16.3 电磁铁（导学案）物理新教材沪粤版九年级下册

16.3 电磁铁（导学案） 【学习目标】 2022年课程标准 物理素养 3.4.3 结合实例，认识电磁铁的组成和工作特性。知道电磁铁磁性强弱与线圈匝数、电流大小的关系。了解电磁铁在生产生活中的应用。 物理观念：明确电磁铁的组成（线圈+铁芯）及“通电有磁性、断电无磁性”的特性，掌握磁性强弱的影响因素，建立电与磁转化的具象认知。 科学思维：通过控制变量法设计实验，分析电流、匝数与磁性强弱的关系，发展归纳推理和实验设计能力，能区分电磁铁与永磁体的差异。 科学探究：参与电磁铁制作及磁性探究实验，掌握“转换法”（用吸引大头针数目反映磁性强弱）的应用，提升实验操作和数据处理能力。 科学态度与责任：了解我国磁浮列车等电磁铁应用成果，增强科技自信；认识电磁铁在生产生活中的价值，培养将科学知识与实际应用结合的意识。 【学习重点】 1．电磁铁的组成（线圈、铁芯）及工作特性（通断电磁性变化）； 2．影响电磁铁磁性强弱的因素（电流大小、线圈匝数）及实验探究方法； 3．电磁铁在生产生活中的典型应用（磁浮列车、电磁起重机、电铃等）及工作原理。 【学习难点】 1．控制变量法在“探究磁性强弱影响因素”实验中的规范应用（控制无关变量，改变自变量）； 2．铁芯对电磁铁磁性的增强作用及原理理解； 3．电铃等复杂应用中电磁铁工作过程的动态分析。 【自主预习】阅读教材，完成以下问题： 1．电磁铁是由______和______两部分组成的，本质是带有______的螺线管。 2．电磁铁的核心特性是：______时有磁性，______时磁性消失，磁性的有无可以通过____________直接控制。 3．实验表明，在通电螺线管内插入铁钉（铁芯），其磁性会______；若插入竹筷等非磁性材料，磁性______（会/不会）明显变化。 4．猜测影响电磁铁磁性强弱的因素：____________、____________（至少写出两种，结合教材提示）。 5．电磁铁在生活中的应用有____________、__________________等（举教材中两例）。 【课堂探究】 探究一、认识电磁铁——组成与基本特性 1．探究目标 明确电磁铁的结构组成，掌握简易电磁铁的制作方法；验证电磁铁“通断电磁性变化”及“铁芯增强磁性”的特性。。 2．探究过程 （1）实验器材：漆包线、大铁钉、塑料管、胶带、大头针、电源、开关、导线。 （2）实验步骤： ①制作螺线管：将漆包线紧密绕在塑料管上，两端剥去漆皮，用胶带固定，制成螺线管； ②组装电磁铁：将大铁钉插入螺线管内，连接图所示电路（螺线管、开关、电源串联）； ③验证通断电特性：① 断开开关，用螺线管靠近大头针，观察现象；② 闭合开关，再次靠近大头针，记录现象；③ 断开开关，观察磁性是否消失； ④验证铁芯作用：取出铁钉，换成竹筷插入螺线管，闭合开关，观察吸引大头针的数目与插入铁钉时的差异。 3．探究结论 （1）电磁铁的基本组成：______（绕制螺线管）和______（增强磁性），缺一不可； （2）通断电特性：______时产生磁性，______时磁性消失，实现磁性的“可控有无”； （3）铁芯的作用：____________（选填“增强”或“减弱”）螺线管的磁性，非磁性材料（如竹筷）无此作用。 【例题1】 关于电磁铁的组成和特性，下列说法正确的是（ ） A．电磁铁只需线圈就能工作，无需铁芯 B．电磁铁断电后仍有剩余磁性 C．插入铁芯后，螺线管的磁性会增强 D．竹筷插入螺线管能增强磁性 探究二、探究电磁铁磁性强弱的影响因素 1．探究目标 （1）用控制变量法探究电流大小、线圈匝数对电磁铁磁性强弱的影响； （2）学会用“吸引大头针数目”反映磁性强弱（转换法）。 2．探究过程 （1）实验器材：电源、开关、滑动变阻器、不同匝数的电磁铁（2个）、导线、大头针。 （2）实验思路： ① 探究与电流大小的关系：控制____________不变，通过滑动变阻器改变电路电流，比较吸引大头针数目； ② 探究与线圈匝数的关系：控制____________不变，将不同匝数的电磁铁串联（保证电流相同），比较吸引大头针数目。 （3）实验步骤与数据记录： ①按图16-3-6(a)连接电路（单电磁铁+滑动变阻器），线圈匝数固定为50匝，调节滑片使②电流为0.5A，记录吸引大头针数目；再调节滑片使电流为1.0A，重复实验； ③按图16-3-6(b)连接电路（50匝和100匝电磁铁串联），闭合开关，保证电流相同（0.5A），分别记录两个电磁铁吸引的大头针数目； ④将数据填入下表： 线圈匝数n/匝 电流I/A 吸引的大头针数目 磁性强弱判断（强/中/弱） 50 0.5 8 中 50 1.0 16 强 100 0.5 15 强 3．探究结论 （1）控制线圈匝数不变时，通过电磁铁的______越大，吸引的大头针数目越多，磁性越______； （2）控制电流大小不变时，电磁铁的____________越多，吸引的大头针数目越多，磁性越______； （3）综上，电磁铁磁性强弱与____________和____________有关。 【例题2】 在探究电磁铁磁性强弱与线圈匝数的关系时，将两个不同匝数的电磁铁串联接入电路，其目的是（ ） A．增大电路中的电流 B．控制两个电磁铁的电流相同 C．简化电路连接 D．使两个电磁铁的磁性都增强 【例题3】 如图16-3-9所示电路，要使电磁铁磁性增强，下列方法可行的是（ ） A．断开开关 B．将滑动变阻器滑片向右移 C．将滑动变阻器滑片向左移 D．减少线圈匝数 探究三、电磁铁的应用——原理与价值 1．探究目标 （1）分析电铃、磁浮列车等实例的工作原理，理解电磁铁“可控性”的应用价值； （2）归纳改变电磁铁磁场的方法，明确其核心优势。 2．探究过程 （1）实例分析1：电铃工作原理（图16-3-7） ①闭合开关，电流通过电磁铁，电磁铁产生______，吸引衔铁，带动小锤敲击铃碗发声； ②衔铁被吸引时，与电源触点分离，电路______，电磁铁磁性______，衔铁在弹簧片作用下复位，触点重新接触，电路再次接通； ③重复上述过程，电铃持续发声。核心：利用电磁铁“通断磁性变化”实现循环动作。 （2）实例分析2：磁浮列车 轨道和列车底部的电磁铁相互作用（同名磁极排斥），使列车悬浮，减少____________，提高运行速度。核心：利用电磁铁磁性的“可控性”调节排斥力。 （3）方法归纳：结合教材作业2，填写改变电磁铁磁场的方法： 改变电磁铁磁场的方式 具体方法 控制磁场的存在和消失 ____________________________________ 增强电磁铁的磁性 ____________________________________ 改变电磁铁的磁场方向 ____________________________________ 3．探究结论 （1）电磁铁的核心应用优势：磁性的______、______、______均可通过电路控制（“三可控”）； （2）生产生活中，电磁铁凭借“可控性”广泛应用于____________、____________、电铃、电话等设备中； （3）计算机磁盘的信息存储与读取，也利用了磁头电流产生的磁场使磁盘磁性材料磁化的原理。 【例题4】电磁起重机能吸起成吨的钢材，松开开关后钢材就会落下，这利用了电磁铁的什么特性？ 【例题5】 请说出电磁铁相比永磁体的两个突出优点。 【归纳整理】 【课堂练习】 题组A 基础过关练 1．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 2．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 3．电磁铁 (1)电磁铁：带 的螺线管叫作电磁铁。 (2)原理：在螺线管内插一个铁芯，当电流通过带铁芯的螺线管时，螺线管中的铁芯就被电流的磁场磁化成了 ，使通电螺线管的磁性 ；当断开电路时，它们的磁性就立即 了。 4．在探究“电磁铁的磁性强弱与哪些因素有关”的实验中，小聪连接了如图所示的电路，电磁铁A端放有一小磁针，闭合开关，小磁针 （选填“顺”或“逆”）时针转动，向右移动滑动变阻器的滑片，电磁铁磁性 （选填“增强”、“减弱”或“不变”）。电磁铁磁性的强弱还与线圈匝数有关，匝数越多，磁性越 （选填“强”或“弱”）。 5．如图是小新同学探究电磁铁验性强弱的示意图，A、B两个电磁铁串联是为了保证让 相同。