。4.電磁繼電器的應用(1)用低電壓，弱電流控制高電壓、強電流。利用電磁繼電器可以實現利用低電壓、弱電流控制高電壓、強電流，從而使人遠離高壓電路，避免危險，如大型變電站的高壓開關等。(2)實現遠距離控制。利用電磁繼電器可以使人遠離高溫、有毒、有害的環境，實現遠距離控制，如核電站中的開關等。(3)實現自動控制。在電磁繼電器控制電路中接入對溫度、壓力、光照等敏感的元件，還可以實現對溫度、壓力或光的自動控制，如水位自動報警器、溫度自動報警器等。知識點04：實驗探究影響電磁鐵的磁性強弱的因素實驗目的探究影響電磁鐵磁性強弱的因素實驗猜想影響電磁鐵磁性強弱的因素可能有螺線管中電流的大小、線圈匝數的多少實驗圖示物理研究方法(1)控制變量法：在探究電磁鐵磁性強弱與電流大小的關系時，必須控制線圈的匝數相同；在探究電磁鐵磁性強弱與線圈匝數的關系時，必須控制線圈中電流相同。(2)轉換法：通過吸引大頭針的數目來顯示電磁鐵磁性的強弱，利用了轉換法。實驗結論(1)電磁鐵的磁性強弱與線圈中電流的大小有關，在電磁鐵的外形和線圈匝數相同時，電流越大，電磁鐵的磁性越強；(2)電磁鐵的磁性強弱與線圈的匝數有關，在電磁鐵的外形和通過的電流相同時，線圈的匝數越多，電磁鐵的磁性越強實驗改進提升電磁鐵磁性強弱除了受電流大小、線圈匝數的影響，還與有無鐵芯有關，加入鐵芯可以大大增強電磁鐵的磁性。根據控制變量法的思想，在探究電磁鐵的磁性與有無鐵芯的關系時，應該保持電流大小和線圈匝數相同，一個有鐵芯，一個無鐵芯，然后觀察兩個電磁鐵吸引大頭針的數目，從而判斷電磁鐵磁性強弱與有無鐵芯的關系。如圖所示。【題型歸納】題型一：電磁鐵的構造及其原理1．（2023·陜西西安·模擬預測）圖甲是一種磁懸浮地球儀擺件，地球儀內部裝有磁鐵，底座內部裝有如圖乙所示的電磁鐵。下列說法正確的是（）A．電磁鐵周圍存在著磁場B．地球儀利用異名磁極間相互排斥的原理工作C．圖乙中，利用安培定則可判斷電磁鐵上端是N極D．圖乙中，將電源正、負極對調后，電磁鐵磁極方向不變【答案】A【詳解】A．通電導線周圍存在磁場，電磁鐵就是將通電導線繞成線圈，在線圈內部插入鐵芯制成的，所以電磁鐵周圍也存在磁場，故A正確；B．磁懸浮地球儀之所以能懸浮在空中，是利用了同名磁極相互排斥的原理，故B錯誤；C．由安培定則可知，電磁鐵上端為S極，故C錯誤；D．乙圖中，將電源正負極對調后，電流的方向發生了改變，電磁鐵磁極方向隨之改變，故D錯誤。故選A。2．（2023·陜西西安·三模）圖﹣1是一種磁懸浮地球儀擺件，地球儀內部裝有磁鐵，底座內部裝有如圖﹣2所示的電磁鐵。下列說法正確的是（）

A．圖﹣1中，電磁鐵周圍存在著真實的磁場和磁感線B．圖﹣1中，地球儀利用異名磁極相互排斥的原理懸浮C．圖﹣2中，電磁鐵的上端是S極D．圖﹣2中，將電源正負極對調后，電磁鐵周圍的磁場方向不變【答案】C【詳解】A．磁體周圍存在磁場，電磁鐵周圍也存在磁場，磁感線是為了描述磁場的分布，假想的曲線，不存在磁感線，故A錯誤；B．磁懸浮地球儀之所以能懸浮在空中，是利用了同名磁極相互排斥的原理，故B錯誤；C．圖﹣2中，電流從螺線管的上端流入，由安培定則和圖示可知，電磁鐵上端為S極，故C正確；D．圖﹣2中，將電源正負極對調后，電流的方向發生了改變，電磁鐵磁極方向隨之改變，電磁鐵周圍的磁場方向改變。故D錯誤。故選C。3．（2022·湖南益陽·中考真題）如圖所示的螺線管，當閉合開關后，下列判斷正確的是（）A．螺線管的左端為S極B．右邊小磁針的N極向左偏轉C．當滑片P右移時，螺線管的磁性會減弱D．改變電流方向，通電螺線管的外部磁場方向不會改變【答案】B【詳解】AB．由安培定則可知通電螺線管的左端是N極，右端是S極，因同名磁極相互排斥，異名磁極相互吸引，所以小磁針的N極向左偏轉，故A錯誤，B正確；C．滑片P向右滑動時，滑動變阻器的電阻減小，電路的電流增大，通電螺線管的磁性增強，故C錯誤；D．通電螺線管外部的磁場和條形磁體外部的磁場一樣，它的兩端分別是N極、S極，當改變螺線管中的電流方向時，螺線管的兩磁極交換位置，外部磁場方向會改變，故D錯誤。故選B。題型二：探究影響電磁鐵的磁性強弱的因素4．（2024·河南商丘·一模）為了探究電磁鐵的磁性強弱跟哪些因素有關，小明同學找來一些大頭針，然后用漆包線（表面涂有絕緣漆的導線）在大鐵釘上繞若干匝，制成簡單的電磁鐵，圖甲、乙、丙、丁為實驗中觀察到的四種情況。（1）實驗是通過觀察電磁鐵來知道電磁鐵磁性強弱的；（2）比較兩圖可知：線圈匝數相同時，電流越大，電磁鐵的磁性越強；（3）由圖丁可知：當電流一定時，外形相同的電磁鐵，，電磁鐵的磁性越強。圖丁中，鐵釘下面的大頭針分散的原因是：。【答案】吸引大頭針的數量乙、丙線圈匝數越多見解析【詳解】（1）[1]實驗中，電磁鐵的磁性不同，吸引大頭針的數目也不同，所以可通過觀察電磁鐵吸引大頭針的數量知道電磁鐵磁性的強弱。（2）[2]要探究電磁鐵磁性強弱與電流的關系，應保持線圈匝數相同，比較圖乙和丙可知。圖乙和丙中，線圈匝數相同，與變阻器串聯在電路中，變阻器滑片所處的位置不同，說明其接入電路的阻值不變，電路的電流不同。（3）[3]圖丁中，兩個匝數不同的電磁鐵串聯在電路中，通過的電流相同，右側電磁鐵線圈的匝數多，吸引大頭針的數量也多，所以可得，當電流一定時，外形相同的電磁鐵，線圈匝數越多，電磁鐵的磁性越強。[4]圖丁中，大頭針被磁化后，下端為同名磁極，而同名磁極相互排斥，所以鐵釘下面的大頭針分散。5．（24-25九年級上·全國·課后作業）小紅和小剛在做探究電磁鐵的磁性跟哪些因素有關的實驗時，作出了如下猜想：猜想A：電磁鐵通電時有磁性，斷電時沒有磁性猜想B：通電的電磁鐵的磁性與線圈的匝數有關猜想C：通電的電磁鐵的磁性與電流大小有關為了驗證上述猜想是否正確，小紅和小剛共同設計了以下實驗方案：用漆包線在大鐵釘上繞制若干圈，制成簡單的電磁鐵。實驗中觀察到的現象如圖a、b、c所示，請你完成如下填空：(1)通過觀察電磁鐵吸引大頭針數目多少的不同，來判斷它的；請寫出一個運用此實驗研究方法的實驗名稱：（合理即可）；(2)通過比較兩種情況，可以驗證猜想A是正確的；(3)圖c中甲、乙串聯的目的是；通過比較c中甲、乙兩電磁鐵，可得實驗結論：；(4)實驗中，大頭針的下端都是分開的，原因是；(5)小紅在做如圖b實驗時，拿一根銅釘代替大鐵釘，會發現銅釘不能吸引大頭針，這是因為；拓展設問(6)用實驗器材組成了如圖所示的實驗電路，分別連接電磁鐵線圈的接線柱a、c，并調節滑動變阻器控制電流不變，可以發現接（選填“a”或“c”）柱時，大鐵釘下方吸引大頭針較多。【答案】(1)磁性強弱探究電流產生熱量的多少與哪些因素有關(2)a、b(3)控制電流相同在電流一定時，電磁鐵線圈匝數越多，磁性越強(4)同名磁極相互排斥(5)鐵釘能被磁化，而銅釘不能被磁化(6)c【詳解】（1）[1][2]實驗中電磁鐵磁性的強弱無法用眼睛直接觀察，通過觀察電磁鐵吸引大頭針數目多少的不同，來判斷它磁性的強弱，吸引的大頭針越多，電磁鐵的磁性越強；運用的研究方法是轉換法。探究電流產生熱量的多少與哪些因素有關，通過觀察U形管中液面的高度差反映電流產生熱量的多少，也運用了轉換法。（2）A猜想中，電磁鐵通電時有磁性，斷電時沒有磁性，由圖可知，圖a、b中兩電磁鐵相同，一個通電能吸引大頭針，一個不通電，不能吸引大頭針，符合要求。（3）[1][2]圖c中的兩電磁鐵是串聯在一起的，因此，通過它們的電流是相同的，線圈匝數不同，吸引的大頭針數目不同，得出的結論是：外形相同的螺線管，當電流相同時，線圈的匝數越多，它的磁性越強。（4）大頭針被磁化后，下端是同名磁極，根據同名磁極相互排斥，下端都是分開的。（5）小紅在做如圖b實驗時，拿一根銅釘代替大鐵釘，會發現銅釘不能吸引大頭針，這是因為鐵釘能被磁化，而銅釘不能被磁化。（6）通電的電磁鐵的磁性與線圈的匝數有關，當電流相同時，線圈的匝數越多，它的磁性越強。連接電磁鐵線圈的接線柱c時，線圈的匝數較多，電磁鐵的磁性較強，大鐵釘下方吸引大頭針較多。6．（23-24九年級上·寧夏固原·期末）為了探究“通電螺線管的磁性強弱與哪些因素”有關，小張找來了四節干電池、開關、滑動變阻器、兩根大鐵釘、很多大頭針和一段較長的電阻絲，做了以下幾次實驗，實驗現象如圖所示。根據圖示現象回答下列問題：（1）實驗中磁場的強弱是通過觀察來進行比較，這就是物理中常用的轉換法；（2）通過觀察圖甲中A與B兩個通電螺線管，當通過線圈的電流相同、有無鐵芯相同時，通電螺線管線圈的匝數越少，它的磁性就越；（3）通過觀察圖甲中兩個通電螺線管，當通過線圈的電流相同、線圈的匝數相同時，有鐵芯的通電螺線管的磁性強；（選填“A、B”、“B、C”或“A、C”）（4）通過觀察圖乙與圖丙，可以探究通電螺線管的磁性強弱與的關系；（5）結論：影響通電螺線管磁性強弱的因素有。【答案】通電螺線管吸引大頭針的數量弱B、C電流大小線圈的匝數、有無鐵芯、通過螺線管的電流大小【詳解】（1）[1]實驗中磁場的強弱是通過觀察通電螺線管吸引大頭針的數量來反映磁場的強弱，這用到了物理中的轉換法。（2）[2]圖甲中A與B兩個通電螺線管，可以看出當通過線圈的電流相同、有無鐵芯相同時，通電螺線管線圈的匝數越少，吸引的大頭針的數量越少，則它的磁性就越弱。（3）[3]通過觀察可知，圖甲B、C兩個通電螺線管，其通過線圈的電流相同、線圈的匝數相同時，有鐵芯的通電螺線管的磁性強。（4）[4]圖乙和丙中，線圈的匝數相同、有無鐵芯相同，圖丙中滑動變阻器連入電路的電阻變短，電阻變小，電路中電流增大，其通電螺線管吸引大頭針增多，其磁性增強，說明通過螺線管的電流越大，它的磁性就越強。（5）[5]通過實驗可以得出：影響通電螺線管磁性強弱的因素有線圈的匝數、有無鐵芯、通過螺線管的電流大小。題型三：電磁體在生活中的應用7．（22-23九年級上·黑龍江綏化·期末）我校門衛人行小門的門吸與下列哪個實驗原理相同（）A．B．C． D．【答案】D【詳解】門吸利用的是電磁鐵通電后產生磁性，將門與門框吸在一起，并通過電流的通斷控制磁性的有無，屬于電磁鐵的應用。A．如圖所示，通電后導體在磁場中受力而運動，屬于電動機原理圖，故A不符合題意；B．如圖所示，金屬棒做切割磁感線的運動時，感應電流表有示數，表明導體中有電流，屬于電磁感應現象，是發電機的原理，故B不符合題意；C．通電后小磁針發生偏轉，表明通電導體周圍存在磁場，屬于奧斯特實驗原理圖，故C不符合題意；D．閉合開關，可以通過滑動變阻器調節電路中電流大小，改變電磁鐵的磁性強弱，并通過電流的通斷控制磁性的有無，屬于電磁鐵的應用，故D符合題意。故選D。8．（2021·江西·中考真題）如圖所示是燃油汽車啟動裝置的電路簡圖。汽車啟動時，需將鑰匙插入儀表板上的鑰匙孔并旋轉，則下列分析正確的是（）A．旋轉鑰匙相當于閉合開關B．電磁鐵是利用電流的熱效應來工作的C．電磁鐵通電后電磁鐵的上端為S極D．電動機工作時將電能全部轉化為機械能【答案】A【詳解】A．插入鑰匙并旋轉才能啟動汽車，所以旋轉鑰匙相當是閉合開關，接通電路，故A正確；B．電磁鐵是在電流通過線圈時，線圈產生磁性，所以電磁鐵利用電流的磁效應工作的，故B錯誤；C．圖示中的電磁鐵，電流從其上端流入，下端流出，據安培定則知，電磁鐵的下端為S極，故C錯誤；D．電動機工作時，大部分電能轉化為機械能，小部分電能轉化為內能，故D錯誤。故選A。9．（21-22九年級上·湖北孝感·期末）如圖是直流電鈴的原理圖。關于電鈴工作時的說法不正確的是（）A．電流通過電磁鐵時，電磁鐵有磁性且A端為N極B．電磁鐵吸引銜鐵，使電路斷開C．小錘擊打鈴碗發出聲音，是由于鈴碗發生了振動D．小錘擊打鈴碗時，電磁鐵仍具有磁性【答案】D【詳解】A．根據安培定則，右手握住螺線管，四指指向電流的方向，大拇指所指的方向為螺線管的N極，由此可判斷出A端為N極，故A正確，不符合題意；B．