专题16.2 电流的磁场-2024-2025学年九年级物理下册举一反三系列（苏科版）

专题16.2 电流的磁场 【苏科版2025】 知识汇编 1 专题01 奥斯特实验 2 专题02 改变电磁铁的磁极的方法 4 专题03 通电螺线管的磁场特点 5 专题04 通电螺线管的磁场画图 7 专题05 电磁继电器的结构与原理 8 专题06 电磁继电器的画图 9 专题07 电磁继电器的计算 11 巩固练习 17 提优练习 25 知识汇编 一、电生磁 奥斯特实验： 最早发现电流磁效应的科学家是丹麦物理学家奥斯特。 奥斯特实验： 对比甲图、乙图，可以说明：通电导线的周围有磁场； 对比甲图、丙图，可以说明：通电导线的周围磁场的方向跟电流的方向有关。 2.通电螺线管的磁场： 通电螺线管外部的磁场方向和条形磁体的磁场一样。通电螺线管的两端相当于条形磁体的两个极，通电螺线管两端的极性跟螺线管中电流的方向有关。 3.安培定则：用右手握螺线管，让四指指向螺线管中电流的方向，则大拇指所指的那端就是螺线管的N极。 解读：（1）关于通电螺线管的题目有三种类型：第一种是已知电源的正、负极和绕线方法来判断螺线管的极性；第二种是已知螺线管的极性和绕线方法来判断电源的正、负极；第三种是已知电源的正、负极和螺线管的极性画螺线管的绕线情况。解决这三种问题，应从以下几点入手：①记住常见的几种磁感线分布情况。②磁场中的小磁针静止时N极的指向为该点的磁场方向和该点的磁感线方向。③磁感线是闭合曲线：磁体外部的磁感线都是从磁体的N极出发回到磁体的S极；在磁体内部磁感线从磁体的S极出发回到N极。④对于通电螺线管关键是根据N、S极或电源的“+”、“-”极判断出螺线管的电流方向，绕时的绕线线形状应像“S”或反“S”，螺线管朝向读者的一侧应画导线，内侧不画导线，最后将导线跟电源连接成闭合电路。 二、电磁铁 定义：插有铁芯的通电螺线管。 特点：①电磁铁的磁性有无可由通断电控制，通电有磁性，断电无磁性； ②电磁铁磁极极性可由电流方向控制； ③影响电磁铁磁性强弱的因素：电流大小、线圈匝数、：电磁铁的电流越大，它的磁性越强；电流一定时，外形相同的电磁铁，线圈匝数越多，它的磁性越强。 1、 电磁继电器： 电磁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。 电磁继电器的结构：电磁继电器由电磁铁、衔铁、弹簧、动触点和静触点组成，其工作电路由低压控制电路和高压工作电路组成。 [来源: 奥斯特实验 01 【典例】（2024·湖北襄阳·一模）如图所示组装探究“电流的磁效应”实验，桌面上有一枚转动灵活的小磁针，当导线与电池触接瞬间小磁针发生偏转，则下列说法不正确的是（　　） A．触接前，小磁针静止时是因为受到地磁场的作用指南北 B．小磁针偏转后就静止不动——说明导线只在通电那一瞬间周围存在磁场 C．小磁针发生偏转——说明通电导线对小磁针有力的作用 D．当改变电池+、-极位置触接时，小磁针偏转方向也发生改变——说明通电导线周围磁场方向与电流方向有关 【变式1】（23-24九年级上·辽宁锦州·阶段练习）如题图所示，桌面上有一枚转动灵活的小磁针，静止时，小磁针 极指南；当导线与电池触接时，小磁针发生偏转；断开电路，小磁针 （选填“会”或“不会”）回到原来位置。 【变式2】（24-25九年级上·全国·课前预习）如图所示是著名的奥斯特实验。 (1)实验探究的是通电导线周围是否存在 ； (2)实验前小磁针的N极应指向地磁场的 极； (3)接通电路后，观察到小磁针发生偏转，改变导线中的电流方向，小磁针偏转方向也发生改变，这表明通电导线周围磁场的方向与 的方向有关； (4)实验中小磁针的作用是 。 【变式3】（2024·吉林长春·一模）电与磁之间存在着相互联系，彰显物理现象的对称、统一之美。 (1)如图甲所示，小雨利用干电池、导线和小磁针进行实验。通电后小磁针发生偏转，断电后小磁针复位。实验表明 ；发现这一现象的物理学家是 ； (2)小雨又将直导线绕成螺线管形状，在螺线管周围摆放了一些小磁针。通电后小磁针的指向如图乙所示，由此可看出通电螺线管外部的磁场分布情况，通电螺线管的 （选填“左”或“右”）端为北极；根据安培定则可知，电源的左端为 极。 改变电磁铁的磁极的方法 02 【典例】（24-25九年级上·全国·课前预习）关于电磁铁，下列说法中正确的是（　　） A．电磁铁内部的铁芯最好用钢材料制成 B．电磁铁的磁极不能改变 C．电磁铁磁性的强弱与通入的电流方向有关 D．电磁铁磁性的强弱与通入电流的大小有关 【变式1】（2023·陕西西安·三模）图﹣1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﹣2所示的电磁铁。下列说法正确的是（　　）    A．图﹣1中，电磁铁周围存在着真实的磁场和磁感线 B．图﹣1中，地球仪利用异名磁极相互排斥的原理悬浮 C．图﹣2中，电磁铁的上端是S极 D．图﹣2中，将电源正负极对调后，电磁铁周围的磁场方向不变 【变式2】（2023·河南焦作·二模）如图是利用磁悬浮原理浮在空中的盆栽，盆栽底部有永磁体，底座内装有电磁铁。给盆栽慢慢浇水且水没有渗出，盆栽始终处于悬浮状态，下列说法正确的是（　　）    A．盆栽受到的磁场力保持不变 B．底座对水平桌面的压强逐渐增大 C．若底座上端为N极，盆栽下端可能为S极 D．只改变底座内电流方向，盆栽还会处于悬浮状态 【变式3】（23-24九年级上·广东惠州·期末）如图是研究电磁铁磁性的电路，开关S拨到1时，滑动变阻器的滑片向右滑动时，电磁铁的磁性 （填“增强”或“减弱”），将电源的正负极对调，电磁铁的磁极 （选填“会”或“不会”）改变，开关S由1拨到2，调节滑动变阻器，使电流表示数不变，则电磁铁的磁性 （填“增强”或“减弱”）。 【变式4】（22-23九年级上·广东佛山·期末）如图所示电路，当开关闭合，变阻器的滑片向右移动时，弹簧的长度会 ；保持滑片位置不变，把电源的正、负极对调，弹簧的长度会 （以上两空均选填“变长”、“不变”或“变短”），且铁芯对地面的压强会 （选填“增大”、“减小”或“不变”）。 通电螺线管的磁场特点 03 【典例】（24-25九年级上·云南保山·期中）同学们在课堂上探究了一些与磁相关的小实验。如图甲所示，小芳在做通电螺线管的外部磁场的探究，她把一个小磁针放在桌面上，小磁针静止时指向南北方向，将通电螺线管靠近该小磁针后，发现小磁针发生偏转，说明通电螺线管周围存在磁场；探究完通电螺线管周围存在磁场的特性后，她想借助如图乙所示的装置来探究通电螺线管外部磁场方向与电流方向是否有关? 先闭合开关，小磁针偏转方向如图所示，则她接下来应该进行的操作是 ，若出现 的现象，则说明通电螺线管外部磁场方向与电流方向有关。 【变式1】首先发现电流磁效应的物理学家是 。如图所示A、B、C三点中磁场最弱的是 点；根据通电螺线管周围磁感线方向，可判断电源的左端是 极。 【变式2】（2024·河北邯郸·模拟预测）小明同学在做“探究通电螺线管外部的磁场分布”实验时，在嵌入螺线管的纸板上均匀撒满细铁屑，并在螺线管的旁边放两个小磁针，如图所示。 (1)给螺线管通电并 纸板，观察铁屑的排列情况。 (2)根据图中两个小磁针静止时N极的指向可知，通电螺线管的左端是 极。 (3)小明还想探究通电螺线管的磁极与电流的方向是否有关，接下来的操作是 。 (4)实验时发现通电螺线管周围的磁场比较弱，实验现象不太明显，想要增强通电螺线管周围的磁场强度，在不更换螺线管的前提下，可行的方法是 。 【变式3】（24-25九年级上·全国·课后作业）在探究“通电螺线管外部磁场分布”的实验中，开关断开时小磁针甲、乙的指向如图所示，当开关闭合时，通电螺线管有磁性，则下列说法正确的是（　　） ①通电螺线管左侧为N极 ②小磁针甲偏转，小磁针乙不偏转 ③小磁针乙偏转，小磁针甲不偏转 ④滑动变阻器滑片P向左滑动时，通电螺线管磁性逐渐减弱 ⑤为了使实验现象更明显，可以在螺线管中插入一根铝棒 ⑥当断开开关后，螺线管磁性增强 A．①② B．③⑤ C．②⑥ D．③④ 通电螺线管的磁场画图 04 【典例】（24-25九年级上·黑龙江哈尔滨·阶段练习）根据图中磁感线的分布标出电源的正极及磁感线A点的方向。 【变式1】（2024·四川乐山·模拟预测）请利用图中给出的信息，在图中标出电源的正极、小磁针的S极，并用箭头标出磁感线的方向。 【变式2】（23-24九年级上·河南郑州·期末）如图甲所示是同学们自制的一个电磁秋千玩具，闭合开关，推动一下装有永磁体的卡通小人，它在电磁铁排斥作用下来回摆动。请在图乙所示的简图中标出电源的正负极（用“+”“﹣”表示）。 【变式3】（23-24九年级上·辽宁沈阳·阶段练习）如图所示，闭合开关后，条形磁体向左偏。请在括号内标出：通电螺线管左侧是“N”还是“S”极。 电磁继电器的结构与原理 05 【典例】（24-25九年级上·河北廊坊·阶段练习）如图所示的是某道路限载报警器的工作原理图。电源电压不变，是力敏电阻，其阻值随压力的变化而变化。闭合开关S，当车的质量超过限载质量时，电磁铁吸下衔铁，电铃响。根据不同的路面，可以改变滑动变阻器滑片P的位置，来设定不同的限载质量。由此可知：力敏电阻的阻值随压力的增大而 ，若要提高设定的限载质量，应将滑片P向 移动。 【变式1】（2024·江苏苏州·二模）夏天的紫外线较强，人们在户外活动时间过长，会造成皮肤灼伤，甚至诱发皮肤癌。湾湾利用紫外光敏电阻对紫外线较灵敏的性质，设计了如图所示电路。当户外紫外线增强到设定值时，S2闭合，电动机转动，遮阳棚上防紫外线的遮阳布展开。 (1)电磁铁的上端为 极，为满足要求光敏电阻阻值随光的增强而 （选填“增大”或“减小”）；调试时发现，当户外紫外线增强到设定值时，S2仍未闭合。为了达到设计要求，需要把滑动变阻的滑片P向 （填“左”或“右”）移动； (2)从安全用电的角度分析，进户线a应该是 线。 【变式2】（2024·海南海口·模拟预测）如图是某动物饮水机内监测水量的装置模型，水量表是由 ，（选填“电流表”或“电压表”）改装的。当水量较低时，指示灯会亮的是 。 【变式3】（24-25九年级上·江苏南京·阶段练习）如图所示，R为压强电阻，其电阻与压强成正比例，当压强为100Pa时，电阻为10Ω，R0为改版滑动变阻器，一共有三个挡位，有实际阻值的有2段，每段的阻值为20Ω，电磁铁阻值为10Ω，当电流不低于600mA时，电磁铁工作，下方电路断开，U1为12V，当压强过大时，红灯绿灯一起亮，当压强处于正常值时，只有绿灯亮，每个灯泡的额定电压是12V，额定电阻为12Ω。 (1)绿灯和红灯应分别接在 、 （填“AB”或“CD”）处。 (2)当压强等于600Pa，滑动变阻器位于最后触点时，电磁铁工作，则U为多少？ (3)若将滑动变阻器调至第一触点，则刚好红灯亮起时R受到的压强为多少？若接触面积为10cm2，则物重G为多少？ (4)若想要提高红灯刚好亮起时所需的压强，则可以 、 。 电磁继电器的画图 06 【典例】（2024·陕西渭南·一模）如图甲是物理创新小组设计的“闯红灯违规模拟记录器”，控制电路电源电压为6V，电磁继电器的电阻忽略不计，R0是阻值为10Ω的定值电阻。R为压敏电阻，其阻值大小随压力F的变化关系如图乙所示。当光控开关接收到绿光时断开，工作电路中指示灯亮，电控照相机不工作，当光控开关接收到红光时自动闭合，且当压敏电阻受到车的压力增大到一定数值，控制电路中电流等于或大于0.06A时，电控照相机开始拍照。下列说法中错误的是（　　） A．a处是指示灯，b处是电控照相机 B．当控制电路中电流等于0.06A时，闯红灯的车对压敏电阻的压力为4×103N C．当重为1.2×104N的车阁红灯时，控制电路消耗的总功率为0.9W D．若使质量较小的车闯红灯也能被拍下，可以适当减小线圈的匝数 【变式1】（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． 【变式2】（23-24九年级下·河南洛阳·阶段练习）请用下图设计一个温度自动报警器，要求正常情况下绿灯亮，当温控箱内温度升到一定温度时，红灯亮（绿灯灭）。 【变式3】（2024·河南安阳·一模）在如图所示的继电器上加一个开关并把电源连在电路里，使它成为一个电铃。这样的电铃没有铃碗，通常叫蜂鸣器。 【变式4】（22-23九年级上·江西赣州·阶段练习）小明同学利用如图所示的器材，为三防指挥部设计了一个水位自动报警器：当水位尚未达到金属块A所在的高度时，工作电路中绿灯L1亮，表示水位正常；当水位达到A高度时（河水含有杂质，属于导体），红灯L2亮（发出报警信号）。L1、L2的额定功率均为2W。 （1）请按照上述要求将图中的电路连接完整； （2）若绿灯L1的灯丝断了，装置其它元件正常，当水位达到A高度时，红灯L2能不能亮？ （3）这个报警器正常工作2h，绿灯L1和红灯L2总共消耗的电能是多少kW•h？ 电磁继电器的计算 07 【典例】（2024·广东·中考真题）我国载人潜水器“奋斗者”号突破万米深潜，潜水器内氧气浓度过低会影响内部人员的生命安全。氧气可通过电解水的方式来制备。某科创小组设计了氧气浓度报警装置，其简化电路（未连接完整）如图甲所示。气敏箱可等效为一个电阻，其阻值R与氧气浓度c的关系如图乙所示。闭合开关，当氧气浓度时，绿灯正常发光；当时，红灯正常发光。已知电源电压及两灯的额定电压均为4.8V，电磁铁线圈的电阻忽略不计。 （1）“奋斗者”号下潜过程中，受到海水的压强变 ； （2）电解水制备氧气的过程中，电能主要转化为 能； （3）图甲中的A灯为 （选填“红”或“绿”）灯； （4）闭合开关S，当时，通过电磁铁线圈的电流为 A； （5）请根据文中信息，用笔画线代替导线，将图甲所示电路连接完整，要求导线不能相交（为接线柱）。 【变式1】（2024·四川成都·二模）成都地铁线路四通八达，地铁已成为成都市民出行的主要交通工具。小蒲同学每天乘坐地铁上学，他看到地铁站的扶梯没有人站在上面时扶梯运行缓慢，有人站上面扶梯会加速到正常运行。为了弄清其中的奥秘，小蒲尝试设计了图甲所示电路来研究扶梯的工作原理。 （1）为了实现电梯无人时低功率运行，有人上扶梯时扶梯自动调整为正常运行模式，则当有人靠近雷达传感器R0时，R0的阻值应该 ； （2）若只将图甲中控制电路的雷达传感器安装在扶梯入口处，这种设计将 实现扶梯上有人时正常运行，无人时便缓慢运行（选填“能”或“不能”）； （3）已知自动扶梯正常运行时的平均功率为11kW，扶梯缓慢运行时的功率为正常运行时平均功率的，扶梯每天凌晨6：00开机，晚上24:00停止运行，设扶梯每天载客正常运行时间为开机总时间的，则一部扶梯每天消耗电能为 ； （4）通过观察，小蒲发现，上班高峰期扶梯上挤满了人，小蒲觉得电路中一定还有其他巧妙的设计，于是小蒲和他的小伙伴重新设计了如图乙所示的电路，你认为合理的是 。 A．R3可能是压力传感器，且压力越大，传感器电阻越大 B．R3可能是压力传感器，且压力越大，传感器电阻越小 C．因为扶梯的速度不变，所以电动机的功率与扶梯上站的人的多少无关 D．为了提高雷达探测人群的灵敏度，可以将R2的滑片向右滑动适当距离 【变式2】（23-24九年级下·广东广州·阶段练习）校园清扫车大大提高了工作效率，如图甲所示，若该车重为6×104N，车轮与地面的总接触面积为1000cm2。在平直水平道路上匀速行驶了100s，通过了300m的路程。若汽车受到的阻力为重力的0.1倍。 （1）求清扫车对地面的压强； （2）求清扫车在如上所述匀速行驶300m过程中，牵引力所做的功； （3）如图乙是小明为该车设计的转向指示灯电路，L1表示左灯，L2表示右灯，R0为保护继电器的电阻，当单刀双掷开关S与“1”接通时，左转指示灯L1将会亮暗交替闪烁，请用笔画线完成电路的连接。 【变式3】（21-22九年级下·广东湛江·阶段练习）珠海的春季，天气潮湿，需要除湿，简化后的电路图如图2所示。控制电路中的电源电压U1＝12V，调控电阻R0的阻值范围为0~1000Ω，R为装在除湿器内的湿敏电阻，其阻值随相对湿度φ（空气中含有水蒸气的百分比，单位为：%RH），L为磁控开关，当湿敏电阻R的阻值发生变化时，当电流大于或等于20mA时，L的两个由磁性材料制成的弹片具有了磁性并相互吸合U2＝220V，Rg为保护电阻，磁控开关L的线电阻不计。问： （1）当S接通时，可判断出图2中线圈上端P的磁极是 极； （2）磁性弹片可能是下列哪些材料组成 ； A．钴、锌    B．铁、铝    C．钴、镍    D．铁、钢 （3）开关S闭合后，磁控开关L的两个弹片在一定条件下相互吸合，涉及的知识有 ； A．电流的磁效应 B．通电导体在磁场中受力的作用 C．磁化 D．磁极间相互作用 （4）由图3可知，湿敏电阻R的阻值随着相对湿度的增加而 ；在磁控开关L闭合条件不变的情况下，若要早点开始除湿，则应将控制电阻R0 （两空均选：变大/变小）； （5）因实验室内有较敏感的器件，要求相对湿度控制在45%RH以内，则调控电阻R0的阻值不能超过 Ω； （6）若除湿过程中工作电路的总功率为1100W，保护电阻Rg＝4Ω，压缩机功率是 W。 【变式4】（2022·广东佛山·三模）车辆超载是造成公路桥梁损坏的重要原因，因此限制车辆超载有着重要意义。 某物理兴趣小组设计了一个“汽车超载记录器”原理图，如图甲。图中使用了一个水平杠杆OAB，O为支点，OA：AB＝1：9。R为压敏电阻，其所受压力与电阻的关系如图乙所示。已知变阻器R1规格为“50Ω 2A”，电磁继电器线圈电阻忽略不计，当通过线圈的电流达到0.1A时，电磁继电器的衔铁被吸下。    （1）检测时，杠杆A点受到压力与压杆对压敏电阻压力之比为 ； （2）将图甲连接完整。要求：未超载，绿灯亮：超载，红灯亮，拍照，记录违法行为，红灯与相机需独立工作 ； （3）在某路段限重20t。当车辆刚好达20t时，压敏电阻阻值为 Ω，计算可知此时控制电路电压U的取值范围是 ； （4）若给控制电路提供了恒为5V的电压，其他条件不变的情况下，则该报警器能设置的最低限载是 t； （5）某些主干道抗压能力较好，允许通行质量更大车辆，需适当调高限载，下列措施可行的是 。（多选） A．适当增大R1阻值 B．减小电磁铁线圈匝数 C．适当减小控制电路电源电压 D．B点左移 【变式5】（22-23九年级上·河南周口·期末）科技小组的同学设计了如图甲所示的恒温箱温控电路，它包括控制电路和受控电路两部分，用于获得高于室温、且温度在一定范围内变化的“恒温”。其中控制电路电源电压U=36V，R为可变电阻，Rt为热敏电阻（置于恒温箱内），热敏电阻阻值随温度变化的关系如图乙所示，继电器线圈电阻R0=50Ω，已知当控制电路的电流达到0.04A时，继电器的衔铁被吸合；当控制电路的电流减小到0.036A时，衔铁会被释放。加热器的规格是“220V 1000W”，恒温箱内部空间大小是2m3，空气的密度ρ空=1.30kg/m3，空气的比热容c空=1×103J/（kg•℃）。 （1）若要使恒温箱内可获得上限为100℃的“恒温”，可变电阻R应调节为多大？ （2）加热器产生的热量有80%转化为恒温箱内空气的内能，若使恒温箱内空气温度从25℃升高到65℃，加热器需正常工作多长时间？    巩固练习 一、单选题 1．（2024·福建福州·二模）在科学探索的道路上，有众多的科学巨人披荆斩棘，铺路架桥，为后人留下了丰硕的知识园地、科学的探究方法及不朽的科学精神。对理想斜面的研究采用把实验和逻辑推理相结合的方法的科学家是（　　） A．牛顿 B．托里拆利 C．伽利略 D．奥斯特 2．（2024·宁夏中卫·三模）小明在科技创新大赛中制作了水位自动报警器，原理图如图所示。当水位达到金属块A时，则（    ） A．两灯都亮 B．两灯都不亮 C．只有绿灯亮 D．只有红灯亮 3．（2024·福建南平·二模）如图，一条形磁铁放在水平桌面上，电磁铁固定于条形磁铁附近并正对条形磁铁。开关闭合前后，条形磁铁均处于静止状态。下列说法中正确的是（　　） A．闭合开关前，条形磁铁受到桌面向左的摩擦力 B．闭合开关后，电磁铁的左端为N极，右端为S极 C．闭合开关后，条形磁铁受到桌面向右的摩擦力 D．闭合开关后，滑片由b向a移动过程中，条形磁铁受到的摩擦力变大 4．（2024·江苏连云港·一模）如图所示是根据螺线管中电流的方向判断螺线管的极性，其中正确的是（　　） A． B． C． D． 5．（2024·湖北孝感·模拟预测）智能机器人是人类的重要发明，机器人离不开电动机。如图下列实验，能说明电动机工作原理的是（    ） A． B． C． D． 6．（2024·云南德宏·一模）下列用电器，利用电流磁效应工作的是（　　） A．电冰箱 B．洗衣机 C．电磁铁 D．电熨斗 7．（2023九年级上·湖南衡阳·竞赛）如图所示，弹簧测力计下挂着条形磁铁。开关S拨在触点“2”位置且电流表示数为。要使弹簧测力计的示数变小，下列方法能实现的是（    ） A．滑片P向a端滑动 B．将铁芯从螺线管中取出 C．将S拨到“3”位置，并通过调节仍使电流表示数为 D．将S拨到“1”位置，并通过调节仍使电流表示数为 8．（23-24九年级下·江苏南通·阶段练习）如图是磁悬浮地球仪，上方“地球”中有一个永磁体，底座中有一个电磁铁。下列叙述正确的是（    ） A．“地球”的重力与底座对“地球”的斥力是相互作用力 B．水平木桌对底座的支持力和底座的重力是平衡力 C．电磁铁的电源电压降低，“地球”仍然悬浮时，其受到的斥力比电压降低前小 D．电磁铁的电源电压降低后，底座对木桌的压力始终等于木桌对底座的托力 9．（24-25九年级上·全国·课后作业）如图，是一个光敏电阻，光敏电阻的阻值随光照强度的增加而减小。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．路灯发光时把电能全部转化为光能 D．控制电路电源电压减小后，傍晚时路灯比原来早一些亮 10．（23-24九年级上·江苏宿迁·期末）如图是汽车启动原理图，汽车启动时需将钥匙插入钥匙孔并旋转（相当于闭合开关），根据电路图，下列说法正确的是（　　） A．电磁铁是根据电磁感应原理制成的 B．工作时，电磁铁的上端为S极 C．电动机的工作电压比电磁铁的工作电压低 D．电磁铁通电时，吸引上方的衔铁，触点A、B接触，汽车启动 11．（2022·江苏常州·一模）如图是某保密室的防盗报警电路，当有人闯入保密室时会使开关S闭合，下列说法正确的是（　　） A．电磁继电器与发电机工作原理相同 B．电磁继电器与电动机工作原理相同 C．当有人闯入保密室时，b灯亮 D．电磁铁工作时，上端为S极 二、填空题 12．（23-24九年级下·重庆渝北·自主招生）丹麦物理学家 通过实验发现了通电导体周围存在磁场。电流周围磁场的方向与 有关。 13．（23-24九年级上·辽宁沈阳·阶段练习）奥斯特实验证明：通电导线的周围存在着 ，磁场的方向跟 的方向有关，这种现象叫做电流的磁效应。 14．（2024·黑龙江哈尔滨·二模）如图将一根直导线沿南北方向水平放置在静止的小磁针正上方，当接通电源时小磁针偏转，表明 。改变直导线中的电流方向，小磁针偏转方向也随之改变，表明 。 15．（24-25八年级上·全国·课后作业）小明拿到一个电源，但是正负极的标识由于磨损变得模糊不清，于是设计了如图所示的三个实验探究电源的正负极。如图甲所示，小磁针静止在通电螺线管左侧，其N极指向右侧，故电源的正极在 侧；如图乙所示，闭合开关后二极管发光（二极管具有单向导电性，只允许电流从正极向负极通过，不允许电流反方向通过），由此判断电源的右边是 极，二极管是由 （选填“导体”“半导体”或“超导体”）制成的；如图丙所示，闭合开关，发现电压表的指针出现反偏现象，可能的原因是 。 16．（2024·山东济南·二模）电源正负极的符号看不清了，小宇在该电源上接入螺线管，在螺线管一端放置一个能自由转动的小磁针（黑色端是N极），闭合开关S后，小磁针指向如图所示，则A为电源的 极（选填“正”或“负”），这一方案利用了电流的周围存在 的原理。 17．（21-22九年级上·海南海口·期末）如图为一款“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，R₁为定值电阻，R2为光敏电阻，其阻值随光照强度而变化。R2的阻值应随光照强度的增大而 （选填“增大”、“不变”或“减小”），当R₂的阻值增大时，灯L （选填“发光”或“熄灭”）。 18．（2024·陕西汉中·二模）现在医学上使用的心肺机的功能之一是用“电动泵”替代心脏，推动血液循环。如图所示，当线圈中的电流从a流向b时，电磁铁的左端为 （选填“N”或“S”）极，此时活塞将向 （选填“左”或“右”）运动，促使血液流动。若使通过电磁铁的电流增大，电磁铁的磁性将 （选填“增强”或“减弱”）。 19．（23-24九年级上·河南商丘·阶段练习）如图所示，小明利用电磁继电器设计了一个水位自动报警装置。当水位未达到金属块M时，灯泡不亮。水位达到金属块M时，灯泡亮，则接线柱C应与 （选填“A”或“B”）相连，已知灯泡的规格为“12V 6W”，灯泡正常发光时的电流是 A。    三、作图题 20．（2024·山东东营·中考真题）闭合开关，通电螺线管附近小磁针的N极指向如图所示，请在图中括号内标出电源的“+”“-”极。 21．（2024·新疆昌吉·模拟预测）根据图中小磁针的指向，请标出通电螺线管的极性和电源的正负极。 22．（23-24九年级上·河北秦皇岛·期末）如图所示，根据小磁针静止时的指向（黑色为N极），请标出：1.磁感线的方向；2.电源的正负极。 23．（2024·陕西渭南·一模）按要求完成作图 (1)请在图中，标出通电螺线管的N极和A点的磁感线方向。 (2)请在图括号中标出小磁针静止时的磁极名称和电源右端的“＋”极或“-”极。 四、实验题 24．（23-24九年级上·山东青岛·阶段练习）电生磁实验； (1)如图甲所示为奥斯特实验装置，接通电路后，观察到小磁针偏转，说明 ，改变直导线中电流方向，小磁针的偏转方向发生改变，说明 ； (2)用如图乙所示的装置“探究通电螺线管外部磁场的特点”： ①闭合开关，将小磁针放在螺线管周围的不同位置，观察小磁针静止时 极的指向，可以判断小磁针所在位置的磁场方向； ②在固定螺线管的光滑板面上均匀地撒上铁屑，铁屑有序排列成许多条曲线，由此可以看出螺线管周围的磁场和 周围的磁场相似； (3)在探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”的实验中，同学们用相同的大铁钉制成了简易电磁铁甲、乙，并设计了如图所示的电路。当滑动变阻器向左移动时，电磁铁甲、乙能够吸引大头针的个数将 （填“增多”或“减少”），说明电流越 ，电磁铁磁性越强。根据图示可知，电磁铁 （填“甲”或“乙”）的磁性强。 25．（24-25九年级上·云南曲靖·期中）在“探究通电螺线管外部磁场分布”的实验中： (1)当闭合开关S后，小磁针会发生偏转，说明通电螺丝管周围存在 ，实验时同学们发现小磁针偏转不明显，为了增大通电螺线管的磁性，可行的操作是 （任写一条）。 (2)用铁屑来做实验，得到了如图乙所示的情形，由此可看出通电螺线管外部的磁场与 磁体的磁场相似，为描述磁场而引入的磁感线 （选填“是”或“不是”）真实存在的。 (3)同学们改变电源方向，发现小磁针转动180°，南北极所指方向发生了改变，由此可知：通电螺线管外部磁场方向与螺线管中的 方向有关。 (4)由安培定则可知丙图中S闭合后，螺线管的左端为 极。 (5)磁悬浮列车是利用电流的磁效应来 （选填“增大”或“减小”）摩擦力的，丹麦物理学家 最先发现电流的磁效应原理。 提优练习 一、单选题 1．（2024·山东淄博·中考真题）心肺机用“电动泵”替代心脏，推动血液循环，“电动泵”的工作原理如图所示，将线圈ab固定在活塞一端，利用其与固定磁铁间的相互作用带动活塞运动，从而使血液定向流动。阀门都只能单向开启，反向则封闭管路，当线圈中的电流从a流向b时，下列说法正确的是（   ） A．线圈周围有磁场和磁感线 B．线圈左端是N极 C．活塞将向左运动 D．此时“电动泵”处于送血状态 2．（2024·河南新乡·三模）如图为家庭电路中空气开关的原理图，P为电磁铁，Q为衔铁，下列分析正确的是（　　） A．空气开关跳闸，一定是电路的总功率过大 B．电流过大时，图中P的磁性增强，吸引Q向左偏转，弹簧拉起S切断电路 C．将电饭锅接入三孔插座，将电饭锅的金属外壳与零线相连 D．图中P的左端为N极 3．（23-24九年级上·山东东营·阶段练习）如图所示，是巨磁电阻特性原理的示意图，其中GMR是一个巨磁电阻，其阻值随磁场的增强而急剧减小，闭合开关S1、S2，下列说法正确的是（　　） A．电磁铁的右端为S极 B．当滑片P向右滑动时，电磁铁磁性增强 C．当滑片P向左滑动时，巨磁电阻的阻值增大 D．当滑片P向左滑动时，指示灯变暗 4．（2024·山东济宁·二模）下列实验与对应分析正确的是（    ） A．甲图，用丝绸摩擦过的玻璃棒靠近细小的水流，水流弯曲，说明异种电荷相互吸引 B．乙图，给电流表串联一个二极管，可以防止因接错正负接线柱而损坏电流表 C．丙图，闭合开关发现两只灯泡亮度不同，是由于电压不同导致的 D．丁图，闭合开关将滑片P向左移动，弹簧测力计的示数将变小 5．（2024·山东德州·二模）如图所示是一个利用电磁继电器的温度自动控制装置。关于该装置，下列说法正确的是（　　） A．装置中的温度计主要起测量温度的作用 B．电铃响说明温度低于85℃ C．电磁继电器中电磁铁是利用电流的热效应来工作 D．灯亮说明温度低于：85℃ 6．（2024·湖北武汉·模拟预测）实践活动小组的同学，在商场看到了一种智能电梯，如图甲所示。当无乘客乘坐电梯时，电动机功率较小，以低速运转，电梯以较小的速度上升；当有乘客乘坐电梯时，电动机功率较大，以高速度运转，电梯以较大的速度上升。他们利用所学过的知识设计了一个能实现智能电梯上述功能的模拟电路，如图乙所示。其中M为带动电梯运转的电动机，为定值电阻，R为阻值随所受乘客对其压力大小发生改变的压敏电阻，线圈可看作定值电阻，两个电源两端的电压均保持不变。关于这个电路，下列说法中正确的是（    ） A．当有乘客站在电梯上时，R的阻值变大 B．当有乘客站在电梯上时，衔铁上的动触点与触点1接触 C．若适当减小的阻值，可减小无乘客时电动机消耗的电功率 D．当有乘客站在电梯上时，电磁铁线圈的耗电功率变大 7．（2024·陕西宝鸡·二模）纯电动汽车是一种采用蓄电池作为唯一动力源的汽车。电池的安全性主要体现在对其温度的控制上，当某组电池温度过高时，立即启动制冷系统进行降温。图甲是小明设计的模拟控温装置示意图，电磁继电器与热敏电阻、滑动变阻器串联接在电压为6V的电源两端。当电磁铁线圈（电阻不计）中的电流大于或等于25mA时，衔铁被吸合。热敏电阻置于温度监测区域，其阻值与温度t的关系如图乙所示，滑动变阻器的最大阻值为200Ω。下列说法正确的是（　　） A．当开关S闭合时，电磁铁上端为S极 B．图甲中应将b端与a端相连 C．若设置电池温度为60℃时启动制冷系统，则滑动变阻器接入电路的阻值应为170Ω D．该电路可设置启动制冷系统的最高温度是70℃ 8．（2024·陕西商洛·二模）科创小组为仓库的制冷系统设计的自动启动装置的简化电路图如图-1所示，其中R1为热敏电阻，其阻值随温度的变化如表所示，滑动变阻器的最大阻值为20Ω，电磁铁的线圈电阻不计，控制电路的电源电压调为U0=6V。闭合开关S，滑动变阻器处于最大阻值，当温度达到28℃时，电磁铁把衔铁吸下，接通工作电路，制冷系统单独工作40min，如图-2所示的家用电能表指示灯闪烁了5000次，下列说法正确的是（    ） 温度/℃ 阻值/Ω 22 620 25 600 28 580 31 560 34 540 37 520 40 500 A．控制开关S闭合时，接线柱b应与a相连 B．制冷系统启动时，控制电路中的电流为0.1A C．制冷系统单独工作时的实际功率为2500W D．若想将制冷系统的启动温度升高到31℃，则控制电路中电源电压最小为5.4V 二、填空题 9．（24-25九年级上·云南曲靖·阶段练习）小军同学坐客车去我区某景区旅游，在旅途中，他发现安装了“海燕系统”，该系统具有追踪、抓拍及人脸识别功能，如图甲所示，系统摄像机的镜头是 透镜；小军又做了如图乙所示的实验，当开关闭合时，在滑片P向左移动的过程中，条形磁铁上方弹簧测力计的示数将 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。   10．（23-24九年级上·山东淄博·阶段练习）如图所示为电磁继电器，闭合开关S，电磁铁的上端为 极， （填“灯”或“电动机”）开始工作。 11．（24-25九年级上·全国·课后作业）螺线管是汽车启动器的一个重要部件，驾驶员转动钥匙发动汽车时，相当于给螺线管通电。如图所示，螺线管的左端为 极，小磁针的左端为 极，A为电源的 极。若调换电源的正负极，小磁针的指向 （选填“会”或“不会”）发生改变。 12．（24-25九年级上·全国·课后作业）科学家发现两根平行导线通电后有如图所示的现象（图中实线、虚线分别表示通电前、后的情况）。 (1)由图可知，两平行通电导线之间有力的作用．当通入的电流方向相同时，导线相互 ；当通入电流方向相反时，导线相互 ； (2)判断通电直导线周围磁场方向的方法是：用右手握导线，大拇指指向电流方向，则四指环绕的方向就是通电直导线周围的磁场方向．根据这个方法，请你判定甲图中导线a在靠近导线b一侧产生的磁场方向为垂直于纸面 （选填“向里”或“向外”）； (3)由此可知：与磁体之间的相互作用一样，电流之间的相互作用也是通过 来实现的。 13．（23-24九年级上·海南省直辖县级单位·期末）如图所示是某科技小组设计的一种温度自动控制报警装置电路图，当温度达到90℃时，报警装置就 （选填“会”或“不会”）响铃，同时 灯亮。 14．（2024·广东东莞·二模）某些商场里的自动扶梯在无人和有人乘坐时运行速度不同，从而节约电能。小明根据所学的知识，画出如图所示的电路（R是一个压敏电阻）。小明分析：电磁铁上端为 极，当人站在电梯上，压敏电阻的阻值减小，电磁铁磁性变强，衔铁与触点2接触，电梯运行速度变 （选填“快”或“慢”），人站在电梯上匀速上升时重力势能 （选填“变大”、“变小”或者“不变”）。 15．（2024·黑龙江牡丹江·一模）人工心脏泵可短时间代替心脏工作，如图是该装置的示意图。磁体固定在左侧，线圈AB固定在用软铁制成的活塞柄上（相当于一个电磁铁），活塞筒通过阀门与血管相通。阀门S1只能向外开启，S2只能向内开启。线圈中的电流从A流向B时，电磁铁左端是 极，血液会 （选填“流入”或“流出”）活塞筒。当线圈AB中的电流方向 （选填“改变”或“不改变”）时，该装置能正常工作。 16．（2024·四川绵阳·模拟预测）妈妈买了个带调温的养生壶，如图所示，R1、R2为加热电阻，电磁铁控制电路中的R3为热敏电阻，R4为定值电阻。若电水壶高温挡功率为1000W，低温挡功率为80W。当设置温度为50℃煲汤时，养生壶先使用加热挡工作，此时动触点D与 （上/下）方两个触点相接触。将水加热至100℃后切换成保温挡，水温逐渐降低到50℃时再次切换到加热挡将水温提高，如此往复，若控制电路的电源电压为8V，R3的阻值与温度成反比，继电器线圈电阻忽略不计。当电磁铁线圈电流大于等于0.02A时继电器吸合，则电阻R4的阻值为 Ω。 三、实验题 17．（24-25九年级上·广东中山·期中）节假日，五颜六色的小彩灯给广场增添了热闹的气氛。在很多的城市中，许多的大型商场超市等等都会有这些彩灯来进行装饰，如图所示： (1)一串小彩灯的灯泡有22只，这么多的小彩灯是如何连接的呢?小杜同学在市场上买了串小彩灯，按下列步骤进行实验探究：把所买的这串小彩灯接入电路，闭合开关后发现所有的小彩灯均发光。取下任意一盏小彩灯，闭合开关后发现全部小彩灯均不发光。根据上述实验现象可知每盏小彩灯间是以 方式连接的。当这串小彩灯正常工作时，用电流表测出电源插头处的电流为220mA，则经过第10盏小灯的电流为 A；则经过前面20盏小灯的总电流为 A。 (2)双金属片也称热双金属片，已知铜的热膨胀程度大于铁的热膨胀程度，当温度升高时，双金属片向膨胀程度小的一侧弯曲，则温度降低时，金属片将向 （选填“铜”或“铁”）片方向弯曲； (3)小杜想设计如图乙所示的双金属片自动温度报警电路，当室温过高时红灯亮，室温过低时绿灯亮，请你帮小杜连接电路 。 18．（24-25九年级上·全国·课后作业）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，观察到小磁针顺时针偏转。 (1)实验中小磁针的作用是 ，这里用到的研究方法是 ； (2)该实验说明通电导线周围存在 ，这种现象称为电流的 效应；此现象最早是由物理学家 发现的； (3)断开电路，小磁针 （选填“会”或“不会”）回到原来位置。小明在其他实验条件不变的情况下，改变通电直导线的电流方向，闭合开关后，小磁针将 （选填“顺时针转动”“逆时针转动”或“静止不转动”）； (4)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； (5)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”）；若将小磁针由通电直导线下方移至直导线上方，小磁针偏转的方向 （选填“会”或“不会”）改变。 19．（24-25九年级上·全国·课后作业）小红和小刚在做探究电磁铁的磁性跟哪些因素有关的实验时，作出了如下猜想： 猜想A：电磁铁通电时有磁性，断电时没有磁性 猜想B：通电的电磁铁的磁性与线圈的匝数有关 猜想C：通电的电磁铁的磁性与电流大小有关 为了验证上述猜想是否正确，小红和小刚共同设计了以下实验方案：用漆包线在大铁钉上绕制若干圈，制成简单的电磁铁。实验中观察到的现象如图a、b、c所示，请你完成如下填空： (1)通过观察电磁铁吸引大头针数目多少的不同，来判断它的 ；请写出一个运用此实验研究方法的实验名称： （合理即可）； (2)通过比较 两种情况，可以验证猜想A是正确的； (3)图c中甲、乙串联的目的是 ；通过比较c中甲、乙两电磁铁，可得实验结论： ； (4)实验中，大头针的下端都是分开的，原因是 ； (5)小红在做如图b实验时，拿一根铜钉代替大铁钉，会发现铜钉不能吸引大头针，这是因为 ； 拓展设问 (6)用实验器材组成了如图所示的实验电路，分别连接电磁铁线圈的接线柱a、c，并调节滑动变阻器控制电流不变，可以发现接 （选填“a”或“c”）柱时，大铁钉下方吸引大头针较多。 20．（2024·江苏无锡·模拟预测）为了检测传送带上的物体是否超长，某小组设计了如图所示的装置．接a，控制电路启动，电路中电源电压恒为3V．激光发射器发出的激光不被物体遮挡时能够照射到光控开关．线圈中电流时，吸下衔铁，触点D接通，线圈中无电流时，衔铁释放，触点C接通，工作电路中电源1电压恒为6V．光控开关被绿灯、红灯发出的光照射时闭合，热敏材料受热弯曲后断开电路，红灯、绿灯（两灯电阻都恒定）均不亮时，光控开关断开，传送带停下，方便取下超长物体，根据以上文字及图表中信息，回答问题： 热敏材料信息 电阻 5Ω（恒定不变） 质量 1g 比热容 特性 短时间内温度上升10℃（或更高）时，会发生弯曲（通电时不考虑热损失）：假设传送带上放上相邻两个物体的时间间隔内，热敏材料恢复形变，降至室温。 (1)热敏开关由热敏电阻组装而成，热敏电阻由 材料制成（选填“导体”“半导体”或“绝缘体”）． (2)光控开关被激光照射时，处于 （选填“闭合”或“断开”）状态． (3)调试时，电源2电压恒为3V，断开，拨至b处，调节直至电流表示数为 (4)将阻值调整为2Ω，红灯亮时，至少通电 秒，热敏材料自身发热导致会发生弯曲，若传送带的速度调为0.5m/s，则设定物体长度不超过 m． (5)为减小设定长度，正确方法有______．（可能有多个选项） A．减小 B．增大 C．减小 D．减小传送带速度 21．（2024·陕西渭南·一模）电饭锅的发热板中间安装有磁钢限温器可防止干烧，这个限温器里面有感温磁钢和永久磁铁。当水煮干后，温度升到103℃时，限温磁钢磁铁磁性下降，永久磁铁被里面的弹簧下压而分开，切断电路，停止加热。它充分利用了磁铁的磁性随温度发生变化的原理制成的，那么磁体的磁性强弱与温度有怎样的关系呢？ 探究小组的同学设计了如图甲所示的装置进行探究。 (1)实验过程中通过观察 反应磁体磁性的强弱。 (2)探究小组的同学进行了实验，并记录了加热时间和掉落的铁钉数如下表： 加热时间/min 1 2 3 4 5 6 7 8 铁钉掉落的个数/个 2 5 8 14 20 30 50 78 他们对数据进行分析，得出结论为： 。 (3)根据这一结论，同学们大胆设计了两个温度报警器。 ①如图乙所示，请简述它的工作原理：当温度逐渐升高时，磁铁的磁性 ，无法 （选填“排斥”或“吸引”）铁制弹簧开关，弹簧开关向下恢复原状，这样下面的电路就被接通，从而使电铃报警。 ②如图丙所示，电磁铁 （选填“乙”或“丙”）图设计较好，说明原因： 。 四、作图题 22．（23-24九年级上·辽宁沈阳·阶段练习）某同学设计的冬季家庭温度自动控制器的工作原理如图所示。当室内温度低于25℃时温控开关闭合，绿灯不亮，加热电阻工作，温控开关断开，绿灯亮，表示温度已经达到25℃。请根据以上要求，用笔画线代替导线。 23．（2024·河南南阳·一模）根据图中永磁体与通电螺线管左端磁场的磁感线，请在永磁体上标出其N极并在括号内标出电源的“＋”、“-”极。 24．（2024·四川资阳·一模）如图所示，请按要求完成图像。 （1）闭合开关S后，向右移动滑动变阻器的滑片，电磁铁的磁性增强； （2）在图中括号内标出电磁铁的“S”或“N”极； （3）标出小磁针N极的偏转方向； （4）画出电磁铁对硬币的作用力。 五、科普阅读题 25．（23-24九年级上·辽宁沈阳·阶段练习）阅读短文，回答问题： 为延长蔬果保鲜时间，某同学帮助菜农设计了蔬果保鲜仓库的自动制冷装置，装置如图甲所示。控制电路中电源电压恒定，R1为热敏电阻，R1阻值随温度的变化关系如图乙所示，R2为定值电阻，阻值为5Ω，电磁铁线圈阻值忽略不计。当温度升高到5℃时，衔铁吸下，制冷器启动工作，衔铁弹回，工作电路断开制冷器停止工作。 (1)图甲电路中电磁继电器相当于一个 （选填“开关”或“电源”）；通电后，电磁铁上端是 极； (2)温度升高时，热敏电阻R1的阻值将 （选填“增大”或“减小”）； (3)若在控制电路中加一个电压表，使得温度升高时，电压表示数变大 （选填“R1”或“R2”）两端； (4)如果要提高该装置所控制的最低温度，应更换R2，将R2的阻值 （选填“增大”或“减小”），但此时最高温和最低温的温度差可能将增大，理由是 。 26．（2024·广东中山·三模）阅读下列短文，回答问题。 电热服 电热服是将电源、控温装置、安全保护装置、发热元件等通过导线连接组成电路，利用电器控制服装内部的电热元件产生热量的一类服装的总称，如图甲所示。 电热服通过移动电源提供能量，发热元件（柔软发热片）为身体提供热量，保暖身体，抵御严寒。移动电源在家庭电路中直接充电，非常方便。电热服的温度可以通过控温装置调控，用户可以根据环境温度和自身情况调整为自己最适宜最舒服的温度。电热服中有过热保护装置，温度较高时自动跳转至低挡位，进行恒温保暖。 电热服的工作电压一般采用12V以下人体安全直流电压，工作时就算出现了漏电，也不会对身体造成伤害。某品牌电热服采用型号为CN7440B电池包（内置8只额定电压3.7V，容量2200mA·h规格的锂电池片），持续正常工作4h后该电池包的电能耗尽。 (1)电热服通过移动电源提供能量，移动电源在充电时，在电路中的“身份”是 （选填“电源”或“用电器”）； (2)电热服工作时就算出现了漏电，也不会对身体造成伤害，其原因是 ； (3)CN7440B电池包中一只锂电池片最多释放的电能为 J，配备该电池包的电热服正常工作时的功率为 W； (4)小明根据电热服的功能，设计了一个过热保护电路，如图乙所示，R为热敏电阻，R1、R2模拟电阻丝，已知电路刚工作时R2接入电路，则他所选的热敏电阻R的阻值应随温度的升高而 （选填“增大”或“减小”），且R1 R2（选填“>”“＜”或“=”）。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！6 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！6 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题16.2 电流的磁场 【苏科版2025】 知识汇编 1 专题01 奥斯特实验 3 专题02 改变电磁铁的磁极的方法 5 专题03 通电螺线管的磁场特点 8 专题04 通电螺线管的磁场画图 11 专题05 电磁继电器的结构与原理 14 专题06 电磁继电器的画图 17 专题07 电磁继电器的计算 23 巩固练习 34 提优练习 49 知识汇编 一、电生磁 奥斯特实验： 最早发现电流磁效应的科学家是丹麦物理学家奥斯特。 奥斯特实验： 对比甲图、乙图，可以说明：通电导线的周围有磁场； 对比甲图、丙图，可以说明：通电导线的周围磁场的方向跟电流的方向有关。 2.通电螺线管的磁场： 通电螺线管外部的磁场方向和条形磁体的磁场一样。通电螺线管的两端相当于条形磁体的两个极，通电螺线管两端的极性跟螺线管中电流的方向有关。 3.安培定则：用右手握螺线管，让四指指向螺线管中电流的方向，则大拇指所指的那端就是螺线管的N极。 解读：（1）关于通电螺线管的题目有三种类型：第一种是已知电源的正、负极和绕线方法来判断螺线管的极性；第二种是已知螺线管的极性和绕线方法来判断电源的正、负极；第三种是已知电源的正、负极和螺线管的极性画螺线管的绕线情况。解决这三种问题，应从以下几点入手：①记住常见的几种磁感线分布情况。②磁场中的小磁针静止时N极的指向为该点的磁场方向和该点的磁感线方向。③磁感线是闭合曲线：磁体外部的磁感线都是从磁体的N极出发回到磁体的S极；在磁体内部磁感线从磁体的S极出发回到N极。④对于通电螺线管关键是根据N、S极或电源的“+”、“-”极判断出螺线管的电流方向，绕时的绕线线形状应像“S”或反“S”，螺线管朝向读者的一侧应画导线，内侧不画导线，最后将导线跟电源连接成闭合电路。 二、电磁铁 定义：插有铁芯的通电螺线管。 特点：①电磁铁的磁性有无可由通断电控制，通电有磁性，断电无磁性； ②电磁铁磁极极性可由电流方向控制； ③影响电磁铁磁性强弱的因素：电流大小、线圈匝数、：电磁铁的电流越大，它的磁性越强；电流一定时，外形相同的电磁铁，线圈匝数越多，它的磁性越强。 1、 电磁继电器： 电磁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。 电磁继电器的结构：电磁继电器由电磁铁、衔铁、弹簧、动触点和静触点组成，其工作电路由低压控制电路和高压工作电路组成。 [来源: 奥斯特实验 01 【典例】（2024·湖北襄阳·一模）如图所示组装探究“电流的磁效应”实验，桌面上有一枚转动灵活的小磁针，当导线与电池触接瞬间小磁针发生偏转，则下列说法不正确的是（　　） A．触接前，小磁针静止时是因为受到地磁场的作用指南北 B．小磁针偏转后就静止不动——说明导线只在通电那一瞬间周围存在磁场 C．小磁针发生偏转——说明通电导线对小磁针有力的作用 D．当改变电池+、-极位置触接时，小磁针偏转方向也发生改变——说明通电导线周围磁场方向与电流方向有关 【答案】B 【知识点】指南针的工作原理、奥斯特实验、设计实验：通电导体周围存在磁场 【详解】A．地球周围存在磁场，触接前，小磁针静止时是因为受到地磁场的作用指南北，故A正确，不符合题意； BC．小磁针偏转后就静止不动，说明通电导体周围存在着磁场，且磁场对小磁针有力的作用，故B错误，符合题意，C正确，不符合题意； D．当改变电池+、-极位置触接时，导线中电流的方向改变，小磁针偏转方向也发生改变，说明通电导线周围磁场方向与电流方向有关，故D正确，不符合题意。 故选B。 【变式1】（23-24九年级上·辽宁锦州·阶段练习）如题图所示，桌面上有一枚转动灵活的小磁针，静止时，小磁针 极指南；当导线与电池触接时，小磁针发生偏转；断开电路，小磁针 （选填“会”或“不会”）回到原来位置。 【答案】 S 会 【知识点】指南针的工作原理、奥斯特实验 【详解】[1]小磁针的偏转方向与地磁场方向有关，地磁场的北极在地理的南极附近，根据磁极之间相互作用的规律，静止时，小磁针S极指向地磁的北极，即地理的南极。 [2]断开电路，导线周围磁场消失，在地磁场的作用下，小磁针会回到原来位置。 【变式2】（24-25九年级上·全国·课前预习）如图所示是著名的奥斯特实验。 (1)实验探究的是通电导线周围是否存在 ； (2)实验前小磁针的N极应指向地磁场的 极； (3)接通电路后，观察到小磁针发生偏转，改变导线中的电流方向，小磁针偏转方向也发生改变，这表明通电导线周围磁场的方向与 的方向有关； (4)实验中小磁针的作用是 。 【答案】(1)磁场 (2)S (3)电流 (4)检验磁场是否存在 【知识点】奥斯特实验 【详解】（1）本实验中采用转换法，通过可观察的小磁针的偏转来演示通过导体周围的磁场，即实验探究的是通电导线周围是否存在磁场。 （2）同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，实验前小磁针的N极应指向地磁场的S极。 （3）接通电路后，观察到小磁针发生偏转，改变导线中的电流方向，小磁针偏转方向也发生改变，表明导线周围磁场的方向与电流的方向有关。 （4）实验中小磁针的作用是检验磁场是否存在。 【变式3】（2024·吉林长春·一模）电与磁之间存在着相互联系，彰显物理现象的对称、统一之美。 (1)如图甲所示，小雨利用干电池、导线和小磁针进行实验。通电后小磁针发生偏转，断电后小磁针复位。实验表明 ；发现这一现象的物理学家是 ； (2)小雨又将直导线绕成螺线管形状，在螺线管周围摆放了一些小磁针。通电后小磁针的指向如图乙所示，由此可看出通电螺线管外部的磁场分布情况，通电螺线管的 （选填“左”或“右”）端为北极；根据安培定则可知，电源的左端为 极。 【答案】(1) 通电导线周围存在磁场 奥斯特 (2) 左 正 【知识点】判断螺线管极性、电流方向、绕线方式的关系、奥斯特实验 【详解】（1）[1]通电后小磁针发生偏转，断电后小磁针复位，这说明通电导线的周围存在磁场。 [2]世界上第一个发现电和磁是有联系的科学家奥斯特，奥斯特首先发现了电流的磁效应。 （2）[1][2]同名磁极互相排斥，异名磁极互相吸引，根据通电后小磁针的指向，可知通电螺线管的左端为北极；根据安培定则可知，电流从通电螺线管的左端流入、右端流出，因此电源的左端为正极。 改变电磁铁的磁极的方法 02 【典例】（24-25九年级上·全国·课前预习）关于电磁铁，下列说法中正确的是（　　） A．电磁铁内部的铁芯最好用钢材料制成 B．电磁铁的磁极不能改变 C．电磁铁磁性的强弱与通入的电流方向有关 D．电磁铁磁性的强弱与通入电流的大小有关 【答案】D 【知识点】影响电磁铁磁性强弱的因素、改变电磁铁磁的磁极的方法、电磁铁的构成、原理与优点 【详解】A．电磁铁的铁芯需用软磁性材料制成，使之通电有磁性，断电无磁性，故A错误； B．电磁铁的磁极随着电流方向的变化而变化，故B错误； C．电磁铁磁性的极性与通入的电流方向有关，电磁铁磁性的强弱与通入的电流方向无关，故C错误； D．电磁铁磁性的强弱与通入电流的大小有关，电流越大，磁性越强，故D正确。 故选D。 【变式1】（2023·陕西西安·三模）图﹣1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﹣2所示的电磁铁。下列说法正确的是（　　）    A．图﹣1中，电磁铁周围存在着真实的磁场和磁感线 B．图﹣1中，地球仪利用异名磁极相互排斥的原理悬浮 C．图﹣2中，电磁铁的上端是S极 D．图﹣2中，将电源正负极对调后，电磁铁周围的磁场方向不变 【答案】C 【知识点】磁极间的相互作用规律、磁感线的定义及其基本规律、判断螺线管极性、电流方向、绕线方式的关系、改变电磁铁磁的磁极的方法 【详解】A．磁体周围存在磁场，电磁铁周围也存在磁场，磁感线是为了描述磁场的分布，假想的曲线，不存在磁感线，故A错误； 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．图﹣2中，电流从螺线管的上端流入，由安培定则和图示可知，电磁铁上端为S极，故C正确； D．图﹣2中，将电源正负极对调后，电流的方向发生了改变，电磁铁磁极方向随之改变，电磁铁周围的磁场方向改变。故D错误。 故选C。 【变式2】（2023·河南焦作·二模）如图是利用磁悬浮原理浮在空中的盆栽，盆栽底部有永磁体，底座内装有电磁铁。给盆栽慢慢浇水且水没有渗出，盆栽始终处于悬浮状态，下列说法正确的是（　　）    A．盆栽受到的磁场力保持不变 B．底座对水平桌面的压强逐渐增大 C．若底座上端为N极，盆栽下端可能为S极 D．只改变底座内电流方向，盆栽还会处于悬浮状态 【答案】B 【知识点】二力或多力平衡问题、压强公式的简单应用、磁极间的相互作用规律、改变电磁铁磁的磁极的方法 【详解】A．该盆栽悬浮的原理利用了同名磁极相互排斥，当盆栽悬浮在空中静止不动时，受的力是平衡力，即盆栽的总重力和磁力大小相等，当浇水后重力变大，故磁力也变大，故A错误； B．影响压强的因素是压力和受力面积，当浇水后重力变大，磁力也变大，对桌面的压力也变大，根据在压力变大，受力面积不变时，压强变大，故B正确； C．盆栽悬浮利用的同名磁极相互排斥，所以若底座上端为N极，盆栽下端应为N极，故C错误； D．改变底座内电流的方向，底座的磁极方向就会改变，底座与盆栽之间就会由同名磁极相互排斥改变为异名磁极相互吸引，盆栽不会处于悬浮状态，故D错误。 故选B。 【点睛】本题结合科技产品考查相关的物理知识，注重了物理知识的运用，体现了物理和科技的联系。 【变式3】（23-24九年级上·广东惠州·期末）如图是研究电磁铁磁性的电路，开关S拨到1时，滑动变阻器的滑片向右滑动时，电磁铁的磁性 （填“增强”或“减弱”），将电源的正负极对调，电磁铁的磁极 （选填“会”或“不会”）改变，开关S由1拨到2，调节滑动变阻器，使电流表示数不变，则电磁铁的磁性 （填“增强”或“减弱”）。 【答案】 减弱 会 增强 【知识点】改变电磁铁磁的磁极的方法、影响电磁铁磁性强弱的因素 【详解】[1]电磁铁的磁性强弱与线圈匝数、电流大小以及有无铁芯有关，开关S拨到1时，滑动变阻器的滑片向右滑动时，滑动变阻器接入电路中电阻变大，电路中电流变小，电磁铁的磁性减弱。 [2]电磁铁的磁极与电流方向有关，将电源的正负极对调，电路中电流方向发生改变，电磁铁的磁极会改变。 [3]电磁铁的磁性强弱与线圈匝数、电流大小以及有无铁芯有关，开关S由1拨到2，调节滑动变阻器，使电流表示数不变，此时线圈匝数变多，电磁铁的磁性增强。 【变式4】（22-23九年级上·广东佛山·期末）如图所示电路，当开关闭合，变阻器的滑片向右移动时，弹簧的长度会 ；保持滑片位置不变，把电源的正、负极对调，弹簧的长度会 （以上两空均选填“变长”、“不变”或“变短”），且铁芯对地面的压强会 （选填“增大”、“减小”或“不变”）。 【答案】 变短 变短 增大 【知识点】压强公式的简单应用、通电螺线管之间或与磁体的相互作用、改变电磁铁磁的磁极的方法、影响电磁铁磁性强弱的因素 【详解】[1] 电流从电源的正极流出，从螺线管上端流入，下端流出，经滑动变阻器后回到负极，根据安培定则，可以判断出通电螺线管的下端为N极，上端为S极；异名磁极相互吸引，通电螺线管会对上方的条形磁铁产生向下的吸引力，当滑动变阻器的滑片向右滑动时，滑动变阻器接入电路中的电阻变大，电源电压不变，根据欧姆定律可得，电路中的电流变小，通电螺线管的磁性减弱，对上方磁铁的吸引力减小，弹簧长度变小。 [2]保持滑片位置不变，把电源的正、负极对调，电流方向改变，螺线管的磁极方向也随之对调，上方变为N级，与磁铁的N相互排斥，弹簧的长度再次变短。 [3] 当螺线管和磁铁相互排斥时，磁铁给螺线管一个向下的排斥力，铁芯对地面的压力增大，在受力面积不变的情况下，压强增大。 通电螺线管的磁场特点 03 【典例】（24-25九年级上·云南保山·期中）同学们在课堂上探究了一些与磁相关的小实验。如图甲所示，小芳在做通电螺线管的外部磁场的探究，她把一个小磁针放在桌面上，小磁针静止时指向南北方向，将通电螺线管靠近该小磁针后，发现小磁针发生偏转，说明通电螺线管周围存在磁场；探究完通电螺线管周围存在磁场的特性后，她想借助如图乙所示的装置来探究通电螺线管外部磁场方向与电流方向是否有关? 先闭合开关，小磁针偏转方向如图所示，则她接下来应该进行的操作是 ，若出现 的现象，则说明通电螺线管外部磁场方向与电流方向有关。 【答案】 将电源正负极对调 小磁针的偏转方向发生改变 【知识点】判断螺线管极性、电流方向、绕线方式的关系、探究通电螺线管的磁场特点 【详解】[1][2]要探究通电螺线管外部磁场方向与电流方向是否有关，需要改变螺线管上电流的方向，因此可以将电源正负极对调，观察到小磁针的偏转方向发生改变，则说明通电螺线管外部磁场方向与电流方向有关。 【变式1】首先发现电流磁效应的物理学家是 。如图所示A、B、C三点中磁场最弱的是 点；根据通电螺线管周围磁感线方向，可判断电源的左端是 极。 【答案】 奥斯特 C 正 【知识点】探究通电螺线管的磁场特点、奥斯特实验 【详解】[1]首先发现电流磁效应的物理学家是丹麦物理学家奥斯特。 [2]在磁场中用磁感线的疏密来描述磁场的强弱，磁场强的地方磁感线密集，磁场弱的地方磁感线稀疏，所以A点磁场最强，C点磁场最弱。 [3]根据安培定则，伸出右手，使右手大拇指指示通电螺线管的N极（右端），则四指弯曲所指的方向为电流的方向，即电流是从螺线管的左端流入的，右端流出，所以电源的左端为正极，右端为负极。 【变式2】（2024·河北邯郸·模拟预测）小明同学在做“探究通电螺线管外部的磁场分布”实验时，在嵌入螺线管的纸板上均匀撒满细铁屑，并在螺线管的旁边放两个小磁针，如图所示。 (1)给螺线管通电并 纸板，观察铁屑的排列情况。 (2)根据图中两个小磁针静止时N极的指向可知，通电螺线管的左端是 极。 (3)小明还想探究通电螺线管的磁极与电流的方向是否有关，接下来的操作是 。 (4)实验时发现通电螺线管周围的磁场比较弱，实验现象不太明显，想要增强通电螺线管周围的磁场强度，在不更换螺线管的前提下，可行的方法是 。 【答案】(1)敲击 (2)N (3)调换电源的正负极，改变电流方向，观察小磁针的偏转情况 (4)增大电流 【知识点】影响电磁铁磁性强弱的因素、改变电磁铁磁的磁极的方法、判断螺线管极性、电流方向、绕线方式的关系、探究通电螺线管的磁场特点 【详解】（1）实验时，给螺线管通电并敲击纸板，铁屑弹起重新落下时受磁场力的作用，通过观察铁屑的排列情况，探究通电螺线管外部的磁场分布。 （2）同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，根据图中两个小磁针静止时N极的指向可知，通电螺线管的左端是N极。 （3）若探究通电螺线管的磁极与电流的方向是否有关，应改变电流方向，接下来的操作是调换电源的正负极，改变电流方向，观察小磁针的偏转情况。 （4）通电螺线管周围的磁场强度与电流大小和线圈匝数有关，电流越大，磁场越强，在不更换螺线管的前提下，可行的方法是增大电流。 【变式3】（24-25九年级上·全国·课后作业）在探究“通电螺线管外部磁场分布”的实验中，开关断开时小磁针甲、乙的指向如图所示，当开关闭合时，通电螺线管有磁性，则下列说法正确的是（　　） ①通电螺线管左侧为N极 ②小磁针甲偏转，小磁针乙不偏转 ③小磁针乙偏转，小磁针甲不偏转 ④滑动变阻器滑片P向左滑动时，通电螺线管磁性逐渐减弱 ⑤为了使实验现象更明显，可以在螺线管中插入一根铝棒 ⑥当断开开关后，螺线管磁性增强 A．①② B．③⑤ C．②⑥ D．③④ 【答案】D 【知识点】通电螺线管之间或与磁体的相互作用、判断螺线管极性、电流方向、绕线方式的关系、探究通电螺线管的磁场特点 【详解】①由图可知，螺线管中电流从左前方流入，右后方流出，由安培定则可知，螺线管右端应为N极，左端为S极，故①错误； ②③因同名磁极相互排斥、异名磁极相互吸引，则小磁针甲的S极将向螺线管靠近，其N极远离螺线管，故小磁针甲不转动；小磁针乙沿逆时针方向偏转，故③正确，②错误； ④滑动变阻器滑片P向左滑动时，滑动变阻器接入电阻变大，由欧姆定律可知电路中电流变小，则通电螺线管的磁性将减弱，故④正确； ⑤可以充当“芯”的材料是铁，通电螺线管中插入铁棒后，铁棒被通电螺线管的磁场磁化，磁化后的铁棒也变成了一个磁体，这样由于两个磁场互相叠加，从而使螺线管的磁性大大增强，故⑤错误； ⑥当断开开关后，螺线管磁性消失，故⑥错误。综合上述分析，故D正确，ABC错误。 故选D。 通电螺线管的磁场画图 04 【典例】（24-25九年级上·黑龙江哈尔滨·阶段练习）根据图中磁感线的分布标出电源的正极及磁感线A点的方向。 【答案】 【知识点】判断螺线管极性、电流方向、绕线方式的关系 【详解】由图可知，右边磁体的左端为S极，由同名磁极相排斥可知，通电螺线管的右端为S极，由安培定则可知，电流从通电螺线管的左端流入，从通电螺线管的右端流出，所以电源的左端为正极；由于规定磁感线从N极出发，回到S极，所以A点磁感线的方向沿磁感线向下，如下图所示： 【变式1】（2024·四川乐山·模拟预测）请利用图中给出的信息，在图中标出电源的正极、小磁针的S极，并用箭头标出磁感线的方向。 【答案】 【知识点】通电螺线管之间或与磁体的相互作用、判断螺线管极性、电流方向、绕线方式的关系、磁感线的定义及其基本规律 【详解】由图知通电螺线管的左端为S极，则右端为N极，根据异名磁极相互吸引，小磁针的左端为S极，则右端为N极。因为在磁体外部，磁感线总是从N极发出，回到S极，所以图中磁感线的方向是指向左的。根据安培定则，可判断电流从螺线管的左端流入，则电源的左端为正极。如图所示： 【变式2】（23-24九年级上·河南郑州·期末）如图甲所示是同学们自制的一个电磁秋千玩具，闭合开关，推动一下装有永磁体的卡通小人，它在电磁铁排斥作用下来回摆动。请在图乙所示的简图中标出电源的正负极（用“+”“﹣”表示）。 【答案】 【知识点】判断螺线管极性、电流方向、绕线方式的关系 【详解】由题意及图可得，永磁体下端为S极，永磁体在电磁铁的作用下来回摆动，根据同名磁极相互排斥可得，电磁铁的上端为S极，下端为N极，再由右手螺旋定则可得，电源从线圈上端流入，从下端流出，所以电源上端为正极，下端为负极，如图所示： 【变式3】（23-24九年级上·辽宁沈阳·阶段练习）如图所示，闭合开关后，条形磁体向左偏。请在括号内标出：通电螺线管左侧是“N”还是“S”极。 【答案】 【知识点】判断螺线管极性、电流方向、绕线方式的关系、磁极间的相互作用规律 【详解】 由图可知，条形磁铁被螺线管吸引，根据磁极间的相互作用可知，螺线管的右端为S极，左侧是N极。；由安培定则可知，电流从螺线管的右侧流入，所以电源的左端为负极，如下图所示： 电磁继电器的结构与原理 05 【典例】（24-25九年级上·河北廊坊·阶段练习）如图所示的是某道路限载报警器的工作原理图。电源电压不变，是力敏电阻，其阻值随压力的变化而变化。闭合开关S，当车的质量超过限载质量时，电磁铁吸下衔铁，电铃响。根据不同的路面，可以改变滑动变阻器滑片P的位置，来设定不同的限载质量。由此可知：力敏电阻的阻值随压力的增大而 ，若要提高设定的限载质量，应将滑片P向 移动。 【答案】 减小 左 【知识点】含有敏感电阻的动态分析、影响电磁铁磁性强弱的因素、电磁继电器的结构、原理与工作示意图 【详解】[1]当车的质量超过限载质量时，力敏电阻受到的压力变大，只有电阻变小，才能使电路中电流变大，电磁铁磁性增强，使电磁铁吸下衔铁，电铃响，故力敏电阻R1的阻值随压力的增大而减小。 [2]若要提高设定的限载质量，此时力敏电阻的阻值减小，电磁铁吸下衔铁时的电流不变，根据欧姆定律，应该增大滑动变阻器的电阻，应将滑片P向左移动。 【变式1】（2024·江苏苏州·二模）夏天的紫外线较强，人们在户外活动时间过长，会造成皮肤灼伤，甚至诱发皮肤癌。湾湾利用紫外光敏电阻对紫外线较灵敏的性质，设计了如图所示电路。当户外紫外线增强到设定值时，S2闭合，电动机转动，遮阳棚上防紫外线的遮阳布展开。 (1)电磁铁的上端为 极，为满足要求光敏电阻阻值随光的增强而 （选填“增大”或“减小”）；调试时发现，当户外紫外线增强到设定值时，S2仍未闭合。为了达到设计要求，需要把滑动变阻的滑片P向 （填“左”或“右”）移动； (2)从安全用电的角度分析，进户线a应该是 线。 【答案】(1) S 减弱 右 (2)火 【知识点】电磁继电器的结构、原理与工作示意图、影响电磁铁磁性强弱的因素、判断螺线管极性、电流方向、绕线方式的关系、火线和零线 【详解】（1）[1]根据电路图可知，光敏电阻和滑动变阻器串联接入电路中，电流表测量电路中的电流，利用安培定则可知电磁铁的下端为N极，上端为S极。 [2]根据题意，当户外紫外线增强到设定值时，S2闭合电动机转动，说明电磁铁的磁性增强，控制电路中的电流变大，电路中的电阻变小，即光敏电阻阻值随光的增强而减弱。 [3]当户外紫外线增强到设定值时，S2仍未闭合，说明电磁铁磁性过弱了，即控制电路的电流过小了，这是由于控制电路的电阻过大导致的，所以应该减小电路中的电阻，即应该将滑动变阻器R1的滑片P向右移动。 （2）从安全用电的角度分析，开关应该接在进户线的火线上，由图可知开关控制的是进户线a，因此进户线a应该是火线。 【变式2】（2024·海南海口·模拟预测）如图是某动物饮水机内监测水量的装置模型，水量表是由 ，（选填“电流表”或“电压表”）改装的。当水量较低时，指示灯会亮的是 。 【答案】 电流表 红灯 【知识点】电磁继电器的结构、原理与工作示意图、含有变阻器电路的动态计算、电流表的结构与使用方法 【详解】[1]根据图示可知，油量表串联接入电路中，因此是由电流表改装的。 [2]当油量较低时，浮标受到的浮力减小，连入电路的电阻变大，电路中的电流变小，与浮标连接的触点向上运动，电磁继电器电路接通，吸引上方的衔铁，使红灯接入电路。 【变式3】（24-25九年级上·江苏南京·阶段练习）如图所示，R为压强电阻，其电阻与压强成正比例，当压强为100Pa时，电阻为10Ω，R0为改版滑动变阻器，一共有三个挡位，有实际阻值的有2段，每段的阻值为20Ω，电磁铁阻值为10Ω，当电流不低于600mA时，电磁铁工作，下方电路断开，U1为12V，当压强过大时，红灯绿灯一起亮，当压强处于正常值时，只有绿灯亮，每个灯泡的额定电压是12V，额定电阻为12Ω。 (1)绿灯和红灯应分别接在 、 （填“AB”或“CD”）处。 (2)当压强等于600Pa，滑动变阻器位于最后触点时，电磁铁工作，则U为多少？ (3)若将滑动变阻器调至第一触点，则刚好红灯亮起时R受到的压强为多少？若接触面积为10cm2，则物重G为多少？ (4)若想要提高红灯刚好亮起时所需的压强，则可以 、 。 【答案】(1) CD AB (2)42V (3)200Pa；0.2N (4) 增大电源电压 减小滑动变阻器阻值 【知识点】电磁继电器的结构、原理与工作示意图、含有敏感电阻的动态分析、欧姆定律的简单计算、压强公式的简单应用 【详解】（1）根据题意，当电路中电流不低于600mA时，电磁铁工作，下方电路断开，则AB处的灯熄灭；当压强过大时，电路中电阻增大，电流减小，电磁铁不工作，下方电路接通，红灯绿灯一起亮，当压强处于正常值时，电磁铁工作，下方电路断开，只有绿灯亮，所以绿灯应该接在CD出，红灯应接在AB处。 （2）R为压强电阻，其电阻与压强成正比例，当压强为100Pa时，电阻为10Ω，则当压强等于600Pa，R为60Ω；R0为改版滑动变阻器，一共有三个挡位，有实际阻值的有2段，每段的阻值为20Ω，滑动变阻器位于最后触点，则R0为0Ω；电磁铁阻值为10Ω，电路中电流为600mA时，电磁铁工作，则电源电压U为 （3）若将滑动变阻器调至第一触点，则R0为40Ω；刚好红灯亮起，则电路中电流为0.6A，电路中总电阻为 则压强电阻的阻值为 R为压强电阻，其电阻与压强成正比例，由于压强为100Pa时，电阻为10Ω，则电阻为20Ω，压强为200Pa。若接触面积为10cm2，则压力为 水平面上重力与压力大小相等，则重力G为0.2N。 （4）[1][2]若想要提高红灯刚好亮起时所需的压强，则需要增大电路中的电流，根据欧姆定律可知可以增大电源电压U或者减小滑动变阻器阻值。 电磁继电器的画图 06 【典例】（2024·陕西渭南·一模）如图甲是物理创新小组设计的“闯红灯违规模拟记录器”，控制电路电源电压为6V，电磁继电器的电阻忽略不计，R0是阻值为10Ω的定值电阻。R为压敏电阻，其阻值大小随压力F的变化关系如图乙所示。当光控开关接收到绿光时断开，工作电路中指示灯亮，电控照相机不工作，当光控开关接收到红光时自动闭合，且当压敏电阻受到车的压力增大到一定数值，控制电路中电流等于或大于0.06A时，电控照相机开始拍照。下列说法中错误的是（　　） A．a处是指示灯，b处是电控照相机 B．当控制电路中电流等于0.06A时，闯红灯的车对压敏电阻的压力为4×103N C．当重为1.2×104N的车阁红灯时，控制电路消耗的总功率为0.9W D．若使质量较小的车闯红灯也能被拍下，可以适当减小线圈的匝数 【答案】D 【知识点】设计含有电磁继电器的电路图、影响电磁铁磁性强弱的因素、电功率P=UI及推导式的简单计算、欧姆定律的简单计算 【详解】A．当力敏电阻受到车的压力增大到一定数值，控制电路中电流等于或大于0.06A时，衔铁吸下来，b处接通，电控照相机开始拍照，b处是电控照相机，则a处是指示灯，故A正确，不符合题意； B．当控制电路中电流等于0.06A时，总电阻为 压敏电阻的阻值为 由图可知，此时闯红灯的车对压敏压阻的压力为4000N，故B正确，不符合题意； C．当质量为1200kg的车闯红灯时，力敏电阻所受的压力为 由图可知，此时压敏电阻为30Ω，总电阻为 控制电路的电流为 控制电路消耗的总功率为 故C正确，不符合题意； D．质量较小的车闯红灯也能被拍下，即为控制电路中压敏电阻较大，电流较小时，衔铁也能被吸下来，则需要增强螺线管的磁性，可以适当增加线圈的匝数，磁铁的吸引力变强，控制电路的更小的电流就能够把衔铁吸引下来，故D错误，符合题意。 故选D。 【变式1】（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 【知识点】设计含有电磁继电器的电路图 【详解】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。 【变式2】（23-24九年级下·河南洛阳·阶段练习）请用下图设计一个温度自动报警器，要求正常情况下绿灯亮，当温控箱内温度升到一定温度时，红灯亮（绿灯灭）。 【答案】 【知识点】设计含有电磁继电器的电路图、电磁继电器的结构、原理与工作示意图、并联电路的设计 【详解】根据题意，将温控箱内温度计与电磁铁、控制电源组成控制电路，将工作电源与两盏灯组成工作电路，其中红灯接下触点，绿灯接上端触点。当温度升到一定温度时，控制电路接通，电磁铁将衔铁吸下，红灯亮。如图所示 【变式3】（2024·河南安阳·一模）在如图所示的继电器上加一个开关并把电源连在电路里，使它成为一个电铃。这样的电铃没有铃碗，通常叫蜂鸣器。 【答案】 【知识点】设计含有电磁继电器的电路图 【详解】闭合开关，电磁铁中有电流，电磁铁有磁性，吸引衔铁，弹簧伸长，螺钉与弹簧片断路，电磁铁中没有磁性，弹簧片在弹力的作用下恢复原状，使电路再次接通，弹簧不断的振动，这便是蜂鸣器，电路的连接如下所示： 【变式4】（22-23九年级上·江西赣州·阶段练习）小明同学利用如图所示的器材，为三防指挥部设计了一个水位自动报警器：当水位尚未达到金属块A所在的高度时，工作电路中绿灯L1亮，表示水位正常；当水位达到A高度时（河水含有杂质，属于导体），红灯L2亮（发出报警信号）。L1、L2的额定功率均为2W。 （1）请按照上述要求将图中的电路连接完整； （2）若绿灯L1的灯丝断了，装置其它元件正常，当水位达到A高度时，红灯L2能不能亮？ （3）这个报警器正常工作2h，绿灯L1和红灯L2总共消耗的电能是多少kW•h？ 【答案】（1）；（2）能；（3） 【知识点】设计含有电磁继电器的电路图、电功率P=W/t的简单计算 【详解】解：（1）根据题意，当水位未到达A时，此时电磁铁无磁性，应该上方的绿灯接通；当水位到达A时，控制电路接通，电磁铁有磁性，衔铁被吸下来，应该是红灯所在的电路接通，如图所示 （2）若绿灯L1的灯丝断了，装置其它元件正常，当水位达到A高度时，控制电路接通，电磁铁产生磁性，将衔铁吸下来，红灯L2能亮。、 （3）红、绿指示灯的功率约为2W，即0.002kW，工作2h，耗电 答：（1）见详解； （2）若绿灯L1的灯丝断了，装置其它元件正常，当水位达到A高度时，红灯L2能亮； （3）这个报警器正常工作2h，绿灯L1和红灯L2总共消耗的电能是。 电磁继电器的计算 07 【典例】（2024·广东·中考真题）我国载人潜水器“奋斗者”号突破万米深潜，潜水器内氧气浓度过低会影响内部人员的生命安全。氧气可通过电解水的方式来制备。某科创小组设计了氧气浓度报警装置，其简化电路（未连接完整）如图甲所示。气敏箱可等效为一个电阻，其阻值R与氧气浓度c的关系如图乙所示。闭合开关，当氧气浓度时，绿灯正常发光；当时，红灯正常发光。已知电源电压及两灯的额定电压均为4.8V，电磁铁线圈的电阻忽略不计。 （1）“奋斗者”号下潜过程中，受到海水的压强变 ； （2）电解水制备氧气的过程中，电能主要转化为 能； （3）图甲中的A灯为 （选填“红”或“绿”）灯； （4）闭合开关S，当时，通过电磁铁线圈的电流为 A； （5）请根据文中信息，用笔画线代替导线，将图甲所示电路连接完整，要求导线不能相交（为接线柱）。 【答案】 大 化学 绿 0.1 【知识点】压强公式的简单应用、电磁继电器的结构、原理与工作示意图、设计含有电磁继电器的电路图 【详解】（1）[1]根据可知，“奋斗者”号下潜过程中，深度变大，受到海水的压强变大。 （2）[2]电解水制备氧气的过程中，消耗电能，产生化学能，电能主要转化为化学能。 （3）[3]如图乙所示，可知，当氧气的浓度升高时，气敏电阻的阻值变大，电磁铁线圈的电阻忽略不计，控制电路的电源电压不变，故电路中的电流变小，磁性变弱，衔铁弹上去，则A灯接通，此时绿灯发光，故A灯为绿灯。 （4）[4]分析图乙可知，气敏电阻的阻值与氧气的浓度的比值是一个定值，该定值为 闭合开关S，当时，浓度变化为 则电阻的变化量为 气敏电阻的阻值为 已知电源电压及两灯的额定电压均为4.8V，电磁铁线圈的电阻忽略不计，则通过电磁铁线圈的电流为 （5）[5]电磁继电器需要两个电路，一个是控制电路，一个工作电路，根据题意可知，两个电路共用一个电源，控制电路的重要组成部件为电源、电磁铁、气敏电阻，据此可以画出控制电路，工作电路需要分为两个简单电路，衔铁弹上去时，绿灯亮，衔铁吸下来时，红灯亮，故如图所示： 【变式1】（2024·四川成都·二模）成都地铁线路四通八达，地铁已成为成都市民出行的主要交通工具。小蒲同学每天乘坐地铁上学，他看到地铁站的扶梯没有人站在上面时扶梯运行缓慢，有人站上面扶梯会加速到正常运行。为了弄清其中的奥秘，小蒲尝试设计了图甲所示电路来研究扶梯的工作原理。 （1）为了实现电梯无人时低功率运行，有人上扶梯时扶梯自动调整为正常运行模式，则当有人靠近雷达传感器R0时，R0的阻值应该 ； （2）若只将图甲中控制电路的雷达传感器安装在扶梯入口处，这种设计将 实现扶梯上有人时正常运行，无人时便缓慢运行（选填“能”或“不能”）； （3）已知自动扶梯正常运行时的平均功率为11kW，扶梯缓慢运行时的功率为正常运行时平均功率的，扶梯每天凌晨6：00开机，晚上24:00停止运行，设扶梯每天载客正常运行时间为开机总时间的，则一部扶梯每天消耗电能为 ； （4）通过观察，小蒲发现，上班高峰期扶梯上挤满了人，小蒲觉得电路中一定还有其他巧妙的设计，于是小蒲和他的小伙伴重新设计了如图乙所示的电路，你认为合理的是 。 A．R3可能是压力传感器，且压力越大，传感器电阻越大 B．R3可能是压力传感器，且压力越大，传感器电阻越小 C．因为扶梯的速度不变，所以电动机的功率与扶梯上站的人的多少无关 D．为了提高雷达探测人群的灵敏度，可以将R2的滑片向右滑动适当距离 【答案】 减小 不能 72.6 BD 【知识点】设计含有电磁继电器的电路图、电磁继电器的结构、原理与工作示意图、电功及其计算、含有敏感电阻的动态分析 【详解】 （1）[1]为了实现电梯无人时低功率运行，有人上扶梯时扶梯自动调整为正常运行模式，由 ，电压一定时，则电阻变小，R0的阻值应该减小。 （2）[2]传感器的安装位置要根据传感器需要检测的信号来决定所在的位置，为防止扶梯加速使乘客站立不稳，这样才能保证扶梯正常运转，这种设计将不能实现扶梯上有人时正常运行。 （3）[3]由题可知扶梯每天开机共，正常运行时间为 ，缓慢运行的时间为 扶梯正常运行时消耗的功为 扶梯缓慢运行时的功率为 扶梯缓慢运行时消耗的功为 则一部扶梯每天消耗电能为 （4）[4]上班高峰期扶梯上挤满了人，但扶梯的运行速度并未出现明显降低 A．人越多相同时间做功越多，则需要的功率越大，R3与电动机串联，若R3是压力传感器，且压力越大，传感器电阻越大，则电路中电流小，电源电压一定，电动机两端电压减小，转速减慢，故A错误； B．人越多需要的功率越大，R3与电动机串联，若R3是压力传感器，且压力越大，传感器电阻越小，则电路中电流大，电源电压一定，电动机两端电压变大，故B正确； C．因为扶梯的速度不变，人越多相同时间做功越多，需要的功率越大，故C错误； D．为了提高雷达探测人群的灵敏度，人靠近时即R0变化较大，即减小的较多，电源电压一定时，电流一定，则电路中总电阻不变，所以变阻器阻值要变大，即向右移动，故D正确。 故选BD。 【变式2】（23-24九年级下·广东广州·阶段练习）校园清扫车大大提高了工作效率，如图甲所示，若该车重为6×104N，车轮与地面的总接触面积为1000cm2。在平直水平道路上匀速行驶了100s，通过了300m的路程。若汽车受到的阻力为重力的0.1倍。 （1）求清扫车对地面的压强； （2）求清扫车在如上所述匀速行驶300m过程中，牵引力所做的功； （3）如图乙是小明为该车设计的转向指示灯电路，L1表示左灯，L2表示右灯，R0为保护继电器的电阻，当单刀双掷开关S与“1”接通时，左转指示灯L1将会亮暗交替闪烁，请用笔画线完成电路的连接。 【答案】（1）；（2）；（3） 【知识点】设计含有电磁继电器的电路图、功的计算和估算、压强公式的简单应用 【详解】（1）清扫车在平直水平道路上匀速行驶时，清扫车对地面的压力为 车轮与地面的总接触面积为 根据可得，清扫车对地面的压强为 （2）因为清扫车在平直水平道路上匀速行驶，受到平衡力作用，所以清扫车受到的牵引力等于阻力，即 牵引力所做的功为 （3）当单刀双掷开关S与“1”接通时，左转指示灯L1将会亮暗交替闪烁，即左转指示灯的两端电压处于周期性变化的状态，因此电路设计思路是：开关与“1”接通后，灯泡L1与电磁铁和定值电阻R0串联，此时灯泡两端的电压小于电源电压，灯泡发光较暗。电磁铁此时产生磁场，将衔铁吸下来，AB两个触点的接通导致电磁铁和定值电阻R0被短路，灯泡电压等于电源电压，灯泡正常发光。此时电磁铁失去磁性，衔铁在弹簧的拉力作用下向上运动，AB触点分开，恢复到开始时的状态，如此循环往复。它的亮度不断改变，出现亮暗交替闪烁的情形。电路图如图所示： 【变式3】（21-22九年级下·广东湛江·阶段练习）珠海的春季，天气潮湿，需要除湿，简化后的电路图如图2所示。控制电路中的电源电压U1＝12V，调控电阻R0的阻值范围为0~1000Ω，R为装在除湿器内的湿敏电阻，其阻值随相对湿度φ（空气中含有水蒸气的百分比，单位为：%RH），L为磁控开关，当湿敏电阻R的阻值发生变化时，当电流大于或等于20mA时，L的两个由磁性材料制成的弹片具有了磁性并相互吸合U2＝220V，Rg为保护电阻，磁控开关L的线电阻不计。问： （1）当S接通时，可判断出图2中线圈上端P的磁极是 极； （2）磁性弹片可能是下列哪些材料组成 ； A．钴、锌    B．铁、铝    C．钴、镍    D．铁、钢 （3）开关S闭合后，磁控开关L的两个弹片在一定条件下相互吸合，涉及的知识有 ； A．电流的磁效应 B．通电导体在磁场中受力的作用 C．磁化 D．磁极间相互作用 （4）由图3可知，湿敏电阻R的阻值随着相对湿度的增加而 ；在磁控开关L闭合条件不变的情况下，若要早点开始除湿，则应将控制电阻R0 （两空均选：变大/变小）； （5）因实验室内有较敏感的器件，要求相对湿度控制在45%RH以内，则调控电阻R0的阻值不能超过 Ω； （6）若除湿过程中工作电路的总功率为1100W，保护电阻Rg＝4Ω，压缩机功率是 W。 【答案】 N C ACD 变小 变小 500 1000 【知识点】设计含有电磁继电器的电路图、判断螺线管极性、电流方向、绕线方式的关系、电功率P=UI及推导式的简单计算 【详解】（1）[1]当S接通时，由安培定则可判断出图2中线圈的上端P的磁极是N极。 （2）[2]磁性材料是指铁钴镍等物质，磁性弹片需要用磁性材料。 A．钴、锌中锌不是磁性材料，故A不符合题意； B．铁、铝中铝不是磁性材料，故B不符合题意； C．钴、镍都是磁性材料，故C符合题意； D．铁、钢都是磁性材料，但钢是硬磁性材料，通电时有磁性，断电时磁性不会消失，不合适做磁性弹片，故D不符合题意。 故选C。 （3）[3]开关S闭合后，磁控开关L的两个弹片在电流的作用下被磁化成异名磁极，异名磁极相互吸引，同时说明了通电导体周围存在着磁场，故用到了电流的磁效应、磁化、磁极间相互作用，故ACD符合题意，B不符合题意。 故选ACD。 （4）[4][5]根据图3可知湿敏电阻R的阻值随着相对湿度的增加而变小；若要早点开始除湿，即相对湿度减小，湿敏电阻阻值变大，由于衔铁被吸下的电流不变，根据知总电阻不变，所以需要减小控制电阻的阻值。 （5）[6]由图3可知，当相对湿度控制在时湿敏电阻R的阻值，已知当电流时，L的两个磁性弹片相互吸合，工作电路的压缩机开始带动系统进行除湿。由可得，电路中的总电阻 因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，调控电阻的阻值 则调控电阻的阻值为500Ω。 （6）[7]已知自动除湿器是在家庭电路中工作的，则电源电压；则根据可得 则保护电阻的功率 压缩机功率为 【变式4】（2022·广东佛山·三模）车辆超载是造成公路桥梁损坏的重要原因，因此限制车辆超载有着重要意义。 某物理兴趣小组设计了一个“汽车超载记录器”原理图，如图甲。图中使用了一个水平杠杆OAB，O为支点，OA：AB＝1：9。R为压敏电阻，其所受压力与电阻的关系如图乙所示。已知变阻器R1规格为“50Ω 2A”，电磁继电器线圈电阻忽略不计，当通过线圈的电流达到0.1A时，电磁继电器的衔铁被吸下。    （1）检测时，杠杆A点受到压力与压杆对压敏电阻压力之比为 ； （2）将图甲连接完整。要求：未超载，绿灯亮：超载，红灯亮，拍照，记录违法行为，红灯与相机需独立工作 ； （3）在某路段限重20t。当车辆刚好达20t时，压敏电阻阻值为 Ω，计算可知此时控制电路电压U的取值范围是 ； （4）若给控制电路提供了恒为5V的电压，其他条件不变的情况下，则该报警器能设置的最低限载是 t； （5）某些主干道抗压能力较好，允许通行质量更大车辆，需适当调高限载，下列措施可行的是 。（多选） A．适当增大R1阻值 B．减小电磁铁线圈匝数 C．适当减小控制电路电源电压 D．B点左移 【答案】 10:1      30 3V～8V 5 ABC 【知识点】设计含有电磁继电器的电路图、含有敏感电阻的动态分析、欧姆定律的简单计算、运用杠杆平衡原理进行计算、重力的计算与估算 【详解】（1）[1]车对杠杆的压力为，压敏电阻对杠杆的向上的支持力为，根据杠杆平衡条件有 力的作用是相互的，杠杆对电阻的压力等于电阻对杠杆的支持力，故汽车对杠杆的压力与杠杆对电阻的压力之比为10：1。 （2）[2]根据要求可知：未超载时，衔铁未被吸引下来时，绿灯所在电路是连通的；当超载时，衔铁被吸引下来，红灯亮，同时相机也在拍照，即此时红灯与相机所有的电路是接通的；要求红灯与相机独立工作，即二者并联。电路图如下：      （3）[3]车对杠杆的压力等于车的重力，则压敏电阻受到的压力为 查乙表可得，此时压敏电阻阻值为30Ω。 [4]若变阻器连入电路阻值最大，此时电源电压为 若变阻器连入电路的阻值为0，此时电源电压为 即电源电压可控制在3V~8V间。 （4）[5]最低限载，即较小的压力作用在压敏电阻上，电流就会达到0.1A，此时变阻器连入电路电阻为0。若电源电压为5V，报警时压敏电阻阻值为 查阅乙图知，此时压敏电阻受到的压力为，则此时车的重力为 车的质量为 （5）[6]A．提高限载，即车超载时电流不报警。车超载时，如增大变阻器的阻值，就增大了控制电路的阻值，此时电流就不会达到报警电流。故A符合题意； B．车超载时，如减小电磁铁的线圈匝数，就减小了电磁铁的磁性，不会将衔铁吸引下来报警。故B符合题意； C．车超载时，如减小控制电路电源电压，就会使电路中的电流减小，不会达到报警电流。故C符合题意； D．若将B点左移，减小了电阻对杠杆支持力的力臂。在车质量相同时，会使杠杆对电阻的压力增大，压敏电阻的阻值减小，控制电路中的电流增大，会提前报警。故D不符合题意。 故选ABC。 【变式5】（22-23九年级上·河南周口·期末）科技小组的同学设计了如图甲所示的恒温箱温控电路，它包括控制电路和受控电路两部分，用于获得高于室温、且温度在一定范围内变化的“恒温”。其中控制电路电源电压U=36V，R为可变电阻，Rt为热敏电阻（置于恒温箱内），热敏电阻阻值随温度变化的关系如图乙所示，继电器线圈电阻R0=50Ω，已知当控制电路的电流达到0.04A时，继电器的衔铁被吸合；当控制电路的电流减小到0.036A时，衔铁会被释放。加热器的规格是“220V 1000W”，恒温箱内部空间大小是2m3，空气的密度ρ空=1.30kg/m3，空气的比热容c空=1×103J/（kg•℃）。 （1）若要使恒温箱内可获得上限为100℃的“恒温”，可变电阻R应调节为多大？ （2）加热器产生的热量有80%转化为恒温箱内空气的内能，若使恒温箱内空气温度从25℃升高到65℃，加热器需正常工作多长时间？    【答案】（1）450Ω；（2）130s 【知识点】设计含有电磁继电器的电路图、焦耳定律的公式及简单应用、欧姆定律的简单计算 【详解】（1）由图甲知，控制电路中热敏电阻、可变电阻与线圈串联；由图乙知t1=100℃，Rt1=400Ω，此时通过线圈电流，根据欧姆定律可得，控制电路的总电阻 可变电阻R的阻值 （2）由得空气质量 空气吸收的热量 加热器消耗的电能 由W=Pt得，加热时间 答：（1）若要使恒温箱内可获得上限为100℃的“恒温”，可变电阻R应调节为450Ω； （2）加热器产生的热量有80%转化为恒温箱内空气的内能，若使恒温箱内空气温度从25℃升高到65℃，加热器需正常工作130s。 巩固练习 一、单选题 1．（2024·福建福州·二模）在科学探索的道路上，有众多的科学巨人披荆斩棘，铺路架桥，为后人留下了丰硕的知识园地、科学的探究方法及不朽的科学精神。对理想斜面的研究采用把实验和逻辑推理相结合的方法的科学家是（　　） A．牛顿 B．托里拆利 C．伽利略 D．奥斯特 【答案】C 【详解】伽利略对理想斜面的研究，采用了将实验和逻辑推理相结合的方法，发展了人类的科学思维方式和科学研究方法，可称之为：实验推理法，故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 2．（2024·宁夏中卫·三模）小明在科技创新大赛中制作了水位自动报警器，原理图如图所示。当水位达到金属块A时，则（    ） A．两灯都亮 B．两灯都不亮 C．只有绿灯亮 D．只有红灯亮 【答案】D 【详解】图中所示的水位自动报警器工作原理：当水位到达A时，由于一般水具有导电性，那么电磁铁所在电路被接通，电磁铁有磁性，电磁铁向下吸引衔铁，从而接通红灯所在电路，此时红灯亮，而绿灯不亮。 故选D。 3．（2024·福建南平·二模）如图，一条形磁铁放在水平桌面上，电磁铁固定于条形磁铁附近并正对条形磁铁。开关闭合前后，条形磁铁均处于静止状态。下列说法中正确的是（　　） A．闭合开关前，条形磁铁受到桌面向左的摩擦力 B．闭合开关后，电磁铁的左端为N极，右端为S极 C．闭合开关后，条形磁铁受到桌面向右的摩擦力 D．闭合开关后，滑片由b向a移动过程中，条形磁铁受到的摩擦力变大 【答案】D 【详解】AC．闭合开关后，电磁铁有磁性，根据安培定则可知，电磁铁的左端是S极、右端是N极，因同名磁极相互排斥，则电磁铁对条形磁铁有向右的排斥力作用，条形磁铁有向右运动趋势，所以条形磁铁受到向左的静摩擦力作用，故AC错误； B．闭合开关前，虽然电磁铁没有磁性，但是电磁铁中间是有铁芯的，条形磁铁对铁芯是有吸引力作用的，故B错误； D．闭合开关后，滑片由b向a移动时，电阻变小，电路电流变大，电磁铁磁性变强，电磁铁对条形磁铁有向右的排斥力增强，条形磁铁受到的摩擦力将会变大，故D正确。 故选D。 4．（2024·江苏连云港·一模）如图所示是根据螺线管中电流的方向判断螺线管的极性，其中正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】A．根据安培定则可知，右手握住螺线管，四指指向电流方向，大拇指所指方向就是螺线管的N极，故A正确； B．图中用的是左手，与安培定则不符，因此是错误的，故B错误； C．根据安培定则可知，右手握住螺线管，四指指向电流方向，大拇指所指方向就是螺线管的N极，图中磁极标反了，故C错误； D．图中用的是左手，与安培定则不符，因此是错误的，故D错误。 故选A。 5．（2024·湖北孝感·模拟预测）智能机器人是人类的重要发明，机器人离不开电动机。如图下列实验，能说明电动机工作原理的是（    ） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】A．由图可知，该实验是通电导体周围的小磁针发生偏转，说明通电导体周围存在磁场，是电流的磁效应，故A不符合题意； B．由图可知，该实验是探究影响电磁铁磁性强弱因素的实验，可探究与电流大小之间的关系。故B不符合题意； C．由图可知，该实验是通电导体在磁场中受力运动，这个过程中电能转化为机械能，是电动机原理，故C符合题意； D．由图可知，该实验是电磁感应现象，闭合回路一部分导体做切割磁感线运动，电路中才会产生感应电流，是发电机原理，故D不符合题意。 故选C。 6．（2024·云南德宏·一模）下列用电器，利用电流磁效应工作的是（　　） A．电冰箱 B．洗衣机 C．电磁铁 D．电熨斗 【答案】C 【详解】A．电冰箱工作时主要把电能转化为机械能，不是利用电流磁效应工作的，故A不符合题意； B．洗衣机工作时主要把电能转化为机械能，不是利用电流磁效应工作的，故B不符合题意； C．电磁铁是一种利用电流的磁效应来产生磁性的装置，它的基本原理是：当电流通过导线时，会在导线周围产生磁场。故C符合题意； D．电熨斗主要是把电能转化为内能，利用的是电流的热效应，故D不符合题意。 故选C。 7．（2023九年级上·湖南衡阳·竞赛）如图所示，弹簧测力计下挂着条形磁铁。开关S拨在触点“2”位置且电流表示数为。要使弹簧测力计的示数变小，下列方法能实现的是（    ） A．滑片P向a端滑动 B．将铁芯从螺线管中取出 C．将S拨到“3”位置，并通过调节仍使电流表示数为 D．将S拨到“1”位置，并通过调节仍使电流表示数为 【答案】D 【详解】根据电路中的电流方向，由安培定则，电磁铁的上端为N极，由图知，条形磁铁下端为N极。 A．滑片P向a端滑动，变阻器连入电路中的电阻变大，电流变小，电磁铁磁性变弱，根据同名磁极相互排斥，排斥力变小，弹簧测力计的示数变大，故A不符合题意； B．将铁芯从螺线管中取出，电磁铁磁性减小，根据同名磁极相互排斥，排斥力变小，故弹簧测力计的示数变大，故B不符合题意； C．将S拨到“3”位置，并通过调节仍使电流表示数为，线圈匝数变少，磁性减弱，排斥力变小，弹簧测力计的示数变大，故C不符合题意； D．将S拨到“1”位置，并通过调节仍使电流表示数为，线圈匝数变多，磁性增强，排斥力变大，弹簧测力计的示数变小，故D符合题意。 故选D。 8．（23-24九年级下·江苏南通·阶段练习）如图是磁悬浮地球仪，上方“地球”中有一个永磁体，底座中有一个电磁铁。下列叙述正确的是（    ） A．“地球”的重力与底座对“地球”的斥力是相互作用力 B．水平木桌对底座的支持力和底座的重力是平衡力 C．电磁铁的电源电压降低，“地球”仍然悬浮时，其受到的斥力比电压降低前小 D．电磁铁的电源电压降低后，底座对木桌的压力始终等于木桌对底座的托力 【答案】D 【详解】A．“地球”的重力和底座对它的斥力大小相等、方向相反、作用在同一直线上、作用在同一物体上，是一对平衡力，故A错误； B．水平木桌对底座的支持力大小等于底座与球体的重力之和，所以水平木桌对底座的支持力和底座的重力大小不相等，不是一对平衡力，故B错误； C．电磁铁的电源电压降低，电磁铁的磁性减小，“地球”仍然悬浮时，其受到的斥力和“地球”的重力是一对平衡力，大小相等，重力大小不变，所以其受到的斥力不变，故C错误； D．底座对木桌的压力和木桌对底座的托力是一对相互作用力，大小相等，方向相反，作用在同一直线上，作用在两个物体上，是一对相互作用力，电磁铁的电源电压降低后，这两个力仍然是一对相互作用力，所以底座对木桌的压力始终等于木桌对底座的托力，故D正确。 故选D。 9．（24-25九年级上·全国·课后作业）如图，是一个光敏电阻，光敏电阻的阻值随光照强度的增加而减小。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．路灯发光时把电能全部转化为光能 D．控制电路电源电压减小后，傍晚时路灯比原来早一些亮 【答案】D 【详解】A．根据图示可知，电流从电磁铁的上端流入，根据右手螺旋定则，四指电流方向，大拇指指向N极，所以电磁铁的上端为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，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．路灯工作时电能转化为光能、内能，不是全部转化为光能，故C错误； D．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D正确。 故选D。 10．（23-24九年级上·江苏宿迁·期末）如图是汽车启动原理图，汽车启动时需将钥匙插入钥匙孔并旋转（相当于闭合开关），根据电路图，下列说法正确的是（　　） A．电磁铁是根据电磁感应原理制成的 B．工作时，电磁铁的上端为S极 C．电动机的工作电压比电磁铁的工作电压低 D．电磁铁通电时，吸引上方的衔铁，触点A、B接触，汽车启动 【答案】D 【详解】A．电磁铁通电后具有磁性，其原理是电流的磁效应，故A错误； B．根据图示可知，电流从电磁铁的上方流入，根据安培定则可知，电磁铁上端为N极、下端为S极，故B错误； C．由图可知，电磁铁的工作电压只是电动机的工作电压的一部分，电磁铁的工作电压比电动机的工作电压低，故C错误； D．当钥匙插入钥匙孔并转动时，电路接通，电磁铁中有电流通过，电磁铁具有磁性，将上边的触点A吸下，使BC触点接通，电动机工作，进而汽车启动，故D正确。 故选D。 11．（2022·江苏常州·一模）如图是某保密室的防盗报警电路，当有人闯入保密室时会使开关S闭合，下列说法正确的是（　　） A．电磁继电器与发电机工作原理相同 B．电磁继电器与电动机工作原理相同 C．当有人闯入保密室时，b灯亮 D．电磁铁工作时，上端为S极 【答案】C 【详解】AB．电磁继电器是利用电流的磁效应工作的，发电机是利用电磁感应原理制成的，电动机是根据通电线圈在磁场中受力而转动工作的，故AB错误； C．当有人闯入保密室时会使开关S闭合，电磁铁有磁性，吸引衔铁，电灯b所在电路接通，b灯亮，故C正确； D．根据安培定则可知，电磁铁工作时，电流从上端流入，下端流出，根据安培定则可知，上端为N极，故D错误。 故选C。 二、填空题 12．（23-24九年级下·重庆渝北·自主招生）丹麦物理学家 通过实验发现了通电导体周围存在磁场。电流周围磁场的方向与 有关。 【答案】 奥斯特 电流方向 【详解】[1][2]通电导体周围存在着磁场，磁场方向与电流方向有关，这种现象叫电流的磁效应，是丹麦物理学家奥斯特发现的，这就是电流的磁效应。 13．（23-24九年级上·辽宁沈阳·阶段练习）奥斯特实验证明：通电导线的周围存在着 ，磁场的方向跟 的方向有关，这种现象叫做电流的磁效应。 【答案】 磁场 电流 【详解】[1][2]奥斯特实验说明了通电导体周围存在磁场，且磁场的方向与电流方向有关。 14．（2024·黑龙江哈尔滨·二模）如图将一根直导线沿南北方向水平放置在静止的小磁针正上方，当接通电源时小磁针偏转，表明 。改变直导线中的电流方向，小磁针偏转方向也随之改变，表明 。 【答案】 通电导线周围存在磁场 磁场方向与电流方向有关 【详解】[1]接通电路后，观察到小磁针偏转，说明通电直导线周围存在磁场，这是著名的奥斯特实验。 [2]改变直导线中的电流方向，小磁针偏转方向也发生改变，说明磁场方向改变，这表明通电导体周围的磁场方向与电流方向有关。 15．（24-25八年级上·全国·课后作业）小明拿到一个电源，但是正负极的标识由于磨损变得模糊不清，于是设计了如图所示的三个实验探究电源的正负极。如图甲所示，小磁针静止在通电螺线管左侧，其N极指向右侧，故电源的正极在 侧；如图乙所示，闭合开关后二极管发光（二极管具有单向导电性，只允许电流从正极向负极通过，不允许电流反方向通过），由此判断电源的右边是 极，二极管是由 （选填“导体”“半导体”或“超导体”）制成的；如图丙所示，闭合开关，发现电压表的指针出现反偏现象，可能的原因是 。 【答案】 左 负 半导体 电压表的正负接线柱接反了 【详解】[1][2]小磁针静止时N极指向为磁感线方向，小磁针静止在通电螺线管左侧，其N极指向右侧，根据磁极的相互作用可知，通电螺线管的左端为S极，右端为N极；用右手握螺线管，大姆指指向右端，由四指指向可知电源左端为电源正极，右端为负极。 [3]二极管具有单向导电性，是由半导体材料制成的。 [4]由图丙可知，滑动变阻器、定值电阻、开关和电源串联，电压表并联在定值电阻两端，闭合开关，电压表指针反偏，可能是电压表的正负接线柱接反了，电压表在使用时，应并联在被测电路两端，并使电流从电压表的正接线柱流入，负接线柱流出。 16．（2024·山东济南·二模）电源正负极的符号看不清了，小宇在该电源上接入螺线管，在螺线管一端放置一个能自由转动的小磁针（黑色端是N极），闭合开关S后，小磁针指向如图所示，则A为电源的 极（选填“正”或“负”），这一方案利用了电流的周围存在 的原理。 【答案】 负 磁场 【解析】【小题1】[1][2]异名磁极相互吸引，所以螺线管左端为S极，右端为N极，根据右手螺旋定则结合导线绕向，大拇指指向N极，四指指向电流的方向，则可知电源的A端是负极。利用的就是电流周围存在磁场。 17．（21-22九年级上·海南海口·期末）如图为一款“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，R₁为定值电阻，R2为光敏电阻，其阻值随光照强度而变化。R2的阻值应随光照强度的增大而 （选填“增大”、“不变”或“减小”），当R₂的阻值增大时，灯L （选填“发光”或“熄灭”）。 【答案】 减小 发光 【详解】[1]若光照强度减弱时，R2的阻值增大，则电路中的电流减小，电磁铁的磁性减弱，不能吸引衔铁，动触点与静触点接触，灯所在电路被接通，灯亮，满足灯L天暗时自动发光，天亮时自动熄灭的要求，所以R2的阻值应随光照强度的增大而减小。 [2]当R₂的阻值增大时，电路中电流减小，电磁铁的磁性减弱，不能吸引衔铁，动触点与静触点接触，灯所在电路被接通，灯亮。 18．（2024·陕西汉中·二模）现在医学上使用的心肺机的功能之一是用“电动泵”替代心脏，推动血液循环。如图所示，当线圈中的电流从a流向b时，电磁铁的左端为 （选填“N”或“S”）极，此时活塞将向 （选填“左”或“右”）运动，促使血液流动。若使通过电磁铁的电流增大，电磁铁的磁性将 （选填“增强”或“减弱”）。 【答案】 N 右 增强 【详解】[1]由右手螺旋定则可知，螺线管左端为N极。 [2]根据磁极间的相互作用规律，同名磁极相互排斥，由图可知，此时同名磁极相对，故活塞右移。 [3] 当电磁铁线圈匝数一定时，通过电磁铁的电流越大，电池铁的磁性越强。 19．（23-24九年级上·河南商丘·阶段练习）如图所示，小明利用电磁继电器设计了一个水位自动报警装置。当水位未达到金属块M时，灯泡不亮。水位达到金属块M时，灯泡亮，则接线柱C应与 （选填“A”或“B”）相连，已知灯泡的规格为“12V 6W”，灯泡正常发光时的电流是 A。    【答案】 B 0.5 【详解】[1]由图可知，当水位未达到金属块M时，控制电路开路无电流，电磁铁无磁性，不能吸引衔铁，此时灯泡不亮，则接线柱C与A没有连接；当水位达到金属块M时，控制电路通电，电磁铁有磁性，吸引衔铁，灯泡亮，说明电路接通，则接线柱C应该与B连接。 [2]由P=UI可知，灯泡正常发光时的电流为 三、作图题 20．（2024·山东东营·中考真题）闭合开关，通电螺线管附近小磁针的N极指向如图所示，请在图中括号内标出电源的“+”“-”极。 【答案】 【详解】根据异名磁极相互吸引，由图可知，通电螺线管的右端为N极；根据安培定则，电流从左侧流入螺线管，因此可知电源的左端为正极，右端为负极。如图所示： 21．（2024·新疆昌吉·模拟预测）根据图中小磁针的指向，请标出通电螺线管的极性和电源的正负极。 【答案】 【详解】根据异名磁极相互吸引的规律可知，通电螺线管靠近小磁针N极的右端为S极，则通电螺线管的左端为N极；根据安培定则，伸出右手握住螺线管使大拇指指示通电螺线管的N极，则四指弯曲所指的方向为电流的方向，所以电流由螺线管的左端流入，即电源的左端为正极，电源右端是负极。如下图所示： 22．（23-24九年级上·河北秦皇岛·期末）如图所示，根据小磁针静止时的指向（黑色为N极），请标出：1.磁感线的方向；2.电源的正负极。 【答案】 【详解】小磁针N极向右，则说明该处的磁感线向右，因外部磁感线由N极指向S极，故螺线管左侧为S极，右侧为N极；则利用右手螺旋定则可得电源左侧为正极，右侧为负极；如图： 23．（2024·陕西渭南·一模）按要求完成作图 (1)请在图中，标出通电螺线管的N极和A点的磁感线方向。 (2)请在图括号中标出小磁针静止时的磁极名称和电源右端的“＋”极或“-”极。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）由安培定则可知螺线管右端为N极，在磁体外部磁感线从N极出发回到S极，则A点的磁感线方向向左，如下图所示： （2）螺线管左端为N极，根据安培定则可知电流从电源右端流出回到电源左端，则电源右端为正极；螺线管左端为N极，磁场方向向外，小磁针静止N极所指方向与磁感线方向一致，则小磁针左端为N极，如下图所示： 四、实验题 24．（23-24九年级上·山东青岛·阶段练习）电生磁实验； (1)如图甲所示为奥斯特实验装置，接通电路后，观察到小磁针偏转，说明 ，改变直导线中电流方向，小磁针的偏转方向发生改变，说明 ； (2)用如图乙所示的装置“探究通电螺线管外部磁场的特点”： ①闭合开关，将小磁针放在螺线管周围的不同位置，观察小磁针静止时 极的指向，可以判断小磁针所在位置的磁场方向； ②在固定螺线管的光滑板面上均匀地撒上铁屑，铁屑有序排列成许多条曲线，由此可以看出螺线管周围的磁场和 周围的磁场相似； (3)在探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”的实验中，同学们用相同的大铁钉制成了简易电磁铁甲、乙，并设计了如图所示的电路。当滑动变阻器向左移动时，电磁铁甲、乙能够吸引大头针的个数将 （填“增多”或“减少”），说明电流越 ，电磁铁磁性越强。根据图示可知，电磁铁 （填“甲”或“乙”）的磁性强。 【答案】(1) 通电导体周围存在磁场 通电导体周围的磁场方向与电流方向有关 (2) N 条形磁体 (3) 增多 大 甲 【详解】（1）[1]由图可知，该装置是著名的奥斯特实验，开关闭合后，电路为通路，有电流通过，小磁针发生偏转，说明小磁针受到磁力作用，故说明通电导体周围存在着磁场。 [2]改变电流方向，小磁针的偏转方向发生了改变，说明通电导体周围的磁场方向发生了改变，故表明了通电导体周围的磁场方向与电流方向有关。 （2）[1]物理学中规定小磁针静止时N极的指向即为该点的磁场方向，所以实验时通过观察小磁针静止时N极的指向，可以判断小磁针所在位置的磁场方向。 [2]铁屑在磁场中会被磁体磁化，从而在磁场中有序地排列起来。由通电螺线管周围的铁屑的排布情况可以确定通电螺线管周围磁感线的形状是纺锤形的，和条形磁体周围的磁场相似。 （3）[1][2]当滑动变阻器滑片向左移动时，滑动变阻器连入电路的阻值减小，由可知，电路中电流变大，吸引大头针的个数增多，说明电路中的电流越大，电磁铁的磁性越强。 [3]图示可知，甲吸引的大头针更多，说明电磁铁甲的磁性强。 25．（24-25九年级上·云南曲靖·期中）在“探究通电螺线管外部磁场分布”的实验中： (1)当闭合开关S后，小磁针会发生偏转，说明通电螺丝管周围存在 ，实验时同学们发现小磁针偏转不明显，为了增大通电螺线管的磁性，可行的操作是 （任写一条）。 (2)用铁屑来做实验，得到了如图乙所示的情形，由此可看出通电螺线管外部的磁场与 磁体的磁场相似，为描述磁场而引入的磁感线 （选填“是”或“不是”）真实存在的。 (3)同学们改变电源方向，发现小磁针转动180°，南北极所指方向发生了改变，由此可知：通电螺线管外部磁场方向与螺线管中的 方向有关。 (4)由安培定则可知丙图中S闭合后，螺线管的左端为 极。 (5)磁悬浮列车是利用电流的磁效应来 （选填“增大”或“减小”）摩擦力的，丹麦物理学家 最先发现电流的磁效应原理。 【答案】(1) 磁场 增大电流 (2) 条形 不是 (3)电流 (4)S (5) 减小 奥斯特 【详解】（1）[1]螺线管通电后产生磁性，周围存在磁场，通电螺线管通过磁场对小磁针产生力的作用，小磁针会发生偏转。 [2]通电螺线管的磁性大小与电流的大小有关，所以，为了增大通电螺线管的磁性，可以增大螺线管中的电流。 （2）[1][2]由图乙可知：通电螺线管的外部磁场与条形磁铁的磁场相似；磁感线是为了能形象描述磁场而引入的，不是真实存在。 （3）同学们改变电源方向，则电流方向会发生变化，此时发现小磁针转动180°，南北极所指方向发生了改变，由此可知：通电螺线管外部磁场方向与螺线管中的电流方向有关。 （4）图丙中，根据磁极间的相互作用规律可知，通电螺线管的左端为S极。 （5）[1]由于磁悬浮列车悬浮在轨道上，这是因为磁悬浮列车是利用电流的磁效应来减小摩擦力。 [2]丹麦物理学家奥斯特发现电流周围产生磁场，这是电流的磁效应。 提优练习 一、单选题 1．（2024·山东淄博·中考真题）心肺机用“电动泵”替代心脏，推动血液循环，“电动泵”的工作原理如图所示，将线圈ab固定在活塞一端，利用其与固定磁铁间的相互作用带动活塞运动，从而使血液定向流动。阀门都只能单向开启，反向则封闭管路，当线圈中的电流从a流向b时，下列说法正确的是（   ） A．线圈周围有磁场和磁感线 B．线圈左端是N极 C．活塞将向左运动 D．此时“电动泵”处于送血状态 【答案】C 【详解】A．通电导线周围存在磁场，磁感线是为了描述磁场而引入的假想曲线，实际并不存在，故A错误； B．电流从a流向b时，根据安培定则可知，线圈右端是N极、左端是S极，故B错误； C．根据“异名磁极相互吸引”可知，活塞将向左运动，故C正确； D．由图可知，活塞向左运动时，泵内容积变大，则阀门关闭、打开，此时“电动泵”处于抽血状态，故D错误。 故选C。 2．（2024·河南新乡·三模）如图为家庭电路中空气开关的原理图，P为电磁铁，Q为衔铁，下列分析正确的是（　　） A．空气开关跳闸，一定是电路的总功率过大 B．电流过大时，图中P的磁性增强，吸引Q向左偏转，弹簧拉起S切断电路 C．将电饭锅接入三孔插座，将电饭锅的金属外壳与零线相连 D．图中P的左端为N极 【答案】B 【详解】A．空气开关跳闸，可能是电路的总功率过大，也可能是发生了短路，故A错误； B．电磁铁的磁性强弱与电流的大小有关，电流过大时，图中P的磁性增强，吸引Q向左偏转，弹簧拉起S切断电路，故B正确； C．三孔插座的上孔接地线，将电饭锅接入三孔插座，电饭锅的金属外壳通过上孔接地线，故C错误； D．由图可知，电流从P的左端流入，右端流出，由安培定则可知，图乙中P的右端为N极，其左端为S极，故D错误。 故选B。 3．（23-24九年级上·山东东营·阶段练习）如图所示，是巨磁电阻特性原理的示意图，其中GMR是一个巨磁电阻，其阻值随磁场的增强而急剧减小，闭合开关S1、S2，下列说法正确的是（　　） A．电磁铁的右端为S极 B．当滑片P向右滑动时，电磁铁磁性增强 C．当滑片P向左滑动时，巨磁电阻的阻值增大 D．当滑片P向左滑动时，指示灯变暗 【答案】A 【详解】A．利用安培定则判断电磁铁的左端为N极，右端为S极，故A正确； B．当滑片P向右滑动时，滑动变阻器接入电路中的电阻变大，根据欧姆定律可知，电路中电流变小，则电磁铁的磁性减弱，故B错误； CD．当滑片P向左滑动时，滑动变阻器接入电路中的电阻变小，根据欧姆定律可知，电路中电流变大，电磁铁的磁性增强，指示灯所在电路的总电阻变小，通过指示灯的电流变大，指示灯变亮，故CD错误。 故选A。 4．（2024·山东济宁·二模）下列实验与对应分析正确的是（    ） A．甲图，用丝绸摩擦过的玻璃棒靠近细小的水流，水流弯曲，说明异种电荷相互吸引 B．乙图，给电流表串联一个二极管，可以防止因接错正负接线柱而损坏电流表 C．丙图，闭合开关发现两只灯泡亮度不同，是由于电压不同导致的 D．丁图，闭合开关将滑片P向左移动，弹簧测力计的示数将变小 【答案】B 【详解】A．用丝绸摩擦过的玻璃棒靠近细小的水流，水流弯曲，说明带电体会吸引轻小物体，故A错误； B．发光二极管具有单向导电性，将其与电流表串联，可以防止因接错正负接线柱而损坏电流表，故B正确； C．如图丙，两灯泡并联，所以电压相等，两只灯泡亮度不同，不是由于电压导致的。故C错误； D．如图丁，由安培定则可知，电磁铁上端为S极，所以与条形磁铁相互吸引；当滑片P向左移动时，电阻变小，电流变大，电磁铁磁性增强，吸引力增大，所以弹簧测力计示数变大，故D错误。 故选B。 5．（2024·山东德州·二模）如图所示是一个利用电磁继电器的温度自动控制装置。关于该装置，下列说法正确的是（　　） A．装置中的温度计主要起测量温度的作用 B．电铃响说明温度低于85℃ C．电磁继电器中电磁铁是利用电流的热效应来工作 D．灯亮说明温度低于：85℃ 【答案】D 【详解】A．由图可知，当温度升高至设定温度时，水银柱上升与金属丝接通，控制电路通电，因此装置中的温度计主要起开关的作用，故A错误； BD．当温度低于85℃时，水银与金属丝断开，控制电路不通电，电磁铁没有磁性，弹簧将衔铁拉起，动触点与上面的静触点连通，电灯亮，电铃不响，故B错误、D正确； C．电磁继电器中电磁铁是利用电流的磁效应工作的，故C错误。 故选D。 6．（2024·湖北武汉·模拟预测）实践活动小组的同学，在商场看到了一种智能电梯，如图甲所示。当无乘客乘坐电梯时，电动机功率较小，以低速运转，电梯以较小的速度上升；当有乘客乘坐电梯时，电动机功率较大，以高速度运转，电梯以较大的速度上升。他们利用所学过的知识设计了一个能实现智能电梯上述功能的模拟电路，如图乙所示。其中M为带动电梯运转的电动机，为定值电阻，R为阻值随所受乘客对其压力大小发生改变的压敏电阻，线圈可看作定值电阻，两个电源两端的电压均保持不变。关于这个电路，下列说法中正确的是（    ） A．当有乘客站在电梯上时，R的阻值变大 B．当有乘客站在电梯上时，衔铁上的动触点与触点1接触 C．若适当减小的阻值，可减小无乘客时电动机消耗的电功率 D．当有乘客站在电梯上时，电磁铁线圈的耗电功率变大 【答案】D 【详解】A．由题意可知，当无人站立在电梯上时，R的阻值较大，通过线圈的电流较小，线圈的功率与磁性较小，动触点与触点1接触，电梯电动机与电阻R1串联，电动机所在电路电流较小；当有人站立在电梯上时，R的阻值变小，此时电源电压不变，通过线圈的电流变大，线圈的功率与磁性变大，线圈将衔铁吸引下来，此时动触点与触点2接触，电梯电动机不与R1串联而是独自接在电源上，通过电动机的电流变大，电梯功率变大。故AB错误，D正确； C．电梯上无人时，电阻R1与电梯的电动机串联，若减小R1的阻值，而电源电压不变，则电路中的电流变大，电动机的功率会变大。故C错误。 故选D。 7．（2024·陕西宝鸡·二模）纯电动汽车是一种采用蓄电池作为唯一动力源的汽车。电池的安全性主要体现在对其温度的控制上，当某组电池温度过高时，立即启动制冷系统进行降温。图甲是小明设计的模拟控温装置示意图，电磁继电器与热敏电阻、滑动变阻器串联接在电压为6V的电源两端。当电磁铁线圈（电阻不计）中的电流大于或等于25mA时，衔铁被吸合。热敏电阻置于温度监测区域，其阻值与温度t的关系如图乙所示，滑动变阻器的最大阻值为200Ω。下列说法正确的是（　　） A．当开关S闭合时，电磁铁上端为S极 B．图甲中应将b端与a端相连 C．若设置电池温度为60℃时启动制冷系统，则滑动变阻器接入电路的阻值应为170Ω D．该电路可设置启动制冷系统的最高温度是70℃ 【答案】C 【详解】A．当开关S闭合时，根据安培定则可知电磁铁上端为N极，故A错误； B．由图乙可知热敏阻值随温度的升高而减小，当温度过高时，控制电路电流将变大，电磁铁磁性增强，衔铁被吸合，此时b端与c端相连，工作电路中的制冷系统开始工作，故B错误； C．由图乙，当温度为60℃时，热敏电阻阻值R=70Ω，当衔铁刚好被吸合时，控制电路中总电阻 故滑动变阻器接入电路中的阻值 故C正确； D．滑动变阻器的最大阻值为200Ω，故热敏电阻的最小阻值为 此时的温度为启动制冷系统的最高温度，由图乙可知该最高温度为80℃，故D错误。 故选C 。 8．（2024·陕西商洛·二模）科创小组为仓库的制冷系统设计的自动启动装置的简化电路图如图-1所示，其中R1为热敏电阻，其阻值随温度的变化如表所示，滑动变阻器的最大阻值为20Ω，电磁铁的线圈电阻不计，控制电路的电源电压调为U0=6V。闭合开关S，滑动变阻器处于最大阻值，当温度达到28℃时，电磁铁把衔铁吸下，接通工作电路，制冷系统单独工作40min，如图-2所示的家用电能表指示灯闪烁了5000次，下列说法正确的是（    ） 温度/℃ 阻值/Ω 22 620 25 600 28 580 31 560 34 540 37 520 40 500 A．控制开关S闭合时，接线柱b应与a相连 B．制冷系统启动时，控制电路中的电流为0.1A C．制冷系统单独工作时的实际功率为2500W D．若想将制冷系统的启动温度升高到31℃，则控制电路中电源电压最小为5.4V 【答案】C 【详解】A．控制开关S闭合时，随着温度升高，热敏电阻的阻值减小，电路电流增大，电磁铁磁性增强，把衔铁吸下来，制冷系统工作，所以接线柱b应与c相连，故A错误； B．当温度达到28℃时，热敏电阻的阻值为：R1=580Ω，此时热敏电阻和滑动变阻器串联，电路中的总电阻为 根据欧姆定律，电路中的电流为 故B错误； C．制冷系统单独工作40min，如图-2所示的家用电能表指示灯闪烁了5000次，消耗的电能 此时实际功率为 故C正确； D．若想将制冷系统的启动温度升高到31℃，此时热敏电阻的电阻为；启动电流不变，此时控制电路的电源电压应该为 故D错误。 故选C。 二、填空题 9．（24-25九年级上·云南曲靖·阶段练习）小军同学坐客车去我区某景区旅游，在旅途中，他发现安装了“海燕系统”，该系统具有追踪、抓拍及人脸识别功能，如图甲所示，系统摄像机的镜头是 透镜；小军又做了如图乙所示的实验，当开关闭合时，在滑片P向左移动的过程中，条形磁铁上方弹簧测力计的示数将 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。   【答案】 凸 变大 【详解】[1]摄像机的镜头相当于凸透镜，拍摄时，物距大于二倍焦距，成倒立、缩小的实像。 [2]如图乙，电流从电磁铁的上部流入，根据安培定则，上端为S极，则电磁铁上端和条形磁铁下端因异名磁极相互吸引。在滑片P向左移动的过程中，变阻器阻值变小，电流变大，则电磁铁磁性增强，所以对条形磁铁吸引力增强，所以弹簧测力计的示数将变大。 10．（23-24九年级上·山东淄博·阶段练习）如图所示为电磁继电器，闭合开关S，电磁铁的上端为 极， （填“灯”或“电动机”）开始工作。 【答案】 S 电动机 【详解】[1]根据图示可知，电流从电磁铁的上端流入，下端流出，根据安培定则可知，电磁铁的下端为N极，上端为S极。 [2]闭合开关S，电磁铁具有磁性，衔铁被吸下，使得电动机的电路接通，电动机开始工作。 11．（24-25九年级上·全国·课后作业）螺线管是汽车启动器的一个重要部件，驾驶员转动钥匙发动汽车时，相当于给螺线管通电。如图所示，螺线管的左端为 极，小磁针的左端为 极，A为电源的 极。若调换电源的正负极，小磁针的指向 （选填“会”或“不会”）发生改变。 【答案】 N N 负 会 【详解】[1][2][3]由图可知，磁感线从磁体的N极流出，回到S极，所以，螺线管的左端为N极，右边为S极，根据异名磁极相互吸引可知，小磁针的左端为N极，根据安培定则可知，螺线管上电流方向朝上，所以A为电源的负极。 [4]若调换电源的正负极，螺线管上电流方向改变，螺线管磁场方向改变，则小磁针的指向会发生改变。 12．（24-25九年级上·全国·课后作业）科学家发现两根平行导线通电后有如图所示的现象（图中实线、虚线分别表示通电前、后的情况）。 (1)由图可知，两平行通电导线之间有力的作用．当通入的电流方向相同时，导线相互 ；当通入电流方向相反时，导线相互 ； (2)判断通电直导线周围磁场方向的方法是：用右手握导线，大拇指指向电流方向，则四指环绕的方向就是通电直导线周围的磁场方向．根据这个方法，请你判定甲图中导线a在靠近导线b一侧产生的磁场方向为垂直于纸面 （选填“向里”或“向外”）； (3)由此可知：与磁体之间的相互作用一样，电流之间的相互作用也是通过 来实现的。 【答案】(1) 吸引 排斥 (2)向里 (3)磁场 【详解】（1）[1][2]由图可知，当通入的电流方向相同时，导线靠拢，说明两导线相互吸引；当通入电流方向相反时，导线相互排斥。 （2）由题可知，用右手握导线，大拇指指向电流方向（向上），则四指环绕的方向就是通电直导线周围的磁场方向（如解图所示），即：导线a左侧的磁场方向垂直于纸面向外，b处（a的右侧）的磁场方向垂直于纸面向里。 （3）与磁体之间的相互作用一样，电流之间的相互作用也是通过磁场来实现的。 13．（23-24九年级上·海南省直辖县级单位·期末）如图所示是某科技小组设计的一种温度自动控制报警装置电路图，当温度达到90℃时，报警装置就 （选填“会”或“不会”）响铃，同时 灯亮。 【答案】 会 红 【详解】[1][2]据图可知，该温度自动报警器的原理是：当温度达到90℃时，由于温度计内的液体是导体，这样控制电路会接通，电磁铁产生磁性，将衔铁吸下，将报警电路接通，电铃响，红灯亮，起到报警作用。 14．（2024·广东东莞·二模）某些商场里的自动扶梯在无人和有人乘坐时运行速度不同，从而节约电能。小明根据所学的知识，画出如图所示的电路（R是一个压敏电阻）。小明分析：电磁铁上端为 极，当人站在电梯上，压敏电阻的阻值减小，电磁铁磁性变强，衔铁与触点2接触，电梯运行速度变 （选填“快”或“慢”），人站在电梯上匀速上升时重力势能 （选填“变大”、“变小”或者“不变”）。 【答案】 S/南 快 变大 【详解】[1]由图可知，电流从电磁铁的上端流入，用右手握住螺线管，使四指指向电流的方向，则大拇指所指的下方为螺线管的N极，则上端为S极。 [2]控制电路的压敏电阻与电磁铁串联。当扶梯上有人时，R所受压力增大，根据已知条件，压敏电阻变小，由串联电阻的规律，电路的电阻变小，由欧姆定律可知控制电路中的电流变大，电磁铁磁性变强，则衔铁被吸下，与触点2接触，此时工作电流只有电动机工作，电流较大，所以电梯运行速度变快。 [3]人站在电梯上匀速上升时，质量不变，高度越来越大，因此重力势能变大。 15．（2024·黑龙江牡丹江·一模）人工心脏泵可短时间代替心脏工作，如图是该装置的示意图。磁体固定在左侧，线圈AB固定在用软铁制成的活塞柄上（相当于一个电磁铁），活塞筒通过阀门与血管相通。阀门S1只能向外开启，S2只能向内开启。线圈中的电流从A流向B时，电磁铁左端是 极，血液会 （选填“流入”或“流出”）活塞筒。当线圈AB中的电流方向 （选填“改变”或“不改变”）时，该装置能正常工作。 【答案】 S 流入 改变 【详解】[1]线圈中的电流从A流向B时，根据安培定则，电磁铁右端为N极，左端为S极。 [2]由于异名磁极相互吸引，此时活塞左移，筒内压强减小，血液流入活塞筒。 [3]因为工作时活塞要左右移动，电磁铁磁极要改变，所以电流方向需要改变。 16．（2024·四川绵阳·模拟预测）妈妈买了个带调温的养生壶，如图所示，R1、R2为加热电阻，电磁铁控制电路中的R3为热敏电阻，R4为定值电阻。若电水壶高温挡功率为1000W，低温挡功率为80W。当设置温度为50℃煲汤时，养生壶先使用加热挡工作，此时动触点D与 （上/下）方两个触点相接触。将水加热至100℃后切换成保温挡，水温逐渐降低到50℃时再次切换到加热挡将水温提高，如此往复，若控制电路的电源电压为8V，R3的阻值与温度成反比，继电器线圈电阻忽略不计。当电磁铁线圈电流大于等于0.02A时继电器吸合，则电阻R4的阻值为 Ω。 【答案】 上 800 【详解】[1]当S1闭合，动触点D与上方两个触点相接触时，R2被短路，此时工作电路电阻最小，由知，功率最大，电水壶处于加热状态；当S1闭合，动触点D与下方两个触点相接触时，R1和R2串联，此时工作电路电阻最大，功率最小，电水壶处于保温状态；当设置50℃煲汤时，养生壶先使用加热挡工作，由以上分析可知，此时动触点D应与上方两个触点相接触。 [2]电水壶处于加热状态时，动触点D与上方两个触点相接触，控制电路只有热敏电阻R3接入电路，此时线圈中的电流小于等于0.02A，已知控制电路的电源电压为8V，则热敏电阻R3的阻值为 当水加热至100℃后切换保温加热，衔铁被吸下，线圈中的电流等于0.02A，此时R3的阻值为400Ω；水温逐渐降低到50℃时，由于R3的阻值与温度成反比，则有 解得R3'=800Ω；此时控制电路R3与R4并联，要再次切换到加热挡，线圈中的电流应小于等于0.02A，即控制电路的总电阻应大于等于400Ω，当控制电路的总电阻等于400Ω时，根据并联电路的电阻关系知，电阻R4的阻值为800Ω。 三、实验题 17．（24-25九年级上·广东中山·期中）节假日，五颜六色的小彩灯给广场增添了热闹的气氛。在很多的城市中，许多的大型商场超市等等都会有这些彩灯来进行装饰，如图所示： (1)一串小彩灯的灯泡有22只，这么多的小彩灯是如何连接的呢?小杜同学在市场上买了串小彩灯，按下列步骤进行实验探究：把所买的这串小彩灯接入电路，闭合开关后发现所有的小彩灯均发光。取下任意一盏小彩灯，闭合开关后发现全部小彩灯均不发光。根据上述实验现象可知每盏小彩灯间是以 方式连接的。当这串小彩灯正常工作时，用电流表测出电源插头处的电流为220mA，则经过第10盏小灯的电流为 A；则经过前面20盏小灯的总电流为 A。 (2)双金属片也称热双金属片，已知铜的热膨胀程度大于铁的热膨胀程度，当温度升高时，双金属片向膨胀程度小的一侧弯曲，则温度降低时，金属片将向 （选填“铜”或“铁”）片方向弯曲； (3)小杜想设计如图乙所示的双金属片自动温度报警电路，当室温过高时红灯亮，室温过低时绿灯亮，请你帮小杜连接电路 。 【答案】(1) 串联 0.22 0.22 (2)铜 (3) 【详解】（1）[1]因取下一盏灯泡后其它灯泡均不发光，故这些灯泡之间是相互影响的，所以它们之间是串联在一起的。 [2]串联电路中各处的电流处处相等，已知电源插头处的电流为220mA，经过第10盏小灯的电流就是为220mA，即0.22A。 [3]根据串联电路电流处处相等的特点，把前面20盏小灯看做一个整体，则经过前面20盏小灯的总电流为 （2）已知铜的热膨胀程度大于铁的热膨胀程度，当温度升高时，双金属片向膨胀程度小的一侧弯曲；当温度降低时，双金属片向膨胀程度大的一侧弯曲，所以当双金属片遇冷时，向铜片方向弯曲。 （3）当室温过高时，双金属片向铁片一侧弯曲，双金属片和上面接线柱接通，红灯亮；室温过低时，双金属片向铜片一侧弯曲，双金属片和下面接线柱接通，绿灯亮，故实物图为： 18．（24-25九年级上·全国·课后作业）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，观察到小磁针顺时针偏转。 (1)实验中小磁针的作用是 ，这里用到的研究方法是 ； (2)该实验说明通电导线周围存在 ，这种现象称为电流的 效应；此现象最早是由物理学家 发现的； (3)断开电路，小磁针 （选填“会”或“不会”）回到原来位置。小明在其他实验条件不变的情况下，改变通电直导线的电流方向，闭合开关后，小磁针将 （选填“顺时针转动”“逆时针转动”或“静止不转动”）； (4)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； (5)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”）；若将小磁针由通电直导线下方移至直导线上方，小磁针偏转的方向 （选填“会”或“不会”）改变。 【答案】(1) 检验通电导线周围是否存在磁场 转换法 (2) 磁场 磁 奥斯特 (3) 会 逆时针转动 (4)南北 (5) 强 会 【详解】（1）[1][2]实验中运用转换法，通过观察小磁针是否发生偏转来确定通电导线周围是否存在磁场。 （2）[1][2][3]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，该现象是由物理学家奥斯特发现的。 （3）[1]由于小磁针受地磁场的影响，因此断开电路，小磁针会回到原来的位置。 [2]通电螺线管的磁场与导体中电流的方向有关，因此改变通电直导线的电流方向，闭合开关后，小磁针将逆时针转动。 （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。 （5）[1]由通电直导线周围磁感线的分布图可知，越靠近圆心位置，磁感线越密集，磁场越强。 [2]若将小磁针由通电直导线下方移至直导线上方，由于磁场方向发生改变，因此小磁针偏转的方向会改变。 19．（24-25九年级上·全国·课后作业）小红和小刚在做探究电磁铁的磁性跟哪些因素有关的实验时，作出了如下猜想： 猜想A：电磁铁通电时有磁性，断电时没有磁性 猜想B：通电的电磁铁的磁性与线圈的匝数有关 猜想C：通电的电磁铁的磁性与电流大小有关 为了验证上述猜想是否正确，小红和小刚共同设计了以下实验方案：用漆包线在大铁钉上绕制若干圈，制成简单的电磁铁。实验中观察到的现象如图a、b、c所示，请你完成如下填空： (1)通过观察电磁铁吸引大头针数目多少的不同，来判断它的 ；请写出一个运用此实验研究方法的实验名称： （合理即可）； (2)通过比较 两种情况，可以验证猜想A是正确的； (3)图c中甲、乙串联的目的是 ；通过比较c中甲、乙两电磁铁，可得实验结论： ； (4)实验中，大头针的下端都是分开的，原因是 ； (5)小红在做如图b实验时，拿一根铜钉代替大铁钉，会发现铜钉不能吸引大头针，这是因为 ； 拓展设问 (6)用实验器材组成了如图所示的实验电路，分别连接电磁铁线圈的接线柱a、c，并调节滑动变阻器控制电流不变，可以发现接 （选填“a”或“c”）柱时，大铁钉下方吸引大头针较多。 【答案】(1) 磁性强弱 探究电流产生热量的多少与哪些因素有关 (2)a、b (3) 控制电流相同 在电流一定时，电磁铁线圈匝数越多，磁性越强 (4)同名磁极相互排斥 (5)铁钉能被磁化，而铜钉不能被磁化 (6)c 【详解】（1）[1][2]实验中电磁铁磁性的强弱无法用眼睛直接观察，通过观察电磁铁吸引大头针数目多少的不同，来判断它磁性的强弱，吸引的大头针越多，电磁铁的磁性越强；运用的研究方法是转换法。探究电流产生热量的多少与哪些因素有关，通过观察U形管中液面的高度差反映电流产生热量的多少，也运用了转换法。 （2）A猜想中，电磁铁通电时有磁性，断电时没有磁性，由图可知，图a、b中两电磁铁相同，一个通电能吸引大头针，一个不通电，不能吸引大头针，符合要求。 （3）[1][2]图c中的两电磁铁是串联在一起的，因此，通过它们的电流是相同的，线圈匝数不同，吸引的大头针数目不同，得出的结论是：外形相同的螺线管，当电流相同时，线圈的匝数越多，它的磁性越强。 （4）大头针被磁化后，下端是同名磁极，根据同名磁极相互排斥，下端都是分开的。 （5）小红在做如图b实验时，拿一根铜钉代替大铁钉，会发现铜钉不能吸引大头针，这是因为铁钉能被磁化，而铜钉不能被磁化。 （6）通电的电磁铁的磁性与线圈的匝数有关，当电流相同时，线圈的匝数越多，它的磁性越强。连接电磁铁线圈的接线柱c时，线圈的匝数较多，电磁铁的磁性较强，大铁钉下方吸引大头针较多。 20．（2024·江苏无锡·模拟预测）为了检测传送带上的物体是否超长，某小组设计了如图所示的装置．接a，控制电路启动，电路中电源电压恒为3V．激光发射器发出的激光不被物体遮挡时能够照射到光控开关．线圈中电流时，吸下衔铁，触点D接通，线圈中无电流时，衔铁释放，触点C接通，工作电路中电源1电压恒为6V．光控开关被绿灯、红灯发出的光照射时闭合，热敏材料受热弯曲后断开电路，红灯、绿灯（两灯电阻都恒定）均不亮时，光控开关断开，传送带停下，方便取下超长物体，根据以上文字及图表中信息，回答问题： 热敏材料信息 电阻 5Ω（恒定不变） 质量 1g 比热容 特性 短时间内温度上升10℃（或更高）时，会发生弯曲（通电时不考虑热损失）：假设传送带上放上相邻两个物体的时间间隔内，热敏材料恢复形变，降至室温。 (1)热敏开关由热敏电阻组装而成，热敏电阻由 材料制成（选填“导体”“半导体”或“绝缘体”）． (2)光控开关被激光照射时，处于 （选填“闭合”或“断开”）状态． (3)调试时，电源2电压恒为3V，断开，拨至b处，调节直至电流表示数为 (4)将阻值调整为2Ω，红灯亮时，至少通电 秒，热敏材料自身发热导致会发生弯曲，若传送带的速度调为0.5m/s，则设定物体长度不超过 m． (5)为减小设定长度，正确方法有______．（可能有多个选项） A．减小 B．增大 C．减小 D．减小传送带速度 【答案】(1)半导体 (2)断开 (3)0.02A (4) 4 2 (5)D 【详解】（1）热敏电阻其电阻值随着温度的变化而改变，是由半导体材料制成。 （2）由题意可知，当传送带上无物品通过，衔铁与触点C接触，亮绿灯，即线圈中没有磁性，故线圈中无电流，因此这个开关是断开的。 （3）当线圈中电流时，吸下衔铁，触点D接通，因此调试时，拨至b处，需要调节直至电流表示数为0.02A。 （4）[1]热敏材料温度升高10摄氏时吸收的热量为 红灯的电阻为 电路中电流为 通电时间为 [2]热敏电阻通电时未切断电路，要求物体通过激光发射器位置的时间不超过4s时间，则物体的长为 （5）A．改变调试电路电源电压，根据（3）可知，此时需要同时调整R2的阻值，使电流达到0.02A，控制电路是否接通是受光控开关S3控制，调试电路电源电压改变对控制电路接通时间无影响，无法减小设定长度，故A不符合题意； B．增大控制电路中的电阻箱连入电路电阻，则无论什么情况，控制电路中的电流均小于0.02A，则工作电路中绿灯一直有电流通过，传送带一直不能停止，故B不符合题意； C．若减小R1的电阻，工作时电流增大。未改动前红灯所在电路的电流为0.5A，已经达到小灯泡的额定电流，若R1减小，会使电路中的电流超过小灯泡的额定电流，电路不能正常工作，故C不符合题意； D．若减小传送带的运行速度，短于2m的物体激光照射的时间将延长，可以使热敏电阻工作时间延长，即使短于2m的物体也能触发断路，故D符合题意。 故选D。 21．（2024·陕西渭南·一模）电饭锅的发热板中间安装有磁钢限温器可防止干烧，这个限温器里面有感温磁钢和永久磁铁。当水煮干后，温度升到103℃时，限温磁钢磁铁磁性下降，永久磁铁被里面的弹簧下压而分开，切断电路，停止加热。它充分利用了磁铁的磁性随温度发生变化的原理制成的，那么磁体的磁性强弱与温度有怎样的关系呢？ 探究小组的同学设计了如图甲所示的装置进行探究。 (1)实验过程中通过观察 反应磁体磁性的强弱。 (2)探究小组的同学进行了实验，并记录了加热时间和掉落的铁钉数如下表： 加热时间/min 1 2 3 4 5 6 7 8 铁钉掉落的个数/个 2 5 8 14 20 30 50 78 他们对数据进行分析，得出结论为： 。 (3)根据这一结论，同学们大胆设计了两个温度报警器。 ①如图乙所示，请简述它的工作原理：当温度逐渐升高时，磁铁的磁性 ，无法 （选填“排斥”或“吸引”）铁制弹簧开关，弹簧开关向下恢复原状，这样下面的电路就被接通，从而使电铃报警。 ②如图丙所示，电磁铁 （选填“乙”或“丙”）图设计较好，说明原因： 。 【答案】(1)磁体吸引铁钉的数目 (2)磁铁的磁性随着温度的升高而减弱 (3) 减弱 吸引 丙 见解析 【详解】（1）实验中通过观察磁体吸引铁钉的数目反映磁性的强弱，采用了转换法。 （2）由表中实验记录可知：随着加热时间的变长，温度逐渐升高，掉落的铁钉数越来越多，说明磁铁的磁性随着温度的升高而减弱。 （3）[1][2]如图乙所示，开始时磁体吸引弹簧开关，当温度逐渐升高时，磁铁的磁性减弱，无法吸引弹簧开关，弹簧开关向下恢复原状，这样下面的电路就被接通，从而使电铃报警。 [3][4]如图丙所示，根据安培定则可知通电螺线管左端为S极；通过对比乙丙实验设计，丙图中温度计升高到一定温度时，左侧的电路连通，螺线管通电，通电螺线管吸引右侧衔铁，右侧电路闭合，电铃响。乙图设计难以设定具体的报警温度，故丙图设计较好。 四、作图题 22．（23-24九年级上·辽宁沈阳·阶段练习）某同学设计的冬季家庭温度自动控制器的工作原理如图所示。当室内温度低于25℃时温控开关闭合，绿灯不亮，加热电阻工作，温控开关断开，绿灯亮，表示温度已经达到25℃。请根据以上要求，用笔画线代替导线。 【答案】 【详解】 根据题意可知，当室内温度低于25℃时温控开关闭合，加热电阻工作，动触点与下面的静触点接触；当室温高于25℃时，温控开关断开，加热电阻不工作，动触点与上面的静触点接触；加热电阻与绿灯工作时互不影响，如下所示： 23．（2024·河南南阳·一模）根据图中永磁体与通电螺线管左端磁场的磁感线，请在永磁体上标出其N极并在括号内标出电源的“＋”、“-”极。 【答案】 【详解】磁体外围的磁场方向为从N极出发，回到S极，故永磁体的右端为N极，通电螺线管的左端为S极，右端为N极，根据右手螺旋定则可知，螺线管的电流方向向下，则电源左端为“＋”极，电源右端为“-”极，如图所示： 24．（2024·四川资阳·一模）如图所示，请按要求完成图像。 （1）闭合开关S后，向右移动滑动变阻器的滑片，电磁铁的磁性增强； （2）在图中括号内标出电磁铁的“S”或“N”极； （3）标出小磁针N极的偏转方向； （4）画出电磁铁对硬币的作用力。 【答案】 【详解】（1）闭合开关S后，向右移动滑动变阻器的滑片，电磁铁的磁性增强，说明电流变大，故电阻变小，即滑动变阻器选择右下接线柱接入电路； （2）由图可知，电流从上方流入，由安培定则可知，电磁铁的下端为N极，上端为S极； （3）根据异名磁极相互吸引，所以上端吸引小磁针N极，小磁针N极向上偏转； （4）电磁铁对硬币的作用力是吸引力，方向竖直向上，作用在硬币上，如图所示： 五、科普阅读题 25．（23-24九年级上·辽宁沈阳·阶段练习）阅读短文，回答问题： 为延长蔬果保鲜时间，某同学帮助菜农设计了蔬果保鲜仓库的自动制冷装置，装置如图甲所示。控制电路中电源电压恒定，R1为热敏电阻，R1阻值随温度的变化关系如图乙所示，R2为定值电阻，阻值为5Ω，电磁铁线圈阻值忽略不计。当温度升高到5℃时，衔铁吸下，制冷器启动工作，衔铁弹回，工作电路断开制冷器停止工作。 (1)图甲电路中电磁继电器相当于一个 （选填“开关”或“电源”）；通电后，电磁铁上端是 极； (2)温度升高时，热敏电阻R1的阻值将 （选填“增大”或“减小”）； (3)若在控制电路中加一个电压表，使得温度升高时，电压表示数变大 （选填“R1”或“R2”）两端； (4)如果要提高该装置所控制的最低温度，应更换R2，将R2的阻值 （选填“增大”或“减小”），但此时最高温和最低温的温度差可能将增大，理由是 。 【答案】(1) 开关 S (2)减小 (3)R2 (4) 增大 温度越高，R1阻值变化越慢 【详解】（1）[1]电磁继电器的作用相当于一个开关，用来控制电路的通断。 [2]当开关闭合后，电流从电磁铁的上端流入，根据安培定则可知，电磁铁的下端为N极。 （2）由图乙可知，温度升高时，热敏电阻R1的阻值变小。 （3）两电阻串联，温度升高时，R1电阻变小，电路中电流变大，R2电阻不变，由，R2两端电压变大，所以电压表应加在R2两端。 （4）[1][2]提高该装置所控制的最低温度，R1电阻变小，若要保持到一定电流时，工作电路断开，则需将R2的阻值增大，此时温度差会变大，因为温度越高，R1阻值变化越慢。 26．（2024·广东中山·三模）阅读下列短文，回答问题。 电热服 电热服是将电源、控温装置、安全保护装置、发热元件等通过导线连接组成电路，利用电器控制服装内部的电热元件产生热量的一类服装的总称，如图甲所示。 电热服通过移动电源提供能量，发热元件（柔软发热片）为身体提供热量，保暖身体，抵御严寒。移动电源在家庭电路中直接充电，非常方便。电热服的温度可以通过控温装置调控，用户可以根据环境温度和自身情况调整为自己最适宜最舒服的温度。电热服中有过热保护装置，温度较高时自动跳转至低挡位，进行恒温保暖。 电热服的工作电压一般采用12V以下人体安全直流电压，工作时就算出现了漏电，也不会对身体造成伤害。某品牌电热服采用型号为CN7440B电池包（内置8只额定电压3.7V，容量2200mA·h规格的锂电池片），持续正常工作4h后该电池包的电能耗尽。 (1)电热服通过移动电源提供能量，移动电源在充电时，在电路中的“身份”是 （选填“电源”或“用电器”）； (2)电热服工作时就算出现了漏电，也不会对身体造成伤害，其原因是 ； (3)CN7440B电池包中一只锂电池片最多释放的电能为 J，配备该电池包的电热服正常工作时的功率为 W； (4)小明根据电热服的功能，设计了一个过热保护电路，如图乙所示，R为热敏电阻，R1、R2模拟电阻丝，已知电路刚工作时R2接入电路，则他所选的热敏电阻R的阻值应随温度的升高而 （选填“增大”或“减小”），且R1 R2（选填“>”“＜”或“=”）。 【答案】(1)用电器 (2)工作电压低于安全电压36V (3) 29304 16.28 (4) 减小 > 【详解】（1）移动电源在充电时，消耗电能，转化为自己的化学能，故为用电器。 （2）电热服的工作电压一般不超过12V，而人体安全电压不高于36V，因电热服的最大工作电压小于人体的安全电压，所以，工作时就算出现了漏电，也不会对身体造成伤害。 （3）[1]一只锂电池片能够释放的能量为 [2]电池包内置8只额定电压3.7V，容量2200mA·h规格的锂电池片，所以，该电池包最多储存的电能为 由题意可知，持续正常工作4h后该电池包的电能耗尽，则该电池包的电热服正常工作时的功率为 （4）[1][2]由图乙得，控制电路由热敏电阻R与电磁铁串联而成。电热服为高温挡时，只有电阻丝R2接入电路中；电热服为低温挡时，电阻丝只有R1接入电路中，即当电路中温度较低时，电阻丝R2接入电路中；当电路中温度较高时，电磁铁将衔铁吸下，电阻丝R1接入电路中，说明电路中温度达到一定值时，控制电路的电阻变小，电流增大，电磁铁磁性增大，将衔铁吸下，使电阻丝R2断开，电阻丝R1工作，说明热敏电阻R的阻值随温度的升高而减小。 [2]R1工作时为低温档，R2工作时为高温档，由可得，。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！6 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！6 学科网（北京）股份有限公司 $$