16.2 电流的磁场（知识解读）2025-2026学年九年级物理下册同步知识解读与专题训练（苏科版）

本初中物理讲义聚焦“电流的磁场”核心内容，系统梳理通电直导线磁场（奥斯特实验）、通电螺线管磁场（安培定则）、电磁铁（磁性影响因素）及电磁继电器（应用）四大知识点，构建“现象探究-规律总结-实际应用”的递进式学习支架。 资料以实验探究为核心，通过奥斯特实验、螺线管磁场分布等探究活动培养科学探究能力，结合典例与变式题强化科学思维，电磁继电器等应用案例渗透科学态度与责任。结构清晰，课中辅助教师教学，课后助力学生巩固知识、查漏补缺。

16.2 电流的磁场（知识解读）（解析版） •知识点1 通电直导线周围的磁场 •知识点2 通电螺线管的磁场 •知识点3 电磁铁 •知识点4 电磁继电器 •作业 巩固训练 通电直导线周围的磁场 知识点1 1、奥斯特实验过程：实验前要使小磁针静止时指向南北方向，为使小磁针能偏转，直导线应放在小磁针上 方且与小磁针平行，即沿南北方向放置。 2、实验现象 （1）给导线通电，小磁针发生偏转；断电后，小磁针又回到原来的位置； （2）小磁针与导线不动，调整电源改变导线中电流的方向，磁针偏转方向与原来相反； 3、实验结论 （1）奥斯特实验说明：通电导线周围存在磁场；磁场方向和电流方向有关。 （2）这一现象叫电流的磁效应，也就是所说的电生磁。 （3）为了使磁性增强，人们把直导线改成螺线管形，又叫线圈；在通电线圈中再插入铁芯，磁性会更加增强。 注意： （1）实验时要让导线和小磁针均处于南北方向，因为通电前小磁针只受地磁场的作用，静止在南北方向，便于比较通电前后小磁针的偏转情况 （2）给导线通电时间要短，因为实验时采用的事短路的方法获得瞬间较大的电流，目的是使实验现象更明显。 【典例1】奥斯特的发现 比较甲、乙得出结论：通电导体周围存在着 。 比较甲、丙得出结论：电流产生的磁场方向与 的方向有关。 通电导线周围存在与电流方向有关的 ，这种现象叫作电流的磁效应。 【变式1-1】如图所示是奥斯特实验的示意图，下列说法正确的是（　　） A．通电导线周围磁场方向由小磁针的指向决定 B．移去小磁针后的通电导线周围不存在磁场 C．通电导线产生的磁场对小磁针有力的作用 D．通电导线周围的磁场方向与电流方向无关 【变式1-2】小丽用图所示的装置进行奥斯特实验时，在闭合开关的瞬间，观察到小磁针 的现象，这个现象说明电流周围存在 。 【变式1-3】学习了磁现象的知识后，小奇同学怀着极大的兴趣对下列实验进行了探究： (1)由图甲、丙两次实验可知，通电导线产生的磁场方向与 有关。 (2)如图丁所示，闭合开关后，发现原本静止的小磁针顺时针旋转了90°，则电源的右端是 极。 通电螺线管的磁场 知识点2 1、通电螺线管 （1）把导线缠绕在圆筒上，就做成了一个螺线管，也叫线圈。接通电源的螺线管叫通电螺线管。 （2）给螺线管通电后，各线圈产生的磁场叠加在一起，通电螺线管周围就产生了较强的磁场。 2、通电螺线管外部的磁场 （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）。 3、通电螺线管的极性 （1）通电螺线管两端的极性与通电螺线管中电流方向有关。 （2）通电螺线管两端的极性与通电螺线管中线圈的绕向有关。 4、探究通电螺线管的磁场特点 （1）实验目的：利用小磁针及铁屑，探究通电螺线管外部磁场的形状及方向。 （2）实验器材：螺线管、小磁针、玻璃板、铁屑、电源、开关、滑动变阻器、导线若干。 （3）实验步骤： 步骤1：在有螺线管的玻璃板上均匀撒满铁屑，闭合开关使电流通过螺线管。 步骤2：轻敲玻璃板，观察铁屑的排列情况， 步骤3：在通电螺线管周围放一些小磁针，闭合开关后观察小磁针北极的指向（黑色为N极）。 步骤4：改变螺线管中的电流方向，闭合开关后观察小磁针北极的指向（黑色为N极）。 步骤5：改变螺线管的绕线方向，重复（3）、（4）。 （5）实验结论 ①通电螺线管的磁场和条形磁体的磁场相似。 ②通电螺线管的磁场方向与环绕螺线管的电流方向有关。 注意： （1）实验中，螺线管周围应尽可能多放一些小磁针，以便于观察磁场的方向。 （2）实验中，注意观察环绕螺线管的电流方向。 （3）为了使实验效果更明显，应增大通电螺线管中的电流。 5、安培定则（右手螺旋定则）：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）。 【典例2】在“探究通电螺线管外部磁场分布”的实验中： (1)当闭合开关S后，小磁针会发生偏转，说明通电螺线管周围存在 ，实验时同学们发现小磁针偏转不明显，为了增大通电螺线管的磁性，可行的操作是 （任写一条）。 (2)用铁屑来做实验，得到了如图乙所示的情形，由此可看出通电螺线管外部的磁场与 磁体的磁场相似，为描述磁场而引入的磁感线 （选填“是”或“不是”）真实存在的。 (3)同学们改变电源方向，发现小磁针转动180°，南北极所指方向发生了改变，由此可知：通电螺线管外部磁场方向与螺线管中的 方向有关。 (4)丙图中S闭合后，螺线管的左端为 极。 (5)磁悬浮列车是利用电流的磁效应来 （选填“增大”或“减小”）摩擦力的。 【变式2-1】如图所示为用细铁屑描述通电螺线管周围磁场的实验现象，此实验说明（    ） A．磁感线是真实存在的 B．磁感线是可以相交的 C．通电螺线管的内部也有磁场 D．通电螺线管周围的磁场分布在同一平面内 【变式2-2】如图是探究通电螺线管外部的磁场分布的实验装置。如图，根据磁感线的方向小磁针的右端是 极，电源的左端是 极。 【变式2-3】如图所示，探究通电螺线管外部磁场的方向。 （1）玻璃板上均匀撒上铁屑，放上小磁针。闭合开关后， 玻璃板，铁屑分布情况表明，螺线管的外部磁场与 磁体周围的磁场相似； （2）接通电路，小磁针静止时 极的指向是该点的磁场方向； （3）将电源正负极对调，小磁针偏转方向发生改变，这是为了探究 ； （4）有同学猜想：“通电螺线管外部磁场的强弱与电流大小是否有关呢？”请你想出一个办法，帮他完成探究： 。 电磁铁 知识点3 1、电磁铁 电磁铁 用一根导线绕成螺线管，再在螺线管内插入铁芯，当有电流通过时由磁性，没有电流时就失去磁性。我们把这种磁体叫做电磁铁 电磁铁极性的判断 插入铁芯只是为了增强螺线管的磁性，不会影响通电螺线管的磁极磁性，仍然可以用安培定则来表述电流方向和磁极之间的关系 影响电磁铁磁性强弱的因素 电磁铁的匝数一定时，线圈中通过的电流越大，电磁铁的磁性越强 线圈中通过的电流大小一定时，外形相同的线圈，线圈匝数越多，电磁铁的磁性越强 2、电磁铁的特点 （1）磁性的有无可通过通断电流来控制。 （2）磁极的极性可通过改变电流的方向来实现。 （3）磁性的强弱可通过改变电流大小、线圈的匝数来控制。 3、电磁铁的应用 （1）对磁性材料有力的作用。主要应用在电铃、电磁起重机、电磁刹车装置和许多自动控制装置上。 （2）产生强磁场。现代技术上很多地方需要的强磁场都是由电磁铁提供的，如磁浮列车、磁疗设备、测量仪器以及研究微观粒子的加速器等。 4、探究影响电磁铁磁性强弱的因素实验 （1）电磁铁磁性强弱的影响因素：线圈匝数多少、电流大小。 当电流大小一定时，电磁铁的线圈匝数越多，磁性越强；当线圈匝数一定时，通过电磁铁的 电流越大，磁性越强。 （2）实验中用到的方法 ①转换法：电磁铁的磁性无法直接观察，通过它吸引大头针的多少来判断，这里用到的是转换法。 ②控制变量法：电磁铁的磁性和多个因素有关，在探究中要采用控制变量法。  【典例3】如图所示，电磁铁的B端有一个可自由转动的小磁针，闭合开关，小磁针静止时N极水平向右。则下列说法正确的是（　　） A．电磁铁的A端为N极 B．利用这一现象所揭示的原理可制成的设备是发电机 C．电源的右端是正极 D．当滑动变阻器滑动片P向右端移动，电磁铁磁性增强 【变式3-1】如图所示的电路中，电磁铁的B端有一个可自由转动的小磁针，闭合开关后，下列说法正确的是（　　） A．电磁铁的A端为S极 B．小磁针静止时，S极水平指向右 C．利用这一现象所揭示的原理可制成的设备是发电机 D．当滑动变阻器滑动片P向右端移动，电磁铁磁性减弱 【变式3-2】一块重为10N、底面积为1cm×2cm的条形磁铁竖直放在水平桌面上，将电磁铁放在条形磁铁的正上方，如图所示．闭合开关，当滑动变阻器划片P在中点时，条形磁铁对桌面的压力为6N．则改变电路中的电流方向，桌面受到的压强变为 Pa，再将滑片P向右移动，条形磁铁对桌面的压力将 。（选填“增大”、“减小”或“不变”） 【变式3-3】图甲是磁悬浮陀螺仪，它由电磁底座和陀螺两部分组成，它的悬浮原理如图乙。请你标出陀螺下端的磁极，并标出A点处的磁感线方向。 电磁继电器 知识点4 1、电磁继电器的定义：电磁继电器是利用低电压、弱电流的通断，来间接控制高电压、强电流电路的通断的装置，其实质就是利用电磁铁来控制工作电路的一种开关。含电磁铁的电路称为低压控制电路，被控制的电路称为高压工作电路。 2、电磁继电器的构造及工作原理：电磁继电器的电路包括低压控制电路、高压工作电路两部分。控制电路接通时，电磁铁产生磁性吸下衔铁，动、静触点接触，接通工作电路；控制电路断开时，电磁铁失去磁性，在弹簧作用下释放衔铁，动、静触点分离，工作电路断开。从而通过控制电路的通断来控制工作电路的通断。 3、电磁继电器的应用 远离高电压 利用电磁继电器可以通过控制低压电路通断间接控制高压电路的通断，使人避免高压触电的危险，如大型变电站的高压开关等。 远离有害环境 利用电磁继电器可以使人远离高温、有毒等有害环境，实现远距离控制。如核电站中的开关等。 实现自动控制 在电磁继电器控制电路中接入对温度、压力或光照敏感的元件，利用这些元件操纵控制电路的通断，还可以实现对温度、压力、或光照的自动控制。如水位自动报警器、温度自动报警器等。 【典例4】小明利用实验室的电磁继电器、热敏电阻R1、可变电阻器R2等器件设计了一个恒温箱控制电路，如图甲所示。如图乙是小明通过实验测得的R1的阻值随温度变化的关系曲线： (1)当温度较低时，电磁铁的磁性较 ； (2)电磁继电器的电源两端电压U=6V，线圈的电阻不计，通过实验测得当电流为30mA时，电磁继电器的衔铁被吸合。若可变电阻器R2的电阻值设定为150Ω时，恒温箱温度可达到 ℃。当可变电阻器R2的电阻变大时，恒温箱设定的温度将变 。 【变式4-1】下图是一种水位自动报警器原理图，关于它的工作原理，下列说法正确的是（　　） A．水位升高到金属块A时，绿灯亮 B．水位升高到金属块A时，电磁铁通电 C．水位没有到达金属块A时，电磁铁上端为N极 D．为使报警器在更低的水位能报警，可以下降B的高度 【变式4-2】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 【变式4-3】某些商场里的自动扶梯设置在有、无人乘坐时的运行速度不同，从而达到节能的目的。小明根据所学知识，设计了扶梯工作时的简化模拟电路。如图所示是扶梯上无人时电路的工作状态，R是压敏电阻，其阻值随压力的增大而减小。当扶梯上有人时，R所受压力增大，控制电路中的电流 ，电磁铁的磁性 ，将衔铁吸下，使动触点与静触点“2”接触，工作电路中的电动机转速变大。小明站在扶梯上匀速上行的过程中，他的机械能 。（均选填“变大”、“变小”或“不变”） 1．为了使通电螺线管的磁性增强，应在螺线管中插入下列哪一种材料做成的“芯”（    ） A．铁 B．纸 C．塑料 D．木头 2．某电动汽车的电池组在快充时会发热，工程师采用液冷系统散热。下列说法正确的是（　　） A．电池发热是因为电流的磁效应 B．液冷系统通过热传递减少电池内能 C．冷却液的比热容越小，散热效果越好 D．电池充电时电能全部转化为化学能 3．全自动洗衣机的进水阀门是由电磁铁控制的，其构造示意图如图所示。线圈通电后产生磁场，对衔铁施加力的作用，使衔铁移动，阀孔打开，水流进洗衣机。下列关于线圈通电后的分析正确的是（　　） A．电磁铁的上端为N极 B．衔铁的材料可能为铜 C．电磁铁的工作原理为电流的磁效应 D．线圈周围不仅产生磁场，同时也产生磁感线 4．如图所示，小明同学在探究电磁铁磁性强弱的实验中，使用两个相同的A、B大铁钉绕制成电磁铁进行实验，下列说法正确的是（　　） A．电磁铁A、B的上端均为S极 B．滑片P向右滑动的过程中电磁铁的磁性逐渐增强 C．电磁铁能吸引大头针数目越少说明它的磁性越强 D．该实验可以探究电磁铁磁性的强弱与匝数多少的关系 5．某电动汽车用到一种能量回收技术，就是汽车在减速过程中内部线圈切割磁感线产生感应电流，将机械能转化为电能来工作。下列装置中也利用了这个原理工作的是（　　） A．电磁起重机 B．自制电动机 C．扬声器 D．动圈式话筒 6．最近，约翰霍普金斯大学的研究人员发现了一种超导材料，该团队发现这种材料可以自然保持叠置而不需要任何外部磁场，这意味着电流可以同时顺时针和逆时针流动。一些金属或合金当达到某一温度时，电阻会变为零，这种现象称为“超导”，能够发生超导现象的物质叫超导体，下列有关超导体的描述正确的是（　　） A．超导体的电阻超级大 B．超导体可制成大功率的电炉 C．超导体可承载更大的电流，从而产生超强的磁场 D．超导体应用于磁悬浮列车，会增加因电流热效应导致的能量消耗 7．如图为磁悬浮盆栽，其中上方悬浮的盆栽底部内放置一块条形磁铁，下方底座内安装电磁铁及相关电路， 其中电源电压保持不变。现将开关 S 与 “ 1 ” 闭合， 盆栽悬浮在一定高度一段时间后因植物长大而盆栽质量增大，若保持盆栽在空中悬浮高度不变，下列措施可行的是（　　） A．将电源的正负两极对调 B．将条形磁铁倒置使ab两极位置互换 C．将开关 与 “2” 闭合，并向左移动滑片 D．将开关 与 “1” 闭合，并向右移动滑片 8．为保护环境，我国已全面实施尾气排放国六标准阶段。图甲是小南设计的一种汽车尾气排放检测电路，为气敏电阻，其阻值与尾气浓度之间的关系如图乙所示。当尾气浓度高于设定值时，蜂鸣器报警。下列分析正确的是（　　） A．电磁铁通电后，螺线管下端为极 B．当尾气浓度变大时，螺线管中的电流变大 C．为使尾气浓度更低时报警，可适当增大的阻值 D．尾气浓度一定时，的滑片向下移动，的功率变大 9．如图甲所示是兴趣小组设计的家庭燃气报警器电路示意图，其中电源电压保持恒定，R1是由气敏材料制成的传感器，其阻值与燃气浓度的关系如表所示，R2为滑动变阻器，通过移动滑片P的位置来设定燃气报警值，初始设置在3%的燃气浓度报警。测试中，闭合开关S，移动滑片P，电压表和电流表示数关系如图乙所示，当电流表的读数为0.3A，电磁铁A恰好能将衔铁B吸下（电磁铁线圈阻值忽略不计），则下列说法正确的是（      ） 燃气浓度 传感器R1阻值/Ω 0% 50 1% 38 2% 33 3% 30 A．该电路电源电压为9 V B．报警时，灯L2亮，滑动变阻器接入电路的阻值为20Ω C．闭合开关S后，电磁铁A的上端为N极 D．若让报警器在燃气浓度达到2%时就报警，可将变阻器的滑片向下调节 10．物理学的每一次重大发现，都为人类的文明和发展做出了杰出贡献。我国宋代学者 在《梦溪笔谈》中明确指出指南针所指方向“微偏东，不全南也”的现象。丹麦物理学家 发现了“电流周围存在磁场”，成为揭开电和磁联系的第一人。 11．1831年，英国物理学家法拉第发现了电磁感应现象，该发现进一步解释了电与磁的联系，开辟了人类的电气化时代。如图所示，通电螺线管的右端为N极，可判定电源的右端是 （选填“正”或“负”）极。 12．如图甲所示，是一款悬浮台灯，上方灯泡内装有磁体，下方灯座内装有如图乙所示的电磁铁。通电后，灯泡悬浮在灯座上方，灯泡内的磁铁下端为 （选填“S”或“N”）极。 13．1820年奥斯特发现了通电导体周围存在磁场后又有实验表明：平行的两根导线通电后，若电流的方向相同，则两根导线会相互吸引。请你据此猜测：当家庭电路中某照明灯发光时，连接该灯的两根平行导线之间会存在微弱的 （选填“吸引力”或“排斥力”），理由是 。 14．兴趣小组利用电磁继电器（电磁铁线圈电阻不计）制作了具有加热、保温功能的恒温加热器，其简化电路如图所示，控制电路中为热敏电阻（可感受恒温加热器内温度，其阻值随温度的升高而减小）。当闭合时，螺线管的上端相当于条形磁体的 （填“N”或“S”）极，加热器内温度逐渐升高，螺线管产生的磁场会 （选填“增强”、“不变”或“减弱”）。 15．(1)如图所示，请在图中用箭头标出a点的磁感线方向。 (2)如图所示，根据小磁针静止时的指向，在括号里标出电源的“+”极或“-”极。 16．将一个合适的电路元件符号放在虚线框中，使得电磁铁磁性强弱可以改变，并在下图中标出电磁铁通电后小磁针静止时的N极。 17．在探究影响电磁铁磁性强弱的因素时，晓彤同学在水平桌面上完成如图所示实验。 (1)该实验中铁块 P 从电磁铁上拉开瞬间电子测力计的示数表示电磁铁 ； (2)设计探究电磁铁磁性强弱与电流大小有关的实验记录表格 。 18．小彦探究通电螺线管外部的磁场分布。他在硬纸板上均匀地撒满铁屑，通电后轻敲纸板，小磁针和铁屑的分布情况如图所示。请回答下列问题： (1)由图示可判断通电螺线管的右端是 （选填“N”或“S”）极。当小彦改变螺线管中电流的方向时，小磁针的指向也会发生改变，说明通电螺线管的磁场方向与电流 有关。 (2)下列对实验有关现象的分析正确的是________。 A．撒铁屑的目的是显示磁场中的磁感线 B．撒铁屑的目的是显示根本就不存在的磁场 C．铁屑在磁场中被磁化成一个个小磁体，可由铁屑的分布情况判断螺线管的磁场方向 D．根据铁屑的分布情况可知通电螺线管周围的磁场与条形磁体的磁场相似 (3)请写出一个增强通电螺线管磁场的方法： 。 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 $ 16.2 电流的磁场（知识解读）（解析版） •知识点1 通电直导线周围的磁场 •知识点2 通电螺线管的磁场 •知识点3 电磁铁 •知识点4 电磁继电器 •作业 巩固训练 通电直导线周围的磁场 知识点1 1、奥斯特实验过程：实验前要使小磁针静止时指向南北方向，为使小磁针能偏转，直导线应放在小磁针上 方且与小磁针平行，即沿南北方向放置。 2、实验现象 （1）给导线通电，小磁针发生偏转；断电后，小磁针又回到原来的位置； （2）小磁针与导线不动，调整电源改变导线中电流的方向，磁针偏转方向与原来相反； 3、实验结论 （1）奥斯特实验说明：通电导线周围存在磁场；磁场方向和电流方向有关。 （2）这一现象叫电流的磁效应，也就是所说的电生磁。 （3）为了使磁性增强，人们把直导线改成螺线管形，又叫线圈；在通电线圈中再插入铁芯，磁性会更加增强。 注意： （1）实验时要让导线和小磁针均处于南北方向，因为通电前小磁针只受地磁场的作用，静止在南北方向，便于比较通电前后小磁针的偏转情况 （2）给导线通电时间要短，因为实验时采用的事短路的方法获得瞬间较大的电流，目的是使实验现象更明显。 【典例1】奥斯特的发现 比较甲、乙得出结论：通电导体周围存在着 。 比较甲、丙得出结论：电流产生的磁场方向与 的方向有关。 通电导线周围存在与电流方向有关的 ，这种现象叫作电流的磁效应。 【答案】 磁场 电流 磁场 【解析】【小题1】[1]比较甲、乙（通电与断电），通电时小磁针偏转，断电时回到原位，说明通电导体周围存在磁场。 [2]比较甲、丙（改变电流方向）：电流方向改变，小磁针偏转方向相反，说明电流产生的磁场方向与电流方向有关。 [3]通电导线周围存在与电流方向有关的磁场，这种现象叫作电流的磁效应。 【变式1-1】如图所示是奥斯特实验的示意图，下列说法正确的是（　　） A．通电导线周围磁场方向由小磁针的指向决定 B．移去小磁针后的通电导线周围不存在磁场 C．通电导线产生的磁场对小磁针有力的作用 D．通电导线周围的磁场方向与电流方向无关 【答案】C 【详解】A．通电导线周围磁场方向由电流的方向决定的，而不是小磁针的指向决定的，故A错误； B．移去小磁针后，通电导线周围的磁场依然存在，故B错误； C．小磁针的指针发生偏转说明通电导线产生的磁场对小磁针有力的作用，故C正确； D．通电导线周围的磁场方向与电流方向有关，电流方向改变，小磁针的偏转方向也会发生改变，故D错误。 故选C。 【变式1-2】小丽用图所示的装置进行奥斯特实验时，在闭合开关的瞬间，观察到小磁针 的现象，这个现象说明电流周围存在 。 【答案】 偏转 磁场 【详解】[1][2]丹麦物理学家奥斯特一次实验时，把一个小磁针放置在直导线下方，然后给导线通电，发现静止的小磁针发生了偏转。这是因为电流周围存在磁场，小磁针受磁场力作用而偏转，这种现象叫电流的磁效应。 【变式1-3】学习了磁现象的知识后，小奇同学怀着极大的兴趣对下列实验进行了探究： (1)由图甲、丙两次实验可知，通电导线产生的磁场方向与 有关。 (2)如图丁所示，闭合开关后，发现原本静止的小磁针顺时针旋转了90°，则电源的右端是 极。 【答案】(1)电流方向 (2)正 【详解】（1）在奥斯特实验中，比较图甲和丙，当导线中电流方向改变后，小磁针的转动方向也改变，而小磁针转动方向的改变是因磁场方向改变导致的，所以通电导线产生的磁场方向与电流方向有关。 （2）闭合开关后，小磁针顺时针旋转90°，说明小磁针原来的N极指向与现在磁场方向垂直，根据磁极间的相互作用规律“异名磁极相互吸引”可知，通电螺线管的左端为S极，右端为N极。再根据右手螺旋定则（安培定则），用右手握住螺线管，大拇指指向N极（右端），则四指环绕方向为电流方向，可判断出电流从电源右端流出，所以电源的右端是正极。 通电螺线管的磁场 知识点2 1、通电螺线管 （1）把导线缠绕在圆筒上，就做成了一个螺线管，也叫线圈。接通电源的螺线管叫通电螺线管。 （2）给螺线管通电后，各线圈产生的磁场叠加在一起，通电螺线管周围就产生了较强的磁场。 2、通电螺线管外部的磁场 （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）。 3、通电螺线管的极性 （1）通电螺线管两端的极性与通电螺线管中电流方向有关。 （2）通电螺线管两端的极性与通电螺线管中线圈的绕向有关。 4、探究通电螺线管的磁场特点 （1）实验目的：利用小磁针及铁屑，探究通电螺线管外部磁场的形状及方向。 （2）实验器材：螺线管、小磁针、玻璃板、铁屑、电源、开关、滑动变阻器、导线若干。 （3）实验步骤： 步骤1：在有螺线管的玻璃板上均匀撒满铁屑，闭合开关使电流通过螺线管。 步骤2：轻敲玻璃板，观察铁屑的排列情况， 步骤3：在通电螺线管周围放一些小磁针，闭合开关后观察小磁针北极的指向（黑色为N极）。 步骤4：改变螺线管中的电流方向，闭合开关后观察小磁针北极的指向（黑色为N极）。 步骤5：改变螺线管的绕线方向，重复（3）、（4）。 （5）实验结论 ①通电螺线管的磁场和条形磁体的磁场相似。 ②通电螺线管的磁场方向与环绕螺线管的电流方向有关。 注意： （1）实验中，螺线管周围应尽可能多放一些小磁针，以便于观察磁场的方向。 （2）实验中，注意观察环绕螺线管的电流方向。 （3）为了使实验效果更明显，应增大通电螺线管中的电流。 5、安培定则（右手螺旋定则）：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）。 【典例2】在“探究通电螺线管外部磁场分布”的实验中： (1)当闭合开关S后，小磁针会发生偏转，说明通电螺线管周围存在 ，实验时同学们发现小磁针偏转不明显，为了增大通电螺线管的磁性，可行的操作是 （任写一条）。 (2)用铁屑来做实验，得到了如图乙所示的情形，由此可看出通电螺线管外部的磁场与 磁体的磁场相似，为描述磁场而引入的磁感线 （选填“是”或“不是”）真实存在的。 (3)同学们改变电源方向，发现小磁针转动180°，南北极所指方向发生了改变，由此可知：通电螺线管外部磁场方向与螺线管中的 方向有关。 (4)丙图中S闭合后，螺线管的左端为 极。 (5)磁悬浮列车是利用电流的磁效应来 （选填“增大”或“减小”）摩擦力的。 【答案】(1) 磁场 增大电流 (2) 条形 不是 (3)电流 (4)S (5)减小 【详解】（1）[1]当闭合开关S后，小磁针发生偏转，而小磁针在磁场中会受到力的作用而发生偏转，所以说明通电螺线管周围存在磁场。 [2]影响通电螺线管磁性强弱的因素有电流大小、线圈匝数和有无铁芯。为了增大通电螺线管的磁性，可行的操作有：增大电源电压以增大电流；增加螺线管的匝数；在螺线管中插入铁芯等。 （2）[1][2]由图乙可知：通电螺线管的外部磁场与条形磁铁的磁场相似；磁感线是为了形象地描述磁场而引入的假想曲线，它不是真实存在的。 （3）同学们改变电源方向，即改变了螺线管中的电流方向，发现小磁针转动180°，南北极所指方向发生了改变，由此可知：通电螺线管外部磁场方向与螺线管中的电流方向有关。 （4）图丙中，根据磁极间的相互作用规律可知，通电螺线管的左端为S极。 （5）磁悬浮列车是利用电流的磁效应使列车悬浮起来，使接触面分离，从而减小摩擦力。 【变式2-1】如图所示为用细铁屑描述通电螺线管周围磁场的实验现象，此实验说明（    ） A．磁感线是真实存在的 B．磁感线是可以相交的 C．通电螺线管的内部也有磁场 D．通电螺线管周围的磁场分布在同一平面内 【答案】C 【详解】A．磁感线是科学家为了形象、直观的研究磁场，是通过想象而描绘出来的，所以不是真实存在的．故A不符合题意； B．由图可知：磁感线是不可以相交的，故B不符合题意； C．通电螺线管的周围有磁场，内部也有磁场，故C符合题意； D．由图可知：通电螺线管周围的磁场分布不在同一平面内，故D不符合题意． 【变式2-2】如图是探究通电螺线管外部的磁场分布的实验装置。如图，根据磁感线的方向小磁针的右端是 极，电源的左端是 极。 【答案】 N/北 负 【详解】[1]磁体周围的磁感线从磁体的N极出发，回到磁体的S极，根据图中磁感线的方向可知通电螺线管的左端为N极、其右端为S极，根据磁极间的相互作用规律可知小磁针的右端是N极。 [2]利用安培定则可知通电螺线管中电流从右端流入、左端流出，则电源的左端为负极。 【变式2-3】如图所示，探究通电螺线管外部磁场的方向。 （1）玻璃板上均匀撒上铁屑，放上小磁针。闭合开关后， 玻璃板，铁屑分布情况表明，螺线管的外部磁场与 磁体周围的磁场相似； （2）接通电路，小磁针静止时 极的指向是该点的磁场方向； （3）将电源正负极对调，小磁针偏转方向发生改变，这是为了探究 ； （4）有同学猜想：“通电螺线管外部磁场的强弱与电流大小是否有关呢？”请你想出一个办法，帮他完成探究： 。 【答案】 轻敲 条形 N 磁场方向与电流方向是否有关 见解析 【详解】（1）[1][2]闭合开关，轻敲玻璃板，铁屑由于受到通电螺线管的磁场作用而按一定规律分布，铁屑的分布情况表明，通电螺线管周围的磁场与条形磁体的磁场相似，都有两个磁极。 （2）[3]因为小磁针放入磁场，小磁针静止时N极指向和该点磁场方向相同，所以实验中使用小磁针是为了指示磁场方向，从而判断该点的磁场方向。 （3）[4]调换电源正负极，即改变螺线管中的电流方向，小磁针偏转方向改变，这是为了探究磁场方向是否与电流方向有关。 （4）[5]要探究螺线管的磁场强弱与电流大小的关系，就要改变螺线管中的电流大小，而在原电路中，电流的大小是无法改变的，因此要在电路中再串联一个滑动变阻器即可，通过改变滑动变阻器接入电路中的阻值的大小来改变电路中的电流大小。 电磁铁 知识点3 1、电磁铁 电磁铁 用一根导线绕成螺线管，再在螺线管内插入铁芯，当有电流通过时由磁性，没有电流时就失去磁性。我们把这种磁体叫做电磁铁 电磁铁极性的判断 插入铁芯只是为了增强螺线管的磁性，不会影响通电螺线管的磁极磁性，仍然可以用安培定则来表述电流方向和磁极之间的关系 影响电磁铁磁性强弱的因素 电磁铁的匝数一定时，线圈中通过的电流越大，电磁铁的磁性越强 线圈中通过的电流大小一定时，外形相同的线圈，线圈匝数越多，电磁铁的磁性越强 2、电磁铁的特点 （1）磁性的有无可通过通断电流来控制。 （2）磁极的极性可通过改变电流的方向来实现。 （3）磁性的强弱可通过改变电流大小、线圈的匝数来控制。 3、电磁铁的应用 （1）对磁性材料有力的作用。主要应用在电铃、电磁起重机、电磁刹车装置和许多自动控制装置上。 （2）产生强磁场。现代技术上很多地方需要的强磁场都是由电磁铁提供的，如磁浮列车、磁疗设备、测量仪器以及研究微观粒子的加速器等。 4、探究影响电磁铁磁性强弱的因素实验 （1）电磁铁磁性强弱的影响因素：线圈匝数多少、电流大小。 当电流大小一定时，电磁铁的线圈匝数越多，磁性越强；当线圈匝数一定时，通过电磁铁的 电流越大，磁性越强。 （2）实验中用到的方法 ①转换法：电磁铁的磁性无法直接观察，通过它吸引大头针的多少来判断，这里用到的是转换法。 ②控制变量法：电磁铁的磁性和多个因素有关，在探究中要采用控制变量法。  【典例3】如图所示，电磁铁的B端有一个可自由转动的小磁针，闭合开关，小磁针静止时N极水平向右。则下列说法正确的是（　　） A．电磁铁的A端为N极 B．利用这一现象所揭示的原理可制成的设备是发电机 C．电源的右端是正极 D．当滑动变阻器滑动片P向右端移动，电磁铁磁性增强 【答案】C 【分析】(1)由磁极间的相互作用规律可判出电磁铁的极性。 (2)电磁铁的原理是电流的磁效应，而发电机的原理是电磁感应。 (3)根据安培定则判定电磁铁中电流的方向，从而判定出电源的极性。 (4)由滑动变阻器的滑片移动可得出电路中电流的变化，则可得出电磁铁的磁性变化。 【详解】A．小磁针静止时，右端是N极，左端是S极，由磁极间的作用规律可知，电磁铁的B端为N极，A端为S极，故A错误； B．电磁铁的原理是电流的磁效应，而发电机的原理是电磁感应，即二者的工作原理不同，故B错误； C．电磁铁的B端为N极，A端为S极，根据安培定则可知，电源的右端为正极，故C正确； D．当滑动变阻器滑动片P向右端移动时，变阻器接入电路的电阻变大，电路中电流变小，则电磁铁的磁性变弱，故D错误。 故选C。 【变式3-1】如图所示的电路中，电磁铁的B端有一个可自由转动的小磁针，闭合开关后，下列说法正确的是（　　） A．电磁铁的A端为S极 B．小磁针静止时，S极水平指向右 C．利用这一现象所揭示的原理可制成的设备是发电机 D．当滑动变阻器滑动片P向右端移动，电磁铁磁性减弱 【答案】B 【详解】A．电流从右端流入，左端流出，故据安培定则可知，此时电磁铁的A端是N极，B端是S极，故A错误； B．据磁极间的作用规律可知，小磁针静止时，左端是N极，右端是S极，故B正确； C．该实验表明了电能生磁，此现象与发电机无关，发电机利用的是电磁感应现象，故C错误； D．滑动变阻器的滑动片P向右端移动，电阻变小，电流变大，故电磁铁的磁性变强，故D错误。 故选B。 【变式3-2】一块重为10N、底面积为1cm×2cm的条形磁铁竖直放在水平桌面上，将电磁铁放在条形磁铁的正上方，如图所示．闭合开关，当滑动变阻器划片P在中点时，条形磁铁对桌面的压力为6N．则改变电路中的电流方向，桌面受到的压强变为 Pa，再将滑片P向右移动，条形磁铁对桌面的压力将 。（选填“增大”、“减小”或“不变”） 【答案】 7×104 减小 【详解】试题分析：由于电磁铁使得条形磁铁对地面的压力减小，故此时两磁体之间的作用力为引力，引力大小为10N-6N=4N，如果只改为电流的方向，则引力将变为斥力，力的大小不变，方向相反，所以此时，条形磁铁对水平面的压力大小为F=10N+4N=14N，则桌面受到的压强为P=F/S=14N/2×10-4m2=7×104Pa，再将滑片P向右移动时，电阻增大，电流减小，斥力变小，则条形磁铁对桌面的压力将变小． 考点：磁极间的相互作用 【变式3-3】图甲是磁悬浮陀螺仪，它由电磁底座和陀螺两部分组成，它的悬浮原理如图乙。请你标出陀螺下端的磁极，并标出A点处的磁感线方向。 【答案】 【详解】根据安培定则（右手螺旋定则），用右手握住螺线管，四指指向电流方向（电源正极→螺线管→电源负极），大拇指指向螺线管的N极，所以螺旋管的上端为N极，磁悬浮陀螺仪的原理是同名磁极相互排斥，则陀螺下端为N极；磁感线在螺线管外部的方向是从N极指向S极，因此A点处的磁感线方向向下（沿螺线管外侧指向S极），如图所示： 电磁继电器 知识点4 1、电磁继电器的定义：电磁继电器是利用低电压、弱电流的通断，来间接控制高电压、强电流电路的通断的装置，其实质就是利用电磁铁来控制工作电路的一种开关。含电磁铁的电路称为低压控制电路，被控制的电路称为高压工作电路。 2、电磁继电器的构造及工作原理：电磁继电器的电路包括低压控制电路、高压工作电路两部分。控制电路接通时，电磁铁产生磁性吸下衔铁，动、静触点接触，接通工作电路；控制电路断开时，电磁铁失去磁性，在弹簧作用下释放衔铁，动、静触点分离，工作电路断开。