第二节 探究：通电螺线管外部磁场的方向（重难点训练）物理新教材沪科版九年级全一册

第二节 探究：通电螺线管外部磁场的方向 一．奥斯特实验(共5小题) 二．电流周围的磁场及其分布情况(共3小题) 三．通电螺线管的磁场(共9小题) 四．探究影响电磁铁磁性强弱因素的实验(共6小题) 五．电铃、电磁起重机等自动控制装置(共9小题) 六．电磁继电器的常见应用(共13小题) 一．奥斯特实验(共5小题) 1．图是“探究通电直导线周围是否存在磁场”实验的示意图，当有电流通过时小磁针会发生偏转。下列说法正确的是（　　） A．最早做这个实验的是法拉第 B．这个实验说明小磁针周围存在磁场 C．小磁针的作用之一是检验通电直导线周围是否存在磁场 D．当电流方向改变时，小磁针的偏转方向不变 2．如图是奥斯特实验的装置图，关于此实验，下列说法正确的是（     ） A．通电前，小磁针上方的导线应沿东西方向放置 B．改变导线中的电流方向，小碰针偏转的方向将发生改变 C．移走小磁针，通电导线周围的磁场消失 D．将导线断开，小磁针静止时N极将指向地磁场的北极 3．如图所示，将一根通电直导线放在静止的小磁针正上方，且与小磁针平行。闭合开关后，下列说法正确的是（   ） A．如果将导线沿东西方向放置，小磁针最容易发生偏转 B．实验中使用小磁针的作用是检测电流的周围是否有磁场 C．将小磁针移至直导线上方，通电后小磁针不会发生偏转 D．实验中改变电源的正、负极，小磁针的偏转方向不会发生改变 4．“小磁针”很神奇，它为探究磁现象立下大功，以下说法错误的是（   ） A．如果只受地磁场影响，小磁针静止时总是一端指南一端指北 B．如图甲，小磁针发生偏转，是受条形磁体周围磁场的影响 C．如图乙，小磁针发生偏转，则证明通电导线周围产生了磁场 D．小磁针是磁体，能吸引羽毛、纸屑等轻小物体 5．冰冰在做奥斯特实验。她将一枚转动灵活的小磁针置于桌面上，上方平行放置一根直导线。 (1)当小磁针静止后，使导线与电池接触，看到小磁针偏转方向如图甲所示，断电后小磁针又回到原来的位置（如图乙），这说明通电导体周围存在 。 (2)为使实验效果更加明显，通电直导线应沿 （选填“东西”“南北”或“竖直”）方向放置。 (3)改变电流方向，看到小磁针偏转方向如图丙所示，对比甲、丙两图可以得到的结论是通电导体的磁场方向与 有关。 (4)我们把奥斯特实验中的发现称为电流的 效应。 二．电流周围的磁场及其分布情况(共3小题) 6．如图所示是奥斯特实验的示意图，以下关于奥斯特实验的分析正确的是（　　） A．闭合开关，小磁针的指针发生偏转说明通电导线周围存在磁场 B．通电导线周围磁场方向由小磁针的指向决定 C．实验中可以去掉滑动变阻器 D．通电导线周围的磁场方向与电流方向无关 7．如图是探究通电直导线周围磁场的实验装置，小磁针放置在桌面上静止时，将直导线AB沿 （选填“东西”、“南北”或“任意”）方向放置在小磁针正上方，实验时效果最明显。当开关闭合时，导线下方的小磁针会发生偏转，说明通电导线周围存在 。仅将电源正负极对调，小磁针偏转方向发生改变，这表明通电直导线周围磁场的方向与 有关。 8．如图甲所示，将一根直导线放在静止小磁针的正上方，并与小磁针平行接通电路后，观察到小磁针偏转。 (1)第一个通过类似实验得出电和磁之间有联系的物理学家是 ；（填人名） (2)改变直导线中的电流方向，小磁针偏转方向也发生改变，这表明 ； (3)图甲中的直导线AB是 （南北/东西）方向放置在小磁针的上方的； (4)通电直导线周围的磁感线分布如图乙所示，磁感线是以直导线为中心的一系列的 ，从图中可看出，磁感线是 （选填“闭合”或“不闭合”）的曲线；图中小磁针涂黑的磁极是 极。 三．通电螺线管的磁场(共9小题) 9．在探究通电螺线管周围的磁场分布的实验中，在一块有机玻璃板上安装了一个用导线绕成的螺线管，在板面上均匀撒满铁屑，通电后轻敲玻璃板，铁屑的排列如图所示。下列说法正确的是（　　） A．不同位置的铁屑可以反映该处磁场的方向 B．铁屑有规律地排列，它们共同组成了磁体周围客观存在的磁感线 C．用木屑代替铁屑进行实验，木屑也会有规律地排列 D．如果在P处自由静止的小磁针的右端是N极，则在Q处自由静止的小磁针的左端是S极 10．小玲用铁屑、小磁针、条形磁体、蹄形磁铁、通电螺线管进行探究，实验现象如图所示，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相似 B．通电螺线管外部的磁场与蹄形磁体的相似 C．每个磁体周围的铁屑都是磁感线 D．丙图中通电螺线管的右端为S极 11．如图所示，关于通电螺线管中电流方向、磁感线的分布以及小磁针静止时的指向正确的是（   ） A．①③ B．②④ C．②③ D．①④ 12．如图，将小磁针（N极涂黑）放置在通电螺线管产生的磁场中，小磁针静止时指向正确的是（　　） A． B． C． D． 13．在螺线管附近放一小磁针，静止时小磁针位置如图所示。闭合开关后，下列判断正确的是（　　） A．通电螺线管的左侧是N极，小磁针顺时针旋转 B．螺线管外A点磁场的方向向左 C．通电螺线管外真实存在磁感线 D．把小磁针取走，则通电螺线管周围的磁场消失 14．如图所示，螺线管内放一枚小磁针，当开关S闭合后，小磁针的北极指向将（　　） A．不动 B．向外转90° C．向里转90° D．旋转180° 15．将两个通电螺线管按图示位置放置，A、B为相对的两个磁极，闭合开关S1、S2后，它们之间的磁感线分布如图所示。下列说法正确的是（　　） A．a端为电源的负极，B为螺线管S极 B．c端为电源的正极，A为螺线管S极 C．b端为电源的正极，B为螺线管N极 D．d端为电源的正极，A为螺线管N极 16．在一次物理实验中，小于同学连接了如图所示的电路，电磁铁的B端右侧有一个可自由转动的小磁针，闭合开关后，下列说法中错误的是（　　） A．小磁针静止时，N极水平指向左 B．当滑动变阻器滑片P向右端移动时，电磁铁磁性增强 C．电磁铁的A端为N极 D．该电磁铁外部磁感线方向从B端指向A端 17．“探究通电螺线管外部磁场的特点”的实验装置如图甲所示。 (1)在用铁屑探究螺线管外部磁场分布时，需要经历下列步骤：①轻敲有机玻璃板，观察铁屑分布；②将铁屑均匀撒在有机玻璃板上；③闭合开关。三个步骤合理的顺序是 （填序号）； (2)经过对铁屑分布的观察，发现通电螺线管外部磁场与 磁体周围磁场分布相似； (3)把小磁针放在螺线管四周不同的位置，通电后，小磁针分布如图乙所示，发现通电前后A、B两个小磁针未发生明显偏转，此时的螺线管可能是向 （选填“南北”或“东西”）方向放置的； (4)根据图丙中小磁针静止时的指向，在括号中标出电源左端的极性； (5)未来，科学家想研究月球是否也像地球一样是一个磁体，在月球科研站内将小磁针放在不同位置，若观察到 现象，则说明月球也是一个磁体。 四．探究影响电磁铁磁性强弱因素的实验(共6小题) 18．在实践活动中，同学们用一根导线和一枚铁钉制作了一个如图所示的电磁铁。在其周围放一些曲别针，通电后对有关现象分析正确的是（　　） A．铝制的曲别针会被电磁铁吸引 B．电磁铁两端吸引的曲别针比中间吸引的少 C．改变电流方向，可改变电磁铁的磁场方向 D．减少线圈匝数，电磁铁吸引曲别针数量增加 19．如图所示，开关由触点a换接到触点b时，电磁铁的磁性强弱及A端的极性变化情况分别是（两个电源的电压相同）（   ） A．增强，由S极变为N极 B．增强，由N极变为S极 C．减弱，由N极变为S极 D．减弱，由S极变为N极 20．电磁铁在生活中应用非常广泛，如图所示为某种导体绕制成的电磁铁（线圈电阻不可忽略），右侧放置一枚小磁针，待小磁针静止后。下列操作过程中，电磁铁磁性一定增强的是（　　） A．开关拨到a，将右侧小磁针换成强磁铁 B．开关拨到a，将滑动变阻器向右移动 C．保持滑动变阻器滑片位置不变，将开关由a拨到b D．开关S由b拨到a，调节滑动变阻器，使电流表的示数仍保持不变 21．一位同学将两个相同的铁钉绕制成电磁铁，使用足够数量的大头针进行探究实验。实验电路如图所示，闭合开关S，下列说法正确的是（　　） A．B线圈的匝数多，所以通过B线圈的电流小于A线圈的电流 B．电磁铁A的上端是S极 C．只将铁钉换成同规格的铜钉，闭合开关S，两个电磁铁吸引大头针的数量减少 D．通过观察电磁铁吸引的大头针个数判断它的磁性强弱，是运用了控制变量法 22．在如图所示的电路中，闭合开关S后会发现与弹簧相连的条形磁体（颜色深的一极为N极）向下移动。则下列分析正确的是（　　） A．电磁铁的A端为S极，电源左端为“+”极 B．利用这一现象揭示了通电线圈在磁场中受力运动 C．当滑动变阻器的滑动片P向右端移动时，弹簧将伸长 D．若滑动变阻器的滑片P不动，抽去电磁铁铁芯，弹簧将变长 23．