专题16.2电流的磁场 （七大易错题考点练习）-2024-2025学年苏科版物理九年级下册考点分类专题易错题汇编培优练

2024-2025学年苏科版物理九年级下册考点分类专题易错题汇编培优练 专题16.2 电流的磁场（七大考点） 考点1 奥斯特实验 1 考点2 电流周围的磁场及其分布规律 2 考点3 通电螺线管周围的磁场分布及其与条形磁体的比较 3 考点4 判断螺线管极性、电流方向、绕线方式的关系 5 考点5 电磁铁的构成、原理与优点 6 考点6 影响电磁铁磁性强弱的因素 7 考点7 电磁继电器的结构、原理与工作示意图 9 考点1 奥斯特实验 【典例分析】（2024·江苏无锡·二模）小华用如图装置进行实验，闭合开关的瞬间，观察到小磁针 的现象，说明电流周围存在磁场；还可以说明力可以改变物体的 ，小明用相同装置进行实验并没有观察到以上现象，则可能存在的问题是： （写出一个原因即可）。 【变式1-1】（23-24九年级下·江苏南通·阶段练习）奥斯特实验的结论是：通电导体周围 ；支持该结论的现象是 。如果移走小磁针，该结论 。（填“成立”或“不成立”） 【变式1-2】（23-24九年级下·江苏淮安·阶段练习）如图甲所示，探究“通电直导线周围的磁场”时，将一根直导线放在静止小磁针的正上方。 （1）闭合开关后，小磁针发生偏转，说明通电直导线周围存在 ； （2）进一步探究表明，通电直导线周围磁场分布情况如图乙所示，它的磁感线是以电流为中心的一系列同心圆。由乙图可知，若甲图中直导线的电流方向不变，将小磁针移到直导线的正上方平行放置，小磁针的偏转方向与原来 （相同/相反），你判断的依据是 。 考点2 电流周围的磁场及其分布规律 【典例分析】（2022·江苏宿迁·一模）如图所示，将一根直导线放在静止的小磁针正上方，且与小磁针平行，探究通电直导线周围的磁场，有关说法正确的是（　　） A．直导线可沿东西方向放置 B．拿走小磁针磁场立即消失 C．接通电路小磁针肯定偏转 D．磁场方向与电流方向有关 【变式2-1】（2023·陕西延安·一模）如图所示，先将小磁针放在水平桌面上，静止时小磁针N极指向 方。再将一根直导线平行架在小磁针上方，给导线通电后，小磁针将旋转，说明通电导线周围存在 。 【变式2-2】（2023·江苏扬州·二模）物理课上，徐老师展示了一款磁悬浮地球仪，如图（a）所示，闭合开关，地球仪悬浮在空中，经过研究发现地球仪底部有一块磁铁，底座内部有电磁铁，小明画出了如图（b）所示的电路原理图，下列判断正确的是（　　）    A．地球仪的A端是N极 B．底座通电后能产生磁场利用了电流的磁效应 C．地球仪能够悬浮利用了异名磁极相互排斥的原理 D．闭合开关后，向左移动P能增大地球仪的悬浮高度 【变式2-3】（23-24九年级下·江苏苏州·阶段练习）如图甲所示，将一根直导线放在静止小磁针的正上方，并与小磁针平行。接通电路后，观察到小磁针偏转。 （1）该实验说明通电导线周围存在 ，这种现象称为电流的 效应； （2）改变直导线中的电流方向，小磁针偏转方向也发生改变，这表明通电导线周围磁场方向与 方向有关； （3）图甲中的直导线AB是 （选填“南北”或“东西”）方向放置在小磁针上方的； （4）通电直导线周围磁场分布如图乙所示，它的磁感线是以电流为中心的一系列同心圆，越靠近圆心位置，磁场越 （选填“强”或“弱”）。 考点3 通电螺线管周围的磁场分布及其与条形磁体的比较 【典例分析】（2024·江苏无锡·一模）如图所示，通电螺线管右端为N极。请标出其外部磁感线的方向和电源左侧的正负极。 【变式3-1】（2023·江苏淮安·二模）在“探究通电螺线管外部磁场”的实验中： （1）在硬纸板上放置一个螺线管，并在纸板上均匀地撒满铁屑，通电后，则接下来应进行的操作是 ； （2）在通电螺线管两端分别放一个小磁针，小磁针静止时如图所示，如果想让小磁针旋转180°后静止，应进行的操作是 ，经上述操作后，铁屑的分布形状 （选填“没有改变”或“发生改变”）。 【变式3-2】（2024·江苏扬州·中考真题）如图，请标出电源正负极和磁感线的方向。 【变式3-3】（2024·江苏南京·二模）探究“通电螺旋管外部磁场方向”的实验。 （1）如图甲所示，螺线管周围的四个小磁针处于静止状态，闭合开关， （填数字）小磁针会发生偏转。把电池的正负极位置对调，这样操作是为了探究道电嫘线管外部的磁场方向与 的关系； （2）用铁屑代替小磁针继续探究，铁屑的分布情况如图乙所示，说明通电螺旋管外部磁场分布与 的磁场分布非常相似； （3）本实验中小磁针的作用与研究做功能否改变物体内能的装置（如图丙）中的 （选填“空气”或“棉花”）相同。 考点4 判断螺线管极性、电流方向、绕线方式的关系 【典例分析】（2024·江苏宿迁·三模）图中电流表连接正确，请标出通电螺线管的N极和P点的磁感线方向。 【变式4-1】（2024·江苏淮安·模拟预测）如图为“探究通电螺线管外部磁场方向”的实验装置。 (1)闭合开关前，把小磁针放在水平桌面上，发现小磁针静止时总是指向南北方向，这是因为受到 的作用； (2)闭合开关后，竖直悬挂的小铁球向右运动，这说明通电螺线管周围存在 ；同时发现小磁针的N极与通电螺线管的右端相互 ，请在图中标出小磁针的N极 ； (3)将小铁球换成小铝球，闭合开关后，小铝球将 ；（选填“向右运动”“向左运动”或“保持静止”） (4)为了探究通电螺线管周围磁场强弱与电流大小是否有关，可在电路中串联一个 （填电学元件）； (5)为了探究通电螺线管周围磁场方向与电流方向是否有关，写出一种操作方法： 【变式4-2】（2024·江苏南京·模拟预测）请根据自由小磁针静止时N极的指向，在图的括号内标出电源右端的极性。 【变式4-3】（2024·江苏无锡·中考真题）请在图的括号内标出通电螺线管左端的磁极，并在P点标出磁感线的方向。 考点5 电磁铁的构成、原理与优点 【典例分析】（22-23九年级上·全国·课时练习）如图是直流电铃的原理图，关于电铃工作时的说法不正确的是（　　） A．电流通过电磁铁时，电磁铁有磁性且A端为N极 B．电磁铁吸引衔铁，弹性片发生形变具有弹性势能 C．小锤击打铃碗发出声音，是由于铃碗发生了振动 D．小锤击打铃碗时，电磁铁仍具有磁性 【变式5-1】（2023·湖北荆门·中考模拟）如图所示，闭合开关S，弹簧测力计的示数增大，下列分析正确的是（    ） A．c端是S极，a是电源的正极 B．c端是N极，a是电源的负极 C．若滑动变阻器的滑片向右滑动，弹簧测力计示数增大 D．若将电源正负极接线的位置对调，弹簧测力计示数增大 【变式5-2】（2023·陕西咸阳·一模）如图所示，将滑动变阻器接入电路后满足滑片P向下滑动时电磁铁的磁性增强，并在括号内标出电磁铁的“N”或“S”极。 考点6 影响电磁铁磁性强弱的因素 【典例分析】（2024·陕西西安·一模）如图所示，请用笔画线代替导线将实物图补充完整。要求：①在括号中标出通电螺线管的磁极；②滑动变阻器的滑片向右端移动时，通电螺线管的磁性减弱。 【变式6-1】（23-24九年级下·江苏泰州·阶段练习）如图是汽车尾气中CO排放量的检测电路，当CO浓度高于某一设定值时，电铃发声报警，图中气敏电阻R1阻值随CO浓度的增大而减小，下列说法正确的是（　　）    A．电铃应接在A和C之间 B．当CO浓度升高，电磁铁磁性减弱 C．为使该检测电路在CO浓度更低时报警，可将R2的滑片向下移 D．用久后，电源电压U1会减小，报警时CO最小浓度比设定值高 【变式6-2】（2024·江苏扬州·二模）小明观察了小区入口的车辆出入自动控制闸，发现当车牌被识别系统识别后，栏杆抬起，车辆通行。他据此设计了如图所示的结构原理模型，车牌识别成功相当于开关S闭合，已知B端悬挂的铁柱重10N。 （1）已知，当通电线圈对铁柱的磁力为10N时，栏杆刚好离开托架，则质量分布、粗细都均匀的栏杆自重为 N； （2）若长时间使用后电源电压下降，栏杆不能正常抬起。除了更换电池外，也可以将电路中滑动变阻器的滑片向 （上/下）移动。 【变式6-3】（2024·江苏南京·二模）阴雨天，空气潮湿，能见度低，路面湿滑，为保证旅客上下动车时的安全，需在车门旁开启警示灯．如图甲所示是某同学为动车设计的模拟电路。电路中电源的电压为，警示灯的规格为“”，电磁铁线圈电阻忽略不计，警示灯电阻保持不变。当空气湿度达到一定程度时，警示灯发光；湿度越大，警示灯越亮，为了提高警示效果，当空气湿度达到某一值时，电磁铁中电流达到，衔铁被吸下警示灯就能不断闪烁。 （1）警示灯正常工作时的电流大小是多少？( ) （2）根据设计要求，应选择图乙中的 （选填“”或“”）做湿敏电阻，湿敏电阻应接在图甲电路中的 （选填“A”或“B”）位置； （3）当警示灯刚开始闪烁时，空气湿度为多大？较暗时的实际功率是多少？( ) （4）若想让该警示灯在空气湿度低于设定值的情况下就开始闪烁，那么可以采取的方法有 （请写出一种即可）。 考点7 电磁继电器的结构、原理与工作示意图 【典例分析】（2024·江苏扬州·模拟预测）电梯给高层住宅居民出入带来了很大的便利，出于安全考虑，电梯都设置超载自动报警系统，其工作原理如图甲所示，电路由工作电路和控制电路组成：在控制电路中，已知电源电压U=12V，保护电阻R1=100Ω，电阻式压力传感器（压敏电阻）R2的阻值随压力F的大小变化如图乙所示，电梯底架自重和电磁铁线圈的阻值都忽略不计。 (1)甲图中当电梯超载时，触点K与触点 （A/B）接触，电铃发出报警铃声，电动机不工作； (2)若电磁铁线圈电流达到30mA时，衔铁刚好被吸住，电铃发出警报声，试计算该电梯的最大载重量为 N； (3)为了增大电梯的最大载重量，可适当 （增大/减小）R1的阻值。 【变式7-1】（2024·江苏宿迁·三模）如图所示是某车间自动除尘装置的简化电路图，空气中的尘埃量较少时，光源发出的光被挡板挡住了。当空气中的尘埃量达到一定值时，由于尘埃反射，部分光越过挡板射到光敏电阻上，该光敏电阻的阻值与光照强度成反比，此时在衔铁的作用下，开启自动除尘模式。若a、b处一个是指示灯、一个处是除尘器，以下判断正确的是（　　） A．a处是除尘器，b处是指示灯 B．除尘器开始启动时，控制电路功率变大 C．当尘埃量逐渐增大时，电磁铁磁性减弱，开启自动除尘模式 D．当尘埃量逐渐减小时，电磁铁磁性增强，开启自动除尘模式 【变式7-2】（2024·江苏宿迁·二模）寒冬，为给刚出炕的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、热敏电阻（安装在恒温箱内）、低压电源等组成。加热电路由电源、电热丝和等组成（）。调好阻值，闭合开关，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）热敏电阻的阻值随温度的升高而 （增大/减小）； （2）将的阻值稍微调小一些，恒温箱控制的温度将 （升高/降低）。 【变式7-3】（2024·江苏常州·二模）人人可能都遇到过这样的尴尬：超市购物时，购物袋很难搓开。这时我们经常看到会有人在手指上吐一些唾沫或在购物袋上哈一口气然后再搓开，这样做既不卫生又不雅观。小许同学利用电磁继电器（线圈电阻可忽略）设计了一款自动喷水器，只要手指头伸到喷头下面，喷头就会喷水，从而使顾客轻松打开购物袋。这款喷水器用到了红外开关S，当接收到人发出的红外线时，S自动闭合。下列设计合理的是（　　） A． B． C． D． 1 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2024-2025学年苏科版物理九年级下册考点分类专题易错题汇编培优练 专题16.2 电流的磁场（七大考点） 考点1 奥斯特实验 1 考点2 电流周围的磁场及其分布规律 3 考点3 通电螺线管周围的磁场分布及其与条形磁体的比较 5 考点4 判断螺线管极性、电流方向、绕线方式的关系 7 考点5 电磁铁的构成、原理与优点 11 考点6 影响电磁铁磁性强弱的因素 13 考点7 电磁继电器的结构、原理与工作示意图 16 考点1 奥斯特实验 【典例分析】（2024·江苏无锡·二模）小华用如图装置进行实验，闭合开关的瞬间，观察到小磁针 的现象，说明电流周围存在磁场；还可以说明力可以改变物体的 ，小明用相同装置进行实验并没有观察到以上现象，则可能存在的问题是： （写出一个原因即可）。 答案： 发生偏转 运动状态 小磁针与导线垂直放置 规范解答：[1]闭合开关的瞬间，导线中有电流通过，由于通电导线周围存在磁场，小磁针受到电流的磁场作用而发生偏转。 [2]小磁针受到力的作用由静止变为运动，说明力可以改变物体的运动状态。 [3]小磁针与导线垂直放置，小磁针在通电导线产生的磁场中受力平衡，不发生偏转。 【变式1-1】（23-24九年级下·江苏南通·阶段练习）奥斯特实验的结论是：通电导体周围 ；支持该结论的现象是 。如果移走小磁针，该结论 。（填“成立”或“不成立”） 答案： 存在磁场 与通电直导线平行放置的小磁针发生偏转 成立 规范解答：[1]奥斯特实验说明电能生磁，即通电导体周围存在磁场。 [2]如图： 通电后，小磁针发生偏转。即与通电直导线平行放置的小磁针发生偏转，说明周围由磁场。 [3]磁场是真实存在的，故如果移走小磁针，该结论仍成立。 【变式1-2】（23-24九年级下·江苏淮安·阶段练习）如图甲所示，探究“通电直导线周围的磁场”时，将一根直导线放在静止小磁针的正上方。 （1）闭合开关后，小磁针发生偏转，说明通电直导线周围存在 ； （2）进一步探究表明，通电直导线周围磁场分布情况如图乙所示，它的磁感线是以电流为中心的一系列同心圆。