3.2电流的磁场 讲义-2025-2026学年浙教版科学八年级下册

3.2 电流的磁场 知识点一：直线电流的磁场 1.奥斯特实验 （1）1820年，丹麦物理学家奥斯特发现了电流的磁效应。 （2）实验及现象： a.当给小磁针上方与其平行的直导线通电时，可观察到小磁针发生了偏转（如图甲所示）。 b.电路断电后，小磁针不发生偏转（如图乙所示）。 c.改变电流的方向，观察到小磁针的偏转方向发生改变，即偏转方向与第一次偏转方向相反（如图丙所示）。 （3）结论：由a得，小磁针受到了力的作用，通电导线的周围存在磁场。 由c得，通电导线周围的磁场方向与电流的方向有关。 【注】由于地磁场的存在，小磁针静止时处于南北指向，为使实验结果更明显，做奥斯特实验时，通电导线应沿南北方向放置。 2.电流的磁效应 任何导线中有电流通过时，其周围会产生和磁体周围一样的磁场，这种现象叫做电流的磁效应。奥斯特实验揭示了电现象与磁现象不是孤立的，而是密切联系的，奥斯特实验是第一个揭示电与磁联系的实验。。 【转换法】 奥斯特实验中，通电导线产生的磁场看不见，通过在导线下方放一平行于导线的小磁针发生偏转，说明通电导线周围存在磁场。 3.直线电流的磁场分布特点 (1)通电直导线的周围存在磁场，且磁场方向与电流方向有关； (2)以直导线上各点为圆心的一些同心圆，在垂直于导线的平面上，越靠近通电导线，磁场越强，磁感线越密。（如图所示）。 右手安培定则1：右手握住直导线，大拇指指向电流方向，那么四指弯曲所指的方向就是磁场的方向。 注意:如果描述的是自由电子的定向移动方向,要注意该方向与电流方向相反。 知识点二：通电螺线管的磁场 1.通电螺线管的有关实验 （1）通电螺线管：将直导线绕成螺旋状，然后通电，就构成了通电螺线管。 通电螺线管能吸引回形针（如图所示），说明通电螺线管周围存在磁场。 (2)通电螺线管的磁场分布特点 ①通电螺线管周围的磁场与条形磁体的磁场很相似。螺线管的两端相当于条形磁体的两极。 ②通电螺线管的磁极跟螺线管中的电流方向有关，改变电流方向，螺线管的磁极会发生变化。 2.右手螺旋定则（也叫安培定则） (1)通电螺线管磁极判定：用右手握螺线管，让四指弯向螺线管中的电流方向，大拇指所指的那一端就是通电螺线管的北极（如下左图所示）。 (2)直线电流周围磁场方向判定：用右手握住导线，让大拇指指向电流的方向，四指弯曲的方向就是直线电流产生的磁场方向（如上右图所示）。 (3)右手螺旋定则的说明 ①决定通电螺线管磁极极性的根本因素是通电螺线管上电流的环绕方向，而不是通电螺线管上导线的绕法和电源正负极的接法。当两个螺线管上电流的环绕方向一致时，它们两端的磁极极性相同。 ②在判断通电螺线管磁极极性时，四指的环绕方向必须跟螺线管上电流的环绕方向一致。 ③N极和S极一定在通电螺线管的两端。 （4）直线电流周围的磁场与通电螺线管的磁场的比较 大拇指 四指 直流电流 电流方向 磁场方向 通电螺线管 磁场北极 电流方向 知识点三：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 【注】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。 【注】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。 知识点四：电磁继电器 1.实质 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 主要由电磁铁、衔铁、弹簧、动触点组成，如图所示。 控制电路：低压电源、电磁铁、弹簧、动触点、开关等。 工作电路：高压电源、用电器、静触点等。 3.工作原理 (1)闭合低压电源开关→控制电路接通→电磁铁有磁性→吸引衔铁→使B、C两个接线柱所连的触点接通→电动机工作、绿灯亮。 (2)断开低压电源开关→控制电路断开→电磁铁磁性消失→弹簧复位→使A、B两个接线柱所连的触点接通→电动机停止工作、红灯亮。 【注】在控制电路中接入对温度、压力或光照敏感的元件，利用这些元件控制电路的通断，可以实现对温度、压力或光的自动控制。 4.作用 ①可以实现低电压和弱电流来控制高电压和强电流； ②可以实现自动控制和远距离控制。 5.磁悬浮列车 (1)工作原理 原理：利用“同名磁极互相排斥，异名磁极互相吸引”。 通过轨道上的强电磁铁对列车上的电磁铁的磁极的相互吸引或排斥而使列车悬浮起来，使列车与轨道没有接触，消除了列车与轨道之间的摩擦。磁悬浮列车的阻力很小，因此运行速度很快。 （2）磁悬浮列车是怎样运行的？ 1　 与常规的动力来自于机车头的火车不同，磁悬浮列车的动力来自于轨道。轨道两侧装有电磁体，它与列车上的磁铁相互作用。 2　 列车行驶时，车头的磁铁（N极）被轨道上靠前一点的电磁体（S极）所吸引，同时被轨道上稍后一点的电磁体（N极）所排斥——结果是前面“拉”，后面“推”，使列车前进。 6.其他应用 1　 水位自动报警器是利用电磁继电器工作的装置,请按下列要求连接如图所示的水位自动报警器电路:当水位在安全位置以下时,绿灯亮,水位达到安全位置上限时,红灯亮。 工作原理：当水位在安全以下时，控制电路断开，电磁铁无磁性，衔铁被弹簧拉起，与上面的触头接触，此时绿灯亮； 水位到达安全位置上限时，控制电路接通，电磁铁有磁性，衔铁被吸下，与下面的触头接触，此时红灯亮，则连接如图所示： 2　 电磁门锁已广泛应用于日常生活。打开电磁锁的门往往要用插卡的方式。根据你现有的知识，说明电磁门锁的工作原理，并简要画出原理图。 工作原理：闭合开关后，电磁铁中有电流通过，电磁铁具有磁性，能吸引铁质插销使门锁打开,并且弹簧被拉长；断开开关后，电磁铁中无电流通过，电磁铁会失去磁性，铁质插销会在弹簧弹力的作用下插入插槽，门锁关闭。 原理图： 3　 如图所示为电铃的工作原理图，B为衔铁，与弹性片A相连，请根据电磁铁的工作原理，分析电铃是如何发出铃声的。 工作原理：电路闭合，电磁铁产生磁性，吸引衔铁B，使铁锤向铁铃方向运动，铁锤打击铁铃而发出声音，同时电路断开，电磁铁失去了磁性，铁锤又被弹回，电路闭合。如此不断重复，电铃发出了持续的铃声。 知识点五：信息的磁记录 1.硬盘上的信息记录 (1)作用：硬盘是信息磁记录的重要器件，它广泛应用于计算机、移动电话、影像播放器、游戏机、掌上电脑、数码摄像机等数码产品中。 (2)结构：主要由磁记录盘片、读写磁头以及其他配件组成。盘片表面均匀地涂有一层极薄的磁性颗粒（小磁体），读写磁头实际上就是一块电磁铁。 (3)信息的记录与读取 ①磁记录的过程：在硬盘上存入数据时，将声音、图像、数字等等需要记录的信息转变为电信号，电流通过读写磁头转变为记录磁场，用这个磁场使盘片上的磁性颗粒按照记录磁场的方向排列，信息就记录在盘片中了。如下图所示。 ②读取信息的过程：读取时，使记录的磁信息通过磁头转变为电信号，再将电信号转变成声音、图像、数字等等信息。如下图所示。 2.银行磁卡 银行等机构发行的磁卡，其背面的磁条里记录着持卡人的账号等信息。使用磁卡时，磁条中的信息经由机器读出，也可在磁卡上写入新的信息。 3.录音机和录像机的磁头 录音机和录像机的磁头也是由电磁铁制成。录音机和录像机将需要记录的声音和图像转变成电信号，通过磁头记录在磁带上。 4.电磁铁的其他应用 在实际生活中，电磁铁还有其他广泛的应用，如发电机、电动机、电磁起重机、洗衣机、电饭锅、机器人等都用到了电磁铁。 【拓展延伸】①电磁选矿机和电磁起重机 a.电磁选矿机的工作原理： 电磁选矿机中的半环是电磁铁，通入电流时就会有磁性，通过外筒的转动，将铁磁性物质与非铁磁性物质分开（如图所示）。 b.电磁起重机的工作原理：电磁起重机的核心是一块大的电磁铁，它的铁芯是用软铁制成的，其磁性的有无可利用电流的通断来控制，其磁性的强弱可以通过改变电流的大小来控制，电磁起重机可以方便地实现重型钢铁的搬运。 ②电话 a.电话的主要组成部分是送话器和受话器，它们之间用一对电话线相连。送话器相当于话筒，受话器又叫听筒，相当于扬声器。受话器里有一块电磁铁。 b.电话的基本工作原理： 【经典题型讲解】 题型一：直线电流的磁场 1. 如图是奥斯特实验示意图。小帆在总结奥斯特实验现象时分析正确的是（ ） A.通电导线周围磁场的方向由小磁针的指向决定 B.发生偏转的小磁针对通电导线有力的作用 C.移去小磁针，通电导线周围的磁场会消失 D.改变电流方向，通电导线周围的磁场方向不变 【答案】B 【解析】通电导线周围磁场的方向由电流的方向决定，小磁针的N极指向只能反映该点的磁场方向，故A错误。物体间力的作用是相互的，通电导线周围的磁场对小磁针有力的作用，则发生偏转的小磁针对通电导线也有力的作用，故B正确。通电导线周围存在磁场，移去小磁针，通电导线周围的磁场不会消失，故C错误。改变电流方向，通电导线周围的磁场方向发生改变，故D错误。 2. 小明利用如图甲所示的装置探究通电导线周围的磁场分布情况，通电后多次敲击塑料板，他观察到铁屑的分布情况如图乙所示(图中“”表示导线穿过塑料板的位置)。下列能正确表示通电导线中电流变大后的铁屑分布情况的是（ ） 【答案】B 【解析】由图乙可知，通电导线周围的铁屑分布近似为同心圆，电流变大后，铁屑的分布仍为同心圆，但磁场变强，铁屑的分布更加密集。故选B。 3. 某项目化学习小组要自制一枚小磁针，并利用这枚小磁针完成如图所示的实验，下列说法中不正确的是（ ） A.这是模拟奥斯特实验的一个场景 B.图示实验说明了通电导线周围存在磁场 C.不通电时，小磁针会转回原来的位置 D.只改变电流方向，小磁针偏转方向不变 【答案】D 【解析】据图可知，该实验是模拟奥斯特实验的一个场景，故A正确；该实验中，若给导线通电，下面的小磁针会转动，即说明通电导线周围存在磁场，故B正确；不通电时，在地磁场的作用下，小磁针会转回原来的位置，故C正确；由于电流产生的磁场方向与电流的方向有关，只改变电流方向，磁场方向改变，小磁针偏转方向改变，故D错误。故选D。 4. 如图所示，在竖直放置的矩形通电线框中悬挂一个能自由转动的小磁针。当通以图中所示方向的电流时，小磁针N极将 （　　） A．转动90°，垂直指向纸里 B．转动90°，垂直指向纸外 C．转动180°，指向左边 D．静止不动，指向不变 【答案】A 【解析】①在磁场中某点放一个小磁针，当小磁针静止时N极所指的方向就是该点的磁场方向； ②右手握住导线，大拇指指向电流方向，此时弯曲的四指所指的方向就是磁场的环绕方向。 【解答】左边：右手握住直导线，大拇指指向上端，在导线的右侧四指的指尖向里，即该点的磁场方向与纸面垂直向里； 右边：右手握住直导线，大拇指指向下端，在导线的左侧侧四指的指尖向里，即该点的磁场方向与纸面垂直向里；综上所述，小磁针的N极应该向纸内转动90°。 5. 如图甲所示，电子沿着水平方向平行地飞过小磁针正上方时，实验表明：小磁针的N极向纸外发生偏转。若将一通电直导线放在小磁针正上方或正下方，如图乙所示（图中只画出了通电直导线放在小磁针正上方的情况），请你根据图甲的实验现象，判断下列分析正确的是（不考虑地磁场的影响）（　　） A．通电直导线放在小磁针正上方时，小磁针的N极向纸外发生偏转 B．通电直导线放在小磁针正上方时，小磁针的N极向纸内发生偏转 C．通电直导线放在小磁针正下方时，小磁针的N极向纸内发生偏转 D．通电直导线放在小磁针正上方或正下方，小磁针的N极均向纸外发生偏转 【解答】解： （1）甲图中，一束电子沿着水平方向平行向右飞过小磁针上方时，因电子定向移动形成电流，且负电荷定向移动的方向与电流的方向相反，故此时电流的方向是从右到左，由题知小磁针的N极向纸外发生偏转； （2）乙图中，通电直导线放在小磁针正上方，电流的方向与甲图相反，由于电流的磁场方向与电流的方向有关，所以小磁针所在位置的磁场方向与甲图相反，则小磁针的N极向纸内发生偏转； 乙图中，若通电直导线放在小磁针正下方，因通电直导线上方和下方的磁场方向相反，所以可知小磁针的N极会向纸外发生偏转；故B正确，ACD错误。 故选：B。 6. 小联同学学习了电和磁的知识后，打算用磁铁、缝衣针等材料制作一个指南针。请完成下面小题。如图所示，将一根直导线架在静止缝衣针的上方，并使直导线与缝衣针平行，接通电路，发现缝衣针偏转。关于该实验说法正确的是（　　） A．该实验说明电流周围存在磁场 B．最早发现该实验现象的科学家是法拉第 C．利用该实验原理可以制成发电机 D．改变电流方向，缝衣针偏转方向不变 【解答】解：A、该实验说明电流周围存在磁场，故A正确； B、最早发现该实验现象的科学家是奥斯特，故B错误； C、利用该实验原理可以制成电磁铁，故C错误； D、改变电流方向，缝衣针偏转方向改变，故D错误。 故选：A。 7. 1820年，奥斯特在课堂上做实验时发现通电导线下方的磁针发生了偏转，反复实验后均出现这个现象。 (1)如图所示，为了确保实验成功，导线ab应该______（填“东西”或“南北”）放置。 (2)小科按正确方向放置导线并通电后，发现小磁针并未发生偏转，检查发现导线中是有电流的，请你分析小磁针未发生偏转的原因可能是________________（写出一个即可）。 【答案】(1)南北(2)电流太小、小磁针与底座间的摩擦力太大等（写出一个即可） 【解析】(1)因地磁场的存在，小磁针静止时指向南北方向，当导线ab与小磁针的指向平行时，其中电流产生的磁场对小磁针的作用力沿东西方向，小磁针的偏转最明显。 (2)导线中有电流，肯定会产生磁场，那么小磁针肯定会受到磁力，只有磁力大于摩擦力时，小磁针才能偏转，而电流大小影响磁力大小。 8. 小科设计了如图所示的实验来研究电磁现象，当他闭合开关S后，发现小磁针发生了偏转。 （1）小磁针发生偏转这一现象说明电流的周围存在着　 　，这一现象最早是由　 　(选填“法拉第”、“奥斯特”或“安培”)发现的。 （2）实验前，小磁针静止时指向　 　(选填“东西"或“南北")方向。 【答案】（1）磁场；奥斯特（2）南北 【解析】（1）根据奥斯特实验的科学史实分析解答； （2）所有的磁体在不受外力作用时都有指南北的性质，指南的一端为S极，指北的一端为N极，据此分析解答。 【解答】（1）小磁针发生偏转这一现象说明它受到了外在磁场的作用力，极电流的周围存在着磁场，这一现象最早是由奥斯特发现的。 （2）实验前，由于地磁场的作用，小磁针静止时指向南北方向。 9. “大胆猜想与小心求证”是科学研究的基本要求。如图是课堂上老师的演示实验。在静止指向南北方向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。某同学看了实验后想到：小磁针转动肯定是因为受到力的作用。这个力是谁施加给它的呢？他认为有这几种可能：可能是风吹；可能是小磁针旁磁铁的吸引；可能是铁质物体接近小磁针；还可能是直导线中有电流通过时产生了磁场。 （1）该同学得出“小磁针转动肯定是因为受到力的作用”的结论，其依据是 。 （2）铁质物体接近小磁针，小磁针会转动，这是因为 。 （3）为了验证是“直导线中通过的电流产生的磁场使小磁针转动”这一事实，最简单的实验操作是 。 （4）老师在其它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，小磁针将 。 【解答】解：（1）因为小磁针由静止开始转动，其运动方向发生了改变，由此可以得出小磁针受到了力的作用。 （2）当铁质物体接近小磁针后，小磁针会吸引铁，由于物体间力的作用是相互的，铁对小磁针也有一个力的作用，使小磁针转动。 （3）如果验证是不是电流产生的磁场使小磁针转动，可以断开开关，让电流消失，看看小磁针是否会回到原来的南北指向。 （4）由于电流产生的磁场在导线上、下方的方向相反，当小磁针从下方移到上方之后，小磁针的转动方向会相反。 题型二：通电螺线管的磁场 1. 在探究通电螺线管的磁场特点时，通电螺线管在某状态下的实验现象如图所示，其中小磁针黑色一端为N极。关于该实验，下列说法不正确的是（ ） A.实验表明通电螺线管内部存在磁场 B.如果移走图中的小磁针，通电螺线管周围磁场不会消失 C.小磁针𝐴所在位置的磁场方向与该小磁针静止时S极所指方向相同 D.只改变通电螺线管中的电流方向，各小磁针的指向也会改变 【答案】C 【解析】由图可知，通电螺线管内部的小磁针指示一定的方向，这表明通电螺线管内部存在磁场，故A正确；如果移走图中的小磁针，通电螺线管周围磁场不会消失，故B正确；小磁针A所在位置的磁场方向与该小磁针静止时N极所指的方向相同，故C错误；只改变通电螺线管中的电流方向，螺线管周围的磁场方向发生变化，则各小磁针的指向会改变，故D正确。故选C。 2. 探究通电螺线管周围的磁场分布情况的实验中，在一块有机玻璃板上安装了一个用导线绕成的螺线管，在板面上均匀撒满铁屑，通电后轻敲玻璃板，铁屑的排列如图所示。下列说法中正确的是（ ） A.撒铁屑的目的是确定产生的磁场的方向 B.改变电流方向，铁屑的分布也会发生改变 C.用木屑代替铁屑进行实验也会有规律地排列 D.P和Q两处若都放上小磁针，静止后它们的指向相同 【答案】D 【解析】撒铁屑的目的是显示磁场的分布情况，无法确定产生的磁场的方向，故A错误。电流方向改变，产生的磁场的方向改变，但磁场的分布情况不变，则铁屑的分布情况也不变，故B错误。磁场会对放入其中的磁性物质产生力的作用，因此铁屑会有规律地分布，用木屑代替铁屑进行实验，木屑不是磁性物质，不会有规律地排列，故C错误。如果在P处自由静止的小磁针的右端是N极，根据同名磁极相互排斥、异名磁极相互吸引即可判断出通电螺线管的左端为S极、右端为N极，则在Q处自由静止的小磁针的左端是S极，右端为N极，故D正确。 3. 如图所示，甲乙为条形磁体，中间是螺线管，虚线表示磁极间的磁场分布情况的磁感线，则可以判断图中A、B、C、D四个磁极依次是（　　） A．N S N N B．S N S S C．S S N S D．N N S N 【答案】D 【解析】首先根据安培定则判断电磁铁的磁极方向，再根据磁感线的形状确定旁边磁极的种类。 【解答】根据图片可知，线圈上电流方向向上。右手握住螺线管，弯曲的四指指尖向上，此时大拇指指向左端，则电磁铁的左端为N极，右端为S极。甲和电磁铁的N极之间磁感线呈顶牛之势，则为同极，那么甲为N极。乙和电磁铁的S极之间磁感线相连，为异极，那么乙为N极。 4. 如图装置中，当闭合开关，滑动变阻器的滑片P向右移动时，弹簧测力计的示数变大。下列分析正确的是（　　） A．电磁铁的上端为N极 B．电源左端为正极 C．断开开关，弹簧测力计的示数为零． D．滑片P不动，若抽去铁芯，测力计示数将变大 【答案】B 【解析】（1）首先根据变阻器的滑片移动确定电流的大小变化，进而确定电磁铁磁场的强弱变化。然后根据弹簧测力计示数增大确定二者之间存在排斥力还是吸引力，最后根据磁极之间的相互作用规律确定电磁铁的磁极方式。 （2）利用安培定则判断出电磁铁中电流的方向，从而可以确定电源的正负极。 （3）注意分析条形磁铁不受吸引力时还受到重力作用； （4）首先判断抽去铁芯后电磁铁磁性强弱的变化，再根据磁体间的相互作用规律确定弹簧测力计示数的变化。 【解答】A.滑动变阻器的滑片P向右移动时，变阻器接入电路的电阻变小，则电路中的电流变大，电磁铁的磁性变强。弹簧测力计的示数变大，说明电磁铁对条形磁体产生吸引力。条形磁体的下端为N极，根据异名磁极相互吸引可知，电磁铁的上端为S极，故A错误； B.电磁铁的上端为S极，其下端为N极。右手握住螺线管，大拇指指向下端，此时弯曲的四指指尖向左，即线圈上电流方向向左，那么电流从电磁铁的上端流入、下端流出，所以电源左端为正极，右端为负极，故B正确。 C.断开开关，电路中没有电流，则电磁铁无磁性，即电磁铁对条形磁体既不吸引也不排斥，但条形磁体受重力，所以弹簧测力计有示数，故C错误。 D.滑片P不动，抽去铁芯后，电磁铁的磁性变弱，对条形磁体的吸引力变小，所以弹簧测力计的示数将变小，故D错误。 5. 如图所示的磁感线可以直观地反映通电螺线管周围的磁场分布情况。如果在该通电螺线管内部插入一根铁芯，则下列磁感线中能正确反映其磁场变化的是（ ） 【答案】D 【解析】在通电螺线管中插入一根铁芯，铁芯被磁化，整体磁性增强，周围的磁场变强，因此周围的磁感线变密，但磁场方向不变，故D正确。 6. 法国物理学家安培提出了安培定则，请据此判断图中通电螺线管左端为______(填“N”或“S”)极，通电螺线管外部的磁场分布与_________的磁场相似。 【答案】N 条形磁体 【解析】螺线管电流的方向为“右进左出”，根据安培定则可知，通电螺线管的左端为N极。通电螺线管外部的磁场分布与条形磁体的磁场相似。 7. 闭合开关，小磁针静止时的指向如图所示。此时A处磁感线与B处相比更　 　（选填“疏”或“密”），通电螺线管的左侧为　 　极，电源的左侧表示　 　极。 【答案】密；S；负 【解析】①磁感线上的箭头表示的方向，即是磁场方向。磁体周围的磁感线总是从磁体的北极出来，回到磁体的南极。磁感线密的地方磁场强，疏的地方磁场弱。 ②通电螺线管的磁极和电流方向之间的关系可以用右手螺旋定则（也叫安培定则）来判定。用右手握螺线管，让四指弯向螺线管中的电流方向，大拇指所指的那一端就是通电螺线管的北极。右手螺旋定则也可以用来判断直线电流的磁场方向，只是需让大拇指指向电流方向，四指弯曲的方向就是直线电流产生的磁场方向。 【解答】①A点比B点更靠近磁极，A点磁场更强，磁感线更密； ②在磁体外部，磁感线从磁体的北极发出，从磁体的南极进入，小磁针的北极指向即为磁场方向，所以左侧为S极，右侧为N极； ③根据右手螺旋定则可知，线圈正面的电流方向向下，即从电源右侧流出，从电源左侧进入，所以电源左侧是负极。 8. 如图所示是小科研究通电螺线管周围磁场的分布情况的实验装置。闭合开关，小磁针静止时的指向如图所示，则通电螺线管的左侧为______极，电源的左侧为______极；此时A处磁感线与B处的相比更______(填“疏”或“密”)。 【答案】S；负；密 【解析】闭合开关，小磁针静止时N极指向左侧，同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，因此通电螺线管的左侧为S极；根据安培定则可知，电流从通电螺线管的右侧流入，左侧流出，因此电源的左侧为负极；A处距离通电螺线管更近，因此A处的磁场更强，A处磁感线与B处的相比更密。 题型三：通电螺线管周围磁场的探究 1. 在“研究通电螺线管周围磁场”活动中，闭合开关后，小磁针静止时的指向如图所示。 （1）电源左端为______极。 （2）磁感线上A、B、C三点中磁性最强的点是______。 （3）磁感线上A、B两点的磁场方向______（填“相同”或“不同”）。 【答案】（1）正 （2）C （3）不同 【解析】（1）由图可知，螺线管的右端靠近小磁针的S极，由异名磁极相互吸引可知，通电螺线管的右端为N极，由安培定则可知电流从螺线管的左端流入，右端流出，所以电源左端为正极。 （2）通电螺线管外部的磁场分布与条形磁体相似，两端磁性最强，中间最弱，则C点磁性最强。 （3）磁感线上某点的切线方向表示该点的磁场方向。在通电螺线管周围，磁感线是弯曲的，A、B两点处于不同位置，磁感线的切线方向不同，所以A、B两点的磁场方向不同。 2. 1820年，丹麦物理学家奥斯特通过实验首次证实电和磁之间的联系。小舟用图甲所示装置来模仿该实验。 （1）实验中得到通电直导线周围存在磁场的结论，那么他观察到的现象是______。 （2）早先电话听筒的结构如图乙所示，当变化的电流通过线圈时，电磁铁的______强弱发生变化，对薄铁片产生变化的吸引力，从而使薄铁片振动不同而发出不同的声音，这样就可以听到对方的讲话了。 【答案】（1）小磁针发生偏转 （2）磁性 解析:（1）当导线中有电流经过时，通电导线周围存在磁场，小磁针受到磁力作用，小磁针的指向发生偏转。（2）当变化的电流通过线圈时，电磁铁的磁性强弱发生变化。 3. 某实验小组用铁屑和小磁针来探究“通电螺线管外部磁场的方向”。 （1）图甲中在玻璃板上均匀地撒上铁屑，闭合开关后，然后轻敲玻璃板。“轻敲”的目的是 。 （2）在闭合开关前，小磁针静止时，N极指向地理的 （选填“南极”或“北极”），说明地球周围存在磁场。 （3）实验时发现通电螺线管的磁场较弱，为增强螺线管的磁场，可行的措施： （写出一种方法）。 （4）把小磁针放在通电螺线管四周不同的位置，闭合开关，小磁针静止时N极所指方向如图乙所示，现在要探究通电螺线管的极性与电流方向的关系，请简要写出接下来的实验操作： 。 【解答】解：（1）“轻敲”的目的是：减小铁屑与玻璃板之间的摩擦，使铁屑受到磁场的作用而有规律地排列。 （2）地磁场的N极在地理南极附近，根据异名磁极相互吸引，小磁针静止时N极指向地理的北极。 （3）电磁铁的磁性强弱与电流大小、线圈匝数和有无铁芯有关，增大电流、增加线圈匝数或加入铁芯都可以增强螺线管的磁场。 （4）把小磁针放在通电螺线管四周不同的位置，闭合开关，小磁针静止时N极所指方向如图乙所示，现在要探究通电螺线管的极性与电流方向的关系，接下来的实验操作：调换电源正负极，改变电流方向，观察小磁针静止时N极的指向变化情况。 故答案为：（1）减小铁屑与玻璃板之间的摩擦，使铁屑受到磁场的作用而有规律地排列；（2）北极；（3）增大电流；（4）调换电源正负极，改变电流方向，观察小磁针静止时N极的指向变化情况。 4. 小明用如图所示的电路“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。闭合开关S1和S2，按表进行实验并记录相应的数据。 线圈接线点 接线柱1 接线柱2 接线柱3 实验次序 1 2 3 4 5 6 7 8 9 电流表A1读数/安 0.22 0.32 0.46 0.22 0.32 0.46 0.22 0.32 0.46 电流表A2读数/安 0.60 1.00 1.30 0.42 0.60 0.80 0.20 0.30 0.42 （1）该实验通过 来判断通电螺线管磁性强弱。 （2）在研究线圈匝数对磁性的影响时，小明将开关S1从接线柱1换到2时，接下来进行的操作是： 。 （3）通过该实验得出的结论是 。 【解答】解：（1）根据题意可知，该实验通过电流表A2的示数变化判断通电螺线管的磁性强弱； （2）在研究线圈匝数对磁性的影响时，小明将开关 S1从接线柱1换到2时，线圈匝数改变，此时要控制通过线圈的电流大小相同，因此接下来的操作为：调节滑动变阻器的滑片，让电流表A1的示数保持不变。 （3）根据接线柱1的实验数据可知，此时线圈匝数相同，当电流表A1的示数增大时，A2的电流增大而磁敏电阻的阻值减小，那么螺线管的磁场变强，即：当线圈匝数相同时，电流越大，则通电螺线管的磁场越强； 根据实验1、4、7可知，当电流大小相同时，线圈匝数减小，则A2的示数减小而磁敏电阻的阻值增大，那么电磁铁的磁场变弱，那么得到：当电流大小相同时，线圈匝数越多，则通电螺线管的磁场越强。 题型四：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. 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。 题型五：实验探究影响电磁铁磁性强弱的因素 1. 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。 2. 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。 3. 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。 4. 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。 5. 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。 题型六：电磁铁应用 1. 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。 2. “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。 3. 如图是磁悬浮列车工作原理图，磁体镶嵌在T形轨道里，通电时强大的磁力使列车悬浮在轨道上，实现非接触的支撑、导向和运行。关于磁悬浮交通系统，下列说法正确的是（ ） A.通电的电磁铁能使列车重力变小从而悬浮 B.列车悬浮利用的是同名磁极相互排斥 C.列车正常运行时电源上端为正极 D.车厢线圈通电后周围存在磁感线 【答案】C 【解析】电磁铁通电后列车自身的重力不会改变，故A错误；本题中列车悬浮利用的是异名磁极相互吸引，则电磁铁上端为S极，故B错误；根据安培定则可知，列车正常运行时电源上端为正极，故C正确；磁感线是为了形象描述磁场而假想出来的曲线，不是真实存在的，故D错误。故选C。 4. 如图所示是直流电铃的原理图。关于直流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 【解析】电流通过电磁铁时，电磁铁有磁性，根据安培定则可知，A端为N极，故A正确；电磁铁向下吸引衔铁时，弹性片会弯曲发生弹性形变，故B正确；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正确；小锤击打铃碗时，弹性片和螺钉分离，电路断开，电磁铁中没有电流通过，电磁铁失去磁性，故D错误。 5. 医学上用“人工心脏泵”替代心脏推动血液循环，如图是其工作原理的简图，活塞在电磁铁的带动下左右移动，代表心脏的舒张和收缩。“人工心脏泵”正常工作过程中，电磁铁的电流从a流向b时，则（ ） A.电磁铁左端为S极，活塞向右移动 B.电磁铁左端为S极，活塞向左移动 C.电磁铁左端为N极，活塞向右移动 D.电磁铁左端为N极，活塞向左移动 【答案】B 【解析】当电磁铁的电流从a流向b时，根据安培定则可知，电磁铁的左端为S极，右端为N极，由磁极间的相互作用可知，永磁体对电磁铁产生吸引力，活塞向左移动，B正确。 题型七：电磁继电器 1. 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时，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 【解析】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=U/R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=U/I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=U/I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。 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 【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。 3. 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 【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。 4. 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 【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。 5. 为实现路灯白天自动熄灭、夜晚自动亮起，小科利用光敏电阻和电磁继电器等元件，设计了路灯自动控制电路（如图）。 (1)电磁铁是电磁继电器中的重要部件，其工作原理主要是________。 (2)要实现路灯自动控制功能，光敏电阻的阻值应随光照强度增加而________（填“增大”或“减小”）。 (3)测试时，闭合开关S，发现白天路灯未能自动熄灭。请写出一种改进措施：________________________。 【答案】(1)电流的磁效应(2)减小(3)增大电源1电压或减小保护电阻阻值或增加电磁铁线圈的匝数（任选一个，合理即可） 【解析】(1)电磁铁是利用电流的磁效应工作的。 (2)白天光照强度大，要使路灯熄灭，应让触点与弹簧片断开，即线圈中电流要大，所以光敏电阻阻值应小；夜晚光照强度小，路灯要亮起，触点需接触弹簧片，线圈中电流要小，光敏电阻阻值应大。因此，光敏电阻的阻值应随光照强度增加而减小。 (3)白天路灯未熄灭，可能是因为光敏电阻虽因光照阻值变小，但线圈中电流仍较小，电磁铁仍无法吸引衔铁使弹簧片离开触点，导致路灯电路未断开。增大电源1的电压或减小保护电阻的阻值，可增大线圈中的电流，使电磁铁磁性增强，吸引衔铁；也可以增加电磁铁线圈的匝数，这样能增强电磁铁的磁性。 6. 如图是直流电铃的原理图。衔铁B与弹性片A相连，自然情况下弹性片是和螺钉接触的。接通电源后电磁铁吸引衔铁，敲击铃碗发声，同时弹性片与螺钉分离导致断电，电磁铁失去磁性后弹性片又和螺钉接触而通电，如此往复。弄懂原理后，请你在右图所示的电磁继电器上把电源连在电路里，使衔铁能上下震动。 【答案】如图所示。 7. 水位自动报警器是利用电磁继电器工作的装置。 （1）请按以下要求连接水位自动报警器的工作电路：当水位在安全位置以下时，绿灯亮；水位到达安全位置上限时，红灯亮。 （2）请用所学科学知识说明水位报警器的工作原理。 【答案】（1） （2）当水位在安全位置以下时，控制电路断开，电磁铁无磁性，衔铁被弹开，与上静触点接触，此时工作电路中绿灯接入电路，绿灯亮。当水位到达安全位置上限时，控制电路接通，电磁铁有磁性，衔铁被吸引，与下静触点接触，此时工作电路中红灯接入电路，红灯亮。 【解析】（1）根据题目要求分析衔铁的位置与两个灯泡的连接情况即可； （2）根据图片，结合题目要求，分析整个装置的工作原理即可。 【解答】（1）当水位在安全位置以下时，为断路，电磁铁没有磁场，衔铁在上面接通绿灯所在的电路，那么上面的静触点与绿灯相连。当水位在安全位置以上时，电路接通，则电磁铁有磁性，将衔铁吸下来接通红灯而发光，那么下面的静触点应该与红灯相连，而电源的另一端与衔铁上的动触点相连，如下图所示： （2）水位报警器的工作原理：当水位在安全位置以下时，控制电路断开，电磁铁无磁性，衔铁被弹开，与上静触点接触，此时工作电路中绿灯接入电路，绿灯亮。当水位到达安全位置上限时，控制电路接通，电磁铁有磁性，衔铁被吸引，与下静触点接触，此时工作电路中红灯接入电路，红灯亮。 8. 小乐利用实验室的电磁继电器、热敏电阻R1、滑动变阻器R2、发热电阻丝R0设计了一个恒温箱控制电路。如图甲所示，发热电阻丝R0和热敏电阻R1处于恒温箱内，图乙是热敏电阻R1的阻值随温度变化的关系曲线。当温度达到设定温度时，电磁继电器会自动控制加热电路停止工作。 （1）连接电路时，a、b接线柱应分别连接　 　（选填“②、①”“②、③”或“①、③”）接线柱； （2）通过图乙可知，热敏电阻R1的阻值随温度升高而　 　（选填“增大”或“减小”）； （3）如果要使恒温箱内保持的温度升高，滑动变阻器R2的滑片应该向　 　（选填“左”或“右”）移动。 【答案】（1）②、③ （2）增大 （3）左 【解析】通过图乙可知，热敏电阻R1的阻值随温度升高而增大，所以低温时R1小，控制电路中的电流大，电磁铁磁性强，衔铁被往下吸，接通R0所在工作电路，开始加热。此时a、b应该与②③连接。 【解答】（1）通过图乙可知，热敏电阻R1的阻值随温度升高而增大，所以低温时R1小，控制电路中的电流大，电磁铁磁性强，衔铁被往下吸，接通R0所在的工作电路，开始加热。此时a、b应该与②③连接。当温度达到设定温度时，R0增大到一定值，控制电路中电流变小，电磁铁磁性减小，衔铁往上弹，工作电路断开，停止加热，所以连接电路时，a、b接线柱分别连接②、③，符合要求。故答案为：②、③ （2）由图乙可知，热敏电阻R1的阻值随温度升高而增大； 9. 小金利用热敏电阻设计了一个“过热自动报警电路”，如图所示，将热敏电阻R1安装在需要探测温度的地方，闭合开关S后，当环境温度正常时，指示灯亮；当环境温度超过某一值时，警铃响，图乙是热敏电阻R1的阻值随温度变化的图象。 （1）请完成电路图的连接。 （2）由图乙可知，当环境温度为20℃时，热敏电阻阻值为　 　欧。 （3）图甲继电器的供电电压U0＝4V，继电器线圈用漆包线绕成，其电阻R2为10Ω，当线圈中的电流大于等于50mA时，继电器的衔铁将被吸合，试通过计算求出衔铁刚吸合时的环境温度。 【答案】（1）B-C，A-D （2）120 （3）R=U0/I=4V/0.05A=80Ω， R1=R－R2＝80Ω－10Ω＝70Ω，再查图乙可得对应的温度为40℃ 即衔铁刚吸合时的环境温度为40℃； 【解析】（1）由题意可知，闭合开关后，当环境温度超过某一值时，衔铁被吸下，警铃响，则接线柱B应与C连接；当环境温度正常时，衔铁弹起，指示灯亮，则接线柱D应与A连接。 （2）查图乙可知 （3）控制电路中电阻R1与R2串联，当电流大于等于50mA时，继电器的衔铁将被吸合，警铃响，电流=50mA=0.05A时，控制电路的最大总电阻最大，由I=U/R可得，最大电阻R=U0/I【解答】（1）由题意可知，闭合开关后，当环境温度超过某一值时，衔铁被吸下，警铃响，则接线柱B应与C连接；当环境温度正常时，衔铁弹起，指示灯亮，则接线柱D应与A连接。故答案为： B-C，A-D （2）查图乙可得，当环境温度为20℃时，热敏电阻阻值为120欧 10. 电梯为了安全，都设置超载自动报警系统，其工作原理如图甲所示。已知控制电路电源电压U=6V，保护电阻R1=100Ω，压敏电阻R2的阻值随压力F大小变化如图乙所示，电梯底架自重和电磁铁线圈的阻值都忽略不计。 （1）电梯超载时，衔铁被电磁铁吸住，触点K与触点　 接触，电铃发出警报声，同时电动机　 　（选填“能”、“不能”）工作。 （2）（3分）当电磁铁线圈电流达到20mA时，衔铁刚好被吸住。若该电梯厢内站立总质量为1000kg的乘客时，此时电梯是否超载？（g取10N/kg） 【答案】（1）B；不能 （2）超载。 当电梯厢内站立总质量为1000kg的乘客时，压敏电阻受到的压力等于重力， 即F=G=mg=1000kg×10N/kg=10000N 由图乙可知，当压力为10000N时，对应的压敏电阻R2=100Ω 控制电路中的电流I=R1+R2= =0.03A=30mA 因为30mA>20mA，衔铁被电磁铁吸住，所以电梯超载。 【解析】（1）根据图甲分析这个装置的工作过程； （2）根据F=G=mg计算出电梯受到的压力，再根据图乙确定此时压敏电阻的阻值，接下来根据 计算出控制电路中的电流，最后与20mA进行比较即可。 【解答】（1）根据图甲可知，梯超载时，衔铁被电磁铁吸住，触点K与触点B接触，电铃发出警报声，同时电动机的电路断开，此时它不能工作。 11. 电梯为居民出入带来了很大的便利，出于安全考虑，电梯设置有超载自动报警系统，其工作原理如图甲所示，R1为保护电阻， 为压敏电阻，R阻值与它所受压力下的关系如图乙所示。闭合开关S，电梯没有超载时，电动机正常工作，电铃不响；当控制电路中的电流达到 0.1安时，电铃报警，电动机不工作。已知控制电路电源电压为12 伏，电磁铁线圈电阻不计，当1 受到 2000 牛压力时， 与 两端的电压之比为 2：1。 （1）图甲中的 D 点应与触点　 　 (选填“A”、“B”或“K”相连) （2）该电梯的最大载重(轿厢内人和货物的总重 )为多少牛? （3）若想降低该电梯最大载重，下列方法可行的是____ A．适当降低 R1阻值 B．适当减小控制电路的电源 C．适当增加电磁铁的线圈匝数 【答案】（1）A （2）由图丙知，当压力F=2000牛时，压敏电阻的阻值 Ω， 根据U=IR， 可知 则定值电阻 当电流 时，由欧姆定律可知电路中最小电阻 则 的最小值 由丙图可知此时的压力最大为 牛，则该电梯的最大载重量为 牛。 （3）A；C 【解析】（1）由题意知电梯没有超载时，触点与A接触，电动机正常工作，说明电动机与A触点相连；超载时，触点与B接触，电铃发出报警铃声，说明电铃与B触点相连。 （2）载重量越大，对轿厢的压力越大，由图丙知R1的阻值越小，控制电路的总电阻就越小，根据欧姆定律知电路中的电流越大，当电流为I=0.1A时即为不超载时的最大电流，也就是载重量最大，根据欧姆定律计算电路的最小电阻，根据串联电路电阻的规律计算R1的最小值，由图丙知此时的压力，即该电梯的最大载重量。 （3）若想降低该电梯最大载重，即在压敏电阻的阻值较大时，使通过电路的电流达到0.1A，根据串联电路电阻规律结合欧姆定律可知需减小定值电阻接入电路的阻值或增大电源电压。 影响电磁铁磁性大小的因素有电流的大小和线圈匝数是多少，若在电流较小时使电磁铁吸引衔铁，可增加线圈匝数。 【解答】（1）由题意知电梯没有超载时，触点与A接触，电动机正常工作，说明电动机与A触点相连；超载时，触点与B接触，电铃发出报警铃声，说明电铃与B触点相连。 （2）载重量越大，对轿厢的压力越大，由图丙知R1的阻值越小，控制电路的总电阻就越小，根据欧姆定律知电路中的电流越大，当电流为I=0.1A时即为不超载时的最大电流，也就是载重量最大， 由欧姆定律可知电路的最小电阻为：， 根据串联电路电阻的规律知R1的最小值为：R2最小=R最小-R1=120Ω-80Ω=40Ω， 由图丙知此时的压力最为F最大=8×103N，即该电梯的最大载重量为8×103N。 （3）若想降低该电梯最大载重，即在压敏电阻的阻值较大时，使通过电路的电流达到0.1A，根据串联电路电阻规律结合欧姆定律可知需减小定值电阻接入电路的阻值或增大电源电压，故A可行。 影响电磁铁磁性大小的因素有电流的大小和线圈匝数是多少，若在电流较小时使电磁铁吸引衔铁，可增加线圈匝数，故C可行。 故选：AC。 故答案为：（1）A；（2）该电梯的最大载重为8×103N；（3）AC。 12. 冬天坐在马桶上感觉非常冰凉，某学习小组展开“自制智能电热马桶圈”的项目化学习。在老师的指导下小组同学制定了评价量规，表一为部分评价指标。 表一：评价量规 评价维度 评价等级 优秀 良好 待改进 升温维度 人坐在马桶圈上面后5秒内温度上升至30℃以上 坐在马桶圈上面后10秒内温度上升至30℃以上 坐在马桶圈上面后10秒内温度无法上升至30℃ 节能性 在保温挡时工作电路电流不大于50mA 在保温挡时工作电路电流范围在50—100mA 在保温挡时工作电路电流大于100mA 图甲是该小组同学设计的电路图。控制电路电源电压U＝6V，Ra为压敏电阻，其阻值随压力的变化随如图乙所示。Rb为热敏电阻，其阻值随温度变化如表二所示。电磁继电器在电流大于40mA时，衔铁被吸合，工作电路处于加热状态；在电流小于20mA时，衔铁被释放，工作电路处于保温状态。工作电路的电源电压为220V，R2＝100欧。（电磁铁线圈电阻忽略不计） 表二：热敏电阻阻值随温度的变化 温度/℃ 20 25 29 32 34 35 36 37 38 40 42 44 阻值/Ω 25 50 75 100 125 150 175 200 225 250 275 300 （1）对照评价量规，为使该小组设计的智能电热马桶圈在“节能性”这一维度达到优秀，R1的阻值至少为多少，请计算说明。 （2）请计算体重为50kg的小明坐在马桶上时，马桶圈的温度调控范围。 （3）在实验过程中，该小组同学发现Ra坏了，于是找了另一个压敏点电阻Rc，其阻值随压力变化如图乙所示。小明经过分析认为不合适，这样会比较费电。请你通过分析说明理由。（提示：加热状态下比保温状态更费电） 【解答】解：（1）当触点开关断开时，两个电阻串联，而触点开关闭合，R1被短路，串联总电阻比任何一个电阻大，根据知，当触点开关闭合时是加热挡，而触点开关断开时是保温挡； 工作电路的电压为220V，根据在保温挡时工作电路电流不大于50mA＝0.05A， 由得，此时总电阻为： R总4400Ω， R1的最小阻值： R1＝R总﹣R2＝4400Ω﹣100Ω＝4300Ω； （2）体重为50kg的小明坐在马桶上时，压力F＝G＝mg＝50kg×10N/kg＝500N， 根据乙图知，此时Ra＝50Ω，控制电路电源电压U＝6V，在电流小于20mA＝0.02A时，衔铁被释放，工作电路处于保温状态。此时温度最高，则总电阻； 根据串联电阻的电阻特点知，Rb的最大阻值Rb＝R总′﹣Ra＝300Ω﹣50Ω＝250Ω， 根据表格中数据知，此时温度为40℃；当电磁继电器在电流大于40mA＝0.04A时，衔铁被吸合，此时温度最低，则总电阻： ， 根据串联电阻的电阻特点知，Rb的最小阻值： Rb′＝R总′′﹣Ra＝150Ω﹣50Ω＝100Ω， 根据表格中数据知，此时温度为32℃，马桶圈的温度调控范围是32℃～40℃。 （3）Ra坏了，于是找到了另一个压敏电阻Rc替换，当没有人坐时压敏电阻的阻值较小为100Ω，当电磁继电器在电流大于40mA＝0.04A时，衔铁被吸合，开始加热，则总电阻： 当热敏电阻的阻值小于150Ω﹣50Ω＝100Ω 即环境温度小于25℃时，即使没有人用马桶，马桶也会自动加热，浪费电能。 题型八：信息的磁记录 1. 下列常见的物品中，没有用到信息磁记录的是（ ） A.U盘 B.光盘 C.银行磁卡 D.移动硬盘 【答案】B 【解析】U盘、银行磁卡、移动硬盘都是将声音、图像等信号转变为电信号，然后将电信号转变为磁场记录在盘片中，而光盘是通过在盘片记录层刻录信号，然后利用激光反射差异来读取数字信号的，故选B。 2. 移动硬盘应用到了磁记录，移动硬盘的读写磁头实际上就是一块电磁铁，下列物品也用到了信息的磁记录的是（ ） A.录音机 B.指南针 C.磁悬浮列车 D.电磁继电器 【答案】A 【解析】录音机将需要记录的声音转变成电信号，通过磁头记录在磁带上，应用到了信息的磁记录，指南针、磁悬浮列车、电磁继电器没有应用到磁记录。故选A。 3. 如图甲为某款无接触式的热风干手器，当手位于出风口下方时，可吹出热风。其内部电路由控制电路和工作电路两部分组成，简化电路如图乙所示。 (1)由图乙可知，电磁铁的上端为___极。 (2)当手位于出风口下方时，光敏电阻R的阻值______(填“增大”“不变”或“减小”)，衔铁被吸下，工作电路开始工作。 【答案】（1）N （2）减小 【解析】（1）电流从电磁铁下端流入，上端流出，由安培定则可判断电磁铁上端为N极。 （2）当手位于出风口下方时，控制电路中电磁铁的磁性增强，衔铁被吸下，工作电路接通吹出热风，则为使电磁铁磁性变强，控制电路中的电流要变大，控制电路的总电阻变小，所以光敏电阻R的阻值减小。 【基础强化】 1. 如图是项目学习小组的同学设计的漂浮式指南针，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.通电螺线管的𝐴端为N极 B.通电螺线管静止时B端指向地理南方 C.通电螺线管外C点的磁场方向向左 D.增加线圈的匝数可以减小通电螺线管的磁性 【答案】C 【解析】铜片是“盐水电池”的正极，锌片是负极，则电流从螺线管右端流入，左端流出，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；通电螺线管由于受到地磁场的作用，静止时B端指向地理北方，故B错误；在磁体的外部，磁感线从磁体的N极出发回到磁体的S极，即C点的磁场方向向左，故C正确；电流不变时，增加线圈的匝数可以增大通电螺线管的磁性，故D错误。 2. 在物理学史上，安培曾经提出分子环形电流的假说来解释为什么磁体具有磁性，他认为在物质微粒的内部存在着一种环形的分子电流，分子电流会形成磁场，使分子相当于一个小磁体。当物体被磁化时，其内部的分子电流会整齐排列，对外表现出磁性。根据安培的这一假说，下列说法正确的是（ ） A.这一假说能够说明磁可以生电 B.这一假说可以用来解释磁现象产生的原因 C.未被磁化的物体，其微粒内部不含有这样的环形电流 D.被磁化的物体，其微粒内部环形电流的方向是杂乱无章的 【答案】B 【解析】这一假说能够说明电可以生磁，故A错误。安培提出的分子环形电流假说，解释了为什么磁体具有磁性，说明了磁现象产生的本质，故B正确。安培认为，在物质微粒的内部存在着一种环形的分子电流，分子电流使每个物质微粒都相当于一个微小的磁体，未被磁化的物体，分子电流的方向杂乱无章，对外不显磁性；物体被磁化后，分子电流的方向大致相同，于是对外表现出磁性，故C、D错误。 3. 课堂上老师做了如图的演示实验，根据实验现象无法得出的结论是（　　） 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周围能产生磁场 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、丙三次实验共同表明电能生磁，且其磁场方向与电流方向有关 【答案】B 【详解】A．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，断电是小磁针不偏转，故表明通电导线周围存在磁场，故A不符合题意； BC．甲、丙两次实验中，电流的方向发生了改变，小磁针的偏转方向发生了变化，表明磁场的方向与电流的方向有关，故B符合题意，C不符合题意； 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，故D不符合题意。 故选B。 4. 通电螺线管的磁极跟电流的方向有关系，可以用安培定则来判断。若通电螺线管的连接如图所示，下列利用安培定则判断磁极方向正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】安培定则内容为：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北极；由图可知，电流从螺线管的左端流入，右端流出，右手握住螺线管，让四指指向螺线管中电流的方向（从左到右），此时大拇指指向螺线管的右端，对应图中D选项的手势，AC选项用的是左手，B选项中四指指向与电流方向相反，故ABC错误； 故选：D。 5. 根据小磁针的指向和磁感线的方向判断，下图所示的四幅图中错误的是（　　） A．B． C． D． 【答案】D 【详解】A、右手握住指导线，大拇指指向电流方向，弯曲四指指向磁场方向，故A正确，不符合题意； B、在磁体外部，磁感线由N极流出，S极流入，如图两个磁极都是S极，故磁感线方向都是指向S极，故B正确，不符合题意； C、① 电流方向：电源左负右正，电流从螺线管有端流入、左端流出； ② 安培定则：绕线为逆时针（从右往左看），四指顺电流方向，大拇指指向右端→螺线管右端是N极，左端是S极； ③ 磁感线方向：螺线管上方磁感线从右（N极）到左（S极）； ④ 小磁针指向：小磁针N极应指向左（与磁感线方向一致），但图中N极指向右，故C错误，符合题意； D、① 电流方向：电源左正右负，电流从螺线管左端流入、右端流出； ② 安培定则：绕线为顺时针（从左往右看），四指顺电流方向，大拇指指向左端→螺线管左端是N极，右端是S极； ③ 磁感线方向：螺线管上方磁感线从左（N极）到右（S极）； ④ 小磁针指向：小磁针N极应指向右（与磁感线方向一致），但图中N极指向右，故D正确，不符合题意； 故选：D。 6. 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 【详解】A、小磁针a位于螺线管左端（N极）的左侧，磁场线从N极出发向左散开，因此该点磁场方向向左。但小磁针a的N极（黑色端）指向右，与磁场方向矛盾，指向错误。 B、小磁针b位于螺线管正上方，磁场方向从左到右，小磁针N极指向右，正确。 C、小磁针c位于螺线管右端（S极）的右侧，磁场线指向S极（向右），小磁针N极指向右，正确。 D、小磁针d位于螺线管正下方，磁场方向从左到右，小磁针N极指向右，正确。 故选：A。 7. 小明制作的玩具小船上固定有螺线管（有铁芯）、电源和开关组成的电路，如图所示，把小船按图示的方向放在水面上，闭合开关，最后静止时“船头”最终指北的是（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】A、根据右手安培定则可知，螺线管上端为N极，下端为S极，联系地磁场和磁极间的作用规律可知，船头指东，故A不符合题意； B、根据右手安培定则可知，螺线管右端为N极，左端为S极，联系地磁场和磁极间的作用规律可知，船头指北，故B符合题意； C、根据右手安培定则可知，螺线管下端为N极，上端为S极，联系地磁场和磁极间的作用规律可知，船头指西，故C不符合题意； D、根据右手安培定则可知，螺线管左端为N极，右端为S极，联系地磁场和磁极间的作用规律可知，船头指南，故D不符合题意； 故选：B。 8. 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 【详解】A、根据安培定则，用右手握住电磁铁，四指指向电流方向，大拇指指向电磁铁右端，故电磁铁右端为N极，故A错误； B、电磁铁的左端为S极，条形磁铁的右端为S极，根据同名磁极互相排斥，条形磁铁受到水平向左的排斥力，条形磁铁处于静止状态，水平方向上受到平衡力的作用，说明条形磁铁受到水平向右的摩擦力，故B错误； C、若只改变电源的正负极，电流的方向改变，大小不变，则电磁铁的磁性不变，条形磁体受到电磁铁的吸引力大小等于原来的排斥力大小，此时吸引力与摩擦力是一对平衡力，大小相等，则摩擦力不变，故C正确； D、滑动变阻器滑片向右移动，接入电阻变大，电路电流变小，电磁铁磁性减弱，对条形磁铁的作用力变小；条形磁铁静止，摩擦力与作用力平衡，故摩擦力变小，故D错误； 故选：C。 9. 如图所示，闭合开关，将滑动变阻器的滑片P向右移动时，弹簧测力计的示数变大．则下列分析正确的是（　　） A．电磁铁的上端为N级 B．电源左端为“+”极 C．断开开关，弹簧测力计示数为零 D．若滑动变阻器的滑片P不动，抽去电磁铁铁芯，弹簧测力计示数增大 【答案】D 【详解】A、P 向右移动时，变阻器的电阻变小，电路中的电流变大，螺线管的磁性变强，而磁体的下端为N极，并且弹簧测力计的示数变大，说明螺线管上端是 S极，故A错误； B、电磁铁的上端为S极，下端为N极，由安培定则可知。电流从电磁铁的上端流入，故电源左端为正极，右端为负极，故B正确； C、断开开关后，电路中没有电流，电磁铁无磁性，即电磁铁对条形磁体不吸引也不排斥，但条形磁体有重力，故弹簧测力计有示数，故C错误； D、抽去铁芯后，电磁铁磁性减弱，对磁体的吸引力减小，因此弹簧测力计示数将变小。 故D错误；故选：D. 10. 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 【详解】A、半导体的导电性能介于导体和绝缘体之间,具有一定的电阻值,因此半导体芯片的电阻不为0,故A错误; B、电流从电磁铁线圈的上端流入,由安培定则可判断电磁铁的下端为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，与灯泡之间的斥力会减小，可让灯泡悬浮得更低，故C错误； D、灯泡是用电器，若要使灯泡发光，电路中一定要有电流，故D错误； 故选：B。 11. 如图所示，小磁针甲、乙处于静止状态。根据标出的磁感线方向，可以判断出（　　） A．螺线管的左端为N极 B．电源的左端为负极 C．小磁针甲的右端为N极 D．小磁针乙的右端为N极 【答案】C 【详解】A、在磁体的周围，磁感线从磁体的N极流出，回到S极，所以利用磁感线的方向，可以确定螺线管的右端为N极，左端为S极。故A错误。 B、根据螺线管的右端为N极，结合图示的线圈绕向，利用安培定则可以确定电流从螺线管的左端流入右端流出。所以电源的左端为正极，右端为负极。故B错误； C、根据异名磁极相互吸引的理论可以确定小磁针甲右端为N极；故C正确； D、小磁针静止时，N极的指向跟通过该点的磁感线方向一致，S极跟通过该点的磁感线方向相反，所以乙的右端为S极，故D错误。 如图所示： 故选：C。 12. 下列小磁针指向和磁感线方向判断正确的是（　　） A． B．C． D． 【答案】D 【详解】A、地磁南极在地理北极附近，地磁北极在地理南极附近，磁感线、小磁针磁极均正确，故A正确； B、因磁铁外部磁感线的方向由N极指向S极，图中两S极相对，则两边的磁感线都应指向S极，故B错误； C、由右手螺旋定则可知，螺线管的右侧为N极，则由“同名磁极相互排斥、异名磁极相互吸引”可知小磁针右侧应为S极，故C错误； D、根据右手螺旋定则，伸开右手，大拇指指向电流的方向，则四指环绕方向为磁感线的方向，可知导线下方的磁感线垂直于纸面向外，所以小磁针的N极应垂直于纸面向里，故D错误。 故选：D。 13. 如图所示，电磁铁P和Q通电后（　　） A．P的右端是N极，Q的左端是S极，它们相互吸引 B．P的右端是S极，Q的左端是N极，它们相互吸引 C．P的右端是N极，Q的左端是N极，它们相互排斥 D．P的右端是S极，Q的左端是S极，它们相互排斥 【答案】C 【解析】根据安培定则分别确定两个电磁铁的磁极方向，然后根据磁极之间的相互作用规律分析二者之间的作用力即可。 【解答】左：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，则右端为电磁铁的N极； 右：线圈上电流方向向上。右手握住螺线管，弯曲的四指指尖向上，此时大拇指指向左端，则左端为电磁铁的N极；根据同名磁极相互排斥可知，此时它们之间相互排斥。 14. 如图所示，一根弹簧下端连着一个条形磁铁，条形磁铁的下端为N极。条形磁铁下方有一电磁铁。闭合开关后（　　） A．电磁铁左侧小磁针的N极向上偏转 B．若去掉螺线管中的铁芯，弹簧的长度会变短 C．当滑动变阻器的滑片向右滑动时，弹簧长度会变长 D．若调换电源的正负极，小磁针的指向会发生改变 【答案】D 【解析】A.根据安培定则判断电磁铁的磁极方向，再根据磁极之间的相互作用规律确定小磁针的指向； B.首先分析去掉铁芯后电磁铁的磁场强弱变化，再确定条形磁体受到磁力的变化，最后确定弹簧长度的变化； C.根据滑片移动确定电流大小变化，再确定电磁铁的磁场强弱变化，最后分析弹簧的长度变化； D.电磁铁的磁极方向与电流方向有关，据此分析判断。 【解答】A.根据图片可知，线圈上电流方向向右。根据安培定则可知，电磁铁的上端为N极。根据“异名磁极相互排斥”可知，小磁针的N极向下偏转，故A错误； B.若去掉螺线管中的铁芯，电磁铁的磁场减弱，则条形磁铁受到的排斥力减小，则弹簧受到的拉力变大，即弹簧的长度变大，故B错误； C.当滑动变阻器的滑片向右滑动时，变阻器的阻值减小，则通过电磁铁的电流变大，那么电磁铁的磁场变强，那么条形磁铁受到的排斥力变大，则弹簧受到的拉力减小，即长度变小，故C错误； D.若调换电源的正负极，则通过电磁铁的电流方向改变，那么电磁铁的磁场方向发生改变，则小磁针的指向会发生改变，故D正确。 故选D。 15. 小科发现“门禁”是通过开关控制门锁工作的，研究后知道，门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，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．甲图中电磁铁的原理是电流的磁效应 B．乙图中开关闭合，电磁铁A的右端为S极 C．对“门禁”的工作原理进行分析，能判断B有磁性 D．将金属块B靠近小磁针，小磁针一定不会发生偏转 【答案】A 【解析】（1）根据滑片移动确定电流大小变化，确定电磁铁的磁场强弱变化； （2）根据安培定则判断电磁铁的极性。 16. 如图所示，在科学实验课上，方老师带领大家一起做奥斯特实验。方老师告诉同学们，为了让实验效果更加明显，建议大家将通电直导线沿　 　方向放置（选填“东西”或“南北”），此时直导线在小磁针处产生的磁场方向和放在该点小磁针的　 　极指向一致（选填“N”或“S”）。 【答案】南北；N 【解析】由于小磁针受到地磁场的作用，要指南北方向，为了观察到明显的偏转现象，应使电流产生磁场方向为东西方向，故应使把直导线南北放置。在磁场中，小磁针北极的指向即为该点的磁场方向。①磁场有方向，科学上把小磁针静止时北极所指的方向规定为其所处点的磁场方向。 ②通电螺线管的磁极和电流方向之间的关系可以用右手螺旋定则（也叫安培定则）来判定。用右手握螺线管，让四指弯向螺线管中的电流方向，大拇指所指的那一端就是通电螺线管的北极。右手螺旋定则也可以用来判断直线电流的磁场方向，只是需让大拇指指向电流方向，四指弯曲的方向就是直线电流产生的磁场方向。 17. 如下图所示，某一条形磁铁置于水平面上，电磁铁与其在同一水平面上，右端固定并保持水平。S闭合，滑动变阻器滑片P逐渐向左移动时，条形磁铁一直保持静止。在此过程中条形磁铁受到的摩擦力的大小　 　（填“不变”“逐渐变大”或“逐渐变小”）；电磁铁左端是　 　极。 【答案】逐渐变大；N 【解析】（1）根据滑片移动确定电流大小变化，确定电磁铁的磁场强弱变化，根据平衡力的知识分析条形磁铁受到摩擦力的变化； （2）根据安培定则判断电磁铁的极性。 【解答】（1）S闭合，滑动变阻器滑片P逐渐向左移动时， 变阻器阻值变小而电流变大，那么电磁铁的磁场变强，因此条形磁铁受到的磁力变大。根据平衡力的知识可知，条形磁铁受到的摩擦力变大。 （2）线圈上电流方向向上。右手握住螺线管，弯曲的四指指尖向上，此时大拇指指向左端，则电磁铁左端为N极。 18. 智能化生活扫地机器人(图甲)的工作原理可简化成图乙。为定值电阻，R为光敏电阻，其阻值随光照强度的增强而减弱，线圈的阻值忽略不计。 (1)接通电源，当地面灰尘增多时，使照射到光敏电阻上的光照强度变小，控制电路中的电流将_______(填“变大”“变小”或“不变”)，电磁铁的磁性减弱，此时电动机旋转产生高速气流将灰尘等吸入集尘盒，据此分析电动机所在的支路为_____(填“A”或“B”)。 (2)为使扫地机器人在地面的灰尘更少时就开始工作，请你写出一条对控制电路的改进措施：_________________________________________________________________。 【答案】(1)变小 A (2) 增大定值电阻R0的阻值(或减小电源电压，或减少线圈匝数 【解析】(1)由题可知，R为光敏电阻，其阻值随光照强度的增强而减弱，R与串联接入电路中。当光敏电阻上的光照强度减弱时，光敏电阻的阻值将变大，此时控制电路中的电流变小，电磁铁的磁性减弱，弹簧将衔铁拉起来，电动机开始工作，所以电动机所在的支路为A。 (2)衔铁被弹簧拉起时电磁铁磁性强弱一定，线圈匝数不变时，衔铁被拉起时的电流不变；为使扫地机器人在地面的灰尘更少时就开始工作，则此时照射到光敏电阻上的光照强度增强，R的阻值减小，若电源电压一定，要使机器人开始工作时控制电路的总电阻不变，根据串联电路的电阻规律可知，应增大定值电阻的阻值；若定值电阻的阻值不变，总电阻变小，根据欧姆定律可知，可减小电源电压。在不改变阻值和电源电压时，减少线圈匝数，可使衔铁被拉起时的电流变大，也可达到目的。 19. 小宇同学参加了学校的“研究性学习小组”，探究了“磁体的磁性强弱是否与温度有关”的课题。他将一条形磁体的一端固定在铁架台上，另一端吸着一些小铁钉，用酒精灯给磁体加热，如图甲所示，经过一段时间后，当磁体被烧红时，发现小铁钉纷纷落下。 (1)从小宇的实验可得出的初步结论是___________________________________________ __________________。 (2)根据这一结论，小宇大胆设计了一个温度报警器，如图乙所示，请简述它的工作原理：________。 (3)同组的同学认为小宇设计的温度报警器没有如图丙所示的这种设计好。请你比较两种温度报警器，指出小宇设计中的不足之处：_______________________________。 【答案】(1) 磁体的磁性强弱与温度有关，温度越高，磁性越弱 (2) 见【解析】 (3) 无法设定报警的具体温度 【解析】(1)如图甲所示，开始时磁体的右端吸引了很多小铁钉，加热一段时间后，当磁体被烧红时，发现小铁钉纷纷落下，说明磁体的磁性强弱与温度有关，温度越高，磁性越弱。 (2)如图乙所示，开始时磁体吸引上方触点，使得两触点断开，当温度逐渐升高时，磁体的磁性减弱，无法吸引两触点，两触点接通，电路接通，从而使电铃报警。 (3)丙图中，温度升高时，温度计的水银柱上升，当上升到设定温度位置时，水银柱与温度计上方的导体接通，控制电路接通，电磁铁产生磁性，工作电路“开关”被吸引，工作电路接通，电铃响；温度下降到设定温度以下时，水银柱与温度计上方的导体断开，电磁铁磁性消失，工作电路断开，电铃不响。综上所述，小宇设计中的不足之处是无法设定具体的报警温度。 20. 小文设计了如图甲所示的实验来研究电磁现象，当他闭合开关S后，发现小磁针发生了偏转，这说明电流的周围存在着_________，这一现象最早是由_________（填“法拉第”“奥斯特”或“安培”）发现的。接着小文又找来了一个小铁钉，把导线的一部分绕在上面，制成了一个电磁铁连在电路乙中。当再次闭合开关S 后，小磁针静止时 N 极的指向如图乙所示，据此他判断出________（填“a”或“b”）端是电源的正极。 【答案】磁场；奥斯特；b． 【详解】奥斯特发现在通电导体放在小磁针上方时，小磁针会发生偏转，即发明电流周围存在磁场． 小磁针静止时N极向左，即磁感线向左，由通电螺线管的磁场分布可得，电磁铁的右侧为N极，左侧为S极，由安培定则可得：电流由b端流入电磁铁．即b为电源正极． 21. 如图所示，在“探究通电螺线管外部磁场分布”的实验中，小敏在螺线管两端各放一个小磁针，并在硬纸板上均匀撒满铁屑。 （1）由图可知通电螺线管的磁场与___________的磁场相似。 （2）放入小磁针的作用是___________。 （3）改变电流方向，小敏发现，铁屑的分布形状___________（填“没有改变”或“发生改变”），而小磁针的指向与原来相反，说明通电螺线管产生的磁场方向与___________有关。 （4）为描述磁场而引入的磁感线___________（填“是”或“不是”）真实存在的 【答案】（1）条形磁铁；（2）显示磁场的方向；（3）没有改变；相反；（4）不是 【详解】（1）通电螺线管外部的磁场分布与条形磁铁相似，二者均有两个磁极，磁场从N极出发回到S极； （2）小磁针静止时N极的指向为该点的磁场方向，因此放入小磁针可直观显示磁场的方向；（3）改变电流方向，通电螺线管的磁场方向改变，但磁场分布的形状（磁感线形状）不变，故铁屑分布形状没有改变；小磁针指向由磁场方向决定，磁场方向相反则小磁针指向相反；（4）磁场是真实存在的，为描述磁场而引入的磁感线不是真实存在的。 22. 如图所示，将一根直导线放在静止小磁针的正上方，并与小磁针平行。 （1）小磁针上方的直导线应沿______（选填“南北”或“东西”）方向放置； （2）闭合开关后，小磁针北极偏转方向为_______（选填“垂直纸面向外”或“垂直纸面向内”）； （3）实验中小磁针除了能验证通电直导线周围存在磁场，还能验证_____________。 【答案】（1）南北（2）垂直纸面向外（3）通电直导线周围‌磁场的方向与电流方向之间的关系‌。 【详解】（1）由于小磁针受到地磁场的作用，要指南北方向，为了观察到明显的偏转现象，应使电流产生的磁场方向为东西方向，故应使把直导线南北放置； （2）小磁针上方电流方向从左向右，下方的磁场方向向里，小磁针的N极垂直纸面向里，则S极垂直纸面向外； （3）实验中小磁针除了能验证通电直导线周围存在磁场以外，当改变直导线中电流方向时，还能通过小磁针的偏转方向来判断通电直导线周围‌磁场的方向与电流方向之间的关系‌。 23. 我国的磁悬浮列车和高铁技术都处于世界领先水平。 （1）上海磁悬浮列车的结构如图所示。要使列车悬浮起来，该列车运行时依据磁极间相互作用的原理是__________。 （2）请你根据所学知识判断，图中车身线圈电源的A端为__________极（选填“正”或“负”）。 【答案】（1）异名磁极相互吸引（2）正 【详解】（1）由图知根据安培定则知车厢线圈通电后上端为S极，与轨道的磁铁的磁极相反，由于异名磁极相互吸引，从而使得接触面彼此分离，达到了减小车轮与轨道之间摩擦力的目的； （2）车身线圈通电后，上端为S极，下端为N极，根据安培定则可知，电流从螺线管的上端流入，则A端为电源的正极。 24. 早在19世纪，安培对于地磁场的形成提出如下假设：地球的磁场是由围绕地轴的环形电流I引起的（如图甲）。小黄学习了电和磁的知识后，知道了通电直导线周围的磁场分布符合安培定则，那么环形电流内部的磁场是否也符合如图乙所示的安培定则呢？他展开了以下探究。 【建立猜想】环形电流内部的磁场可能也符合安培定则。 【实验过程】连接如图丙所示的电路（外部电路未画出）。 【实验现象】位于圆环中心的小磁针N极垂直纸面向里转动。 （1）小黄同学的探究实验中放置小磁针的作用是__________。 （2）根据实验现象，小黄的结论__________。 （3）根据安培提出的假设，则赤道这一通电圆环的电流方向为__________。 A． B． C． D． 【答案】（1）确定环形电流的磁场方向；（2）环形电流的磁场符合安培定则；（3）B。 【详解】（1）小黄同学的探究实验中放置小磁针的作用是：确定环形电流的磁场方向。 （2）根据实验现象，小黄的结论：环形电流的磁场符合安培定则。 （3）根据安培提出的假设，环形电流的磁场符合安培定则，则赤道这一通电圆环的电流方向为B，因为只有B符合安培定则和地磁场的分布。 25. 1820年，奥斯特用铂丝连接伏打堆（相当于电源）的两端，铂丝水平沿南北方向放置，下方放置一个被玻璃罩封闭的小磁针。闭合电路后，小磁针发生了轻微的偏转，如图甲所示。 他做出以下猜想： 猜想1：可能是因为电流使导线产生了热，加热玻璃罩内的空气，引起了对流，从而导致磁针的偏转； 猜想2：可能是因为 ，从而导致磁针的偏转； 奥斯特通过实验很快就否定了猜想1，又做了乙、丙两组实验。 （1）乙组实验中将细铂丝换成了粗铂丝基于的假设是________； （2）结合实验与所学知识，丙组中小磁针将＿＿＿＿＿（选填字母）。 A．顺时针偏转，偏转角度比甲组更大 B．顺时针偏转，偏转角度比甲组更小 C．逆时针偏转，偏转角度比甲组更大 D．逆时针偏转，偏转角度比甲组更小 【答案】（1）电流产生了磁场；（2）小磁针偏转；（3）A。 【详解】（1）可能是因为电流产生了磁场，从而导致小磁针的偏转。 （2）要否定猜想1，要通过在玻璃罩和上方的导线之间加入金箔、玻璃等介质，排除空气对流，通过导体中有电流时磁针仍偏转，得出对流可导致磁针的偏转是错误的； （3）图丙与图甲比较可知，丙图中粗铂丝电阻较小，电路中的电源相同，所以丙图中电流较大，所以小磁针偏转角度较大；丙图与甲图中的铂丝中的电流方向相反，所以产生的磁场方向相反，因此小磁针的偏转方向相反，所以丙组中小磁针将顺时针偏转，偏转角度变大，故选A； 26. 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）电磁铁吸引大头针的数目多少 （2）控制通过两个电磁铁的电流相同；将电磁铁的下端分别靠近小磁针的两个磁极，观察是否存在排斥现象。 （3）AC 【详解】（1）根据转换法，可通过观察电磁铁吸引大头针的数目多少来判断电磁铁磁性的强弱。 （2）探究电磁铁磁性强弱与线圈匝数的关系，应控制电流相同，线圈匝数不同，将两电磁铁串联的目的是控制通过两个电磁铁的电流相同。滑动变阻器滑片移到最右端时，电路中电流过小，电磁铁磁性很弱，无法吸引铁钉，并非磁性完全消失。检验思路：将电磁铁的下端分别靠近小磁针的两个磁极，观察是否存在排斥现象。 （3）A、其他条件不变，滑片右移，电路中的电阻增大，电流减小，电磁铁的磁性会减弱，故符合题意； B、其他条件不变，滑片左移，电路中的电阻减小，电流增大，电磁铁的磁性会增强，故不符合题意； C、其他条件不变，开关S由1扳到2时，线圈的匝数减少，电磁铁的磁性会减弱，故符合题意； D、其他条件不变，电源的正负极对调只会改变电流的方向和电磁铁的磁极，对电磁铁的磁性不会有影响，故不符合题意； 故选：AC。 27. 为了研究“电磁铁磁性的强弱与哪些因素有关”，小明利用电源、电流表、开关、滑动变阻器、导线、细铁钉、指针（带刻度）、电磁铁（用漆包线制作的一个五抽头电磁铁，每25匝抽出一个接线端）等器材设计了如图甲、乙所示的装置进行探究。 （1）图甲实验中小明是根据___________来判断磁性的强弱。 （2）如图乙，电磁铁通电时，电磁铁的右端是_______（填“S极”或“N极”）。 （2）与甲图实验方案相比，乙图实验方案的优点是__________。 （4）小明利用图乙实验装置研究电磁铁磁性强弱与线圈匝数关系的实验。当线圈匝数从25匝换成100匝后，接下来应该进行的操作是____________。 【答案】（1）电磁铁吸引小铁钉的数量 （2）S极      （3）电流变化很小时，也能判断磁性强弱，更加的精确      （4）向左移动滑片，至电流表示数与25匝时相同      【详解】(1)实验中不能直接判断磁性的强弱，所以采用了转换法，用电磁铁吸引小铁钉的数量来判断磁性的强弱。 (2) 由图乙可知，电磁铁线圈中电流方向向上，根据安培定则可知，左端为N极，右端为S极。 (3) 图乙中磁性强弱由指针偏转角度来反映，磁性变化较小时，也能反映出磁场强度的变化，实验现象更明显。 (4)探究磁性强弱与线圈匝数的关系时，应控制电流大小相同。线圈匝数变多，电阻变大，为保持电流不变，应向左移动滑片，直至电流表示数与25匝时相同。 28. 2025年4月，神舟飞船与中国空间站核心舱成功对接（图甲）。当飞船和核心舱靠近对接时，为预防撞击带来影响，需配有对接缓冲装置。小蓝设计了如图乙所示的对接缓冲装置简图。通电后，螺线管的b端为_____（选填“N”或“S”）极；为增强缓冲效果，滑动变阻器的滑片P应向_____（选填“左”或“右”）侧滑动）。 【答案】N；右。 【详解】闭合开关后，电流从螺线管的b端流入，a端流出，利用安培定则可知，通电后螺线管的b端为N极。要增强缓冲效果，就需要增强通电螺线管的磁性，从而使通电螺线管右侧磁极与条形磁铁左侧磁极之间的斥力更大，则应增大通过螺线管的电流，根据欧姆定律可知，应减小电路中的电阻，故滑动变阻器的滑片应向右移动。 29. 如图所示是一种温度自动报警器的原理图。制作水银温度计时在玻璃管的两端分别封入一段金属丝。电池的两极分别与金属丝相连，当温度达到一定值时电铃响起，发出报警信号。 （1）电铃响时，电磁铁右端是__________极； （2）当温度达到__________时，该电铃响起； （3）通过调节滑动变阻器滑片，__________（填“能”或“不能”）改变该装置报警温度。 【答案】（1）N（2）76（3）不能 【详解】（1）电流从电源正极流出，由安培定则可知，电磁铁右端为 N 极。 （2）由题图可知，当温度升高至 76℃ 时，水银与上端金属丝相连，电路被接通，电磁铁产生磁性，吸引工作电路中的衔铁，工作电路接通，电铃响。 （3）调节滑片，并不能使断开的电路中存在电流，故调节滑动变阻器的滑片不能改变该装置的报警温度。 30. 电话的基本原理是通过话筒与听筒完成声音信号与___________信号的相互转换，如图所示为电话机原理图。当人对着话筒说话时，滑动变阻器的滑片向左移动，则听筒电磁铁的磁性将___________（选填“变强”“变弱”或“不变”），其左端为 极。 【答案】电；变强；S(或南)。 【详解】(1)电话的基本原理是通过话筒与听筒完成声音信号与电信号的相互转换。 (2)当人对着话筒说话时,滑动变阻器的滑片向左移动,变阻器的阻值变小,通过电磁铁的电流增大,则听筒电磁铁的磁性将变强。（3） 螺线管上电流方向向下,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,那么螺线 管的右端为N极,左端为S极。 31. （1）商场里的电动扶梯，为了节约能源，同学想利用电磁继电器设计了这样的电路：无人时电梯运行较慢，有人时电梯正常运行。请按照要求用笔画线代替导线将图乙中的控制电路和工作电路分别连接完整。其中 R1是压敏电阻（受到压力时阻值较小，不受压力时阻值很大），R2是定值电阻。(   ) （2）为了使电磁铁对衔铁的吸引力变大，以下做法可行的是___________。 A．去掉电磁铁线圈中的铁芯       B．减少电磁铁线圈的匝数 C．适当增大控制电路电源电压       D．适当增大工作电路电源电压 【答案】（1）见详解（2）C。 【详解】由题意可将压敏电阻R1串联在控制电路中；为了满足题目中的要求，应将电动机与电阻R2接入工作电路中，电路如图所示： （1）无人时衔铁没有被吸下，R2和电动机串联接入电路，电动机两端电压小于电源电压，当有人时衔铁被吸下，右侧电路只有电动机工作，其两端电压等于电源电压，通过电动机的电流变大，电动机转速变快；符合要求。 （2）A、去掉电磁铁线圈中的铁芯，电磁铁的磁性减弱，故A不可行；        B、减少电磁铁线圈的匝数，电磁铁的磁性减弱，故B不可行；      C、适当增大控制电路电源电压   ，可以增大通过电磁铁的电流，电磁铁的磁性增强，故C可行；     D、适当增大工作电路电源电压，不会影响通过电磁铁的电流，不会改变电磁铁的磁性，故D不可行； 故选：C。 32. 如图所示是一种温度自动报警器的原理图。制作水银温度计时在玻璃管中封入一段金属丝，电源的两极分别与水银和金属丝相连。 (1)该水银温度计在电路中的作用相当于一个_______。 (2)当温度达到_______℃时，接通控制电路，电磁铁产生磁性，使工作电路中的______(填“绿”或“红”)灯亮。 【答案】(1)开关 (2)80 红 【解析】(1)该水银温度计在电路中可以控制电路的通断，相当于一个开关。 (2)由图可知，当水银温度计所测的温度达到80℃时，接通控制电路，电磁铁产生磁性，吸引衔铁下移，工作电路中的红灯亮。 33. 智能化生活扫地机器人(图甲)的工作原理可简化成图乙。为定值电阻，R为光敏电阻，其阻值随光照强度的增强而减弱，线圈的阻值忽略不计。 (1)接通电源，当地面灰尘增多时，使照射到光敏电阻上的光照强度变小，控制电路中的电流将_______(填“变大”“变小”或“不变”)，电磁铁的磁性减弱，此时电动机旋转产生高速气流将灰尘等吸入集尘盒，据此分析电动机所在的支路为_____(填“A”或“B”)。 (2)为使扫地机器人在地面的灰尘更少时就开始工作，请你写出一条对控制电路的改进措施：_________________________________________________________________。 【答案】(1)变小 A (2) 增大定值电阻R0的阻值(或减小电源电压，或减少线圈匝数 【解析】(1)由题可知，R为光敏电阻，其阻值随光照强度的增强而减弱，R与串联接入电路中。当光敏电阻上的光照强度减弱时，光敏电阻的阻值将变大，此时控制电路中的电流变小，电磁铁的磁性减弱，弹簧将衔铁拉起来，电动机开始工作，所以电动机所在的支路为A。 (2)衔铁被弹簧拉起时电磁铁磁性强弱一定，线圈匝数不变时，衔铁被拉起时的电流不变；为使扫地机器人在地面的灰尘更少时就开始工作，则此时照射到光敏电阻上的光照强度增强，R的阻值减小，若电源电压一定，要使机器人开始工作时控制电路的总电阻不变，根据串联电路的电阻规律可知，应增大定值电阻的阻值；若定值电阻的阻值不变，总电阻变小，根据欧姆定律可知，可减小电源电压。在不改变阻值和电源电压时，减少线圈匝数，可使衔铁被拉起时的电流变大，也可达到目的。 34. 小宇同学参加了学校的“研究性学习小组”，探究了“磁体的磁性强弱是否与温度有关”的课题。他将一条形磁体的一端固定在铁架台上，另一端吸着一些小铁钉，用酒精灯给磁体加热，如图甲所示，经过一段时间后，当磁体被烧红时，发现小铁钉纷纷落下。 (1)从小宇的实验可得出的初步结论是___________________________________________ __________________。 (2)根据这一结论，小宇大胆设计了一个温度报警器，如图乙所示，请简述它的工作原理：________。 (3)同组的同学认为小宇设计的温度报警器没有如图丙所示的这种设计好。请你比较两种温度报警器，指出小宇设计中的不足之处：_______________________________。 【答案】(1) 磁体的磁性强弱与温度有关，温度越高，磁性越弱 (2) 见【解析】 (3) 无法设定报警的具体温度 【解析】(1)如图甲所示，开始时磁体的右端吸引了很多小铁钉，加热一段时间后，当磁体被烧红时，发现小铁钉纷纷落下，说明磁体的磁性强弱与温度有关，温度越高，磁性越弱。 (2)如图乙所示，开始时磁体吸引上方触点，使得两触点断开，当温度逐渐升高时，磁体的磁性减弱，无法吸引两触点，两触点接通，电路接通，从而使电铃报警。 (3)丙图中，温度升高时，温度计的水银柱上升，当上升到设定温度位置时，水银柱与温度计上方的导体接通，控制电路接通，电磁铁产生磁性，工作电路“开关”被吸引，工作电路接通，电铃响；温度下降到设定温度以下时，水银柱与温度计上方的导体断开，电磁铁磁性消失，工作电路断开，电铃不响。综上所述，小宇设计中的不足之处是无法设定具体的报警温度。 35. 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。 36. “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。 37. 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。 38. 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。 39. 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。 40. 半导体薄膜压力传感器是一种常用的传感器，其阻值R1随压力变化情况如图甲所示。小科利用此传感器设计了如图乙所示的自动分拣苹果装置，并设置分拣标准为0.15千克。其原理是：调节R2的滑片P，使得0.15千克的苹果在托盘秤上时，电磁铁恰好能吸住分拣开关的衔铁，苹果便通过下方通道筛选出来，此时R2两端的电压为3V。已知电源电压为6V，内阻不计。 （1）电磁铁上端是______极（选填“N”或“S”）； （2）为使该装置达到上述分拣标准，R2的阻值应调为多少？（通过计算证明） （3）为了提高分拣标准，挑选出质量为0.2千克以上的苹果，可以进行的操作是_______（写出一种即可）。 【答案】（1）N；（2）R2的阻值应调为30Ω；（3）R2的滑片向右移动。 【详解】（1）由图乙可知，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是N极。 （2）在托盘秤上放上0.15kg的苹果，压敏电阻受到的压力F=mg=0.15kg×10N/kg=1.5N； 根据图甲可知，此时压敏电阻的阻值为30Ω，闭合开关，电路中两电阻串联，电压表测量R2两端的电压，R2两端的电压为3V，电磁铁恰好能将衔铁吸下，由串联电路电压的规律可知R1两端的电压U1=U-U2=6V-3V=3V； 由串联分压可知R1：R2=U1：U2； 代入数据得到30Ω：R2=3V：3V； 解得：R2=30Ω。 （3）为了提高分拣标准，挑选出质量为0.2千克以上的苹果，此时托盘秤所受压力变大，由图甲可知，R1的阻值变小，此时电磁铁恰好能吸住分拣开关的衔铁，电路中的电流保持原来不变，由欧姆定律可知电路的总电阻不变，由电阻的串联可知，变阻器连入电路的电阻变大，R2的滑片向右移动。 41. 有一种电加热恒温箱，工作原理如图甲所示。控制电路由电压为的电源、电磁继电器（线圈电阻不计）、滑动变阻器R2和热敏电阻R1组成，图乙是热敏电阻R1阻值随温度变化的图像；工作电路由电压为的电源和电阻为R0的电热丝组成。通过实验测得当电磁继电器线圈的电流达到50mA时，电磁继电器的衔铁被吸下来。 （1）请用笔画线代替导线，按照题意将图中的工作电路连接完整； （2）在升温的过程中，电阻R1两端的电压会___________（选填“变大”、“变小”或“不变”）； （3）当滑动变阻器R2接入电路中的电阻为20Ω时，求恒温箱内的温度可保持在多少？（请写出计算过程） （4）要使恒温箱设定的温度值降低，下列调节方案可行的是___________。 A．减少线圈匝数 B．增大控制电路的电源电压 C．使用更粗更有力的弹簧 D．应向左滑动变阻器R2的滑片 【答案】（1）      （2）变小     （3）50℃     （4）BD      【详解】（1）当电磁继电器线圈的电流达到50mA时，电磁继电器的衔铁被吸下来，此时控制电路电流较大，电路中电阻较小；由图乙可知，电加热恒温箱的温度过高，工作电路被断开，故衔铁未被吸下来时，热敏电阻与工作电路连成通路，电路连接如图： (2) 由图乙可知，在升温的过程中，电阻R1的阻值减小，电路中电流增大，变阻器接入电路电阻两端的电压增大，由串联电路的电压关系可知，电阻R1两端的电压会变小。 (3) 已知U1=6V，I=50mA=0.05A， 由欧姆定律可知，控制电路的总电阻R=U/I=6V/0.05A=120Ω 此时热敏电阻的阻值R1=R-R2=120Ω-20Ω=100Ω 由图像知，热敏电阻的阻值为100Ω时，对应的温度为50℃。 (4)小问详解： A．电磁继电器的吸合电流是由电磁铁的磁性决定的，减少线圈匝数，在电流一定时，电磁铁的磁性减弱，需要更大的电流才能使衔铁被吸下来，即设定的温度值会升高，故A不符合题意； B．增大控制电路的电源电压U1，根据I=U/R，在电路中电磁铁的吸合电流不变时，电路总电阻增大，由串联电路电阻关系可知，R1的阻值增大，由图乙可知，可控温度降低。故B符合题意； C．使用更粗更有力的弹簧，需要更大的电磁力才能使衔铁被吸下来，即需要更大的电流，也就是需要更高的温度才能使R1减小到使电流达到吸合电流，即设定的温度值会升高，故C不符合题意； D．向左滑动变阻器R2的滑片，R2接入电路的阻值减小，根据串联电路的特点U1=I(R1+R2)，在电源电压U1不变时，要使电流I达到吸合电流50mA，R1需要增大，由图乙可知，R1增大时温度降低，即设定的温度值会降低，故D符合题意。 故选BD。 42. 如图甲所示是一家庭燃气报警器的部分电路示意图，其中控制电路中的R1是由气敏电阻制成的传感器，R1的阻值与燃气浓度的关系如图乙所示。出厂预设，当燃气浓度达到4%时报警，出厂测试时U1为3伏且保持恒定，闭合开关S1、S2，移动滑动变阻器R2滑片P的位置，当控制电路中的电流为0.03安，电磁铁A恰好能将衔铁B吸下（电磁铁线圈的阻值忽略不计） （1）电磁铁上方___________极； （2）小科认为报警时只有灯亮还不能起到很好的报警作用，最好灯亮同时发出警报声，他建议加接蜂鸣器与___________并联（选填“L1”或“L2”）； （3）该报警器要达到出厂预设值，滑动变阻器接入电路的阻值有多大？（写出计算过程） （4）小科想让该报警器报警时的燃气浓度值调到比出厂预设值更低一些，下列操作理论上可行的是___________。（选填字母） A．将滑动变阻器滑片向下滑动 B．控制电路中串联一个电阻 C．增大控制电路的电源电压 D．减少电磁铁线圈匝数 【答案】（1）N；（2）L2；（3）滑动变阻器接入的阻值为60Ω；（4）AC。 【详解】（1）甲图中螺线管中电流方向由下方流入，上方流出，根据安培定则可知，电磁铁的上方为N极。 （2）当衔铁被吸下时，报警灯亮，由此可知L2为报警灯，故应把蜂鸣器应与L2并联； （3）控制电路的总电阻R总=U/I=3V/0.03A=100Ω，由图乙可知燃气浓度达到4%时的报警值时R气敏=40Ω，所以R滑=R总-R气敏=100Ω-40Ω=60Ω； （4）该报警器报警时的燃气浓度值调到比出厂预设值更低一些，R气敏增大，如果线圈匝数不变，电流不变，R总=U/I不变，根据R滑=R总-R气敏可知，滑动变阻器接入的阻值变小，故A可行； B.在控制电路中串联一个电阻，总电阻更大，电路中电路变小，电磁铁线圈的磁性变小，达到报警浓度时，不能闭合报警回路，故B不可行； C.R气敏增大时，若滑动变阻器不动，控制电路中的总电阻R总变大，要保证电流不变，根据I=U/R，适当增大电源电压，故C 可行； D.R气敏增大时，若滑动变阻器不动，电源电压不变的情况下，电路中的电流变小，磁性减弱，若再减小电磁铁线圈匝数，磁性更弱，到达报警浓度时，不能吸下衔铁报警，故D不可行；故选AC 【素养提升】 1. 如图所示，在一通电环形线圈内放一小磁针，小磁针的指向是（ ） A.N极垂直纸面指向纸内 B.N极垂直纸面指向纸外 C.N极指向右 D.N极指向左 【答案】B 【解析】由安培定则可知，用右手握住环形线圈，使四指的弯曲方向与电流方向一致，则大拇指垂直纸面指向纸外，则环形线圈的纸外一侧为N极，纸内一侧为S极，环形线圈内小磁针N极的指向与所处位置的磁场方向一致，即垂直纸面指向纸外，故选B。 2. 城市下水道井盖丢失导致行人坠入下水道的悲剧时有发生，令人痛心。为此，某同学设计了一种警示电路：在井口安装一环形灯L，井盖相当于开关S；正常情况下(S闭合)，灯L不亮；一旦井盖丢失(S断开)，灯L立即亮起，以警示行人。图中电路符合要求的是（ ） 【答案】B 【解析】由选项A可知，S闭合时，电磁铁有磁性，衔铁被吸下，工作电路接通，灯发光，S断开时，电磁铁无磁性，工作电路断开，灯不发光，故A不符合要求；由选项B可知，S闭合时，电磁铁有磁性，工作电路断开，灯不发光，S断开时，电磁铁无磁性，工作电路闭合，灯发光，故B符合要求；由选项C可知，无论S闭合还是断开，工作电路始终闭合，灯始终发光，故C不符合要求；由选项D可知，无论S闭合还是断开，工作电路均能接通，灯始终发光，故D不符合要求。 3. 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。图中气敏电阻阻值随CO浓度的增大而减小。下列说法中正确的是（ ） 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，可将的滑片向上移 D.用久后，电源电压会减小，报警时CO最小浓度比设定值低 【答案】C 【解析】当CO浓度增大时，气敏电阻的阻值减小，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B和D之间，故A、B错误。在CO浓度更低时，气敏电阻阻值更大，因衔铁被吸下时所需的最小电流不变，由欧姆定律和串联电路中的电阻特点可知，在电源电压不变时，应减小滑动变阻器接入电路中的阻值，所以应将的滑片向上移，故C正确。用久后，电源电压会减小，衔铁被吸下时所需的最小电流不变，由欧姆定律可知，与电压值为原电源电压时相比，气敏电阻阻值变小，则报警时CO最小浓度比设定值高，故D错误。 4. 城市内涝给人们生活带来了很大影响。小明设计了一种利用电磁继电器来自动控制抽水机工作的电路：当水位在安全位置以下时绿灯亮，抽水机不工作；当水位到达安全位置上限时红灯亮，抽水机开始工作。如图是小明还未连接完成的电路，小明接下来的电路连接应该是（ ） A.M接A，N接B B.M接B，N接D C.M接B，N接C D.M接A，N接D 【答案】B 【解析】根据题意可知，当水位在安全位置以下时，控制电路断开，绿灯所在电路接通，绿灯亮，抽水机不工作；当水位到达安全位置上限时，控制电路接通，电磁铁有磁性，衔铁被吸下，此时红灯亮，抽水机开始工作；由此可知M接B，N接D时符合要求，故B正确。 5. 为了应对即将到来的汛期，某课外兴趣小组设计了一个检测水库水位的装置，其原理如图所示。L为安全指示灯，电铃为报警器，R1为定值电阻，R2为竖直放置、粗细均匀且足够长的电阻棒，滑片P可以在电阻棒上自由滑动，并与浮子用竖直的绝缘棒连接，可随着浮子的上下移动而改变电阻棒R2接入电路的阻值，从而可通过电流表的示数来反映水位的高低。当滑片P指向R2的中点时，水位达到警戒值，电磁铁吸下衔铁报警。则该检测器正常工作时（　　） A．电磁铁的上端为N极 B．水位较低时，电磁铁的磁性较强 C．若减小R1的阻值，警戒水位会变高 D．电流表示数越大，表示水位越高 【答案】D 【详解】A、螺线管中的电流方向是从右向左，根据安培定则可知电磁铁上端为S极，故A错误； B、由图可知，R1、R2、电磁铁串联接入电路，水位较低时，滑片P向下移动，R2接入电路的阻值变大，根据串联电路电阻规律可知电路中总电阻的变大，根据I=U/R可知，当电源电压一定时，电路中电流的变小，电磁铁磁性变弱，故B错误； C、若减小R1的阻值，要控制电路的电流不变，根据I=U/R可知，当电源电压一定时，控制电路的电阻不变，根据串联电路电阻规律可知R2阻值的变大，由此可知警戒水位的变低，故C错误； D、电流表示数变大，根据I=U/R可知，当电源电压一定时，控制电路电阻的变小，根据串联电路电阻规律可知R2阻值变小，滑片P向上移，由此可知水位变高，故D正确。 故选D。 6. 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。下列说法正确的是（　　） A．通电后电磁铁a端为S极 B．条形磁体在滑动过程中受到向左的摩擦力 C．滑片向左移动的过程中电磁铁的磁性增强 D．若此时断开开关S，电磁铁与条形磁铁间没有力的作用 【答案】D 【详解】A．电流从螺线管右端流入，左端流出，根据右手螺旋定则可知，此时电磁铁的a端是N极，故A错误； B．电磁铁的b端为S极，根据异名磁极相互吸引的特点可知，条形磁体受到向左的吸引力，条形磁体向左滑动，条形磁体受到水平桌面的向右的摩擦力，故C错误； C．滑动变阻器的滑片P向左端移动，电阻变小，电流变大，周围磁场越强，故电磁铁的磁性变强，故B正确； D．断开开关S，电磁铁失去磁性，但条形磁铁仍有磁性，可以吸引电磁铁中的铁芯，所以电磁铁与条形磁铁间有力的作用。故D错误。 故选：B。 7. 如图是利用太阳能给LED 路灯供电的自动控制电路的示意图。R是光敏电阻，R0是保护电阻，阻值不变。日光充足时，电磁继电器将衔铁吸下，GH接入电路，太阳能电池板给蓄电池充电。光线不足时，衔铁被弹簧拉起，EF接入电路，蓄电池给LED路灯供电，路灯亮起。关于该电路分析错误的是（　　） A．光敏电阻R阻值随光照强度增大而减小 B．电路工作时，电磁铁上端为N极 C．若想更容易吸下衔铁，也可增加电磁铁线圈匝数 D．减小保护电阻R0阻值可延长每天路灯照明时间 【答案】D 【详解】A、日光充足时，电磁继电器把衔铁吸下，可知电流变大了，根据闭合电路欧姆定律，控制电路中电阻变小，即当日光充足时光敏电阻R减小，故A正确； B、根据安培定则可知电流从螺线管下端流入，上端流出，四指指向电流方向，大拇指指向螺线管的上端，所以电路工作时，电磁铁上端为N极，故B正确； C、电磁铁磁性强弱与线圈匝数有关，线圈匝数越多，电磁铁磁性越强，若想更容易吸下衔铁，可以增加电磁铁线圈匝数，故C正确； D、减小保护电阻R，增大了电流，减少了照明时间，故D错误； 故选：D。 8. 如图所示是一种涂鸦画板的原理图。将磁石粉（S端为黑色，N端为红色）浸没在悬浮液里，按下写字笔的其中一个按钮时，可以写出红色或黑色的字迹。要擦去字迹时，只需将刷子左右移动即可。下列关于该涂鸦画板的说法中，正确的是（　　） A．笔尖磁体为S极时，可以写出黑字字迹 B．制作刷子时，可以选择不易磁化的材料 C．拿磁笔写字，是利用异名磁极相互吸引 D．用刷子擦字，是利用同名磁极相互排斥 【答案】C 【详解】A．根据磁极间的相互作用规律，可知当按下磁性写字笔按钮时，笔尖磁体为S极，吸引N极，可以写出红色的字，故A错误； B．刷子左右移动可以擦去字迹，是因为刷子是磁性材料做成的能把上面磁体吸下来，所以应该用易磁化的材料制成的，故B错误； C．拿磁笔写字，是利用异名磁极相互吸引笔尖磁体若为S极，吸引N极，笔尖磁体若为N极，吸引S极，故C正确； D．用刷子擦字，是利用磁体能吸引铁、钴、镍一类物质的性质，故D错误。 故选C。 9. 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 【详解】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. 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 【详解】A、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，抽出铁芯，磁性减弱，排斥力减小，弹簧测力计示数增大，故A不符合题意； 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，根据欧姆定律知电流变小，磁性变弱，排斥力减小，弹簧测力计示数增大，故B不符合题意； 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，根据磁极间的相互作用规律，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互相排斥，弹簧测力计示数减小，故C符合题意； 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，根据欧姆定律知电流增大，吸引力增大，弹簧测力计示数增大，故D不符合题意． 故选C． 11. 如图所示，一条向上射出的阴极射线可以看作是许多电子定向运动形成的电子流，则通过这束电子流的运动方向可推断出电子定向运动产生的电流及周围的磁场方向是（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】根据电流的方向与正电荷定向移动的方向相同，与负电荷移动方向相反可知电流的方向是向下的，故BC错误，根据右手螺旋定则可知，磁场的方向是逆时针方向的，故A正确D错误。 故选A。 12. 如图所示，将一柔软的导线弯成星形，并将其置于光滑水平桌面上，然后将开关S闭合，则该星形回路将（　　） A．不会变形 B．会变形，所围面积减小 C．会变形，所围面积增大 D．会变形，所围总面积不变 【答案】B 【详解】由题意知，当电流通过导线时，会产生电磁场，而导体在磁场中受力的方向与电流的方向有关，由于这是直流稳压电路，当开关闭合后电流不变，此时角上相邻靠近的两条导线电流方向相反，根据左手定则，让四指与大拇指相互垂直，并在同一平面内，四指指向电流的方向，磁感线穿过手心，则大拇指所指的方向为导体受力的方向，由于电流方向相反，所以受力方向也相反，故所围面积会增大。 故选B。 13. 某小区单元的楼梯口安装了防盗门，其门锁原理如图所示（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：楼上的人闭合控制开关S，门锁上的电磁铁通电后吸引卡入右侧门扣中的衔铁，门可打开。关于该门锁，下列说法中正确的是（　　） A．衔铁可以选择不易生锈的青铜制造 B．闭合开关S后，电磁铁右端为N极 C．该门锁利用电流磁效应的原理工作 D．电磁铁周围磁场是假想的物理模型 【答案】C 【解析】A.铁磁性物质为铁、钴、镍，而青铜不能被吸引，故A错误； B.线圈上电流方向向上；右手握住螺线管，弯曲的四指指尖向上，此时大拇指指向左端，则左端为电磁铁的N极，故B错误； C.该门锁的主要结构为电磁铁，利用电流的磁效应，故C正确； D.电磁铁周围的磁场是客观存下的，故D错误。 14. 如图所示，弹簧测力计下挂一条形磁铁，条形磁铁下面放置一通电螺线管，当条形磁铁从从左向右水平拉过时，在图象中弹簧测力示数变化情况正确的是（　　） 【答案】A 【解析】首先根据安培定则判断电磁铁的极性，然后根据磁极之间的相互作用分析条形磁铁受到磁力的方向，并根据二力平衡的知识分析测力计的示数变化。 【解答】①电磁铁线圈上电流方向向上；右手握住螺线管，弯曲的四指指尖向上，此时大拇指指向左端，则电磁铁的左端为N极，右端为S极。 ②当条形磁铁从左端到中间时，受到向上的排斥力，此时测力计的示数F=G-F排斥。由于电磁铁的磁场逐渐减弱，所以排斥力逐渐减小，则测力计的示数逐渐增大； ③当条形磁铁从中间到右端时，受到向下的吸引力，此时测力计的示数F=G+F吸引。由于电磁铁的磁场逐渐增强，所以吸引力逐渐增大，则测力计的示数逐渐增大。故A正确，而B、C、D错误。 15. 如图所示为一台非铁性物质制成的天平。天平左盘中的 A 是一铁块,B 是电磁铁。未通电时天平平衡,给 B 通以图示方向的电流(a 端接电源正极,b 端接电源负极),调节线圈中电流的大小,使电磁铁对铁块 A 的吸引力大于铁块受到的重力,铁块 A 被吸起。当铁块 A 向上加速运动的过程中,下列判断正确的是(　　) A．电磁铁B的上端为S极，天平仍保持平衡 B．电磁铁B的上端为S极，天平右盘下降 C．电磁铁B的下端为N极，天平左盘下降 D．电磁铁B的下端为N极，无法判断天平的平衡状态 【答案】C 【解析】 ①根据安培定则判断电磁体的磁极方向。 ②从图中可以看出，电磁铁与铁块A都在天平的左盘中，天平是否平衡取决于它们整体对天平左盘的压力是否改变。通过对铁块 A的运动状态的分析，结合超重现象的产生，可判断AB整体对于天平左盘压力的变化。 【解答】 ①根据图片可知，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，则电磁体的下端为N极，上端为S极； ②电磁铁通电后，铁块A被吸起，铁块A向上加速运动的过程中，所以铁块受到的向上的电磁力F必然大于铁块的重力G；当铁块离开盘而又还未到达电磁铁的过程中，虽然铁块对盘的压力没有了，但力的作用是相互的，铁块对电磁铁有向下的吸引力（且吸引力大于铁块的重力G），所以，通过左盘电磁铁支架向下压左盘的力增大，故左盘将下降。 16. 如图是小李探究电磁铁磁性强弱与什么因素有关实验装置。下列措施中能使电磁铁磁性增强的是(　　) 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】B 【解析】要增强电磁铁的磁场强弱，要么增大通过电磁铁的电流，要么增大电磁铁的线圈匝数。 根据图片可知，当其它条件不变时，变阻器的滑片向左移动，电阻变小，电流变大，则磁场变强，故A错误，B正确； 当变阻器的滑片位置不动时，即电流相等时，将开关从2扳到1时，线圈匝数增大，则磁场变强，故C错误； 电源的正负极对调，只会改变通过电磁铁的电流方向，从而改变磁场方向，而不能改变磁场强弱，故D错误。 17. 在如图所示的电路中，根据小磁针静止时的指向可知(　　) A．a端是通电螺线管的N极，c端是电源的正极 B．b端是通电螺线管的N极，d端是电源的正极 C．a端是通电螺线管的N极，c端是电源的负极 D．b端是通电螺线管的N极，d端是电源的负极 【答案】A 【解析】根据小磁针的指向确定通电螺线管的极性，根据安培定则判断电源的正负极。 在螺线管内部，磁感线从S指向N极。根据图片可知，小磁针在磁铁内部，此时小磁针的N极指向a端，即磁感线从b指向a，那么a为螺线管的N极，b为螺线管的S极。 右手握住螺线管，大拇指指向a端，此时弯曲的四指指尖向上，则线圈上电流方向向上，即电流从c端流出，d端流入，那么c端为电源的正极，d端为电源的负极。 18. 近年来磁悬浮盆栽备受人们关注，如图是一盆磁悬浮盆栽，盆栽底部有磁体，底座内装有电磁铁，盆栽能在空中自由悬浮并转动，给该盆栽浇水前后(　　) A．盆栽受到的磁力不变 B．盆栽受到的重力与空气对盆栽的浮力是一对平衡力 C．要使盆栽与底座之间距离不变，可改变电磁铁线圈内的电流方向 D．要使盆栽与底座之间距离不变，可适当增大电磁铁线圈内的电流 【答案】D 【解析】当盆栽在空中悬浮时，它受到的重力与磁力相互平衡，即二者相等。盆栽中浇水后，重力增大，则它受到的磁力增大，故A错误； 当盆栽不受磁力时，它静止在桌面上，此时它受到的浮力小于重力。当它悬空时，排开空气的体积不变，则它受到的浮力不变，此时浮力仍然小于重力，肯定不是平衡力，故B错误； 要使盆栽与底座之间的距离不变，就必须增大底座的磁场，即增大电磁铁线圈内的电流大小，故C错误，D正确。 19. 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 【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。 20. 如图所示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，玻璃管中封入一段金属丝，电源的两极分别和金属丝相连，当温度达到设定值，电铃报警。下列说法正确的是（　　） A．电磁铁的工作原理是电磁感应 B．电铃工作时，电磁铁a端为N极 C．温度升高至78℃时，电铃报警 D．若将温度计上端的金属丝向下调整，则报警温度将升高 【解答】解： A、电磁铁的工作原理是电流的磁效应，故A错误； B、由安培定则可知，当电铃工作时，电磁铁的a端为S极，故B错误； C、温度升高到78℃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C正确； D、若将温度计上端的金属丝向下调整，则报警温度将降低，故D错误； 故选：C。 21. 如图所示，小碳磁针与导线在同一平面内，在导线的下方，当导线中电流从左到右时，小磁针N极指向为垂直于纸面向里，现将导线中电流方向改为从右到左，则小磁针（　　） A．不动 B．N极向上偏转 C．N极指向为垂直于纸面向外 D．回到与导线平行的位置 【解答】解：电流的磁场方向与电流方向有关； 在导线的下方，当导线中电流从左到右时，小磁针N极指向为垂直于纸面向里；电流方向改为从右到左，N极指向垂直于纸面向外，故C正确，ABD错误。 故选：C。 22. 如图所示是一种磁性门锁的工作原理示意图：闭合开关，电磁铁吸引插销，门打开；断开开关，在弹簧的作用下，插销重新插入门锁插槽，门锁上。下列有关磁性门锁的说法错误的是（　　） A．制作插销的材料可以选择铁 B．电磁铁的原理是电磁感应现象 C．门锁插槽需要定期抹油以减小摩擦 D．需定期更换电池，避免打不开门 【解答】解：A、铁是磁性材料，容易被电磁铁吸引，所以制作插销的材料可以选择铁，故A正确。 B、电磁铁的原理是电流的磁效应，即通电导体周围存在磁场，而电磁感应现象是闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中会产生感应电流，故B错误。 C、门锁插槽定期抹油，可以使接触面更光滑，从而减小摩擦，故C正确。 D、磁性门锁一般由电池供电，随着使用时间的增加，电池电量会逐渐耗尽，所以需定期更换电池，避免因电池没电导致电磁铁无法工作而打不开门，故D正确。 故选：B。 23. 如图是一种江河水位自动报警的原理图。当水位低于A点时，工作电路绿灯工作。到达A点时，衔铁被吸下，工作电路红灯和电铃开始工作。某次水位超过A点时由于电磁铁磁性太弱而衔铁没有被吸引。下列做法中合理的是（　　） A．更换弹性更好的弹簧 B．减少电磁铁线圈的匝数 C．增加工作电路的电源电压 D．增加控制电路的电源电压 【解答】解：A、更换弹性更好的弹簧，则需要更大的电磁铁磁性，故A做法不合理； B、减少电磁铁线圈的匝数，电磁铁磁会减小，故B做法不合理； C、增加工作电路的电源电压不影响控制电路，故C做法不合理； D、增加控制电路的电源电压，能增大电磁铁的磁性，故D做法合理； 故选：D。 24. 一条形磁铁放在水平桌面上，处于静止状态，电磁铁置于条形磁铁附近并正对(如图所示)。下列叙述中，正确的是(　　) A．闭合开关前，电磁铁与条形磁铁间没有力的作用 B．闭合开关后，条形磁铁受到桌面向右的摩擦力 C．闭合开关后，滑片P向a移动时，电磁铁与条形磁铁间的作用力减小 D．闭合开关后，滑片P向b移动过程中，若条形磁铁始终处于静止状态，则它受到桌面的摩擦力变大 【答案】B 【解析】（1）根据磁体的性质判断； （2）首先根据安培定则判断电磁铁的磁极方向，然后根据磁极之间的相互作用规律分析条形磁体受到磁力的方向，最后根据二力平衡的知识判断受到摩擦力的方向。 （3）首先分析电阻变化，再确定电流变化，接下来分析电磁铁磁场强度变化，最终确定条形磁体受到磁力的变化。 （4）分析电流变化，确定电磁铁磁场强度变化，进而判断条形磁铁受到磁力的变化，最后根据二力平衡确定它受到摩擦力的变化。 【解答】A.闭合开关前，电磁铁没有磁性，但是条形磁体有磁性，二者也会先后吸引，故A错误； B.闭合开关后，根据安培定则可知，电磁铁的左端为N极，右端为S极。根据“异名磁极相互吸引”可知，条形磁体受到水平向左的吸引力。由于条形磁体处于静止状态，所以它受到的摩擦力与吸引力相互平衡，即二者大小相等，方向相反。因为吸引力水平向左，所以摩擦力水平向右，故B正确； C.闭合开关后，滑片P向a移动时，变阻器的阻值减小，通过电磁铁的电流变大，电磁铁磁场变强，而它与条形磁体之间的作用力增大，故C错误； D.闭合开关后，滑片P向b移动过程中，变阻器阻值变大，通过电磁铁的电流变小，则电磁铁磁场变弱，则条形磁体受到的磁力变弱。条形磁铁始终处于静止状态，则它受到的摩擦力与磁力相等，因此摩擦力也变小，故D错误。 25. 如图所示，盛水的烧杯放在电磁铁上方，当电磁铁的开关断开时，空心小铁球自由地浮在水面上，小磁针指向如图所示，以下说法正确的是(　　) A．开关闭合时，小磁针N极向上偏转，S极向下偏转 B．开关闭合后，滑动变阻器的滑片向下移动时，电磁铁磁性减弱 C．当电路中电流减小时，空心小铁球所受的浮力减小 D．无论开关断开还是闭合，浮在水面上的空心小铁球所受的浮力不变 【答案】C 【解析】（1）根据安培定则判断电磁铁的磁极方向，根据磁极之间的相互作用规律判断小磁针的指向； （2）电磁铁的磁场强弱与电流大小有关，即电流越大，磁场越强； （3）（4）对铁球进行受力分析，根据二力平衡的知识判断浮力的变化。 【解答】A.开关闭合时，线圈上的电流向右。右手握住螺线管，弯曲的四指指向右边，此时大拇指指向上端，则上端为电磁铁的N极，下端为S极。根据“同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引”可知，小磁针的S极向上偏转，故A错误； B.开关闭合后，滑动变阻器的滑片向下移动时，它的阻值减小，而通过它的电流增大，则电磁铁磁性变强，故B错误； D.当开关断开时，小球只受重力和浮力，根据漂浮条件可知，此时浮力等于重力。当闭合开关后，电磁铁对小球产生向下的吸引力，此时F浮力=G+F吸引，则小球受到的浮力增大，故D错误； C.当闭合开关后，电磁铁对小球产生向下的吸引力，此时F浮力=G+F吸引。当电流减小时，电磁铁的磁场变弱，小球受到的吸引力减小，则小球受到的浮力减小，故C正确。 26. 如图所示，在电磁铁的正．上方用弹簧挂一条形磁铁。下面说法正确的是(　　) A．开关闭合，电磁铁上端是N极 B．开关闭合，条形磁铁与电磁铁相互吸引 C．当滑片P从b端向a端滑动的过程中，灯泡变暗，电磁铁磁性减弱 D．当滑片P从b端向a端滑动的过程中，弹簧的长度会变短 【答案】C 【解析】A.开关闭合时，线圈上电流方向向左。右手握住螺线管，弯曲的四指朝左，此时大拇指指向下端，则电磁铁的下端为N极，上端为S极，故A错误； B.根据“异名磁极相互排斥”可知，条形磁体与电磁铁相互排斥，故B错误； C.当滑片P从b端向a端滑动的过程中，变阻器的阻值变大，则总电阻变大，而总电流变小，因此灯泡变暗，电磁铁磁场减弱，故C正确； D.当滑片P从b端向a端滑动过程中，电磁铁磁场减弱，则条形磁铁受到向上排斥力减小。根据F=G-F排斥可知，弹簧受到的拉力增大，则长度变大，故D错误。 27. 如图所示，在一通电环形线圈内放一小磁针，小磁针的指向是（　　） A．N极垂直纸面指向纸内 B．N极垂直纸面指向纸外 C．N极指向右 D．N极指向左 【答案】B 【解答】解：如图所示，若通电时，据安培定则不难看出此时环形线圈的前面是N极，其后面是S极，故其磁感线的方向是应该是垂直于纸面向外，故此时小磁针静止时的N极指向与环形线圈的磁感线的方向是一致的，由于小磁针的磁感线应是从小磁针的N极出发回到S极的，故此时小磁针的静止时的N极应该是垂直纸面向外。 28. 在探究“通电螺线管外部磁场特点”的实验中，小华设计了如图甲所示的电路。实验时： （1）可通过观察　 　 来判断通电螺线管的磁极。 （2）如图乙所示是通电螺线管周围有机玻璃板上小磁针的分布状态，观察可知通电螺线管的外部磁场与　 　 的磁场相似。 （3）要探究影响通电螺线管磁场强弱的因素，除了图中所示的器材外，还需　 　 。若开关S接“1”时，电流表的示数为I，现将开关S从“1”换接到“2”上，接下来他的操作是　 　 ，这样可以探究通电螺线管磁场的强弱与匝数的关系。 【答案】（1）小磁针的指向；（2）条形磁铁；（3）大头针；调节滑动变阻器的滑片P，保持电路中电流不变。 【解答】解：（1）读图可知，在螺线和旁有两个小磁针，我们可以通过观察小磁针的指向来判断螺线管的极性； （2）根据图示的通电螺线管周围的小磁针的排布情况和螺线管周围磁感线的形状，可以确定通电螺线管周围磁感线的形状是纺锤形的，这与条形磁体周围磁场分布相似； （3）要探究影响通电螺线管磁场强弱的因素，需要用到大头针，螺线管具有磁性能吸引大头针，根据大头针吸引的个数能判定磁性的强弱； 实验中，他将开关S从l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回形针数目，这样才能探究出通电螺线管磁场强弱与线圈匝数的关系。 29. 如图﹣1，是室内自动换气系统的电路图。控制电路的电源电压为3V，R0为电阻箱，RK的阻值与烟雾浓度K的关系如图﹣2所示。当电磁铁线圈中的电流I≥0.03A时，衔铁被吸下，电风扇转动，开始排气。 （1）电磁铁工作时，其上端为　 　 极。 （2）当烟雾浓度升高时，控制电路中线圈的电流　 　 （选填“变大”“变小”或“不变”）。 （3）控制电路的电源电压低于3V时，若保持空气质量的标准不变，R0的阻值应　 　 （选填“增大”“减小”或“不变”）。 【答案】（1）S；（2）变大；（3）减小。 【解答】解：（1）电磁铁工作时，电流从电磁铁上端流入，下端流出，根据安培定则可得，电磁铁的上端为S极。 （2）当烟雾浓度升高时，RK的电阻变小，根据欧姆定律可知：控制电路中线圈中的电流变大。 （3）电磁铁的工作电流不变，控制电路的电源电压低于3V时，若保持空气质量的标准不变，R0的阻值应减小。 30. 如图所示，小李利用电磁铁设计了一种微机室防盗报警器。在微机室房门处安装开关S，电铃安在传达室。当房门被推开时，开关S闭合，电流通过电磁铁，电磁铁　 　(填“有”或“无”)磁性，并且B端为　 　极，跟金属弹簧片相互　 　，电铃电路　 　，电铃报警。 【答案】有；N；吸引；接通 【解析】电磁铁通电时有磁性，断电时无磁性，根据安培定则判断电磁铁的极性，结合图片分析防盗报警器的工作过程。 （1）当房门被推开时，开关S闭合，电流通过电磁铁，电磁铁有磁性，跟金属弹簧片相互吸引，电铃电路接通，电铃报警。 （2）根据图片可知，电磁铁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，为B端为电磁铁的N极。 31. 如图为一种仓库防盗报警器的部分工作原理图。其踏板放在仓库的门口，电铃和电灯放在值班室内。 （1）踏板相当于控制电路中的　 　。 （2）用笔画线将工作电路连接完整，要求有人踩踏板时电铃响，无人踩踏板时电灯亮。请根据所学知识解释其工作原理。 【答案】（1）开关 （2）解：当有人踩踏板时，电磁铁通电，线圈有了磁性，把衔铁吸引下来，电铃工作而报警；当无人踩踏板时，电磁铁不工作，衔铁在弹簧的作用下使电灯与电源形成通路而灯亮，表示安全。工作电路如图所示。 【解析】（1）根据图片可知，踏板中有上下两个触点，分别连接在电路中，平时二者是分开的，此时电路中没有电流经过。踩下踏板时，两个触点接通，此时有电流经过电路，因此踏板用于控制电路通断，相当于开关。 （2）当有人踩踏板时，电磁铁通电，线圈有了磁性，把衔铁吸引下来，电铃工作而报警；当无人踩踏板时，电磁铁不工作，衔铁在弹簧的作用下使电灯与电源形成通路而灯亮，表示安全。 32. 如图所示，虚线框内画出了通电螺线管C的A端、通电螺线管D的B端以及小磁针在各位置上静止时的指向。图中小磁针涂黑的一端为小磁针的N极，由此可以判断出通电螺线管D的B端是　 　(填“N”或“S”)极。 螺线管C下方的E点连接的是电源的　 　(填“正”或“负”)极。 【答案】N；正 【解析】（1）根据磁极之间的相互作用判断通电螺线管的极性； （2）根据安培定则判断E点连接的电源极性。 【解答】（1）根据图片可知，在D端左边，小磁针的右端为S极。根据“异名磁极相互吸引”可知，通电螺线管的D端为N极； （2）根据图片可知，在C端左边，小磁针的左端为N极。根据“异名磁极相互吸引”可知，通电螺线管的C端为S极，则左端为N极。右手握住螺线管，大拇指指向左端，此时弯曲的四指指尖向上，则线圈上电流方向向上。根据图片可知，E点的电流从左到右，因此E点连接电源的正极。 33. 小明把带铁芯的螺线管、电源、导线和开关组成电路，固定在泡沫板上，让它漂浮在水面，制作指南针，如图所示，请根据左图标出该指南针的南极应标在泡沫板的　 　处（选填a、b、c、d），该指南针静止时，南极所指的是地理的　 　（选填南方或北方）。 【答案】d；南方 【解析】（1）根据安培定则判断通电螺线管的极性； （2）当小磁针静止下来时，指南的一端为S极，指北的一端为N极。 【解答】（1）根据左图可知，线圈上电流方向向上；右手握住螺线管，弯曲的四指指尖向上，此时大拇指指向左端，则螺线管的左端b为N极，右端D为S极； （2）该指南针静止时，南极所指的是地理的南方。 34. 为探究电磁铁的磁性与哪些因素有关，小丽同学做出以下猜想： 猜想A：通过电磁铁的电流越大，它的磁性越强； 猜想B：外形相同的电磁铁，线圈的匝数越多，它的磁性越强。 为了检验上述猜想是否正确，小丽所在实验小组通过交流合作设计了以下实验方案： 用漆包线(表面涂有绝缘漆的导线)在大铁钉上绕若干圈，制成简单的电磁铁，如图所示的三种情况，根据小丽的猜想和实验，完成下列问题。 （1）通过观察　 　的不同，来判断磁性强弱。 （2）通过比较图　 　两种情况，可以验证猜想A是正确的。 （3）通过比较图C甲、乙两电磁铁，发现猜想B不全面，应补充　 　。 （4）通过比较图C中甲、乙两电磁铁，得到的结论是　 　。 （5）检查电路连接完好，小丽闭合开关后发现甲、乙两个铁钉都不能吸引大头针，她下一步的操作是 (填字母)。 A．重新绕制电磁铁 B．更换电源 C．拆除滑动变阻器 D．移动滑动变阻器滑片 【答案】（1）电磁铁吸引大头针数目多少（2）A、B （3）电流相同（4）在电流相同时，线圈的匝数越多，电磁铁的磁性越强（5）D 【解答】通过观察电磁铁吸引大头针数目多少的不同，来判断磁性强弱。 （1）验证猜想A，即探究电磁铁的磁场强弱与电流大小的关系时，必须控制线圈匝数相同，而改变通过电流的大小，故选AB。 （2）通过比较图C甲、乙两电磁铁，发现猜想B不全面，应补充电流相同。 （3）通过比较图C中甲、乙两电磁铁，得到的结论是：在电流相同时，线圈的匝数越多，电磁铁的磁性越强。 （4）检查电路连接完好，小丽闭合开关后发现甲、乙两个铁钉都不能吸引大头针，应该是电磁铁的磁场太弱，此时需要想办法增大它们的磁场强度。在两个线圈不变的情况下，移动变阻器的滑片，使通过电磁铁的电流变大，则它们的磁场同时增大，就可能吸引起一定数量的大头针，故D正确，而A、B、C错误。 35. （1）将一个电磁铁和白炽灯并联后接入电路，如图甲，当闭合电键时，灯L1即刻点亮，随后熄灭；当断开电键时，灯闪亮后熄灭。此现象说明当闭合电键时，电磁铁的磁性强弱在短时间内的变化情况为　 　；当断开电键时，灯闪亮说明电磁可在短时间内　 　（选填“充电”或“供电”）。 （2）如图乙，两根绝缘细线吊着一根铜棒，空间存在垂直纸面的匀强磁场，棒中通有向右的电流时两线上拉力大小均为F1，若棒中电流大小不变方向相反，两线上的拉力大小均为F2，且F2＞F1，则铜棒所受磁场力大小为　 　。（用已给字母表示） （3）如图丙是“悬空的磁环”示意图，假设甲、乙、丙三个磁环相同，质量均为m，中间塑料管是光滑的。若甲的上端为S极，则乙的上端为　 　极；当磁环都处于静止状态时，甲对乙的作用力为F1和丙对乙的作用力为F2，则F1　 　F2。（选填“＜”“=”“＞”）。 （4）两根非常靠近且相互垂直的长直导线分别通以相同强度的电流，方向如图丁所示，那么两电流所产生的磁场垂直导线平面向外且最强的在填哪个区域为　 　（填“1”或“2”或“3”或“4”） 【答案】（1）变强；供电 （2）F2-F1 （3）N；＜ （4）1 【解析】（1）电磁铁的磁场强弱与电流大小有关，即电流越大，它的磁场越强。灯泡发光的条件：①有电源；②有通路，根据电源的作用解答。 （2）通电导体在磁场中受力的方向与电流方向有关，根据二力平衡条件列式计算出即可； （3）根据磁极之间的相互作用分析乙的磁极状况。分别以甲，甲和乙为受力对象，根据二力平衡的知识比较两个作用力的大小。 （4）用右手握住直导线，大拇指指向电流方向，那么弯曲的四指指尖所指的方向就是磁场的环绕方向，据此分析导线周围的磁场，哪个位置二者方向一致，那么它们重叠相加，磁场最强。 【解答】（1）当闭合电键时，通过电磁铁的电流变大，则电磁铁的磁性强弱在短时间内的变化情况为变强；当断开电键时，灯闪亮说明有电流经过灯泡，那么电磁铁相当于电源，即电磁可在短时间内供电。 （2）当电流向右时，铜棒受到向上的磁力，此时拉力2F1=G-F ①； 当电流向左时，铜棒受到向下的磁力，此时拉力2F2=G+F ②； ②-①得到：F2-F1=F；则铜棒受到的磁场力为：F=F2-F1. （3）①若甲的上端为S极，则甲的下端为N极，根据“同名磁极相互排斥”可知，则乙的上端为N极； ②甲保持静止状态，那么乙对甲的作用力等于G甲。因为甲对乙的作用力和乙对甲的作用力相等，因此甲对乙的作用力为F1=G甲。 将乙和甲看作一个整体，它们处于平衡状态，那么丙对乙的作用力等于甲和乙的总重力，即F2=G甲+G乙。 比较可知，F1<F2。 （4）根据丁图可知，竖立导线的磁场方向：右手握住这根导线，大拇指指向下端，在位置1处弯曲的四指指尖向外，即1处磁场方向向外； 水平导线的磁场方向：右手握住这根导线，大拇指指向右端，在位置1处弯曲的四指指尖向外，即1处磁场方向向外。则位置1处磁场方向相同，此处磁场最强。 36. 如图甲，水平桌面上，两块相同的条形磁铁在水平推力F1，的作用下，做匀速直线运动。 (1)取走其中一块后，磁铁在水平推力F₂的作用下仍做匀速直线运动，如图乙，则F₂________F（选填“＞”“=”或“＜”）。 (2)如图丙，磁铁在F₂作用下，匀速直线运动过程中，闭合开关S，则磁铁速度将_____（选填“变大”“不变”或“变小”），此时，将滑动变阻器的滑片向左移动，欲保持磁铁匀速直线运动，F₂应____（选填“变大”“不变”或“变小”）。 【答案】 (1)＜ (2)变小 变大 【解析】(1)两块磁铁在水平桌面上匀速滑动时产生的滑动摩擦力比一块磁铁产生的滑动摩擦力大，所以两块磁铁做匀速直线运动时需要的推力大。(2)由安培定则知题图丙中的电磁铁的左端为S极，和桌面上磁铁的右端相互排斥，所以，磁铁受到了向左的排斥力，速度会变小。当滑片向左移动时，滑动变阻器连入电路的阻值变小，电路中电流变大，电磁铁的磁性增强，对桌面上磁铁的排斥力会增大，要使磁铁仍做匀速直线运动，推力F₂应该变大。 37. 磁悬浮列车是由无接触的电磁悬浮、导向和驱动系统组成的新型交通工具，是高新技术的产物。上海磁悬浮列车的结构如图甲所示。要使列车悬浮起来，车身线圈的上端是　 　(填“N”或“S")极。图乙是另一种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中电流方向如图乙所示，请在图中标出通电螺线管的N极　 　，(螺线管B与电磁铁A之间相互　 　 (填“排斥”或“吸引”)，从而使列车悬浮在铁轨上方。 【答案】S；；排斥 【解析】（1）根据图甲可知，要使车身与轨道脱离，车身需要受到向上的吸引力。根据“异名磁极相互吸引”可知，车身线圈上端应该是S极。 （2）根据图乙可知，线圈上电流向右。右手握住螺线管，弯曲的四指指尖向右，此时大拇指指向上端，则上端为螺线管B的N极； （3）根据图片可知，要使螺线管B悬浮在A上面，二者之间必须排斥。 38. 道路施工时为避免事故发生，需要在施工现场放置瞥示灯，如图是小嘉在项目化活动过程中设计的警示灯模拟电路。 （1）要实现闭合开关后警示灯能持续一亮一灭交替闪烁，则应将警示灯串联在如图电路中的 　 　 （选填“A”或“B”）位置。 （2）在模拟电路中，电磁铁的上端为是 　 　 极。若仅增加电磁铁线圈匝数，警示灯的亮灭闪烁频率会变 　 　 （选填“快”或“慢”）。 （3）请说明警示灯能持续一亮一灭交替闪烁的工作原理及过程：　 　 。 【答案】（1）A；（2）S；快；（3）闭合开关，线圈通电产生磁性，吸引衔铁触点吸合，此时电流经过衔铁，从B点回到电源负极，A点的警示灯和线圈被短路，警示灯熄灭，熄灭后线圈失电，失去磁性，衔铁在弹簧的作用下被拉起，A点处的警示灯又重新亮起，如此循环往复，使警示灯闪烁 【解答】解：（1）根据图象可知电阻R和电磁铁串联，当将警示灯连接在B点时，无论衔铁是否被吸下来，灯都会发光，不会闪烁，当警示灯连接在A点时，闭合开关，灯亮，电磁铁中有电流流过，有磁性，将衔铁吸下，触点接通，灯泡和电磁铁被短路，灯灭、电磁铁因不过电流而失去磁性，衔铁被弹簧拉起来，触点断开，灯泡又重新发光，如此循环往复，使警示灯闪烁； （2）根据安培定则可知，电磁铁的上端为S极；若仅增加电磁铁线圈匝数，在电流不变的情况下，电磁铁的磁性增强，吸引衔铁的速度回变快，所以警示灯的亮灭闪烁频率会变快； （3）闭合开关，线圈通电产生磁性，吸引衔铁触点吸合，此时电流经过衔铁，从B点回到电源负极，A点的警示灯和线圈被短路，警示灯熄灭，熄灭后线圈失电，失去磁性，衔铁在弹簧的作用下被拉起，A点处的警示灯又重新亮起，如此循环往复，使警示灯闪烁。 39. 如图﹣1，是室内自动换气系统的电路图。控制电路的电源电压为3V，R0为电阻箱，RK的阻值与烟雾浓度K的关系如图﹣2所示。当电磁铁线圈中的电流I≥0.03A时，衔铁被吸下，电风扇转动，开始排气。 （1）电磁铁工作时，其上端为 极。 （2）当烟雾浓度升高时，控制电路中线圈的电流 （选填“变大”“变小”或“不变”）。 （3）控制电路的电源电压低于3V时，若保持空气质量的标准不变，R0的阻值应 （选填“增大”“减小”或“不变”）。 【解答】解：（1）电磁铁工作时，电流从电磁铁上端流入，下端流出，根据安培定则可得，电磁铁的上端为S极。 （2）当烟雾浓度升高时，RK的电阻变小，根据欧姆定律可知：控制电路中线圈中的电流变大。 （3）电磁铁的工作电流不变，控制电路的电源电压低于3V时，若保持空气质量的标准不变，R0的阻值应减小。 故答案为：（1）S；（2）变大；（3）减小。 40. 科学发现往往闪耀着科学家们智慧的光芒。 （1）1820年奥斯特发现通电导线能使其周围的小磁针发生偏转。如图，在小磁针的上方拉一根与小磁针 （选填“垂直”、“平行”或“任意方向”）的直导线，闭合开关时，小磁针N极向纸外偏转，则电源 （选填“A”或“B”）端为正极。 （2）法拉第深入思考了奥斯特实验，认为：通电导线能使磁针转动，说明磁针受到力的作用，那么反过来，磁针也能使通电导线转动。他这样推测的依据是 。 【解答】解：（1）奥斯特实验中，在小磁针的上方拉一根与小磁针平行的直导线，小磁针发生偏转，说明电流周围存在磁场。 由安培定则可知小磁针N极向纸外偏转，说明纸外是通电直导线的磁感线出来的方向，因此电路中电流的方向应该是从B出来，经过开关，回到A，由电流的方向可知，B是电源的正极。 （2）通电导线能使磁针转动，说明通电导体对磁针有力的作用，根据物体间力的作用是相互的，磁针对通电导体也有力的作用，法拉第就是根据这个原理判断的。 故答案为：（1）平行；B；（2）力的作用是相互的。 41. 智能自动化管理是未来社会的发展趋势。如图甲所示为某工作室的自动化光控电路图，其中光敏电阻R的阻值随照度变化的关系如图乙所示（照度表示物体被照明的程度，单位是lx）。请你回答下列问题： （1）电磁继电器是利用电流 效应工作的，当光照强度增强时，光敏电阻的阻值将 ，控制电路中的电流将变大。长时间使用后，控制电路中的电流将降低。 （2）当开关S闭合，光敏电阻上的照度大于或等于0.4lx时，警示灯L恰好亮起。已知控制电路的电源电压为22V，电磁继电器的线圈电阻为10Ω，此时控制电路中的电流是 A。 【解答】解：（1）电磁继电器是利用电流磁效应工作的，当光照强度增强时，由图乙知，光敏电阻将变小； （2）当照度等于0.4lx时，由图知，光敏电阻的阻值R光＝40Ω， 根据欧姆定律和电阻的串联可得，此时控制电路中的电流为： I0.44A。 故答案为：（1）磁；变小；（2）0.44。 42. 为实现路灯白天自动熄灭、夜晚自动亮起，小科用光敏电阻和电磁继电器等元件，设计了路灯自动控制电路（如图）。 （1）电磁铁是电磁继电器中的重要部件，其工作原理主要是 （填字母）。 A.电磁感应 B.电流周围存在磁场 C.通电导体在磁场中受到力的作用 （2）要实现路灯自动控制功能，光敏电阻的阻值应随光照强度增加而 （填“增大”或“减小”）。 （3）测试时，闭合开关S，发现白天路灯未能自动熄灭。请写出一种改进措施： 。 【解答】解：（1）电磁铁是利用电流的磁效应工作的，当电流通过线圈时，线圈周围会产生磁场，磁场使铁芯磁化，从而产生磁力吸引衔铁等部件，实现电路的通断控制。 （2）白天光照强度大，要使路灯熄灭，应让电磁继电器断开，即线圈中电流要小，所以光敏电阻阻值应小；夜晚光照强度小，路灯要亮起，电磁继电器需闭合，线圈中电流要大，光敏电阻阻值应大。因此，光敏电阻的阻值应随光照强度增加而减小。 （3）白天路灯未熄灭，可能是因为光敏电阻虽因光照阻值变小，但线圈中电流仍较小，电磁铁仍无法吸引衔铁使其离开触点，导致路灯电路未断开。减小保护电阻阻值，可增大线圈中的电流，使电磁铁磁性增强，吸引衔铁，近而在白天能顺利断开路灯电路。也可以是增多电磁继电器线圈匝数，这样能增强电磁铁的磁性，使白天电磁铁可以确保吸合衔铁，从而关闭路灯。 故答案为：（1）B；（2）减小；（3）增多电磁继电器线圈匝数。 43. 小金根据“小磁针在通电螺线管周围会受到磁力的作用，说明电流周围存在磁场”，从而猜想在地球周围也可能存在某种“重力场”。 （1）小明猜想的依据是 。 （2）同一物体在月球上受到的重力大约是地球的六分之一，推测月球上的“重力场”比地球的要 （选填“强”或“弱”）。 （3）根据通电螺线管的磁场分布，可推测出下列描述的重力场，最符合事实的是 （填字母）。 【解答】解：（1）“小磁针在通电螺线管周围会受到磁力的作用，说明电流周围存在磁场”，猜想在地球周围也可能存在某种“重力场”，猜想的依据是“地球附近的物体受到重力的作用”。 （2）同一物体在月球上受到的重力大约是地球的六分之一，重力场越强，重力越大，故推测月球上的“重力场”比地球的要弱； （3）根据重力方向竖直向下，基本上指向地心的方向，类比在磁场中，小磁针受力方向为磁感线的切线方向，故图A最有可能是“重力场”的分布。 故答案为：（1）地球附近的物体受到重力的作用；（2）弱；（3）A。 44. 如图是一种限流器原理图，当电流I超过限制电流时，衔铁N被电磁铁M吸引过去，匀质的金属杆OA在弹簧拉力作用下绕O点转动，电路断开。 （1）当限制电流I一定时，若增加线圈匝数，滑片P位置不变，电磁铁的磁性将 。 （2）某同学把该限流器串联接入某电路中，调试时发现：当实际电流已超过限制电流时，限流器仍未切断电路。为达成设计要求，可将滑动变阻器滑片P向 移动。 （3）当电路中电流超过设计的限制电流时，限流器电路会自动断电，此后 。 A.需人工合闸才能通电 B.会自动合闸通电 【解答】解：（1）电磁铁的磁性强弱与电流大小、线圈匝数有关。 （2）实际电流超过限制电流时，限流器未切断电路，说明电磁铁磁性不足，未能吸引衔铁。要增强磁性，需增大电磁铁的电流。必须减小滑动变阻器这一支路的电流，滑动变阻器滑片P向左移动时，接入电路的电阻增大，电流减小，达到电磁铁磁性增强，可吸引衔铁切断电路。 （3）电路断电后，电磁铁失去磁性，衔铁不再被吸引，但金属杆OA在弹簧拉力下已处于断开位置，无法自动复位，需人工合闸才能通电。 故答案为：（1）增强；（2）左；（3）A。 45. 人员密集的室内场所，容易造成二氧化碳含量偏高，对人体产生不利的影响。研究小组设计了如图所示的电路。R2为气敏电阻，其阻值随CO2气体浓度的增大而减小，当室内CO2气体含量升高到一定浓度时，工作电路中的排风扇开始工作，把室内气体排出。回答下列问题。 （1）在设计电路时要实现自动换气功能，排风扇应连接在工作电路中的 位置。 （2）要使排风扇在二氧化碳浓度更低时就能开始工作，以下几种改进方法正确的是 。 A.增加电磁铁线圈匝数 B.控制电路中再串联一个电阻 C.把滑动变阻器R1的滑片向上移 【解答】解：（1）控制电路中，两电阻串联接入电路，R2为气敏电阻，其阻值随CO2气体浓度的增大而减小，当室内CO2气体含量升高到一定浓度时，气敏电阻接入电路的阻值变小，根据串联电路电阻规律可知电路总电阻变小，根据欧姆定律可知通过电路的电流变大，电磁铁的磁性增强，吸引衔铁，衔铁与下触点接触，AB接入电路，所以排风扇应连接在工作电路中的AB位置； （2）要使排风扇在二氧化碳浓度更低时工作，此时气敏电阻接入电路的电阻较大，根据串联电路电阻规律结合欧姆定律可知此时通过电路的电流较小，电磁铁的磁性较小； 为使电磁铁的磁性增强，吸引衔铁，可增加电磁铁线圈匝数，故A可行； 控制电路中再串联一个电阻，会时通过电路的电流变小，电磁铁的磁性更小，无法吸引衔铁，故B不可行； 把滑动变阻器R1的滑片向上移，滑动变阻器接入电路的电阻变小，则电路总电阻变小，根据欧姆定律可知通过电路的电流变大，电磁铁的磁性增强，吸引衔铁，故C可行， 故选AC。 故答案为：（1）AB；（2）AC。 46. 据交警部门统计，货车发生交通事故的主要原因是超载，于是交警部门为了检查货车是否超载，设计了一个货车超载自动报警电路。压力传感器受到的压力越大，输出的电压就越大。某压力传感器输出电压与压力的关系如表： 压力/（×105牛顿） 0 1.2 2.4 3.6 4.8 6.0 输出电压/（伏特） 0 1 2 3 4 5 他们利用压力传感器和电阻箱R（最大电阻999欧姆）及部分其它器材设计了图示的电路。闭合开关，当线圈中电流大于或等于20毫安时，电磁继电器的衔铁被吸合。已知继电器线圈的电阻为25欧姆，继电器电路的电源电压由压力传感器的输出电压U提供（假设U不受继电器电路影响）。 （1）当压力增加到一定程度时，电铃报警，说明汽车超载，则电铃应接在图中　 　（填“MN”或“EF”）两端； （2）当货车总质量大于或等于24吨时，启动报警系统。则电阻箱R的电阻应调节到多大?（g取10牛顿/千克） 【答案】（1）EF （2）解：F=G=mg=24t×10N/Kg=2.4×105N； 由表格可知，当压力为2.4×105N时，输出电压U＝2V， 使电磁继电器衔铁闭合的最小电流I＝20mA＝0.02A， ∴此时电路的总电阻R总＝U/I＝2V/0.02A＝100Ω 又∵继电器线圈的电阻R线＝25Ω ∴电阻箱接入电路的阻值R＝R总－R线＝100Ω－25Ω＝75Ω 【解析】（1）根据图片分析装置的工作过程，确定报警时衔铁所在的位置即可； （2）首先根据F=G=mg计算出压力传感器上受到的压力，再根据表格确定此时输出的电压，接下来根据计算出电路的总电阻，最后根据 R＝R总－R线 计算出电阻箱接入的阻值即可。 47. 如图甲所示，是一种电加热恒温箱的简化工作原理电路图。工作电路由电压U0＝220 V的电源和阻值为R0＝88 Ω的电热丝组成。控制电路是由电压U1＝7.5 V的电源、开关、电磁继电器(线圈电阻不计)、电阻箱Rt(可取值范围为0～120 Ω)和热敏电阻Rt组成，热敏电阻Rt的阻值随温度变化的关系如图乙所示。当控制电路的电流达到50 mA时，衔铁才吸合，从而切断右边工作电路，停止加热。 （1）由乙图可知热敏电阻Rt的阻值随温度的升高而　 　(填“增大”“不变”或“减小”)。 （2）如果恒温箱的温度设定为60 ℃，则电阻箱R1应取多大阻值？ （3）该恒温箱可设定的最高温度是多少？ 【答案】（1）减小 （2）70 Ω （3）150 ℃ 【解析】（1）根据乙图分析热敏电阻阻值随温度的变化规律； （2）首先根据乙图确定60℃热敏电阻的阻值，再根据计算出总电阻，再根据R总=Rt+R1计算出电阻箱R1的阻值。 （3）恒温箱的温度最高时，热敏电阻的阻值最小，此时电阻箱的阻值最大，根据R总=Rt+R1计算出热敏电阻的最小阻值，根据乙图确定最高温度。 1 学科网（北京）股份有限公司 $ 3.2 电流的磁场 知识点一：直线电流的磁场 1.奥斯特实验 （1）1820年，丹麦物理学家奥斯特发现了电流的磁效应。 （2）实验及现象： a.当给小磁针上方与其平行的直导线通电时，可观察到小磁针发生了偏转（如图甲所示）。 b.电路断电后，小磁针不发生偏转（如图乙所示）。 c.改变电流的方向，观察到小磁针的偏转方向发生改变，即偏转方向与第一次偏转方向相反（如图丙所示）。 （3）结论：由a得，小磁针受到了力的作用，通电导线的周围存在磁场。 由c得，通电导线周围的磁场方向与电流的方向有关。 【注】由于地磁场的存在，小磁针静止时处于南北指向，为使实验结果更明显，做奥斯特实验时，通电导线应沿南北方向放置。 2.电流的磁效应 任何导线中有电流通过时，其周围会产生和磁体周围一样的磁场，这种现象叫做电流的磁效应。奥斯特实验揭示了电现象与磁现象不是孤立的，而是密切联系的，奥斯特实验是第一个揭示电与磁联系的实验。。 【转换法】 奥斯特实验中，通电导线产生的磁场看不见，通过在导线下方放一平行于导线的小磁针发生偏转，说明通电导线周围存在磁场。 3.直线电流的磁场分布特点 (1)通电直导线的周围存在磁场，且磁场方向与电流方向有关； (2)以直导线上各点为圆心的一些同心圆，在垂直于导线的平面上，越靠近通电导线，磁场越强，磁感线越密。（如图所示）。 右手安培定则1：右手握住直导线，大拇指指向电流方向，那么四指弯曲所指的方向就是磁场的方向。 注意:如果描述的是自由电子的定向移动方向,要注意该方向与电流方向相反。 知识点二：通电螺线管的磁场 1.通电螺线管的有关实验 （1）通电螺线管：将直导线绕成螺旋状，然后通电，就构成了通电螺线管。 通电螺线管能吸引回形针（如图所示），说明通电螺线管周围存在磁场。 (2)通电螺线管的磁场分布特点 ①通电螺线管周围的磁场与条形磁体的磁场很相似。螺线管的两端相当于条形磁体的两极。 ②通电螺线管的磁极跟螺线管中的电流方向有关，改变电流方向，螺线管的磁极会发生变化。 2.右手螺旋定则（也叫安培定则） (1)通电螺线管磁极判定：用右手握螺线管，让四指弯向螺线管中的电流方向，大拇指所指的那一端就是通电螺线管的北极（如下左图所示）。 (2)直线电流周围磁场方向判定：用右手握住导线，让大拇指指向电流的方向，四指弯曲的方向就是直线电流产生的磁场方向（如上右图所示）。 (3)右手螺旋定则的说明 ①决定通电螺线管磁极极性的根本因素是通电螺线管上电流的环绕方向，而不是通电螺线管上导线的绕法和电源正负极的接法。当两个螺线管上电流的环绕方向一致时，它们两端的磁极极性相同。 ②在判断通电螺线管磁极极性时，四指的环绕方向必须跟螺线管上电流的环绕方向一致。 ③N极和S极一定在通电螺线管的两端。 （4）直线电流周围的磁场与通电螺线管的磁场的比较 大拇指 四指 直流电流 电流方向 磁场方向 通电螺线管 磁场北极 电流方向 知识点三：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 【注】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。 【注】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。 知识点四：电磁继电器 1.实质 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 主要由电磁铁、衔铁、弹簧、动触点组成，如图所示。 控制电路：低压电源、电磁铁、弹簧、动触点、开关等。 工作电路：高压电源、用电器、静触点等。 3.工作原理 (1)闭合低压电源开关→控制电路接通→电磁铁有磁性→吸引衔铁→使B、C两个接线柱所连的触点接通→电动机工作、绿灯亮。 (2)断开低压电源开关→控制电路断开→电磁铁磁性消失→弹簧复位→使A、B两个接线柱所连的触点接通→电动机停止工作、红灯亮。 【注】在控制电路中接入对温度、压力或光照敏感的元件，利用这些元件控制电路的通断，可以实现对温度、压力或光的自动控制。 4.作用 ①可以实现低电压和弱电流来控制高电压和强电流； ②可以实现自动控制和远距离控制。 5.磁悬浮列车 (1)工作原理 原理：利用“同名磁极互相排斥，异名磁极互相吸引”。 通过轨道上的强电磁铁对列车上的电磁铁的磁极的相互吸引或排斥而使列车悬浮起来，使列车与轨道没有接触，消除了列车与轨道之间的摩擦。磁悬浮列车的阻力很小，因此运行速度很快。 （2）磁悬浮列车是怎样运行的？ 1　 与常规的动力来自于机车头的火车不同，磁悬浮列车的动力来自于轨道。轨道两侧装有电磁体，它与列车上的磁铁相互作用。 2　 列车行驶时，车头的磁铁（N极）被轨道上靠前一点的电磁体（S极）所吸引，同时被轨道上稍后一点的电磁体（N极）所排斥——结果是前面“拉”，后面“推”，使列车前进。 6.其他应用 1　 水位自动报警器是利用电磁继电器工作的装置,请按下列要求连接如图所示的水位自动报警器电路:当水位在安全位置以下时,绿灯亮,水位达到安全位置上限时,红灯亮。 工作原理：当水位在安全以下时，控制电路断开，电磁铁无磁性，衔铁被弹簧拉起，与上面的触头接触，此时绿灯亮； 水位到达安全位置上限时，控制电路接通，电磁铁有磁性，衔铁被吸下，与下面的触头接触，此时红灯亮，则连接如图所示： 2　 电磁门锁已广泛应用于日常生活。打开电磁锁的门往往要用插卡的方式。根据你现有的知识，说明电磁门锁的工作原理，并简要画出原理图。 工作原理：闭合开关后，电磁铁中有电流通过，电磁铁具有磁性，能吸引铁质插销使门锁打开,并且弹簧被拉长；断开开关后，电磁铁中无电流通过，电磁铁会失去磁性，铁质插销会在弹簧弹力的作用下插入插槽，门锁关闭。 原理图： 3　 如图所示为电铃的工作原理图，B为衔铁，与弹性片A相连，请根据电磁铁的工作原理，分析电铃是如何发出铃声的。 工作原理：电路闭合，电磁铁产生磁性，吸引衔铁B，使铁锤向铁铃方向运动，铁锤打击铁铃而发出声音，同时电路断开，电磁铁失去了磁性，铁锤又被弹回，电路闭合。如此不断重复，电铃发出了持续的铃声。 知识点五：信息的磁记录 1.硬盘上的信息记录 (1)作用：硬盘是信息磁记录的重要器件，它广泛应用于计算机、移动电话、影像播放器、游戏机、掌上电脑、数码摄像机等数码产品中。 (2)结构：主要由磁记录盘片、读写磁头以及其他配件组成。盘片表面均匀地涂有一层极薄的磁性颗粒（小磁体），读写磁头实际上就是一块电磁铁。 (3)信息的记录与读取 ①磁记录的过程：在硬盘上存入数据时，将声音、图像、数字等等需要记录的信息转变为电信号，电流通过读写磁头转变为记录磁场，用这个磁场使盘片上的磁性颗粒按照记录磁场的方向排列，信息就记录在盘片中了。如下图所示。 ②读取信息的过程：读取时，使记录的磁信息通过磁头转变为电信号，再将电信号转变成声音、图像、数字等等信息。如下图所示。 2.银行磁卡 银行等机构发行的磁卡，其背面的磁条里记录着持卡人的账号等信息。使用磁卡时，磁条中的信息经由机器读出，也可在磁卡上写入新的信息。 3.录音机和录像机的磁头 录音机和录像机的磁头也是由电磁铁制成。录音机和录像机将需要记录的声音和图像转变成电信号，通过磁头记录在磁带上。 4.电磁铁的其他应用 在实际生活中，电磁铁还有其他广泛的应用，如发电机、电动机、电磁起重机、洗衣机、电饭锅、机器人等都用到了电磁铁。 【拓展延伸】①电磁选矿机和电磁起重机 a.电磁选矿机的工作原理： 电磁选矿机中的半环是电磁铁，通入电流时就会有磁性，通过外筒的转动，将铁磁性物质与非铁磁性物质分开（如图所示）。 b.电磁起重机的工作原理：电磁起重机的核心是一块大的电磁铁，它的铁芯是用软铁制成的，其磁性的有无可利用电流的通断来控制，其磁性的强弱可以通过改变电流的大小来控制，电磁起重机可以方便地实现重型钢铁的搬运。 ②电话 a.电话的主要组成部分是送话器和受话器，它们之间用一对电话线相连。送话器相当于话筒，受话器又叫听筒，相当于扬声器。受话器里有一块电磁铁。 b.电话的基本工作原理： 【经典题型讲解】 题型一：直线电流的磁场 1. 如图是奥斯特实验示意图。小帆在总结奥斯特实验现象时分析正确的是（ ） A.通电导线周围磁场的方向由小磁针的指向决定 B.发生偏转的小磁针对通电导线有力的作用 C.移去小磁针，通电导线周围的磁场会消失 D.改变电流方向，通电导线周围的磁场方向不变 2. 小明利用如图甲所示的装置探究通电导线周围的磁场分布情况，通电后多次敲击塑料板，他观察到铁屑的分布情况如图乙所示(图中“”表示导线穿过塑料板的位置)。下列能正确表示通电导线中电流变大后的铁屑分布情况的是（ ） 3. 某项目化学习小组要自制一枚小磁针，并利用这枚小磁针完成如图所示的实验，下列说法中不正确的是（ ） A.这是模拟奥斯特实验的一个场景 B.图示实验说明了通电导线周围存在磁场 C.不通电时，小磁针会转回原来的位置 D.只改变电流方向，小磁针偏转方向不变 4. 如图所示，在竖直放置的矩形通电线框中悬挂一个能自由转动的小磁针。当通以图中所示方向的电流时，小磁针N极将 （　　） A．转动90°，垂直指向纸里 B．转动90°，垂直指向纸外 C．转动180°，指向左边 D．静止不动，指向不变 5. 如图甲所示，电子沿着水平方向平行地飞过小磁针正上方时，实验表明：小磁针的N极向纸外发生偏转。若将一通电直导线放在小磁针正上方或正下方，如图乙所示（图中只画出了通电直导线放在小磁针正上方的情况），请你根据图甲的实验现象，判断下列分析正确的是（不考虑地磁场的影响）（　　） A．通电直导线放在小磁针正上方时，小磁针的N极向纸外发生偏转 B．通电直导线放在小磁针正上方时，小磁针的N极向纸内发生偏转 C．通电直导线放在小磁针正下方时，小磁针的N极向纸内发生偏转 D．通电直导线放在小磁针正上方或正下方，小磁针的N极均向纸外发生偏转 6. 小联同学学习了电和磁的知识后，打算用磁铁、缝衣针等材料制作一个指南针。请完成下面小题。如图所示，将一根直导线架在静止缝衣针的上方，并使直导线与缝衣针平行，接通电路，发现缝衣针偏转。关于该实验说法正确的是（　　） A．该实验说明电流周围存在磁场 B．最早发现该实验现象的科学家是法拉第 C．利用该实验原理可以制成发电机 D．改变电流方向，缝衣针偏转方向不变 7. 1820年，奥斯特在课堂上做实验时发现通电导线下方的磁针发生了偏转，反复实验后均出现这个现象。 (1)如图所示，为了确保实验成功，导线ab应该______（填“东西”或“南北”）放置。 (2)小科按正确方向放置导线并通电后，发现小磁针并未发生偏转，检查发现导线中是有电流的，请你分析小磁针未发生偏转的原因可能是________________（写出一个即可）。 8. 小科设计了如图所示的实验来研究电磁现象，当他闭合开关S后，发现小磁针发生了偏转。 （1）小磁针发生偏转这一现象说明电流的周围存在着　 　，这一现象最早是由　 　(选填“法拉第”、“奥斯特”或“安培”)发现的。 （2）实验前，小磁针静止时指向　 　(选填“东西"或“南北")方向。 9. “大胆猜想与小心求证”是科学研究的基本要求。如图是课堂上老师的演示实验。在静止指向南北方向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。某同学看了实验后想到：小磁针转动肯定是因为受到力的作用。这个力是谁施加给它的呢？他认为有这几种可能：可能是风吹；可能是小磁针旁磁铁的吸引；可能是铁质物体接近小磁针；还可能是直导线中有电流通过时产生了磁场。 （1）该同学得出“小磁针转动肯定是因为受到力的作用”的结论，其依据是 。 （2）铁质物体接近小磁针，小磁针会转动，这是因为 。 （3）为了验证是“直导线中通过的电流产生的磁场使小磁针转动”这一事实，最简单的实验操作是 。 （4）老师在其它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，小磁针将 。 题型二：通电螺线管的磁场 1. 在探究通电螺线管的磁场特点时，通电螺线管在某状态下的实验现象如图所示，其中小磁针黑色一端为N极。关于该实验，下列说法不正确的是（ ） A.实验表明通电螺线管内部存在磁场 B.如果移走图中的小磁针，通电螺线管周围磁场不会消失 C.小磁针𝐴所在位置的磁场方向与该小磁针静止时S极所指方向相同 D.只改变通电螺线管中的电流方向，各小磁针的指向也会改变 2. 探究通电螺线管周围的磁场分布情况的实验中，在一块有机玻璃板上安装了一个用导线绕成的螺线管，在板面上均匀撒满铁屑，通电后轻敲玻璃板，铁屑的排列如图所示。下列说法中正确的是（ ） A.撒铁屑的目的是确定产生的磁场的方向 B.改变电流方向，铁屑的分布也会发生改变 C.用木屑代替铁屑进行实验也会有规律地排列 D.P和Q两处若都放上小磁针，静止后它们的指向相同 3. 如图所示，甲乙为条形磁体，中间是螺线管，虚线表示磁极间的磁场分布情况的磁感线，则可以判断图中A、B、C、D四个磁极依次是（　　） A．N S N N B．S N S S C．S S N S D．N N S N 4. 如图装置中，当闭合开关，滑动变阻器的滑片P向右移动时，弹簧测力计的示数变大。下列分析正确的是（　　） A．电磁铁的上端为N极 B．电源左端为正极 C．断开开关，弹簧测力计的示数为零． D．滑片P不动，若抽去铁芯，测力计示数将变大 5. 如图所示的磁感线可以直观地反映通电螺线管周围的磁场分布情况。如果在该通电螺线管内部插入一根铁芯，则下列磁感线中能正确反映其磁场变化的是（ ） 6. 法国物理学家安培提出了安培定则，请据此判断图中通电螺线管左端为______(填“N”或“S”)极，通电螺线管外部的磁场分布与_________的磁场相似。 7. 闭合开关，小磁针静止时的指向如图所示。此时A处磁感线与B处相比更　 　（选填“疏”或“密”），通电螺线管的左侧为　 　极，电源的左侧表示　 　极。 8. 如图所示是小科研究通电螺线管周围磁场的分布情况的实验装置。闭合开关，小磁针静止时的指向如图所示，则通电螺线管的左侧为______极，电源的左侧为______极；此时A处磁感线与B处的相比更______(填“疏”或“密”)。 题型三：通电螺线管周围磁场的探究 1. 在“研究通电螺线管周围磁场”活动中，闭合开关后，小磁针静止时的指向如图所示。 （1）电源左端为______极。 （2）磁感线上A、B、C三点中磁性最强的点是______。 （3）磁感线上A、B两点的磁场方向______（填“相同”或“不同”）。 2. 1820年，丹麦物理学家奥斯特通过实验首次证实电和磁之间的联系。小舟用图甲所示装置来模仿该实验。 （1）实验中得到通电直导线周围存在磁场的结论，那么他观察到的现象是______。 （2）早先电话听筒的结构如图乙所示，当变化的电流通过线圈时，电磁铁的______强弱发生变化，对薄铁片产生变化的吸引力，从而使薄铁片振动不同而发出不同的声音，这样就可以听到对方的讲话了。 3. 某实验小组用铁屑和小磁针来探究“通电螺线管外部磁场的方向”。 （1）图甲中在玻璃板上均匀地撒上铁屑，闭合开关后，然后轻敲玻璃板。“轻敲”的目的是 。 （2）在闭合开关前，小磁针静止时，N极指向地理的 （选填“南极”或“北极”），说明地球周围存在磁场。 （3）实验时发现通电螺线管的磁场较弱，为增强螺线管的磁场，可行的措施： （写出一种方法）。 （4）把小磁针放在通电螺线管四周不同的位置，闭合开关，小磁针静止时N极所指方向如图乙所示，现在要探究通电螺线管的极性与电流方向的关系，请简要写出接下来的实验操作： 。 4. 小明用如图所示的电路“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。闭合开关S1和S2，按表进行实验并记录相应的数据。 线圈接线点 接线柱1 接线柱2 接线柱3 实验次序 1 2 3 4 5 6 7 8 9 电流表A1读数/安 0.22 0.32 0.46 0.22 0.32 0.46 0.22 0.32 0.46 电流表A2读数/安 0.60 1.00 1.30 0.42 0.60 0.80 0.20 0.30 0.42 （1）该实验通过 来判断通电螺线管磁性强弱。 （2）在研究线圈匝数对磁性的影响时，小明将开关S1从接线柱1换到2时，接下来进行的操作是： 。 （3）通过该实验得出的结论是 。 题型四：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. 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 题型五：实验探究影响电磁铁磁性强弱的因素 1. 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 2. 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 3. 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________________________。 4. 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：________________________________________________。 5. 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）。 题型六：电磁铁应用 1. 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。 2. “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。 3. 如图是磁悬浮列车工作原理图，磁体镶嵌在T形轨道里，通电时强大的磁力使列车悬浮在轨道上，实现非接触的支撑、导向和运行。关于磁悬浮交通系统，下列说法正确的是（ ） A.通电的电磁铁能使列车重力变小从而悬浮 B.列车悬浮利用的是同名磁极相互排斥 C.列车正常运行时电源上端为正极 D.车厢线圈通电后周围存在磁感线 4. 如图所示是直流电铃的原理图。关于直流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 5. 医学上用“人工心脏泵”替代心脏推动血液循环，如图是其工作原理的简图，活塞在电磁铁的带动下左右移动，代表心脏的舒张和收缩。“人工心脏泵”正常工作过程中，电磁铁的电流从a流向b时，则（ ） A.电磁铁左端为S极，活塞向右移动 B.电磁铁左端为S极，活塞向左移动 C.电磁铁左端为N极，活塞向右移动 D.电磁铁左端为N极，活塞向左移动 题型七：电磁继电器 1. 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时，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 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 3. 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 4. 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 5. 为实现路灯白天自动熄灭、夜晚自动亮起，小科利用光敏电阻和电磁继电器等元件，设计了路灯自动控制电路（如图）。 (1)电磁铁是电磁继电器中的重要部件，其工作原理主要是________。 (2)要实现路灯自动控制功能，光敏电阻的阻值应随光照强度增加而________（填“增大”或“减小”）。 (3)测试时，闭合开关S，发现白天路灯未能自动熄灭。请写出一种改进措施：________________________。 6. 如图是直流电铃的原理图。衔铁B与弹性片A相连，自然情况下弹性片是和螺钉接触的。接通电源后电磁铁吸引衔铁，敲击铃碗发声，同时弹性片与螺钉分离导致断电，电磁铁失去磁性后弹性片又和螺钉接触而通电，如此往复。弄懂原理后，请你在右图所示的电磁继电器上把电源连在电路里，使衔铁能上下震动。 7. 水位自动报警器是利用电磁继电器工作的装置。 （1）请按以下要求连接水位自动报警器的工作电路：当水位在安全位置以下时，绿灯亮；水位到达安全位置上限时，红灯亮。 （2）请用所学科学知识说明水位报警器的工作原理。 8. 小乐利用实验室的电磁继电器、热敏电阻R1、滑动变阻器R2、发热电阻丝R0设计了一个恒温箱控制电路。如图甲所示，发热电阻丝R0和热敏电阻R1处于恒温箱内，图乙是热敏电阻R1的阻值随温度变化的关系曲线。当温度达到设定温度时，电磁继电器会自动控制加热电路停止工作。 （1）连接电路时，a、b接线柱应分别连接　 　（选填“②、①”“②、③”或“①、③”）接线柱； （2）通过图乙可知，热敏电阻R1的阻值随温度升高而　 　（选填“增大”或“减小”）； （3）如果要使恒温箱内保持的温度升高，滑动变阻器R2的滑片应该向　 　（选填“左”或“右”）移动。 9. 小金利用热敏电阻设计了一个“过热自动报警电路”，如图所示，将热敏电阻R1安装在需要探测温度的地方，闭合开关S后，当环境温度正常时，指示灯亮；当环境温度超过某一值时，警铃响，图乙是热敏电阻R1的阻值随温度变化的图象。 （1）请完成电路图的连接。 （2）由图乙可知，当环境温度为20℃时，热敏电阻阻值为　 　欧。 （3）图甲继电器的供电电压U0＝4V，继电器线圈用漆包线绕成，其电阻R2为10Ω，当线圈中的电流大于等于50mA时，继电器的衔铁将被吸合，试通过计算求出衔铁刚吸合时的环境温度。 10. 电梯为了安全，都设置超载自动报警系统，其工作原理如图甲所示。已知控制电路电源电压U=6V，保护电阻R1=100Ω，压敏电阻R2的阻值随压力F大小变化如图乙所示，电梯底架自重和电磁铁线圈的阻值都忽略不计。 （1）电梯超载时，衔铁被电磁铁吸住，触点K与触点　 接触，电铃发出警报声，同时电动机　 　（选填“能”、“不能”）工作。 （2）（3分）当电磁铁线圈电流达到20mA时，衔铁刚好被吸住。若该电梯厢内站立总质量为1000kg的乘客时，此时电梯是否超载？（g取10N/kg） 11. 电梯为居民出入带来了很大的便利，出于安全考虑，电梯设置有超载自动报警系统，其工作原理如图甲所示，R1为保护电阻， 为压敏电阻，R阻值与它所受压力下的关系如图乙所示。闭合开关S，电梯没有超载时，电动机正常工作，电铃不响；当控制电路中的电流达到 0.1安时，电铃报警，电动机不工作。已知控制电路电源电压为12 伏，电磁铁线圈电阻不计，当1 受到 2000 牛压力时， 与 两端的电压之比为 2：1。 （1）图甲中的 D 点应与触点　 　 (选填“A”、“B”或“K”相连) （2）该电梯的最大载重(轿厢内人和货物的总重 )为多少牛? （3）若想降低该电梯最大载重，下列方法可行的是____ A．适当降低 R1阻值 B．适当减小控制电路的电源 C．适当增加电磁铁的线圈匝数 12. 冬天坐在马桶上感觉非常冰凉，某学习小组展开“自制智能电热马桶圈”的项目化学习。在老师的指导下小组同学制定了评价量规，表一为部分评价指标。 表一：评价量规 评价维度 评价等级 优秀 良好 待改进 升温维度 人坐在马桶圈上面后5秒内温度上升至30℃以上 坐在马桶圈上面后10秒内温度上升至30℃以上 坐在马桶圈上面后10秒内温度无法上升至30℃ 节能性 在保温挡时工作电路电流不大于50mA 在保温挡时工作电路电流范围在50—100mA 在保温挡时工作电路电流大于100mA 图甲是该小组同学设计的电路图。控制电路电源电压U＝6V，Ra为压敏电阻，其阻值随压力的变化随如图乙所示。Rb为热敏电阻，其阻值随温度变化如表二所示。电磁继电器在电流大于40mA时，衔铁被吸合，工作电路处于加热状态；在电流小于20mA时，衔铁被释放，工作电路处于保温状态。工作电路的电源电压为220V，R2＝100欧。（电磁铁线圈电阻忽略不计） 表二：热敏电阻阻值随温度的变化 温度/℃ 20 25 29 32 34 35 36 37 38 40 42 44 阻值/Ω 25 50 75 100 125 150 175 200 225 250 275 300 （1）对照评价量规，为使该小组设计的智能电热马桶圈在“节能性”这一维度达到优秀，R1的阻值至少为多少，请计算说明。 （2）请计算体重为50kg的小明坐在马桶上时，马桶圈的温度调控范围。 （3）在实验过程中，该小组同学发现Ra坏了，于是找了另一个压敏点电阻Rc，其阻值随压力变化如图乙所示。小明经过分析认为不合适，这样会比较费电。请你通过分析说明理由。（提示：加热状态下比保温状态更费电） 题型八：信息的磁记录 1. 下列常见的物品中，没有用到信息磁记录的是（ ） A.U盘 B.光盘 C.银行磁卡 D.移动硬盘 2. 移动硬盘应用到了磁记录，移动硬盘的读写磁头实际上就是一块电磁铁，下列物品也用到了信息的磁记录的是（ ） A.录音机 B.指南针 C.磁悬浮列车 D.电磁继电器 3. 如图甲为某款无接触式的热风干手器，当手位于出风口下方时，可吹出热风。其内部电路由控制电路和工作电路两部分组成，简化电路如图乙所示。 (1)由图乙可知，电磁铁的上端为___极。 (2)当手位于出风口下方时，光敏电阻R的阻值______(填“增大”“不变”或“减小”)，衔铁被吸下，工作电路开始工作。 【基础强化】 1. 如图是项目学习小组的同学设计的漂浮式指南针，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.通电螺线管的𝐴端为N极 B.通电螺线管静止时B端指向地理南方 C.通电螺线管外C点的磁场方向向左 D.增加线圈的匝数可以减小通电螺线管的磁性 2. 在物理学史上，安培曾经提出分子环形电流的假说来解释为什么磁体具有磁性，他认为在物质微粒的内部存在着一种环形的分子电流，分子电流会形成磁场，使分子相当于一个小磁体。当物体被磁化时，其内部的分子电流会整齐排列，对外表现出磁性。根据安培的这一假说，下列说法正确的是（ ） A.这一假说能够说明磁可以生电 B.这一假说可以用来解释磁现象产生的原因 C.未被磁化的物体，其微粒内部不含有这样的环形电流 D.被磁化的物体，其微粒内部环形电流的方向是杂乱无章的 3. 课堂上老师做了如图的演示实验，根据实验现象无法得出的结论是（　　） 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周围能产生磁场 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、丙三次实验共同表明电能生磁，且其磁场方向与电流方向有关 4. 通电螺线管的磁极跟电流的方向有关系，可以用安培定则来判断。若通电螺线管的连接如图所示，下列利用安培定则判断磁极方向正确的是（　　） A． B． C． D． 5. 根据小磁针的指向和磁感线的方向判断，下图所示的四幅图中错误的是（　　） A．B． C． D． 6. 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 7. 小明制作的玩具小船上固定有螺线管（有铁芯）、电源和开关组成的电路，如图所示，把小船按图示的方向放在水面上，闭合开关，最后静止时“船头”最终指北的是（　　） A． B． C． D． 8. 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. 如图所示，闭合开关，将滑动变阻器的滑片P向右移动时，弹簧测力计的示数变大．则下列分析正确的是（　　） A．电磁铁的上端为N级 B．电源左端为“+”极 C．断开开关，弹簧测力计示数为零 D．若滑动变阻器的滑片P不动，抽去电磁铁铁芯，弹簧测力计示数增大 10. 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 11. 如图所示，小磁针甲、乙处于静止状态。根据标出的磁感线方向，可以判断出（　　） A．螺线管的左端为N极 B．电源的左端为负极 C．小磁针甲的右端为N极 D．小磁针乙的右端为N极 12. 下列小磁针指向和磁感线方向判断正确的是（　　） A． B．C． D． 13. 如图所示，电磁铁P和Q通电后（　　） A．P的右端是N极，Q的左端是S极，它们相互吸引 B．P的右端是S极，Q的左端是N极，它们相互吸引 C．P的右端是N极，Q的左端是N极，它们相互排斥 D．P的右端是S极，Q的左端是S极，它们相互排斥 14. 如图所示，一根弹簧下端连着一个条形磁铁，条形磁铁的下端为N极。条形磁铁下方有一电磁铁。闭合开关后（　　） A．电磁铁左侧小磁针的N极向上偏转 B．若去掉螺线管中的铁芯，弹簧的长度会变短 C．当滑动变阻器的滑片向右滑动时，弹簧长度会变长 D．若调换电源的正负极，小磁针的指向会发生改变 15. 小科发现“门禁”是通过开关控制门锁工作的，研究后知道，门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，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．甲图中电磁铁的原理是电流的磁效应 B．乙图中开关闭合，电磁铁A的右端为S极 C．对“门禁”的工作原理进行分析，能判断B有磁性 D．将金属块B靠近小磁针，小磁针一定不会发生偏转 16. 如图所示，在科学实验课上，方老师带领大家一起做奥斯特实验。方老师告诉同学们，为了让实验效果更加明显，建议大家将通电直导线沿　 　方向放置（选填“东西”或“南北”），此时直导线在小磁针处产生的磁场方向和放在该点小磁针的　 　极指向一致（选填“N”或“S”）。 17. 如下图所示，某一条形磁铁置于水平面上，电磁铁与其在同一水平面上，右端固定并保持水平。S闭合，滑动变阻器滑片P逐渐向左移动时，条形磁铁一直保持静止。在此过程中条形磁铁受到的摩擦力的大小　 　（填“不变”“逐渐变大”或“逐渐变小”）；电磁铁左端是　 　极。 18. 智能化生活扫地机器人(图甲)的工作原理可简化成图乙。为定值电阻，R为光敏电阻，其阻值随光照强度的增强而减弱，线圈的阻值忽略不计。 (1)接通电源，当地面灰尘增多时，使照射到光敏电阻上的光照强度变小，控制电路中的电流将_______(填“变大”“变小”或“不变”)，电磁铁的磁性减弱，此时电动机旋转产生高速气流将灰尘等吸入集尘盒，据此分析电动机所在的支路为_____(填“A”或“B”)。 (2)为使扫地机器人在地面的灰尘更少时就开始工作，请你写出一条对控制电路的改进措施：_________________________________________________________________。 19. 小宇同学参加了学校的“研究性学习小组”，探究了“磁体的磁性强弱是否与温度有关”的课题。他将一条形磁体的一端固定在铁架台上，另一端吸着一些小铁钉，用酒精灯给磁体加热，如图甲所示，经过一段时间后，当磁体被烧红时，发现小铁钉纷纷落下。 (1)从小宇的实验可得出的初步结论是___________________________________________ __________________。 (2)根据这一结论，小宇大胆设计了一个温度报警器，如图乙所示，请简述它的工作原理：________。 (3)同组的同学认为小宇设计的温度报警器没有如图丙所示的这种设计好。请你比较两种温度报警器，指出小宇设计中的不足之处：_______________________________。 20. 小文设计了如图甲所示的实验来研究电磁现象，当他闭合开关S后，发现小磁针发生了偏转，这说明电流的周围存在着_________，这一现象最早是由_________（填“法拉第”“奥斯特”或“安培”）发现的。接着小文又找来了一个小铁钉，把导线的一部分绕在上面，制成了一个电磁铁连在电路乙中。当再次闭合开关S 后，小磁针静止时 N 极的指向如图乙所示，据此他判断出________（填“a”或“b”）端是电源的正极。 21. 如图所示，在“探究通电螺线管外部磁场分布”的实验中，小敏在螺线管两端各放一个小磁针，并在硬纸板上均匀撒满铁屑。 （1）由图可知通电螺线管的磁场与___________的磁场相似。 （2）放入小磁针的作用是___________。 （3）改变电流方向，小敏发现，铁屑的分布形状___________（填“没有改变”或“发生改变”），而小磁针的指向与原来相反，说明通电螺线管产生的磁场方向与___________有关。 （4）为描述磁场而引入的磁感线___________（填“是”或“不是”）真实存在的 22. 如图所示，将一根直导线放在静止小磁针的正上方，并与小磁针平行。 （1）小磁针上方的直导线应沿______（选填“南北”或“东西”）方向放置； （2）闭合开关后，小磁针北极偏转方向为_______（选填“垂直纸面向外”或“垂直纸面向内”）； （3）实验中小磁针除了能验证通电直导线周围存在磁场，还能验证_____________。 23. 我国的磁悬浮列车和高铁技术都处于世界领先水平。 （1）上海磁悬浮列车的结构如图所示。要使列车悬浮起来，该列车运行时依据磁极间相互作用的原理是__________。 （2）请你根据所学知识判断，图中车身线圈电源的A端为__________极（选填“正”或“负”）。 24. 早在19世纪，安培对于地磁场的形成提出如下假设：地球的磁场是由围绕地轴的环形电流I引起的（如图甲）。小黄学习了电和磁的知识后，知道了通电直导线周围的磁场分布符合安培定则，那么环形电流内部的磁场是否也符合如图乙所示的安培定则呢？他展开了以下探究。 【建立猜想】环形电流内部的磁场可能也符合安培定则。 【实验过程】连接如图丙所示的电路（外部电路未画出）。 【实验现象】位于圆环中心的小磁针N极垂直纸面向里转动。 （1）小黄同学的探究实验中放置小磁针的作用是__________。 （2）根据实验现象，小黄的结论__________。 （3）根据安培提出的假设，则赤道这一通电圆环的电流方向为__________。 A． B． C． D． 25. 1820年，奥斯特用铂丝连接伏打堆（相当于电源）的两端，铂丝水平沿南北方向放置，下方放置一个被玻璃罩封闭的小磁针。闭合电路后，小磁针发生了轻微的偏转，如图甲所示。 他做出以下猜想： 猜想1：可能是因为电流使导线产生了热，加热玻璃罩内的空气，引起了对流，从而导致磁针的偏转； 猜想2：可能是因为 ，从而导致磁针的偏转； 奥斯特通过实验很快就否定了猜想1，又做了乙、丙两组实验。 （1）乙组实验中将细铂丝换成了粗铂丝基于的假设是________； （2）结合实验与所学知识，丙组中小磁针将＿＿＿＿＿（选填字母）。 A．顺时针偏转，偏转角度比甲组更大 B．顺时针偏转，偏转角度比甲组更小 C．逆时针偏转，偏转角度比甲组更大 D．逆时针偏转，偏转角度比甲组更小 26. 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 27. 为了研究“电磁铁磁性的强弱与哪些因素有关”，小明利用电源、电流表、开关、滑动变阻器、导线、细铁钉、指针（带刻度）、电磁铁（用漆包线制作的一个五抽头电磁铁，每25匝抽出一个接线端）等器材设计了如图甲、乙所示的装置进行探究。 （1）图甲实验中小明是根据___________来判断磁性的强弱。 （2）如图乙，电磁铁通电时，电磁铁的右端是_______（填“S极”或“N极”）。 （2）与甲图实验方案相比，乙图实验方案的优点是__________。 （4）小明利用图乙实验装置研究电磁铁磁性强弱与线圈匝数关系的实验。当线圈匝数从25匝换成100匝后，接下来应该进行的操作是____________。 28. 2025年4月，神舟飞船与中国空间站核心舱成功对接（图甲）。当飞船和核心舱靠近对接时，为预防撞击带来影响，需配有对接缓冲装置。小蓝设计了如图乙所示的对接缓冲装置简图。通电后，螺线管的b端为_____（选填“N”或“S”）极；为增强缓冲效果，滑动变阻器的滑片P应向_____（选填“左”或“右”）侧滑动）。 29. 如图所示是一种温度自动报警器的原理图。制作水银温度计时在玻璃管的两端分别封入一段金属丝。电池的两极分别与金属丝相连，当温度达到一定值时电铃响起，发出报警信号。 （1）电铃响时，电磁铁右端是__________极； （2）当温度达到__________时，该电铃响起； （3）通过调节滑动变阻器滑片，__________（填“能”或“不能”）改变该装置报警温度。 30. 电话的基本原理是通过话筒与听筒完成声音信号与___________信号的相互转换，如图所示为电话机原理图。当人对着话筒说话时，滑动变阻器的滑片向左移动，则听筒电磁铁的磁性将___________（选填“变强”“变弱”或“不变”），其左端为 极。 31. （1）商场里的电动扶梯，为了节约能源，同学想利用电磁继电器设计了这样的电路：无人时电梯运行较慢，有人时电梯正常运行。请按照要求用笔画线代替导线将图乙中的控制电路和工作电路分别连接完整。其中 R1是压敏电阻（受到压力时阻值较小，不受压力时阻值很大），R2是定值电阻。(   ) （2）为了使电磁铁对衔铁的吸引力变大，以下做法可行的是___________。 A．去掉电磁铁线圈中的铁芯       B．减少电磁铁线圈的匝数 C．适当增大控制电路电源电压       D．适当增大工作电路电源电压 32. 如图所示是一种温度自动报警器的原理图。制作水银温度计时在玻璃管中封入一段金属丝，电源的两极分别与水银和金属丝相连。 (1)该水银温度计在电路中的作用相当于一个_______。 (2)当温度达到_______℃时，接通控制电路，电磁铁产生磁性，使工作电路中的______(填“绿”或“红”)灯亮。 33. 智能化生活扫地机器人(图甲)的工作原理可简化成图乙。为定值电阻，R为光敏电阻，其阻值随光照强度的增强而减弱，线圈的阻值忽略不计。 (1)接通电源，当地面灰尘增多时，使照射到光敏电阻上的光照强度变小，控制电路中的电流将_______(填“变大”“变小”或“不变”)，电磁铁的磁性减弱，此时电动机旋转产生高速气流将灰尘等吸入集尘盒，据此分析电动机所在的支路为_____(填“A”或“B”)。 (2)为使扫地机器人在地面的灰尘更少时就开始工作，请你写出一条对控制电路的改进措施：_________________________________________________________________。 34. 小宇同学参加了学校的“研究性学习小组”，探究了“磁体的磁性强弱是否与温度有关”的课题。他将一条形磁体的一端固定在铁架台上，另一端吸着一些小铁钉，用酒精灯给磁体加热，如图甲所示，经过一段时间后，当磁体被烧红时，发现小铁钉纷纷落下。 (1)从小宇的实验可得出的初步结论是___________________________________________ __________________。 (2)根据这一结论，小宇大胆设计了一个温度报警器，如图乙所示，请简述它的工作原理：________。 (3)同组的同学认为小宇设计的温度报警器没有如图丙所示的这种设计好。请你比较两种温度报警器，指出小宇设计中的不足之处：_______________________________。 35. 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”)。 36. “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。 37. 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____________ _______________________________。 38. 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________________________________________________________________________。 39. 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______。 40. 半导体薄膜压力传感器是一种常用的传感器，其阻值R1随压力变化情况如图甲所示。小科利用此传感器设计了如图乙所示的自动分拣苹果装置，并设置分拣标准为0.15千克。其原理是：调节R2的滑片P，使得0.15千克的苹果在托盘秤上时，电磁铁恰好能吸住分拣开关的衔铁，苹果便通过下方通道筛选出来，此时R2两端的电压为3V。已知电源电压为6V，内阻不计。 （1）电磁铁上端是______极（选填“N”或“S”）； （2）为使该装置达到上述分拣标准，R2的阻值应调为多少？（通过计算证明） （3）为了提高分拣标准，挑选出质量为0.2千克以上的苹果，可以进行的操作是_______（写出一种即可）。 41. 有一种电加热恒温箱，工作原理如图甲所示。控制电路由电压为的电源、电磁继电器（线圈电阻不计）、滑动变阻器R2和热敏电阻R1组成，图乙是热敏电阻R1阻值随温度变化的图像；工作电路由电压为的电源和电阻为R0的电热丝组成。通过实验测得当电磁继电器线圈的电流达到50mA时，电磁继电器的衔铁被吸下来。 （1）请用笔画线代替导线，按照题意将图中的工作电路连接完整； （2）在升温的过程中，电阻R1两端的电压会___________（选填“变大”、“变小”或“不变”）； （3）当滑动变阻器R2接入电路中的电阻为20Ω时，求恒温箱内的温度可保持在多少？（请写出计算过程） （4）要使恒温箱设定的温度值降低，下列调节方案可行的是___________。 A．减少线圈匝数 B．增大控制电路的电源电压 C．使用更粗更有力的弹簧 D．应向左滑动变阻器R2的滑片 42. 如图甲所示是一家庭燃气报警器的部分电路示意图，其中控制电路中的R1是由气敏电阻制成的传感器，R1的阻值与燃气浓度的关系如图乙所示。出厂预设，当燃气浓度达到4%时报警，出厂测试时U1为3伏且保持恒定，闭合开关S1、S2，移动滑动变阻器R2滑片P的位置，当控制电路中的电流为0.03安，电磁铁A恰好能将衔铁B吸下（电磁铁线圈的阻值忽略不计） （1）电磁铁上方___________极； （2）小科认为报警时只有灯亮还不能起到很好的报警作用，最好灯亮同时发出警报声，他建议加接蜂鸣器与___________并联（选填“L1”或“L2”）； （3）该报警器要达到出厂预设值，滑动变阻器接入电路的阻值有多大？（写出计算过程） （4）小科想让该报警器报警时的燃气浓度值调到比出厂预设值更低一些，下列操作理论上可行的是___________。（选填字母） A．将滑动变阻器滑片向下滑动 B．控制电路中串联一个电阻 C．增大控制电路的电源电压 D．减少电磁铁线圈匝数 【素养提升】 1. 如图所示，在一通电环形线圈内放一小磁针，小磁针的指向是（ ） A.N极垂直纸面指向纸内 B.N极垂直纸面指向纸外 C.N极指向右 D.N极指向左 2. 城市下水道井盖丢失导致行人坠入下水道的悲剧时有发生，令人痛心。为此，某同学设计了一种警示电路：在井口安装一环形灯L，井盖相当于开关S；正常情况下(S闭合)，灯L不亮；一旦井盖丢失(S断开)，灯L立即亮起，以警示行人。图中电路符合要求的是（ ） 3. 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。图中气敏电阻阻值随CO浓度的增大而减小。下列说法中正确的是（ ） 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，可将的滑片向上移 D.用久后，电源电压会减小，报警时CO最小浓度比设定值低 4. 城市内涝给人们生活带来了很大影响。小明设计了一种利用电磁继电器来自动控制抽水机工作的电路：当水位在安全位置以下时绿灯亮，抽水机不工作；当水位到达安全位置上限时红灯亮，抽水机开始工作。如图是小明还未连接完成的电路，小明接下来的电路连接应该是（ ） A.M接A，N接B B.M接B，N接D C.M接B，N接C D.M接A，N接D 5. 为了应对即将到来的汛期，某课外兴趣小组设计了一个检测水库水位的装置，其原理如图所示。L为安全指示灯，电铃为报警器，R1为定值电阻，R2为竖直放置、粗细均匀且足够长的电阻棒，滑片P可以在电阻棒上自由滑动，并与浮子用竖直的绝缘棒连接，可随着浮子的上下移动而改变电阻棒R2接入电路的阻值，从而可通过电流表的示数来反映水位的高低。当滑片P指向R2的中点时，水位达到警戒值，电磁铁吸下衔铁报警。则该检测器正常工作时（　　） A．电磁铁的上端为N极 B．水位较低时，电磁铁的磁性较强 C．若减小R1的阻值，警戒水位会变高 D．电流表示数越大，表示水位越高 6. 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。下列说法正确的是（　　） A．通电后电磁铁a端为S极 B．条形磁体在滑动过程中受到向左的摩擦力 C．滑片向左移动的过程中电磁铁的磁性增强 D．若此时断开开关S，电磁铁与条形磁铁间没有力的作用 7. 如图是利用太阳能给LED 路灯供电的自动控制电路的示意图。R是光敏电阻，R0是保护电阻，阻值不变。日光充足时，电磁继电器将衔铁吸下，GH接入电路，太阳能电池板给蓄电池充电。光线不足时，衔铁被弹簧拉起，EF接入电路，蓄电池给LED路灯供电，路灯亮起。关于该电路分析错误的是（　　） A．光敏电阻R阻值随光照强度增大而减小 B．电路工作时，电磁铁上端为N极 C．若想更容易吸下衔铁，也可增加电磁铁线圈匝数 D．减小保护电阻R0阻值可延长每天路灯照明时间 8. 如图所示是一种涂鸦画板的原理图。将磁石粉（S端为黑色，N端为红色）浸没在悬浮液里，按下写字笔的其中一个按钮时，可以写出红色或黑色的字迹。要擦去字迹时，只需将刷子左右移动即可。下列关于该涂鸦画板的说法中，正确的是（　　） A．笔尖磁体为S极时，可以写出黑字字迹 B．制作刷子时，可以选择不易磁化的材料 C．拿磁笔写字，是利用异名磁极相互吸引 D．用刷子擦字，是利用同名磁极相互排斥 9. 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. 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 11. 如图所示，一条向上射出的阴极射线可以看作是许多电子定向运动形成的电子流，则通过这束电子流的运动方向可推断出电子定向运动产生的电流及周围的磁场方向是（　　） A． B． C． D． 12. 如图所示，将一柔软的导线弯成星形，并将其置于光滑水平桌面上，然后将开关S闭合，则该星形回路将（　　） A．不会变形 B．会变形，所围面积减小 C．会变形，所围面积增大 D．会变形，所围总面积不变 13. 某小区单元的楼梯口安装了防盗门，其门锁原理如图所示（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：楼上的人闭合控制开关S，门锁上的电磁铁通电后吸引卡入右侧门扣中的衔铁，门可打开。关于该门锁，下列说法中正确的是（　　） A．衔铁可以选择不易生锈的青铜制造 B．闭合开关S后，电磁铁右端为N极 C．该门锁利用电流磁效应的原理工作 D．电磁铁周围磁场是假想的物理模型 14. 如图所示，弹簧测力计下挂一条形磁铁，条形磁铁下面放置一通电螺线管，当条形磁铁从从左向右水平拉过时，在图象中弹簧测力示数变化情况正确的是（　　） 15. 如图所示为一台非铁性物质制成的天平。天平左盘中的 A 是一铁块,B 是电磁铁。未通电时天平平衡,给 B 通以图示方向的电流(a 端接电源正极,b 端接电源负极),调节线圈中电流的大小,使电磁铁对铁块 A 的吸引力大于铁块受到的重力,铁块 A 被吸起。当铁块 A 向上加速运动的过程中,下列判断正确的是(　　) A．电磁铁B的上端为S极，天平仍保持平衡 B．电磁铁B的上端为S极，天平右盘下降 C．电磁铁B的下端为N极，天平左盘下降 D．电磁铁B的下端为N极，无法判断天平的平衡状态 16. 如图是小李探究电磁铁磁性强弱与什么因素有关实验装置。下列措施中能使电磁铁磁性增强的是(　　) 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 17. 在如图所示的电路中，根据小磁针静止时的指向可知(　　) A．a端是通电螺线管的N极，c端是电源的正极 B．b端是通电螺线管的N极，d端是电源的正极 C．a端是通电螺线管的N极，c端是电源的负极 D．b端是通电螺线管的N极，d端是电源的负极 18. 近年来磁悬浮盆栽备受人们关注，如图是一盆磁悬浮盆栽，盆栽底部有磁体，底座内装有电磁铁，盆栽能在空中自由悬浮并转动，给该盆栽浇水前后(　　) A．盆栽受到的磁力不变 B．盆栽受到的重力与空气对盆栽的浮力是一对平衡力 C．要使盆栽与底座之间距离不变，可改变电磁铁线圈内的电流方向 D．要使盆栽与底座之间距离不变，可适当增大电磁铁线圈内的电流 19. 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 20. 如图所示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，玻璃管中封入一段金属丝，电源的两极分别和金属丝相连，当温度达到设定值，电铃报警。下列说法正确的是（　　） A．电磁铁的工作原理是电磁感应 B．电铃工作时，电磁铁a端为N极 C．温度升高至78℃时，电铃报警 D．若将温度计上端的金属丝向下调整，则报警温度将升高 21. 如图所示，小碳磁针与导线在同一平面内，在导线的下方，当导线中电流从左到右时，小磁针N极指向为垂直于纸面向里，现将导线中电流方向改为从右到左，则小磁针（　　） A．不动 B．N极向上偏转 C．N极指向为垂直于纸面向外 D．回到与导线平行的位置 22. 如图所示是一种磁性门锁的工作原理示意图：闭合开关，电磁铁吸引插销，门打开；断开开关，在弹簧的作用下，插销重新插入门锁插槽，门锁上。下列有关磁性门锁的说法错误的是（　　） A．制作插销的材料可以选择铁 B．电磁铁的原理是电磁感应现象 C．门锁插槽需要定期抹油以减小摩擦 D．需定期更换电池，避免打不开门 23. 如图是一种江河水位自动报警的原理图。当水位低于A点时，工作电路绿灯工作。到达A点时，衔铁被吸下，工作电路红灯和电铃开始工作。某次水位超过A点时由于电磁铁磁性太弱而衔铁没有被吸引。下列做法中合理的是（　　） A．更换弹性更好的弹簧 B．减少电磁铁线圈的匝数 C．增加工作电路的电源电压 D．增加控制电路的电源电压 24. 一条形磁铁放在水平桌面上，处于静止状态，电磁铁置于条形磁铁附近并正对(如图所示)。下列叙述中，正确的是(　　) A．闭合开关前，电磁铁与条形磁铁间没有力的作用 B．闭合开关后，条形磁铁受到桌面向右的摩擦力 C．闭合开关后，滑片P向a移动时，电磁铁与条形磁铁间的作用力减小 D．闭合开关后，滑片P向b移动过程中，若条形磁铁始终处于静止状态，则它受到桌面的摩擦力变大 25. 如图所示，盛水的烧杯放在电磁铁上方，当电磁铁的开关断开时，空心小铁球自由地浮在水面上，小磁针指向如图所示，以下说法正确的是(　　) A．开关闭合时，小磁针N极向上偏转，S极向下偏转 B．开关闭合后，滑动变阻器的滑片向下移动时，电磁铁磁性减弱 C．当电路中电流减小时，空心小铁球所受的浮力减小 D．无论开关断开还是闭合，浮在水面上的空心小铁球所受的浮力不变 26. 如图所示，在电磁铁的正．上方用弹簧挂一条形磁铁。下面说法正确的是(　　) A．开关闭合，电磁铁上端是N极 B．开关闭合，条形磁铁与电磁铁相互吸引 C．当滑片P从b端向a端滑动的过程中，灯泡变暗，电磁铁磁性减弱 D．当滑片P从b端向a端滑动的过程中，弹簧的长度会变短 27. 如图所示，在一通电环形线圈内放一小磁针，小磁针的指向是（　　） A．N极垂直纸面指向纸内 B．N极垂直纸面指向纸外 C．N极指向右 D．N极指向左 28. 在探究“通电螺线管外部磁场特点”的实验中，小华设计了如图甲所示的电路。实验时： （1）可通过观察　 　 来判断通电螺线管的磁极。 （2）如图乙所示是通电螺线管周围有机玻璃板上小磁针的分布状态，观察可知通电螺线管的外部磁场与　 　 的磁场相似。 （3）要探究影响通电螺线管磁场强弱的因素，除了图中所示的器材外，还需　 　 。若开关S接“1”时，电流表的示数为I，现将开关S从“1”换接到“2”上，接下来他的操作是　 　 ，这样可以探究通电螺线管磁场的强弱与匝数的关系。 29. 如图﹣1，是室内自动换气系统的电路图。控制电路的电源电压为3V，R0为电阻箱，RK的阻值与烟雾浓度K的关系如图﹣2所示。当电磁铁线圈中的电流I≥0.03A时，衔铁被吸下，电风扇转动，开始排气。 （1）电磁铁工作时，其上端为　 　 极。 （2）当烟雾浓度升高时，控制电路中线圈的电流　 　 （选填“变大”“变小”或“不变”）。 （3）控制电路的电源电压低于3V时，若保持空气质量的标准不变，R0的阻值应　 　 （选填“增大”“减小”或“不变”）。 30. 如图所示，小李利用电磁铁设计了一种微机室防盗报警器。在微机室房门处安装开关S，电铃安在传达室。当房门被推开时，开关S闭合，电流通过电磁铁，电磁铁　 　(填“有”或“无”)磁性，并且B端为　 　极，跟金属弹簧片相互　 　，电铃电路　 　，电铃报警。 31. 如图为一种仓库防盗报警器的部分工作原理图。其踏板放在仓库的门口，电铃和电灯放在值班室内。 （1）踏板相当于控制电路中的　 　。 （2）用笔画线将工作电路连接完整，要求有人踩踏板时电铃响，无人踩踏板时电灯亮。请根据所学知识解释其工作原理。 32. 如图所示，虚线框内画出了通电螺线管C的A端、通电螺线管D的B端以及小磁针在各位置上静止时的指向。图中小磁针涂黑的一端为小磁针的N极，由此可以判断出通电螺线管D的B端是　 　(填“N”或“S”)极。 螺线管C下方的E点连接的是电源的　 　(填“正”或“负”)极。 33. 小明把带铁芯的螺线管、电源、导线和开关组成电路，固定在泡沫板上，让它漂浮在水面，制作指南针，如图所示，请根据左图标出该指南针的南极应标在泡沫板的　 　处（选填a、b、c、d），该指南针静止时，南极所指的是地理的　 　（选填南方或北方）。 34. 为探究电磁铁的磁性与哪些因素有关，小丽同学做出以下猜想： 猜想A：通过电磁铁的电流越大，它的磁性越强； 猜想B：外形相同的电磁铁，线圈的匝数越多，它的磁性越强。 为了检验上述猜想是否正确，小丽所在实验小组通过交流合作设计了以下实验方案： 用漆包线(表面涂有绝缘漆的导线)在大铁钉上绕若干圈，制成简单的电磁铁，如图所示的三种情况，根据小丽的猜想和实验，完成下列问题。 （1）通过观察　 　的不同，来判断磁性强弱。 （2）通过比较图　 　两种情况，可以验证猜想A是正确的。 （3）通过比较图C甲、乙两电磁铁，发现猜想B不全面，应补充　 　。 （4）通过比较图C中甲、乙两电磁铁，得到的结论是　 　。 （5）检查电路连接完好，小丽闭合开关后发现甲、乙两个铁钉都不能吸引大头针，她下一步的操作是 (填字母)。 A．重新绕制电磁铁 B．更换电源 C．拆除滑动变阻器 D．移动滑动变阻器滑片 35. （1）将一个电磁铁和白炽灯并联后接入电路，如图甲，当闭合电键时，灯L1即刻点亮，随后熄灭；当断开电键时，灯闪亮后熄灭。此现象说明当闭合电键时，电磁铁的磁性强弱在短时间内的变化情况为　 　；当断开电键时，灯闪亮说明电磁可在短时间内　 　（选填“充电”或“供电”）。 （2）如图乙，两根绝缘细线吊着一根铜棒，空间存在垂直纸面的匀强磁场，棒中通有向右的电流时两线上拉力大小均为F1，若棒中电流大小不变方向相反，两线上的拉力大小均为F2，且F2＞F1，则铜棒所受磁场力大小为　 　。（用已给字母表示） （3）如图丙是“悬空的磁环”示意图，假设甲、乙、丙三个磁环相同，质量均为m，中间塑料管是光滑的。若甲的上端为S极，则乙的上端为　 　极；当磁环都处于静止状态时，甲对乙的作用力为F1和丙对乙的作用力为F2，则F1　 　F2。（选填“＜”“=”“＞”）。 （4）两根非常靠近且相互垂直的长直导线分别通以相同强度的电流，方向如图丁所示，那么两电流所产生的磁场垂直导线平面向外且最强的在填哪个区域为　 　（填“1”或“2”或“3”或“4”） 36. 如图甲，水平桌面上，两块相同的条形磁铁在水平推力F1，的作用下，做匀速直线运动。 (1)取走其中一块后，磁铁在水平推力F₂的作用下仍做匀速直线运动，如图乙，则F₂________F（选填“＞”“=”或“＜”）。 (2)如图丙，磁铁在F₂作用下，匀速直线运动过程中，闭合开关S，则磁铁速度将_____（选填“变大”“不变”或“变小”），此时，将滑动变阻器的滑片向左移动，欲保持磁铁匀速直线运动，F₂应____（选填“变大”“不变”或“变小”）。 37. 磁悬浮列车是由无接触的电磁悬浮、导向和驱动系统组成的新型交通工具，是高新技术的产物。上海磁悬浮列车的结构如图甲所示。要使列车悬浮起来，车身线圈的上端是　 　(填“N”或“S")极。图乙是另一种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中电流方向如图乙所示，请在图中标出通电螺线管的N极　 　，(螺线管B与电磁铁A之间相互　 　 (填“排斥”或“吸引”)，从而使列车悬浮在铁轨上方。 38. 道路施工时为避免事故发生，需要在施工现场放置瞥示灯，如图是小嘉在项目化活动过程中设计的警示灯模拟电路。 （1）要实现闭合开关后警示灯能持续一亮一灭交替闪烁，则应将警示灯串联在如图电路中的 　 　 （选填“A”或“B”）位置。 （2）在模拟电路中，电磁铁的上端为是 　 　 极。若仅增加电磁铁线圈匝数，警示灯的亮灭闪烁频率会变 　 　 （选填“快”或“慢”）。 （3）请说明警示灯能持续一亮一灭交替闪烁的工作原理及过程：　 　 。 39. 如图﹣1，是室内自动换气系统的电路图。控制电路的电源电压为3V，R0为电阻箱，RK的阻值与烟雾浓度K的关系如图﹣2所示。当电磁铁线圈中的电流I≥0.03A时，衔铁被吸下，电风扇转动，开始排气。 （1）电磁铁工作时，其上端为 极。 （2）当烟雾浓度升高时，控制电路中线圈的电流 （选填“变大”“变小”或“不变”）。 （3）控制电路的电源电压低于3V时，若保持空气质量的标准不变，R0的阻值应 （选填“增大”“减小”或“不变”）。 40. 科学发现往往闪耀着科学家们智慧的光芒。 （1）1820年奥斯特发现通电导线能使其周围的小磁针发生偏转。如图，在小磁针的上方拉一根与小磁针 （选填“垂直”、“平行”或“任意方向”）的直导线，闭合开关时，小磁针N极向纸外偏转，则电源 （选填“A”或“B”）端为正极。 （2）法拉第深入思考了奥斯特实验，认为：通电导线能使磁针转动，说明磁针受到力的作用，那么反过来，磁针也能使通电导线转动。他这样推测的依据是 。 41. 智能自动化管理是未来社会的发展趋势。如图甲所示为某工作室的自动化光控电路图，其中光敏电阻R的阻值随照度变化的关系如图乙所示（照度表示物体被照明的程度，单位是lx）。请你回答下列问题： （1）电磁继电器是利用电流 效应工作的，当光照强度增强时，光敏电阻的阻值将 ，控制电路中的电流将变大。长时间使用后，控制电路中的电流将降低。 （2）当开关S闭合，光敏电阻上的照度大于或等于0.4lx时，警示灯L恰好亮起。已知控制电路的电源电压为22V，电磁继电器的线圈电阻为10Ω，此时控制电路中的电流是 A。 42. 为实现路灯白天自动熄灭、夜晚自动亮起，小科用光敏电阻和电磁继电器等元件，设计了路灯自动控制电路（如图）。 （1）电磁铁是电磁继电器中的重要部件，其工作原理主要是 （填字母）。 A.电磁感应 B.电流周围存在磁场 C.通电导体在磁场中受到力的作用 （2）要实现路灯自动控制功能，光敏电阻的阻值应随光照强度增加而 （填“增大”或“减小”）。 （3）测试时，闭合开关S，发现白天路灯未能自动熄灭。请写出一种改进措施： 。 43. 小金根据“小磁针在通电螺线管周围会受到磁力的作用，说明电流周围存在磁场”，从而猜想在地球周围也可能存在某种“重力场”。 （1）小明猜想的依据是 。 （2）同一物体在月球上受到的重力大约是地球的六分之一，推测月球上的“重力场”比地球的要 （选填“强”或“弱”）。 （3）根据通电螺线管的磁场分布，可推测出下列描述的重力场，最符合事实的是 （填字母）。 44. 如图是一种限流器原理图，当电流I超过限制电流时，衔铁N被电磁铁M吸引过去，匀质的金属杆OA在弹簧拉力作用下绕O点转动，电路断开。 （1）当限制电流I一定时，若增加线圈匝数，滑片P位置不变，电磁铁的磁性将 。 （2）某同学把该限流器串联接入某电路中，调试时发现：当实际电流已超过限制电流时，限流器仍未切断电路。为达成设计要求，可将滑动变阻器滑片P向 移动。 （3）当电路中电流超过设计的限制电流时，限流器电路会自动断电，此后 。 A.需人工合闸才能通电 B.会自动合闸通电 45. 人员密集的室内场所，容易造成二氧化碳含量偏高，对人体产生不利的影响。研究小组设计了如图所示的电路。R2为气敏电阻，其阻值随CO2气体浓度的增大而减小，当室内CO2气体含量升高到一定浓度时，工作电路中的排风扇开始工作，把室内气体排出。回答下列问题。 （1）在设计电路时要实现自动换气功能，排风扇应连接在工作电路中的 位置。 （2）要使排风扇在二氧化碳浓度更低时就能开始工作，以下几种改进方法正确的是 。 A.增加电磁铁线圈匝数 B.控制电路中再串联一个电阻 C.把滑动变阻器R1的滑片向上移 46. 据交警部门统计，货车发生交通事故的主要原因是超载，于是交警部门为了检查货车是否超载，设计了一个货车超载自动报警电路。压力传感器受到的压力越大，输出的电压就越大。某压力传感器输出电压与压力的关系如表： 压力/（×105牛顿） 0 1.2 2.4 3.6 4.8 6.0 输出电压/（伏特） 0 1 2 3 4 5 他们利用压力传感器和电阻箱R（最大电阻999欧姆）及部分其它器材设计了图示的电路。闭合开关，当线圈中电流大于或等于20毫安时，电磁继电器的衔铁被吸合。已知继电器线圈的电阻为25欧姆，继电器电路的电源电压由压力传感器的输出电压U提供（假设U不受继电器电路影响）。 （1）当压力增加到一定程度时，电铃报警，说明汽车超载，则电铃应接在图中　 　（填“MN”或“EF”）两端； （2）当货车总质量大于或等于24吨时，启动报警系统。则电阻箱R的电阻应调节到多大?（g取10牛顿/千克） 47. 如图甲所示，是一种电加热恒温箱的简化工作原理电路图。工作电路由电压U0＝220 V的电源和阻值为R0＝88 Ω的电热丝组成。控制电路是由电压U1＝7.5 V的电源、开关、电磁继电器(线圈电阻不计)、电阻箱Rt(可取值范围为0～120 Ω)和热敏电阻Rt组成，热敏电阻Rt的阻值随温度变化的关系如图乙所示。当控制电路的电流达到50 mA时，衔铁才吸合，从而切断右边工作电路，停止加热。 （1）由乙图可知热敏电阻Rt的阻值随温度的升高而　 　(填“增大”“不变”或“减小”)。 （2）如果恒温箱的温度设定为60 ℃，则电阻箱R1应取多大阻值？ （3）该恒温箱可设定的最高温度是多少？ 1 学科网（北京）股份有限公司 $