从而通过控制电路的通断来控制工作电路的通断。 3、电磁继电器的应用 远离高电压 利用电磁继电器可以通过控制低压电路通断间接控制高压电路的通断，使人避免高压触电的危险，如大型变电站的高压开关等。 远离有害环境 利用电磁继电器可以使人远离高温、有毒等有害环境，实现远距离控制。如核电站中的开关等。 实现自动控制 在电磁继电器控制电路中接入对温度、压力或光照敏感的元件，利用这些元件操纵控制电路的通断，还可以实现对温度、压力、或光照的自动控制。如水位自动报警器、温度自动报警器等。 【典例4】小明利用实验室的电磁继电器、热敏电阻R1、可变电阻器R2等器件设计了一个恒温箱控制电路，如图甲所示。如图乙是小明通过实验测得的R1的阻值随温度变化的关系曲线： (1)当温度较低时，电磁铁的磁性较 ； (2)电磁继电器的电源两端电压U=6V，线圈的电阻不计，通过实验测得当电流为30mA时，电磁继电器的衔铁被吸合。若可变电阻器R2的电阻值设定为150Ω时，恒温箱温度可达到 ℃。当可变电阻器R2的电阻变大时，恒温箱设定的温度将变 。 【答案】(1)弱 (2) 90 高 【详解】（1）由图乙可知，温度较低时热敏电阻R1的阻值较大，根据可知控制电路中电流较小，电磁铁的磁性较弱。 （2）[1]当电流为30mA时，电磁继电器的衔铁被吸合，根据可知此时电路中的总电阻 由串联电路电阻特点可知热敏电阻的阻值为 根据图乙中的曲线可知时对应的温度为90℃。 [2]电源两端电压U=6V不变，电磁继电器的衔铁被吸合时电流30mA不变，因此控制电阻200Ω保持不变。当可变电阻器R2的电阻变大时，对应的热敏电阻的阻值就要减小，根据图乙可知此时恒温箱设定的温度将变高。 【变式4-1】下图是一种水位自动报警器原理图，关于它的工作原理，下列说法正确的是（　　） A．水位升高到金属块A时，绿灯亮 B．水位升高到金属块A时，电磁铁通电 C．水位没有到达金属块A时，电磁铁上端为N极 D．为使报警器在更低的水位能报警，可以下降B的高度 【答案】B 【详解】AB．水位升高到金属块A时，控制电路接通，电磁铁产生磁性，衔铁被吸下，红灯亮，故A错误，B正确； C．水位没有到达金属块A时，控制电路断路，电磁铁无磁性，故C错误； D．金属块A比金属块B位置高，因此金属块A的位置为报警水位，为使报警器在更低的水位能报警，应下降金属块A的高度，故D错误。 故选B。 【变式4-2】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。 【变式4-3】某些商场里的自动扶梯设置在有、无人乘坐时的运行速度不同，从而达到节能的目的。小明根据所学知识，设计了扶梯工作时的简化模拟电路。如图所示是扶梯上无人时电路的工作状态，R是压敏电阻，其阻值随压力的增大而减小。当扶梯上有人时，R所受压力增大，控制电路中的电流 ，电磁铁的磁性 ，将衔铁吸下，使动触点与静触点“2”接触，工作电路中的电动机转速变大。小明站在扶梯上匀速上行的过程中，他的机械能 。（均选填“变大”、“变小”或“不变”） 【答案】 变大 变大 变大 【详解】[1] 压敏电阻R的阻值随压力的增大而减小，当R所受压力增大时其电阻就减小，根据欧姆定律可知控制电路中电流变大。 [2]电磁铁的磁性强弱跟通过电流和线圈匝数有关，通过的电流变大，电磁铁的磁性变大。 [3] 小明站在扶梯上匀速上行的过程中，因为质量和速度不变所以动能不变，但是上行时高度在增加，所以重力势能增大，故机械能变大。 1．为了使通电螺线管的磁性增强，应在螺线管中插入下列哪一种材料做成的“芯”（    ） A．铁 B．纸 C．塑料 D．木头 【答案】A 【详解】要使通电螺线管的磁性增强，应该插入‌铁‌做成的“芯”。  这是因为铁是铁磁性材料，能被通电螺线管的磁场磁化，产生与原磁场方向相同的附加磁场，两者叠加后，总磁场会大大增强。而纸、塑料和木头都是非磁性材料，无法被磁化，所以不能增强螺线管的磁性。故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 2．某电动汽车的电池组在快充时会发热，工程师采用液冷系统散热。下列说法正确的是（　　） A．电池发热是因为电流的磁效应 B．液冷系统通过热传递减少电池内能 C．冷却液的比热容越小，散热效果越好 D．电池充电时电能全部转化为化学能 【答案】B 【详解】A．电池发热，将电能转化为内能，是由于电流的热效应（焦耳定律），而非磁效应。电流的磁效应指电流周围产生磁场，与发热无关，故A错误； B．液冷系统通过冷却液循环，将电池的热量带走。这是通过热传递（对流）减少电池的内能。虽然电池在快充时持续产热，但液冷系统的散热作用会减少其内能的增加量。从热传递的角度，液冷系统确实“减少电池内能”，故B正确； C．比热容越大，冷却液吸收相同热量时温度变化越小，能更有效地持续散热。若比热容小，吸收少量热量后温度快速上升，散热效果变差，故C错误； D．充电时电能主要转化为化学能，但部分会因电阻转化为热能（电池发热），不可能“全部”转化，故D错误。 故选B。 3．全自动洗衣机的进水阀门是由电磁铁控制的，其构造示意图如图所示。线圈通电后产生磁场，对衔铁施加力的作用，使衔铁移动，阀孔打开，水流进洗衣机。下列关于线圈通电后的分析正确的是（　　） A．电磁铁的上端为N极 B．衔铁的材料可能为铜 C．电磁铁的工作原理为电流的磁效应 D．线圈周围不仅产生磁场，同时也产生磁感线 【答案】C 【详解】A．由图可知，电流从电磁铁上端流入，从电磁铁下端流出，由安培定则判断，电磁铁的下端为N极，故A错误； B．由于电磁铁能吸引铁钴镍等材质，不能吸引铜材质，所以衔铁的材料不可能为铜，故B错误； C．当电流通过电磁铁的线圈时，会产生磁场，从而使电磁铁具有磁性，所以电磁铁的工作原理为电流的磁效应，故C正确； D．由于磁场是真实存在的，磁感线是为了研究磁场，人为建立的模型，磁感线是不存在的，故D错误。 故选C。 4．如图所示，小明同学在探究电磁铁磁性强弱的实验中，使用两个相同的A、B大铁钉绕制成电磁铁进行实验，下列说法正确的是（　　） A．电磁铁A、B的上端均为S极 B．滑片P向右滑动的过程中电磁铁的磁性逐渐增强 C．电磁铁能吸引大头针数目越少说明它的磁性越强 D．该实验可以探究电磁铁磁性的强弱与匝数多少的关系 【答案】D 【详解】A．根据安培定则，电磁铁A的上端为S极，B的上端为N极，故A错误； B．滑片P向右滑动的过程中变阻器阻值变大，电路中电流变小，所以电磁铁的磁性逐渐减弱，故B错误； C．