2019秋沪粤版九年级物理习题课件：第16章 电磁铁与自动控制

(1)磁感线方向并标出电磁铁上方的磁极． (2)螺线管中的电 流方向． (3)条形磁体所受磁力的示意图．
答案图
四、实验题(本大题2小题，共24分) 18．(8分)(1)如图甲是奥斯特实验装置，接通电路后，观察到 小磁针偏转，此现象说明了 通电导体周围存在磁场(；2分) 断开开关，小磁针在 地磁场 的作用下又恢复到原来的位 置；改变直导线中电流方向，小磁针的偏转方向发生了改 变，说明了 磁场方向与电流方向有关(．2分)
干簧管中的磁性材料是指铁、钴、镍等能被磁铁吸引的 材料，它分为软磁性材料和硬磁性材料两种．软磁性材料是 指既容易被磁化而获得磁性又很容易失去磁性的物质；硬磁 性材料是指不容易被磁化而获得磁性，但一旦获得磁性又很 不容易失去的物质．磁体周围的磁性材料被磁化后的极性与 放置在该处的小磁针的极性相似，如我们拿一根铁棒的一端 靠近或接触磁铁的N极时，这一端就会被磁化成S极，它的另 一端则会被磁化成N极．
双触点干簧管类似于单刀双掷开关，它的工作原理是： 没有磁场时，簧片1与簧片2接通(如图丙)，当有外界磁力 时，簧片1与簧片2的连接断开，簧片1与簧片3触点部位接通 (如图丁)，其中簧片1是公共端，簧片2是常闭接点，簧片3是 常开接点．簧片中有一片是用只导电不导磁的材料做成．
干簧管外绕上能产生磁场的线圈就成了干簧继电器，当 线圈通电后，管中磁性材料制成的簧片的自由端分别被磁化 成N极和S极而相互吸引，因而接通被控电路．线圈断电后， 干簧片在本身的弹力作用下分开，将线路切断．
(1)单触点干簧管中的磁簧片是用 软 (选填“软”或“硬”) 磁性材料制成的，其优点是 通电时有磁性，断电时无．磁 (2)单触点干簧管在 闭合(选填“断开”或“闭合”)时，磁簧 片具有弹性势能．
(3)双触点干簧管的1、2、3三个簧片的对、铁
C．铜、铁、铜
A．将开关S拨到①位置，并通过调节 仍使电流表示数为I B．开关S位置不动，将滑片P向a端滑动 C．开关S位置不动，将铁芯从螺线管中取出 D．将开关S拨到③位置，并通过调节仍使电流表示数为I 【答案】A
9．如图所示，盛水烧杯放置在电磁铁的A端上，烧杯中水面 上漂浮着一个空心铁球．当电磁铁磁性的强弱发生改变时， 烧杯中的空心铁球会上下浮动．现闭合开关S后，将滑动变阻 器的滑片P向右滑动．针对这种情况，下列说法中正确的是 ()
三、作图题(本大题3小题，共12分) 15．(3分)开关闭合后电磁铁A和永磁体B的磁感线分布如图 所示．请标出永磁体B左端的磁极和图中四条磁感线的方 向．
第15题图
第15题答案图
16．(3分)将图中的电磁铁连入你设计的电路中(在虚线框内 完成)，要求：能改变电磁铁磁性的强弱；闭合开关S后，小 磁针受力静止时，其N极如图所示．
(4)电磁铁吸引的大头针下端分散的原因是 同名磁极相互排．斥
五、综合能力题(本大题2小题，共22分) 20．(12分)阅读材料，回答问题．
干簧管 干簧管是一种利用磁场信号来控制线路的开关器件，也 叫磁控开关．常用的干簧管有单触点和双触点两种．
如图为单触点干簧管的结构示意图．其外壳是一根密封 的玻璃管，管中装有两个用磁性材料制成的弹性簧片电板， 还灌有一种惰性气体．平时，玻璃管中的两个用磁簧片触点 部位是分开的(如图甲)．当有磁性物质靠近玻璃管时，在合 适的磁场的作用下，管内的两个簧片的触点部位被磁化成为 异名磁极而互相吸引接触，簧片就会吸合在一起，使结点所 接的电路连通(如图乙)．外磁力消失后，两个簧片由于本身 的弹性而分开，线路就断开．
第6题图
