16.3 电磁铁（高效培优讲义）物理新教材沪粤版九年级下册

本讲义聚焦初中物理“电磁铁”核心知识点，系统梳理电磁铁的定义、特点及应用，深入探究磁性强弱与电流大小、线圈匝数、有无铁芯的关系，构建从基础概念到实际应用再到实验探究的完整学习支架。 该资料通过“重难题型讲解+能力培优练+链接中考”设计，结合磁浮列车、电磁起重机等实例强化物理观念，以控制变量法实验培养科学探究能力。课中助力教师高效授课，课后通过典例解析与分层练习帮助学生查漏补缺，提升综合应用能力。

第3节 电磁铁 【题型导航】 【重难题型讲解】 1 题型1 电磁铁的定义和应用 1 题型2 电磁铁的强弱与哪些因素有关 4 【能力培优练】 6 【链接中考】 13 【重难题型讲解】 题型1 电磁铁的定义和应用 1、电磁铁的定义：插入铁芯的通电螺线管称为电磁铁；其工作原理是：根据电流的磁效应，铁芯被磁化后，使通电螺线管的磁场大大增强。 2、电磁铁的特点：电磁铁通电时有磁性，断电时磁性消失。 3、电磁铁的应用：电磁铁在生产、生活中的应用十分广泛，例如磁浮列车、电磁起重机、电铃、电话等都应用了电磁铁 【典例1-1】许多自动控制的电路中都安装有电磁铁。关于电磁铁，下列说法中正确的是(　　) A．电磁铁的铁芯，可以用铜棒代替 B．电磁继电器中的磁体，可以使用永磁铁 C．电磁铁磁性的强弱只与电流的大小有关 D．电磁铁是根据电流的磁效应制成的 【答案】D 【解析】A.电磁铁的铁芯是用软磁性材料制成，因为铜不是磁性材料，故A错误； B.电磁铁的优点一方面是磁性的有无可以控制，不是永磁铁，故B错误； C.电磁铁的磁性强弱与电流的大小和线圈的匝数有关，故C错误； D.电磁铁是利用电流的磁效应制成的，故D正确。 故选D。 【典例1-2】如图所示，闭合开关后，下列说法不正确的是（　　） A．电铃利用电流热效应工作 B．电源用来提供电能 C．导线用来连接电路元件 D．开关用来控制电流通断 【答案】A 【解析】A．电铃的重要部件是电磁铁，利用电流的磁效应工作的，故A错误，A符合题意。 B．在电路中，电源是用来提供电能的，将其他形式的能转化成电能，故B正确，B不符合题意。 C．在电路中，导线具有良好的导电性，导线用来连接电路中的各个元件，使电路构成回路，故C正确，C不符合题意。 跟踪训练1 图甲是磁悬浮台灯，灯泡内部装有磁体和半导体芯片，灯座内有如图乙所示电磁铁。灯座通电后，灯泡会悬浮在灯座上方，半导体芯片发光。下列说法正确的是（　　） A．发光的半导体芯片电阻为零 B．灯泡悬浮是利用同名磁极相互排斥的原理 C．通电后电磁铁具有磁性说明磁能生电 D．通电后电磁铁的下端为S极 【答案】B 【解析】A．半导体的导电性能介于导体和绝缘体之间，具有一定的电阻值，因此半导体芯片的电阻不为0，故A错误； B．同名磁极相互排斥、异名磁极相互吸引，灯泡悬浮利用了同名磁极相互排斥的原理，故B正确； C．电磁铁是利用电流的磁效应工作的，当电流流过电磁铁线圈时，电磁铁就具有磁性，说明电能生磁，故C错误； D．电流从电磁铁线圈的上端流入，由安培定则可判断电磁铁的下端为N极，故D错误。 故选B。 跟踪训练2 下列装置中，利用电磁铁制成的是（　　） A．指南针 B．白炽灯 C．电铃 D．发光二极管 【答案】 C 【解析】指南针是磁铁制成的，白炽灯是钨丝制成的，电铃内部主要部件是电磁铁，发光二极管是用半导体材料制成的。 题型2 电磁铁的磁性强弱与哪些因素有关 1、 电磁铁的磁性与什么因素有关？ ①匝数一定时，通入的电流越大，电磁铁的磁性越强。 ②电流一定时，外形相同的电磁铁，线圈匝数越多，电磁铁的磁性越强。 ★易错提醒 电磁铁磁性的强弱与电磁铁线圈匝数的多少及线圈中通过的电流大小有关。实验采用“控制变量法”，首先控制电磁铁的线圈匝数不变，来研究电磁铁的磁性强弱与电流大小的关系；然后控制电流大小不变，来研究电磁铁的磁性强弱与电磁铁线圈匝数的关系。因此，在比较实验的过程中，注意观察这个过程中有哪些因素是相同的，哪些因素是不同的，通过“同中求异”“异中求同”，分析、归纳出不同因素对实验结果的影响。 【典例2-1】电磁铁是一个带有铁芯的螺线管，其有着广泛的应用。在实际使用中，要增强电磁铁的磁性，以下方法可行的是(　　) A．减少线圈的匝数 B．增大线圈中的电流 C．改变线圈中电流的方向 D．减小线圈两端的电压 【答案】B 【解析】A.减少线圈的匝数，可以减弱螺线管的磁性，与题目要求不符。故A错误。 B.增大线圈中的电流可以增强螺线管的磁性。故B正确。 C.改变线圈中的电流方向，可以改变螺线管的NS极，与磁性强弱无关。故C错误。 D.减小线圈两端的电压，即减小了螺线管中的电流，减弱了螺线管的磁性。故D错误。 故选B。 【典例2-2】张扬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，如图所示，下列说法错误的是(　　) A．滑片P向右滑动，电磁铁的磁性减弱 B．电磁铁能吸引的大头针越多，表明它的磁性越强 C．电磁铁A、B的上端均为S极 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】C 【解析】从图中可以看出两线圈是串联的，通过的电流是相同的，线圈匝数越多，磁性越强，吸引铁钉越多；滑片P向右滑动，电阻增大，电流变小，电磁铁的磁性减弱；从电路中可以看出通过AB的电流都向右，利用安培定则可以判断电磁铁A、B的上端均为N极。 故选C。 跟踪训练1 将如图中的电磁铁连入你设计的电路中(在虚线方框内完成)．要求：电路能改变电磁铁磁性的强弱；使小磁针静止时N.S如图(提示：可用器材有滑动变阻器.干电池)． 【答案】 【解析】电磁铁的磁性强弱与电流的大小.线圈的匝数有关，本题中只要串联一个变阻器，改变电路的电流可改变磁性，再根据安培定则可判断出电源的正负极。 故答案为：如下图： 。 跟踪训练2 用一根导线和一枚铁钉可以制作一个电磁铁，如图中所示。怎样可以使这个电磁铁的磁性较强？   【答案】见解析 【解析】由于电磁铁的磁性强弱与线圈中电流大小和线圈匝数有关，所以增大线圈中电流大小和增多线圈的匝数，可以使电磁铁的磁性增强。 【能力培优练】 1．如图所示，将绝缘导线绕在铁钉上并与电池相连接，铁钉将（　　） A．被熔化 B．有磁性 C．明显伸长 D．有电流通过它 【答案】B 【解析】将绝缘导线绕在铁钉上并与电池相连接就构成了一个电磁铁，铁钉将有磁性。 故选B。 2．图﹣1是一种磁悬浮地球仪摆件，地球仪内部装有磁铁，底座内部装有如图﹣2所示的电磁铁。下列说法正确的是（　　）    A．图﹣1中，电磁铁周围存在着真实的磁场和磁感线 B．图﹣1中，地球仪利用异名磁极相互排斥的原理悬浮 C．图﹣2中，电磁铁的上端是S极 D．图﹣2中，将电源正负极对调后，电磁铁周围的磁场方向不变 【答案】C 【解析】A．磁体周围存在磁场，电磁铁周围也存在磁场，磁感线是为了描述磁场的分布，假想的曲线，不存在磁感线，故A错误； B．磁悬浮地球仪之所以能悬浮在空中，是利用了同名磁极相互排斥的原理，故B错误； C．图﹣2中，电流从螺线管的上端流入，由安培定则和图示可知，电磁铁上端为S极，故C正确； D．图﹣2中，将电源正负极对调后，电流的方向发生了改变，电磁铁磁极方向随之改变，电磁铁周围的磁场方向改变。故D错误。 故选C。 3．如图所示，闭合开关，铁块、弹簧在图中位置静止，电磁铁的下端为 极（选填“N”或“S”）；当滑动变阻器的滑片向左移动时，电流表示数将 ，弹簧的长度将 。（选填“变大”、“变小”或“不变”） 【答案】S 变小 变小 【解析】[1]根据安培定则可得，螺线管的上端为N极，下端为S极。 [2][3]若将变阻器的滑片P向左移动，滑动变阻器接入电路的电阻变大，所以电路中的电流变小，通电螺线管的磁性减弱，故对铁块的作用力减小，即弹簧长度应变小。 4．通电螺线管的磁性：匝数一定时，通过 越大，磁性越强；电流强度一定时，线圈 越多，磁性越强； 都一定时，有铁芯的比没铁芯的磁性强；通电螺线管的极性可用 来改变。 【答案】电流 匝数 匝数、电流 电流方向 【解析】[1][2][3][4]通电螺线管的磁性和电流大小有关，和匝数多少有关，和有无铁芯有关。 匝数一定时，通过的电流越大，磁性越强；电流强度一定时，线圈匝数越多，磁性越强；匝数、电流都一定时，有铁芯的比没铁芯的磁性强。通电螺线管的极性可用电流方向来改变。 5．丹麦物理学家奥斯特首先发现了电与磁之间存在本质联系，生产生活中的 （选填“电磁起重机”“台灯”或“电热毯”）主要是利用电流磁效应工作的．飞机起飞时，利用了空气流速越大压强越 （选填“大”或“小”）的原理． 【答案】电磁起重机 小 【解析】通电导线周围有磁场，这就是的电流的磁效应，电磁起重机、电磁继电器等都是利用该原理制成的；台灯工作时把电能转化为光和热，不是利用电流磁效应工作的；电热毯是利用电流流过导体时发热而工作的，应用了电流的热效应． 飞机的机翼通常都做成上面凸起，下面平直的形状．这样当飞机起飞时，流过机翼上方的空气流速大，压强小，流过机翼下方的空气流速小，压强大．机翼上下方所受到的压力差便形成向上的升力．故飞机起飞时，利用了空气流速越大压强越小的原理。 6．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 有关。    【答案】顺 减弱 线圈的匝数 【解析】[1]由图可知螺线管中电流由左侧流入，则由右手螺旋定则可知，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与电流大小有关，还与线圈的匝数有关。 7．科学家已经发现了巨磁电阻（GMR）效应：微弱的磁场可以导致某种材料的电阻阻值急剧变化。如图所示的电路是研究巨磁电阻特性的原理示意图，实验发现：闭合开关S1、S2后，在向左轻轻地移动滑片P的过程中，指示灯明显变亮。