第十六章 磁场 电磁铁（专项训练）物理新教材沪粤版九年级下册

第十六章 磁场 电磁铁 聚焦本章 4 类典型题型，通过 “题型建模（思路固化）→ 例题解析（方法落地）→ 突破技巧（规律总结）” 的逻辑，帮助快速掌握解题关键，实现专题突破。 一、概念辨析题：抓本质，破误区 题型建模 核心思路：紧扣定义+抓核心特征，排除易混淆点（如 “假想模型vs真实存在”“去磁难易vs应用场景”）。 子题型 1：判断物体是否具有磁性 1．有两根外形完全相同的金属棒甲和乙，其中一根是条形磁铁，另一根是无磁性的铁棒。不借助其他器材，如何判断哪一根具有磁性？ 【解析】方法：利用 “磁体两端磁性最强（磁极），中间磁性最弱” 的特征 步骤：①用金属棒甲的一端去靠近金属棒乙的中间位置；②若甲能吸引乙的中间，说明甲有磁性（磁极吸引无磁性铁棒），乙是铁棒；③若甲不能吸引乙的中间，说明甲是铁棒（铁棒无磁极，中间与磁极作用弱），乙有磁性。 专题突破技巧 判断物体磁性的 3 种核心方法： 指向性法：悬挂物体，静止时能指南北→有磁性； 磁极作用法：与已知磁体的磁极相互作用（吸引、排斥）→有磁性（排斥可直接判定，吸引需排除 “磁化后吸引”）； 强弱差异法：用物体两端和中间分别靠近铁屑、铁钉，两端吸引能力强→有磁性。 子题型 2：区分软磁材料与硬磁材料 2．下列材料中，属于硬磁材料的是（ ） A. 电机铁芯 B. 银行卡磁条 C. 电磁铁铁芯 D. 天线磁棒 【解析】解题关键：紧扣 “去磁难易” 和 “应用场景” 硬磁材料：不易去磁，适用于制永磁体、磁记录（如磁卡、硬盘）； 软磁材料：易去磁，适用于反复磁化（如电机铁芯、电磁铁铁芯、天线磁棒）。 【答案】B 专题突破技巧 快速区分口诀：“硬磁难去磁，记录永磁体；软磁易去磁，反复磁化用”。 子题型 3：辨别磁感线与磁场的关系 3．关于磁场和磁感线，下列说法正确的是（ ） A. 磁场是假想的物理模型，实际不存在 B. 磁感线是真实存在的曲线，能反映磁场方向 C. 磁感线的切线方向就是该点的磁场方向 D. 磁体外部的磁感线从 S 极出发，回到 N 极 【解析】核心误区：混淆 “磁场的真实性” 与 “磁感线的假想性” 磁场：真实存在于磁体周围，是磁体间相互作用的媒介（排除 A）； 磁感线：假想的带箭头曲线，实际不存在，用于描述磁场（排除 B）； 方向规律：磁体外部磁感线 N→S，内部 S→N，磁感线切线方向 = 磁场方向（C 正确，D 错误）。 答案：C 专题突破技巧 核心关系：磁场是 “本质”（真实存在），磁感线是 “工具”（假想模型） ，磁感线的疏密、方向均是对磁场强弱、方向的直观描述。 二、作图题：定规则，标规范 题型建模 核心思路：先明确 “作图依据”（规律、定则），再按 “规范要求”（方向、符号、疏密）完成，避免漏标关键信息。 子题型 1：绘制磁体的磁感线 4．(1)如图，是条形磁体的磁感线，小磁针处于静止状态，请在图中标出：①磁感线A点处的磁场方向；②小磁针的N极。 （2）图中画出了两个磁极间的磁感线。请在图中标出磁极的名称，并画出B点的小磁针静止时N极所指的方向。 （3）磁体旁小磁针静止时所指的方向如图所示，画出通过小磁针中心的一条磁感线，并标出磁体的N、S极。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】（1）磁体外部磁感线总是由N极指向S极，条形磁铁的右端为S极，左端为N极，故A点磁感线方向斜向左上；小磁针静止时N极指向磁感线的方向，所以小磁针的右端为N极。如图所示∶ （2）根据磁体外部，磁感线的方向是由磁铁的N极出发回到磁铁的S极；则两图中磁极均为N极；某点磁场的方向实际就是小磁针静止时N极所指的方向；由此可知，小磁针静止时N极所指的方向是向下，如图所示： （3）小磁针静止时北极指向右边，所以U型磁铁磁极左侧为N极，右侧为S极，磁感线方向从N极出发回到S极，如图丙所示 专题突破技巧 作图口诀：“外部 N 到 S，内部 S 到 N；磁极处最密，箭头别忘记”。 子题型 2：用右手螺旋定则判断通电螺线管的磁极或电流方向 5．（1）由图知，右边磁体的左端为N极，由同名磁极相排斥可知，通电螺线管的右端为N极，由安培定则可知，电流从通电螺线管的左端流入，从通电螺线管的右端流出，所以电源的左端为正极；由于规定磁感线从N极出发，回到S极，所以A点磁感线的方向沿磁感线向上。在下图标出电源的极性。 （2）如图所示，通电螺线管右端为N极。请标出其外部磁感线的方向和电源左侧的正负极。 【答案】（1）；（2） 【解析】（1）由题意可知，通电螺线管的左端为N极，由异名磁极相互吸引可知，小磁针的右端为S极，左端为N极，磁感线从磁体的N极出发，回到S极，且由安培定则可知，电流从通电螺线管的右端流入，左端流出，故可知电源左端为负极，右端为正极，如图： （2）在磁体的周围，磁感线从磁体的N极发出回到S极，由安培定则可知电流从螺线管的左端流入，右端流出，所以电源左侧为正极，如图所示： 专题突破技巧 关键抓手：“先找电流环绕方向（或磁极），再用右手‘对号入座’”，注意区分螺线管的 “正面” 和 “背面” 电流方向，避免四指绕向错误。 三、实验题：析逻辑，抓关键 题型建模 核心思路：实验题 =“原理 + 器材 + 步骤 + 控制变量 + 结论”，聚焦 “变量控制”“现象分析”“逻辑推导” 三大核心。 子题型 1：分析电磁铁磁性强弱探究实验的控制变量法 6．如图所示是某学习小组同学设计的探究“电磁铁磁性强弱”的实验电路图。 实验次数 1 2 3 4 5 6 电磁铁线圈匝数/匝 50 100 电流/A 0.8 1.2 1.5 0.8 1.2 1.5 吸引铁钉的最多数目/枚 5 8 10 7 11 14 （1）实验中，移动变阻器的滑片改变通过电磁铁线圈中的 大小；根据电磁铁吸引小铁钉的多少判断电磁铁的 ； （2）如表是该组同学所做实验的记录： ①比较实验中的1、2、3（或4、5、6）组数据，可得出结论：匝数一定时，通过线圈中的电流越大，电磁铁的磁性越 ； ②比较实验中的1和4（或2和5，或3和6）组数据，可得出结论： ； （3）实验后，同学们想继续探究“电磁铁的磁性强弱与线圈内的铁芯大小是否有关”，他们利用上述电路和两根大小不同的铁芯，设计实验：实验时应该保持 不变，换用不同的铁芯，观察电磁铁吸引小铁钉的多少。若两次实验吸引小铁钉数量明显不同，说明 。 【答案】电流 磁性强弱 强 在电流相同时，线圈匝数越多，电磁铁磁性越强 电磁铁线圈的匝数和通过的电流 电磁铁的磁性强弱与线圈内的铁芯大小有关 【解析】（1）[1][2]实验时，移动滑动变阻器的滑片，可以改变变阻器连入电路中的电阻大小，从而改变电路中的电流大小；根据转换法，根据电磁铁吸引大头钉的多少判断电磁铁的磁性强弱。 （2）①[3]横向比较实验中的1、2、3（或4、5、6）可以看出，在线圈的匝数相同时，电流从0.8A增加到1.5A时，吸引铁钉的个数由5枚增大到10枚，说明在线圈的匝数一定时，通过电磁铁的电流越大，电磁铁的磁性越强。 ②[4]比较实验中的1和4（或2和5或3和6）可以得出通过电磁铁的电流都为0.8A（或1.2A或1.5A）时，线圈匝数50匝的吸引5枚铁钉，线圈匝数为100匝的吸引铁钉7枚（或8枚、11枚或10枚、14枚），说明在通过电磁铁的电流相同时，线圈的匝数越多，电磁铁的磁性越强。 （3）[5][6]电磁铁的磁性强弱可能跟铁芯大小有关。根据控制变量法，探究电磁铁磁性强弱跟铁芯大小关系时，控制线圈的匝数和通过的电流不变，只改变铁芯大小；换用不同铁芯，观察电磁铁吸引大头钉数的多少；若两次实验吸引大头钉数量明显不同，说明电磁铁的磁性强弱与线圈内的铁芯大小有关。 专题突破技巧 实验关键：“变量唯一”—— 研究电流→控匝数，研究匝数→控电流；“现象对应结论”—— 大头针越多→磁性越强，反之则越弱。 子题型 2：解释电磁继电器自动控制装置的工作过程 7．如图是一种水位自动报警器的原理图。水位没有到达金属块A时，绿灯亮；水位到达金属块A时，红灯亮。请说明它的工作原理。注意：虽然纯净的水是不导电的，但一般的水都能导电。 【答案】见解析 【解析】当水位没有到达金属块A时，AB之间断路，电磁继电器中没有电流，衔铁被弹簧拉起与上面的触点接通，绿灯所在电路构成通路，绿灯亮；当水位到达金属块A时，由于水能导电，AB之间形成通路，电磁继电器中有电流经过，衔铁被电磁铁吸下与下面的触点接通，红灯所在电路构成通路，红灯亮。 专题突破技巧 分析口诀：“控制电路定磁性，衔铁运动换触点，工作电路控用电器”，按 “断电→无磁性→原触点；通电→有磁性→换触点” 的逻辑推导。 四、应用题：联实际，建模型 题型建模 核心思路：应用题 =“生活现象（或需求）→ 章节知识点→ 逻辑推导（或设计）”，将实际问题转化为物理模型。 子题型 1：设计简单自动控制电路（基于传感器） 8．光敏电阻器是利用光电效应制成的一种阻值随入射光的强弱而改变的电阻器。它主要用于各种光电控制系统，如光电自动开关门、航标灯、路灯和其他照明系统的自动亮灭等，小明和小红同学想利用光敏电阻来设计自动控制电路。 【任务一】聪明的楼道灯 小明发现自家的楼道灯非常“聪明”，白天光线充足时，有人经过时它不亮；到夜晚或光线暗的时候，有人经过时就会自动发光。小明了解到楼道灯是利用光敏材料制成“光控开关”，天黑时自动闭合；天亮时自动断开。利用声敏材料制成“声控开关”当有人走动发出声音时，自动控制闭合；无人走动时，自动断开。光敏材料属于 导体。如图甲所示，用笔画线代替导线完成楼道灯自动控制电路，要求在光线较暗且有声音时灯才亮 ； 【任务二】智能社区草坪灯 设计要求： ①可实现远程控制，为保证人员安全控制端利用12V低压电源来控制220V照明灯的工作； ②可以按实际要求调节灯的工作情况； ③天暗时灯泡自动发光，天亮时自动熄灭； 器材：“220V；22W”的灯泡L、控制电路的电源电压U恒为12V、定值电阻R0的阻值为200Ω、电磁继电器（电磁铁线圈的电阻忽略不计）。在一定范围内，光敏电阻R的阻值与光照强度E（单位为lx）之间的关系如下表所示： 光照强度E/lx 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 光敏电阻R/Ω 150 75 50 37.5 30 电路图：小红同学按照要求设计了电路图，如图乙所示； （1）闭合开关S后，随着光照强度的减弱，光敏电阻R的阻值变 ，电磁铁的磁性 ；当光照强度减弱到一定值时，衔铁会被释放，工作电路工作； （2）当天色渐暗，通过线圈的电流为0.04A时，工作电路的照明系统恰好启动。此时光敏电阻R的阻值为 Ω； （3）控制电路中电池使用一段时间后，电压会降低，将导致天暗时路灯 （填“提前”“延后”或“准时”）发光。 【答案】半 大 减弱 100 提前 【解析】[1]光敏材料属于半导体，具有单向导电性。 [2]楼道灯在光线较暗且有声音时灯才亮，说明光控开关、声控开关、灯泡相互影响，采用串联，如图所示： （1）[3]由表格中数据得，闭合开关S后，随着光照强度的减弱，光敏电阻R的阻值变大。 [4]由图乙得，控制电路中电磁铁、R0、光敏电阻R串联，光敏电阻R的阻值变大，控制电路的电阻变大，通过电磁铁的电流变小，电磁铁的磁性减弱。 （2）[5]通过线圈的电流为0.04A时，由欧姆定律得，控制电路的总电阻为 此时光敏电阻R的阻值为 （3）[6]控制电路中电池使用一段时间后，电压会降低，而工作电路工作时，通过电磁铁的电流不变，由欧姆定律得，控制电路的电阻变小，由串联电路电阻特点得，此时光敏电阻R的电阻变小，此时光照强度较强，即将导致天暗时路灯提前发光。 专题突破技巧 设计模板：“传感器（感知变化）→ 控制电路（电流 / 磁性变化）→ 电磁继电器（切换触点）→ 工作电路（用电器通断）”，根据传感器特性（如热敏电阻 “温度高电阻小”、湿敏电阻 “湿度大电阻小”）调整控制逻辑。 子题型 2：分析生活中磁现象的原理 9．（1）冰箱门的磁封能紧紧吸住冰箱门框，其原理是什么？ （2）上海磁浮列车能悬浮在轨道上方行驶，减少运行阻力，其原理是什么？ 【解析】核心思路：生活现象→ 对应章节知识点（永磁体、电磁铁、磁极相互作用）。 （1）冰箱门磁封原理：磁封内嵌入永磁体，冰箱门框为铁质材料（易被磁化），永磁体与磁化后的门框发生 “异名磁极相互吸引”，使冰箱门紧密闭合。 （2）磁浮列车原理：轨道和列车底部均安装电磁铁，通过控制电磁铁的磁极（同名磁极相对），利用 “同名磁极相互排斥” 的规律，使列车悬浮在轨道上方（脱离接触），从而减小摩擦力，提高运行速度。 专题突破技巧 分析步骤：① 识别现象中的 “磁体类型”（永磁体 / 电磁铁）；② 回忆磁极相互作用规律（异名吸引、同名排斥）或电磁铁的工作特点；③ 推导 “磁现象→ 原理→ 应用效果” 的逻辑链。 一、单选题 1．科技馆中的机器人只用一根“手指”接触棋子表面就可以取放棋子（如图），其奥秘是“手指”内部有电磁铁。下列材料不能用于制作棋子的是（    ） A．镍 B．铜 C．铁 D．钴 【答案】B 【解析】机器人的“手指”内部有电磁铁，通电时能吸引棋子，则制作棋子的材料应该是磁性材料，主要是铁、钴、镍类物质，不包括铜，故ACD不符合题意，B符合题意。 故选B。 2．下列实例中没有应用电磁铁的是（　　） A．磁悬浮列车 B．电磁选矿机 C．电热毯 D．电报机 【答案】C 【解析】A．磁悬浮列车利用磁极间的相互作用实现悬浮，其磁场通常由电磁铁提供（通过电流控制磁性强弱和方向）。例如，超导电磁铁可产生强磁场，使列车悬浮。因此，磁悬浮列车应用了电磁铁，故A不符合题意； B．电磁选矿机由电磁铁、螺线管组成，通电时产生磁性吸引铁矿石，将非铁矿石筛选出来，应用了电磁铁，故B不符合题意； C．电热毯的工作原理是电流的热效应，即电流通过电阻丝时，电能转化为内能，使电阻丝发热。其核心部件是电阻丝，无需磁场，因此不涉及电磁铁，故C符合题意； D．通过电磁铁的通断控制机械动作（如敲击、吸合）传递信号，应用了电磁铁，故D不符合题意。 故选C。 3．关于指南针和地磁场，下列说法正确的是（　　） A．指南针的北极指向地球的地理南极 B．地球的地理两极与地磁场的两极完全重合 C．信鸽是靠绑在其身上的小磁针来导航的 D．地球周围存在磁场，因此指南针能指示方向 【答案】D 【解析】A．指南针的北极指向地球的地理北极，地磁的南极在地理北极附近，故A错误； B．地磁的南极在地理北极附近，地磁的北极在地理南极附近，地理南北两极与地磁南北两极不是完全重合，存在着一个夹角，叫磁偏角，故B错误； C．信鸽是靠地磁场来导航的，身上没有小磁针，故C错误； D．地球本身是一个巨大的磁体，在地球周围存在着磁场，正是由于地磁场的存在，使得指南针总是能够指南北，故D正确。 故选D。 4．下列功能中，电磁继电器不能完成的是（　　） A．控制电路中电流的缓慢变化 B．控制电路中电流的有无 C．利用低电压、弱电流电路控制高电压、强电流电路 D．远距离自动控制与操作 【答案】A 【解析】A．电磁继电器中没有滑动变阻器，不能控制电路中电流的缓慢变化，故A符合题意； B．电磁继电器中，低压电路中的开关可以控制电流的有无，故B不符合题意； C．电磁继电器是利用低电压、弱电流电路的通断，来间接地控制高电压、强电流电路的通断，故C不符合题意； D．利用电磁继电器可以控制工作电路的通断，可以实现远距离自动控制和操作，故D不符合题意。 故选A。 5．如图所示，当滑动变阻器的滑片P向A端移动时，图中电磁铁的（    ） A．甲端是S极，磁性增强 B．甲端是N极，磁性不变 C．乙端是N极，磁性减弱 D．乙端是S极，磁性减弱 【答案】C 【解析】由于电源的下端为正极，上端为负极，所以电磁铁中的电流方向是从右端流入左端流出，结合线圈绕向利用安培定则可以确定电磁铁的甲端为S极，乙端为N极；当滑片向A端移动时，滑动变阻器中接入电阻变大，则电流变小，故电磁铁的磁性减弱，故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 6．两个相同的条形磁铁的两端互相吸引在一起，成为一个新的磁铁，那么新的磁铁的磁极有（    ） A．两个 B．四个 C．无数个 D．零个 【答案】A 【解析】任何磁体都有且只有两个磁极，即N极和S极。两个相同的条形磁铁两端互相吸引在一起后，会形成一个新的磁体，这个新磁体仍然只有两个磁极，左端为S极，右端为N极。 故选A。 二、多选题 7．如图所示是小威设计的线圈指南针，铜片和锌片分别与线圈两端相连，铜片和锌片放入食盐水中构成了化学电池，铜片为正极，锌片为负极，浮在液面上的线圈就能指示方向了。关于该装置的分析正确的是（    ） A．线圈能够指示方向是因为存在地磁场 B．线圈右端为S极 C．线圈匝数越多，磁性越强 D．线圈的磁极方向与铜片和锌片的位置无关 【答案】AC 【解析】A．线圈能够指示方向是因为通电螺线管相当于一个磁体，受地磁场作用，可以指示方向，故A正确； B．铜片为正极，锌片为负极，螺线管上导线中的电流从左端流入，根据安培定则可知右端为N极，故B错误； C．电磁铁的磁性与线圈中电流的大小和线圈的匝数有关，匝数越多，磁性越强，故C正确； D．铜片为正极，锌片为负极，铜片和锌片的位置不同，电流方向不同，由安培定则可知，线圈的磁极方向发生改变，故D错误。 故选AC。 三、填空题 8．福州科技馆展出的磁动轮是根据异名磁极相互吸引的原理制成的，每个轮的边缘装有12个侧放的柱形磁体，如图所示。当推动A轮转动时，其他3个轮会随之转动，若A轮磁体外侧是N极，则C轮磁体外侧是 极。如果A轮逆时针转动，C轮将 （选填“顺”或“逆”，下同）时针转动，D轮将 时针转动。 【答案】 S/南 顺 逆 【解析】[1]磁动轮是根据异名磁极相互吸引的原理制成的。A轮磁体外侧是N极，A轮与C轮相互吸引，所以C轮磁体外侧与A轮磁体外侧是异名磁极，故C轮磁体外侧是S极。 [2]当A轮逆时针转动时，由于A轮与C轮异名磁极相互吸引，C轮会受到A轮的吸引力而转动，C轮将顺时针转动。 [3]C轮顺时针转动，C轮与D轮异名磁极相互吸引，D轮会受到C轮的吸引力而转动，D轮将逆时针转动。 9．小明用自制电磁小船对地磁场的方向进行判断，如图所示。 (1)由图判断电磁小船的右端（船头）为 极，要使小船运动更加灵敏，可以将滑动变阻器滑片往 （选填“左”或“右”）移动。 (2)将小船按如图所示放在平静的水中后，闭合开关S，船头偏转的方向是 （选填“顺时针”或“逆时针”）。 (3)小船最后的指向不是正南或者正北的原因是地球存在着 。 【答案】(1)S 左；(2)顺时针；(3)磁偏角 【解析】（1）[1]由图可知，当闭合开关后，电流从螺线管的右端流入，左端流出，由安培定则可知，电磁小船左端为N极，则电磁小船的右端（船头）为S极。 [2]要使小船运动更加灵敏，需要增大电磁铁的磁性，应增大电磁铁中的电流，故需要减小滑动变阻器接入电路的电阻，所以将滑动变阻器滑片往左移动。 （2）地球是个大磁体，地磁南极在地理北极附近，地磁北极在地理南极附近，将小船按如图所示放在平静的水中后，小船的船头是S极，根据异名磁极相互吸引可知，船头将顺时针偏转。 （3）小船静止时，呈南北方向，但又不是正南正北方向，是因为地磁的两极和地理的两极并不完全重合，存在着磁偏角。 10．下图是磁悬浮列车的设计原理图，A是磁性稳定的电磁铁，安装在铁轨上，B是安装在车身上（紧靠铁轨上方）的电阻非常小的螺线管。B中电流方向如图所示，螺线管B的上方是 （选填“N”或“S”）极，螺线管B与电磁铁A之间相互 （选填“排斥”或“吸引”），从而使列车悬浮在铁轨上方。若增大电流，车身将 （选填“上升”或“下降”）一些。 【答案】 N 排斥 上升 【解析】[1]根据螺线管中电流方向为从左向右，根据安培定则可知，用右手握住螺线管，四指指向电流方向（图中电流方向已知），大拇指所指的方向为螺线管的N极，故螺线管B的上方是N极。 [2]因为列车要悬浮在铁轨上方，是利用同名磁极相互排斥的原理，所以螺线管与电磁铁之间相互排斥。 [3]电磁铁的磁性强弱与电流大小有关，在其他条件不变时，电流越大，磁性越强。当增大电流时，螺线管的磁性增强，螺线管与电磁铁之间的排斥力增大，车身将上升一些。 11．如图所示，小娟制作了一个水果电池，她用导线将带有铁芯的螺线管两端分别与铜片和锌片连接，并将铜片和锌片插入挤压后的柠檬中。铜片和锌片相距约3cm，螺线管右边的小磁针因为电流的磁效应发生偏转，停在如图所示的位置，这验证了柠檬可以发电。根据小磁针的方向可以判断螺线管右端是 （选填“N”或“S”）极。如果把导线两端的铜片和锌片互换，小磁针偏转方向 （选填“改变”或“不变”）。 【答案】 S 改变 【解析】[1][2]小磁针的左端为N极，根据“异名磁极相互吸引”的规律可知，通电螺线管的右端为S极，左端为N极。如果把导线两端的铜片和锌片互换，那么通过螺线管的电流方向改变，因此螺线管的磁场方向改变，则小磁针偏转方向发生改变。 12．如图所示，虚线框内是电磁继电器，其中A是 。当开关S断开时灯 亮，开关S闭合时灯 亮。 【答案】 电磁铁 【解析】[1]电磁继电器的核心部件是电磁铁（图中A为线圈绕制的电磁铁），通电时产生磁性，控制触点通断。 [2]开关S断开时，线圈中没有电流，电磁铁无磁性，衔铁在弹簧作用下复位，此时L1所在电路接通，故L1亮。 [3]开关S闭合时，线圈中有电流，电磁铁产生磁性，吸引衔铁，使L2所在电路接通，故L2亮。 四、作图题 13．如图所示，两个电磁铁的铁芯和线圈匝数相同，将它们接入电源，要求两个电磁铁相互吸引且磁性强弱相同。 【答案】 【解析】两个电磁铁的铁芯和线圈匝数相同，将它们接入电源，要求两个电磁铁相互吸引且磁性强弱相同，则通过两个电磁铁的电流相同，两个电磁铁应串联，如图所示： 14．在图中标出磁感线方向，并在括号内标出小磁针的N、S极。 【答案】 【解析】磁体外部的磁感线从N极出来，回到磁体的S极，所以图中磁感线方向向右；再根据磁极间的作用规律知道，小磁针靠近磁铁S极的一端是小磁针的N极，则另一端为S极。如图所示： 15．(1)闭合开关后，小磁针静止时N极的指向如图所示。请在图中用箭头标出两条磁感线的方向，并在括号内标出电源的“+”或“-”极。 (2)如图所示，在螺线管旁悬挂一个条形磁体。闭合开关后，条形磁体向左偏。请用箭头标出通电螺线管中的电流方向，并在括号内标出通电螺线管的“N”或“S”极和电源的“+”或“-”极。 【答案】(1) (2) 【解析】（1）闭合开关后，小磁针静止时N极的指向如图所示。可知通电螺线管右端为S极，左端为N极，通电螺线管外部磁感线从N极出发回S极，根据安培定则，通电螺线管外圈电流方向向上，因此电源右边为正极，如图所示： （2）由图可知，条形磁体被螺线管吸引，根据异名磁极相互吸引可知，螺线管的右端为S极，左端为N极。根据安培定则可知，通电螺线管外圈电流方向向上，所以电源的左端为负极，如图所示： 16．小磁针在电磁铁磁场的作用下静止在如图所示的位置，请标出： （1）电磁铁左端的磁极的名称（用“N”或“S”表示）； （2）螺线管的右端导线连接电源的极性（用“+”或“-”表示 ）。 【答案】 【解析】由磁极间的相互作用规律可知，小磁针左端为S极，则蹄形电磁铁的左端为N极，利用安培定则可以确定电源的左端为负极，右端为正极，如图所示： 五、实验题 17．在“探究通电螺线管外部的磁场分布”的实验中，在螺线管外的不同位置放置小磁针，并在硬纸板上均匀撒满铁屑。 (1)给螺线管接上电源通电后，铁屑会被 。 (2)给螺线管通电后，观察到只有少量铁屑发生移动；若想使铁屑在磁场力的作用下有规律地排列，应进行的操作是 ；铁屑的排列情况如图所示，这说明通电螺线管外部的磁场分布与 磁体相似。图中A、B点相比， 点磁场较弱。 【答案】(1)磁化；(2)轻敲硬纸板 条形 B 【解析】（1）给螺线管接上电源通电后，根据电流的磁效应可知，通电螺线管具有磁性，周围的铁屑处于其磁场中就会被磁化。 （2）[1]螺线管通电后，观察到只有少量铁屑发生移动，说明铁屑与硬纸板之间的摩擦力较大；若想使铁屑在磁场力的作用下有规律地排列，应进行的操作是轻敲硬纸板，以减小铁屑和硬纸板之间的摩擦力，使它可以自由移动。 [2][3]观察通电螺线管周围铁屑的排列情况可知，通电螺线管外部的磁场分布与条形磁体相似，都是两端部位的磁场较强，中间部位的磁场较弱，由图可知，A点在通电螺线管的一端附近，而B点位于其中间部位，故A点的磁场较强，B点的磁场较弱。 18．将表面涂有绝缘漆的漆包线绕在铁钉上，做成了线圈上有四个接线柱的电磁铁，使用不同的接线柱，可改变电磁铁线圈的匝数。电磁铁和其他实验器材组成如图所示电路，用该电路来探究影响电磁铁磁性强弱的因素。 (1)实验中电磁铁磁性的强弱是用电磁铁 来反映的；图中铁钉下端是电磁铁的 极。 (2)连接电磁铁线圈的接线柱a，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片至不同位置，可以探究电磁铁磁性的强弱与 是否有关。 (3)将导线夹子分别连接线圈的接线柱a、b、c、d，调节滑动变阻器，使电流表的示数保持不变，可以探究电磁铁磁性的强弱与 是否有关。 (4)电磁铁吸引的大头针下端分散的原因是 。 【答案】(1)吸引大头针数量的多少 S；(2)电流的大小；(3)线圈的匝数；(4)大头针被磁化后下端是同名磁极，同名磁极相互排斥 【解析】（1）[1]电磁铁通电后具有磁性可以吸引铁类物质，故可以通过观察电磁铁吸引大头针数量的多少来间接反映电磁铁磁性的强弱，采用的是转换法。 [2]由图可知，电流从电磁铁的上端流入，下端流出，根据安培定则可知，铁钉下端是电磁铁的S极。 （2）接电磁铁线圈的接线柱a，线圈的匝数不变，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片至不同位置，电路中电流大小发生改变，由控制变量法可知，可以探究电磁铁磁性的强弱与电流的大小是否有关。 （3）导线夹子分别连接线圈的接线柱a、b、c、d，此时电磁铁线圈接入电路中的匝数不同，调节滑动变阻器，使电流表的示数保持不变，由控制变量法可知，可以探究电磁铁磁性的强弱与线圈的匝数是否有关。 （4）大头针被电磁铁吸引后被磁化，磁化后下端是同名磁极，由于同名磁极相互排斥，故电磁铁吸引的大头针下端分散。 19．学习了电流的磁场和磁场对电流有力的作用的知识之后，某学校兴趣小组的同学猜想：“既然电流周围存在磁场，那么两根相互靠近的通电导线之间将会发生相互作用”。