精品初三物理九年级电磁铁 电磁继电器.docx
- 文档编号:30378950
- 上传时间:2023-08-14
- 格式:DOCX
- 页数:15
- 大小:183.54KB
精品初三物理九年级电磁铁 电磁继电器.docx
《精品初三物理九年级电磁铁 电磁继电器.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《精品初三物理九年级电磁铁 电磁继电器.docx(15页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
精品初三物理九年级电磁铁电磁继电器
电磁铁电磁继电器
知识集结
知识元
电磁铁电磁继电器
知识讲解
3.应用:
电磁铁
(1)定义――电磁铁是一个带有铁芯的螺线管。
(2)构造――电磁铁是由线圈和铁芯两部分组成的。
(3)特点――电磁铁通电时有磁性,断电时磁性消失;通过电磁铁的电流越大,电磁铁的磁性越强;当电流一定时,电磁铁线圈的匝数越多,磁性越强。
即:
①电磁铁磁性的有无,可由通断电来控制。
②电磁铁磁性的强弱,可由电流大小和线圈匝数来控制。
③电磁铁的极性位置,可由电流方向来控制。
④应用:
电磁继电器、电话
4.应用:
电磁继电器
实质由电磁铁控制的开关。
应用:
用低电压弱电流控制高电压强电流,进行远距离操作和自动控制。
结构――电磁继电器的主要部件是电磁铁、衔铁、弹簧和触点。
原理――如图所示,是一个利用电磁继电器来操纵电动机的电路。
其中电源E1、电磁铁线圈、开关S1组成的控制电路;而电源E2、电动机M、开关S2和触点、开关S组成工作电路。
当S1闭合时,电磁铁线圈中有电流通过,电磁铁将衔铁吸下,触点开关接通,电动机便转动起来;当断开S1时,电磁铁中失去电流,电磁铁失去磁性,弹簧使衔铁上升,触点开关断开,电动机停止运转。
作用――使用继电器不仅可保证操作人员的安全,而且能帮助人们实现遥控和生产自动化。
例题精讲
电磁铁电磁继电器
例1.
(2019∙山西模拟)如图所示是智能扶手电梯工作原理图,其中R是压敏电阻,当有人乘梯时,压敏电阻受压阻值变化改变线圈中电流,引起电磁铁磁性强弱变化,使得电磁继电器动触点的位置变动电动机转速加快;当没有人乘梯时,电动机转速减慢减少耗电。
下列选项正确的是( )
A.电磁铁上端是N极
B.电磁铁的工作原理与发电机的工作原理相同
C.R的阻值随压力的增大而减小
D.电动机的工作原理是电磁感应
【答案】C
【解析】
题干解析:
A、如图,当闭合开关时,电流从电磁铁的上端进入,根据安培定则可以判断电磁铁的下端是N极,上端是S极,故选项A错误。
B、电磁铁是通电流之后具有磁性,断电流时没有磁性,是根据电流的磁效应工作的,发电机是根据电磁感应原理工作的,原理不同,故选项B错误。
C、当没有人乘梯时,电动机转速减慢减少耗电,说明电动机两端的电压减小,电动机和定值电阻R1串联在电路中,说明衔铁被弹簧拉起,动触头和上面的静触头接通,此时控制电路中的磁性较弱,电路中电阻较大,所以压敏电阻的阻值较大,当有人乘坐电梯时,电动机转速较快,电动机两端的电压较大,只有电动机接入电路,衔铁被电磁铁吸引,动触头和下面的静触头接通,说明电磁铁的磁性较大,控制电路的电流较大,压敏电阻的阻值较小,可以判断压敏电阻的阻值R随着压力的增大而减小,故选项C正确。
D、电动机的工作原理是通电导体在磁场中受力而运动,故选项D错误。
例2.
(2019∙广西一模)如图所示为一种温度自动报警器的原理图,图中的水银温度计在制作时,玻璃管中封入了一段金属丝,电源和金属丝相连,当温度达到设定值,电铃报警。
下列说法不正确的是( )
A.电磁铁的工作原理是电流的磁效应
B.温度升高至78℃时,电铃报警
C.若将温度计上端的金属丝向下调整,则报警温度会降低
D.电铃工作时,电磁铁a端为N极
【答案】D
【解析】
题干解析:
A、电磁铁的工作原理是电流的磁效应,故A正确;
B、温度升高到78℃时,水银柱与上方金属丝连通,使左侧形成通路,电磁铁中有电流通过,电磁铁吸引衔铁,使触点接触,右侧电路接通,电铃发出报警信号,故B正确;
C、若将温度计上端的金属丝向下调整,则报警温度将降低,故C正确;
D、由安培定则可知,当电铃工作时,电磁铁的a端为S极,故D错误;
例3.
(2019∙广西模拟)如图所示,是某保密室的防盗报警电路,当有人闯入保密室时会使开关S闭合。
下列说法正确的是( )
A.电磁继电器与发电机工作原理相同
B.电磁铁的磁性强弱只与电流大小有关
C.电磁铁工作时,上端为S极
D.当有人闯入保密室时,b灯亮
【答案】D
【解析】
题干解析:
A、电磁继电器是利用电流的磁效应工作的,发电机是利用电磁感应原理制成的,电动机是根据通电线圈在磁场中受力而转动工作的,故A错误;
B、电磁铁的磁性强弱和电流大小、线圈的匝数多少有关,故B错误;
C、根据安培定则可知,电磁铁工作时,上端为N极,故C错误;
D、当有人闯入保密室时会使开关S闭合,电磁铁有磁性,吸引衔铁,电灯b所在电路接通,b灯亮,故D正确。
二、多选题(共4小题)
例4.
(2019∙广饶县模拟)如图是由电磁铁P等构成的自动空气开关的原理图,当电路由于短路或____________等原因导致电流过大时,电磁铁的磁性____,吸引衔铁Q的力变大,使衔铁转动,闸刀S在弹力的作用下自动开启,切断电路,起到保险作用。
【答案】
使用的用电器功率过大;增强
【解析】
题干解析:
因为家庭电流中电流过大的原因有:
短路或总功率过大。
因此无论什么原因导致电流过大时,电磁铁的磁性都会增强,则吸引衔铁Q的力变大,使衔铁转动,闸刀S在弹力的作用下自动开启,切断电路,起到保险作用。
例5.
(2019∙随县模拟)如图所示,是小明设计的水位自动报警器,要求水位达到金属块A时红灯亮,没达到A时绿灯亮,由于控制电路电压太低,为了增大电磁铁对衔铁的吸引力,小明在衔铁上固定一个永磁体(上端为S)以确保水位达到A时电磁铁吸下衔铁红灯亮,请你画出电磁铁的绕线并完成工作电路图。
【答案】
【解析】
题干解析:
当电磁铁中有电流时电磁铁具有磁性,吸引衔铁N极,根据异名磁极相互吸引,所以电磁铁的上端为S极,下端是N极,根据安培定则可以判断,电磁铁的绕法如图,水位达到金属块A时,控制电路接通,电磁铁具有磁性,吸引衔铁,动触头和下面的静触头接通,红灯亮;没达到A时绿灯亮,衔铁被弹簧拉起,动触头和上面的静触头接通,绿灯亮。
电路连接如图。
例6.
(2019∙随州)随州市乡村振兴计划稳步推进,大棚蔬菜种植给农民带来可喜收入。
刘大爷家大棚温度监控电路如图所示,棚内温度正常时“温控开关”处于断开状态,绿灯亮;棚内温度不正常时“温控开关”处于闭合状态,电磁铁通电工作,电铃响红灯亮。
刘大爷使用中发现电铃和红灯只要拆卸掉任意一个,另一个也“没有电”。
在图中画几匝电磁铁的绕线并将绿灯、红灯、电铃接入电路。
【答案】
【解析】
题干解析:
(1)先把电磁铁的线圈连接好,导线都在螺旋管的同侧,绕螺旋管时一端在螺旋管的上面绕,一端从螺旋管的下面绕如图。
(2)棚内温度正常时“温控开关”处于断开状态,电磁继电器断电,衔铁被弹簧拉起,动触头和上面的静触头接通,绿灯电路工作,所以绿灯、电源、动触头和上面静触头构成通路,连接如图。
(3)棚内温度不正常时“温控开关”处于闭合状态,电磁铁通电工作,电磁铁具有磁性,说明电源、衔铁、电磁铁连成一个通路。
(4)电铃和红灯只要拆卸掉任意一个,另一个也“没有电”,说明两者是串联的,首先把红灯和电铃串联起来。
棚内温度不正常时“温控开关”处于闭合状态,电磁铁通电工作,电磁铁具有磁性吸引衔铁,动触头和下面的静触头接通,电源、红灯、电铃、动触头、下面静触头组成一个通路如图。
故答案如上图。
例7.
(2019∙路北区三模)小明去超市,走到电梯前发现电梯运动较慢,当他站在电梯上时电梯运动又快了起来。
小明根据网络搜索的如图所示电路(R是一个压敏电阻)分析:
当人站在电梯上,压敏电阻的阻值减小,则电磁铁的磁性变___,衔铁与触点___(选填“1”或“2”)接触,电动机的转速变___。
【答案】
强;2;快
【解析】
题干解析:
当人站在电梯上时,R的阻值减小,电路中电流增大,电磁铁变强,则衔铁被吸下,与触点2接触,则电机上的电压增大,电动机转速变快。
影响电磁铁磁性强弱的因素
知识讲解
(3)特点――电磁铁通电时有磁性,断电时磁性消失;通过电磁铁的电流越大,电磁铁的磁性越强;当电流一定时,电磁铁线圈的匝数越多,磁性越强。
即:
①电磁铁磁性的有无,可由通断电来控制。
②电磁铁磁性的强弱,可由电流大小和线圈匝数来控制。
例题精讲
影响电磁铁磁性强弱的因素
例1.
(2019∙崂山区一模)利用如图实验装置探究“电磁铁磁性强弱的特点”,弹簧下挂着铁块AB,下列说法中错误的是( )
A.闭合开关,弹簧将会变长,断开开关弹簧将恢复原状
B.闭合开关,电磁铁的上端为N极
C.闭合开关,向右移滑片,电流表示数会减小,弹簧会变长
D.保持滑动变阻器滑片位置不变,取出铁芯再闭合开关,弹簧的长度会比有铁芯时短
【答案】C
【解析】
题干解析:
A、闭合开关,电磁铁有磁性,吸引铁块AB,则弹簧将会变长,断开开关,电路中没有电流,所以电磁铁无磁性,弹簧将恢复原状,故A正确;
B、根据图中的电流方向,利用安培定则可知,大拇指指向电磁铁的上端为N极,故B正确;
C、滑动变阻器的滑片P向右移动时,电路中的电阻变大,则电路中的电流变小,电流表示数会减小,电磁铁的磁性变弱,电磁铁对铁块AB的吸引力减小,则弹簧会变短,故C错误;
D、因为抽去铁芯后,电磁铁的磁性变弱,对铁块的吸引力减小,所以,滑片位置不变,取出铁芯再闭合开关,弹簧的长度会比有铁芯时短,故D正确。
例2.
(2019∙烟台模拟)如图所示,电磁铁的左下方有一铁块,在弹簧测力计作用下向右作匀速直线运动。
当铁块从电磁铁的左下方运动到正下方过程中,同时滑片逐渐向上滑动,下列判断正确的是( )
A.电磁铁的磁性逐渐增强
B.电磁铁的磁性逐渐减弱
C.铁块对地面的压强逐渐增大
D.铁块对地面的摩擦力逐渐增大
【答案】A
【解析】
题干解析:
AB、当滑片向上滑动时,滑动变阻器连入的阻值变小,根据欧姆定律可知,电路中的电流增大,所以电磁铁的磁性会增强;故A正确,B错误;
C、当铁块在电磁铁的左下方时,铁块对地面的压力大小等于铁块的重力;当铁块逐渐向电磁铁下方移动时,此时铁块除了受到重力以外,还受到电磁铁对它的吸引力,由于电磁铁对铁块的吸引力方向竖直向上,所以此时铁块对地面的压力等于重力减去吸引力,则铁块对地面的压力小于铁块的重力;当铁块从电磁铁左下方向电磁铁正下方移动的过程中,铁块受到的吸引力在逐渐变大,所以铁块对地面的压力在逐渐减小,因此在受力面积一定时,铁块对地面的压强在逐渐减小,故C错误。
D、铁块因被电磁铁吸收而压力减小,在接触面粗糙程度不变的情况下,摩擦力也跟着减小,故D错误。
例3.
(2019春∙颍泉区校级月考)对于如图所示的装置,下列说法不正确的是( )
A.甲图中闭合开关S时,小磁针沿逆时针方向转动
B.甲图中闭合开关S,滑片P向右移动时,电磁铁磁性增强
C.乙图中的话筒利用了电磁感应原理
D.乙图中的话筒工作时将机械能转化为电能
【答案】A
【解析】
题干解析:
A、由图可知电流由螺线管下方流入,则用右手握住螺线管,四指沿电流方向,则大拇指向上,故螺线管上方为N极;
因同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引,则小磁针S将向螺线管靠近,N极远离螺线管,故小磁针将顺时针转动,故A错误;
B、当滑动变阻器的滑片向右端移动时,滑动变阻器接入电阻增小,则由欧姆定律可得电路中电流变大,则通电螺线管的磁性增强,故B正确;
C、动圈式话筒的工作过程是:
声波振动→引起膜片振动→带动线圈振动→线圈切割永久磁体的磁场产生感应电流→经放大传给扬声器动感式话筒是声信号转化为电信号的机器,即该话筒是利用电磁感应原理工作的;故C正确;
D、当对着话筒说话时,线圈在磁场中做切割磁感线运动,从而产生交变电流,将声音信号转化为电信号,把机械能转化为电能,故D正确。
例4.
(2019春∙武汉月考)在探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”实验中,小明用铁钉制成简易电磁铁甲、乙,并设计了如图所示的电路。
(1)实验中是通过吸引大头针的数量来显示电磁铁磁性的强弱,当滑动变阻器滑片向左移动时,电磁铁吸引大头针的个数增多,说明电流越___,电磁铁磁性越强。
(2)根据图示的情景可知,电磁铁甲的上端是___极;电磁铁___(填“甲”或“乙”)的磁性较强,说明电流一定时,线圈匝数____,电磁铁磁性越强;实验发现被电磁铁吸引的大头针下端是分散的,其原因是大头针被磁化,__________。
【答案】
(1)增大;大;
(2)S;乙;越多;同名磁极相互排斥
【解析】
题干解析:
(1)当滑动变阻器滑片向左移动时,接入电路中的电阻变小,电路中的总电阻变小,由I
可知,电路中的电流变大,电磁铁的磁性变强,所以电磁铁吸引大头针的个数增多,说明电流越大,电磁铁磁性越强。
(2)甲的线圈上的电流进入、下端流出,根据安培定则可知:
甲的上端为S极,下端为N极;图中两线圈串联,电流相同,乙线圈匝数多,乙吸引的大头针个数多,说明乙的磁性强,这说明:
在电流一定时,线圈匝数越多,电磁铁磁性越强;大头针被磁化,同一端的磁性相同,同名磁极相互排斥,所以电磁铁吸引的大头针下端是分散的。
例5.
(2019∙成都一模)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。
【答案】
(1)增加;大;
(2)甲;线圈的匝数越多
【解析】
题干解析:
(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。
例6.
(2019∙沾化区一模)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图。
(1)当滑动变阻器滑片向左移动时,电磁铁甲、乙吸引大头针的个数增加,说明电流越___(填“大”或“小”),电磁铁磁性越强。
(2)根据图示的情境可知甲的磁性强,说明电流一定时,________,电磁铁磁性越强。
(3)根据安培定则,可判断出乙铁钉的上端是电磁铁的___极。
(4)电磁铁吸引的大头针下端分散的原因是_________________。
【答案】
(1)大;
(2)线圈匝数越多;
(3)S;
(4)大头针被磁化,同名磁极相互排斥
【解析】
题干解析:
(1)当滑动变阻器滑片向左移动时,滑动变阻器的阻值减小,电路中的电流变大,电磁铁的磁性增强,吸引大头针的个数增加;
(2)由图知,甲吸引大头针的个数较多,说明甲的磁性较强,甲乙串联,电流相等,甲的线圈匝数大于乙的线圈匝数,说明电流一定时,线圈匝数越多,电磁铁磁性越强;(3)根据右手螺旋定则,四指绕向电流的方向,大拇指所指的方向即为螺线管的N极;则乙铁钉的上端是电磁铁的S极;(4)大头针被磁化,同一端的磁性相同,互相排斥,所以下端分散。
例7.
(2019∙潮南区模拟)如图所示,把电磁铁连入你设计的电路中(在方框中完成),要求:
①电路能改变电磁铁磁性的强弱;
②使小磁针静止时如图所示。
【答案】
【解析】
题干解析:
要使小磁针在图示位置静止,就要保证电磁铁的左端为N极,右端为S极。
结合线圈绕向利用安培定则可以确定电流方向:
从电磁铁的左端流入,右端流出,进而确定了电源正负极在电路中的位置关系;要改变电磁铁的磁性,只能改变电磁铁中电流的大小,所以要在电路中按装一个滑动变阻器。
故设计电路如下图所示:
当堂练习
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 精品初三物理九年级电磁铁 电磁继电器 精品 初三 物理 九年级 电磁铁 电磁 继电器