为了探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”，小新用铁钉制成简易磁铁甲、乙，并设计了如图所示的电路。 (1)此时电压表的示数为3V，滑动变阻器接入电路的阻值是15Ω，闭合开关S后电流表的示数为 A。 (2)把甲、乙两个电磁铁串联，目的是使通过它们的电流 。实验中是观察通过吸引大头针的 来比较电磁铁磁性的强弱，这种实验方法是 。 (3)当滑动变阻器滑片向左移动时，电磁铁甲、乙吸引大头针的个数 （选填“增加”或“减少”），说明电流越 ，电磁铁磁性越强。 (4)根据图示的情景可知，电磁铁 （选填“甲”或“乙”）的磁性较强，说明电流一定时，线圈匝数 ，电磁铁磁性越强。实验发现被电磁铁吸引的大头针下端是分散的，其原因是大头针被磁化后 。 (5)小聪做完实验又提出了一个新的问题：电磁铁的磁性强弱是否与铁芯的有无有关呢？于是他将甲中的铁钉去掉，比较甲、乙吸引大头针的数目。请你对他的方案进行评价： 。 五．电铃、电磁起重机等自动控制装置(共9小题) 24．如图所示的实例中，不属于电磁铁应用的是（　　） A．电磁起重机 B．悬浮地球仪 C．电铃 D．指南针 25．（多选）某同学为抽屉设计了一个简易防盗报警器，并将它安装在抽屉内。报警器的原理如图所示，抽屉打开，光照射到光敏电阻时，报警器报警。下列分析正确的是（　　） A．光敏电阻的阻值随光照强度增大而减小 B．光照强度增大时，控制电路的总功率减小 C．光照强度增大时，R0两端电压减小 D．为了节能，可以增加R0的电阻，并增加电磁铁的线圈匝数 26．（多选）如图甲是一款应用广泛的磁卡锁，其工作原理如图乙所示。磁卡锁开门主要是通过刷磁卡（开关闭合）来接通电源，电磁铁吸引插销，实现开门。下列说法正确的是（　　） A．插销可选用纯铜质材料制作 B．刷卡时，电磁铁的左端为极 C．若只对调电源的正负极，磁卡锁将无法正常工作 D．若电源电压过低，磁卡锁将无法正常工作 27．图甲是学习小组设计的“磁悬浮地球仪”，在地球仪内嵌条形磁铁，利用底座中的电磁铁就可将其稳稳地“悬浮”在空中，其工作原理如图乙所示，下列关于地球仪“悬浮”的分析正确的是（　　） A．电磁铁上端是S极 B．电源左端应为正极 C．电磁铁在M点产生磁场的方向向下 D．向下移动滑片P，地球仪“悬浮”的位置将向上移动 28．如图所示，GMR是一个巨磁电阻，其阻值随磁场的增强而急剧减小，当闭合开关 时，下列说法正确的是（　　） A．电磁铁的右端为N极 B．小磁针将顺时针旋转 C．当滑片P向左滑动时，电磁铁的磁性增强，指示灯变亮 D．当滑片P向右滑动时，电磁铁的磁性减弱，电压表的示数变大 29．如图是全自动洗衣机进水阀门的结构示意图，其核心元件是由线圈和铁芯构成的 ，用来控制进水阀门的通断。当线圈通电后，阀孔打开，水流进洗衣机，请你利用所学物理知识解释其中的道理 。 30．下图是自动空气开关的原理图，P为电磁铁，Q为衔铁，可绕O点自由转动，开关S可绕右端的点旋转。电路正常工作时，开关S处于水平位置，被衔铁卡住，同时使连接开关的弹簧处于伸长状态。当电路由于短路或 等原因导致电流过大时，电磁铁的磁性 （选填“增强”“减弱”或“不变”），吸引衔铁Q的力变大，使衔铁Q 时针转动，开关S在弹簧的作用下自动切断电路，起到保险作用。 31．如图所示，小明自制了一个带有电磁铁的泡沫船模型。将它放入水中漂浮，船头指向西。闭合开关S，电磁铁由于受到 的作用，船头会偏转最终指向 方。电磁铁在生产生活中有着广泛的用途，请写出一个应用电磁铁的实例： 。（合理即可） 32．2024年11月16日，天舟八号货运飞船与中国空间站成功对接（如图甲）。当飞船和核心舱靠近对接时，为减缓撞击带来的影响，需配置对接缓冲装置。依依设计了如图乙所示的缓冲装置简化图，电源的A端是 极，为了增大缓冲作用，变阻器的滑片P应向 滑动。 六．电磁继电器的常见应用(共13小题) 33．如图所示，下水道井盖丢失导致行人坠入下水道的悲剧时有发生，令人痛心。为此，某同学设计了一种警示电路：在井口安装一环形灯L，井盖相当于开关S；正常情况下（S闭合），灯L不亮；一旦井盖丢失（S断开），灯L即亮起，以警示行人。图中电路符合要求的是（　　） A．B．C． D． 34．如图是物理兴趣小组设计的“温度自动报警器”的电路图，图中金属丝下端与95℃刻度线对齐。下列说法正确的是（    ） A．图中的A是电磁铁，通电后电磁铁的上方是S极 B．控制电路电源的正、负极对调后不会影响自动报警器工作 C．该液体温度计使用水银的主要原因是水银的密度很大 D．如果要降低报警温度，需要将金属丝往上提 35．图甲为电梯自动报警装置的工作原理图。控制电路电源电压为12V，R1为定值电阻，R2为压敏电阻，R2的阻值大小随压力F的变化关系如图乙所示。闭合开关S1和S2，当压敏电阻受到的压力达到4000N时，电磁铁线圈中的电流为0.1A，此时衔铁被吸下。若线圈的电阻忽略不计，则下列说法正确的是（　　） A．R2受到的压力越大阻值越大 B．R2受到的压力为4000N时，电动机不工作，电铃响起 C．定值电阻R1的阻值为100Ω D．当电梯自动报警装置的铃声开始响起时，R1的功率为0.96W 36．每个电梯在设计和制造时，都会明确标注其最大载重限制。电梯超载时，自动报警系统的电铃就会响起，电梯无法启动。报警系统的工作原理如图所示，R1是保护电阻，R2是压敏电阻。下列判断正确的是（　　） A．压敏电阻R2的阻值随压力的增大而增大 B．电梯的自动报警电铃应接在CD之间 C．闭合控制电路，通电螺线管的上端为N极 D．增大R1的阻值可以增加电梯的限载质量 37．如图所示是小明设计的学校楼道防踩踏报警电路，当压力高于某一设定值时，电铃发声报警，图中压敏电阻R1的阻值随压力的增大而减小，下列说法正确的是（　　） A．电铃应接在B和D之间 B．闭合开关后，电磁铁的上端为S极 C．减少电磁铁的线圈匝数，可以提高报警器的灵敏度 D．为使该报警电路在压力更小时报警，可将R2的滑片向下移 38．传感器在“物联网”中担负着信息采集的重要任务，可以实现“提醒”和“报警”功能。某型号的温度自动报警装置由热敏电阻作为传感器制作而成，其简易电路图如下。已知热敏电阻R1的阻值随温度升高而减小，若电源电压保持不变，滑动变阻器R的滑片P在某位置不变，闭合开关S1和S2，此时装置未报警。下列说法正确的是（　　） A．该装置中电磁铁的工作原理与发电机工作原理相同 B．若温度升高，流过电磁铁的电流变小，电磁铁磁性变弱 C．若温度降低到一定程度，该报警器会发送报警信息 D．若滑动变阻器R的滑片P向左移动一段距离，则报警的最低温度将会升高 39．如图﹣1所示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为压敏电阻，其阻值大小随压力F的变化关系如图﹣2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，g取10N/kg。下列说法中正确的是（　　） A．若要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．a处是电控照相机，b处是指示灯 C．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12000N D．当质量为1200kg的车闯红灯时，控制电路消耗的总功率为0.9W 40．某展览厅（图1）为保护展品，当外界光照较强时，启动电动卷帘减少进光量；当外界光照较弱时，自动启动节能灯补光。调光天窗电路（图2）中的光敏材料R的电阻随光照强度E（单位为cd）的变化如图3所示。为定值电阻，线圈p电阻为，当电流达到时能吸合衔铁，则以下说法正确的是（    ） A．通电螺线管的上端是N极 B．展览厅内10盏“  ”节能灯并联后同时正常工作4小时消耗电能 C．若外界光照强度达到启动电动卷帘，则为 D．换用阻值较小的可缩短节能灯点亮的时间 41．如图所示是某学校路灯的智能照明电路。S为光敏开关，天暗时S自动断开，天亮时S自动闭合；R为滑动变阻器。下列说法正确的是（   ） A．天亮时，电磁铁的上端是北极 B．天亮时，将R的滑片P向上滑动，电磁铁磁性变强 C．天暗时，衔铁被电磁铁吸引，触点c与a接触 D．天亮时，电磁铁外部磁感线从上端出发回到下端 42．图甲为简单箱温箱温控电路（U为恒压电源），电磁继电器线圈的电阻为30Ω，R为热敏电阻，其阻值随温度变化的图像如图乙所示，为滑动变阻器，当线圈中的电流大于或等于时，衔铁被吸合，加热器停止工作，实现温度控制，关于该恒温箱的说法正确的是（　　） A．继电器中电磁铁的上端为N极 B．恒温箱内的加热器应接在BD间 C．若该恒温箱的设定温度高一些，滑动变阻器滑片应向上移 D．要实现对之间任一温度的控制，该装置恒压电源U至少为 43．图示是一种闯红灯违规证据模拟记录器的工作原理图，光控开关接收到红绿灯发出的 （选填“绿光”或“红光”）时会自动闭合，若压敏电阻同时受到车的压力，其阻值变小电流变大，电磁铁的磁性增强，使衔铁与触点 （选填“1”或“2”）接触，电控照相机工作。要使质量较小的车闯红灯也能被拍下，请提出一条改进措施 。 44．科技小组开展设计一款多功能电热锅的项目活动，过程如下： 【明确问题】同学们讨论后认为，电热锅应具有如下功能和标准： 功能1：加热模式额定功率880W；保温模式额定功率88W；额定电压220V； 功能2：电热锅达到设定温度后能自动从加热模式切换到保温模式； 功能3：电热锅从加热模式切换到保温模式的设定温度可调，以实现蒸、煮、炖、焖、烙、煎多种烹饪方式； 【方案设计】根据标准，小组设计了如图甲的方案： （1）工作电路中加热挡的发热电阻R应设计在 处（选填“a”或“b”）； （2）为保证加热功率为880W，发热电阻R的阻值应为多大；( ) （3）科技小组选取了一种热敏电阻Rt，其阻值与温度关系见图乙，把它接在控制电路中，可以实现当电热锅内温度达到105℃时，当电流达到0.03A时，电磁铁会吸下衔铁，选用的定值电阻R0阻值应为多大；（电磁铁线圈阻值不计）( ) （4）用这个电热锅在加热模式下将1L温度为12℃的水在标准大气压下烧开，至少需要多长时间[]；( ) 【方案评估及改进】 （1）经过讨论，同学们发现以上设计方案无法实现功能3； （2）为实现功能3，请说出一种改进方法： 。 45．为预防“倒春寒”对种子萌发的影响，科技小组为学校的育种温室设计了如图甲所示的温控电路。整个温控电路位于温室内，且当温室内温度低于20℃时启用。其控制电路的电源电压恒定，为变阻器，热敏电阻的阻值随温度变化的关系如图乙所示，电磁铁线圈电阻忽略不计。工作电路有高温和低温两个挡位，低温挡位可使温室内降温比较平缓，、均为加热电阻。已知通过电磁铁线圈的电流大于或等于25mA时，衔铁被吸下，与触点A分开，接通触点B。通过电磁铁线圈的电流小于或等于20mA时，衔铁被弹回，与触点B分开，接通触点A。 (1)调好的阻值，闭合开关，电磁铁上端磁极为 极；的温度升高，电磁铁磁性强弱如何变化？ ； (2)将控制电路中阻值调为480Ω，可使温室内达到允许的最高温度30℃，达到时衔铁刚好被吸下，求控制电路的电源电压； (3)工作电路要求：高温挡功率需在800~1200W之间，低温挡功率需在100~200W之间。已知实验室只有阻值大小为20Ω、50Ω、200Ω、300Ω的加热电阻各一个，不考虑温度对加热电阻阻值的影响，则应选用哪一个加热电阻（写出必要的计算过程）。 2 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 第二节 探究：通电螺线管外部磁场的方向 一．奥斯特实验(共5小题) 二．电流周围的磁场及其分布情况(共3小题) 三．通电螺线管的磁场(共9小题) 四．探究影响电磁铁磁性强弱因素的实验(共6小题) 五．电铃、电磁起重机等自动控制装置(共9小题) 六．电磁继电器的常见应用(共13小题) 一．奥斯特实验(共5小题) 1．图是“探究通电直导线周围是否存在磁场”实验的示意图，当有电流通过时小磁针会发生偏转。下列说法正确的是（　　） A．最早做这个实验的是法拉第 B．这个实验说明小磁针周围存在磁场 C．小磁针的作用之一是检验通电直导线周围是否存在磁场 D．当电流方向改变时，小磁针的偏转方向不变 【答案】C 【详解】A．最早做这个实验的是丹麦物理学家奥斯特，而不是法拉第，法拉第主要贡献是发现了电磁感应现象，故A错误。 B．这个实验说明的是通电直导线周围存在磁场，而不是小磁针周围存在磁场，故B错误。 C．小磁针在实验中，当通电直导线周围有磁场时会受到磁场力的作用而发生偏转，所以可以用来检验通电直导线周围是否存在磁场，故C正确。 D．根据右手螺旋定则，电流方向改变，通电直导线周围的磁场方向也会改变，那么小磁针受到的磁场力方向改变，偏转方向也会改变，故D错误。 故选C。 2．如图是奥斯特实验的装置图，关于此实验，下列说法正确的是（     ） A．通电前，小磁针上方的导线应沿东西方向放置 B．改变导线中的电流方向，小碰针偏转的方向将发生改变 C．移走小磁针，通电导线周围的磁场消失 D．将导线断开，小磁针静止时N极将指向地磁场的北极 【答案】B 【详解】A．做奥斯特实验时，因为小磁针受地磁场的影响，静止时是南北指向，所以小磁针上方的导线应与小磁针平行，即导线应沿南北方向放置。这样方便观察导线通电后小磁针偏转的情况，故A错误； B．改变导线中的电流方向，即改变通电导体周围的磁场方向，小磁针偏转的方向将发生改变，故B正确； C．移走小磁针，通电导线周围的磁场依然存在，故C错误； D．将导线断开，导体周围的磁场也随之消失，小磁针静止时又恢复南北指向，其N极将指向地理的北极，也就是地磁场的南极，故D错误。 故选B。 3．如图所示，将一根通电直导线放在静止的小磁针正上方，且与小磁针平行。闭合开关后，下列说法正确的是（   ） A．如果将导线沿东西方向放置，小磁针最容易发生偏转 B．实验中使用小磁针的作用是检测电流的周围是否有磁场 C．将小磁针移至直导线上方，通电后小磁针不会发生偏转 D．实验中改变电源的正、负极，小磁针的偏转方向不会发生改变 【答案】B 【详解】A．如果将导线沿东西方向放置，小磁针处的磁场沿南北方向，而小磁针自由静止时即指向南北方向，这样操作小磁针最不容易发生偏转，故A错误； B．磁场看不见，不方便观察其是否存在，实验中使用小磁针的作用是检测电流的周围是否有磁场，采用了转换法，故B正确； C．将小磁针移至直导线上方，通电后小磁针仍会发生偏转，且偏转的方向与原来不同，故C错误； D．实验中改变电源的正、负极，电流方向改变，小磁针的偏转方向会发生改变，故D错误。 故选B。 4．“小磁针”很神奇，它为探究磁现象立下大功，以下说法错误的是（   ） A．如果只受地磁场影响，小磁针静止时总是一端指南一端指北 B．如图甲，小磁针发生偏转，是受条形磁体周围磁场的影响 C．如图乙，小磁针发生偏转，则证明通电导线周围产生了磁场 D．小磁针是磁体，能吸引羽毛、纸屑等轻小物体 【答案】D 【详解】A．小磁针如果只受地磁场的影响，小磁针的N极总是指着地磁南极，所以小磁针静止时总是一端指南一端指北，故A正确，不符合题意； B．如图甲，由同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引可知，小磁针发生偏转，是受条形磁体周围磁场的影响，故B正确，不符合题意； C．由图乙可知，是奥斯特实验，闭合电路，小磁针将发生偏转，则电流周围存在磁场，证明通电导线周围产生了磁场，故C正确，不符合题意； D．小磁针是磁体，具有一定的磁性，不能吸引羽毛、纸屑等轻小物体，故D错误，符合题意。 故选D。 5．冰冰在做奥斯特实验。她将一枚转动灵活的小磁针置于桌面上，上方平行放置一根直导线。 (1)当小磁针静止后，使导线与电池接触，看到小磁针偏转方向如图甲所示，断电后小磁针又回到原来的位置（如图乙），这说明通电导体周围存在 。 (2)为使实验效果更加明显，通电直导线应沿 （选填“东西”“南北”或“竖直”）方向放置。 (3)改变电流方向，看到小磁针偏转方向如图丙所示，对比甲、丙两图可以得到的结论是通电导体的磁场方向与 有关。 (4)我们把奥斯特实验中的发现称为电流的 效应。 【答案】(1)磁场 (2)南北 (3)电流的方向 (4)磁 【详解】（1）当导线通电时小磁针偏转，断电后小磁针回到原来位置，这表明通电导体周围存在磁场，因为小磁针的偏转是受到磁场力的作用。 （2）由于地球本身是个大磁体，小磁针静止时会指向南北方向。为使实验效果更明显，通电直导线应沿南北方向放置，这样导线产生的磁场方向与地磁场方向不同，小磁针的偏转更易观察。 （3）对比甲、丙两图，改变电流方向，看到小磁针的偏转方向发生了改变，这说明磁场的方向发生了改变，故结论为：通电导体的磁场方向与电流方向有关。 （4）1820年丹麦物理学家奥斯特通过实验证实了电流周围存在磁场，即电流的磁效应。 二．电流周围的磁场及其分布情况(共3小题) 6．如图所示是奥斯特实验的示意图，以下关于奥斯特实验的分析正确的是（　　） A．闭合开关，小磁针的指针发生偏转说明通电导线周围存在磁场 B．通电导线周围磁场方向由小磁针的指向决定 C．实验中可以去掉滑动变阻器 D．通电导线周围的磁场方向与电流方向无关 【答案】A 【详解】A．闭合开关，小磁针的指针发生偏转，是因为小磁针受到了磁力的作用，说明通电导线周围存在磁场，故A正确； B．通电导线周围磁场方向由电流方向决定，小磁针的指向反映了磁场方向，故B错误； C．实验中去掉滑动变阻器，会导致电源短路，有可能烧坏电源，故C错误； D．通电导线周围的磁场方向与电流方向有关，当电流方向改变时，磁场方向也会改变，故D错误。 故选A。 7．如图是探究通电直导线周围磁场的实验装置，小磁针放置在桌面上静止时，将直导线AB沿 （选填“东西”、“南北”或“任意”）方向放置在小磁针正上方，实验时效果最明显。当开关闭合时，导线下方的小磁针会发生偏转，说明通电导线周围存在 。仅将电源正负极对调，小磁针偏转方向发生改变，这表明通电直导线周围磁场的方向与 有关。 【答案】 南北 磁场 电流的方向 【详解】[1]小磁针受到地磁场的作用而要指南北方向，为了观察到明显的偏转现象，应使电流产生的磁场方向为东西方向，故应使把直导线AB沿南北放置。 [2]开关闭合时，小磁针发生偏转，说明通电导体周围存在着磁场。 [3]仅将电源正负极对调，小磁针的偏转方向发生改变，这表明通电直导线周围磁场的方向与电流的方向有关。 8．如图甲所示，将一根直导线放在静止小磁针的正上方，并与小磁针平行接通电路后，观察到小磁针偏转。 (1)第一个通过类似实验得出电和磁之间有联系的物理学家是 ；（填人名） (2)改变直导线中的电流方向，小磁针偏转方向也发生改变，这表明 ； (3)图甲中的直导线AB是 （南北/东西）方向放置在小磁针的上方的； (4)通电直导线周围的磁感线分布如图乙所示，磁感线是以直导线为中心的一系列的 ，从图中可看出，磁感线是 （选填“闭合”或“不闭合”）的曲线；图中小磁针涂黑的磁极是 极。 【答案】(1)奥斯特 (2)电流的磁场方向与电流的方向有关 (3)南北 (4) 同心圆 闭合 S 【详解】（1）奥斯特实验通过小磁针偏转说明了通电导体周围存在磁场，是第一个通过类似实验得出电和磁之间有联系的物理学家。 （2）改变直导线中的电流方向，小磁针偏转方向也发生改变，说明通电导线周围磁场的方向发生改变，这表明电流的磁场方向与电流的方向有关。 （3）据地球的磁场可判断，地理的南极是地磁的北极，地理的北极是地磁的南极，如图所示，将一根直导线放在静止小磁针的正上方，并与小磁针平行，故小磁针原来是南北方向放置的。 （4）[1]据乙图可知，磁感线是以直导线为中心的一系列闭合的同心圆。 [2][3]导线前磁感线方向向左，故小磁针右端为N及，左端为S极，图中小磁针涂黑的磁极是S极。 三．通电螺线管的磁场(共9小题) 9．在探究通电螺线管周围的磁场分布的实验中，在一块有机玻璃板上安装了一个用导线绕成的螺线管，在板面上均匀撒满铁屑，通电后轻敲玻璃板，铁屑的排列如图所示。下列说法正确的是（　　） A．不同位置的铁屑可以反映该处磁场的方向 B．铁屑有规律地排列，它们共同组成了磁体周围客观存在的磁感线 C．用木屑代替铁屑进行实验，木屑也会有规律地排列 D．如果在P处自由静止的小磁针的右端是N极，则在Q处自由静止的小磁针的左端是S极 【答案】D 【详解】A．利用撒在磁体周围的铁屑可以判断该磁体周围的磁场的分布情况，而不能判断出该磁体周围各点的磁场方向，故A错误； B．闭合开关将螺线管通电，用手轻敲击纸板，观察铁屑的分布；由于通电螺线管周围的铁屑会被磁化，每一个小铁屑都相当于一个小磁针；铁屑受到磁场的作用力而有规律地排列，因此我们用铁屑来显示通电螺线管磁场的分布。磁场是一种物质，它真实的存在于磁体周围，是看不见摸不到的，为了形象地描述磁场，我们引入了一系列带有方向的曲线来描述磁场，因此螺线管周围存在磁场，不存在磁感线，故B错误； C．不可以用木屑代替小铁屑进行实验，因为木屑不能被磁化，故C错误； D．如果在P处自由静止的小磁针的右端是N极，则通电螺线管的左端为S极，通电螺线管的右端为N极，由异名磁极相互吸引可知，在Q处自由静止的小磁针的左端是S极，故D正确。 故选D。 10．小玲用铁屑、小磁针、条形磁体、蹄形磁铁、通电螺线管进行探究，实验现象如图所示，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相似 B．通电螺线管外部的磁场与蹄形磁体的相似 C．每个磁体周围的铁屑都是磁感线 D．丙图中通电螺线管的右端为S极 【答案】A 【详解】A．从图乙（条形磁体）和图丙（通电螺线管）可以看出，通电螺线管外部的磁场分布和条形磁体外部磁场分布类似，都有两个磁极，磁感线形状相似，故A正确； B．对比图甲（蹄形磁体）和图丙（通电螺线管），蹄形磁体磁场分布和通电螺线管外部磁场分布不同，蹄形磁体磁场集中在两极之间区域，通电螺线管磁场类似条形磁体，并非与蹄形磁体相似，故B错误； C．磁感线是为了形象描述磁场而引入的假想曲线，铁屑是用来显示磁场分布的，铁屑不是磁感线，故C错误； D．根据同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引可知，图丙中通电螺线管的右端为N极，不是S极，故D错误。 故选A。 11．如图所示，关于通电螺线管中电流方向、磁感线的分布以及小磁针静止时的指向正确的是（   ） A．①③ B．②④ C．②③ D．①④ 【答案】A 【详解】图①②：用安培定则（右手握住螺线管，四指指向电流方向，大拇指指向 N 极），可判断①螺线管左端为 N 极，②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，所以图①磁感线方向正确，图②错误。 图③④：用安培定则判断③螺线管左端为 N 极，④螺线管右端为 N 极。根据 “同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引”，③小磁针应左端为 S 极、右端为 N 极，所以图③正确，④小磁针应右端为 S 极、左端为 N 极，图④错误。故BCD错误，A正确。 故选 A。 12．如图，将小磁针（N极涂黑）放置在通电螺线管产生的磁场中，小磁针静止时指向正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】ABD．图中左边通电螺线管的右端为N极，右边通电螺线管的左端为S极，小磁针静止时，应该是N极指向右侧，S极指向左侧，故AB错误，D正确； C．图中右边通电螺线管的左端为N极，左边通电螺线管的右端为N极，小磁针静止时，应该是S极指向上方，N极指向下方，故C错误； 故选D。 13．在螺线管附近放一小磁针，静止时小磁针位置如图所示。闭合开关后，下列判断正确的是（　　） A．通电螺线管的左侧是N极，小磁针顺时针旋转 B．螺线管外A点磁场的方向向左 C．通电螺线管外真实存在磁感线 D．把小磁针取走，则通电螺线管周围的磁场消失 【答案】B 【详解】A．根据电源正负极判断出通电螺线管外部的电流方向向下，再根据右手螺旋定则可知，通电螺线管右侧为N极，因为异名磁极相互吸引，故小磁针逆时针旋转，故A错误； B．通电螺线管外部的磁场方向是“N极出S极入”，故螺线管外A点磁场的方向向左，故B正确； C．磁场是真实存在的，磁感线是理想模型，不是真实存在的，故C错误； D．通电螺线管的周围存在着磁场，磁场的存在与是否有小磁针无关，故D错误。 故选B。 14．如图所示，螺线管内放一枚小磁针，当开关S闭合后，小磁针的北极指向将（　　） A．不动 B．向外转90° C．向里转90° D．旋转180° 【答案】A 【详解】根据安培定则可知，当开关S闭合后，通电螺线管左侧是南极，右侧是北极，在通电螺线管的内部，磁感线的方向是从南极到北极，图中小磁针的北极指向与通电螺线管内部的磁感线的方向相同，所以小磁针的北极指向不动，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 15．将两个通电螺线管按图示位置放置，A、B为相对的两个磁极，闭合开关S1、S2后，它们之间的磁感线分布如图所示。下列说法正确的是（　　） A．a端为电源的负极，B为螺线管S极 B．c端为电源的正极，A为螺线管S极 C．b端为电源的正极，B为螺线管N极 D．d端为电源的正极，A为螺线管N极 【答案】B 【详解】在磁体的外部，磁感线是从磁体的极出发，回到极，由图可知，左边螺线管B磁极为S极；根据安培定则可知，左边螺线管的电流方向是从左端往右，前面流入，则端为电源的正极，端为负极；右边螺线管A磁极为S极；根据安培定则可知，右边螺线管的电流方向是从左端往右，后面流入，则c端为电源的正极，d端为负极。故B正确，ACD错误。 故选B。 16．在一次物理实验中，小于同学连接了如图所示的电路，电磁铁的B端右侧有一个可自由转动的小磁针，闭合开关后，下列说法中错误的是（　　） A．小磁针静止时，N极水平指向左 B．当滑动变阻器滑片P向右端移动时，电磁铁磁性增强 C．电磁铁的A端为N极 D．该电磁铁外部磁感线方向从B端指向A端 【答案】D 【详解】AC．用安培定则（右手握住螺线管，四指弯曲方向指向电流的方向，大拇指指向螺线管的N极），可判断电磁铁的A端为N极，B端为S极。小磁针静止时，N极会指向电磁铁的S极（B端），即水平指向左，故AC正确，不符合题意； B．当滑动变阻器滑片P向右端移动时，滑动变阻器接入电路的电阻变小，电路中的电流变大，电磁铁的磁性增强，故B正确，不符合题意； D．在磁体外部，磁感线总是从N极出发，回到S极，所以该电磁铁外部磁感线方向从A端指向B端，故D错误，符合题意。 故选D。 17．“探究通电螺线管外部磁场的特点”的实验装置如图甲所示。 (1)在用铁屑探究螺线管外部磁场分布时，需要经历下列步骤：①轻敲有机玻璃板，观察铁屑分布；②将铁屑均匀撒在有机玻璃板上；③闭合开关。三个步骤合理的顺序是 （填序号）； (2)经过对铁屑分布的观察，发现通电螺线管外部磁场与 磁体周围磁场分布相似； (3)把小磁针放在螺线管四周不同的位置，通电后，小磁针分布如图乙所示，发现通电前后A、B两个小磁针未发生明显偏转，此时的螺线管可能是向 （选填“南北”或“东西”）方向放置的； (4)根据图丙中小磁针静止时的指向，在括号中标出电源左端的极性； (5)未来，科学家想研究月球是否也像地球一样是一个磁体，在月球科研站内将小磁针放在不同位置，若观察到 现象，则说明月球也是一个磁体。 【答案】(1)②③① (2)条形 (3)南北 (4) (5)小磁针指示固定的方向 【详解】（1）铁屑在磁场中容易被磁化，故可以用铁屑来显示通电螺线管周围的磁场分布。在用铁屑探究螺线管外部磁场分布时，应先将铁屑均匀撒在有机玻璃板上，再闭合开关使得螺线管产生磁场将铁屑磁化，最后轻敲有机玻璃板，观察铁屑分布。所以三个步骤合理的顺序是②③①。 （2）观察铁屑分布可知通电螺线管两端铁屑分布较多，中间较少，说明两端磁性强，中间磁性弱，说明通电螺线管外部磁场与条形磁体周围磁场分布相似。 （3）小磁针静止时指示南北，通电后，A、B两个小磁针所在位置的磁场方向是水平方向的，发现通电前后A、B两个小磁针未发生明显偏转，说明此时的螺线管可能是向南北方向放置的。 （4）图丙中小磁针静止时左端为N极，根据磁极间相互作用规律可知螺线管左端为S极，右端为N极，根据安培定则可知电流从螺线管左端流入，则电源左端为正极，作图如下： （5）若月球也是一个磁体，则会对放入其中的小磁针产生磁场力的作用。所以在月球科研站内将小磁针放在不同位置，若观察到小磁针指示固定的方向，则说明月球也是一个磁体。 四．探究影响电磁铁磁性强弱因素的实验(共6小题) 18．在实践活动中，同学们用一根导线和一枚铁钉制作了一个如图所示的电磁铁。在其周围放一些曲别针，通电后对有关现象分析正确的是（　　） A．铝制的曲别针会被电磁铁吸引 B．电磁铁两端吸引的曲别针比中间吸引的少 C．改变电流方向，可改变电磁铁的磁场方向 D．减少线圈匝数，电磁铁吸引曲别针数量增加 【答案】C 【详解】A．电磁铁具有吸引铁、钴、镍等磁性材料的性质，而铝不是磁性材料，所以铝制的曲别针不会被电磁铁吸引，故A错误； B．电磁铁的磁场分布与条形磁体相似，两端磁性最强，中间磁性最弱，所以电磁铁两端吸引的曲别针比中间多，故B错误； C．电磁铁的磁场的方向与电流的方向有关，改变电流方向，电磁铁的磁场方向改变，故C正确； D．电磁铁的磁性强弱与线圈匝数有关，在电流和铁芯相同的情况下，线圈匝数越多，磁性越强，吸引曲别针的数量越多，减少线圈匝数，电磁铁磁性减弱，吸引曲别针数量减少，故D错误。 故选C。 19．如图所示，开关由触点a换接到触点b时，电磁铁的磁性强弱及A端的极性变化情况分别是（两个电源的电压相同）（   ） A．增强，由S极变为N极 B．增强，由N极变为S极 C．减弱，由N极变为S极 D．减弱，由S极变为N极 【答案】D 【详解】开关接a时，只有螺线管接入电路；接b时，电阻R与螺线管串联，电路总电阻增大，电流减小。根据 “电流越小，电磁铁磁性越弱”，所以磁性减弱。开关接a时，用安培定则（右手握住螺线管，四指指向电流方向，大拇指指向 N 极），可判断A端为S极；接b时，电流方向改变，再次用安培定则， A 端变为 N 极。故ABC不符合题意，D符合题意。 故选 D。 20．电磁铁在生活中应用非常广泛，如图所示为某种导体绕制成的电磁铁（线圈电阻不可忽略），右侧放置一枚小磁针，待小磁针静止后。下列操作过程中，电磁铁磁性一定增强的是（　　） A．开关拨到a，将右侧小磁针换成强磁铁 B．开关拨到a，将滑动变阻器向右移动 C．保持滑动变阻器滑片位置不变，将开关由a拨到b D．开关S由b拨到a，调节滑动变阻器，使电流表的示数仍保持不变 【答案】D 【详解】A．开关拨到a，将右侧小磁针换成强磁铁，但不会影响电磁铁的磁性强弱，因为电磁铁的磁性强弱与线圈匝数、电流大小以及铁芯材料等因素有关，与外部的强磁铁无关，故A不符合题意。 B．开关拨到a，将滑动变阻器向右移动，滑动变阻器接入电路的电阻增大，根据欧姆定律，在电源电压不变的情况下，电路中的电流I减小。电流越大，磁性越强；电流越小，磁性越弱”可知，电磁铁的磁性会减弱，故B不符合题意。 C．保持滑动变阻器滑片位置不变，将开关由a拨到b，此时接入电路的线圈匝数减少。在电流不变的情况下，线圈匝数减少，电磁铁的磁性一定减弱，故C不符合题意。 D．开关S由b拨到a，调节滑动变阻器，使电流表的示数仍保持不变，即电流不变，接入电路的线圈匝数增多，根据电磁铁磁性强弱与线圈匝数的关系可知，电磁铁的磁性会增强，故D符合题意。 故选D。 21．一位同学将两个相同的铁钉绕制成电磁铁，使用足够数量的大头针进行探究实验。实验电路如图所示，闭合开关S，下列说法正确的是（　　） A．B线圈的匝数多，所以通过B线圈的电流小于A线圈的电流 B．电磁铁A的上端是S极 C．只将铁钉换成同规格的铜钉，闭合开关S，两个电磁铁吸引大头针的数量减少 D．通过观察电磁铁吸引的大头针个数判断它的磁性强弱，是运用了控制变量法 【答案】C 【详解】A．两线圈串联连接，通过B线圈的电流等于A线圈的电流，故A错误； B．电流从A的上端流入，根据电流方向和右手螺旋定则可知，电磁铁A的上端是极，故B错误； C．只将铁钉换成同规格的铜钉，铜钉不能被磁化，闭合开关S，两个电磁铁吸引大头针的数量减少，故C正确； D．通过观察电磁铁吸引的大头针个数判断它的磁性强弱，是运用了转换法，故D错误。 故选C。 22．在如图所示的电路中，闭合开关S后会发现与弹簧相连的条形磁体（颜色深的一极为N极）向下移动。则下列分析正确的是（　　） A．电磁铁的A端为S极，电源左端为“+”极 B．利用这一现象揭示了通电线圈在磁场中受力运动 C．当滑动变阻器的滑动片P向右端移动时，弹簧将伸长 D．若滑动变阻器的滑片P不动，抽去电磁铁铁芯，弹簧将变长 【答案】C 【详解】A．闭合开关S后会发现与弹簧相连的条形磁体向下移动，说明蹄形磁体受到吸引力作用，根据磁极间的相互作用规律可知，电磁铁的B端为S极，根据安培定则可知，电流是从螺线管的下端流入，，故电源的左端为“+”极，故A错误； B．电磁铁通电获得磁性，断电磁性消失，是利用电流的磁效应原理工作的，故B错误； C．当滑动变阻器的滑动片P向右端移动时，滑动变阻器接入电阻变小，根据欧姆定律可知，电流变大，电磁铁的磁性增强，所以弹簧将伸长，故C正确； D．若滑动变阻器的滑片P不动，抽去电磁铁铁芯，磁性减弱，对条形磁体的吸引力减弱，所以弹簧将变短，故D错误。 故选C。 23．为了探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”，小新用铁钉制成简易磁铁甲、乙，并设计了如图所示的电路。 (1)此时电压表的示数为3V，滑动变阻器接入电路的阻值是15Ω，闭合开关S后电流表的示数为 A。 (2)把甲、乙两个电磁铁串联，目的是使通过它们的电流 。实验中是观察通过吸引大头针的 来比较电磁铁磁性的强弱，这种实验方法是 。 (3)当滑动变阻器滑片向左移动时，电磁铁甲、乙吸引大头针的个数 （选填“增加”或“减少”），说明电流越 ，电磁铁磁性越强。 (4)根据图示的情景可知，电磁铁 （选填“甲”或“乙”）的磁性较强，说明电流一定时，线圈匝数 ，电磁铁磁性越强。实验发现被电磁铁吸引的大头针下端是分散的，其原因是大头针被磁化后 。 (5)小聪做完实验又提出了一个新的问题：电磁铁的磁性强弱是否与铁芯的有无有关呢？于是他将甲中的铁钉去掉，比较甲、乙吸引大头针的数目。请你对他的方案进行评价： 。 【答案】(1)0.2 (2) 相等 数量 转换法 (3) 增加 大 (4) 乙 越多 同名磁极相互排斥 (5)见解析　 【详解】（1）如图所示，电路为滑动变阻器与甲乙装置串联，电压表示数，滑动变阻器接入，且电压表测滑动变阻器两端电压，则电路电流为 即电流表的示数为0.2A。 （2）[1][2][3]甲乙两个电磁铁串联，目的是使通过它们的电流相等。比较磁性强弱是通过观察吸引大头针的个数来比较，这种方法叫转换法。 （3）[1][2]如图可知，滑片左移滑动变阻器接入电阻减小，电路总电阻减小，电流增大，电磁铁磁性增强，吸引大头针个数增加。说明电流越大，电磁铁磁性越强。 （4）[1][2][3]如图可知，甲线圈匝数比乙线圈匝数少，串联电流相同，乙吸引大头针更多，乙磁性较强。说明电流一定时，线圈匝数越多，磁性越强。大头针被磁化后，下端磁极相同，同名磁极相互排斥，所以下端分散。 （5）“将甲中的铁钉去掉” ， 甲乙串联，电流相同，但此时甲没有铁芯，乙有铁芯，它们的线圈匝数也不同，此时有两个变量：铁芯有无及线圈匝数不同，无法得出磁性强弱是否只与铁芯有关。应控制线圈匝数相同，只改变铁芯有无。 五．电铃、电磁起重机等自动控制装置(共9小题) 24．如图所示的实例中，不属于电磁铁应用的是（　　） A．电磁起重机 B．悬浮地球仪 C．电铃 D．指南针 【答案】D 【详解】A．电磁起重机的主要部分是电磁铁，接通电流，电磁铁便把钢铁物品牢牢吸住，吊运到指定的地方，切断电流，磁性消失，钢铁物品就放下来了，属于电磁铁应用，故A不符合题意； B．悬浮地球仪利用同名磁极相互排斥的原理，底座内部有电磁铁，属于电磁铁应用，故B不符合题意； C．电铃通电时，电磁铁有电流通过，产生了磁性，把衔铁吸过来，使小锤打击电铃发出声音，同时电路断开，电磁铁失去了磁性，小锤又被弹回，电路闭合，不断重复，电铃便发出连续击打声音，属于电磁铁应用，故C不符合题意； D．指南针是利用地磁场工作的，不是利用电磁铁，故D符合题意。 故选D。 25．（多选）某同学为抽屉设计了一个简易防盗报警器，并将它安装在抽屉内。报警器的原理如图所示，抽屉打开，光照射到光敏电阻时，报警器报警。下列分析正确的是（　　） A．光敏电阻的阻值随光照强度增大而减小 B．光照强度增大时，控制电路的总功率减小 C．光照强度增大时，R0两端电压减小 D．为了节能，可以增加R0的电阻，并增加电磁铁的线圈匝数 【答案】AD 【详解】A．题目中指出“抽屉打开，光照射到光敏电阻时，报警器报警”。由此可知，打开抽屉时，光照变强，光敏电阻的阻值变小，控制电路的电流变大，电磁铁的磁性增强，吸下衔铁，接通工作电路，电铃响报警。故A正确； B．光照变强，光敏电阻的阻值变小，控制电路的电流变大，由可知，控制电路的总功率增大，故B错误； C．光照强度增大时，光敏电阻的阻值变小，控制电路的电流变大，由可知，R0两端电压增大，故C错误； D．增加R0的电阻，控制电路总电阻增大，电流减小，根据 P=UI，总功率减小，达到节能效果，电磁铁的磁性强弱与电流和线圈匝数有关，当电流因R0增大而减小时，增加匝数可补偿磁性，确保电磁铁仍能正常吸合，维持报警功能，故D正确。 故选AD。 26．（多选）如图甲是一款应用广泛的磁卡锁，其工作原理如图乙所示。磁卡锁开门主要是通过刷磁卡（开关闭合）来接通电源，电磁铁吸引插销，实现开门。下列说法正确的是（　　） A．插销可选用纯铜质材料制作 B．刷卡时，电磁铁的左端为极 C．若只对调电源的正负极，磁卡锁将无法正常工作 D．若电源电压过低，磁卡锁将无法正常工作 【答案】BD 【详解】A．铜不是磁性材料，不能被电磁铁吸引，所以制作插销的材料不可以选择铜，故A错误； B．闭合开关后，电流从电磁铁的左侧流入，根据安培定则，电磁铁的左端为N极，右端为S极，故B正确； C．将电源正负极交换接入电路，通过电磁铁的电流方向发生了变化，电磁铁的磁极发生变化，但磁性强弱不发生变化，所以磁卡锁可以正常工作，故C错误； D．若电源电压过低，电路中电流减小，电磁铁的磁性减弱，将无法吸引插销，故D正确。 故选BD。 27．图甲是学习小组设计的“磁悬浮地球仪”，在地球仪内嵌条形磁铁，利用底座中的电磁铁就可将其稳稳地“悬浮”在空中，其工作原理如图乙所示，下列关于地球仪“悬浮”的分析正确的是（　　） A．电磁铁上端是S极 B．电源左端应为正极 C．电磁铁在M点产生磁场的方向向下 D．向下移动滑片P，地球仪“悬浮”的位置将向上移动 【答案】C 【详解】A．根据同名磁极相互排斥，由图乙可知电磁铁上方为N极，故A错误； B．根据安培定则可知电流方向为从电源右端出发，即电源右端为正极，故B错误； C．在磁体外部，磁感线的方向从N极出发指向S极，因此电磁铁在M点产生磁场的方向向下，故C正确； D．向下移动滑片P，滑动变阻器接入电路的电阻变大，使电路中电流变小，电磁铁磁性减弱，排斥力变小，地球仪“悬浮”的位置将向下移动，故D错误。 故选C。 28．如图所示，GMR是一个巨磁电阻，其阻值随磁场的增强而急剧减小，当闭合开关 时，下列说法正确的是（　　） A．电磁铁的右端为N极 B．小磁针将顺时针旋转 C．当滑片P向左滑动时，电磁铁的磁性增强，指示灯变亮 D．当滑片P向右滑动时，电磁铁的磁性减弱，电压表的示数变大 【答案】C 【详解】AB．由图可知，电流从电磁铁右端流入，从电磁铁左端流出，根据安培定则可知，电磁铁的左端为N极，右端为S极，根据磁极间的相互作用可知，上方的小磁针将会逆时针旋转，故AB错误； C．闭合开关S1、S2 时，当P向左滑动，滑动变阻器连入电路的电阻变小，控制电路中电流变大，电磁铁磁性增强，巨磁电阻的阻值减小，工作电路中电流变大，所以指示灯变亮，故C正确； D．闭合开关S1、S2 时，当P向右滑动时，滑动变阻器连入电路的电阻变大，控制电路中电流变小，电磁铁磁性减弱，巨磁电阻的阻值增大，工作电路中电流变小，根据串联分压原理，电压表的示数减小，故D错误。 故选C。 29．如图是全自动洗衣机进水阀门的结构示意图，其核心元件是由线圈和铁芯构成的 ，用来控制进水阀门的通断。当线圈通电后，阀孔打开，水流进洗衣机，请你利用所学物理知识解释其中的道理 。 【答案】 电磁铁 见解析 【详解】[1]在物理学中，由线圈和铁芯组成的装置是电磁铁。 [2]当线圈通电后，电磁铁周围形成磁场 ，对衔铁产生一个向上的吸引力 ，从而使得阀孔打开，导致水流进洗衣机 。 30．下图是自动空气开关的原理图，P为电磁铁，Q为衔铁，可绕O点自由转动，开关S可绕右端的点旋转。电路正常工作时，开关S处于水平位置，被衔铁卡住，同时使连接开关的弹簧处于伸长状态。当电路由于短路或 等原因导致电流过大时，电磁铁的磁性 （选填“增强”“减弱”或“不变”），吸引衔铁Q的力变大，使衔铁Q 时针转动，开关S在弹簧的作用下自动切断电路，起到保险作用。 【答案】 总功率过大 增强 逆 【详解】[1]家庭电路中电流过大的原因有：一是短路；二是用电器总功率过大。 [2][3]电磁铁的磁性跟电流大小、线圈的匝数、有无铁芯有关，此时电流变大，电磁铁的磁性就会增强，磁性增强就能把衔铁Q吸引过来，即衔铁Q会逆时针转动。 31．如图所示，小明自制了一个带有电磁铁的泡沫船模型。将它放入水中漂浮，船头指向西。闭合开关S，电磁铁由于受到 的作用，船头会偏转最终指向 方。电磁铁在生产生活中有着广泛的用途，请写出一个应用电磁铁的实例： 。（合理即可） 【答案】 地磁场 南 电磁起重机 【详解】[1][2]闭合开关 S 后，电磁铁通电产生磁性，相当于一个小磁针。地球本身是一个大磁体，存在地磁场，小磁针（即电磁铁）在地磁场的作用下会发生偏转，最终静止时会指向南北方向，其中N极指向北方，S极指向南方。已知船头原来指向西，根据安培定则可判断出电磁铁的N极在船尾方向，地磁场和地理南北极相反，北极为地磁的南极，由于同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，船尾指向北方，船头指向南方，所以船头会在地磁场作用下偏转最终指向南方。 [3]电磁起重机是电磁铁的典型应用之一。它通过电磁铁的磁性吸引，可以轻松吊起大量钢铁等铁磁性材料，广泛应用于各种需要大量吊运铁磁性材料的场合。 32．2024年11月16日，天舟八号货运飞船与中国空间站成功对接（如图甲）。当飞船和核心舱靠近对接时，为减缓撞击带来的影响，需配置对接缓冲装置。依依设计了如图乙所示的缓冲装置简化图，电源的A端是 极，为了增大缓冲作用，变阻器的滑片P应向 滑动。 【答案】 负 右 【详解】[1]由图可知，条形磁铁的左端是N极，为了起到缓冲作用，电磁铁的右端应为N极，根据安培定则可知，电流应从螺线管的右侧流入，左侧流出，所以电源的B端是正极，A端是负极。 [2]为增强缓冲效果，应增大磁极间的斥力，所以应增大电磁铁的磁性，即增大电路中的电，减小电路的电阻，所以滑动变阻器的滑片P应向右侧滑动。 六．电磁继电器的常见应用(共13小题) 33．如图所示，下水道井盖丢失导致行人坠入下水道的悲剧时有发生，令人痛心。为此，某同学设计了一种警示电路：在井口安装一环形灯L，井盖相当于开关S；正常情况下（S闭合），灯L不亮；一旦井盖丢失（S断开），灯L即亮起，以警示行人。图中电路符合要求的是（　　） A．B．C． D． 【答案】D 【详解】A．正常情况下（S闭合），电磁铁具有磁性，把衔铁吸下来，灯L亮；一旦井盖丢失（S断开），电磁铁失去磁性，衔铁弹起，灯L熄灭，故A不符合题意； B．正常情况下（S闭合），电磁铁具有磁性，把衔铁吸下来，灯L亮；一旦井盖丢失（S断开），电磁铁失去磁性，衔铁弹起，灯L仍然亮，故B不符合题意； C. 正常情况下（S闭合），电磁铁具有磁性，把衔铁吸下来，灯L亮；一旦井盖丢失（S断开），电磁铁失去磁性，衔铁弹起，灯L熄灭，故C不符合题意； D．正常情况下（S闭合），电磁铁具有磁性，把衔铁吸下来，灯L熄灭；一旦井盖丢失（S断开），电磁铁失去磁性，衔铁弹起，灯L亮起，以警示行人，故D符合题意。 故选D。 34．如图是物理兴趣小组设计的“温度自动报警器”的电路图，图中金属丝下端与95℃刻度线对齐。下列说法正确的是（    ） A．图中的A是电磁铁，通电后电磁铁的上方是S极 B．控制电路电源的正、负极对调后不会影响自动报警器工作 C．该液体温度计使用水银的主要原因是水银的密度很大 D．如果要降低报警温度，需要将金属丝往上提 【答案】B 【详解】A．图中的A是电磁铁，根据电流的方向，利用安培定则判断出通电后电磁铁的上方是N极，故A错误； B．报警器中的控制电路的电源的正负极对调后会影响电磁铁的极性，不会影响自动报警器工作，故B正确； C．液体温度计使用水银的主要原因是水银导电和热胀冷缩的性质，故C错误； D．若报警温度将降低，报警的温度会降于95摄氏度，上端的金属丝需要向下移，故D错误。 故选B 。 35．图甲为电梯自动报警装置的工作原理图。控制电路电源电压为12V，R1为定值电阻，R2为压敏电阻，R2的阻值大小随压力F的变化关系如图乙所示。闭合开关S1和S2，当压敏电阻受到的压力达到4000N时，电磁铁线圈中的电流为0.1A，此时衔铁被吸下。若线圈的电阻忽略不计，则下列说法正确的是（　　） A．R2受到的压力越大阻值越大 B．R2受到的压力为4000N时，电动机不工作，电铃响起 C．定值电阻R1的阻值为100Ω D．当电梯自动报警装置的铃声开始响起时，R1的功率为0.96W 【答案】B 【详解】A．由图乙可知，R2受到的压力越大阻值越小，故A错误； B．由题意，当压敏电阻受到的压力达到4000N时，电磁铁线圈中的电流为0.1A，此时衔铁被吸下，电铃接入电路，电铃响，电动机所在电路断路，电动机不工作，故B正确； CD．当电梯自动报警铃声开始响起时，压敏电阻受到的压力达到4000N，压敏电阻R2为40Ω，电磁铁线圈中的电流为0.1A，控制电路总电阻 因串联电路的总电阻等于各部分电阻之和，则此时R1的阻值为R1=R-R2=120Ω-40Ω=80Ω 此时R1的功率为P1=I2R1=(0.1A)2×80Ω=0.8W 故CD错误。 故选B。 36．每个电梯在设计和制造时，都会明确标注其最大载重限制。电梯超载时，自动报警系统的电铃就会响起，电梯无法启动。报警系统的工作原理如图所示，R1是保护电阻，R2是压敏电阻。下列判断正确的是（　　） A．压敏电阻R2的阻值随压力的增大而增大 B．电梯的自动报警电铃应接在CD之间 C．闭合控制电路，通电螺线管的上端为N极 D．增大R1的阻值可以增加电梯的限载质量 【答案】D 【详解】AB．电梯超载时电梯无法启动，电动机断电，报警电铃响，说明电动机与电铃不同时工作，由图可知，自动报警电铃应接在E、F之间，实现超载停机并发出提醒时电铃响，电磁继电器的衔铁被吸合，则电磁铁线圈里的电流应变大，根据欧姆定律可知控制电路的电阻减小，即压敏电阻R2的阻值减小，所以R2的阻值随压力的增大而减小，故AB错误； C．如图所示，电流从电磁铁的下端流入，上端流出，根据安培定则可知，电磁铁的下端为N极、上端为S极，故C错误； D．报警时控制电路电流不变，根据欧姆定律可知总电阻不变，当增大R1的阻值，根据串联电路的电阻特点可知压敏电阻R2的阻值变小，因R2的阻值随压力的增大而减小，则R2的阻值随压力变大，即限载质量变大，故D正确。 故选D。 37．如图所示是小明设计的学校楼道防踩踏报警电路，当压力高于某一设定值时，电铃发声报警，图中压敏电阻R1的阻值随压力的增大而减小，下列说法正确的是（　　） A．电铃应接在B和D之间 B．闭合开关后，电磁铁的上端为S极 C．减少电磁铁的线圈匝数，可以提高报警器的灵敏度 D．为使该报警电路在压力更小时报警，可将R2的滑片向下移 【答案】A 【详解】A．压敏电阻R1的阻值随压力的增大而减小。当压力增大时，压敏电阻的阻值减小，根据欧姆定律可知，控制电路的电流增大，电磁铁的磁性增强，衔铁带动动触点向下运动，电铃响报警，所以电铃应该接在B、D之间，故A正确； B．闭合开关，电流从电磁铁的下端流入，根据安培定则可知，电磁铁的上端为N极，故B错误； C．减少电磁铁的线圈匝数，在电流一定的情况下，电磁铁的磁性变弱，但是电磁铁的吸合电流一定，所以当衔铁被吸下时，电路中的电流会变大，电路的总电阻变小，根据串联电路的电阻关系可知，压敏电阻的阻值变小，压力变大，降低了报警器的灵敏度，故C错误； D．根据欧姆定律可知，为了确保启动电流不变，检测电路在压力更小时报警，此时压敏电阻阻值增大，只有减小滑动变阻器的阻值，即将R2向上调节，故D错误。 故选A。 38．传感器在“物联网”中担负着信息采集的重要任务，可以实现“提醒”和“报警”功能。某型号的温度自动报警装置由热敏电阻作为传感器制作而成，其简易电路图如下。已知热敏电阻R1的阻值随温度升高而减小，若电源电压保持不变，滑动变阻器R的滑片P在某位置不变，闭合开关S1和S2，此时装置未报警。下列说法正确的是（　　） A．该装置中电磁铁的工作原理与发电机工作原理相同 B．若温度升高，流过电磁铁的电流变小，电磁铁磁性变弱 C．若温度降低到一定程度，该报警器会发送报警信息 D．若滑动变阻器R的滑片P向左移动一段距离，则报警的最低温度将会升高 【答案】D 【详解】A．电磁铁的工作原理为电流的磁效应，发电机的工作原理为电磁感应，所以两者的工作原理不同，故A错误； B．由题意可知，热敏电阻R1的阻值随温度升高而减小，电磁铁和热敏电阻构成的控制电路为串联电路，根据欧姆定律和串联电路电流的特点可知，流过电磁铁的电流将变大，而电流越大，磁性也就越强，故B错误； C．当温度降低到一定程度时，热敏电阻R1的阻值将增大，根据欧姆定律可知，通过控制电路的电流变小，则电磁铁的磁性变弱，无法吸引衔铁，含报警器的工作电路无法构成通路，所以报警器无法发送报警信息，故C错误； D．当滑动变阻器R的滑片P向左移动一段距离，则接入电路的有效电阻变大，根据欧姆定律可知，控制电路的电流将变小，电磁铁的磁性变弱，无法吸引衔铁，为了使电磁铁能够把衔铁吸引过来，使含报警器的工作电路构成通路，就要增大控制电路的电流，根据欧姆定律可知，只有降低热敏电阻的阻值，即升高报警的最低温度，故D正确。 故选D。 39．如图﹣1所示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为压敏电阻，其阻值大小随压力F的变化关系如图﹣2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，g取10N/kg。下列说法中正确的是（　　） A．若要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．a处是电控照相机，b处是指示灯 C．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12000N D．当质量为1200kg的车闯红灯时，控制电路消耗的总功率为0.9W 【答案】D 【详解】A．车的质量变小，力敏电阻所受的压力也变小，由图﹣2知，其电阻变大，电路的电流会变小，若适当减小线圈的匝数，则电磁铁的磁性会更弱，衔铁不能被吸下。车的质量较小闯红灯不能被拍下，故A错误； B．由图﹣1知，光控开关接收到绿光时断开，则控制电路处于断开状态，线圈无电流通过，动触点与上触点接通，此时a工作，所以a为指示灯。光控开关接收到红灯时自动闭合，线圈中有电流通过，且电流等于或大于0.06A时，衔铁被吸下，接通下静触点，控制电路中照相机开始工作，所以b是电控照相机，故B错误； C．控制电路中的电流为0.06A时，电控照相机拍照，控制电路的总电阻为 力敏电阻的阻值R=R总-R线=100Ω-10Ω=90Ω 由图-2知，力敏电阻所受压力为4000N，即闯红灯时，车对力敏压阻的压力为4000N，故C错误； D．质量为1200kg的车闯红灯时，压力F=G=mg=1200kg×10N/kg=12000N 从图-2中可知力敏电阻的阻值R′=30Ω，此时控制电路消耗的总功率 故D正确。 故选D。 40．某展览厅（图1）为保护展品，当外界光照较强时，启动电动卷帘减少进光量；当外界光照较弱时，自动启动节能灯补光。调光天窗电路（图2）中的光敏材料R的电阻随光照强度E（单位为cd）的变化如图3所示。为定值电阻，线圈p电阻为，当电流达到时能吸合衔铁，则以下说法正确的是（    ） A．通电螺线管的上端是N极 B．展览厅内10盏“  ”节能灯并联后同时正常工作4小时消耗电能 C．若外界光照强度达到启动电动卷帘，则为 D．换用阻值较小的可缩短节能灯点亮的时间 【答案】D 【详解】A．根据题目中电流方向以及安培定则可知，通电螺线管的下端是N极，故A错误。 B．灯泡属于并联，工作4小时消耗的电能Q=Pt=10W×4×60×60s=1.44×105J 故B错误。 C．外界光照强度达到，R=120Ω，控制电路的电源电压为12V，此时电路电流为0.06A，根据欧姆定律计算可知此时电路的总电阻 所以R0=R总-R-Rp=200Ω-120Ω-10Ω=70Ω 故C错误。 D．电流不变，换用阻值较小的，可以使得光敏电阻的阻值更大时开始工作，此时外界的光照强度更小，所以节能灯延后亮，即缩短点亮时间。故D正确。 故选D。 41．如图所示是某学校路灯的智能照明电路。S为光敏开关，天暗时S自动断开，天亮时S自动闭合；R为滑动变阻器。下列说法正确的是（   ） A．天亮时，电磁铁的上端是北极 B．天亮时，将R的滑片P向上滑动，电磁铁磁性变强 C．天暗时，衔铁被电磁铁吸引，触点c与a接触 D．天亮时，电磁铁外部磁感线从上端出发回到下端 【答案】B 【详解】AD．天亮时S自动闭合，控制电路为通路状态，由图可知，电流从螺线管的上端流入，下端流出，由安培定则可知，电磁铁的下端是北极，上端是南极，电磁铁外部的磁感线是从电磁铁的N极出发，回到S极。所以电磁铁外部磁感线从下端出发回到上端，故AD错误； B．天亮时S自动闭合，控制电路为通路状态，将R的滑片P向上滑动，滑动变阻器阻值减小，根据串联电路电阻的特点可知，电路中的总电阻阻值减小，电流增大，电磁铁磁性强弱与线圈匝数和电流有关，线圈匝数不变，电流增大，电磁铁磁性变强，故B正确； C．天暗时S自动断开，控制电路为断开状态，没有电流经过电磁铁，电磁铁没有磁性，衔铁不会被电磁铁吸引，故C错误。 故选B。 42．图甲为简单箱温箱温控电路（U为恒压电源），电磁继电器线圈的电阻为30Ω，R为热敏电阻，其阻值随温度变化的图像如图乙所示，为滑动变阻器，当线圈中的电流大于或等于时，衔铁被吸合，加热器停止工作，实现温度控制，关于该恒温箱的说法正确的是（　　） A．继电器中电磁铁的上端为N极 B．恒温箱内的加热器应接在BD间 C．若该恒温箱的设定温度高一些，滑动变阻器滑片应向上移 D．要实现对之间任一温度的控制，该装置恒压电源U至少为 【答案】D 【详解】A．电流从电磁铁的下端流入，根据安培定则，用右手握住螺线管，四指指向电流方向，大拇指指向为N极，所以电磁铁的下端为N极，故A错误； B．衔铁被吸合，加热器停止工作，则衔铁松开时，加热器工作。所以恒温箱的加热器应接在AC间，故B错误； C．控制电路中，线圈、热敏电阻、滑动变阻器串联。衔铁被吸合，加热器停止工作时的电流不变，根据，则控制电路总电阻不变，若提高设定温度，则对应热敏电阻阻值变小，则滑动变阻器阻值应调大，所以滑动变阻器滑片应向下移，故C错误； D．衔铁被吸合时，控制电路的电流至少为20mA，线圈两端的电压U1=IR线圈=0.02A×30Ω=0.6V 由图甲知，热敏电阻的阻值随温度升高而降低。据串联电路的分压特点知，热敏电阻阻值越大，分得的电压越大，所以当温度为50摄氏度，热敏电阻阻值为90Ω时，电源电压最小，此时热敏电阻两端电压U2=IR=0.02A×90Ω=1.8V 则最小电源电压U=U1+U2=0.6V+1.8V=2.4V 则要实现对之间任一温度的控制，该装置恒压电源U至少为，故D正确。 故选D。 43．图示是一种闯红灯违规证据模拟记录器的工作原理图，光控开关接收到红绿灯发出的 （选填“绿光”或“红光”）时会自动闭合，若压敏电阻同时受到车的压力，其阻值变小电流变大，电磁铁的磁性增强，使衔铁与触点 （选填“1”或“2”）接触，电控照相机工作。要使质量较小的车闯红灯也能被拍下，请提出一条改进措施 。 【答案】 红光 2 减少定值电阻的阻值 【详解】[1]光控开关接收到红绿灯发出的红光时会自动闭合，此时光控电路被接通，电磁铁开关机工作，衔铁被吸下，电控照相机开始工作。 [2]若压敏电阻同时受到车的压力，其阻值变小电流变大，电磁铁的磁性增强，衔铁被吸下，使衔铁与触点2接触，电控照相机工作。 [3]要使质量较小的车闯红灯也能被拍下，可以通过减少定值电阻的阻值，或增加螺线管的线圈匝数，或增大电源1的电压增大此时通过电磁铁的磁性，使衔铁被吸下，电控照相机工作。 44．科技小组开展设计一款多功能电热锅的项目活动，过程如下： 【明确问题】同学们讨论后认为，电热锅应具有如下功能和标准： 功能1：加热模式额定功率880W；保温模式额定功率88W；额定电压220V； 功能2：电热锅达到设定温度后能自动从加热模式切换到保温模式； 功能3：电热锅从加热模式切换到保温模式的设定温度可调，以实现蒸、煮、炖、焖、烙、煎多种烹饪方式； 【方案设计】根据标准，小组设计了如图甲的方案： （1）工作电路中加热挡的发热电阻R应设计在 处（选填“a”或“b”）； （2）为保证加热功率为880W，发热电阻R的阻值应为多大；( ) （3）科技小组选取了一种热敏电阻Rt，其阻值与温度关系见图乙，把它接在控制电路中，可以实现当电热锅内温度达到105℃时，当电流达到0.03A时，电磁铁会吸下衔铁，选用的定值电阻R0阻值应为多大；（电磁铁线圈阻值不计）( ) （4）用这个电热锅在加热模式下将1L温度为12℃的水在标准大气压下烧开，至少需要多长时间[]；( ) 【方案评估及改进】 （1）经过讨论，同学们发现以上设计方案无法实现功能3； （2）为实现功能3，请说出一种改进方法： 。 【答案】 a 55Ω 340Ω 420s 把定值电阻R0改为变阻器，可以调节电阻大小 【详解】（1）[1]电磁继电器本质上是一个开关，如图所示，电磁铁磁性增强，工作电路a；当控制电路电流小，没有吸引衔铁，b处电阻与工作电路断开，可知电磁继电器控制的是电阻R在工作电路中的通断，工作电路中的发热电阻R应设计在a处； （2）[2]加热功率为P=880W，由，发热电阻R的阻值为 （3）[3]控制电路的电源电压为12V，当电流达到0.03A时，此时控制电路总电阻 当电饭煲内温度达到设定温度105℃时，由图丙可知此时热敏电阻Rt=60Ω，选用的定值电阻阻值 （4）[4]水吸收的热量为 不计热损失时W=Q，加热时间 （5）[5]要电热锅从加热模式切换到保温模式的设定温度可调，即衔铁吸引下来时的电流不同，而温度改变时，则必须要调节定值电阻R0的阻值大小，因而需要把定值电阻R0改为变阻器，可以调节电阻大小。 45．为预防“倒春寒”对种子萌发的影响，科技小组为学校的育种温室设计了如图甲所示的温控电路。整个温控电路位于温室内，且当温室内温度低于20℃时启用。其控制电路的电源电压恒定，为变阻器，热敏电阻的阻值随温度变化的关系如图乙所示，电磁铁线圈电阻忽略不计。工作电路有高温和低温两个挡位，低温挡位可使温室内降温比较平缓，、均为加热电阻。已知通过电磁铁线圈的电流大于或等于25mA时，衔铁被吸下，与触点A分开，接通触点B。通过电磁铁线圈的电流小于或等于20mA时，衔铁被弹回，与触点B分开，接通触点A。 (1)调好的阻值，闭合开关，电磁铁上端磁极为 极；的温度升高，电磁铁磁性强弱如何变化？ ； (2)将控制电路中阻值调为480Ω，可使温室内达到允许的最高温度30℃，达到时衔铁刚好被吸下，求控制电路的电源电压； (3)工作电路要求：高温挡功率需在800~1200W之间，低温挡功率需在100~200W之间。已知实验室只有阻值大小为20Ω、50Ω、200Ω、300Ω的加热电阻各一个，不考虑温度对加热电阻阻值的影响，则应选用哪一个加热电阻（写出必要的计算过程）。 【答案】(1) N 电磁铁磁性会增强 (2)20V (3)300Ω 【详解】（1）[1]根据右手定则，电磁铁上方为N极。 [2]根据图乙，的电阻随温度的升高而降低，在控制电路中，电源电压不变，电路总电阻变低，则电流变大；通过电磁铁的电流变大，电磁铁的磁性增强。 （2）当室内温度为30℃时，根据图乙可知 此时衔铁刚好被吸下即 则控制电路的电源电压 （3）根据题意，当温度升高，热敏电阻阻值降低，电流变大，当电流达到25毫安时，衔铁被吸下。所以为低温挡电阻。对于低温挡的功率要求可知 所以应该选择300Ω的加热电阻。 2 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $