18.2 探究：通电螺线管外部磁场的方向（高效培优·讲义）物理新教材沪科版九年级全一册

本初中物理讲义聚焦“探究通电螺线管外部磁场的方向”，以奥斯特实验揭示电流磁效应为起点，通过实验探究螺线管磁场分布与方向规律，进而学习安培定则及电磁铁应用，构建从基础概念到实验操作再到实际应用的递进式学习支架。 该资料以科学探究为主线，设计铁屑分布观察、小磁针指向分析等实验活动，培养学生实验操作与证据分析能力。避坑指南针对安培定则应用等易错点强化科学思维，结合电磁起重机等实例体现物理与生活联系，真题与分层练习助力课中教学与课后查漏补缺，提升科学态度与责任。

第18.2节 探究：通电螺线管外部磁场的方向 目录 01 本节导航·目标清单 02 教材精研·内容全解 考点01 从奥斯特实验说起 考点02 实验：探究通电螺线管外部磁场的方向 考点03 电磁铁在生产生活中的应用 03 避坑指南·解题通法 角度01 电流磁效应与奥斯特实验辨析 角度02 通电螺线管磁场方向与安培定则应用 角度03 电磁铁应用与原理分析 04 真题闯关·溯源演练 05 课后三阶·精准练习 目标导航 方法指导 1.认识电流的磁效应，了解奥斯特实验的过程与结论，知晓电与磁的初步联系，夯实电磁学基础概念。 2.能独立完成“探究通电螺线管外部磁场的方向”实验，规范设计实验电路、记录实验数据，得出实验结论，提升实验探究能力。 3.掌握通电螺线管外部磁场的分布特点与方向规律，学会用右手螺旋定则（安培定则）判断螺线管磁极，建立电磁模型思维。 4.了解电磁铁的构造与工作原理，认识电磁铁在生产生活中的各类应用，能结合实例分析其工作过程，体会物理与生活的联系。 1.通过重现奥斯特实验，观察通电与断电、改变电流方向时小磁针的变化，归纳电流磁效应的核心要点，理解电生磁的本质。 2.依托实验探究，结合铁屑分布与小磁针指向，直观感知通电螺线管磁场分布，通过对比分析总结磁场方向与电流方向的关系，突破实验难点。 3.牢记右手螺旋定则的操作要领，通过典型例题反复练习，掌握磁极判断方法，规避定则应用中的常见错误。 4.结合生活实例（电磁起重机、电磁继电器等），梳理电磁铁的应用原理，通过小组讨论、案例分析，强化知识应用能力。 考点01 从奥斯特实验说起 【实验装置】在小磁针上方平行架设一根导线，导线与电源、开关串联，形成闭合电路。 【实验现象】 （1）接通电路，导线中有电流通过，小磁针发生偏转； （2）断开电路，导线中无电流通过，小磁针恢复到原来的指向，不再偏转； （3）改变导线中电流的方向，小磁针的偏转方向也随之改变。 【实验结论】 1.电流的磁效应：通电导体（通电导线）周围存在 ，这种现象称为电流的 。 2.磁场方向的影响因素：通电导体周围磁场的方向与 有关， 改变，磁场方向也随之改变。 3.意义 丹麦物理学家 是第一个揭开电与磁联系的科学家。在1820年的一次实验中，他无意中发现通电导线靠近小磁针时，小磁针发生偏转，这一现象打破了“电与磁无关”的传统认知，打开了电磁学领域的大门，推动了人类对 现象的深入研究。 【深化点拨】 1.奥斯特实验中，导线必须与小磁针平行放置，若导线与小磁针垂直，实验现象不明显，无法观察到小磁针的偏转。 2.电流的磁效应是电生磁的核心体现，说明电与磁并非孤立存在，为后续电磁铁、电磁继电器的学习奠定基础。 1．（25-26九年级上·河南许昌·阶段检测）奥斯特实验证明了（　　） A．通电导体周围存在磁场 B．磁场对通电导体有力的作用 C．电磁感应现象 D．电流周围存在磁感线 2．（2026·广东潮州·二模）将能够自由转动的小磁针放在水平桌面上，静止时小磁针N极指向地理______（选填“南”或“北”）方。如图所示，再将一根直导线平行架在小磁针上方，给导线通电后，小磁针将发生偏转，这个现象说明了通电导线周围存在____________，如果移走小磁针，该结论______（选填“成立”或“不成立”）。 3．（2025·云南楚雄·二模）利用干电池、导线、小磁针等器材探究通电导线周围是否存在磁场。若改变导线中的电流方向，小磁针的偏转方向_________（选填“会”或“不会”）发生改变，这表明通电导线周围磁场的方向与_________有关。 4．（2026·北京海淀·一模）小明利用实验桌上的器材进行探究。闭合开关前，小磁针的指向如图甲所示；闭合开关，小磁针的偏转情况如图乙中箭头所示；甲、乙两图所示的实验说明：________；如图丙所示，小明仅将电源正负极对调后连入电路，闭合开关时，小磁针的偏转情况将与图乙中箭头所示方向________（选填“相同”或“相反”）；小明利用乙、丙两图所示的实验，探究的问题是________。 考点02 实验：探究通电螺线管外部磁场的方向 【实验目的】探究通电螺线管外部磁场的分布特点与方向规律；学会用铁屑和小磁针直观呈现磁场分布与方向。 【实验器材】螺线管、电源、开关、导线、滑动变阻器、有机玻璃板、铁屑、小磁针。 【实验原理】电流的磁效应；磁场对放入其中的铁屑、小磁针有力的作用，可通过铁屑分布和小磁针指向反映磁场特点。 【实验设计】将螺线管固定在有机玻璃板上，按电路图连接电源、开关、滑动变阻器与螺线管，形成闭合电路；通过铁屑分布观察磁场分布，通过小磁针指向判断磁场方向。 【实验步骤】 （1）在有机玻璃板上均匀撒满铁屑，将螺线管固定在玻璃板上，按设计的电路图连接实验器材，检查电路连接无误后，闭合开关，给螺线管通电，轻轻敲击玻璃板面，观察铁屑的分布情况，并用拍照等方式记录。 （2）更换匝数更多的螺线管，将小磁针放置在螺线管附近，未通电时观察并记录小磁针N极的指向；闭合开关，观察并记录小磁针N极指向的变化；改变电流方向，再次观察并记录小磁针N极指向的变化。 【实验结论】 1.通电螺线管外部的磁场与 的磁场相似， 磁性最强， 磁性最弱，铁屑在螺线管两端分布 ，中间分布 。 2.通电螺线管外部磁场的方向与 有关，改变 方向，螺线管的磁极（N、S极）也会随之改变。 3.右手螺旋定则——安培定则 （1）内容：用右手握住螺线管，让四指弯曲的方向与 方向一致，则大拇指所指的那端就是通电螺线管的 。 （2）应用要点： ①明确螺线管中电流的方向（从电源正极流出，经螺线管回到负极）； ②四指弯曲方向与 匹配，不可颠倒； ③大拇指指向即为 ，另一端为 。 【反思交流】 （1）通电螺线管周围的铁屑分布与条形磁体类似，因为两者的磁场分布规律相近，均为两端磁性 、中间磁性 ，外部磁感线从 指向 。 （2）通电螺线管内部的磁场方向从 指向 ，可通过在螺线管内部放置小磁针，观察小磁针N极指向进行验证，小磁针N极指向即为内部 方向。 【深化点拨】 1.实验中滑动变阻器的作用：改变电路中的电流大小，可探究电流大小对螺线管磁性强弱的影响（本节重点为磁场方向，后续会深入学习磁性强弱的影响因素）。 2.磁感线是假想的曲线，通电螺线管外部磁感线从N极发出，回到S极，内部从S极指向N极，形成闭合曲线。 1．（2026·四川成都·一模）如图，在探究“通电螺线管外部磁场方向”的实验中，下列说法正确的是（　　） A．闭合开关前，小磁针的N极指向地磁北极 B．闭合开关后，小磁针静止时的S极指向为水平向左 C．若小磁针偏转不明显，可以增加一节电池 D．仅对调电源正负极，螺线管的磁极不会发生改变 2．（25-26九年级上·河南许昌·阶段检测）通电螺线管外部的磁场与______的磁场相似，其N极和S极可以用______定则判断。 3．（2026·安徽芜湖·三模）在玻璃板上均匀地撒满铁屑，闭合开关，轻敲玻璃板，铁屑的分布情况如图所示，若把连接电源正、负极的接线对调，闭合开关，轻敲纸板，此时铁屑的分布情况________（选填“改变”或“不变”）。 考点03 电磁铁在生产生活中的应用 1.电磁铁 （1）构造：在通电螺线管内插入一块 ，就构成了电磁铁，主要由 和 两部分组成。 （2）原理：利用 ，通电时，螺线管产生 ，铁芯被 ，增强 的磁性；断电时，螺线管的 消失，铁芯的 也随之消失。 2.应用 （1）电磁起重机：主要部件为电磁吸盘，内部由电磁铁构成。接通电源，电磁铁产生磁性，牢牢吸住钢铁物品；切断电源，磁性消失，钢铁物品被放下，广泛应用于废钢铁回收、炼钢车间等场景。 （2）磁浮列车：列车和轨道上的电磁铁通电后产生磁力，使列车悬浮于轨道上方，消除车轮与轨道间的摩擦力，提高列车运行速度，是现代交通的重要应用。 （3）电磁继电器：一般由电磁铁、衔铁、弹簧片、触点等组成，工作电路分为低压控制电路和高压工作电路。通过低压控制电路的通断，控制电磁铁的磁性有无，进而控制高压工作电路的通断，实现用低电压、弱电流控制高电压、强电流，广泛应用于自动控制和通信领域（如电冰箱、汽车、电梯的控制电路）。 （4）其他应用：电铃、电冰箱、吸尘器、全自动洗衣机的进水排水阀门、卫生间感应式冲水器等，均利用电磁铁的通断电控制磁性有无的特点工作。 3.自制电磁铁 制作方法：将2m长、带有薄绝缘皮的导线绕在一根铁钉上，将导线连接在由电池作为电源的电路中，形成闭合电路。 实验现象：合上开关，自制电磁铁能吸起一定数量的大头针；将铁钉换成木芯或纸芯，电磁铁的磁性明显减弱，吸起的大头针数量大幅减少。 结论：铁芯能显著增强通电螺线管的磁性，是电磁铁的重要组成部分。 【深化点拨】 1.电磁铁的优点：磁性有无可通过通断电控制；磁性强弱可通过电流大小、线圈匝数控制；磁极方向可通过电流方向控制，应用灵活便捷。 2.电磁继电器的核心作用：实现低压控制高压，保障操作人员的安全，同时实现自动化控制，提高生产效率。 1．（25-26九年级上·河南许昌·阶段检测）电磁铁的优点是：磁性的有无可以通过______来控制；磁性的强弱可以通过改变______或线圈匝数来控制。 2．（2025九年级上·江苏泰州·专题练习）如图所示，当变阻器的滑片P缓慢向左移动时，则（     ） A．悬挂磁铁的弹簧伸长 B．悬挂磁铁的弹簧缩短 C．悬挂磁铁的弹簧长度不变 D．悬挂磁铁的弹簧可能伸长，也可能缩短 3．（2026·辽宁抚顺·模拟预测）2025年3月28日，中国科幻大会在北京举行，会上展示的我国低真空、磁悬浮高速列车和悬浮原理如图所示。通电超导线圈与永磁轨道应相互_______使列车悬浮，其中通电超导线圈的工作原理是电流的_______效应。 4．（2026·四川成都·模拟预测）如图甲所示是探究电磁铁磁性强弱因素的实验装置，两个电磁铁串联，可探究磁性强弱与_________的关系；图乙是利用电磁铁设计的限流装置，当________过大时，电磁铁P的磁性增强，吸引衔铁Q，使开关断开，切断电路，从而起到保护作用。 