電磁鐵向下吸引銜鐵時，彈簧片與螺釘分開，電路斷開，故B正確，不符合題意；C．聲音是由物體的振動產生的，小錘擊打鈴碗時發出聲音，是由于鈴碗發生了振動，故C正確，不符合題意；D．銜鐵被吸引時，小錘擊打鈴碗，電路斷路，電路中沒有電流，電磁鐵失去磁性，故D錯誤，符合題意。故選D。題型四：電磁繼電器的原理10．（23-24九年級上·山西臨汾·階段練習）如圖所示是一個利用電磁繼電器的溫度自動控制裝置。關于該裝置，下列說法不正確的是（）A．裝置中的溫度計使用的水銀是導體B．裝置中的電磁鐵工作原理與電飯煲相同C．當溫度達到85℃及以上，鈴響燈不亮D．燈亮鈴不響說明溫度低于85℃【答案】B【詳解】A．溫度計使用的水銀容易導電，屬于導體，故A正確，不符合題意；B．裝置中的電磁鐵工作原理是利用電流的磁效應，電飯鍋是利用電流的熱效應來工作的，兩者工作原理不同，故B錯誤，符合題意；C．當控制電路中的溫度達到85℃以上時，控制電路接通，電磁鐵中有了電流，電磁鐵有了磁性，吸下銜鐵，動觸點下移，接通電鈴電路，電鈴響，燈不亮，故C正確，不符合題意；D．當控制電路中的溫度沒有達到85℃時，控制電路斷開，電磁鐵中沒有電流，電磁鐵失去磁性，彈簧將銜鐵拉起來，動觸點上移，接通電燈電路，故D正確，不符合題意。故選B。11．（23-24九年級上·安徽六安·期末）如圖所示是一個利用電磁繼電器的溫度自動控制裝置。關于該裝置，下列說法正確的是（）A．裝置中的溫度計使用的水銀是絕緣體B．裝置中的電磁繼電器與電動機原理相同C．當溫度達到85℃時，電鈴響、燈不亮D．當溫度低于85℃時，電鈴響、燈不亮【答案】C【詳解】A．裝置中的溫度計使用的水銀會導電，是導體，故A錯誤；B．裝置中的電磁繼電器利用了電流的磁效應工作，電動機利用通電導體在磁場中受力的作用工作，故B錯誤；C．當溫度達到85℃時，水銀與金屬絲導通，電磁鐵中有了磁性，吸下銜鐵，斷開電燈電路，接通電鈴電路，電鈴響、燈不亮，故C正確；D．當溫度低于85℃時，水銀與金屬絲斷開，電磁鐵失去磁性，彈簧將銜鐵拉起，動觸點與上面的靜觸點連通，電燈亮，電鈴不響，故D錯誤。故選C。12．（23-24九年級上·陜西西安·期末）寒冬，為給小雞仔提供溫暖的環境，小明制作了恒溫箱系統，原理如圖。控制電路由電磁繼電器、滑動變阻器、熱敏電阻（安裝在恒溫箱內，阻值隨溫度升高而顯著減小）、低壓電源等組成。加熱電路由電源、電熱絲和等組成。調好阻值，閉合開關、，箱內溫度升高到設定值后即在小范圍內波動，且降溫比較平緩。下列說法正確的是（）A．恒溫箱溫度升高時，電磁鐵磁性減弱B．阻值大于阻值C．電磁繼電器中的電磁鐵的原理是電流的磁效應D．將的阻值稍微調小一些，恒溫箱控制的溫度將更高些【答案】C【詳解】A．恒溫箱溫度升高時，熱敏電阻的阻值隨溫度升高而顯著減小，根據歐姆定律，電路中電流變大，電磁鐵的磁性增強，故A錯誤；B．溫度升高時，電磁鐵磁性增強，吸引銜鐵，使電路接通，此時恒溫箱處于保溫狀態；溫度降低時，電磁鐵磁性減弱，銜鐵在左側彈簧作用下被拉起，使電路接通，此時恒溫箱處于加熱狀態；因加熱功率大于保溫功率，且電源電壓不變，由公式可知，阻值小于阻值，故B錯誤；C．電磁繼電器中的電磁鐵的原理是電流的磁效應，故C正確；D．電磁鐵吸引銜鐵時的電流不變，控制電路電源電壓不變，根據歐姆定律可知，控制電路的總電阻不變，將的阻值稍微調小一些，根據電阻的串聯可知，熱敏電阻的阻值變大，因熱敏電阻的阻值隨溫度升高而顯著減小，故恒溫箱控制的溫度將降低，故D錯誤。故選C。題型五：電磁繼電器的應用13．（23-24九年級上·山東菏澤·期末）“交通電子警察自動抓拍系統”原理如圖所示，當車輛違規闖紅燈時，就會自動接通攝像系統電路，“電子警察”就會自動抓拍違規車輛。下列說法正確的是（）A．“交通電子警察自動抓拍系統”中的光控開關和壓力開關是并聯在電路中的B．只要光控開關接收到紅光，攝像系統就會自動拍攝C．只有光控開關和壓力開關都閉合時，攝像系統才會自動拍攝D．車輛只要經過埋有壓力開關的路口，攝像系統就會自動拍攝【答案】C【詳解】ABC．“交通電子警察自動抓拍系統”中的光控開關和壓力開關是串聯在電路中的，分析電路圖可知，只有光控開關和壓力開關都閉合時，工作電路形成閉合回路，電磁鐵通電產生磁性吸引銜鐵向下，觸點接觸，攝像系統電路形成閉合回路，攝像系統才會自動拍攝，故AB錯誤，C正確；D．由題意知，車輛闖紅燈且要經過埋有壓力開關的路口，光控開關和壓力開關都閉合，攝像系統才會自動拍攝，故D錯誤。故選C。14．（23-24九年級上·天津河西·期末）如圖是一種溫度自動報警器的原理圖，制作水銀溫度計時在玻璃管中封入一段金屬絲，電源的兩極分別與水銀和金屬絲相連。下列說法正確的是（）A．當溫度計達到40℃時，紅燈亮同時電鈴響B．當溫度計達到60℃時，綠燈亮同時電鈴響C．當溫度計達到80℃時，紅燈亮同時電鈴響D．當溫度計達到60℃時，紅、綠燈均亮同時電鈴響【答案】C【詳解】AC．如圖，當溫度到達80℃時，水銀柱到達金屬絲的下端，左邊的控制電路閉合，控制電路中有電流，電磁鐵有磁性，向下吸引銜鐵，使銜鐵向下運動，從而帶動動觸點向下運動，使紅燈、電鈴所在的電路接通，此時紅燈發光、電鈴響，發出報警信號，故A錯誤、C正確；BD．如圖，當溫度到達60℃時，水銀柱未到達金屬絲的下端，左邊的控制電路斷開，控制電路中無電流，電磁鐵沒有磁性，銜鐵在彈簧作用下向上運動，從而帶動動觸點向上運動，使綠燈所在的電路接通，此時綠燈發光，紅燈不亮、電鈴不響，故BD錯誤。故選C。15．（22-23九年級上·山東淄博·期末）如圖是一種溫度自動報警器的原理圖，在水銀溫度計中封入一段金屬絲，金屬絲下端所指示的溫度為90℃。下列說法錯誤的是（）A．報警器利用了水銀導電和熱脹冷縮的性質B．報警器利用了電磁鐵通電時有磁性、斷電時磁性消失的特點C．溫度降低到90℃以下時，報警器中的燈亮電鈴不響D．溫度達到90℃時，報警器中的燈亮同時鈴響【答案】D【詳解】A．報警器利用水銀導電，即當到達警戒溫度時，水銀與金屬絲聯通，構成了閉合回路，故電鈴響，故利用的是水銀的導電性，溫度計的工作原理就是水銀的熱脹冷縮，故A正確，不符合題意；B．報警器就是利用了電磁鐵通電時有磁性，電鈴響，斷電時磁性消失，燈泡亮的特點的，故B正確，不符合題意；CD．溫度達到90℃時，水銀與金屬絲聯通，構成了閉合回路，故報警器中的鈴響燈滅，而沒有到達警戒水位時，電鈴不響，燈泡亮，故D錯誤，符合題意，C正確，不符合題意。故選D。題型六：含電磁繼電器的電路設計16．（2021·山東煙臺·中考真題）某興趣小組設計了一種路燈自動控制裝置，路燈的通斷由光控開關控制，兩路燈的額定電壓為220V，R為保護電阻，S為光控開關，白天光控并關斷開兩路燈不發光，晚上光控開關閉合，兩路燈正常發光。下列電路設計符合要求的是（）A． B．C． D．【答案】C【詳解】A．當開關S閉合時，將銜鐵吸引下來，下面的燈亮，當開關斷開，上面的燈亮，即每一次只能亮一個燈，故A不符合題意；B．工作電壓只有220V，而此選項中兩個燈泡串聯，兩個燈泡都不能正常發光，故B不符合題意；C．兩燈泡并聯，都能正常發光，且當開關閉合時，銜鐵被吸下，燈泡正常發光，當開關斷開時，兩燈泡都不發光，故C符合題意；D．不論開關是否閉合，兩個燈泡都能同時正常發光，不能同時熄滅，故D不符合題意。故選C。17．（2020·山東濰坊·中考真題）大多數新冠肺炎患者會出現發熱癥狀，已知熱敏電阻的阻值隨人體輻射的紅外線而改變，人體溫度越高熱敏電阻的阻值越小。某同學據此設計了一個紅外線體溫安檢電路。要求無人或體溫低于37.3℃的人經過時僅綠燈亮，高于37.3℃的人經過時，紅燈亮且電鈴響起。下列設計符合要求的是（）A． B． C． D．【答案】C【詳解】無人或體溫低于37.3℃的人經過時僅綠燈亮，高于37.3℃的人經過時，電阻的阻值越小，則電路中的電流越大，紅燈亮且電鈴響起，說明紅燈與電鈴要串聯，且它們要與綠燈并聯。A．A圖紅燈裝在干路，不論啥情況紅燈均亮，A不符合題意；B．B圖綠燈與電鈴串聯，綠燈發光時電鈴響，B不符合題意；C．C圖紅燈與電鈴串聯，且它們與綠燈并聯，故C符合題意；D．D圖在任何情況下紅燈均發光，D不符合題意。故選C。18．（2022·江蘇南京·一模）小明設計了一款“智能門禁”，能檢測體溫并進行人臉識別，其工作原理為：（1）若體溫正常S1閉合，人臉識別成功S2閉合，電動機M工作，警示燈不亮；（2）若體溫異常S1不閉合，人臉識別成功S2閉合，電動機M不工作，警示燈亮起；（3）不管體溫是否正常，若人臉識別失敗S2不閉合，電動機M不工作且警示燈不亮。下列電路設計符合要求的是（）A．只有①符合 B．只有②符合C．①②均符合 D．①②均不符合【答案】A【詳解】圖①中，若體溫正常開關S1閉合，電磁鐵把銜鐵吸下，動觸點與下面的靜觸點接觸，警示燈斷開，人臉識別成功開關S2閉合，電動機M工作（門打開），警示燈不亮；若體溫異常S1不閉合，動觸點與上面的靜觸點接觸，電動機M斷開，人臉識別成功S2閉合，警示燈接通，此時電動機M不工作警示燈亮起；不管體溫是否正常，若人臉識別失敗S2不閉合，電動機M和警示燈都斷開，電動機M不工作且警示燈不亮，圖①符合題意；圖②中，若體溫正常開關S1閉合，動觸點與下面的靜觸點接觸，電動機M接通，不管人臉識別是否成功，電動機M工作（門打開），故②不符合題意。故A符合題意，BCD不符合題意。故選A。題型七：電磁鐵、電磁繼電器作圖問題19．（23-24九年級上·安徽池州·期末）如圖所示是一種恒溫箱的工作原理圖。當溫度高于35℃時，電熱器不工作；當溫度低于35℃時，電熱器工作。根據要求連好電路。【答案】【詳解】恒溫箱的工作原理分為控制電路和工作電路，控制電路中溫度低于35℃，電磁繼電器吸引銜鐵使得電熱器工作，如圖所示：20．（2023九年級上·全國·專題練習）某同學設計的冬季家庭溫度自動控制器的工作原理如圖所示。當室內溫度低于25℃時溫控開關閉合，綠燈不亮，加熱電阻工作；當室溫高于25℃時，溫控開關斷開，綠燈亮，加熱電阻不工作，表示溫度已經達到25℃。請根據以上要求，用筆畫線代替導線，完成工作電路部分的連接。【答案】【詳解】根據題意可知，當室內溫度低于25℃時溫控開關閉合，綠燈不亮，加熱電阻工作，這說明銜鐵是被吸下的，動觸點與下面的靜觸點接觸，使得加熱電阻工作；當室溫高于25℃時，溫控開關斷開，綠燈亮，加熱電阻不工作，這說明銜鐵是被拉起，動觸點與上面的靜觸點接觸，使得綠燈工作；加熱電阻與綠燈工作時互不影響，是并聯的，如下所示：21．（23-24九年級上·黑龍江哈爾濱·期末）超市里的電梯，有人乘時運行較快，無人乘時為了節能運行較慢。利用電磁繼電器設計如下圖所示電路，其中是壓敏電阻（受到壓力時阻值較小，不受壓力時阻值很大），是限流電阻（如果串聯在電路中可減小電路中的電流）。請按照要求用筆畫線代替導線將工作電路連接完整；并在括號中標出電磁鐵上端的極性。【答案】【詳解】將R1和電磁鐵串聯接入控制電路；將電動機和下觸點串聯組成工作電路，限流電阻R2、電動機和上觸點串聯組成限流電路。可實現受到壓力時，R1的阻值減小，電流變大，電磁鐵磁性變強，右邊電路只有M接入電路，當不受壓力時，R1的阻值變大，電流變小，電磁鐵磁性變弱，右邊電路有M和R2串聯接入電路，R2起到限流的作用。如下圖所示：【高分演練】一、單選題22．（24-25九年級上·全國）關于電磁鐵，下列說法中正確的是（）A．電磁鐵內部的鐵芯最好用鋼材料制成B．電磁鐵的磁極不能改變C．電磁鐵磁性的強弱與通入的電流方向有關D．電磁鐵磁性的強弱與通入電流的大小有關【答案】D【詳解】A．電磁鐵的鐵芯需用軟磁性材料制成，使之通電有磁性，斷電無磁性，故A錯誤；B．電磁鐵的磁極隨著電流方向的變化而變化，故B錯誤；C．電磁鐵磁性的極性與通入的電流方向有關，電磁鐵磁性的強弱與通入的電流方向無關，故C錯誤；D．電磁鐵磁性的強弱與通入電流的大小有關，電流越大，磁性越強，故D正確。故選D。23．（23-24九年級上·江蘇宿遷·期末）如圖是汽車啟動原理圖，汽車啟動時需將鑰匙插入鑰匙孔并旋轉（相當于閉合開關），根據電路圖，下列說法正確的是（）A．電磁鐵是根據電磁感應原理制成的B．工作時，電磁鐵的上端為S極C．電動機的工作電壓比電磁鐵的工作電壓低D．電磁鐵通電時，吸引上方的銜鐵，觸點A、B接觸，汽車啟動【答案】D【詳解】A．電磁鐵通電后具有磁性，其原理是電流的磁效應，故A錯誤；B．根據圖示可知，電流從電磁鐵的上方流入，根據安培定則可知，電磁鐵上端為N極、下端為S極，故B錯誤；C．由圖可知，電磁鐵的工作電壓只是電動機的工作電壓的一部分，電磁鐵的工作電壓比電動機的工作電壓低，故C錯誤；D．當鑰匙插入鑰匙孔并轉動時，電路接通，電磁鐵中有電流通過，電磁鐵具有磁性，將上邊的觸點A吸下，使BC觸點接通，電動機工作，進而汽車啟動，故D正確。故選D。24．（23-24九年級上·安徽安慶·期末）巨磁電阻（GMR）效應是指某些材料的電阻在磁場中急劇減小的現象。如圖是研究巨磁電阻特性的原理示意圖，電源電壓保持不變，當閉合后，使滑片P向左滑動過程中：（

）A．電流表的示數變小 B．電壓表的示數變大C．電壓表的示數與電流表的示數之比變小 D．指示燈變暗【答案】C【詳解】ABC．由題圖可知，滑動變阻器的滑片P向左滑動過程中，變阻器接入電路的電阻變小，根據歐姆定律可知，電磁鐵所在的電路的電流變大，因為電磁鐵磁性的強弱與線圈匝數和通過的電流有關，匝數不變，通過的電流變大，所以此時電磁鐵的磁性變強，巨磁電阻處于磁場越強的位置其電阻越小，所以此時巨磁電阻的阻值變小，因為巨磁電阻和燈泡串聯，所以右邊電路中電流變大，電流表示數變大，根據歐姆定律可知，小燈泡的兩端電壓變大，根據串聯電路的電壓特點可知，巨磁電阻的兩端電壓變小，由于電壓表測的是巨磁電阻的兩端電壓，所以電壓表的示數變小，所以，電壓表的示數與電流表的示數之比變小，故AB不符合題意，C符合題意；D．由于右邊電路的電流變大，根據P=I2R可知，燈泡的實際功率變大，亮度變亮。故D不符合題意。故選C。25．（2024·陜西榆林·模擬預測）興趣小組的同學們設計了一個電梯超載報警電路，如圖-1所示，R是一個壓敏電阻，其阻值隨著壓力的變化規律如圖-2所示，當控制電路中的電流達到時，報警電鈴響起。（忽略電磁鐵的阻值）下列說法正確的是（）A．電磁鐵的上端為N極B．壓敏電阻R的阻值隨壓力的增大而增大C．電梯設計的最大載重為D．當電梯載重為時，壓敏電阻R消杔的電功率為【答案】D【詳解】A．根據安培定則可知，電磁鐵的下端為N極，上端為S極，故A錯誤；B．由圖-2知，踏板上受到的壓力越大，壓敏電阻的阻值越小，即壓敏電阻R的阻值隨壓力的增大而減小，故B錯誤；C．當控制電路中的電流達到0.03A時，報警電鈴響起，此時壓敏電阻的阻值為由圖-2可知，此時壓力大小為，電梯設計的最大載重為，故C錯誤；D．當電梯載重為時，壓敏電阻R的阻值為，壓敏電阻R消耗的電功率故D正確。故選D。26．（2024·內蒙古呼和浩特·一模）如圖所示，“GMR”是巨磁電阻，它的阻值隨磁場的增強而變小。當閉合開關S1和S2，滑動變阻器的滑片向左移動時，下列說法中正確的是（

）A．電壓表V1與電壓表V2之和不變B．電磁鐵的右端為N極C．電壓表V2與電流表A的比值不變D．電壓表V1與電流表A的比值變大【答案】A【詳解】由圖可知，巨磁電阻與指示燈串聯，電壓表V1測量巨磁電阻的兩端電壓，電壓表V2測量小燈泡的兩端電壓，電流表測量通過巨磁電阻和指示燈的電流。閉合S1、S2并使滑片P向左滑動，滑動變阻器連入電路的阻值變小，根據歐姆定律可知，通過電磁鐵電流變大，磁性變強，則巨磁電阻阻值變小，巨磁電阻所在電路的總電阻變小，根據歐姆定律可知，巨磁電阻所在電路的電流變大，電流表示數A變大；根據串聯分壓規律可知，巨磁電阻所分電壓變小，電壓表示數V1變小，燈泡所分電壓變大，電壓表V2示數變大。A．電壓表V1與電壓表V2之和等于巨磁電阻所在電路的電源電壓，電源電壓不變，所以電壓表V1與電壓表V2之和不變，故A正確；B．由題圖可知，電流從電磁鐵的右端外側流入，根據安培定則可知，電磁鐵的左端是N極，右端是S極，故B錯誤；C．電壓表V2與電流表A的比值為燈泡燈絲的電阻大小，由于燈泡的燈絲電阻隨溫度變化而變化，不是一個定值，所以電壓表V2與電流表A的比值一定改變，故C錯誤；D．電壓表示數V1變小，電流表示數A變大，電壓表V1與電流表A的比值變小，故D錯誤。故選A。27．（2024·山東淄博·二模）如圖是家用空氣開關的結構圖，它由電磁鐵P、銜鐵OQ、閘刀S、彈簧等元件構成，它主要起保險作用。下列說法正確的是（）A．電磁鐵P是利用電流的熱效應來工作的B．電磁鐵P的左端是S極C．空氣開關“跳閘”時一定是家庭電路發生了短路D．當電流過大時，電磁鐵磁性增強，使銜鐵OQ轉動，彈簧將閘刀拉起，切斷電路【答案】D【詳解】A．電磁鐵P是利用電流的磁效應來工作的，故A錯誤；B．電流從電磁鐵P的左側流入，由右手螺旋定則可知，左端為N極，故B錯誤；C．空氣開關“跳閘”是因為電路中電流過大，不一定是家庭電路發生了短路，也可能是總功率過大，故C錯誤；D．當電流過大時，電磁鐵磁性增強，吸引銜鐵，使銜鐵OQ轉動，彈簧將閘刀拉起，切斷電路，起到保護作用，故D正確。故選D。28．（23-24九年級下·湖南衡陽·階段練習）法國科學家阿爾貝·費爾和德國科學家彼得·格林貝格爾由于巨磁電阻（GMR）效應而榮獲2007年諾貝爾物理學獎。如圖是研究巨磁電阻特性的原理示意圖，實驗發現，在閉合開關S1、S2且滑片P向右滑動的過程中，指示燈明顯變暗，則以下說法正確的是（）A．滑動變阻器的阻值變小B．電磁鐵的磁性增強C．流過指示燈的電流增大D．巨磁電阻的阻值隨磁場的減弱而明顯增大【答案】D【詳解】AB．滑片P向右滑動的過程中，滑動變阻器接入電路的電阻變大，根據歐姆定律可知電路中的電流變小，所以電磁鐵的磁性變弱，故AB錯誤；CD．指示燈明顯變暗，說明流過指示燈的電流變小，根據歐姆定律可知，含有巨磁電阻的電路的總電阻在變大，即巨磁電阻的電阻在變大，而電磁鐵的磁性變弱，所以巨磁電阻的阻值隨磁場的減弱而明顯增大，故C錯誤，D正確。故選D。29．（2023九年級上·湖南衡陽·競賽）如圖所示，彈簧測力計下掛著條形磁鐵。開關S撥在觸點“2”位置且電流表示數為。要使彈簧測力計的示數變小，下列方法能實現的是（

）A．滑片P向a端滑動B．將鐵芯從螺線管中取出C．將S撥到“3”位置，并通過調節仍使電流表示數為D．將S撥到“1”位置，并通過調節仍使電流表示數為【答案】D【詳解】根據電路中的電流方向，由安培定則，電磁鐵的上端為N極，由圖知，條形磁鐵下端為N極。A．滑片P向a端滑動，變阻器連入電路中的電阻變大，電流變小，電磁鐵磁性變弱，根據同名磁極相互排斥，排斥力變小，彈簧測力計的示數變大，故A不符合題意；B．將鐵芯從螺線管中取出，電磁鐵磁性減小，根據同名磁極相互排斥，排斥力變小，故彈簧測力計的示數變大，故B不符合題意；C．將S撥到“3”位置，并通過調節仍使電流表示數為，線圈匝數變少，磁性減弱，排斥力變小，彈簧測力計的示數變大，故C不符合題意；D．將S撥到“1”位置，并通過調節仍使電流表示數為，線圈匝數變多，磁性增強，排斥力變大，彈簧測力計的示數變小，故D符合題意。故選D。30．（2024·福建南平·一模）小南利用電磁繼電器（電磁鐵線圈電阻不計）制作了具有加熱、保溫等功能的恒溫（40℃）加熱器，溫度40℃時熱敏電阻R＝100Ω，它的阻值隨溫度的升高而增大，電壓U1＝3V，定值電阻R0＝50Ω，工作電路U2＝220V，R1＝836Ω，R2＝44Ω，下列說法中正確的是（）A．溫度降低時電磁鐵的磁性減弱B．溫度40℃時，控制電路的電流為0.03AC．工作電路在保溫狀態下的電功率為1100WD．工作電路在加熱狀態下每分鐘消耗電能6.6×104J【答案】D【詳解】A．由圖得，熱敏電阻與定值電阻R0串聯，依題意得，當溫度降低時，熱敏電阻的阻值變小，控制電路中總電阻變小，由歐姆定律得，電路中總電流變大，則電磁鐵的磁性增強，故A錯誤；B．溫度40℃時，控制電路的總電阻為控制電路的電流為故B錯誤；C．工作電路在加熱狀態下，銜鐵連接b點，R2獨自工作，此時電路中電阻最小，由得，電路中電功率最大；工作電路在保溫狀態下，銜鐵連接a點，R1與R2串聯，此時電路中電阻最大，由得，電路中電功率最小，為故C錯誤；D．工作電路在加熱狀態下每分鐘消耗電能故D正確。故選D。31．（23-24九年級上·河北石家莊·期末）小明為蔬菜的大棚設計了溫度自動報警器，電路如圖所示。下列說法正確的是（）A．達到報警溫度時，電磁鐵磁性消失，電鈴、風扇工作B．電磁鐵是利用通電導體周圍存在磁場制成的C．控制電路中的水銀可以換成油D．工作電路中的銜鐵可以用銅代替【答案】B【詳解】A．達到報警溫度時，電磁鐵產生磁性，電鈴、風扇工作，故A錯誤；B．電磁鐵的原理是電流周圍存在磁場，故B正確；C．控制電路中的水銀可以導電，達到報警溫度時接通電路，而油是絕緣體，所以不能換成油，故C錯誤；D．電磁鐵可以吸引銜鐵，但不能吸引銅，所以不能用銅代替，故D錯誤。故選B。二、填空題32．（24-25九年級上·云南曲靖·階段練習）小軍同學坐客車去我區某景區旅游，在旅途中，他發現安裝了“海燕系統”，該系統具有追蹤、抓拍及人臉識別功能，如圖甲所示，系統攝像機的鏡頭是透鏡；小軍又做了如圖乙所示的實驗，當開關閉合時，在滑片P向左移動的過程中，條形磁鐵上方彈簧測力計的示數將（選填“變大”、“變小”或“不變”）。

【答案】凸變大【詳解】[1]攝像機的鏡頭相當于凸透鏡，拍攝時，物距大于二倍焦距，成倒立、縮小的實像。[2]如圖乙，電流從電磁鐵的上部流入，根據安培定則，上端為S極，則電磁鐵上端和條形磁鐵下端因異名磁極相互吸引。在滑片P向左移動的過程中，變阻器阻值變小，電流變大，則電磁鐵磁性增強，所以對條形磁鐵吸引力增強，所以彈簧測力計的示數將變大。33．（24-25九年級上·云南曲靖·期中）小明想要探究“電磁鐵磁性強弱與那些因素有關”，他設計的實驗電路圖如圖所示。若要探究電磁鐵磁性強弱與電流大小是否有關，在不改變電路和試驗器材的情況下，小明接下來的操作是；實驗過程中若觀察到的現象，則可得出：電磁鐵線圈的匝數一定時，通過電磁鐵線圈中的電流越大，電磁鐵的磁性就越強。【答案】將滑動變阻器的滑片P分別向左或右移動向左移動時電磁鐵吸引大頭針的數量增加，向右移動時電磁鐵吸引大頭針的數量減少【詳解】[1]探究電磁鐵磁性的強弱與電流大小是否有關時，采用的是控制變量法，需要控制電磁鐵的線圈的匝數不變，通過調節滑動變阻器來改變電流的大小。[2]由圖可知，要判斷電磁鐵的磁性強弱，可通過觀察吸引大頭針的數量來確定。實驗過程中若觀察到向左移動時電磁鐵吸引大頭針的數量增加，向右移動時電磁鐵吸引大頭針的數量減少，則可得出：電磁鐵線圈的匝數一定時，通過電磁鐵線圈中的電流越大，電磁鐵的磁性就越強。34．（2024·江蘇蘇州·二模）夏天的紫外線較強，人們在戶外活動時間過長，會造成皮膚灼傷，甚至誘發皮膚癌。灣灣利用紫外光敏電阻對紫外線較靈敏的性質，設計了如圖所示電路。當戶外紫外線增強到設定值時，S2閉合，電動機轉動，遮陽棚上防紫外線的遮陽布展開。(1)電磁鐵的上端為極，為滿足要求光敏電阻阻值隨光的增強而（選填“增大”或“減小”）；調試時發現，當戶外紫外線增強到設定值時，S2仍未閉合。為了達到設計要求，需要把滑動變阻的滑片P向（填“左”或“右”）移動；(2)從安全用電的角度分析，進戶線a應該是線。【答案】(1)S減弱右(2)火【詳解】（1）[1]根據電路圖可知，光敏電阻和滑動變阻器串聯接入電路中，電流表測量電路中的電流，利用安培定則可知電磁鐵的下端為N極，上端為S極。