第2节 电流的磁场（举一反三讲义）科学新教材浙教版八年级下册

第2节 电流的磁场 目录 目录 1 【学习目标】 1 【思维导图】 2 【知识梳理】 2 知识点1 直线电流的磁场 2 知识点2 通电螺线管的磁场 4 知识点3 电磁铁 6 知识点4 电磁继电器 8 知识点5 电磁铁的其他应用 11 【巩固训练】 13 【学习目标】 1. 科学观念 （1）理解电流的磁效应，掌握奥斯特实验的结论，认识直线电流、通电螺线管的磁场特点。 （2）掌握右手螺旋定则，理解电磁铁的工作原理，了解电磁继电器、磁记录的实际应用。 2. 科学思维 （1）能用右手螺旋定则判断磁场与电流的方向关系，提升模型应用与逻辑推理能力。 （2）建立 “电流 — 磁场 — 电磁应用” 的逻辑链，能分析电磁器件的工作过程。 3. 探究实践 （1）能完成奥斯特实验、电磁铁磁性强弱影响因素的探究实验，规范完成操作与现象分析。 （2）能结合生活实例，分析电磁器件原理，设计简单的电磁控制电路。 4. 态度责任 （1）认识电与磁的内在联系，体会电磁技术在生产生活中的广泛应用。 （2）树立科学探究意识，激发对电磁学知识的学习兴趣。 重点： 1.电流的磁效应与奥斯特实验的核心结论 2.通电螺线管的磁场特点与右手螺旋定则的应用 3.电磁铁的工作原理及磁性强弱的影响因素 难点： 1.右手螺旋定则的灵活应用，精准判断电流、磁场与磁极的对应关系 2.电磁继电器的工作过程分析与简单电磁控制电路的设计 【思维导图】 【知识梳理】 知识点1 直线电流的磁场 1. 奥斯特实验 实验操作 实验现象 结论 直导线通电 下方平行的小磁针发生偏转 通电导线周围存在 ，这种现象叫做 直导线断电 小磁针恢复到原来的位置 电流的磁场，可通过 控制有无 改变电流方向 小磁针偏转方向完全反转 电流的磁场方向，与 有关 注意：导线需沿 放置，目的是抵消地磁场对小磁针的影响，让实验现象更明显。 2. 直线电流的磁场分布特点 （1）磁感线形状：以直导线上各点为圆心的 ，分布在与导线垂直的平面内。 （2）强弱规律：越靠近直导线，磁感线越 ，磁场越强；越远离导线，磁场越弱。 3. 直线电流的安培定则（右手螺旋定则） 用右手握住直导线，让大拇指指向 的方向，弯曲的四指所指的方向，就是磁感线的环绕方向。 【典例1】电流从南向北流过一根导线，导线下面水平放置的能自由转动的小磁针，静止时，北极的指向（　　） A．东 B．南 C．西 D．北 【变式1】如图是奥斯特实验的示意图，下列说法错误的是（　　） A．实验说明了通电导线周围存在磁场 B．通电导线对小磁针有力的作用 C．改变电流方向，小磁针偏转方向也会改变 D．移去小磁针后通电导线周围的磁场立即消失 【变式2】克鲁克斯管是将电信号转变为光学图像的一类电子束管，电子束是由许多电子定向运动而形成的。现有一条电子束如图所示，推断其电流及周围的磁场方向是（　　） A． B． C． D． 【变式3】如图是奥斯特实验的示意图，以下关于奥斯特实验的分析正确的是（　　） A．通电导线周围磁场方向由小磁针的指向决定 B．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 C．移去小磁针后的通电导线周围不存在磁场 D．通电导线周围的磁场方向与电流方向无关 知识点2 通电螺线管的磁场 1. 通电螺线管的磁场特点：通电螺线管周围的磁场，与 的磁场分布完全相似，螺线管的两端相当于条形磁体的 N 极和 S 极。 （1）螺线管外部磁感线：从 极出发，回到 极；内部磁感线从 S 极指向 N 极，形成闭合曲线。 （2）磁极极性：与螺线管中的 有关，改变电流方向，螺线管的磁极极性完全反转。 （2）磁性增强：螺线管中插入 ，磁性会大大增强。 2. 通电螺线管的安培定则 用右手握住螺线管，让四指弯曲的方向，与螺线管中 的环绕方向完全一致，大拇指所指的那一端，就是螺线管的 极。 【典例2】如图，闭合开关S后，小磁针处于静止状态，通电螺线管的磁感线方向如图中箭头所示，那么（　　） A．a端是电源正极，e端是小磁针的N极 B．b端是电源负极，f端是小磁针的S极 C．a端是电源正极，c端是通电螺线管的S极 D．b端是电源负极，d端是通电螺线管的S极 【变式1】如图所示，通电螺线管周围放着能自由转动的小磁针a、b、c、d，这四根磁针静止时，N极（黑色端表示N极）指向错误的是（　　） A．小磁针a B．小磁针b C．小磁针c D．小磁针d 【变式2】如图为科学兴趣小组的同学自制的漂浮式指南针。铜片、锌片和食盐水溶液共同组成了“盐水电池”。铜片是盐水电池的正极，锌片是负极。下列说法正确的是（　　） A．通电螺线管A端为N极 B．通电螺线管静止时B端指向地理南方 C．电子从铜片经螺线管流到锌片 D．通电螺线管外C点的磁场方向向左 【变式3】小萌想研究通电螺线管的磁场情况，于是先设计了一张电路图（如图所示），其中ab是一根铝棒，以下说法错误的是（　　） A．通电螺线管周围的磁场分布与条形磁体磁场相似 B．闭合开关S，该螺线管的左端是N极 C．改变电流方向，螺线管的磁极也会发生变化 D．如果ab换成一根铜棒，将大大增加通电螺线管的磁性 知识点3 电磁铁 1. 定义：带有 的通电螺线管叫做电磁铁。 2.组成：螺线管和铁芯 3.工作原理：利用 ，通电时线圈产生磁场，铁芯被磁化，磁性大幅增强；断电时，线圈和铁芯的磁性随即消失。 4. 影响电磁铁磁性强弱的因素 实验用 判断磁性强弱：电磁铁吸引大头针的数量越多，说明磁性越强。 控制不变的条件 变量 实验结论 线圈匝数、有无铁芯 电流大小 电流越大，电磁铁磁性越 电流大小、有无铁芯 线圈匝数 线圈匝数越多，电磁铁磁性越 电流大小、线圈匝数 有无铁芯 插入铁芯，电磁铁磁性大幅 5. 电磁铁的优点 （1）磁性有无可控：由电流的 控制。 （2）磁性强弱可控：由电流 、线圈 控制。 （3）磁极方向可控：由电流 控制。 【典例3】如图所示，螺线管右方放置了一个小磁针。闭合开关S后，下列说法中正确的是（　　） A．通电螺线管的左端为N极 B．通电螺线管周围的磁场方向从左向右 C．小磁针静止后，其N极的指向向右 D．向左移动滑片P，电磁铁的磁性减弱 【变式1】如图所示，小江同学将一条形磁体放在小车上，并靠近固定好的螺线管。开关闭合，电流表指针偏转，但小车仍保持静止。下列说法正确的是（　　） A．当把滑动变阻器滑片向右滑动时，小车一定会运动起来 B．条形磁铁左端一定为N极 C．