他在实验中发现铁钉A比B能吸引更多的大头针，由此可知，当 一定时，电磁铁的线圈匝数越多，磁性 。将滑动变阻器的滑片向右移动时，铁钉吸引的大头针 （选填“变多”、“变少”或“没有变化”）。 6．小红按如图所示的电路进行实验。闭合开关后，螺线管的上端为 极，现在吸不起硬币，为了将螺线管下方的硬币吸起，她应当将滑动变阻器的滑片向 端移动。 题组B 能力提升练 1．如图所示，条形磁铁放在水平桌面上左端的S极正对着在同一水平线上的电磁铁，当电磁铁通电时，条形磁铁静止且受到向左的吸引力，则下列说法正确的是（　　） A．条形磁铁受到向左的摩擦力 B．电磁铁中的电流方向是a流向b C．电磁铁受到的吸引力和条形磁铁受到的摩擦力方向相同，均水平向右 D．电磁铁对条形磁铁的吸引力和条形磁铁受到的摩擦力是一对相互作用力 2．闭合开关S后．小磁针静止时如图所示，则该小磁针的 （选填“A”或“B”）端为N极。 3．电与磁之间存在着相互联系，彰显物理现象的对称、统一之美。 (1)如图甲所示，小雨利用干电池、导线和小磁针进行实验。通电后小磁针发生偏转，断电后小磁针复位。实验表明 ； (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，如图乙所示。实验结果表明：通电螺线管外部的磁场与 的磁场一样； (3)如图丙是小磁针在通电螺丝管右端静止时的情形，其中黑色端为极，则图中电流表的下端为 （选填“正”或“负”）接线柱。 4．在探究“电磁铁磁性强弱的影响因素”实验中，小乐同学利用电源、开关、滑动变阻器、两根完全相同的铁钉、表面绝缘的铜线、大头针若干，制成简易电磁铁甲、乙，并设计了如图1所示的电路。 (1)实验中通过观察电磁铁 的不同，可以判断电磁铁的磁性强弱不同； (2)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增加，说明电流越 ，电磁铁磁性越强； (3)小乐又查阅了有关资料知道：物理学中常用磁感线来形象地描述磁场，用磁感应强度（用字母B表示）来描述磁场的强弱，它的国际单位是特斯拉（符号是T），磁感应强度B越大表明磁场越强；表明没有磁场。有一种电阻，它的大小随磁场强弱的变化而变化，这种电阻叫做磁敏电阻，图2所示是某磁敏电阻R的阻值随磁感应强度B变化的图象。为了研究某磁敏电阻R的性质，小明设计了如图3所示的电路进行实验，请解答下列问题： ①当断开，闭合时，电压表的示数为3V，则此时电流表的示数为 A； ②闭合和，移动两个滑动变阻器的滑片，当电流表示数为0.04A时，电压表的示数为6V，由图象可得，此时该磁敏电阻所在位置的磁感应强度为 T。 5．利用如图甲所示实验装置探究“磁体的磁性强弱是否与温度有关”。 (1)被磁铁吸引的大头针下端是分散的，这是因为大头针被磁场磁化后， ； (2)用酒精灯给磁铁加热，开始时如图甲所示，当磁铁被烧红时，现象如图乙所示，可以得出结论：温度越高，磁体的磁性越 ； (3)根据探究结论，小组成员设计了如图丙所示的温度报警器，工作原理为：当条形磁体温度逐渐升高时，钢质弹簧开关将 （选填“闭合”或“断开”），实现报警； (4)课本中还有一种精确温度报警装置（如图丁），当温度达到 ℃时，电铃响，实现报警； (5)图丁中的螺线管中有电流通过时，N极在螺线管的 端（选填“左”或“右”）。 题组C 培优拔尖练 1．（1）如图甲所示的电铃电路， 开关时，电磁铁产生磁性，吸引 （选填“螺钉A”或“衔铁B”），鼓槌向下敲击铃碗发声。但同时A和B分离，电路断开，鼓槌又被弹簧片弹回；B与 接触，又将电路接通，如此反复； （2）科学家猜测，A地海龟在春季是利用地磁场（如图乙）向地理南极返回出生地的。 ①在春季A地某屏蔽磁场的实验室中，无磁场环境下海龟无固定游向；当把海龟置于模拟地磁场中（图丙中1为磁体N极，2为磁体 极），按科学家猜测，海龟应向 游动（选填“左”或“右”）； ②地磁场在缓慢地变化。科学家每年记录海龟出生地筑巢地点移动的方向，并追踪地磁场的微小移动方向，发现海龟筑巢地点的移动方向与地磁场的微小移动方向 （选填“一致”或“不一致”），并与地理南北方向有一个夹角，这一现象符合最初的猜测。 2．通电螺线管的外部磁场与条形磁体周围磁场相似，如图1所示。 (1)螺线管实际上就是由多个单匝圆形线圈组成，通电螺线管的磁场可以看成由每一个单匝圆形通电线圈的磁场叠加而成，现有一单匝圆形通电线圈中的电流方向如图2所示，则其B端是 极（选填“N”或“S”）。 (2)地球周围存在磁场，则图3中地球上方为地磁 极（选填“N”或“S”）。 (3)有学者认为，地磁场是由于地球带电自转形成环形电流引起的，结合图1和图2分析推断：地球的环形电流方向与地球自转方向 （选填“相同”或“相反”）。物理学规定正电荷定向移动的方向为电流方向，那么地球带 （选填“正”或“负”）电。 【课后反思】 本节课学习中，你有哪些收获，还有哪些问题？ 1/1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 16.3 电磁铁（导学案） 【学习目标】 2022年课程标准 物理素养 3.4.3 结合实例，认识电磁铁的组成和工作特性。知道电磁铁磁性强弱与线圈匝数、电流大小的关系。了解电磁铁在生产生活中的应用。 物理观念：明确电磁铁的组成（线圈+铁芯）及“通电有磁性、断电无磁性”的特性，掌握磁性强弱的影响因素，建立电与磁转化的具象认知。 科学思维：通过控制变量法设计实验，分析电流、匝数与磁性强弱的关系，发展归纳推理和实验设计能力，能区分电磁铁与永磁体的差异。 科学探究：参与电磁铁制作及磁性探究实验，掌握“转换法”（用吸引大头针数目反映磁性强弱）的应用，提升实验操作和数据处理能力。 科学态度与责任：了解我国磁浮列车等电磁铁应用成果，增强科技自信；认识电磁铁在生产生活中的价值，培养将科学知识与实际应用结合的意识。 【学习重点】 1．电磁铁的组成（线圈、铁芯）及工作特性（通断电磁性变化）； 2．影响电磁铁磁性强弱的因素（电流大小、线圈匝数）及实验探究方法； 3．电磁铁在生产生活中的典型应用（磁浮列车、电磁起重机、电铃等）及工作原理。 【学习难点】 1．控制变量法在“探究磁性强弱影响因素”实验中的规范应用（控制无关变量，改变自变量）； 2．铁芯对电磁铁磁性的增强作用及原理理解； 3．电铃等复杂应用中电磁铁工作过程的动态分析。 【自主预习】阅读教材，完成以下问题： 1．电磁铁是由线圈和铁芯两部分组成的，本质是带有铁芯的螺线管。 2．电磁铁的核心特性是：通电时有磁性，断电时磁性消失，磁性的有无可以通过通断电流直接控制。 3．实验表明，在通电螺线管内插入铁钉（铁芯），其磁性会增强；若插入竹筷等非磁性材料，磁性不会（会/不会）明显变化。 4．猜测影响电磁铁磁性强弱的因素：电流大小、线圈匝数（至少写出两种，结合教材提示）。 5．电磁铁在生活中的应用有磁浮列车、电磁起重机等（举教材中两例）。 【课堂探究】 探究一、认识电磁铁——组成与基本特性 1．探究目标 明确电磁铁的结构组成，掌握简易电磁铁的制作方法；验证电磁铁“通断电磁性变化”及“铁芯增强磁性”的特性。。 2．探究过程 （1）实验器材：漆包线、大铁钉、塑料管、胶带、大头针、电源、开关、导线。 （2）实验步骤： ①制作螺线管：将漆包线紧密绕在塑料管上，两端剥去漆皮，用胶带固定，制成螺线管； ②组装电磁铁：将大铁钉插入螺线管内，连接图所示电路（螺线管、开关、电源串联）； ③验证通断电特性：① 断开开关，用螺线管靠近大头针，观察现象；② 闭合开关，再次靠近大头针，记录现象；③ 断开开关，观察磁性是否消失； ④验证铁芯作用：取出铁钉，换成竹筷插入螺线管，闭合开关，观察吸引大头针的数目与插入铁钉时的差异。 3．探究结论 （1）电磁铁的基本组成：线圈（绕制螺线管）和铁芯（增强磁性），缺一不可； （2）通断电特性：通电时产生磁性，断电时磁性消失，实现磁性的“可控有无”； （3）铁芯的作用：增强（选填“增强”或“减弱”）螺线管的磁性，非磁性材料（如竹筷）无此作用。 【例题1】 关于电磁铁的组成和特性，下列说法正确的是（ ） A．电磁铁只需线圈就能工作，无需铁芯 B．电磁铁断电后仍有剩余磁性 C．插入铁芯后，螺线管的磁性会增强 D．竹筷插入螺线管能增强磁性 【答案】C 【解析】 电磁铁由线圈和铁芯组成，缺一不可，A错误；电磁铁断电后磁性消失，无剩余磁性，B错误；铁芯能显著增强螺线管磁性，C正确；竹筷是非磁性材料，无法增强磁性，D错误。 探究二、探究电磁铁磁性强弱的影响因素 1．探究目标 （1）用控制变量法探究电流大小、线圈匝数对电磁铁磁性强弱的影响； （2）学会用“吸引大头针数目”反映磁性强弱（转换法）。 2．探究过程 （1）实验器材：电源、开关、滑动变阻器、不同匝数的电磁铁（2个）、导线、大头针。 （2）实验思路： ① 探究与电流大小的关系：控制线圈匝数不变，通过滑动变阻器改变电路电流，比较吸引大头针数目； ② 探究与线圈匝数的关系：控制电流大小不变，将不同匝数的电磁铁串联（保证电流相同），比较吸引大头针数目。 （3）实验步骤与数据记录： ①按图16-3-6(a)连接电路（单电磁铁+滑动变阻器），线圈匝数固定为50匝，调节滑片使②电流为0.5A，记录吸引大头针数目；再调节滑片使电流为1.0A，重复实验； ③按图16-3-6(b)连接电路（50匝和100匝电磁铁串联），闭合开关，保证电流相同（0.5A），分别记录两个电磁铁吸引的大头针数目； ④将数据填入下表： 线圈匝数n/匝 电流I/A 吸引的大头针数目 磁性强弱判断（强/中/弱） 50 0.5 8 中 50 1.0 16 强 100 0.5 15 强 3．探究结论 （1）控制线圈匝数不变时，通过电磁铁的电流越大，吸引的大头针数目越多，磁性越强； （2）控制电流大小不变时，电磁铁的线圈匝数越多，吸引的大头针数目越多，磁性越强； （3）综上，电磁铁磁性强弱与电流大小和线圈匝数有关。 【例题2】 在探究电磁铁磁性强弱与线圈匝数的关系时，将两个不同匝数的电磁铁串联接入电路，其目的是（ ） A．增大电路中的电流 B．控制两个电磁铁的电流相同 C．简化电路连接 D．使两个电磁铁的磁性都增强 【答案】B 【解析】 探究磁性与匝数的关系需用控制变量法，控制电流不变。串联电路中电流处处相等，将两电磁铁串联可保证电流相同，排除电流对实验的干扰，B正确。 【例题3】 如图16-3-9所示电路，要使电磁铁磁性增强，下列方法可行的是（ ） A．断开开关 B．将滑动变阻器滑片向右移 C．将滑动变阻器滑片向左移 D．减少线圈匝数 【答案】C 【解析】 断开开关电磁铁无磁性，A错误；滑片向左移，滑动变阻器电阻变小，电路电流变大，磁性增强，C正确；滑片右移电流变小，B错误；减少匝数会使磁性减弱，D错误。 探究三、电磁铁的应用——原理与价值 1．探究目标 （1）分析电铃、磁浮列车等实例的工作原理，理解电磁铁“可控性”的应用价值； （2）归纳改变电磁铁磁场的方法，明确其核心优势。 2．探究过程 （1）实例分析1：电铃工作原理（图16-3-7） ①闭合开关，电流通过电磁铁，电磁铁产生磁性，吸引衔铁，带动小锤敲击铃碗发声； ②衔铁被吸引时，与电源触点分离，电路断开，电磁铁磁性消失，衔铁在弹簧片作用下复位，触点重新接触，电路再次接通； ③重复上述过程，电铃持续发声。核心：利用电磁铁“通断磁性变化”实现循环动作。 （2）实例分析2：磁浮列车 轨道和列车底部的电磁铁相互作用（同名磁极排斥），使列车悬浮，减少摩擦力，提高运行速度。核心：利用电磁铁磁性的“可控性”调节排斥力。 （3）方法归纳：结合教材作业2，填写改变电磁铁磁场的方法： 改变电磁铁磁场的方式 具体方法 控制磁场的存在和消失 通断电路（闭合开关有磁场，断开开关无磁场） 增强电磁铁的磁性 增大电路电流；增加线圈匝数 改变电磁铁的磁场方向 调换电源正负极（改变电流方向） 3．探究结论 （1）电磁铁的核心应用优势：磁性的有无、强弱、方向均可通过电路控制（“三可控”）； （2）生产生活中，电磁铁凭借“可控性”广泛应用于磁浮列车、电磁起重机、电铃、电话等设备中； （3）计算机磁盘的信息存储与读取，也利用了磁头电流产生的磁场使磁盘磁性材料磁化的原理。 【例题4】电磁起重机能吸起成吨的钢材，松开开关后钢材就会落下，这利用了电磁铁的什么特性？ 【例题5】 请说出电磁铁相比永磁体的两个突出优点。 【归纳整理】 【课堂练习】 题组A 基础过关练 1．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 【解析】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。 2．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，通过电磁铁的电流变大，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。 3．电磁铁 (1)电磁铁：带 的螺线管叫作电磁铁。 (2)原理：在螺线管内插一个铁芯，当电流通过带铁芯的螺线管时，螺线管中的铁芯就被电流的磁场磁化成了 ，使通电螺线管的磁性 ；当断开电路时，它们的磁性就立即 了。 【答案】(1)铁芯；(2)磁铁 大大增强 消失 【解析】（1）内部插入铁芯的通电螺线管，其磁性比通电螺线管大大增强。 （2）[1][2]当电流通过螺线管时，螺线管周围存在磁场，螺线管中的铁芯就被该磁场磁化成一个磁体，它周围也有磁场，和通电螺线管的磁场叠加在一起，使螺线管的磁性大大增强。实验中通过铁芯吸引大头针数目的多少来反映电磁铁磁性的强弱。 [3]通电螺线管有电流时有磁性，无电流时无磁性，故当电路断开时，它们的磁性消失。 4．在探究“电磁铁的磁性强弱与哪些因素有关”的实验中，小聪连接了如图所示的电路，电磁铁A端放有一小磁针，闭合开关，小磁针 （选填“顺”或“逆”）时针转动，向右移动滑动变阻器的滑片，电磁铁磁性 （选填“增强”、“减弱”或“不变”）。电磁铁磁性的强弱还与线圈匝数有关，匝数越多，磁性越 （选填“强”或“弱”）。 【答案】 顺 减弱 强 【解析】[1]由图可知螺线管中电流由左侧流入，则由安培定则可知，螺线管A端为N极，B端为S极，因异名磁极相互吸引，同名磁极相互排斥，则可知小磁针顺时针转动。 [2]若滑动变阻器的滑片P向右移动，滑动变阻器接入电路的电阻变大，则由欧姆定律可得线圈中的电流变小，则电磁铁的磁性减弱。 [3]电磁铁磁性的强弱除了和电流的大小有关，还与线圈的匝数有关，且匝数越多，磁性越强。 5．如图是小新同学探究电磁铁验性强弱的示意图，A、B两个电磁铁串联是为了保证让 相同。他在实验中发现铁钉A比B能吸引更多的大头针，由此可知，当 一定时，电磁铁的线圈匝数越多，磁性 。将滑动变阻器的滑片向右移动时，铁钉吸引的大头针 （选填“变多”、“变少”或“没有变化”）。 【答案】 电流 电流 越强 变少 【解析】[1]根据串联电路的电流处处相等的特点，所以，A、B两个电磁铁串联是为了保证电流相同。 [2][3]A、B两个电磁铁串联在电路中，电流相等，A电磁铁的线圈匝数越多，吸引的大头针越多，磁性越强。 [4]滑动变阻器滑片向右移动，变阻器接入电路中的电阻丝长度越长，电阻越大，在电压一定时，电路中的电流越小，根据控制变量法的思想，其他条件相同时，电流越小，电磁铁的磁性越弱，吸引的大头针数量变少。 6．小红按如图所示的电路进行实验。闭合开关后，螺线管的上端为 极，现在吸不起硬币，为了将螺线管下方的硬币吸起，她应当将滑动变阻器的滑片向 端移动。 【答案】 N/北 右 【解析】[1]由图知道，电流从上端流入，下端流出，由安培定则知道，螺线管的上端为N极，下端为S极。 [2]螺线管吸不起硬币，说明螺线管的磁性较弱，对硬币的引力较小；要想吸起硬币，需要增强螺线管的磁性，螺线管的匝数一定，需要增大通过螺线管的电流，由欧姆定律知道，要减小滑动变阻器接入电路的电阻，所以，滑片应该向右移动。 题组B 能力提升练 1．如图所示，条形磁铁放在水平桌面上左端的S极正对着在同一水平线上的电磁铁，当电磁铁通电时，条形磁铁静止且受到向左的吸引力，则下列说法正确的是（　　） A．条形磁铁受到向左的摩擦力 B．电磁铁中的电流方向是a流向b C．电磁铁受到的吸引力和条形磁铁受到的摩擦力方向相同，均水平向右 D．电磁铁对条形磁铁的吸引力和条形磁铁受到的摩擦力是一对相互作用力 【答案】C 【解析】A．条形磁铁静止，处于平衡状态，且受到向左的吸引力，因此受到一个水平向右的静摩擦力与之平衡，故A错误； B．条形磁铁左端是S极，与电磁铁相吸，电磁铁右端为N极，利用安培定则判定电流从b端流入，a端流出，故B错误； C．电磁铁受到磁铁水平向右的吸引力与条形磁铁受到的水平向右的摩擦力方向相同，故C正确； D．电磁铁对条形磁铁的吸引力和条形磁铁受到的摩擦力受力物体均为条形磁铁，它们是一对平衡力，故D错误。 故选C。 2．闭合开关S后．小磁针静止时如图所示，则该小磁针的 （选填“A”或“B”）端为N极。 【答案】A 【解析】由图可知，电流从螺线管的下端流入，上端流出。用右手握住螺线管，四指顺着电流方向（向下），大拇指指向上端，所以螺线管的上端为N极，下端为S极。 根据磁极间的相互作用规律：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。 小磁针靠近螺线管N极的一端应该是S极，另一端（A 端）就是N极。 3．电与磁之间存在着相互联系，彰显物理现象的对称、统一之美。 (1)如图甲所示，小雨利用干电池、导线和小磁针进行实验。通电后小磁针发生偏转，断电后小磁针复位。实验表明 ； (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，如图乙所示。实验结果表明：通电螺线管外部的磁场与 的磁场一样； (3)如图丙是小磁针在通电螺丝管右端静止时的情形，其中黑色端为极，则图中电流表的下端为 （选填“正”或“负”）接线柱。 【答案】(1)电流周围存在磁场/通电导体周围存在磁场；(2)条形磁体；(3)正 【解析】（1）此实验为奥斯特实验，实验中观察到通电后小磁针发生偏转，说明小磁针受到磁场力的作用，断电后小磁针复位，磁场消失，实验表明通电导体周围存在磁场。 （2）铁屑的分布情况显示磁感线的形状，实验结果表明，通电螺线管外部的磁场与条形磁体的磁场一样，两端磁性最强，中间磁性最弱。 （3）如图丙是小磁针在通电螺线管右端静止时的情形，其中黑色端为N极，则白色为S极，因异名磁极相互吸引，故螺线管右侧为N，根据安培定则知，电流从右侧向上流入，故图中电流表的下端为正接线柱。 4．在探究“电磁铁磁性强弱的影响因素”实验中，小乐同学利用电源、开关、滑动变阻器、两根完全相同的铁钉、表面绝缘的铜线、大头针若干，制成简易电磁铁甲、乙，并设计了如图1所示的电路。 (1)实验中通过观察电磁铁 的不同，可以判断电磁铁的磁性强弱不同； (2)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增加，说明电流越 ，电磁铁磁性越强； (3)小乐又查阅了有关资料知道：物理学中常用磁感线来形象地描述磁场，用磁感应强度（用字母B表示）来描述磁场的强弱，它的国际单位是特斯拉（符号是T），磁感应强度B越大表明磁场越强；表明没有磁场。有一种电阻，它的大小随磁场强弱的变化而变化，这种电阻叫做磁敏电阻，图2所示是某磁敏电阻R的阻值随磁感应强度B变化的图象。为了研究某磁敏电阻R的性质，小明设计了如图3所示的电路进行实验，请解答下列问题： ①当断开，闭合时，电压表的示数为3V，则此时电流表的示数为 A； ②闭合和，移动两个滑动变阻器的滑片，当电流表示数为0.04A时，电压表的示数为6V，由图象可得，此时该磁敏电阻所在位置的磁感应强度为 T。 【答案】(1)吸引大头针的个数；(2)大；(3)0.03 0.3 【解析】（1）磁性的强弱是直接看不出来的，可以通过电磁铁吸引大头针的多少来认识其磁性强弱，电磁铁吸引的大头针个数越多说明磁性越强。 （2）当滑动变阻器滑片向左移动时，接入电路中的总电阻变小，根据欧姆定律可知电路中的电流变大，电磁铁甲、乙吸引大头针的个数增加，说明电流越大，电磁铁磁性越强。 （3）[1]由图3可知，当S1断开，螺线管中没有磁性，即B=0，由图象知此时R=100Ω，乙图中闭合S2，R与R2串联，电压表测R两端电压，电流表测电路中电流，根据欧姆定律得，此时电流表的示数为 [2]闭合S1和S2，移动两个滑动变阻器的滑片，当电流表示数为0.04A时，电压表的示数为6V，磁敏电阻的阻值为 由图象知，此时的磁感应强度B=0.3T。 5．利用如图甲所示实验装置探究“磁体的磁性强弱是否与温度有关”。 (1)被磁铁吸引的大头针下端是分散的，这是因为大头针被磁场磁化后， ； (2)用酒精灯给磁铁加热，开始时如图甲所示，当磁铁被烧红时，现象如图乙所示，可以得出结论：温度越高，磁体的磁性越 ； (3)根据探究结论，小组成员设计了如图丙所示的温度报警器，工作原理为：当条形磁体温度逐渐升高时，钢质弹簧开关将 （选填“闭合”或“断开”），实现报警； (4)课本中还有一种精确温度报警装置（如图丁），当温度达到 ℃时，电铃响，实现报警； (5)图丁中的螺线管中有电流通过时，N极在螺线管的 端（选填“左”或“右”）。 【答案】(1)下端因磁化而带上同名磁极，互相排斥；(2)弱；(3)闭合；(4)80；(5)右 【解析】（1）大头针在磁场中被磁化后，其下端成为同名磁极（如都是南极或北极），根据磁极间相互作用的规律，同名磁极相互排斥，导致分散现象。 （2）加热后磁铁吸引的大头针数量减小，表明磁体的磁性强弱受温度影响，温度升高时，磁性减弱。 （3）温度升高导致磁体磁性减弱，弹簧开关所受磁力减小，在弹簧弹力作用下，开关闭合，从而接通报警电路，触发报警。 （4）液体具有热胀冷缩的性质，当达到报警温度80℃时，温度计内波体与上方导线接触使控制电路有电流，电磁铁有磁性，衔铁被吸引，工作电路接通，电铃响。 （5）利用安培定则（右手螺旋定则）判断，电源正极在右端，电流从右端流入螺线管；右手握住螺线管，四指弯曲指向电流方向，拇指指向N极（即右端）。此时螺线管内部磁场方向由电流决定，N极位于右端。 题组C 培优拔尖练 1．（1）如图甲所示的电铃电路， 开关时，电磁铁产生磁性，吸引 （选填“螺钉A”或“衔铁B”），鼓槌向下敲击铃碗发声。但同时A和B分离，电路断开，鼓槌又被弹簧片弹回；B与 接触，又将电路接通，如此反复； （2）科学家猜测，A地海龟在春季是利用地磁场（如图乙）向地理南极返回出生地的。 ①在春季A地某屏蔽磁场的实验室中，无磁场环境下海龟无固定游向；当把海龟置于模拟地磁场中（图丙中1为磁体N极，2为磁体 极），按科学家猜测，海龟应向 游动（选填“左”或“右”）； ②地磁场在缓慢地变化。科学家每年记录海龟出生地筑巢地点移动的方向，并追踪地磁场的微小移动方向，发现海龟筑巢地点的移动方向与地磁场的微小移动方向 （选填“一致”或“不一致”），并与地理南北方向有一个夹角，这一现象符合最初的猜测。 【答案】 闭合 衔铁B 螺钉A S 左 一致 【解析】（1）[1][2][3]闭合开关，电磁铁产生磁性，吸引衔铁B，鼓槌向下敲击铃碗发声，此时电路断开，电磁铁磁性消失，鼓槌又被弹簧片弹回，B与螺钉A接触，又将电路接通，电磁铁又产生磁性，吸引衔铁B，鼓槌向下敲击铃碗发声，从而实现电铃持续发声。 （2）[4]由右手安培定则可得，丙图中右边通电螺线管的右端为N极，因此2为磁体S极。 [5]电磁南极在地理北极附近，电磁北极在地理南极附近，由“A地海龟在春季是利用地磁场向地理南极返回出生地的”可知，因此海龟向电磁北极游动，由图丙可知海龟会向左前进。 [6]海龟在春季是利用地磁场向地理南极返回出生地的，地理南极在地磁北极附近，因此海龟筑巢地点的移动方向与地磁场的微小移动方向一致，并与地理南北方向有一个夹角。 2．通电螺线管的外部磁场与条形磁体周围磁场相似，如图1所示。 (1)螺线管实际上就是由多个单匝圆形线圈组成，通电螺线管的磁场可以看成由每一个单匝圆形通电线圈的磁场叠加而成，现有一单匝圆形通电线圈中的电流方向如图2所示，则其B端是 极（选填“N”或“S”）。 (2)地球周围存在磁场，则图3中地球上方为地磁 极（选填“N”或“S”）。 (3)有学者认为，地磁场是由于地球带电自转形成环形电流引起的，结合图1和图2分析推断：地球的环形电流方向与地球自转方向 （选填“相同”或“相反”）。物理学规定正电荷定向移动的方向为电流方向，那么地球带 （选填“正”或“负”）电。 【答案】(1)S；(2)S；(3)相反 负 【解析】（1）根据安培定则，用右手握住单匝线圈，四指弯向电流的方向，大拇指指向单匝线圈的上端，所以上端为N极，B端是S极。 （2）由于地磁N极在地理南极附近，地磁S极在地理北极附近，所以图3中地球上方为地磁S极。 （3）[1]由于地磁北极在地理南极附近，根据安培定则，拇指指向N极，四指的方向为电流的方向，所以电流自东向西，与地球自转的方向相反。 [2]物理学规定正电荷定向移动方向为电流方向，电流自东向西，与地球自转的方向相反，所以地球带负电。 【课后反思】 本节课学习中，你有哪些收获，还有哪些问题？ 1/1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $