3.2-2电流的磁场——探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”-2025-2026学年八年级科学下册同步精讲精练（新教材，浙教版）

第2节 电流的磁场 课时2 探究“影响电磁铁磁性强弱的因素” ◆网络构建 ◆课本导学 影响电磁铁磁性强弱的因素 ◆解题突破 题型 电磁铁磁性强弱的探究 ◆基础训练 考点1 电磁铁 考点2 实验探究影响电磁铁磁性强弱的因素 考点3 电磁铁应用 ◆强化训练 影响电磁铁磁性强弱的因素 1. 电磁铁 （1）概念：带有铁芯的通电螺线管叫作电磁铁。电磁铁由螺线管和铁芯组成。 （2）原理：电磁铁是利用电流的磁效应原理工作的。 在螺线管中插入一根铁棒或一枚铁钉（铁芯），观察到通电螺线管能吸引更多大头针，说明插入铁芯后通电螺线管的磁性增强。 产生此现象的原因是铁芯在磁场中被磁化后相当于一根磁体，通电螺线管产生的磁场与被磁化的铁芯的磁场叠加，产生了更强的磁场，吸引了更多的大头针。 2.探究实践：影响电磁铁磁性强弱的因素 器材 电磁铁、滑动变阻器、电源、开关、电流表、大头针、导线等 方法 ①控制变量法：研究电磁铁磁性强弱与电流大小的关系时，控制螺线管长度、导线的粗细、线圈的匝数不变，通过移动滑动变阻器的滑片改变线圈中的电流大小，研究当电流逐渐变大时，电磁铁的磁性如何变化。 研究电磁铁磁性强弱与线圈匝数的关系时，控制电路中的电流不变，接入不同匝数的电磁铁。 ②转换法：通过电磁铁吸引大头针的数目来体现电磁铁的磁性强弱 过程 ①将电磁铁、滑动变阻器及电流表、开关、电源连入电路中，如图甲所示。 ②闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，使电流表的示数增大，观察电磁铁吸引大头针的数目有什么变化，如图乙所示，将观察到的实验现象记录在表格中。 ③将两个线圈匝数不同的电磁铁串联（控制电流相同）在电路中，如图丙所示，观察两个电磁铁吸引大头针的数目有什么不同，将观察到的实验现象记录在表格中。 丙 （数据仅供参考，实际以实验数据为准） 电磁铁线圈匝数/匝 50 100 实验次数 1 2 3 4 5 6 电流/A 0.8 1.2 1.5 0.8 1.2 1.5 吸引大头针的数目/枚 5 8 10 7 11 14 ④整理好实验器材 分析 图甲、乙所示实验中，通过电磁铁的电流越大，吸引大头针的数目越多，说明电磁铁的磁性越强；图丙所示实验中，线圈匝数多的电磁铁吸引大头针的数目多，说明左边电磁铁比右边电磁铁的磁性强 结论 电磁铁磁性的强弱与电流的大小和线圈的匝数有关。 线圈匝数一定时，通过线圈的电流越大，电磁铁的磁性越强；在电流一定时，线圈匝数越多，电磁铁的磁性越强 交流 电磁铁吸引的大头针下端分散的原因：大头针被磁化，下端为同名磁极，同名磁极相互排斥 【名师讲解】电磁铁的铁芯要用软铁制成，不能用钢，这是因为电磁铁要求通电时立即有磁性，断电后磁性立即消失。 3.电磁铁的优点 (1)电磁铁磁性的有无可由通断电流来控制：有电流时有磁性，无电流时无磁性。 (2)电磁铁磁性的强弱可通过改变电流大小和线圈匝数来控制：电流越大，磁性越强；线圈匝数越多，磁性越强。 (3)电磁铁的磁场方向可通过改变电流方向来控制：电流方向改变后，磁场方向改变。 【名师讲解】1.通电螺线管和电磁铁的异同 名称 通电螺线管 电磁铁 构成 螺线管、电源 螺线管、铁芯、电源 磁性强弱 弱 强 磁场方向 在磁体外部，磁感线总是从磁体的N极出发，回到S极 — 2.常用的电磁铁大都做成“U”形，使它的两个磁极能同时吸引物体，吸引力会更强。 【例】三班的同学们做“探究影响电磁铁磁性强弱的因素”的实验，他们用相同的铁钉和漆包线制成了甲、乙两电磁铁，并设计了如图所示的电路。请你回答下列问题。 (1)图中将甲、乙两电磁铁串联起来的目的是________________________。 (2)此实验说明影响电磁铁磁性强弱的因素是________________________。 (3)实验过程中小明发现电磁铁吸引的大头针下端是分散开的，原因是________________________。 【答案】(1)保持电流大小相同(2)线圈匝数(3)同名磁极相互排斥 【解析】(1)探究线圈匝数对电磁铁磁性强弱的影响时，必须控制电流相同而改变线圈匝数，甲、乙两电磁铁串联起来的目的是保持电流大小相同。 (2)根据题图可知，两个线圈的匝数不同，通过的电流大小相同，则此实验说明影响电磁铁磁性强弱的因素是线圈匝数。 (3)大头针被吸引，说明大头针被磁化，下端为同名磁极，同名磁极相互排斥。 解题突破 ◆题型 电磁铁磁性强弱的探究 【例1】如图所示是某实验小组同学设计的研究“电磁铁磁性强弱”的实验电路图。 (1)下表是该组同学所做实验的记录： 电磁铁(线圈) 50匝 100匝 实验次数 1 2 3 4 5 6 电流/A 0.8 1.2 1.5 0.8 1.2 1.5 吸引铁钉的数目/枚 5 8 10 7 11 14 比较实验中的1、2、3，可得出的结论是________________________________。 (2)同学们发现当电流较小时，实验中电磁铁没有吸引起铁钉，那么通电电磁铁到底有没有磁性呢？他们通过其他方法验证了这几次都是有磁性的。他们采用的方法可能是_________ ________________________________________________（写出一种即可）。 (3)该小组同学比较实验中的1、4（或2、5或3、6），能得出“线圈匝数越多，电磁铁磁性越强”的正确结论，请你说说理由：________________________________________________。 【答案】（1）在电磁铁线圈匝数一定时，通过线圈的电流越大，电磁铁的磁性越强 （2）用电磁铁去吸引大头针（或铁屑等轻小铁质物体），观察是否能吸引 （3）因为比较1和4（或2、5或3、6），电流相同，线圈匝数变多，吸引的铁钉变多，则电磁铁的磁性变强 【解析】研究电磁铁的匝数一定时，磁性强弱与电流的关系，只改变电流大小；研究电磁铁磁性强弱与线圈匝数的关系，要控制电流大小相同；电磁铁的磁性强弱不但跟电流大小、匝数多少有关，可能跟铁芯大小有关。 【例2】[2025·绍兴柯桥区期中]小华用如图所示的电路“探究通电螺线管磁性强弱的影响因素”。其中R₂为磁敏电阻，其阻值随磁场的增强而减小。 实验步骤：①闭合开关S₂，开关S₁连接1位置，将滑动变阻器调到合适的位置，记录此时A₁表的示数I₁，A₂表的示数I₂。 ②将开关S₁连接到2位置，记录此时A₁表的示数I₃，A₂表的示数I₄。 ③将开关S₁连接到3位置，记录此时A₁表的示数I₅，A₂表的示数I₆。 根据小华的实验完成下列问题： （1）该实验是通过____________来判断通电螺线管磁性强弱的。 （2）请指出小华实验中存在的一处错误：________________________。 （3）小华改正错误后，根据实验得出了通电螺线管的匝数越多，磁性越强的结论，他的依据是____________（利用实验步骤中的字母表示）。 【答案】（1）电流表A₂的示数大小（2）没有控制通电螺线管中的电流大小不变（3）I₂>I₄>I₆ 解析:（1）因为R₂为磁敏电阻，其阻值随磁场的增强而减小，当通电螺线管磁性增强时，R₂阻值减小，根据欧姆定律，在电压不变的情况下，电阻减小，电流增大，所以A₂表的示数会增大，反之亦然，故可通过A₂表的示数大小来判断通电螺线管磁性强弱。 （2）在探究通电螺线管磁性强弱与匝数的关系时，应保持通过螺线管的电流大小不变，而该实验中只是将滑动变阻器调到合适位置后，在改变开关S₁的连接位置时，并未调节滑动变阻器，电路中的总电阻会发生变化，从而导致电流大小改变，无法探究匝数对磁性强弱的影响。 （3）控制通过螺线管的电流大小相等（I₁=I₃=I₅）时，若通电螺线管的匝数越多，则产生的磁场磁性越强，R₂阻值越小，A₂表的示数越大，所以会出现I₂>I₄>I₆的情况。 考点1 电磁铁 1.关于电磁铁，下列说法中正确的是（ ） A.电磁铁的磁性可以永久保持，不需通电即可产生磁场 B.电磁铁的磁性强弱只与通过它的电流大小有关，与线圈的匝数无关 C.当通过电磁铁的电流方向改变时，电磁铁的磁极也会随之改变 D.只要增加电磁铁线圈的匝数，即使不通电，电磁铁也能产生磁场 【答案】C 【解析】通电后电磁铁才具有磁性，周围才存在磁场，故A、D错误。电磁铁的磁性强弱与通过它的电流大小以及线圈匝数有关，电流越大、线圈匝数越多，电磁铁的磁性越强，故B错误。电磁铁产生磁场的方向与通过电磁铁的电流的方向有关，当电流方向改变时，电磁铁的磁极发生改变，产生磁场的方向也随之发生改变，故C正确。 2.[2025温州三校联盟期中]某同学在探究影响电磁铁磁性强弱的因素实验中设计了如图所示的电路。该实验判断电磁铁磁性强弱的依据是（ ） A.电流表示数 B.线圈的匝数 C.滑片的位置 D.吸引大头针的数量 【答案】D 【解析】在探究影响电磁铁磁性强弱的因素实验中，通常采用转换法，通过观察电磁铁吸引大头针的数量来判断电磁铁磁性的强弱。吸引的大头针数量越多，说明电磁铁的磁性越强；反之，磁性越弱。故选D。 3.医生给心脏疾病的患者做手术时，往往要用一种称为“人工心脏泵”的体外装置来代替心脏，以推动血液循环。如图是该装置的示意图，线圈固定在用软铁制成的活塞柄上(相当于一个电磁铁)，通电时线圈与活塞柄组成的系统与固定在左侧的磁体相互作用，从而带动活塞运动。活塞筒通过阀门与血管相通，阀门能向外开启，只能向内开启。下列说法正确的是（ ） A.要使血液流出“血泵”，电流需从a端流进线圈，从b端流出线圈 B.要使血液流入“血泵”，电流需从a端流进线圈，从b端流出线圈 C.若电流从a端流进线圈，从b端流出线圈，则电磁铁左侧为S极 D.若电流从b端流进线圈，从a端流出线圈，则会开启，会关闭 【答案】A 【解析】要使血液流出该“血泵”，活塞要向右移动，故电磁铁的左侧和左侧磁体的N极相互排斥，则电磁铁左侧应该为N极，由安培定则可知，电流从a端流进线圈，从b端流出线圈；同理可知，要使血液流入该“血泵”，电流应从b端流进线圈，从a端流出线圈，故A正确，B、C错误。若电流从b端流进线圈，从a端流出线圈，由安培定则可知，电磁铁左侧为S极，与左侧磁体的N极相互吸引，活塞向左运动，会关闭，会开启，故D错误。故选A。 考点2 实验探究影响电磁铁磁性强弱的因素 4.[2024湖州长兴实验中学月考]如图所示，先闭合开关，再闭合开关，则电磁铁的磁性将（ ） A.先增大后减小 B.增大 C.先减小后增大 D.减小 【答案】B 【解析】先闭合开关和电磁铁串联，再闭合开关两电阻并联后再和电磁铁串联，电路中的总电阻减小，由欧姆定律可知电路中的电流增大，则通过电磁铁的电流变大，电磁铁的磁性增大。故选B。 5.[2024温州瓯海月考]在如图所示的电路中，要使电磁铁的磁性最强，开关、的连接状态应是（ ） A.接1，接3 B.接1，接4 C.接接3 D.接2，接4 【答案】C 【解析】电磁铁的磁性强弱跟电流的大小、线圈匝数的多少有关，电流越大，线圈匝数越多，电磁铁的磁性越强。开关接2时电阻和电磁铁串联接入电路，开关接1时两个电阻和电磁铁串联接入电路，则开关接2时电路中的总电阻小，电路中的电流大；开关接3时电磁铁接入电路的线圈匝数比开关接4时更多，因此接2，接3时电磁铁的磁性最强，故选C。 6.[2025广东广州育才集团模拟]如图所示，在电磁铁的正上方用弹簧挂一条形磁体。当开关闭合后，滑片P从b端滑动到a端的过程中，条形磁体与电磁铁的相互作用以及弹簧的长度变化情况分别是（ ） A.排斥变长 B.排斥变短 C.吸引变长 D.吸引变短 【答案】A 【解析】电流从电磁铁的上端流入，下端流出，由安培定则可知，电磁铁的上端为S极；根据同名磁极相互排斥可知，条形磁体与电磁铁相互排斥。当滑片P从b端滑到a端的过程中，滑动变阻器接入电路的阻值变大，电路中的电流变小，电磁铁的磁性变弱，故弹簧会变长一些，故选A。 考点3 电磁铁应用 7.[2025永康三中月考]如图所示为电磁选矿机的示意图，上端为矿石漏斗，A为电磁铁，该机器可以去除矿石中的铁磁性物质。则铁矿石落在______(填“左”或“右”)坑中，欲使所选铁矿石的含铁量增大，则电磁铁中的电流应该_______(填“增大”或“减小”)一些。 【答案】右；减小 【解析】A为电磁铁，在选矿机工作时能吸引磁性物质，则铁矿石被吸引落在右坑中；欲使所选铁矿石的含铁量增大，需要减小电磁铁的磁性，因此需要减小通过电磁铁的电流。 8.[2024杭州钱学森中学期中]“悬浮灯”能够悬浮发光，如图甲所示。图甲中的下部基座内有一个线圈和铁芯组成的电磁铁，而悬浮灯内部有灯泡和电磁铁，其内部结构如图乙所示。 (1)想让悬浮灯悬浮得更高，应该将滑片P向______(填“左”或“右”)移动。 (2)图乙中下方电源左端为______(填“正”或“负”)极。 【答案】（1）左 （2）负 【解析】(1)想让悬浮灯悬浮得更高，需要增强下方电磁铁的磁性，因此需要增大通过下方电磁铁的电流，根据欧姆定律可知，需要减小滑动变阻器接入电路中的阻值，故应该将滑片向左移动。(2)悬浮灯能够悬浮利用了同名磁极相互排斥，故下方电磁铁的上端为S极，下端为N极，根据安培定则可知，电流从下方电磁铁的上端流入，下端流出，故下方电源的右端为正极，左端为负极。 1.[2025杭州拱墅文澜中学月考]如图甲所示是一种“潜水自救装置”，其工作原理如图乙所示，其中U为电源电压，R0为定值电阻，力敏电阻Rx的阻值随潜水深度的改变而改变，当达到设定的安全深度时，电磁铁吸引衔铁，反应盒中两种物质混合并开始反应产生气体，气囊快速充气上浮，将潜水运动员拉回到水面。请完成下列问题： 甲 所示是一种“潜水自救装置”，其工作原理如图乙所示，其中U为电源电压，为定值电阻，力敏电阻的阻值随潜水深度的改变而改变，当达到设定的安全深度时，电磁铁吸引衔铁，反应盒中两种物质混合并开始反应产生气体，气囊快速充气上浮，将潜水运动员拉回到水面。请完成下列问题： (1)为实现以上功能，力敏电阻的阻值随潜水深度变化的大致曲线是图丙中的____(填“A”或“B”)。 (2)其他条件不变，若增加电磁铁线圈匝数，安全深度_______(填“变大”或“变小”)。 【答案】（1）B （2）变小 【解析】(1)由题意可知，当达到设定的安全深度时，电磁铁吸引衔铁，即衔铁被吸下之前，当潜水深度增大时，电磁铁的磁性增强，电路中的电流增大，由欧姆定律可知，力敏电阻的阻值减小，故选B。(2)当其他条件不变时，若增加电磁铁的线圈匝数电磁铁的磁性增强，则将衔铁吸下时所需的电流变小，对应的力敏电阻的阻值变大，安全深度变小。 2.[2024杭州锦绣育才中学期中]“大胆猜想与小心求证”是科学研究的基本要求。甲、乙两同学做了如图所示的实验：在静止的小磁针上方平行地放一根直导线，闭合开关，原来静止的小磁针转动了。对于小磁针转动的原因，两名同学有着不同的假设。 甲同学：小磁针转动是因为导线通电发热，造成导线周围空气温度升高，空气的对流运动使小磁针偏转。 乙同学：小磁针转动是因为电流周围产生磁场，磁场对小磁针产生了力的作用。 (1)两名同学讨论后，设计并进行实验来验证各自的观点：他们调换电池的正、负极，改变电流的方向，闭合开关，如果甲同学的假设是正确的，预计应该看到的现象是________________。 (2)老师在其他实验条件不变的情况下，把小磁针从直导线下方移到了直导线上方，闭合开关后，小磁针的转动方向将________(填“不改变”或“改变”)。 (3)为了使实验现象更明显，导线应该沿_______(填“东西”或“南北”)方向放置。 【答案】（1）小磁针偏转的方向不变 （2）改变 （3）南北 【解析】(1)如果乙同学的观点正确，他们调换电池的正、负极，改变电流的方向，则产生的磁场的方向改变，小磁针的偏转方向改变；如果甲同学的观点是正确的，小磁针偏转的方向将不变；(2)通电直导线周围存在磁场，且导线上、下方磁场的方向相反，因此小磁针的转动方向会改变；(3)地磁的北极位于地理南极附近，地磁的南极位于地理北极附近，若将导线东西放置，闭合开关前后，放在导线下的小磁针静止时都指向南北方向，实验现象不明显，应将导线南北放置，此时通电导线产生的磁场方向是东西方向，小磁针会在磁场的作用下发生偏转，现象更为明显。 3.[2024浙江杭州期中]某兴趣小组为了探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”，设计并开展了如图所示的实验。下表是他们实验中记录的具体数据，试分析并回答下列问题： 电磁铁线圈匝数 50匝 100匝 实验次序 1 2 3 4 5 6 电流/A 0.8 1.2 1.5 0.8 1.2 1.5 最多能吸引小铁钉的数目/枚 5 8 10 7 11 14 (1)首次通过实验发现通电导体周围存在磁场的科学家是________。 (2)根据同学们的实验，可知他们猜想影响电磁铁磁性强弱的因素有__________ __________。 (3)实验中，同学们是通过比较____________________________来反映电磁铁磁性强弱的。 (4)比较他们的第1、2、3(或4、5、6)次实验，可得出的结论是____________ _______________________________。 【答案】（1）奥斯特 （2）电流大小、线圈匝数 （3）最多能吸引小铁钉数目的多少 （4）线圈匝数相同时，电流越大，电磁铁磁性越强 【解析】（1）丹麦物理学家奥斯特首先发现了电流周围存在磁场，第一个揭示了电和磁之间的联系。 （2）由表格信息可知，他们猜想影响电磁铁磁性强弱的因素有电流大小、线圈匝数。 （3）电磁铁的磁性强弱无法用眼睛直接观察，实验中通过比较电磁铁最多能吸引小铁钉数目的多少来反映电磁铁磁性的强弱。 （4）在第1、2、3(或4、5、6)次实验中，线圈匝数不变，通过线圈的电流越大，电磁铁最多能吸引小铁钉的数目越多，即电磁铁磁性越强，故可得出结论：线圈匝数相同时，电流越大，电磁铁磁性越强。 4.[2025浙江绍兴期末]为探究电磁铁的磁性强弱跟哪些因素有关，小明做了如下的实验。 步骤1：在水平桌面上放置一小车，小车上固定一块条形磁铁，左侧电磁铁固定(如图甲所示)。 步骤2：当闭合开关时，小车会沿水平方向向右运动，记录小车在水平桌面上运动的距离。 步骤3：断开开关，把小车重新放在起始位置，依次向右移动变阻器滑片，闭合开关，记录电流表的读数以及小车在水平桌面上运动的距离。 实验数据如下： 实验次数 1 2 3 4 5 6 电流的大小(安) 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0 2.2 小车运动的距离(厘米) 15 19 24 30 ? ? 