由乙图可知，若甲图中直导线的电流方向不变，将小磁针移到直导线的正上方平行放置，小磁针的偏转方向与原来 （相同/相反），你判断的依据是 。 答案： 磁场 相反 通电直导线上方和下方的磁场方向是相反的 规范解答：（1）[1]这是著名的奥斯特实验，实验中，开关闭合时，小磁针发生偏转，说明通电导体周围存在着磁场。 （2）[2][3]据图中的信息知道，通电直导线上方和下方的磁场方向是相反的，所以甲图中直导线的电流方向不变，将小磁针移到直导线的正上方平行放置，小磁针的偏转方向与原来相反。 考点2 电流周围的磁场及其分布规律 【典例分析】（2022·江苏宿迁·一模）如图所示，将一根直导线放在静止的小磁针正上方，且与小磁针平行，探究通电直导线周围的磁场，有关说法正确的是（　　） A．直导线可沿东西方向放置 B．拿走小磁针磁场立即消失 C．接通电路小磁针肯定偏转 D．磁场方向与电流方向有关 答案：D 规范解答：AC．接通电路前，小磁针在地磁场作用下指示南北，若直导线沿东西方向放置，接通电路后，产生的仍是南北方向的磁场，小磁针可能不发生偏转，实验现象不明显，故AC错误； B．通电导线产生的磁场是客观存在的，与小磁针的有无无关，故B错误； D．根据奥斯特实验可知，通电导线周围有磁场方向与电流方向有关的磁场，故D正确。 故选D。 【变式2-1】（2023·陕西延安·一模）如图所示，先将小磁针放在水平桌面上，静止时小磁针N极指向 方。再将一根直导线平行架在小磁针上方，给导线通电后，小磁针将旋转，说明通电导线周围存在 。 答案： 北 磁场 规范解答：[1]先将小磁针放在水平桌面上，在地磁场作用下，静止时小磁针N极指向地磁南极，即指向地理北极。 [2]将一根直导线平行架在小磁针上方，给导线通电后，小磁针在磁力的作用下将旋转，说明通电导线周围存在磁场。 【变式2-2】（2023·江苏扬州·二模）物理课上，徐老师展示了一款磁悬浮地球仪，如图（a）所示，闭合开关，地球仪悬浮在空中，经过研究发现地球仪底部有一块磁铁，底座内部有电磁铁，小明画出了如图（b）所示的电路原理图，下列判断正确的是（　　）    A．地球仪的A端是N极 B．底座通电后能产生磁场利用了电流的磁效应 C．地球仪能够悬浮利用了异名磁极相互排斥的原理 D．闭合开关后，向左移动P能增大地球仪的悬浮高度 答案：B 规范解答：A．由安培定则可知，通电螺线管的下端为N极，上端为S极，由于同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，因此地球仪的A端为S极，故A错误； B．底座通电后能产生磁场是因为通电导体周围存在磁场，利用了电流的磁效应，故B正确； C．地球仪能够悬浮利用了同名磁极相互排斥的原理，故C错误； D．闭合开关后，向左移动P，电路中电阻增大，电流减小，因此电磁铁的磁性减弱，则地球仪受到的斥力减小，地球仪的悬浮高度减小，故D错误。 故选B。 【变式2-3】（23-24九年级下·江苏苏州·阶段练习）如图甲所示，将一根直导线放在静止小磁针的正上方，并与小磁针平行。接通电路后，观察到小磁针偏转。 （1）该实验说明通电导线周围存在 ，这种现象称为电流的 效应； （2）改变直导线中的电流方向，小磁针偏转方向也发生改变，这表明通电导线周围磁场方向与 方向有关； （3）图甲中的直导线AB是 （选填“南北”或“东西”）方向放置在小磁针上方的； （4）通电直导线周围磁场分布如图乙所示，它的磁感线是以电流为中心的一系列同心圆，越靠近圆心位置，磁场越 （选填“强”或“弱”）。 答案： 磁场 磁 电流 南北 强 规范解答：（1）[1][2]接通电路后，观察到小磁针偏转，说明通电导线周围存在磁场，这种现象称为电流的磁效应。 （2）[3]改变直导线中的电流方向，小磁针偏转方向也发生改变，说明该点的磁场方向发生变化，实验说明通电导线周围磁场方向跟电流方向有关。 （3）[4]小磁针受到地磁场的作用而指向南北方向，为了观察到明显的偏转现象，应使通电导体的磁场方向为东西方向，故应使把直导线AB沿南北放置。 （4）[5]由通电直导线周围磁感线的分布图可知，离导线越近，磁感线越密，磁场越强。 考点3 通电螺线管周围的磁场分布及其与条形磁体的比较 【典例分析】（2024·江苏无锡·一模）如图所示，通电螺线管右端为N极。请标出其外部磁感线的方向和电源左侧的正负极。 答案： 规范解答：在磁体的周围，磁感线从磁体的N极发出回到S极，由安培定则可知电流从螺线管的左端流入，右端流出，所以电源左侧为正极，如图所示： 【变式3-1】（2023·江苏淮安·二模）在“探究通电螺线管外部磁场”的实验中： （1）在硬纸板上放置一个螺线管，并在纸板上均匀地撒满铁屑，通电后，则接下来应进行的操作是 ； （2）在通电螺线管两端分别放一个小磁针，小磁针静止时如图所示，如果想让小磁针旋转180°后静止，应进行的操作是 ，经上述操作后，铁屑的分布形状 （选填“没有改变”或“发生改变”）。 答案： 轻敲玻璃板，观察铁屑分布 对调电源正负极 没有改变 规范解答：（1）[1]通电后，铁屑在磁场的作用下会重新排列，所以接下来应轻轻敲击纸板，使铁屑在磁场作用下有序排列。 （2）[2][3]根据通电螺线管的磁场方向与小磁针静止时N极的指向一致，可判断通电螺线管的N极在右端，S极在左端，由安培定则可知，电流从螺线管的左端流入，右端流出，即电源左端为正极，右端为负极；如果想让小磁针旋转180°后静止，应进行的操作是改变电流的方向，但通电螺线管的磁场分布的形状不变，所以铁屑的分布形状没有改变。 【变式3-2】（2024·江苏扬州·中考真题）如图，请标出电源正负极和磁感线的方向。 答案： 规范解答：根据右手螺旋定则可知，电流从螺线管的右端流入、左端流出，所以，电源右端为正极，左端为负极；螺线管外部，磁感线从N极出发、回到S极，所以，磁感线向右，故作图如下： 【变式3-3】（2024·江苏南京·二模）探究“通电螺旋管外部磁场方向”的实验。 （1）如图甲所示，螺线管周围的四个小磁针处于静止状态，闭合开关， （填数字）小磁针会发生偏转。把电池的正负极位置对调，这样操作是为了探究道电嫘线管外部的磁场方向与 的关系； （2）用铁屑代替小磁针继续探究，铁屑的分布情况如图乙所示，说明通电螺旋管外部磁场分布与 的磁场分布非常相似； （3）本实验中小磁针的作用与研究做功能否改变物体内能的装置（如图丙）中的 （选填“空气”或“棉花”）相同。 答案： ②④ 电流方向 条形磁体 棉花 规范解答：（1）[1]闭合开关，根据右手螺旋定则，螺线管左端为N极，右端为S极；根据磁极间的相互作用，②④小磁针会偏转。 [2]把电池正负极对调，改变了电流方向，闭合开关后，会发现小磁针指示磁场方向改变了，此现象说明磁场方向和电流方向有关．因此这样操作是为了研究通电螺线管外部磁场方向和电流方向是否有关。 （2）[3]铁屑在玻璃板上的分布与条形磁体的磁场分布相似，故通电螺线管外部的磁场和条形磁体磁场相似。 （3）[4]小磁针的作用是为了显示磁场的存在，研究做功能否改变物体内能实验中，棉花也是为了显示对物体做功能增大物体的内能，作用相同。 考点4 判断螺线管极性、电流方向、绕线方式的关系 【典例分析】（2024·江苏宿迁·三模）图中电流表连接正确，请标出通电螺线管的N极和P点的磁感线方向。 答案： 规范解答：电流从电流表正接线柱流入、负接线柱流出，所以，电流从螺线管左端流入、右端流出，根据右手螺旋定则可知，螺线管右端为S极；左端为N极；在螺线管外部，磁感线从N极出发、回到S极，所以P点磁感线向右，故作图如下： 【变式4-1】（2024·江苏淮安·模拟预测）如图为“探究通电螺线管外部磁场方向”的实验装置。 (1)闭合开关前，把小磁针放在水平桌面上，发现小磁针静止时总是指向南北方向，这是因为受到 的作用； (2)闭合开关后，竖直悬挂的小铁球向右运动，这说明通电螺线管周围存在 ；同时发现小磁针的N极与通电螺线管的右端相互 ，请在图中标出小磁针的N极 ； (3)将小铁球换成小铝球，闭合开关后，小铝球将 ；（选填“向右运动”“向左运动”或“保持静止”） (4)为了探究通电螺线管周围磁场强弱与电流大小是否有关，可在电路中串联一个 （填电学元件）； (5)为了探究通电螺线管周围磁场方向与电流方向是否有关，写出一种操作方法： 答案：(1)地磁场 (2) 磁场 吸引 (3)保持静止 (4)滑动变阻器 (5)将电池的正负极对调 规范解答：（1）由于地球的周围存在地磁场，所以地球周围任何范围内的小磁针（指南针）都要受到地磁场的作用而指向南北方向。 （2）[1]闭合开关后，竖直悬挂的小铁球向右运动，这是因为小铁球受到磁场力的作用，说明通电螺线管周围存在磁场。 [2][3]由图知，电流从螺线管的右端流入，左端流出，根据安培定则可知，螺线管的右端为S极；由于异名磁极相互吸引，所以小磁针的N极与通电螺线管的右端相互吸引；小磁针的N极，如图所示： （3）通电螺线管周围存在磁场，对铁钴镍等物质存在磁力作用，而铝球不受磁力作用，故铝球将保持静止。 （4）要想探究通电螺线管周围磁场强弱与电流大小是否有关，需要改变电路中电流的大小，因此可在电路中串联一个滑动变阻器，用来改变电流的大小。 （5）要想探究通电螺线管周围磁场方向与电流方向是否有关，需要改变电流的方向，所以可以将电池的正负极对调。 【变式4-2】（2024·江苏南京·模拟预测）请根据自由小磁针静止时N极的指向，在图的括号内标出电源右端的极性。 答案： 规范解答：由小磁针N极靠近螺线管的右端，所以螺线管的右端为S极，左端为N极，根据安培定则，螺线管中的电流应由右端流入，所以电源右端为正极，左端为负极；如图所示： 【变式4-3】（2024·江苏无锡·中考真题）请在图的括号内标出通电螺线管左端的磁极，并在P点标出磁感线的方向。 答案： 规范解答：由图得，电流从螺线管右端流入，由右手螺旋定则得，螺线管左端为N极，右端为S极；磁体外部磁场方向从N极到S极，则P点的磁感线方向从左端到右端，如图所示 考点5 电磁铁的构成、原理与优点 【典例分析】（22-23九年级上·全国·课时练习）如图是直流电铃的原理图，关于电铃工作时的说法不正确的是（　　） A．电流通过电磁铁时，电磁铁有磁性且A端为N极 B．电磁铁吸引衔铁，弹性片发生形变具有弹性势能 C．小锤击打铃碗发出声音，是由于铃碗发生了振动 D．小锤击打铃碗时，电磁铁仍具有磁性 答案：D 规范解答：A．电流通过电磁铁时，电磁铁有磁性，根据安培定则判断出A端为N极，故A正确，不符合题意； B．电磁铁向下吸引衔铁时，弹性片弯曲发生形变具有弹性势能，故B正确，不符合题意； C．声音是由物体的振动产生的，小锤击打铃碗发出声音，是由于铃碗发生了振动，故C正确，不符合题意； D．小锤击打铃碗时，弹性片和衔铁分离，电路断开，电磁铁没有磁性，故D错误，符合题意。 故选D。 【变式5-1】（2023·湖北荆门·中考模拟）如图所示，闭合开关S，弹簧测力计的示数增大，下列分析正确的是（    ） A．c端是S极，a是电源的正极 B．c端是N极，a是电源的负极 C．若滑动变阻器的滑片向右滑动，弹簧测力计示数增大 D．若将电源正负极接线的位置对调，弹簧测力计示数增大 答案：B 规范解答：AB．闭合开关S，弹簧测力计的示数增大，说明电磁铁吸引条形磁体，c端是N极，根据安培定则b是电源的正极，a是电源的负极，A错误，B正确； C．若滑动变阻器的滑片向右滑动，接入电路的电阻增大，电流变小，磁性减弱，弹簧测力计的示数应该减小，C错误； D．如果正负极位置对调，c为S极，与条形磁极同名磁极相互排斥，弹簧测力计的示数减小，D错误。 故选B。 【变式5-2】（2023·陕西咸阳·一模）如图所示，将滑动变阻器接入电路后满足滑片P向下滑动时电磁铁的磁性增强，并在括号内标出电磁铁的“N”或“S”极。 答案： 规范解答：由右手螺旋定则知，通电螺线管的上端为N极，下端为S极，滑片P向下滑动时电磁铁的磁性增强，则电流变大，电阻减小，接线柱如图所示： 考点6 影响电磁铁磁性强弱的因素 【典例分析】（2024·陕西西安·一模）如图所示，请用笔画线代替导线将实物图补充完整。要求：①在括号中标出通电螺线管的磁极；②滑动变阻器的滑片向右端移动时，通电螺线管的磁性减弱。 答案： 规范解答：在匝数一定时，电流越小，磁性越弱。滑片向右端移动后，通电螺线管的磁性减弱，螺线管的电流减小，滑动变阻器接入电路的电阻增大，所以滑动变阻器一定接入左端下面接线柱。电流从螺线管的右端进入，从左端流出，根据安培定则可知，通电螺线管左端为N极，右端为S极；根据同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，所以小磁针的右端是S极，左端是N极。如图： 【变式6-1】（23-24九年级下·江苏泰州·阶段练习）如图是汽车尾气中CO排放量的检测电路，当CO浓度高于某一设定值时，电铃发声报警，图中气敏电阻R1阻值随CO浓度的增大而减小，下列说法正确的是（　　）    A．电铃应接在A和C之间 B．当CO浓度升高，电磁铁磁性减弱 C．为使该检测电路在CO浓度更低时报警，可将R2的滑片向下移 D．用久后，电源电压U1会减小，报警时CO最小浓度比设定值高 答案：D 规范解答：AB．当CO浓度升高时，气敏电阻R1的阻值减小，控制电路的总电阻减小，电源电压不变，由欧姆定律可知控制电路中的电流增大，所以电磁铁的磁性增强；当CO浓度高于某一设定值时，衔铁被吸下，电铃发声报警，所以电铃应接在B和D之间，故AB错误； C．在CO浓度更低时，气敏电阻R1阻值更大，因衔铁被吸下时的最小电流不变，由欧姆定律和电阻的串联可知，在电源电压不变时，应减小变阻器R2的阻值，所以应将R2的滑片向上移，故C错误； D．用久后，电源电压U1会减小，由欧姆定律可知，只有当R1阻值变小时，控制电路才能达到衔铁被吸下的最小电流，结合题意可知报警时CO最小浓度比设定值高，故D正确。 故选D。 【变式6-2】（2024·江苏扬州·二模）小明观察了小区入口的车辆出入自动控制闸，发现当车牌被识别系统识别后，栏杆抬起，车辆通行。他据此设计了如图所示的结构原理模型，车牌识别成功相当于开关S闭合，已知B端悬挂的铁柱重10N。 （1）已知，当通电线圈对铁柱的磁力为10N时，栏杆刚好离开托架，则质量分布、粗细都均匀的栏杆自重为 N； （2）若长时间使用后电源电压下降，栏杆不能正常抬起。除了更换电池外，也可以将电路中滑动变阻器的滑片向 （上/下）移动。 答案： 20 上 规范解答：（1）[1]当通电线圈对铁柱的磁力为10N时，栏杆刚好离开托架，则B所受的拉力 F=10N+10N=20N 栏杆质量分布及粗细都均匀，则其重心在栏杆的中心，即重心离B的距离为AB的一半，而AO:OB=3:1，所以，重心到O点的距离为，据杠杆的平衡条件有 解得，栏杆自重G=20N。 （2）[2]要使栏杆能正常抬起，通过线圈的电流要保持不变，则线圈对铁柱的作用力保持不变，电源电压下降后，为了保持电流不变，据知，可减小电路中的电阻，所以可将滑片向上移动，让变阻器接入电路的阻值变小。 【变式6-3】（2024·江苏南京·二模）阴雨天，空气潮湿，能见度低，路面湿滑，为保证旅客上下动车时的安全，需在车门旁开启警示灯．如图甲所示是某同学为动车设计的模拟电路。电路中电源的电压为，警示灯的规格为“”，电磁铁线圈电阻忽略不计，警示灯电阻保持不变。当空气湿度达到一定程度时，警示灯发光；湿度越大，警示灯越亮，为了提高警示效果，当空气湿度达到某一值时，电磁铁中电流达到，衔铁被吸下警示灯就能不断闪烁。 （1）警示灯正常工作时的电流大小是多少？( ) （2）根据设计要求，应选择图乙中的 （选填“”或“”）做湿敏电阻，湿敏电阻应接在图甲电路中的 （选填“A”或“B”）位置； （3）当警示灯刚开始闪烁时，空气湿度为多大？较暗时的实际功率是多少？( ) （4）若想让该警示灯在空气湿度低于设定值的情况下就开始闪烁，那么可以采取的方法有 （请写出一种即可）。 答案： 1A R2 A 80％，3W 换用磁性较强的电磁铁 规范解答：（1）[1]由得，警示灯正常工作时的电流大小是 （2）[2]由图乙得，R1为定值电阻；R2的阻值随湿度增大而减小。依题意得，湿度越大，警示灯越亮，说明当湿度越大时，电路电流变大，电路电阻变小，则R2做湿敏电阻。 [3]由图甲得，衔铁没有被吸下时，警示灯与电磁铁、A、B串联；当空气湿度达到一定程度时，电路中电阻小到一定程度，电磁铁将衔铁吸合，电磁铁与A被短路，若湿敏电阻R2接在A点，此时电路中电阻突然变小，警示灯会突然变亮，吸合后电磁铁失去磁性，衔铁被弹簧弹起，R2重新接入电路中，电路中电阻变大，电流变小，警示灯变暗；若R2接在B点，衔铁被吸合前后，电路电阻不变，警示灯亮暗不变，故应将警示灯接在A位置，才能起到闪烁的作用。 （3）[4]依题意得，当警示灯刚开始闪烁时，电路电流为0.5A，由欧姆定律得，此时电路电阻为 由得，警示灯的电阻为 此时湿敏电阻R2的阻值为 由图乙得，此时空气湿度为80％。较暗时，警示灯与R2串联，此时电路电阻为 此时通过警示灯的电流为 警示灯的实际功率是 （4）[5]若想让该警示灯在空气湿度低于设定值的情况下就开始闪烁，由图乙得，此时湿敏电阻的阻值较大，电路中电阻较大，电路电流较小，通过电磁铁的电流较小，电磁铁的磁性较弱，则此时要将衔铁吸下，可以换用磁性较强的电磁铁进行实验。 考点7 电磁继电器的结构、原理与工作示意图 【典例分析】（2024·江苏扬州·模拟预测）电梯给高层住宅居民出入带来了很大的便利，出于安全考虑，电梯都设置超载自动报警系统，其工作原理如图甲所示，电路由工作电路和控制电路组成：在控制电路中，已知电源电压U=12V，保护电阻R1=100Ω，电阻式压力传感器（压敏电阻）R2的阻值随压力F的大小变化如图乙所示，电梯底架自重和电磁铁线圈的阻值都忽略不计。 (1)甲图中当电梯超载时，触点K与触点 （A/B）接触，电铃发出报警铃声，电动机不工作； (2)若电磁铁线圈电流达到30mA时，衔铁刚好被吸住，电铃发出警报声，试计算该电梯的最大载重量为 N； (3)为了增大电梯的最大载重量，可适当 （增大/减小）R1的阻值。 答案：(1)B (2)8000 (3)增大 规范解答：（1）当电梯超载时，根据图乙可知，压敏电阻阻值减小，电路中的总电阻减小，根据欧姆定律可知，电路中的电流变大，电流增大时电磁铁的磁性增强，衔铁被吸下，触点K与触点B接触，电铃发出报警铃声，电动机不工作。 （2）若电磁铁线圈电流达到30mA时，衔铁刚好被吸住，电铃发出警报声，此时控制电路的总电阻为 压敏电阻的阻值为 R2=R总-R1=400Ω-100Ω=300Ω 观察乙图可知，此时电梯的最大载重是8000N。 （3）增大电梯的最大载重量，则压敏电阻受到的压力增大，由图乙可知，压敏电阻R2的阻值减小，若维持原电路不变，由欧姆定律可知，控制电路中的电流会增大，无法达到报警的目的，为了使电路中的电流达到30mA，衔铁刚好被吸住，由欧姆定律可知，可以通过增大电阻R1的阻值来达到目的。 【变式7-1】（2024·江苏宿迁·三模）如图所示是某车间自动除尘装置的简化电路图，空气中的尘埃量较少时，光源发出的光被挡板挡住了。当空气中的尘埃量达到一定值时，由于尘埃反射，部分光越过挡板射到光敏电阻上，该光敏电阻的阻值与光照强度成反比，此时在衔铁的作用下，开启自动除尘模式。若a、b处一个是指示灯、一个处是除尘器，以下判断正确的是（　　） A．a处是除尘器，b处是指示灯 B．除尘器开始启动时，控制电路功率变大 C．当尘埃量逐渐增大时，电磁铁磁性减弱，开启自动除尘模式 D．当尘埃量逐渐减小时，电磁铁磁性增强，开启自动除尘模式 答案：B 规范解答：当空气中尘埃量达到一定值时，尘埃反射的光线增多，光照强度变大，光敏电阻阻值减小，根据欧姆定律可知，电路中的电流变大，通过电磁铁的电流变大，电磁铁磁性变强，衔铁被吸下，开启自动除尘模式，所以除尘器应接在b处。根据P=UI可知此时控制电路功率变大；同理可知，当尘埃量逐渐减小时，电磁铁磁性减弱，衔铁被拉起，关闭自动除尘模式，所以a处为指示灯。 故选B。 【变式7-2】（2024·江苏宿迁·二模）寒冬，为给刚出炕的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、热敏电阻（安装在恒温箱内）、低压电源等组成。加热电路由电源、电热丝和等组成（）。调好阻值，闭合开关，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）热敏电阻的阻值随温度的升高而 （增大/减小）； （2）将的阻值稍微调小一些，恒温箱控制的温度将 （升高/降低）。 答案： 减小 降低 规范解答：（1）[1]由图可知，当衔铁在上方时，闭合开关S2，电阻R3工作，当衔铁被吸下来时，电阻R4工作，因，由可知，电阻R3工作时是加热状态，电阻R4工作时是保温状态，由电磁继电器的工作原理可知，当衔铁被吸下时，电阻R4工作，控制电路中电阻减小，电流增大，说明热敏电阻R2的阻值随温度的升高而减小。 （2）[2]电磁铁吸引衔铁时的电流不变，控制电路电源电压不变，根据欧姆定律可知，控制电路的总电阻不变，将R1的阻值稍微调小一些，根据电阻的串联和欧姆定律可知，热敏电阻R2的阻值变大，因热敏电阻R2的阻值随温度升高而显著减小，故恒温箱控制的温度将变低。 【变式7-3】（2024·江苏常州·二模）人人可能都遇到过这样的尴尬：超市购物时，购物袋很难搓开。这时我们经常看到会有人在手指上吐一些唾沫或在购物袋上哈一口气然后再搓开，这样做既不卫生又不雅观。小许同学利用电磁继电器（线圈电阻可忽略）设计了一款自动喷水器，只要手指头伸到喷头下面，喷头就会喷水，从而使顾客轻松打开购物袋。这款喷水器用到了红外开关S，当接收到人发出的红外线时，S自动闭合。下列设计合理的是（　　） A． B． C． D． 答案：B 规范解答：A．当接收到人发出的红外线时，S自动闭合，电路中有电流通过，电磁铁产生磁性，吸引衔铁，水箱所在电路处于断路状态，不会有水喷出，故A不符合题意； B．当接收到人发出的红外线时，S自动闭合，电路中有电流通过，电磁铁产生磁性，吸引衔铁，水箱所在电路被接通，处于通路状态，有水喷出，故B符合题意； CD．当接收到人发出的红外线时，S自动闭合，开关与保护电阻并联，此时保护电阻被短路，因线圈电阻可忽略，会引起电源短路，故CD不符合题意。 故选B。 1 学科网（北京）股份有限公司 $$