[2]根據題意，當戶外紫外線增強到設定值時，S2閉合電動機轉動，說明電磁鐵的磁性增強，控制電路中的電流變大，電路中的電阻變小，即光敏電阻阻值隨光的增強而減弱。[3]當戶外紫外線增強到設定值時，S2仍未閉合，說明電磁鐵磁性過弱了，即控制電路的電流過小了，這是由于控制電路的電阻過大導致的，所以應該減小電路中的電阻，即應該將滑動變阻器R1的滑片P向右移動。（2）從安全用電的角度分析，開關應該接在進戶線的火線上，由圖可知開關控制的是進戶線a，因此進戶線a應該是火線。35．（24-25九年級上·全國·課前預習）感應照明燈可以在天暗時自動發光，天亮時自動熄滅；控制電路如圖所示，電源電壓恒定，R1為定值電阻，R2為光敏電阻，其阻值隨光照強度而變化。(1)如圖，圓形虛線框內為本電路的核心部件，它是通過低電壓、弱電流來控制高電壓、強電流的電路通斷的裝置，其名稱為，它的原理是；(2)在本圖中，當控制電路電，流增大到一定程度時，受控電路將（選填“接通”或“斷開”）；(3)光照強度增大時，光敏電阻R2的阻值，電壓表示數（選填“增大”“減小”或“不變”）.【答案】(1)電磁繼電器電流的磁效應(2)斷開(3)減小減小【詳解】（1）[1][2]電磁繼電器功能是利用控制電路的低電壓、弱電流來控制工作電路的高電壓、強電流，其主要部件是電磁鐵，電磁鐵是利用電流的磁效應原理工作的。（2）控制電路電流增大到一定程度時，電磁鐵磁性增強，將銜鐵吸下，受控電路斷開，燈L熄滅。（3）[1][2]感應照明燈可以在天暗時自動發光，天亮時自動熄滅，說明光照強度增大時，光敏電阻R2的阻值減小，控制電路電流增大，電磁鐵磁性增強，將銜鐵吸下，受控電路斷開，燈L熄滅；控制電路電流增大，定值電阻R1兩端的電壓增大，電源電壓不變，光敏電阻R2兩端的電壓變小，即電壓表的示數減小。36．（2024·陜西西安·模擬預測）某學校為了培養學生的科學素養，組織科技創新大賽，小明在比賽中制作了水位自動報警器，原理圖如圖所示．當水位達到金屬塊A時（一般的水都不純凈，含雜質），原來發光的燈就會熄滅，同時（紅/綠）燈亮起；動、靜觸點相當于受控電路中的（電源/用電器/開關）。若電源1左端為“-”極，那么電磁鐵的上端的極性為（N/S）極，若將電源1的正負極對調位置，該裝置的水位報警工作情況（不變/變化）。【答案】紅開關S不變【詳解】[1]當水位達到金屬塊A時，左側控制電路接通，電流通過，電磁鐵有磁性，吸引銜鐵向下，受控電路紅燈亮。[2]動、靜觸點用于控制受控電路的通斷，相當于受控電路中的開關。[3]若電源1左端為“-”極，根據安培定則，右手握住螺線管，四指指向螺線管中電流的方向，則拇指所指的那端為N極，此時，電磁鐵的下端為N極，上端為S極。[4]若將電源1的正負極對調位置，通電后，電磁鐵依然有磁性，可以吸引銜鐵向下，故該裝置的水位報警工作情況不變。37．（2024·陜西西安·模擬預測）醫院有一種如圖甲所示的自動輸液報警器，其工作原理如圖乙所示。LED燈的主要材料是（選填“導體”或“半導體”）。閉合開關后，當正常輸液時，LED燈光通過充滿藥液的輸液管可以使光敏電阻的受光強度增加，電磁鐵吸引銜鐵，綠燈亮；當無藥液流過時電鈴發聲報警。則正常輸液時，充滿藥液的輸液管對LED燈光有作用。與正常輸液時相比較，當輸液管中沒有藥液流經時，經過圖乙中R0的電流（選填“變大”“變小”或“不變”）。若圖乙中，U1=12V，定值電阻R=60Ω，電鈴的額定電壓為9V，則電鈴正常工作報警時的電功率為W。【答案】半導體會聚變小0.45【詳解】[1]LED燈的主要材料是硅等物質制成的，而硅屬于半導體材料。[2]由圖可知，光通過輸液管后發生了會聚，正常輸液時，充滿藥液的輸液管對LED燈光有會聚作用。[3]根據題意知道，閉合開關后，當正常輸液時綠燈亮，由圖乙可知，此時銜鐵被吸下，說明此時電磁鐵的磁性增強，則電路中的電流變大。當無藥液流過時電鈴發聲報警，由圖乙可知，此時銜鐵被釋放，說明電磁鐵的磁性減弱，則電路中的電流變小。[4]由圖乙知道，定值電阻R與電鈴串聯，根據串聯電路的電壓特點知道，定值電阻兩端的電壓通過定值電阻的電流根據串聯電路的電流特點知道，通過電鈴的電鈴電鈴報警時的電功率三、作圖題38．（23-24九年級上·山西大同·期末）乳制品企業的生產車間對于廠房溫度有嚴格要求，在冬天溫度也要求保持在18℃以上。為了監控廠區溫度的變化，小亮設計了冬季溫度自動報警裝置，其原理如圖所示。當廠區溫度不低于18℃時，溫控開關斷開，綠燈亮，當廠區溫度低于18℃時，溫控開關閉合，紅燈亮，提示廠區工作人員要及時提升溫度。請根據以上要求，用筆畫線代替導線，完成工作電路部分的連接。【答案】【詳解】根據題意可知，當室內溫度低于18℃時溫控開關閉合，紅燈亮，這說明銜鐵是被吸下的，動觸點與下面的靜觸點接觸，使得紅燈工作；當室溫高于18℃時，溫控開關斷開，綠燈亮，這說明銜鐵是被拉起，動觸點與上面的靜觸點接觸，使得綠燈工作；紅燈與綠燈工作時互不影響，是并聯的，如下所示：39．（2023·遼寧營口·中考真題）某溫度自動報警器的原理圖如圖所示。電磁鐵上端為N極，在水銀溫度計中封入一段金屬絲，當溫度低于設定溫度時，安全指示燈常亮；當溫度達到設定溫度時，安全指示燈熄滅，電鈴發出報警信號。請在括號中標出電源的極性（用“+”或“-”表示），并在虛線框內填入電鈴（）和指示燈的電路元件符號。

【答案】

【詳解】電磁鐵上端為N極，由安培定則可知電流從下端流入，電源的右端是負極，左端是正極，當溫度低于設定溫度時，水銀與金屬絲斷開，電磁鐵斷電沒有磁性，安全指示燈所在電路接通，指示燈亮，上面虛線框是指示燈，當溫度達到設定溫度時，水銀和金屬絲連接，電磁鐵通電有磁性，把銜鐵吸引下來，電鈴所在電路接通，電鈴發出報警信號，下面虛線框是電鈴，如圖所示：

