第十四章電與磁第四節(jié)電磁鐵及其應(yīng)用

1.

插入了軟鐵棒的螺線管叫作

電磁鐵

。這根軟鐵棒

稱為電磁鐵的

鐵芯

，螺線管稱為電磁鐵的

線圈

。電磁鐵鐵芯線圈2.

電磁鐵磁性的強(qiáng)弱與

電流大小

、

線圈匝數(shù)

等

多種因素有關(guān)，因此，在探究電磁鐵磁性強(qiáng)弱與哪些因素

有關(guān)時(shí)，要用

控制變量

法。電流大小線圈匝數(shù)控制變量3.

電磁繼電器一般由電磁鐵、

銜鐵

、

彈

簧

、

觸點(diǎn)

等組成。銜鐵彈

簧觸點(diǎn)4.

人們利用電磁繼電器連成控制電路，就可實(shí)現(xiàn)用弱電

流、低電壓的控制電路，控制

強(qiáng)電流

、

高電壓

的

工作電路。強(qiáng)電流高電壓5.

利用電磁鐵也可以制成電磁閥進(jìn)行自動控制。電磁

閥主要由

閥體

、

滑閥

、兩塊銜鐵、兩個(gè)電磁

鐵組成。閥體滑閥【生活現(xiàn)象】在我們乘坐磁懸浮列車時(shí)，列車懸浮在軌

道上，不再與軌道直接接觸。列車運(yùn)行時(shí)，速度快，且振

動、噪聲小，乘坐體驗(yàn)優(yōu)于其他類型的列車。【現(xiàn)象解釋】軌道和列車底部安裝有電磁鐵，通過同名

磁極相互排斥（或異名磁極相互吸引）產(chǎn)生懸浮力，控制

系統(tǒng)調(diào)節(jié)電流大小以維持列車穩(wěn)定懸浮，從而減少摩擦，

提升速度。

探究點(diǎn)一電磁鐵的磁性強(qiáng)弱【例1】在探究“影響電磁鐵磁性強(qiáng)弱的因素”實(shí)驗(yàn)中，小華用電池（電壓一定）、滑動變阻器、數(shù)量足夠的大頭針、鐵釘及足夠長的漆包線為主要器材，制作了簡易電磁鐵甲和乙，并將它們連成如圖所示的電路。下列說法正確的是（C）。CA.

當(dāng)滑動頭向右移動時(shí)，兩電磁鐵吸引的大頭針的個(gè)數(shù)將增多B.

通過觀察電磁鐵吸引大頭針的個(gè)數(shù)判斷它的磁性強(qiáng)弱，這是運(yùn)用了控制變量法C.

該實(shí)驗(yàn)?zāi)芴骄侩姶盆F磁性的強(qiáng)弱與匝數(shù)多少的關(guān)系D.

比較甲、乙吸引大頭針的數(shù)量，可得出電磁鐵的磁性強(qiáng)弱與電流大小的關(guān)系【思路點(diǎn)撥】在探究電磁鐵磁性強(qiáng)弱時(shí)，需要用控制變

量法來研究各個(gè)因素。通過觀察大頭針的數(shù)量判斷電磁鐵

的磁性強(qiáng)弱。

電磁鐵的磁性強(qiáng)弱跟電流強(qiáng)弱、線圈匝數(shù)等因素有

關(guān)。當(dāng)線圈匝數(shù)一定時(shí)，電磁鐵線圈中的電流越大，電

磁鐵的磁性越強(qiáng)；當(dāng)電磁鐵線圈中的電流大小一定時(shí)，

線圈匝數(shù)越多，電磁鐵的磁性越強(qiáng)。探究點(diǎn)二電磁繼電器【例2】如圖所示是一種溫度自動報(bào)警器的原理圖，在水

銀溫度計(jì)上部封入一段金屬絲，當(dāng)溫度升高到一定程度時(shí)

（A）。A.

紅燈亮B.

綠燈亮C.

兩燈同時(shí)亮D.

兩燈都不亮A【思路點(diǎn)撥】先判斷控制電路是否接通，再根據(jù)電磁鐵

有無磁性判斷哪個(gè)燈接入電路。

電磁繼電器是利用弱電流、低電壓來控制強(qiáng)電流、

高電壓的一種開關(guān)。左邊控制電路接通后，電磁鐵有磁

性，銜鐵被吸下，工作電路接通，開始工作。探究點(diǎn)三電磁閥控制車門【例3】如圖所示是公共汽車上用電磁閥控制車門開、關(guān)

的工作電路圖。L1、L2是固定的電磁線圈，銜鐵T1、T2通

過橫桿相連并可左右移動，帶動傳動裝置使車門開啟或關(guān)

閉。S接通觸點(diǎn)b時(shí)，線圈

L2

（填“L1”或“L2”）具

有磁性，吸引銜鐵使橫桿向

右

（填“左”或“右”）

運(yùn)動，帶動傳動裝置關(guān)閉車門。L2右【思路點(diǎn)撥】判斷S接通觸點(diǎn)b時(shí)哪個(gè)線圈有磁性，需看

電流路徑，而橫桿運(yùn)動方向取決于有磁性的線圈對銜鐵的

吸引力向哪個(gè)方向。

電磁閥主要是利用電流的通斷來控制電磁鐵磁性的

有無，從而控制銜鐵移動，再通過傳動裝置帶動車門開

和關(guān)。探究點(diǎn)四磁懸浮列車的工作原理【例4】我國第一條磁懸浮列車運(yùn)營線于2002年12月31日

通車。如圖所示，磁懸浮列車的車身和鐵軌上都安裝著電

磁鐵，下列關(guān)于該磁懸浮列車的說法，錯(cuò)誤的是

（D）。A.

該磁懸浮列車?yán)昧水惷艠O相互吸引B.

該磁懸浮列車運(yùn)行時(shí)振動小C.

該磁懸浮列車消除了車體與軌道間的摩擦D.

該磁懸浮列車增大了車體與軌道間的摩擦D【思路點(diǎn)撥】先判該斷磁懸浮列車是斥力型還是吸引

型，再根據(jù)其原理作答。

磁懸浮列車?yán)猛艠O相互排斥或異名磁極相互

吸引的原理，將車廂和鐵軌分離開，從而減小摩擦力，

達(dá)到提速的目的。

1.

許多自動控制的電路中都安裝有電磁鐵。下列有關(guān)電

磁鐵的說法正確的是（

D

）。A.

電磁鐵的鐵芯，可以用銅棒代替B.

電磁繼電器中的磁體，可以使用永磁體C.

電磁鐵磁性的強(qiáng)弱只與電流的大小有關(guān)D.

電磁鐵是根據(jù)電流的磁效應(yīng)制成的D2.

如圖所示，提供足夠數(shù)量的大頭針，接通開關(guān)后，只

調(diào)節(jié)滑動變阻器滑動頭的位置，可以探究（

C

）。①線圈繞法對電磁鐵磁場方向的影響②電流方向?qū)﹄姶盆F磁場方向的影響③電流大小對電磁鐵磁場強(qiáng)弱的影響④線圈匝數(shù)對電磁鐵磁場強(qiáng)弱的影響CA.

①②B.

②③C.

③④D.

①④第2題圖3.

如圖所示，在電磁鐵的上方用彈簧懸掛著一個(gè)條形磁

鐵（上端是N極，下端是S極），開關(guān)S閉合后，在滑動頭

P由a端向b端滑動的過程中，會出現(xiàn)的現(xiàn)象是

（

B

）。A.

電流表示數(shù)變大，彈簧長度變長B.

電流表示數(shù)變小，彈簧長度變長C.

電流表示數(shù)變大，彈簧長度變短D.

電流表示數(shù)變小，彈簧長度變短B第3題圖4.

如圖所示是一種水位自動報(bào)警器的原理示意圖，當(dāng)水

位升高到金屬塊A時(shí)（

B

）。A.

紅燈滅、綠燈滅B.

紅燈亮、綠燈滅C.

紅燈亮、綠燈亮D.

紅燈滅、綠燈亮B第4題圖5.

法國科學(xué)家阿貝爾·費(fèi)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)，榮獲諾貝爾物理學(xué)

獎(jiǎng)。如圖所示是研究巨磁電阻特性的原理示意圖。實(shí)驗(yàn)發(fā)

現(xiàn)，當(dāng)閉合開關(guān)S1、S2后，在滑動頭P向右滑動過程中，

指示燈明顯變暗，這說明：在電磁鐵的磁性

減弱

（填

“增強(qiáng)”或“減弱”）過程中，巨磁電阻的阻值在

增

大

（填“增大”或“減小”）。減弱增

大6.

一個(gè)空心小鐵球放在盛水的容器中且置于鐵棒AB的上

方，繞在鐵棒上的線圈接入如圖所示電路中，開關(guān)S閉合

后，小鐵球仍浮在水面上，試在圖中標(biāo)出B端的磁極，并

作出小鐵球的受力示意圖。第6題圖如圖所示。7.

（雙選）如圖所示，彈簧下掛著磁體A，它的下端為N

極，上端為S極，M是鐵芯，下列說法正確的是

（

BC

）。A.

閉合開關(guān)S2，彈簧變長B.

閉合開關(guān)S2，S1再由斷開變?yōu)殚]合，彈簧變短C.

閉合開關(guān)S2，將滑動頭P向左滑動，彈簧變長D.

閉合開關(guān)S2，將鐵芯從螺線管中抽出來，彈簧變短BC第7題圖8.

硫化鎘（CdS）晶體是一種光敏材料，其電阻隨光照強(qiáng)

度增大而減小。如圖所示是用它和繼電器組成的控制電

路，可以用來控制路燈，使路燈白天燈滅，夜晚燈亮。下

列說法正確的是（

D

）。A.

白天流過CdS的電流比夜晚小B.

給路燈供電的電源應(yīng)接在b、c兩端C.

為延長路燈點(diǎn)亮的時(shí)間，可將電阻R的阻值調(diào)小D.

為縮短路燈點(diǎn)亮的時(shí)間，可將電阻R的阻值調(diào)小D第8題圖9.

如圖所示是一種溫度自動報(bào)警器的原理圖，在水銀溫度計(jì)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(cuò)誤的是（

D

）。A.

報(bào)警器利用了水銀導(dǎo)電和熱脹冷縮的性質(zhì)B.

報(bào)警器利用了電磁鐵通電時(shí)有磁性、斷電時(shí)磁性消失的特點(diǎn)C.

報(bào)警器中水銀溫度計(jì)和

電磁鐵串聯(lián)在電路中D.

溫度達(dá)到90

℃時(shí)，報(bào)警

器中的燈亮同時(shí)鈴響D第9題圖

10.

如圖所示為“智能照明燈”電路。閉合開關(guān)S，光

照弱時(shí)電燈L自動發(fā)光，光照強(qiáng)時(shí)電燈L自動熄滅。電

磁繼電器利用電流的

磁

效應(yīng)工作，電源電壓恒定，

控制電路中光敏電阻R2的阻值隨光照強(qiáng)度的增加而

減

小

，相同條件下，若將定值電阻R1換成阻值稍大的電

阻，將會

延長

（填“延長”或“減少”）電燈L的

發(fā)光時(shí)間。磁減

小延長11.

出于安全考慮，電梯都設(shè)置了超載自動報(bào)警系統(tǒng)，工作原理如圖所示。當(dāng)電梯超載時(shí)，動觸點(diǎn)K與靜觸點(diǎn)B接觸，電鈴發(fā)出報(bào)警鈴聲，即使閉合開關(guān)S1，電動機(jī)也不工作。在控制電路中，R2阻值一定，壓敏電阻R1的阻值隨壓力F的增大而減小。閉合開關(guān)S，電磁鐵上端是

S

極；當(dāng)壓敏電阻R1受到的壓力F增大時(shí)，電磁鐵的磁性

增強(qiáng)

（填“增強(qiáng)”“減弱”或“不變”）；若想要降低電

梯的限重上限，依據(jù)所學(xué)的知識，請寫出在控制電路中可實(shí)施的具體的操作：

減小R2的阻值

。S增強(qiáng)

減小R2的阻值12.

在探究“影響電磁鐵磁性強(qiáng)弱的因素”實(shí)驗(yàn)中，小明

制成簡易電磁鐵甲、乙，并設(shè)計(jì)了如圖所示的電路。第12題圖（1）當(dāng)滑動變阻器向左移動時(shí)，電磁鐵甲、乙吸引大頭

針的個(gè)數(shù)

增加

（填“增加”或“減少”），說明電流

越

大

（填“大”或“小”），電磁鐵的磁性越強(qiáng)。（2）由圖可知，

甲

（填“甲”或“乙”）的磁性

強(qiáng)，說明電流一定時(shí)，

線圈匝數(shù)越多

，電磁鐵的磁性

越強(qiáng)。增加大甲線圈匝數(shù)越多第12題圖（3）根據(jù)右手螺旋定則，可判斷出乙電磁鐵的下端

是

N

極。N第12題圖（4）電磁鐵吸引的大頭針下端分散的原因是

大頭針被

磁化，下端為同名磁極，同名磁極相互排斥

。大頭針被

磁化，下端為同名磁極，同名磁極相互排斥13.

圖甲為某熱敏電阻的R－t圖像，圖乙為用此熱敏電

阻R和電磁繼電器組成的恒溫箱的簡單溫控電路，電磁

繼電器線圈的電阻為150

Ω，當(dāng)線圈中電流大于或等于

28

mA時(shí)，電磁繼電器的銜鐵被吸合。為電磁繼電器線

圈供電的電源電壓為6

V，圖中的“電源”是恒溫箱加

熱器的電源。（1）由圖甲可知，50

℃時(shí)熱敏電阻的阻值為

90

Ω。（2）恒溫箱的加熱器應(yīng)接在

A、B

（填“A、B”或

“C、D”）之間。9