教育资料学年人教版九年级物理 第二十章 第三节 电磁铁电磁继电器学习专用.docx
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教育资料学年人教版九年级物理第二十章第三节电磁铁电磁继电器学习专用
2019-2019学年人教版九年级物理第二十章第三节电磁铁电磁继电器
一、单选题(共7题;共14分)
1.在通电螺线管中插入下列物体后使其磁性一定增强的是( )
A. 铜棒 B. 铅棒 C. 铝棒 D. 铁棒
2.下列几种器件中与电铃工作原理相同的是( )
A. 电磁炉
B. 电烙铁
C. 电饭煲
D. 电磁铁
3.如图所示,当闭合开关s,将滑动变阻器的滑片向右滑动时,图中的电磁铁( )
A. a端是N极,磁性增强 B. b端是N极,磁性增强
C. a端是N极,磁性减弱 D. b端是N极,磁性减弱
4.下列事例与相应的解释正确的是( )
A. 电磁起重机对吸起的钢铁卸载﹣﹣切断电流,电磁铁失去磁性
B. 行驶的汽车关闭发动机后还会运动一段时间﹣﹣汽车受到惯性的作用
C. “司南之杓,投之于地,其抵指南”﹣﹣地球对它附近的物体有吸引作用
D. 电炉丝通电后热得发红,与电炉丝连接的导线却不太热﹣﹣通过电炉丝的电流大
5.如图所示为一种温度自动报警器原理图,它的核心部件是一支顶端封有一段金属丝的水银温度计.关于此温度报警器的说法错误的是( )
A. 温度升高至74℃时,电灯亮
B. 温度升高至74℃时,电铃响
C. 温度计是根据液体热胀冷缩的性质工作的
D. 电磁继电器是一种电路开关
6.将图中通电螺线管中的铁芯抽去,可以看到的现象是( )
A. 悬挂磁铁的弹簧长度不变
B. 悬挂磁铁的弹簧伸长
C. 悬挂磁铁的弹簧缩短
D. 悬挂磁铁的弹簧发生扭转
7.小明用如图所示电路进行“电磁铁的磁性强弱与哪些因素有关”的探究活动后,得出以下的结论,其中正确的是( )
①线圈中的电流越强,磁性越强
②电磁铁线圈匝数越多,磁性越强
③若将线圈A的铁钉拔出,磁性大大减弱.
A. 只有①②
B. 只有②③
C. 只有①③
D. ①②③
二、多选题(共2题;共6分)
8.如图是一种水位自动报警器的原理图。
它运用了许多物理知识.以下说法中正确的是( )
A. 不纯净的水是导体
B. 水位到达金属块A时,红灯亮
C. 报警器中的电磁铁运用了电流的热效应
D. 电磁继电器实质是一种电路开关
9.如图所示,闭合开关后将变阻器的滑片向左移动,下列说法正确的是
A. 电路总电阻变小
B. 电流表读数变大
C. 电磁铁的磁性增强
D. 弹簧测力计示数变小
三、填空题(共6题;共13分)
10.如图为水位报警装置原理图,其中A、B为两个金属杆.当水位达到或超过警戒线时,绿灯、红灯和电铃的工作状态分别是 ________, ________, ________
11.如图是一种水位自动报警器的原理图。
当水位到达金属块A时,因为通常的水是________ ,控制电路接通,灯 ________ 发光(填“L1”或“L2”)。
12.如图所示是温度自动报警器,当温度达到________ ℃时,电铃发声报警,此时螺线管的左端是________ 极.
13.为了防止电路中电流过大,发生危险,电路中常常要安装保险丝,保险丝是用 ________大,熔点低的铅锑合金制作的,新建楼房用空气开关代替了保险丝,如图所示,当电路中电流过大时,电磁铁的磁性将变 ________(选填“强”或“弱”),吸引衔铁,使衔铁转动,闸刀在弹力作用下自动开启,切断电路,起到保险作用.
14.如图为水位报警装置原理图,其中A、B为两个金属杆.当水位达到或超过警戒线时,绿灯、红灯和电铃的工作状态分别是________ ________ ________
15.学校教学楼里安装的应急照明灯,内部结构如图所示.分电器的作用是把220V的交流高压转化为12V的直流低电压,并且分两路输出.220V的供电线路有电和停电时蓄电池、灯泡的工作状态分别是________ .
四、解答题(共1题;共5分)
16.图示温度自动报警器,请讲清工作原理
五、实验探究题(共1题;共4分)
17.在探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”实验中,小明制成简易电磁铁甲、乙,并设计了如图所示的电路.
(1)闭合开关后,滑动变阻器滑片向左移动时,电磁铁甲吸引大头针的个数________ (填“增加”或“减少”),说明电流越________ ,电磁铁磁性越强.
(2)根据图示的情境可知,________ (选填“甲”或“乙”)的磁性强,说明电流一定时,________ ,电磁铁磁性越强.
六、综合题(共1题;共11分)
18.小强利用压力传感器、电磁继电器、阻值可调的电阻R等元件,设计了一个汽车超载自动报警电路,如图甲所示.他了解到这种压力传感器所受压力越大时,输出的电压U就越大,二者的关系如图乙所示.闭合开关S,当继电器线圈中电流大于或等于20mA时,衔铁被吸合.已知传感器的输出电压U即为继电器控制电路的电源电压,线圈的电阻为20Ω.
(1)车辆不超载时,工作电路中绿灯亮;当传感器所受压力增大到一定程度时,红灯亮,说明汽车超载.请你判断灯________ (填“L1”或“L2”)是红灯;
(2)在水平路面上,要使该装置报警,通过车辆的最小重力为多少?
(3)请你运用所学物理知识,说明超载的一项危害.
答案解析部分
一、单选题
1.【答案】D
【解析】【解答】磁化是指原来没有磁性的物体获得磁性的过程。
铜、铅和铝都不是磁性材料,不能被磁化。
铁、钴、镍等软磁体可以被磁化。
铁芯被通电螺线管的磁场磁化后也变成了一个磁体,这样由于两个磁场互相叠加,从而使螺线管的磁性大大增强。
所以ABC错误,D正确。
故选D
【分析】能够被磁化的物质只有铁、钴、镍等软磁体,从这个角度来进行分析。
铁芯是磁性材料,可以利用的磁性材料有钢(硬磁性材料)和铁(软磁性材料),它们在通电螺线管内就会被磁化,铁芯被磁化后,也获得了磁性,产生磁场,使通电螺线管的磁性增强。
2.【答案】D
【解析】【解答】解:
电磁炉是利用的电流的磁效应;电烙铁、电饭煲利用的是电流的热效应;电磁铁与电铃的应用是相同的.故选:
D.
【分析】电铃内部有电磁铁,是利用电磁铁而工作的.
3.【答案】D
【解析】【解答】解:
A、如图所示,根据安培定则可判断出b端为N极,同时滑动变阻器向右移动时,电流变小且电磁铁磁性减弱,不符合题意;
B、如图所示,根据安培定则可判断出b端为N极,同时滑动变阻器向右移动时,电流变小且电磁铁磁性减弱,不符合题意;
C、如图所示,根据安培定则可判断出b端为N极,a端为S极,同时滑动变阻器向右移动时,电流变小且电磁铁磁性减弱,不符合题意;
D、如图所示,根据安培定则可判断出b端为N极,同时滑动变阻器向右移动时,电流变小且电磁铁磁性减弱,符合题意;
故选D.
【分析】根据安培定则判断出电磁铁的南北两极,依据滑动变阻器的方向,判断出电磁铁的磁性强弱.
4.【答案】A
【解析】【解答】解:
A、电磁铁断电时,就会无磁性,就不再吸引钢铁,这样被吸起的钢铁就被往下了,故A正确;
B、惯性是物体具有的一种性质不是力,不能说成惯性作用,故B错误;
C、地球周围存在着地磁场,“司南”在地磁场中受到了磁力作用,故C错误;
D、电炉在使用时,电炉丝和导线串联,I电炉丝=I导线,通电时间t相同.Q=I2Rt,因为R电炉丝>R导线,所以Q电炉丝>Q导线,故D错误.
故选A.
【分析】
(1)电磁铁的优点之一:
磁性的有无可以由通断电流控制;
(2)物体保持原来运动状态不变的性质叫惯性,一切物体都有惯性;
(3)地球的周围存在着磁场,即地磁场.磁场对放入其中的磁体有磁力的作用;
(4)电炉丝和连接的导线串联在电路中的,可据焦耳定律分析判断.
5.【答案】A
【解析】【解答】AB、温度计内的测温液体是水银,它是导体,当温度升高时,水银柱会上升,直到与温度计上方的金属丝相连,使控制电路接通。
当温度升高至74℃时,控制电路接通,电磁铁有磁性,吸引衔铁,电铃接入电路,电灯所在的电路断开,出现铃响灯不亮的现象,故A错误,符合题意,B正确,不符合题意;C、液体温度计是根据液体热胀冷缩的性质制成的,故C正确,不符合题意;D、温度上升水银与金属丝接触,控制电路接通,温度下降,水银面与金属丝分离时,控制电路断开,所以水银温度计在电路中的作用相当于一个开关,故D正确,不符合题意。
故选A
【分析】要解答本题需掌握:
题干中该温度计的最小刻度值为2℃,直接根据液柱(或所指示)的位置即可读出该处的温度值,读数时要从绝对值小的示数向绝对值大的示数读起;
电磁继电器由两部分构成:
①低压控制电路,②工作电路;其实质是一个自动控制开关
6.【答案】C
【解析】【解答】解:
由安培定则可以判断出,通电螺线管的上端是N极,通电螺线管和磁铁之间是相互吸引的.当把铁芯抽去之后,根据影响电磁铁磁性强弱因素可知,电磁铁的磁性会变弱,则通电螺线管和磁铁之间的吸引力就会减小,那么悬挂磁铁的弹簧将会缩短.
故选C.
【分析】先根据右手螺旋定则即安培定则,判断出通电螺线管的上端是N极还是S极,这样就可以知道通电螺线管和磁铁之间是吸引的还是排斥的;
然后再根据影响电磁铁磁性强弱的因素判断当抽去铁芯之后,磁场是变强了还是变弱了,由此就可以判断出弹簧是伸长了、缩短了还是不变.
7.【答案】D
【解析】【解答】解:
①电磁铁的铁芯和线圈匝数一定时,线圈中的电流越强,磁性越强,符合题意.
②在电流和铁芯一定时,电磁铁线圈匝数越多,磁性越强,符合题意.
③电磁铁是线圈磁场和被磁化的铁芯共存作用形成的一个磁场,若将线圈A的铁钉拔出,磁性大大减弱,符合题意.
故选D.
【分析】电磁铁磁性强弱影响因素:
电流大小、线圈匝数多少、有无铁芯.在电流和铁芯一定时,线圈的匝数越多,电磁铁磁性越强;在线圈和铁芯一定时,电流越大,电磁铁磁性越强;在线圈和电流一定时,有铁芯时电磁铁磁性越强
二、多选题
8.【答案】A,B,D
【解析】【解答】解:
A、纯净的水是绝缘体,不纯净的水一般是导体,故A正确;
B、读图可知,当水位到达A时电路接通,电磁继电器有磁性,衔铁就会在电磁力吸引的作用下与红灯接通,红灯亮;故B正确;
C、报警器中的电磁铁运用了电流的磁效应,而不是热效应,故C错误;
D、电磁继电器实质是一种电路开关,由控制电路来间接控制工作电路,故D正确。
故选ABD。
【分析】首先应弄清图中所示的自动报警器工作原理:
当水位到达A时,由于一般水具有导电性,那么电磁铁所在电路被接通,吸引衔铁向下,从而接通红灯所在电路,此时红灯亮,而绿灯不亮。
9.【答案】A,B,C
【解析】【解答】解:
闭合开关后将变阻器的滑片向左移动时,滑动变阻器接入电路的电阻变小,电路的总电阻变小;故A正确;
由I=
可知:
电路中的电流变大,即电流表的示数变大,故B正确;
∵其他条件相同时,电流越大,电磁铁磁性增强;
∴此时电磁铁的磁性增强,故C正确;
∵弹簧测力计的示数等于铁球的重力与电磁铁对铁球吸引力之和,
∴铁球的重力不变,电磁铁对铁球的吸引力增强,则弹簧测力计的示数变大,故D不正确.
故选ABC.
【分析】
(1)影响电磁铁磁性强弱的因素有:
电流的大小、线圈的匝数、有无铁芯,其他条件相同时,电流越大磁性越强;
(2)磁体具有吸引铁、钴、镍的性质;
(3)根据滑片的移动确定接入电路中电阻的变化,利用欧姆定律可知电路中电流的变化和电磁铁磁性的变化,进一步判断弹簧测力计示数的变化.
三、填空题
10.【答案】绿灯灭;红灯亮;电铃响
【解析】【解答】解:
当水位到达或超过警戒水位时,控制电路接通.电路中有了电流,电磁铁有磁性,吸引衔铁,使动触点与左边的静触点接触,与右边的触点分开,导致了绿灯所在的电路断开,绿灯灭.红灯与电铃并联的电路接通,导致红灯亮电铃响,从而报警.
故答案为:
绿灯灭;红灯亮;电铃响
【分析】由水位的变化导致了控制电路的通断,进一步决定了电磁铁磁性的有无,从而控制了工作电路的动触点的位置的变化,改变了工作电路的连接情况.
改革开放的历史性标志是()。
11.【答案】导体;L2
【解析】【解答】解:
纯净的水不导电,一般的水都是导电的;
由图可知,水位没有到达A时,电磁铁所在电路是断路状态,电磁铁没有磁性,在弹簧的拉力作用下,衔铁右侧与灯泡L1接通,此时L1发光;
当水位到达A时,由于通常的水具有导电性,电磁铁所在电路被接通,电磁铁向下吸引衔铁,接通红灯所在电路,此时L2亮,而L1不亮。
故答案为:
导体;L2
【分析】①容易导电的物体叫导体,纯净的水是不导电的,但一般的水都导电;
②这一水位自动报警器的基本结构是一个电磁继电器,根据水位变化引起电路状态变化,判断灯泡发光情况。
12.【答案】85;S
数学专业论文选题【解析】【解答】解:
(1)由题干中图可知:
当温度没有升高85℃时,电磁铁无磁性,弹簧片把衔铁拉起来,电铃电路断开;
(2)当温度升高到85℃时,由于水银是导体,电磁铁电路就会接通,电磁铁有了磁性,且根据安培定则知左端为S极,衔铁就会在电磁力吸引的作用下接通电铃电路,电铃响,报警.
故答案为:
85;S.
【分析】
(1)该温度计的分度值为1℃,金属丝下端指在80℃上面第5个小格上,因此金属丝下端所指的温度是80℃+5℃=85℃;
(2)电磁铁中有电流通过时,产生磁性会把衔铁吸来过,电铃电路接通;电磁铁中无电流时,无磁性,弹簧片把衔铁拉起来,电铃电路断开;
(3)用安培定则判断通电螺线管的极性,右手握住螺线管,四指弯向线圈中电流的方向,大拇指所指的就是通电螺线管的N极.
校本课程教材13.【答案】电阻;强
教学工作情况【解析】【解答】解:
(1)因保险丝串联在电路中,当电路中有过大电流通过时,保险丝需产生的电热过多,根据焦耳定律Q=I2Rt,它的电阻较大;同时它的熔点也较低.这样当电流过大时,保险丝由于温度升高而熔断,切断电路,起到保护作用.
(2)读图可知,当电路中电流过大时,电磁铁的磁性将变强,吸引衔铁,使衔铁转动,闸刀在弹力作用下自动开启,切断电路,起到保险作用.
故答案为:
电阻;强.
【分析】
(1)根据保险丝的发热原理和在电路中的作用可判断其材料特点;
(2)读图分析空气开关的原理,可判断电磁铁磁性的变化
14.【答案】绿灯灭;红灯亮;电铃响
教师上课【解析】【解答】解:
当水位到达或超过警戒水位时,控制电路接通.电路中有了电流,电磁铁有磁性,吸引衔铁,使动触点与左边的静触点接触,与右边的触点分开,导致了绿灯所在的电路断开,绿灯灭.红灯与电铃并联的电路接通,导致红灯亮电铃响,从而报警.
故答案为:
绿灯灭;红灯亮;电铃响
【分析】由水位的变化导致了控制电路的通断,进一步决定了电磁铁磁性的有无,从而控制了工作电路的动触点的位置的变化,改变了工作电路的连接情况.
新学期教学工作15.【答案】有电时蓄电池充电,灯泡不发光;停电时蓄电池供电,灯泡发光
【解析】【解答】解:
在22V照明电源正常情况下,应急照明灯通过充电器给蓄电池充电,此时,电磁铁吸引衔铁,将灯泡与蓄电池所在电路形成开路,灯泡不发光;
当照明电源突然停电时,电磁铁没有磁性,衔铁在弹簧的作用下向上抬起,使灯泡和蓄电池所在的电路形成通路,蓄电池供电,灯泡发光,从而实现自动应急照明.
故答案为:
有电时蓄电池充电,灯泡不发光;停电时蓄电池供电,灯泡发光.
【分析】电磁继电器一般由铁芯、线圈、衔铁、触点簧片等组成的,只要在线圈两端加上一定的电压,线圈中就会流过一定的电流,从而产生电磁效应,衔铁就会在电磁力吸引的作用下克服返回弹簧的拉力吸向铁芯,从而带动衔铁的动触点与静触点(常开触点)吸合;当线圈断电后,电磁的吸力也随之消失,衔铁就会在弹簧的反作用力返回原来的位置,使动触点与原来的静触点(常闭触点)吸合,这样吸合、释放,从而达到了在电路中的导通、切断的目的.
四、解答题
16.【答案】答:
温度升高时,水银柱上升,当水银柱与金属丝接触时,左边电路导通,电磁铁工作,电磁铁吸引衔铁,使右边电路也导通,电铃工作.
景山学校通州校区施工情况【解析】【解答】答:
温度升高时,水银柱上升,当水银柱与金属丝接触时,左边电路导通,电磁铁工作,电磁铁吸引衔铁,使右边电路也导通,电铃工作.
【分析】
(1)控制电路电流的通断是由温度控制的,当温度到达金属丝下端所指的温度时,电磁铁中有电流通过,温度达不到时,电磁铁中无电流通过;
(2)磁铁中有电流通过时,产生磁性会把衔铁吸来过,电铃电路接通;电磁铁中无电流时,无磁性,弹簧片把衔铁拉起来,电铃电路断开.
教学工作情况五、实验探究题
教学质量综合测评17.【答案】
(1)增加;大
(2)甲;线圈的匝数越多
教学诊断【解析】【解答】解:
(1)闭合开关后,滑动变阻器滑片向左移动时,电路中电阻减小,电流增大,电磁铁的磁性增强,电磁铁甲吸引大头针的个数增加;
说明电流越大,电磁铁的磁性越强.
(2)根据图示的情境可知,甲电磁铁吸引的大头针多,说明甲的磁性强.究其原因,电流相同,甲缠绕的线圈的匝数多,吸引大头针越多.便得出:
电流一定时,线圈匝数越多,电磁铁磁性越强.
故答案为:
(1)增加; 大;
(2)甲;线圈的匝数越多.
【分析】①影响电磁铁磁性强弱的因素:
电流的大小和线圈的匝数.电流越大、线圈匝数越多,电磁铁的磁性越强.
②利用转换法,通过电磁铁吸引大头针的多少来认识其磁性强弱.
③探究电磁铁磁性跟匝数的关系时,保持电流相同,甲乙的匝数不同,通过比较甲乙吸引小铁钉的多少来比较磁性的强弱.
六、综合题
18.【答案】
(1)L2
(2)解:
车对水平地面的压力F=G=mg=20×103kg×10N/kg=2×105N,
由图象可知,此时的输出电压U=1V,
因为I=
,
所以电路总电阻:
R总=
=
=50Ω,
电阻R的阻值:
R=R总﹣R线圈=50Ω﹣20Ω=30Ω当R=30Ω要使报警器报警,
输出电压最小,
据I=
,
所以输出最小电压:
U0=IR线圈=0.02A×20Ω=0.4V,
由图象可知,此时压力传感器受到的压力:
F′=0.8×105N=8×104N;
答:
在水平路面上,要使该装置报警,通过车辆的最小重力为8×104N;
(3)解:
超载的汽车质量大,惯性大,急刹车后滑行距离大,容易出交通事故.
【解析】【分析】
(1)分析清楚电路结构,根据电路结构分析答题.
(2)车对水平地面的压力等于它的重力,由图象求出压力传感器的阻值,然后由串联电路特点与欧姆定律求出R阻值.当R为零时,由欧姆定律求出线圈两端电压,然后由图象求出此时压力传感器受到的压力,即车轮的最小重力.
(3)根据对超载危害的了解分析答题.
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