甲 (1)通过本实验可得出结论：在线圈匝数一定时，通过电磁铁的电流越大，电磁铁磁性越____。 (2)小明结束了实验后，拆下小车上的条形磁铁，整理器材，同桌小华觉得实验数据还不够，又重新安装器材，闭合开关，移动滑动变阻器滑片，电流表示数正常，发现小车向左运动，你认为可能的原因是____________________________________________________________ ____________。 (3)若要研究电磁铁磁性强弱与线圈匝数的关系，已知线圈的电阻不能忽略，那么将滑动变阻器与电磁铁的连接线从a处移动到b处后，闭合开关，下一步的操作是_________________ _____________________________________________________________________________。 (4)其他小组同学还设计了如图乙、丙所示的两种方案，与乙图相比，丙图实验方案的优点是________________________________________________________________________。 【答案】（1）强 （2）对调了条形磁铁的磁极，使电磁铁与条形磁铁相邻的两极相互吸引(合理即可) （3）调节滑动变阻器滑片，使电流表的示数与连接线在a处时相同，然后再记录小车运动的距离。 （4）电磁铁磁性强弱可以通过表盘直观地观察出，更方便记录数据(合理即可) 【解析】（1）通过本实验可得出的结论是：在线圈匝数一定时，通过电磁铁的电流越大，电磁铁磁性越强。 （2）小车向左运动的原因可能是对调了条形磁铁的磁极，使电磁铁与条形磁铁相邻的两极相互吸引。 （3）若要研究电磁铁磁性强弱与线圈匝数的关系，应保证电路中的电流不变，已知线圈的电阻不能忽略，那么将滑动变阻器与电磁铁的连接线从a处移动到b处后，闭合开关，下一步的操作是调节滑动变阻器滑片，使电流表的示数与连接线在a处时相同。 （4）丙图能直接通过表盘读数，在显示电磁铁磁性强弱的方式上更直观，记录实验数据更方便。 5.[2024杭州锦绣育才中学月考]磁感应强度B用来描述磁场的强弱，国际单位是特斯拉，符号是“T”。为了探究电磁铁外轴线上磁感应强度的大小与哪些因素有关，小鹭设计了如图1所示的电路，图甲中电源电压为6V，R为磁敏电阻，其阻值随磁感应强度变化的关系图线如图2所示。 (1)当图中断开，图甲中闭合时，电流表的示数为_______mA。闭合和图乙中滑动变阻器的滑片P向右移动，图甲中电流表的示数逐渐_______(填“增大”或“减小”)。 (2)闭合和滑片P不动，沿电磁铁轴线向左移动磁敏电阻R，测出R离电磁铁左端的距离x与对应的电流表示数算出R处磁感应强度B的数值如表所示。则cm时，T。 x/cm 1 2 3 4 5 6 I/mA 10 12 15 20 30 46 B/T 0.68 0.65 0.60 0.52 0.21 (3)综合以上实验数据可以得出：电磁铁外轴线上磁感应强度随通过电磁铁的电流的增大而_______(填“增大”或“减小”)，离电磁铁越远，磁感应强度越______。 【答案】（1）60；减小 （2） 0.40 （3）增大；小 【解析】(1)当图乙中断开，图甲中闭合时，磁感应强度为零，根据图2可知，此时故此时图甲电路中的电流；图乙中滑动变阻器的滑片P向右移动时，它接入电路中的阻值变小，图乙电路中的电流变大，电磁铁的磁性变强，产生的磁场变强，由图2可知，随着磁感应强度的增大，R的阻值变大，则图甲中电流表的示数逐渐减小。 cm时，由表格中数据可知，此时图甲电路中的电流是30mA，由欧姆定律可知，磁敏电阻的阻值由图2可知，对应的磁感应强度是0.40T。 (3)闭合和，滑片P向右移动，图乙电路中电流增大，电磁铁磁性增强，图甲中R处磁感应强度B增大，所以电磁铁外轴线上磁感应强度随通过电磁铁的电流的增大而增大，分析(2)中表格的数据可得，离电磁铁越远，磁感应强度越小。 13 / 15 学科网（北京）股份有限公司 $ 第2节 电流的磁场 课时2 探究“影响电磁铁磁性强弱的因素” ◆网络构建 ◆课本导学 影响电磁铁磁性强弱的因素 ◆解题突破 题型 电磁铁磁性强弱的探究 ◆基础训练 考点1 电磁铁 考点2 实验探究影响电磁铁磁性强弱的因素 考点3 电磁铁应用 ◆强化训练 影响电磁铁磁性强弱的因素 1. 电磁铁 （1）概念：带有铁芯的通电螺线管叫作电磁铁。电磁铁由螺线管和铁芯组成。 （2）原理：电磁铁是利用电流的磁效应原理工作的。 在螺线管中插入一根铁棒或一枚铁钉（铁芯），观察到通电螺线管能吸引更多大头针，说明插入铁芯后通电螺线管的磁性增强。 产生此现象的原因是铁芯在磁场中被磁化后相当于一根磁体，通电螺线管产生的磁场与被磁化的铁芯的磁场叠加，产生了更强的磁场，吸引了更多的大头针。 2.探究实践：影响电磁铁磁性强弱的因素 器材 电磁铁、滑动变阻器、电源、开关、电流表、大头针、导线等 方法 ①控制变量法：研究电磁铁磁性强弱与电流大小的关系时，控制螺线管长度、导线的粗细、线圈的匝数不变，通过移动滑动变阻器的滑片改变线圈中的电流大小，研究当电流逐渐变大时，电磁铁的磁性如何变化。 研究电磁铁磁性强弱与线圈匝数的关系时，控制电路中的电流不变，接入不同匝数的电磁铁。 ②转换法：通过电磁铁吸引大头针的数目来体现电磁铁的磁性强弱 过程 ①将电磁铁、滑动变阻器及电流表、开关、电源连入电路中，如图甲所示。 ②闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，使电流表的示数增大，观察电磁铁吸引大头针的数目有什么变化，如图乙所示，将观察到的实验现象记录在表格中。 ③将两个线圈匝数不同的电磁铁串联（控制电流相同）在电路中，如图丙所示，观察两个电磁铁吸引大头针的数目有什么不同，将观察到的实验现象记录在表格中。 丙 （数据仅供参考，实际以实验数据为准） 电磁铁线圈匝数/匝 50 100 实验次数 1 2 3 4 5 6 电流/A 0.8 1.2 1.5 0.8 1.2 1.5 吸引大头针的数目/枚 5 8 10 7 11 14 ④整理好实验器材 分析 图甲、乙所示实验中，通过电磁铁的电流越大，吸引大头针的数目越多，说明电磁铁的磁性越强；图丙所示实验中，线圈匝数多的电磁铁吸引大头针的数目多，说明左边电磁铁比右边电磁铁的磁性强 结论 电磁铁磁性的强弱与电流的大小和线圈的匝数有关。 线圈匝数一定时，通过线圈的电流越大，电磁铁的磁性越强；在电流一定时，线圈匝数越多，电磁铁的磁性越强 交流 电磁铁吸引的大头针下端分散的原因：大头针被磁化，下端为同名磁极，同名磁极相互排斥 【名师讲解】电磁铁的铁芯要用软铁制成，不能用钢，这是因为电磁铁要求通电时立即有磁性，断电后磁性立即消失。 3.电磁铁的优点 (1)电磁铁磁性的有无可由通断电流来控制：有电流时有磁性，无电流时无磁性。 (2)电磁铁磁性的强弱可通过改变电流大小和线圈匝数来控制：电流越大，磁性越强；线圈匝数越多，磁性越强。 (3)电磁铁的磁场方向可通过改变电流方向来控制：电流方向改变后，磁场方向改变。 【名师讲解】1.通电螺线管和电磁铁的异同 名称 通电螺线管 电磁铁 构成 螺线管、电源 螺线管、铁芯、电源 磁性强弱 弱 强 磁场方向 在磁体外部，磁感线总是从磁体的N极出发，回到S极 — 2.常用的电磁铁大都做成“U”形，使它的两个磁极能同时吸引物体，吸引力会更强。 【例】三班的同学们做“探究影响电磁铁磁性强弱的因素”的实验，他们用相同的铁钉和漆包线制成了甲、乙两电磁铁，并设计了如图所示的电路。请你回答下列问题。 (1)图中将甲、乙两电磁铁串联起来的目的是________________________。 (2)此实验说明影响电磁铁磁性强弱的因素是________________________。 (3)实验过程中小明发现电磁铁吸引的大头针下端是分散开的，原因是________________________。 解题突破 ◆题型 电磁铁磁性强弱的探究 【例1】如图所示是某实验小组同学设计的研究“电磁铁磁性强弱”的实验电路图。 (1)下表是该组同学所做实验的记录： 电磁铁(线圈) 50匝 100匝 实验次数 1 2 3 4 5 6 电流/A 0.8 1.2 1.5 0.8 1.2 1.5 吸引铁钉的数目/枚 5 8 10 7 11 14 比较实验中的1、2、3，可得出的结论是________________________________。 (2)同学们发现当电流较小时，实验中电磁铁没有吸引起铁钉，那么通电电磁铁到底有没有磁性呢？他们通过其他方法验证了这几次都是有磁性的。他们采用的方法可能是_________ ________________________________________________（写出一种即可）。 (3)该小组同学比较实验中的1、4（或2、5或3、6），能得出“线圈匝数越多，电磁铁磁性越强”的正确结论，请你说说理由：________________________________________________。 【例2】[2025·绍兴柯桥区期中]小华用如图所示的电路“探究通电螺线管磁性强弱的影响因素”。其中R₂为磁敏电阻，其阻值随磁场的增强而减小。 实验步骤：①闭合开关S₂，开关S₁连接1位置，将滑动变阻器调到合适的位置，记录此时A₁表的示数I₁，A₂表的示数I₂。 ②将开关S₁连接到2位置，记录此时A₁表的示数I₃，A₂表的示数I₄。 ③将开关S₁连接到3位置，记录此时A₁表的示数I₅，A₂表的示数I₆。 根据小华的实验完成下列问题： （1）该实验是通过____________来判断通电螺线管磁性强弱的。 （2）请指出小华实验中存在的一处错误：________________________。 （3）小华改正错误后，根据实验得出了通电螺线管的匝数越多，磁性越强的结论，他的依据是____________（利用实验步骤中的字母表示）。 考点1 电磁铁 1.关于电磁铁，下列说法中正确的是（ ） A.电磁铁的磁性可以永久保持，不需通电即可产生磁场 B.电磁铁的磁性强弱只与通过它的电流大小有关，与线圈的匝数无关 C.当通过电磁铁的电流方向改变时，电磁铁的磁极也会随之改变 D.只要增加电磁铁线圈的匝数，即使不通电，电磁铁也能产生磁场 2.[2025温州三校联盟期中]某同学在探究影响电磁铁磁性强弱的因素实验中设计了如图所示的电路。该实验判断电磁铁磁性强弱的依据是（ ） A.电流表示数 B.线圈的匝数 C.滑片的位置 D.吸引大头针的数量 3.医生给心脏疾病的患者做手术时，往往要用一种称为“人工心脏泵”的体外装置来代替心脏，以推动血液循环。如图是该装置的示意图，线圈固定在用软铁制成的活塞柄上(相当于一个电磁铁)，通电时线圈与活塞柄组成的系统与固定在左侧的磁体相互作用，从而带动活塞运动。活塞筒通过阀门与血管相通，阀门能向外开启，只能向内开启。下列说法正确的是（ ） A.要使血液流出“血泵”，电流需从a端流进线圈，从b端流出线圈 B.要使血液流入“血泵”，电流需从a端流进线圈，从b端流出线圈 C.若电流从a端流进线圈，从b端流出线圈，则电磁铁左侧为S极 D.若电流从b端流进线圈，从a端流出线圈，则会开启，会关闭 考点2 实验探究影响电磁铁磁性强弱的因素 4.[2024湖州长兴实验中学月考]如图所示，先闭合开关，再闭合开关，则电磁铁的磁性将（ ） A.先增大后减小 B.增大 C.先减小后增大 D.减小 5.[2024温州瓯海月考]在如图所示的电路中，要使电磁铁的磁性最强，开关、的连接状态应是（ ） A.接1，接3 B.接1，接4 C.接接3 D.接2，接4 6.[2025广东广州育才集团模拟]如图所示，在电磁铁的正上方用弹簧挂一条形磁体。当开关闭合后，滑片P从b端滑动到a端的过程中，条形磁体与电磁铁的相互作用以及弹簧的长度变化情况分别是（ ） A.排斥变长 B.排斥变短 C.吸引变长 D.吸引变短 考点3 电磁铁应用 7.[2025永康三中月考]如图所示为电磁选矿机的示意图，上端为矿石漏斗，A为电磁铁，该机器可以去除矿石中的铁磁性物质。则铁矿石落在______(填“左”或“右”)坑中，欲使所选铁矿石的含铁量增大，则电磁铁中的电流应该_______(填“增大”或“减小”)一些。 8.[2024杭州钱学森中学期中]“悬浮灯”能够悬浮发光，如图甲所示。图甲中的下部基座内有一个线圈和铁芯组成的电磁铁，而悬浮灯内部有灯泡和电磁铁，其内部结构如图乙所示。 (1)想让悬浮灯悬浮得更高，应该将滑片P向______(填“左”或“右”)移动。 (2)图乙中下方电源左端为______(填“正”或“负”)极。 1.[2025杭州拱墅文澜中学月考]如图甲所示是一种“潜水自救装置”，其工作原理如图乙所示，其中U为电源电压，R0为定值电阻，力敏电阻Rx的阻值随潜水深度的改变而改变，当达到设定的安全深度时，电磁铁吸引衔铁，反应盒中两种物质混合并开始反应产生气体，气囊快速充气上浮，将潜水运动员拉回到水面。请完成下列问题： 甲 所示是一种“潜水自救装置”，其工作原理如图乙所示，其中U为电源电压，为定值电阻，力敏电阻的阻值随潜水深度的改变而改变，当达到设定的安全深度时，电磁铁吸引衔铁，反应盒中两种物质混合并开始反应产生气体，气囊快速充气上浮，将潜水运动员拉回到水面。请完成下列问题： (1)为实现以上功能，力敏电阻的阻值随潜水深度变化的大致曲线是图丙中的____(填“A”或“B”)。 (2)其他条件不变，若增加电磁铁线圈匝数，安全深度_______(填“变大”或“变小”)。 2.[2024杭州锦绣育才中学期中]“大胆猜想与小心求证”是科学研究的基本要求。甲、乙两同学做了如图所示的实验：在静止的小磁针上方平行地放一根直导线，闭合开关，原来静止的小磁针转动了。对于小磁针转动的原因，两名同学有着不同的假设。 甲同学：小磁针转动是因为导线通电发热，造成导线周围空气温度升高，空气的对流运动使小磁针偏转。 乙同学：小磁针转动是因为电流周围产生磁场，磁场对小磁针产生了力的作用。 (1)两名同学讨论后，设计并进行实验来验证各自的观点：他们调换电池的正、负极，改变电流的方向，闭合开关，如果甲同学的假设是正确的，预计应该看到的现象是________________。 (2)老师在其他实验条件不变的情况下，把小磁针从直导线下方移到了直导线上方，闭合开关后，小磁针的转动方向将________(填“不改变”或“改变”)。 (3)为了使实验现象更明显，导线应该沿_______(填“东西”或“南北”)方向放置。 3.[2024浙江杭州期中]某兴趣小组为了探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”，设计并开展了如图所示的实验。下表是他们实验中记录的具体数据，试分析并回答下列问题： 电磁铁线圈匝数 50匝 100匝 实验次序 1 2 3 4 5 6 电流/A 0.8 1.2 1.5 0.8 1.2 1.5 最多能吸引小铁钉的数目/枚 5 8 10 7 11 14 (1)首次通过实验发现通电导体周围存在磁场的科学家是________。 (2)根据同学们的实验，可知他们猜想影响电磁铁磁性强弱的因素有__________ __________。 (3)实验中，同学们是通过比较____________________________来反映电磁铁磁性强弱的。 (4)比较他们的第1、2、3(或4、5、6)次实验，可得出的结论是____________ _______________________________。 4.[2025浙江绍兴期末]为探究电磁铁的磁性强弱跟哪些因素有关，小明做了如下的实验。 步骤1：在水平桌面上放置一小车，小车上固定一块条形磁铁，左侧电磁铁固定(如图甲所示)。 步骤2：当闭合开关时，小车会沿水平方向向右运动，记录小车在水平桌面上运动的距离。 步骤3：断开开关，把小车重新放在起始位置，依次向右移动变阻器滑片，闭合开关，记录电流表的读数以及小车在水平桌面上运动的距离。 实验数据如下： 实验次数 1 2 3 4 5 6 电流的大小(安) 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0 2.2 小车运动的距离(厘米) 15 19 24 30 ? ? 甲 (1)通过本实验可得出结论：在线圈匝数一定时，通过电磁铁的电流越大，电磁铁磁性越____。 (2)小明结束了实验后，拆下小车上的条形磁铁，整理器材，同桌小华觉得实验数据还不够，又重新安装器材，闭合开关，移动滑动变阻器滑片，电流表示数正常，发现小车向左运动，你认为可能的原因是____________________________________________________________ ____________。 (3)若要研究电磁铁磁性强弱与线圈匝数的关系，已知线圈的电阻不能忽略，那么将滑动变阻器与电磁铁的连接线从a处移动到b处后，闭合开关，下一步的操作是_________________ _____________________________________________________________________________。 (4)其他小组同学还设计了如图乙、丙所示的两种方案，与乙图相比，丙图实验方案的优点是________________________________________________________________________。 5.[2024杭州锦绣育才中学月考]磁感应强度B用来描述磁场的强弱，国际单位是特斯拉，符号是“T”。为了探究电磁铁外轴线上磁感应强度的大小与哪些因素有关，小鹭设计了如图1所示的电路，图甲中电源电压为6V，R为磁敏电阻，其阻值随磁感应强度变化的关系图线如图2所示。 (1)当图中断开，图甲中闭合时，电流表的示数为_______mA。闭合和图乙中滑动变阻器的滑片P向右移动，图甲中电流表的示数逐渐_______(填“增大”或“减小”)。 (2)闭合和滑片P不动，沿电磁铁轴线向左移动磁敏电阻R，测出R离电磁铁左端的距离x与对应的电流表示数算出R处磁感应强度B的数值如表所示。则cm时，T。 x/cm 1 2 3 4 5 6 I/mA 10 12 15 20 30 46 B/T 0.68 0.65 0.60 0.52 0.21 (3)综合以上实验数据可以得出：电磁铁外轴线上磁感应强度随通过电磁铁的电流的增大而_______(填“增大”或“减小”)，离电磁铁越远，磁感应强度越______。 2 / 11 学科网（北京）股份有限公司 $