A．电磁铁能吸引的大头针越多，表明它的磁性越强 B．B线圈的匝数多，通过B线圈的电流小于通过A线圈的电 流 C．要使电磁铁磁性增强，应将滑动变阻器的滑片向右移动 D．若将两电磁铁上部靠近，会相互吸引 【答案】A
7．如图所示是消防应急灯的电路图，其中少连了一根导线， 工作原理是外部电路为220 V交流电(交流电的电流方向和大 小一直改变)，当其正常工作时，两盏标有“6 V”灯泡不发 光；外部电路停电时，两盏标有“6 V”灯泡发光．对于这一装 置及其工作特点，下列说法中正确的是( )
2．关于磁场，下列说法正确的是( C ) A．磁感线是磁体周围存在的曲线 B．地球的地理两极与地磁场两极完全重合 C．地球周围存在磁场 D．小磁针静止时，S极的指向与该点磁场方向相同
3．小刚学习了磁的知识后，标出了下列四种情况下磁体的磁 极(小磁针的灰色端为 N极)，其中正确的是( C )
4．指南针是我国古代的四大发明之一．如图所示，司南是春
21．(10 分)为保证江阴长江大桥以及过桥车辆的安全，工作人 员在桥的入口处安装了“超载检测报警系统”．检测时，当车 辆重量小于 1×105N 时，绿灯亮、红灯灭，表示可以通行；当 车辆重量大于等于 1×105N 时，红灯亮、绿灯灭，表示禁止通 行．系统中的电路元件如图甲所示，其中压敏电阻 Rx 在检测 时承受车辆的全部重量，它的阻值随所受压力 F 变化的图象 如图乙所示；
19．(16分)在探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”实验中， 小丽制成简易电磁铁甲、乙，并设计了如图所示的电路．
(1)实验中小丽是通过电磁铁 吸引铁钉的数量来判定其磁 性强弱的，此科学方法叫做 转换法；除此方法外，本实验 还运用了 控制变量 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 的个数均 增加(选填“增加”或“减少”)，说明电流越 大 (选填“大”或“小”)，电磁铁磁性越强． (3)根据图示的情境可知， 乙 (选填“甲”或“乙”)的磁性 强，说明电流一定时， 线圈匝数越多，电磁铁磁性越强．
第 16 题图
第16题答案图
17．(6分)小明同学设计了一个电动按摩棒，其结构示意图如 图所示，ABO可以看成是一个杠杆，O为支点，B处有一个 条形磁体，A为按摩槌头，当电磁铁输入方向改变的交流电 时，条形磁体会受到引力或斥力，带动按摩槌头A振动．某 一时刻，电磁铁与条形磁体间的磁感线如图所示，请画出此 时：
第10题图
11．磁感线从磁铁的 N 极出发，回到磁铁的 S 极；磁感 线上某点的 切线 方向表示该点的磁场方向．
12．如图所示是一种水位自动报警器的原理图．水位没有达 到金属块A时，灯 L1 亮；水位达到金属块A时，由于一般 的水是 导体，所以灯 L2 亮．
第12题图
13．如图所示，弹簧测力计下面吊着一个小 铁块，铁块下方有一个电磁铁，P是滑动变阻 器的滑片．①S由断开到闭合的时候，弹簧测 力计示数 增大 ；②S闭合后，要使弹簧测 力计示数减小，应将滑片P向 左 移动；③抽 出铁芯，弹簧测力计示数 减小 ．
减小R0的阻值(或减小电磁继电器线圈的阻值或增大电源电压 等)．
A．当外部电路停电时，电磁铁所在电路工作 B．电磁铁通电时，弹簧具有弹性势能 C．电磁铁的上端始终为 N极 D．C点应该和触点B相连 【答案】B
8．如图所示实验装置，弹簧测力计下面挂着条形铁块，螺线 管中插有铁芯．现开关S拨在触点②位置，且电流表示数为I. 要使弹簧测力计的示数变大，下列操作方法能够实现的是 ()
D．铁、钴、铁
(4)当条形磁铁按如图所示的方式从A移动到B，下列能反映电 路中的电流随时间变化的图象是 A .
(5)如图为一运用干簧继电器的电路，当开关S闭合后，它的 工作特点是 .
A．红灯、绿灯交替发光 B．红灯长亮，绿灯亮、灭交替 C．绿灯长亮，红灯亮、灭交替 D．红灯长亮，绿灯不亮 【答案】A
A．电磁铁A端为S极，烧杯中水面上升 B．电磁铁A端为S极，烧杯中水面下降 C．电磁铁A端为N极，烧杯中水面上升 D．电磁铁A端为N极，烧杯中水面下降 【答案】B
二、填空题(本大题5小题，每空1分，共15分) 10．若有A、B两个外形完全相同的钢棒如图，已知一个有磁 性，另一个没有磁性，区分它们的方法是：将A的一端从B的 左端向右端滑动，若在滑动过程中发现吸引力的大小不变， 则说明 A 是有磁性的；若发现吸引力由大变小再变大，则 说明 B 有磁性．没有磁性的物 体获得磁性的过程叫做 磁化．
R0为定值电阻，电磁继电器线圈的阻值为20 Ω，当流过线圈 的电流大于等于30 mA时，通电线圈的作用效果大于弹簧的 作用效果，衔铁被吸下，动触点P和静触点M断开并和静触 点N接通；电源电压为6 V；绿灯、红灯的正常工作电压均为 220 V.
(1)请在图甲中用笔画线代替导线完成电路连接． 如(1)答案图所示
第13题图
14．小文设计了如图甲所示的实验来研究电磁现象，当他闭 合开关S后，发现小磁针发生了偏转，这说明电流的周围存在 着 磁场 ，这一现象最早是由 奥斯特 (选填“法拉 第”“奥斯特”或“安培”)发现的；
第14题图
接着小文又找来了一个小铁钉，把导线的一部分绕在上面， 制成了一个电磁铁在电路乙中．当再次闭合开关S后，小磁针 静止时N极的指向如图乙所示，据此他判断出 b (选填“a”或 “b”)端是电源的正极．
秋战国时期发明的一种指南针，它由青铜盘和磁勺组成，磁
勺放置在青铜盘的中心，可以自由转动，由于受地磁场作
用，司南的磁勺在静止时指向南方．下列说法正确的是(
A．地球周围存在磁感线
C)
B．磁勺的指向不会受到附近铁块的影响
C．磁勺能够指示方向，是利用了
地磁场对磁勺的作用
D．地磁的北极在地理的北极附近，两者不重合
5．如图所示的装置中，当开关S闭合后，下列判断正确的是 ()
第5题图
A．通电螺线管外A点的磁场方向水平向左 B．通电螺线管的右端为 N极 C．向右移动滑片P，通电螺线管的磁性增强 D．小磁针静止后，其S极的指向沿水平向右
【答案】D
6．小明同学在“制作、研究电磁铁”的过程中，使用两个相 同的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( )
(2)探究通电螺线管外部磁场分布的实验中，在嵌入螺线管的 玻璃板上均匀撒些细铁屑，通电后 轻敲 (填操作方法)玻璃 板，细铁屑的排列如图乙所示，由此可以判断，通电螺线管 外部的磁场分布与 条形磁铁周围的磁场分布是相似的，将 小磁针放在通电螺线管外部，小磁针静止时 N (选填“N” 或“S”)极的指向就是该点处磁场的方向．