于是他们将两根导线（可伸长）平行放置后固定（如图甲所示），先后通上如图乙、丙、丁所示大小和方向的电流，通过反复实验证实了他们的猜想。请你根据下面的实验现象，回答问题。 (1)平行放置的两根通电导线之间作用力的特点： ①当两根导线通同向电流时，两根导线相互 。 ②当两根导线通反向电流时，两根导线相互 。 (2)上述现象的原因是一个通电导线周围产生的磁场对另一个通电导线有力的作用。当通电导线中的电流方向改变时，其磁场的方向也发生改变，另一个通电导线受力方向随之改变；由此可知：与磁体之间的相互作用一样，电流之间的相互作用也是通过 来实现的。 (3)两根平行放置的通电导线之间的相互作用力的大小除了与导线之间的距离、导线的长度有关外，还与 有关，你猜想的依据是 。 【答案】(1)吸引 排斥；(2)磁场；(3)电流大小 因为丙、丁两图中通上不同大小的电流后导线形变的程度不一样，说明力的大小不一样 【解析】（1）[1][2]由图可知，图乙中两根导线中的电流方向相同，而两根导线向中间靠拢，说明两根导线相互吸引；图丙中两根导线中的电流方向相反，而两根导线向两侧排斥。 （2）通电导线周围产生的磁场对另一根通电导线有力的作用，与磁体之间的相互作用一样，电流之间的相互作用也是通过磁场来实现的。 （3）[1][2]对比丙、丁两图，图丁中电流大于图丙中电流，而且图丁中两根导线向两侧排斥使得导线的形变程度比图丙大，说明相互之间的作用力大。 六、计算题 20．图甲是一款深受人们喜爱的便携式充电喷雾小风扇（部分参数如表），具有只扇风不喷雾和既扇风又喷雾两挡工作状态。 (1)图乙是小风扇喷雾时水位自动报警器的工作原理图，当水箱内的水位较低时，红灯亮报警，请结合上图说明其工作原理。 (2)小风扇在只扇风状态下工作10分钟消耗的电能是多少？ (3)商家宣称此款小风扇充满电后，在既扇风又喷雾状态下可持续工作5小时。通过计算判断他们的宣传与实际是否相符。 【答案】(1)见解析；(2)2400 J；(3)他们的宣传与实际不符 【解析】（1）该装置是利用电磁继电器实现的水位自动报警。控制电路由电源、电磁铁、金属探针和水组成。工作电路由电源、红灯、喷雾元件和继电器的触点组成。当水位低时，水面低于金属探针，控制电路断开，电磁铁无磁性，衔铁被弹簧拉起，使红灯电路接通，红灯亮起报警。 （2）根据参数表可知，小风扇只扇风时的功率，时间 消耗的电能为 （3）根据参数表可知，电池的输出电压，电池容量为，电池充满电后储存的总电能为 在既扇风又喷雾状态下，电路的总功率为 小风扇可持续工作的最长时间为 因为实际工作时间3 h小于商家宣传的5 h，所以他们的宣传与实际不相符。 七、综合题 21．变频空调的变频压缩机可以根据环境温度自动调整工作时间和功率。某变频空调电路原理示意图如图甲所示，其中控制电路的电源电压为调控电阻，可通过遥控调节其阻值大小，为热敏电阻，其阻值随温度变化的图像如图乙所示，L为磁控开关。当热敏电阻的阻值发生变化时，通过磁控开关线圈的电流随之发生变化，当电流大于或等于0.02A时，L的两个磁性弹片相互吸合，工作电路的变频压缩机开始工作。电压为保护电阻，磁控开关L的线圈电阻不计。 (1)压缩机工作过程中内部的电动机主要把电能转化成 能；当S接通，电流大于或等于0.02A时，L的两个磁性弹片的前端为 名磁极。 (2)由图乙可知，热敏电阻的阻值随着温度T的升高而变 ；若房间内部的温度为22.5℃，此时热敏电阻的阻值为 。 (3)通过遥控将的阻值调小时，设定温度变 ；家用空调最高设定温度通常为30℃，则调控电阻的阻值不能超过 。 (4)由于变频作用，某段时间内工作电路的总功率变化如图丙所示，已知保护电阻，则0~10min内消耗的电能是多少？ 【答案】(1)机械 异；(2)小 100；(3)低 550；(4)148800J 【解析】（1）[1]压缩机工作时，内部电动机主要把电能转化为机械能，因为电动机的作用是带动压缩机工作，将电能转化为机械能来实现压缩功能。 [2]L为磁控开关，当热敏电阻Rt的阻值发生变化时，磁控开关线圈的电流随之发生变化，当电流大于或等于0.02A时，L的两个磁性弹片相互吸合，工作电路的变频压缩机开始工作，说明L的两个磁性弹片的前端为异名磁极。 （2）[1][2]由图乙可知，热敏电阻的阻值随着温度T的升高而变小；若房间内部的温度为22.5℃，此时热敏电阻的阻值为100 （3）[1]在控制电路中，热敏电阻Rt与调控电阻Rs串联，电路中的总电阻等于热敏电阻Rt与调控电阻Rs的和，用遥控将Rs的阻值调小时，电流中的电流变大，磁控开关线圈的电流随之变大，要使L的两个磁性弹片相互吸合时的电流仍保持大于或等于0.02A，需要增大热敏电阻Rt的阻值，由图乙可知，此时设定温度变低。 [2]当电流大于或等于0.02A时，L的两个磁性弹片相互吸合，工作电路的变频压缩机开始工作。此时控制电路的总电阻最大为 由图乙可知，当温度设定为30℃时，热敏电阻Rt的阻值 则此时调控电阻的最大阻值 故调控电阻的阻值不能超过550Ω （4）由得，变频空调工作电流： 0~10min内保护电阻消耗的电能： 22．小华设计了一种“闯红灯违规证据记录器”，用于机动车辆闯红灯时进行拍照记录。电路原理如图甲所示，电路中的光控开关在接收到红光照射时会自动闭合，否则处于断开状态。压敏电阻安装在车辆停止线外，电阻大小会随着所受车辆压力的变化而变化，变化规律如图乙所示。继电器线圈电阻为10Ω，通过的电流达到0.06A时衔铁被吸引，控制电路电源电压为6V。 (1)当记录器拍摄闯红灯的机动车时，工作电路中的指示灯将 （选填“发光”或“熄灭”）。图甲中线圈下端的磁极是 （选填“N”或“S”）极。 (2)由图乙可知，当车辆的压力为4000N时，压敏电阻阻值为 。当压力增大时，压敏电阻阻值将 （选填“增大”“减小”或“不变”），继电器的磁性将 （选填“增强”“减弱”或“不变”）。 (3)小明分析发现，当质量小于400kg的车辆闯红灯时，该记录器不能拍照记录。若要使质量小一些的汽车闯红灯时，该记录器能够拍照记录，应使电磁铁的磁性 （选填“增强”或“减弱”），改进措施是 。 【答案】(1)熄灭 N；(2)90 减小 增强；(3)增强 增大电源电压或增加电磁铁线圈的匝数 【解析】（1）[1]当记录器拍摄闯红灯的机动车时，光控开关闭合，压敏电阻阻值减小，电路中电流增大，继电器线圈产生磁性吸引衔铁，使工作电路中的指示灯熄灭。 [2]根据右手螺旋定则，图甲中线圈下端的磁极是N极。 （2）[1][2][3]由图乙可知，当车辆的压力为时，压敏电阻阻值为。当压力增大时，压敏电阻阻值将减小，导致电路中电流增大，继电器的磁性将增强。 （3）[1][2]为了使质量小于的车辆闯红灯时记录器能够拍照记录，可以增大电源电压或增加电磁铁线圈的匝数，以增强继电器的磁性。 八、科普阅读题 23．阅读短文，回答问题。 国产磁悬浮列车 如图甲所示是一款国产磁悬浮列车，车体使用了碳纤维密封材料，较铝合金减重。采用无接触“抱轨”的方式设计运行，避免了来自车轮与轨道的摩擦力，图乙所示的轨道下部安装有轨道线圈，在列车的下部安装有车身线圈，有电流通过时，两线圈之间就会产生强大的作用力，使列车悬浮在间距10mm以内的轨道上方。牵引供电系统布置在地面上，采用感应发电装置分段供电，同一供电区间只能有一列列车行驶，避免追尾风险。与轮轨列车相比，磁悬浮列车运行安全、耗能低、时速大、噪声小，并且具有全寿命周期成本低的优势。 (1)车体使用了碳纤维密封材料，较铝合金减重30%，这是利用了这种材料 的性质。 (2)由于电流的 效应，导致两线圈中有电流通过时，会产生强大的作用力使列车悬浮；在图丙中，若A是车身线圈，B是轨道线圈，则车身线圈上端是 （填“N”或“S”）极。 (3)磁悬浮列车采用无接触“抱轨”的方式设计运行，避免了来自车轮与轨道的 。 (4)请结合短文内容，写出一条磁悬浮列车的优点： 。 【答案】(1)密度小；(2)磁 N；(3)摩擦力；(4)见解析 【解析】（1）车体使用碳纤维密封材料，在体积相同的情况下，较铝合金减重，根据可知，这种材料密度小。 （2）[1]电流流过导体时，导体周围产生磁场，这是电流的磁效应。两线圈中有电流通过时，产生磁场，产生强大的作用力使列车悬浮。 [2]根据右手螺旋定则知，通电螺线管的上端是N极，下端是S极，要使车悬浮起来，车身线圈与轨道线圈相对的两个磁极应相互吸引，则车身线圈上端是N极。 （3）采用无接触“抱轨”的方式设计运行，这是通过使接触面分离来减小车轮与轨道间的摩擦力。 （4）与轮轨列车相比，磁悬浮列车运行安全、耗能低、时速大、噪声小，故优点是运行安全、耗能低、时速大、噪声小。 1 / 14 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第十六章 磁场 电磁铁 聚焦本章 4 类典型题型，通过 “题型建模（思路固化）→ 例题解析（方法落地）→ 突破技巧（规律总结）” 的逻辑，帮助快速掌握解题关键，实现专题突破。 一、概念辨析题：抓本质，破误区 题型建模 核心思路：紧扣定义+抓核心特征，排除易混淆点（如 “假想模型vs真实存在”“去磁难易vs应用场景”）。 子题型 1：判断物体是否具有磁性 1．有两根外形完全相同的金属棒甲和乙，其中一根是条形磁铁，另一根是无磁性的铁棒。不借助其他器材，如何判断哪一根具有磁性？ 专题突破技巧 判断物体磁性的 3 种核心方法： 指向性法：悬挂物体，静止时能指南北→有磁性； 磁极作用法：与已知磁体的磁极相互作用（吸引、排斥）→有磁性（排斥可直接判定，吸引需排除 “磁化后吸引”）； 强弱差异法：用物体两端和中间分别靠近铁屑、铁钉，两端吸引能力强→有磁性。 子题型 2：区分软磁材料与硬磁材料 2．下列材料中，属于硬磁材料的是（ ） A. 电机铁芯 B. 银行卡磁条 C. 电磁铁铁芯 D. 天线磁棒 专题突破技巧 快速区分口诀：“硬磁难去磁，记录永磁体；软磁易去磁，反复磁化用”。 子题型 3：辨别磁感线与磁场的关系 3．关于磁场和磁感线，下列说法正确的是（ ） A. 磁场是假想的物理模型，实际不存在 B. 磁感线是真实存在的曲线，能反映磁场方向 C. 磁感线的切线方向就是该点的磁场方向 D. 磁体外部的磁感线从 S 极出发，回到 N 极 专题突破技巧 核心关系：磁场是 “本质”（真实存在），磁感线是 “工具”（假想模型） ，磁感线的疏密、方向均是对磁场强弱、方向的直观描述。 二、作图题：定规则，标规范 题型建模 核心思路：先明确 “作图依据”（规律、定则），再按 “规范要求”（方向、符号、疏密）完成，避免漏标关键信息。 子题型 1：绘制磁体的磁感线 4．(1)如图，是条形磁体的磁感线，小磁针处于静止状态，请在图中标出：①磁感线A点处的磁场方向；②小磁针的N极。 （2）图中画出了两个磁极间的磁感线。请在图中标出磁极的名称，并画出B点的小磁针静止时N极所指的方向。 （3）磁体旁小磁针静止时所指的方向如图所示，画出通过小磁针中心的一条磁感线，并标出磁体的N、S极。 专题突破技巧 作图口诀：“外部 N 到 S，内部 S 到 N；磁极处最密，箭头别忘记”。 子题型 2：用右手螺旋定则判断通电螺线管的磁极或电流方向 5．（1）由图知，右边磁体的左端为N极，由同名磁极相排斥可知，通电螺线管的右端为N极，由安培定则可知，电流从通电螺线管的左端流入，从通电螺线管的右端流出，所以电源的左端为正极；由于规定磁感线从N极出发，回到S极，所以A点磁感线的方向沿磁感线向上。在下图标出电源的极性。 （2）如图所示，通电螺线管右端为N极。请标出其外部磁感线的方向和电源左侧的正负极。 专题突破技巧 关键抓手：“先找电流环绕方向（或磁极），再用右手‘对号入座’”，注意区分螺线管的 “正面” 和 “背面” 电流方向，避免四指绕向错误。 三、实验题：析逻辑，抓关键 题型建模 核心思路：实验题 =“原理 + 器材 + 步骤 + 控制变量 + 结论”，聚焦 “变量控制”“现象分析”“逻辑推导” 三大核心。 子题型 1：分析电磁铁磁性强弱探究实验的控制变量法 6．如图所示是某学习小组同学设计的探究“电磁铁磁性强弱”的实验电路图。 实验次数 1 2 3 4 5 6 电磁铁线圈匝数/匝 50 100 电流/A 0.8 1.2 1.5 0.8 1.2 1.5 吸引铁钉的最多数目/枚 5 8 10 7 11 14 （1）实验中，移动变阻器的滑片改变通过电磁铁线圈中的 大小；根据电磁铁吸引小铁钉的多少判断电磁铁的 ； （2）如表是该组同学所做实验的记录： ①比较实验中的1、2、3（或4、5、6）组数据，可得出结论：匝数一定时，通过线圈中的电流越大，电磁铁的磁性越 ； ②比较实验中的1和4（或2和5，或3和6）组数据，可得出结论： ； （3）实验后，同学们想继续探究“电磁铁的磁性强弱与线圈内的铁芯大小是否有关”，他们利用上述电路和两根大小不同的铁芯，设计实验：实验时应该保持 不变，换用不同的铁芯，观察电磁铁吸引小铁钉的多少。若两次实验吸引小铁钉数量明显不同，说明 。 专题突破技巧 实验关键：“变量唯一”—— 研究电流→控匝数，研究匝数→控电流；“现象对应结论”—— 大头针越多→磁性越强，反之则越弱。 子题型 2：解释电磁继电器自动控制装置的工作过程 7．如图是一种水位自动报警器的原理图。水位没有到达金属块A时，绿灯亮；水位到达金属块A时，红灯亮。请说明它的工作原理。注意：虽然纯净的水是不导电的，但一般的水都能导电。 专题突破技巧 分析口诀：“控制电路定磁性，衔铁运动换触点，工作电路控用电器”，按 “断电→无磁性→原触点；通电→有磁性→换触点” 的逻辑推导。 四、应用题：联实际，建模型 题型建模 核心思路：应用题 =“生活现象（或需求）→ 章节知识点→ 逻辑推导（或设计）”，将实际问题转化为物理模型。 子题型 1：设计简单自动控制电路（基于传感器） 8．光敏电阻器是利用光电效应制成的一种阻值随入射光的强弱而改变的电阻器。它主要用于各种光电控制系统，如光电自动开关门、航标灯、路灯和其他照明系统的自动亮灭等，小明和小红同学想利用光敏电阻来设计自动控制电路。 【任务一】聪明的楼道灯 小明发现自家的楼道灯非常“聪明”，白天光线充足时，有人经过时它不亮；到夜晚或光线暗的时候，有人经过时就会自动发光。小明了解到楼道灯是利用光敏材料制成“光控开关”，天黑时自动闭合；天亮时自动断开。利用声敏材料制成“声控开关”当有人走动发出声音时，自动控制闭合；无人走动时，自动断开。光敏材料属于 导体。如图甲所示，用笔画线代替导线完成楼道灯自动控制电路，要求在光线较暗且有声音时灯才亮 ； 【任务二】智能社区草坪灯 设计要求： ①可实现远程控制，为保证人员安全控制端利用12V低压电源来控制220V照明灯的工作； ②可以按实际要求调节灯的工作情况； ③天暗时灯泡自动发光，天亮时自动熄灭； 器材：“220V；22W”的灯泡L、控制电路的电源电压U恒为12V、定值电阻R0的阻值为200Ω、电磁继电器（电磁铁线圈的电阻忽略不计）。在一定范围内，光敏电阻R的阻值与光照强度E（单位为lx）之间的关系如下表所示： 光照强度E/lx 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 光敏电阻R/Ω 150 75 50 37.5 30 电路图：小红同学按照要求设计了电路图，如图乙所示； （1）闭合开关S后，随着光照强度的减弱，光敏电阻R的阻值变 ，电磁铁的磁性 ；当光照强度减弱到一定值时，衔铁会被释放，工作电路工作； （2）当天色渐暗，通过线圈的电流为0.04A时，工作电路的照明系统恰好启动。此时光敏电阻R的阻值为 Ω； （3）控制电路中电池使用一段时间后，电压会降低，将导致天暗时路灯 （填“提前”“延后”或“准时”）发光。 专题突破技巧 设计模板：“传感器（感知变化）→ 控制电路（电流 / 磁性变化）→ 电磁继电器（切换触点）→ 工作电路（用电器通断）”，根据传感器特性（如热敏电阻 “温度高电阻小”、湿敏电阻 “湿度大电阻小”）调整控制逻辑。 子题型 2：分析生活中磁现象的原理 9．（1）冰箱门的磁封能紧紧吸住冰箱门框，其原理是什么？ （2）上海磁浮列车能悬浮在轨道上方行驶，减少运行阻力，其原理是什么？ 专题突破技巧 分析步骤：① 识别现象中的 “磁体类型”（永磁体 / 电磁铁）；② 回忆磁极相互作用规律（异名吸引、同名排斥）或电磁铁的工作特点；③ 推导 “磁现象→ 原理→ 应用效果” 的逻辑链。 一、单选题 1．科技馆中的机器人只用一根“手指”接触棋子表面就可以取放棋子（如图），其奥秘是“手指”内部有电磁铁。下列材料不能用于制作棋子的是（    ） A．镍 B．铜 C．铁 D．钴 2．下列实例中没有应用电磁铁的是（　　） A．磁悬浮列车 B．电磁选矿机 C．电热毯 D．电报机 3．关于指南针和地磁场，下列说法正确的是（　　） A．指南针的北极指向地球的地理南极 B．地球的地理两极与地磁场的两极完全重合 C．信鸽是靠绑在其身上的小磁针来导航的 D．地球周围存在磁场，因此指南针能指示方向 4．下列功能中，电磁继电器不能完成的是（　　） A．控制电路中电流的缓慢变化 B．控制电路中电流的有无 C．利用低电压、弱电流电路控制高电压、强电流电路 D．远距离自动控制与操作 5．如图所示，当滑动变阻器的滑片P向A端移动时，图中电磁铁的（    ） A．甲端是S极，磁性增强 B．甲端是N极，磁性不变 C．乙端是N极，磁性减弱 D．乙端是S极，磁性减弱 6．两个相同的条形磁铁的两端互相吸引在一起，成为一个新的磁铁，那么新的磁铁的磁极有（    ） A．两个 B．四个 C．无数个 D．零个 二、多选题 7．如图所示是小威设计的线圈指南针，铜片和锌片分别与线圈两端相连，铜片和锌片放入食盐水中构成了化学电池，铜片为正极，锌片为负极，浮在液面上的线圈就能指示方向了。关于该装置的分析正确的是（    ） A．线圈能够指示方向是因为存在地磁场 B．线圈右端为S极 C．线圈匝数越多，磁性越强 D．线圈的磁极方向与铜片和锌片的位置无关 三、填空题 8．福州科技馆展出的磁动轮是根据异名磁极相互吸引的原理制成的，每个轮的边缘装有12个侧放的柱形磁体，如图所示。当推动A轮转动时，其他3个轮会随之转动，若A轮磁体外侧是N极，则C轮磁体外侧是 极。如果A轮逆时针转动，C轮将 （选填“顺”或“逆”，下同）时针转动，D轮将 时针转动。 9．小明用自制电磁小船对地磁场的方向进行判断，如图所示。 (1)由图判断电磁小船的右端（船头）为 极，要使小船运动更加灵敏，可以将滑动变阻器滑片往 （选填“左”或“右”）移动。 (2)将小船按如图所示放在平静的水中后，闭合开关S，船头偏转的方向是 （选填“顺时针”或“逆时针”）。 (3)小船最后的指向不是正南或者正北的原因是地球存在着 。 10．下图是磁悬浮列车的设计原理图，A是磁性稳定的电磁铁，安装在铁轨上，B是安装在车身上（紧靠铁轨上方）的电阻非常小的螺线管。B中电流方向如图所示，螺线管B的上方是 （选填“N”或“S”）极，螺线管B与电磁铁A之间相互 （选填“排斥”或“吸引”），从而使列车悬浮在铁轨上方。若增大电流，车身将 （选填“上升”或“下降”）一些。 11．如图所示，小娟制作了一个水果电池，她用导线将带有铁芯的螺线管两端分别与铜片和锌片连接，并将铜片和锌片插入挤压后的柠檬中。铜片和锌片相距约3cm，螺线管右边的小磁针因为电流的磁效应发生偏转，停在如图所示的位置，这验证了柠檬可以发电。根据小磁针的方向可以判断螺线管右端是 （选填“N”或“S”）极。如果把导线两端的铜片和锌片互换，小磁针偏转方向 （选填“改变”或“不变”）。 12．如图所示，虚线框内是电磁继电器，其中A是 。当开关S断开时灯 亮，开关S闭合时灯 亮。 四、作图题 13．如图所示，两个电磁铁的铁芯和线圈匝数相同，将它们接入电源，要求两个电磁铁相互吸引且磁性强弱相同。 14．在图中标出磁感线方向，并在括号内标出小磁针的N、S极。 15．(1)闭合开关后，小磁针静止时N极的指向如图所示。请在图中用箭头标出两条磁感线的方向，并在括号内标出电源的“+”或“-”极。 (2)如图所示，在螺线管旁悬挂一个条形磁体。闭合开关后，条形磁体向左偏。请用箭头标出通电螺线管中的电流方向，并在括号内标出通电螺线管的“N”或“S”极和电源的“+”或“-”极。 16．小磁针在电磁铁磁场的作用下静止在如图所示的位置，请标出： （1）电磁铁左端的磁极的名称（用“N”或“S”表示）； （2）螺线管的右端导线连接电源的极性（用“+”或“-”表示 ）。 五、实验题 17．在“探究通电螺线管外部的磁场分布”的实验中，在螺线管外的不同位置放置小磁针，并在硬纸板上均匀撒满铁屑。 (1)给螺线管接上电源通电后，铁屑会被 。 (2)给螺线管通电后，观察到只有少量铁屑发生移动；若想使铁屑在磁场力的作用下有规律地排列，应进行的操作是 ；铁屑的排列情况如图所示，这说明通电螺线管外部的磁场分布与 磁体相似。图中A、B点相比， 点磁场较弱。 18．将表面涂有绝缘漆的漆包线绕在铁钉上，做成了线圈上有四个接线柱的电磁铁，使用不同的接线柱，可改变电磁铁线圈的匝数。电磁铁和其他实验器材组成如图所示电路，用该电路来探究影响电磁铁磁性强弱的因素。 (1)实验中电磁铁磁性的强弱是用电磁铁 来反映的；图中铁钉下端是电磁铁的 极。 (2)连接电磁铁线圈的接线柱a，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片至不同位置，可以探究电磁铁磁性的强弱与 是否有关。 (3)将导线夹子分别连接线圈的接线柱a、b、c、d，调节滑动变阻器，使电流表的示数保持不变，可以探究电磁铁磁性的强弱与 是否有关。 (4)电磁铁吸引的大头针下端分散的原因是 。 19．学习了电流的磁场和磁场对电流有力的作用的知识之后，某学校兴趣小组的同学猜想：“既然电流周围存在磁场，那么两根相互靠近的通电导线之间将会发生相互作用”。于是他们将两根导线（可伸长）平行放置后固定（如图甲所示），先后通上如图乙、丙、丁所示大小和方向的电流，通过反复实验证实了他们的猜想。请你根据下面的实验现象，回答问题。 (1)平行放置的两根通电导线之间作用力的特点： ①当两根导线通同向电流时，两根导线相互 。 ②当两根导线通反向电流时，两根导线相互 。 (2)上述现象的原因是一个通电导线周围产生的磁场对另一个通电导线有力的作用。当通电导线中的电流方向改变时，其磁场的方向也发生改变，另一个通电导线受力方向随之改变；由此可知：与磁体之间的相互作用一样，电流之间的相互作用也是通过 来实现的。 (3)两根平行放置的通电导线之间的相互作用力的大小除了与导线之间的距离、导线的长度有关外，还与 有关，你猜想的依据是 。 六、计算题 20．图甲是一款深受人们喜爱的便携式充电喷雾小风扇（部分参数如表），具有只扇风不喷雾和既扇风又喷雾两挡工作状态。 (1)图乙是小风扇喷雾时水位自动报警器的工作原理图，当水箱内的水位较低时，红灯亮报警，请结合上图说明其工作原理。 (2)小风扇在只扇风状态下工作10分钟消耗的电能是多少？ (3)商家宣称此款小风扇充满电后，在既扇风又喷雾状态下可持续工作5小时。通过计算判断他们的宣传与实际是否相符。 七、综合题 21．变频空调的变频压缩机可以根据环境温度自动调整工作时间和功率。某变频空调电路原理示意图如图甲所示，其中控制电路的电源电压为调控电阻，可通过遥控调节其阻值大小，为热敏电阻，其阻值随温度变化的图像如图乙所示，L为磁控开关。当热敏电阻的阻值发生变化时，通过磁控开关线圈的电流随之发生变化，当电流大于或等于0.02A时，L的两个磁性弹片相互吸合，工作电路的变频压缩机开始工作。电压为保护电阻，磁控开关L的线圈电阻不计。 (1)压缩机工作过程中内部的电动机主要把电能转化成 能；当S接通，电流大于或等于0.02A时，L的两个磁性弹片的前端为 名磁极。 (2)由图乙可知，热敏电阻的阻值随着温度T的升高而变 ；若房间内部的温度为22.5℃，此时热敏电阻的阻值为 。 (3)通过遥控将的阻值调小时，设定温度变 ；家用空调最高设定温度通常为30℃，则调控电阻的阻值不能超过 。 (4)由于变频作用，某段时间内工作电路的总功率变化如图丙所示，已知保护电阻，则0~10min内消耗的电能是多少？ 22．小华设计了一种“闯红灯违规证据记录器”，用于机动车辆闯红灯时进行拍照记录。电路原理如图甲所示，电路中的光控开关在接收到红光照射时会自动闭合，否则处于断开状态。压敏电阻安装在车辆停止线外，电阻大小会随着所受车辆压力的变化而变化，变化规律如图乙所示。继电器线圈电阻为10Ω，通过的电流达到0.06A时衔铁被吸引，控制电路电源电压为6V。 (1)当记录器拍摄闯红灯的机动车时，工作电路中的指示灯将 （选填“发光”或“熄灭”）。图甲中线圈下端的磁极是 （选填“N”或“S”）极。 (2)由图乙可知，当车辆的压力为4000N时，压敏电阻阻值为 。当压力增大时，压敏电阻阻值将 （选填“增大”“减小”或“不变”），继电器的磁性将 （选填“增强”“减弱”或“不变”）。 (3)小明分析发现，当质量小于400kg的车辆闯红灯时，该记录器不能拍照记录。若要使质量小一些的汽车闯红灯时，该记录器能够拍照记录，应使电磁铁的磁性 （选填“增强”或“减弱”），改进措施是 。 八、科普阅读题 23．阅读短文，回答问题。 国产磁悬浮列车 如图甲所示是一款国产磁悬浮列车，车体使用了碳纤维密封材料，较铝合金减重。采用无接触“抱轨”的方式设计运行，避免了来自车轮与轨道的摩擦力，图乙所示的轨道下部安装有轨道线圈，在列车的下部安装有车身线圈，有电流通过时，两线圈之间就会产生强大的作用力，使列车悬浮在间距10mm以内的轨道上方。牵引供电系统布置在地面上，采用感应发电装置分段供电，同一供电区间只能有一列列车行驶，避免追尾风险。与轮轨列车相比，磁悬浮列车运行安全、耗能低、时速大、噪声小，并且具有全寿命周期成本低的优势。 (1)车体使用了碳纤维密封材料，较铝合金减重30%，这是利用了这种材料 的性质。 (2)由于电流的 效应，导致两线圈中有电流通过时，会产生强大的作用力使列车悬浮；在图丙中，若A是车身线圈，B是轨道线圈，则车身线圈上端是 （填“N”或“S”）极。 (3)磁悬浮列车采用无接触“抱轨”的方式设计运行，避免了来自车轮与轨道的 。 (4)请结合短文内容，写出一条磁悬浮列车的优点： 。 1 / 14 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $