第14章 电与磁（举一反三重难点训练）物理沪科版（五四学制）九年级下册

第14章 电与磁 【题型训练】 题型一、磁体、磁场和磁感线的区别与联系 2 题型二、磁场中的三类典型判断问题（含作图问题） 3 题型三、电磁铁的综合应用 4 题型四、三种电磁现象的综合辨析 7 题型五、运用控制变量法和转换法设计电与磁的相关实验 9 题型一、磁体、磁场和磁感线的区别与联系 1. 关于磁体、磁场和磁感线，以下说法中正确的是（　　） A．铜、铁和铝都能够被磁体所磁化 B．磁体外部的磁感线都是从磁体S极出发，回到N极 C．小磁针静止时指南北方向是因为受到地磁场的作用 D．小磁针在磁场中静止时，S极所指的方向就是该点磁场的方向 2. 如图所示的分体式磁性数据线，接头与线体是分离的，具有磁性的接头可长期插在手机充电口上，将同样具有磁性的线体靠近接头，就能自动吸附开始充电。下列说法正确的是（　　） A．具有磁性的线体可以吸附任何金属 B．磁性接头周围存在磁场和磁感线 C．磁性线体周围的磁场分布是均匀的 D．自动吸附利用了异名磁极相互吸引 3. 郑和远涉重洋时，采用水罗盘（如图所示）定向（确定方向）。水罗盘的浮针是使用磁针横穿灯芯草制成，静止时磁针针尖会指向南方。下列说法正确的是（　　） A．水罗盘周围存在若干磁感线 B．水罗盘能定向利用了地磁场 C．磁针的针尖指向地磁的S极 D．磁针的针尖处应标注为“N” 4. 某同学研究磁体周围的磁场情况，将一根条形磁体放在水平桌面上，在它周围放置一些小磁针，小磁针的指向情况如图甲所示；将小磁针拿掉之后，在条形磁体上面放一块有机玻璃，玻璃上均匀撒一层铁屑，轻轻敲打玻璃，可以看到铁屑的分布情况如图乙所示；根据甲图和乙图所示的实验现象，用磁感线描述条形磁体周围的磁场情况如图丙所示。下列说法错误的是（     ） A．图甲所示的实验，研究的是条形磁体周围的磁场方向特点 B．图乙所示的实验，研究的是条形磁体周围的磁场分布特点 C．图丙所示的条形磁体周围的磁感线，是人们为了描述磁场建立的物理模型 D．由图丙可知，条形磁体周围的磁场是由磁感线组成的 5. 下列三幅图涉及到一些磁现象的知识，关于磁现象的描述正确的是（　　） A．磁场看不见，摸不到，是不存在的，是我们假想出来的一个模型 B．甲图中条形磁体A端靠近另一个条形磁体的N极，若二者相互排斥，则A端为N极 C．乙图中地理北极是地磁场南极，图中小磁针上端为S极 D．丙图表示的是两个条形磁体异名磁极附近的磁感线分布 6. 仿生学是模仿生物的一些特性，为人类发明创新提供思路和借鉴。科学家研究发现，如果把一小块磁铁绑在几只鸽子身上，这几只鸽子会惊慌失措，失去辨识方向的能力。而把差不多大小的铜块绑在另几只鸽子身上，却对它们辨识方向没有什么影响。这样可以初步推断鸽子是靠地磁场来辨识方向的。 阅读上述材料，请你回答下列问题： （1）上文中“围绕鸽子所做的实验”科学家想探究的问题是： ； （2）“分别把一小块磁铁和铜块绑在不同鸽子身上，观察其辨识方向的能力”，属于科学探究过程中的 （从下列选项中选填一个序号）； A．进行实验 B．猜想与假设 C．得出结论 （3）实验中选用磁铁和铜块，主要是利用它们的 这一不同物理属性（从下列选项中选填一个序号）。 A．弹性 B．导电性 C．磁性 7. 我国已有时速600公里高速磁浮试验样车（下图甲），根据下图乙可知磁悬浮列车悬浮是利用了 的原理；如图丙所示是用来描绘某一磁体周围磁场的部分磁感线，由磁感线的分布特点可知，a点的磁场比b点的磁场 （选填“强”或“弱”）。 二、磁场中的三类典型判断问题（含作图问题） 1. 如图所示，请在图中虚线框内标出磁体右端的磁极（用“N”或“S”表示）和A点磁感线的方向。 2. 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S1和S2时，小磁针N极指向右端。请分别在括号中标出电源和螺线管左端的极性。 3. 地磁场与条形磁体的磁场相似，其周围不同位置的磁感线分布如图所示，请在答题卡上括号内填入地磁的极性，并在P点画出磁感线的方向。 4. 请根据通电螺线管上方小磁针静止时的指向，在虚线框内用箭头标出相应的电流方向和磁场方向。 5. 神舟飞船与空间站核心舱对接时，为预防撞击需配备对接缓冲装置。小海设计了模拟对接缓冲装置简图，如图所示。通电后，螺线管的a端为 （填“N”或“S”）极；为增大缓冲力，滑片P应向 侧滑动。 6. 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 7. 如图所示，下列判断正确的是（　　） A．通电螺线管的右端为N极 B．电源右端为正极 C．小磁针右端为S极 D．通过小磁针的磁感线方向水平向右 题型三、电磁铁的综合应用 1. 小意家有一款磁悬浮音箱，由箱体和底座两部分组成（图甲），箱体底部有一块永磁铁，底座内部电路如图乙所示。闭合开关，箱体悬浮空中，下列判断正确的是（　　） A．永磁体A端为N极 B．底座通电后能产生磁场利用了电流的磁效应 C．通电时，用手托住箱体，底座的磁场会消失 D．永磁体B端与电磁铁上端为同名磁极 2. 如图是某道路限载报警器的工作原理图。电源电压不变，R1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。下列说法错误的是（　　） A．电磁铁能吸下衔铁，是由于同名磁极相互排斥 B．检测时，车的质量越大，电磁铁的磁性越强 C．力敏电阻R1的阻值随压力的增大而减小 D．若要提高设定的限载质量，应将滑片P向左移动 3. 如图是小明设计的检测汽车尾气浓度的电路图，电源电压U1恒定，R1为定值电阻，气敏电阻R2的阻值随尾气浓度的增大而减小，当尾气浓度高于某一设定值时，电铃（图中未画出）报警。下列判断正确的是（　　） A．电磁铁的上端为S极 B．尾气浓度增大时，电磁铁磁性减弱 C．该电路利用了电磁感应原理工作 D．电铃应该安装在接线柱CD之间 4. 巨磁电阻（GMR）效应是指某些材料的电阻在磁场中随磁场强度的增强而急剧减小的现象。如图所示是研究巨磁电阻特性原理的示意图，闭合开关S1、S2，当滑片P向左滑动时，下列说法正确的是（ ） A．电磁铁的磁性减弱 B．电磁铁的磁极位置会改变 C．巨磁电阻两端的电压变大 D．指示灯亮度变亮 5. 禽类孵化要求温度维持在37.5℃至38.5℃之间。生物实验小组的同学为孵化箱设计了一个温度自动控制器。该温控器的原理如下：当孵化箱温度低于37.5℃时，温控开关闭合，加热电阻工作，绿灯不亮；当温度高于38.5℃时，温控开关断开，加热电阻不工作，绿灯亮。请根据以上要求，用笔画线代替导线正确连接电路。 6. 在探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”实验中，小明用铁钉制成简易电磁铁甲、乙，并设计了如图所示的电路。 （1）实验中是通过 来显示电磁铁磁性的强弱。 （2）当闭合开关后，电磁铁乙的上端是 极。 （3）当滑动变阻器的滑片向右移动时，电磁铁吸引大头针的个数 （选填“增多”或“减少”），说明电磁铁的磁性 （选填“变强”或“变弱”）。 （4）实验发现： ①电流一定时，线圈匝数 ，电磁铁磁性越强。 ②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， 。 7. 实验室某恒温箱模拟电路如图所示，控制电路电压，，热敏电阻R1安装在恒温箱内，工作电路中R2为加热电阻。闭合开关S，电磁铁把衔铁吸下，工作电路接通，此时通电螺线管的上端为 极。随着恒温箱内温度的升高，R1的阻值 （选填“增大”或“减小”），当螺线管中的电流减小为30mA时，衔铁弹起，工作电路停止加热，此时R1的阻值为 Ω。 类型四、三种电磁现象的综合辨析 1. 如图所示，关于电与磁的知识，下列说法正确的是（    ） A．甲图中靠近的两个磁极都是S极 B．乙图装置揭示的原理可制成电动机，它是将机械能转化为内能 C．丙图中，闭合开关，小磁针N极向右偏转 D．丁图中模型的原理是通电导体在磁场中受到力的作用 2. 物理是认识世界、改造世界、服务人类的应用型学科。如图所示，①②③④为探究物理规律的四个实验，下列相关叙述错误的是（　　） A．电磁继电器应用了①的实验结论 B．有些磁悬浮列车的技术中应用了②的实验结论 C．调节收音机音量的电位器应用了③的实验原理 D．发光旱冰鞋的轮子滚动时，线圈做切割磁感线运动，发光原理与④相同 3. 小明同学做了一个如图所示的装置，闭合开关，用外力使导体棒cd水平向右移动，导体棒ab也随之运动起来。在此实验中，实验装置中的甲部分应用到的物理原理是：通电导体在磁场中 ；乙部分中的导体棒cd运动应用到的物理原理是 。 4. 为探究电和磁的关系，某同学利用如图装置完成了下列实验。 （1）在ab之间接入灵敏电流计，闭合开关，灵敏电流计指针 （填“偏转”或“不偏转”）；保持开关闭合，使导体棒 （填“水平”或“上下”）运动，灵敏电流计指针偏转，说明在一定条件下可以实现“磁生电”。 （2）若在ab之间接入直流电源，闭合开关，导体棒将运动起来，该实验可以说明______（填字母）的工作原理。 A．电磁起重机 B．扬声器 C．动圈式话筒 D．电铃 E．电动机 5. 电动汽车为了节能，都安装了能量回收装置，在汽车刹车时，将机械能转化为电能，为汽车提供后续的能量。下列四个装置中与此原理相同的是（　　） A． B． C． D． 6．电和磁有紧密的联系。下面是探究小组进行的一些与电和磁有关的实验。 （1）如图甲所示，接通电路后，观察到小磁针偏转，此现象说明了 ；断开开关，小磁针在 的作用下又恢复到原来的位置。 （2）如图乙所示，将导线缠绕成螺线管后通电，磁场会增强。滑片位置不变时，开关在 （选填“1”或“2”）时的磁场更强。 （3）如图丙所示，在M、N之间接入 ，就可以探究磁场对电流的作用，这一实验将 能转化成 能。 7. 图甲是欧姆在研究电学原理时，设计的一款能测量电流大小的电流扭秤（内部结构如图乙）。容器A、B中装有不同温度的水银，以导线相连构成温差电源（AB两端存在电压，其电压大小由温差决定）。直线导体上方悬挂磁针，当导体中有电流通过时，磁针偏转；多次测试的实验数据如下表。 组别 水银温度 /°C 磁针偏转情况 A B 方向 角度 1 40 10 顺时针 3θ 2 40 20 顺时针 2θ 3 40 30 顺时针 θ 4 40 50 逆时针 θ （1）磁针发生偏转是因为通电导体周围存在 ； （2）根据欧姆的实验数据，若控制A、B中水银温度分别为20℃和50℃，可推测磁针偏转的方向及角度分别为 、 ； （3）相同温差下，为了使小磁针偏转更明显，可采用的方法是： 。 题型五、运用控制变量法和转换法设计电与磁的相关实验 1. 实验小组用自制电磁铁探究影响电磁铁磁性强弱的因素。他们用相同的漆包线和相同的铁钉绕制成A、B两个电磁铁，B电磁铁线圈的匝数多。 （1）如图甲，闭合开关，A的钉尖是 （选填“N”或“S”）极；将滑动变阻器的滑片P向右移动，电流表的示数变 （选填“大”或“小”），吸引大头针的数目 （选填“变多”“不变”或“变少”）。 （2）如图乙，把A和B串联在电路中，闭合开关，多次移动滑动变阻器的滑片P，发现B总能吸引更多的大头针，通过比较，得出的结论是当电流相同时，线圈的匝数越多，电磁铁的磁性越 （选填“强”或“弱”）。 （3）电磁铁吸引的大头针下端分散的原因是 。 （4）实验中用到的探究方法有 和 。 （5）小组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粗细有关呢？于是他们将图乙中B的铁钉换为更粗的铁钉，比较A和B吸引大头针的数目。请你对这个方案进行评价： 。 2. 【探究名称】探究通电导体在磁场中受力的影响因素 【问题】小明发现金属棒在磁场中摆动的幅度不同，这体现了金属棒受力的大小不同，他设计了如图所示的装置进行探究，选用的实验器材有：铁架台，U形磁铁，电源，滑动变阻器，金属细线，长度和粗细均相同的铜棒和铝棒各一根，开关、导线若干。 【证据】 （1）实验中金属棒受力的大小可以通过观察细线与竖直方向的 来判断。 （2）将铜棒水平悬挂于磁场中的某位置，闭合开关并调节滑动变阻器滑片的位置，这是为了探究导体在磁场中受力大小与 的关系。 （3）小明保持滑动变阻器滑片位置不变，将铜棒换成铝棒进行实验，探究导体在磁场中受力大小与导体材料的关系，并得出结论。你认为他的结论 （选填“可信”或“不可信”），原因是 。 （4）若要探究导体在磁场中受力的大小与磁场强弱的关系，实验中还需要增加的器材是 。 【解释】…… 【交流】 （1）通电导体在磁场中受到力的作用，生活中利用该原理制成了 （选填“发电机”或“电动机”）。 （2）某同学连接电路时，不小心将与导体棒相连的两根导线接反了，闭合开关后发现导体棒反向摆动，由此可提出一个可供探究的问题是 。 3. 如图所示是“探究感应电流产生的条件”实验装置。 （1）实验中，AB棒的材料可能是 （选填“塑料”或“铝”）； （2）我们可以通过 来判断电路中是否有感应电流产生。 （3）闭合开关，实验探究过程记录如表所示： 次数 AB棒在磁场中的运动情况 是否有感应电流 1 静止 无 2 沿磁场方向运动（不切割磁感线运动） 无 3 切割磁感线运动 有 据实验现象，初步得出电路中产生感应电流的条件是：闭合电路的一部分导体在磁场中做 运动。 （4）保持AB棒运动方向不变，仅将磁体N、S极对调，重复上述实验，是为了探究感应电流方向与 的关系。 （5）若将此装置中灵敏电流计换成 可进一步探究电动机的工作原理。 4. 某班同学分成两个实验小组，利用如图装置进行了一系列的探究。 （1）小明组在探究“磁场对通电导体的作用”时，应在图中MN之间接入 。小华组在探究“产生感应电流的条件”时，应在图中MN之间接入 。（均选填“电压表”“灵敏电流计”或“电源”） （2）小华组记录的实验数据如表所示。综合分析可知，闭合电路的部分导体在磁场中做 运动时会产生感应电流。 序号 开关 ab运动方向 ab中电流方向 1 断开 水平向左 无电流 2 闭合 竖直向上 无电流 3 闭合 竖直向下 无电流 4 闭合 水平向左 由b向a 5 闭合 水平向右 由a向b （3）“电动牙刷”被称为现代口腔护理小能手。当它接通电源后，通过高频振动有效清除牙菌斑，它的工作原理与 （选填“小明”或“小华”）组的实验结论相同。 5．如图－1，实验小组在做“探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件”的实验，蹄形磁体水平放置。 （1）此装置中蹄形磁体两个磁极正对区域的磁感线方向是向 （选填“上”或“下”）的，灵敏电流计在本实验中的主要作用是 ； （2）小明利用此装置进行了多次尝试，观察灵敏电流计的指针是否偏转，记录实验现象如下表： 实验 次数 开关 状态 磁体 运动情况 导体ab 运动情况 灵敏电流计 指针偏转情况 1 断开 静止 左右运动 不偏转 2 闭合 静止 左右运动 偏转 3 闭合 静止 上下运动 不偏转 4 闭合 静止 前后运动 不偏转 5 闭合 左右运动 静止 偏转 6 闭合 上下运动 静止 不偏转 7 闭合 前后运动 静止 不偏转 小明分析实验现象后得出结论：当闭合电路中的一部分导体在磁场中做 运动时，导体中会产生感应电流； （3）小明发现第2次和第5次实验中灵敏电流计的指针都是左右偏转，他想进一步探究感应电流的方向与什么因素有关，于是利用原有实验器材又做了3次实验，记录实验现象如下表： 实验次数 开关状态 磁极位置 导体ab运动方向 灵敏电流计指针偏转方向 8 闭合 上N下S 向左运动 向右偏转 9 闭合 上S下N 向左运动 向左偏转 10 闭合 上S下N 向右运动 向右偏转 对比第8、9两次实验可知，感应电流的方向与 方向有关；对比 两次实验可知，感应电流的方向与导体切割磁感线的方向有关； （4）若要探究磁场对通电导体的作用，需将本实验装置中的灵敏电流计换成 ； （5）小丽将实验装置改装如图－2，闭合开关，水平向右拨动导体棒ab，发现导体棒cd也随之运动起来，该装置中导体棒cd的工作原理与 （选填“电动机”或“发电机”）的工作原理相同。 6. 发电机是如何发电的呢？同学们用如图所示的装置进行探究。 （1）将导体ab静止悬挂起来后，闭合开关，灵敏电流计G的指针不偏转，说明电路中 （选填“有”或“无”）电流产生； （2）小芳无意间碰到导体ab，导体ab晃动起来，小明发现灵敏电流计G的指针发生了偏转，就说：“让导体在磁场中运动就可产生电流” 。但小芳说：“不一定，还要看导体怎样运动” 。为判断谁的说法正确，他们继续探究，并把观察到的现象记录在下表中。 序号 磁体摆放方向 ab运动方向 电流计指针偏转情况 1 N极在上 竖直上下运动 不偏转 2 水平向左运动 向右偏转 3 水平向右运动 向左偏转 4 N极在下 竖直上下运动 不偏转 5 水平向左运动 向左偏转 6 水平向右运动 向右偏转 分析实验现象后，同学们一致认为小芳的观点是 （选填“正确”或“错误”）的。比较第2、3次实验的现象发现，产生的电流的方向跟 有关；比较第3、6次实验的现象发现，产生的电流的方向还跟 有关； （3）在整理器材时，小明未断开开关，先撤去蹄形磁体，有同学发现电流计的指针又偏转了！他们再重复刚才的操作，发现电流计的指针仍偏转，请教老师后得知，不论是导体运动还是磁体运动，只要闭合电路的一部分导体在 中做 运动，电路中就会产生感应电流，这就是发电机发电的原理。 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第14章 电与磁 【题型训练】 题型一、磁体、磁场和磁感线的区别与联系 2 题型二、磁场中的三类典型判断问题（含作图问题） 4 题型三、电磁铁的综合应用 7 题型四、三种电磁现象的综合辨析 11 题型五、运用控制变量法和转换法设计电与磁的相关实验 16 题型一、磁体、磁场和磁感线的区别与联系 1. 关于磁体、磁场和磁感线，以下说法中正确的是（　　） A．铜、铁和铝都能够被磁体所磁化 B．磁体外部的磁感线都是从磁体S极出发，回到N极 C．小磁针静止时指南北方向是因为受到地磁场的作用 D．小磁针在磁场中静止时，S极所指的方向就是该点磁场的方向 【答案】C 【详解】A．铁可以被磁化，铜、铝不能被磁化，故A错误； B．磁体外部的磁感线都是从磁体的N极出发，回到S极，故B错误； C．地球的周围存在磁场，小磁针在地磁场的作用下指向南北，故C正确； D．小磁针在磁场中静止时，N极所指的方向就是该点磁场的方向，故D错误。 故选C。 2. 如图所示的分体式磁性数据线，接头与线体是分离的，具有磁性的接头可长期插在手机充电口上，将同样具有磁性的线体靠近接头，就能自动吸附开始充电。下列说法正确的是（　　） A．具有磁性的线体可以吸附任何金属 B．磁性接头周围存在磁场和磁感线 C．磁性线体周围的磁场分布是均匀的 D．自动吸附利用了异名磁极相互吸引 【答案】D 【详解】A．具有磁性的物体只能吸引铁、钴、镍等少数几种金属，并不是任何金属都能被吸附，比如铜、铝等金属就不能被磁性线体吸附，故A错误。 B．磁性接头周围存在磁场，但是磁感线是为了形象地描述磁场而引入的假想曲线，实际并不存在，故B错误。 C．磁性线体周围的磁场分布是不均匀的，一般来说，距离磁极越近，磁场越强，故C错误。 D．分体式磁性数据线的接头和线体具有磁性，自动吸附是利用了异名磁极相互吸引的原理，故D正确。故选D。 3. 郑和远涉重洋时，采用水罗盘（如图所示）定向（确定方向）。水罗盘的浮针是使用磁针横穿灯芯草制成，静止时磁针针尖会指向南方。下列说法正确的是（　　） A．水罗盘周围存在若干磁感线 B．水罗盘能定向利用了地磁场 C．磁针的针尖指向地磁的S极 D．磁针的针尖处应标注为“N” 【答案】B 【详解】A．磁感线是人们为了描述磁场建立的物理模型，并不是真实存在的，故A错误； BCD．水罗盘能定向利用了地磁场，地磁场的N极在南极点附近，地磁场的S极在北极点附近。根据磁极间的相互作用规律，静止时磁针针尖会指向南方，说明磁针的针尖指向地磁的N极，磁针的针尖是磁针的S极，应标注为“S”。故B正确，CD错误。故选B。 4. 某同学研究磁体周围的磁场情况，将一根条形磁体放在水平桌面上，在它周围放置一些小磁针，小磁针的指向情况如图甲所示；将小磁针拿掉之后，在条形磁体上面放一块有机玻璃，玻璃上均匀撒一层铁屑，轻轻敲打玻璃，可以看到铁屑的分布情况如图乙所示；根据甲图和乙图所示的实验现象，用磁感线描述条形磁体周围的磁场情况如图丙所示。下列说法错误的是（     ） A．图甲所示的实验，研究的是条形磁体周围的磁场方向特点 B．图乙所示的实验，研究的是条形磁体周围的磁场分布特点 C．图丙所示的条形磁体周围的磁感线，是人们为了描述磁场建立的物理模型 D．由图丙可知，条形磁体周围的磁场是由磁感线组成的 【答案】D 【详解】A．图甲中，条形磁体周围不同位置上放一些小磁针，小磁针N极所指的方向不同，可以研究条形磁体周围的磁场方向特点，故A正确； B．图乙中，利用撒在磁体周围的铁屑可以判断该磁体周围磁场的分布，故B正确； C．图丙中条形磁体周围的磁感线，是利用建模的方法画出来的并不真实存在的曲线，故C正确； D．磁场是一种物质，为了描述磁场的分布引入了磁感线，磁感线其实不存在，故D错误。 故选D。 5. 下列三幅图涉及到一些磁现象的知识，关于磁现象的描述正确的是（　　） A．磁场看不见，摸不到，是不存在的，是我们假想出来的一个模型 B．甲图中条形磁体A端靠近另一个条形磁体的N极，若二者相互排斥，则A端为N极 C．乙图中地理北极是地磁场南极，图中小磁针上端为S极 D．丙图表示的是两个条形磁体异名磁极附近的磁感线分布 【答案】B 【详解】A．磁场看不见，摸不到，但是它是真实存在的，它的基本性质是对放入其中的磁体有力的作用，故A错误； B．同名磁极相互排斥，甲图中条形磁体A端靠近另一个条形磁体的N极，若二者相互排斥，则A端为N极，故B正确； C．乙图中地理北极是地磁场南极，地球外部磁场方向为从地磁北极指向地磁南极，图中小磁针上端为N极，故C错误； D．丙图中磁感线相互排斥，表示的是两个条形磁体同名磁极附近的磁感线分布，故D错误。 故选 B。 6. 仿生学是模仿生物的一些特性，为人类发明创新提供思路和借鉴。科学家研究发现，如果把一小块磁铁绑在几只鸽子身上，这几只鸽子会惊慌失措，失去辨识方向的能力。而把差不多大小的铜块绑在另几只鸽子身上，却对它们辨识方向没有什么影响。这样可以初步推断鸽子是靠地磁场来辨识方向的。 阅读上述材料，请你回答下列问题： （1）上文中“围绕鸽子所做的实验”科学家想探究的问题是： ； （2）“分别把一小块磁铁和铜块绑在不同鸽子身上，观察其辨识方向的能力”，属于科学探究过程中的 （从下列选项中选填一个序号）； A．进行实验 B．猜想与假设 C．得出结论 （3）实验中选用磁铁和铜块，主要是利用它们的 这一不同物理属性（从下列选项中选填一个序号）。 A．弹性 B．导电性 C．磁性 【答案】 磁场对鸽子的辨识方向是否有影响 A C 【详解】（1）根据材料知，用磁铁和铜块绑在鸽子身上做实验，想探究的问题是磁场对鸽子的辨识方向是否有影响。 （2） “分别把一小块磁铁和铜块绑在不同鸽子身上，观察其辨识方向的能力”，属于科学探究过程中的进行实验；综上分析知，故A符合题意，BC不符合题意。故选A。 （3）磁铁和铜块一个具有磁性，一个不具有磁性，实验中选用磁铁和铜块，主要是利用它们的磁性这一不同物理属性，故C符合题意，AB不符合题意。故选C。 7. 我国已有时速600公里高速磁浮试验样车（下图甲），根据下图乙可知磁悬浮列车悬浮是利用了 的原理；如图丙所示是用来描绘某一磁体周围磁场的部分磁感线，由磁感线的分布特点可知，a点的磁场比b点的磁场 （选填“强”或“弱”）。 【答案】 同名磁极相互排斥 弱 【详解】磁悬浮列车就是根据同名磁极相互排斥的原理使列车在铁轨上“浮”起来，从而减小摩擦力，达到高速行驶的目的。 从图中可以看出a点的磁感线比b点的磁感线疏，故a点的磁场比b点的磁场弱。 二、磁场中的三类典型判断问题（含作图问题） 1. 如图所示，请在图中虚线框内标出磁体右端的磁极（用“N”或“S”表示）和A点磁感线的方向。 【答案】见右图。 【详解】如图，磁感线是相互排斥的。且右侧磁体的左端是S极，则左侧磁体的右端为S极，再根据磁体外部磁感线从N极出发，回到S极，则A点磁感线方向指向右侧磁体的左端。如图如示： 2. 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S1和S2时，小磁针N极指向右端。请分别在括号中标出电源和螺线管左端的极性。 【答案】见下图。 【详解】已知小磁针N极指向右端，根据磁极间的相互作用可知，通电螺线管的左端N极，右手握住螺线管，大拇指指向N极，四指指向电流的方向，则电源右端为正极、左端为负极，如图所示： 3. 地磁场与条形磁体的磁场相似，其周围不同位置的磁感线分布如图所示，请在答题卡上括号内填入地磁的极性，并在P点画出磁感线的方向。 【答案】见下图。 【详解】地磁北极在地理南极附近，地磁南极在地理北极附近，由图可知，地球下端为地理南极，上端为地理北极，即地球下端为地磁北（N）极，上端为地磁南（S）极；地磁场外部的磁场方向从地磁北极到地磁南极；则P点的磁感线方向如图所示。 4. 请根据通电螺线管上方小磁针静止时的指向，在虚线框内用箭头标出相应的电流方向和磁场方向。 【答案】见右图。 【详解】小磁针静止时，N极向左，因同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，可知螺线管左侧为S极，右侧为N极；根据磁体外部的磁场方向由N极出发进入S极标出磁感线的方向；由安培定则可知电流由左侧流入，即虚线框内电流方向应向下，如图所示。 5. 神舟飞船与空间站核心舱对接时，为预防撞击需配备对接缓冲装置。小海设计了模拟对接缓冲装置简图，如图所示。通电后，螺线管的a端为 （填“N”或“S”）极；为增大缓冲力，滑片P应向 侧滑动。 【答案】 S 右 【详解】根据右手螺旋定则，用右手握住螺线管，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。从图中可以看出，电流从螺线管的b端流入，a端流出，那么右手四指沿电流方向握住螺线管时，大拇指指向b端，所以通电后螺线管的b端为N极，a端为S极。 要增强缓冲效果，就需要增强螺线管的磁性，从而使斥力更大，则应增大通过它的电流，根据欧姆定律I=U/R可知，应减小电路中的电阻，故滑动变阻器的滑片应向右移动。 6. 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N极出发，回到S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a端为电源的正极，b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。 7. 如图所示，下列判断正确的是（　　） A．通电螺线管的右端为N极 B．电源右端为正极 C．小磁针右端为S极 D．通过小磁针的磁感线方向水平向右 【答案】D 【详解】A．磁体外部的磁感线从磁体N极出发，回到S极。图中螺线管右端磁感线“进入”，说明右端是S极，左端是N极，故A错误； B．螺线管左端是N极，根据安培定则，电流应从螺线管左端流入、右端流出，所以电源右端是负极，左端是正极，故B错误； CD．螺线管左端是N极，右端是S极，磁感线从左端指向右端，所以通过小磁针的磁感线方向水平向右。小磁针的北极与放入改点的磁场方向一致，则小磁针右端为N极，故C错误，D正确。 故选D。 题型三、电磁铁的综合应用 1. 小意家有一款磁悬浮音箱，由箱体和底座两部分组成（图甲），箱体底部有一块永磁铁，底座内部电路如图乙所示。闭合开关，箱体悬浮空中，下列判断正确的是（　　） A．永磁体A端为N极 B．底座通电后能产生磁场利用了电流的磁效应 C．通电时，用手托住箱体，底座的磁场会消失 D．永磁体B端与电磁铁上端为同名磁极 【答案】B 【详解】A．由图乙可知，底座通电后，电流从螺线管的上后方流入，下前方流出，根据安培定则可知，螺线管的下端是N极，上端是S极，根据同名磁极相互排斥原理可知，音箱底部磁铁的A端应该是S极，故A错误； BC．底座通电后能产生磁场是因为通电导线周围存在着磁场，这是电流的磁效应；只要通电，导线周围就存在磁场，通电时，用手托住箱体，底座的磁场不会消失，故B正确，C错误； D．因为螺线管的下端是N极，上端是S极，永磁体与螺线管相互排斥，所以音箱底部磁铁的A端是S极，B端是N极，即永磁体B端与电磁铁上端为异名磁极，故D错误。 故选B。 2. 如图是某道路限载报警器的工作原理图。电源电压不变，R1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。下列说法错误的是（　　） A．电磁铁能吸下衔铁，是由于同名磁极相互排斥 B．检测时，车的质量越大，电磁铁的磁性越强 C．力敏电阻R1的阻值随压力的增大而减小 D．若要提高设定的限载质量，应将滑片P向左移动 【答案】A 【详解】A．电磁铁能吸下衔铁，是由于磁体具有吸引铁、钴、镍等物质的性质，故A错误； BC．闭合开关S，当车的质量超过限载质量时，电磁铁吸下衔铁，说明压力增大，电路中的电流增大，由欧姆定律可知电路中的总电阻减小，R1和R2串联，设定限载质量后，R2不变，力敏电阻R1的阻值减小，即力敏电阻的阻值随压力的增大而减小，检测时，车的质量越大，对力敏电阻的压力越大，力敏电阻的阻值越小，电路中的电流越大，电磁铁的磁性越强，故BC正确； D．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，根据欧姆定律可知电路的总电阻不变，则应该增大滑动变阻器的电阻，应将滑片P向左移动，故D正确。 故选A。 3. 如图是小明设计的检测汽车尾气浓度的电路图，电源电压U1恒定，R1为定值电阻，气敏电阻R2的阻值随尾气浓度的增大而减小，当尾气浓度高于某一设定值时，电铃（图中未画出）报警。下列判断正确的是（　　） A．电磁铁的上端为S极 B．尾气浓度增大时，电磁铁磁性减弱 C．该电路利用了电磁感应原理工作 D．电铃应该安装在接线柱CD之间 【答案】D 【详解】A．由安培定则可知电磁铁的上端为N极，故A错误； B．控制电路中，尾气浓度高于某一设定值时，气敏电阻的阻值变小，电磁铁线圈电流变大磁性增强，故B错误； C．图中应用的是电磁铁，是根据电流的磁效应工作的，电磁感应原理是发电机原理，C错误； D．当尾气浓度增大时，衔铁被吸下，电铃响起，电铃应安装在接线柱CD间，故D正确。 4. 巨磁电阻（GMR）效应是指某些材料的电阻在磁场中随磁场强度的增强而急剧减小的现象。如图所示是研究巨磁电阻特性原理的示意图，闭合开关S1、S2，当滑片P向左滑动时，下列说法正确的是（ ） A．电磁铁的磁性减弱 B．电磁铁的磁极位置会改变 C．巨磁电阻两端的电压变大 D．指示灯亮度变亮 【答案】D 【详解】A．由图可知，闭合开关S1、S2后，滑动变阻器的滑片P向左滑动过程中接入电路中电阻变小，由I=U/R可知，左边电路中的电流变大，此时电磁铁的磁性变强，故A错误； B．电磁铁的磁极与电流的方向有关，与电流的大小无关，电流的方向不变，电磁铁的磁极方向不变，故B错误； C．因巨磁电阻在磁场中随磁场的增强而急剧减小，所以，此时巨磁电阻的阻值会变小，由串联分压可知，巨磁电阻两端的电压变小，故C错误； D．右侧电路中的总电阻变小，由I=U/R可知电路中的电流变大，指示灯亮度变亮，故D正确。 故选D。 5. 禽类孵化要求温度维持在37.5℃至38.5℃之间。生物实验小组的同学为孵化箱设计了一个温度自动控制器。该温控器的原理如下：当孵化箱温度低于37.5℃时，温控开关闭合，加热电阻工作，绿灯不亮；当温度高于38.5℃时，温控开关断开，加热电阻不工作，绿灯亮。请根据以上要求，用笔画线代替导线正确连接电路。 【答案】见下图。 【详解】根据温控要求，加热电阻和绿灯需在不同状态下工作，因此应采用并联电路。当温度低于37.5℃时，温控开关闭合，控制电路工作，电磁铁通电后将衔铁吸下来，工作电路中加热电阻所在支路导通，加热电阻工作；此时绿灯所在支路断路，因此绿灯不亮。当温度高于38.5℃时，温控开关断开，在弹簧的作用下，衔铁会抬上去，从而断开加热电阻这条支路，绿灯这条支路接通，绿灯亮。如图所示： 6. 在探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”实验中，小明用铁钉制成简易电磁铁甲、乙，并设计了如图所示的电路。 （1）实验中是通过 来显示电磁铁磁性的强弱。 （2）当闭合开关后，电磁铁乙的上端是 极。 （3）当滑动变阻器的滑片向右移动时，电磁铁吸引大头针的个数 （选填“增多”或“减少”），说明电磁铁的磁性 （选填“变强”或“变弱”）。 （4）实验发现： ①电流一定时，线圈匝数 ，电磁铁磁性越强。 ②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， 。 【答案】（1）吸引大头针的个数；（2）N；（3）减少，变弱；（4）越多，同名磁极相互排斥 【详解】（1）实验中是通过吸引大头针的数量来显示电磁铁磁性的强弱，电磁铁吸引大头针个数较多，说明电磁铁的磁性较强，这种研究方法叫转换法。 （2）电流从电磁铁乙的上端流入，下端流出，由安培定则可知，电磁铁乙的上端是N极。 （3）当滑动变阻器滑片向右移动时，接入电路的电阻变大，电路中电流变小，电磁铁吸引大头针的个数减少，说明电路中的电流变小，电磁铁的磁性变弱。 （4）由图可知，甲乙两个线圈串联，通过的电流相等，甲线圈匝数多，甲吸引的大头针数多，说明甲的磁性强，这说明：在电流一定时，线圈匝数越多，电磁铁磁性越强。 大头针被磁化，远离电磁铁的一端磁极相同，由于同名磁极互相排斥，所以下端分散。 7. 实验室某恒温箱模拟电路如图所示，控制电路电压，，热敏电阻R1安装在恒温箱内，工作电路中R2为加热电阻。闭合开关S，电磁铁把衔铁吸下，工作电路接通，此时通电螺线管的上端为 极。随着恒温箱内温度的升高，R1的阻值 （选填“增大”或“减小”），当螺线管中的电流减小为30mA时，衔铁弹起，工作电路停止加热，此时R1的阻值为 Ω。 【答案】 N 增大 100 【详解】闭合开关S，电磁铁把衔铁吸下，说明控制电路有电流通过，根据安培定则判断通电螺线管的磁极的方法：用右手握螺线管，让四指弯向螺线管中电流的方向，则大拇指所指的那一端就是通电螺线管的 N极，可知该螺线管的上端是N极。 衔铁被吸下后，工作电路接通，加热电阻R2开始工作，随着恒温箱内温度的升高，由题意可知，螺线管中的电流减小，说明热敏电阻R1的阻值增大，进一步说明该热敏电阻的阻值随温度的升高而增大。 当螺线管中的电流减小为30mA=0.03A时，衔铁弹起，工作电路停止加热，则此时控制电路中的总阻值 R1的阻值 类型四、三种电磁现象的综合辨析 1. 如图所示，关于电与磁的知识，下列说法正确的是（    ） A．甲图中靠近的两个磁极都是S极 B．乙图装置揭示的原理可制成电动机，它是将机械能转化为内能 C．丙图中，闭合开关，小磁针N极向右偏转 D．丁图中模型的原理是通电导体在磁场中受到力的作用 【答案】C 【详解】A．由图甲可知，磁感线从左侧磁极出来，回到右侧磁极，说明左侧磁极为N极，右侧磁极为S极，故A错误； B．乙图说明磁场对通电导体有力的作用，利用此原理制成了电动机，它是将电能转化为机械能，故B错误； C．由安培定则可知，丙图中，闭合开关，通电螺线管的左侧为S极，由于异名磁极相互吸引，所以小磁针的N极向右偏转，故C正确； D．丁图中线圈在磁场中转动，切割磁感线，线圈中就会产生感应电流，利用此原理制成了发电机，故D错误。 故选C。 2. 物理是认识世界、改造世界、服务人类的应用型学科。如图所示，①②③④为探究物理规律的四个实验，下列相关叙述错误的是（　　） A．电磁继电器应用了①的实验结论 B．有些磁悬浮列车的技术中应用了②的实验结论 C．调节收音机音量的电位器应用了③的实验原理 D．发光旱冰鞋的轮子滚动时，线圈做切割磁感线运动，发光原理与④相同 【答案】D 【详解】A．①该实验是电流的磁效应，也是电磁继电器的工作原理，故A正确，不符题意； B．②图是磁极间的相互作用，说明同名磁极相互排斥，磁悬浮列车是依据磁极间的相互作用来实现悬浮和运行的，故B正确，不符合题意； C．③图通过改变连入电路的电阻丝的长度改变连入电路的电阻，进而改变电路中的电流，这是滑动变阻器的变阻原理。各种电器的音量开关实质上都是一个滑动变阻器，通过改变变阻器连入电路中的电阻的大小来改变电流的大小，从而实现对音量大小的控制，故C正确，不符合题意； D．④图通电导体在磁场中受力运动，而发光旱冰鞋的轮子滚动时，线圈做切割磁感线运动发光是电磁感应，故D错误，符合题意。故选D。 3. 小明同学做了一个如图所示的装置，闭合开关，用外力使导体棒cd水平向右移动，导体棒ab也随之运动起来。在此实验中，实验装置中的甲部分应用到的物理原理是：通电导体在磁场中 ；乙部分中的导体棒cd运动应用到的物理原理是 。 【答案】 受力运动 电磁感应 【详解】闭合开关，导体ab和cd组成一个闭合电路，在乙部分用外力使导体棒cd水平向右移动，闭合电路的一部分导体cd在磁场中进行切割磁感线运动时，闭合电路中就产生了感应电流，这种现象是电磁感应现象；电路中有了感应电流之后，感应电流流过甲部分的导体ab，导体ab成为通电导体在磁场中受力而运动。 4. 为探究电和磁的关系，某同学利用如图装置完成了下列实验。 （1）在ab之间接入灵敏电流计，闭合开关，灵敏电流计指针 （填“偏转”或“不偏转”）；保持开关闭合，使导体棒 （填“水平”或“上下”）运动，灵敏电流计指针偏转，说明在一定条件下可以实现“磁生电”。 （2）若在ab之间接入直流电源，闭合开关，导体棒将运动起来，该实验可以说明______（填字母）的工作原理。 A．电磁起重机 B．扬声器 C．动圈式话筒 D．电铃 E．电动机 【答案】（1）不偏转，水平；（2）BE 【详解】（1）在ab之间接入灵敏电流计，闭合开关，导体棒静止未做切割磁感线运动，电路中无感应电流，故灵敏电流计指针不偏转。 由图知磁铁两极上下分布，导体棒周围的磁感线为上下方向，保持开关闭合，导体棒水平运动时会切割磁感线，可产生感应电流，灵敏电流计指针会偏转，说明在一定条件下可以实现 “磁生电”。 （2）在ab间接入直流电源，闭合开关，导体棒运动起来，说明通电导体在磁场中会受到力的作用。 A．电磁起重机的本质是电磁铁，利用了电流的磁效应，故A不符合题意； B．扬声器是通电线圈在磁场中受力振动，将电信号转化为声信号，故B符合题意； C．动圈式话筒利用电磁感应将声信号转化为电信号，故C不符合题意； D．电铃通过电磁铁控制敲击发声，利用电流的磁效应，故D不符合题意； E．电动机原理是通电导体在磁场中受力运动，故E符合题意。 故选BE。 5. 电动汽车为了节能，都安装了能量回收装置，在汽车刹车时，将机械能转化为电能，为汽车提供后续的能量。下列四个装置中与此原理相同的是（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】A．本装置是奥斯特实验装置，说明通电导体周围存在磁场，即电流的磁效应，不是机械能转化为电能，与能量回收装置原理不同，故A不符合题意； B．本装置是探究电磁铁磁性强弱与哪些因素有关的实验装置，与能量回收装置原理不同，故B不符合题意； C．本装置是磁场对电流有力的作用的实验装置，说明通电导体在磁场中会受到力的作用，将电能转化为机械能，与能量回收装置原理不同，故C不符合题意； D．本装置是电磁感应现象的实验装置，说明磁能够产生电，将机械能转化为电能，与能量回收装置原理相同，故D符合题意。故选D。 6．电和磁有紧密的联系。下面是探究小组进行的一些与电和磁有关的实验。 （1）如图甲所示，接通电路后，观察到小磁针偏转，此现象说明了 ；断开开关，小磁针在 的作用下又恢复到原来的位置。 （2）如图乙所示，将导线缠绕成螺线管后通电，磁场会增强。滑片位置不变时，开关在 （选填“1”或“2”）时的磁场更强。 （3）如图丙所示，在M、N之间接入 ，就可以探究磁场对电流的作用，这一实验将 能转化成 能。 【答案】（1）通电导体周围存在着磁场，地磁场；（2）1；（3）电源，电，机械 【详解】（1）这是著名的奥斯特实验，实验中，开关闭合时，通电导线周围的磁场和小磁针的磁场相互作用，使小磁针发生偏转，说明通电导体周围存在着磁场。 断开开关，导线的磁场消失，小磁针在地磁场的作用下又恢复到原来的位置。 （2）电磁铁磁性强弱与线圈匝数、电流大小有关，在电流一定时，线圈匝数越多，磁性越强，滑片位置不变时，开关在1时的磁场更强。 （3）通电导体在磁场中会受到力的作用，在M、N两接线柱间换接电源可以探究“磁场对电流的作用”的实验。闭合开关，导体的磁场和磁体的磁场相互作用，使导体运动，这一过程消耗电能，电能转化为机械能。 7. 图甲是欧姆在研究电学原理时，设计的一款能测量电流大小的电流扭秤（内部结构如图乙）。容器A、B中装有不同温度的水银，以导线相连构成温差电源（AB两端存在电压，其电压大小由温差决定）。直线导体上方悬挂磁针，当导体中有电流通过时，磁针偏转；多次测试的实验数据如下表。 组别 水银温度 /°C 磁针偏转情况 A B 方向 角度 1 40 10 顺时针 3θ 2 40 20 顺时针 2θ 3 40 30 顺时针 θ 4 40 50 逆时针 θ （1）磁针发生偏转是因为通电导体周围存在 ； （2）根据欧姆的实验数据，若控制A、B中水银温度分别为20℃和50℃，可推测磁针偏转的方向及角度分别为 、 ； （3）相同温差下，为了使小磁针偏转更明显，可采用的方法是： 。 【答案】（1）磁场；（2）逆时针，3θ；（3）将直线导体换成导电线圈 【详解】（1）通电导体周围存在磁场，会对磁针产生力的作用，使磁针发生偏转。 （2）由表格数据可知，当A中水银温度低于B中水银温度时，磁针逆时针偏转；且AB中水银温度相差10℃的几倍，偏转角度就为θ的几倍，所以若控制A、B中水银温度分别为20℃和50℃，可推测磁针偏转的方向为逆时针，角度为3θ。 （3）相同温差下，为了使小磁针偏转更明显，则应使磁场更强，因此可以将直线导体换成导电线圈，让磁场变强。 题型五、运用控制变量法和转换法设计电与磁的相关实验 1. 实验小组用自制电磁铁探究影响电磁铁磁性强弱的因素。他们用相同的漆包线和相同的铁钉绕制成A、B两个电磁铁，B电磁铁线圈的匝数多。 （1）如图甲，闭合开关，A的钉尖是 （选填“N”或“S”）极；将滑动变阻器的滑片P向右移动，电流表的示数变 （选填“大”或“小”），吸引大头针的数目 （选填“变多”“不变”或“变少”）。 （2）如图乙，把A和B串联在电路中，闭合开关，多次移动滑动变阻器的滑片P，发现B总能吸引更多的大头针，通过比较，得出的结论是当电流相同时，线圈的匝数越多，电磁铁的磁性越 （选填“强”或“弱”）。 （3）电磁铁吸引的大头针下端分散的原因是 。 （4）实验中用到的探究方法有 和 。 （5）小组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粗细有关呢？于是他们将图乙中B的铁钉换为更粗的铁钉，比较A和B吸引大头针的数目。请你对这个方案进行评价： 。 【答案】（1）S，小，变少；（2）强；（3）同名磁极相互排斥；（4）控制变量法，转换法；（5）见解析 【详解】（1）如图甲，电流从电磁铁A的上方流入、下方流出，由安培定则可知，电磁铁A的上端是N极，下端的钉尖是S极。 滑动变阻器滑片P向右移动，接入电路电阻变大，由欧姆定律可知，电流变小，电流表的示数变小。电磁铁磁性强弱与电流大小有关，电流变小，磁性减弱，则吸引大头针的数目变少。 （2）A和B串联，电流大小相同，铁芯相同，线圈的匝数越多，电磁铁吸引的大头针越多，电磁铁的磁性越强。所以可以得出的结论是：电流相同，线圈的匝数越多，电磁铁的磁性越强。 （3）大头针被电磁铁磁化后，下端都具有相同的磁极，根据同名磁极相互排斥，所以下端会分散。 （4）探究电磁铁磁性强弱与电流、匝数关系时，控制其中一个因素不变，用了控制变量法；通过吸引大头针的数目来反映磁性强弱，用了转换法。 （5）电磁铁磁性的强弱跟电流的大小、线圈匝数多少等有关，A和B串联，通过它们的电流相等，B电磁铁线圈的匝数多，铁芯粗，A电磁铁线圈的匝数少，铁芯细，没有控制线圈匝数相同，无法比较。 2. 【探究名称】探究通电导体在磁场中受力的影响因素 【问题】小明发现金属棒在磁场中摆动的幅度不同，这体现了金属棒受力的大小不同，他设计了如图所示的装置进行探究，选用的实验器材有：铁架台，U形磁铁，电源，滑动变阻器，金属细线，长度和粗细均相同的铜棒和铝棒各一根，开关、导线若干。 【证据】 （1）实验中金属棒受力的大小可以通过观察细线与竖直方向的 来判断。 （2）将铜棒水平悬挂于磁场中的某位置，闭合开关并调节滑动变阻器滑片的位置，这是为了探究导体在磁场中受力大小与 的关系。 （3）小明保持滑动变阻器滑片位置不变，将铜棒换成铝棒进行实验，探究导体在磁场中受力大小与导体材料的关系，并得出结论。你认为他的结论 （选填“可信”或“不可信”），原因是 。 （4）若要探究导体在磁场中受力的大小与磁场强弱的关系，实验中还需要增加的器材是 。 【解释】…… 【交流】 （1）通电导体在磁场中受到力的作用，生活中利用该原理制成了 （选填“发电机”或“电动机”）。 （2）某同学连接电路时，不小心将与导体棒相连的两根导线接反了，闭合开关后发现导体棒反向摆动，由此可提出一个可供探究的问题是 。 【答案】夹角 电流大小 不可信 见详解 磁性更强的磁铁 电动机 见详解 【详解】 【证据】（1）实验中金属棒受力的大小可以通过观察金属细线与竖直方向的夹角来判断。 （2）将铜棒水平悬挂于磁场中的某位置，闭合开关并调节滑动变阻器滑片的位置，金属细线偏转的角度发生变化，可得出结论：当磁场的强弱与材料相同时，电流不同，通电导体受到的力不同，这是为了探究导体在磁场中受力大小与电流大小的关系。 （3）小明保持滑动变阻器滑片位置不变，将铜棒换成铝棒进行实验，探究导体在磁场中受力大小与导体材料的关系，并得出结论。 这个结论不可行，因为长度、粗细相同的铜棒和铝棒的电阻不同。 （4）实验中采用的是控制变量法；探究受力大小与磁场强弱时，需要改变磁场的强弱，故需要磁性更强的磁铁。 【交流】（1）闭合开关，电路中有电流，通电直导线在磁场中受力而运动，电动机就是利用该原理制成的。 （2）不小心将与导体棒相连的两根导线接反了，闭合开关后发现导体棒反向摆动，运动方向发生了变化，说明受力方向与电流的方向有关，所以探究的是通电导体在磁场中受力方向与电流方向是否有关。 3. 如图所示是“探究感应电流产生的条件”实验装置。 （1）实验中，AB棒的材料可能是 （选填“塑料”或“铝”）； （2）我们可以通过 来判断电路中是否有感应电流产生。 （3）闭合开关，实验探究过程记录如表所示： 次数 AB棒在磁场中的运动情况 是否有感应电流 1 静止 无 2 沿磁场方向运动（不切割磁感线运动） 无 3 切割磁感线运动 有 据实验现象，初步得出电路中产生感应电流的条件是：闭合电路的一部分导体在磁场中做 运动。 （4）保持AB棒运动方向不变，仅将磁体N、S极对调，重复上述实验，是为了探究感应电流方向与 的关系。 （5）若将此装置中灵敏电流计换成 可进一步探究电动机的工作原理。 【答案】（1）铝；（2）灵敏电流计的指针是否偏转；（3）切割磁感线；（4）磁场的方向；（5）电源 【详解】（1）在探究电磁感应现象的实验中，我们必须保证处于磁场中的这部分是导体，铝是导体，所以我们应选择铝棒。 （2）图中的灵敏电流计的指针，在电路中没有电流时，指在表盘中央；当有电流时，指针发生了偏转，由此可知，我们可以根据灵敏电流计指针是否偏转判断电路中是否有感应电流产生。 （3）三次实验中，只有在AB棒在磁场中做切割磁感线运动时才会产生感应电流，则我们可以得出结论：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中才会产生感应电流，在此过程中，主要是将机械能转化为电能。 （4）保持AB棒运动方向不变，仅将磁体N、S极对调，重复上述实验时，只有磁场的方向发生了改变，则是为了探究感应电流的方向与磁场方向的关系。 （5）电动机工作时，是将电能转化为机械能，由此可知，我们需要在电路中添加电源，即将灵敏电流计换成电源。 4. 某班同学分成两个实验小组，利用如图装置进行了一系列的探究。 （1）小明组在探究“磁场对通电导体的作用”时，应在图中MN之间接入 。小华组在探究“产生感应电流的条件”时，应在图中MN之间接入 。（均选填“电压表”“灵敏电流计”或“电源”） （2）小华组记录的实验数据如表所示。综合分析可知，闭合电路的部分导体在磁场中做 运动时会产生感应电流。 序号 开关 ab运动方向 ab中电流方向 1 断开 水平向左 无电流 2 闭合 竖直向上 无电流 3 闭合 竖直向下 无电流 4 闭合 水平向左 由b向a 5 闭合 水平向右 由a向b （3）“电动牙刷”被称为现代口腔护理小能手。当它接通电源后，通过高频振动有效清除牙菌斑，它的工作原理与 （选填“小明”或“小华”）组的实验结论相同。 【答案】（1）电源，灵敏电流计；（2）切割磁感线；（3）小明 【详解】（1）小明组在探究“磁场对通电导体的作用”时，电路中应有电流，应在图中MN之间接入电源。小华组在探究“产生感应电流的条件”时，需要观察是否产生了感应电流，所以应在图中MN之间接入灵敏电流计。 （2）小华组记录的实验数据如表所示。综合分析可知，只有电路闭合且导体在做切割磁感线运动时才会产生感应电流，因此可以得出：闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时会产生感应电流。 （3）“电动牙刷”被称为现代口腔护理小能手。当它接通电源后，电路中有电流，通过高频振动有效清除牙菌斑，它的工作原理是通电导体在磁场中受力的作用，所以与小明组的实验结论相同。 5．如图－1，实验小组在做“探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件”的实验，蹄形磁体水平放置。 （1）此装置中蹄形磁体两个磁极正对区域的磁感线方向是向 （选填“上”或“下”）的，灵敏电流计在本实验中的主要作用是 ； （2）小明利用此装置进行了多次尝试，观察灵敏电流计的指针是否偏转，记录实验现象如下表： 实验 次数 开关 状态 磁体 运动情况 导体ab 运动情况 灵敏电流计 指针偏转情况 1 断开 静止 左右运动 不偏转 2 闭合 静止 左右运动 偏转 3 闭合 静止 上下运动 不偏转 4 闭合 静止 前后运动 不偏转 5 闭合 左右运动 静止 偏转 6 闭合 上下运动 静止 不偏转 7 闭合 前后运动 静止 不偏转 小明分析实验现象后得出结论：当闭合电路中的一部分导体在磁场中做 运动时，导体中会产生感应电流； （3）小明发现第2次和第5次实验中灵敏电流计的指针都是左右偏转，他想进一步探究感应电流的方向与什么因素有关，于是利用原有实验器材又做了3次实验，记录实验现象如下表： 实验次数 开关状态 磁极位置 导体ab运动方向 灵敏电流计指针偏转方向 8 闭合 上N下S 向左运动 向右偏转 9 闭合 上S下N 向左运动 向左偏转 10 闭合 上S下N 向右运动 向右偏转 对比第8、9两次实验可知，感应电流的方向与 方向有关；对比 两次实验可知，感应电流的方向与导体切割磁感线的方向有关； （4）若要探究磁场对通电导体的作用，需将本实验装置中的灵敏电流计换成 ； （5）小丽将实验装置改装如图－2，闭合开关，水平向右拨动导体棒ab，发现导体棒cd也随之运动起来，该装置中导体棒cd的工作原理与 （选填“电动机”或“发电机”）的工作原理相同。 【答案】（1）下，检验电路中是否有感应电流和判断感应电流的方向；（2）切割磁感线；（3）磁场， 9、10；（4）电源；（5）电动机 【详解】（1）由于磁体外部的磁感线方向是由N极出发，回到S极，图—1中，蹄形磁体上N下S，所以两个磁极正对区域的磁感线方向是向下的。 由于导体中是否有电流产生，不能直接观察，所以实验中运用转换法，通过观察电流计指针偏转，判断电路中有电流产生，通过观察电流计指针偏转方向，判断电路电流方向，所以灵敏电流计在本实验中的主要作用是检验电路中是否有感应电流和判断感应电流的方向。 （2）分析表格中的数据发现，开关是闭合状态时，磁体与导体ab相对运动，且导体ab必须做切割磁感线运动时，灵敏电流计的指针才发生偏转，即电路中有电流产生，所以分析实验现象后得出结论：当闭合电路中的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中会产生感应电流。 （3）分析表格中第8、9两次实验数据发现，开关是闭合状态时，导体ab运动方向不变，磁极位置对调。即磁感线方向发生改变，灵敏电流计指针偏转发向发生改变，即导体中电流方向发生改变，所以可得感应电流的方向与磁场方向有关。 要探究感应电流的方向与导体切割磁感线的方向有关，由控制变量法可知，应控制磁感线方向不变，即磁极位置不变，导体ab运动方向改变，由表格中的数据可知，应对比9、10两次实验。 （4）要探究磁场对通电导体的作用，则导体中必须由电流通过，所以电路中需要电源，故需将本实验装置中的灵敏电流计换成电源。 （5）由图－2可知，水平向右拨动导体棒ab，由电磁感应原理可知，则导体棒ab中有电流产生，导体棒ab中的电流通过导线流向导体棒cd，由于通电导体在磁场中受到力的作用，所以导体棒cd也随之运动起来，故该装置中导体棒cd的工作原理与电动机的工作原理相同。 6. 发电机是如何发电的呢？同学们用如图所示的装置进行探究。 （1）将导体ab静止悬挂起来后，闭合开关，灵敏电流计G的指针不偏转，说明电路中 （选填“有”或“无”）电流产生； （2）小芳无意间碰到导体ab，导体ab晃动起来，小明发现灵敏电流计G的指针发生了偏转，就说：“让导体在磁场中运动就可产生电流” 。但小芳说：“不一定，还要看导体怎样运动” 。为判断谁的说法正确，他们继续探究，并把观察到的现象记录在下表中。 序号 磁体摆放方向 ab运动方向 电流计指针偏转情况 1 N极在上 竖直上下运动 不偏转 2 水平向左运动 向右偏转 3 水平向右运动 向左偏转 4 N极在下 竖直上下运动 不偏转 5 水平向左运动 向左偏转 6 水平向右运动 向右偏转 分析实验现象后，同学们一致认为小芳的观点是 （选填“正确”或“错误”）的。比较第2、3次实验的现象发现，产生的电流的方向跟 有关；比较第3、6次实验的现象发现，产生的电流的方向还跟 有关； （3）在整理器材时，小明未断开开关，先撤去蹄形磁体，有同学发现电流计的指针又偏转了！他们再重复刚才的操作，发现电流计的指针仍偏转，请教老师后得知，不论是导体运动还是磁体运动，只要闭合电路的一部分导体在 中做 运动，电路中就会产生感应电流，这就是发电机发电的原理。 【答案】（1）无；（2）正确，导体切割磁感线运动的方向，磁场方向；（3）磁场，切割磁感线 【详解】（1）实验中根据灵敏电流计G的指针是否偏转判断有无电流产生。将导体ab静止悬挂起来后，闭合开关，灵敏电流计G的指针不偏转，说明电路中无电流产生。 （2）由表可知，导体ab水平左右运动时电流计指针才偏转，竖直上下运动时指针不偏转，说明小芳的观点是正确的。 比较第2、3次实验，磁场方向相同，导体ab运动方向相反，电流计指针偏转方向相反，说明产生的电流的方向跟导体切割磁感线运动的方向有关。 比较第3、6次实验，导体切割磁感线运动的方向相同，磁场方向相反，电流计指针偏转方向相反，说明产生的电流的方向跟磁场方向有关。 （3）根据电磁感应原理可知，不论是导体运动还是磁体运动，只要闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，电路中就会产生感应电流，这就是发电机发电的原理。 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $