資源簡介

12.4 電磁鐵及其應用
知識梳理
知識點一：電磁鐵
自主學習：閱讀課本P115頁內容，交流討論并完成下列填空
1、（電磁鐵的定義）電磁起重機主要由鐵芯和螺線管組成，這個帶鐵芯的螺線管叫做 電磁鐵 。
2、在螺線管中插入鐵芯，當電流通過螺線管時，螺線管中的 鐵芯 就被電流的磁場磁化成磁鐵，使螺線管的磁性 增強 。
知識點二：電磁鐵的磁性強弱
提出問題：電磁鐵的磁性與什么有關？
請同學們閱讀課本并分組討論，提出自己的猜想，并交流猜想的依據。
影響電磁鐵磁性的因素可能有： 電流 。
怎樣用實驗驗證我們的猜想呢？
設計實驗，進行實驗：
1.研究電磁鐵的磁性有無
實驗：閉合和斷開開關
現象：通電時電磁鐵 吸引大頭針 ，斷電時電磁鐵 不吸引大頭針
結論：電磁鐵通電時 有 磁性，斷電時磁性 消失 .
2.研究電磁鐵的磁性強弱
電磁鐵的磁性強弱可能與哪些因素有關呢？
引導學生根據自己的知識和經驗提出猜想并說明理由。
猜想：電磁鐵的磁性強弱可能與① 電流大小 有關；
② 線圈匝數 有關。
設計實驗：①你選擇哪些器材？
電池、開關、導線、滑動變阻器、匝數不同的螺線管、鐵芯、大頭針
②如何判斷電磁鐵磁性的強弱？ 觀察吸引大頭針數目的多少
③怎樣控制變量？
然后學生根據自己的實驗方案進行探究，教師巡視，注意解決出現的問題。
進行實驗 收集數據
實驗一：探究磁性強弱與電流大小關系
實驗：將開關閉合，調節滑動變阻器，使電流增大和減小
現象：增大電流時，電磁鐵吸引的大頭針數目 增多 .
結論：電磁鐵線圈的匝數一定時，通過電磁鐵的電流 越大,電磁鐵的磁性 越強.
實驗二：探究磁性強弱與線圈匝數關系
實驗：改變線圈匝數
現象：匝數越 多 ,吸引大頭針的數目越 多
結論：當電流一定時，電磁鐵線圈的匝數 越多 ,磁性 越強 .
實驗總結：
1、電磁鐵通電時 有 磁性，斷電時磁性 消失 ；當電磁的鐵線圈匝數一定時，通過電磁鐵的電流 越大 ，電磁鐵的磁性 越強 ；當電流一定時，電磁鐵的線圈匝數 越多 ，磁性 越強 .
2、電磁鐵的特點：
電磁鐵磁性有無，可以用 電流通斷 來控制
電磁鐵磁性強弱，可以用 電流強弱 、 線圈匝數多少 來控制
電磁鐵的極性變換，可以用 變換電流方向 來實現。
知識點三：電磁鐵的應用
1.從小電動汽車、家里的 冰箱 ，到三峽水庫的 發電站 ，各種大小的電磁鐵應有盡有。
2.電磁鐵的另一個應用是 產生強磁場
基礎訓練
一、單選題
1．電梯為居民上下樓帶來很大的便利，出于安全考慮，電梯設置了超載自動報警系統，其工作原理如圖所示。電梯廂底層裝有壓敏電阻R1，R2為保護電阻，K為動觸點，A、B為靜觸點，當出現超載情況時，電鈴將發出報警聲，電梯停止運行。則下列說法中正確的是（　　）
A．電磁鐵磁性的強弱與電流的方向有關
B．電磁鐵是根據電磁感應原理工作的
C．電梯超載時動觸點K與靜觸點B接觸
D．電梯超載時報警，說明壓敏電阻的阻值隨壓力的增大而增大
2．如圖所示，條形磁鐵放在粗糙程度相同的水平桌面上靜止后，閉合開關S，滑片P
向下移動。下列說法正確的是（　　）
A．通電螺線管的右端為S極
B．條形磁鐵所受摩擦力向左
C．滑片P向下移動過程中，條形磁鐵可能向右運動
D．斷開開關，條形磁鐵所受摩擦力向右
3．創新小組的同學們為學校食堂設計了一個可自動注水的儲水池。如圖是它的簡化裝置圖，電電壓一定。控制電路中，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S1、S2，當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。下列分析正確的是（　　）
A．水位上升時，電磁鐵磁性變弱 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
4．下列選項中，能減弱通電螺線管磁性的措施是（　　）
A．改變線圈中的電流方向 B．增加線圈的匝數
C．減小線圈的電流 D．在線圈中插入鐵芯
5．如圖所示，原來開關斷開時，鐵塊、彈簧在圖中位置保持靜止狀態。當閉合開關，并將滑動變阻器的滑片向右移動，下列說法正確的是（　　）
A．電流表示數變大，彈簧長度變短
B．電流表示數變小，小磁針的N極順時針轉動
C．電磁鐵磁性增強，彈簧長度變長
D．電磁鐵磁性減弱，小磁針的N極逆時針轉動
6．如下圖所示，給電磁鐵通電，鐵塊及彈簧在圖中位置靜止。當滑動變阻器的滑片P向a端滑動時，關于電流表示數和彈簧長度的變化情況，下列說法中正確的是（　　）
A．電流表的示數增大，彈簧的長度增加 B．電流表的示數增大，彈簧的長度減小
C．電流表的示數減小，彈簧的長度增加 D．電流表的示數減小，彈簧的長度減小
7．如圖所示是一種溫度自動報警器的原理圖。制作水銀溫度計時，在玻璃管的兩端分別封入一段金屬絲。電池的兩極分別與金屬絲相連，當溫度達到與電池正極相連的金屬絲下端所指的溫度時，電鈴就響起來，發出報警信號下列說法正確的是（ ）
A．溫度計中的水銀是絕緣體
B．電鈴響時，電磁鐵右端是S極
C．溫度降低到74℃以下，電鈴響
D．電鈴響且滑片P向左移動時，電磁鐵磁性增強
8．關于如圖所示的實驗，下列說法中正確的是（　　）
A．這是模擬法拉第電磁感應實驗的場景
B．移走小磁針，電流的磁場消失
C．根據這一現象的原理，制成了電磁鐵
D．將導線斷開，小磁針N極將指向地磁場的北極
9．如圖所示是電磁繼電器的工作原理圖，閉合開關后，下列說法正確的是（ ）
A．彈簧的彈性勢能減小
B．電磁鐵的上端為極
C．電動機工作，燈不發光
D．電磁鐵的工作原理是電磁感應
10．在安裝直流電動機模型的實驗中，小杰同學按照科學教材的要求安裝了一臺如圖所示的直流電動機模型．安裝完畢，閉合開關后，線圈順時針方向轉動，則能使線圈逆時針方向轉動的做法是：
A．減小一節電池 B．把電兩極對調
C．增加一節電池 D．把電和磁鐵的兩極同時對調
二、填空題
11．夏天的紫外線較強，人們在戶外活動時間過長，會造成皮膚灼傷，甚至誘發皮膚癌。小寧利用紫外光敏電阻對紫外線較靈敏的性質，設計了如圖所示電路。當戶外紫外線增強到設定值時，S2閉合，電動機M轉動，遮陽棚上防紫外線的遮陽布展開。圖中電磁鐵的上端為______（選填“N”或“S”）極。調試時發現，當戶外紫外線增強到設定值時，S2仍未閉合，為了達到設計要求，需要把滑動變阻器R1的滑片P向______（選填“左”
或“右”）移動。從安全用電的角度分析，進戶線a端應該是______（選填“零”或“火”）線。
12．新建的居民宅大多安裝了自動開關，其原理如圖。當電路由于電流過大時，電磁鐵的磁性將變 ___________，使銜鐵Q轉動，閘刀S在彈力作用下自動開啟，切斷電路，起到保險作用。此裝置工作時，電磁鐵P左端是 ___________極。
13．某小區因暴雨引起車庫積水，部分車輛被淹，小明看到新聞后，設計了如圖所示的車庫積水自動報警器，如圖是該報警器原理圖，金屬塊A和B分別固定在車庫地面附近適當高處，若車庫積水水面到達 _____處（選填“A”或“B”）時，_____（選填“綠”或“紅”）燈發光報警，此時電磁鐵的上端是 _____極（選填“N”或“S”）。
14．如圖所示是某家用空氣加濕器的自動控制原理圖，R1是一個濕敏電阻（用于探測空氣的濕度）其阻值隨濕度的變化關系如表所示。加濕器銘牌標有“220V，44W”。R0的阻值為75Ω，控制電路的電電壓U0恒為6V，線圈電阻不計。當控制電路中的電流增大到某一數值時，銜鐵被吸下，加濕器停止工作；當控制電路中的電流減小到某一數值時，銜鐵被松開，加濕器開始工作。
空氣濕度（%） 10 20 30 40 50 60 70 80 90
電阻R1阻（Ω） 300 210 150 100 75 50 40 30 25
（1）加濕器正常工作10h消耗電能______kW·h；
（2）若室內濕度在50%，加濕器停止工作，此時控制電路中的電流______A；R1工作3分鐘產生的熱量______J；
（3）若要使室內濕度在60%時，加濕器停止工作。下列措施可行的是______。
①串聯一個電阻
②減小的R0的阻值
③增大控制電路電壓U0
15．全自動水位顯示器是一個新穎的自動化顯示、控制儀表，它是由一個溫度顯示和水位顯示兩部分組成。該顯示器體積小、質量輕、可靠性好，抗震動和抗干擾性強。其中水位顯示部分的原理如圖所示，由圖分析，當螺線管中插入了一根軟鐵棒，通電后磁性會更_______（選填“強”或“弱”）；當水位到達金屬塊A時，_________（選填“紅”或“綠”）燈亮。
三、計算題
16．某校項目化小組同學設計并制作了一個電子加熱墊（圖甲），用于冬天時給杯子加熱，它的內部電路如圖乙。其中，R1是熱敏電阻，它的阻值會隨溫度的升高而減小；R2是定值電阻，當有電流通過時會產生熱量；L是指示燈，S為定時開關，連續工作8小時后會自動斷開，1為動觸點，2、3、4是靜觸點。若水溫低于70℃，只有R2工作，加
熱墊處于加熱狀態；溫度超過70℃時，指示燈L發光，提示液體溫度較高注意燙手，但仍持續加熱。已知R2=8Ω，指示燈L的電阻為30Ω。工作電路電壓為12伏，線圈電阻忽略不計。
（1）當液體溫度低于70℃時，動觸點1與靜觸點 ___________相連。
（2）當液體溫度超過70℃時，工作電路中的總電流是多大？___________
（3）同學們發現溫度超過60℃時，加熱墊上的杯子就已經很燙手，出于安全考慮，同學們希望溫度達到60℃時就能使指示燈發光，以下方案可行的是 ___________。
A．增大控制電路的電電壓
B．增大工作電路的電電壓
C．增大電磁鐵的線圈匝數
D．減小R2的阻值
E.增大銜鐵與電磁鐵間的距離12.4 電磁鐵及其應用
知識梳理
知識點一：電磁鐵
自主學習：閱讀課本P115頁內容，交流討論并完成下列填空
1、（電磁鐵的定義）電磁起重機主要由鐵芯和螺線管組成，這個帶鐵芯的螺線管叫做 電磁鐵 。
2、在螺線管中插入鐵芯，當電流通過螺線管時，螺線管中的 鐵芯 就被電流的磁場磁化成磁鐵，使螺線管的磁性 增強 。
知識點二：電磁鐵的磁性強弱
提出問題：電磁鐵的磁性與什么有關？
請同學們閱讀課本并分組討論，提出自己的猜想，并交流猜想的依據。
影響電磁鐵磁性的因素可能有： 電流 。
怎樣用實驗驗證我們的猜想呢？
設計實驗，進行實驗：
1.研究電磁鐵的磁性有無
實驗：閉合和斷開開關
現象：通電時電磁鐵 吸引大頭針 ，斷電時電磁鐵 不吸引大頭針
結論：電磁鐵通電時 有 磁性，斷電時磁性 消失 .
2.研究電磁鐵的磁性強弱
電磁鐵的磁性強弱可能與哪些因素有關呢？
引導學生根據自己的知識和經驗提出猜想并說明理由。
猜想：電磁鐵的磁性強弱可能與① 電流大小 有關；
② 線圈匝數 有關。
設計實驗：①你選擇哪些器材？
電池、開關、導線、滑動變阻器、匝數不同的螺線管、鐵芯、大頭針
②如何判斷電磁鐵磁性的強弱？ 觀察吸引大頭針數目的多少
③怎樣控制變量？
然后學生根據自己的實驗方案進行探究，教師巡視，注意解決出現的問題。
進行實驗 收集數據
實驗一：探究磁性強弱與電流大小關系
實驗：將開關閉合，調節滑動變阻器，使電流增大和減小
現象：增大電流時，電磁鐵吸引的大頭針數目 增多 .
結論：電磁鐵線圈的匝數一定時，通過電磁鐵的電流 越大,電磁鐵的磁性 越強.
實驗二：探究磁性強弱與線圈匝數關系
實驗：改變線圈匝數
現象：匝數越 多 ,吸引大頭針的數目越 多
結論：當電流一定時，電磁鐵線圈的匝數 越多 ,磁性 越強 .
實驗總結：
1、電磁鐵通電時 有 磁性，斷電時磁性 消失 ；當電磁的鐵線圈匝數一定時，通過電磁鐵的電流 越大 ，電磁鐵的磁性 越強 ；當電流一定時，電磁鐵的線圈匝數 越多 ，磁性 越強 .
2、電磁鐵的特點：
電磁鐵磁性有無，可以用 電流通斷 來控制
電磁鐵磁性強弱，可以用 電流強弱 、 線圈匝數多少 來控制
電磁鐵的極性變換，可以用 變換電流方向 來實現。
知識點三：電磁鐵的應用
1.從小電動汽車、家里的 冰箱 ，到三峽水庫的 發電站 ，各種大小的電磁鐵應有盡有。
2.電磁鐵的另一個應用是 產生強磁場
基礎訓練
一、單選題
1．電梯為居民上下樓帶來很大的便利，出于安全考慮，電梯設置了超載自動報警系統，其工作原理如圖所示。電梯廂底層裝有壓敏電阻R1，R2為保護電阻，K為動觸點，A、B為靜觸點，當出現超載情況時，電鈴將發出報警聲，電梯停止運行。則下列說法中正確的是（　　）
A．電磁鐵磁性的強弱與電流的方向有關
B．電磁鐵是根據電磁感應原理工作的
C．電梯超載時動觸點K與靜觸點B接觸
D．電梯超載時報警，說明壓敏電阻的阻值隨壓力的增大而增大
【答案】C
【詳解】AB．電磁鐵是根據電流的磁效應制成的，電磁鐵磁性的強弱與電流的大小和線圈的匝數的多少有關，與電流的方向無關，故AB錯誤；
C．出現超載情況時，電梯停止運行，即K與A是分開的，K被電磁鐵吸下，與B接觸，從而使電鈴發出聲音，故C正確；
D．超載時，壓力增大，電磁鐵的磁性變大，能把銜鐵吸下，說明電路中的電流是變大的，即總電阻是減小的，所以壓敏電阻的阻值隨壓力的增大而減小，故D錯誤。
故選C。
2．如圖所示，條形磁鐵放在粗糙程度相同的水平桌面上靜止后，閉合開關S，滑片P向下移動。下列說法正確的是（　　）
A．通電螺線管的右端為S極
B．條形磁鐵所受摩擦力向左
C．滑片P向下移動過程中，條形磁鐵可能向右運動
D．斷開開關，條形磁鐵所受摩擦力向右
【答案】D
【詳解】A．由圖知，閉合開關S，電流從螺線管右側流入，根據安培定則，右手握住螺線管，四指指向電流的方向，則大拇指指向螺線管的右端，即螺線管的右端為N極，故A錯誤；
B．異名磁極相互吸引，所以條形磁鐵受到水平向左吸引力的作用，條形磁鐵處于靜止狀態，水平方向上受力平衡，所以受到的吸引力和摩擦力是一對平衡力，摩擦力的方向是水平向右的，故B錯誤；
C．當滑片P逐漸向下移動時，滑動變阻器連入電路的電阻逐漸變小，電路的總電阻變小，由歐姆定律可知線圈中電流逐漸變大，則通電螺線管的磁性變強，對條形磁鐵的吸引力變大，所以條形磁鐵可能會向左移動，故C錯誤；
D．斷開開關，通電螺線管不具有磁性，條形磁鐵能夠吸引螺線管，力的作用是相互的，條形磁鐵受到向左的吸引力，條形磁鐵處于靜止狀態，水平方向上受力平衡，所以受到的吸引力和摩擦力是一對平衡力，摩擦力的方向是水平向右的，故D正確。
故選D。
3．創新小組的同學們為學校食堂設計了一個可自動注水的儲水池。如圖是它的簡化裝
置圖，電電壓一定。控制電路中，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S1、S2，當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。下列分析正確的是（　　）
A．水位上升時，電磁鐵磁性變弱 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
【答案】D
【詳解】AB．水位上升時，向池中注水，觸點接觸，當注滿水時，觸點分離，說明RN電阻逐漸減小，電流變大，磁性變強，將銜鐵吸引到下面，故AB錯誤；
CD．水位下降時，需要注水，觸點接觸，電磁鐵磁性減弱，故RN的阻值會變大，電流變小，根據P=I2R可知，R0的電功率變小，故C錯誤，D正確。
故選D。
4．下列選項中，能減弱通電螺線管磁性的措施是（　　）
A．改變線圈中的電流方向 B．增加線圈的匝數
C．減小線圈的電流 D．在線圈中插入鐵芯
【答案】C
【詳解】A．通電螺線管的磁性與電流的大小、線圈的匝數和通電螺線管內有無鐵芯有關，改變線圈中的電流方向，會改變通電螺線管的磁極，并不能減弱通電螺線管的磁性，故A不符合題意；
B．通電螺線管的磁性與電流的大小、線圈的匝數和通電螺線管內有無鐵芯有關，增加線圈的匝數，會增強通電螺線管的磁性，故B不符合題意；
C．通電螺線管的磁性與電流的大小、線圈的匝數和通電螺線管內有無鐵芯有關，減小線圈的電流，會減弱通電螺線管的磁性，故C符合題意；
D．通電螺線管的磁性與電流的大小、線圈的匝數和通電螺線管內有無鐵芯有關，在線圈中插入鐵芯，會增強通電螺線管的磁性，故D不符合題意。
故選C。
5．如圖所示，原來開關斷開時，鐵塊、彈簧在圖中位置保持靜止狀態。當閉合開關，并將滑動變阻器的滑片向右移動，下列說法正確的是（　　）
A．電流表示數變大，彈簧長度變短
B．電流表示數變小，小磁針的N極順時針轉動
C．電磁鐵磁性增強，彈簧長度變長
D．電磁鐵磁性減弱，小磁針的N極逆時針轉動
【答案】C
【詳解】若將變阻器的滑片P向右移動，滑動變阻器接入電路的電阻變小，由歐姆定律可知電路中的電流變大，通電螺線管的磁性增強，故對鐵塊的吸引力增大，所以彈簧長度應變長；根據右手螺旋定則可知，通電螺線管上端為N極，螺線管外部磁感線從N極出發回到S極，所以小磁針的N極將順時針轉動，故ABD錯誤，C正確。
故選C。
6．如下圖所示，給電磁鐵通電，鐵塊及彈簧在圖中位置靜止。當滑動變阻器的滑片P向a端滑動時，關于電流表示數和彈簧長度的變化情況，下列說法中正確的是（　　）
A．電流表的示數增大，彈簧的長度增加 B．電流表的示數增大，彈簧的長度減小
C．電流表的示數減小，彈簧的長度增加 D．電流表的示數減小，彈簧的長度減小
【答案】D
【詳解】由圖示知，滑片向a端移動時，變阻器接入電路的阻值變大，則電路中的電流變小，即電流表的示數變小，那么電磁鐵的磁性減弱，鐵塊被向下吸引的力變小。鐵塊受到豎直向下的重力、向下的吸引力和向上的彈簧的拉力處于靜止狀態，而向下的吸引力變小，重力不變，那么向上的拉力也變小，所以彈簧向上收縮，長度減小。故ABC錯誤，D正確。
故選D。
7．如圖所示是一種溫度自動報警器的原理圖。制作水銀溫度計時，在玻璃管的兩端分別封入一段金屬絲。電池的兩極分別與金屬絲相連，當溫度達到與電池正極相連的金屬絲下端所指的溫度時，電鈴就響起來，發出報警信號下列說法正確的是（ ）
A．溫度計中的水銀是絕緣體
B．電鈴響時，電磁鐵右端是S極
C．溫度降低到74℃以下，電鈴響
D．電鈴響且滑片P向左移動時，電磁鐵磁性增強
【答案】D
【詳解】A．容易導電的物體叫導體，不容易導體的物體叫絕緣體。水銀容易導電，是導體，故A錯誤；
B．電鈴響時，電流從螺線管的左端流入，根據安培定則可知，電磁鐵右端是N極，故B錯誤；
C．溫度降低到74℃以下，水銀與金屬絲分離，電磁鐵的電路中無電流，電磁鐵無磁性，銜鐵恢復原狀，切斷電鈴電路，電鈴不響，故C錯誤；
D．電鈴響且滑片P向左移動時，滑動變阻器接入電路的電阻減小，電流變大，電磁鐵磁性增強，故D正確。
故選D。
8．關于如圖所示的實驗，下列說法中正確的是（　　）
A．這是模擬法拉第電磁感應實驗的場景
B．移走小磁針，電流的磁場消失
C．根據這一現象的原理，制成了電磁鐵
D．將導線斷開，小磁針N極將指向地磁場的北極
【答案】C
【詳解】A．這是探究通電導體周圍存在磁場，即奧斯特實驗的場景，故A錯誤；
B．該磁場是電流的磁場，只有電路中有電流，導線周圍就存在磁場，小磁針的作用是證實通電導體周圍有磁場，故B錯誤；
C．該實驗說明通電導體周圍存在磁場，這種現象是電流的磁效應，根據這一現象人們發明了電磁鐵，故C正確；
D．將導線斷開，導線中沒有電流通過，電流的磁場消失。由于受地磁場的影響，小磁針N極將指向地磁場的南極，故D錯誤。
故選C。
9．如圖所示是電磁繼電器的工作原理圖，閉合開關后，下列說法正確的是（ ）
A．彈簧的彈性勢能減小
B．電磁鐵的上端為極
C．電動機工作，燈不發光
D．電磁鐵的工作原理是電磁感應
【答案】C
【詳解】A．當閉合開關后，電磁鐵產生磁性吸引銜鐵，右半部分下落，彈簧被拉長，彈性勢能增大，故A錯誤；
B．當閉合開關后，線圈相當于通電螺線管，根據右手螺旋定則判斷電磁鐵上端為N極，故B錯誤；
C．當閉合開關后，電磁鐵產生磁性吸引銜鐵，右半部分往下落，開關與下面電動機所在的電路結合，電動機所在電路閉合，電動機正常工作，開關與上面燈泡所在的電路分離，燈泡所在電路斷路，燈泡不發光，故C正確；
D．電磁繼電器的工作原理是電流的磁效應，與電磁感應無關，故D錯誤。
故選C。
10．在安裝直流電動機模型的實驗中，小杰同學按照科學教材的要求安裝了一臺如圖所示的直流電動機模型．安裝完畢，閉合開關后，線圈順時針方向轉動，則能使線圈逆時針方向轉動的做法是：
A．減小一節電池 B．把電兩極對調
C．增加一節電池 D．把電和磁鐵的兩極同時對調
【答案】B
【分析】根據題中“直流電動機”可知，本題考查電動機的知識，根據電動機的原理，運用磁場對通電導體的作用力的方向的影響因素進行解答．
【詳解】BD、直流電動機的轉動方向與線圈中的電流方向和磁場方向有關，若使通入直流電動機的電流方向改變或磁場的方向改變，它的轉動方向將改變．但是如果同時改變電流的方向和磁場的方向，線圈的轉動方向將不變，故B正確，D錯誤；
AC、只改變電流大小或增加電池的節數只能改變電動機的轉動速度，不能改變轉動方向，故AC錯誤．
故選B．
二、填空題
11．夏天的紫外線較強，人們在戶外活動時間過長，會造成皮膚灼傷，甚至誘發皮膚癌。小寧利用紫外光敏電阻對紫外線較靈敏的性質，設計了如圖所示電路。當戶外紫外線增強到設定值時，S2閉合，電動機M轉動，遮陽棚上防紫外線的遮陽布展開。圖中電磁鐵的上端為______（選填“N”或“S”）極。調試時發現，當戶外紫外線增強到設定值時，S2仍未閉合，為了達到設計要求，需要把滑動變阻器R1的滑片P向______（選填“左”或“右”）移動。從安全用電的角度分析，進戶線a端應該是______（選填“零”或“火”）線。
【答案】 S 右 零
【詳解】[1]乙圖知道，電流從電磁鐵的上端流入、下端流出，結合圖示的線圈繞向利用右手螺旋定則可以確定電磁鐵的上端為S極，下端為N極。
[2]當戶外紫外線增強到設定值時，S2仍未閉合，說明電磁鐵磁性過弱了，即電路的電流過小了，這是由于電路的電阻過大導致的，所以應該減小電路中的電阻，即應該將滑動變阻器R1的滑片P向右移動。
[3]從安全用電的角度分析，開關應該接在進戶線的火線上，由圖可知開關控制的是進戶線b，所以，進戶線a應該是零線。
12．新建的居民宅大多安裝了自動開關，其原理如圖。當電路由于電流過大時，電磁鐵的磁性將變 ___________，使銜鐵Q轉動，閘刀S在彈力作用下自動開啟，切斷電路，起到保險作用。此裝置工作時，電磁鐵P左端是 ___________極。
【答案】 強 S
【詳解】[1]當電流中電流過大時，電磁鐵的磁性變強，對銜鐵的吸引力變大，使銜鐵轉動，在彈簧的作用下，空氣開關斷開，保護電路中的用電器不會燒毀。
[2]根據安培定則，利用右手螺旋定則可以判斷電磁鐵的左端為S極，右端為N極。
13．某小區因暴雨引起車庫積水，部分車輛被淹，小明看到新聞后，設計了如圖所示的車庫積水自動報警器，如圖是該報警器原理圖，金屬塊A和B分別固定在車庫地面附近適當高處，若車庫積水水面到達 _____處（選填“A”或“B”）時，_____（選填“綠”或“紅”）燈發光報警，此時電磁鐵的上端是 _____極（選填“N”或“S”）。
【答案】 B 紅 N
【詳解】[1][2]由圖示知，車庫積水水面到達B處時，水是導體，將金屬塊A和B接通，電磁鐵中有電流通過，將銜鐵吸下，紅燈接通，發光報警。水面未達到B處時，電磁鐵中沒有電流通過，銜鐵彈起，綠燈亮。
[3]由圖示知，電磁鐵有電流通過時，電流由下端流入，上端流出，據安培定則知，電磁鐵的N極在上端。
14．如圖所示是某家用空氣加濕器的自動控制原理圖，R1是一個濕敏電阻（用于探測空氣的濕度）其阻值隨濕度的變化關系如表所示。加濕器銘牌標有“220V，44W”。R0的阻值為75Ω，控制電路的電電壓U0恒為6V，線圈電阻不計。當控制電路中的電流增大到某一數值時，銜鐵被吸下，加濕器停止工作；當控制電路中的電流減小到某一數值時，銜鐵被松開，加濕器開始工作。
空氣濕度（%） 10 20 30 40 50 60 70 80 90
電阻R1阻（Ω） 300 210 150 100 75 50 40 30 25
（1）加濕器正常工作10h消耗電能______kW·h；
（2）若室內濕度在50%，加濕器停止工作，此時控制電路中的電流______A；R1工作3分鐘產生的熱量______J；
（3）若要使室內濕度在60%時，加濕器停止工作。下列措施可行的是______。
①串聯一個電阻
②減小的R0的阻值
③增大控制電路電壓U0
【答案】 0.44 0.04 21.6 ①
【詳解】（1）[1]加濕器正常工作功率為44W，10h消耗電能
（2）[2]由圖可知，R1、R0串聯，若室內濕度在50%，加濕器停止工作，R1電阻為75歐，此時控制電路中的電流
[3] R1工作3分鐘產生的熱量
（3）[4]①②室內濕度在50%， R1電阻為75歐，電流為0.04A，電鐵磁磁性將銜鐵吸下，加濕器停止工作，若要使室內濕度在60%時，加濕器停止工作，此時R1阻值為50歐，電流要達到0.04A，此時電流為
則
而
故
因此應串聯一個25歐的電阻，或增大R0的阻值為100歐，故①符合題意，②不符合題意；
③若R0保持不變，由
可得U0'=5V，故應減小控制電路電壓U0，故③不符合題意。
故選①。
15．全自動水位顯示器是一個新穎的自動化顯示、控制儀表，它是由一個溫度顯示和水
位顯示兩部分組成。該顯示器體積小、質量輕、可靠性好，抗震動和抗干擾性強。其中水位顯示部分的原理如圖所示，由圖分析，當螺線管中插入了一根軟鐵棒，通電后磁性會更_______（選填“強”或“弱”）；當水位到達金屬塊A時，_________（選填“紅”或“綠”）燈亮。
【答案】 強 紅
【詳解】[1]螺線管插入軟鐵棒之前，只有螺線管的磁場作用，當螺線管中插入軟鐵棒，軟鐵棒被磁化，此時軟鐵棒磁場和螺線管的磁場共同作用，使磁場大大增強。
[2]當水位到達金屬塊A時，左端的控制電路接通，電磁鐵有磁性，吸引銜鐵，動觸點與下方靜觸點接觸，使紅燈電路接通，紅燈亮。
三、計算題
16．某校項目化小組同學設計并制作了一個電子加熱墊（圖甲），用于冬天時給杯子加熱，它的內部電路如圖乙。其中，R1是熱敏電阻，它的阻值會隨溫度的升高而減小；R2是定值電阻，當有電流通過時會產生熱量；L是指示燈，S為定時開關，連續工作8小時后會自動斷開，1為動觸點，2、3、4是靜觸點。若水溫低于70℃，只有R2工作，加熱墊處于加熱狀態；溫度超過70℃時，指示燈L發光，提示液體溫度較高注意燙手，但仍持續加熱。已知R2=8Ω，指示燈L的電阻為30Ω。工作電路電壓為12伏，線圈電阻忽略不計。
（1）當液體溫度低于70℃時，動觸點1與靜觸點 ___________相連。
（2）當液體溫度超過70℃時，工作電路中的總電流是多大？___________
（3）同學們發現溫度超過60℃時，加熱墊上的杯子就已經很燙手，出于安全考慮，同學們希望溫度達到60℃時就能使指示燈發光，以下方案可行的是 ___________。
A．增大控制電路的電電壓
B．增大工作電路的電電壓
C．增大電磁鐵的線圈匝數
D．減小R2的阻值
E.增大銜鐵與電磁鐵間的距離
【答案】 2 1.9A AC
【詳解】（1）[1]水溫低于70℃，只有R2工作，說明工作電路R2為的簡單電路，此時動觸點1與靜觸點2相連。
（2）[2]溫度超過70℃時，指示燈L發光，提示液體溫度較高注意燙手，但仍持續加熱，說明工作電路中燈泡和定值電阻R2并聯接入電路，并聯電路各支路兩端的電壓相等，根據歐姆定律可得通過燈泡的電流
通過定值電阻的電流
并聯電路干路電流等于各支路電流之和，則工作電路中的總電流
I=IL+I2=0.4A+1.5A=1.9A
（3）[3]AC．電磁鐵的吸合電流不變，若希望溫度達到60℃時就能使指示燈發光，需要增大控制電路中的電流，根據歐姆定律可知，可以增大電電壓來增大電流；在電流不變的情況下，可以通過增加線圈的匝數來增大電磁鐵的磁性，故AC符合題意；
BCD．BD選項中的措施不會改變電磁鐵的磁性；E選項中增大銜鐵與電磁鐵間的距離，使得電磁鐵吸引銜鐵的力減小了，故BDE不符合題意。
故選AC。

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