若a处放一枚小磁针，其静止时N极水平指向右 D．若将通电螺线管中铁芯移出，则小车受到的摩擦力一定变小 【变式2】如图，弹簧测力计下端吊一块条形磁铁，磁铁的下端是S极，下面有一个带铁芯的螺铁管，R是滑动变阻器。哪种情况弹簧测力计的读数变小（　　） A．开关S接触点2，然后抽出铁芯 B．开关S接触点2，然后滑动变阻器的滑片向右移 C．开关S接触点1，然后使磁铁的N极朝下 D．开关S接触点1，然后滑动变阻器的滑片向左移 【变式3】如图所示，闭合开关S，弹簧测力计的示数减小．下列分析正确的是（　　） A．c端是S极，a是电源的正极 B．c端是N极，a是电源的负极 C．若滑动变阻器的滑片向左滑动，弹簧测力计示数增大 D．若将电源正负极接线的位置对调，弹簧测力计示数减小 知识点4 电磁继电器 1.电磁继电器：电磁继电器是利用 ，来控制工作电路的一种 。 2. 结构与电路组成 （1）结构：电磁铁、衔铁、弹簧、动触点、静触点 （2）控制电路：低压电源、电磁铁、开关、弹簧 （3）工作电路：高压电源、用电器、静触点和动触点 3. 工作原理 （1）控制电路闭合：电磁铁通电有磁性→向下吸引衔铁→动触点与下静触点接触→工作电路接通，用电器工作。 （2）控制电路断开：电磁铁断电无磁性→弹簧向上拉回衔铁→动触点与上静触点接触→工作电路断开，用电器停止工作。 4.作用与应用 （1）作用：用低压、弱电流控制高压、强电流，避免触电风险；可实现远距离控制、自动控制。 （2）常见应用：路灯自动控制、防盗报警、水位自动报警、电铃、门禁锁、工业自动机床等。 【典例4】如图是汽车尾气中CO排放量的检测电路。当CO浓度高于某一设定值时，电铃发声报警。图中气敏电阻R1阻值随CO浓度的增大而减小。下列说法正确的是（　　） A．电铃应接在A和C之间 B．当CO浓度升高，电磁铁磁性减弱 C．为使该检测电路在CO浓度更低时报警，可将R2的滑片向上移 D．用久后，电源电压U1会减小，报警时CO最小浓度比设定值低 【变式1】如图是某同学设计的汽车启动电路。旋转钥匙接通a、b间电路，电动机M启动。下列说法错误的是（　　） A．螺线管的F端为N极 B．要增强螺线管的磁性，可将R的滑片应向左移 C．要增强螺线管的磁性，可增加螺线管线圈的匝数 D．螺线管的磁性吸引衔铁，使动静触点接通，电动机启动 【变式2】如图所示是小明利用光敏电阻为居民接门口设计的一种智能照明电路，L为“220V，22W”的照明灯，天暗时自动发光，天亮时自动熄灭。控制电路中，电源由两节干电池串联而成。R1为定值电阻。R2为光敏电阻，其阻值会随着光强的变化而变化。下列说法正确的是（　　） A．光敏电阻的阻值随光照强度的增大而增大 B．控制电路长时间使用后电压下降，天亮时灯自动熄灭时间变晚 C．如果提高控制电路电源电压，照明灯晚上一定发光 D．光照强度越大，电压表示数越大 【变式3】如图是拍摄机动车闯红灯的工作原理示意图。光控开关接收到红灯发出的光会自动闭合，压力开关受到机动车的压力会闭合，摄像系统在电路接通时可自动拍摄违规车辆。下列有关说法正确的是（　　） A．只要光控开关接收到红光，摄像系统就会自动拍摄 B．若将光控开关和压力开关并联，也能起到相同的作用 C．机动车只要驶过埋有压力开关的路口，摄像系统就会自动拍摄 D．只有光控开关和压力开关都闭合时，摄像系统才会自动拍摄 知识点5 电磁铁的其他应用 1. 磁悬浮列车 （1）工作原理：利用 ，或异名磁极相互吸引，让列车与轨道分离，消除车轮与轨道的摩擦。 （2）优点：运行阻力小、速度快、噪音低、振动小、无污染。 2. 信息的磁记录 （1）原理：利用 ，和磁性材料的磁化特性记录信息。 （2）常见应用：硬盘、银行卡、录音带、录像带、磁卡等。 （3）工作过程： ①记录：声音、 图像或数字信息→电信号→读写磁头产生变化的磁场→磁性材料被磁化，信息被记录。 ②读取：磁记录的磁场→读写磁头感应出电信号→还原成声音、 图像或数字信息。 3. 电磁铁的其他应用：电磁起重机、电动机、发电机、洗衣机、电饭煲、机器人、医疗器械等。 【典例5】如图为空气开关的原理图，P为电磁铁，S为开关，一侧与弹簧连接，可绕A点转动。正常工作时衔铁Q的上端会卡住开关S避免跳闸。下列分析正确的是（　　） A．跳闸后，可先复原空气开关，再去排除电路故障 B．该空气开关会因电流方向的改变而不能正常工作 C．如图所示的电流流入时，电磁铁P的左端为N极 D．若空气开关常在电流较小时跳闸，可适当增加P与Q的距离 【变式1】电磁铁被广泛应用于生产、生活中。下列产品中没有用到电磁铁的是（　　） A．磁悬浮列车 B．电话机 C．指南针 D．电磁起重机 【变式2】如图是直流电铃的原理图。关于电铃工作时的说法不正确的是（　　） A．电流通过电磁铁时，电磁铁有磁性且A端为N极 B．电磁铁吸引衔铁，弹性片发生形变 C．小锤击打铃碗发出声音，是由于铃碗发生了振动 D．小锤击打铃碗时，电磁铁仍具有磁性 【变式3】如图所示，是某同学自制的简易电磁锁原理图。闭合开关S，滑片P向左移动，使静止在水平桌面的条形磁体滑动，打开门锁。下列说法不正确的是（　　） A．通电后电磁铁a端为N极 B．滑片向左移动的过程中电磁铁的磁性增强 C．条形磁体在滑动过程中受到向右的摩擦力 D．条形磁体在滑动过程中受到的摩擦力变小 【巩固训练】 1.小明为了确定电池的正负极，他设计了以下四种方案，其中可行的是（　　） A． B． C． D． 故选：C。 2.如图实验中，通过小磁针是否偏转来检验通电导体周围是否存在磁场。下列利用了与该实验相同科学方法的是（　　） A．利用玻璃罩抽真空的方法来研究声音的传播 B．建立原子结构模型来研究其内部结构 C．利用磁感线来描述磁体周围的磁场分布 D．通过观察铁屑的疏密来研究通电直导线周围的磁场强弱 3.如图所示的螺线管，当闭合开关后，下列判断正确的是（　　） A．螺线管的左端为S极 B．右边小磁针的N极向左偏转 C．当滑片P右移时，螺线管的磁性会减弱 D．改变电流方向，通电螺线管的外部磁场方向不会改变 4.如图，用“电池+磁铁+铜线圈”可以手工制作会跑的“小火车”，首先将两个强磁铁分别吸附在电池正负两极，然后再将它们放进铜线圈，电池就成了能够在铜线圈内部跑得“飞快”的“小火车”（见小火车组装示意图）。分析小火车组装示意图发现，在铜线圈内，电流从“电池正极→磁铁→部分线圈→磁铁一电池负极”形成回路，于是，通电的铜线圈内部产生磁场，这个磁场对两个强磁铁产生力的作用，所以“小火车”就能在铜线圈内部运行了。则下列各图中，“小火车”能向右运行的是（　　） A． B． C． D． 5.如图所示为“门禁”上的电磁锁，由电磁铁A和金属块B构成（如图甲所示），工作原理如图乙所示，电磁铁通电时，A、B相互吸引，门被锁住无法推开。电磁铁断电时，A、B不吸引，门可以被推开。下列说法正确的是（　　） A．金属块B可选用钢块 B．乙图中开关闭合，电磁铁A的右端为S极 C．门被锁住时，图乙中的开关S应处于闭合状态 D．若要增强电磁锁AB间的吸引力，图乙中滑片P应该向右移 6.如图是小敏设计的汽车尾气中一氧化碳排放量的检测电路。当一氧化碳浓度高于某一设定值时，电铃发声报警。图中气敏电阻R1阻值随一氧化碳浓度的增大而减小。下列说法不正确的是（　　） A．电铃应接在B和D之间 B．当一氧化碳浓度升高，电磁铁磁性增强 C．用久后，电源电压U₁会减小，报警时一氧化碳最小浓度比设定值低 D．为使该检测电路在一氧化碳浓度更低时报警，可将R2的滑片向上移 7.小军通过实验探究通电螺线管外部的磁场分布： （1）在硬塑料板上均匀地撒满铁屑，通电后轻敲硬塑料板，铁屑的分布情况如图甲所示，可以观察到：通电时，螺线管外部的磁场分布与 （选填“条形”或“蹄形”）磁体的磁场相似。 （2）要进一步研究通电螺线管外部某点的磁场方向，他的操作及判断方法是 。 （3）弄清通电螺线管的极性与环绕螺线管的电流方向之间的关系后，请你帮助小军在图乙中标出通电螺线管外部a点的磁场方向（画“→”表示）。 8.磁悬浮列车是利用磁体间相互作用使列车悬浮起来，这样列车和铁轨间就没有摩擦。 （1）如图是列车悬浮时，电磁铁的简易图，请分析电磁铁工作时上端是 极。 （2）当列车内的乘客增加时，如果是靠变阻器来控制列车的悬浮稳定，图中变阻器滑片应该向 端移动。（选填“a”或“b”） 9.某小组在探究“通电螺线管磁性强弱与哪些因素有关”实验中，设计了如图所示电路，并设计了实验结果记录表。 线圈接线点 接线柱1 接线柱2 实验次数 1 2 3 4 5 6 电流（安） 0.8 1.2 1.5 0.8 1.2 1.5 吸引大头针数量 9 14 18 6 10 13 （1）实验中，该小组同学根据 来判断磁性的强弱。 （2）通过本实验可探究影响通电螺线管磁性强弱的因素有 。 （3）在第3次实验中，要使吸引的大头针数量增加，则应使滑动变阻器滑片向 （选填“左”或“右”）移动。 （4）实验中，他们将开关S从l换到2上时，接下来应该进行的操作是：① ；②观察吸引大头针数目。 10.电梯为居民出入带来很大的便利。出于安全考虑，电梯都设置了超载自动报警系统，其工作原理如图甲所示，电路由工作电路和控制电路组成：在工作电路中，当电梯没有超载时，动触点K与静触点A接触，闭合开关S，电动机正常工作；当电梯超载时，动触点K与静触点B接触，电铃发声报警，即使闭合开关S，电动机也不工作。在控制电路中，已知电源电压U＝6伏，保护电阻R1＝190欧，置于电梯下方的压敏电阻R2的阻值随压力F大小变化如图乙所示，电梯自重3000牛，电磁铁线圈的阻值为10欧。 （1）在控制电路中，当压敏电阻R2受到的压力F增大时，电磁铁的磁性将 。 （2）电梯空载时，通过电磁铁线圈的电流大小为多少安？ （3）若电磁铁线圈电流达到20毫安时，衔铁刚好能被吸下使K与B接触，电铃发出警报声，则该电梯内最多可乘质量为60千克的乘客几人？ / 学科网（北京）股份有限公司 $ 第2节 电流的磁场 目录 目录 1 【学习目标】 1 【思维导图】 2 【知识梳理】 2 知识点1 直线电流的磁场 2 知识点2 通电螺线管的磁场 5 知识点3 电磁铁 8 知识点4 电磁继电器 12 知识点5 电磁铁的其他应用 16 【巩固训练】 19 【学习目标】 1. 科学观念 （1）理解电流的磁效应，掌握奥斯特实验的结论，认识直线电流、通电螺线管的磁场特点。 （2）掌握右手螺旋定则，理解电磁铁的工作原理，了解电磁继电器、磁记录的实际应用。 2. 科学思维 （1）能用右手螺旋定则判断磁场与电流的方向关系，提升模型应用与逻辑推理能力。 （2）建立 “电流 — 磁场 — 电磁应用” 的逻辑链，能分析电磁器件的工作过程。 3. 探究实践 （1）能完成奥斯特实验、电磁铁磁性强弱影响因素的探究实验，规范完成操作与现象分析。 （2）能结合生活实例，分析电磁器件原理，设计简单的电磁控制电路。 4. 态度责任 （1）认识电与磁的内在联系，体会电磁技术在生产生活中的广泛应用。 （2）树立科学探究意识，激发对电磁学知识的学习兴趣。 重点： 1.电流的磁效应与奥斯特实验的核心结论 2.通电螺线管的磁场特点与右手螺旋定则的应用 3.电磁铁的工作原理及磁性强弱的影响因素 难点： 1.右手螺旋定则的灵活应用，精准判断电流、磁场与磁极的对应关系 2.电磁继电器的工作过程分析与简单电磁控制电路的设计 【思维导图】 【知识梳理】 知识点1 直线电流的磁场 1. 奥斯特实验 实验操作 实验现象 结论 直导线通电 下方平行的小磁针发生偏转 通电导线周围存在磁场，这种现象叫做电流的磁效应 直导线断电 小磁针恢复到原来的位置 电流的磁场，可通过电流的通断控制有无 改变电流方向 小磁针偏转方向完全反转 电流的磁场方向，与电流方向有关 注意：导线需沿南北方向放置，目的是抵消地磁场对小磁针的影响，让实验现象更明显。 2. 直线电流的磁场分布特点 （1）磁感线形状：以直导线上各点为圆心的同心圆，分布在与导线垂直的平面内。 （2）强弱规律：越靠近直导线，磁感线越密集，磁场越强；越远离导线，磁场越弱。 3. 直线电流的安培定则（右手螺旋定则） 用右手握住直导线，让大拇指指向电流的方向，弯曲的四指所指的方向，就是磁感线的环绕方向。 【典例1】电流从南向北流过一根导线，导线下面水平放置的能自由转动的小磁针，静止时，北极的指向（　　） A．东 B．南 C．西 D．北 【答案】C 【解答】解：电流从南向北流过一根导线，根据安培定则，导线下面的磁场方向是水平向西的，放置能自由转动的小磁针，静止时，北极的指向向西。 故选：C。 【变式1】如图是奥斯特实验的示意图，下列说法错误的是（　　） A．实验说明了通电导线周围存在磁场 B．通电导线对小磁针有力的作用 C．改变电流方向，小磁针偏转方向也会改变 D．移去小磁针后通电导线周围的磁场立即消失 【答案】D 【解答】解：A、导体通电后，导体旁边的小磁针发生偏转，说明通电导线周围的空间中产生了磁场，故A正确； B、发生偏转的小磁针受到通电导线磁力的作用，故B正确； C、通电导线周围磁场方向由电流的方向决定的，改变电流方向，小磁针偏转方向也会改变，故C正确； D、通电导线周围存在磁场不是由小磁针决定的，即使移去小磁针，通电导线周围的磁场也不会消失，故D错误。 故选：D。 【变式2】克鲁克斯管是将电信号转变为光学图像的一类电子束管，电子束是由许多电子定向运动而形成的。现有一条电子束如图所示，推断其电流及周围的磁场方向是（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【解答】解：由题意可知，电子定向移动的方向是向下的，电子带负电，故电流的方向是向上的，根据右手螺旋定则可知，磁场的方向是逆时针方向的，故C正确。 故选：C。 【变式3】如图是奥斯特实验的示意图，以下关于奥斯特实验的分析正确的是（　　） A．通电导线周围磁场方向由小磁针的指向决定 B．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 C．移去小磁针后的通电导线周围不存在磁场 D．通电导线周围的磁场方向与电流方向无关 【答案】B 【解答】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、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B正确； C、移去小磁针后，通电导线周围的磁场依然存在，故C错误； D、通电导线周围的磁场方向与电流方向有关，故D错误。 故选：B。 知识点2 通电螺线管的磁场 1. 通电螺线管的磁场特点：通电螺线管周围的磁场，与条形磁体的磁场分布完全相似，螺线管的两端相当于条形磁体的 N 极和 S 极。 （1）螺线管外部磁感线：从 N 极出发，回到 S 极；内部磁感线从 S 极指向 N 极，形成闭合曲线。 （2）磁极极性：与螺线管中的电流方向有关，改变电流方向，螺线管的磁极极性完全反转。 （2）磁性增强：螺线管中插入铁芯，磁性会大大增强。 2. 通电螺线管的安培定则 用右手握住螺线管，让四指弯曲的方向，与螺线管中电流的环绕方向完全一致，大拇指所指的那一端，就是螺线管的N 极。 【典例2】如图，闭合开关S后，小磁针处于静止状态，通电螺线管的磁感线方向如图中箭头所示，那么（　　） A．a端是电源正极，e端是小磁针的N极 B．b端是电源负极，f端是小磁针的S极 C．a端是电源正极，c端是通电螺线管的S极 D．b端是电源负极，d端是通电螺线管的S极 【答案】D 【解答】解：在磁体外部，磁感线从磁体的N极出发，回到S极，因此c端是通电螺线管的N极，d端是通电螺线管的S极；同名磁极互相排斥，异名磁极互相吸引，因此e端是小磁针的S极。f端是小磁针的N极；根据安培定则可知，电流从通电螺线管的左侧流入，右侧流出，因此a端是电源正极，b端是电源负极。 故选：D。 【变式1】如图所示，通电螺线管周围放着能自由转动的小磁针a、b、c、d，这四根磁针静止时，N极（黑色端表示N极）指向错误的是（　　） A．小磁针a B．小磁针b C．小磁针c D．小磁针d 【答案】A 【解答】解：电流由左侧流入，则由右手螺旋定则可得，用右手握住螺线管，四指沿电流方向，则大拇指指向右，故螺线管右端为N极，左端为S极； 因外部磁感线由N极指向S极，故a点磁感线向右，小磁针N极应指向右端，故A错误； b点磁感线向左，故小磁针N极指向左端，故B正确； c点场磁感线向右，故小磁针N极应指向右端，故C正确； d点磁感线向左，故小磁针N极应指向左端，故D正确； 故选：A。 【变式2】如图为科学兴趣小组的同学自制的漂浮式指南针。铜片、锌片和食盐水溶液共同组成了“盐水电池”。铜片是盐水电池的正极，锌片是负极。下列说法正确的是（　　） A．通电螺线管A端为N极 B．通电螺线管静止时B端指向地理南方 C．电子从铜片经螺线管流到锌片 D．通电螺线管外C点的磁场方向向左 【答案】D 【解答】解：A、铜片是“盐水电池”的正极，锌片是负极，则螺线管中的电流是从右端流入的，根据安培定则可知，通电螺线管的B端为N极，A端为S极，故A错误； B、静止时通电螺线管由于受到地磁场的作用，B端为N极，指向地理北方，故B错误； C、电路中电流的方向是从铜片经过螺线管流向锌片；电子定向移动的方向与电流的方向相反，所以电子定向移动的方向是从锌片经螺线管流向铜片，故C错误； D、在磁体的外部，磁感线是从磁体的N极出发回到磁体的S极的，即C点的磁场方向是向左的，故D正确。 故选：D。 【变式3】小萌想研究通电螺线管的磁场情况，于是先设计了一张电路图（如图所示），其中ab是一根铝棒，以下说法错误的是（　　） A．通电螺线管周围的磁场分布与条形磁体磁场相似 B．闭合开关S，该螺线管的左端是N极 C．改变电流方向，螺线管的磁极也会发生变化 D．如果ab换成一根铜棒，将大大增加通电螺线管的磁性 【答案】D 【解答】解： A、通电螺线管周围的磁场与条形磁体磁场相似，故A正确； B、如图，闭合开关S，电流从螺线管的左端进入，从右端流出，螺线管具有磁性，根据安培定则知，螺线管的左端是N极，右端是S极，故B正确； C、通电螺线管的磁极与通电螺线管中的电流方向有关，改变电流方向，螺线管的磁极也会发生变化，故C正确； D、铜棒不是磁性材料，如果ab换成一根铜棒，将不会增加通电螺线管的磁性，故D错误。 故选：D。 知识点3 电磁铁 1. 定义：带有铁芯的通电螺线管叫做电磁铁。 2.组成：螺线管和铁芯 3.工作原理：利用电流的磁效应，通电时线圈产生磁场，铁芯被磁化，磁性大幅增强；断电时，线圈和铁芯的磁性随即消失。 4. 影响电磁铁磁性强弱的因素 实验用转换法判断磁性强弱：电磁铁吸引大头针的数量越多，说明磁性越强。 控制不变的条件 变量 实验结论 线圈匝数、有无铁芯 电流大小 电流越大，电磁铁磁性越强 电流大小、有无铁芯 线圈匝数 线圈匝数越多，电磁铁磁性越强 电流大小、线圈匝数 有无铁芯 插入铁芯，电磁铁磁性大幅增强 5. 电磁铁的优点 （1）磁性有无可控：由电流的通断控制。 （2）磁性强弱可控：由电流大小、线圈匝数控制。 （3）磁极方向可控：由电流方向控制。 【典例3】如图所示，螺线管右方放置了一个小磁针。闭合开关S后，下列说法中正确的是（　　） A．通电螺线管的左端为N极 B．通电螺线管周围的磁场方向从左向右 C．小磁针静止后，其N极的指向向右 D．向左移动滑片P，电磁铁的磁性减弱 【答案】C 【解答】解：A．电流从左端流入，右端流出，根据安培定则可知，此时通电螺线管的右端是N极，故A错误，不符合题意； B．通电螺线管的右端是N极，通电螺线管周围的磁感线方向从右向左，故B错误，不符合题意； C．根据磁极间的作用规律可知，小磁针静止时，左端是S极，右端是N极，其N极的指向向右，故C正确，符合题意； D．滑动变阻器的滑动片P向左端移动，电阻变小，电路中的电流变大，故电磁铁的磁性变强，故D错误，不符合题意。 故选：C。 【变式1】如图所示，小江同学将一条形磁体放在小车上，并靠近固定好的螺线管。开关闭合，电流表指针偏转，但小车仍保持静止。下列说法正确的是（　　） A．当把滑动变阻器滑片向右滑动时，小车一定会运动起来 B．条形磁铁左端一定为N极 C．若a处放一枚小磁针，其静止时N极水平指向右 D．若将通电螺线管中铁芯移出，则小车受到的摩擦力一定变小 【答案】D 【解答】解：A．当变阻器的滑片向右移动时，电阻变小，电流变大，那么电磁铁的磁性变强，小车受到的磁力变大。如果磁力小于车受到的最大静摩擦力，那么小车将保持静止，故A错误； B．右手握住螺线管，电流由螺线管左端流入，右端流出，四指指向电流的方向，大拇指指向磁场方向，则此时电磁铁的右端为N极。由于不知道条形磁铁受到的是斥力还是引力，所以无法确定它的左端是极性，故B错误； C．由于电磁铁的右端为N极，左端为S极，根据“异名磁极相互吸引”可知，a、b两点的小磁针的N极都是向左的，故C错误； D．如果将螺线管中的铁芯拔出，那么它的磁场会变弱，因此条形磁铁受到的磁力会变小。根据二力平衡的知识可知，小车受到的静摩擦力和磁力是平衡力，因此它也会变小，故D正确。 故选：D。 【变式2】如图，弹簧测力计下端吊一块条形磁铁，磁铁的下端是S极，下面有一个带铁芯的螺铁管，R是滑动变阻器。哪种情况弹簧测力计的读数变小（　　） A．开关S接触点2，然后抽出铁芯 B．开关S接触点2，然后滑动变阻器的滑片向右移 C．开关S接触点1，然后使磁铁的N极朝下 D．开关S接触点1，然后滑动变阻器的滑片向左移 【答案】C 【解答】解：A．开关S接触点2，根据安培定则知，通电螺线管的上端为S极，通电螺线管和条形磁铁是同名磁极相互排斥，抽出铁芯，磁性减弱，排斥力减小，弹簧测力计示数增大，故A错误； B．开关S接触点2，通电螺线管和条形磁铁是同名磁极相互排斥，滑动变阻器的滑片向右移，电阻变大，根据欧姆定律I可知电路中的电流变小，磁性变弱，排斥力减小，弹簧测力计示数增大，故B错误； C．开关S在接触点1时，根据安培定则可知，通电螺线管的上端为N极，通电螺线管和条形磁铁是异名磁极会相互吸引，所以弹簧测力计示数较大；然后使磁铁的N极朝下，通电螺线管和条形磁铁是同名磁极相互排斥，弹簧测力计示数较小，故C正确； D．开关S接触点1，通电螺线管和条形磁铁是异名磁极相互吸引，滑动变阻器的滑片向左移，电阻减小，根据欧姆定律I可知电路中电流增大，吸引力增大，弹簧测力计示数增大，故D错误。 故选：C。 【变式3】如图所示，闭合开关S，弹簧测力计的示数减小．下列分析正确的是（　　） A．c端是S极，a是电源的正极 B．c端是N极，a是电源的负极 C．若滑动变阻器的滑片向左滑动，弹簧测力计示数增大 D．若将电源正负极接线的位置对调，弹簧测力计示数减小 【答案】A 【解答】解： AB、闭合开关S，弹簧测力计的示数减小，由图知，条形磁体的下端为S极，并且弹簧测力计的示数变小，因为同名磁极相互排斥，所以电磁铁的上端为S极（即c端是电磁铁的S极），下端为N极；由安培定则可知，电流从电磁铁的下端流入，故电源a端为正极，b端为负极；故A正确，B错误； C、若滑动变阻器的滑片向左滑动，滑动变阻器的电阻减小，电路中的电流变大，电磁铁的磁性变强，对上方的磁体的排斥力变大，所以弹簧测力计示数变小，故C错误； D、若将电源正负极接线的位置对调，电磁铁的磁性强弱不变，极性相反，则c端变为N极，与条形磁体相互吸引，故弹簧测力计的示数变大，故D错误。 故选：A。 知识点4 电磁继电器 1.电磁继电器：电磁继电器是利用电磁铁，来控制工作电路的一种自动开关。 2. 结构与电路组成 （1）结构：电磁铁、衔铁、弹簧、动触点、静触点 （2）控制电路：低压电源、电磁铁、开关、弹簧 （3）工作电路：高压电源、用电器、静触点和动触点 3. 工作原理 （1）控制电路闭合：电磁铁通电有磁性→向下吸引衔铁→动触点与下静触点接触→工作电路接通，用电器工作。 （2）控制电路断开：电磁铁断电无磁性→弹簧向上拉回衔铁→动触点与上静触点接触→工作电路断开，用电器停止工作。 4.作用与应用 （1）作用：用低压、弱电流控制高压、强电流，避免触电风险；可实现远距离控制、自动控制。 （2）常见应用：路灯自动控制、防盗报警、水位自动报警、电铃、门禁锁、工业自动机床等。 【典例4】如图是汽车尾气中CO排放量的检测电路。当CO浓度高于某一设定值时，电铃发声报警。图中气敏电阻R1阻值随CO浓度的增大而减小。下列说法正确的是（　　） A．电铃应接在A和C之间 B．当CO浓度升高，电磁铁磁性减弱 C．为使该检测电路在CO浓度更低时报警，可将R2的滑片向上移 D．用久后，电源电压U1会减小，报警时CO最小浓度比设定值低 【答案】C 【解答】解：AB、当CO浓度升高时，气敏电阻R1的阻值减小，控制电路的总电阻减小，电源电压不变，由欧姆定律可知控制电路中的电流增大，所以电磁铁的磁性增强；当CO浓度高于某一设定值时，衔铁被吸下，电铃发声报警，所以电铃应接在C和D之间，故AB错误； C、在CO浓度更低时，气敏电阻R1阻值更大，因衔铁被吸下时的最小电流不变，由欧姆定律和电阻的串联可知I，在电源电压不变时，应减小变阻器R2的阻值，所以应将R2的滑片向上移，故C正确； D、用久后，电源电压U1会减小，由欧姆定律可知，只有当R1阻值变小时，控制电路才能达到衔铁被吸下的最小电流，结合题意可知报警时CO最小浓度比设定值高，故D错误。 故选：C。 【变式1】如图是某同学设计的汽车启动电路。旋转钥匙接通a、b间电路，电动机M启动。下列说法错误的是（　　） A．螺线管的F端为N极 B．要增强螺线管的磁性，可将R的滑片应向左移 C．要增强螺线管的磁性，可增加螺线管线圈的匝数 D．螺线管的磁性吸引衔铁，使动静触点接通，电动机启动 【答案】A 【解答】解：A.根据安培定则可知，E端为螺线管的N极，F端为螺线管的S极，故A错误； B.R的滑片左移时，电阻减小，根据欧姆定律可知，电流变大，螺线管磁性增强，故B正确； C.增加螺线管线圈的匝数，螺线管磁性增强，故C正确； D.由图知，螺线管的磁性吸引衔铁，使动静触点接通，电动机启动，故D正确。故选：A。 【变式2】如图所示是小明利用光敏电阻为居民接门口设计的一种智能照明电路，L为“220V，22W”的照明灯，天暗时自动发光，天亮时自动熄灭。控制电路中，电源由两节干电池串联而成。R1为定值电阻。R2为光敏电阻，其阻值会随着光强的变化而变化。下列说法正确的是（　　） A．光敏电阻的阻值随光照强度的增大而增大 B．控制电路长时间使用后电压下降，天亮时灯自动熄灭时间变晚 C．如果提高控制电路电源电压，照明灯晚上一定发光 D．光照强度越大，电压表示数越大 【答案】B 【解答】A.由题意知：照明灯天暗时自动发光，天亮时自动熄灭，可知天亮时衔铁被吸下工作电路断开，天暗释放衔铁，工作电路闭合，所以天暗时线圈的磁性增大，电路中的总电阻变小，光敏电阻的阻值随光照强度的增大而减小，故错误； B.控制电路长时间使用后电压下降，要时线衔铁被吸下的电流不变，衔铁被吸下时的总电阻变小，光敏电阻的阻值变小，因为光敏电阻的阻值随光照强度的增大而减小，所以天亮时灯自动熄灭时间变晚，故B正确； C.提高控制电路电源电压后，使衔铁吸下的电流不变，总电阻变大，光敏电阻的阻值变大，光照强度变小，照明灯晚上可能不放光也可能发光，故C错误； D.电压表测量光敏电阻两端电压，当光照强度越大，光敏电阻的阻值越小，控制电路中的电流变大，R1两端的电压变大，由串联电路中电压的特点可知光敏电阻两端电压变下，即电压表示数变小，故D错误； 故选：B。 【变式3】如图是拍摄机动车闯红灯的工作原理示意图。光控开关接收到红灯发出的光会自动闭合，压力开关受到机动车的压力会闭合，摄像系统在电路接通时可自动拍摄违规车辆。下列有关说法正确的是（　　） A．只要光控开关接收到红光，摄像系统就会自动拍摄 B．若将光控开关和压力开关并联，也能起到相同的作用 C．机动车只要驶过埋有压力开关的路口，摄像系统就会自动拍摄 D．只有光控开关和压力开关都闭合时，摄像系统才会自动拍摄 【答案】D 【解答】解： A、分析题意可知，只有光控开关和压力开关都闭合时，摄像系统才会自动拍摄，所以A错误； B、光控开关和压力开关是相互牵制，相互影响，因此这两个开关只能串联，不能并联，所以B错误； C、由上分析知，因此光控开关和压力开关都闭合时，摄像系统才会自动拍摄，所以C选错误； D、由题意知，光控开关和压力开关都闭合时，摄像系统才会自动拍摄，所以D正确。 故选：D。 知识点5 电磁铁的其他应用 1. 磁悬浮列车 （1）工作原理：利用同名磁极相互排斥，或异名磁极相互吸引，让列车与轨道分离，消除车轮与轨道的摩擦。 （2）优点：运行阻力小、速度快、噪音低、振动小、无污染。 2. 信息的磁记录 （1）原理：利用电流的磁效应，和磁性材料的磁化特性记录信息。 （2）常见应用：硬盘、银行卡、录音带、录像带、磁卡等。 （3）工作过程： ①记录：声音、 图像或数字信息→电信号→读写磁头产生变化的磁场→磁性材料被磁化，信息被记录。 ②读取：磁记录的磁场→读写磁头感应出电信号→还原成声音、 图像或数字信息。 3. 电磁铁的其他应用：电磁起重机、电动机、发电机、洗衣机、电饭煲、机器人、医疗器械等。 【典例5】如图为空气开关的原理图，P为电磁铁，S为开关，一侧与弹簧连接，可绕A点转动。正常工作时衔铁Q的上端会卡住开关S避免跳闸。下列分析正确的是（　　） A．跳闸后，可先复原空气开关，再去排除电路故障 B．该空气开关会因电流方向的改变而不能正常工作 C．如图所示的电流流入时，电磁铁P的左端为N极 D．若空气开关常在电流较小时跳闸，可适当增加P与Q的距离 【答案】D 【解答】解：A.跳闸后，需要先排除电路故障，然后再复原空气开关，故A错误； B.衔铁为软磁性材料，不会保持磁性，电磁铁有磁性就可以吸引衔铁，与电磁铁的磁场方向无关，因此电流方向改变时正常工作，故B错误； C.根据图片可知，线圈上电流方向向下，右手握住螺线管，弯曲的四指指尖向下，此时大拇指指向右端，则电磁铁P的左端为S极，右端为N极，故C错误； D.若空气开关常在电流较小时跳闸，说明此时电磁铁的磁场太强，可适当增加P与Q的距离减小电磁铁对衔铁的吸引力，故D正确。 故选：D。 【变式1】电磁铁被广泛应用于生产、生活中。下列产品中没有用到电磁铁的是（　　） A．磁悬浮列车 B．电话机 C．指南针 D．电磁起重机 【答案】C 【解答】解：ABD、磁悬浮列车、电话机和电磁起重器中都有电磁铁，故ABD不符合题意； C、指南针是利用磁体指示南北的性质制成的，它是永磁体制成的，里面没有电磁铁，故C符合题意。 故选：C。 【变式2】如图是直流电铃的原理图。关于电铃工作时的说法不正确的是（　　） A．电流通过电磁铁时，电磁铁有磁性且A端为N极 B．电磁铁吸引衔铁，弹性片发生形变 C．小锤击打铃碗发出声音，是由于铃碗发生了振动 D．小锤击打铃碗时，电磁铁仍具有磁性 【答案】D 【解答】解：A、电流通过电磁铁时，电磁铁有磁性，根据安培定则判断出A端为N极，故A叙述正确； B、电磁铁向下吸引衔铁时，弹性片弯曲发生形变具有弹性势能，故B叙述正确； C、声音是由物体的振动产生的，小锤击打铃碗发出声音，是由于铃碗发生了振动，故C叙述正确； D、小锤击打铃碗时，弹性片和衔铁分离，电路断开，电磁铁没有磁性，故D叙述错误。 故选：D。 【变式3】如图所示，是某同学自制的简易电磁锁原理图。闭合开关S，滑片P向左移动，使静止在水平桌面的条形磁体滑动，打开门锁。下列说法不正确的是（　　） A．通电后电磁铁a端为N极 B．滑片向左移动的过程中电磁铁的磁性增强 C．条形磁体在滑动过程中受到向右的摩擦力 D．条形磁体在滑动过程中受到的摩擦力变小 【答案】D 【解答】解：A．通电后电磁铁上导线电流的方向向上，根据右手螺旋定则可知，螺线管a端为N极，故A正确； B．滑片向左移动的过程中，变阻器接入电路中的阻值变小，电路中的电流变大，电磁铁的磁性增强，故B正确； C．由于电磁铁b端为S极，根据磁极间的相互作用可知，电磁铁对条形磁体具有吸引的作用，此时条形磁体向左运动，则会受到向右的摩擦力，故C正确； D．条形磁体在滑动过程中，由于与水平面间的压力和接触面的粗糙程度不变，则摩擦力不变，故D错误。 故选：D。 【巩固训练】 1.小明为了确定电池的正负极，他设计了以下四种方案，其中可行的是（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【解答】解：A．测电笔是来辨别家庭电路中的火线和零线的，由于测电笔内部高阻的特点，无法辨别电池正负极，故A错误； B．灯泡的亮或灭，可以判断电路中是否有电流，而不能判断电路中电流的方向，也就不能判断电源的正负极，故B错误； C．通电螺线管的极性与电流方向有关，结合小磁针的指向，利用安培定则，可判断出电流流向，由此也可判断出电源的正负极，故C正确； D．通电线圈周围存在磁场，该实验探究的是电磁铁磁性强弱与电流大小的关系，通过吸引铁屑的多少只可以证明磁性的强弱，无法判断电源的正负极，故D错误。 故选：C。 2.如图实验中，通过小磁针是否偏转来检验通电导体周围是否存在磁场。下列利用了与该实验相同科学方法的是（　　） A．利用玻璃罩抽真空的方法来研究声音的传播 B．建立原子结构模型来研究其内部结构 C．利用磁感线来描述磁体周围的磁场分布 D．通过观察铁屑的疏密来研究通电直导线周围的磁场强弱 【答案】D 【解答】解：通过小磁针是否偏转来检验通电导体周围是否存在磁场，采用的是转换法。磁场看不见、摸不着，利用小磁针的偏转将磁场的存在直观地显示出来。 A、利用玻璃罩抽真空的方法来研究声音的传播，是在实验基础上进行推理，得出真空不能传声的结论，采用的是科学推理法。故A不符合题意。 B、建立原子结构模型来研究其内部结构，是将原子结构抽象为模型，便于研究，采用的是模型法。故B不符合题意。 C、利用磁感线来描述磁体周围的磁场分布，磁感线是为了形象描述磁场而假想的曲线，采用的是模型法。故C不符合题意。 D、通过观察铁屑的疏密来研究通电直导线周围的磁场强弱，磁场强弱不易直接观察，将其转换为铁屑的疏密情况来体现，采用的是转换法，与题干实验方法相同。故D符合题意。 故选：D。 3.如图所示的螺线管，当闭合开关后，下列判断正确的是（　　） A．螺线管的左端为S极 B．右边小磁针的N极向左偏转 C．当滑片P右移时，螺线管的磁性会减弱 D．改变电流方向，通电螺线管的外部磁场方向不会改变 【答案】B 【解答】解：A、闭合开关后，电流由螺线管的左侧流入、右侧流出，根据安培定则，用右手握住螺线管，四指弯曲与电流方向一致，则大拇指指向左端，即通电螺线管的右端为S极、左端为N极，故A错误； B、通电螺线管的右端是S极，根据异名磁极相互吸引可知，小磁针的N极应靠近螺线管的右端，即小磁针的N极向左偏转，故B正确； C、滑片P右移时，滑动变阻器接入电路的电阻减小，根据欧姆定律可知，电路中的电流变大，螺线管磁性增强，故C错误； D、改变电流方向，通电螺线管的外部磁场方向会改变，故D错误。 故选B。 4.如图，用“电池+磁铁+铜线圈”可以手工制作会跑的“小火车”，首先将两个强磁铁分别吸附在电池正负两极，然后再将它们放进铜线圈，电池就成了能够在铜线圈内部跑得“飞快”的“小火车”（见小火车组装示意图）。分析小火车组装示意图发现，在铜线圈内，电流从“电池正极→磁铁→部分线圈→磁铁一电池负极”形成回路，于是，通电的铜线圈内部产生磁场，这个磁场对两个强磁铁产生力的作用，所以“小火车”就能在铜线圈内部运行了。则下列各图中，“小火车”能向右运行的是（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【解答】解： 分析题意可知，选项中的磁场方向是通电螺线管（通电线圈）内部的磁场方向，且通电螺线管内部的磁场方向跟外部的磁场方向相反；在通电螺线管外部，磁场方向从N极指向S极，则在通电螺线管内部，磁场方向是从S极指向N极； 下面解答中虚线框相当于通电螺线管，两侧的磁极为通电螺线管（通电线圈）的磁极； A、在A图中，由异名磁极相互吸引可知，内部左侧的磁铁受到向左的吸引力，而内部右侧的磁铁受到向右的吸引力，二力的方向相反，则两个力会相互抵消，所以A图中的小火车不会跑，故A不符合题意； C、在C图中，由同名磁极相互排斥可知，内部左侧的磁铁受到向右的排斥力，而内部右侧的磁铁受到向左的排斥力，二力的方向相反，则两个力会相互抵消，所以C图中的小火车不会跑，故C不符合题意； B、在B图中，由同名磁极相互排斥、异名磁极相互吸引可知，内部左侧的磁铁受到向左的吸引力，而内部右侧的磁铁受到向左的排斥力，二力的方向都向左，所以B图中的小火车会向左运行，故B不符合题意； D、在D图中，由同名磁极相互排斥、异名磁极相互吸引可知，内部左侧的磁铁受到向右的排斥力，而内部右侧的磁铁受到向右的吸引力，二力的方向都向右，所以D图中的小火车会向右运行，故D符合题意。 故选：D。 5.如图所示为“门禁”上的电磁锁，由电磁铁A和金属块B构成（如图甲所示），工作原理如图乙所示，电磁铁通电时，A、B相互吸引，门被锁住无法推开。电磁铁断电时，A、B不吸引，门可以被推开。下列说法正确的是（　　） A．金属块B可选用钢块 B．乙图中开关闭合，电磁铁A的右端为S极 C．门被锁住时，图乙中的开关S应处于闭合状态 D．若要增强电磁锁AB间的吸引力，图乙中滑片P应该向右移 【答案】C 【解答】解：A、钢是永磁材料，被电磁铁B磁化后能长时间保持磁性，所以金属块 B 不能选用钢块，故A错误。 B、根据安培定则，右手握住螺线管，四指指向电流方向（电源正极出发经螺线管回到负极），大拇指指向电磁铁 A 的右端为 N 极，左端为 S 极，故B错误。 C、门被锁住时，电磁铁 A 需要有磁性，所以电路中要有电流，开关 S 应处于闭合状态，故C正确。 D、若要增强电磁铁 A、B 间的吸引力，需增大电磁铁的磁性，在匝数等不变时要增大电流，根据欧姆定律，应减小电路电阻，即滑片 P 应向左移，故D错误。 故答案为：C。 6.如图是小敏设计的汽车尾气中一氧化碳排放量的检测电路。当一氧化碳浓度高于某一设定值时，电铃发声报警。图中气敏电阻R1阻值随一氧化碳浓度的增大而减小。下列说法不正确的是（　　） A．电铃应接在B和D之间 B．当一氧化碳浓度升高，电磁铁磁性增强 C．用久后，电源电压U₁会减小，报警时一氧化碳最小浓度比设定值低 D．为使该检测电路在一氧化碳浓度更低时报警，可将R2的滑片向上移 【答案】C 【解答】解： AB、因气敏电阻R1阻值随一氧化碳浓度的增大而减小，所以当一氧化碳浓度升高时，R1阻值减小，控制电路的总电阻减小，由I可知，控制电路中电流增大，电磁铁的磁性增强，故B正确； 当一氧化碳浓度高于某一设定值时，衔铁被吸下，电铃发声报警，则电铃应接在B和D之间，故A正确； C、用久后，电源电压U1会减小，因电铃开始发声报警时控制电路的电流一定，所以由R可知，控制电路的总电阻应减小，当R2的阻值不变时，气敏电阻R1的阻值应更小，则报警时一氧化碳最小浓度比设定值高，故C错误； D、电源电压U1一定，且电铃开始发声报警时控制电路的电流一定，由R可知，报警时控制电路的总电阻一定，要使该检测电路在一氧化碳浓度更低（气敏电阻R1阻值变大）时报警，应减小R2接入电路中的电阻，可将R2的滑片向上移，故D正确。 故选：C。 7.小军通过实验探究通电螺线管外部的磁场分布： （1）在硬塑料板上均匀地撒满铁屑，通电后轻敲硬塑料板，铁屑的分布情况如图甲所示，可以观察到：通电时，螺线管外部的磁场分布与　条形　 （选填“条形”或“蹄形”）磁体的磁场相似。 （2）要进一步研究通电螺线管外部某点的磁场方向，他的操作及判断方法是　将小磁针放在某点，观察小磁针静止时N极的指向即为磁场方向　 。 （3）弄清通电螺线管的极性与环绕螺线管的电流方向之间的关系后，请你帮助小军在图乙中标出通电螺线管外部a点的磁场方向（画“→”表示）。 【答案】（1）条形；（2）将小磁针放在某点，观察小磁针静止时N极的指向即为磁场方向；（3）见解答。 【解答】解：（1）根据图中知，通电螺线管外部的磁场和条形磁体外部的磁场一样，通电螺线管的两端相当于条形磁体的两个极； （2）根据小磁针的N极指向可以判定磁场方向，故他的操作及判断方法是将小磁针放在某点，观察小磁针静止时N极的指向即为磁场方向； （3）根据电流从左侧后方流体，利用安培定则知，右侧为N极，根据磁感线从N极出发进入S极，a点磁场水平向左，如图所示： 故答案为：（1）条形；（2）将小磁针放在某点，观察小磁针静止时N极的指向即为磁场方向；（3）见解答。 8.磁悬浮列车是利用磁体间相互作用使列车悬浮起来，这样列车和铁轨间就没有摩擦。 （1）如图是列车悬浮时，电磁铁的简易图，请分析电磁铁工作时上端是 　S　 极。 （2）当列车内的乘客增加时，如果是靠变阻器来控制列车的悬浮稳定，图中变阻器滑片应该向 　a　 端移动。（选填“a”或“b”） 【答案】（1）S；（2）a。 【解答】解：（1）由图可知，该列车是利用异名磁极相互吸引实现悬浮的，轨道磁体的下端是N极，所以电磁铁工作时上端是S极； （2）当列车内的乘客增加时，车和乘客的总重力增加，如果是靠变阻器来控制列车的悬浮稳定，需要增加电磁铁的磁性，即增大电流中的电流，所以图中变阻器滑片应该向a端移动，减小电路中的电阻。 故答案为：（1）S；（2）a。 9.某小组在探究“通电螺线管磁性强弱与哪些因素有关”实验中，设计了如图所示电路，并设计了实验结果记录表。 线圈接线点 接线柱1 接线柱2 实验次数 1 2 3 4 5 6 电流（安） 0.8 1.2 1.5 0.8 1.2 1.5 吸引大头针数量 9 14 18 6 10 13 （1）实验中，该小组同学根据 　通电螺线管吸引大头针数量　 来判断磁性的强弱。 （2）通过本实验可探究影响通电螺线管磁性强弱的因素有 　电流大小、线圈匝数　 。 （3）在第3次实验中，要使吸引的大头针数量增加，则应使滑动变阻器滑片向 　右　 （选填“左”或“右”）移动。 （4）实验中，他们将开关S从l换到2上时，接下来应该进行的操作是：①　调节变阻器的滑片P，保持电流不变　 ；②观察吸引大头针数目。 【答案】（1）通电螺线管吸引大头针数量； （2）电流大小、线圈匝数； （3）右； （4）调节变阻器的滑片P，保持电流不变。 【解答】解：（1）通电螺线管的磁性强弱无法直接测量或观察，实验时通过观察通电螺线管吸引大头针的数量多少来判断磁性的强弱，应用了转换法。 （2）实验1、2、3或4、5、6的线圈匝数相同，电流不同，观察吸引的大头针的多少，判断出通电螺线管的磁性强弱与电流大小的关系； 实验1、4或2、5或3、6电流相同，线圈匝数不同，观察吸引的大头针的多少，判断出通电螺线管的磁性强弱与线圈匝数的关系。 （3）在线圈匝数一定时，电流越大，磁性越强，吸引大头针的数量越多，所以滑动变阻器滑片P应向右移。 （4）实验中，将开关S从1换到2上时，连入电路的线圈匝数发生了变化，为了保证电流不变，应调节变阻器的滑片P，控制两次实验的电流大小不变，再次观察电流表示数及吸引的大头针数目，这样才能探究出通电螺线管磁场强弱与线圈匝数的关系。 故答案为：（1）通电螺线管吸引大头针数量； （2）电流大小、线圈匝数； （3）右； （4）调节变阻器的滑片P，保持电流不变。 10.电梯为居民出入带来很大的便利。出于安全考虑，电梯都设置了超载自动报警系统，其工作原理如图甲所示，电路由工作电路和控制电路组成：在工作电路中，当电梯没有超载时，动触点K与静触点A接触，闭合开关S，电动机正常工作；当电梯超载时，动触点K与静触点B接触，电铃发声报警，即使闭合开关S，电动机也不工作。在控制电路中，已知电源电压U＝6伏，保护电阻R1＝190欧，置于电梯下方的压敏电阻R2的阻值随压力F大小变化如图乙所示，电梯自重3000牛，电磁铁线圈的阻值为10欧。 （1）在控制电路中，当压敏电阻R2受到的压力F增大时，电磁铁的磁性将　增强　 。 （2）电梯空载时，通过电磁铁线圈的电流大小为多少安？ （3）若电磁铁线圈电流达到20毫安时，衔铁刚好能被吸下使K与B接触，电铃发出警报声，则该电梯内最多可乘质量为60千克的乘客几人？ 【答案】见试题解答内容 【解答】解：（1）在控制电路中，当压敏电阻 R2受到的压力 F 增大时，其阻值减小，电路中的总电阻减小，由 I知，电路中的电流变大，电流增大时电磁铁的磁性增强； （2）电梯自重3000N，由图知，R2＝1000Ω，由电阻的串联和欧姆定律，电路的电阻为： R＝R1+R2+R磁＝1000Ω+190Ω+10Ω＝1200Ω； 由欧姆定律，通过电磁铁线圈的电流大小为： I0.005A； （3）电磁铁线圈电流达到20mA＝0.02A时，由欧姆定律和串联电路的规律， R′2R1﹣R磁190Ω﹣10Ω＝100Ω，由图乙知，压力为10000N，根据F＝G＝mg，最大质量： m1000kg， 则该电梯内最多可乘质量为60kg的乘客： n11.7（人），根据实际情况只能为11人。 答：（1）在控制电路中，当压敏电阻R2受到的压力F增大时，电磁铁的磁性将增强。 （2）电梯空载时，通过电磁铁线圈的电流大小为0.005A； （3）若电磁铁线圈电流达到20毫安时，衔铁刚好能被吸下使K与B接触，电铃发出警报声，则该电梯内最多可乘质量为60千克的乘客11人。 / 学科网（北京）股份有限公司 $