第十八章 磁及其相互作用（举一反三复习讲义）物理沪科版2024九年级全一册

第十八章 磁及其相互作用 目录 【单元目标聚焦·明核心】.........................................................1 【知识图谱梳理·固基础】.........................................................1 【教材要点精析·夯重点】.........................................................2 【考点题型突破·拓思维】.........................................................4 考点1. 磁现象及磁场（含地磁场）................................................4 考点2. 通电螺线管外部的磁场方向................................................5 考点3. 电磁铁　电磁继电器......................................................7 考点4. 磁场对通电导线的作用....................................................9 考点5. 磁及相互作用的四种作图问题..............................................10 【分层阶梯训练·提能力】.......................................................12 基础巩固通关测.................................................................12 能力提升进阶练.................................................................17 初中物理课程标准对本单元目标要求如下（表格形式呈现）： 课标要求 1. 通过实验，了解物质的磁性和磁化现象。调查磁性材料在生活中的应用。 2.通过实验，认识磁场。知道地磁场。了解我国古代指南针的发明对人类社会发展的贡献。 3.通过实验，了解电流周围存在磁场。探究并了解通电螺线管外部磁场的方向。了解电磁铁在生产生活中的应用。 4.通过实验，了解通电导线在磁场中会受到力的作用，并知道力的方向与哪些因素有关。 了解动圈式扬声器的结构和原理。了解直流电动机的工作原理。 本单元思维导图（框架图形式呈现）： 本单元重要考点、考点解读 易错点总结归纳（表格形式呈现）： 重要考点 考点解读 易错点 易错点解读 磁现象及磁场（含地磁场） 1.掌握磁性、磁体、磁极、磁化等基本概念。 2.掌握磁场及磁场的基本性质、磁场的方向、磁感线。 3.掌握地磁场概念 判断磁场方向和小磁针指向：（1）磁场方向、磁感线方向和小磁针方向静止时N极所指方向一致；（2）若已知小磁针的N极指向，可按相同方向画出磁感线方向，然后根据磁体外部的磁感线由N极到S极，确定磁体的N、S极；（3）若题目中已知磁体N、S极，可先画出磁感线的方向，然后根据小磁针在某点静止时N极的指向与该点磁感线方向相同，画出小磁针的指向。 1. 判断物体是否具有磁性的方法：（1）根据磁体可以吸引铁、钴、镍等磁性材料的性质；（2）根据磁体的指向性；（3）根据磁极间的相互作用规律；（4）根据磁体不同部位磁性强弱不同且磁极的磁性最强的性质。 2. 判断磁极：根据同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引来判定是基本方法。 3.磁感线不是真实存在的，是一种理想模型。 通电螺线管外部的磁场方向 1. 把握奥斯特实验（电流的磁效应）的意义 2. 会探究通电螺线管的磁场 3. 安培定则的功能 用右手握住螺线管，让四指弯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北极（N极） 认为通电螺线管只有两端有磁场存在。 （1）通电螺线管外部的磁场方向与电流方向有关；（2）通电螺线管外部磁场跟条形磁体的磁场相似，通电螺线管的两端相当于条形磁体的两个磁极；（3）通电螺线管的内部也存在磁场，其磁场方向与外部相反（内外磁场方向大致走向相反） 电磁铁　电磁继电器 1. 电磁铁是指内部含有铁芯的螺线管；影响电磁铁磁性强弱的因素有电流大小和线圈匝数； 2.电磁继电器的电路连接：（1）识别控制电路和工作电路； （2）知道外部条件的变化引起控制电路中电阻和电流的变化情况； （3）知道控制电路中电流的变化引起电磁继电器衔铁的动作情况； （4）知道衔铁动作对工作电路的影响，根据设计要求连接电路。 1.电磁铁的铁芯用铁而不用钢制作的原因 2.认为电磁继电器实质就是电磁铁。 1.电磁铁的铁芯用铁而不用钢制作的原因：铁磁化后磁性容易消失，可方便地控制电磁铁磁性的有无；钢磁化后磁性不易消失，无法控制电磁铁磁性的有无. 2. 电磁继电器实质：是一个由电磁铁控制的开关；利用低压弱电流的通断，控制高压强电流。 磁场对通电导线的作用 1.通电导线在磁场中受力情况 （1）磁场对通电导线有力的作用。 （2）通电直导线在磁场中受到力的方向与电流的方向、磁场的方向有关。当电流方向或磁场的方向一个改变时，通电导线受力的方向也会改变；若二者同时改变方向时，通电导线受力的方向不变。 2.直流电动机是如何工作的. 重点掌握直流电动机构造、工作过程及原理 认为导线通电了，在磁场中就受力。 【知识拓展】通电导线在磁场中受力方向与电流方向、磁场方向具体是什么关系呢？ 左手定则：伸开左手，使大拇指与四指在同一平面内并跟四指垂直，让磁感线垂直穿入手心，使四指指向电流方向.这时，大拇指所指的方向就是通电导体在磁场中所受磁场力的方向。 并不是所有的通电直导线在磁场中都受到力的作用，当通电直导线与磁感线方向平行时，此时通电的直导线不受力的作用。 磁及相互作用的四种作图问题 第一种：标出磁体N/S极及磁感线方向。 第二种：地磁场的作图。 第三种：利用安培定则的作图。 第四种：电磁铁与电路联系的作图。 考点1. 磁现象及磁场（含地磁场） 【例题1】（2025安徽）在“探究磁体周围的磁场分布”实验中，小丁同学正确描绘出某蹄形磁体磁极附近的磁感线分布如图所示，则该蹄形磁体下端的磁极是______极。 【答案】S 【解析】磁体外部的磁感线从N极出发回到S极，根据图中磁感线方向可知该蹄形磁体下端的磁极是S极。 【变式1-1】两根完全相同的铁块A和B，如图甲所示放置时，B被吸住掉不下来；如图乙所示放置时，A不能被吸住而掉下来，此现象说明（　　） A．A、B都是磁体 B．A、B都不是磁体 C．A是磁体，B不是磁体 D．A不是磁体，B是磁体 【变式1-2】如图所示的磁体两极间磁感线的画法正确的是（　　） A B C D 【变式1-3】宋代科学家沈括在《梦溪笔谈》中最早记载了地磁偏角：“以磁石磨针锋，则能指南，然常微偏东，不全南也。”图中符合上述说法的是（　　） A． B． C． D． 考点2. 通电螺线管外部的磁场方向 【例题2】（2025江苏连云港一模）如图所示，用甲装置探究通电螺线管外部的磁场分布，用乙装置探究电磁铁磁性强弱跟哪些因素有关。下列说法正确的是（　　） A. 通电螺线管外部的磁场与条形磁体的磁场相似 B. 改变通电螺线管中电流方向，小磁针N极指向不变 C. 匝数一定时，通入的电流越小，电磁铁的磁性越强 D. 电流一定时，减少铁钉上线圈的匝数，电磁铁的磁性强弱不变 【答案】A 【解析】A．通过实验发现，通电螺线管周围小铁屑的排列顺序与条形磁体的磁感线分布类似，因此通电螺线管外部的磁场与条形磁体的磁场相似，故A正确； B．改变通电螺线管中电流方向，螺线管的磁场方向发生改变，小磁针N极指向与原先相反，故B错误； C．匝数一定时，通入的电流越小，电磁铁的磁性越弱，吸引直别针的个数越少，故C错误； D．电流一定时，减少铁钉上线圈的匝数，电磁铁的磁性变弱，吸引直别针的个数变少，故D错误。 故选A。 【变式2-1】关于如图所示的实验，下列说法中正确的是（ ） A这是模拟法拉第电磁感应实验的场景； B移走小磁针，电流的磁场消失； C根据这一现象的原理，制成了电磁铁； D将导线断开，小磁针N极将指向地磁场的北极 【变式2-2】在探究通电螺线管外部磁场方向的实验中，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所示的形状。可见，通电螺线管外部磁场与 ___________磁体的磁场相似。 【变式2-3】如图所示，闭合电磁铁开关S，条形磁铁静止在水平桌面上。下列判断正确的是（　　） A．条形磁铁受到电磁铁对其向左的作用力； B．条形磁铁受到桌面对其向左的摩擦力； C．将滑动变阻器的滑片向右移动，条形磁铁受到的摩擦力不变； D．若只改变电源的正负极，条形磁铁受到的摩擦力变大 考点3. 电磁铁　电磁继电器 【例题3】（2025江苏苏州）如图是控制车辆进出的电动闸门设计图，抬杆质量分布均匀，长度为，重为，在最右端B点处悬挂一重为的铁柱，B点到支点O的距离为。开关S闭合后，调节滑动变阻器使抬杆处于水平静止状态。（忽略支点O处的摩擦） （1）电磁铁上端为______极； （2）此时电磁铁对铁柱的吸引力为______N； （3）要使抬杆A端从图示位置向上抬起，滑动变阻器的滑片P应向______端移动。 【答案】（1）S （2）5 （3）上 【解析】【小问1详解】电流从电磁铁下端流入，根据安培定则，电磁铁上端为S极，下端为N极。 【小问2详解】抬杆重心到支点O的距离为 根据杠杆平衡条件则有 代入数据则有 解得电磁铁对铁柱的吸引力。 【小问3详解】使抬杆A端从图示位置向上抬起，应增大电磁铁的磁性，则应增大电路中电流，根据，应减小电路总电阻，减小变阻器连入电路的电阻，所以滑动变阻器的滑片P应向上端移动。 【变式3-1】如图所示，下列做法中电磁铁不能吸引更多大头针的是（　　） A. 只提高电源电压 B. 只将滑片P向左移动 C. 只增加螺线管线圈的匝数 D. 只将铁芯换成同规格的铜芯 【变式3-2】 如图所示，用漆包线（导线表面涂有绝缘漆）绕在圆筒上做成了一个螺线管，用来研究通电螺线管磁性强弱与哪些因素有关。闭合开关后，发现该通电螺线管的磁性较弱，下列措施能够使它的磁性增强的是（　　） A．在圆筒中插入一根铁芯 B．减少线圈匝数 C．滑动变阻器的滑片P向右滑动 D．将电源正负极互换 【变式3-3】如图所示，R0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，白天路灯熄灭，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. 控制电路电源电压减小后，傍晚时路灯比原来早一些亮 D. 路灯发光时把电能全部转化为光能 考点4. 磁场对通电导线的作用 【例题4】（2025安徽二模）图示为直流电动机的工作原理图。线圈abcd处于向右的磁场中，两个铜半环E和F跟线圈两端相连，可随线圈一起转动，两半环中间断开，彼此绝缘；A和B是电刷，它们分别跟两个半环接触，使电源和线圈组成闭合电路。在图示位置，电流沿dcba流过线圈，dc边受到磁场的作用力向下，则（　　） A．线圈在图示位置时，ab边受到磁场的作用力向下； B．线圈由图示位置转过180o时，电流沿dcda流过线圈； C．线圈由图示位置转过180°时，dc边受到磁场的作用力向下； D．线圈由图示位置转过180°时，ab边受到磁场的作用力向下 【答案】D 【解析】通电导体在磁场中受力方向与电流方向、磁场方向有关，其之一发生改变，则受力方向发生改变。 A．根据题意知道，此时dc边受到磁场的作用力向下，由于ab边中电流方向与dc中电流方向相反，而磁场方向相同，所以ab边受到磁场的作用力与dc边受到磁场的作用力相反，即ab边受到磁场的作用力向上，故A错误； B．由图知道，线圈由图示位置转过180o时，电流沿abcd流过线圈，故B错误； C．线圈由图示位置转过180°时，dc边中电流的方向反向，则受力方向改变，即dc边受到磁场的作用力向上，故C错误； D．线圈由图示位置转过180°时，ab边中电流的方向反向，则受力方向改变，即ab边受到磁场的作用力向下，故D正确。故选D。 【变式4-1】小明把安装完成的直流电动机模型接入如图所示的电路中，闭合开关并调节滑动变阻器，电动机正常转动，若要改变电动机转动方向，下列做法中无效的是（　　） A. 只对调电源的正、负极 B. 只对调磁体的N、S极 C. 同时对调电源的正、负极和磁体的N、S极 D. 导线①改接G、F点，导线②改接C、E点 【变式4-2】探究磁场对通电导体的作用： （1）连接如图所示电路，闭合开关，发现导体ab在磁场中运动，说明通电导体在磁场中________，此过程中_______能转化为_______能； （2）断开开关，将磁体N，S极对调，闭合开关，发现导体ab在磁场中运动的方向与上次运动的方向_______。 【变式4-3】如图，兴趣小组制作了一个电动机，给线圈通电，轻轻一推，线圈就会持续转动。下列关于电动机的说法正确的有（　　） A.电动机主要由磁体和线圈组成 B. 电动机主要把动能转化为电能 C. 对调电源正、负极可以改变线圈的转动方向 D. 电流通过线圈产生的热量与线圈的电阻无关 考点5. 磁及相互作用的四种作图问题 【例题5】（2025江苏扬州） 如图，根据小磁针静止时N极的指向，标出A处的磁感线方向和电源正、负极。 【答案】如图所示 【解析】同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，小磁针左端N极，右端S极，即可得通电螺线管左端为N极，右端为S极，磁感线在外部由N极指向S极，可标出A点磁感线方向由左向右。根据右手定则，右手握住螺线管，大拇指指向磁感线方向，四指指向即为电流方向，得出电源左侧为负极，右侧为正极，如图所示 【变式5-1】请根据图中小磁针静止时N极的指向，标出两个磁极的极性和磁感线方向。 【变式5-2】某温度自动报警器的原理图如图所示。电磁铁上端为N极，在水银温度计中封入一段金属丝，当温度低于设定温度时，安全指示灯常亮；当温度达到设定温度时，安全指示灯熄灭，电铃发出报警信号。请在括号中标出电源的极性（用“+”或“-”表示）， 并在虚线框内填入电铃（）和指示灯的电路元件符号。        【变式5-3】如图所示，用笔画线代替导线将电路连接完整，并在括号中标出小磁针静止时右端的磁极名称（要求：闭合开关，移动滑片P时，螺线管磁性强弱改变）。 基础巩固通关测 一、选择题（本大题有7小题，每小题5分，共35分） 1. 下列关于磁场和磁感线的说法中错误的有（　　） ①地磁场的磁感线是从地球北极附近发出回到南极附近的； ②磁感线是磁体周围空间实际存在的曲线； ③磁场中某点的磁场方向是由放在该点的小磁针N极决定的； ④磁场看不见摸不着，但是可以借助小磁针感知它的存在 A．① B．①② C．①②③ D．①②③④ 2. 中国宋代科学家沈括在《梦溪笔谈》中最早记载了地磁偏角：“以磁石磨针锋，则能指南，然常微偏东，不全南也。”进一步研究表明，地球周围地磁场的磁感线分布示意如图所示。关于地磁场下列说法正确的是（ ） A．地理南、北极与地磁场的南、北极完全重合； B．地磁场的磁感线是真实存在的； C．地磁场的N极在地理的南极附近； D．北京地区的地磁场方向由地理北极指向地理南极 3. 下列四个图中，磁感线方向标注错误的是（　　） A B C D 4.世界上第一个发现电与磁之间联系的物理学家是（ ） A. 欧姆 B. 焦耳 C. 奥斯特 D. 法拉第 5.小磁针静止在通电螺线管内部，小磁针涂黑的一端为N极，如图所示。则（　　） A．电源的a端是正极，通电螺线管的右端是N极 B．电源的a端是负极，通电螺线管的右端是S极 C．电源的b端是正极，通电螺线管的左端是N极 D．电源的b端是负极，通电螺线管的左端是S极 6. 某学校为了培养学生的科学素养，组织科技创新大赛，小明在比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（一般的水都能导电），则（　　） A. 两灯都亮 B. 两灯都不亮 C. 只有绿灯亮 D. 只有红灯亮 7. 如图所示是“探究电动机转动原理”的实验装置，闭合开关后，金属杆向左运动，要使金属杆向右运动，应采取的措施是（　　） A. 磁场方向不变，改变电流方向 B. 同时改变电流方向和磁场方向 C. 电流大小不变，改变磁场强弱 D. 同时改变电流大小和磁场强弱 二、填空题（本大题有6小题，15个空，每空2分，共30分） 8. 如图甲是小李家的磁悬浮盆景，盆底有一个永磁体，底座内有一个电磁铁。如图乙是电磁铁的工作电路图，通电后，电磁铁的上端为________极（选填“N”或“S”）；由于磁极相对，利用同名磁极相互________的规律，盆景就会悬浮在底座上方。 9.我国宋代科学家______在《梦溪笔谈》中明确指出，指南针所指的方向“常微偏东不全南也”；地磁场的______极在地理的南极附近。 10. 如图甲所示，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________。若将导线绕成螺线管并通电，如图乙表示，则通电螺线管的A端是______极。 11.在我们熟悉的各种磁体的磁场中，通电螺线管外部的磁场可能与哪种磁体的相似？小伟用小磁针、条形磁体、通电螺线管来进行探究，实验操作及现象如图所示。 （1）比较甲、乙两图可知，通电螺线管的外部磁场与______周围的磁场相似； （2）比较乙、丙两图可知，通电螺线管的外部磁场方向与通过它的______方向有关。 12. 如图所示是探究电磁铁磁性特点的电路图，闭合开关后，其电磁铁的A端是______极，当滑动变阻器的滑片P向a端滑动时，电流表的示数______（选填“变大”“变小”或“不变”），电磁铁的磁性______（选填“变强”“变弱”或“不变”）。 13. 如图所示，闭合开关，导体就会运动起来，在此过程中，______能转化为_____能。利用这一原理可以制作___________。 三、简答题（本大题有3小题，每小题各4分，共12分） 14．条形磁体的磁感线如图所示，小磁针处于静止状态。请在图中标出：①磁感线A点处的磁场方向；②小磁针的N极。 15. （2024江苏连云港）如图所示，请标出通电螺线管的N、S极并用箭头画出图中磁感线的方向。 16. 将图中的电磁铁连入你设计的电路中（在方框内完成），要求： （1）电路能改变电磁铁磁性的强弱； （2）使小磁针静止时如图。 四、实验题（本大题有2小题，每空2分，共22分） 17. （2025安徽一模）【细心观察，勤于思考】 （1）如图甲所示，将小铁钉靠近磁铁N极，小铁钉被吸引获得______性。此时，小铁钉相当于一个______，钉尖是____极。如图乙所示，给磁铁加热一段时间后，小铁钉会掉落，表明磁铁的磁性可能与_____有关； （2）用一个磁性很强的磁铁球靠近一块铝板，铝板______（选填“能”或“不能”）被吸引。如图丙所示，把磁铁球做成单摆悬挂起来，使其来回摆动，将铝板放到摆的下方，当磁铁球靠近铝板时，摆动速度明显变小，并且很快停止摆动。磁铁球在铝板上方摆动，相当于铝板在磁场中运动，可能会产生______。 18.通电螺线管外部的磁场是怎样分布的，我们通过以下实验来进行探究： （1）在硬纸板上放置一个螺线管，周围均匀地撒满铁屑，给螺线管通电后，铁屑被_____。轻敲纸板，观察铁屑的排列情况如图甲所示，图乙和图丙分别是蹄形磁体和条形磁体的磁场分布情况，对比分析可知通电螺线管外部的磁场分布与______磁体的相似； （2）我们要判断通电螺线管外部的磁场方向，需要借助______； （3）根据前面的实验结果，把通电螺线管看成一个磁体，它的两极如图于所示，为了进一步探究通电螺线管的极性与环绕螺线管的电流方向之间有什么关系我们下一步要做的是______，观察______。 五、实验题（本大题有1小题，每空2分，共8分） 19. 如图甲是某自动控温电热水器的电路图，其中控制电路电压恒为6V，R1为热敏电阻，置于水箱中产生的热量对水箱中水温的影响忽略不计，R1阻值随温度变化的关系如图乙所示，R2为可调电阻，用来设定电热水器的水温。R3、R4为纯电热丝，均置于水箱中，R3=22Ω；电磁铁线圈电阻忽略不计，当电磁铁电流达到0.2A时，继电器衔铁被吸下来。（工作过程中，电源电压均保持不变），请完成下列问题： （1）图甲中电磁铁的上端为 _______（选填“N极”或“S极”）； （2）加热时电热丝R3的功率为_______； （3）如果电热水器储有60kg的水，电路处于加热状态，正常工作1小时，产生的热量80%被水吸收，则水温升高了______℃；[c水=4.2×103J/（kg•℃），结果保留1位小数] （4）如果将电热水器水温设为60℃，R2的阻值应该调至_____Ω。 能力提升进阶练 1. （2023广东）我国是最早用文字记载磁现象的国家之一，下列说法正确的是（　） A．“慈（磁）石召铁，或引之也”，说明磁石没有磁性 B．罗盘周围的磁感线真实存在且可见 C．司南静止时指南北是因为受到了地磁场的作用 D．鱼形铁被磁化后制成的指南鱼只有一个磁极 2．甲、乙为不同条形磁铁的两个磁极，弧线是部分未标方向的磁感线，如图所示，根据图中小磁针静止时的指向判断甲、乙的磁极，下列描述正确的是（ ） A．甲、乙都是N极 B．甲、乙都是S极 C．甲是N极，乙是S极 D．甲是S极，乙是N极 3. （2025河南一模）放在条形磁体周围的小磁针静止时如图所示，三个小磁针的N极和一个小磁针的S极被涂黑，则S极被涂黑的小磁针是（　　） A. 甲 B. 乙 C. 丙 D. 丁 4. （2025山东省）小明在户外实践中，利用随身所带物品制作了简易指南针。他首先利用电池、带绝缘皮的导线、铁钉制成电磁铁，然后将缝衣针磁化并用细线水平悬挂，最后将两者靠近，静止时位置关系如图所示。下列说法正确的是（　　） A. 铁钉的钉尖是S极 B. 缝衣针的针尖是N极 C. 地磁场N极在地理北极附近 D. 移开电磁铁后，缝衣针静止时针尖所指方向为南 5.（2025四川自贡） 图甲为某无人机内发动机限速的简化电路，当飞行速度达到时，衔铁B刚好被吸下，油门C的喷油量减小，无人机速度不再增大。已知电源电压为12V，定值电阻为，电磁铁线圈电阻不计，图乙为电阻的阻值随飞行速度变化的关系图。下列说法正确的是（　　） A. 电磁铁下端的极性为S极 B. 当飞行速度增大对，电压表的示数减小 C. 当飞行速应达到210km/h时，电压表的示数为7.5V D. 若以的速度飞行1min，电阻产生的热量是 6. （2024湖北一模）学习了通电螺线管的磁场后，小华同学利用螺线管、小磁针、电键和电池等器材继续做实验。小华将小磁针放在螺线管内部，电键S断开，小磁针静止后如图（a）所示。闭合电键S，小磁针转动，静止后如图（b）所示。接着小华改变电池的接法，再闭合电键S，小磁针静止后如图（c）所示。请根据现象及相关条件归纳得出初步结论。 （a）电键断开 （b）电键闭合 （c）电键闭合 N N N S S S ① 比较图（a）和（b）可知： 。 ② 比较图（b）和（c）可知： 。 7. 为实现节能和智能控制，空调内部用到了传感器和电磁继电器，下图是启动或停止空调压缩机的电路示意图，电磁继电器是利用电磁铁控制工作电路通断的_______（选填“用电器”、“电源”或“开关”），夏天，空调制冷，房间温度降低，热敏元件的电阻增大，控制电路的电流减小，电磁铁的磁性_______，低于设定温度时，工作电路就断开，停止制冷。 8.如图所示，一个综合实践小组用一段漆包线绕成线圈abcd，用小刀刮两端引线的漆皮，一端全部刮去，另一端只刮上半周或下半周。将线圈abcd放在用硬金属丝做成的支架m、n上，并按图示连接电路，则电磁铁的上端是______极。闭合开关，用手轻推一下线圈，线圈会持续转动，这就是简易的______（选填“发电机”或“电动机”），若只将电源的正负极互换，则线圈转动方向会与原来的转动方向______（选填“相同”或“相反”）。 9. 闭合开关，小磁针静止时状态如图所示，请在括号内标出通电螺线管的极性，并在A点标出电流方向。 10．请你在虚线框内将电路补充完整，要求： ①电源电压恒定不变，闭合开关S，图中的小磁针旋转180°后静止； ②此电路能改变电磁铁的磁性强弱。 11．闭合开关后；小磁针静止时的指向如图所示，请标出电源的“+”“-”极和通电螺线管的N、S极，并画出螺线管外部通过小磁针中心的磁感线。    12．（2025·山东威海一模）闭合开关，通电螺线管附近的小磁针方向如图所示，请在图中括号内标出电源的极性（“+”或“-”），并标出磁感线的方向。    13.（2025苏州一模） 如图所示，小磁针左侧为通电螺线管，右侧为条形磁体，请根据小磁针的N极指向，标出条形磁体的磁极，并用箭头标出磁感线的方向和螺线管中的电流方向。 14. （2023吉林）在“探究通电螺线管外部磁场的方向”的实验中： （1）开关闭合前，小磁针均指南北，说明地球周围存在_______； （2）开关闭合后，小磁针的指向如图所示，可知：通电螺线管的左端为________极，电源的左端为______极； （3）将连接电源正、负极的导线对调，小磁针的指向也改变了，说明通电螺线管的磁场方向与________方向有关； （4）为了使通电螺线管的磁场增强，可采取的有效措施是___________。（写出一条即可） 15．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1所示，小雨利用干电池、导线和小磁针进行实验； ①通电后小磁针发生偏转，断电后小磁针复位。实验表明______； ②若把图甲中的小磁针换成直导线并通电。推测：两条通电导线之间______（填“有”或“没有”）相互作用力，依据是______ （填字母）； A．电磁感应现象 B．磁场对电流的作用 （2）小雨又将直导线绕成螺线管形状，在螺线管的两端各放一个小磁针，并在硬纸板上均匀地撒满铁屑。通电后观察小磁针的指向及铁屑的排列情况，如图2所示。实验结果表明：通电螺线管外部的磁场与______的磁场一样； （3）在螺线管中插入软铁棒，制成电磁铁。下列设备中没有用到电磁铁的是______（填字母）。 A．大型发电机 B．电磁起重机 C．电炉 16. （2024江苏盐城中考真题）如图甲是科技小组设计的“智能温控小屋”简化电路，受控电路功率随时间的变化关系如图乙所示。当室温上升至28℃时冷却系统开始工作，当室温降至23℃时停止工作。Rt为热敏电阻，其阻值随温度的升高而减小，当控制电路中的电流为0.15A时，衔铁刚好被吸下，控制电路电源电压恒为3V。定值电阻R0为100Ω，线圈电阻忽略不计。求：（1）受控电路30min内消耗的电能； （2）受控电路工作时，通过电阻R0的电流； （3）热敏电阻Rt的变化范围。 1 学科网（北京）股份有限公司 $ 第十八章 磁及其相互作用 目录 【单元目标聚焦·明核心】.........................................................1 【知识图谱梳理·固基础】.........................................................1 【教材要点精析·夯重点】.........................................................2 【考点题型突破·拓思维】.........................................................4 考点1. 磁现象及磁场（含地磁场）................................................4 考点2. 通电螺线管外部的磁场方向................................................6 考点3. 电磁铁　电磁继电器......................................................8 考点4. 磁场对通电导线的作用....................................................11 考点5. 