第3節(jié)電磁鐵電磁繼電器

雙基過關(guān)

知識點一、電磁鐵

1.定義:把一根導(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，它會有較強的磁性，沒

有電流時就失去磁性，這種磁體叫做電磁鐵。

2.構(gòu)成：內(nèi)部插入鐵芯的通電螺線管。

3.工作原理：電磁鐵是根據(jù)電流的磁效應(yīng)和在通電螺線管中插入鐵芯后磁場將大大增強的原理來工作

的。

(1)通電螺線管中插入鐵芯磁性增強的原因：螺線管通電后具有磁性，這時內(nèi)部的鐵芯被磁化，兩個磁

場疊加，使磁性比原來螺線管的磁性強。

(2)電磁鐵的鐵芯一般用鐵來做，因為電磁鐵在實際應(yīng)用中，通常情況下要求得失磁性自由，鐵是軟

磁體，正符合這樣的要求。不能用鋼，鋼是硬磁性材料，被磁化后磁性能長期保持。

4.應(yīng)用：電磁起重機、磁浮列車、電鈴、電磁繼電器等。

基礎(chǔ)自測：

1.電磁鐵指的是：內(nèi)部插有鐵芯的通電螺線管。銅芯不行，只能鐵芯且必須為O

2.電磁鐵的優(yōu)點很多，它的磁性有無可以由來控制.電磁鐵的磁性強弱可以由______

來控制；電磁鐵的南北極可以由來控制，使用起來很方便.在電流一定時，螺線管的匝數(shù)越

多，它的磁性越.

3.如圖所示，將絕緣導(dǎo)線繞在鐵釘上并與電池相連接，鐵釘將()