角度01 电流磁效应与奥斯特实验辨析 1.高频易错点：误认为奥斯特实验说明“磁能生电”；忽略导线与小磁针的放置要求；混淆电流磁效应的影响因素。 2.解题技巧：牢记奥斯特实验的核心结论——通电导体周围存在磁场（电生磁），磁场方向与电流方向有关；明确实验中导线需与小磁针平行放置；区分“电流磁效应”与“电磁感应”（后续学习），避免概念混淆。 1．（2025九年级·福建·专题练习）我们如今优渥的生活离不开历史上众多科学家的努力，其中发现“电流的磁效应”的科学家是（　　） A．奥斯特 B．法拉第 C．安培 D．焦耳 2．（2026·吉林长春·模拟预测）下列物品是利用电流磁效应工作的是（     ） A．动圈式话筒 B．指南针 C．电磁铁 D．电饭锅 3．（2025·安徽宿州·三模）如图所示是奥斯特探究通电导线周围是否有磁场的实物图，当导线接通电流后，小磁针按照如图所示的顺时针方向转动，改变电源的正负极，导线通电之后，小磁针将按照______（选填“顺时针”或“逆时针”）方向转动。 角度02 通电螺线管磁场方向与安培定则应用 1.高频易错点：应用安培定则时，四指弯曲方向与电流方向颠倒；混淆螺线管内部与外部磁场方向；忽略电流方向改变对磁极的影响。 2.解题技巧：熟练掌握安培定则的操作步骤，先确定电流方向，再匹配四指弯曲方向，大拇指指向即为N极；牢记“外部N到S、内部S到N”的磁场方向规律；遇到判断磁极或电流方向的题目，先标注电流方向，再用定则判断。 4．（26-27九年级上·全国·课后作业）以下为四位同学判断通电螺线管的磁极时的做法，其中正确的是（　　） A． B． C． D． 5．（2026·江苏盐城·一模）如图所示，小磁针静止在螺线管附近，闭合开关后，下列判断正确的是（     ） A．通电螺线管的左端为N极 B．通电螺线管外A点的磁场方向向右 C．小磁针静止时S极指向左 D．通电螺线管周围的磁场分布与蹄形磁铁类似 6．（2026·山东泰安·三模）如图为人形机器人无线送电线圈示意图，线圈电流方向如图所示，请在括号处标出送电线圈左侧磁极，并在点处标出磁感线的方向。 角度03 电磁铁应用与原理分析 1.高频易错点：误认为电磁铁的磁性强弱与铁芯无关；混淆电磁继电器的控制电路与工作电路；不清楚电磁铁的工作原理（电流的磁效应）。 2.解题技巧：明确电磁铁的磁性强弱与电流大小、线圈匝数、铁芯有关；梳理电磁继电器的工作过程，区分低压控制电路和高压工作电路；牢记电磁铁的核心原理是电流的磁效应，通断电控制磁性有无。 7．（2026·山东德州·一模）如图所示为一款磁悬浮蓝牙音箱，音箱底部有一块磁铁，底座内有电磁铁，安装电池后接通电路，音箱能够悬浮在空中，原因是同名磁极相互__________；若对调电池正负极，接通电路后音箱__________（选填“能”或“不能”）悬浮在空中。 8．（2025·甘肃陇南·三模）现在医学上使用的心肺机的功能之一是用“电动泵”替代心脏，推动血液循环。如图所示，当线圈中的电流从流向时，电磁铁的左端为____________（选填“N”或“S”）极，此时活塞将向__________（选填“左”或“右”）运动，促使血液流动。 9．（2025·山西忻州·三模）如图所示是小梦模拟设计的电梯超重报警电路，当压力未超标时，灯泡正常发光；当压力高于某一设定值时，电铃发声报警。已知图中压敏电阻的阻值随压力的增大而减小。下列说法正确的是（     ） A．电铃应接在A和C之间，灯泡应接在B和D之间 B．电磁铁通电后，周围既存在磁场，也存在磁感线 C．减少电磁铁的线圈匝数，可以提高报警器的灵敏度 D．为使该报警电路在压力更小时报警，可将R₂的滑片向上移动 【例1】（2026·天津·中考真题）用电池、导线和铁钉可以制成简易指南针。图中，“指南针”极性标注正确的是（     ） A． B． C． D． 【变式1-1】（2026·青海·中考真题）如图所示，闭合开关，通电螺线管的上端是__________极。当滑片向端滑动时，通电螺线管的磁性__________（选填“增强”“减弱”或“不变”）。 【变式1-2】（2026·广西·中考真题）如图，用一根导线和一枚铁钉制作电磁铁，电磁铁通电后能吸引大头针，证明电能生________；通过电磁铁的电流越大，吸引大头针的数量越________。 【变式1-3】（2026·福建·中考真题）小闽用铁钉自制一个电磁铁，电路如图所示。闭合开关，铁钉左端是________极；要让电磁铁的磁性增强，电阻箱R的阻值需调________。 【例2】（2026·甘肃武威·中考真题）在“探究通电螺线管外部磁场的方向”实验中，观察到小磁针静止时的指向如图所示，请在括号内标出通电螺线管的磁极和电源的正负极，并在点画出磁感线的方向。 【变式2-1】（2026·江苏扬州·中考真题）按照题目要求作图。 (1)如图1，作出物体AB通过平面镜所成的像。 (2)如图2，茶壶静止在水平桌面上，画出茶壶的受力示意图。 (3)如图3，根据电流方向标出通电螺线管的N、S极。 【变式2-2】（2026·四川眉山·中考真题）请根据图中磁感线的方向在括号内标出永磁体右端的磁极，在a点标出导线中电流的方向。 【变式2-3】（2026·江苏苏州·中考真题）根据要求完成作图。 (1)图甲中，作出物体AB在平面镜中的像。 (2)图乙中，根据小磁针静止时N极指向，在图中A点画出磁感线方向，并标出电源的正极（用“+”表示）。 (3)图丙中，用轻杆将一灯笼吊起，O是支点，O'是灯笼的重心。请画出动力F的力臂l和灯笼所受重力G的示意图。 (4)图丁中，请将开关和三孔插座正确接入家庭电路，要求开关能控制插座。 【例3】（2026·广东广州·中考真题）如图为某跨学科实践小组制作的电动晾衣装置模型简图。 (1)旋钮旋至OFF挡，电磁铁________（选填“有”“无”）磁性，钢丝绳被夹紧，晾衣杆悬停； (2)旋钮旋至Ⅰ挡，电流从________（选填“P”“Q”）点流入电动机，晾衣杆匀速下降； (3)旋钮旋至Ⅱ挡，晾衣杆匀速上升。在某次操作中，晾衣杆匀速上升0.8 m，用时10 s。已知晾衣杆的重力为10 N，求钢丝绳对晾衣杆拉力所做的功和功率。 【变式3-1】（2026·河北·中考真题）河北卢龙是“中国甘薯之乡”，当地用甘薯淀粉加工制作粉条，为更好保存产品，成品库中安装一种空气湿度自动报警装置，如图为装置原理图。两个电源电压均不变。控制电路中电磁铁线圈电阻不计，为湿度传感器，其阻值随湿度的增大而减小。工作电路中K为动触点，M、N为静触点，为绿灯，为红灯。当空气湿度增大到某一值时，控制电路中的电磁铁恰能将衔铁吸下来，电铃报警。下列说法正确的是（     ） A．报警时绿灯发光 B．灯丝烧断，自动报警装置不能报警 C．空气湿度减小，控制电路中电磁铁磁性增强 D．空气湿度增大，控制电路消耗的总功率增大 【变式3-2】（2026·四川达州·中考真题）磁悬浮列车的车厢和铁轨上分别安装有电磁铁，通过磁极间的相互作用实现列车“悬浮”在铁轨上方行驶。下列说法正确的是（     ） A．列车上的乘客看到站牌向后退去，所选的参照物为站台 B．站台设置安全线是因为列车经过时，站台靠车体一侧空气流速增大，压强变大 C．图丙中车身线圈电磁铁的上端为N极 D．磁悬浮列车是通过分离摩擦面来减小摩擦 【变式3-3】（2026·四川自贡·中考真题）图为某种火警警铃的简化电路图，当开关S闭合时，电磁铁产生磁性吸引衔铁，敲击铃碗发声，火警人员听到的铃声是由__________振动产生的；警铃主要是利用电流的__________工作 ⚡基础速刷 1．（2026·山西吕梁·二模）3月29日，我国研制的全超导磁体，通入电流后能产生极强的磁场，可应用于科研、医疗等领域，关于超导磁体的磁场，下列说法正确的是（     ） A．磁场的强弱与通入的电流大小无关 B．改变电流的方向，磁场的方向不会改变 C．超导磁体产生的磁场，不能对其他磁体产生作用力 D．超导磁体产生的磁场，是因为通电导体周围存在磁场 2．（2026·内蒙古通辽·二模）家用自动饮水机靠电磁继电器控制进水，关于其工作时说法正确的是（     ） A．电磁继电器周围不存在磁场 B．电磁继电器利用的是电流的热效应 C．电磁继电器利用的是电流的磁效应 D．电磁继电器相当于电源 3．（2026·黑龙江大庆·二模）下列物理学家和他们对科学的贡献对应关系正确的是（     ） A．牛顿——原子核式结构模型 B．伏特——右手螺旋定则 C．托里拆利——最早测出大气压的值 D．卢瑟福——惯性定律 4．（2026·山东济宁·二模）如图所示是探究“通电螺线管的磁场方向”的实验示意图。对该实验的操作和分析，下列说法正确的是（     ） A．闭合开关前，小磁针的S极指向地理的北极 B．闭合开关小磁针静止时，N极的指向为该点的磁场方向 C．改变图中螺线管电流方向，小磁针N极所指方向水平向左 D．若没有小磁针，通电螺线管周围就没有磁场 5．（25-26九年级下·云南曲靖·阶段检测）在探究“通电螺线管外部的磁场”实验中，小磁针静止时N极的指向如图所示，小磁针N极指向螺线管的右端。由此可判断螺线管左端为（    ） A．N极 B．S极 C．无法判断 D．与电流方向无关 6．（25-26九年级下·云南曲靖·阶段检测）如图电源、滑动变阻器、电磁铁和铁钉组成电路，当滑动变阻器滑片向左移动时，电磁铁吸引铁钉的数量增加，此实验说明电磁铁的磁性强弱与（    ）有关 A．电流大小 B．线圈匝数 C．有无铁芯 D．电流方向 7．（2026·山西忻州·一模）小明在跨学科实践中，利用随身所带物品制作了简易指南针。他首先利用电池、带绝缘皮的导线、铁钉制成电磁铁，然后将缝衣针磁化并用细线水平悬挂，最后将两者靠近，静止时位置关系如图所示。下列说法不正确的是（     ） A．铁钉的钉尖是N极 B．缝衣针的针尖是S极 C．电磁铁周围没有磁场，不受地磁场的作用 D．移开电磁铁后，缝衣针静止时针尖所指方向为南 8．（25-26九年级下·安徽安庆·阶段检测）通电螺线管周围的磁场方向与电流的方向有关。下列图像能正确表示电流的方向和通电螺线管周围磁感线分布的是（    ） A． B． C． D． 9．（25-26九年级上·山东临沂·期末）在探究“通电螺线管外部磁场”实验中，通电后观察小磁针静止时N极的指向，轻敲纸板，铁屑的排列现象如图所示。下列说法错误的是（   ） A．通电后小磁针发生偏转，说明通电螺线管周围有磁场 B．通电螺线管周围的磁感线是真实存在的 C．通电螺线管外部的磁场与条形磁体的磁场一样 D．改变螺线管中电流的方向，能改变通电螺线管两端的极性 10．（2026·山西吕梁·三模）学校兴趣小组计划观察酵母菌的发酵速率，他们自己动手搭建了一个小型恒温箱。内部电路如图甲所示，其中电源电压都恒定，为定值电阻，为热敏电阻，热敏电阻的电阻随温度的变化图像如图乙所示。温度正常时工作电路中的指示灯亮，当温度低于设定温度时，工作电路中的电热丝开始加热。下列说法正确的是（     ） A．热敏电阻的电阻随温度的升高而增大 B．温度降低时，控制电路电流变大 C．电热丝应安装在b处 D．若想缩短加热时长，可以换一个电阻更小的电热丝 11．（2026·内蒙古通辽·二模）如图甲是小明设计的磁悬浮盆栽，底座内部安装电磁铁，盆栽底部固定一块磁铁，其电路原理如图乙所示。闭合开关，调节滑动变阻器的滑片P，盆栽可悬浮在空中。下列说法正确的是（     ） A．磁悬浮盆栽的工作原理是同名磁极相互吸引 B．盆栽中磁铁下端为N极 C．磁悬浮盆栽的工作原理与发电机的工作原理相同 D．为了使盆栽从空中缓慢降落，应将滑片P缓慢向左移动 12．（2026·广东潮州·二模）将能够自由转动的小磁针放在水平桌面上，静止时小磁针N极指向地理______（选填“南”或“北”）方。如图所示，再将一根直导线平行架在小磁针上方，给导线通电后，小磁针将发生偏转，这个现象说明了通电导线周围存在____________，如果移走小磁针，该结论______（选填“成立”或“不成立”）。 13．（2026·广东惠州·二模）如图甲是磁悬浮盆栽，简化电路如图乙所示，底座内部是电磁铁，盆栽下部有一个磁铁，通电后，因为同名磁极相互__________的原理盆栽受到向上的力而悬空，盆栽中磁铁端为__________极，若向右移动滑片P，则电磁铁磁性变__________（选填“强”或“弱”）。 14．（2026·河南平顶山·三模）利用身边的器材制作简易电磁弹射小车，用小纸箱自制了一个小车，并将钕磁铁固定在小车的一端。将小车放置在如图所示的位置，闭合开关后小车远离螺线管。请你判断该同学放置的钕磁铁右端是________（填“N”或“S”）极；若要增大小车的弹射距离，请你写出一条可行的措施：________。 15．（2026·河南洛阳·模拟预测）如图为“探究通电螺线管外部磁场的方向”的实验。 (1)如图所示，在嵌入螺线管的硬纸板上均匀地撒满铁屑。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)通电后，用手______硬纸板，观察到铁屑有规则地排列。实验结果表明：通电螺线管外部的磁场与______磁体的磁场相似。 (3)若想探究通电螺线管的极性与电流方向的关系，则接下来的操作是____________，并观察小磁针的指向。 16．（25-26九年级上·山东·期末）在“探究通电螺线管外部磁场”的实验中，采用了如图所示的实验装置。 (1)在有机玻璃板上安装一个用导线绕成的螺线管，板面上均匀地撒满铁屑，再给螺线管通以电流，并轻敲玻璃板面，观察到玻璃板面的铁屑的分布情况如图甲所示。说明通电螺线管周围的磁场与___________磁铁的磁场分布相似。 (2)接下来实验小组的同学把小磁针放在螺线管四周不同的位置，在闭合开关前，小磁针静止时，其N极应指向地理的___________附近。闭合开关S后，观察到小磁针发生偏转，说明通电导线周围存在___________。当小磁针静止后的情况如图乙所示，黑色一端表示小磁针的N极，可知图乙中左端是通电螺线管的___________（选填“N”或“S”）极。 (3)对调电源的正负极，通电后发现小磁针静止时的指向如图丙所示，由此说明通电螺线管的极性跟___________方向有关。 (4)在探究影响通电螺线管外部磁场的强弱因素时，实验小组设计了如图丁所示的电路。实验中闭合开关后，根据图中的情景可以得到结论是在___________相同的情况下，线圈匝数越多，通电螺线管外部磁场越强；实验中，若适当调节滑动变阻器的滑片位置，观察甲、乙各自吸引大头针数量的变化情况，便可探究通电螺线管磁性的强弱与___________的关系。 🚀能力跃升 17．（2026·山东烟台·中考真题）如图所示是一种水位自动报警器的原理图，甲、乙是大小相同的两个金属块，当水位升到一定高度时，红灯亮报警。关于它的工作原理，下列说法正确的是（     ） A．当水位达到位置a时，红灯亮 B．当水位达到位置b时，红灯亮 C．升高甲的高度可使报警器在更高的水位报警 D．降低乙的高度可使报警器在更高的水位报警 18．（2026·重庆·中考真题）科技兴趣小组设计了图所示的报警装置监测家乡河流水位。下列说法正确的是（     ） A．水面到达金属块A时，灯泡L1发光 B．水面到达金属块A时，电磁铁上端为S极 C．控制电路接通后电磁铁才有磁性，是电磁感应现象 D．控制电路接通后，增大控制电路的电流，电磁铁磁性增强 19．（2026·陕西榆林·二模）如图甲是一款广泛应用于宾馆、酒店的磁卡锁，其工作原理如图乙所示。磁卡锁开门主要是通过刷磁卡来接通电源，从而完成锁舌（插销）的伸缩，实现开门、关门。下列说法错误的是（　　） A．插销可选用铁质材料制作 B．刷卡时，电磁铁的左端为N极 C．若电源电压过低，磁卡锁仍能正常工作 D．只对调电源的正负极，磁卡锁仍能正常工作 20．（2025·山西长治·一模）如图甲，这是牛顿小组设计的恒温箱简化电路。、设置在恒温箱内，加热电阻的阻值为，为热敏电阻，其阻值随温度变化的关系图像如图乙，为滑动变阻器，电磁铁线圈的电阻忽略不计。闭合开关，当恒温箱内的温度升高到设定温度时，线圈中的电流刚好增大到30mA，加热电阻所在的电路自动断开。下列说法正确的是（     ） A．通电后电磁铁的上端为S极 B．根据恒温箱的工作过程判断，应与连接 C．滑动变阻器此时接入电路的阻值为 D．滑动变阻器的滑片适当向左移，可提高设定温度 21．（2026·山西长治·模拟预测）2026年山西省各地划定了春节限定烟花燃放区，某中学物理社团为家乡燃放点设计了一款智能烟花强光预警装置，原理如图甲所示，R0恒为20，当监测燃放区域的光照强度达到或超过时，报警提醒周边人员保持安全距离。（电磁铁线圈电阻忽略不计，光敏电阻R随光照强度E变化图像如图乙所示，lx为光照强度的单位），下列说法正确的是（     ） A．烟花燃放越剧烈，光敏电阻R的阻值越大 B．工作电路报警时，衔铁被吸下，绿色LED灯亮 C．光照强度为时，控制电路中电流为0.5A D．烟花燃放结束，控制电路的总功率变大 22．（25-26九年级下·全国·课后作业）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。接通电路后，观察到小磁针没有偏转。原因可能是：导线内的电流太_______，它产生的磁场太_______，不能够让小磁针偏转。 23．（2026·四川凉山·中考真题）投影仪过热控制系统电路原理简化如图所示，R为热敏电阻，散热风扇M与灯泡L并联，当箱体温度上升到设定温度时，由于热敏电阻R阻值变小，电磁铁磁性增强将衔铁往下吸，使L断路，M继续工作以达到散热的目的。电磁铁的上端为______（选填“N”或“S”）极；灯泡和电动机的额定电流均为0.5 A，工作电路正常工作1 min消耗的电能为______J。 24．（2026·江苏连云港·中考真题）按照题目要求作图。 (1)如图所示，请根据平面镜成像的特点，画出物体AB在平面镜MN中所成的像。 (2)如图所示，开关闭合后，请标出通电螺线管的N、S极并用箭头画出图中磁感线的方向。 25．（2026·山东·中考真题）“人工心脏泵”是一种可以代替心脏推动血液循环的体外装置，其内部含有螺线管和磁体。为了解“人工心脏泵”的工作原理，同学们对通电螺线管外部磁场的方向进行了探究。 (1)将螺线管安装在有机玻璃板上，板面上均匀地撒满铁屑后，给螺线管通电，接下来的操作是__________，直至铁屑呈现规律性的分布，如图甲，发现通电螺线管外部磁场分布情况与__________磁体的磁场相似。 (2)沿铁屑轨迹摆放小磁针，通电后，小磁针静止时，图乙中指向不可能出现的是__________。 (3)同学们交流时发现，有两个小组虽然使用了相同的螺线管且小磁针位置相同，但是小磁针静止后N极指向相反，如图丙。观察电路后发现，这是由于通过螺线管的__________方向不同，导致其外部的磁场方向不同。 (4)实验后，分析“人工心脏泵”的工作原理，示意图如图丁，螺线管中的电流方向已标出。此时螺线管的左端是__________极，螺线管带动活塞向__________运动。不断改变螺线管的磁场方向可以使活塞往复运动，推动血液循环。 26．（2026·四川·中考真题）2025年7月，甘孜州泸定、丹巴两条无人机运邮航线正式运营，覆盖偏远乡村，实现邮件包裹“小时达”。运邮主要使用一款装有电池低温保护装置的纯电大型无人机，为模拟低温保护功能，同学们设计了图甲所示电路，当温度低至15℃时，工作电路中的加热元件开始工作；温度高于15℃，停止工作。控制电路中为定值电阻，热敏电阻有a、b两种类型可供选择，其阻值随温度变化关系如图乙所示。 (1)关于无人机，下列说法不合理的是________。 A．外壳选用轻质、坚固的材料 B．利用人工智能提升运输效率 C．机上指示灯用超导材料制成 D．寒冷环境会影响电池的使用 (2)要达成设计要求，应选择________类型的热敏电阻（选填“a”或“b”）。 (3)控制电路中电源电压恒为6V，当开始工作时，控制电路中的电流为0.12A，电磁铁线圈电阻忽略不计，则的阻值为________Ω。 (4)若无人机满载飞行时的额定功率为1000W，电池储存电能有80%可用于飞行做功，充满一次电可供无人机连续满载飞行80min，则电池充满电时储存的总电能为________。 🌟思维挑战 27．（2026·湖南·中考真题）某科技小组设计了一款智能注水装置，图甲是简化的工作原理示意图。控制电路的电源电压保持不变，R0为定值电阻，线圈和光控开关的电阻忽略不计。当杯子放置在托盘上时，托盘压缩弹簧与轻质绝缘连杆一起下降，带动R上的滑片P向下移动，同时光控开关自动闭合，控制电路接通，衔铁被吸下，注水电机稍后开始缓慢注水（忽略水流动带来的影响）。当线圈中的电流等于或小于40mA时，衔铁弹回，工作电路断开。取下杯子，光控开关自动断开。滑动变阻器R连入电路的阻值与托盘受到的压力F关系如图乙所示。杯中水无溢出，g取10N/kg。 (1)随着杯中水量的增加，R接入电路中的阻值变__________，电磁铁磁性变__________； (2)将质量为160g的空杯放入托盘静止且未注水时，控制电路中的电流为50mA；当注水停止时，R的阻值为50Ω。求：停止注水时杯中水的质量和控制电路的电源电压； (3)放上空杯后，若要增加最大注水量，请你提出一条可行的建议：__________。 2 / 14 学科网（北京）股份有限公司 $ 第18.2节 探究：通电螺线管外部磁场的方向 目录 01 本节导航·目标清单 02 教材精研·内容全解 考点01 从奥斯特实验说起 考点02 实验：探究通电螺线管外部磁场的方向 考点03 电磁铁在生产生活中的应用 03 避坑指南·解题通法 角度01 电流磁效应与奥斯特实验辨析 角度02 通电螺线管磁场方向与安培定则应用 角度03 电磁铁应用与原理分析 04 真题闯关·溯源演练 05 课后三阶·精准练习 目标导航 方法指导 1.认识电流的磁效应，了解奥斯特实验的过程与结论，知晓电与磁的初步联系，夯实电磁学基础概念。 2.能独立完成“探究通电螺线管外部磁场的方向”实验，规范设计实验电路、记录实验数据，得出实验结论，提升实验探究能力。 3.掌握通电螺线管外部磁场的分布特点与方向规律，学会用右手螺旋定则（安培定则）判断螺线管磁极，建立电磁模型思维。 4.了解电磁铁的构造与工作原理，认识电磁铁在生产生活中的各类应用，能结合实例分析其工作过程，体会物理与生活的联系。 1.通过重现奥斯特实验，观察通电与断电、改变电流方向时小磁针的变化，归纳电流磁效应的核心要点，理解电生磁的本质。 2.依托实验探究，结合铁屑分布与小磁针指向，直观感知通电螺线管磁场分布，通过对比分析总结磁场方向与电流方向的关系，突破实验难点。 3.牢记右手螺旋定则的操作要领，通过典型例题反复练习，掌握磁极判断方法，规避定则应用中的常见错误。 4.结合生活实例（电磁起重机、电磁继电器等），梳理电磁铁的应用原理，通过小组讨论、案例分析，强化知识应用能力。 考点01 从奥斯特实验说起 【实验装置】在小磁针上方平行架设一根导线，导线与电源、开关串联，形成闭合电路。 【实验现象】 （1）接通电路，导线中有电流通过，小磁针发生偏转； （2）断开电路，导线中无电流通过，小磁针恢复到原来的指向，不再偏转； （3）改变导线中电流的方向，小磁针的偏转方向也随之改变。 【实验结论】 1.电流的磁效应：通电导体（通电导线）周围存在 磁场 ，这种现象称为电流的 磁效应 。 2.磁场方向的影响因素：通电导体周围磁场的方向与 电流方向 有关， 电流方向 改变，磁场方向也随之改变。 3.意义 丹麦物理学家 奥斯特 是第一个揭开电与磁联系的科学家。在1820年的一次实验中，他无意中发现通电导线靠近小磁针时，小磁针发生偏转，这一现象打破了“电与磁无关”的传统认知，打开了电磁学领域的大门，推动了人类对 电磁 现象的深入研究。 【深化点拨】 1.奥斯特实验中，导线必须与小磁针平行放置，若导线与小磁针垂直，实验现象不明显，无法观察到小磁针的偏转。 2.电流的磁效应是电生磁的核心体现，说明电与磁并非孤立存在，为后续电磁铁、电磁继电器的学习奠定基础。 1．（25-26九年级上·河南许昌·阶段检测）奥斯特实验证明了（　　） A．通电导体周围存在磁场 B．磁场对通电导体有力的作用 C．电磁感应现象 D．电流周围存在磁感线 【答案】A 【解析】奥斯特实验证明了通电导体周围存在着磁场，即电流的磁效应。 故选A。 2．（2026·广东潮州·二模）将能够自由转动的小磁针放在水平桌面上，静止时小磁针N极指向地理______（选填“南”或“北”）方。如图所示，再将一根直导线平行架在小磁针上方，给导线通电后，小磁针将发生偏转，这个现象说明了通电导线周围存在____________，如果移走小磁针，该结论______（选填“成立”或“不成立”）。 【答案】北 磁场 成立 【解析】地球本身是一个大磁体，地磁南极位于地理北极附近，根据磁极异名相吸的规律，能自由转动的小磁针静止时，N极指向地理北方； 该实验是奥斯特实验，通电后小磁针发生偏转，说明通电导线周围存在磁场； 磁场是通电导线周围客观存在的物质，它的存在和是否放置小磁针无关，因此移走小磁针后，该结论仍然成立。 3．（2025·云南楚雄·二模）利用干电池、导线、小磁针等器材探究通电导线周围是否存在磁场。若改变导线中的电流方向，小磁针的偏转方向_________（选填“会”或“不会”）发生改变，这表明通电导线周围磁场的方向与_________有关。 【答案】会 电流方向 【解析】通电导线周围的磁场方向由导线中的电流方向决定，当改变导线中的电流方向时，通电导线周围的磁场方向也会随之改变，因此小磁针的偏转方向会发生变化，该现象直接说明通电导线周围的磁场方向和电流方向有关。 4．（2026·北京海淀·一模）小明利用实验桌上的器材进行探究。闭合开关前，小磁针的指向如图甲所示；闭合开关，小磁针的偏转情况如图乙中箭头所示；甲、乙两图所示的实验说明：________；如图丙所示，小明仅将电源正负极对调后连入电路，闭合开关时，小磁针的偏转情况将与图乙中箭头所示方向________（选填“相同”或“相反”）；小明利用乙、丙两图所示的实验，探究的问题是________。 【答案】电流周围存在磁场 相反 电流周围的磁场方向与电流方向是否有关？ 【解析】闭合开关前，电路中无电流，小磁针不偏转，指向如图甲所示；闭合开关，电路中有电流，小磁针发生偏转，如图乙中箭头所示，即小磁针受到磁力作用；甲、乙两图所示的实验说明电流周围存在磁场。 如图丙所示，小明仅将电源正负极对调后连入电路，闭合开关时，电流方向与图乙中相反，产生的磁场方向也会与乙相反，因此小磁针的偏转情况将与图乙中箭头所示方向相反。 利用乙、丙两图所示的实验，改变电流方向，看小磁针偏转方向，可探究的问题是电流周围的磁场方向与电流方向是否有关？ 考点02 实验：探究通电螺线管外部磁场的方向 【实验目的】探究通电螺线管外部磁场的分布特点与方向规律；学会用铁屑和小磁针直观呈现磁场分布与方向。 【实验器材】螺线管、电源、开关、导线、滑动变阻器、有机玻璃板、铁屑、小磁针。 【实验原理】电流的磁效应；磁场对放入其中的铁屑、小磁针有力的作用，可通过铁屑分布和小磁针指向反映磁场特点。 【实验设计】将螺线管固定在有机玻璃板上，按电路图连接电源、开关、滑动变阻器与螺线管，形成闭合电路；通过铁屑分布观察磁场分布，通过小磁针指向判断磁场方向。 【实验步骤】 （1）在有机玻璃板上均匀撒满铁屑，将螺线管固定在玻璃板上，按设计的电路图连接实验器材，检查电路连接无误后，闭合开关，给螺线管通电，轻轻敲击玻璃板面，观察铁屑的分布情况，并用拍照等方式记录。 （2）更换匝数更多的螺线管，将小磁针放置在螺线管附近，未通电时观察并记录小磁针N极的指向；闭合开关，观察并记录小磁针N极指向的变化；改变电流方向，再次观察并记录小磁针N极指向的变化。 【实验结论】 1.通电螺线管外部的磁场与 条形磁体 的磁场相似， 两端 磁性最强， 中间 磁性最弱，铁屑在螺线管两端分布 最密集 ，中间分布 稀疏 。 2.通电螺线管外部磁场的方向与 电流方向 有关，改变 电流 方向，螺线管的磁极（N、S极）也会随之改变。 3.右手螺旋定则——安培定则 （1）内容：用右手握住螺线管，让四指弯曲的方向与 螺线管中的电流 方向一致，则大拇指所指的那端就是通电螺线管的 N极 。 （2）应用要点： ①明确螺线管中电流的方向（从电源正极流出，经螺线管回到负极）； ②四指弯曲方向与 电流方向 匹配，不可颠倒； ③大拇指指向即为 N极 ，另一端为 S极 。 【反思交流】 （1）通电螺线管周围的铁屑分布与条形磁体类似，因为两者的磁场分布规律相近，均为两端磁性 强 、中间磁性 弱 ，外部磁感线从 N极 指向 S极 。 （2）通电螺线管内部的磁场方向从 S极 指向 N极 ，可通过在螺线管内部放置小磁针，观察小磁针N极指向进行验证，小磁针N极指向即为内部 磁场 方向。 【深化点拨】 1.实验中滑动变阻器的作用：改变电路中的电流大小，可探究电流大小对螺线管磁性强弱的影响（本节重点为磁场方向，后续会深入学习磁性强弱的影响因素）。 2.磁感线是假想的曲线，通电螺线管外部磁感线从N极发出，回到S极，内部从S极指向N极，形成闭合曲线。 1．（2026·四川成都·一模）如图，在探究“通电螺线管外部磁场方向”的实验中，下列说法正确的是（　　） A．闭合开关前，小磁针的N极指向地磁北极 B．闭合开关后，小磁针静止时的S极指向为水平向左 C．若小磁针偏转不明显，可以增加一节电池 D．仅对调电源正负极，螺线管的磁极不会发生改变 【答案】C 【解析】A．闭合开关前，小磁针在地磁场作用下，N极指向地理北极，而地理北极在地磁南极附近，因此小磁针N极指向地磁南极，故A错误； B．根据安培定则可判断，通电螺线管左端为N极，右端为S极。通电螺线管外部磁场方向从N极指向S极，因此小磁针所在位置磁场方向向左，小磁针静止时N极向左、S极向右，故B错误； C．小磁针偏转不明显说明螺线管磁性较弱，增加一节电池会增大电源电压，使电路电流变大，螺线管磁性会增强，小磁针偏转更明显，故C正确； D．通电螺线管的磁极由电流方向决定，仅对调电源正负极，电流方向改变，螺线管的磁极也会发生改变，故D错误。 故选C。 2．（25-26九年级上·河南许昌·阶段检测）通电螺线管外部的磁场与______的磁场相似，其N极和S极可以用______定则判断。 【答案】条形磁体 安培 【解析】[1]通电螺线管外部的磁场分布与条形磁体相似，二者都存在磁性较强的N、S两极，外部磁感线均从N极出发，回到S极。 [2]安培定则（也叫右手螺旋定则）是判断通电螺线管N、S极的标准方法，具体操作为右手握住螺线管，使四指弯曲方向与螺线管中电流方向一致，大拇指所指的一端即为螺线管的N极。 3．（2026·安徽芜湖·三模）在玻璃板上均匀地撒满铁屑，闭合开关，轻敲玻璃板，铁屑的分布情况如图所示，若把连接电源正、负极的接线对调，闭合开关，轻敲纸板，此时铁屑的分布情况________（选填“改变”或“不变”）。 【答案】不变 【解析】若把连接电源正、负极的接线对调，就是改变螺线管中电流的方向，磁场的方向改变，但磁场的形状不变，所以铁屑的分布情况不变。 考点03 电磁铁在生产生活中的应用 1.电磁铁 （1）构造：在通电螺线管内插入一块 铁芯 ，就构成了电磁铁，主要由 螺线管 和 铁芯 两部分组成。 （2）原理：利用 电流的磁效应 ，通电时，螺线管产生 磁场 ，铁芯被 磁化 ，增强 磁场 的磁性；断电时，螺线管的 磁场 消失，铁芯的 磁性 也随之消失。 2.应用 （1）电磁起重机：主要部件为电磁吸盘，内部由电磁铁构成。接通电源，电磁铁产生磁性，牢牢吸住钢铁物品；切断电源，磁性消失，钢铁物品被放下，广泛应用于废钢铁回收、炼钢车间等场景。 （2）磁浮列车：列车和轨道上的电磁铁通电后产生磁力，使列车悬浮于轨道上方，消除车轮与轨道间的摩擦力，提高列车运行速度，是现代交通的重要应用。 （3）电磁继电器：一般由电磁铁、衔铁、弹簧片、触点等组成，工作电路分为低压控制电路和高压工作电路。通过低压控制电路的通断，控制电磁铁的磁性有无，进而控制高压工作电路的通断，实现用低电压、弱电流控制高电压、强电流，广泛应用于自动控制和通信领域（如电冰箱、汽车、电梯的控制电路）。 （4）其他应用：电铃、电冰箱、吸尘器、全自动洗衣机的进水排水阀门、卫生间感应式冲水器等，均利用电磁铁的通断电控制磁性有无的特点工作。 3.自制电磁铁 制作方法：将2m长、带有薄绝缘皮的导线绕在一根铁钉上，将导线连接在由电池作为电源的电路中，形成闭合电路。 实验现象：合上开关，自制电磁铁能吸起一定数量的大头针；将铁钉换成木芯或纸芯，电磁铁的磁性明显减弱，吸起的大头针数量大幅减少。 结论：铁芯能显著增强通电螺线管的磁性，是电磁铁的重要组成部分。 【深化点拨】 1.电磁铁的优点：磁性有无可通过通断电控制；磁性强弱可通过电流大小、线圈匝数控制；磁极方向可通过电流方向控制，应用灵活便捷。 2.电磁继电器的核心作用：实现低压控制高压，保障操作人员的安全，同时实现自动化控制，提高生产效率。 1．（25-26九年级上·河南许昌·阶段检测）电磁铁的优点是：磁性的有无可以通过______来控制；磁性的强弱可以通过改变______或线圈匝数来控制。 【答案】电流的通断 电流大小 【解析】[1]通电时具备磁性，断电时磁性消失，因此磁性的有无可通过通断电流来控制。 [2]电磁铁磁性强弱的影响因素为线圈匝数和电流大小，在线圈匝数固定时，电流越大磁性越强，因此磁性的强弱可通过改变电流大小，或线圈匝数来控制。 2．（2025九年级上·江苏泰州·专题练习）如图所示，当变阻器的滑片P缓慢向左移动时，则（     ） A．悬挂磁铁的弹簧伸长 B．悬挂磁铁的弹簧缩短 C．悬挂磁铁的弹簧长度不变 D．悬挂磁铁的弹簧可能伸长，也可能缩短 【答案】A 【解析】由图可知，滑片P向左移动，变阻器接入电路电阻 变大，电源电压 不变，由 可知电路电流 变小，电磁铁磁性减弱。根据安培定则可知，电磁铁上端为N极，与悬挂磁铁N极相互排斥，排斥力减弱，弹簧拉力 变大，弹簧伸长，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 3．（2026·辽宁抚顺·模拟预测）2025年3月28日，中国科幻大会在北京举行，会上展示的我国低真空、磁悬浮高速列车和悬浮原理如图所示。通电超导线圈与永磁轨道应相互_______使列车悬浮，其中通电超导线圈的工作原理是电流的_______效应。 【答案】排斥 磁 【解析】[1]磁悬浮列车利用同名磁极相互排斥的原理，让通电超导线圈与永磁轨道之间产生排斥力，从而使列车悬浮起来。 [2]通电超导线圈的工作原理是电流的磁效应，电流通过导体时会产生磁场，从而与永磁轨道发生相互作用。 4．（2026·四川成都·模拟预测）如图甲所示是探究电磁铁磁性强弱因素的实验装置，两个电磁铁串联，可探究磁性强弱与_________的关系；图乙是利用电磁铁设计的限流装置，当________过大时，电磁铁P的磁性增强，吸引衔铁Q，使开关断开，切断电路，从而起到保护作用。 【答案】线圈匝数 电流 【解析】[1]图甲中，两个电磁铁串联，通过的电流相等，但线圈匝数不同，所以可探究磁性强弱与匝数的关系。 [2]影响电磁铁磁性强弱的因素有电流的大小和线圈匝数的多少。当通过电磁铁P的电流过大时，电磁铁P的磁性增强，吸引衔铁Q，在弹簧拉力作用下，S向上运动，断开开关，切断电路，从而起到保护作用。 角度01 电流磁效应与奥斯特实验辨析 1.高频易错点：误认为奥斯特实验说明“磁能生电”；忽略导线与小磁针的放置要求；混淆电流磁效应的影响因素。 2.解题技巧：牢记奥斯特实验的核心结论——通电导体周围存在磁场（电生磁），磁场方向与电流方向有关；明确实验中导线需与小磁针平行放置；区分“电流磁效应”与“电磁感应”（后续学习），避免概念混淆。 1．（2025九年级·福建·专题练习）我们如今优渥的生活离不开历史上众多科学家的努力，其中发现“电流的磁效应”的科学家是（　　） A．奥斯特 B．法拉第 C．安培 D．焦耳 【答案】A 【解析】发现“电流的磁效应”的科学家是奥斯特，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 2．（2026·吉林长春·模拟预测）下列物品是利用电流磁效应工作的是（     ） A．动圈式话筒 B．指南针 C．电磁铁 D．电饭锅 【答案】C 【解析】A．动圈式话筒的工作原理是电磁感应现象（声音带动线圈在磁场中运动，产生感应电流），不是电流的磁效应，故A错误； B．指南针是利用地磁场对磁体的作用来指示方向，本身不依赖电流工作，与电流磁效应无关，故B错误； C．电磁铁是通电后线圈产生磁性的装置，直接利用了电流的磁效应，故C正确； D．电饭锅是利用电流的热效应（电流通过电阻产生热量）来工作的，与磁效应无关，故D错误。 故选C。 3．（2025·安徽宿州·三模）如图所示是奥斯特探究通电导线周围是否有磁场的实物图，当导线接通电流后，小磁针按照如图所示的顺时针方向转动，改变电源的正负极，导线通电之后，小磁针将按照______（选填“顺时针”或“逆时针”）方向转动。 【答案】逆时针 【解析】奥斯特实验表明，通电导线周围存在磁场，磁场的方向与电流的方向有关，当改变电源的正负极时，电流的方向发生改变，那么通电导线周围磁场的方向也会改变，原来小磁针按顺时针方向转动，现在磁场方向改变，小磁针受到的磁场力方向也改变，所以小磁针将按照逆时针方向转动。 角度02 通电螺线管磁场方向与安培定则应用 1.高频易错点：应用安培定则时，四指弯曲方向与电流方向颠倒；混淆螺线管内部与外部磁场方向；忽略电流方向改变对磁极的影响。 2.解题技巧：熟练掌握安培定则的操作步骤，先确定电流方向，再匹配四指弯曲方向，大拇指指向即为N极；牢记“外部N到S、内部S到N”的磁场方向规律；遇到判断磁极或电流方向的题目，先标注电流方向，再用定则判断。 4．（26-27九年级上·全国·课后作业）以下为四位同学判断通电螺线管的磁极时的做法，其中正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【解析】判断通电螺线管的磁极使用的是安培定则（也叫右手螺旋定则）。安培定则的内容是：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。 A．图中使用的是右手，且四指弯曲的方向与导线中电流的方向（向上）一致，大拇指指向右侧，故A正确； C．图中使用的是右手，但四指弯曲的方向与电流的方向相反（电流向上，四指却向下弯曲），故C错误； BD．图中使用的是左手，不符合安培定则要求使用右手的规定，故B、D错误。 故选A。 5．（2026·江苏盐城·一模）如图所示，小磁针静止在螺线管附近，闭合开关后，下列判断正确的是（     ） A．通电螺线管的左端为N极 B．通电螺线管外A点的磁场方向向右 C．小磁针静止时S极指向左 D．通电螺线管周围的磁场分布与蹄形磁铁类似 【答案】C 【解析】A．由图可知，闭合开关后电流从螺线管左端流入、右端流出。根据安培定则可知，通电螺线管右端为N极，左端为S极，故A错误； B．磁体外部磁感线从N极出发回到S极，因此A点磁场方向向左，故B错误； C．根据异名磁极相互吸引，螺线管右端是N极，小磁针的S极会被吸引，因此静止时S极指向左，故C正确； D．通电螺线管周围的磁场分布与条形磁铁类似，都是两端磁性较强，中间磁性较弱，故D错误。 故选C。 6．（2026·山东泰安·三模）如图为人形机器人无线送电线圈示意图，线圈电流方向如图所示，请在括号处标出送电线圈左侧磁极，并在点处标出磁感线的方向。 【答案】 【解析】根据图中电流方向可知，通电螺线管正面的电流向下，由安培定则可知，通电螺线管右端为极，左端为极，磁感线从极出发指向极，则点磁感线方向为向左，如图所示： 角度03 电磁铁应用与原理分析 1.高频易错点：误认为电磁铁的磁性强弱与铁芯无关；混淆电磁继电器的控制电路与工作电路；不清楚电磁铁的工作原理（电流的磁效应）。 2.解题技巧：明确电磁铁的磁性强弱与电流大小、线圈匝数、铁芯有关；梳理电磁继电器的工作过程，区分低压控制电路和高压工作电路；牢记电磁铁的核心原理是电流的磁效应，通断电控制磁性有无。 7．（2026·山东德州·一模）如图所示为一款磁悬浮蓝牙音箱，音箱底部有一块磁铁，底座内有电磁铁，安装电池后接通电路，音箱能够悬浮在空中，原因是同名磁极相互__________；若对调电池正负极，接通电路后音箱__________（选填“能”或“不能”）悬浮在空中。 【答案】排斥 不能 【解析】音箱悬浮时，底座电磁铁对音箱磁铁有向上的排斥力以平衡重力；根据磁极间作用规律，同名磁极相互排斥。 对调电池正负极后，电流方向改变，电磁铁磁极方向也随之改变；此时电磁铁与音箱磁铁变为异名磁极相对，相互吸引，音箱无法获得向上的排斥力，因此悬浮在空中。 8．（2025·甘肃陇南·三模）现在医学上使用的心肺机的功能之一是用“电动泵”替代心脏，推动血液循环。如图所示，当线圈中的电流从流向时，电磁铁的左端为____________（选填“N”或“S”）极，此时活塞将向__________（选填“左”或“右”）运动，促使血液流动。 【答案】N 右 【解析】根据安培定则，右手握住螺线管，让四指弯曲的方向与线圈中从a流向b的电流环绕方向一致，大拇指指向螺线管的左端，因此电磁铁的左端为N极； 左侧固定磁铁的右端为N极，电磁铁左端与固定磁铁右端是同名磁极，相互排斥，因此和电磁铁固定相连的活塞将向右运动，挤压泵腔推动血液流动。 9．（2025·山西忻州·三模）如图所示是小梦模拟设计的电梯超重报警电路，当压力未超标时，灯泡正常发光；当压力高于某一设定值时，电铃发声报警。已知图中压敏电阻的阻值随压力的增大而减小。下列说法正确的是（     ） A．电铃应接在A和C之间，灯泡应接在B和D之间 B．电磁铁通电后，周围既存在磁场，也存在磁感线 C．减少电磁铁的线圈匝数，可以提高报警器的灵敏度 D．为使该报警电路在压力更小时报警，可将R₂的滑片向上移动 【答案】D 【解析】A．当压力未超标时，工作电路连接AC电路，灯泡正常发光；压力增大到某一设定值时，压敏电阻阻值减小，控制电路电流增加，电磁铁磁性增强，吸引衔铁，工作电路连接BD电路，电铃发声报警，所以灯泡应接在A和C之间，电铃应接在B和D之间，故A错误； B．电磁铁通电后，周围存在磁场，但是磁感线是假想出来的，实际并不存在，故B错误； C．减少电磁铁的线圈匝数会降低电磁铁的磁性，会降低报警器的灵敏度，故C错误； D．为使该报警电路在压力更小时报警，压敏电阻阻值更大，此时应减小R₂的电阻，由图可知应将R₂的滑片向上移动，故D正确。 故选 D。 【例1】（2026·天津·中考真题）用电池、导线和铁钉可以制成简易指南针。图中，“指南针”极性标注正确的是（     ） A． B． C． D． 【答案】B 【解析】A．电源左端为正极、右端为负极，电流从螺线管左端流入、右端流出。结合绕线方向，利用安培定则可判断右端是N极，左端是S极，故A错误； B．电源右端是正极，电流从右端流入，由安培定则可判断左端为N极，故B正确； C．电源左端是正极，电流左端流入，由安培定则可判断左端为N极，故C错误； D．电源右端是正极，电流右端流入，由安培定则可判断右端为N极，故D错误。 故选B。 【变式1-1】（2026·青海·中考真题）如图所示，闭合开关，通电螺线管的上端是__________极。当滑片向端滑动时，通电螺线管的磁性__________（选填“增强”“减弱”或“不变”）。 【答案】N/北 增强 【解析】【小题1】电流从电源正极流出，从螺线管的下端流入、上端流出。 根据安培定则，右手握住螺线管，四指指向电流方向，大拇指指向N极，所以螺线管的上端是N极。 通电螺线管的磁性强弱与电流大小有关，电流越大，磁性越强。当滑片向 a 端滑动时，滑动变阻器接入电路的电阻变小，电路中的电流变大，所以通电螺线管的磁性增强。 【变式1-2】（2026·广西·中考真题）如图，用一根导线和一枚铁钉制作电磁铁，电磁铁通电后能吸引大头针，证明电能生________；通过电磁铁的电流越大，吸引大头针的数量越________。 【答案】磁 多 【解析】电磁铁通电后产生磁性，能够吸引大头针，这个现象正好证明了通电可以产生磁；同一电磁铁（线圈匝数固定时），磁性强弱随电流大小改变：通过的电流越大，电磁铁磁性越强，能吸引的大头针数量就越多。 【变式1-3】（2026·福建·中考真题）小闽用铁钉自制一个电磁铁，电路如图所示。闭合开关，铁钉左端是________极；要让电磁铁的磁性增强，电阻箱R的阻值需调________。 【答案】S/南 小 【解析】根据安培定则（右手螺旋定则）：电源长端为正极，电流从螺线管的右端流入、左端流出，右手握住铁钉，四指弯曲方向与电流环绕方向一致，大拇指指向右端，因此右端是N（北）极，铁钉左端是S（南）极。 要让电磁铁的磁性增强，应增大电路中电流，由可知，应减小电路中总电阻，因此应将电阻箱的值调小。 【例2】（2026·甘肃武威·中考真题）在“探究通电螺线管外部磁场的方向”实验中，观察到小磁针静止时的指向如图所示，请在括号内标出通电螺线管的磁极和电源的正负极，并在点画出磁感线的方向。 【答案】 【解析】由图可知，小磁针静止时的右端为N极，根据异名磁极相互吸引、同名磁极相互排斥，则通电螺线管左端为S极，右端为N极；因为在磁体外部，磁感线总是从N极发出，回到S极，所以，A点磁感线的方向是指向左的；根据安培定则，伸出右手使大拇指指示螺线管的右端，则四指弯曲所指的方向为电流的方向，所以电流从螺线管的左端流入，则电源的左端为正极，右端为负极。 【变式2-1】（2026·江苏扬州·中考真题）按照题目要求作图。 (1)如图1，作出物体AB通过平面镜所成的像。 (2)如图2，茶壶静止在水平桌面上，画出茶壶的受力示意图。 (3)如图3，根据电流方向标出通电螺线管的N、S极。 【答案】(1) (2) (3) 【解析】（1）分别过端点A、B作平面镜的垂线，在平面镜另一侧，取和A、B到镜面距离相等的位置，得到对应像点、；用虚线连接，即为AB的像。 （2）茶壶重心（O点）为作用点，从作用点画竖直向下的带箭头线段，标注为G（重力）；从作用点画竖直向上的带箭头线段，长度和重力线段大致相等，标注为（支持力）。 （3）根据安培定则可知，电流从螺线管上端流入，沿绕线向下环绕，右手握住螺线管，四指顺着电流方向，大拇指指向上端，因此上端为N极，下端为S极。 【变式2-2】（2026·四川眉山·中考真题）请根据图中磁感线的方向在括号内标出永磁体右端的磁极，在a点标出导线中电流的方向。 【答案】 【解析】磁体外部的磁感线总是从N极出发，向外延伸；图中磁感线箭头都背离两个磁体的相邻端，说明通电螺线管右端、永磁体左端都是N极，因此永磁体的右端为S极。已知螺线管右端为N极，根据安培定则，可推出左端a处导线的电流方向竖直向上。 【变式2-3】（2026·江苏苏州·中考真题）根据要求完成作图。 (1)图甲中，作出物体AB在平面镜中的像。 (2)图乙中，根据小磁针静止时N极指向，在图中A点画出磁感线方向，并标出电源的正极（用“+”表示）。 (3)图丙中，用轻杆将一灯笼吊起，O是支点，O'是灯笼的重心。请画出动力F的力臂l和灯笼所受重力G的示意图。 (4)图丁中，请将开关和三孔插座正确接入家庭电路，要求开关能控制插座。 【答案】(1) (2) (3) (4) 【解析】（1）平面镜成像中，物与像关于平面镜对称，因此作A、B关于平面镜的对称点、，连接、，即为物体AB在平面镜中的像。据此作图。 （2）根据异名磁极相互吸引可知，螺线管的右侧为S极，左侧为N极。磁感线由N极出发回到S极，故A点磁感线向右；根据安培定则可知，螺线管外侧电流向上，故电源右侧为正极，左侧为负极。据此作图。 （3）力臂为支点到力的作用线的距离，故过支点O作动力F作用线的垂线，即为动力F的力臂l；灯笼受到的重力方向竖直向下，大小为G，作用点在灯笼的重心O'。据此作图。 （4）要求开关能控制插座，则开关和插座应串联；家庭电路中，开关接在火线上，且三孔插座遵循“左零右火上接地”的规则，故将开关一端与火线连接，另一端与三孔插座的右孔连接；三孔插座的左孔接零线，上孔与地线连接。据此作图。 【例3】（2026·广东广州·中考真题）如图为某跨学科实践小组制作的电动晾衣装置模型简图。 (1)旋钮旋至OFF挡，电磁铁________（选填“有”“无”）磁性，钢丝绳被夹紧，晾衣杆悬停； (2)旋钮旋至Ⅰ挡，电流从________（选填“P”“Q”）点流入电动机，晾衣杆匀速下降； (3)旋钮旋至Ⅱ挡，晾衣杆匀速上升。在某次操作中，晾衣杆匀速上升0.8 m，用时10 s。已知晾衣杆的重力为10 N，求钢丝绳对晾衣杆拉力所做的功和功率。 【答案】(1)无 (2)P (3)： 【解析】（1）电磁铁只有通电时才有磁性，旋钮旋至OFF挡时电路断开，电磁铁没有电流通过，因此无磁性。 （2）电动机的转动方向与电流方向有关，当旋钮接Ⅰ挡时，电流从电源正极流出后，经左接线柱Ⅰ从P点流入电动机，此时电动机转向使晾衣杆匀速下降。 （3）晾衣杆匀速上升，拉力与重力平衡，即 拉力做功 拉力功率 【变式3-1】（2026·河北·中考真题）河北卢龙是“中国甘薯之乡”，当地用甘薯淀粉加工制作粉条，为更好保存产品，成品库中安装一种空气湿度自动报警装置，如图为装置原理图。两个电源电压均不变。控制电路中电磁铁线圈电阻不计，为湿度传感器，其阻值随湿度的增大而减小。工作电路中K为动触点，M、N为静触点，为绿灯，为红灯。当空气湿度增大到某一值时，控制电路中的电磁铁恰能将衔铁吸下来，电铃报警。下列说法正确的是（     ） A．报警时绿灯发光 B．灯丝烧断，自动报警装置不能报警 C．空气湿度减小，控制电路中电磁铁磁性增强 D．空气湿度增大，控制电路消耗的总功率增大 【答案】D 【解析】A．由图可知，报警时电磁铁将衔铁吸下，动触点与静触点接触，工作电路中红灯和电铃接入电路工作，绿灯断开不发光，故A错误； B．由图可知，工作电路中和电铃是并联关系，若灯丝烧断，电铃所在支路仍然是通路，湿度达到报警值时，电磁铁仍可吸下衔铁，电铃正常工作报警，故B错误； C．由图可知，控制电路中，定值电阻与湿度传感器串联，由题意可知，阻值随湿度增大而减小，因此空气湿度减小时，阻值增大，控制电路总电阻增大。控制电路电源电压不变，根据欧姆定律，控制电路电流减小，电磁铁磁性随电流减小而减弱，故C错误； D．空气湿度增大时，阻值减小，控制电路总电阻减小，控制电路电源电压不变，根据总功率公式，不变、减小，因此控制电路消耗的总功率增大，故D正确。 故选D。 【变式3-2】（2026·四川达州·中考真题）磁悬浮列车的车厢和铁轨上分别安装有电磁铁，通过磁极间的相互作用实现列车“悬浮”在铁轨上方行驶。下列说法正确的是（     ） A．列车上的乘客看到站牌向后退去，所选的参照物为站台 B．站台设置安全线是因为列车经过时，站台靠车体一侧空气流速增大，压强变大 C．图丙中车身线圈电磁铁的上端为N极 D．磁悬浮列车是通过分离摩擦面来减小摩擦 【答案】D 【解析】A．以站台为参照物，站牌的相对位置不变，是静止的，所以列车上的乘客看到站牌向后退去，所选的参照物不是站台，而是自己，故A错误； B．站台设置安全线是因为列车经过时，站台靠车体一侧空气流速增大，压强变小，人容易被压强差推向列车，故B错误； C．图丙中，电流从车身线圈电磁铁的上端流入，从下端流出，根据安培定则，车身线圈电磁铁的下端为N极，上端为S极，故C错误； D．磁悬浮列车通过磁极间的相互作用实现列车“悬浮”在铁轨上方行驶，是通过分离摩擦面来减小摩擦，故D正确。 故选D。 【变式3-3】（2026·四川自贡·中考真题）图为某种火警警铃的简化电路图，当开关S闭合时，电磁铁产生磁性吸引衔铁，敲击铃碗发声，火警人员听到的铃声是由__________振动产生的；警铃主要是利用电流的__________工作 【答案】铃碗 磁效应 【解析】警铃工作时，衔铁敲击铃碗发声，因此铃声是由铃碗振动产生的； 该警铃依靠电磁铁产生磁性来工作，电磁铁是利用电流的磁效应工作的，因此警铃主要利用电流的磁效应工作。 ⚡基础速刷 1．（2026·山西吕梁·二模）3月29日，我国研制的全超导磁体，通入电流后能产生极强的磁场，可应用于科研、医疗等领域，关于超导磁体的磁场，下列说法正确的是（     ） A．磁场的强弱与通入的电流大小无关 B．改变电流的方向，磁场的方向不会改变 C．超导磁体产生的磁场，不能对其他磁体产生作用力 D．超导磁体产生的磁场，是因为通电导体周围存在磁场 【答案】D 【解析】A．电流产生的磁场强弱与通入电流的大小有关，电流越大，磁场越强，故A错误； B．电流的磁场方向与电流方向有关，改变电流方向，磁场方向也会随之改变，故B错误； C．磁场的基本性质就是对放入其中的磁体产生力的作用，因此超导磁体的磁场可以对其他磁体产生作用力，故C错误； D．超导磁体通入电流后产生磁场，本质就是通电导体周围存在磁场，故D正确。 故选D。 2．（2026·内蒙古通辽·二模）家用自动饮水机靠电磁继电器控制进水，关于其工作时说法正确的是（     ） A．电磁继电器周围不存在磁场 B．电磁继电器利用的是电流的热效应 C．电磁继电器利用的是电流的磁效应 D．电磁继电器相当于电源 【答案】C 【解析】A．电磁继电器工作时有磁性，周围存在磁场，故A错误； BC．电磁继电器通电时具有磁性，利用的是电流的磁效应，故B错误，C正确； D．电磁继电器工作时控制电路的通断，相当于开关，故D错误。 故选C。 3．（2026·黑龙江大庆·二模）下列物理学家和他们对科学的贡献对应关系正确的是（     ） A．牛顿——原子核式结构模型 B．伏特——右手螺旋定则 C．托里拆利——最早测出大气压的值 D．卢瑟福——惯性定律 【答案】C 【解析】A．卢瑟福提出的原子核式结构模型，使人们对原子的理解更加直观，故A错误； B．右手螺旋定则是由安培发现并总结出来的，故B错误； C．最早测量大气压的值的科学家是托里拆利，故C正确； D．惯性定律是由牛顿发现并总结出规律的，故D错误。 故选C。 4．（2026·山东济宁·二模）如图所示是探究“通电螺线管的磁场方向”的实验示意图。对该实验的操作和分析，下列说法正确的是（     ） A．闭合开关前，小磁针的S极指向地理的北极 B．闭合开关小磁针静止时，N极的指向为该点的磁场方向 C．改变图中螺线管电流方向，小磁针N极所指方向水平向左 D．若没有小磁针，通电螺线管周围就没有磁场 【答案】B 【解析】A．闭合开关前，小磁针受地磁场作用，N极指向地磁的S极（即地理的北极），S极指向地磁的N极（即地理的南极），故A错误； B．物理学中规定，小磁针静止在磁场中时，N极的指向即为该点的磁场方向，故B正确； C．原电路中电流从螺线管右端流入，左端流出，由安培定则可得螺线管右端为S极；改变电流方向后，螺线管磁极改变，右端变为N极，根据异名磁极相互吸引、同名磁极相互排斥，小磁针N极所指方向为水平向右，故C错误； D．磁场是通电螺线管周围客观存在的物质，和是否放置小磁针无关，没有小磁针时磁场仍然存在，故D错误。 故选B。 5．（25-26九年级下·云南曲靖·阶段检测）在探究“通电螺线管外部的磁场”实验中，小磁针静止时N极的指向如图所示，小磁针N极指向螺线管的右端。由此可判断螺线管左端为（    ） A．N极 B．S极 C．无法判断 D．与电流方向无关 【答案】A 【解析】由图可知，小磁针N极指向螺线管的右端，由异名磁极相互吸引可知，螺线管的右端是S极，螺线管的左端是N极，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 6．（25-26九年级下·云南曲靖·阶段检测）如图电源、滑动变阻器、电磁铁和铁钉组成电路，当滑动变阻器滑片向左移动时，电磁铁吸引铁钉的数量增加，此实验说明电磁铁的磁性强弱与（    ）有关 A．电流大小 B．线圈匝数 C．有无铁芯 D．电流方向 【答案】A 【解析】分析电路图可知，滑动变阻器与电磁铁串联，当滑动变阻器滑片向左移动时，滑动变阻器的阻值减小，则电路中的电流增大，电磁铁吸引的大头针枚数增多，故说明影响电磁铁磁性强弱的一个因素是电流的大小，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 7．（2026·山西忻州·一模）小明在跨学科实践中，利用随身所带物品制作了简易指南针。他首先利用电池、带绝缘皮的导线、铁钉制成电磁铁，然后将缝衣针磁化并用细线水平悬挂，最后将两者靠近，静止时位置关系如图所示。下列说法不正确的是（     ） A．铁钉的钉尖是N极 B．缝衣针的针尖是S极 C．电磁铁周围没有磁场，不受地磁场的作用 D．移开电磁铁后，缝衣针静止时针尖所指方向为南 【答案】C 【解析】A．根据安培定则，右手握住铁钉，四指顺着电流方向，大拇指指向钉尖，可得钉尖为电磁铁的N极，故A正确； B．根据异名磁极相互吸引，电磁铁钉尖N极吸引缝衣针针尖，因此缝衣针针尖是S极，故B正确； C．电流周围存在磁场，电磁铁通电后周围存在磁场，所有磁体都会受到地磁场的作用，故C错误； D．缝衣针针尖是S极，移开电磁铁后，在地磁场作用下，缝衣针静止时针尖S极会指向南方，故D正确。 本题选择不正确的，故选C。 8．（25-26九年级下·安徽安庆·阶段检测）通电螺线管周围的磁场方向与电流的方向有关。下列图像能正确表示电流的方向和通电螺线管周围磁感线分布的是（    ） A． B． C． D． 【答案】B 【解析】根据安培定则，右手握住螺线管，四指指向电流方向，大拇指所指方向是螺线管的N极。在磁体外部，磁感线由N极流出，S极流回。A中，螺线管的右端是N极，磁体外部磁感线指向错误；B中，螺线管的右端是N极，磁体外部磁感线指向正确；C中，螺线管的左端是N极，磁体外部磁感线指向错误；D中，螺线管的右端是N极，磁体外部磁感线指向错误。故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 9．（25-26九年级上·山东临沂·期末）在探究“通电螺线管外部磁场”实验中，通电后观察小磁针静止时N极的指向，轻敲纸板，铁屑的排列现象如图所示。下列说法错误的是（   ） A．通电后小磁针发生偏转，说明通电螺线管周围有磁场 B．通电螺线管周围的磁感线是真实存在的 C．通电螺线管外部的磁场与条形磁体的磁场一样 D．改变螺线管中电流的方向，能改变通电螺线管两端的极性 【答案】B 【解析】A．通电后小磁针发生偏转，说明受到了新的磁场的影响，说明通电螺线管周围有磁场，故A正确，不符合题意； B．磁感线是为了描述磁场建立的物理模型，并不是真实存在的，故B错误，符合题意； C．由图中铁屑的分布可知，通电螺线管外部的磁场与条形磁体的磁场一样，都是两端磁性最强，中间磁性最弱，故C正确，不符合题意； D．通电螺线管的极性与电流方向有关。改变螺线管中电流的方向，能改变通电螺线管两端的极性，故D正确，不符合题意。 故选B。 10．（2026·山西吕梁·三模）学校兴趣小组计划观察酵母菌的发酵速率，他们自己动手搭建了一个小型恒温箱。内部电路如图甲所示，其中电源电压都恒定，为定值电阻，为热敏电阻，热敏电阻的电阻随温度的变化图像如图乙所示。温度正常时工作电路中的指示灯亮，当温度低于设定温度时，工作电路中的电热丝开始加热。下列说法正确的是（     ） A．热敏电阻的电阻随温度的升高而增大 B．温度降低时，控制电路电流变大 C．电热丝应安装在b处 D．若想缩短加热时长，可以换一个电阻更小的电热丝 【答案】D 【解析】A．由图乙可知，热敏电阻的阻值随温度的升高而减小，故A错误； B．温度降低时，由图乙可知的阻值增大，控制电路总电阻增大，电源电压恒定，根据欧姆定律，控制电路电流变小，故B错误； C．当温度低于设定温度时，阻值变大，控制电路电流变小，电磁铁磁性减弱，衔铁被放开，与上端接通，此时需要电热丝加热，因此电热丝应安装在处，故C错误； D．缩短加热时长需要增大电热丝的发热功率，工作电路电压恒定，根据，升高相同温度所需热量一定，电热丝电阻越小，加热时间越短，因此换电阻更小的电热丝可以缩短加热时长，故D正确。 故选D。 11．（2026·内蒙古通辽·二模）如图甲是小明设计的磁悬浮盆栽，底座内部安装电磁铁，盆栽底部固定一块磁铁，其电路原理如图乙所示。闭合开关，调节滑动变阻器的滑片P，盆栽可悬浮在空中。下列说法正确的是（     ） A．磁悬浮盆栽的工作原理是同名磁极相互吸引 B．盆栽中磁铁下端为N极 C．磁悬浮盆栽的工作原理与发电机的工作原理相同 D．为了使盆栽从空中缓慢降落，应将滑片P缓慢向左移动 【答案】D 【解析】A．盆栽悬浮，重力与斥力是一对平衡力，故依靠同名磁极相互排斥来平衡重力的，故A错误； B．根据安培定则，电流从螺线管上端流入、下端流出，因此电磁铁下端为N极，上端为S极， 相互排斥说明盆栽磁铁下端与电磁铁上端是同名磁极，故盆栽磁铁下端为S极，故B错误； C．该装置利用电流的磁效应（电生磁），发电机原理是电磁感应现象（磁生电），二者原理完全不同，故C错误； D．滑片P向左移动，滑动变阻器接入电阻变大，电路电流变小，电磁铁磁性变弱，排斥力变小，盆栽会下降，故D正确。 故选 D。 12．（2026·广东潮州·二模）将能够自由转动的小磁针放在水平桌面上，静止时小磁针N极指向地理______（选填“南”或“北”）方。如图所示，再将一根直导线平行架在小磁针上方，给导线通电后，小磁针将发生偏转，这个现象说明了通电导线周围存在____________，如果移走小磁针，该结论______（选填“成立”或“不成立”）。 【答案】北 磁场 成立 【解析】地球本身是一个大磁体，地磁南极位于地理北极附近，根据磁极异名相吸的规律，能自由转动的小磁针静止时，N极指向地理北方； 该实验是奥斯特实验，通电后小磁针发生偏转，说明通电导线周围存在磁场； 磁场是通电导线周围客观存在的物质，它的存在和是否放置小磁针无关，因此移走小磁针后，该结论仍然成立。 13．（2026·广东惠州·二模）如图甲是磁悬浮盆栽，简化电路如图乙所示，底座内部是电磁铁，盆栽下部有一个磁铁，通电后，因为同名磁极相互__________的原理盆栽受到向上的力而悬空，盆栽中磁铁端为__________极，若向右移动滑片P，则电磁铁磁性变__________（选填“强”或“弱”）。 【答案】排斥 S/南 强 【解析】磁悬浮盆栽能悬空，是利用了同名磁极相互排斥的原理，底座电磁铁对盆栽磁铁有向上的排斥力，让盆栽悬浮起来。 由图乙可知，电流从电磁铁的上端流入、下端流出，根据安培定则可知电磁铁的下端为N极，上端为S极，因为同名磁极相互排斥，所以盆栽下部的磁铁B端也是S极。 向右移动滑片P，滑动变阻器接入电路的电阻会变小，电路中的电流会变大，电磁铁的磁性强弱与电流大小有关，电流越大，磁性越强。 14．（2026·河南平顶山·三模）利用身边的器材制作简易电磁弹射小车，用小纸箱自制了一个小车，并将钕磁铁固定在小车的一端。