16.2 电流的磁场（专题训练）【九大题型】-2024-2025学年九年级物理下册同步知识解读与专题训练（苏科版）

16.2 电流的磁场（专题训练）【九大题型】 一．奥斯特实验（共6小题） 二．电流周围的磁场及其分布规律（共5小题） 三．探究通电螺线管的磁场特点（共7小题） 四．判断螺线管极性、电流方向、绕线方式的关系（共10小题） 五．通电螺线管之间或与磁体的相互作用（共7小题） 六．影响电磁铁磁性强弱的因素（共6小题） 七．电磁继电器的结构、原理与工作示意图（共5小题） 八．电磁继电器的常见应用（共4小题） 九．设计含有电磁继电器的电路图（共3小题） 一．奥斯特实验（共6小题） 1．最早发现电流磁效应的物理学家是（　　） A．安培 B．焦耳 C．奥斯特 D．欧姆 【答案】C 【详解】奥斯特发现了通电导体周围存在磁场，是第一个发现电流磁效应的科学家，故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 2．1820年4月，奥斯特将电池与导线构成闭合回路时，发现靠近导线的小磁针发生了偏转。这一 现象揭示了（    ） A．电流的热效应 B．电流的磁效应 C．电磁感应原理 D．同名磁极相互排斥 【答案】B 【详解】当导线中有电流时，小磁针会发生偏转，说明电流能产生磁场，这种现象称为电流的磁效应，首先由丹麦物理学家奥斯特观察到这个实验现象。 故选B。 3．小阳利用如图甲所示装置进行如下实验：断开开关，小磁针的指向如图甲所示；闭合 开关，小磁针的偏转情况如图乙中箭头所示；只改变电流方向，再次进行实验，小磁针的偏转情况如图丙中箭头所示。下列结论正确的是（   ） A．由甲、乙两图可得电流周围可以产生磁场 B．由甲、乙两图可得利用磁场可以产生电流 C．由乙、丙两图可得电流产生的磁场的强弱与电流大小有关 D．由甲、丙两图可得电流产生的磁场的方向与电流方向有关 【答案】A 【详解】AB．甲中开关断开，没有电流，小磁针的指向不发生改变；乙中开关闭合，有电流经过，小磁针的指向发生偏转，说明电流周围存在磁场，故A正确，B错误； C．乙和丙中，其它因素相同，只有电流方向不同，小磁针的偏转方向不同，说明电流产生的磁场方向与电流方向有关，并不能说明电流产生的磁场的强弱与电流大小有关，故C错误； D．甲中没有电流，小磁针指向不变；丙中开关闭合，电路有电流，小磁针发生偏转，说明电流周围存在磁场，并不能说明电流产生的磁场的方向与电流方向有关，故D错误。 故选A。 4．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。 5．物理学是一门以实验为基础的自然科学，很多重大发现都是通过实验得到的。例如：奥斯特通过实验发现电流周围存在着 。焦耳根据实验测得的 与电流、电阻、通电时间的关系，发现了焦耳定律。 【答案】 磁场 电流通过导体产生的热量 【详解】[1]奥斯特通过实验发现电流周围存在着磁场，即电流的磁效应。 [2]焦耳最先发现了“电流通过导体产生的热量与电流、电阻、通电时间的关系”，即焦耳定律。 6．在“探究通电螺线管外部磁场的方向”的实验中； (1)如图甲所示，开关断开时小磁针指向南北，是因为受到了 的作用；开关闭合后，小磁针N极（小磁针黑色端为N极）转向纸外，说明了 ； (2)根据图甲中小磁针静止时的指向可以判断图乙中的小磁针N极的转动情况是 （选填“转向纸内”“转向纸外”或“保持不动”）；通电导线产生的磁场的方向与电流的方向 （选填“有关”或“无关”）； (3)条形磁体周围的小磁针的指向如图丙所示，现把小磁针放在螺线管四周不同的位置，通电后发现小磁针的指向如图丁所示，说明通电螺线管周围的磁场跟 的磁场相似；电源的左端是电源的 （选填“正极”或“负极”）； (4)下列做法中，能使图丁中的通电螺线管磁性增强的是________。（只填字母序号） A．增加螺线管的匝数 B．增大通过螺线管的电流 C．将一铜芯插入螺线管中 D．将没有磁性的铁芯插入螺线管中 【答案】(1) 地磁场 通电导线周围存在磁场 (2) 转向纸内 有关 (3) 条形磁体 正极 (4)ABD 【详解】（1）[1]如图甲所示，开关断开时小磁针指向南北，这是因为受到了地磁场的作用。 [2]闭合开关后，导线下方的小磁针N极（小磁针黑色端为N极）转向纸外，说明通电导体周围存在磁场。 （2）[1][2]图甲中，小磁针上方导线电流方向由左向右，小磁针N极转向纸外，图乙中，小磁针上方导线电流方向由右向左，故图乙小磁针转动方向与图甲相反，图乙中的小磁针N极的转动情况是转向纸内，故能得出：通电导线产生的磁场的方向与电流的方向有关。 （3）[1]由图丙和图丁可知，通电螺线管外部小磁针的指向与条形磁体外部小磁针的指向相似，说明通电螺线管周围的磁场与条形磁体的磁场相似。 [2]由图丁可知，通电螺线管右侧为N极，根据安培定则可知，电源的左端是电源的正极。 （4）通电螺线管的磁性强弱由三个因素决定：线圈的匝数、线圈中的电流大小、有无铁芯，故若想增强通电螺线管的磁性，可以增加螺线管的匝数、增大通过螺线管的电流、将没有磁性的铁芯插入螺线管中，故ABD符合题意，C不符合题意。 故选ABD。 二．电流周围的磁场及其分布规律（共5小题） 7．通电导线周围存在磁场，小明经过实验探究，画出了通电直导线周围磁感线的分布图（如图所示），下列相关描述错误的是（　　） A．小磁针 b 端为 N 极 B．通电直导线周围不同位置磁场强弱相同 C．增大直导线中的电流可使其周围磁场增强 D．改变直导线中电流的方向，小磁针N极的指向将会发生改变 【答案】B 【详解】A．放入磁场中的小磁针静止时N极的指向为该点的磁场方向。小磁针 b端所指方向与磁感线方向一致，故b端为N极，故A正确，不符合题意； B．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，故B错误，符合题意； C．通电直导线周围的磁场强弱，与电流的大小有关，电流越大，磁场越强，故C正确，不符合题意； D．通电直导线周围的磁场方向与电流方向有关，所以改变直导线中电流的方向，直导线周围的磁场方向发生改变，小磁针N极的指向将会发生改变，故D正确，不符合题意。 故选B。 8．在地球赤道上空某处有一小磁针处于水平静止状态，突然发现该小磁针的N极向东偏转，可能是（　　） A．小磁针正西方向有一条形磁铁的极靠近小磁针 B．小磁针正北方向有一条形磁铁的极靠近小磁针 C．小磁针正上方有电子流自东向西水平通过 D．小磁针正上方有电子流自南向北水平通过 【答案】D 【详解】A．若小磁针正西方向有一条形磁铁的S极靠近小磁针，由于异名磁极相互吸引，所以小磁针的N极向西偏转，故A不符合题意； B．若小磁针正北方向有一条形磁铁的S极靠近小磁针；由于异名磁极相互吸引，小磁针的方向不会改变，故B不符合题意； C．若小磁针正上方有电子流自东向西水平通过，形成自西向东的电流，根据安培定则可知，小磁针处磁场方向向北，小磁针的方向不会改变，故C不符合题意； D．若小磁针正上方有电子流自南向北水平通过，形成由北向南的电流，根据安培定则可知，小磁针处磁场方向向东，所以小磁针的N极会向东偏转，故D符合题意。 故选D。 9．历史上，奥斯特通过如图实验发现了电流的磁效应。要想有明显的实验效果，通电导线须沿 （填“东西”或“南北”）方向放置。 【答案】南北 【详解】在地磁场作用下，小磁针静止时，指向南北方向，在验证电流周围由磁场是，一般要把导线南北放置，此时通电导线周围的磁场方向沿东西方向，小磁针的偏转比较明显。 10．如图所示，先将小磁针放在水平桌面上，静止时小磁针N极指向地理的 方，地磁的 极。再将一根直导线平行架在小磁针上方，给导线通电后，小磁针发生偏转，说明通电导线周围存在 。    【答案】 北 南 磁场 【详解】[1][2]地磁南极在地理北极附近，地磁北极在地理南极附近，静止时的小磁针受到地磁场的作用，小磁针的N极应指向地磁南极，地理北方。 [2]给平行架在小磁针上方的导线通电后，导线周围产生了磁场，该导线下方的小磁针在磁场的作用下会发生偏转。 11．在图中根据通电螺线管的N极，标出磁感线方向、电流方向、电源正、负极。 【答案】 【详解】在螺线管外部，磁感线从N极出发回到S极，图中磁感线方向向左；根据右手螺旋定则可知，电流从螺线管左端流入、右端流出，所以，电源左端为正极，右端为负极，故作图如下： 三．探究通电螺线管的磁场特点（共7小题） 12．将小磁针放置在通电螺线管右侧，小磁针静止时，其N极的指向如图所示。下列说法不正确的是（　　） A．通电螺线管的右端为S极 B．电流从导线的B端流入螺线管 C．通电螺线管的磁场与条形磁体的磁场相似 D．改变导线中电流方向，通电螺线管磁性强弱会改变 【答案】D 【详解】A．根据磁极间相互作用规律可知，异名磁极相互吸引，与小磁针N极靠近的通电螺线管右端为S极，故A正确，不符合题意； B．通电螺线管左端为N极，根据安培定则，螺线管前排导线中电流方向向上，所以电流从导线的B端流入螺线管，故B正确，不符合题意； C．通电螺线管及条形磁铁的磁场极为相似，均可看作长条形，且外部磁感线都是由N极指向S极，故C正确，不符合题意； D．通电螺线管的磁性强弱与电流大小和线圈匝数有关，与电流的方向无关，改变导线中电流方向，通电螺线管磁性强弱不变，故D错误，符合题意。 故选D。 13．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（小磁针上涂黑的一端为N极）（　　）    A．a、c、d B．a、b、c C．a、c D．b、c、d 【答案】D 【详解】根据电源的正负极可知，电流从通电螺线管的右侧流入，左侧流出，根据电流方向，利用安培定则可知通电螺线管的左端为S极，右端为N极。因为磁体周围的磁感线从N极出发，回到S极，同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，根据磁场中任一点小磁针北极和该点的磁感线方向一致，所以a点磁针N极指向右端；b点磁针N极指向左端；c点磁针N极指向左端；d点磁针N极指向右端。 故ABC错误，D正确。 故选D。 14．在探究“通电螺线管外部的磁场分布”实验过程中： (1)小致在嵌入螺线管的玻璃板上均匀撒满细铁屑，闭合开关，为更好地显示通电螺线管的磁场分布，他接下来的操作应该是 。 (2)小致观察到细铁屑的排列如图甲所示，同时观察到小磁针发生偏转。由此可知，通电螺线管外部的磁场与 磁体的磁场相似。 (3)小致把小磁针放到螺线管不同位置，闭合开关，小磁针的指向如图乙所示，则电源的右端为 极。 (4)在螺线管中插入软铁棒可制成电磁铁，断电后，电磁铁 磁性。 【答案】(1)轻敲玻璃板 (2)条形 (3)正 (4)无 【详解】（1）在嵌入螺线管的有机玻璃板上均匀撒些细铁屑，通电后需要轻敲有机玻璃板，这样做的目的是克服摩擦力的影响，使细铁屑可以自由移动。 （2）图中的铁屑的分布情况与条形磁体的磁感线形状相似，由此可知，通电螺线管外部的磁场与条形磁体的磁场相似。 （3）根据异名磁极相互吸引，螺线管的左侧为N极，根据安培定则知，电流从右侧流入，因而电源的右端为正极。 （4）在螺线管中插入软铁棒可制成电磁铁，通电电磁铁有磁性，同时软铁棒被磁化，可以是电磁铁次性更强；软铁棒是弱磁性材料，断电后失去磁性，因此断电后，电磁铁无磁性。 15．如图所示，小磁针甲、乙处于静止状态。根据标出的磁感线方向，标出螺线管和小磁针的N极，电源的正负极。 【答案】 【详解】在磁体的周围，磁感线从磁体的N极流出，回到S极，所以利用磁感线的方向，可以确定螺线管的左端为N极，右端为S极。根据螺线管的左端为N极结合图示的线圈绕向，利用安培定则可以确定电流从螺线管的右端流入左端流出。所以电源的右端为正极，左端为负极；根据异名磁极相互吸引可以确定小磁针甲右端为S极，左端为N极；小磁针静止时，N极的指向跟通过该点的磁感线方向一致，所以小磁针乙的右端为N极，如图所示： 16．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】 【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： 17．学完电与磁知识后，某兴趣小组开展了一系列自制器材展示活动。 (1)小明组装了如图甲所示的装置，先将小磁针放在水平桌面上，静止时小磁针N极指向 方。再将一根通电直导线平行架在小磁针上方，小磁针发生偏转，说明通电导线周围存在 ； (2)同学们发现一根通电直导线周围的磁场较弱，于是改装实验装置，把直导线做成多圈螺线管，如图乙所示； ①在装有螺线管的硬纸板上均匀撒满铁屑，通电后铁屑分布无明显变化，这时需 纸板，观察到铁屑排列成如图乙所示的形状。可见，通电螺线管外部磁场与 磁体的磁场相似； ②小明发现利用上述①的实验无法判断通电螺线管磁场的方向，于是找到一个标有N、S极的小磁针，放到如图丙所示位置，小磁针静止时N极指向如图丙所示，可以判断出螺线管的左端是 （选填“N”或“S”）极；通过进一步实验发现，改变 可以改变通电螺线管磁场的方向； (3)在以上实验的基础上，为方便制作螺线管，小华把导线绕在三根铁钉上，如图丁所示，通电后发现磁性会变 （选填“强”或“弱”），为了使通电螺线管的磁场增强，还可采取的有效措施是 。（写出一条即可） 【答案】(1) 北 磁场 (2) 轻敲 条形 S 电流方向 (3) 强 增加线圈匝数或增大线圈中电流 【详解】（1）[1]地磁南极在地理北极附近，地磁北极在地理南极附近，静止时的小磁针受到地磁场的作用，小磁针的N极应指向地理北方，地磁的南极。 [2]将一根直导线平行架在小磁针上方，给导线通电后，通电导线的周围产生了磁场，则导线下方的小磁针在磁场的作用下会发生偏转。 （2）①[1][2]在装有螺线管的硬纸板上均匀撒满铁屑，通电后铁屑分布无明显变化，主要摩擦力过大，这时需轻敲纸板，使得铁屑跳动减小摩擦力影响，观察到铁屑排列成如图乙所示的形状。可见，通电螺线管外部磁场与条形磁体的磁场相似。 ②[3][4]小明发现利用上述①的实验无法判断通电螺线管磁场的方向，于是找到一个标有N、S极的小磁针，放到如图丙所示位置，小磁针静止时N极指向如图丙所示，根据异名磁极相互吸引，可以判断出螺线管的左端是S极；通过进一步实验发现，改变电流方向，小车方向改变，说明可以改变通电螺线管磁场的方向。 （3）[1][2]把导线绕在三根铁钉上，由图丁知道，通电后铁芯被磁化，磁性会变强，为了使通电螺线管的磁场增强，还可采取的有效措施是增加线圈匝数或增大线圈中电流。 18．在“探究通电螺线管外部的磁场分布”的实验中，实验装置如图所示： (1)在嵌有螺线管的硬纸板上均匀地撒满细铁屑，给螺线管通电后，只有少量铁屑发生移动，此时应该 （填写操作方法），然后观察到细铁屑的排列如图所示，可见通电螺线管周围的磁场和 磁体的磁场相似。 (2)对调电源的正负极，小磁针指向与原来相反，说明通电螺线管的磁场方向与 有关。 (3)实验时发现通电螺线管的磁场较弱，铁屑规则排列的效果不明显，为增强螺线管的磁场，可行的措施有；① ，② （写出两种方法）。 【答案】(1) 轻敲硬纸板 条形 (2)电流方向 (3) 增大通过螺线管的电流 增加螺线管线圈的匝数 【详解】（1）[1]轻敲纸板能使得铁屑移动，这样做可以让铁屑在磁场力的作用下自由移动，从而形成有序的排列。在没有外力干扰的情况下，铁屑会根据磁场的力线方向自然排列。 [2]通电螺线管的磁场分布与条形磁体相似，这是因为通电螺线管内部的磁场线是闭合的，两端的磁场线分别指向螺线管的两端，类似于条形磁体的北极和南极。 （2）磁场的方向与电流方向有关，当电流方向改变时，磁场的方向也会随之改变。因此，小磁针会指向与原来相反的方向。 （3）[1]磁场的强度与电流成正比，电流越大，磁场越强。增加电流可以使得磁场对铁屑的作用力增强，从而使得铁屑排列更加明显。 [2]在相同电流下，螺线管的匝数越多，磁场越强。这是因为每增加一匝，就相当于增加了一个磁场源，使得总磁场增强。 四．判断螺线管极性、电流方向、绕线方式的关系（共10小题） 19．如图所示的是磁现象的四幅示意图，其中磁感线方向或小磁针静止时南北极的指向正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】AB．在磁体的外部，磁感线从N极出发回到S极，故A错误，B正确。 C．由图知，电流从螺线管的左端流入、右端流出，根据安培定则可知，通电螺线管的右端为N极，左端为S极，根据磁极间的作用，小磁针磁极标反了，故C错误； D．由图知，条形磁体的右端为S极，左端为N极，由磁极间的相互作用规律知，小磁针静止时，左端应为S极，右端为N极，故D错误。 故选 B。 20．小磁针静止时的指向如图所示，由此可知（　　） A．a端是通电螺线管的N极，c端是电源负极 B．a端是通电螺线管的N极，c端是电源正极 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 【答案】B 【详解】由图可知，小磁针的左端为N极，根据异名磁极相互吸引可知，螺线管的b端为S极、a端为N极，根据安培定则可知，电流从螺线管的左端流入，所以c端为正极，故ACD错误，B正确。 故选B。 21．科技小组把带铁芯的螺线管、电源、导线和开关按如图所示电路连接并固定在塑料托盘上，当它漂浮在水面，一个简易的指南针就做成了。该指南针的南极（S）应标在托盘的（　　） A．a处 B．b处 C．c处 D．d处 【答案】D 【详解】如图所示，电流从螺线管左端流入、右端流出，根据右手螺旋定则可知，螺线管的左端为N极，右端为S极，所以，该指南针的南极（S）应标在托盘的d处，故D符合题意，ABC不符合题意。 故选D。 22．如下图所示的四个图中，磁感线方向标注错误的是（　　） A．甲 B．乙 C．丙 D．丁 【答案】A 【详解】A．根据安培定则可知，图中的左端为N极，右端为S极，磁感线在磁体内部由S极出发回到N极，故A错误，符合题意； B．图中的左端为N极，右端为S极，磁感线由N极出发回到S极，故B正确，不符合题意； C．磁感线都是从N极发出，图丙正确，故C正确，不符合题意； D．地磁场的北极在地理的南极附近，地磁场的南极在地理的北极，磁感线该从N极出发，回到磁体的S极，故D正确，不符合题意。 故选A。 23．丹麦物理学家 通过实验发现电流周围存在磁场。根据图中通电螺线管的 S极，可以判断：电源的 端为正极（选填“左”或“右”）。 【答案】 奥斯特 左 【详解】[1]第一个发现电和磁有联系的人是丹麦物理学家奥斯特，通过实验发现电流周围存在磁场，即电流的磁效应。 [2]图中螺线管的左端为S极，右端是N极，利用安培定则，使拇指指向N极，其余四指环绕的方向就是导体中电流的方向，因此可判断出电源的正极在如图电源的左端。 24．如图所示的电路，闭合开关S后，可自由转动的小磁针静止时指向如图，电流表正常偏转，则电流表的左端为 （选填“正”或“负”）接线柱。 【答案】正 【详解】由于小磁针静止时，其左端为N极，右端为S极，小磁针静止时N极所指方向为该点的磁场方向，在磁体外部磁场方向从N极出发回到S极，所以螺线管的右端为N极，左端为S极；由安培定则可以确定电流是从螺线管的左端流出，右端流入。由于电流是从电源的正极流出，经过外电路回到电源负极，所以可以确定，右端是电源的正极，左端是电源的负极，所以电流表的左端接电源正极，为正接线柱。 25．如图是汽车启动原理图。汽车启动时，需将钥匙插入仪表板上的钥匙孔并旋转，相当于 （选填“闭合”或“断开”）开关，此时电磁铁的上方是 极。 【答案】 闭合 N（或北） 【详解】[1]将钥匙插入仪表板上的钥匙孔并旋转，汽车启动，由图可知旋转钥匙相当于闭合开关。 [2]由图可知，电流从电磁铁的上端流入，用右手握住电磁铁，使四指指向电流的方向，则大拇指所指的上端为电磁铁的N（或北）极。 26．为了探究磁场，小华做了下面的实验。 (1)探究磁体周围的磁场： ①在玻璃板上均匀撒一层铁屑，再将玻璃板放在条形磁体的上方，然后 玻璃板，观察铁屑的分布情况； ②再在玻璃板上放一些小磁针，小磁针静止时的情况如图甲，黑色一端表示磁体的N极； ③仿照铁屑在磁场中排列的情况和小磁针N极指向画出一些带箭头的曲线来形象、直观地描述磁场，物理学中把这样的曲线叫作 ； (2)探究通电螺线管周围的磁场： ①把小磁针放在螺线管四周不同的位置，通电后发现小磁针的指向如图乙所示，说明通电螺线管周围的磁场跟 磁体的磁场相似，图中 （选填“左”或“右”）端是通电螺线管的N极，为使磁场增强，可以在通电螺线管中插入一根 ； ②对调电源的正负极重复上述实验，小磁针的指向与之前相反，说明通电螺线管的极性跟 有关，断开开关后，小磁针静止时，它的 极指向北方。 【答案】(1) 轻敲 磁感线 (2) 条形 右 铁棒 电流的方向 N 【详解】（1）[1]铁屑在磁场中被磁化成一个个小磁针，轻敲玻璃板，使小磁针在磁场中受力而偏转，有序的排列起来。 [2]为了便于研究磁场的性质，人为引入磁感线来形象、直观地描述磁场。人们仿照铁屑在磁场中排列的情况和小磁针N极的指向画出一些带箭头的曲线来形象、直观地描述磁场，物理学中把这样的曲线叫作磁感线。 （2）①[1]观察图甲、乙发现，小磁针放在通电螺线管四周排列情况与条形磁体周围小磁针的排列情况相同，所以通电螺线管周围的磁场跟条形磁体的磁场相似。 [2]由于小磁针静止时，黑色一端表示磁体的N极，由于磁场中N极指向为该点的磁场方向，由图乙可知，通电螺线管外部的磁场的方向从右端指向左端，由于磁体的外部磁场从N极指向S极，所以通电螺线管的右端为N极。 [3]由于电磁铁的磁场比通电螺线管的磁场强，在通电螺线管中插入铁芯组成电磁铁，所以在通电螺线管中插入铁棒可以增强磁场。 ②[4]对调电源的正负极，螺线管中的电流方向发生了变化，同时小磁针的指向与之前相反，说明磁极也发生了变化，说明通电螺线管的极性跟电流方向有关。 [5]断开开关后，小磁针静止时，小磁针受到地磁场的作用，小磁针的N极指向北方。 27．如图所示，请你在图中标出。 ①磁感线的方向； ②画出条形磁体受到摩擦力的方向 【答案】 【详解】根据电流表的连接可知，电流从通电螺线管的右端流入，左端流出；根据安培定则可知，通电螺线管的左端为N极，右端为S极；在磁体外部，磁感线从磁体的N极出发，回到S极，所以图中磁感线的方向向右；由于异名磁极相互吸引，所以条形磁体受到通电螺线管向右的吸引力；又因为物体受到摩擦力的方向与物体相对运动的方向相反，所以条形磁体受到摩擦力的方向水平向左。如图所示： 28．小磁针在电磁铁磁场的作用下静止在如图所示的位置。请标出： （1）图中磁感线的方向； （2）电磁铁N极。 【答案】 【详解】由图可知，小磁针的右端为N极，根据异名磁极相互吸引可知，电磁铁的右端为S极、左端为N极，在磁体外部，磁感线方向从N极指向S极，根据安培定则，右手握住螺线管，四指指向电流方向，大拇指所指方向为螺线管的N极，因此可知电流由右侧流入，左侧流出，如图所示： 29．请在图中标出静止的小磁针的N极，螺线管的左端磁极。 【答案】 【详解】电流从通电螺线管的右端流入，左端流出，根据安培定则可知，通电螺线管的左端为N极，右端为S极；同名磁极互相排斥，异名磁极相互吸引，因此小磁针的左端为S极，右端为N极。如图所示： 五．通电螺线管之间或与磁体的相互作用（共7小题） 30．如图所示，甲、乙两线圈宽松地套在光滑的玻璃棒上，可以自由移动。当电键S闭合时，两个线圈将会（    ） A．静止不动 B．互相吸引 C．互相排斥 D．不能确定 【答案】C 【详解】由右手螺旋定则可知，甲右侧为N极；乙的左侧为N极，故两线圈为同名磁极相对，两线圈将相互排斥，将向左右分开一些。故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 31．如图，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，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的过程中，下列说法正确的是（　　） A．电压表示数变大，电流表示数也变大 B．电路中消耗的总功率变小 C．螺线管上端是N极，弹簧测力计示数变小 D．电压表与电流表示数比值不变 【答案】C 【详解】A．由图可知，将滑动变阻器的滑片缓慢向右移动的过程中，滑动变阻器接入电路中的电阻变小，串联总电阻变小，电源电压不变，电路中电流变大，电流表示数变大，因电压表测量滑动变阻器两端的电压，根据串联分压，滑动变阻器两端电压变小，电压表示数变小，故A错误； B．电源电压不变，电路中电流变大，根据可知，电路中消耗的总功率变大，故B错误； C．由图可知螺线管中前排导线中的电流方向向右，根据安培定则可判断螺线管上端是N极，因电路中电流变大，所以螺线管磁性增强，根据同名磁极相互排斥可知，此时条形磁铁向上移动，弹簧测力计示数变小，故C正确； D．根据可知，电压表与电流表示数比值即为滑动变阻器的电阻，因滑动变阻器接入电路电阻变小，所以比值变小，故D错误。 故选C。 32．如图所示为条形磁铁和电磁铁，若虚线表示磁感线，甲为S极，则丁的极性是 （填“S”或“N”）。 【答案】S 【详解】磁体周围的磁感线都是从磁体的N极出来回到S极的，甲为S极，由图可知，磁感线从乙出来回到甲的右端，所以乙端为N极，丙端为S极，磁感线都进入丙、丁端，所以丁端为S极。 33．小磁针静止时N、S极的指向如图所示，由此可判断电流是从 （选填“a”或“b”）端流入螺线管的。 【答案】b 【详解】 图中置于通电螺线管右侧的小磁针静止时，其N极指向左侧，由异名磁极相吸引得，通电螺线管的右端为S极，左端为N极；根据安培定则可知，电流从a端流出，b端流入，小雅将连接电源正、负极的导线对调，发现小磁针的指向也改变了。 34．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： 35．某款磁悬浮玩具的电路原理图如图所示。闭合开关，磁性小球悬停在空中，一小磁针静止于螺线管左侧，不考虑小磁针与磁性小球间的相互作用。 (1)将小磁针“N”“S”极填入括号中； (2)画出磁性小球的受力示意图。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）由图可知，电流从螺线管的上端流入，由安培定则可知螺线管的上端是N极，下端是S极，由磁极间的相互作用可知小磁针的上端是S极，下端是N极，如图所示： （2）磁性小球悬停在空中，说明它处于平衡状态，受到重力和磁力是平衡力，重力的方向竖直向下，磁力的方向竖直向上，如图所示： 六．影响电磁铁磁性强弱的因素（共6小题） 36．如图所示，A为一条形磁体的一端，开关S闭合后，下列判断正确的是（    ） A．通电螺线管下端为N极 B．通电螺线管周围存在许多磁感线 C．要增大通电螺线管的磁性，可把滑片P向右移动 D．若通电螺线管与条形磁体的A端相互排斥，则条形磁体的A端为S极 【答案】C 【详解】AD．根据安培定则可知，此时电流从上面的线流入，从下面的线流出，电磁铁上端是N极，同名磁极相互排斥，条形磁体的A端为N极，故AD错误； B．磁感线是为了研究磁场而提出的模型不是真实存在的，故B错误； C．当滑片P向右移动过程中，电阻变小，电流变大，电磁铁的磁性增强，故C正确。 故选C。 37．如图所示，闭合开关S，条形磁铁在水平桌面上静止。下列说法正确的是（    ） A．电磁铁受到条形磁铁对其向左的作用力 B．条形磁铁受到桌面对其向右的摩擦力 C．将滑片P向下移动，电路消耗的总功率变小 D．将滑片P向上移动，条形磁铁受到的摩擦力不变 【答案】A 【详解】A．由安培定则得，右手握住螺线管，四指指向电流的方向，大拇指指向电磁铁左端为N极，右侧为S极，同名磁极相互排斥，所以电磁铁受到条形磁铁对其向左的作用力，故A正确； B．条形磁铁处于静止状态，水平方向上受到平衡力的作用，水平向右的排斥力和桌面对条形磁铁的水平向左的摩擦力为一对平衡力，故B错误； C．将滑动变阻器的滑片向下移动，滑动变阻器接入电路的电阻变小，根据欧姆定律可知，电路中的电流变大，根据P=UI知，电功率变大，故C错误； D．将滑动变阻器的滑片向上移动，滑动变阻器接入电路的电阻变大，根据欧姆定律可知，电路中的电流变小，电磁铁的磁性变弱，排斥力变小，条形磁铁所受摩擦力和排斥力是一对平衡力，大小相等，所以摩擦力变小，故D错误。 故选A。 38．巨磁电阻（GMR）在磁场中，电阻会随着磁场的增大而急剧减小。用GMR组成的电路图如图所示，S断开，A2有示数，电源电压恒定，则（　　） A．当S闭合时， A2示数不变 B．当S闭合时， 电磁铁的左端为S级 C．当滑片P向左滑动时，A1和A2示数增大 D．当滑片P向右滑动时，A1示数减小、A2示数增大 【答案】C 【详解】A．图示中，闭合开关S前，电磁铁处于断开，无磁场产生，闭合开关S后，电磁铁通路，有电流通过，产生磁场，则巨磁电阻GMR的阻值减小，电源电压不变，通过GMR的电流变大，A2的示数变大，故A不符合题意； B．当S闭合时，电流由电磁铁的右端流入，左端流出，据安培定则知，电磁铁的左端为N极，右端为S极，故B不符合题意； C．图示中，电磁铁与滑动变阻器串联连接，滑片向左滑动时，滑动变阻器接入电路的阻值变小，此时电路的电流变大，电流表A1的示数变大，通过电磁铁的电流变大，磁场增强，所以GMR的电阻变小，通过它的电流变大，A2的示数变大，故C符合题意； D．滑片向右滑动时，变阻器接入电路的阻值变大，通过电磁铁的电流变小，磁场减弱，A1示数变小，GMR的电阻变大，通过它的电流变小，A2的示数变小，故D不符合题意。 故选C。 39．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 【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。 40．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，此时活塞将向 运动，促使血液流动。通过调节电磁铁的电流大小，还可以实现磁场 的变化。 【答案】 右 强弱 【详解】[1]由安培定则可知，螺线管左端为N极，此时同名磁极相互排斥，故活塞右移。 [2]电磁铁通电后产生磁场的强弱与通过电流的大小有关，还与线圈匝数有关，所以通过调节电磁铁的电流大小，可以实现磁场强弱的变化。 41．小张同学想知道家里空气开关的限流装置是如何工作的，他仔细阅读说明书，发现了如图所示的限流装置的工作原理图，S为开关，Q为可绕O点旋转的衔铁，当电流流向如图时，电磁铁左端为 极。当电流超过限定电流时，S会处于 状态（选填“断开”或“闭合”），保证电路安全。 【答案】 N 断开 【详解】[1]由安培定则可知，当电流流向如图时，电磁铁左端为N极。 [2]当电流超过限定电流时，电磁铁磁性增强，吸引衔铁的力变大，使衔铁Q向左转动，闸刀开关在弹簧的拉力作用下自动开启，切断电路，起到保险作用。 七．电磁继电器的结构、原理与工作示意图（共5小题） 42．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。 43．科技小组为取暖器设计了一个可自动控制温度的装置。如图甲所示，控制电路电压恒为12V，继电器线圈的电阻为20Ω，滑动变阻器的最大阻值为40Ω，热敏电阻的阻值随温度变化的图像如图乙所示；工作电路电压恒为220V，安装有两个电热丝。闭合开关S，当继电器线圈中的电流大于或等于50mA时，继电器的衔铁被吸合，工作电路断开。下列判断错误的是（　　） A．工作电路工作时，A端应与B端相连接 B．电磁铁工作时上端为N极 C．取暖器控制的最高温度为38℃ D．适当增大可降低取暖器的最高温度 【答案】D 【详解】A．当继电器线圈中的电流大于或等于50mA时，继电器的衔铁被吸合，工作电路断开，反之，衔铁被释放时，工作电路工作，则由图甲可知此时A端应与B端相连，故A正确，不符合题意； B．由电路图可以看出电磁铁的电流由上进下出，根据安培定则可以判定电磁铁的上端是N极，故B正确，不符合题意； C．当继电器线圈中的电流大于或等于50mA时，继电器的衔铁被吸合，工作电路断开，，由欧姆定律得 根据串联电阻的规律得 由图乙知，控制的温度，故C正确，不符合题意； D．为使浴室的最高温度降低，说明热敏电阻的阻值增大，由于吸合电流不变，根据欧姆定律可知，在控制电路总电阻不变的情况下可以减小其它电阻，需要适当减小阻值，故D错误，符合题意。 故选D。 44．如图是可自动注水储水池的装置原理图。电源电压一定，R为压敏电阻，其阻值随压力变化而变化，为定值电阻。闭合S、，当水位上升到一定高度时，触点分离，注水装置停止注水；当水位下降到一定位置时，触点连接，注水装置开始注水。则下列说法中正确的是（　　）    A．水位上升时，电磁铁磁性变弱 B．水位上升时，通过电流变小 C．水位下降时，R的阻值会变小 D．水位下降时，的电功率变小 【答案】D 【详解】AB．触点接触，向池中注水，水位上升，当注满水时，触点分离，注水装置停止注水，说明R电阻逐渐减小，电流变大，磁性变强，将衔铁吸引到下面，故AB错误； CD．当水位下降到一定位置时，需要注水，触点接触，电磁铁磁性减弱，故R的阻值会变大，电流变小，根据P=I2R可知，R0的电功率变小，故C错误，D正确。 故选D。 45．如图是可自动调节浴室温度的灯暖型浴霸的简易电路图。控制电路中，电源电压为，定值电阻的阻值为，热敏电阻的阻值随温度变化关系如下表所示，电磁继电器线圈电阻不计。工作电路中，电源电压恒为，浴霸的两只灯泡均标有“；”的字样。当通过电磁继电器线圈的电流I达到时，衔铁被吸下，工作电路断开；当通过电磁继电器线圈的电流时，衔铁被释放，工作电路闭合。 温度t/℃ 16 20 24 28 32 36 40 电阻 300 285 265 243 215 185 150 （1）若控制电路左端为电源正极，则通电螺线管上端为 极，当温度升高时，电磁铁磁性 （选填“变强”“变弱”或“不变”）； （2）求工作电路闭合时，通过工作电路的总电流 ； （2）若浴室温度为40℃时，衔铁就被释放，求控制电路的电源电压 ； （3）若控制电路电源电压为，求浴室温度的调节范围 。 【答案】 S 变强 2.5A 6.6V 20~36℃ 【详解】（1）[1] 若控制电路左端为电源正极，则电流从通电螺线管下端流入，根据安培定则，通电螺线管上端为S极。 [2] 控制电路中，和串联，当温度升高时，阻值变小，则总电阻变小，根据可知电流变大，则电磁铁磁性变强。 （2）[3] 工作电路中两灯泡并联，工作电路闭合时，总功率为 则通过工作电路的总电流为 （3）[4] 若浴室温度为40℃时，衔铁就被释放，则此时电流为40mA。浴室温度为40℃时，。则控制电路的电源电压为 （4）[5] 若控制电路电源电压为12V，由欧姆定律得，当通过电磁继电器线圈的电流达到60mA时，衔铁被吸下，工作电路断开，此时控制电路的总电阻为 热敏电阻电阻为 由表格中数据得，浴室温度为36℃。 当通过电磁继电器线圈的电流I≤40mA时，衔铁被释放，此时控制电路的总电阻为 热敏电阻电阻为 由表格中数据得，浴室温度为20℃，则浴室温度的调节范围为20~36℃。 46．如图所示是小明利用光敏电阻为居民楼门口设计的一种智能照明电路，L为“220V 22W”的照明灯，天暗时自动发光，天亮时自动熄灭，控制电路中，电源由两节干电池串联而成，电压为2.8V，R1为阻值10Ω的定值电阻， R2为光敏电阻，其阻值会随着光强的变化而变化。 （1）灯L 正常工作时，通过它的电流是 A， 受控电路中导线的 （选填 “a”或 “b”） 端应连接照明电路的火线； （2）由题可知，光敏电阻的阻值随光照变强而 （“变大”或“变小”）； （3）傍晚时分，若想早些使灯L 发光，可采取 。 【答案】 0.1 a 变小 见解析 【详解】（1）[1]由P=UI可得，灯L正常工作时通过它的电流 [2]由安全用电的原则可知，开关应控制火线，所以应将a端连接照明电路的火线。 （2）[3]由题意可知，天暗时自动发光，天亮时自动熄灭，由电磁继电器控制电路可知，天亮时磁性增强，则电磁铁电路中电流变大，则光敏电阻的阻值随光照变强而变小。 （3）[4]傍晚时分，若想早些使灯L发光，应减小电磁铁的磁性，减小电路中的电流，增大电路中的电阻，所以应适当增大R1的阻值或减小电源电压。 八．电磁继电器的常见应用（共4小题） 47．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，电磁继电器线圈电阻为10Ω，R为力敏电阻，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，电控照相机开始拍照，g取10N/kg。下列说法中不正确的是（    ） A．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 B．当控制电路中电流等于0.06A时，闯红灯的车对力敏压阻的压力为4000N C．当质量为1200kg的车闯红灯时，控制电路消耗的总功率为0.9W D．a处是指示灯，b处是电控照相机 【答案】A 【详解】A．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，则总电阻可以更大些，力敏电阻也可以更大一些，压力可以更小一些，即使质量较小的车闯红灯也能被拍下，故A错误，符合题意； B．当控制电路中电流等于0.06A时，总电阻为 力敏电阻的阻值为 闯红灯的车对力敏压阻的压力为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 此时力敏电阻为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．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D正确，不符合题意。 故选A。 48．如图为一款“智能照明灯”的电路，其控制电路中，电源电压恒定，为可变电阻，为光敏电阻，其阻值随光照强度而变化。当电流到达某一值时，会将衔铁吸下，灯L天黑时自动发光。天亮时自动熄灭。下列说法正确的是（　　） A．通电螺线管上方是N级 B．阻值随光照强度的增大而增大 C．灯泡不亮时，控制电路中没有电流 D．继电器利用了电流控制电路 【答案】D 【详解】A．由图得，电流从通电螺线管上端外侧流入，下端流出，由右手定则得，螺线管下方是N极，故A错误； B．灯L天黑时自动发光，天亮时自动熄灭；当电流到达某一值时，会将衔铁吸下，此时灯泡断开，灯熄灭，说明光照强度越强，螺线管的磁性越强，此时控制电路中，电路电流变强，电路总电阻变小；控制电路中，定值电阻R1、光敏电阻R2与螺线管串联，则光照强度越强，光敏电阻R2越小，即阻值应随光照强度的增大而减小，故B错误； C．由图可知，控制电路中，定值电阻R1、光敏电阻R2与螺线管串联，当开关S闭合后，无论衔铁是否吸下，即灯泡亮与不亮，下端的控制电路都在工作，都有电流，故C错误； D．继电器是利用电流的磁效应，通过电磁铁控制工作电路通断，是利用了电流来控制电路，故D正确。 故选D。 49．出于安全考虑，电梯设置了超载自动报警系统，其工作原理如图所示，电梯厢底层装有压敏电阻，保护电阻，K为动触点，A、B为静触点，当出现超载情况时，电铃将发出报警声，电梯停止运行。由图可知电梯工作时电磁铁的上端为 （选填“N”或“S”）极；电梯超载时动触点与静触点 （选填“A”或“B”）接触。 【答案】 S B 【详解】[1]由图可知，当开关S闭合时，电流从电磁铁下端流入、上端流出，根据右手螺旋定则可知，电磁铁的下端为N极，则电磁铁的上端为S极。 [2]当出现超载情况时，电铃将发出报警声，电梯停止运行，说明电梯超载时电铃工作，电动机停止工作，故此时动触点与静触点A断开，与静触点B接触。 50．小聪利用光敏电阻为社区设计了一种自动草坪灯，其工作原理如图所示。 （1）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。则给路灯供电的电源应接在 （填“a、b”或“b、c”）两端；为了让路灯比原来迟一些亮，改进的方法是 ； （2）请根据示意图，简述自动控制路灯的工作过程。 【答案】 a、b 将电阻箱R的阻值调小 见解析 【详解】（1）[1]组成自动控制电路来控制路灯，白天灯熄，夜晚灯亮，而光敏电阻的阻值随光照强度的增加而减小。白天时光照强，所以光敏电阻的电阻小，则继电器中电流大，电磁铁的磁性强，衔铁被吸引而可使b与c接通；夜晚时，光强弱，光敏电阻的电阻大，衔铁在弹簧作用下，向上运动，可使b与a接通，故路灯电源应连接a、b。 [2]为了让路灯比原来迟一些亮，即更晚一些亮，说明光照强度更小时，衔铁被吸下来，路灯所在的支路断开；由于光敏电阻的电阻值随光照强度的增大而减小，光照强度更小时，光敏电阻的阻值变大；由于衔铁被吸下来时，螺线管的磁性不变，通过控制电路的电流不变，根据欧姆定律可知，控制电路的总电阻不变，光敏电阻的阻值变大，因此需调节变阻箱接入电路的电阻变小，即将电阻箱R的阻值调小，这样路灯比原来迟一些亮。 （2）[3]白天时光照强，所以光敏电阻的电阻小，则继电器中电流大，电磁铁的磁性强，衔铁被吸引下来，此时路灯所在的支路断开，路灯熄灭；夜晚时，光强弱，光敏电阻的电阻大，衔铁在弹簧作用下，向上运动，使得路灯所在的支路接通，路灯亮。 九．设计含有电磁继电器的电路图（共3小题） 51．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】 【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： 52．如图是汽车启动装置电路简图，当钥匙插入钥匙孔并转动时（相当于闭合开关），电动机M就启动。试在图中标出通电时电磁铁下端的极性并将电动机正确连入电路。    【答案】     【详解】电磁继电器相当于一个开关，当通电时，螺线管产生磁性，根据安培定则可知，通电时电磁铁下端为S极，此时将衔铁A吸引下来，杠杆围绕转轴转动，左侧黑色触点与右侧黑色触点接触。左侧黑色触点与右侧黑色触点相当于工作电路中的开关，将电动机电路接通，电动机起动工作，如图所示：    53．如图是一种水位自动报警器的原理图。水位没有到达金属块A时，LED灯亮；水位到达金属块A时，警鸣器响。图中工作电路未连接完整，请用笔画线完成电路的连接。    【答案】   【详解】如图所示，水位未达到金属块A时，只有LED灯亮；水位到达达到金属块A时，即电磁铁接通电路而工作，使衔铁在电磁铁的磁力作用下，接通警鸣器所在电路，达到发出报警信号的目的，电路连接如下图所示：    原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 16.2 电流的磁场（专题训练）【九大题型】 一．奥斯特实验（共6小题） 二．电流周围的磁场及其分布规律（共5小题） 三．探究通电螺线管的磁场特点（共7小题） 四．判断螺线管极性、电流方向、绕线方式的关系（共10小题） 五．通电螺线管之间或与磁体的相互作用（共7小题） 六．影响电磁铁磁性强弱的因素（共6小题） 七．电磁继电器的结构、原理与工作示意图（共5小题） 八．电磁继电器的常见应用（共4小题） 九．设计含有电磁继电器的电路图（共3小题） 一．奥斯特实验（共6小题） 1．最早发现电流磁效应的物理学家是（　　） A．安培 B．焦耳 C．奥斯特 D．欧姆 2．1820年4月，奥斯特将电池与导线构成闭合回路时，发现靠近导线的小磁针发生了偏转。这一 现象揭示了（    ） A．电流的热效应 B．电流的磁效应 C．电磁感应原理 D．同名磁极相互排斥 3．小阳利用如图甲所示装置进行如下实验：断开开关，小磁针的指向如图甲所示；闭合 开关，小磁针的偏转情况如图乙中箭头所示；只改变电流方向，再次进行实验，小磁针的偏转情况如图丙中箭头所示。下列结论正确的是（   ） A．由甲、乙两图可得电流周围可以产生磁场 B．由甲、乙两图可得利用磁场可以产生电流 C．由乙、丙两图可得电流产生的磁场的强弱与电流大小有关 D．由甲、丙两图可得电流产生的磁场的方向与电流方向有关 4．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。 5．物理学是一门以实验为基础的自然科学，很多重大发现都是通过实验得到的。例如：奥斯特通过实验发现电流周围存在着 。焦耳根据实验测得的 与电流、电阻、通电时间的关系，发现了焦耳定律。 6．在“探究通电螺线管外部磁场的方向”的实验中； (1)如图甲所示，开关断开时小磁针指向南北，是因为受到了 的作用；开关闭合后，小磁针N极（小磁针黑色端为N极）转向纸外，说明了 ； (2)根据图甲中小磁针静止时的指向可以判断图乙中的小磁针N极的转动情况是 （选填“转向纸内”“转向纸外”或“保持不动”）；通电导线产生的磁场的方向与电流的方向 （选填“有关”或“无关”）； (3)条形磁体周围的小磁针的指向如图丙所示，现把小磁针放在螺线管四周不同的位置，通电后发现小磁针的指向如图丁所示，说明通电螺线管周围的磁场跟 的磁场相似；电源的左端是电源的 （选填“正极”或“负极”）； (4)下列做法中，能使图丁中的通电螺线管磁性增强的是________。（只填字母序号） A．增加螺线管的匝数 B．增大通过螺线管的电流 C．将一铜芯插入螺线管中 D．将没有磁性的铁芯插入螺线管中 二．电流周围的磁场及其分布规律（共5小题） 7．通电导线周围存在磁场，小明经过实验探究，画出了通电直导线周围磁感线的分布图（如图所示），下列相关描述错误的是（　　） A．小磁针 b 端为 N 极 B．通电直导线周围不同位置磁场强弱相同 C．增大直导线中的电流可使其周围磁场增强 D．改变直导线中电流的方向，小磁针N极的指向将会发生改变 8．在地球赤道上空某处有一小磁针处于水平静止状态，突然发现该小磁针的N极向东偏转，可能是（　　） A．小磁针正西方向有一条形磁铁的极靠近小磁针 B．小磁针正北方向有一条形磁铁的极靠近小磁针 C．小磁针正上方有电子流自东向西水平通过 D．小磁针正上方有电子流自南向北水平通过 9．历史上，奥斯特通过如图实验发现了电流的磁效应。要想有明显的实验效果，通电导线须沿 （填“东西”或“南北”）方向放置。 10．如图所示，先将小磁针放在水平桌面上，静止时小磁针N极指向地理的 方，地磁的 极。再将一根直导线平行架在小磁针上方，给导线通电后，小磁针发生偏转，说明通电导线周围存在 。    11．在图中根据通电螺线管的N极，标出磁感线方向、电流方向、电源正、负极。 三．探究通电螺线管的磁场特点（共7小题） 12．将小磁针放置在通电螺线管右侧，小磁针静止时，其N极的指向如图所示。下列说法不正确的是（　　） A．通电螺线管的右端为S极 B．电流从导线的B端流入螺线管 C．通电螺线管的磁场与条形磁体的磁场相似 D．改变导线中电流方向，通电螺线管磁性强弱会改变 13．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（小磁针上涂黑的一端为N极）（　　）    A．a、c、d B．a、b、c C．a、c D．b、c、d 14．在探究“通电螺线管外部的磁场分布”实验过程中： (1)小致在嵌入螺线管的玻璃板上均匀撒满细铁屑，闭合开关，为更好地显示通电螺线管的磁场分布，他接下来的操作应该是 。 (2)小致观察到细铁屑的排列如图甲所示，同时观察到小磁针发生偏转。由此可知，通电螺线管外部的磁场与 磁体的磁场相似。 (3)小致把小磁针放到螺线管不同位置，闭合开关，小磁针的指向如图乙所示，则电源的右端为 极。 (4)在螺线管中插入软铁棒可制成电磁铁，断电后，电磁铁 磁性。 15．如图所示，小磁针甲、乙处于静止状态。根据标出的磁感线方向，标出螺线管和小磁针的N极，电源的正负极。 16．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。 17．学完电与磁知识后，某兴趣小组开展了一系列自制器材展示活动。 (1)小明组装了如图甲所示的装置，先将小磁针放在水平桌面上，静止时小磁针N极指向 方。再将一根通电直导线平行架在小磁针上方，小磁针发生偏转，说明通电导线周围存在 ； (2)同学们发现一根通电直导线周围的磁场较弱，于是改装实验装置，把直导线做成多圈螺线管，如图乙所示； ①在装有螺线管的硬纸板上均匀撒满铁屑，通电后铁屑分布无明显变化，这时需 纸板，观察到铁屑排列成如图乙所示的形状。可见，通电螺线管外部磁场与 磁体的磁场相似； ②小明发现利用上述①的实验无法判断通电螺线管磁场的方向，于是找到一个标有N、S极的小磁针，放到如图丙所示位置，小磁针静止时N极指向如图丙所示，可以判断出螺线管的左端是 （选填“N”或“S”）极；通过进一步实验发现，改变 可以改变通电螺线管磁场的方向； (3)在以上实验的基础上，为方便制作螺线管，小华把导线绕在三根铁钉上，如图丁所示，通电后发现磁性会变 （选填“强”或“弱”），为了使通电螺线管的磁场增强，还可采取的有效措施是 。（写出一条即可） 18．在“探究通电螺线管外部的磁场分布”的实验中，实验装置如图所示： (1)在嵌有螺线管的硬纸板上均匀地撒满细铁屑，给螺线管通电后，只有少量铁屑发生移动，此时应该 （填写操作方法），然后观察到细铁屑的排列如图所示，可见通电螺线管周围的磁场和 磁体的磁场相似。 (2)对调电源的正负极，小磁针指向与原来相反，说明通电螺线管的磁场方向与 有关。 (3)实验时发现通电螺线管的磁场较弱，铁屑规则排列的效果不明显，为增强螺线管的磁场，可行的措施有；① ，② （写出两种方法）。 四．判断螺线管极性、电流方向、绕线方式的关系（共10小题） 19．如图所示的是磁现象的四幅示意图，其中磁感线方向或小磁针静止时南北极的指向正确的是（　　） A．B．C． D． 20．小磁针静止时的指向如图所示，由此可知（　　） A．a端是通电螺线管的N极，c端是电源负极 B．a端是通电螺线管的N极，c端是电源正极 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 21．科技小组把带铁芯的螺线管、电源、导线和开关按如图所示电路连接并固定在塑料托盘上，当它漂浮在水面，一个简易的指南针就做成了。该指南针的南极（S）应标在托盘的（　　） A．a处 B．b处 C．c处 D．d处 22．如下图所示的四个图中，磁感线方向标注错误的是（　　） A．甲 B．乙 C．丙 D．丁 23．丹麦物理学家 通过实验发现电流周围存在磁场。根据图中通电螺线管的 S极，可以判断：电源的 端为正极（选填“左”或“右”）。 24．如图所示的电路，闭合开关S后，可自由转动的小磁针静止时指向如图，电流表正常偏转，则电流表的左端为 （选填“正”或“负”）接线柱。 25．如图是汽车启动原理图。汽车启动时，需将钥匙插入仪表板上的钥匙孔并旋转，相当于 （选填“闭合”或“断开”）开关，此时电磁铁的上方是 极。 26．为了探究磁场，小华做了下面的实验。 (1)探究磁体周围的磁场： ①在玻璃板上均匀撒一层铁屑，再将玻璃板放在条形磁体的上方，然后 玻璃板，观察铁屑的分布情况； ②再在玻璃板上放一些小磁针，小磁针静止时的情况如图甲，黑色一端表示磁体的N极； ③仿照铁屑在磁场中排列的情况和小磁针N极指向画出一些带箭头的曲线来形象、直观地描述磁场，物理学中把这样的曲线叫作 ； (2)探究通电螺线管周围的磁场： ①把小磁针放在螺线管四周不同的位置，通电后发现小磁针的指向如图乙所示，说明通电螺线管周围的磁场跟 磁体的磁场相似，图中 （选填“左”或“右”）端是通电螺线管的N极，为使磁场增强，可以在通电螺线管中插入一根 ； ②对调电源的正负极重复上述实验，小磁针的指向与之前相反，说明通电螺线管的极性跟 有关，断开开关后，小磁针静止时，它的 极指向北方。 27．如图所示，请你在图中标出。 ①磁感线的方向； ②画出条形磁体受到摩擦力的方向 28．小磁针在电磁铁磁场的作用下静止在如图所示的位置。请标出： （1）图中磁感线的方向； （2）电磁铁N极。 29．请在图中标出静止的小磁针的N极，螺线管的左端磁极。 五．通电螺线管之间或与磁体的相互作用（共7小题） 30．如图所示，甲、乙两线圈宽松地套在光滑的玻璃棒上，可以自由移动。当电键S闭合时，两个线圈将会（    ） A．静止不动 B．互相吸引 C．互相排斥 D．不能确定 31．如图，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，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的过程中，下列说法正确的是（　　） A．电压表示数变大，电流表示数也变大 B．电路中消耗的总功率变小 C．螺线管上端是N极，弹簧测力计示数变小 D．电压表与电流表示数比值不变 32．如图所示为条形磁铁和电磁铁，若虚线表示磁感线，甲为S极，则丁的极性是 （填“S”或“N”）。 33．小磁针静止时N、S极的指向如图所示，由此可判断电流是从 （选填“a”或“b”）端流入螺线管的。 34．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。 35．某款磁悬浮玩具的电路原理图如图所示。闭合开关，磁性小球悬停在空中，一小磁针静止于螺线管左侧，不考虑小磁针与磁性小球间的相互作用。 (1)将小磁针“N”“S”极填入括号中； (2)画出磁性小球的受力示意图。 六．影响电磁铁磁性强弱的因素（共6小题） 36．如图所示，A为一条形磁体的一端，开关S闭合后，下列判断正确的是（    ） A．通电螺线管下端为N极 B．通电螺线管周围存在许多磁感线 C．要增大通电螺线管的磁性，可把滑片P向右移动 D．若通电螺线管与条形磁体的A端相互排斥，则条形磁体的A端为S极 37．如图所示，闭合开关S，条形磁铁在水平桌面上静止。下列说法正确的是（    ） A．电磁铁受到条形磁铁对其向左的作用力 B．条形磁铁受到桌面对其向右的摩擦力 C．将滑片P向下移动，电路消耗的总功率变小 D．将滑片P向上移动，条形磁铁受到的摩擦力不变 38．巨磁电阻（GMR）在磁场中，电阻会随着磁场的增大而急剧减小。用GMR组成的电路图如图所示，S断开，A2有示数，电源电压恒定，则（　　） A．当S闭合时， A2示数不变 B．当S闭合时， 电磁铁的左端为S级 C．当滑片P向左滑动时，A1和A2示数增大 D．当滑片P向右滑动时，A1示数减小、A2示数增大 39．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。 40．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，此时活塞将向 运动，促使血液流动。通过调节电磁铁的电流大小，还可以实现磁场 的变化。 41．小张同学想知道家里空气开关的限流装置是如何工作的，他仔细阅读说明书，发现了如图所示的限流装置的工作原理图，S为开关，Q为可绕O点旋转的衔铁，当电流流向如图时，电磁铁左端为 极。当电流超过限定电流时，S会处于 状态（选填“断开”或“闭合”），保证电路安全。 七．电磁继电器的结构、原理与工作示意图（共5小题） 42．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 43．科技小组为取暖器设计了一个可自动控制温度的装置。如图甲所示，控制电路电压恒为12V，继电器线圈的电阻为20Ω，滑动变阻器的最大阻值为40Ω，热敏电阻的阻值随温度变化的图像如图乙所示；工作电路电压恒为220V，安装有两个电热丝。闭合开关S，当继电器线圈中的电流大于或等于50mA时，继电器的衔铁被吸合，工作电路断开。下列判断错误的是（　　） A．工作电路工作时，A端应与B端相连接 B．电磁铁工作时上端为N极 C．取暖器控制的最高温度为38℃ D．适当增大可降低取暖器的最高温度 44．如图是可自动注水储水池的装置原理图。电源电压一定，R为压敏电阻，其阻值随压力变化而变化，为定值电阻。闭合S、，当水位上升到一定高度时，触点分离，注水装置停止注水；当水位下降到一定位置时，触点连接，注水装置开始注水。则下列说法中正确的是（　　）    A．水位上升时，电磁铁磁性变弱 B．水位上升时，通过电流变小 C．水位下降时，R的阻值会变小 D．水位下降时，的电功率变小 45．如图是可自动调节浴室温度的灯暖型浴霸的简易电路图。控制电路中，电源电压为，定值电阻的阻值为，热敏电阻的阻值随温度变化关系如下表所示，电磁继电器线圈电阻不计。工作电路中，电源电压恒为，浴霸的两只灯泡均标有“；”的字样。当通过电磁继电器线圈的电流I达到时，衔铁被吸下，工作电路断开；当通过电磁继电器线圈的电流时，衔铁被释放，工作电路闭合。 温度t/℃ 16 20 24 28 32 36 40 电阻 300 285 265 243 215 185 150 （1）若控制电路左端为电源正极，则通电螺线管上端为 极，当温度升高时，电磁铁磁性 （选填“变强”“变弱”或“不变”）； （2）求工作电路闭合时，通过工作电路的总电流 ； （2）若浴室温度为40℃时，衔铁就被释放，求控制电路的电源电压 ； （3）若控制电路电源电压为，求浴室温度的调节范围 。 46．如图所示是小明利用光敏电阻为居民楼门口设计的一种智能照明电路，L为“220V 22W”的照明灯，天暗时自动发光，天亮时自动熄灭，控制电路中，电源由两节干电池串联而成，电压为2.8V，R1为阻值10Ω的定值电阻， R2为光敏电阻，其阻值会随着光强的变化而变化。 （1）灯L 正常工作时，通过它的电流是 A， 受控电路中导线的 （选填 “a”或 “b”） 端应连接照明电路的火线； （2）由题可知，光敏电阻的阻值随光照变强而 （“变大”或“变小”）； （3）傍晚时分，若想早些使灯L 发光，可采取 。 八．电磁继电器的常见应用（共4小题） 47．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，电磁继电器线圈电阻为10Ω，R为力敏电阻，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，电控照相机开始拍照，g取10N/kg。下列说法中不正确的是（    ） A．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 B．当控制电路中电流等于0.06A时，闯红灯的车对力敏压阻的压力为4000N C．当质量为1200kg的车闯红灯时，控制电路消耗的总功率为0.9W D．a处是指示灯，b处是电控照相机 48．如图为一款“智能照明灯”的电路，其控制电路中，电源电压恒定，为可变电阻，为光敏电阻，其阻值随光照强度而变化。当电流到达某一值时，会将衔铁吸下，灯L天黑时自动发光。天亮时自动熄灭。下列说法正确的是（　　） A．通电螺线管上方是N级 B．阻值随光照强度的增大而增大 C．灯泡不亮时，控制电路中没有电流 D．继电器利用了电流控制电路 49．出于安全考虑，电梯设置了超载自动报警系统，其工作原理如图所示，电梯厢底层装有压敏电阻，保护电阻，K为动触点，A、B为静触点，当出现超载情况时，电铃将发出报警声，电梯停止运行。由图可知电梯工作时电磁铁的上端为 （选填“N”或“S”）极；电梯超载时动触点与静触点 （选填“A”或“B”）接触。 50．小聪利用光敏电阻为社区设计了一种自动草坪灯，其工作原理如图所示。 （1）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。则给路灯供电的电源应接在 （填“a、b”或“b、c”）两端；为了让路灯比原来迟一些亮，改进的方法是 ； （2）请根据示意图，简述自动控制路灯的工作过程。 九．设计含有电磁继电器的电路图（共3小题） 51．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。 52．如图是汽车启动装置电路简图，当钥匙插入钥匙孔并转动时（相当于闭合开关），电动机M就启动。试在图中标出通电时电磁铁下端的极性并将电动机正确连入电路。    53．如图是一种水位自动报警器的原理图。水位没有到达金属块A时，LED灯亮；水位到达金属块A时，警鸣器响。图中工作电路未连接完整，请用笔画线完成电路的连接。    原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$