磁及相互作用的四种作图问题..............................................13 【分层阶梯训练·提能力】.......................................................16 基础巩固通关测.................................................................16 能力提升进阶练.................................................................25 初中物理课程标准对本单元目标要求如下（表格形式呈现）： 课标要求 1. 通过实验，了解物质的磁性和磁化现象。调查磁性材料在生活中的应用。 2.通过实验，认识磁场。知道地磁场。了解我国古代指南针的发明对人类社会发展的贡献。 3.通过实验，了解电流周围存在磁场。探究并了解通电螺线管外部磁场的方向。了解电磁铁在生产生活中的应用。 4.通过实验，了解通电导线在磁场中会受到力的作用，并知道力的方向与哪些因素有关。 了解动圈式扬声器的结构和原理。了解直流电动机的工作原理。 本单元思维导图（框架图形式呈现）： 本单元重要考点、考点解读 易错点总结归纳（表格形式呈现）： 重要考点 考点解读 易错点 易错点解读 磁现象及磁场（含地磁场） 1.掌握磁性、磁体、磁极、磁化等基本概念。 2.掌握磁场及磁场的基本性质、磁场的方向、磁感线。 3.掌握地磁场概念 判断磁场方向和小磁针指向：（1）磁场方向、磁感线方向和小磁针方向静止时N极所指方向一致；（2）若已知小磁针的N极指向，可按相同方向画出磁感线方向，然后根据磁体外部的磁感线由N极到S极，确定磁体的N、S极；（3）若题目中已知磁体N、S极，可先画出磁感线的方向，然后根据小磁针在某点静止时N极的指向与该点磁感线方向相同，画出小磁针的指向。 1. 判断物体是否具有磁性的方法：（1）根据磁体可以吸引铁、钴、镍等磁性材料的性质；（2）根据磁体的指向性；（3）根据磁极间的相互作用规律；（4）根据磁体不同部位磁性强弱不同且磁极的磁性最强的性质。 2. 判断磁极：根据同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引来判定是基本方法。 3.磁感线不是真实存在的，是一种理想模型。 通电螺线管外部的磁场方向 1. 把握奥斯特实验（电流的磁效应）的意义 2. 会探究通电螺线管的磁场 3. 安培定则的功能 用右手握住螺线管，让四指弯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北极（N极） 认为通电螺线管只有两端有磁场存在。 （1）通电螺线管外部的磁场方向与电流方向有关；（2）通电螺线管外部磁场跟条形磁体的磁场相似，通电螺线管的两端相当于条形磁体的两个磁极；（3）通电螺线管的内部也存在磁场，其磁场方向与外部相反（内外磁场方向大致走向相反） 电磁铁　电磁继电器 1. 电磁铁是指内部含有铁芯的螺线管；影响电磁铁磁性强弱的因素有电流大小和线圈匝数； 2.电磁继电器的电路连接：（1）识别控制电路和工作电路； （2）知道外部条件的变化引起控制电路中电阻和电流的变化情况； （3）知道控制电路中电流的变化引起电磁继电器衔铁的动作情况； （4）知道衔铁动作对工作电路的影响，根据设计要求连接电路。 1.电磁铁的铁芯用铁而不用钢制作的原因 2.认为电磁继电器实质就是电磁铁。 1.电磁铁的铁芯用铁而不用钢制作的原因：铁磁化后磁性容易消失，可方便地控制电磁铁磁性的有无；钢磁化后磁性不易消失，无法控制电磁铁磁性的有无. 2. 电磁继电器实质：是一个由电磁铁控制的开关；利用低压弱电流的通断，控制高压强电流。 磁场对通电导线的作用 1.通电导线在磁场中受力情况 （1）磁场对通电导线有力的作用。 （2）通电直导线在磁场中受到力的方向与电流的方向、磁场的方向有关。当电流方向或磁场的方向一个改变时，通电导线受力的方向也会改变；若二者同时改变方向时，通电导线受力的方向不变。 2.直流电动机是如何工作的. 重点掌握直流电动机构造、工作过程及原理 认为导线通电了，在磁场中就受力。 【知识拓展】通电导线在磁场中受力方向与电流方向、磁场方向具体是什么关系呢？ 左手定则：伸开左手，使大拇指与四指在同一平面内并跟四指垂直，让磁感线垂直穿入手心，使四指指向电流方向.这时，大拇指所指的方向就是通电导体在磁场中所受磁场力的方向。 并不是所有的通电直导线在磁场中都受到力的作用，当通电直导线与磁感线方向平行时，此时通电的直导线不受力的作用。 磁及相互作用的四种作图问题 第一种：标出磁体N/S极及磁感线方向。 第二种：地磁场的作图。 第三种：利用安培定则的作图。 第四种：电磁铁与电路联系的作图。 考点1. 磁现象及磁场（含地磁场） 【例题1】（2025安徽）在“探究磁体周围的磁场分布”实验中，小丁同学正确描绘出某蹄形磁体磁极附近的磁感线分布如图所示，则该蹄形磁体下端的磁极是______极。 【答案】S 【解析】磁体外部的磁感线从N极出发回到S极，根据图中磁感线方向可知该蹄形磁体下端的磁极是S极。 【变式1-1】两根完全相同的铁块A和B，如图甲所示放置时，B被吸住掉不下来；如图乙所示放置时，A不能被吸住而掉下来，此现象说明（　　） A．A、B都是磁体 B．A、B都不是磁体 C．A是磁体，B不是磁体 D．A不是磁体，B是磁体 【答案】D 【解析】因为磁体的磁极，位于磁体的两端，磁极的磁性最强，磁性最弱的部分在磁体的中间，这个位置几乎没有磁性； 当用B的一端靠近A的中间部分时，B被吸起，由此可以确定铁棒B有磁性，不能确定A磁性的有无； 若A有磁性，当用A的一端即磁性最强的部位去靠近B的中间部分时，应该吸引B，而实际上没有吸引，说明了铁棒A没有磁性；故选D。 【变式1-2】如图所示的磁体两极间磁感线的画法正确的是（　　） A B C D 【答案】A 【解析】A B．异名磁体的磁感线从N极出发，回到S极，故A正确；B错误； C．同名磁极间都是从N极出发，而不是回到N极，故C错误； D．蹄形磁铁的磁感线从N极出发，回到S极，故D错误。故选A。 【变式1-3】宋代科学家沈括在《梦溪笔谈》中最早记载了地磁偏角：“以磁石磨针锋，则能指南，然常微偏东，不全南也。”图中符合上述说法的是（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【解析】地磁场的南北极与地理南北极相反，且不重合。即：地磁南极在地理北极附近，地磁北极在地理南极附近，如图所示： A．小磁针应该指向南北，图中却指向东西，故A不符合题意； B．小磁针应该指向南北，图中却指向东西，故B不符合题意； C．地磁南极在地理北极附近，所以小磁针S应该指向南方，略偏向东方，小磁针N应该指向北方，略偏向西方，故C符合题意； D．地磁南极在地理北极附近，所以小磁针S应该指向南方，略偏向东方，小磁针N应该指向北方，略偏向西方，故D不符合题意。故选C。 考点2. 通电螺线管外部的磁场方向 【例题2】（2025江苏连云港一模）如图所示，用甲装置探究通电螺线管外部的磁场分布，用乙装置探究电磁铁磁性强弱跟哪些因素有关。下列说法正确的是（　　） A. 通电螺线管外部的磁场与条形磁体的磁场相似 B. 改变通电螺线管中电流方向，小磁针N极指向不变 C. 匝数一定时，通入的电流越小，电磁铁的磁性越强 D. 电流一定时，减少铁钉上线圈的匝数，电磁铁的磁性强弱不变 【答案】A 【解析】A．通过实验发现，通电螺线管周围小铁屑的排列顺序与条形磁体的磁感线分布类似，因此通电螺线管外部的磁场与条形磁体的磁场相似，故A正确； B．改变通电螺线管中电流方向，螺线管的磁场方向发生改变，小磁针N极指向与原先相反，故B错误； C．匝数一定时，通入的电流越小，电磁铁的磁性越弱，吸引直别针的个数越少，故C错误； D．电流一定时，减少铁钉上线圈的匝数，电磁铁的磁性变弱，吸引直别针的个数变少，故D错误。 故选A。 【变式2-1】关于如图所示的实验，下列说法中正确的是（ ） A这是模拟法拉第电磁感应实验的场景； B移走小磁针，电流的磁场消失； C根据这一现象的原理，制成了电磁铁； D将导线断开，小磁针N极将指向地磁场的北极 【答案】C 【解析】A．这是探究通电导体周围存在磁场，即奥斯特实验的场景，故A错误； B．该磁场是电流的磁场，只有电路中有电流，导线周围就存在磁场，小磁针的作用是证实通电导体周围有磁场，故B错误； C．该实验说明通电导体周围存在磁场，这种现象是电流的磁效应，根据这一现象人们发明了电磁铁，故C正确； D．将导线断开，导线中没有电流通过，电流的磁场消失。由于受地磁场的影响，小磁针N极将指向地磁场的南极，故D错误。故选C。 【变式2-2】在探究通电螺线管外部磁场方向的实验中，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所示的形状。可见，通电螺线管外部磁场与 ___________磁体的磁场相似。 【答案】 轻敲 条形 【解析】在探究通电螺线管外部磁场方向的实验中，在装有螺线管的硬纸板上均匀撒满铁屑，通电后铁屑会被磁化，但由于其与纸板的摩擦力太大，不能自己运动，因此实验中可以轻敲纸板减小铁屑与纸板的摩擦，使铁屑在磁场的作用力下有规律地排列；由图中铁屑排列形状可知，通电螺线管外部磁场与条形磁体相似。 【变式2-3】如图所示，闭合电磁铁开关S，条形磁铁静止在水平桌面上。下列判断正确的是（　　） A．条形磁铁受到电磁铁对其向左的作用力； B．条形磁铁受到桌面对其向左的摩擦力； C．将滑动变阻器的滑片向右移动，条形磁铁受到的摩擦力不变； D．若只改变电源的正负极，条形磁铁受到的摩擦力变大 【答案】A 【解析】A．由安培定则得，右手握住螺线管，四指指向电流的方向，大拇指指向电磁铁右端为N极，左侧为S极，同名磁极相互排斥，所以条形磁铁受到电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，水平向左的排斥力和桌面对条形磁铁的水平向右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右移动，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，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C错误； D．若只改变电源的正负极，电流的方向改变，大小不变，则电磁铁的磁性不变，条形磁体受到电磁铁的吸引力大小等于原来的排斥力大小，此时吸引力与摩擦力是一对平衡力，大小相等，则摩擦力不变，故D错误。故选A。 考点3. 电磁铁　电磁继电器 【例题3】（2025江苏苏州）如图是控制车辆进出的电动闸门设计图，抬杆质量分布均匀，长度为，重为，在最右端B点处悬挂一重为的铁柱，B点到支点O的距离为。开关S闭合后，调节滑动变阻器使抬杆处于水平静止状态。（忽略支点O处的摩擦） （1）电磁铁上端为______极； （2）此时电磁铁对铁柱的吸引力为______N； （3）要使抬杆A端从图示位置向上抬起，滑动变阻器的滑片P应向______端移动。 【答案】（1）S （2）5 （3）上 【解析】【小问1详解】电流从电磁铁下端流入，根据安培定则，电磁铁上端为S极，下端为N极。 【小问2详解】抬杆重心到支点O的距离为 根据杠杆平衡条件则有 代入数据则有 解得电磁铁对铁柱的吸引力。 【小问3详解】使抬杆A端从图示位置向上抬起，应增大电磁铁的磁性，则应增大电路中电流，根据，应减小电路总电阻，减小变阻器连入电路的电阻，所以滑动变阻器的滑片P应向上端移动。 【变式3-1】如图所示，下列做法中电磁铁不能吸引更多大头针的是（　　） A. 只提高电源电压 B. 只将滑片P向左移动 C. 只增加螺线管线圈的匝数 D. 只将铁芯换成同规格的铜芯 【答案】D 【解析】A．只提高电源电压，通过电磁铁电流变大，磁性增强，可以吸引更多的大头针，故A不符合题意； B．只将滑片P向左移动，滑动变阻器连入电路的电阻变小，通过电磁铁的电流变大，磁性增强，可以吸引更多的大头针，故B不符合题意； C．只增加螺线管线圈的匝数，在电流一定时，电磁铁磁性增强，可以吸引更多的大头针，故C不符合题意； D．只将铁芯换成同规格的铜芯，由于铜不能被磁化，电磁铁磁性将减弱，不能吸引更多大头针，故D符合题意。故选D。 【变式3-2】 如图所示，用漆包线（导线表面涂有绝缘漆）绕在圆筒上做成了一个螺线管，用来研究通电螺线管磁性强弱与哪些因素有关。闭合开关后，发现该通电螺线管的磁性较弱，下列措施能够使它的磁性增强的是（　　） A．在圆筒中插入一根铁芯 B．减少线圈匝数 C．滑动变阻器的滑片P向右滑动 D．将电源正负极互换 【答案】A 【解析】影响通电螺线管磁性强弱的因素有：电流的强弱、线圈的匝数及铁芯的有无。 A．在圆筒中插入铁芯，能增强通电螺线管的磁性，故A符合题意； B．减少线圈匝数，会减小通电螺线管的磁性，故B不符合题意； C．图示中的滑动变阻器滑片向右移动是，变阻器接入电路的阻值变大，则通过电路的电流减小，那么螺线管的磁性会减弱，故C不符合题意； D．将电源正负极互换，只能改变通过螺线管的电流，不会影响其磁性的强弱，故D不符合题意。故选A。 【变式3-3】如图所示，R0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，白天路灯熄灭，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. 控制电路电源电压减小后，傍晚时路灯比原来早一些亮 D. 路灯发光时把电能全部转化为光能 【答案】C 【解析】A．根据图示可知，电流从电磁铁的上端流入，根据安培定则可知，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，所以静触点与接通，所以要达到晚上灯亮，白天灯灭，则路灯供电的电源应接在、之间，故B错误； C．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C正确； D．路灯工作时电能转化为光能、内能，不是全部转化为光能，故D错误。故选C。 考点4. 磁场对通电导线的作用 【例题4】（2025安徽二模）图示为直流电动机的工作原理图。线圈abcd处于向右的磁场中，两个铜半环E和F跟线圈两端相连，可随线圈一起转动，两半环中间断开，彼此绝缘；A和B是电刷，它们分别跟两个半环接触，使电源和线圈组成闭合电路。在图示位置，电流沿dcba流过线圈，dc边受到磁场的作用力向下，则（　　） A．线圈在图示位置时，ab边受到磁场的作用力向下； B．线圈由图示位置转过180o时，电流沿dcda流过线圈； C．线圈由图示位置转过180°时，dc边受到磁场的作用力向下； D．线圈由图示位置转过180°时，ab边受到磁场的作用力向下 【答案】D 【解析】通电导体在磁场中受力方向与电流方向、磁场方向有关，其之一发生改变，则受力方向发生改变。 A．根据题意知道，此时dc边受到磁场的作用力向下，由于ab边中电流方向与dc中电流方向相反，而磁场方向相同，所以ab边受到磁场的作用力与dc边受到磁场的作用力相反，即ab边受到磁场的作用力向上，故A错误； B．由图知道，线圈由图示位置转过180o时，电流沿abcd流过线圈，故B错误； C．线圈由图示位置转过180°时，dc边中电流的方向反向，则受力方向改变，即dc边受到磁场的作用力向上，故C错误； D．线圈由图示位置转过180°时，ab边中电流的方向反向，则受力方向改变，即ab边受到磁场的作用力向下，故D正确。故选D。 【变式4-1】小明把安装完成的直流电动机模型接入如图所示的电路中，闭合开关并调节滑动变阻器，电动机正常转动，若要改变电动机转动方向，下列做法中无效的是（　　） A. 只对调电源的正、负极 B. 只对调磁体的N、S极 C. 同时对调电源的正、负极和磁体的N、S极 D. 导线①改接G、F点，导线②改接C、E点 【答案】C 【解析】A．电动机转动方向与电流方向和磁场方向有关，调换电流方向或磁场方向，电动机的转动方向会发生变化，所以只对调电源的正、负极，电路中电流方向发生变化，所以电动机的转动方向发生变化，故A不符合题意； B．只对调磁体的N、S极，磁场方向发生变化，所以电动机的转动方向发生变化，故B不符合题意； C．同时对调电源的正、负极和磁体的N、S极，电动机的转动方向不会发生变化，故C符合题意； D．导线①改接G、F点，导线②改接C、E点，电动机中的电流方向发生变化，可以改变电动机的转动方向，故D不符合题意。故选C。 【变式4-2】探究磁场对通电导体的作用： （1）连接如图所示电路，闭合开关，发现导体ab在磁场中运动，说明通电导体在磁场中________，此过程中_______能转化为_______能； （2）断开开关，将磁体N，S极对调，闭合开关，发现导体ab在磁场中运动的方向与上次运动的方向_______。 【答案】（1）受力的作用；电；机械；（2）相反。 【解析】（1）力能改变物体的运动状态。依题意得，通电导体ab在磁场中运动，说明电导体在磁场中受力的作用。 通电导体ab在磁场中运动，消耗的电能转化为通电导体ab的机械能。 （2）通电导体运动的方向与磁场方向和电流方向都有关，只改变磁场的方向，通电导体运动的方向会发生改变。所以将磁体N，S极对调，闭合开关，发现导体ab在磁场中运动的方向与上次运动的方向相反。 【变式4-3】如图，兴趣小组制作了一个电动机，给线圈通电，轻轻一推，线圈就会持续转动。下列关于电动机的说法正确的有（　　） A.电动机主要由磁体和线圈组成 B. 电动机主要把动能转化为电能 C. 对调电源正、负极可以改变线圈的转动方向 D. 电流通过线圈产生的热量与线圈的电阻无关 【答案】AC 【解析】AB．电动机的工作原理是，通电导体在磁场中受力的作用，所以电动机主要由磁体和线圈组成，工作时主要把电能转化为机械能，故A正确，B错误； C．通电线圈在磁场中的受力方向与电流方向和磁场方向有关，磁场方向不变，对调电源正、负极，可改变线圈中的电流方向，所以能改变电动机的转动方向，故C正确； D．根据焦耳定律可知，电流通过线圈产生的热量与线圈的电阻有关，故D错误。 故选AC。 考点5. 磁及相互作用的四种作图问题 【例题5】（2025江苏扬州） 如图，根据小磁针静止时N极的指向，标出A处的磁感线方向和电源正、负极。 【答案】如图所示 【解析】同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，小磁针左端N极，右端S极，即可得通电螺线管左端为N极，右端为S极，磁感线在外部由N极指向S极，可标出A点磁感线方向由左向右。根据右手定则，右手握住螺线管，大拇指指向磁感线方向，四指指向即为电流方向，得出电源左侧为负极，右侧为正极，如图所示 【变式5-1】请根据图中小磁针静止时N极的指向，标出两个磁极的极性和磁感线方向。 【答案】如图所示 【解析】小磁针静止时N极朝右，所以磁感线方向朝右，在磁体外部，磁感线从磁体的N极出来，回到S极。所以左端应为N极，右端为S极，如图所示： 【变式5-2】某温度自动报警器的原理图如图所示。电磁铁上端为N极，在水银温度计中封入一段金属丝，当温度低于设定温度时，安全指示灯常亮；当温度达到设定温度时，安全指示灯熄灭，电铃发出报警信号。请在括号中标出电源的极性（用“+”或“-”表示）， 并在虚线框内填入电铃（）和指示灯的电路元件符号。        【答案】如图所示    【解析】电磁铁上端为N极，由安培定则可知电流从下端流入，电源的右端是负极，左端是正极，当温度低于设定温度时，水银与金属丝断开，电磁铁断电没有磁性，安全指示灯所在电路接通，指示灯亮，上面虚线框是指示灯，当温度达到设定温度时，水银和金属丝连接，电磁铁通电有磁性，把衔铁吸引下来，电铃所在电路接通，电铃发出报警信号，下面虚线框是电铃   【变式5-3】如图所示，用笔画线代替导线将电路连接完整，并在括号中标出小磁针静止时右端的磁极名称（要求：闭合开关，移动滑片P时，螺线管磁性强弱改变）。 【答案】如图所示 【解析】通过螺线管的电流或螺线管的匝数改变时，螺线管磁性强弱会改变。由于螺线管匝数一定，可以改变电流改变螺线管的磁性强弱，故滑动变阻器一上一下串联接入电路能改变电路中电流的大小，故将滑动变阻器上面的接线柱与螺线管右端的导线相连； 由于电流从螺线管的右端流入，根据安培定则可知，螺线管的左端为N极，右端为S极，根据磁极间的作用规律可知，小磁针左端为N极，右端为S极，如图 基础巩固通关测 一、选择题（本大题有7小题，每小题5分，共35分） 1. 下列关于磁场和磁感线的说法中错误的有（　　） ①地磁场的磁感线是从地球北极附近发出回到南极附近的； ②磁感线是磁体周围空间实际存在的曲线； ③磁场中某点的磁场方向是由放在该点的小磁针N极决定的； ④磁场看不见摸不着，但是可以借助小磁针感知它的存在 A．① B．①② C．①②③ D．①②③④ 【答案】C 【解析】①地球是一个巨大的磁体，地磁场的南极在地理北极附近，地磁场的北极在地理南极附近，所以地磁场的磁感线是从地球南极附近发出回到北极附近，故①错误； ②磁感线是不存在的，是为了研究方便而假象的一些有方向的曲线，故②错误； ③磁场中某点的磁场方向是一定的，并不是由放在该点的小磁针N极决定的，故③错误； ④磁场看不见摸不着，但磁场对放入其中的磁体有力的作用，所以可以借助小磁针感知它的存在，这是典型的转换法，故④正确。 故ABD不符合题意，C符合题意。故选C。 2. 中国宋代科学家沈括在《梦溪笔谈》中最早记载了地磁偏角：“以磁石磨针锋，则能指南，然常微偏东，不全南也。”进一步研究表明，地球周围地磁场的磁感线分布示意如图所示。关于地磁场下列说法正确的是（ ） A．地理南、北极与地磁场的南、北极完全重合； B．地磁场的磁感线是真实存在的； C．地磁场的N极在地理的南极附近； D．北京地区的地磁场方向由地理北极指向地理南极 【答案】C 【解析】AC．地球周围存在地磁场，地磁场的N极在地球的地理南极附近，地磁场的S极在地球的地理北极附近，所以地理南、北极与地磁场的南、北极不重合，故A错误，C正确； B．磁感线是人们为了形象的研究磁场的分布情况及其特点而引入的一些带箭头的曲线，不是真实存在的。地球是一巨大的天然磁体，周围存在地磁场，其磁感线不是实际存在的，故B错误； D．地磁场的N极在地球的地理南极附近，地磁场的S极在地球的地理北极附近，磁场方向由地磁场N极指向地磁场S极，故北京地区地磁场方向由地理南极指向地理北极，故D错误。故选C。 3. 下列四个图中，磁感线方向标注错误的是（　　） A B C D 【答案】A 【解析】A．用右手握住螺线管，让四指向螺线管中电流的方向，则拇指所指的那端就是螺线管的N极（在螺线管的外部，磁感线从N极发出回到S极）。本选项中，四指向螺线管中电流的反方向，故A错误，A符合题意； B．磁感线都是从N极发出回到S极，故B正确，B不符合题意； C．磁感线都是从N极发出，故C正确，C不符合题意； D．地磁南极在地理北极附近，地磁北极在地理南极附近，磁感线从地磁北极发出回到地磁南极，故D正确，D不符合题意。故选A。 4.世界上第一个发现电与磁之间联系的物理学家是（ ） A. 欧姆 B. 焦耳 C. 奥斯特 D. 法拉第 【答案】C 【解析】1820年，丹麦物理学家奥斯特发现了电流的磁效应，发现电流周围存在磁场，是第一个发现电与磁之间联系的人。选C。 5.小磁针静止在通电螺线管内部，小磁针涂黑的一端为N极，如图所示。则（　　） A．电源的a端是正极，通电螺线管的右端是N极 B．电源的a端是负极，通电螺线管的右端是S极 C．电源的b端是正极，通电螺线管的左端是N极 D．电源的b端是负极，通电螺线管的左端是S极 【答案】BC 【解析】由图可知，小磁针的左端为N极，小磁针N极指向为磁场的方向，小磁针在通电螺线管的内部，所以通电螺线管内部的磁场方向向左，通电螺线管外部磁场方向由N极指向S极，通电螺线管内部磁场方向由S极指向N极，所以通电螺线管的右端为S极，左端为N极，由右手螺旋定则可知，电流从通电螺线管的右端流入，左端流出，所以电源的b端是正极，a端是负极。故选BC。 6. 某学校为了培养学生的科学素养，组织科技创新大赛，小明在比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（一般的水都能导电），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 【解析】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。 7. 如图所示是“探究电动机转动原理”的实验装置，闭合开关后，金属杆向左运动，要使金属杆向右运动，应采取的措施是（　　） A. 磁场方向不变，改变电流方向 B. 同时改变电流方向和磁场方向 C. 电流大小不变，改变磁场强弱 D. 同时改变电流大小和磁场强弱 【答案】A 【解析】AB．若要让金属杆向右运动，改变金属杆的受力方向，可以改变电流方向或改变磁场方向，但不能同时改变电流方向、磁场方向，故A正确、B错误； CD．导体受力方向与电流的大小和磁场的强弱无关，故CD错误。故选A 二、填空题（本大题有6小题，15个空，每空2分，共30分） 8. 如图甲是小李家的磁悬浮盆景，盆底有一个永磁体，底座内有一个电磁铁。如图乙是电磁铁的工作电路图，通电后，电磁铁的上端为________极（选填“N”或“S”）；由于磁极相对，利用同名磁极相互________的规律，盆景就会悬浮在底座上方。 【答案】 S 排斥 【解析】如图乙是电磁铁的工作电路图，通电后，电流从螺线管上端流入，根据右手螺旋定则，电磁铁的上端为S极。 由于磁极相对，利用同名磁极相互排斥的规律，当排斥力与盆景总重力相等时，盆景就会悬浮在底座上方。 9.我国宋代科学家______在《梦溪笔谈》中明确指出，指南针所指的方向“常微偏东不全南也”；地磁场的______极在地理的南极附近。 【答案】沈括；北。 【解析】《梦溪笔谈》是我国宋代科学家沈括的著作，指南针所指的方向“常微偏东不全南也”是指地磁两极与地理两极并不重合，两者轴线之间存在着一个夹角，称为磁偏角。 地球是一个巨大的天然磁体，地球周围存在地磁场，人们把指南针指南的磁极叫南极，地磁场的北极在地球的地理南极附近，地磁场的南极在地球的地理北极附近。 10. 如图甲所示，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________。若将导线绕成螺线管并通电，如图乙表示，则通电螺线管的A端是______极。 【答案】通电直导线周围存在磁场 磁场方向与电流方向有关 S 【解析】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。 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。 由图知道，电流从螺线管的B端流入，经过螺线管，从A端流出，用右手握住螺线管，使四指指向电流的方向，则螺线管的B端为N极，A端为S极。 11.在我们熟悉的各种磁体的磁场中，通电螺线管外部的磁场可能与哪种磁体的相似？小伟用小磁针、条形磁体、通电螺线管来进行探究，实验操作及现象如图所示。 （1）比较甲、乙两图可知，通电螺线管的外部磁场与______周围的磁场相似； （2）比较乙、丙两图可知，通电螺线管的外部磁场方向与通过它的______方向有关。 【答案】条形磁体；电流。 【解析】（1）比较甲、乙两图，小磁针在磁场中的受力情况相同，由此可知：通电螺线管的外部磁场与条形磁体周围的磁场相似。 （2）比较乙、丙两图，通电螺线管中的电流方向不同，小磁针受力情况不同，即N、S极偏转的方向不同，说明通电螺线管的磁场方向不同，故通电螺线管的外部磁场方向与通过它的电流方向有关。 12. 如图所示是探究电磁铁磁性特点的电路图，闭合开关后，其电磁铁的A端是______极，当滑动变阻器的滑片P向a端滑动时，电流表的示数______（选填“变大”“变小”或“不变”），电磁铁的磁性______（选填“变强”“变弱”或“不变”）。 【答案】 S 变小 变小 【解析】根据安培定则可知，四指的方向为电流的方向，大拇指的方向即为N极的方向，故B为N极，A为S极。 当滑动变阻器的滑片P向a端滑动时，滑动变阻器接入的电阻变大，总电阻变大，电源电压不变，故电流表的示数变小。 电流变小，通电螺线管的磁性变弱。 13. 如图所示，闭合开关，导体就会运动起来，在此过程中，______能转化为_____能。利用这一原理可以制作___________。 【答案】 电 机械 电动机 【解析】如图，闭合开关，导体ab中有电流通过，通电导体在磁场中受力而运动，将电能转化为机械能。 利用通电导体在磁场中受力而运动原理可以制作电动机。 三、简答题（本大题有3小题，每小题各4分，共12分） 14．条形磁体的磁感线如图所示，小磁针处于静止状态。请在图中标出：①磁感线A点处的磁场方向；②小磁针的N极。 【答案】如图所示。 【解析】在磁体外部，磁感线是从N极出发回到S极，故条形磁铁的磁感线由左侧指向右侧，A点处磁场方向指向S极；小磁针处于静止状态，根据同名磁极相互排斥、异名磁极相互吸引的原理，小磁针的左端为S极，右端为N极，如图所示。 15. （2024江苏连云港）如图所示，请标出通电螺线管的N、S极并用箭头画出图中磁感线的方向。 【答案】如图所示 【解析】根据电源的正负极可以确定电流从螺线管的右端流入，左端流出，结合安培定则即可确定螺线管的左端为S极，右端为N极，在磁体的周围，磁感线从磁体的N极出发回到S极。 16. 将图中的电磁铁连入你设计的电路中（在方框内完成），要求： （1）电路能改变电磁铁磁性的强弱； （2）使小磁针静止时如图。 【解析】改变线圈中的电流大小可以改变电磁铁磁性的强弱，因此电路中要有一个滑动变阻器．要使电磁铁的左端为N极，由安培定则可以判定，电流要从电磁铁的左端流入。故设计电路如下： 四、实验题（本大题有2小题，每空2分，共22分） 17. （2025安徽一模）【细心观察，勤于思考】 （1）如图甲所示，将小铁钉靠近磁铁N极，小铁钉被吸引获得______性。此时，小铁钉相当于一个______，钉尖是____极。如图乙所示，给磁铁加热一段时间后，小铁钉会掉落，表明磁铁的磁性可能与_____有关； （2）用一个磁性很强的磁铁球靠近一块铝板，铝板______（选填“能”或“不能”）被吸引。如图丙所示，把磁铁球做成单摆悬挂起来，使其来回摆动，将铝板放到摆的下方，当磁铁球靠近铝板时，摆动速度明显变小，并且很快停止摆动。磁铁球在铝板上方摆动，相当于铝板在磁场中运动，可能会产生______。 【答案】（1） 磁 磁体 S 温度 （2）不能 电流 【解析】（1）小铁钉靠近磁铁N极，小铁钉被磁化，所以小铁钉获得磁性。 磁化后的小铁钉相当于一个磁体，小铁钉靠近磁铁N极，所以钉尖是S极。 加热一段时间后，温度升高，小铁钉掉落，磁性减弱，说明磁铁的磁性可能与温度有关。 （2）铝不是磁性材料，所以铝板不能被磁化，所以铝板不能被吸引。 铝是导体，铝板在磁场中运动，根据电磁感应原理可知，会产生感应电流。 18.通电螺线管外部的磁场是怎样分布的，我们通过以下实验来进行探究： （1）在硬纸板上放置一个螺线管，周围均匀地撒满铁屑，给螺线管通电后，铁屑被_____。轻敲纸板，观察铁屑的排列情况如图甲所示，图乙和图丙分别是蹄形磁体和条形磁体的磁场分布情况，对比分析可知通电螺线管外部的磁场分布与______磁体的相似； （2）我们要判断通电螺线管外部的磁场方向，需要借助______； （3）根据前面的实验结果，把通电螺线管看成一个磁体，它的两极如图于所示，为了进一步探究通电螺线管的极性与环绕螺线管的电流方向之间有什么关系我们下一步要做的是______，观察______。 【答案】（1）磁化；条形；（2）小磁针；（3）改变电流方向（调换电源正负极）；小磁针的指向。 【解析】（1）通电螺线管周围存在磁场，铁钴镍等物质是能够被磁化的，所以把铁屑撒在通电螺线管周围，铁屑会被磁化。 对比甲、乙、丙三图可知，通电螺线管外部的磁场分布与条形磁体的相似。 （2）我们规定小磁针静止时N极所指方向为该点的磁场方向，要判断通电螺线管外部的磁场方向，需要借助小磁针。 （3）要探究通电螺线管的极性与环绕螺线管的电流方向之间有什么关系，就要改变导线中电流的方向，所以接下来我们需要对调电源的正负极，通过观察小磁针的指向来判断通电螺线管的N、S极。 五、实验题（本大题有1小题，每空2分，共8分） 19. 如图甲是某自动控温电热水器的电路图，其中控制电路电压恒为6V，R1为热敏电阻，置于水箱中产生的热量对水箱中水温的影响忽略不计，R1阻值随温度变化的关系如图乙所示，R2为可调电阻，用来设定电热水器的水温。R3、R4为纯电热丝，均置于水箱中，R3=22Ω；电磁铁线圈电阻忽略不计，当电磁铁电流达到0.2A时，继电器衔铁被吸下来。（工作过程中，电源电压均保持不变），请完成下列问题： （1）图甲中电磁铁的上端为 ___________（选填“N极”或“S极”）； （2）加热时电热丝R3的功率为___________； （3）如果电热水器储有60kg的水，电路处于加热状态，正常工作1小时，产生的热量80%被水吸收，则水温升高了___________℃；[c水=4.2×103J/（kg•℃），结果保留1位小数] （4）如果将电热水器水温设为60℃，R2的阻值应该调至___________Ω。 【答案】（1）S极 （2）2200W （3）25.1 （4） 20 【解析】（1）电磁铁是根据电流的磁效应制成的，图甲中电流从电磁铁的上端外侧流入，由安培定则可知，线圈的下端为N极，其上端的磁极为S极。 （2）分析甲图可知，当衔铁与上方触点接通时，电路中只有R3工作，为加热状态， 当衔铁与下方触点接通时，电路中R3与R4串联，一起工作，为保温状态，加热时电热丝R3的功率为 （3）电路处于加热状态，正常工作1小时，产生热量 Q=Pt=2200W×3600s=7.92×106J 产生的热量80%被水吸收，则水吸收热量 Q吸=80%×Q=80%×7.92×106J=6.336×106J 由Q吸=cmΔt变形得，水升高的温度 （4）如果将热水器中的水温设置为60℃，此时控制电路中的电流刚好为0.2A，由可知此时控制电路的总电阻 由图像可知，60℃时R1的阻值为10Ω，则R2的阻值为 R2=R总-R1=30Ω-10Ω=20Ω 能力提升进阶练 1. （2023广东）我国是最早用文字记载磁现象的国家之一，下列说法正确的是（　） A．“慈（磁）石召铁，或引之也”，说明磁石没有磁性 B．罗盘周围的磁感线真实存在且可见 C．司南静止时指南北是因为受到了地磁场的作用 D．鱼形铁被磁化后制成的指南鱼只有一个磁极 【答案】C 【解析】A．磁石是磁体的一种，具有磁性，故A错误； B．磁感线是假象的分布在磁体周围的曲线，不是真实存在的，故B错误； C．地球本身是一个巨大的磁体，指南针能指南北，是因为受到地磁场的作用，故C正确； D．鱼形铁被磁化后制成的指南鱼也是磁体的一种，任何磁体都有两个磁极，故D错误。 故选C。 2．甲、乙为不同条形磁铁的两个磁极，弧线是部分未标方向的磁感线，如图所示，根据图中小磁针静止时的指向判断甲、乙的磁极，下列描述正确的是（ ） A．甲、乙都是N极 B．甲、乙都是S极 C．甲是N极，乙是S极 D．甲是S极，乙是N极 【答案】B 【解析】由图可知，两磁极相互排斥，小磁针的N极的指向与该点磁感线的方向一致，磁体的外部，磁感线从磁体的N极出发回到S极，所以甲、乙都是S极。故选B。 3. （2025河南一模）放在条形磁体周围的小磁针静止时如图所示，三个小磁针的N极和一个小磁针的S极被涂黑，则S极被涂黑的小磁针是（　　） A. 甲 B. 乙 C. 丙 D. 丁 【答案】A 【解析】由于磁场方向规定，小磁针静止时N极所指向的方向为磁感线的方向。 假设条形磁体左侧是N极，则磁感线由左端出发指向右侧，由图知道，甲丙左侧是N极，乙丁的右侧是N极，由图知道，假设不符合题意； 假设条形磁体右侧是N极，则磁感线由右端出发指向左侧，由图知道，甲丙的右侧是N极，乙丁的左侧是N极，由图知道，假设符合题意，且被涂黑S极的小磁针是甲，故A符合题意。故选A。 4. （2025山东省）小明在户外实践中，利用随身所带物品制作了简易指南针。他首先利用电池、带绝缘皮的导线、铁钉制成电磁铁，然后将缝衣针磁化并用细线水平悬挂，最后将两者靠近，静止时位置关系如图所示。下列说法正确的是（　　） A. 铁钉的钉尖是S极 B. 缝衣针的针尖是N极 C. 地磁场N极在地理北极附近 D. 移开电磁铁后，缝衣针静止时针尖所指方向为南 【答案】D 【解析】A．由图可知，电流从铁钉的钉尖流入，根据安培定则，右手握住铁钉，四指指向电流方向，大拇指指向钉尖，所以钉尖是 N 极，故A错误； B．因为异名磁极相互吸引，钉尖是 N 极，所以与钉尖靠近的缝衣针的针尖是S极，故B错误； C．地磁场的N极在地理南极附近，地磁场的S极在地理北极附近，故C错误； D．缝衣针被磁化后，移开电磁铁，由于地磁场的作用，缝衣针静止时针尖（S极）所指方向为南，故D正确。故选D。 5.（2025四川自贡） 图甲为某无人机内发动机限速的简化电路，当飞行速度达到时，衔铁B刚好被吸下，油门C的喷油量减小，无人机速度不再增大。已知电源电压为12V，定值电阻为，电磁铁线圈电阻不计，图乙为电阻的阻值随飞行速度变化的关系图。下列说法正确的是（　　） A. 电磁铁下端的极性为S极 B. 当飞行速度增大对，电压表的示数减小 C. 当飞行速应达到210km/h时，电压表的示数为7.5V D. 若以的速度飞行1min，电阻产生的热量是 【答案】C 【解析】A．由图甲可知，电流从电磁铁的上端流入，由安培定则可知电磁铁的下端是N极，上端是S极，故A错误； B．由图甲可知，R和R0串联，电压表测量R0两端的电压，由图乙可知，R的阻值随飞行速度的增大而减小，当飞行速度增大时，R的阻值减小，根据串联分压特点可知R两端的电压减小，电源电压不变，根据串联电路电压的特点可知R0两端的电压增大，即电压表的示数增大，故B错误； C．当飞行速应达到210km/h时，从图中可知R=15Ω，电路中的电流 电压表的示数为U0=IR0=0.3A×25Ω=7.5V 故C正确； D．若以的速度飞行，由图乙可知，R′=5Ω，电路中的电流 若以的速度飞行1min，电阻产生的热量 故D错误。故选C。 6. （2024湖北一模）学习了通电螺线管的磁场后，小华同学利用螺线管、小磁针、电键和电池等器材继续做实验。小华将小磁针放在螺线管内部，电键S断开，小磁针静止后如图（a）所示。闭合电键S，小磁针转动，静止后如图（b）所示。接着小华改变电池的接法，再闭合电键S，小磁针静止后如图（c）所示。请根据现象及相关条件归纳得出初步结论。 （a）电键断开 （b）电键闭合 （c）电键闭合 N N N S S S ① 比较图（a）和（b）可知： 。 ② 比较图（b）和（c）可知： 。 【答案】①通电螺线管内部存在磁场。 ②通电螺线管内部磁场的方向跟电流方向有关。 【解析】① 比较图（a）和（b）可知通电螺线管内部有磁场，因为小磁针再两种情况下N、S方向改变了。 ② 比较图（b）和（c）可知，电流方向改变后，小磁针N、S极也变化了，说明通电螺线管内部磁场的方向跟电流方向有关。 7. 为实现节能和智能控制，空调内部用到了传感器和电磁继电器，下图是启动或停止空调压缩机的电路示意图，电磁继电器是利用电磁铁控制工作电路通断的_______（选填“用电器”、“电源”或“开关”），夏天，空调制冷，房间温度降低，热敏元件的电阻增大，控制电路的电流减小，电磁铁的磁性_______，低于设定温度时，工作电路就断开，停止制冷。 【答案】 开关 减弱 【解析】电磁继电器是利用电磁铁控制衔铁的吸下或弹起从而控制工作电路的通断，相当于开关。 电磁铁的磁性与通过电磁铁的电流大小有关，当控制电路的电流减小时，电磁铁的磁性将会减弱。 8.如图所示，一个综合实践小组用一段漆包线绕成线圈abcd，用小刀刮两端引线的漆皮，一端全部刮去，另一端只刮上半周或下半周。将线圈abcd放在用硬金属丝做成的支架m、n上，并按图示连接电路，则电磁铁的上端是______极。闭合开关，用手轻推一下线圈，线圈会持续转动，这就是简易的______（选填“发电机”或“电动机”），若只将电源的正负极互换，则线圈转动方向会与原来的转动方向______（选填“相同”或“相反”）。 【答案】N；电动机；相同。 【解析】由图得，电磁铁上表面的电流方向向由，由右手安培定则得，电磁铁的上端是N极。 该图中线圈的转动是靠通电导体在磁场中受力的作用，电动机就是利用该原理制成的。 通电导体在磁场中受力的方向与电流方向和磁场方向有关，若只将电源的正负极互换，则电流的方向发生改变，磁极的方向也发生了改变，则受到的磁场力的方向不改变，线圈转动方向会与原来的转动方向相同。 9. 闭合开关，小磁针静止时状态如图所示，请在括号内标出通电螺线管的极性，并在A点标出电流方向。 【答案】如图所示 【解析】由图可知，小磁针的右端为N极，根据磁极间的相互作用规律可知通电螺线管的右端为N极、左端为S极，根据安培定则可知电流从通电螺线管的左端流入，则A点的电流方向向上，如图所示： 10．请你在虚线框内将电路补充完整，要求： ①电源电压恒定不变，闭合开关S，图中的小磁针旋转180°后静止； ②此电路能改变电磁铁的磁性强弱。 【答案】如图所示 【解析】如图小磁针初始状态S极在右端，要求闭合开关S小磁针旋转180°后静止，所以通电后电磁铁左端应该为S极（同名磁极相互排斥），由安培定则可以判断出线圈可见部分的电流方向向下，所以电路中电源的正极应该在左侧；又要求电路能够改变电磁铁的磁性强弱，即电路中还要串联一个滑动变阻器，来改变电路中的电流，进而改变电磁铁的磁性强弱。 11．闭合开关后；小磁针静止时的指向如图所示，请标出电源的“+”“-”极和通电螺线管的N、S极，并画出螺线管外部通过小磁针中心的磁感线。    【答案】如图所示    【解析】由小磁针的N极的指向，可知通电螺线管的左端为N极，右端为S极；根据安培定则可知，电源的右侧为“+”极，左侧为“-”极；磁体外部磁感线从N极出发，然后进入S极。如图所示：    12．（2025·山东威海一模）闭合开关，通电螺线管附近的小磁针方向如图所示，请在图中括号内标出电源的极性（“+”或“-”），并标出磁感线的方向。    【答案】如图所示    【解析】闭合开关，通电螺线管附近的小磁针方向如图所示，结合小磁针N极所指方向和磁极间的相互作用，通电螺线管的右端为N极，则左端为S极，磁体外部的磁感线方向为从N极指向S极；根据右手螺旋定则，螺线管的电流方向向下，则电源的左端为正极，如图所示：      13.（2025苏州一模） 如图所示，小磁针左侧为通电螺线管，右侧为条形磁体，请根据小磁针的N极指向，标出条形磁体的磁极，并用箭头标出磁感线的方向和螺线管中的电流方向。 【答案】 【解析】由同名磁极相排斥，异名磁极相吸引得，条形磁体的左端为N极；螺线管的右端为S极，左端为N极；磁感线方向从N极指向S极；由右手螺旋定则得，螺线管的电流中右端进入，左端流出，如图所示。 14. （2023吉林）在“探究通电螺线管外部磁场的方向”的实验中： （1）开关闭合前，小磁针均指南北，说明地球周围存在_______； （2）开关闭合后，小磁针的指向如图所示，可知：通电螺线管的左端为________极，电源的左端为______极； （3）将连接电源正、负极的导线对调，小磁针的指向也改变了，说明通电螺线管的磁场方向与________方向有关； （4）为了使通电螺线管的磁场增强，可采取的有效措施是___________。（写出一条即可） 【答案】（1）磁场 （2）北 负 （3）电流 （4） 增加线圈匝数 【解析】（1）地球是一个巨大的磁体，其周围存在磁场，所以指南针静止时可以指南北是受到了地磁场的作用。 （2）已知小磁针左端为N极，根据磁极间的相互作用可知，螺线管的左端为N极，伸出右手握住螺线管，四指弯曲指示电流的方向，大拇指所指的方向即为通电螺线管的N极，因此电源的右端为正极，左端是负极。 （3）改变电源正负极后，螺线管中的电流方向发生了改变，小磁针的N极指向与原来相反，说明磁场的方向相反，由此可以确定，通电螺线管的磁场方向与电流方向有关。 （4）想增强通电螺线管的磁场，可以增大螺线管中的电流、增加线圈匝数。 15．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1所示，小雨利用干电池、导线和小磁针进行实验； ①通电后小磁针发生偏转，断电后小磁针复位。实验表明______； ②若把图甲中的小磁针换成直导线并通电。推测：两条通电导线之间______（填“有”或“没有”）相互作用力，依据是______ （填字母）； A．电磁感应现象 B．磁场对电流的作用 （2）小雨又将直导线绕成螺线管形状，在螺线管的两端各放一个小磁针，并在硬纸板上均匀地撒满铁屑。通电后观察小磁针的指向及铁屑的排列情况，如图2所示。实验结果表明：通电螺线管外部的磁场与______的磁场一样； （3）在螺线管中插入软铁棒，制成电磁铁。下列设备中没有用到电磁铁的是______（填字母）。 A．大型发电机 B．电磁起重机 C．电炉 【答案】（1）通电导线周围存在磁场；有；B；（2）条形磁体；（3）C。 【解析】（1）①通电后小磁针发生偏转，断电后小磁针复位。实验表明表明通电导线周围存在磁场。 ②由于通电导线周围有磁场，磁场对电流有力的作用，故若把图甲中的小磁针换成直导线并通电，两条通电导线之间有相互作用力。故选B。 （2）通电后观察小磁针的指向及铁屑的排列情况，画出通电螺线管的磁感线，根据通电螺线管的磁感线分布形状可知，通电螺线管外部的磁场和条形磁体外部的磁场一样，通电螺线管的两端相当于条形磁体的两个极。 （3）电炉是完全的发热装置，而发电机和电磁起重机均需要电磁铁产生磁性进行工作。故选C。 16. （2024江苏盐城中考真题）如图甲是科技小组设计的“智能温控小屋”简化电路，受控电路功率随时间的变化关系如图乙所示。当室温上升至28℃时冷却系统开始工作，当室温降至23℃时停止工作。Rt为热敏电阻，其阻值随温度的升高而减小，当控制电路中的电流为0.15A时，衔铁刚好被吸下，控制电路电源电压恒为3V。定值电阻R0为100Ω，线圈电阻忽略不计。求：（1）受控电路30min内消耗的电能； （2）受控电路工作时，通过电阻R0的电流； （3）热敏电阻Rt的变化范围。 【答案】（1）1.44×106J；（2）0.03A；（3）20Ω≤Rt≤25Ω 【解析】（1）由图像可知，受控电路30min内工作了20min消耗的电能为 W＝Pt＝1200W×20×60s＝1.44×106J （2）衔铁被吸下时，受控电路工作，此时控制电路中R0与Rt并联，由并联电路中电压的规律知，R0两端的电压为 U0＝U＝3V 通过电阻R0的电流为 （3）当室温上升至28℃时冷却系统开始工作前，控制电路只有热敏电阻接入电路，此时断路，此时经过热敏电阻的电流最大为0.15A，电阻最小时恰好衔铁被吸下，因此可以求出Rt的最小值 衔铁被下瞬间，冷却系统开始工作，温度不再上升，而是下降，电阻Rt开始变大，但由于衔铁被吸下后定值电阻被接入电路，与并联，当电路中的总电流小到1.5A时，衔铁才会被弹回，此时经过的电流为It＝I－I0＝0.15A－0.03A＝0.12A 此时Rt的阻值最大为 因为Rt的阻值随温度的升高而减小，若Rt的阻值继续增大，电路中的电流变小，衔铁被弹回，冷却系统开始工作，温度降低，此时Rt的阻值会减小，故Rt的阻值最大为25Ω，故热敏电阻Rt的变化范围为20Ω≤Rt≤25Ω。 1 学科网（北京）股份有限公司 $