在此过程中，电磁铁的磁场 （选填“增强”或“减弱”），巨磁电阻的阻值明显 （选填“增大”或“减小”）。   【答案】增强 减小 【解析】[1][2]当滑片P向左滑动时，滑动变阻器连入电路中的电阻变小，则电路中的电流变 大，通电螺线管的磁性增强，右边电路中的指示灯明显变亮，则说明右边电路的电流变大了，巨磁电阻的电阻变小了，即巨磁电阻的阻值随磁场的增强而减小 8．如图是“探究电磁铁磁性强弱与线圈匝数关系”的实验电路，用笔画线代替导线，将电路连接完整（要求滑动变阻器可以改变电路中的电流）。       【答案】   【解析】探究电磁铁磁性强弱与线圈匝数关系时，需要控制通过两个线圈的电流相同，线圈的匝数不同，所以两个线圈应该是串联的；滑动变阻器采用一上一下的接法，实物图如下所示    9．闭合开关，小磁针静止在螺线管左侧，在图中括号内标出电源“+”或“-”极，并用箭头标出图中磁感线方向。    【答案】 【解析】由图可知，小磁针右侧为N极，根据异名磁极相互吸引，则螺线管左侧对应为S极，根据安培定则可知，电流从右侧流入螺线管，则电源右侧为正极；在螺线管的外部，磁感线由N极出发回到S极，据此画出磁感线方向，如图所示： 10．在“探究影响电磁铁磁性强弱的因素”实验中，实验器材有：两节新干电池、滑动变阻器、大头针、铁钉、开关、导线等，实验过程如图所示。 （1）实验中，通过观察 来比较电磁铁磁性的强弱； （2）分析比较如图甲、乙所示两次实验现象，可以得出结论：电磁铁线圈的匝数一定时，通过电流越大，电磁铁的磁性越 ； （3）如图丙所示，将两个电磁铁串联在电路进行实验的目的是控制通过两个电磁铁的 ；分析实验现象可得出结论： 。 【答案】吸引大头针的数量 强 电流相同 电流相同时，电磁铁的线圈匝数越多， 磁性越强 【解析】（1）[1]电磁铁磁性强弱通过比较电磁铁吸引大头针的多少来反映，电磁铁吸引的大头针越多，电磁铁磁性越强。 （2）[2]图乙中的滑动变阻器电阻小于甲的电阻，所以甲中通过线圈的电流小于乙中的电流；从图上可以看出，乙中电磁铁吸引的大头针较多，表明乙中电磁铁的磁性强，说明通过电磁铁的电流越大，电磁铁的磁性越强。 （3）[3][4]丙图中两电磁铁串联在电路中，通过的电流处处相等；右边的电磁铁的线圈匝数多，且它电磁铁吸引的大头针较多，表明左面的电磁铁的磁性强，说明通过电磁铁的电流相同时，电磁铁的线圈匝数越多，磁性越强。 11．小芳想探究“磁铁的磁性强弱是否与温度有关”。她设计甲电路：将一条形磁铁的一端固定在铁架台上，另一端吸着一些小铁钉，用酒精灯给磁铁加热。 (1)经过一段时间后，当磁铁被烧红时，发现铁钉纷纷落下，从小芳的实验可得出的初步结论是 ； (2)根据这一结论，他大胆设计了一个温度报警器，装置如图乙所示，图中的弹簧开关材质应该选用 （选填“铜”、“铁”或“铝”）。 【答案】磁体的温度越高，磁性越弱 铁 【解析】(1)[1]磁体的磁性强弱不直观，转化为看的到的铁钉，磁性越强，吸引铁钉越多，开始铁钉较多，给磁铁加热温度升高后，铁钉减少，磁性减弱，说明磁铁的温度越高，磁性减弱。(2)[2]磁铁可以吸引铁、钴、镍等物质，所以弹簧开关材质应该选用铁。 12．法国科学家阿尔贝•费尔和德国科学家彼得•格林贝格尔由于发现了巨磁电阻（GMR）效应而荣获2007年度诺贝尔物理学奖。图中GMR代表巨磁电阻，在磁场中，其阻值随磁场的逐渐变强而减小，闭合开关S1、S2，下列说法中正确的是（　　）    A．电磁铁左端为N极 B．电磁铁外部的磁感线从右端出发回到左端 C．将滑片P向b端滑动，电磁铁磁性变强 D．将滑片P向a端滑动，指示灯变暗 【答案】A 【解析】AB．闭合开关，电流从右端流入电磁铁，根据安培定则可得，电磁铁左端为N极，磁感线从左端出发回到右端，故A正确、B错误； C．滑片向b端滑动，电路中电阻变大，电流减小，电磁铁磁性变弱，故C错误； D．滑片向a端滑动，电路中电阻变小，电流变大，电磁铁磁性变强，GMR的阻值变小，指示灯所在电路的电流变大，指示灯变亮，故D错误。 故选A。 13．如图电磁起重机可以处理废弃钢铁材料。电磁起重机的主要部件是一个巨型电磁铁，它是根据 的原理制成，电磁起重机若要吸起更多的钢铁，可采取的方法是 （写出一种方法即可）。   【答案】电流的磁效应 增大通过电磁铁的电流 【解析】[1]内部带有铁芯的通电螺线管叫电磁铁。当有电流时，电磁铁有磁性；当无电流时，电磁铁无磁性；所以电磁铁是根据电流的磁效应的原理制成的。 [2]电磁起重机若要吸起更多的钢铁，需要增大电磁铁的磁性，可采取的方法是增大电路中的电流或增加电磁铁线圈的匝数。 14．在探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”实验中，小明用相同的漆包线和铁钉绕制成电磁铁A和B，设计了如图所示的电路。 （1）实验中是通过 来判定电磁铁磁性强弱的； （2）如图中A、B串联的目的是 ，探究电磁铁磁性强弱与 的关系； （3）试验中，大头针的下端都是分开的原因是 。    【答案】 吸引大头针的数量 见解析 线圈匝数 同名磁极相互排斥 【解析】（1）[1]实验时是通过观察吸引大头针的数量来判断电磁铁的磁性强弱的，吸引大头针的个数越多，说明电磁铁的磁性越强。 （2）[2][3]图中将两电磁铁串联，是为了使通过两电磁铁线圈的电流相同，线圈匝数不同，这样才能比较磁性强弱与线圈匝数的关系。 （3）[4]大头针被磁化后，大头针的下端的极性是相同的，同名磁极相互排斥，故大头针的下端会分开 【链接中考】 1．（2025·江苏盐城·中考真题）如图所示，给绕在铁钉上的线圈通电后，铁钉吸引大头针。下列操作能使铁钉吸引大头针数目变多的是（　　） A. 减少线圈匝数 B. 减少电池节数 C. 向右移动滑动变阻器多滑片 D. 对调电源正、负接线柱上的接线 【答案】C 【详解】A.减少线圈匝数，电磁铁的磁性变弱，铁钉吸引大头针的数目变少，故A不符合题意； B.减少电池节数，电源电压变小，电路中的电流变小，电磁铁的磁性变弱，铁钉吸引大头针的数目变少，故B不符合题意； C.向右移动滑动变阻器的滑片，滑动变阻器接入电路的电阻变小，电路的总电阻变小，电路中的电流变大，电磁铁的磁性变强，铁钉吸引大头针的数目变多，故C符合题意； D.对调电源正，负接线柱上的接线只能改变电流的方向，不能影响电磁铁的磁性强弱，铁钉吸引大头针的数目不变，故D不符合题意。 故选C。 2．（2025·甘肃兰州·中考真题）在“探究通电螺线管外部磁场的方向”的实验中： (1)闭合开关S前，小磁针均指向南北方向，说明地球周围存在_______ ； (2)闭合开关S后，小磁针静止时的指向如图所示（涂黑的一端为N极），由此可知：通电螺线管的右端为_____ 极，电源的右端为_____ 极； (3)对调电源两极，小磁针的指向也随之改变，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)N；正；(3)电流；(4)在通电螺线管内部插入铁芯 【详解】(1)闭合开关S前，小磁针均指向南北方向，说明地球周围存在磁场； (2)闭合开关S后，小磁针静止时的指向如图所示(涂黑的一端为NV极)，根据异名磁极相互吸引，通电螺线管的右端为N极，由安培定则可知，电源的右端为正极； (3)对调电源两极，小磁针的指向也随之改变，说明通电螺线管的磁场方向与电流方向有关； (4)为了使通电螺线管的磁场增强，可采取的有效措施是在通电螺线管内部插入铁芯。 3．（2025·四川自贡·中考真题）如图，闭合开关，条形磁铁S极受到______力。为增大条形磁铁和通电螺线管间的相互作用力，滑动变阻器的滑片P应向______滑动。 【答案】 斥 左 【详解】由图可知，电流由螺线管的右端流入，由安培定则可知，螺线管右侧为N极，左侧是S极，由同名磁极相互排斥可知，条形磁铁S极受到斥力； 为增大条形磁铁和通电螺线管间的相互作用力，应增大螺线管的磁场，即电流中的电流变大，滑动变阻器接入电路的电阻变小，故滑片应该向左移动。 4．（2025·四川泸州·中考真题）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；变弱 【详解】(1)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螺线管的B端为通电螺线管的N极，A端是S极；(2)当滑动变阻器的滑片P向a端滑动时，接入电路中的电阻变大，电流减小，所以电流表示数减小，当匝数一定时，电流减小，电磁铁的磁性减弱。 5．（2025·黑龙江哈尔滨·中考真题）某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铁钉绕制成两个电磁铁A和B，B铁钉上绕有更多匝数的线圈，实验装置如图所示。 （1）如图甲，闭合开关，电磁铁A的钉尖是极 （选填“N”或“S”）；将滑动变阻器的滑片P向右移动，能吸引的大头针 （选填“更多”“不变”或“更少”）；  （2）如图乙，把电磁铁A和B串联，闭合开关，多次移动滑动变阻器的滑片P，发现电磁铁B总能吸引更多的大头针，通过比较，得出的结论是 ；  （3）电磁铁在生活中应用广泛，请举一例： 。 【答案】 (1)S；更少；(2)电流相同，线圈的匝数越多，电磁铁的磁性越强；(3)电铃 【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； 将滑动变阻器的滑片P向右移动，接入电路的电阻变大，电源电压不变，电流变小，电磁铁的磁性变弱，能吸引更少的大头针。 (2)如图乙，把电磁铁A和B串联。闭合开关，多次移动滑动变阻器的滑片P，发现电磁铁B总能吸引更多的大头针，通过比较(图中电流大小相同，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)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)电磁铁的应用十分广泛，有电铃，电磁继电器，空气开关等。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第3节 电磁铁 【题型导航】 【重难题型讲解】 1 题型1 电磁铁的定义和应用 1 题型2 电磁铁的强弱与哪些因素有关 4 【能力培优练】 6 【链接中考】 13 【重难题型讲解】 题型1 电磁铁的定义和应用 1、电磁铁的定义：插入铁芯的通电螺线管称为电磁铁；其工作原理是：根据电流的磁效应，铁芯被磁化后，使通电螺线管的磁场大大增强。 2、电磁铁的特点：电磁铁通电时有磁性，断电时磁性消失。 3、电磁铁的应用：电磁铁在生产、生活中的应用十分广泛，例如磁浮列车、电磁起重机、电铃、电话等都应用了电磁铁 【典例1-1】许多自动控制的电路中都安装有电磁铁。关于电磁铁，下列说法中正确的是(　　) A．电磁铁的铁芯，可以用铜棒代替 B．电磁继电器中的磁体，可以使用永磁铁 C．电磁铁磁性的强弱只与电流的大小有关 D．电磁铁是根据电流的磁效应制成的 【答案】D 【解析】A.电磁铁的铁芯是用软磁性材料制成，因为铜不是磁性材料，故A错误； B.电磁铁的优点一方面是磁性的有无可以控制，不是永磁铁，故B错误； C.电磁铁的磁性强弱与电流的大小和线圈的匝数有关，故C错误； D.电磁铁是利用电流的磁效应制成的，故D正确。 故选D。 【典例1-2】如图所示，闭合开关后，下列说法不正确的是（　　） A．电铃利用电流热效应工作 B．电源用来提供电能 C．导线用来连接电路元件 D．开关用来控制电流通断 【答案】A 【解析】A．电铃的重要部件是电磁铁，利用电流的磁效应工作的，故A错误，A符合题意。 B．在电路中，电源是用来提供电能的，将其他形式的能转化成电能，故B正确，B不符合题意。 C．在电路中，导线具有良好的导电性，导线用来连接电路中的各个元件，使电路构成回路，故C正确，C不符合题意。 跟踪训练1 图甲是磁悬浮台灯，灯泡内部装有磁体和半导体芯片，灯座内有如图乙所示电磁铁。灯座通电后，灯泡会悬浮在灯座上方，半导体芯片发光。下列说法正确的是（　　） A．发光的半导体芯片电阻为零 B．灯泡悬浮是利用同名磁极相互排斥的原理 C．通电后电磁铁具有磁性说明磁能生电 D．通电后电磁铁的下端为S极 【答案】B 【解析】A．半导体的导电性能介于导体和绝缘体之间，具有一定的电阻值，因此半导体芯片的电阻不为0，故A错误； B．同名磁极相互排斥、异名磁极相互吸引，灯泡悬浮利用了同名磁极相互排斥的原理，故B正确； C．电磁铁是利用电流的磁效应工作的，当电流流过电磁铁线圈时，电磁铁就具有磁性，说明电能生磁，故C错误； D．电流从电磁铁线圈的上端流入，由安培定则可判断电磁铁的下端为N极，故D错误。 故选B。 跟踪训练2 下列装置中，利用电磁铁制成的是（　　） A．指南针 B．白炽灯 C．电铃 D．发光二极管 【答案】 C 【解析】指南针是磁铁制成的，白炽灯是钨丝制成的，电铃内部主要部件是电磁铁，发光二极管是用半导体材料制成的。 题型2 电磁铁的磁性强弱与哪些因素有关 1、 电磁铁的磁性与什么因素有关？ ①匝数一定时，通入的电流越大，电磁铁的磁性越强。 ②电流一定时，外形相同的电磁铁，线圈匝数越多，电磁铁的磁性越强。 ★易错提醒 电磁铁磁性的强弱与电磁铁线圈匝数的多少及线圈中通过的电流大小有关。实验采用“控制变量法”，首先控制电磁铁的线圈匝数不变，来研究电磁铁的磁性强弱与电流大小的关系；然后控制电流大小不变，来研究电磁铁的磁性强弱与电磁铁线圈匝数的关系。因此，在比较实验的过程中，注意观察这个过程中有哪些因素是相同的，哪些因素是不同的，通过“同中求异”“异中求同”，分析、归纳出不同因素对实验结果的影响。 【典例2-1】电磁铁是一个带有铁芯的螺线管，其有着广泛的应用。在实际使用中，要增强电磁铁的磁性，以下方法可行的是(　　) A．减少线圈的匝数 B．增大线圈中的电流 C．改变线圈中电流的方向 D．减小线圈两端的电压 【答案】B 【解析】A.减少线圈的匝数，可以减弱螺线管的磁性，与题目要求不符。故A错误。 B.增大线圈中的电流可以增强螺线管的磁性。故B正确。 C.改变线圈中的电流方向，可以改变螺线管的NS极，与磁性强弱无关。故C错误。 D.减小线圈两端的电压，即减小了螺线管中的电流，减弱了螺线管的磁性。故D错误。 故选B。 【典例2-2】张扬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，如图所示，下列说法错误的是(　　) A．滑片P向右滑动，电磁铁的磁性减弱 B．电磁铁能吸引的大头针越多，表明它的磁性越强 C．电磁铁A、B的上端均为S极 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】C 【解析】从图中可以看出两线圈是串联的，通过的电流是相同的，线圈匝数越多，磁性越强，吸引铁钉越多；滑片P向右滑动，电阻增大，电流变小，电磁铁的磁性减弱；从电路中可以看出通过AB的电流都向右，利用安培定则可以判断电磁铁A、B的上端均为N极。 故选C。 跟踪训练1 将如图中的电磁铁连入你设计的电路中(在虚线方框内完成)．要求：电路能改变电磁铁磁性的强弱；使小磁针静止时N.S如图(提示：可用器材有滑动变阻器.干电池)． 【答案】 【解析】电磁铁的磁性强弱与电流的大小.线圈的匝数有关，本题中只要串联一个变阻器，改变电路的电流可改变磁性，再根据安培定则可判断出电源的正负极。 故答案为：如下图： 。 跟踪训练2 用一根导线和一枚铁钉可以制作一个电磁铁，如图中所示。怎样可以使这个电磁铁的磁性较强？   【答案】见解析 【解析】由于电磁铁的磁性强弱与线圈中电流大小和线圈匝数有关，所以增大线圈中电流大小和增多线圈的匝数，可以使电磁铁的磁性增强。 【能力培优练】 1．如图所示，将绝缘导线绕在铁钉上并与电池相连接，铁钉将（　　） A．被熔化 B．有磁性 C．明显伸长 D．有电流通过它 【答案】B 【解析】将绝缘导线绕在铁钉上并与电池相连接就构成了一个电磁铁，铁钉将有磁性。 故选B。 2．图﹣1是一种磁悬浮地球仪摆件，地球仪内部装有磁铁，底座内部装有如图﹣2所示的电磁铁。下列说法正确的是（　　）    A．图﹣1中，电磁铁周围存在着真实的磁场和磁感线 B．图﹣1中，地球仪利用异名磁极相互排斥的原理悬浮 C．图﹣2中，电磁铁的上端是S极 D．图﹣2中，将电源正负极对调后，电磁铁周围的磁场方向不变 【答案】C 【解析】A．磁体周围存在磁场，电磁铁周围也存在磁场，磁感线是为了描述磁场的分布，假想的曲线，不存在磁感线，故A错误； B．磁悬浮地球仪之所以能悬浮在空中，是利用了同名磁极相互排斥的原理，故B错误； C．图﹣2中，电流从螺线管的上端流入，由安培定则和图示可知，电磁铁上端为S极，故C正确； D．图﹣2中，将电源正负极对调后，电流的方向发生了改变，电磁铁磁极方向随之改变，电磁铁周围的磁场方向改变。故D错误。 故选C。 3．如图所示，闭合开关，铁块、弹簧在图中位置静止，电磁铁的下端为 极（选填“N”或“S”）；当滑动变阻器的滑片向左移动时，电流表示数将 ，弹簧的长度将 。（选填“变大”、“变小”或“不变”） 【答案】S 变小 变小 【解析】[1]根据安培定则可得，螺线管的上端为N极，下端为S极。 [2][3]若将变阻器的滑片P向左移动，滑动变阻器接入电路的电阻变大，所以电路中的电流变小，通电螺线管的磁性减弱，故对铁块的作用力减小，即弹簧长度应变小。 4．通电螺线管的磁性：匝数一定时，通过 越大，磁性越强；电流强度一定时，线圈 越多，磁性越强； 都一定时，有铁芯的比没铁芯的磁性强；通电螺线管的极性可用 来改变。 【答案】电流 匝数 匝数、电流 电流方向 【解析】[1][2][3][4]通电螺线管的磁性和电流大小有关，和匝数多少有关，和有无铁芯有关。 匝数一定时，通过的电流越大，磁性越强；电流强度一定时，线圈匝数越多，磁性越强；匝数、电流都一定时，有铁芯的比没铁芯的磁性强。通电螺线管的极性可用电流方向来改变。 5．丹麦物理学家奥斯特首先发现了电与磁之间存在本质联系，生产生活中的 （选填“电磁起重机”“台灯”或“电热毯”）主要是利用电流磁效应工作的．飞机起飞时，利用了空气流速越大压强越 （选填“大”或“小”）的原理． 【答案】电磁起重机 小 【解析】通电导线周围有磁场，这就是的电流的磁效应，电磁起重机、电磁继电器等都是利用该原理制成的；台灯工作时把电能转化为光和热，不是利用电流磁效应工作的；电热毯是利用电流流过导体时发热而工作的，应用了电流的热效应． 飞机的机翼通常都做成上面凸起，下面平直的形状．这样当飞机起飞时，流过机翼上方的空气流速大，压强小，流过机翼下方的空气流速小，压强大．机翼上下方所受到的压力差便形成向上的升力．故飞机起飞时，利用了空气流速越大压强越小的原理。 6．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 有关。    【答案】顺 减弱 线圈的匝数 【解析】[1]由图可知螺线管中电流由左侧流入，则由右手螺旋定则可知，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与电流大小有关，还与线圈的匝数有关。 7．科学家已经发现了巨磁电阻（GMR）效应：微弱的磁场可以导致某种材料的电阻阻值急剧变化。如图所示的电路是研究巨磁电阻特性的原理示意图，实验发现：闭合开关S1、S2后，在向左轻轻地移动滑片P的过程中，指示灯明显变亮。在此过程中，电磁铁的磁场 （选填“增强”或“减弱”），巨磁电阻的阻值明显 （选填“增大”或“减小”）。   【答案】增强 减小 【解析】[1][2]当滑片P向左滑动时，滑动变阻器连入电路中的电阻变小，则电路中的电流变 大，通电螺线管的磁性增强，右边电路中的指示灯明显变亮，则说明右边电路的电流变大了，巨磁电阻的电阻变小了，即巨磁电阻的阻值随磁场的增强而减小 8．如图是“探究电磁铁磁性强弱与线圈匝数关系”的实验电路，用笔画线代替导线，将电路连接完整（要求滑动变阻器可以改变电路中的电流）。       【答案】   【解析】探究电磁铁磁性强弱与线圈匝数关系时，需要控制通过两个线圈的电流相同，线圈的匝数不同，所以两个线圈应该是串联的；滑动变阻器采用一上一下的接法，实物图如下所示    9．闭合开关，小磁针静止在螺线管左侧，在图中括号内标出电源“+”或“-”极，并用箭头标出图中磁感线方向。    【答案】 【解析】由图可知，小磁针右侧为N极，根据异名磁极相互吸引，则螺线管左侧对应为S极，根据安培定则可知，电流从右侧流入螺线管，则电源右侧为正极；在螺线管的外部，磁感线由N极出发回到S极，据此画出磁感线方向，如图所示： 10．在“探究影响电磁铁磁性强弱的因素”实验中，实验器材有：两节新干电池、滑动变阻器、大头针、铁钉、开关、导线等，实验过程如图所示。 （1）实验中，通过观察 来比较电磁铁磁性的强弱； （2）分析比较如图甲、乙所示两次实验现象，可以得出结论：电磁铁线圈的匝数一定时，通过电流越大，电磁铁的磁性越 ； （3）如图丙所示，将两个电磁铁串联在电路进行实验的目的是控制通过两个电磁铁的 ；分析实验现象可得出结论： 。 【答案】吸引大头针的数量 强 电流相同 电流相同时，电磁铁的线圈匝数越多， 磁性越强 【解析】（1）[1]电磁铁磁性强弱通过比较电磁铁吸引大头针的多少来反映，电磁铁吸引的大头针越多，电磁铁磁性越强。 （2）[2]图乙中的滑动变阻器电阻小于甲的电阻，所以甲中通过线圈的电流小于乙中的电流；从图上可以看出，乙中电磁铁吸引的大头针较多，表明乙中电磁铁的磁性强，说明通过电磁铁的电流越大，电磁铁的磁性越强。 （3）[3][4]丙图中两电磁铁串联在电路中，通过的电流处处相等；右边的电磁铁的线圈匝数多，且它电磁铁吸引的大头针较多，表明左面的电磁铁的磁性强，说明通过电磁铁的电流相同时，电磁铁的线圈匝数越多，磁性越强。 11．小芳想探究“磁铁的磁性强弱是否与温度有关”。她设计甲电路：将一条形磁铁的一端固定在铁架台上，另一端吸着一些小铁钉，用酒精灯给磁铁加热。 (1)经过一段时间后，当磁铁被烧红时，发现铁钉纷纷落下，从小芳的实验可得出的初步结论是 ； (2)根据这一结论，他大胆设计了一个温度报警器，装置如图乙所示，图中的弹簧开关材质应该选用 （选填“铜”、“铁”或“铝”）。 【答案】磁体的温度越高，磁性越弱 铁 【解析】(1)[1]磁体的磁性强弱不直观，转化为看的到的铁钉，磁性越强，吸引铁钉越多，开始铁钉较多，给磁铁加热温度升高后，铁钉减少，磁性减弱，说明磁铁的温度越高，磁性减弱。(2)[2]磁铁可以吸引铁、钴、镍等物质，所以弹簧开关材质应该选用铁。 12．法国科学家阿尔贝•费尔和德国科学家彼得•格林贝格尔由于发现了巨磁电阻（GMR）效应而荣获2007年度诺贝尔物理学奖。图中GMR代表巨磁电阻，在磁场中，其阻值随磁场的逐渐变强而减小，闭合开关S1、S2，下列说法中正确的是（　　）    A．电磁铁左端为N极 B．电磁铁外部的磁感线从右端出发回到左端 C．将滑片P向b端滑动，电磁铁磁性变强 D．将滑片P向a端滑动，指示灯变暗 【答案】A 【解析】AB．闭合开关，电流从右端流入电磁铁，根据安培定则可得，电磁铁左端为N极，磁感线从左端出发回到右端，故A正确、B错误； C．滑片向b端滑动，电路中电阻变大，电流减小，电磁铁磁性变弱，故C错误； D．滑片向a端滑动，电路中电阻变小，电流变大，电磁铁磁性变强，GMR的阻值变小，指示灯所在电路的电流变大，指示灯变亮，故D错误。 故选A。 13．如图电磁起重机可以处理废弃钢铁材料。电磁起重机的主要部件是一个巨型电磁铁，它是根据 的原理制成，电磁起重机若要吸起更多的钢铁，可采取的方法是 （写出一种方法即可）。   【答案】电流的磁效应 增大通过电磁铁的电流 【解析】[1]内部带有铁芯的通电螺线管叫电磁铁。当有电流时，电磁铁有磁性；当无电流时，电磁铁无磁性；所以电磁铁是根据电流的磁效应的原理制成的。 [2]电磁起重机若要吸起更多的钢铁，需要增大电磁铁的磁性，可采取的方法是增大电路中的电流或增加电磁铁线圈的匝数。 14．在探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”实验中，小明用相同的漆包线和铁钉绕制成电磁铁A和B，设计了如图所示的电路。 （1）实验中是通过 来判定电磁铁磁性强弱的； （2）如图中A、B串联的目的是 ，探究电磁铁磁性强弱与 的关系； （3）试验中，大头针的下端都是分开的原因是 。    【答案】 吸引大头针的数量 见解析 线圈匝数 同名磁极相互排斥 【解析】（1）[1]实验时是通过观察吸引大头针的数量来判断电磁铁的磁性强弱的，吸引大头针的个数越多，说明电磁铁的磁性越强。 （2）[2][3]图中将两电磁铁串联，是为了使通过两电磁铁线圈的电流相同，线圈匝数不同，这样才能比较磁性强弱与线圈匝数的关系。 （3）[4]大头针被磁化后，大头针的下端的极性是相同的，同名磁极相互排斥，故大头针的下端会分开 【链接中考】 1．（2025·江苏盐城·中考真题）如图所示，给绕在铁钉上的线圈通电后，铁钉吸引大头针。下列操作能使铁钉吸引大头针数目变多的是（　　） A. 减少线圈匝数 B. 减少电池节数 C. 向右移动滑动变阻器多滑片 D. 对调电源正、负接线柱上的接线 【答案】C 【详解】A.减少线圈匝数，电磁铁的磁性变弱，铁钉吸引大头针的数目变少，故A不符合题意； B.减少电池节数，电源电压变小，电路中的电流变小，电磁铁的磁性变弱，铁钉吸引大头针的数目变少，故B不符合题意； C.向右移动滑动变阻器的滑片，滑动变阻器接入电路的电阻变小，电路的总电阻变小，电路中的电流变大，电磁铁的磁性变强，铁钉吸引大头针的数目变多，故C符合题意； D.对调电源正，负接线柱上的接线只能改变电流的方向，不能影响电磁铁的磁性强弱，铁钉吸引大头针的数目不变，故D不符合题意。 故选C。 2．（2025·甘肃兰州·中考真题）在“探究通电螺线管外部磁场的方向”的实验中： (1)闭合开关S前，小磁针均指向南北方向，说明地球周围存在_______ ； (2)闭合开关S后，小磁针静止时的指向如图所示（涂黑的一端为N极），由此可知：通电螺线管的右端为_____ 极，电源的右端为_____ 极； (3)对调电源两极，小磁针的指向也随之改变，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)N；正；(3)电流；(4)在通电螺线管内部插入铁芯 【详解】(1)闭合开关S前，小磁针均指向南北方向，说明地球周围存在磁场； (2)闭合开关S后，小磁针静止时的指向如图所示(涂黑的一端为NV极)，根据异名磁极相互吸引，通电螺线管的右端为N极，由安培定则可知，电源的右端为正极； (3)对调电源两极，小磁针的指向也随之改变，说明通电螺线管的磁场方向与电流方向有关； (4)为了使通电螺线管的磁场增强，可采取的有效措施是在通电螺线管内部插入铁芯。 3．（2025·四川自贡·中考真题）如图，闭合开关，条形磁铁S极受到______力。为增大条形磁铁和通电螺线管间的相互作用力，滑动变阻器的滑片P应向______滑动。 【答案】 斥 左 【详解】由图可知，电流由螺线管的右端流入，由安培定则可知，螺线管右侧为N极，左侧是S极，由同名磁极相互排斥可知，条形磁铁S极受到斥力； 为增大条形磁铁和通电螺线管间的相互作用力，应增大螺线管的磁场，即电流中的电流变大，滑动变阻器接入电路的电阻变小，故滑片应该向左移动。 4．（2025·四川泸州·中考真题）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；变弱 【详解】(1)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螺线管的B端为通电螺线管的N极，A端是S极；(2)当滑动变阻器的滑片P向a端滑动时，接入电路中的电阻变大，电流减小，所以电流表示数减小，当匝数一定时，电流减小，电磁铁的磁性减弱。 5．（2025·黑龙江哈尔滨·中考真题）某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铁钉绕制成两个电磁铁A和B，B铁钉上绕有更多匝数的线圈，实验装置如图所示。 （1）如图甲，闭合开关，电磁铁A的钉尖是极 （选填“N”或“S”）；将滑动变阻器的滑片P向右移动，能吸引的大头针 （选填“更多”“不变”或“更少”）；  （2）如图乙，把电磁铁A和B串联，闭合开关，多次移动滑动变阻器的滑片P，发现电磁铁B总能吸引更多的大头针，通过比较，得出的结论是 ；  （3）电磁铁在生活中应用广泛，请举一例： 。 【答案】 (1)S；更少；(2)电流相同，线圈的匝数越多，电磁铁的磁性越强；(3)电铃 【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； 将滑动变阻器的滑片P向右移动，接入电路的电阻变大，电源电压不变，电流变小，电磁铁的磁性变弱，能吸引更少的大头针。 (2)如图乙，把电磁铁A和B串联。闭合开关，多次移动滑动变阻器的滑片P，发现电磁铁B总能吸引更多的大头针，通过比较(图中电流大小相同，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)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)电磁铁的应用十分广泛，有电铃，电磁继电器，空气开关等。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $