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20.3 电磁铁、电磁继电器
一、电磁铁
1．内部带铁芯的螺线管叫 ，它的优点很多，其磁性有无可以由 来控制，磁性
强弱可以由 来控制，磁极极性可以由 来控制，使用起来很方便。
【答案】电磁铁，通、断电，电流的大小，电流的方向。
【详解】内部带有铁芯的螺线管叫做电磁铁；电磁铁的优点很多，它的磁性有无可以由通、断电
来控制；电磁铁的磁性强弱可以由电流大小和线圈匝数来控制；电磁铁的磁极极性可以由电流方向来
控制，使用起来很方便．
【点睛】（1）电磁铁的构造：内部插入铁芯的通电螺线管，其磁性比通电螺线管大大增强；
（2）电磁铁是利用电流的磁效应制成的，磁性的有无取决于电磁铁中有无电流；电流的强弱及线圈的
匝数决定了电磁铁磁性的强弱；电磁铁的极性取决于电流的方向和螺线管的绕法．
2．电磁铁中用软铁作铁芯，而不用钢作铁芯，是因为软铁（ ）
A．能保持磁性 B．能导电
C．磁性容易消失 D．可被其他磁体吸引
【答案】C
【详解】因为软铁被磁化后退磁很快，也就是说上面的铜线螺线管没有磁场时，软铁的磁场会很
快消失，而钢则会保留磁性，要好一会才磁性会消失．电磁铁的目的在于控制磁场的产生和消失，所
以要用软铁，因为软铁的磁场更易改变．故C正确，ABD错误．
3．图甲是一种磁悬浮地球仪摆件，地球仪内部装有磁铁，底座内部装有如图乙所示的电磁铁。下
列说法正确的是（ ）
A．电磁铁周围存在着磁场
B．地球仪利用异名磁极间相互排斥的原理工作
C．图乙中，利用安培定则可判断电磁铁上端是N极
D．图乙中，将电源正、负极对调后，电磁铁磁极方向不变【答案】A
【详解】A．通电导线周围存在磁场，电磁铁就是将通电导线绕成线圈，在线圈内部插入铁芯制成
的，所以电磁铁周围也存在磁场，故A正确；
B．磁悬浮地球仪之所以能悬浮在空中，是利用了同名磁极相互排斥的原理，故B错误；
C．由安培定则可知，电磁铁上端为S极，故C错误；
D．乙图中，将电源正负极对调后，电流方向发生了改变，电磁铁磁极方向随之改变，D错误。
故选A。
二、电磁铁的磁性
4．内部带铁芯的螺线管叫 ，它的优点很多，其磁性有无可以由 来控制，磁
性强弱可以由 来控制，磁极极性可以由 来控制，使用起来很方便．
【答案】电磁铁，通、断电，电流的大小，电流的方向。
【详解】内部带有铁芯的螺线管叫做电磁铁；电磁铁的优点很多，它的磁性有无可以由通、断电
来控制；电磁铁的磁性强弱可以由电流大小和线圈匝数来控制；电磁铁的磁极极性可以由电流方向来
控制，使用起来很方便．
【点睛】（1）电磁铁的构造：内部插入铁芯的通电螺线管，其磁性比通电螺线管大大增强；
（2）电磁铁是利用电流的磁效应制成的，磁性的有无取决于电磁铁中有无电流；电流的强弱及线圈的
匝数决定了电磁铁磁性的强弱；电磁铁的极性取决于电流的方向和螺线管的绕法．
5．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）电磁铁磁性的强弱是通过观察 来确定的；
（2）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 ，
电磁铁磁性越强；
（3）根据图示的情境可知，说明电流一定时， ，电磁铁磁性越强；
（4）根据安培定则，可判断出乙铁钉的上端是电磁铁的 极；
（5）电磁铁吸引的大头针下端分散的原因是 。
【答案】（1）吸引大头针的数量；（2）大；（3）线圈匝数越多；（4）S；（5）同名磁极相互
排斥.【详解】（1）实验中运用转换法，将电磁铁磁性的强弱转换为吸引大头针的数量，所以可以通过
观察吸引大头针的数量来确定电磁铁磁性的强弱。
（2）分析电路图可知，滑动变阻器滑片向左移动时，滑动变阻器的阻值变小，则电路中电流增大，
电磁铁甲、乙吸引大头针的个数增加，说明电流越大，电磁铁磁性越强。
（3）观察图片可知，甲、乙串联，由串流电路中电流特点可知，甲、乙的电流相同，甲的线圈匝
数较多，甲吸引大头针的数量较多，所以可得电流一定时，线圈匝数越多，电磁铁磁性越强。
（4）观察电路发现，电流从乙铁钉的上端流入，从乙铁钉的下端流出，由安培定则可判断出乙铁
钉的上端是电磁铁的S极。
（5）被电磁铁吸引的大头针都具有磁性，由异名磁极相吸引可知，与电磁铁相吸的大头针的上端
的磁极相同，则下端的磁极也相同，由同名磁极相排斥可得，大头针下端相互排斥。
6．科学家已经发现了巨磁电阻（GMR）效应：微弱的磁场可以导致某种材料的电阻阻值急剧变化。
如图所示的电路是研究巨磁电阻特性的原理示意图，实验发现：闭合开关S、S 后，在向左轻轻地移
1 2
动滑片P的过程中，指示灯明显变亮。则下列说法中正确的是 （ ）
A．电磁铁右端为 N极
B．该巨磁电阻的阻值随磁场的增强而明显减小
C．滑片P向左轻轻移动过程中电磁铁的磁性减弱
D．小磁针将顺时针旋转
【答案】B
【详解】AD．电流从电磁铁的右端流入，左端流出，利用安培定则判断电磁铁的左端为N极、右
端为S极，由磁极间的相互作用可知，小磁针将逆时针旋转，故A、D错误；
BC．当滑片P向左滑动时，滑动变阻器连入电路中的电阻变小，则电路中的电流变大，通电螺线
管的磁性增强，右边电路中的指示灯明显变亮，则说明右边电路的电流变大了，巨磁电阻的电阻变小
了，即巨磁电阻的阻值随磁场的增强而减小，故B正确，C错误；
故选B。
7．如图所示是研究电磁铁磁性的实验，闭合开关后，下列说法正确的是（ ）A．电磁铁的下端是N极
B．电磁铁能吸引大头针是电磁感应现象
C．将铁钉换成铜棒会使磁性增强
D．滑片P向右移动，电磁铁吸引大头针的数目会减少
【答案】A
【详解】A．从图中可以看到，电流从电磁铁上端流入，下端流出，根据安培定则可知，电磁铁的
下端是N极，A正确，符合题意；
B．电磁铁能吸引大头针是因为电磁铁有磁性，不是电磁感应现象，B错误，不符合题意；
C．铜棒不能被磁化，将铁钉换成铜棒会使磁性减弱，C错误，不符合题意；
U
D．滑片P向右移动，电路中的总电阻减小，根据I= 可知，电路中的电流变大，电磁铁的磁性
R
会变强，电磁铁吸引大头针的数目会增加，D错误，不符合题意。
故选A。
三、电磁继电器
8．电磁铁、电磁继电器
（1）定义：插有 的通电 。
（2）电磁继电器是利用 、 电路的通断，来间接地控制 、 电路的装置。
（3）电磁继电器是利用 来控制工作电路的一种开关。
（4）电磁继电器的结构：电磁继电器由 、 、弹簧、 和 组成，其工作电路由
低压控制电路和高压工作电路组成。【答案】（1）铁芯，螺线管；（2）低电压，弱电流，高电压，强电流；（3）电磁铁；（4）电
磁铁，衔铁，动触点，静触点。
【详解】（1）电磁铁是插了铁芯的螺线管，电磁铁磁性的有无，可以由通、断电来控制；电磁铁
磁性的强弱可以由通过电磁铁的电流大小来控制。
（2）电磁继电器实质上是一个开关，电磁继电器的低压控制电路部分的核心是一个电磁铁，是利
用低电压、弱电流电路来间接控制高电压、强电流电路通断。
（3）电磁继电器的低压控制电路部分的核心是一个电磁铁，它是根据电流的磁效应工作的，即电
磁继电器就是利用电磁铁来控制工作电路的一种开关。
（4）电磁继电器主要是由电磁铁、衔铁、簧片、触点（静触点、动触点）组成。
9．如图所示，电磁继电器是利用电磁铁控制工作电路通断的 （选填“电源”、“用电器”
或“开关”）；当开关S断开时，工作电路中的电灯 （选填“会”或“不会”）发光。
【答案】开关，不会。
【详解】电磁继电器是利用电磁铁控制工作电路通断的开关，电磁忒将衔铁吸下时，灯泡所在电
路被接通，灯泡亮起，当衔铁被放开时，灯泡所在电路被断开，灯泡不亮。
当开关S断开时，控制电路断开，电磁铁无磁性，衔铁在弹簧的作用下被拉起，动触点与静触点
脱离接触，工作电路被断开，电灯不会发光。
10．图是汽车尾气中CO浓度的检测电路示意图。气敏电阻R 的阻值随CO浓度增大而减小，R 是
1 2
滑动变阻器，开关S闭合，当CO浓度高于某一设定值时，电铃报警。下列说法正确的是（ ）
A．电磁铁的上端是S极B．电铃应接在A和B之间
C．当CO浓度升高时电磁铁的磁性减弱
D．电源用久后，U 减小，CO的报警浓度会变高
1
【答案】D
【详解】A．由图可知，电流从电磁铁的下端流入，上端流出，根据安培定则可判断出，电磁铁的
上端为N极，故A错误；
B．气敏电阻R 的阻值随CO浓度增大而减小，开关S闭合，电磁铁通电，当CO浓度高于某一设
1
定值时，气敏电阻R 的阻值较小，通过电磁铁的电流比较大，电磁铁的磁性最大，衔铁被吸下来，CD
1
接入电路，电铃报警。所以电铃应接在C和D之间，故B错误；
C．气敏电阻R 的阻值随CO浓度增大而减小，当CO浓度升高时，气敏电阻R 的阻值减小，通过
1 1
电流变大，电磁铁的磁性增强，故C错误；
D．当CO浓度高于某一设定值时，电铃报警，此时控制电路的电流一定。电源用久后，U 减小，
1
U
根据R= 可知，电铃发声报警时，控制电路的总电阻减小，气敏电阻R 的阻值减小，CO浓度增大，
I 1
所以报警浓度会变高，故D增强。
故选D。
11．现在很多大型商场都安装一种“聪明”的电梯，载人和不载人时，电梯运行的速度会发生变
化。这种电梯的简易控制电路如图所示，图中压力传感器R的阻值会随着压力的增大而减小。对此，
下列说法正确的是（ ）
A．电磁继电器是利用电磁感应工作的
B．控制电路中，电磁铁的上端为N极
C．当电流的方向发生变化时，电梯运行的速度会发生变化
D．当压力增大到一定值时，衔铁与触点2接触，电梯的速度减慢【答案】B
【详解】A．电磁继电器有电流通过时，有磁性，无电流通过时，无磁性，是利用电流的磁效率工
作的，故A错误；
B．由电路知，电流从电磁铁的下端流入，上端流出，所以N极在上端，S极在下端，故B正确；
C．当电流方向发生变化时，电梯的运行方向发生变化，当电流大小发生变化时，电梯的运行速度
发生变化，故C错误；
D．压力传感器R随压力的增大而减小，当压力增大到一定值时，电阻也减小到一定值，通过的电
流增大到一定值，电磁铁的磁性足够强，将衔铁吸下，与触点2接触，工作电路中只有电动机工作，
而衔铁被释放时，与触点1接触，工作电路中R 与电动机串联，据串联电路的电阻特点，此时电路中
1
的总电阻比电动机单独工作时的电阻大，电流小，所以与触点2接触时，电梯的速度加快，故D错误。
故选B。
12．小区内路灯能根据光线亮暗情况实现自动控制，其电路原理如图所示，R 是定值电阻，R 是
1 2
光敏电阻，其阻值大小随光照强度的增大而减小，当开关S 闭合，光线变暗时，下列判断正确的是（
1
）
A．电流表示数减小，电磁铁的磁性减弱，开关S 闭合
2
B．电流表示数减小，电磁铁的磁性增强，开关S 断开
2
C．电流表示数增大，电磁铁的磁性增强，开关S 闭合
2
D．电流表示数增大，电磁铁的磁性减弱，开关S 断开
2
【答案】A
【详解】当开关S 闭合，光线变暗时，光敏电阻的电阻变大，控制电路中的总电阻变大，电路中
1
的电流变小，电流表的示数变小，电磁铁的磁性减弱，对衔铁的吸引力减小，在右边弹簧的拉力作用
下，动触点向下运动，开关S 闭合，故A正确，BCD错误。
2
故选A。
13．图甲为某款磁悬浮地球仪，球体顶端相当于地理北极，球体内有一条形磁体，闭合电源开关，
球体因受到顶端电磁铁的作用而悬浮在空中，图乙为其结构示意图。请在图中标出：
（1）球体内条形磁体上端的磁极（用N或S表示）；（2）电磁铁a点磁感线方向；
（3）电源上端的极性（用“+”或“﹣”表示）。
【答案】见右图。
【详解】（1）由题知，球体顶端相当于地理北极，因为地磁南极在地理北极附近，地磁北极在地
理南极附近，所以条形磁体的上端的S极，下端是N极。
（2）因为地球仪悬浮，所以条形磁体和电磁铁相互靠近的部分为异名磁极，则电磁铁的下端是N
极，上端是S极，根据磁体周围的磁感线从N极出发，回到S极，所以电磁铁a点磁感线方向从下到
上。
（3）根据安培定则，可以判断电流从上端进入电磁铁，从下端流出，所以电源的上端是正极，下
端是负极，如图所示。
14．某款无接触式的热风干手器，手伸向出风口时可吹出温度为35℃～45℃的热风，内部电路由
控制电路和工作电路两部分构成，简化电路如图所示，控制电路中R为光敏电阻。闭合S，当手伸向出
风口时，R的阻值会 （选填“增大”“不变”或“减小”），衔铁被吸下，工作电路开始工作。
若干手器的加热电阻丝的阻值为44Ω，在额定电压下，烘干一次手用时10s，则烘干手的过程中加热电
阻产生的热量为 J，这些热量全部被水吸收能使 kg（结果保留两位小数）的水温度升高
5℃。[ ]
c =4.2×103J/（kg⋅℃）
水
【答案】减小，1.1×104J，0.52kg。【详解】控制电路的电磁继电器主要是利用了电流的磁效应，手伸向出风口时，衔铁要被吸下，工
U
作电路开始工作，说明电路中的电流增大导致电磁铁的磁性增强，电源电压一定，由I= 可知，R的
R
阻值会减小。
工作电路中的加热电阻丝与电动机并联，加热电阻两端电压为电源电压，则加热电阻产生的热量为
U 2t (220V)2×10s
Q=W= = =1.1×104J
R 44Ω
加热
水的质量为
Q 1.1×104J
m= = ≈0.52kg
c
水
Δt 4.2×103J/（kg⋅℃）×5℃
15．如图甲是可调式电接点水银温度计结构示意图，在水银温度计的密封玻璃管中装入一段金属
丝，金属丝上端与调温相连，转动调温螺杆金属丝在管内上下移动，水银和金属丝分别与电源两极相
连。有的同学制作了一个电磁铁利用此温度计及其他元件，设计了一个恒温电热器，如图乙所示，当
温度升高到设定值，电热丝停止加热，温度低于设定值，电热丝开始加热，达到保持恒温的目的。
（1）水银温度计相当于电路中的 （填组成电路的元件名称）；
（2）工作原理：
①当温度升高到设定值， ，电热丝停止工作；
②当温度低于设定值， ，电热丝开始工作；
（3）按照该设计组装好电路测试时发现，当温度上升，控制电路接通后，动静触点没有断开试分
析原因（写出一条即可）。
（4）若电热丝的额定功率为500w，正常工作10分钟产生的热量是多少？
【答案】（1）开关；（2）①控制电路接通，电磁铁产生磁性，吸引衔铁，动、静触点分开，工
作电路断开；②控制电路断开，电磁铁磁性消失，释放衔铁，动、静触点接触；（3）电磁铁匝数较少；
（4）3×105J。【详解】（1）当温度升高到设定值，电热丝停止加热，温度低于设定值，电热丝开始加热，所以
水银温度计相当于电路中的开关。
（2）由图乙知，当温度升高到设定值，控制电路接通，电磁铁产生磁性，吸引衔铁，动、静触点
分开，工作电路断开，电热丝停止工作。
当温度低于设定值，控制电路断开，电磁铁磁性消失，释放衔铁，动、静触点接触，工作电路接
通，电热丝开始工作。
（3）控制电路接通后，动、静触点没有断开，可能是电磁铁产生的磁性较弱造成的，原因可能是：
电磁铁匝数较少、电源电压过低，使得通过线圈中电流过小。
（4）电热丝正常工作10分钟产生的热量
Q=W=Pt=500W×10×60s=3×105J
16．（2023·江苏扬州·统考中考真题）如图所示，下列做法中电磁铁不能吸引更多大头针的是（
）
A．只提高电源电压 B．只将滑片P向左移动
C．只增加螺线管线圈的匝数 D．只将铁芯换成同规格的铜芯
【答案】D
【详解】A．只提高电源电压，通过电磁铁的电流变大，磁性增强，可以吸引更多的大头针，故A
不符合题意；
B．只将滑片P向左移动，滑动变阻器连入电路的电阻变小，通过电磁铁的电流变大，磁性增强，
可以吸引更多的大头针，故B不符合题意；
C．只增加螺线管线圈的匝数，在电流一定时，电磁铁磁性增强，可以吸引更多的大头针，故C不
符合题意；
D．只将铁芯换成同规格的铜芯，由于铜不能被磁化，电磁铁磁性将减弱，不能吸引更多大头针，
故D符合题意。故选D。
17．（2023·四川自贡·统考中考真题）如图所示，R 是一个光敏电阻，光敏电阻的阻值随光照强度
0
的增加而减小，R是电阻箱（已调至合适阻值），它们和继电器组成自动控制电路来控制路灯，白天路
灯熄灭，夜晚路灯亮起。下列说法正确的是（ ）
A．电路工作时，电磁铁上端为N极
B．给路灯供电的电源应接在b、c两端
C．控制电路电源电压减小后，傍晚时路灯比原来早一些亮
D．路灯发光时把电能全部转化为光能
【答案】C
【详解】A．根据图示可知，电流从电磁铁的上端流入，根据安培定则可知，电磁铁的上端为S极，
故A错误；
B．晚上时的光线暗，光敏电阻的电阻值大，电路中的电流值小，所以静触点与a接通，所以要达
到晚上灯亮，白天灯灭，则路灯供电的电源应接在a、b之间，故B错误；
C．电源电压减小后，在其它条件不变时，根据欧姆定律可知，电路中的电流变小，电磁铁中的磁
性变弱，傍晚时路灯比原来早一些亮，故C正确；
D．路灯工作时电能转化为光能、内能，不是全部转化为光能，故D错误。
故选C。
18．（2023·湖北宜昌·统考中考真题）如图是一个磁悬浮地球仪，球体内部有一个永磁体，底座通
电时地球仪可以悬浮在上方，此时底座相当于一个 ；如果需要连续调节地球仪的悬浮高度，可
以通过在底座电路中接入一个 来实现。
【答案】电磁铁，滑动变阻器/变阻器/电位器。【详解】 球体内部有一个永磁体，底座通电时地球仪可以悬浮在上方，说明底座通电时就有了磁
场，球体在磁场力的作用下受到向上的斥力后悬浮在底座上方，所以此时底座相当于一个电磁铁。
如果需要连续调节地球仪的悬浮高度，需要调节磁场的强弱，电磁铁可以通过控制电流的大小来
调节磁场强弱。要调节通过电磁铁的电流大小，只需要在底座电路中接入一个滑动变阻器即可。
19．（2023·辽宁营口·统考中考真题）某温度自动报警器的原理图如图所示。电磁铁上端为N极，
在水银温度计中封入一段金属丝，当温度低于设定温度时，安全指示灯常亮；当温度达到设定温度时，
安全指示灯熄灭，电铃发出报警信号。请在括号中标出电源的极性（用“+”或“-”表示）， 并在虚
线框内填入电铃（ ）和指示灯的电路元件符号。
【答案】见右图。
【详解】电磁铁上端为N极，由安培定则可知电流从下端流入，电源的右端是负极，左端是正极，
当温度低于设定温度时，水银与金属丝断开，电磁铁断电没有磁性，安全指示灯所在电路接通，指示
灯亮，上面虚线框是指示灯，当温度达到设定温度时，水银和金属丝连接，电磁铁通电有磁性，把衔
铁吸引下来，电铃所在电路接通，电铃发出报警信号，下面虚线框是电铃，如图所示。
20．（2023·江苏苏州·统考中考真题）寒冬，为给小鸡仔提供温暖的环境，小明制作了恒温箱系统，
原理如图。控制电路由电磁继电器、滑动变阻器R、热敏电阻R（安装在恒温箱内，阻值随温度升高
1 2
而显著减小）、低压电源等组成。加热电路由电源、电热丝R 和R 等组成。调好R 阻值，闭合开关
3 4 1
S、S，箱内温度升高到设定值后即在小范围内波动，且降温阶段降温比较平缓。
1 2
（1）通电线圈上端是 极，温度升高时，电磁铁磁性 ；
（2）R 阻值 （大于/小于）R 阻值；
3 4
（3）将R 的阻值稍微调小一些，恒温箱控制的温度将 。
1【答案】（1）N，增强；（2）小于；（3）降低.
【详解】（1）根据安培定则，右手握住螺线管，四指指向电流方向，大拇指所指方向为N极，因
此通电线圈上端为N极。
因为热敏电阻R 阻值随温度升高而显著减小，所以温度升高时，控制电路总电阻减小，电流增大，
2
电磁铁磁性增强。
（2）由上述可知，当温度升高时，电磁铁磁性会增强，此时衔铁被吸下，电阻R 开始工作，为了
4
U2
保证在恒温箱内温度较为平稳，现在加热功率应较低，根据P= 可知，电压不变，电阻较大，因此
R
R 阻值小于R 阻值。
3 4
（3）将R 的阻值稍微调小一些，热敏电阻R 阻值降低较小时即恒温箱温度未达到原来温度，控
1 2
制电路电流已达到可以使电磁铁磁性强度把衔铁吸引下来，从而进入较小加热功率，因此恒温箱控制
的温度将降低。
