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第二十章 电与磁
第三节 电磁铁 电磁继电器
一．选择题
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
【答案】C
【解析】
A、图中甲乙两个电磁铁串联，所以通过的电流相等；甲吸引的大头针多，说明它的磁性强，进
一步观察发现，甲的线圈匝数比乙的线圈匝数多，由此可知：当通过的电流相同时，电磁铁的
线圈匝数越多，其磁性越强，故A错误；
B、根据右手螺旋定则可知，乙铁钉的下端是N极，其上端是S极，故B错误；
C、大头针被磁化，同一端的磁性相同，互相排斥，所以大头针的下端散开，故C正确；
D、该实验也能探究电磁铁磁性强弱与电流大小的关系，移动滑动变阻器的滑片可以改变电流大
小，比较甲或乙前后吸引大头针的多少可得出结论，故D错误；
选C。
2．连接如图所示电路，提供足够数量的大头针，只通过控制开关和调节滑动变阻器滑片的位置，
无法探究（ ）A．电流的有无对电磁铁磁场有无的影响
B．电流方向对电磁铁磁场方向的影响
C．电流大小对电磁铁磁场强弱的影响
D．线圈匝数对电磁铁磁场强弱的影响
【答案】B
【解析】
A、闭合开关，电路中有电流通过，大头针被吸引，说明电磁铁有磁性；断开开关，电路中无电
流，大头针没有被吸引，说明电磁铁没有磁性，故可完成A的探究；
B、只通过控制开关和调节滑动变阻器滑片P的位置，无法改变电流的方向，且磁场方向不便于
判断；所以，无法探究电流方向对电磁铁磁场方向的影响，故不能完成B的探究；
C、闭合开关，调节滑动变阻器滑片，电路电流改变，大头针被吸起的数目发生改变，说明电磁
铁磁场强弱与电流大小有关，故可完成C的探究；
D、两个线圈串联，通过的电流相等，但吸起大头针的数目不同，说明电磁铁磁场强弱与线圈匝
数有关，故可完成D的探究。
选B。
3．下列图中的实验反映电磁起重机工作原理的是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】D
【解析】A、此图是奥斯特实验，即该实验表明通电导线周围有磁场，故A错误；
B、该选项中没有电源，ab在磁场中运动时，会做切割磁感线运动，从而产生感应电流，故是电
磁感应现象，发电机就是利用该原理制成的，故B错误；
C、该选项中有电源，即磁场中的导体 ab通电后，会受力运动，即说明通电导线在磁场中受力的作用，即电动机原理，故C错误；
D、该实验是用于研究电磁铁磁性强弱与线圈匝数的关系，反映了电磁起重机的工作原理，故 D
正确。
选D。
4．如图所示，条形磁铁置于水平面上，电磁铁水平放置且右端固定，闭合开关S，将滑片P向左
移动的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．电磁铁的磁性减弱
B．电磁铁左端是S极
C．条形磁铁受到的排斥力增大
D．条形磁铁所受的吸引力减小
【答案】C
【解析】
A、由图可知，向左端移动滑片P，滑动变阻器连入的电阻变小，通过电磁铁的电流变大，电磁
铁的磁性增强，故A错误；
B、根据螺线管的线圈绕向和电流从螺线管的左端流入，利用安培定则可知螺线管的左端为 N极、
右端是S极，故B错误；
CD、条形磁铁的N极与电磁铁的N极相对，所以条形磁铁受到电磁铁对它向左的斥力，当滑片
向左移动时，滑动变阻器接入电阻变小，通过电磁铁的电流变大，电磁铁的磁性增强，条形磁
铁与电磁铁之间的排斥力变大，故C正确，D错误。
选C。
5．在学习了电生磁知识后，小明制作了一个简易的电磁铁，如图，他制作完成后发现可以吸引大
头针，他想使电磁铁的吸引能力更强些，下列方法不可行的是（ ）
A．钢钉上增加线圈匝数 B．电池正负极对调
C．滑动变阻器滑片向右移 D．串联一节干电池【答案】B
【解析】
A、钢钉上增加线圈匝数，因线圈的电阻比较小，对电流的影响不大，但线圈匝数增加，所以该
电磁铁的磁性增强，故A可行；
B、电池正负极对调，改变了电流方向，电磁铁的极性也会改变，但不能改变电磁铁的磁性强弱，
故B不可行；
C、当滑动变阻器的滑片向右移动时，变阻器连入电路中的电阻变小，由欧姆定律可知电路中的
电流变大，电磁铁的磁性增强，故C可行；
D、串联一节干电池，电源电压增大，电流变大，该电磁铁的磁性增强，故D可行；
选B。
6．如图所示为一款“智能照明灯”的电路，灯L天暗时自动发光，天亮时自动熄灭，控制电路中，
电源电压恒定，R 为定值电阻，R 为光敏电阻，其阻值随光强度而变化，以下说法错误的是（
1 2
）
A．R 的阻值随光照强度的增大而减小
2
B．当光照强度增大时，电压表示数减小
C．当光照强度减小时，电磁铁的磁性减小
D．若将R 换成阻值稍大的电阻，可缩短灯L的发光时间
1
【答案】D
【解析】
A、要使灯L在天亮时自动熄灭，电流需增大达到一定数值，衔铁被吸合，灯 L所在电路断开，
灯L自动熄灭，则可知天亮时光照强度增大，控制电路中电流增大，光敏电阻R 的阻值减小，
2
所以，R 的阻值随光照强度的增大而减小，故A正确；
2
B、由于R 的阻值随光照强度的增大而减小，当光照强度增大时，R 的阻值减小，根据串联分
2 2
压的规律可知，R 两端的电压减小，即电压表示数减小，故B正确；
2
C、当光照强度减小时，R 的阻值变大，根据欧姆定律可知，电路中的电流变小，则电磁铁的磁
2性减小，故C正确；
D、由于控制电路的电源电压不变，衔铁被吸合的电流不变，根据R＝ 可知，衔铁被吸合时控
制电路的总电阻不变，若R 换成阻值较大的电阻，则R 的阻值变小，此时光照强度增强，即在
1 2
天很亮时才自动关闭。由此可见，将R 换成阻值较大的电阻，可延长灯L的发光时间，故D错
1
误。
本题选错误的，选D。
7．如图所示是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．电铃响时，电磁铁右端是N极
C．温度降低到74℃以下，电铃响
D．电铃响且滑片P向左移动时，电磁铁磁性减弱
【答案】B
【解析】
A、水银容易导电，是导体，故A错误；
B、电铃响时，电流从螺线管的左端流入，根据安培定则可知，电磁铁右端是N极，故B正确；
C、当温度升高到74℃以上时，水银与金属丝接触，电磁铁的电路中电流，电磁铁具有磁性，会
吸引衔铁，电铃中有电流通过，电铃响，故C错误；
D、电铃响且滑片P向左移动时，滑动变阻器接入电路的电阻减小，电流变大，电磁铁磁性变强，
故D错误。
选B。
8 ．如图甲所示是我国自行车开发的中低速磁悬浮列车，图乙是其工作原理示意图关于磁悬浮
列车下列说法正确的是（ ）A．该磁悬浮列车的原理是运用磁铁同名磁极相互排斥
B．列车高速行驶时，车窗受到向内的压力差
C．车厢线圈通电后电源上端是正极
D．车厢满载乘客和空载时受到的磁力相等
【答案】C
【解析】
A、磁悬浮列车的工作原理是：同名磁极相互排斥或异名磁极相互吸引，本题中是 T形轨道，利
用的是异名磁极相互吸引的原理，故A错误；
B、高速运行的列车必须关紧门窗，此时车窗玻璃外空气流动速度大，压强小，因此受到空气对
它的压力差指向车外，故B错误；
C、磁悬浮列车的工作原理是：同名磁极相互排斥或异名磁极相互吸引，本题中是T形轨道，利
用的是异名磁极相互吸引的原理，条形磁铁的下端是N极，由此确定车厢线圈的上端为S极，
根据安培定则可知，电源上端为正极，故C正确；
D、高速运行时，导轨钢板对列车的磁力和列车重力相等，故满载乘客和空载时磁力不同，故D
错误；
选C。
9．如图所示是某同学连接的电铃电路，开关闭合后，电铃只响一声就不再响了。原因是（ ）
A．电磁铁始终没有磁性 B．衔铁没有向下运动
C．电池正、负极接反了 D．衔铁一直被吸住
【答案】D
【解析】当开关闭合后，电路中有电流，电磁铁有磁性，吸引衔铁，衔铁被吸下的同时，打击
铃碗，发出声音。此时电路始终接通，电磁铁始终吸引衔铁，衔铁不会回弹，所以钉锤不能在重复打击铃碗，故D正确。
选D。
10．电磁铁在下列装置中应用不正确的是（ ）
A．电话的听筒中应用了电磁铁
B．电话的话筒中应用了电磁铁
C．电磁继电器中应用了电磁铁
D．电铃的工作中应用了电磁铁
【答案】B
【解析】A、电话机的听筒由电磁铁、螺线管和薄铁片组成，它的作用是把按声音振动强弱而变
化的电流还原成相应的声音。应用了电磁铁，故该选项不符合题意；
B、电话的话筒是利用电磁感应现象的原理制成的，即将声音的振动转化为变化的电流，故该选
项符合题意；
C、电磁继电器是通过控制电磁铁中电流有无来控制另外更大的电器的开关。应用了电磁铁，故
该选项不符合题意；
D、通电时，电磁铁有电流通过，产生了磁性，把小锤下方的弹性片吸过来，使小锤打击电铃发
出声音，同时电路断开，电磁铁失去了磁性，小锤又被弹回，电路闭合，不断重复，电铃便发
出连续击打声。应用了电磁铁，故该选项不符合题意。
选B。
二．填空题
11．小聪利用甲乙两个线圈匝数不同的电磁铁来探究电磁铁的磁性强弱与线圈匝数的关系，在探究
过程中用来________比较电磁铁磁性的强弱。实验操作过程中，将甲乙两个电磁铁分别接入电
路，闭合开关后，调节滑动变阻器滑片P的位置时，记录电流表示数。其中记下电流表示数的
目的是________。
【答案】弹簧伸长的长度；判定磁性大小与电流的关系。
【解析】在探究过程中，电磁铁通电后具有磁性，能吸引小铁块，弹簧的长度越长，表明磁性越强，所以用弹簧的伸长的长度来比较电磁铁磁性的强弱；
实验操作过程中，将甲乙两个电磁铁分别接入电路，闭合开关后，调节滑动变阻器滑片P的位
置时，记录电流表示数，然后根据弹簧伸长的长度判定出磁性大小与电流的关系。
12．电磁铁中有电流通过时________磁性，没有电流通过时________磁性。
【答案】有；没有。
【解析】当导线中有电流通过时，导线的周围会产生磁场；当导线中没有电流通过时，导线的
周围没有磁场。因此电磁铁中有电流通过时有磁性，没有电流通过时没有磁性。
13．如图所示的电路中，当开关S拨到a后，电磁铁左端为________极，小磁针静止时，B端是
________极；当开关S由a拨到b，调节滑动变动器，使电流表的示数仍保持不变，则电磁铁的
磁性________（选填“增强”、“不变”或“减弱”）。
【答案】N；S；减弱。
【解析】（1）伸出右手握住螺线管，四指弯曲指示电流的方向，大拇指所指的方向即螺线管的
左端为电磁铁的N极，据同名磁极相互排斥、异名磁极相互吸引的作用可知，小磁针的 A端是
N极，B端为S极；
（2）在此实验装置中，保持电流不变，将开关S由a换到b，则减少了线圈的匝数，因此通电
螺线管的磁性减弱。
14．小英看到某小区车库积水造成大量财产损失的新闻后，设计了如图所示的车库积水自动报警器
图中A、B位置可以安装电铃或LED灯，车库没有积水时，LED灯亮；车库有积水时，左侧控
制电路接通，电磁铁通电，具有________性，把衔铁吸下，电铃发出声音。电铃应该安装在图
中的________位置。【答案】磁；B。
【解析】车库没有积水时，电磁铁不具有磁性，不会吸引衔铁，LED灯亮，说明A为LED灯；
车库有积水时，左侧控制电路接通，电磁铁通电，电磁铁会具有磁性，能吸引衔铁，使得 B的
电路接通，电铃发出声音，所以电铃应安装在图中的B位置。
15．2002年12月31日举世瞩目的上海磁悬浮列车线首次试运行，它是世界上第一条投入商业运营
的磁悬浮列车线，它采用的是先进的超导磁悬浮技术，使列车稳稳地悬浮在轨道上方约 10毫米
处高速运行，请你根据所学过的物理知识并观测图后判断：要使列车悬浮起来，车身线圈的上
方应该是________极（选填“N”或“S”），当列车悬浮在轨道上方后，车身线圈与轨道线圈之
间的相互作用力和________是一对平衡力，使列车高速运行。
【答案】S；列车受到的重力。
【解析】因为列车悬浮，与铁轨是相互分离的，所以列车车身线圈的上方与铁轨线圈下方的极
性应该是异名的，所以车身线圈的上方应该是S极，是利用异名磁极互相吸引的原理将车身托
起的；
当列车悬浮在轨道上方后，车身线圈与轨道线圈之间的相互作用力和列车受到的重力大小相等，
是一对平衡力；
16．如图所示，是一种安全门锁的工作原理示意图。保安室里的工作人员通过开关即可控制安全门
锁的开、闭。请回答下列问题：①插销应用________材料制成的？
A．铜质 B．铁质
②若要打开门，则开关应该________（选填“断开”或“闭合”）。
【答案】①B；②闭合。
【解析】
①磁铁具有吸引磁性材料的性质，所以安全门锁的插销必须是磁性材料，铜不是磁性材料，铁
是磁性材料，故我们选择铁，故B正确；
②闭合开关后，电磁铁中有电流通过，电磁铁具有磁性，能吸引铁质插销使门锁打开；断开开
关后，电磁铁中无电流通过，电磁铁会失去磁性，铁质插销会在弹簧弹力的作用下插入插槽，
门锁关闭。
三．实验探究题
17．在“探究影响电磁铁磁性强弱的因素”的实验中，实验室准备的器材有：电源、开关、滑动变
阻器、两根完全相同的铁钉、表面绝缘的铜线、大头针若干。
小明利用上述器材，制成简易电磁铁甲、乙，并设计了电路，
如图所示。
（1）实验中通过观察电磁铁吸引大头针数目的不同，可以判断电磁铁的磁性强弱不同，这种方
法叫________法。
（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都在________（选填“增
加”或“减少”），说明线圈匝数一定时，电流越________，电磁铁磁性越强。
（3）根据图中的情境可知，电磁铁甲的磁性强，说明电流一定时，________，电磁铁磁性越强。
（4）图中电磁铁甲的钉帽相当于电磁铁的________极（选填“N”或“S”）。
【答案】（1）转换法；（2）增加；大；（3）线圈匝数越多；（4）S。【解析】（1）磁性的强弱是直接看不出来的，可以通过电磁铁吸引铁钉的多少来认识其磁性强
弱，电磁铁吸引的铁钉个数越多，说明其磁性越强，这种方法叫转换法；
（2）当滑动变阻器滑片向左移动时，接入电路中的总电阻变小，根据欧姆定律可知电路中的电
流变大，发现电磁铁甲、乙吸引铁钉的个数增加，说明电流越大，电磁铁磁性越强。
（3）根据图示的情境可知，由串联电路电流的规律，电流相同，甲缠绕的线圈的匝数多，甲电
磁铁吸引铁钉的个数多，说明甲的磁性强，所以得出的结论：电流一定时，线圈匝数越多，电
磁铁磁性越强。
（4）由图可知，电流从铁钉甲的下端流向上端，用右手握住铁钉，使四指环绕的方向与电流方
向相同，此时拇指所指的下端即为铁钉的N极，故其钉帽一端为S极；
18．某同学用如图所示的实验装置探究“电磁铁磁性强弱是否与线圈匝数有关”，他的实验步骤如
下：
①将弹簧测力计和电流表调零，断开开关，如图所示连接电路，移动变阻器滑片调至阻值最大
处。
②闭合开关，将滑片调至适当位置，记录电流表示数I，用弹簧测力计把铁块P从电磁铁A上端
1
拉开瞬间记录弹簧测力计示数F，断开开关。
1
③更换通电线圈匝数不同的电磁铁B接入电路（A、B两电磁铁除匝数不同外，其他都完全相
同），保持滑片位置不变，闭合开关，记录电流表示数I，用弹簧测力计把铁块P从电磁铁B上
2
端拉开瞬间，记录弹簧测力计示数F，断开开关。
2
请你根据该同学的实验步骤回答下面的问题：
如图所示电路中，滑动变阻器滑片向________（选填“左”或“右”）移动，电流表示数将变
大。实验中把铁块P从通电电磁铁上端拉开的瞬间，弹簧测力计示数与通电螺线管对铁块P磁
力的大小________（选填“相等”或“不相等”）。你认为该同学的探究过程中存在的问题是
________，写出你的改进措施________。
【答案】（1）左；（2）不相等；（3）在改变通电螺线管匝数时，没有保持电路中的电流不变；
在步骤③中匝数不同的螺线管接入电路后，闭合开关，调节滑动变阻器接入电路的电阻，使电流表示数仍为I。
1
【解析】
（1）电流表示数将变大，表明电路的总电阻是减小，根据滑动变阻器的接法可知，当滑片向左
移动时，滑动变阻器接入电路的电阻减小，根据欧姆定律可知，电路中的电流变大；
（2）把铁块P从通电电磁铁上端拉开的瞬间，铁块P的运动状态发生了变化，受力不平衡，弹
簧测力计的拉力要大于通电螺线管的吸引力；
（3）更换通电线圈匝数不同的电磁铁B接入电路时，需要控制电路中的电流不变，所以本题存
在的问题是没有控制电流相同；正确的操作步骤是：在步骤③中匝数不同的螺线管接入电路后，
闭合开关，调节滑动变阻器接入电路的电阻，使电流表示数仍为I。
1
