第三章3.2电流的磁场 同步练习-2025-2026学年浙教版科学八年级下册
2026-04-14
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资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 科学 |
| 教材版本 | 初中科学浙教版八年级下 |
| 年级 | 八年级 |
| 章节 | 第2节 电流的磁场 |
| 类型 | 作业-同步练 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-新授课 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 浙江省 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | DOCX |
| 文件大小 | 634 KB |
| 发布时间 | 2026-04-14 |
| 更新时间 | 2026-05-03 |
| 作者 | 良钰数理化 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-04-08 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/57242891.html |
| 价格 | 1.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
第三章 第 2 节 电流的磁场
一、电流的磁效应(奥斯特实验)
1. 奥斯特实验:通电导线的周围存在磁场,称为电流的磁效应。
(1)在小磁针上方放置一根与其平行的直导线,通电时,可观察到小磁针发生偏转(如图甲)。结论:小磁针受到了力的作用,通电直导线的周围存在磁场。
(2) 电路断电后,小磁针不发生偏转(如图乙)。
(3)改变电流方向/对调电源正负极,观察到小磁针的偏转方向发生改变/与之前相反(如图丙)。结论:通电导线周围的磁场方向与电流方向有关。
注意: 由于地磁场的存在,小磁针静止时南北指向,为使实验结果更明显,通电导线应沿南北方向放置。
2. 磁场方向判断(安培定则一): ·
(1)用右手握住直导线。
(2)让伸直的大拇指指向电流方向。
(3)弯曲的四指所指的方向就是磁感线环绕的方向(即磁场方向)。
3. 直线电流周围的磁感线是环绕导线的同心圆,距离直线电流越近,磁场越强。
二、通电螺线管的磁场
1. 螺线管:将导线绕成螺线管(线圈) 后通电,各圈导线产生的磁场叠加,会使磁场显著增强
2. 结论:通电螺线管的磁场和条形磁铁磁场很相似。其两端极性跟电流方向有关。
3. 电磁铁:
(1)构成:带铁芯的通电螺线管。
(2)磁性增强原理:铁芯(通常为软铁)在螺线管磁场中被磁化,其磁场与原线圈磁场叠加,磁性大大增强。
(3)优点:磁性有无由通断电控制;磁性强弱由电流大小、线圈匝数、有无铁芯调节;磁场方向由电流方向改变
4. 磁极判断—有手螺旋定责(安培定则二)
(1)用右手握住螺线管。
(2)让弯曲的四指指向线圈中电流的方向。
(3)则大拇指所指的那一端就是通电螺线管的 N 极。
三、电磁铁的应用
1. 电磁继电器: 由电磁铁控制的自动开关。
(1)结构: 电磁铁( 核心构造)、衔铁、弹簧、触点(动触点和静触点)
(2)工作原理:用低电压、弱电流控制高电压、强电流,进行远距离操作和自动控制,分控制电路和工作电路。
(3)优点:安全、 自动、可实现远距离控制。
(4)应用实例:水位自动报警器、温度自动控制器、电磁起重机、电梯控制、防盗报警器等。
2. 其他应用
(1) 电铃:利用电磁铁的通断,带动衔铁反复敲击铃铛。
四、信息的磁记录
(1)原理:利用电磁铁(磁头)将电信号转换为磁场信号,使磁性介质(磁盘、磁带、磁条)上的磁性颗粒按规律排列,记录信息;读取时,磁性颗粒的磁场再被磁头转换为电信号.
(2)应用:硬盘、磁带录音/录像机、磁卡(银行卡、门禁卡)等.
(3) 电话:话筒把声音信号转化成强弱变化的电流(类似发电机), 电流沿着导线流入对方听筒,听筒又把变化的电流通过电磁铁转化成声音信号(类似电动机).
【例题精讲】
1.如图所示,置于水平桌面上静止的小磁针上方有一根与之平行的直导线,在导线中通有电流的瞬间,小磁针发生转动。下列说法中正确的是( A )
A.该实验现象说明电流周围存在磁场
B.该实验中小磁针主要用于检验通电导线周围磁场的强弱
C.若改变导线中的电流方向,小磁针的转动方向不会改变
D.若改变导线中的电流大小,小磁针的转动方向将会改变
2.如图所示是老师的演示实验,同学们根据实验现象无法得出的结论是( B )
A.甲、乙两次实验表明通电导线周围存在磁场
B.甲、丙两次实验表明干电池能在周围产生磁场
C.甲、丙两次实验表明通电导线周围的磁场方向与电流方向有关
D.甲、乙、丙三次实验现象共同表明电能生磁,且其磁场方向与电流方向有关
【解析】 分析甲、乙两次实验,即一次通电,一次断电,通电时小磁针偏转,断电时小磁针不偏转,故表明通电导线周围存在磁场;甲、丙两次实验表明通电导线周围磁场的方向与电流的方向有关;甲、乙、丙三次实验现象共同表明电能生磁,且其磁场方向与电流方向有关。
3.如图所示,通电螺线管周围的小磁针静止时,小磁针N极指向不正确的是
( D )
A.a B.b C.c D.d
4.如图,改变电路中电流方向,则电磁铁( A )
A.磁极改变 B.磁极不变
C.磁性变强 D.磁性变弱
5.许多自动控制的电路中都安装有电磁铁。有关电磁铁,下列说法中正确的是
( D )
A.电磁铁的铁芯,可以用铜棒代替
B.电磁铁中即使没有电流也同样有磁性
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
6.为了探究电磁铁的磁性强弱与哪些因素有关,小敏用大铁钉做铁芯制作电磁铁,如图所示,还找来一些大头针进行实验,下列说法正确的是( C )
A.通过吸引大头针的个数来反映磁性强弱,使用的科学探究方法是控制变量法
B.为了探究电磁铁磁性强弱与电流大小的关系,需将电源正、负极对调
C.为了探究电磁铁磁性强弱与电流大小的关系,需改变滑动变阻器滑片的位置
D.为了探究电磁铁磁性强弱与线圈匝数的关系,需改变滑动变阻器滑片的位置
7.小柯用一根导线和一枚铁钉制作了如图所示的电磁铁。线圈通电后,钉尖处可以吸引回形针。关于此实验,下列说法正确的是( A )
A.铁钉吸引的回形针越多说明磁性越强
B.线圈通电后,钉帽一端为电磁铁的S极
C.改变线圈中的电流方向,则钉尖处不能吸引回形针
D.若电流大小不变,增大线圈匝数,钉尖处吸引的回形针数量不变
8.小敏制作了一个简易喇叭,原理如图。接通交流信号源后,电流的方向不断改变,导致线圈的磁极不断变化,通过吸引或排斥磁铁,带动纸盆振动。为改变纸盆振动幅度以调节喇叭响度,下列方法不可行的是( A )
A.改变磁铁的磁极
B.改变电流的大小
C.改变磁铁磁性强弱
D.改变线圈的匝数
9.如图所示是一种江河水位自动报警器的原理图。
(1)当水位低于碳棒A时,工作电路中 绿灯 工作。到达碳棒A时,由于江河水能导电,衔铁被吸下,工作电路中 红灯和电铃 开始工作。
(2)某次水位超过碳棒A时由于电磁铁磁性太弱因而衔铁没有被吸下。下列做法中合理的是 BD (填字母)。
A.更换弹性更好的弹簧
B.增加电磁铁线圈的匝数
C.增加工作电路的电源电压
D.增加控制电路的电源电压
10.(4分)如图所示的电磁继电器,其中R是热敏电阻,它的阻值随温度的升高而减小,R0是滑动变阻器。该装置的工作原理如下:随室内温度的升高,热敏电阻的阻值减小,控制电路中电流 增大 (选填“增大”“不变”或“减小”),当电流达到一定值时,衔铁被吸合,右侧空调电路闭合,空调开始工作。为了节能,现要将空调启动的温度调高,可以适当将滑片向 右 (选填“左”或“右”)移动。
【同步练习】
1.下列各图中,有错误的是( )
A. B.
条形磁铁周围的磁感线及小磁针的指向 异名磁极间的磁感线
C. D.
同名磁极周围的磁感线 通电螺线管对小磁针的作用
2.如图所示,当开关闭合时,位于电磁铁右端的小磁针的北极向右偏转。那么( )
A.电源的a端为正极;滑片向右移动时,电磁铁的磁性增强
B.电源的a端为正极;滑片向右移动时,电磁铁的磁性减弱
C.电源的b端为正极;滑片向右移动时,电磁铁的磁性增强
D.电源的b端为正极;滑片向右移动时,电磁铁的磁性减弱
3.如图所示,甲为弹簧秤,乙为磁铁(上端是N极,下端是S极),当开关S闭合后,将弹簧秤自A向B水平移动时,弹簧秤的示数是( )
A.逐渐增大
B.逐渐减小
C.先减少后增大
D.先增大后减小
4.下列有关电和磁的说法中,正确的是( )
A.导体在磁场中运动时,一定有电流产生
B.通电导线置于磁场中一定会运动
C.电流产生的磁场一定与电流的方向有关
D.法拉第发现了通电导线周围存在着磁场
5.如图所示,把螺线管沿东西方向水平悬挂起来,然后给导线通上如图所示的电流,请你想一想会发生的现象是( )
A.通电螺线管仍保持静止不动
B.通电螺线管能在任意位置静止
C.通电螺线管转动,直至A端指向南,B端指向北
D.通电螺线管转动,直至B端指向南,A端指向北
6.如图,把一根包有绝缘层的导线绕在铁钉上,把导线两端的绝缘层刮去,接上干电池后,铁钉( )
A.有磁性
B.会熔化
C.有电流流过
D.两端对小磁针北极都有吸引力
7.根据通电螺线管周围存在磁场(如图甲)的实验事实,某同学对地磁场产生的原因提出了一个假说:地磁场是由绕地球的环形电流引起的。图中符合他假说的模型是( )
A.B.C.D.
8.下列说法中错误的是( )
A.奥斯特发现了电流周围存在磁场
B.磁体之间的作用是通过磁场发生的
C.磁场是人们的一种假设,实际并不存在
D.地球周围的空间存在着磁场
9.如图所示,当开关S闭合时电磁铁和物体ab相互吸引,则正确的说法是( )
A.ab一定是磁铁,且a端一定是N极
B.ab一定是磁铁,且a端一定是S极
C.ab可能是磁铁,且a端是S极
D.ab仅是一块铁,而不是磁铁
10.如图所示,弹簧下挂一铁块,并处于静止状态,以下说法中正确的是( )
A.电磁铁的A端是磁体的S极
B.当抽出铁芯时,弹簧长度显著变大
C.当滑动变阻器滑片P向右移动时,弹簧长度变大
D.当滑动变阻器滑片P向右移动时,弹簧长度变小
11.如图,L是电磁铁,在L正上方用弹簧挂着一条形磁铁,设电源电压不变,闭合开关K后,当滑动变阻器的滑片P由a向b滑动过程中,弹簧长度将( )
A.变长
B.变短
C.先变长后变短
D.先变短后变长
12.小明同学在“制作、研究电磁铁”的过程中,使用两个相同的大铁钉绕制成电磁铁进行实验,如图所示,下列说法正确的是( )
A.若将两电磁铁上部靠近,会相互吸引
B.电磁铁能吸引的大头针越多,表明它的磁性越强
C.B线圈的匝数多,通过B线圈的电流小于通过A线圈的电流
D.要使电磁铁磁性增强,应将滑片P向右移动
13.要增强电磁铁的磁性,下列方法中可行的是( )
A.改变电磁铁中的电流方向
B.增加线圈的匝数
C.拿掉其中的铁芯
D.减弱线圈中的电流
14.如图所示实验装置,弹簧测力计下面挂着条形磁铁,螺线管中插有铁芯,开关S拨在触点 ② 位置。要使弹簧测力计的示数变大,下列操作方法能够实现的是( )
A.滑片P向b端滑动
B.将S拨到 ① 位置
C.将铁芯从螺线管中取出
D.将螺线管往上移动
15.如图所示,在电磁铁的上方用弹簧悬挂着一条形铁棒,开关S闭合后,当滑片P从a端向b端滑动过程中,会出现的现象是( )
A.电流表示数变大,弹簧长度变长
B.电流表示数变大,弹簧长度变短
C.电流表示数变小,弹簧长度变长
D.电流表示数变小,弹簧长度变短
16.如图,条形磁铁置于水平桌面上,电磁铁水平放置且右端固定,当电路中滑动变阻器的滑片P逐渐向右滑动时,条形磁铁仍然静止,在此过程中,条形磁铁受到的摩擦力( )
A.逐渐减小,方向向左
B.逐渐减小,方向向右
C.逐渐增大,方向向左
D.逐渐增大,方向向右
17.(填空题,6分)某同学自制了如图所示的装置,当闭合开关后,小磁针的N极将___ (填转动方向);若用甲乙吸大头时,___ 能吸较多的大头针,这是___ 。
18.(填空题,10分)如图所示,在静止的小磁针上方拉一根与磁针平行的导线,给导线通电时,磁针会___ ,这个实验叫___ ,实验,它表明___ ,若改变导线中的电流方向,小磁针偏转方向___ ,这表明电流的磁场方向与___ 的方向有关系。
19.(填空题,6分)如图所示,当开关S闭合后螺线管下端是___ 极,小磁针将___ (顺/逆)时针转动,滑动变阻器滑片向右移动,电磁铁磁性将___ (增强/减弱)。
20.(填空题,4分)奥斯特实验表明,通电导体周围和___ 的周围一样,存在着___ 。
21.(填空题,4分)如图所示,在观察奥斯特实验时,小明注意到置于通电直导线下方小磁针的N极向纸内偏转。小明由此推测:若电子沿着水平方向平行地飞过磁针上方时,小磁针也将发生偏转。请你说出小明推测的依据是:___ ,你认为磁针的N极会向___ (选填“纸内”或”纸外”)偏转。
22.(填空题,4分)如图所示,是一种水位自动报警器的原理图。当水位到达金属块A时,控制电路接通,这时电磁铁的上端是___ 极,灯___ 发光(填“L1”或“L2”)。
23.(填空题,14分)如图是小明研究“影响电磁铁磁性强弱因素”的装置图,它
是由电源、滑动变阻器、开关、带铁芯的螺线管和自制的针式刻度板组成。通过观察指针B偏转角度的大小来判断电磁铁磁性的强弱。在指针下方固定一物体A,当用导线a与接线柱2相连,闭合开关后,指针B发生偏转。
(a)用笔画线代替导线将实物图连接完整;
(b)指针下方的物体A应由___ 材料制成;
A.铜;B.铁;C.铝;D.塑料