根据转换法，电磁铁能吸引大头针数目越少，说明它的磁性越弱，故C错误； D．A、B两个电磁铁串联，电流相同，匝数不同，该实验可以探究电磁铁磁性的强弱与匝数多少的关系，故D正确。 故选D。 5．某电动汽车用到一种能量回收技术，就是汽车在减速过程中内部线圈切割磁感线产生感应电流，将机械能转化为电能来工作。下列装置中也利用了这个原理工作的是（　　） A．电磁起重机 B．自制电动机 C．扬声器 D．动圈式话筒 【答案】D 【详解】汽车在减速过程中内部线圈切割磁感线产生感应电流，将机械能转化为电能，这属于电磁感应原理。 A．电磁起重机是利用电流的磁效应工作的，即通电导体周围存在磁场，利用电磁铁来吸引钢铁等物质，不是利用电磁感应原理，故A不符合题意；      B．自制电动机是根据通电导体在磁场中受力而运动的原理工作的，将电能转化为机械能，不是利用电磁感应原理，故B不符合题意； C．扬声器是利用通电导体在磁场中受力运动的原理工作的，当线圈中通过变化的电流时，线圈会在磁场中受力振动，带动纸盆发声，将电能转化为机械能，不是利用电磁感应原理，故C不符合题意；      D．动圈式话筒工作时，声音使膜片振动，带动连在一起的线圈在磁场中做切割磁感线运动，产生感应电流，是利用电磁感应原理将机械能转化为电能，与题目中电动汽车能量回收技术原理相同，故D符合题意。 故选D。 6．最近，约翰霍普金斯大学的研究人员发现了一种超导材料，该团队发现这种材料可以自然保持叠置而不需要任何外部磁场，这意味着电流可以同时顺时针和逆时针流动。一些金属或合金当达到某一温度时，电阻会变为零，这种现象称为“超导”，能够发生超导现象的物质叫超导体，下列有关超导体的描述正确的是（　　） A．超导体的电阻超级大 B．超导体可制成大功率的电炉 C．超导体可承载更大的电流，从而产生超强的磁场 D．超导体应用于磁悬浮列车，会增加因电流热效应导致的能量消耗 【答案】C 【详解】AB．超导体的电阻为零，通电时不会产生热量，电炉是利用电流的热效应工作的，所以超导体不可用于制作大功率的电炉。故AB错误； C．超导体的电阻为零，可承载更大的电流，从而产生超强的磁场，故C正确； D．超导体的电阻为零，通电时不会产生热量，不会因电流热效导致能量消耗，可以应用于磁悬浮列车，故D错误。 故选C。 7．如图为磁悬浮盆栽，其中上方悬浮的盆栽底部内放置一块条形磁铁，下方底座内安装电磁铁及相关电路， 其中电源电压保持不变。现将开关 S 与 “ 1 ” 闭合， 盆栽悬浮在一定高度一段时间后因植物长大而盆栽质量增大，若保持盆栽在空中悬浮高度不变，下列措施可行的是（　　） A．将电源的正负两极对调 B．将条形磁铁倒置使ab两极位置互换 C．将开关 与 “2” 闭合，并向左移动滑片 D．将开关 与 “1” 闭合，并向右移动滑片 【答案】C 【详解】A．由题可知，盆栽由于底部磁体和底座中电磁铁之间同名磁极相互排斥而悬浮在空中，将电源的正负两极对调，电磁铁中电流的绕行方向改变，则电磁铁的磁极改变，盆栽底部磁体和底座中电磁铁相互吸引，无法悬浮，故A不符合题意； B．将条形磁铁倒置使ab两极位置互换，则盆栽底部磁体和底座中电磁铁相互吸引，无法悬浮，故B不符合题意； C．将开关与 “2” 闭合，可使电磁铁匝数增多，磁性增强，并向左移动滑片，则滑动变阻器阻值变小，电路中电流变大，也可使电磁铁磁性增强，磁极间斥力增大，故C符合题意； D．将开关与 “1” 闭合，电磁铁匝数不变，向右移动滑片，则滑动变阻器阻值变大，电路中电流变小，会使电磁铁磁性减弱，磁极间斥力减小，故D不符合题意。 故选C。 8．为保护环境，我国已全面实施尾气排放国六标准阶段。图甲是小南设计的一种汽车尾气排放检测电路，为气敏电阻，其阻值与尾气浓度之间的关系如图乙所示。当尾气浓度高于设定值时，蜂鸣器报警。下列分析正确的是（　　） A．电磁铁通电后，螺线管下端为极 B．当尾气浓度变大时，螺线管中的电流变大 C．为使尾气浓度更低时报警，可适当增大的阻值 D．尾气浓度一定时，的滑片向下移动，的功率变大 【答案】B 【详解】A．由图甲可知，电流从电磁铁的上端流入，由安培定则可知螺线管上端为N极，下端为S极，故A错误； B．根据乙图，可以得知气敏电阻阻值随着浓度增大而变小，当尾气浓度变大时，气敏电阻的电阻变小，由电阻的串联可知电路的总电阻变小，由可知电路中的电流变大，故B正确； C．电路在电流达到某值时报警，且电源电压不变，由可知电路中总电阻不变。当尾气浓度更低时，R2电阻升高，串联电路总电阻等于各电阻阻值之和，故R1电阻应当减小，才能使电路在尾气浓度更低时报警，故C错误； D．尾气浓度一定时，的滑片向下移动，变阻器连入电路的电阻变大，由电阻的串联可知电路的总电阻变大，由可知电路中的电流变小，由P=I2R可知R2的电功率变小，故D错误。 故选B。 9．如图甲所示是兴趣小组设计的家庭燃气报警器电路示意图，其中电源电压保持恒定，R1是由气敏材料制成的传感器，其阻值与燃气浓度的关系如表所示，R2为滑动变阻器，通过移动滑片P的位置来设定燃气报警值，初始设置在3%的燃气浓度报警。测试中，闭合开关S，移动滑片P，电压表和电流表示数关系如图乙所示，当电流表的读数为0.3A，电磁铁A恰好能将衔铁B吸下（电磁铁线圈阻值忽略不计），则下列说法正确的是（      ） 燃气浓度 传感器R1阻值/Ω 0% 50 1% 38 2% 33 3% 30 A．该电路电源电压为9 V B．报警时，灯L2亮，滑动变阻器接入电路的阻值为20Ω C．闭合开关S后，电磁铁A的上端为N极 D．若让报警器在燃气浓度达到2%时就报警，可将变阻器的滑片向下调节 【答案】D 【详解】A．由图甲得，控制电路中，变阻器R2、传感器R1、电磁铁串联，电压表测量变阻器R2的电压，电流表测量电路电流。由表格中数据得，燃气浓度为3%时，传感器R1阻值为30Ω；依题意得，此时电路电流为0.3A，由图乙得，此时变阻器R2的电压为3V，由欧姆定律得，传感器R1电压为 该电路电源电压为 故A错误； B．报警时，由欧姆定律得，滑动变阻器接入电路的阻值为 故B错误； C．闭合开关S后，电流从电磁铁A上端流入，由右手定则得，电磁铁A的下端为N极，上端为S极，故C错误； D．若让报警器在燃气浓度达到2%时就报警，此时传感器R1较大，则为了使通过电磁铁的电流不变，可将变阻器的滑片向下调节，减小变阻器接入电路中的电阻，故D正确。 故选D。 10．物理学的每一次重大发现，都为人类的文明和发展做出了杰出贡献。我国宋代学者 在《梦溪笔谈》中明确指出指南针所指方向“微偏东，不全南也”的现象。丹麦物理学家 发现了“电流周围存在磁场”，成为揭开电和磁联系的第一人。 【答案】 沈括 奥斯特 【详解】[1]我国宋代学者沈括在《梦溪笔谈》中明确指出指南针所指方向“微偏东，不全南也”的现象。 [2]丹麦物理学家奥斯特发现了“电流周围存在磁场”，成为揭开电和磁联系的第一人。 11．1831年，英国物理学家法拉第发现了电磁感应现象，该发现进一步解释了电与磁的联系，开辟了人类的电气化时代。如图所示，通电螺线管的右端为N极，可判定电源的右端是 （选填“正”或“负”）极。 【答案】负 【详解】根据安培定则，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。已知通电螺线管的右端为N极，右手握住螺线管，大拇指指向右端（N极），此时四指弯曲的方向就是电流的方向，即电流从螺线管的左端流入，右端流出。因为在电源外部，电流从正极流向负极，所以电源的右端是负极。 12．如图甲所示，是一款悬浮台灯，上方灯泡内装有磁体，下方灯座内装有如图乙所示的电磁铁。通电后，灯泡悬浮在灯座上方，灯泡内的磁铁下端为 （选填“S”或“N”）极。 【答案】S 【详解】由图乙知，通电后，电流由电磁铁的上端流入，下端流出，根据安培定则知，电磁铁的下端为N极，上端为S极；灯泡能悬浮，是因为同名磁极相互排斥，灯泡中的磁体与产生磁场后的电磁铁相互排斥，电磁铁的上端为S极，则灯泡内的磁铁下端为S极。 13．1820年奥斯特发现了通电导体周围存在磁场后又有实验表明：平行的两根导线通电后，若电流的方向相同，则两根导线会相互吸引。请你据此猜测：当家庭电路中某照明灯发光时，连接该灯的两根平行导线之间会存在微弱的 （选填“吸引力”或“排斥力”），理由是 。 【答案】 排斥力 家庭电路两根导线中的电流方向是相反的 【详解】[1][2]家庭电路中零火线电流相反，而实验表明：平行的两根导线通电后，若电流的方向相同，则两根导线会相互吸引，因此可知，当电流方向相反时，两根导线间会相互排斥。因此照明灯发光时，连接该灯的两根平行导线之间会存在微弱的排斥力。 14．兴趣小组利用电磁继电器（电磁铁线圈电阻不计）制作了具有加热、保温功能的恒温加热器，其简化电路如图所示，控制电路中为热敏电阻（可感受恒温加热器内温度，其阻值随温度的升高而减小）。当闭合时，螺线管的上端相当于条形磁体的 （填“N”或“S”）极，加热器内温度逐渐升高，螺线管产生的磁场会 （选填“增强”、“不变”或“减弱”）。 【答案】 增强 【详解】[1]电流从电磁铁的上端流入、下端流出，根据安培定则可知，电磁铁的上端为N极、下端为S极。 [2]加热器内温度逐渐升高，热敏电阻R的阻值随温度升高而减小，根据串联电路的电阻关系可知，控制电路的总电阻减小，由欧姆定律可知控制电路电流增大，电磁铁磁性增强，产生的磁场会增强。 15．(1)如图所示，请在图中用箭头标出a点的磁感线方向。 (2)如图所示，根据小磁针静止时的指向，在括号里标出电源的“+”极或“-”极。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）根据磁感线在磁体外部从N极出发回到S极的规律，a点位于磁体外部，所以a点的磁感线方向应该是从N极指向S极，即向左。如图所示： （2）已知小磁针静止时右端为N极，根据磁极间的相互作用（异名磁极相互吸引），可以判断出螺线管的左端为S极；结合螺线管的绕线方式，运用安培定则，伸出右手，让大拇指指向螺线管的N极（即右端），此时观察四指的指向，四指指向电流的方向，发现电流是从螺线管的左端流入；因为在电源外部，电流从正极流向负极，所以电流从左端流入螺线管，即电源的左端为“+”极。如图所示： 16．将一个合适的电路元件符号放在虚线框中，使得电磁铁磁性强弱可以改变，并在下图中标出电磁铁通电后小磁针静止时的N极。 【答案】 【详解】要能改变电磁铁的磁性强弱则应在电路中串联滑动变阻器，改变电流大小。电流从螺线管的右端流入、左端流出，根据安培定则可知，螺线管的右端为N极，左端为S极，根据异名磁极相互吸引，小磁针静止时右端为N极，如图所示： 17．在探究影响电磁铁磁性强弱的因素时，晓彤同学在水平桌面上完成如图所示实验。 (1)该实验中铁块 P 从电磁铁上拉开瞬间电子测力计的示数表示电磁铁 ； (2)设计探究电磁铁磁性强弱与电流大小有关的实验记录表格 。 【答案】(1)磁性强弱 (2)见解析 【详解】（1）根据转换法，实验中通过铁块 P 从电磁铁上拉开瞬间电子测力计的示数表示电磁铁的磁性强弱，电子测力计的示数越大，说明电磁铁的磁性越强。 （2）探究电磁铁磁性强弱与电流大小的关系，应只改变通过电磁铁的电流大小，记录对应的电流值和铁块 P 从电磁铁上拉开瞬间电子测力计的示数，并多次实验，据此设计实验记录表格如下： 实验次数 1 2 3 4 5 电流 测力计示数 18．小彦探究通电螺线管外部的磁场分布。他在硬纸板上均匀地撒满铁屑，通电后轻敲纸板，小磁针和铁屑的分布情况如图所示。请回答下列问题： (1)由图示可判断通电螺线管的右端是 （选填“N”或“S”）极。当小彦改变螺线管中电流的方向时，小磁针的指向也会发生改变，说明通电螺线管的磁场方向与电流 有关。 (2)下列对实验有关现象的分析正确的是________。 A．撒铁屑的目的是显示磁场中的磁感线 B．撒铁屑的目的是显示根本就不存在的磁场 C．铁屑在磁场中被磁化成一个个小磁体，可由铁屑的分布情况判断螺线管的磁场方向 D．根据铁屑的分布情况可知通电螺线管周围的磁场与条形磁体的磁场相似 (3)请写出一个增强通电螺线管磁场的方法： 。 【答案】(1) N 方向 (2)D (3)增大通电螺线管中的电流（合理即可） 【详解】（1）[1]图中右侧小磁针的右端为N极，左端为S极，由磁极间的相互作用规律可知，螺线管的右端相当于条形磁铁的N极。 [2]改变螺线管中的电流方向时，小磁针的指向会改变，说明通电螺线管外部磁场方向与电流的方向有关。 （2）AB．磁体周围始终存在磁场，借助细铁屑可以显示磁体周围的磁场分布特点，但不是将原来不存在的磁场显示出来，故AB错误； C．铁屑在磁场中被磁化成一个个小磁体，可以显示磁场的分布，但不能判断螺线管的磁场方向，故C错误； D．根据铁屑的分布情况可知通电螺线管的磁场与条形磁铁的磁场是相似的，故D正确。故选D。 （3）增强通电螺线管磁场的方法有：增大通过螺线管的电流、增加螺线管的线圈匝数、在螺线管中插入铁芯等。 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 $