2026年中考物理二轮电磁学实验专题【难点突破】12-影响电磁铁磁性强弱的因素

**基本信息** 聚焦电磁铁磁性强弱实验专题，以“现象观察-因素探究-实际应用”为主线，系统整合转换法、控制变量法等科学方法，构建从物理观念到科学探究的完整训练体系。 **专项设计** |模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |基础认知|3题（1、2、5）|小磁针/铁屑观察法、安培定则|从磁场存在（物理观念）到方向判断（科学推理），建立螺线管与条形磁体磁场模型| |影响因素探究|5题（3、7、8、9、10）|控制变量法、转换法（吸引大头针数）|电流大小/线圈匝数/铁芯材料（自变量）→磁性强弱（因变量）的因果关系推导| |应用拓展|2题（4、6）|实验设计（控制变量+转换法）|巨磁电阻效应（GMR）、铁芯材料选择，体现科学探究与社会责任的结合|

12-影响电磁铁磁性强弱的因素 -2026届中考物理二轮电磁学实验专题【难点突破】 一、实验题 1．小明用如图所示的装置探究“通电螺线管外部磁场的分布”。 (1)在螺线管的两端各放一个小磁针，并在硬纸板上均匀地撒满铁屑，通电后观察小磁针的指向，轻敲纸板，观察铁屑的排列情况，如图甲所示；把小磁针放到螺线管四周不同的位置，闭合开关后，小磁针再次静止时的指向如图乙所示。 ①通电后小磁针发生偏转，说明通电螺线管周围有________； ②通电螺线管外部的磁场与________磁体的磁场相似； (2)将电源正负极对调，闭合开关，发现小磁针偏转方向与原来相反，说明通电螺线管的磁场方向与________有关； (3)如图乙所示，根据小磁针静止时的指向，a端应接电源的________极；小明将一铁芯插入螺线管中，其磁场会变________；请写出一种能增强电磁铁外部磁场的方法：________。 2．在“探究通电螺线管外部磁场的方向”的实验中： (1)闭合开关S前，小磁针均指向南北方向，说明地球周围存在_______ ； (2)闭合开关S后，小磁针静止时的指向如图所示（涂黑的一端为N极），由此可知：通电螺线管的右端为_____ 极，电源的右端为_____ 极； (3)对调电源两极，小磁针的指向也随之改变，说明通电螺线管的磁场方向与_______ 方向有关； (4)为了使通电螺线管的磁场增强，可采取的有效措施是_________________ （写出一条即可）。 3．     （1）如图甲所示，将小铁钉靠近磁铁N极，小铁钉被吸引获得______性。此时，小铁钉相当于一个______，钉尖是______极。如图乙所示，给磁铁加热一段时间后，小铁钉会掉落，表明磁铁的磁性可能与______有关； （2）用一个磁性很强的磁铁球靠近一块铝板，铝板______（选填“能”或“不能”）被吸引。如图丙所示，把磁铁球做成单摆悬挂起来，使其来回摆动，将铝板放到摆的下方，当磁铁球靠近铝板时，摆动速度明显变小，并且很快停止摆动。磁铁球在铝板上方摆动，相当于铝板在磁场中运动，可能会产生______。 4．法国科学家阿尔贝·费尔和德国科学家彼得·格林贝格尔由于发现了巨磁电阻（GMR）效应，荣获了诺贝尔物理学奖。巨磁电阻效应是指某些材料的电阻在磁场中急剧变化的现象，这一发现大大提高了磁电之间信号转换的灵敏度，从而引发了现代硬盘生产的一场革命。实验小组设计了如图所示的电路，来探究某GMR的阻值与磁场的关系。 （1）闭合开关S1，电磁铁的左边是______（选填“N”或“S”）极。滑动变阻器R1的滑片向右端滑动，电磁铁的磁性______（选填“增强”或“减弱”）； （2）断开开关S1，闭合开关S2，无论怎样移动滑动变阻器R2的滑片，电流表指针几乎不偏转，电压表有示数但不变。请分析电路故障______； （3）排除电路故障后，闭合开关S1、S2，保持R2滑片位置不变，将滑动变阻器R1的滑片向左端滑动，观察到电流表示数增大，电压表示数______（选填“增大”、“减小”或“不变”）； （4）分析上述实验现象可知：该GMR的阻值随其周围磁场的增强而______（选填“增大”、“减小”或“不变”）。 5．在探究电流与磁场的关系实验中，实验装置如图所示。 (1)闭合开关前，由于受到________的作用，静止时小磁针上涂黑色的部分指向地理的北极。 (2)闭合开关，轻敲玻璃板，铁屑的排列和小磁针的指向如图所示，由此判断，通电螺线管左端相当于条形磁体的________（填“N”或“S”）极；若拿走图中的小磁针，可利用________定则来判定通电螺线管的N、S极。 (3)将滑动变阻器的滑片P向左移动，通电螺线管的磁性________（填“变强”“变弱”或“不变”）。 6．近年来，伴随着电动车的普遍使用，电动车充电时起火事故频繁发生，科技小组的同学想设计并制作一个自动灭火报警模拟装置，该装置中需要制作一块电磁铁，科技小组的同学们发现制作电磁铁铁芯的材料主要有镍锌铁氧棒和硅钢棒两种，如图所示，但不知道哪种材料制作的电磁铁磁性更强，请你选择合适的器材，帮他设计一个解决该问题的实验方案。 7．小强用如图甲所示的器材及铁屑和小磁针探究“通电螺线管外部磁场的方向”。 (1)在闭合开关前，小强观察到小磁针静止时N极指向地理的______（填“南极”或“北极”）。 (2)在玻璃板上均匀地撒满铁屑，将螺线管连入电路，闭合开关，轻敲玻璃板面，观察到铁屑分布情况如图甲所示，铁屑的分布情况与______磁体周围铁屑的分布情况相似。 (3)把小磁针放在通电螺线管四周不同的位置，小磁针静止时N极所指方向如图乙所示。若想探究通电螺线管外部磁场的方向与电流的方向是否有关，接下来的操作是___________________。 (4)实验时发现通电螺线管的磁场较弱，铁屑规则排列的效果不明显，为增强螺线管的磁场，可行的措施是____________________（写出一种方法即可）。 8．某小组同学探究通电螺线管的两端相当于条形磁体的两极后，又“探究通电螺线管的极性与哪些因素有关”，并提出了如下猜想：①可能与螺线管的环绕方向有关。②可能与螺线管中电流的方向有关。接着用导线将相关器材连接成电路，把小磁针放在螺线管两端，闭合开关，观察并记录小磁针的指向、螺线管的绕向、螺线管中电流的方向。如图是小组同学用画图的方法呈现出的四次实验现象。 (1)观察分析图甲、乙或丙、丁两图，螺线管的环绕方向相同时，螺线管中电流方向不同，通电螺线管的同一端磁极______，说明通电螺线管的极性与螺线管中的电流方向______。 (2)观察分析______两图，螺线管中电流的方向相同时，螺线管的环绕方向不同，通电螺线管的同一端磁极相同，说明通电螺线管的极性与螺线管的环绕方向______。 (3)实验中，小磁针的作用是为了研究螺线管两端的______（填“磁场方向”或“磁场强度”）。 (4)为了使通电螺线管的磁场增强，你采取的方法是______。 9．小明所在的小组在做“探究电磁铁的磁性强弱跟哪些因素有关”的实验时，按图所示串联甲、乙两个电磁铁，并移动滑动变阻器的滑片P，进行了多次实验，数据记录如下表。 电磁铁 甲（10匝） 乙（5匝） 实验序号 1 2 3 4 5 6 电流表示数（A） 0.1 0.2 0.3 0.1 0.2 0.3 吸引大头针的数目（枚） 12 24 36 6 12 24 (1)实验中通过观察_________来判断其磁性强弱，这种实验方法为_________； (2)比较表中实验1、2、3的数据，可知线圈匝数一定时，_________，电磁铁的磁性越强； (3)要使两个电磁铁的磁性更强，写出你对上述实验的具体操作：_________。 10．探究电磁铁磁性强弱的影响因素，电磁铁磁性强弱可以用它吸引大头针多少反映。小京进行了如图所示的实验。 (1)小京探究的科学问题是______； (2)请设计记录实验数据的表格。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 《12-影响电磁铁磁性强弱的因素 -2026届中考物理二轮电磁学实验专题【难点突破】》参考答案 1．(1) 磁场 条形 (2)电流方向 (3) 正 强 用更多匝数的线圈或增大电流 【详解】（1）[1]小磁针原指示地磁场的南北，通电后小磁针发生偏转，说明通电螺线管周围有磁场，对小磁针有磁力的作用。 [2]由图甲所示的铁屑分布情况可知，通电螺线管周围铁屑的分布情况与条形磁体周围磁场的分布情况相似。 （2）对调电源正负极，电路中电流方向改变，小磁针静止时N极所指方向也改变，说明通电螺线管的极性与电流的方向有关。 （3）[1]如图乙所示，根据小磁针静止时的N极指向，可判断通电螺线管左端为N极，根据安培定则，可判断电流从a出，b回，因此a端应接电源的正极。 [2]在螺线管中插入一根铁芯，铁芯会被磁化，与通电螺线管的磁场叠加，其磁场会变强。 [3]电磁铁的磁性与线圈匝数有关，与电流大小有关，因此要增强电磁铁的外部磁场，还可以增加线圈匝数、增大电流等。 2．(1)磁场 (2) N 正 (3)电流 (4)见解析 【详解】（1）闭合开关 S前，小磁针均指向南北方向，这是因为地球本身是一个巨大的磁体，地球周围存在地磁场，小磁针在地磁场的作用下会指向南北方向。 （2）[1]根据磁极间的相互作用规律：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。由图可知，左侧小磁针的N极指向通电螺线管的左端，说明通电螺线管的左端为S极，那么右端为N极。 [2]根据安培定则：用右手握住通电螺线管，让四指弯曲的方向与螺线管中电流的方向一致，那么大拇指所指的那一端就是通电螺线管的N极。已知通电螺线管的右端为N极，用右手握住螺线管，大拇指指向右端，则四指弯曲的方向为电流的方向，由此可判断出电流从螺线管的右端流入，左端流出，所以电源的左端为负极，右端为正极。 （3）对调电源两极，电流方向改变，小磁针的指向也随之改变，说明通电螺线管的磁场方向发生了改变，由此可知通电螺线管的磁场方向与电流方向有关。 （4）影响通电螺线管磁场强弱的因素有：电流大小、线圈匝数、有无铁芯。为了使通电螺线管的磁场增强，可采取的有效措施有：增大电流、增加线圈匝数、插入铁芯等。 3． 磁 磁体 S 温度 不能 电流 【详解】（1）[1]小铁钉靠近磁铁N极，小铁钉被磁化，所以小铁钉获得磁性。 [2][3]磁化后的小铁钉相当于一个磁体，小铁钉靠近磁铁N极，所以钉尖是S极。 [4]加热一段时间后，温度升高，小铁钉掉落，磁性减弱，说明磁铁的磁性可能与温度有关。 （2）[5]铝不是磁性材料，所以铝板不能被磁化，所以铝板不能被吸引。 [6]铝是导体，铝板在磁场中运动，根据电磁感应原理可知，会产生感应电流。 4． S 减弱 与电压表并联的支路断路 减小 减小 【详解】（1）[1]该电磁铁是条形的，故其产生的磁场与条形磁铁相似。 （2）[2]由电路图知，电源的左侧为正极，闭合开关S1，电流从螺线管的左端流入，根据右手螺旋定则知电磁铁的左边是S极。 [3]由电路图知，滑动变阻器R1的左下端接入电路，滑片向右端滑动，接入电路中电阻变大，根据 得，电路中电流变小，所以电磁铁的磁性减弱。 （3）[4]闭合开关S1、S2，保持R2滑片位置不变，将滑动变阻器R1的滑片向左端滑动，滑动变阻器R1接入电路中电阻变小，根据欧姆定律知，左侧电路中电流变大，电磁铁的磁性增强，观察到右侧电路中，电流表示数增大，保持R2滑片位置不变，即R2的阻值不变，根据 得，R2的两端电压变大，再根据串联电路分压原理，所以电压表示数减小。 （4）[5]分析上述实验现象可知：该GMR的阻值随其周围磁场的增强时，电流表示数增大，电源电压不变，根据 得，电路中电阻变小，而R2的阻值不变，根据串联电路中电阻关系知，该GMR的阻值减小。 5．(1)地磁场 (2) N 安培 (3)变弱 【详解】（1）地球本身是巨大的磁体，周围存在地磁场，闭合开关前，小磁针受到地磁场的作用，静止时小磁针上涂黑色的部分指向地理的北极，由此也可知，小磁针涂黑色部分为N极。 （2）由于小磁针涂黑色部分为N极，根据其指向，利用异名磁极相互吸引可知，与小磁针N极靠近的是通电螺线管的S极，与小磁针S极靠近的是通电螺线管的N极，由此判断，通电螺线管左端相当于条形磁体的N极。 若拿走小磁针，可以利用安培定则（右手螺旋定则）判定通电螺线管的极性。 （3）滑片P向左移动时，滑动变阻器接入电路的电阻变大，电路中电流变小，通电螺线管的磁性变弱。 6．实验器材：外形完全相同的镍锌铁氧棒和硅钢棒、带有绝缘外皮的长导线、电源、开关、定值电阻、导线、若干大头针 实验步骤：①将一根带有绝缘外皮的长导线在镍锌铁氧棒上紧密缠绕100匝，留出两端； ②用导线将它与电源、开关、定值电阻连接成串联电路； ③闭合开关，将电磁铁一端靠近若干大头针，记录用镍锌铁氧棒制成的电磁铁吸引大头针的数目为； ④断开开关，用硅钢棒替代镍锌铁氧棒，其他因素都不变；闭合开关，重复以上实验，记录用硅钢棒制成的电磁铁吸引大头针的数目为。 实验结论：若，则用镍锌铁氧棒制成的电磁铁磁性更强； 若，则用硅钢棒制成的电磁铁磁性更强； 若，则用两种金属棒制成的电磁铁磁性一样强。 【详解】明确实验采用控制变量法，因为电磁铁磁性强弱与线圈匝数、电流大小、铁芯材料有关，所以要探究铁芯材料的影响，需保持线圈匝数和线圈中电流大小相同，仅更换铁芯材料；确定电磁铁磁性强弱的转换方法，因为磁性强弱无法直接观察，所以可以通过电磁铁吸引大头针的数量来反映磁性强弱。设计实验步骤：首先将两种铁芯先后插入同一个线圈，接入同一电路，调节电路使电流相同；其次分别记录两种情况下电磁铁能吸引的大头针数目；最后对比两组数据，判断哪种材料的铁芯对应电磁铁磁性更强。 7．(1)北极 (2)条形 (3)对调电源正、负极 (4)增大电流/增加线圈匝数/插入铁芯 【详解】（1）地磁场中地理位置的南极是地磁的北极，地理位置的北极是地磁的南极，由磁极间的相互作用可知，小磁针静止时N极指向地磁的南极，即地理的北极。 （2）由图甲可知，通电螺线管周围铁屑的分布情况与条形磁体周围铁屑的分布情况相似。 （3）若想探究通电螺线管外部磁场的方向与电流的方向是否有关，需要控制其他因素不变，只改变电流的方向。可以通过对调电源的正负极来改变电流方向，然后观察小磁针静止时N极的指向变化。 （4）通电螺线管的磁性强弱与电流大小、线圈匝数和有无铁芯有关。为增强螺线管的磁场，可以调节滑动变阻器的滑片，使其接入电路的电阻变小，从而增大电流；也可以增加线圈匝数或插入铁芯。 8．(1) 不同 有关 (2) 甲丙/乙丁 无关 (3)磁场方向 (4)在螺线管中插入一个铁芯/增加线圈匝数/增大电流 【详解】（1）[1][2]甲、乙（丙、丁）中螺线管环绕方向相同，电流方向不同，根据小磁针指向可知，通电螺线管同一端的磁极不同，因此说明通电螺线管的极性与电流方向有关。 （2）[1][2]要探究极性和环绕方向的关系，需要控制电流方向相同，改变环绕方向，甲丙（乙丁）符合这一条件。实验得出同一端磁极相同，因此说明通电螺线管的极性与环绕方向无关。 （3）小磁针静止时N极的指向即为该点磁场方向，因此小磁针的作用是探究螺线管两端的磁场方向。 （4）通电螺线管的磁性强弱与电流大小、线圈匝数、是否有铁芯有关，因此增大电流、增加线圈匝数、插入铁芯都可以增强磁场。 9．(1) 吸引大头针的数目 转换法 (2)电流越大 (3)将滑动变阻器的滑片向左移动 【详解】（1）[1][2]实验中通过观察吸引大头针的数目来判断电磁铁磁性强弱，这种实验方法为转换法（将磁性强弱这一不易观察的量，转换为容易观察的吸引大头针的数量）。 （2）比较表中实验1、2、3的数据（线圈匝数均为10匝）可知，电流越大，吸引大头针的数目越多，电磁铁的磁性越强。 （3）要使两个电磁铁的磁性更强，可以将滑动变阻器的滑片向左移动，减小滑动变阻器接入电路的电阻，从而增大电路中的电流，最终会使两个电磁铁的磁性更强。 10．(1)电磁铁磁性强弱与电磁铁线圈的匝数是否有关 (2) 电磁铁线圈匝数/匝 吸引大头针的数目/枚 【详解】（1）通电螺线管磁性的大小与电流大小、线圈的匝数、有无铁芯有关，图中两电磁铁串联，电路中电流处处相等，匝数不同，所以可探究的科学问题是：通电螺线管的磁性的大小与线圈匝数是否有关。 （2）实验中需要记录电磁铁的线圈匝数和吸引大头针的数量，表格设计如下： 电磁铁线圈匝数/匝 吸引大头针的数目/枚 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $