第3節(jié)電磁鐵電磁繼電器第二十章電與磁基礎(chǔ)夯實(shí)

電磁鐵1.(2023江蘇揚(yáng)州中考)如圖所示,下列做法中電磁鐵不能吸引

更多大頭針的是()A.只提高電源電壓B.只將滑片P向左移動(dòng)C.只增加螺線管線圈的匝數(shù)D.只將鐵芯換成同規(guī)格的銅芯

D

解析只提高電源電壓,通過電磁鐵的電流變大,電磁鐵磁性

增強(qiáng),能吸引更多的大頭針,A不符合題意;只將滑片P向左移

動(dòng),滑動(dòng)變阻器連入電路中的電阻變小,通過電磁鐵的電流變

大,電磁鐵磁性增強(qiáng),能吸引更多的大頭針,B不符合題意;只增

加螺線管線圈的匝數(shù),在電流一定時(shí),電磁鐵磁性增強(qiáng),能吸引

更多的大頭針,C不符合題意;只將鐵芯換成同規(guī)格的銅芯,由

于銅不能被磁化,電磁鐵磁性將減弱,不能吸引更多大頭針,D

符合題意。故選D。總結(jié)歸納

影響電磁鐵磁性強(qiáng)弱的因素:線圈的匝數(shù)和線圈中電流的大小。線圈的匝數(shù)越多,線圈中的電流越大,電磁鐵的磁性越強(qiáng)。電磁鐵通電時(shí),線圈中產(chǎn)生磁場(chǎng);斷開電源則電磁鐵的磁性消失。改變電流的方向,線圈的極性會(huì)發(fā)生改變。2.【新特色·教材變式】(2025山東平度期末)在探究“影響電

磁鐵磁性強(qiáng)弱的因素”實(shí)驗(yàn)中,小明用兩個(gè)相同的大鐵釘制

成簡(jiǎn)易電磁鐵甲、乙,并設(shè)計(jì)了如圖所示的電路。

(1)實(shí)驗(yàn)中是通過觀察________________________來比較電磁鐵吸引大頭針的數(shù)量

電磁鐵磁性強(qiáng)弱的;(2)把甲、乙兩個(gè)電磁鐵串聯(lián),目的是控制_______相同,以此

來探究電磁鐵磁性強(qiáng)弱與_________的關(guān)系;(3)若將圖中滑動(dòng)變阻器的滑片向右移動(dòng),則電磁鐵甲吸引大

頭針的數(shù)量將_______。減少

線圈匝數(shù)

電流

解析

(1)實(shí)驗(yàn)中通過觀察電磁鐵吸引大頭針的數(shù)量比較電

磁鐵磁性強(qiáng)弱;(2)把甲、乙兩個(gè)電磁鐵串聯(lián),目的是控制電流

相同,以此來探究電磁鐵磁性強(qiáng)弱與線圈匝數(shù)的關(guān)系;(3)若將

圖中滑動(dòng)變阻器的滑片向右移動(dòng),電路中的電阻增大,根據(jù)歐

姆定律,電流減小,則電磁鐵甲的磁性減弱,吸引大頭針的數(shù)量將減少。

電磁繼電器3.【新課標(biāo)·科學(xué)思維】(2025天津紅橋期末)如圖是一種溫度

自動(dòng)報(bào)警器的原理示意圖,制作水銀溫度計(jì)時(shí),插入一根金屬

絲,當(dāng)溫度升高到水銀與金屬絲相接觸時(shí)()

B

A.電鈴響,綠燈亮

B.電鈴響,綠燈滅C.電鈴不響,綠燈亮

D.電鈴不響,綠燈滅解析由圖可知,當(dāng)溫度升高時(shí),管中的水銀膨脹,水銀柱上升,

當(dāng)升高到警戒溫度即金屬絲下端對(duì)應(yīng)的溫度時(shí),控制電路接

通,電磁鐵有磁性,吸引銜鐵,從而使動(dòng)觸點(diǎn)與上方觸點(diǎn)斷開,與

下方觸點(diǎn)連通,此時(shí)電鈴響,綠燈滅,發(fā)出報(bào)警信號(hào),故選B。能力提升4.【新課標(biāo)·科學(xué)思維】(2025北京順義期末,★★☆)如圖所

示,在電磁鐵的正上方用彈簧掛著一根條形磁鐵,閉合開關(guān)S,

待條形磁鐵靜止后,再將滑片P從a端向b端移動(dòng),該過程中,會(huì)

出現(xiàn)的現(xiàn)象是()

B

A.電流表示數(shù)變大,燈L變亮,彈簧的長度變長B.電流表示數(shù)變大,燈L變亮,彈簧的長度變短C.電流表示數(shù)變小,燈L變暗,彈簧的長度變長D.電流表示數(shù)變小,燈L變暗,彈簧的長度變短解析電流由螺線管上方流入,根據(jù)安培定則可知,螺線管上

端為S極,因同名磁極相互排斥,故兩磁鐵相互排斥。滑動(dòng)變阻

器滑片P從a端向b端滑動(dòng)過程中,變阻器接入電路的電阻減小,

電路中的總電阻減小,由I=

可知,電路中的電流變大,即電流表的示數(shù)變大,小燈泡變亮,電磁鐵的磁性增強(qiáng),則條形磁鐵受

到電磁鐵向上的力變大,彈簧長度變短,故選B。5.【新課標(biāo)·科學(xué)思維】(2023四川自貢中考,★★☆)如圖所

示,R0是一個(gè)光敏電阻,光敏電阻的阻值隨光照強(qiáng)度的增加而

減小。R是電阻箱(已調(diào)至合適阻值),它們和繼電器組成自動(dòng)

控制電路來控制路燈,白天路燈熄滅,夜晚路燈亮起。下列說

法正確的是()

D

A.電路工作時(shí),電磁鐵上端為N極B.給路燈供電的電源應(yīng)接在b、c兩端C.路燈發(fā)光時(shí)把電能全部轉(zhuǎn)化為光能D.控制電路電源電壓減小后,傍晚時(shí)路燈比原來早一些亮解析根據(jù)圖示可知,電流從電磁鐵的上端自右向左流入,根

據(jù)安培定則可知,電磁鐵的上端為S極,A錯(cuò)誤;夜晚光線暗,光

敏電阻的阻值較大,電路中的電流較小,動(dòng)觸點(diǎn)應(yīng)與a接通,所

以要達(dá)到晚上燈亮,白天燈滅,給路燈供電的電源應(yīng)接在a、b

之間,B錯(cuò)誤;路燈工作時(shí)電能轉(zhuǎn)化為光能、內(nèi)能,不是全部轉(zhuǎn)

化為光能,C錯(cuò)誤;控制電路電源電壓減小后,在其他條件不變

時(shí),根據(jù)歐姆定律可知,電路中的電流變小,電磁鐵的磁性變?nèi)?

傍晚時(shí)路燈比原來早一些亮,D正確。6.(★★☆)電磁選礦機(jī)的主要結(jié)構(gòu)是電磁鐵,當(dāng)磁性不同的礦

石顆粒經(jīng)過選礦機(jī)時(shí),電磁鐵將礦石中的磁性物質(zhì)和弱磁性

物質(zhì)進(jìn)行分離,圖中存放磁性物質(zhì)的是_________(選填“A”或“B”)槽;若需要將含鐵較少的礦石也選中,可通過___________(選填“增大電流”或“增加線圈匝數(shù)”)的方法增大電磁鐵的磁性。增大電流

B

解析電磁選礦機(jī)利用電磁鐵通電有磁性的特點(diǎn),根據(jù)礦石

磁性的不同,將帶有磁性的礦石吸附到轉(zhuǎn)動(dòng)的滾筒磁場(chǎng)區(qū),然

后將其帶離到非磁場(chǎng)區(qū)卸下,磁性越強(qiáng)的礦石被拋離的時(shí)候

越靠近滾筒,即存放磁性物質(zhì)的是B槽;若需要將含鐵較少的

礦石也選中,可通過增大電流的方法增大電磁鐵磁性,增強(qiáng)對(duì)

含鐵礦石的吸引,由于裝置是封閉性的,電磁鐵的線圈匝數(shù)不

能隨意改變。素養(yǎng)提優(yōu)7.【跨學(xué)科·社會(huì)發(fā)展】(2025北京通州期末)請(qǐng)閱讀《速印

機(jī)》并回答問題。速印機(jī)

如圖甲是一臺(tái)速印機(jī)。當(dāng)備用紙槽上紙張較多時(shí),不容易發(fā)生卡紙,當(dāng)備用紙槽上紙張較少時(shí),容易發(fā)生卡紙,且印刷速度較小時(shí)卡紙機(jī)率較小。為此,曉舟設(shè)想在備用紙張較多時(shí)高

速印刷,備用紙張較少時(shí)低速印刷。

如圖乙是曉舟設(shè)計(jì)的電路原理圖,M1、M2是兩臺(tái)額定功率不同的電動(dòng)機(jī),電動(dòng)機(jī)工作時(shí)帶動(dòng)機(jī)體內(nèi)的滾筒轉(zhuǎn)動(dòng),從而完成

“進(jìn)紙”“印刷”等操作,電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速越大,印刷速度也越快。在控制電路中,R0是保護(hù)電阻,阻值為10Ω,電源電壓為6V,Rx是安裝在備用紙槽底部的力敏電阻,其阻值與受到紙張的壓力成反比,關(guān)系圖像如圖丙。印刷時(shí)先閉合S2,后閉合S1,當(dāng)控制電路中的電流大于或等于0.2A時(shí),銜鐵被吸引,只有電動(dòng)機(jī)M1工作。印刷時(shí)所用紙張規(guī)格相同,每500張紙的重力為20

N。

電動(dòng)機(jī)型號(hào)額定功率/W額定電流/A印刷速度/(秒/張)M122010.2M21100.50.5(1)當(dāng)正常工作時(shí),工作電路電壓U為___________V。(2)下列關(guān)于曉舟設(shè)計(jì)的速印機(jī)的說法中,正確的是_______。A.工作電路中電動(dòng)機(jī)M1比M2的印刷速度慢B.當(dāng)備用紙槽上紙張減少時(shí),電磁鐵的磁性變?nèi)?/p>

B

220

C.當(dāng)控制電路中的電流大于0.2A時(shí),M1和M2同時(shí)工作D.當(dāng)備用紙槽上無紙時(shí),控制電路中電流為0.6A(3)若銜鐵被電磁鐵吸引的電流大小不變恒等于0.2A,將R0換

成阻值為15Ω的定值電阻,當(dāng)備用紙槽中紙張逐漸變少,啟動(dòng)

另一個(gè)電動(dòng)機(jī)時(shí),備用紙槽中紙的張數(shù)比R0為10Ω時(shí)______多

(選填“多”或“少”)________張。

100

解析

(1)由圖乙可知,兩個(gè)電動(dòng)機(jī)并聯(lián),電動(dòng)機(jī)兩端的電壓等于電源電壓,由P=UI得工作電路電壓為U=U1=

=

=220

V。(2)工作電路中電動(dòng)機(jī)M1比M2的電功率大,印刷速度快,故

A錯(cuò)誤;Rx是安裝在備用紙槽底部的力敏電阻,其阻值與受到

紙張的壓力成反比,當(dāng)備用紙槽上紙張減少時(shí),Rx阻值增大,此

時(shí)控制電路電流減小,電磁鐵的磁性變?nèi)?故B正確;當(dāng)控制電

路中的電流大于0.2A時(shí),銜鐵被吸引,只有電動(dòng)機(jī)M1工作,故C

錯(cuò)誤;控制電路中,當(dāng)Rx=0時(shí),電流最大為Imax=

=

=0.6A,當(dāng)備用紙槽上無紙時(shí),力敏電阻的阻值較大,控制電路中電流小

于0.6A,故D錯(cuò)誤。(3)由圖丙可知,當(dāng)備用紙槽中放置總重力

為12N的紙張時(shí),力敏電阻的阻值為20Ω,控制電路中總電阻

R=R0+Rx=10Ω+20Ω=30Ω,控制電路的電流為I=

=

=0.2A,此時(shí)銜鐵被吸引,電動(dòng)機(jī)M1連入工作電路,由以上可知,當(dāng)力

敏電阻受到紙張的壓力為12N時(shí),M1工作;當(dāng)壓力減小時(shí),Rx變

大,控制電路電流變小,銜鐵斷開,M2工作;由紙張重力和頁數(shù)

的關(guān)系可得12N∶n=20N∶500張,解得n=300張。已知控制

電路電流為0.2A時(shí),控制電路的總電阻為30Ω,則當(dāng)定值電阻阻值為15Ω時(shí),力敏電阻的阻值也為15Ω,由圖丙可知,此時(shí)力

敏電阻受到紙張的壓力大于12N,即此時(shí)備用紙槽的紙張數(shù)

量更多,由圖丙可知力敏電阻的阻值