(c)实验发现:当滑动变阻器的滑片P向___ 滑动时(填“左”或“右”),指针B偏转的角度将会___ (填“变大”或“变小”);
(d)保持滑片P位置不变,当导线a由接线柱2改为与接线柱1相连,闭合开关后,可发现指针B偏转的角度将会___ (填“变大”或“变小”);
(e)经过对电磁铁的研究,可得出结论是:当线圈匝数一定时,通过电磁铁的电流越大,电磁铁磁性___ ;当通过电磁铁的电流一定时,电磁铁线圈的匝数越___ ,磁性越___ 。
24.(填空题,8分)如图所示,是演示巨磁电阻(GMR)特性的原理示意图。开关S1、S2闭合时,向左稍微移动滑动变阻器的滑片P,指示灯的亮度明显变亮。
(1)滑动变阻器的滑片向左移动,流过电磁铁线圈的电流___ (选填“增大”或“减小”),电磁铁周围的磁场___ (选填“增强”、“减弱”或“不变”)
(2)指示灯的亮度明显变亮,表明电路中GMR的阻值显著___ (选填“增大”或“减小”),引起GMR阻值变化的原因是___ 。
25.(填空题,4分)如图所示,是探究影响电磁铁磁性强弱因素的实验。如果要使电磁铁的磁性增强,应将开关S接到___ 位置;如果要使电磁铁没有磁性,应将开关S接到___ 位置。
26.(问答题,4分)为了探究“电磁铁磁性的强弱与哪些因素有关”,某实验小组设计了以下实验方案:用漆包线在两个相同的大铁钉上分别绕50匝和100匝,制成两个电磁铁,然后按照图所示的a、b、c、d顺序进行实验。
(1)电磁铁磁性的强弱是用___ 来显示的。
(2)b、c两图相比的不同之处是___ ,通过比较b、c两种情况,可以得到的结论是___ 。
(3)d图的装置可以探究___ ;比较d中甲、乙两个电磁铁的情况,可以得到的结论是___ 。
27.(问答题,4分)如图所示,是某学习小组同学设计的研究电磁铁的实验电路图。
(1)当闭合开关S时,小磁针将向 ___ (选填“顺时针”或“逆时针”)方向转动。
(2)要改变电磁铁线圈中的电流大小,可通过 ___ 来实现;要判断电磁铁磁性强弱,可观察 ___ 来确定。
(3)如表是该组同学所做实验的记录:
电磁铁(线圈)
50匝
50匝
50匝
100匝
100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
吸引铁钉的最多数目/枚
5
8
10
7
11
14
① 比较实验1、2、3(或4、5、6),可得出的结论是电磁铁的匝数一定时,通过电磁铁线圈中的电流 ___ ,磁性越强;
② 比较实验1和4(或“2和5”或“3和6”),可得出的结论是电磁铁线圈中的电流一定时,线圈匝数越多,磁性 ___ 。
(4)在与同学们交流讨论时,另一组的一个同学提出了一个问题:“当线圈中的电流和匝数一定时,电磁铁的磁性强弱会不会还与线圈内的铁芯大小有关?”
① 你对此的猜想:___ ;
② 现有两根大小不同的铁芯,利用本题电路说出验证你猜想的方法:___ 。
参考答案与试题解析
1.下列各图中,有错误的是( )
A.
条形磁铁周围的磁感线及小磁针的指向
B.
异名磁极间的磁感线
C.
同名磁极周围的磁感线
D.
通电螺线管对小磁针的作用
【正确答案】:C
【解析】:前三个选项考查的是磁感线的方向,要注意在磁体外部,磁感线总是从N极出发,返回到S极。
D选项中,要结合右手螺旋定则和磁极间的相互作用进行判断。
【解答】:解:由于磁体周围的磁感线总是从磁体的北极出发回到磁体的南极。显然A、B都符合要求,C选项有误;
D、由右手螺旋定则知:螺线管的左侧是N极、右端是S极,结合右边小磁针的指向,符合磁极间的相互作用,故D正确;
故选:C。
【点评】:此题考查的是磁感线的特点、磁极间的相互作用以及右手螺旋定则的应用。右手螺旋定则(即安培定则),既能判断通电直导线的磁场方向又能判断通电螺线管的磁极,是需要掌握的重要内容。
2.如图所示,当开关闭合时,位于电磁铁右端的小磁针的北极向右偏转。那么( )
A.电源的a端为正极;滑片向右移动时,电磁铁的磁性增强
B.电源的a端为正极;滑片向右移动时,电磁铁的磁性减弱
C.电源的b端为正极;滑片向右移动时,电磁铁的磁性增强
D.电源的b端为正极;滑片向右移动时,电磁铁的磁性减弱
【正确答案】:B
【解析】:由小磁针的偏转方向得到通电螺线管的极性,再得到电流的方向,当滑片移动后,再判断出磁性的变化。
【解答】:解:当开关闭合时,位于电磁铁右端的小磁针的北极向右偏转,则通电螺线管的右端为N极,由安培定则知,a端为电源的正极,b端为电源的负极,当滑片向右移动时,电阻变大,电流变小,通电螺线管的磁性变弱,故只有B的说法正确。
故选:B。
【点评】:本题考查了安培定则的使用,磁极间的相互作用规律,及影响通电螺线管的磁性强弱的因素等知识点,关键要明白滑片移动后,磁性是怎样变化的。
3.如图所示,甲为弹簧秤,乙为磁铁(上端是N极,下端是S极),当开关S闭合后,将弹簧秤自A向B水平移动时,弹簧秤的示数是( )
A.逐渐增大
B.逐渐减小
C.先减少后增大
D.先增大后减小
【正确答案】:B
【解析】:本题由安培定则判定电磁铁的极性,由磁极间的相互作用可知结果。
【解答】:解:由安培定则可知,电磁铁左侧为N极,右侧为S极;并且电磁铁与条形磁铁类似,两端极性最强,中间最弱,则磁铁在移动过先受引力,则弹簧秤的示数为磁铁的重力加引力,在向右移动的过程中,引力减小,即示数减小,过了中点之后,磁极间力变为斥力,示数变为磁铁的重力减去斥力,故示数进一步减小。
故选:B。
【点评】:本题考查动态的变化,在移动中要清楚弹簧秤的示数是由重力与磁力的合力。
4.下列有关电和磁的说法中,正确的是( )
A.导体在磁场中运动时,一定有电流产生
B.通电导线置于磁场中一定会运动
C.电流产生的磁场一定与电流的方向有关
D.法拉第发现了通电导线周围存在着磁场
【正确答案】:C
【解析】:法拉第发现了电磁感应,即闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动,电路中会产生感应电流。
【解答】:解:闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动,在电路中会产生感应电流。所以A错误;
通电导线置于磁场中不一定运动,所以B错误。
奥斯特发现了通电导线周围存在磁场,磁场的方向与电流的方向有关。所以D错误、C正确。
故选:C。
【点评】:此题考查了电磁感应、电流的磁效应、磁场对电流的作用,考查得很全面。
5.如图所示,把螺线管沿东西方向水平悬挂起来,然后给导线通上如图所示的电流,请你想一想会发生的现象是( )
A.通电螺线管仍保持静止不动
B.通电螺线管能在任意位置静止
C.通电螺线管转动,直至A端指向南,B端指向北
D.通电螺线管转动,直至B端指向南,A端指向北
【正确答案】:D
【解析】:由右手螺旋定则可得出螺线管的磁极,因地球具有磁场,故可判出螺线管在地磁场中所受磁场力的作用而产生的偏转。
【解答】:解:由右手螺旋定则可知,螺线管A端为N极;地球的南极为N极,北极为S极,螺线管东西悬挂,故在磁极的相互作用下,螺线管会转动,直至与N极向北,S极向南才能处于平衡状态。
故选:D。
【点评】:可将螺线管当成自由悬挂的小磁针,小磁针静止时N极指向地球的北极,S极指向地球南极。
6.如图,把一根包有绝缘层的导线绕在铁钉上,把导线两端的绝缘层刮去,接上干电池后,铁钉( )
A.有磁性
B.会熔化
C.有电流流过
D.两端对小磁针北极都有吸引力
【正确答案】:A
【解析】:铁钉在磁体或电流的作用下都会被磁化;
铁钉被磁化后也变成了一个磁体,任何一个磁体都有两个磁极:一个南(S)极,一个北(N)极;
同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引。
【解答】:解:A、当接上干电池后,导线中就有了电流,电流周围会产生磁场,铁钉在电流磁场的作用下就会被磁化,因而具有了磁性,故选项A正确;
B、电流通过导线时,产生的热量是非常小的,而铁钉的熔点又非常的高,所以铁钉不会被熔化,故选项B错误;
C、因为导线的外面有绝缘层,所以铁钉中没有电流通过,故选项C错误;
D、铁钉被磁化后,两端分别是两个磁极,根据右手螺旋定则可以判定,铁钉的右端是N极,左端是S极。则铁钉的右端对小磁针的北极有排斥力,故选项D错误。
故选:A。
【点评】:导线绕在铁钉上面,其实就是一个电磁铁,铁钉是铁芯,通电时就有了磁性。
7.根据通电螺线管周围存在磁场(如图甲)的实验事实,某同学对地磁场产生的原因提出了一个假说:地磁场是由绕地球的环形电流引起的。图中符合他假说的模型是( )
A.
B.
C.
D.
【正确答案】:A
【解析】:通电螺线管的磁场特点符合安培定则,可以依据安培定则来分析推导地磁场的特点,选择正确答案。
【解答】:解:如果用右手握住螺旋管,可以发现当大拇指指向N极时,四肢的指向正好与电流的方向相同,所以我们可以仿照这种方法,由右手握住地球,也让大拇指指向地磁场的N极,从而推测出绕地球的环形电流的方向,选项A符合;
故选:A。
【点评】:此题是根据通电螺线管的磁场特点推测地磁场的特点,需要具有一定的抽象思维能力,较难。
8.下列说法中错误的是( )
A.奥斯特发现了电流周围存在磁场
B.磁体之间的作用是通过磁场发生的
C.磁场是人们的一种假设,实际并不存在
D.地球周围的空间存在着磁场
【正确答案】:C
【解析】:要求掌握奥斯特实验的历史意义,磁场和地磁场的基本知识。
【解答】:解:A、奥斯特发现了电流的周围存在磁场,第一个发现了电与磁之间有联系,正确。
B、磁体的周围存在磁场,磁体之间的相互作用力是通过磁场发生的,正确。
C、磁场是看不见的,但它是一种物质,是一种客观真实存在,磁感线不是真实存在的,本选项不正确。
D、地球也是一个大磁体,周围空间存在磁场,正确。
故选:C。
【点评】:奥斯特实验说明电流的周围存在磁场,即电可以生磁,法拉第的实验说明了电磁感应现象,即磁可以生电;
磁场是一种真实存在的物质,磁感线是描述磁场的一种建立理想模型法,磁感线是假的不存在;
地球周围存在磁场,地磁南北极与地理南北极相反,且不重合。
9.如图所示,当开关S闭合时电磁铁和物体ab相互吸引,则正确的说法是( )
A.ab一定是磁铁,且a端一定是N极
B.ab一定是磁铁,且a端一定是S极
C.ab可能是磁铁,且a端是S极
D.ab仅是一块铁,而不是磁铁
【正确答案】:C
【解析】:磁性物质可以吸引容易被磁化的物质,如铁、钴、镍等;而磁极间的相互作用为同名磁性相互排斥,异名磁极相互吸引,由右手螺旋定则可知通电螺线管的磁极,则可知若ab为磁铁时a的极性。
【解答】:解:由磁体的性质可知,磁体能吸引容易被磁化的物质;同时,异名磁极间也可以相互吸引,故ab可以是磁铁,也可以是由易被磁化的材料组成的;故A、B、D只判出一种情况,故均错误;
若ab为磁铁,则由右手螺旋定则可知电磁铁的右端为N极,a端应为磁铁的S极,故C正确;
故选:C。
【点评】:本题考查磁体的性质,要求不但知道磁体间的相互作用,还要明确磁体对一些物质的吸引作用。
10.如图所示,弹簧下挂一铁块,并处于静止状态,以下说法中正确的是( )
A.电磁铁的A端是磁体的S极
B.当抽出铁芯时,弹簧长度显著变大
C.当滑动变阻器滑片P向右移动时,弹簧长度变大
D.当滑动变阻器滑片P向右移动时,弹簧长度变小
【正确答案】:D
【解析】:根据安培定则判断电磁铁的N极和S极。
电磁铁的磁性跟电磁铁的线圈的匝数、电流的大小、是否有铁芯,在线圈的匝数、电流大小一定时,有铁芯时,电磁铁的磁性强。
滑动变阻器接入左半段,移动滑片,改变滑动变阻器连入电路的电阻的长度,改变连入电路的电阻的大小,改变电路中的电流。
【解答】:解:A、用右手握着螺旋管,四指指向电流的方向,大拇指所指的方向是螺旋管的N极。所以电磁铁的A端是N极。不符合题意。
B、在线圈的匝数、电流大小一定时,当抽出铁芯时,电磁铁的磁性减弱,对铁块的吸引减弱,弹簧的长度变短。不符合题意。
C、滑动变阻器接入左半段,当滑动变阻器滑片P向右移动时,连入电路的电阻变长,电阻变大,电流变小。在线圈匝数和铁芯一定时,电流减小,电磁铁的磁性减小,对铁块的吸引减小,弹簧的长度减小。不符合题意。
D、分析同C.符合题意。
故选:D。
【点评】:本题弹簧下挂的是铁块,铁块没有磁性,如果弹簧下挂的是磁铁,要注意所挂磁铁下端的是N极还是S极。
11.如图,L是电磁铁,在L正上方用弹簧挂着一条形磁铁,设电源电压不变,闭合开关K后,当滑动变阻器的滑片P由a向b滑动过程中,弹簧长度将( )
A.变长
B.变短
C.先变长后变短
D.先变短后变长
【正确答案】:C
【解析】:(1)根据滑动变阻器的使用方法确定电路中的电阻的变化,再根据欧姆定律确定电路中电流的变化;
(1)根据安培定则确定通电螺线管的N、S极,然后根据螺线管的磁性变化以及磁极间的相互作用判断弹簧长度的变化。
【解答】:解:(1)因为滑片由a向b滑动的过程中,滑动变阻器接入电路的电阻先变大后变小,所以电路中的电流先变小后变大,通电螺线管的磁性先减弱后增强;
(2)根据安培定则可得,螺线管的上端为N极,下端为S极,又因为同名磁极相互排斥,所以螺线管对磁铁的排斥力先减小后增大,弹簧的长度先变长后变短。
故选:C。
【点评】:本题考查滑动变阻器的使用、欧姆定律的应用以及电磁铁磁性的决定因素,会根据影响电磁铁磁性强弱的因素分析电磁铁磁性强弱变化。此题的综合性和逻辑性都非常强,环环相扣,要仔细分析。
12.小明同学在“制作、研究电磁铁”的过程中,使用两个相同的大铁钉绕制成电磁铁进行实验,如图所示,下列说法正确的是( )
A.若将两电磁铁上部靠近,会相互吸引
B.电磁铁能吸引的大头针越多,表明它的磁性越强
C.B线圈的匝数多,通过B线圈的电流小于通过A线圈的电流
D.要使电磁铁磁性增强,应将滑片P向右移动
【正确答案】:B
【解析】:本题主要考查四个方面的知识:(1)怎样体现电磁铁磁性的大小:用吸引大头针数目的多少。
(2)影响电磁铁磁性强弱的因素:电流越大磁性越强;线圈匝数越多磁性越强。
(3)磁极间的作用规律:同名磁极相互排斥;异名磁极相互吸引。
(4)电磁铁磁极的判断方法:右手定则。
【解答】:解:由图可知电磁铁A、B的上部都是N极,若将两电磁铁上部靠近,则会排斥,所以选项A的说法不正确。
电磁铁磁性强弱是通过吸引大头针数目的多少来体现的,所以电磁铁能吸引的大头针越多,表明它的磁性越强。即选项B的说法正确。
线圈A和B是串联在一起的,故通过它们的电流是相等的,所以选项C的说法不正确。
将滑片P向右移动,电磁铁中的电流将变小,电磁铁的磁性减弱,所以选项D的说法不正确。
故选:B。
【点评】:本题的解题关键是会判断电磁铁的极性,了解影响电磁铁磁性强弱的因素。
13.要增强电磁铁的磁性,下列方法中可行的是( )
A.改变电磁铁中的电流方向
B.增加线圈的匝数
C.拿掉其中的铁芯
D.减弱线圈中的电流
【正确答案】:B
【解析】:电磁铁的磁性强弱由三个因素决定:线圈的匝数、线圈中的电流大小、有无铁芯。因此要增强电磁铁的磁性就要从这三个因素入手考虑。
【解答】:解:A、改变电磁铁中电流的方向可以改变电磁铁的N、S极,但不能增强电磁铁的磁性。故A错误。
B、电磁铁的磁性强弱与线圈匝数有关,且匝数越多,磁性越强,故B正确。
C、拿掉电磁铁中的铁芯,是减弱了电磁铁的磁性。不是增强其磁性。故C错误。
D、减弱线圈中的电流,是减弱了电磁铁的磁性,不能增强其磁性。故D错误。
故选:B。
【点评】:理解电磁铁的磁性强弱由哪些因素决定是解决此题的关键。
14.如图所示实验装置,弹簧测力计下面挂着条形磁铁,螺线管中插有铁芯,开关S拨在触点 ② 位置。要使弹簧测力计的示数变大,下列操作方法能够实现的是( )
A.滑片P向b端滑动
B.将S拨到 ① 位置
C.将铁芯从螺线管中取出
D.将螺线管往上移动
【正确答案】:C
【解析】:先根据安培定则判断出螺线管上端的极性,然后根据磁极间的相互作用规律进行选择。
【解答】:解:A、根据安培定则可知,螺线管的上端是N极,同名磁极相互排斥。滑片P向b端滑动,电阻变小,电流变大,螺线管磁性变强,排斥力增大,则弹簧测力计示数变小,不符合题意;
B、将S拨到 ① 位置,线圈匝数增加,螺线管磁性增强,排斥力增大,则弹簧测力计示数变小,不符合题意;
C、将铁芯从螺线管中抽出,螺线管的磁性就会变弱,排斥力减小,则弹簧测力计示数变大;
D、将螺线管往上移动,磁极间的作用会变强,排斥力变大,则弹簧测力计示数变小,不符合题意。
故选:C。
【点评】:理解通电螺线管的磁性强弱由哪些因素决定是解决此题的关键。
15.如图所示,在电磁铁的上方用弹簧悬挂着一条形铁棒,开关S闭合后,当滑片P从a端向b端滑动过程中,会出现的现象是( )
A.电流表示数变大,弹簧长度变长
B.电流表示数变大,弹簧长度变短
C.电流表示数变小,弹簧长度变长
D.电流表示数变小,弹簧长度变短
【正确答案】:B
【解析】:由滑片的移动可知电阻的变化,则由欧姆定律可知电流的变化,则可知磁性的变化;根据电磁铁对铁棒的力的变化可得弹簧长度的变化。
【解答】:解:滑片P从a到b的过程中,滑动变阻器的电阻在逐渐减小,总电阻也在减小,根据欧姆定律可知,电压一定,电阻减小,电流表示数变大。电流变大会引起电磁铁的磁性变强。所以排斥力变大,弹簧的伸长长度会变短。
故选:B。
【点评】:本题综合性较强。考查了欧姆定律、影响通电螺线管磁性强弱的因素及弹簧的弹力等。
16.如图,条形磁铁置于水平桌面上,电磁铁水平放置且右端固定,当电路中滑动变阻器的滑片P逐渐向右滑动时,条形磁铁仍然静止,在此过程中,条形磁铁受到的摩擦力( )
A.逐渐减小,方向向左
B.逐渐减小,方向向右
C.逐渐增大,方向向左
D.逐渐增大,方向向右
【正确答案】:A
【解析】:由右手螺旋定则可知螺线管的磁极,由磁极间的相互作用可知条形磁铁的受力方向,则二力平衡可知摩擦力的方向;
由滑片的移动可知螺线管中电流的变化,则可知磁性强弱的变化及相互作用力的变化,由二力平衡关系可知条形磁铁的所受摩擦力的变化。
【解答】:解:由右手螺旋定则可知,螺线管左侧为N极;因异名磁极相互吸引,故条形磁铁所受磁场力向右;因条形磁铁处于平衡状态,即条形磁铁所受摩擦力应与引力大小相等方向相反,故摩擦力的方向水平向左;
当滑片向右移动时,滑动变阻器接入电阻变大,由欧姆定律得螺线管内的电流减小,则可知螺线的磁性减弱,条形磁铁所受到的吸引力减小;因条形磁铁仍处于平衡状态,所以条形磁铁所受摩擦力也减小。
故选:A。
【点评】:本题将力学与电磁学知识巧妙地结合起来考查了右手螺旋定则、滑动变阻器的使用、二力平衡等内容,考查内容较多,但只要抓住受力分析这条主线即可顺利求解。
17.(填空题,6分)某同学自制了如图所示的装置,当闭合开关后,小磁针的N极将___ (填转动方向);若用甲乙吸大头时,___ 能吸较多的大头针,这是___ 。
【正确答案】:[1]向右转; [2]甲; [3]甲线圈匝数较多,磁性较强。
【解析】:小磁针的转动方向是由它受力的方向决定的,而受力的方向是由甲乙两个电磁铁的磁极来决定的。因此要判定小磁针N极的转动方向首先要判定甲乙的NS极,这就用到安培定则。
由甲比乙吸引更多的大头针可知,甲的磁性比乙的磁性强,而两个电磁铁串联,电流相同,决定磁性强弱的就只能是线圈匝数。由此分析得出结论。
【解答】:解:由安培定则可知:用右手握住螺线管,四指指向螺线管中的电流方向,则大拇指指的就是螺线管的N极。即可判定:甲的下端为N极,与小磁针的N极相斥。
比较甲乙两个电磁铁,串联,通过它们的电流相等。而甲得线圈匝数要比B的多。所以磁性的不同是由线圈匝数造成的故的如下结论。在电流相同时,匝数越多,电磁铁磁性越强。
故答案为:向右转,甲,甲线圈匝数较多,磁性较强。
【点评】:在电路中观察电磁铁甲乙两者的不同,相同点是解此题的关键。
18.(填空题,10分)如图所示,在静止的小磁针上方拉一根与磁针平行的导线,给导线通电时,磁针会___ ,这个实验叫___ ,实验,它表明___ ,若改变导线中的电流方向,小磁针偏转方向___ ,这表明电流的磁场方向与___ 的方向有关系。
【正确答案】:[1]偏转; [2]奥斯特; [3]通电导体周围存在磁场; [4]改变; [5]电流
【解析】:当小磁针发生偏转时,正说明了磁场的存在,当电流方向改变时,产生的磁场的方向也改变,故小磁针的偏转方向也改变,这是1820年,奥斯特首先发现的。
【解答】:解:放在磁场中的磁体会受到力的作用,当小磁针发生偏转时,说明了磁场的存在,当电流方向改变时,产生的磁场的方向也改变,故小磁针的偏转方向也改变,这个实验称为奥斯特实验,是奥斯特首先发现的。
故本题答案为:偏转;奥斯特;通电导体周围存在磁场;改变;电流。
【点评】:本题考查了磁场的性质是对放在磁场中的磁体有力的作用;电流周围存在着磁场和磁场的方向与电流方向有关。
19.(填空题,6分)如图所示,当开关S闭合后螺线管下端是___ 极,小磁针将___ (顺/逆)时针转动,滑动变阻器滑片向右移动,电磁铁磁性将___ (增强/减弱)。
【正确答案】:[1]S; [2]顺; [3]增强
【解析】:先由右手螺旋定则得出通电螺线管的极性,再由磁极间的相互作用规律得出小磁针的旋转方向,最后由电流的大小变化得出通电螺线管的磁性的变化。
【解答】:解:由右手螺旋定则知,通电螺线管的上端为N极,下端为S极,小磁针将顺时转动,当滑动变阻器向右移动滑片时,电流变大,电磁铁的磁性增强。
故本题答案为:S;顺;增强。
【点评】:本题考查了磁极间的相互作用规律和右手螺旋定则的使用及滑动变阻器的使用。当电流增大时,通电螺线管的磁性是增强的。
20.(填空题,4分)奥斯特实验表明,通电导体周围和___ 的周围一样,存在着___ 。
【正确答案】:[1]磁体; [2]磁场
【解析】:解答本题应掌握:奥斯特的电流的磁效应。
【解答】:解:奥斯特将电流放于小磁针上方时,发现小磁针发生偏转,故证明通电导体周围和磁体的周围一样,存在着磁场。
故答案为:磁体,磁场
【点评】:了解物理学史可以帮助我们培养学习物理兴趣。
21.(填空题,4分)如图所示,在观察奥斯特实验时,小明注意到置于通电直导线下方小磁针的N极向纸内偏转。小明由此推测:若电子沿着水平方向平行地飞过磁针上方时,小磁针也将发生偏转。请你说出小明推测的依据是:___ ,你认为磁针的N极会向___ (选填“纸内”或”纸外”)偏转。
【正确答案】:[1]电子的定向移动形成电流,电流周围存在磁场; [2]纸外
【解析】:要解决此题,需要搞清电流的形成原因,知道电流是由于电荷的定向移动形成的。导线能够导电靠的就是自由电子的定向移动。
同时要掌握电流的磁效应,知道电流周围存在磁场,磁场方向与电流方向有关。
【解答】:解:如图所示,奥斯特实验表明,当导线中有电流通过时,小磁针会发生偏转。说明了电流周围存在磁场。
当电子沿着水平方向平行地飞过磁针上方时,由于电子发生定向移动而形成电流,又因为电流周围存在磁场,所以小磁针会发生偏转。
由图知,当电流向右时,小磁针的N极向纸内偏转,右图电子定向向右移动,而电流方向与电子定向移动方向相反,所以电流方向向左。因此小磁针受力方向与左图相反。N极将向纸外偏转。
故答案为:电子的定向移动形成电流,电流周围存在磁场;纸外。
【点评】:此题主要考查了奥斯特实验的现象及结论,一定要掌握电流的磁效应。同时考查了学生利用所学知识解决问题的能力。关键是找出两者间的共同点,将复杂的问题简单化。同时在此题中一定要注意电流方向与电子的定向移动方向相反。
22.(填空题,4分)如图所示,是一种水位自动报警器的原理图。当水位到达金属块A时,控制电路接通,这时电磁铁的上端是___ 极,灯___ 发光(填“L1”或“L2”)。
【正确答案】:[1]S; [2]L2
【解析】:(1)用安培定则判断通电螺线管的极性,右手握住螺线管,四指弯向线圈中电流的方向,大拇指所指的就是通电螺线管的N极;
(2)电磁铁产生磁性,衔铁被吸下时,L2灯电路接通。
【解答】:解:当水位没有达到A时,电磁铁没有磁性,只有L1灯亮;当水位到达A时电路接通,电磁继电器有磁性,且根据安培定则知上端为S极,衔铁就会在电磁力吸引的作用下使L2灯电路接通,L2灯亮。
故答案为:S、L2。
【点评】:(1)安培定则可以由电流方向判断通电螺电管的极性,也可以由通电螺线管的极性判断电流的方向;
(2)本题考查了电磁铁在电磁继电器上的应用,电磁继电器实质上是一个由电磁铁来控制的自动开关,在解答此类题目时,要从电磁铁通电有磁性,断电无磁性的原理进行分析。
23.(填空题,14分)如图是小明研究“影响电磁铁磁性强弱因素”的装置图,它
是由电源、滑动变阻器、开关、带铁芯的螺线管和自制的针式刻度板组成。通过观察指针B偏转角度的大小来判断电磁铁磁性的强弱。在指针下方固定一物体A,当用导线a与接线柱2相连,闭合开关后,指针B发生偏转。
(a)用笔画线代替导线将实物图连接完整;
(b)指针下方的物体A应由___ 材料制成;
A.铜;B.铁;C.铝;D.塑料
(c)实验发现:当滑动变阻器的滑片P向___ 滑动时(填“左”或“右”),指针B偏转的角度将会___ (填“变大”或“变小”);
(d)保持滑片P位置不变,当导线a由接线柱2改为与接线柱1相连,闭合开关后,可发现指针B偏转的角度将会___ (填“变大”或“变小”);
(e)经过对电磁铁的研究,可得出结论是:当线圈匝数一定时,通过电磁铁的电流越大,电磁铁磁性___ ;当通过电磁铁的电流一定时,电磁铁线圈的匝数越___ ,磁性越___ 。
【正确答案】:[1]B; [2]左(右); [3]变大(变小); [4]变大; [5]增强; [6]多(少); [7]强(弱)
【解析】:电磁铁的磁性有无由电流的通断来控制(通电有磁性,断电无磁性);电磁铁的磁性强弱与线圈的匝数和电流的大小有关,线圈匝数越多、电流越大,电磁铁的磁性越强。
【解答】:解:(a)实物连接图,如图所示:
(b)电磁铁具有吸引铁的特性,电磁铁吸引物体A使指针改变偏转角度,所以物体A应由铁质材料制成,故应选B。
(c)当滑动变阻器的滑片P向左(右)滑动时,滑动变阻器的阻值变小(大),电路中电流变大(小),电磁铁的磁性增强(减
弱),电磁铁吸引物体A偏转角度增大(变小),所以指针B偏转的角度将会变大(变小)。
(d)保持滑片P位置不变,电磁铁中电流大小不变,当导线a由接线柱2改为与接线柱1相连,电磁铁线圈的匝数增多,电磁铁磁性
增强,闭合开关后,可发现指针B偏转的角度将会变大。
(e)经过对电磁铁的研究,可得出结论是:当线圈匝数一定时,通过电磁铁的电流越大,电磁铁磁性增强;当通过电磁铁
的电流一定时,电磁铁线圈的匝数越多,磁性越强。
故答案为:(a)实物连接图,如上图所示。
(b)B。
(c) 左(右);变大(变小)。
(d)变大。
(e)增强;多(少);强(弱)。
【点评】:本题是一道综合性较强的题目,在做题时应认真审题,抓住对应的知识点展开分析。
24.(填空题,8分)如图所示,是演示巨磁电阻(GMR)特性的原理示意图。开关S1、S2闭合时,向左稍微移动滑动变阻器的滑片P,指示灯的亮度明显变亮。
(1)滑动变阻器的滑片向左移动,流过电磁铁线圈的电流___ (选填“增大”或“减小”),电磁铁周围的磁场___ (选填“增强”、“减弱”或“不变”)
(2)指示灯的亮度明显变亮,表明电路中GMR的阻值显著___ (选填“增大”或“减小”),引起GMR阻值变化的原因是___ 。
【正确答案】:[1]增大; [2]增强; [3]减小; [4]周围的磁场
【解析】:(1)先分析滑片向左移动时,变阻器的阻值是变大了还是变小了,然后根据欧姆定律得出电流大小变化情况,从而判断出电磁铁的磁场强弱变化情况。
(2)先由指示灯的亮度变化情况得出电流大小变化情况,然后根据欧姆定律得出电阻大小变化情况,由因果关系可得出引起GMR阻值变化的原因。
【解答】:解:(1)滑动变阻器的滑片向左移动时,变阻器的阻值减小,由欧姆定律可知,线圈中的电流增大,则电磁铁的磁场增强。
(2)指示灯的亮度明显变亮,表明电路中的电流增大,由欧姆定律可知,电路中GMR的阻值显著减小,引起GMR阻值变化的原因是它周围的磁场。
故答案为 (1)增大,增强;(2)减小,周围的磁场。
【点评】:本题的实验虽然是探究巨磁电阻的特性,不是初中物理的内容,但该题所考查的其实还是初中物理的知识:包括欧姆定律、影响电磁铁磁性强弱的因素,是一道好题。
25.(填空题,4分)如图所示,是探究影响电磁铁磁性强弱因素的实验。如果要使电磁铁的磁性增强,应将开关S接到___ 位置;如果要使电磁铁没有磁性,应将开关S接到___ 位置。
【正确答案】:[1]a; [2]c
【解析】:要解决此题,需要掌握影响电磁铁磁性强弱的因素。知道电磁铁的磁性强弱与电流大小和线圈匝数有关。
知道电磁铁的特点,通电时有磁性,断电时无磁性。
【解答】:解:在此实验装置中,要使电磁铁的磁性增强,则需要增多线圈的匝数,所以可以将开关S接到a位置。
如果使电磁铁没有磁性,则使电路中没有电流,需要将开关S接到c位置。
故答案为:a;c。
【点评】:此题主要是探究影响电磁铁磁性强弱因素的实验。要掌握影响电磁铁磁性强弱的因素,主要考查了电磁铁磁性强弱与线圈匝数之间的关系。同时考查了怎样控制电磁铁磁性的有无。
26.(问答题,4分)为了探究“电磁铁磁性的强弱与哪些因素有关”,某实验小组设计了以下实验方案:用漆包线在两个相同的大铁钉上分别绕50匝和100匝,制成两个电磁铁,然后按照图所示的a、b、c、d顺序进行实验。
(1)电磁铁磁性的强弱是用___ 来显示的。
(2)b、c两图相比的不同之处是___ ,通过比较b、c两种情况,可以得到的结论是___ 。
(3)d图的装置可以探究___ ;比较d中甲、乙两个电磁铁的情况,可以得到的结论是___ 。
【正确答案】:吸引大头针的数量多少; 滑动变阻器滑片的位置不同; 在匝数相同、铁芯相同时,电流越大螺线管的磁性越强; 螺线管磁性强弱与匝数的关系; 在电流相同、铁芯相同时,匝数越多螺线管的磁性越强
【解析】:(1)体现电磁铁磁性大小的方法:用吸引大头针数目的多少,这是我们物理学中常用的转换法;
(2)b、c线圈匝数相同,电流不同,从而可知结论;
(3)d两电磁铁串联,电流相同,线圈匝数不同,根据现象得出结论。
【解答】:解:
(1)图a、b两电磁铁相同,一个通电能吸引大头针,一个不通电,不能吸引大头针,可以得出结论:电磁铁磁性的有无由通断电流来控制;
(2)图b、c中同样的电磁铁,线圈匝数相同,滑动变阻器滑片的位置不同,b中的电流小、吸引大头针少,c中的电流大,吸引大头针多,可得通过电磁铁的电流越大,它的磁性越强;
(3)图d中的两电磁铁是串联在一起的,因此,通过它们的电流是相同的,甲的线圈匝数较多,吸引大头针较多,可知:当电流相同时,线圈的匝数越多,它的磁性越强。
故答案为:(1)吸引大头针的数量多少;
(2)滑动变阻器滑片的位置不同;在匝数相同、铁芯相同时,电流越大螺线管的磁性越强;
(3)螺线管磁性强弱与匝数的关系;在电流相同、铁芯相同时,匝数越多螺线管的磁性越强。
【点评】:研究电磁铁的实验中,合理运用控制变量法和转换法是成功的关键,在进行实验操作和分析实验结论时,都必须注意到各个量的变与不变,才能得出有说服力的结论。对影响电磁铁磁性强弱的因素,是我们必须熟记的内容。
27.(问答题,4分)如图所示,是某学习小组同学设计的研究电磁铁的实验电路图。
(1)当闭合开关S时,小磁针将向 ___ (选填“顺时针”或“逆时针”)方向转动。
(2)要改变电磁铁线圈中的电流大小,可通过 ___ 来实现;要判断电磁铁磁性强弱,可观察 ___ 来确定。
(3)如表是该组同学所做实验的记录:
电磁铁(线圈)
50匝
50匝
50匝
100匝
100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
吸引铁钉的最多数目/枚
5
8
10
7
11
14
① 比较实验1、2、3(或4、5、6),可得出的结论是电磁铁的匝数一定时,通过电磁铁线圈中的电流 ___ ,磁性越强;
② 比较实验1和4(或“2和5”或“3和6”),可得出的结论是电磁铁线圈中的电流一定时,线圈匝数越多,磁性 ___ 。
(4)在与同学们交流讨论时,另一组的一个同学提出了一个问题:“当线圈中的电流和匝数一定时,电磁铁的磁性强弱会不会还与线圈内的铁芯大小有关?”
① 你对此的猜想:___ ;
② 现有两根大小不同的铁芯,利用本题电路说出验证你猜想的方法:___ 。
【正确答案】:顺时针; 滑动变阻器滑片的滑动; 吸引大头针的多少; 越大; 越强; 电磁铁的磁性强弱可能与线圈内的铁芯大小有关; 保证两次电路中的线圈匝数和电流相同,让两次插入的铁芯的大小不一样,看吸引的铁钉数目的多少,如果两次吸引的数目不一样,则说明磁性的强弱与铁芯的大小有关
【解析】:(1)根据电流方向由安培定则可判定磁极方向,由磁场的分布可判断小磁针的运动;
(2)由影响电磁铁强弱的因素可判断磁性的变化。滑动变阻器的作用:通过移动滑动变阻器的滑片,改变连入电路电阻大小,来改变电路中的电流;磁性的大小是通过吸引物体的多少;
(3)电磁铁磁性强弱影响因素:电流大小、线圈匝数多少、有无铁芯。在电流和铁芯一定时,线圈的匝数越多,电磁铁磁性越强;在线圈和铁芯一定时,电流越大,电磁铁磁性越强;在线圈和电流一定时,有铁芯时电磁铁磁性越强;
(4)探究电磁铁磁性强弱跟电流关系时,控制线圈匝数和铁芯一定;探究电磁铁磁性强弱跟线圈匝数关系时,控制铁芯和电流大小一定;探究电磁铁磁性强弱跟铁芯大小关系时,要控制电流和线圈匝数一定。这种方法是控制变量法。通过电磁铁吸引铁钉多少来反映,电磁铁吸引铁钉越多,电磁铁磁性越强,这种方法是转换法。
【解答】:解:(1)开关闭合后,由安培定则可知螺线管上方为N极,故小磁针S极会向下转动,N极向上转动,故小磁针顺时针转动;
(2)实验时,移动滑动变阻器的滑片,可以改变电路中的电流大小;要判断电磁铁磁性强弱,可观察吸引大头针的多少;
(3) ① 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 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,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。
(4) ① 电磁铁的磁性强弱可能跟铁芯大小有关。探究电磁铁磁性强弱跟铁芯大小关系时,控制电流和线圈匝数不变,改变铁芯大小。
② 验证方案:保证两次电路中的线圈匝数和电流相同,让两次插入的铁芯的大小不一样,看吸引的铁钉数目的多少,如果两次吸引的数目不一样,则说明磁性的强弱与铁芯的大小有关。
故答案为:(1)顺时针;(2)滑动变阻器滑片的滑动;吸引大头针的多少;(3) ① 越大; ② 磁性越强;(4) ① 电磁铁的磁性强弱可能与线圈内的铁芯大小有关; ② 保证两次电路中的线圈匝数和电流相同,让两次插入的铁芯的大小不一样,看吸引的铁钉数目的多少,如果两次吸引的数目不一样,则说明磁性的强弱与铁芯的大小有关。
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