北京课改版物理九年级全册《12.4 电磁铁及其应用》同步练习
一 、单选题（本大题共9小题，共27分）
1.（3分）如图所示，是一个巨磁电阻，其阻值随磁场的增强而急剧减小，当闭合开关、时，下列说法正确的是
A. 电磁铁的右端为极
B. 小磁针将顺时针旋转
C. 当向左滑动时，电磁铁的磁性增强，指示灯变暗
D. 当向右滑动时，电磁铁的磁性减小，电压表的示数减小
2.（3分）下列说法中正确的是（ ）
A. 电磁铁是利用电流的磁效应制成的
B. 发电机是利用通电线圈在磁场中转动的原理制成的
C. 电动机是利用电磁感应现象制成的
D. 奥斯持实验说明利用磁场可以产生电流
3.（3分）如图甲是一种磁悬浮地球仪摆件，地球仪内部装有磁铁，内部装置如图乙所示的电磁铁，下列说法不正确的是
A. 地球仪利用同名磁极间相互排斥的原理工作
B. 地球仪内部磁铁的下端一定是极的
C. 增大电磁铁线圈中的电流，地球仪静止时底座对水平桌面的压力与原来比大
D. 增大电磁铁线圈中的电流，地球仪静止时地球仪与底座之间距离与原来比大
4.（3分）某同学用两个相同的大铁钉绕制成电磁铁进行实验，如图所示，在“研究电磁铁”的实验过程中，当闭合后，下列说法不正确的是
A. 线圈的匝数多，说明通过线圈的电流大于通过线圈的电流
B. 要使电磁铁磁性增强，应将滑动变阻器的滑片向左移动
C. 电磁铁能吸引的大头针越多，表明它的磁性越强
D. 电流相同，匝数多的磁性大
5.（3分）下列办法中不能改变电磁铁磁性强弱的是
A. 改变通过线圈中电流的强弱
B. 改变线圈的匝数
C. 改变通过线圈中电流的方向
D. 在通电螺线管中插入铁芯
6.（3分）自动报警装置给我们的生活带来广泛的应用。如图是一种温度自动报警器的原理图，在水银温度计中封入一段金属丝，金属丝下端所指示的温度为。下列说法错误的是
A. 报警器中水银温度计和电磁铁串联在电路中
B. 温度达到时，报警器中的绿灯亮同时铃响
C. 报警器利用了水银导电和热胀冷缩的性质
D. 报警器利用了电磁铁通电有磁性、断电磁性消失的特点
7.（3分）如图所示，闭合开关，条形磁铁静止后，将滑动变阻器滑片从左往右滑动的过程中，弹簧将
A. 缩短 B. 伸长 C. 静止不动 D. 先伸长后缩短
8.（3分）巨磁电阻效应指某些材料的电阻在磁场中急剧减小的现象，磁场越强电阻越小，如图是说明巨磁电阻特性原理的示意图，当闭合、且将滑片向右滑动时，下列说法正确的是
A. 指示灯变亮，电压表示数变小 B. 指示灯变亮，电压表示数变大
C. 指示灯变暗，电压表示数变小 D. 指示灯变暗，电压表示数变大
9.（3分）重庆一中物理小组要求设计一个电磁限流器，当电路中电流过大时，它能切断电路，并需手动闭合。兴趣小组设计了两个电磁限流器，如图所示，其中的、为动触点。下列说法中正确的是
A. 甲和乙都能满足设计要求 B. 甲能满足设计要求，乙不能满足设计要求
C. 甲和乙都不能满足设计要求 D. 乙能满足设计要求，甲不能满足设计要求
二 、填空题（本大题共6小题，共24分）
10.（4分）小英看到某小区车库积水造成大量财产损失的新闻后，设计了如图所示的车库积水自动报警器，图中、位置可以安装电铃或灯，车库没有积水时，灯亮；车库有积水时，左侧控制电路接通，电磁铁通电，具有______性，把衔铁吸下，电铃发出声音。电铃应该安装在图中的______位置。
11.（4分）如图所示，开关闭合，滑动变阻器的滑片位于端，小铁片被竖直吸在电磁铁的左侧。若将滑片从端移动到中点，则铁片受到电磁铁的吸引力将______，铁片受到的摩擦力将______。均选填“变大”、“不变”或“变小”
12.（4分）如图所示是小然为爷爷设计的羊圈报警器，羊在圈中时，羊圈被细漆包线围着，此时电磁铁____（填“有”或“无”）磁性，电铃不响；羊逃离时，碰断漆包线，电磁铁____磁性，在弹簧的牵引下，工作电路接通，电铃发声报警．
13.（4分）请你根据所学过的物理知识并观测图后判断：车厢线圈的供电直流电源上端为______极选填“正”或“负”，列车利用______的原理将车身托起悬浮在轨道上方，通过______大大减小了摩擦阻力，使列车高速运行。
14.（4分）电磁铁的磁性有无跟电流的____有关，电磁铁的磁性强弱跟电流的____和线圈的匝数有关．电磁起重机的铁芯应该用____制成．
15.（4分）如图所示，年月日中央新闻报道，我国自行设计制造的新型磁悬浮列车工程样车运行试验取得成功，时速可达公里以上，列车由于车体与轨道不接触、无摩擦，具有噪音低损耗小、易维护等优点，被誉为“零高度飞行器”。这种兼具高速与中低速磁浮交通优点的新型磁悬浮列车将为我国城市间提供一种方便快捷的绿色轨道交通工具。
磁浮列车是在车厢底部和轨道上分别安装了磁体，并使它们的同名磁极相互______，车体与轨道不接触，无摩擦，列车能够在轨道上方几厘米的高度上飞驰，避免了来自车轮与轨道之间的摩擦。
如图所示，列车站台设计成中间高两边低的原因是：进站时列车由于______要保持原来的运动状态冲上站台；从能量转换的角度来说，当列车出站时从高度较高的地方下行，它的______，不用消耗过多的电能或化学能等能量。
如图所示，当列车进站时，乘客必须站在站台和黄色线以外的位置候车才安全的原因是______。
小张乘坐列车时看见两旁的房屋迅速向东退去，则列车相对于地面正在向______行驶。
三 、简答题（本大题共2小题，共12分）
16.（6分）如图所示，是一种安全门锁的工作原理示意图。保安室里的工作人员通过开关即可控制安全门锁的开、闭。请你根据示意图，分析安全门锁的工作原理。
17.（6分）请在下面的流程图中填入后面所列出的短语，来解释电铃图甲是怎样利用电磁铁工作的。短语：弹簧片恢复原状；电磁铁无磁性；电路接通；电路断开；电磁铁吸引衔铁，锤子敲击铃碗；电磁铁有磁性。
答案和解析
1.【答案】D;
【解析】解：
根据安培定则可知，电磁铁的左端为极，右端为极，根据磁极间的相互作用可知，上方的小磁针将会逆时针旋转，故AB错误；
闭合开关和，使滑片向左滑动，电阻变小，左边电路电流变大，磁场的磁性增强，巨磁电阻的阻值减小，右边电路电流变大，所以指示灯的亮度会变亮，故C错误。
使滑片向右滑动，电阻变大，边电路电流变小，磁场的磁性变弱，巨磁电阻的阻值变大，右边电路电流变小，根据可知，灯泡两端的电压减小，电压表示数变小，故D正确。
故选：。
根据安培定则得出电磁铁的两极，根据磁极间的相互作用判断小磁针旋转方向；
先分析滑片向右移动时，变阻器的阻值是变大了还是变小了，然后根据欧姆定律得出电流大小变化情况，从而判断出电磁铁的磁场强弱变化情况，进一步得出灯泡亮度的变化。
2.【答案】A;
【解析】解：A、电磁铁是利用电流的磁效应制成的，故A正确；
B、发电机是利用电磁感应现象制成的，故B错误；
C、发电机是利用通电线圈在磁场中受力转动的原理而制成的，故C错误；
D、奥斯特实验说明了电流周围存在磁场，故D错误；
故选A．
3.【答案】C;
【解析】解：、磁悬浮地球仪之所以能悬浮在空中，是利用了同名磁极相互排斥的原理；故A正确
B、由安培定则和图示可知，右手握住螺线管，四指指向电流的方向，大拇指指向螺线管的下端，则螺线管的下端为极、上端为极即底座的上端为极。磁悬浮地球仪利用了同名磁极相互排斥的原理，所以地球仪内部磁铁的下端一定是极，故B正确。
C、地球仪受到的重力不变，最后还是处于静止状态，所以底座对地球仪的磁力大小不变，底座的重力不变。所以底座对水平桌面的压力与原来相等，故C错误。
D、增大电磁铁线圈中的电流，地球仪受到的磁力增大，地球仪与底座之间距离变大，故D正确。
故选：。
磁悬浮地球仪摆件利用了同名磁极相互排斥的原理；用安培定则可判断地球仪内部磁铁的磁极。
根据二力平衡分析磁力的大小。
此题综合考查了平衡状态的判断、同名磁极相互排斥等知识点，要从题目中寻找有用的信息，利用有关知识点解题。
4.【答案】A;
【解析】解：、图中是一个串联电路，两电磁铁中的电流大小是相同的，所以错误；
、滑片向左移动时，电路中的电阻减小，电流增大，电磁铁的磁性会增强，所以是正确的；
、电磁铁能吸引的大头针越多，表明磁性越强，是正确的；
、当电流相同时，线圈的匝数越多，电磁铁的磁性越强，是正确的。
故选：。
影响电磁铁磁性强弱的因素主要有电流的大小、线圈的匝数、铁芯的有无，在研究过程中和分析实验结论时，都要注意控制变量法的运用，这样才能得出具有普遍意义的规律。
此实验中，主要分析了电流的大小变化、线圈的匝数对电磁铁磁性强弱的影响，正确运用控制变量法进行分析，是顺利解决此题的关键。
5.【答案】C;
【解析】解：、改变通过线圈中电流的强弱，可以改变电磁铁的磁性强弱，不符合题意；
、改变线圈的匝数，可以改变电磁铁的磁性强弱，不符合题意；
、改变电流方向，会使电磁铁的磁极发生变化，但不影响磁性的强弱，符合题意．
、在通电螺线管中插入铁芯，可以使电磁铁的磁性增强，不符合题意；
故选
影响电磁铁磁性强弱的因素有电流大小和线圈匝数，向螺线管中加入铁芯可以增强磁性．
电流大小、线圈匝数和铁芯的有无影响电磁铁磁性的强弱，而电流方向和线圈的绕法可以改变电磁铁的磁极，要注意区别．
6.【答案】B;
【解析】解：、报警器的电磁铁和水银温度计依次连接在控制电路中，两者是串联的，故正确；
、当温度升高到时，水银和金属丝接通，由于水银和金属丝都是导体，所以控制电路接通，电磁铁有磁性，电磁铁吸引衔铁，动触头和电铃的电路接通，电铃响，灯不亮，报警器是利用了水银导电、水银热胀冷缩的性质、电磁铁通电时有磁性，断电时无磁性等特点，故正确，错误。
故选：。
温度自动报警器的原理：
当温度未升高到时，水银和金属丝没有接通，控制电路是断开的，在弹簧作用下，动触头和灯的电路接通，灯发光，电铃不响。
当温度升高到时，水银和金属丝接通，由于水银和金属丝都是导体，所以控制电路接通，电磁铁有磁性，电磁铁吸引衔铁，动触头和电铃的电路接通，电铃响，灯不亮。
此题主要考查了液体温度计的工作原理、导体、电磁铁磁性有无等，是一道比较简单的综合性习题。
7.【答案】B;
【解析】解：
滑片从左往右滑动的过程中，滑动变阻器接入电路的电阻变小，所以电路中的电流变大，通电螺线管的磁性增强；
由图知，电流从螺线管的下方流入，根据安培定则可知，螺线管的上端为极，下端为极，则螺线管和条形磁铁相对的磁极为异名磁极，异名磁极相互吸引，所以螺线管对磁铁的吸引力增大，弹簧的长度变长。
故选：。
根据滑动变阻器的使用方法确定电路中的电阻的变化，再根据欧姆定律确定电路中电流的变化；
根据安培定则确定通电螺线管的、极，然后根据螺线管的磁性变化以及磁极间的相互作用判断弹簧长度的变化。
此题主要考查滑动变阻器的使用、欧姆定律的应用以及电磁铁磁性的决定因素，会根据影响电磁铁磁性强弱的因素分析电磁铁磁性强弱变化。此题的综合性和逻辑性都非常强，环环相扣，要仔细分析。
8.【答案】D;
【解析】
此题主要考查了电路的动态分析，涉及到电磁铁磁性与电流的关系、欧姆定律、电功率公式的应用等，判读出巨磁电阻的变化是解答该题的关键。
由左图可知，电磁铁与滑动变阻器串联，当闭合、且将滑片向右滑动时，接入电路中的电阻变大，电路的总电阻变大，根据欧姆定律可知通过电磁铁电流的变化，然后判断电磁铁磁性的变化，根据巨磁电阻的阻值特点得出其阻值的变化，根据欧姆定律可知右图中电路电流的变化和灯泡两端的电压变化，根据可知灯泡实际功率的变化，然后判断亮暗的变化，根据串联电路的电压特点可知巨磁电阻两端的电压变化。
由左图可知，电磁铁与滑动变阻器串联，
当闭合、且将滑片向右滑动时，变阻器接入电路中的电阻变大，电路的总电阻变大，
由可知，左侧电路中的电流变小，通过电磁铁的电流变小，电磁铁的磁性变弱，
因巨磁电阻的磁场越强电阻越小
所以，巨磁电阻的阻值变大，
右图中指示灯和巨磁电阻串联的总电阻变大，电路中的电流变小，灯泡两端的电压变小，
因灯泡的亮暗取决于实际功率的大小，
所以，由可知，灯泡的实际功率变小，灯泡变暗，故错误；
因串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以，巨磁电阻两端的电压变大，即电压表的示数变大，故正确、错误。
故选。
9.【答案】B;
【解析】解：在甲图中，当电路中电流过大时，电磁铁的磁性增强，对衔铁的吸引力增大，使衔铁逆时针旋转失去对闸刀的制动作用，弹簧把闸刀拉起后，弹簧缩短弹性势能已经转换为机械能，切断电流，故甲能满足设计要求；
在乙图中，电流过大时，也能切断电路，但切断电路之后，电磁铁没有了磁性，弹簧伸长，在弹簧拉力的作用下，开关又自动闭合，而甲图不能自动闭合，只有当检修完后，排除故障，人工合闸，故乙不能满足设计要求。
故B正确，ACD错误。
故选：。
电磁铁磁性的有无，可以通过通断电来控制，磁性强弱可以通过电流的大小来控制，通电磁继电器当电流变小或断电时，又能把开关闭合，而不能在排除故障之前断电。
此题主要考查了电磁铁在电磁继电器上的应用。电磁继电器实质上是一个由电磁铁来控制的自动开关，在图甲中，当电路由于电流过大而断电后，需要人工合闸才能通电。
10.【答案】磁; B;
【解析】解：车库没有积水时，电磁铁不具有磁性，不会吸引衔铁，灯亮，说明为灯；车库有积水时，左侧控制电路接通，电磁铁通电，电磁铁会具有磁性，能吸引衔铁，使得的电路接通，电铃发出声音，所以电铃应安装在图中的位置。
故答案为：磁；。
电磁继电器的实质是一个间接开关，它连接两个电路，是通过控制电路的通断来控制工作电路的通断的开关。此题中的控制电路的通断是由水位的变化来控制的。分析时要从控制电路入手。
本题中的问题都是对电磁继电器电路的工作过程进行分析，一般的思路是，先明确控制电路与工作电路，再从控制电路入手，看电磁铁磁性的有无对工作电路触点连接情况的影响，最后确定工作电路中的工作情况。
11.【答案】变大; 不变;
【解析】解：如图所示，将滑片从端移动到中点，接入电路中的电阻变小，由欧姆定律可知，电路中电流变大，螺线管磁性变弱，铁片受到的吸引力变大；
铁片处于静止状态，受到竖直向下的重力和竖直向上的摩擦力的作用，这两个力是一对平衡力，大小相等，所以摩擦力不变。
故答案为：变大；不变。
通电螺线管磁性的强弱与电流大小、线圈匝数、有无铁芯有关，电流越大、匝数越多、有铁芯磁性越强；根据二力平衡的条件分析摩擦力的大小变化情况。
此题主要考查了影响电磁铁磁性大小的因素、二力平衡条件的应用，难度不大，要熟记。
12.【答案】有;无;
【解析】解：（1）当羊在圈中时，电磁铁电路是通路，电磁铁吸下衔铁，使动触头与静触头分开，断开电铃电路，电铃不响；
（2）当羊逃离时，碰断细漆包线，断开电磁铁电路，电磁铁无磁性，弹簧拉下动触头，使动触点与原来的静触点（常闭触点）吸合，将电铃电路闭合，电铃响而报警．
故答案为：有；无．
13.【答案】正;异名磁极互相吸引;托起车身;
【解析】解：由图可知，磁悬浮列车是依据异名磁极相互吸引而使其接触面分离的。图中轨道的下端为极，故车厢线圈的上端为极。用四指指电流的方向，则大拇指指向极，故车厢线圈的电流从上方流入，由此可知车身线圈的上端为正极，下端为负极；
磁悬浮列车的车体和轨道是异名磁极，异名磁极互相吸引，通过将车身托起，使列车实现悬浮，从而减小列车所受的摩擦力，提高速度。
故答案为：正；异名磁极互相吸引；托起车身。
由安培定则可判断供电直流电源上端的极性；
磁悬浮列车是利用“同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引”的原理，让磁铁具有抗拒地心引力的能力，使车体完全脱离轨道，悬浮在轨道上方。
该题考查了磁悬浮列车的工作原理，注重了物理和生活的联系，注重了学以致用能力的考查。
14.【答案】通断;大小;软铁;
【解析】解：电磁铁是根据电流的磁效应制成的，电磁铁的磁性有无跟电流的通断有关．
电磁铁的磁性强弱跟电流的大小和线圈的匝数有关．
电磁起重机的铁芯需要铁棒，因为铁棒的磁性不能保留下来．
故答案为：通断，大小，软铁．
15.【答案】排斥；惯性；重力势能转化为动能；流体流速越大，压强越小，当列车进站时，靠近车的地方，流速大压强小，容易把乘客吸到车旁，造成危险；西;
【解析】解：
磁悬浮列车是在车厢和铁轨上分别安放磁体，由于它们的同名磁极相互排斥，从而使得接触面彼此分离，达到了减小车轮与轨道之间摩擦力的目的；
进站时列车由于惯性要保持原来的运动状态冲上站台；从能量转换的角度来说，当列车出站时从高度较高的地方下行，它的势能转化为动能，不用消耗过多的电能或化学能等能量。
液体或气体流速大的地方压强小，当列车进站时，靠近车的地方，流速大压强小，容易把乘客吸到车旁，造成危险，故乘客必须站在站台和黄色线以外的安全位置候车；
小张乘坐列车时看见两旁的房屋迅速向东退去，即房屋是向东运动的，这是以列车或小张为参照物；如果以地面为参照物，则列车正在向西运动。
故答案为：排斥；惯性；重力势能转化为动能；流体流速越大，压强越小，当列车进站时，靠近车的地方，流速大压强小，容易把乘客吸到车旁，造成危险；西。
磁体间的相互作用规律是：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引；
惯性是物质的固有属性，物体由于被抬高而具有的能为势能，势能与动能可以相互转化；
液体或气体流速大的地方压强小；
运动和静止是相对的；看被研究的物体与参照物之间的相对位置是否发生了改变，如果发生改变，则物体是运动的；如果未发生变化，则物体是静止的。
该题考查了磁悬浮列车的工作原理和特点、惯性，流速与压强的关系，运动和静止的相对性，体现了物理源于生活，应用于生活。
16.【答案】答：闭合开关后，电磁铁中有电流通过，电磁铁具有磁性，能吸引铁质插销使门锁打开，并且弹簧被拉长；断开开关后，电磁铁中无电流通过，电磁铁会失去磁性，铁质插销会在弹簧弹力的作用下插入插槽，门锁关闭。;
【解析】
电磁铁通电后具有磁性，能够吸引铁等物质，电磁铁中没有电流时，电磁铁不具有磁性。
电磁铁的实例应用，一般都有个弹簧，电磁铁通电具有磁性吸引铁质插销，电磁铁断电失去磁性，铁质插销就受只弹簧的弹力作用。
17.【答案】答：(1)电路接通（2）电路断开（3）弹簧片恢复原状;
【解析】
电磁铁通电时有磁性，断电时无磁性，电铃就是利用电磁铁的这个特性工作的；通电时，电磁铁吸引衔铁，鼓槌打击铃碗发出声音，同时衔铁与螺钉分离，鼓槌被弹回，电路重新接通，不断重复上面的过程。
通过读图明确电磁继电器的工作原理与工作过程，从而可以正确描述其工作时的状态，这是我们学习电磁继电器必须掌握的。
