文档内容
第二十章 电与磁
20.3 电磁铁 电磁继电器
一、学习目标
一、知识与技能
1.能描述电磁铁,说明电磁铁的特点和工作原理。
2.能通过实验得出电磁铁磁性强弱与哪些因素有关。
3.能说明电磁继电器的结构及工作原理，了解电磁继电器在生产、生活中的应用。
二、过程与方法
通过实验探究,培养学生敢于表达自己观点的科学态度。
结合生活实例,通过探讨和理论分析来学习物理知识。
三、情感、态度与 价值观
养成主动与他人交流合作的精神,树立勇于有根据地怀疑、大胆想象的科学态度。
培养学生“从生活走向物理,从物理走向社会”的意识。
教学重点
电磁铁的磁性。
电磁继电器的结构及工作原理。
教学难点
实验探究电磁铁磁性强弱与哪些因素有关。
电磁继电器的工作原理及其应用。
二、学习过程
一）、知识点梳理
知识要点一 电磁铁
插有铁芯的通电螺线管，在有电流通过时有磁性，没有电流时就失去磁性，我们把这
种磁体叫作电磁铁。
电磁起重机的主要部件之一是电磁铁（如图所示）。
知识要点二 电磁铁的磁性
典型探究—探究影响电磁铁磁性强弱的因素。设计目的：探究影响电磁铁磁性强弱的因素
探究装置：
探究方法：（1）调整变阻器的滑片，改变电路中的电流大小。观察通入不同大小的电流
时，电磁铁吸引小铁钉的数目有什么变化（如图实验装置乙、丙）；
（2）两螺线管中通过的电流相同时，比较不同匝数电磁铁的磁性强弱（如图实验装置
丁）
探究方法：转换法、控制变量法
探究结论：匝数一定时，通入的电流越大，电磁铁的磁性越强；电流一定时，外形相同的
螺线管，匝数越多，电磁铁的磁性越强
【拓展】
电磁铁的铁芯要用软铁不能用钢。因为电磁铁在使用时，不仅要求磁性随电流的大小变化
而变化，而且要求能通过电流的通断来控制其磁性的有无。软铁容易被磁化，磁性也容易
消失，而钢被磁化后磁性不会立即消失。
知识要点 三 电磁继电器
1.原理。
继电器是利用低电压、弱电流电路的通断，来间接地控制高电压、强电流电路通断的
装置。电磁继电器是利用电磁铁来控制工作电路的一种开关。
2.电磁继电器的结构。
电磁继电器由电磁铁（A）、衔铁（B）、弹簧（C）、触点（D）组成，其工作电路
由低压控制电路和高压工作电路组成（如图所示）。有了电磁继电器，人们就可以安全、
方便地操纵大型机械了。
3.电磁继电器的应用。
用低压电路的通断间接地控制高压电路的通断，可实现远距离控制，与其他元件配合
实现自动控制。二）、例题 练习
例1．在探究通电螺线管的磁场特点时，通电螺线管在某状态下的两个实验现象如图所示，
其中小磁针（黑色一端为N极）静止时的指向情况如图甲所示。铁屑静止时的分布情况如
图乙所示。图中能正确用磁感线描述这两个实验现象的是（ ）
A． B． C． D．
练1.1．如图所示，能正确表示小磁针指向的是（ ）
A． B． C． D．
练1.2．如图甲所示，通电螺线管的极性跟电流的方向有关系，可以用右手螺旋定则来判断；
环形电流可以们作是一匝线圈，如图乙所示：在丙图中，把两个线圈A和B挂在水平光滑
的固定绝缘细杆MN上，平行靠近放置且保持静止状态，当两线圈通入如图丙所示方向相
反的电流时，则两个线圈A和B将（ ）
A．彼此远离 B．彼此靠近C．距离保持不变 D．无法判断
练1.3．如图所示为通电螺线管磁场强弱演示仪的示意图（导线电阻不计），由图可知以下
说法中正确的是（ ）
A．当开关S接a点时，仪表指针向右偏转
B．若将电源正负极对调，仪表指针偏转方向不变
C．保持滑片P的位置不变，开关S由a点换到b点，仪表示数变小
D．当开关S接a点，滑片P向上移动时，仪表示数变小
练1.4．如图所示，闭合电磁铁开关S，条形磁铁静止在水平桌面上。下列判断正确的是（
）
A．条形磁铁受到电磁铁对其向左的作用力
B．条形磁铁受到桌面对其向左的摩擦力
C．将滑动变阻器的滑片向右移动，条形磁铁受到的摩擦力不变
D．若只改变电源的正负极，条形磁铁受到的摩擦力变大
练1.5．如图所示，将某发光二极管的两极接入电路的a、b两点，闭合开关时，通电螺线
管旁边小磁针S极向右偏转。下列判断正确的是（ ）
A．通电螺线管右端为N极
B．电源左端为正极，右端为负极
C．发光二极管 极接 点， 极接 点
D．图中P处磁感线的方向从螺线管右端到左端练1.6．当开关 S 闭合，电路中滑动变阻器的滑片 P 逐渐向下移动时，条形磁铁始终保持
静止，下列说法正确的是（ ）
A．此过程中，螺线管的右端为 S 极
B．条形磁铁受到桌面的摩擦力方向向右，且大小始终不变
C．若将条形磁体从中间截断，剩余部分对桌面的压强变大
D．该实验装置不能探究电磁铁磁性与电流大小的关系
练1.7．通电螺线管和磁体A磁极附近磁感线分布如图所示，小磁针处于静止，下列说法
正确的是（ ）
A．电源“+”极为c端
B．磁体A的右端为N极
C．小磁针的a端为S极
D．小磁针所在位置没有磁场，所以小磁针处于静止
例2．通电螺线管外部的磁感线是从N极出发，回到S极。而磁感线又是闭合的曲线。由
此可以推知：通电螺线管内部的磁感线是（ ）
A．从N极出发，回到S极 B．从S极出发，回到N极
C．没有磁场，也没有磁感线 D．以上情况都有可能
练2.1．如图所示，在电磁铁正上方用弹篑挂着一条形磁铁，开关闭合后，当滑片P从a端
向b端滑动过程中，会出现的现象是（ ）A．电流表示数变大，弹簧长度变短
B．电流表示数变小，弹簧长度变长
C．电流表示数变大，弹簧长度变长
D．电流表示数变小，弹簧长度变短
练2.3．如图所示，小磁针N极的指向和通电螺线管的磁感线方向标注均正确的是
（ ）
A． B．
C． D．
练2.4．如图所示，小磁针静止在螺线管附近，闭合开关后，下列判断正确的是（ ）
A．通电螺线管的右端为N B．通电螺线管外S点磁场的方向向左
C．小磁针顺时针旋转90° D．小磁针逆时针旋转90°
练2.5．如图所示，通电螺线管周围小磁针静止时，小磁针N极指向正确的是（ ）
A．a、b、c B．a、b C．a、c D．b、c
例3．下列所示的各图中，不正确的是（ ）A． 光的反射
B． 灯丝电阻的I-U图像
C． 电灯的安装
D． 电源的上端为负极
练3.1．绵阳市某初中学校的小明同学在学校实验室模拟安培1820年在科学院的例会上做
的小实验：把螺线管水平悬挂起来，闭合开关，发现螺线管缓慢转动后停了下来，改变螺
线管B端的初始指向，重复操作，停止时B端的指向都相同。模拟实验装置如图所示，闭
合开关，螺线管停下来后B端指向
A．东方 B．南方 C．西方 D．北方
练3.2．图所示是磁现象的四幅示意图，其中磁感线方向错误的是（ ）
A． B． C． D．练3.3．如图所示为用细铁屑描述通电螺线管周围磁场的实验现象，此实验说明（ ）
A．磁感线是真实存在的 B．磁感线是可以相交的
C．通电螺线管的内部也有磁场 D．通电螺线管周围的磁场分布在同一平面内
练3.4．某同学学习磁现象后，画出了以下四幅图，其中正确的是
A． B． C． D．
练3.5．如图所示，根据小磁针的指向，对电磁铁的N、S极和电源的正、负极判断正确的
是（ ）
A．a端是电磁铁的N极，c端是电源正极
B．b端是电磁铁的N极，d端是电源正极
C．a端是电磁铁的N极，c端是电源负极
D．b端是电磁铁的N极，d端是电源负极
练3.6．下列说法错误的是
A．通电螺线管外部的磁场和条形磁体的磁场相似
B．通电螺线管两端相当于条形磁体的两个磁极
C．通电螺线管中的电流方向改变时，其两端的极性不变
D．通电螺线管中的电流大小改变时，其两端的极性不变
练3.7．如图中通电螺线管的极性标注正确的是（ ）A． B． C． D．
练3.8．如图所示，当螺线管中有电流通过，小磁针静止时指向图中所示位置，由此可以判
断（ ）
A．a端是通电螺线管的N极，c端是电源正极
B．a端是通电螺线管的N极，c端是电源负极
C．b端是通电螺线管的N极，d端是电源正极
D．b端是通电螺线管的N极，d端是电源负极
例4．如下图所示，弹簧下吊一块条形磁铁，磁铁的下端是N极，下面有一个螺线管，P
是滑动变阻器的滑片，通电后如果将滑片P向右移动。此时弹簧将（ ）
A．伸长 B．缩短 C．不变 D．上下振动
练4.1．如图所示，开关闭合后，位于螺线管右侧的小磁针的指向将（ ）
A．N极向右偏转 B．S极向右偏转 C．N极向左偏转 D．保持静止状态
练4.2．如图所示在“通电螺线管外部磁场”的实验中，螺线管右侧有一个小磁针，开关闭
合后，下列说法正确的是（ ）A．螺线管的右侧为 N极 B．小磁针 N 极向左偏转
C．滑片 P 向右滑动时螺线管磁性强 D．螺线管中间加入铁芯后螺线管磁性强弱不变
练4.3．如图所示的电路，将电磁铁与滑动变阻器串联接入电路，闭合开关S，下列说法正
确的是（ ）
A．电磁铁的上端为N极
B．电磁铁周围存在磁感线
C．将滑动变阻器的滑片向右滑动，电磁铁的磁性增强
D．将滑动变阻器的滑片向左滑动，电磁铁的磁极会对调
练4.4．如图所示是利用磁悬浮原理浮在空中的盆栽，盆栽底部有磁铁，底座内装有电磁铁。
给盆栽浇水后与浇水前相比（ ）
A．盆栽受到的磁力大小不变
B．盆栽悬浮在空中只受磁力
C．要使盆栽与底座之间距离不变，可改变电磁铁线圈内的电流方向
D．要使盆栽与底座之间距离不变，可适当增大电磁铁线圈内的电流
练4.5．弹簧下端挂一磁体（下面的电磁铁电路没有连接好），如图所示，若把电路连接好，
发现弹簧长度会变短，若要使滑动变阻器的滑片P向右移动时，弹簧的长度变得更短，则
变阻器接入电路的方式可以是（ ）A．C接E，B接F B．C接E，D接F
C．A接E，D接F D．A接E，B接F
练4.6．如图所示的电路中，电磁铁的B端有一个可自由转动的小磁针，闭合开关后，下列
说法正确的是（ ）
A．电磁铁的A端为S极
B．小磁针静止时，S极水平指向右
C．利用这一现象所揭示的原理可制成的设备是发电机
D．当滑动变阻器滑动片P向右端移动，电磁铁磁性减弱
练4.7．王强同学在探究电磁铁磁性强弱的实验中，使用两个相同的A、B大铁钉绕制成电
磁铁进行实验，如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．通过观察电磁铁吸引大头针的个数来判断它的磁性强弱，这是运用了控制变量法
B．滑片P向左滑动，电磁铁的磁性减弱
C．电磁铁A的下端是S极，B的下端是S极
D．该实验不能探究电磁铁磁性的强弱与线圈匝数多少的关系
练4.8．实验是学习物理的最根本方法，图中有关实验的说法错误的是（ ）A．甲图：研究气体的扩散时，必须将盛有二氧化氮的瓶子放在下面
B．乙图：研究串联电路中电流的规律时，必须准备多个不同规格的小灯泡重复实验
C．丙图：研究电流与电阻的关系时，用10Ω的电阻换下5Ω的电阻时，应将滑片向左移动
D．丁图：用来演示电磁铁的磁性强弱与线圈匝数的关系
练4.9．为探究“电磁铁磁性强弱与哪些因素有关”，实验小组连接了如图所示的实验电路，
开关S闭合。下列说法正确的是（ ）
A．比较甲、乙铁钉吸引大头针的数量可得出电磁铁的磁性强弱与电流大小的关系
B．乙铁钉的上端是N极
C．大头针的下端散开是因为异名磁极相互排斥
D．向左调节滑片P，甲、乙吸引大头针个数均会增多
练4.10．如图所示，提供足够数量的大头针，接通开关后，只调节滑动变阻器滑片的位置，
可以探究（ ）
①线圈绕法对电磁铁磁场方向的影响
②电流方向对电磁铁磁场方向的影响
③电流大小对电磁铁磁场强弱的影响
④线圈匝数对电磁铁磁场强弱的影响
A．①② B．②③ C．③④ D．①④
例5．在一次物理实验中，小于同学连接了如图所示的电路，靠近电磁铁的B端有一个可
自由转动的小磁针，闭合开关后，下列说法错误的是（ ）A．电磁铁的A端为N极，B端为S极
B．小磁针静止时，N极水平指向左侧
C．利用这一原理可制成的设备是发电机
D．当滑片P向右端移动，电磁铁磁性增强
例5.1．如图所示，是研究电磁铁实验，下列说法正确的是（ ）
A．比较图中甲、乙吸引大头针的数量可知磁性强弱与电流大小的关系
B．乙铁钉的上端是N极
C．大头针的下端散开是因为同名磁极相互排斥
D．该实验不能探究电磁铁磁性强弱与电流大小的关系
例5.2．在科学实验中，把难于测量或测准的科学量通过转换变成能够测量或测准的科学量，
或者把某些不易显示的科学现象转换为易于显示的现象的方法，称之为转换法。下列实验
中不是利用了转换法的是（ ）
A．在探究影响电磁铁的磁性强弱因素的实验中，用吸引大头针个数的多少来反映电磁铁
磁性的强弱
B．在探究电流产生的热量跟哪些因素有关的实验中，用煤油升高温度的大小来反映电流
通过电阻丝产生热量的多少
C．在探究不同物质吸热性能的实验中，用加热器加热时间的长短来反映物质吸收热量的
多少
D．在探究导体的电阻与材料是否有关的实验中，选用长度和横截面积相同的不同电阻丝
进行实验
例5.3．对下列四幅图的分析正确的是（ ）
A． 该装置能探究电流产生的热量与通电时间的关系B． 该电路能探究电磁铁磁性强弱与电流大小关系
C． 该电路能探究导体的横截面积影响电阻的大小
D． 该电路能探究通过导体的电流与导体两端电压的关系
练5.4 .如图所示，电源、滑动变阻器与螺线管相连，在螺线管的右端放置一个小磁针。闭
合开关，小磁针静止时N极水平向右，则（ ）
A．通电螺线管左端为N极
B．电源右端为正极
C．滑动变阻器的滑片P向左移动，通电螺线管的磁性增强
D．滑动变阻器的滑片P向右移动，通过螺线管的电流增大
练5.5．如图所示，静止于光滑水平面的小车上放有一条形磁铁，左侧有一电磁铁，闭合开
关，下列判断正确的是（ ）
A．电磁铁右端为 N 极
B．小车向右运动
C．只将滑片 P 向右移动，电磁铁磁性减弱
D．只将电源正负极交换，电磁铁磁性增强
练5.6．如图所示的电磁铁，S 闭合时，保持滑片P位置不变，要想电磁铁磁性最强，正确
2
的方法是A．闭合S，M接1
1
B．闭合S，M接2
1
C．断开S，M接1
1
D．断开S，M接2
1
练5.7．如图所示，A是悬挂在弹簧测力计下的条形磁铁，B是螺线管，闭合开关S，待弹
簧测力计示数稳定后，将滑动变阻器的滑片缓慢向右移动，在该过程中，下列相关说法正
确的是
A．电压表示数变小，电流表示数变大，电磁铁磁性变弱
B．电压表示数变小，电流表示数变小，电磁铁磁性变强
C．螺线管上端是N极，弹簧测力计示数变小
D．螺线管上端是S极，弹簧测力计示数变大
练5.8．如图所示是一些研究电现象和磁现象的实验，下列关于这些实验的叙述正确的是（
）
A．图甲中小磁针被铁棒吸引，说明铁棒本身具有磁性
B．图乙中小磁针发生偏转，说明电流周围存在磁场
C．图丙中条形磁铁静止时 端总是指向北方，说明 端是条形磁铁的南极
D．图丁中铁钉B吸引的大头针比A多，说明电磁铁的磁性强弱与电流大小有关
练5.9．如图所示在“通电螺线管外部磁场”的实验中，螺线管右侧有一个小磁针，开关闭
合后下列说法正确的是A．螺线管的右侧为S极
B．小磁针N极向左偏转
C．滑片P向左滑动时螺线管磁性强
D．螺线管中间加入铁芯后螺线管磁性强弱不变
练5.10．如图所示，用漆包线（导线表面涂有绝缘漆）绕在纸筒上做成了一个螺线管，用
来研究螺线管磁性强弱与哪些因素有关．闭合开关后，发现螺线管能够吸引一些铁钉，要
使它能吸引更多铁钉的办法是
A．在纸筒中插入一根铁芯
B．减少线圈匝数
C．使滑动触头P向右滑动
D．将电源正负极互换
例6．如图所示是直流电铃的原理图，衔铁与弹性片相连，自然情况下弹性片是和螺钉接
触的。下列说法正确的是（ ）
A．闭合开关，电磁铁的A端是N极
B．小锤敲击铃碗时电磁铁仍具有磁性
C．把衔铁换成铜块电铃也能正常工作
D．电铃工作时与电动机工作原理相同
例6.1．如图所示是燃油汽车启动装置的电路简图。汽车启动时，需将钥匙插入仪表板上的
钥匙孔并旋转，则下列分析正确的是（ ）A．旋转钥匙相当于闭合开关
B．电磁铁是利用电流的热效应来工作的
C．电磁铁通电后电磁铁的上端为S极
D．电动机工作时将电能全部转化为机械能
练6.2．如图所示，GMR是巨磁电阻，它的阻值随电磁铁磁性的增强而减小。下列判断正
确的是（ ）
A．开关S 闭合，滑片向右移动，电磁铁磁性增强
1
B．开关S 闭合，滑片移到某一位置，电磁铁左端为N极
1
C．开关S 和S 同时闭合，滑片向右移动，GMR的电阻变小
1 2
D．开关S 和S 同时闭合，滑片向左移动，指示灯变暗
1 2
练6.3．如图所示是一种温度自动报警器的原理图。制作水银温度计时，在玻璃管的两端分
别封入一段金属丝、电池的两极分别与金属丝相连，当温度达到与电池正极相连的金属丝
下端所指的温度时，电铃就响起来，发出报警信号下列说法正确的是（ ）
A．温度计中的水银是绝缘体
B．温度降低到74℃以下，电铃响
C．电铃响时，电磁铁右端是N极
D．电铃响且滑片P向左移动时，电磁铁磁性减弱
练6.4．电磁继电器广泛应用于各种自动控制电路中，如图所示的是温度自动报警器的原理图，下列说法错误的是（ ）
A．电磁继电器应用了电流的磁效应
B．温度计是根据液体热胀冷缩的性质工作的
C．温度计可以用酒精温度计
D．电磁继电器是一种电路开关，它可以用一个电路控制另一个电路
练6.6．小明设计了一款“智能照明灯”，其电路的原理图如图所示，光线较暗时灯泡自动
发光，光线较亮时灯泡自动熄灭，控制电路中，电源电压恒定，R 为定值电阻，R为光敏
0
电阻，其阻值随光照强度的增大而减小。以下说法正确的是（ ）
A．电磁铁的上端为S极
B．当光照强度增强，控制电路的电流变小
C．当光照强度减弱，电磁铁的磁性增强
D．灯泡应设计在A和B两接线柱之间
练6.7．如图所示是小明同学设计的一种限流器原理图。当电流超过限制电流时，限流器
会自动切断电路。根据图中小磁针静止时的指向，请你指出下列说法中正确的是（ ）
A．电磁铁C的右端是N极 B．D点接的是电源负极
C．衔铁B发生转动时，是利用了电流的热效应
D．滑片P向左移动，电磁铁C 的磁性增强
练6.8．小潭同学观察到学校楼道里的消防应急灯，平时灯是熄的，一旦停电，两盏标有“36V”灯泡就会正常发光。下图所示是小潭设计的四个电路，其中满足条件的电路是（
）
A． B．
C． D．
练6.9．小丽利用电磁继电器设计了一个自动恒温加热鱼缸，如图所示，A为一段软导线，
B为一个小型电热器。下列说法正确的是（ ）
A．该装置使用的是煤油温度计
B．该装置能使鱼缸中的水温大致保持在18℃
C．电磁铁上端的磁极是N极
D．当温度未达到设定温度时，小型电热器B一直工作
练6.10．如图所示是一个利用电磁继电器的温度自动控制装置，当温度达到92℃时，下列
说法正确的是（ ）
A．只有灯亮 B．只有铃响 C．灯亮，铃也响 D．灯不亮，铃也不响
练6.11．如图是一种温度自动报警器的原理图，在水银温度计中封入一段金属丝下端所指
示的温度为90℃，下列说法错误的是（ ）A．报警器利用了水银导电和热胀冷缩的性质
B．报警器利用了电磁铁通电时有磁性断电时磁性消失的特点
C．报警器中，水银温度计和电磁铁串联在电路中
D．温度达到90℃时，报警器中的灯亮同时铃响
练6.12．电梯设置有超载自动报警系统，其工作原理如图所示，R 为保护电阻，压敏电阻
1
的阻值随压力的增大而减小。下列说法正确的是（ ）
A．该装置的工作原理与电动机的工作原理一致
B．电梯超载时电磁铁磁性增大
C．电梯正常运行时K与B接触
D．处于图示位置时电磁铁对衔铁的吸引力大约是弹簧弹力的3倍
练6.13．如图所示，R 是一个光敏电阻，光敏电阻的阻值随光照强度的增大而减小，R是
0
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。白天灯熄，夜
晚灯亮。下列说法正确的是（ ）
A．白天流过R 的电流较小
0B．给路灯供电的电源应接在b、c两端
C．如果将R的阻值调大一些，傍晚时路灯比原来迟一些亮
D．电源电压减小后，傍晚时路灯比原来早一些亮