40．（2023·遼寧葫蘆島·二模）圖甲為某款磁懸浮地球儀，球體頂端相當于地理北極，球體內有一條形磁體，閉合電源開關，球體因受到頂端電磁鐵的作用而懸浮在空中，圖乙為其結構示意圖。請在圖中標出：（1）球體內條形磁體上端的磁極（用N或S表示）；（2）電磁鐵a點磁感線方向；（3）電源上端的極性（用“+”或“﹣”表示）。

【答案】

【詳解】（1）由題知，球體頂端相當于地理北極，因為地磁南極在地理北極附近，地磁北極在地理南極附近，所以條形磁體的上端的S極，下端是N極。（2）因為地球儀懸浮，所以條形磁體和電磁鐵相互靠近的部分為異名磁極，則電磁鐵的下端是N極，上端是S極，根據磁體周圍的磁感線從N極出發，回到S極，所以電磁鐵a點磁感線方向從下到上。（3）根據安培定則，可以判斷電流從上端進入電磁鐵，從下端流出，所以電源的上端是正極，下端是負極，如圖所示

四、實驗題41．（24-25九年級上·全國·課后作業）小紅和小剛在做探究電磁鐵的磁性跟哪些因素有關的實驗時，作出了如下猜想：猜想A：電磁鐵通電時有磁性，斷電時沒有磁性猜想B：通電的電磁鐵的磁性與線圈的匝數有關猜想C：通電的電磁鐵的磁性與電流大小有關為了驗證上述猜想是否正確，小紅和小剛共同設計了以下實驗方案：用漆包線在大鐵釘上繞制若干圈，制成簡單的電磁鐵。實驗中觀察到的現象如圖a、b、c所示，請你完成如下填空：(1)通過觀察電磁鐵吸引大頭針數目多少的不同，來判斷它的；請寫出一個運用此實驗研究方法的實驗名稱：（合理即可）；(2)通過比較兩種情況，可以驗證猜想A是正確的；(3)圖c中甲、乙串聯的目的是；通過比較c中甲、乙兩電磁鐵，可得實驗結論：；(4)實驗中，大頭針的下端都是分開的，原因是；(5)小紅在做如圖b實驗時，拿一根銅釘代替大鐵釘，會發現銅釘不能吸引大頭針，這是因為。【答案】(1)磁性強弱探究電流產生熱量的多少與哪些因素有關(2)a、b(3)控制電流相同見解析(4)同名磁極相互排斥(5)鐵釘能被磁化，而銅釘不能被磁化【詳解】（1）[1][2]實驗中電磁鐵磁性的強弱無法用眼睛直接觀察，通過觀察電磁鐵吸引大頭針數目多少的不同，來判斷它磁性的強弱，吸引的大頭針越多，電磁鐵的磁性越強；運用的研究方法是轉換法。探究電流產生熱量的多少與哪些因素有關，通過觀察U形管中液面的高度差反映電流產生熱量的多少，也運用了轉換法。（2）A猜想中，電磁鐵通電時有磁性，斷電時沒有磁性，由圖可知，圖a、b中兩電磁鐵相同，一個通電能吸引大頭針，一個不通電，不能吸引大頭針，符合要求。（3）[1][2]圖c中的兩電磁鐵是串聯在一起的，因此，通過它們的電流是相同的，線圈匝數不同，吸引的大頭針數目不同，得出的結論是：外形相同的螺線管，當電流相同時，線圈的匝數越多，它的磁性越強。（4）大頭針被磁化后，下端是同名磁極，根據同名磁極相互排斥，下端都是分開的。（5）電磁鐵的鐵芯用鐵而不用銅的主要原因是：鐵是磁性物質，鐵通電后容易被磁化，斷電后鐵的磁性容易消失，而銅釘不能被磁化。42．（23-24九年級上·山東青島·階段練習）電生磁實驗；(1)如圖甲所示為奧斯特實驗裝置，接通電路后，觀察到小磁針偏轉，說明，改變直導線中電流方向，小磁針的偏轉方向發生改變，說明；(2)用如圖乙所示的裝置“探究通電螺線管外部磁場的特點”：①閉合開關，將小磁針放在螺線管周圍的不同位置，觀察小磁針靜止時極的指向，可以判斷小磁針所在位置的磁場方向；②在固定螺線管的光滑板面上均勻地撒上鐵屑，鐵屑有序排列成許多條曲線，由此可以看出螺線管周圍的磁場和周圍的磁場相似；(3)在探究“影響電磁鐵磁性強弱的因素”的實驗中，同學們用相同的大鐵釘制成了簡易電磁鐵甲、乙，并設計了如圖所示的電路。當滑動變阻器向左移動時，電磁鐵甲、乙能夠吸引大頭針的個數將（填“增多”或“減少”），說明電流越，電磁鐵磁性越強。根據圖示可知，電磁鐵（填“甲”或“乙”）的磁性強。【答案】(1)通電導體周圍存在磁場通電導體周圍的磁場方向與電流方向有關(2)N條形磁體(3)增多大甲【詳解】（1）[1]由圖可知，該裝置是著名的奧斯特實驗，開關閉合后，電路為通路，有電流通過，小磁針發生偏轉，說明小磁針受到磁力作用，故說明通電導體周圍存在著磁場。[2]改變電流方向，小磁針的偏轉方向發生了改變，說明通電導體周圍的磁場方向發生了改變，故表明了通電導體周圍的磁場方向與電流方向有關。（2）[1]物理學中規定小磁針靜止時N極的指向即為該點的磁場方向，所以實驗時通過觀察小磁針靜止時N極的指向，可以判斷小磁針所在位置的磁場方向。[2]鐵屑在磁場中會被磁體磁化，從而在磁場中有序地排列起來。由通電螺線管周圍的鐵屑的排布情況可以確定通電螺線管周圍磁感線的形狀是紡錘形的，和條形磁體周圍的磁場相似。（3）[1][2]當滑動變阻器滑片向左移動時，滑動變阻器連入電路的阻值減小，由可知，電路中電流變大，吸引大頭針的個數增多，說明電路中的電流越大，電磁鐵的磁性越強。[3]圖示可知，甲吸引的大頭針更多，說明電磁鐵甲的磁性強。43．（23-24九年級上·山西臨汾·階段練習）學習了電磁鐵后，小夢在“探究電磁鐵兩極磁性強弱是否相同”的實驗中，設計了如圖所示的實驗裝置。(1)通電后，電磁鐵B端是極；(2)閉合開關后，滑動變阻器滑片P向右移動時，彈簧測力計的示數（選填“變大”或“變小”）；(3)在原位置將電磁鐵兩端對調，使A端向下，保持電流不變，觀察到彈簧測力計示數與之前的讀數相同。初步可得出的結論是：電磁鐵兩極磁性強弱；實驗中用到的物理方法是。【答案】(1)N(2)變小(3)相同轉換法【詳解】（1）由圖可知，電流從電磁鐵的上端流入，根據安培定則，通電后，電磁鐵B端是N極。（2）閉合開關后，滑動變阻器滑片P向右移動時，變阻器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，對薄鐵片的吸引力減小，彈簧測力計的示數變小。（3）[1][2]在原位置將電磁鐵兩端對調，使A端向下，保持