資源簡介

電磁鐵的應(yīng)用
課前一練
1、如圖是直流電鈴的工作原理圖。下列說法正確的是（　B　）
A．鈴聲可以在真空中傳播
B．鈴聲是由鈴?fù)氲恼駝?dòng)產(chǎn)生的
C．變阻器滑片向右移時(shí)，電磁鐵的磁性增強(qiáng)
D．繞制電磁鐵線圈時(shí)，線圈的匝數(shù)越少，磁性越強(qiáng)
2、小明在科學(xué)拓展課上制作了一個(gè)簡易喇叭（原理如圖）。接通信號(hào)源后，電流的方向不斷改變，導(dǎo)致線圈的磁極不斷變化，通過吸引或排斥磁鐵，帶動(dòng)紙盆振動(dòng)。為改變紙盆振動(dòng)幅度以調(diào)節(jié)喇叭響度，下列方法不可行的是（　A?。?br/>A．改變磁鐵的磁極 B．改變電流的大小
C．改變磁鐵磁性強(qiáng)弱 D．改變線圈的匝數(shù)
3、為保證湖濱橋以及過橋車輛的安全，工作人員在橋的入口處安裝了“超載檢測報(bào)警系統(tǒng)”。檢測時(shí)，當(dāng)車輛重量小于1×105N時(shí)，綠燈亮、紅燈滅，表示可以通行；當(dāng)車輛重量大于等于1×105N時(shí)，紅燈亮、綠燈滅，表示禁止通行。系統(tǒng)中的電路元件如圖甲所示，其中壓敏電阻Rx在檢測時(shí)承受車輛的全部重量，它的阻值隨所受壓力F變化的圖像如圖乙所示；Ro為定值電阻；電磁繼電器線圈的阻值為10Ω，當(dāng)流過線圈的電流大于等于30mA時(shí)，通電線圈的作用效果大于彈簧的作用效果，銜鐵被吸下，動(dòng)觸點(diǎn)P和靜觸點(diǎn)M斷開并和靜觸點(diǎn)N接通；電池組的電壓為6V；綠燈、紅燈的正常工作電壓均為220V。
（1）請(qǐng)?jiān)趫D甲中用筆畫線代替導(dǎo)線完成電路連接。
（2）定值電阻Ro的阻值為 ___ _Ω。
【答案】（1）如圖：；（2）90
要點(diǎn)導(dǎo)航
一、電磁鐵
1、電磁鐵
（1）定義：電磁鐵是一個(gè)內(nèi)部插有鐵芯的螺線管。
（2）結(jié)構(gòu)：
2、判斷電磁鐵磁性的強(qiáng)弱（轉(zhuǎn)換法）：根據(jù)電磁鐵吸引大頭針的數(shù)目的多少來判斷電磁鐵磁性的強(qiáng)弱。
3、影響電磁鐵磁性強(qiáng)弱的因素（控制變量法）：①電流大小；②有無鐵芯；③線圈匝數(shù)的多少
結(jié)論（1）：在電磁鐵線圈匝數(shù)相同時(shí)，電流越大，電磁鐵的磁性越強(qiáng)。
結(jié)論（2）：電磁鐵的磁性強(qiáng)弱跟有無鐵芯有關(guān)，有鐵芯的磁性越強(qiáng)。
結(jié)論（3）：當(dāng)通過電磁鐵的電流相同時(shí)，電磁鐵的線圈匝數(shù)越多，磁性越強(qiáng)。
4、電磁鐵的優(yōu)點(diǎn)
（1）電磁鐵磁性有無，可由電流的有無來控制。
（2）電磁鐵磁性強(qiáng)弱，可由電流大小和線圈匝數(shù)的多少來控制。
（3）電磁鐵的磁性可由電流方向來改變。
二、電磁鐵的應(yīng)用
1、電磁鐵的應(yīng)用：電磁起重機(jī)、磁懸浮列車、電磁選礦機(jī)、電鈴、電磁自動(dòng)門等。
2、電鈴工作原理
（1）工作原理圖：
（2）工作過程：電路閉合，電磁鐵具有磁性，吸引彈性片，使鐵錘向鐵鈴方向運(yùn)動(dòng)，鐵錘打擊鐵鈴而發(fā)出聲音，同時(shí)電路斷開，電磁鐵失去磁性，鐵錘又被彈回，電路閉合。上述過程不斷重復(fù)，電鈴發(fā)出了持續(xù)的鈴聲。
3、電磁選礦機(jī)工作原理
（1）工作原理圖：
（2）工作過程：磁鐵礦被吸引，其余雜質(zhì)不被吸引，分開落入不同的收集裝置。
4、磁懸浮列車：利用同名磁極相排斥托起列車，利用磁極間相互作用，使列車前進(jìn)。
電磁繼電器
1、電磁繼電器：利用電磁鐵來控制工作電路的一種自動(dòng)開關(guān)。使用電磁繼電器可以用低電壓和弱電流電路的通斷，來控制高電壓和強(qiáng)電流電路的通斷。分為控制電路和工作電路兩個(gè)部分。
（2）工作原理：電磁繼電器的結(jié)構(gòu)如圖所示，它由電磁鐵A、銜鐵B、彈簧C 和觸點(diǎn)D 組成。當(dāng)?shù)蛪弘娫撮_關(guān)閉合時(shí)，控制電路中有電流通過，電磁鐵 A產(chǎn)生磁性，吸引銜鐵B，使動(dòng)觸點(diǎn)與紅燈觸點(diǎn)分離，而與綠燈觸點(diǎn)接通，故紅燈熄滅，綠燈亮起，電動(dòng)機(jī)開始工作。當(dāng)?shù)蛪弘娫撮_關(guān)斷開時(shí)，電磁鐵失去了磁性，銜鐵B在彈簧C的作用下拉起，使動(dòng)觸點(diǎn)與綠燈觸點(diǎn)分離，而與紅燈觸點(diǎn)接通，故紅燈亮起，綠燈熄滅，電動(dòng)機(jī)停止工作。
2、應(yīng)用
（1）水位自動(dòng)報(bào)警裝置：工作原理——水位沒有到達(dá)金屬塊A時(shí)，電磁鐵不通電無磁性，綠燈亮，顯示水位正常；當(dāng)水位到達(dá)金屬塊A時(shí)，電磁鐵通電有磁性，將銜鐵吸下來，紅燈亮，表示水位不正常。

（2）溫度自動(dòng)報(bào)警裝置：工作原理——溫度升高時(shí)，水銀面上升，當(dāng)水銀面上升到與金屬絲接觸時(shí)，電磁鐵線圈中有電流通過，產(chǎn)生磁性吸引銜鐵，工作電路就形成了一個(gè)回路，電鈴就響起來了。
3、揚(yáng)聲器
（1）結(jié)構(gòu)：線圈(電磁鐵部分)、永久性磁體(原來的磁場)、錐形紙盆(振動(dòng)從而產(chǎn)生聲音)。
（2）工作原理：揚(yáng)聲器是把電信號(hào)轉(zhuǎn)換成聲信號(hào)的一種裝置。線圈通過的電流是方向不斷變化的交變電流，當(dāng)線圈受磁鐵的吸引向左運(yùn)動(dòng)；當(dāng)線圈通過相反方向的電流時(shí)，線圈受磁鐵的排斥向右運(yùn)動(dòng)，，由于通過線圈是交變電流，它的方向不斷變化，線圈就不斷地來回振動(dòng)，帶動(dòng)紙盆也來回振動(dòng)，揚(yáng)聲器就發(fā)出聲音。

同步練習(xí)
1、連接如圖所示電路，提供足夠數(shù)量的大頭針，只通過控制開關(guān)和調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器滑片的位置，無法探究（　B?。?br/>A．電流的有無對(duì)電磁鐵磁場有無的影響
B．電流方向?qū)﹄姶盆F磁場方向的影響
C．電流大小對(duì)電磁鐵磁場強(qiáng)弱的影響
D．線圈匝數(shù)對(duì)電磁鐵磁場強(qiáng)弱的影響
2、如圖所示為一臺(tái)非鐵質(zhì)物質(zhì)制成的天平．A是一鐵塊，B是電磁鐵．未通電時(shí)天平平衡，給B通以圖示方向的電流（a端接電源正極，b端接電源負(fù)極），調(diào)節(jié)線圈中電流的大小，使鐵塊A向上勻速運(yùn)動(dòng)，在此過程中（　A?。?br/>
A． 電磁鐵B的上端為S極，天平仍保持平衡
B． 電磁鐵B的上端為S極，天平右盤下降
C． 電磁鐵B的上端為N極，天平右盤下降
D． 電磁鐵B的上端為N極，天平仍保持平衡
3、在地下停車場，駕駛員常常根據(jù)車位入口上方的紅、綠燈判斷是否有車位．小吳設(shè)計(jì)一種自動(dòng)控制方案：將光控開關(guān)S（遮光時(shí)開關(guān)閉合）裝在每個(gè)車位地面中央，紅、綠燈裝在車位入口上方．當(dāng)車位未停車時(shí)，綠燈亮；當(dāng)車位已停車時(shí)，紅燈亮．如圖中的電路符合要求的是（　C　）
A． B． C．D．
4、小明利用熱敏電阻設(shè)計(jì)了一個(gè)“過熱自動(dòng)報(bào)警電路”，如圖甲．將熱敏電阻R安裝在需要探測溫度的地方，當(dāng)環(huán)境溫度正常時(shí)，指示燈亮；當(dāng)環(huán)境溫度超過某一值時(shí)，警鈴響．圖甲中繼電器的供電電壓U1=3V，繼電器線圈的電阻R0為30Ω，當(dāng)線圈中的電流大于等于50mA時(shí)，警鈴響．圖乙是熱敏電阻的阻值隨溫度變化的圖象．以下說法正確的是（　D?。?br/>A．圖中接線柱A應(yīng)與C連接，B與D連接
B．當(dāng)環(huán)境溫度升高時(shí)，電磁鐵的磁性減弱
C．圖甲中電磁鐵的下端P的磁極應(yīng)為N極
D．環(huán)境溫度達(dá)到80℃時(shí)，警鈴響
5、如圖所示，條形磁鐵置于水平桌面上，電磁鐵與條形磁鐵處于同一水平線放置，且左端固定，當(dāng)開關(guān)S閉合，電路中滑動(dòng)變阻器的滑片P逐漸向下移動(dòng)時(shí)，條形磁鐵始終保持靜止，則在此過程中，條形磁鐵受到的摩擦力（　A　）
A．方向向右，逐漸減小 B．方向向右，逐漸增大
C．方向向左，逐漸減小 D．方向向左，逐漸增大
6、小磁針靜止后指向正確的是（　C?。?br/>A． B． C． D．
7、關(guān)于如圖所示的螺線管，通電螺線管，說法正確的是（　D　）
A．a(chǎn)c端都是N極 B．bd端都是S極
C．bc兩端互相吸引 D．bc兩端互相排斥
8、如圖所示是一種水位自動(dòng)報(bào)警器的原理圖，當(dāng)水位到達(dá)金屬塊A時(shí)（一般的水能導(dǎo)電），電路中（　D　）
A．紅燈和綠燈都亮 B．紅燈和綠燈都不亮
C．綠燈亮，紅燈不亮 D．紅燈亮，綠燈不亮
9、在探究“影響電螺線管磁性強(qiáng)弱的因素”實(shí)驗(yàn)中，小華用電池（電壓一定）、滑動(dòng)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（　D?。?br/>A．當(dāng)滑片向右移動(dòng)時(shí)，兩電磁鐵吸引的大頭針的個(gè)數(shù)將增多
B．由安培定則可知，甲鐵釘?shù)南露藶镾極
C．電爐子也屬于電磁鐵的應(yīng)用
D．實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)被電磁鐵吸引的大頭針下端是分散的，其原因是同名磁極互相排斥
10、如圖是利用太陽能給LED路燈供電的自動(dòng)控制電路的原理示意圖。其中，R是光敏電阻，光敏電阻的阻值R隨光照度的增強(qiáng)而減小。白天，通過太陽能電池板與蓄電池回路將太陽能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能儲(chǔ)存在大容量蓄電池內(nèi)。傍晚，當(dāng)光照度小于一定值時(shí)，通過蓄電池與LED回路，路燈開始工作。請(qǐng)用筆畫線將電路原理圖連接完整，使工作電路能正常工作(與觸點(diǎn)的接線只能接在靜觸點(diǎn)上，圖中已給出靜觸點(diǎn)D、E、F、G的四根引線；連線不能交叉)
【答案】
11、下圖是一種防汛報(bào)警器的原理圖。K是觸點(diǎn)開關(guān),B是一個(gè)漏斗形的竹片圓筒,里面有個(gè)浮子A，試說明這種報(bào)警器的工作原理。
【答案】水位升高時(shí),浮子A會(huì)推動(dòng)B一起上升,當(dāng)水位達(dá)到或超過警戒線時(shí),使控制電路接通。遮時(shí),電流通過電磁鐵,使它吸引銜鐵,并使工作電路接通，電燈發(fā)光報(bào)警。當(dāng)水位降低時(shí)，浮子A帶動(dòng)B一起下降。當(dāng)水位低于警戒線時(shí)，控制電路被斷開，電磁鐵園無電漉通過而停止工作，不再吸 引銜鐵，使工作電路被斷開，電燈不再發(fā)光報(bào)警。
12、小強(qiáng)利用壓力傳感器、電磁繼電器、阻值可調(diào)的電阻R等元件，設(shè)計(jì)了一個(gè)汽車超載自動(dòng)報(bào)警電路，如圖甲所示．他了解到這種壓力傳感器所受壓力越大時(shí)，輸出的電壓U就越大，二者的關(guān)系如圖乙所示．閉合開關(guān)S，當(dāng)繼電器線圈中電流大于或等于20mA時(shí)，銜鐵被吸合．已知傳感器的輸出電壓U即為繼電器控制電路的電源電壓，線圈的電阻為20Ω．
（1）車輛不超載時(shí)，工作電路中綠燈亮；當(dāng)傳感器所受壓力增大到一定程度時(shí)，紅燈亮，說明汽車超載．請(qǐng)你判斷燈　　　　　　 （選填“L1”或“L2”）是紅燈．
（2）某水平公路橋禁止質(zhì)量大于或等于20t的車輛通行，要用小強(qiáng)設(shè)計(jì)的裝置為此橋報(bào)警，R的阻值應(yīng)調(diào)節(jié)為多少？g取ION/kg．
（3）在水平路面上，要使該裝置報(bào)警，通過車輛的最小重力為多少？
（4）請(qǐng)你運(yùn)用所學(xué)物理知識(shí)，說明超載的一項(xiàng)危害．
【答案】（1）L2；
（2）R的阻值應(yīng)調(diào)節(jié)為30Ω；
（3）在水平路面上，要使該裝置報(bào)警，通過車輛的最小重力為8×104N；
（4）超載的汽車質(zhì)量大，慣性大，急剎車后滑行距離大，容易出交通事故．

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