第17讲 实验探究-电磁铁磁性强弱的因素--2025-2026学年浙教版八年级科学下册高频考点过关复习
2026-04-29
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2份
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45页
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精品
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 | 教案-讲义 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-单元练习 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 浙江省 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 22.08 MB |
| 发布时间 | 2026-04-29 |
| 更新时间 | 2026-04-29 |
| 作者 | 元芳科学 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-04-29 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/57601282.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
该初中科学讲义以“电磁铁磁性强弱的因素”为核心,通过概念框架图、实验数据表格系统梳理知识体系,从电磁铁的定义、原理、构造到实验探究,清晰呈现电流大小、线圈匝数、有无铁芯三大影响因素的内在联系,突出控制变量法和转换法等重难点。
讲义亮点在于分层练习设计,基础题如选择1考查磁性有无控制,综合题如实验12用电子测力计量化磁性,项目化题14电磁避震器体现技术实践,培养科学思维与探究实践素养。配套易错点分析和方法指导,助力不同学生掌握,为教师精准教学提供支持。
内容正文:
第17讲 实验探究——电磁铁磁性强弱的因素
电磁铁
1.电磁铁:把一根导线绕成螺线管,再在螺线管内插入铁芯,当有电流通过时,它会有较强的磁性。这种磁体,在有电流时有磁性,没有电流时就失去磁性,我们把这种磁体叫做电磁铁。
2.电磁铁工作原理:电流的磁效应。
3.电磁铁的磁性特点:通电时有磁性,断电时无磁性。
4.构造:主要由线圈和铁芯构成。如图所示。
电磁铁的工作原理:利用电流的磁效应。铁芯被磁化后的磁场与通电螺线管的磁场叠加,使电磁铁的磁性增强。
电磁铁的铁芯要用软铁而不能用钢因为软铁断电后磁性很容易消失,而钢被磁化后磁性不容易消失,断电后也不会立即失去磁性。
实验探究影响电磁铁的磁性强弱的因素
实验目的
探究影响电磁铁磁性强弱的因素
实验猜想
影响电磁铁磁性强弱的因素可能有螺线管中电流的大小、线圈匝数的多少
实验图示
(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
物理研究方法
(1)控制变量法:在探究电磁铁磁性强弱与电流大小的关系时,必须控制线圈的匝数相同;在探究电磁铁磁性强弱与线圈匝数的关系时,必须控制线圈中电流相同。
(2)转换法:通过吸引大头针的数目来显示电磁铁磁性的强弱,利用了转换法。
实验结论
(1)电磁铁的磁性强弱与线圈中电流的大小有关,在电磁铁的外形和线圈匝数相同时,电流越大,电磁铁的磁性越强;
(2)电磁铁的磁性强弱与线圈的匝数有关,在电磁铁的外形和通过的电流相同时,线圈的匝数越多,电磁铁的磁性越强
实验改进提升
电磁铁磁性强弱除了受电流大小、线圈匝数的影响,还与有无铁芯有关,加入铁芯可以大大增强电磁铁的磁性。
根据控制变量法的思想,在探究电磁铁的磁性与有无铁芯的关系时,应该保持电流大小和线圈匝数相同,一个有铁芯,一个无铁芯,然后观察两个电磁铁吸引大头针的数目,从而判断电磁铁磁性强弱与有无铁芯的关系。如图所示。
1.(24-25八年级下·浙江·期末)搬运杂乱的废钢铁是件很麻烦的事,用电磁铁就省事多了。通电时电磁铁能吸引废旧钢铁,搬到别处时断开电流,废旧钢铁自动落下。这是因为( )
A.电磁铁的磁性有无由电流的有无来控制
B.电磁铁的磁力强弱由电流的大小决定
C.电磁铁的磁极由电流的方向决定
D.电磁铁也具有普通磁铁的特点,有两个磁极
2.(25-26七年级上·浙江金华·自主招生)下列实验操作中,不能验证“电磁铁磁极与电流方向有关”的是( )
A.改变电池正负极连接 B.增加线圈匝数
C.调换铁钉两端导线 D.观察指南针偏转方向
3.(23-24八年级下·浙江杭州·期末)用两枚相同的铁钉、滑动变阻器、干电池、开关和导线组成如图所示电路进行实验。闭合开关,观察到电磁铁A吸引大头针的数目比电磁铁B多,多次实验,结果相同。此实验说明影响电磁铁磁性强弱的一个因素是( )
A.电磁铁极性 B.电流大小 C.电流方向 D.线圈匝数
4.(24-25八年级下·浙江宁波·期末)小曙用自制电磁铁探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”,用相同的漆包线和铁钉绕制成两个电磁铁A和B,实验电路如图所示。下列说法中错误的是( )
A.闭合开关前,滑动变阻器滑片应处于最右端
B.使用该电路是为了控制电磁铁A、B电压相同
C.该实验现象说明电磁铁磁性强弱与线圈匝数有关
D.移除铁钉,电磁铁吸引的大头针数量将减少
5.(24-25八年级下·浙江金华·月考)如图,当闭合开关时,小车被向右推出。保持每次实验中条形磁铁和线圈的距离不变,则下列操作能使小车推出更远的是( )
A.增加电磁铁线圈的匝数 B.调换电源的正极和负极
C.将滑片P向左端移动 D.抽去螺线管内的铁芯
6.(24-25八年级下·浙江温州·期中)小科所在的项目化小组制作了磁悬浮地球仪,图是其内部结构图,地球仪内部顶端是一块磁铁,支撑装置顶部内有电磁铁,通电之后将地球仪放在适当位置即可悬浮。
(1)以下能实现地球仪悬浮的装置图是( )
A. B. C. D.
(2)为了适应不同需求,地球仪的悬浮高度是可调的,下列能使地球仪的高度上升的做法是( )
A.减少线圈的匝数 B.增大电源电压
C.增加一个定值电阻与电磁铁串联 D.抽掉电磁铁铁芯
7.(24-25八年级下·浙江温州·期中)如图为项目学习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端指向地理北方
C.电子从铜片经螺线管流到锌片 D.通电螺线管外C点的磁场比B点强
8.(24-25八年级下·浙江杭州·期中)如图所示,闭合电磁铁开关S,条形磁铁静止在水平桌面上,下列判断正确的是 ( )
A.电磁铁的右端为S极
B.条形磁铁受到桌面对其向左的摩擦力
C.若改变电源的正负极,条形磁铁受到的摩擦力大小不变
D.将滑动变阻器的滑片向右移动,条形磁铁受到的摩擦力增大
9.(23-24八年级下·浙江湖州·期中)如图所示,水平面上的小车上有一条形磁铁,左侧有一螺线管。
(1)闭合开关,观察到小车向 运动,最终停止。
(2)利用本装置,只通过控制开关和调节滑动变阻器滑片的位置,可以探究的实验有 。(可多选)
A.电流有无对电磁铁磁场有无的影响 B.电流大小对电磁铁磁场强弱的影响
C.电流方向对电磁铁磁场方向的影响 D.线圈匝数对电磁铁磁场强弱的影响
10.(23-24八年级下·浙江台州·期末)英国科学家法拉第引入磁感线形象地描述磁体周围的磁场分布。如图是通电螺线管周围的磁感线分布,由此可以判断电源左端为 极,当在通电螺线管中间插入铁芯,则磁感线分布将变 (选填“疏”或“密”)。加入铁芯的通电螺线管相比于条形磁铁,其优点是可以通过 来控制磁性的有无。
11.(24-25八年级下·浙江杭州·期中)某小组在做“探究通电螺线管外部磁场分布”实验中:
(1)通电螺线管周围的小磁针N极指向如图甲所示,由图可以判断,通电螺线管外部的磁场分布与 磁体的磁场分布相似;
(2)调换通电螺线管所接电源的正负极,发现小磁针指向转动180°,南北极发生了对调,由此可知:通电螺线管外部的磁场方向与螺线管中 有关;
(3)继续探究,利用图乙实验装置和多枚大头针进行研究电磁铁磁性强弱与线圈匝数关系的实验。请写出具体的实验操作步骤:
。
12.(24-25八年级下·浙江绍兴·期末)为研究影响电磁铁磁性强弱的因素,小柯进行了如下实验。
【实验器材】学生电源、电流表、开关、滑动变阻器、导线、电子测力计、铁块P、电磁铁(用漆包线制作的电磁铁,每50匝抽出一个接线端a、b、c、d,线圈电阻不计)等。
【装置简图】如图所示连接各项器材。
【实验过程】
①电子测力计挂上铁块P后再调零,悬挂在铁架台上,并保持电磁铁与铁块P的距离不变。
②断开开关S,将电磁铁a、e接线柱按图示接入电路,将滑动变阻器的滑片置于最右端。
③闭合开关S,调节滑片,测得3组电流表的示数I和电子测力计的示数F,并将数据记录在表格中。
【数据收集】通过项目的实施,收集到如下表中的相关数据。
实验次数
1
2
3
I/A
0.34
0.40
0.44
F/N
0.15
0.20
0.22
【分析归纳】根据表中数据可以得出的初步结论是
;
【拓展思考】
(1)若利用此装置,继续探究电磁铁的磁性强弱与线圈匝数的关系。在第③步骤后面再加步骤④,④步骤是 ;
(2)下列探究活动中与上述实验探究方法相同的是( )
A.研究磁场时,用磁感线形象的描述 B.研究液体内部压强时,借助压强计
C.研究分子特性时,用黄豆和芝麻混合实验 D.研究电流的有无时,串联一个小灯泡
13.(24-25八年级下·浙江宁波·期中)为了探究电磁铁的磁性强弱跟哪些因素有关,小科同学用漆包线(表面涂有绝缘漆的导线)在大铁钉上绕若干匝,连接电路,如图中甲、乙、丙、丁为实验中观察到的四种情况。
(1)比较乙、丙两图,可通过观察 来判断电磁铁磁性的强弱;
(2)利用图丁探究电磁铁磁性强弱与线圈匝数的关系,将两个电磁铁串联的目的是
;小科将滑动变阻器滑片移到最右端时,两个电磁铁吸引铁钉的数量均为0,小明认为此时两个电磁铁的磁性都消失了。请你写出简要的实验思路来检验小明的观点: 。
(3)利用上述结论分析图戊,下列措施中能使图中电磁铁磁性减弱的是 。
A.滑片P向右移动,其他条件不变 B.滑片P向左移动,其他条件不变
C.开关S由1扳到2,其他条件不变 D.电源的正负极对调,其他条件不变
14.(24-25八年级下·浙江台州·期末)某兴趣小组在探究“电磁铁磁性强弱与哪些因素有关”的实验中,设计了如图所示电路,并进行实验,实验结果如下表。
线圈接线点
接线柱1
接线柱2
接线柱3
实验次数
1
2
3
4
5
6
7
8
9
电流(安)
0.8
1.2
1.6
0.8
1.2
1.6
0.8
1.2
1.6
指针所指的刻度值大小
0.8
1.2
1.6
0.6
0.9
1.2
0.4
0.6
0.8
(1)该实验是根据 来判断电磁铁的磁性强弱;
(2)进行1、2、3三次实验基于的假设是电磁铁磁性强弱与 有关;
(3)在进行第4次实验时,将开关S从1换到2后,接下来应进行的操作是
;
(4)分析表中1、4、7三次实验数据,可以得出的结论是
。
15.(24-25八年级下·浙江温州·期中)兴趣小组利用如图电路探究有无铁芯对通电螺线管磁性强弱的影响,通电螺线管线圈匝数为5匝,左侧用细线悬挂一个小球,闭合开关后小球被通电螺线管吸引,当小球保持稳定不动时测量细线与水平方向的夹角α,记录如下表。已知线圈具有一定的电阻值。
实验组别
有无铁芯
夹角α大小(°)
1
有铁芯
α1
2
无铁芯
α2
(1)下列可用于制作小球的材料有( )
A.铁 B.铜 C.铝 D.镍
(2)根据实验结果小明得出结论:铁芯会增强通电螺线管的磁性。则α1和α2的大小关系为
。
(3)利用如图电路还可进一步探究线圈匝数对通电螺线管磁性强弱的影响,请写出具体的实验步骤
。
1.(24-25八年级下·浙江温州·期中)某同学在探究影响电磁铁磁性强弱的实验中采取了如图所示的电路。该实验判断电磁铁磁性强弱的证据是( )
A.电流表示数 B.线圈的匝数
C.滑片的位置 D.吸引大头针数
2.(双选)(2024·浙江杭州·三模)小金家的单元防盗门锁原理如图所示,图中只画出了其中一家住户的控制开关S。该门锁的工作过程是:平时衔铁被压入门扣内,上锁;楼上的住户闭合控制开关S,门锁上的电磁铁通电后吸引衔铁,解锁。若不计摩擦,关于该门锁,下列说法中正确的是( )
A.闭合开关S,衔铁的左端被磁化为S极
B.断开开关S,衔铁受到弹簧向左的拉力
C.其电磁铁是利用了电流的磁效应来工作的
D.该单元的各住户控制门锁的开关是串联的
3.(21-22八年级下·浙江温州·月考)如图为一种温度自动报警器的原理图,图中的水银温度计在制作时,玻璃管中封入了一段金属丝,电源和金属丝相连,当温度达到设定值,电铃报警。下列说法不正确的是( )
A.电磁铁的工作原理是电流的磁效应
B.温度升高至78°C时,电铃报警
C.若将温度计上端的金属丝向下调整,则报警温度会降低
D.电铃工作时,电磁铁a端为N极
4.(25-26九年级上·浙江金华·开学考试)如图所示,用水平恒力F拉着一块磁性物体在水平面上做匀速直线运动,当磁性物体到达电磁铁AB的正下方时,立即闭合开关S,则对磁性物体运动状态的判断正确的是( )
A.仍保持匀速 B.立即加速 C.立即减速 D.立即停止
5.(25-26八年级下·浙江·课后作业)如图所示为苹果自动分拣装置的示意图。该装置把大小不同的苹果,按一定质量标准自动分拣为大苹果和小苹果。该装置的托盘秤压在压力传感器R1上,R1所受压力越大阻值越小。当R2两端电压超过某一值时,控制电路接通,电磁铁吸动分拣板的衔铁。该控制电路中包含保持电路,能够确保苹果在分拣板上运动时电磁铁始终保持吸动状态。下列说法正确的是( )
A.为了选出质量更大的苹果可以增加缠绕电磁铁线圈的匝数
B.为了选出质量更大的苹果可以将电源A的输出电压减小
C.为了选出质量更大的苹果可以增大R2的阻值
D.质量大的苹果将进入上通道
6.(2025·浙江杭州·二模)在学校组织的“磁力小车弹射”比赛中,小科将条形磁铁固定在静止的小车上,电磁铁固定在水平桌面上,如图所示。为使小车运动的距离更远,下列说法正确的是( )
A.向左移动滑动变阻器的滑片 B.将接线柱c的导线改接到接线柱b
C.在小车上换用磁性更强的条形磁体 D.改变电源的正负极
7.(25-26七年级上·浙江宁波·开学考试)观察题图,在A、B两个电磁铁的上方分别是用甲、乙两个弹簧测力计悬挂两块相同的铁块。当闭合开关时,弹簧测力计的示数将会( )
A.甲、乙都会变大,并且甲的示数更大 B.甲、乙都会变大,并且乙的示数更大
C.甲、乙都会变小,并且甲的示数更小 D.甲、乙都会变小,并且乙的示数更小
8.(24-25八年级下·浙江宁波·期末)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的通电螺线管。灯座通电后,灯泡会悬浮在灯座上方,半导体芯片发光。下列关于磁悬浮台灯的说法正确的是( )
A.发光的半导体芯片电阻为零
B.通电后螺线管的下端为N极
C.减小图乙线圈中的电流,可让灯泡悬浮得更高
D.悬浮的灯泡没有与电源相连,所以灯泡发光时没有电流通过
9.(24-25八年级下·浙江舟山·期中)用表面涂有绝缘漆的漆包线绕在铁钉上做成了电磁铁。如图所示是电磁铁和其他实验器材组成的电路来研究电磁铁磁性的实验。闭合开关后,下列说法正确的是( )
A.实验中用电流表示数的大小来反映电磁铁磁性的强弱
B.电磁铁的上端是N极
C.将铁钉换成铜棒会使磁性增强
D.滑片P向右移动,电磁铁吸引大头针的数目会增多
10.(24-25八年级下·浙江宁波·期末)如图为某同学自制指南针。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,锌片是盐水电池的负极。下列说法正确的是( )
A.通电螺线管周围的磁场分布与蹄形磁铁类似
B.通电螺线管静止时B端指向地理南方
C.电子从锌片经导线流到铜片
D.若在C点处放上一枚小磁针,小磁针的N极指向右边
11.(24-25八年级下·浙江杭州·期末)小滨自制了一台电磁起重机,如图所示。为了研究如何增大电磁起重机的磁性,小滨利用电磁起重机的电路图开展了如下实验探究,进行测量并记录,数据列于下表。
线圈匝数/圈
组别
电流/A
吸引小铁钉的数量/个
50
1
0.8
6
2
1.2
9
3
1.5
11
100
4
0.8
8
5
1.2
10
6
1.5
12
(1)小滨是通过比较 来判断电磁起重机磁性强弱的。
(2)小滨发现,在图乙中下面小铁钉散开的原因是: 。
(3)为研究电磁起重机磁性强弱与线圈匝数关系,可选择 组进行对比。
(4)由实验可知,增大电磁起重机的磁性方法有 。
12.(24-25八年级下·浙江绍兴·期中)为探究通电螺线管的磁性除了与是否带铁芯有关系之外,还跟哪些因素有关呢?
小明作了以下猜想:
①通电螺线管的磁场强度可能与电流大小有关;
②通电螺线管的磁场强度可能与 有关;
小明设计了如图所示的实验装置,请回答下列问题:
(1)请将猜测②的横线处补充完整 ;
(2)小明在A、B两个铁钉的下方均匀地撒上铁屑,然后闭合开关观察到A吸引的铁屑要比B多,可以得出结论 ;
(3)像本实验这样将不易观察的磁场强弱通过观察比较吸引铁屑的数量来体现的方法称为转换法,下列实验中运用了相同方法的是 。
A.研究分子的特性时,用黄豆和米粒混合实验
B.研究电流的有无时,串联一个小灯泡
C.研究电流的特点时,通过类比水流帮助理解
(4)电磁铁吸引的大头针下端分散的原因是 。
13.(24-25八年级下·浙江绍兴·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,其阻值随磁场强度的增大而减小。
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表的读数I1,A2表的读数I2;
②将开关S1连接到2位置,记录此时A1表的读数I3,A2表的读数I4;
③将开关S1连接到3位置,记录此时A1表的读数I5,A2表的读数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)。
14.(24-25八年级下·浙江衢州·期末)以下是项目化学习小组设计的新型电磁避震器。
【项目名称】全地形电瓶车:魔改避震器。
【项目背景】传统弹簧避震器在不同路面条件下稳定性与舒适性难以兼顾。现市面上绝大部分的电瓶车依靠弹簧进行避震,弹簧本身的弹性决定了避震的软硬。易压缩的弹簧在过碎石路时会比较舒适,但在过大坑洼时会比较晃晃悠悠,不够稳定。不易压缩的弹簧在过大坑洼时会比较稳定,但过碎石路时会比较颠簸,不够舒适。
【项目要求】避震器能自动调节,实现在碎石路面和坑洼路面均有较强的稳定性和舒适性。
【项目设计】根据要求设计如图所示的避震装置。
(1)【原理分析】闭合开关后,电磁铁上方是 极。当经过碎石路面时,电瓶车车轮所受压力较小,电磁铁与磁体之间的作用力较小,容易压缩,避震较软,在平缓路面也有很强的舒适性。当经过坑洼路面时,电瓶车车轮所受压力较大,电磁铁与磁体之间的作用力较大,难以压缩,避震较硬,以增强在坑洼路面的稳定性。
(2)【器材选择】电磁继电器(线圈电阻为40Ω)、压敏电阻、开关、导线等。要满足上述项目要求,他们应选择下表中的压敏电阻 (填字母)。
起伏程度
平缓
较平缓
较坑洼
坑洼
压力/×103N
2
4
6
8
压敏电阻A/Ω
160
100
60
40
压敏电阻B/Ω
40
60
100
160
(3)【项目调试】路过坑洼路段时,通过电磁继电器的电流为0.06安,避震较为稳定和舒适,则该电路的电压为多少?
(4)【评价与改进】下表为电磁避震器的评价量表:
“电磁避震器”评价量表
评价指标
优秀
合格
不合格
指标一:自动化
能在不同类型的路面实现连续自动调节
能在不同类型的路面实现分段自动调节
不能自动调节
指标二:个性化
能根据个人喜好连续调节避震软硬
能根据个人喜好分段调节避震软硬
不能根据个人喜好调节避震软硬
根据评价量表该小组制作的电磁避震器指标一评价为“优秀”,指标二评价为“不合格”。为使指标二达到“优秀”,请你提出一条合理的改进意见: 。
15.(2026·浙江衢州·一模)燃气灶常配备有熄火保护装置。当火焰正常燃烧时,热电偶的一端受火焰加热,另一端温度较低,能产生一定的电压,与其连接的电磁铁产生磁场,吸合衔铁使活塞向左运动,从而保持燃气阀门开启,维持燃气供应(图甲)。当火焰意外熄灭时,热电偶两端的温度差迅速下降,影响电磁铁的磁性,衔铁在弹簧作用下复位,关闭燃气阀门,切断燃气供应(图乙)。
(1)图甲中电磁铁的右端是 极。
(2)要实现熄火保护,热电偶产生的电压会随两端的温度差的降低而 。
(3)热电偶可以把温度信号转化为电信号,利用这种性质可以把热电偶做成 (填仪器名称)。
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第17讲 实验探究——电磁铁磁性强弱的因素
电磁铁
1.电磁铁:把一根导线绕成螺线管,再在螺线管内插入铁芯,当有电流通过时,它会有较强的磁性。这种磁体,在有电流时有磁性,没有电流时就失去磁性,我们把这种磁体叫做电磁铁。
2.电磁铁工作原理:电流的磁效应。
3.电磁铁的磁性特点:通电时有磁性,断电时无磁性。
4.构造:主要由线圈和铁芯构成。如图所示。
电磁铁的工作原理:利用电流的磁效应。铁芯被磁化后的磁场与通电螺线管的磁场叠加,使电磁铁的磁性增强。
电磁铁的铁芯要用软铁而不能用钢因为软铁断电后磁性很容易消失,而钢被磁化后磁性不容易消失,断电后也不会立即失去磁性。
实验探究影响电磁铁的磁性强弱的因素
实验目的
探究影响电磁铁磁性强弱的因素
实验猜想
影响电磁铁磁性强弱的因素可能有螺线管中电流的大小、线圈匝数的多少
实验图示
(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
物理研究方法
(1)控制变量法:在探究电磁铁磁性强弱与电流大小的关系时,必须控制线圈的匝数相同;在探究电磁铁磁性强弱与线圈匝数的关系时,必须控制线圈中电流相同。
(2)转换法:通过吸引大头针的数目来显示电磁铁磁性的强弱,利用了转换法。
实验结论
(1)电磁铁的磁性强弱与线圈中电流的大小有关,在电磁铁的外形和线圈匝数相同时,电流越大,电磁铁的磁性越强;
(2)电磁铁的磁性强弱与线圈的匝数有关,在电磁铁的外形和通过的电流相同时,线圈的匝数越多,电磁铁的磁性越强
实验改进提升
电磁铁磁性强弱除了受电流大小、线圈匝数的影响,还与有无铁芯有关,加入铁芯可以大大增强电磁铁的磁性。
根据控制变量法的思想,在探究电磁铁的磁性与有无铁芯的关系时,应该保持电流大小和线圈匝数相同,一个有铁芯,一个无铁芯,然后观察两个电磁铁吸引大头针的数目,从而判断电磁铁磁性强弱与有无铁芯的关系。如图所示。
1.(24-25八年级下·浙江·期末)搬运杂乱的废钢铁是件很麻烦的事,用电磁铁就省事多了。通电时电磁铁能吸引废旧钢铁,搬到别处时断开电流,废旧钢铁自动落下。这是因为( )
A.电磁铁的磁性有无由电流的有无来控制
B.电磁铁的磁力强弱由电流的大小决定
C.电磁铁的磁极由电流的方向决定
D.电磁铁也具有普通磁铁的特点,有两个磁极
【答案】A
【解析】电磁铁也具有磁铁的性质特征,能够吸引铁制品。通电时电磁铁能吸引废旧钢铁,搬到别处时断开电流,废旧钢铁自动落下,这是因为电磁铁的磁性有无由电流的有无来控制,通电时,电磁铁产生磁性,断电后,电磁铁的磁力消失,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
2.(25-26七年级上·浙江金华·自主招生)下列实验操作中,不能验证“电磁铁磁极与电流方向有关”的是( )
A.改变电池正负极连接 B.增加线圈匝数
C.调换铁钉两端导线 D.观察指南针偏转方向
【答案】B
【解析】A.改变电池正负极连接会改变电流方向,能验证电磁铁磁极与电流方向有关,故A不符合题意。
B.增加线圈匝数能改变电磁铁磁性强弱,不能验证电磁铁磁极与电流方向有关,故B符合题意。
C.调换铁钉两端导线会改变电流方向,能验证电磁铁磁极与电流方向有关,故C不符合题意。
D.观察指南针偏转方向可以判断电磁铁磁极,从而验证与电流方向的关系,故D不符合题意。故选B。
3.(23-24八年级下·浙江杭州·期末)用两枚相同的铁钉、滑动变阻器、干电池、开关和导线组成如图所示电路进行实验。闭合开关,观察到电磁铁A吸引大头针的数目比电磁铁B多,多次实验,结果相同。此实验说明影响电磁铁磁性强弱的一个因素是( )
A.电磁铁极性 B.电流大小 C.电流方向 D.线圈匝数
【答案】D
【解析】图中电路为串联,根据串联电路中电流规律可知,电流处处相等,而电磁铁上线圈的匝数不同,因此探究的是线圈匝数与电磁铁磁性强弱的因素,故D符合题意,ABC不符合题意。故选D。
4.(24-25八年级下·浙江宁波·期末)小曙用自制电磁铁探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”,用相同的漆包线和铁钉绕制成两个电磁铁A和B,实验电路如图所示。下列说法中错误的是( )
A.闭合开关前,滑动变阻器滑片应处于最右端
B.使用该电路是为了控制电磁铁A、B电压相同
C.该实验现象说明电磁铁磁性强弱与线圈匝数有关
D.移除铁钉,电磁铁吸引的大头针数量将减少
【答案】B
【解析】A.闭合开关前,为了保护电路,滑动变阻器的滑片应处于阻值最大处,由图可知滑动变阻器滑片应处于最右端,故A正确,不符合题意;
B.由图可知该电路为串联电路,则使用该电路是为了控制通过电磁铁A、B电流相同,故B错误,符合题意;
C.由图可知通过电磁铁A、B电流相同,A和B线圈匝数不一样,匝数越多,吸引的大头针越多,说明磁性越强,通过该现象可以说明电磁铁磁性强弱与线圈匝数有关,故C正确,不符合题意;
D.移除铁钉,电磁铁磁性减弱,则电磁铁吸引的大头针数量将减少,故D正确,不符合题意。故选B。
5.(24-25八年级下·浙江金华·月考)如图,当闭合开关时,小车被向右推出。保持每次实验中条形磁铁和线圈的距离不变,则下列操作能使小车推出更远的是( )
A.增加电磁铁线圈的匝数 B.调换电源的正极和负极
C.将滑片P向左端移动 D.抽去螺线管内的铁芯
【答案】A
【解析】A.当闭合开关时,小车被向右推出,表明小车上条形磁体与线圈是相互排斥的,在电流一定时,增加电磁铁线圈的匝数,可以增大电磁铁的磁性,增大与小车之间的斥力,小车被推出的越远,故A符合题意;
B.调换电源的正极和负极不能改变电流大小,无法改变电磁铁磁性的强弱,故B不符合题意;
C.将滑片P向左端移动,滑动变阻器接入电路的电阻变大,根据欧姆定律可知,通过电磁铁的电流变小,磁性变弱,小车被推出的距离变近,故C不符合题意;
D.抽去螺线管内的铁芯,电磁铁的磁性变弱,小车被推出的距离变近,故D不符合题意。
故选A。
6.(24-25八年级下·浙江温州·期中)小科所在的项目化小组制作了磁悬浮地球仪,图是其内部结构图,地球仪内部顶端是一块磁铁,支撑装置顶部内有电磁铁,通电之后将地球仪放在适当位置即可悬浮。
(1)以下能实现地球仪悬浮的装置图是( )
A. B. C. D.
(2)为了适应不同需求,地球仪的悬浮高度是可调的,下列能使地球仪的高度上升的做法是( )
A.减少线圈的匝数 B.增大电源电压
C.增加一个定值电阻与电磁铁串联 D.抽掉电磁铁铁芯
【答案】(1)ABD (2)B
【解析】(1)地球仪悬浮说明下方的磁体与螺线管产生的磁极相互排斥。
A.下方磁体上端为N极,上方螺线管下方为N极,相互排斥,故A符合题意;
B.下方磁体上端为S极,上方螺线管下方为S极,相互排斥,故B符合题意;
C.下方磁体上端为S极,上方螺线管下方为N极,相互吸引,故C不符合题意;
D.下方磁体上端为S极,上方螺线管下方为S极,相互排斥,故D符合题意。故选ABD。
(2)A.若保持其它条件不变,将电磁铁的线圈匝数变少,电磁铁磁性变弱,地球仪受到的磁力减小,地球仪的高度会变低,故A不符合题意;
B.若保持其它条件不变,增大电源电压,电路中的电流也会增大,电磁铁磁性变强,地球仪受到的磁力增大,地球仪的高度上升,故B符合题意;
C.若保持其它条件不变,增加一个定值电阻与电磁铁串联,电路中的总电阻会增大,电路中的电流会减小,电磁铁磁性变弱,地球仪受到的磁力减小,地球仪的高度会变低,故C不符合题意;
D.若保持其它条件不变,抽掉电磁铁铁芯,电磁铁磁性变弱,地球仪受到的磁力减小,地球仪的高度会变低,故D不符合题意。故选B。
7.(24-25八年级下·浙江温州·期中)如图为项目学习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端指向地理北方
C.电子从铜片经螺线管流到锌片 D.通电螺线管外C点的磁场比B点强
【答案】B
【解析】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端为极,A端为极,故A错误;
B.根据地磁的磁极和磁极间的相互作用可知,静止时通电螺线管的B端指向地理北方,故B正确;
C.已知电流的方向是从铜片经螺线管到锌片,电子定向移动的方向与电流方向相反,因此电子从锌片经螺线管流到铜片,故C错误;
D.磁体中磁极的磁性是最强的,因此螺线管外C点的磁场比B点弱,故D错误。故选B。
8.(24-25八年级下·浙江杭州·期中)如图所示,闭合电磁铁开关S,条形磁铁静止在水平桌面上,下列判断正确的是 ( )
A.电磁铁的右端为S极
B.条形磁铁受到桌面对其向左的摩擦力
C.若改变电源的正负极,条形磁铁受到的摩擦力大小不变
D.将滑动变阻器的滑片向右移动,条形磁铁受到的摩擦力增大
【答案】C
【解析】A.电流从螺线管的左端流入,由安培定则可知,电磁铁左侧为S极,右侧为N极,故A错误;
B.电磁铁左侧为S极,条形磁铁右侧为S极,同名磁极相互排斥,即条形磁铁受到水平向左的斥力,条形磁铁处于静止状态,受到的摩擦力和斥力是平衡力,说明受到水平向右的摩擦力,故B错误;
C.改变正负极,电磁铁的磁极方向相反,但磁场强度不变,左侧由S极变为N极,与条形磁铁相互吸引,条形磁铁受到的摩擦力方向水平向左,但大小不变,故C正确;
D.滑片向右移,滑动变阻器连入电路的阻值增大,由欧姆定律可知,电路中电流减小,电磁铁磁性减弱,斥力减小,可知条形磁铁受到的摩擦力减小,故D错误。故选C。
9.(23-24八年级下·浙江湖州·期中)如图所示,水平面上的小车上有一条形磁铁,左侧有一螺线管。
(1)闭合开关,观察到小车向 运动,最终停止。
(2)利用本装置,只通过控制开关和调节滑动变阻器滑片的位置,可以探究的实验有 。(可多选)
A.电流有无对电磁铁磁场有无的影响 B.电流大小对电磁铁磁场强弱的影响
C.电流方向对电磁铁磁场方向的影响 D.线圈匝数对电磁铁磁场强弱的影响
【答案】(1)右(2)AB
【解析】(1)电流从线圈右端流入左端流出,根据安培定则可知,通电螺线管的左端是N极,右端为S极,小车上的磁铁左端为S极,同名磁极相互排斥,小车受到了一个向右的排斥力,小车就会向右运动。
(2)A.闭合开关,电路中有电流通过,小车被推出,说明电磁铁有磁性,断开开关,电路中无电流,小车不动,说明电磁铁没有磁性,故A符合题意;
B.闭合开关,调节滑动变阻器滑片,电路中电流大小改变,小车运动的距离发生改变,说明电磁铁周围的磁场强弱发生变化,故B符合题意;
C.只通过控制开关和调节滑动变阻器滑片P的位置,无法改变电流方向,所以无法探究电流方向对电磁铁磁场方向的影响,故C不符合题意;
D.只通过控制开关和调节滑动变阻器滑片P的位置,不能改变线圈匝数,无法探究线圈匝数对电磁铁磁场强弱的影响,故D不符合题意。故选AB。
10.(23-24八年级下·浙江台州·期末)英国科学家法拉第引入磁感线形象地描述磁体周围的磁场分布。如图是通电螺线管周围的磁感线分布,由此可以判断电源左端为 极,当在通电螺线管中间插入铁芯,则磁感线分布将变 (选填“疏”或“密”)。加入铁芯的通电螺线管相比于条形磁铁,其优点是可以通过 来控制磁性的有无。
【答案】正 密 电流的有无
【解析】由于在磁体外部磁感线从磁体的北极出来,回到南极,所以通电螺线管的左端为N极,右端为S极,根据安培定则,电流从通电螺线管的左端流入,右端流出,所以电源左端为正极;如果在螺线管的中间插入铁芯,便做成了电磁铁,磁性会变强,所以磁感线分布将变密;电磁铁通电有磁性,断电无磁性,所以可以利用电流的有无来控制磁性的有无。
11.(24-25八年级下·浙江杭州·期中)某小组在做“探究通电螺线管外部磁场分布”实验中:
(1)通电螺线管周围的小磁针N极指向如图甲所示,由图可以判断,通电螺线管外部的磁场分布与 磁体的磁场分布相似;
(2)调换通电螺线管所接电源的正负极,发现小磁针指向转动180°,南北极发生了对调,由此可知:通电螺线管外部的磁场方向与螺线管中 有关;
(3)继续探究,利用图乙实验装置和多枚大头针进行研究电磁铁磁性强弱与线圈匝数关系的实验。请写出具体的实验操作步骤:
。
【答案】(1)条形(2)电流方向(3)见解析
【解析】(1)由甲图中小磁针的排列情况可知,通电螺线管的右端为N极,左端为S极,在磁体外部,磁感线从N(北)极出发回答S(南)极,其磁场分布与条形磁体的磁场分布相似。
(2)调换通电螺线管所接电源的正负极,发现小磁针指向转动180°,说明通电螺线管的南、北极发生了对调,由此可知:通电螺线管外部的磁场方向与螺线管中的电流方向有关:
(3)研究电磁铁磁性强弱与线圈匝数关系的实验中,需保持通过线圈的电流不变,改变线圈的匝数,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;具体的实验操作步骤:1.先将开关S接a,观察电流表示数及吸引大头针的数目;2.再将开关S从a换到b,调节变阻器的滑片P,使电流表示数保持不变,再次观察吸引大头针的数目;3.重复多次实验,比较两次吸引的大头针数目的多少,得出结论。
12.(24-25八年级下·浙江绍兴·期末)为研究影响电磁铁磁性强弱的因素,小柯进行了如下实验。
【实验器材】学生电源、电流表、开关、滑动变阻器、导线、电子测力计、铁块P、电磁铁(用漆包线制作的电磁铁,每50匝抽出一个接线端a、b、c、d,线圈电阻不计)等。
【装置简图】如图所示连接各项器材。
【实验过程】
①电子测力计挂上铁块P后再调零,悬挂在铁架台上,并保持电磁铁与铁块P的距离不变。
②断开开关S,将电磁铁a、e接线柱按图示接入电路,将滑动变阻器的滑片置于最右端。
③闭合开关S,调节滑片,测得3组电流表的示数I和电子测力计的示数F,并将数据记录在表格中。
【数据收集】通过项目的实施,收集到如下表中的相关数据。
实验次数
1
2
3
I/A
0.34
0.40
0.44
F/N
0.15
0.20
0.22
【分析归纳】根据表中数据可以得出的初步结论是
;
【拓展思考】
(1)若利用此装置,继续探究电磁铁的磁性强弱与线圈匝数的关系。在第③步骤后面再加步骤④,④步骤是 ;
(2)下列探究活动中与上述实验探究方法相同的是( )
A.研究磁场时,用磁感线形象的描述 B.研究液体内部压强时,借助压强计
C.研究分子特性时,用黄豆和芝麻混合实验 D.研究电流的有无时,串联一个小灯泡
【答案】见解析(1)见解析(2)BD
【解析】根据表格数据可知,电流增大时,电子测力计示数增大,说明电磁铁对铁块的吸引力增大,磁性增强。故初步结论为:在电磁铁线圈匝数一定时,通过电磁铁的电流越大,电磁铁的磁性越强。
(1)探究电磁铁磁性强弱与线圈匝数的关系时,应控制电流不变,改变线圈匝数。所以步骤④是:保持滑动变阻器滑片位置不变,将电磁铁的接线端由a、e改接到b、e(或c、e或d、e),改变线圈匝数,再测得3组电流表的示数I和电子测力计的示数F,并记录数据。
(2)该实验通过电子测力计示数反映电磁铁磁性强弱,运用了转换法;
A.研究磁场时,用磁感线形象地描述,运用的是模型法,故A不符合题意;
B.研究液体内部压强时,借助压强计,通过压强计U形管两侧液面的高度差来反映液体内部压强的大小,运用了转换法,故B符合题意;
C.研究分子特性时,用黄豆和芝麻混合实验类比分子间有间隙,运用的是类比法,故C不符合题意;
D.研究电流的有无时,串联一个小灯泡,通过小灯泡是否发光来判断电流是否存在,运用了转换法,故D符合题意。故选BD。
13.(24-25八年级下·浙江宁波·期中)为了探究电磁铁的磁性强弱跟哪些因素有关,小科同学用漆包线(表面涂有绝缘漆的导线)在大铁钉上绕若干匝,连接电路,如图中甲、乙、丙、丁为实验中观察到的四种情况。
(1)比较乙、丙两图,可通过观察 来判断电磁铁磁性的强弱;
(2)利用图丁探究电磁铁磁性强弱与线圈匝数的关系,将两个电磁铁串联的目的是
;小科将滑动变阻器滑片移到最右端时,两个电磁铁吸引铁钉的数量均为0,小明认为此时两个电磁铁的磁性都消失了。请你写出简要的实验思路来检验小明的观点: 。
(3)利用上述结论分析图戊,下列措施中能使图中电磁铁磁性减弱的是 。
A.滑片P向右移动,其他条件不变 B.滑片P向左移动,其他条件不变
C.开关S由1扳到2,其他条件不变 D.电源的正负极对调,其他条件不变
【答案】(1)电磁铁吸引的大头针的数目(2)控制电流大小相同 见解析(3)AC
【解析】(1)比较乙、丙两图,可通过观察电磁铁吸引的大头针的数目来判断电磁铁磁性的强弱;电磁铁吸引的铁钉越多,电磁铁的磁性越强。
(2)利用图丁探究电磁铁磁性强弱与线圈匝数的关系,将两个电磁铁串联的目的是控制电流大小相同。小科将滑动变阻器滑片移到最右端时,两个电磁铁吸引铁钉的数量均为0,为了检测此时两个电磁铁的磁性是否消失了,可以将小磁针放在电磁铁的周围不同位置,观察小磁针是否会发生偏转;或者将其周围细铁屑,观察铁屑能不能被吸起来。
(3)A.滑片P向右移动,其他条件不变,电路中电阻变大,电流变小,电磁铁的磁性减弱,故A符合题意;
B.滑片P向左移动,其他条件不变,电路中电阻变小,电流变大,电磁铁的磁性增强,故B不符合题意;
C.开关S由1扳到2,其他条件不变,线圈的匝数减少,电磁铁的磁性减弱,故C符合题意;
D.电源的正负极对调,其他条件不变,只能改变电磁铁的极性,不能改变磁性强弱,故D不符合题。故选AC。
14.(24-25八年级下·浙江台州·期末)某兴趣小组在探究“电磁铁磁性强弱与哪些因素有关”的实验中,设计了如图所示电路,并进行实验,实验结果如下表。
线圈接线点
接线柱1
接线柱2
接线柱3
实验次数
1
2
3
4
5
6
7
8
9
电流(安)
0.8
1.2
1.6
0.8
1.2
1.6
0.8
1.2
1.6
指针所指的刻度值大小
0.8
1.2
1.6
0.6
0.9
1.2
0.4
0.6
0.8
(1)该实验是根据 来判断电磁铁的磁性强弱;
(2)进行1、2、3三次实验基于的假设是电磁铁磁性强弱与 有关;
(3)在进行第4次实验时,将开关S从1换到2后,接下来应进行的操作是
;
(4)分析表中1、4、7三次实验数据,可以得出的结论是
。
【答案】(1)指针所指的刻度值大小(2)电流大小(3)移动滑动变阻器,使电流示数保持不变
(4)当电流相同时,连入电路的线圈匝数越多,电磁铁磁性越强
【解析】(1)实验中运用转换法,磁性越强,作用力越大,通过观察指针所指的刻度值大小来表示电磁铁的磁性强弱。
(2)1、2、3三次实验线圈的匝数相同,电流的大小不同,因此基于的假设是电磁铁磁性强弱与电流大小有关。
(3)探究电磁铁磁性强弱与线圈匝数之间的关系,需要控制电流的大小相同,因此在进行第4次实验时,将开关S从1换到2后,接下来应进行的操作是移动滑动变阻器,使电流示数保持不变。
(4)1、4、7三次实验电流的大小相同,线圈的匝数不同,且线圈的匝数越多,指针所指的刻度值越大,说明电磁铁磁性越强,因此可得结论为:当电流相同时,连入电路的线圈匝数越多,电磁铁磁性越强。
15.(24-25八年级下·浙江温州·期中)兴趣小组利用如图电路探究有无铁芯对通电螺线管磁性强弱的影响,通电螺线管线圈匝数为5匝,左侧用细线悬挂一个小球,闭合开关后小球被通电螺线管吸引,当小球保持稳定不动时测量细线与水平方向的夹角α,记录如下表。已知线圈具有一定的电阻值。
实验组别
有无铁芯
夹角α大小(°)
1
有铁芯
α1
2
无铁芯
α2
(1)下列可用于制作小球的材料有( )
A.铁 B.铜 C.铝 D.镍
(2)根据实验结果小明得出结论:铁芯会增强通电螺线管的磁性。则α1和α2的大小关系为
。
(3)利用如图电路还可进一步探究线圈匝数对通电螺线管磁性强弱的影响,请写出具体的实验步骤
。
【答案】(1)AD(2)α1>α2(3)见解析
【解析】(1)通电螺线管能吸引磁性材料制成的小球,铁和镍是磁性材料,能被通电螺线管吸引;铜和铝不是磁性材料,不能被通电螺线管吸引,所以可用于制作小球的材料是铁和镍。故选AD。
(2)通电螺线管插入铁芯后磁性增强,对小球吸引力增大。小球受到重力、细线拉力和通电螺线管吸引力,吸引力越大,细线与水平方向夹角越大。因为有铁芯时通电螺线管磁性强,所以α1>α2。
(3)保持电源电压不变,滑动变阻器滑片位置不变,将通电螺线管的线圈匝数改为3匝,闭合开关,待小球稳定后,测量细线与水平方向的夹角α3并记录。再将通电螺线管的线圈匝数改为 7 匝,保持电源电压和滑动变阻器滑片位置不变,闭合开关,待小球稳定后,测量细线与水平方向的夹角α4并记录。比较α3、α4与之前实验中α1(5匝时)的大小关系,分析得出线圈匝数对通电螺线管磁性强弱的影响。
1.(24-25八年级下·浙江温州·期中)某同学在探究影响电磁铁磁性强弱的实验中采取了如图所示的电路。该实验判断电磁铁磁性强弱的证据是( )
A.电流表示数 B.线圈的匝数
C.滑片的位置 D.吸引大头针数
【答案】D
【解析】A.电流表示数反映的是电路中电流大小,不是电磁铁磁性强弱的直接体现,故A不符合题意;
B.线圈匝数是影响电磁铁磁性强弱的一个因素,而不是判断磁性强弱的证据,故B不符合题意;
C.滑片位置改变是为了调节电路中的电流,不是磁性强弱的判断依据,故C不符合题意;
D.电磁铁磁性越强,吸引大头针的数量就越多,通过吸引大头针数来判断磁性强弱,运用了转换法,故D符合题意。故选D。
2.(双选)(2024·浙江杭州·三模)小金家的单元防盗门锁原理如图所示,图中只画出了其中一家住户的控制开关S。该门锁的工作过程是:平时衔铁被压入门扣内,上锁;楼上的住户闭合控制开关S,门锁上的电磁铁通电后吸引衔铁,解锁。若不计摩擦,关于该门锁,下列说法中正确的是( )
A.闭合开关S,衔铁的左端被磁化为S极
B.断开开关S,衔铁受到弹簧向左的拉力
C.其电磁铁是利用了电流的磁效应来工作的
D.该单元的各住户控制门锁的开关是串联的
【答案】BC
【解析】A.闭合开关S,螺线管上的电流方向是朝上的,根据安培定则可知,衔铁的左端被磁化为N极,故A错误;
B.断开开关S,衔铁被压入门扣内,上锁,弹簧向右被拉长,所以衔铁受到弹簧向左的拉力,故B正确;
C.其电磁铁是利用了电流的磁效应来工作的,电磁铁通电时有磁性,断电无磁性,故C正确;
D.该单元的各住户控制门锁的开关是并联的,可单独使用,故D错误。故选BC。
3.(21-22八年级下·浙江温州·月考)如图为一种温度自动报警器的原理图,图中的水银温度计在制作时,玻璃管中封入了一段金属丝,电源和金属丝相连,当温度达到设定值,电铃报警。下列说法不正确的是( )
A.电磁铁的工作原理是电流的磁效应
B.温度升高至78°C时,电铃报警
C.若将温度计上端的金属丝向下调整,则报警温度会降低
D.电铃工作时,电磁铁a端为N极
【答案】D
【解析】A.电磁铁是利用电流的磁效应工作的,故A不符合题意。
B.温度升高到78°C时,水银柱与上方金属丝连通,使左侧形成通路,电磁铁中有电流通过,电磁铁吸引衔铁,使触点接触,右侧电路接通,电铃发出报警信号,故B不符合题意。
C.若将温度计上端的金属丝向下调整,则报警温度将低于78℃,即报警温度将降低,故C不符合题意。
D.当电铃工作时,电流从电磁铁的左端流入,由安培定则可知,a端为S极.故D符合题意。故选D。
4.(25-26九年级上·浙江金华·开学考试)如图所示,用水平恒力F拉着一块磁性物体在水平面上做匀速直线运动,当磁性物体到达电磁铁AB的正下方时,立即闭合开关S,则对磁性物体运动状态的判断正确的是( )
A.仍保持匀速 B.立即加速 C.立即减速 D.立即停止
【答案】C
【解析】由安培定则可知,电磁铁下端是N极,与磁性物体上端的磁性相同,由于同名磁极相互排斥,可知磁性物体运动到电磁铁正下方时,会受到一个向下的斥力,导致磁体对水平面的压力变大,接触面的粗糙程度不变,可知摩擦力将增大,此时摩擦力大于拉力,物体将做减速运动。故C正确,ABD错误。故选C。
5.(25-26八年级下·浙江·课后作业)如图所示为苹果自动分拣装置的示意图。该装置把大小不同的苹果,按一定质量标准自动分拣为大苹果和小苹果。该装置的托盘秤压在压力传感器R1上,R1所受压力越大阻值越小。当R2两端电压超过某一值时,控制电路接通,电磁铁吸动分拣板的衔铁。该控制电路中包含保持电路,能够确保苹果在分拣板上运动时电磁铁始终保持吸动状态。下列说法正确的是( )
A.为了选出质量更大的苹果可以增加缠绕电磁铁线圈的匝数
B.为了选出质量更大的苹果可以将电源A的输出电压减小
C.为了选出质量更大的苹果可以增大R2的阻值
D.质量大的苹果将进入上通道
【答案】B
【解析】装置的工作原理:压力传感器R1所受压力越大,其阻值越小。控制电路的电源A、R1、R2串联,电磁铁的磁性由电路电流决定。当R2两端电压超过某一值时,控制电路接通,电磁铁吸合衔铁,分拣板向下,小苹果进入下通道;反之,分拣板向上,大苹果进入上通道。
A.增加线圈匝数会增强电磁铁的磁性,使它更容易吸合衔铁,这会让质量更小的苹果就触发分拣,而不是选出质量更大的苹果。故A错误;
B.电源A的输出电压减小,在相同R1下,电路电流减小,R2两端电压也减小。要使R2两端电压达到触发值,需要R1更小,即苹果质量更大,这样才能选出质量更大的苹果。故B正确;
C.增大R2阻值,在相同电流下,R2两端电压会增大,更容易达到触发值,导致质量更小的苹果就触发分拣,无法选出质量更大的苹果,故C错误;
D.质量大的苹果使R1阻值变小,电路电流变大,R2两端电压超过阈值,电磁铁吸合,分拣板向下,苹果进入下通道。故D错误。故选B。
6.(2025·浙江杭州·二模)在学校组织的“磁力小车弹射”比赛中,小科将条形磁铁固定在静止的小车上,电磁铁固定在水平桌面上,如图所示。为使小车运动的距离更远,下列说法正确的是( )
A.向左移动滑动变阻器的滑片 B.将接线柱c的导线改接到接线柱b
C.在小车上换用磁性更强的条形磁体 D.改变电源的正负极
【答案】C
【解析】A.由安培定则可知,电磁铁的右端为N极,由于同名磁极相互排斥,可知小车运动,向左移动滑动变阻器的滑片,电路中接入电阻变大,由可知,电路中的电流变小,磁性变弱,排斥力减小,小车运动的距离变小,故A不符合题意;
B.将接线柱c的导线改接到接线柱b,线圈匝数变少,电流一定时,磁性变弱,排斥力减小,小车运动的距离变小,故B不符合题意;
C.在小车上换用磁性更强的条形磁体,磁性变强,排斥力变大,小车运动的距离变大,故C符合题意;
D.改变电源的正负极,电磁铁的右端为S极,由于异名磁极相互吸引,小车将受到向左的吸引力,运动的距离更近,故D不符合题意。故选C。
7.(25-26七年级上·浙江宁波·开学考试)观察题图,在A、B两个电磁铁的上方分别是用甲、乙两个弹簧测力计悬挂两块相同的铁块。当闭合开关时,弹簧测力计的示数将会( )
A.甲、乙都会变大,并且甲的示数更大 B.甲、乙都会变大,并且乙的示数更大
C.甲、乙都会变小,并且甲的示数更小 D.甲、乙都会变小,并且乙的示数更小
【答案】A
【解析】由题图可知,通电后两个电磁铁都会产生磁性,所以都能吸引甲和乙,则甲和乙的示数都会变大;A电磁铁的线圈匝数比B电磁铁线圈匝数多,两个电磁铁串联,电流相等,则A电磁铁产生的磁性强,所以A电磁铁对甲的吸引力更大,即甲的示数更大,故A符合题意,BCD不符合题意。故选A。
8.(24-25八年级下·浙江宁波·期末)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的通电螺线管。灯座通电后,灯泡会悬浮在灯座上方,半导体芯片发光。下列关于磁悬浮台灯的说法正确的是( )
A.发光的半导体芯片电阻为零
B.通电后螺线管的下端为N极
C.减小图乙线圈中的电流,可让灯泡悬浮得更高
D.悬浮的灯泡没有与电源相连,所以灯泡发光时没有电流通过
【答案】B
【解析】A.半导体芯片不属于超导体,因此电阻不为0,故A错误;
B.乙图中螺线管上导线的电流向左,根据安培定则可知,螺线管的下端为N极,故B正确;
C.减小图乙线圈中的电流,螺线管的磁性会减弱,与灯泡之间的斥力减小,灯泡悬浮得更低,故C错误;
D.灯泡是用电器,若想使灯泡发光,灯泡中一定会有电流,故D错误。故选B。
9.(24-25八年级下·浙江舟山·期中)用表面涂有绝缘漆的漆包线绕在铁钉上做成了电磁铁。如图所示是电磁铁和其他实验器材组成的电路来研究电磁铁磁性的实验。闭合开关后,下列说法正确的是( )
A.实验中用电流表示数的大小来反映电磁铁磁性的强弱
B.电磁铁的上端是N极
C.将铁钉换成铜棒会使磁性增强
D.滑片P向右移动,电磁铁吸引大头针的数目会增多
【答案】D
【解析】A.实验中用吸引铁屑数量的大小来反映电磁铁磁性的强弱,故A错误;
B.线圈上电流方向向左。右手握住螺线管,弯曲的四指指尖向左,此时大拇指指向下端,则下端为N极,电磁铁的上端是S极,故B错误;
C.铜棒不能被磁化,因此将铁钉换成铜棒会使磁性减弱,故C错误;
D.滑片P向右移动,电阻变小而电流变大,则电磁铁磁场变强,那么电磁铁吸引大头针的数目会增多,故D正确。故选D。
10.(24-25八年级下·浙江宁波·期末)如图为某同学自制指南针。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,锌片是盐水电池的负极。下列说法正确的是( )
A.通电螺线管周围的磁场分布与蹄形磁铁类似
B.通电螺线管静止时B端指向地理南方
C.电子从锌片经导线流到铜片
D.若在C点处放上一枚小磁针,小磁针的N极指向右边
【答案】C
【解析】A.通电螺线管周围的磁场分布与条形磁铁类似,而不是蹄形磁铁,故A错误;
B.已知铜片是盐水电池的正极,锌片是盐水电池的负极,根据电流方向的规定,在电源外部,电流从正极流向负极,所以电流从铜片经导线流向锌片,即电流从通电螺线管的A端流入,B端流出。 根据安培定则:用右手握住通电螺线管,让四指指向电流的方向,则大拇指所指的那一端是通电螺线管的N极。由此可判断出通电螺线管的B端为N极。 由于地磁的南极在地理的北极附近,地磁的北极在地理的南极附近,根据磁极间的相互作用规律“同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引”,可知通电螺线管静止时B端(N极)指向地理北方,故B错误。
C.在金属导体中,自由电子定向移动形成电流。电流方向的规定是正电荷定向移动的方向,而电子带负电,所以电子定向移动的方向与电流方向相反。 因为在电源外部电流从铜片经导线流向锌片,所以电子从锌片经导线流到铜片,故C正确。
D.在磁场中,小磁针静止时N极所指的方向与该点的磁场方向一致。 由前面分析可知通电螺线管的B端为N极,A端为S极,根据磁感线的特点,在磁体外部,磁感线从N极出发回到S极,所以C点处的磁场方向是向左的,那么在C点处放上一枚小磁针,小磁针的N极应指向左边,故D错误。故选C。
11.(24-25八年级下·浙江杭州·期末)小滨自制了一台电磁起重机,如图所示。为了研究如何增大电磁起重机的磁性,小滨利用电磁起重机的电路图开展了如下实验探究,进行测量并记录,数据列于下表。
线圈匝数/圈
组别
电流/A
吸引小铁钉的数量/个
50
1
0.8
6
2
1.2
9
3
1.5
11
100
4
0.8
8
5
1.2
10
6
1.5
12
(1)小滨是通过比较 来判断电磁起重机磁性强弱的。
(2)小滨发现,在图乙中下面小铁钉散开的原因是: 。
(3)为研究电磁起重机磁性强弱与线圈匝数关系,可选择 组进行对比。
(4)由实验可知,增大电磁起重机的磁性方法有 。
【答案】(1)吸引小铁钉的数量
(2)铁钉被磁化,下端为同名磁极相互排斥而分开
(3)1和4(或2和5、3和6)
(4)增大电流和增加线圈匝数
【解析】(1)实验中小滨是通过比较吸引小铁钉的数量来判断电磁起重机磁性强弱的。吸引小铁钉数量越多,说明电磁起重机磁性越强,这是一种转换法,将不易直接观察的磁性强弱转换为容易观察和测量的吸引小铁钉的数量。
(2)小滨发现,在图乙中下面小铁钉散开的原因是: 铁钉被磁化,下端为同名磁极相互排斥而分开。
(3)为研究电磁起重机磁性强弱与线圈匝数关系,需要控制电流大小相等,只改变线圈匝数,故选 1和4(或2和5、3和6) 组进行对比。
(4)当线圈匝数固定(如50圈),电流从0.8A增大到1.5A(组1到组3),吸引小铁钉数量从6个增加到11个,表明磁性随电流增大而增强。当电流固定(如0.8A),线圈匝数从50圈增加到100圈(组1和组4),吸引小铁钉数量从6个增加到8个,表明磁性随线圈匝数增加而增强。综上所述,增大电流或增加线圈匝数均可有效增强电磁起重机的磁性。
12.(24-25八年级下·浙江绍兴·期中)为探究通电螺线管的磁性除了与是否带铁芯有关系之外,还跟哪些因素有关呢?
小明作了以下猜想:
①通电螺线管的磁场强度可能与电流大小有关;
②通电螺线管的磁场强度可能与 有关;
小明设计了如图所示的实验装置,请回答下列问题:
(1)请将猜测②的横线处补充完整 ;
(2)小明在A、B两个铁钉的下方均匀地撒上铁屑,然后闭合开关观察到A吸引的铁屑要比B多,可以得出结论 ;
(3)像本实验这样将不易观察的磁场强弱通过观察比较吸引铁屑的数量来体现的方法称为转换法,下列实验中运用了相同方法的是 。
A.研究分子的特性时,用黄豆和米粒混合实验
B.研究电流的有无时,串联一个小灯泡
C.研究电流的特点时,通过类比水流帮助理解
(4)电磁铁吸引的大头针下端分散的原因是 。
【答案】(1)线圈匝数(2)在电流相等且都有铁芯时,线圈匝数越多电磁铁的磁性越强
(3)B(4)大头针被磁化,同名磁极相互排斥。
【解析】(1)通电螺线管的磁性大小与两个因素有关:①电流大小;②线圈匝数,因此猜测②的横线处应该是线圈匝数。
(2)由图可知,闭合开关后,两个螺线管串联,通过两个螺线管的电流相等,观察到A吸引的铁屑多,说明A的磁性大,由图可知A的线圈匝数更多,因此得到结论:在电流相等且都有铁芯时,线圈匝数越多电磁铁的磁性越强。
(3)A.研究分子的特性时,用黄豆和米粒混合实验,使用的是类比法,故A不符合题意;
B.电流看不到摸不着,串联一个灯泡,利用灯泡是否发光反应电流的存在,使用了转换法,故B符合题意;
C.研究电流的特点时,通过类比水流帮助理解,使用了类比法,故C不符合题意。故选B。
(4)电磁铁的磁场使大头针被磁化,由于异名磁极互相吸引,电磁铁吸引大头针的同一个磁极,大头针的下端为同名磁极,大头针下端由于同名磁极互相排斥而张开。
13.(24-25八年级下·浙江绍兴·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,其阻值随磁场强度的增大而减小。
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表的读数I1,A2表的读数I2;
②将开关S1连接到2位置,记录此时A1表的读数I3,A2表的读数I4;
③将开关S1连接到3位置,记录此时A1表的读数I5,A2表的读数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的读数大小(2)没有控制通电螺线管的电流大小不变(3)I2>I4>I6
【解析】(1)因为R2为磁敏电阻,其阻值随磁场强度的增大而减小,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表的读数会增大,反之亦然,故可通过A2表的读数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线圈匝数的关系时,应保持通过螺线管的电流大小不变,而该实验中只通过滑动变阻器调到合适位置,在改变开关S1的连接位置时,电路中的总电阻会发生变化,从而导致电流大小改变,无法探究线圈匝数对磁性强弱的影响。
(3)当改正错误,即控制通过螺线管的电流大小相等(I1=I3=I5)时,若通电螺线管的线圈匝数越多磁性越强,那么线圈匝数越多,产生的磁场强度越大,R2阻值越小,A2表的读数越大,所以会出现I2>I4>I6的情况。
14.(24-25八年级下·浙江衢州·期末)以下是项目化学习小组设计的新型电磁避震器。
【项目名称】全地形电瓶车:魔改避震器。
【项目背景】传统弹簧避震器在不同路面条件下稳定性与舒适性难以兼顾。现市面上绝大部分的电瓶车依靠弹簧进行避震,弹簧本身的弹性决定了避震的软硬。易压缩的弹簧在过碎石路时会比较舒适,但在过大坑洼时会比较晃晃悠悠,不够稳定。不易压缩的弹簧在过大坑洼时会比较稳定,但过碎石路时会比较颠簸,不够舒适。
【项目要求】避震器能自动调节,实现在碎石路面和坑洼路面均有较强的稳定性和舒适性。
【项目设计】根据要求设计如图所示的避震装置。
(1)【原理分析】闭合开关后,电磁铁上方是 极。当经过碎石路面时,电瓶车车轮所受压力较小,电磁铁与磁体之间的作用力较小,容易压缩,避震较软,在平缓路面也有很强的舒适性。当经过坑洼路面时,电瓶车车轮所受压力较大,电磁铁与磁体之间的作用力较大,难以压缩,避震较硬,以增强在坑洼路面的稳定性。
(2)【器材选择】电磁继电器(线圈电阻为40Ω)、压敏电阻、开关、导线等。要满足上述项目要求,他们应选择下表中的压敏电阻 (填字母)。
起伏程度
平缓
较平缓
较坑洼
坑洼
压力/×103N
2
4
6
8
压敏电阻A/Ω
160
100
60
40
压敏电阻B/Ω
40
60
100
160
(3)【项目调试】路过坑洼路段时,通过电磁继电器的电流为0.06安,避震较为稳定和舒适,则该电路的电压为多少?
(4)【评价与改进】下表为电磁避震器的评价量表:
“电磁避震器”评价量表
评价指标
优秀
合格
不合格
指标一:自动化
能在不同类型的路面实现连续自动调节
能在不同类型的路面实现分段自动调节
不能自动调节
指标二:个性化
能根据个人喜好连续调节避震软硬
能根据个人喜好分段调节避震软硬
不能根据个人喜好调节避震软硬
根据评价量表该小组制作的电磁避震器指标一评价为“优秀”,指标二评价为“不合格”。为使指标二达到“优秀”,请你提出一条合理的改进意见: 。
【答案】(1)S(2)A(3)4.8V(4)电路中串联一个滑动变阻器
【解析】(1)根据安培定则,用右手握住螺线管,让四指指向螺线管中电流的方向,则大拇指所指的那端就是螺线管的N极。由图可知,闭合开关后,电流从螺线管的上端流入,下端流出,用右手握住螺线管,四指指向电流方向,大拇指向下,所以电磁铁下方是N极,上方是S极。
(2)当经过碎石路面时,电瓶车车轮所受压力较小,电磁铁与磁体之间的作用力较小,容易压缩,避震较软;当经过坑洼路面时,电瓶车车轮所受压力较大,电磁铁与磁体之间的作用力较大,难以压缩,避震较硬。 要实现这样的功能,压敏电阻应随着压力的增大而减小,这样才能使电路中的电流增大,电磁铁的磁性增强,从而使电磁铁与磁体之间的作用力增大。 由表格数据可知,压敏电阻A的阻值随着压力的增大而减小,符合要求,所以应选择压敏电阻A。
(3)路过坑洼路段时,压力为8×103N,此时压敏电阻A的阻值为40Ω,电磁继电器的线圈电阻为40Ω,则电路的总电阻R=R压敏+R线圈=40Ω+40Ω=80Ω
已知通过电磁继电器的电流I=0.06A,由可知,电路的电压U=IR=0.06A×80Ω=4.8V
(4)指标二要求能根据个人喜好连续调节避震软硬,而该小组制作的电磁避震器指标二评价为“不合格”,说明不能根据个人喜好调节避震软硬。 为使指标二达到“优秀”,可以在电路中接入一个滑动变阻器,通过调节滑动变阻器的阻值来改变电路中的电流,从而改变电磁铁的磁性强弱,实现根据个人喜好连续调节避震软硬。
15.(2026·浙江衢州·一模)燃气灶常配备有熄火保护装置。当火焰正常燃烧时,热电偶的一端受火焰加热,另一端温度较低,能产生一定的电压,与其连接的电磁铁产生磁场,吸合衔铁使活塞向左运动,从而保持燃气阀门开启,维持燃气供应(图甲)。当火焰意外熄灭时,热电偶两端的温度差迅速下降,影响电磁铁的磁性,衔铁在弹簧作用下复位,关闭燃气阀门,切断燃气供应(图乙)。
(1)图甲中电磁铁的右端是 极。
(2)要实现熄火保护,热电偶产生的电压会随两端的温度差的降低而 。
(3)热电偶可以把温度信号转化为电信号,利用这种性质可以把热电偶做成 (填仪器名称)。
【答案】(1)N/北(2)减小(3)温度计
【解析】(1)根据安培定则,右手握住电磁铁,四指顺着电流方向,大拇指指向的一端为N极。结合图甲的电流方向和线圈绕法可判断,电磁铁右端是N极,也就是北极。
(2)火焰熄灭后,温度差下降,电磁铁磁性减弱到无法吸合衔铁,才能触发关闭阀门;电磁铁磁性强弱和电流大小有关,电流越小磁性越弱,而电流由热电偶提供的电压驱动,因此热电偶的电压会随温度差降低而减小。
(3)热电偶可以将温度信号转化为电信号,能通过电信号反映温度高低,因此利用这个性质可以做成温度计测量温度。
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