A.被熔化B.有磁性C.明顯伸長D.有電流通過它

4.有一種磁控門鎖，鑰匙為鑲有磁鐵的塑料卡片.當(dāng)卡片靠近門鎖時，門鎖內(nèi)部的電路接通電磁鐵

吸動插銷，門就可以打開.以下說法正確的是

A.塑料能被磁化

B.門鎖的插銷是由純銅制成的

C.電磁鐵斷電前后磁性不變

D.電磁鐵的磁場是由通電螺線管中的電流產(chǎn)生的

5.豎直固定的薄板右側(cè)放置電磁鐵，通電后，左側(cè)小磁針N極轉(zhuǎn)至如圖甲所示位置，左側(cè)換成鐵塊

A,則A會靠著薄板懸空靜止如圖乙所示(

青板電磁鐵

A

接電源

乙

A.甲圖電磁鐵左端為N極

B.乙圖增大電流，A所受的摩擦力不變

C.乙圖電流反向，電磁鐵會排斥A

D.乙圖電源斷開，A由于慣性會保持靜止

6.如圖所示是直流電鈴的原理圖，銜鐵與彈性片相連，自然情況下彈性片是和螺釘接觸的。下列說

A.閉合開關(guān)，電磁鐵的A端是N極

B.小錘敲擊鈴?fù)霑r電磁鐵仍具有磁性

C.把銜鐵換成銅塊電鈴也能正常工作

D.電鈴工作時與電動機工作原理相同

7.如圖所示，是我國自主研發(fā)制造時速可達620千米/小時的世界首臺高溫超導(dǎo)高速磁浮工程化樣車,

下列有關(guān)說法正確的是（）

A.超導(dǎo)體是一種電阻很大的材料

B.磁懸浮列車與軌道相分離，使得磁懸浮列車與軌道之間摩擦力幾乎為零

C.磁懸浮列車通過異名磁極相互排斥將磁懸浮列車托舉起來

D.利用超導(dǎo)材料可制成發(fā)熱效率更高的電熱器

知識點二、電磁鐵的磁性

1.探究電磁鐵磁性強弱的影響因素

（1）實驗方法

①實驗探究中通過電磁鐵吸引大頭針數(shù)目（或小鐵釘?shù)龋┑亩嗌?，來比較電磁鐵磁性的強弱。這種方法

為轉(zhuǎn)換法。

②影響電磁鐵磁性強弱的因素有多個，在探究磁性強弱與其中一個因素的關(guān)系時，運用了控制變量法。

(2)實驗設(shè)計

①在探究磁性強弱與線圈匝數(shù)的關(guān)系時，要保證電流相等，所采用的實用且容易操作的辦法是將兩個

線圈串聯(lián)；

②在探究磁性強弱與電流大小的關(guān)系時，采用只觀察一個線圈，用滑動變阻器改變電流的辦法。實際

操作也非常簡單。

(3)實驗結(jié)論:線圈匝數(shù)一定時，通入的電流越大，電磁鐵的磁性越強；電流一定時，外形相同的螺線

管，線圈匝數(shù)越多，電磁鐵的磁性越強。

2.對實驗結(jié)論的相關(guān)研究

(1)分析電磁鐵的特點，可參照通電螺線管的特點來分析。

(2)實驗結(jié)論的應(yīng)用：增強電磁鐵磁性強弱的常用方法：

①增大線圈中的電流；

②增加線圈的匝數(shù)。

(3)拓展：電磁鐵的磁性強弱實質(zhì)上與多種因素有關(guān)。

基礎(chǔ)自測

8.小明把表面涂有絕緣層的導(dǎo)線繞在一根大鐵釘上，把導(dǎo)線和其他元件連接成如圖所示的電路，用

來探究電磁鐵磁性強弱與什么因素有關(guān)。小明把開關(guān)閉合后，發(fā)現(xiàn)電流表有示數(shù)，但電磁鐵不能吸起大頭

(1)電磁鐵不能吸起大頭針的可能原因是o

(2)寫出驗證你的猜想是否正確的方法：0

9.探究影響電磁鐵磁性強弱的因素：

(1)如圖將電磁鐵a連入電路中，閉合開關(guān)，電磁鐵的上端是極;

(2)滑片P向移動電磁鐵吸引大頭針的數(shù)目會變少；

(3)保持滑片位置不變，將鐵釘抽離，用通電螺線管吸引大頭針，發(fā)現(xiàn)吸引大頭針數(shù)目,這

就說明了鐵芯具有作用；

(4)為了探究電磁鐵的磁性強弱與線圈匝數(shù)之間的關(guān)系，可以將線圈匝數(shù)不同的a、b兩個電磁鐵

聯(lián)在電路中；

(5)實驗中通過吸引大頭針的數(shù)量顯示磁性的強弱，應(yīng)用了法。

10.為了研究通電螺線管的磁性強弱與哪些因素有關(guān)，小科利用一個螺線管、幾根完全相同的鐵棒及

其他器材進行實驗。實驗時，先把螺線管固定在連有彈簧的鐵塊下方，并將其接入電路，閉合開關(guān)，移動

滑片，使通過螺線管的電流為某一數(shù)值，彈簧略有伸長，出現(xiàn)如圖(a)的現(xiàn)象。接著他再分別在螺線管

中插入數(shù)量不同的鐵棒，重復(fù)上述實驗，每次實驗電流表示數(shù)均相同。請仔細(xì)觀察圖中的操作和現(xiàn)象，回

答以下問題：

(a)(b)(c)(d)

(1)本實驗通過___________顯示電磁鐵的磁性強弱；

(2)比較圖(b)與(c)與(d)三圖可得：=

知識點三、電磁繼電器

1.電磁繼電器是利用低電壓、弱電流電路的通斷,來間接控制高電壓、強電流電路通斷的裝置;實質(zhì)就

是一個開關(guān)。

2.結(jié)構(gòu)：由銜鐵、彈簧、電磁鐵、觸點組成，如圖所示。

0A

0oD

0C

彈

簧

3.工作原理

電磁鐵通電時,具有磁性，把銜鐵吸引下來，使B、C兩個接線柱所連的觸點接觸，閉合工作電

電磁路；電磁鐵斷電時,失去磁性,彈簧把銜鐵拉起來,切斷工作電路。

4.應(yīng)用

(1)利用低電壓、弱電流電路的通斷,來間接控制高電壓、強電流電路。

(2)利用電磁繼電器可以實現(xiàn)遠(yuǎn)距離操作和自動控制。如圖所示為水位自動報警器的裝置圖。

綠

基礎(chǔ)自測

11.如圖所示為車庫積水自動報警裝置原理圖。圖中A、B位置可以安裝電鈴或者LED燈，要求車庫

沒有積水時LED燈亮，有積水時，電鈴響。下列說法正確的是(

77777777777777777777/

車庫地面

A.電鈴工作時的原理是由丹麥物理學(xué)家奧斯特發(fā)現(xiàn)的

B.電鈴工作時的原理是由英國物理學(xué)家法拉第發(fā)現(xiàn)的

C.電鈴工作時，電磁鐵的上端是N極

D.電鈴應(yīng)該安裝在A的位置

12.如圖所示是為了規(guī)范共享單車定點停放而設(shè)計的模擬電路圖。若共享單車停放在禁停區(qū)域、只有

指示燈紅燈亮；若共享單車停放在規(guī)范區(qū)域，只有指示燈綠燈亮。下列說法正確的是（）

A.在禁停區(qū)，S1閉合,電磁鐵有磁性

B.在禁停區(qū)，S1閉合,銜鐵被吸下

C.在規(guī)范區(qū)，S2閉合,電磁鐵上端是N極

D.在規(guī)范區(qū)，S2閉合,銜鐵被吸下

13.為模擬校園路燈自動化管理小明利用電磁鐵、光敏電阻R（阻值隨光照強度增大而增大）等器材

設(shè)計了下列電路圖，以實現(xiàn)白天光照強時燈L熄滅，傍晚光照弱時燈L發(fā)光。忽略彈性銜鐵和電磁鐵線圈

電阻，則符合設(shè)計要求的是（）

A.B.

14.某興趣小組設(shè)計了一種路燈自動控制裝置，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)計符合要求的是（）

考點突破

考點1.電磁鐵及應(yīng)用

方法：電磁鐵通電時有磁性，斷電時無磁性；電流增強時，磁性增強；巨磁電阻就是利用電磁鐵磁性

的強弱隨電流的變化從而改變工作電路的電流的。

門鎖插銷的工作應(yīng)用到電磁鐵，要結(jié)合電磁鐵的特點分析其工作過程，電磁鐵的磁極運用安培定則判

斷。

運用由一般到特殊的思維方法分析各用戶開關(guān)的連接方式，即將基本電路知識運用到這個特殊實例之

中。由電路基本知識可知，當(dāng)用多個開關(guān)共同控制一個用電器時，若要求每個開關(guān)均能單獨控制該用電器,

則各開關(guān)為并聯(lián)。

例1.（2022?四川攀枝花?中考真題）法國科學(xué)家阿爾貝?費爾和德國科學(xué)家彼得?格林貝格爾由于發(fā)現(xiàn)了

巨磁電阻（GMR）效應(yīng)，榮獲了諾貝爾物理學(xué)獎。巨磁電阻效應(yīng)是指某些材料的電阻在磁場中急劇變化的

現(xiàn)象，這一發(fā)現(xiàn)大大提高了磁電之間信號轉(zhuǎn)換的靈敏度，從而引發(fā)了現(xiàn)代硬盤生產(chǎn)的一場革命。實驗小組

設(shè)計了如圖所示的電路，來探究某GMR的阻值與磁場的關(guān)系。

（1）閉合開關(guān)S1,電磁鐵的左邊是（選填"N”或"S”）極?；瑒幼冏杵鱎1的滑片向右端滑動,

電磁鐵的磁性（選填“增強”或“減弱”）；

（2）斷開開關(guān)S1,閉合開關(guān)S2,無論怎樣移動滑動變阻器R2的滑片，電流表指針幾乎不偏轉(zhuǎn)，電

壓表有示數(shù)但不變。請分析電路故障;

（3）排除電路故障后，閉合開關(guān)SI、S2,保持R2滑片位置不變，將滑動變阻器R1的滑片向左端滑

動，觀察到電流表示數(shù)增大，電壓表示數(shù)（選填“增大”、“減小”或“不變”）；

（4）分析上述實驗現(xiàn)象可知：該GMR的阻值隨其周圍磁場的增強而（選填“增大”、“減小”或

“不變”）?

例2.（2022.江西?中考真題）如圖所示，是某同學(xué)自制的簡易電磁鎖原理圖。閉合開關(guān)S,滑片P向

左移動，使靜止在水平桌面的條形磁體滑動，打開門鎖。下列說法正確的是（）

-------------復(fù)位彈簧

A.通電后電磁鐵a端為S極

B.滑片向左移動的過程中電磁鐵的磁性增強

C.條形磁體在滑動過程中受到向左的摩擦力

D.條形磁體在滑動過程中受到的摩擦力變小

考點2.探究電磁鐵的磁性強弱

方法：解決這類習(xí)題時，關(guān)注實驗的研究方法：（1）通過吸引鐵釘?shù)亩嗌倥袛啻判缘膹娙跻灰晦D(zhuǎn)換

法；（2）研究磁性與電流的關(guān)系，控制線圈匝數(shù)不變；研究磁性與線圈匝數(shù)的關(guān)系，控制電流不變一一

控制變量法。

例3.（2022.浙江麗水?中考真題）按如圖電路進行實驗，每次總觀察到電磁鐵A吸引大頭針的數(shù)目比

電磁鐵B多。此現(xiàn)象說明影響電磁鐵磁性強弱的一個因素是（）

A.電流大小B.線圈匝數(shù)C.電流方向D.電磁鐵極性

例4.（2022?海南?中考真題）某實驗小組用自制電磁鐵探究影響電磁鐵磁性強弱的因素。他們用相同

的漆包線和鐵釘繞制成兩個電磁鐵A和B,B鐵釘上繞有更多匝數(shù)的線圈，實驗裝置如圖所示。

（1）如圖甲，閉合開關(guān)，電磁鐵A的釘尖是極（選填"N”或"S”）；將滑動變阻器的滑片P向

右移動，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)，多次移動滑動變阻器的滑片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，請舉一例：0

考點3.電磁繼電器的原理及應(yīng)用

方法：明確電磁繼電器應(yīng)用圖中控制電路和工作電路，兩電路依靠中間的電磁鐵來發(fā)生相互作用，是

搞清這類裝置原理的關(guān)鍵點之一；同時，還應(yīng)明確控制電路開關(guān)接通和斷開的條件，以及控制電路接通和

斷開前后工作電路發(fā)生怎樣的變化。

例5.（2022?遼寧沈陽?中考真題）如圖所示是電磁繼電器的工作原理圖，閉合開關(guān)后，下列說法正確

的是（）

------------11-----------

A.彈簧的彈性勢能減小

B.電磁鐵的上端為S極

C.電動機工作，燈不發(fā)光

D.電磁鐵的工作原理是電磁感應(yīng)

例6.（2022?山西?中考真題）創(chuàng)新小組的同學(xué)們?yōu)閷W(xué)校食堂設(shè)計了一個可自動注水的儲水池。如圖是

它的簡化裝置圖，電源電壓一定?？刂齐娐分?，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)SI、S2,當(dāng)池中水位上升到一定高度時，觸點分離，工作電路斷開，注水裝置自動停止注

水，當(dāng)池中水位下降到一定位置時，觸點連接，工作電路接通，注水裝置自動開始注水。下列分析正確的

B.水位上升時，通過R0電流變小

C.水位下降時，R0的電功率變大D.水位下降時，RN的阻值會變大

例7.（2022?山東聊城?中考真題）（多選）如圖所示，是智能扶手電梯的原理圖，其中尺是壓敏電阻。

電梯上無乘客時，電動機轉(zhuǎn)動變慢，使電梯運動變慢；電梯上有乘客時，電動機轉(zhuǎn)動變快，使電梯運動變

快。下列說法正確的是（）

A.電磁鐵上端是S極B.電磁繼電器與發(fā)電機工作原理相同

C.電梯上無乘客時，銜鐵與觸點2接觸D.電梯上有乘客時，壓敏電阻R的阻值減小

例8.（2022?貴州黔東南.中考真題）某款無接觸式的熱風(fēng)干手器，手伸向出風(fēng)口時可吹出溫度為35℃?

45℃的熱風(fēng)，內(nèi)部電路由控制電路和工作電路兩部分構(gòu)成，簡化電路如圖所示，控制電路中R為光敏電阻。

閉合S,當(dāng)手伸向出風(fēng)口時，R的阻值會（選填“增大”“不變”或“減小”）,銜鐵被吸下，工作

電路開始工作。若干手器的加熱電阻絲的阻值為44。，在額定電壓下，烘干一次手用時10s,則烘干手的

過程中加熱電阻產(chǎn)生的熱量為