将小车放置在如图所示的位置，闭合开关后小车远离螺线管。请你判断该同学放置的钕磁铁右端是________（填“N”或“S”）极；若要增大小车的弹射距离，请你写出一条可行的措施：________。 【答案】N 增大电源电压 【解析】由图可知，电流从电磁铁的左端流入，由安培定则可知电磁铁的左端是N极，闭合开关后小车远离螺线管，同名磁极相互排斥，则钕磁铁右端是N极。 需增大小车的弹射距离，可以使电磁铁的磁性增强，因此可采取的改进措施：增大电源电压、增加螺线管线圈匝数、在螺线管内插入铁芯、换用磁性更强的磁体等。 15．（2026·河南洛阳·模拟预测）如图为“探究通电螺线管外部磁场的方向”的实验。 (1)如图所示，在嵌入螺线管的硬纸板上均匀地撒满铁屑。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)通电后，用手______硬纸板，观察到铁屑有规则地排列。实验结果表明：通电螺线管外部的磁场与______磁体的磁场相似。 (3)若想探究通电螺线管的极性与电流方向的关系，则接下来的操作是____________，并观察小磁针的指向。 【答案】(1)磁场 (2)轻敲 条形 (3)对调电源正负极或改变电流方向 【解析】（1）闭合开关S前，小磁针均指向南北方向，说明地球周围存在地磁场。 （2）在装有螺线管的硬纸板上均匀撒满铁屑，通电后铁屑被磁化成小磁针，由于纸板与铁屑之间有摩擦，铁屑的分布无明显变化；轻敲纸板，使得铁屑与纸板分离减小摩擦，观察到铁屑排列成如图所示的形状，可见铁屑的排列顺序与条形磁铁的磁感线相似，因此通电螺线管外部磁场与条形磁体的磁场相似。 （3）如果想探究通电螺线管的极性与电流方向的关系，接下来的操作是：对调电源正负极，并观察小磁针偏转后的指向。 16．（25-26九年级上·山东·期末）在“探究通电螺线管外部磁场”的实验中，采用了如图所示的实验装置。 (1)在有机玻璃板上安装一个用导线绕成的螺线管，板面上均匀地撒满铁屑，再给螺线管通以电流，并轻敲玻璃板面，观察到玻璃板面的铁屑的分布情况如图甲所示。说明通电螺线管周围的磁场与___________磁铁的磁场分布相似。 (2)接下来实验小组的同学把小磁针放在螺线管四周不同的位置，在闭合开关前，小磁针静止时，其N极应指向地理的___________附近。闭合开关S后，观察到小磁针发生偏转，说明通电导线周围存在___________。当小磁针静止后的情况如图乙所示，黑色一端表示小磁针的N极，可知图乙中左端是通电螺线管的___________（选填“N”或“S”）极。 (3)对调电源的正负极，通电后发现小磁针静止时的指向如图丙所示，由此说明通电螺线管的极性跟___________方向有关。 (4)在探究影响通电螺线管外部磁场的强弱因素时，实验小组设计了如图丁所示的电路。实验中闭合开关后，根据图中的情景可以得到结论是在___________相同的情况下，线圈匝数越多，通电螺线管外部磁场越强；实验中，若适当调节滑动变阻器的滑片位置，观察甲、乙各自吸引大头针数量的变化情况，便可探究通电螺线管磁性的强弱与___________的关系。 【答案】(1)条形 (2)北极 磁场 (3)电流 (4)电流 电流大小 【解析】（1）观察铁屑的排布可以发现，通电螺线管两端磁性强、中间磁性弱，磁场分布和条形磁体的磁场分布相似。 （2）地球本身是一个大磁体，根据地磁场的特性，闭合开关前，小磁针静止在N极会指向地理的北极附近； 闭合开关后，通电螺线管周围的小磁针发生偏转，说明通电导线周围存在磁场，这就是电流磁效应； 根据图乙中小磁针的指向，黑色端为N极，螺线管左端外侧的小磁针N极指向右侧，根据异名磁极相互吸引的规律，可以判断出通电螺线管的左端是S极。 （3）对调电源正负极后，螺线管中的电流方向发生变化，小磁针的指向也随之改变，说明通电螺线管的极性发生了变化，由此可以得出：通电螺线管的极性跟电流的方向有关。 （4）图丁中两个螺线管是串联在电路中的，因此通过两个螺线管的电流大小完全相等，甲的线圈匝数比乙更多，甲吸引的大头针数量也更多，说明甲的磁场更强，由此可以得出结论：当通电螺线管的电流相同时，通电螺线管的线圈匝数越多，外部磁场的磁性越强； 之后调节滑动变阻器的滑片位置，会改变电路中的电流大小，此时两个螺线管的线圈匝数始终保持不变，通过观察它们吸引大头针数量的变化，就可以探究通电螺线管外部磁场的强弱与电流大小的关系。 🚀能力跃升 17．（2026·山东烟台·中考真题）如图所示是一种水位自动报警器的原理图，甲、乙是大小相同的两个金属块，当水位升到一定高度时，红灯亮报警。关于它的工作原理，下列说法正确的是（     ） A．当水位达到位置a时，红灯亮 B．当水位达到位置b时，红灯亮 C．升高甲的高度可使报警器在更高的水位报警 D．降低乙的高度可使报警器在更高的水位报警 【答案】B 【解析】A．水位到达位置a时，仅接触到甲，未接触到乙，控制电路断开，电磁铁无磁性，绿灯发光，红灯不亮，故A错误； B．水位到达位置b时，甲、乙都与水接触，水导电接通控制电路，电磁铁有磁性吸下衔铁，红灯电路接通，红灯亮，故B正确； C．报警水位由位置更高的金属块决定，题目中乙位置更高（在b处），升高甲的高度后，只要甲位置仍低于乙，仍然需要将水位升高到乙所在的b位置才能接通电路，报警水位不变，因此升高甲不能让报警器在更高水位报警，故C错误； D．降低乙的高度会让乙的位置比原来更低，水位更低时就能接触到到乙接通电路，报警器会在更低水位报警，不是更高水位，故D错误。 故选 B。 18．（2026·重庆·中考真题）科技兴趣小组设计了图所示的报警装置监测家乡河流水位。下列说法正确的是（     ） A．水面到达金属块A时，灯泡L1发光 B．水面到达金属块A时，电磁铁上端为S极 C．控制电路接通后电磁铁才有磁性，是电磁感应现象 D．控制电路接通后，增大控制电路的电流，电磁铁磁性增强 【答案】D 【解析】A．水面到达金属块A时，控制电路接通，电磁铁产生磁性，衔铁被吸下，工作电路中发光，故A错误； B．水面到达金属块A时，控制电路接通，电流从电磁铁上端流入，从下端流出，根据安培定则，电磁铁上端为N极，故B错误； C．控制电路接通后电磁铁才有磁性，这是电流的磁效应，故C错误； D．电磁铁磁性强弱与电流的大小和线圈的匝数有关，控制电路接通后，增大控制电路的电流，电磁铁磁性增强，故D正确。 故选D。 19．（2026·陕西榆林·二模）如图甲是一款广泛应用于宾馆、酒店的磁卡锁，其工作原理如图乙所示。磁卡锁开门主要是通过刷磁卡来接通电源，从而完成锁舌（插销）的伸缩，实现开门、关门。下列说法错误的是（　　） A．插销可选用铁质材料制作 B．刷卡时，电磁铁的左端为N极 C．若电源电压过低，磁卡锁仍能正常工作 D．只对调电源的正负极，磁卡锁仍能正常工作 【答案】C 【解析】A．铁质材料是磁性材料，能被电磁铁吸引，所以插销可选用铁质材料制作，故A正确，不符合题意； B．用安培定则判断，电流从电磁铁左端流入、右端流出，所以电磁铁的左端为N极，故B正确，不符合题意； C．若电源电压过低，电磁铁的电流会过小，磁性会太弱，无法吸引插销，磁卡锁不能正常工作，故C错误，符合题意； D．只对调电源的正负极，电磁铁的磁极会对调，但仍然可以吸引铁质插销，磁卡锁仍能正常工作，故D正确，不符合题意。 故选C。 20．（2025·山西长治·一模）如图甲，这是牛顿小组设计的恒温箱简化电路。、设置在恒温箱内，加热电阻的阻值为，为热敏电阻，其阻值随温度变化的关系图像如图乙，为滑动变阻器，电磁铁线圈的电阻忽略不计。闭合开关，当恒温箱内的温度升高到设定温度时，线圈中的电流刚好增大到30mA，加热电阻所在的电路自动断开。下列说法正确的是（     ） A．通电后电磁铁的上端为S极 B．根据恒温箱的工作过程判断，应与连接 C．滑动变阻器此时接入电路的阻值为 D．滑动变阻器的滑片适当向左移，可提高设定温度 【答案】C 【解析】A．根据安培定则，电流从电磁铁下端流入、上端流出，用右手握住螺线管，四指指向电流方向，大拇指指向电磁铁的N极，因此电磁铁上端为N极，不是S极，故A错误； B．恒温箱需要在温度较低时加热，温度升高到设定值后断开加热电路，当温度升高，热敏电阻阻值减小，控制电路电流增大，电磁铁磁性增强，吸下衔铁，此时要断开加热电路，因此加热电路的触点应该和上方的连接，温度升高衔铁落下后与触发就会断开加热电路，故B错误； C．当温度为时，从图乙可知，控制电路电源电压，断开加热时电流，根据欧姆定律，总电阻 电磁铁线圈电阻忽略不计，因此滑动变阻器接入的阻值 故C正确； D．滑动变阻器滑片向左移，接入阻值变小，为维持电流始终为，需要增大，根据图乙可知，增大对应的温度降低，因此滑片左移，设定温度降低，故D错误。 故选C。 21．（2026·山西长治·模拟预测）2026年山西省各地划定了春节限定烟花燃放区，某中学物理社团为家乡燃放点设计了一款智能烟花强光预警装置，原理如图甲所示，R0恒为20，当监测燃放区域的光照强度达到或超过时，报警提醒周边人员保持安全距离。（电磁铁线圈电阻忽略不计，光敏电阻R随光照强度E变化图像如图乙所示，lx为光照强度的单位），下列说法正确的是（     ） A．烟花燃放越剧烈，光敏电阻R的阻值越大 B．工作电路报警时，衔铁被吸下，绿色LED灯亮 C．光照强度为时，控制电路中电流为0.5A D．烟花燃放结束，控制电路的总功率变大 【答案】C 【解析】A．由图乙可知：光照强度E越大，光敏电阻阻值越小。所以烟花燃放越剧烈，光照越强，光敏电阻阻值越小。故A错误； B．报警条件：光照≥5lx，此时阻值小，控制电路电流大，电磁铁吸下衔铁。衔铁吸下后，工作电路接通蜂鸣器，绿色LED断路熄灭，故B错误； C．当光照强度时，从图乙读出光敏电阻。 控制电路串联总电阻 由图甲可知，控制电路的电源电压为12V，则控制电路中电流为，故C正确； D．烟花燃放结束光照减弱，光敏电阻阻值变大，控制电路的总电阻变大，且电源电压不变，由可知，控制电路的总功率变小，故D错误。 故选C。 22．（25-26九年级下·全国·课后作业）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。接通电路后，观察到小磁针没有偏转。原因可能是：导线内的电流太_______，它产生的磁场太_______，不能够让小磁针偏转。 【答案】小 弱 【解析】通电导线内电流太小，导致它产生的磁场太弱，给小磁针的磁力很小，不能让小磁针偏转。 23．（2026·四川凉山·中考真题）投影仪过热控制系统电路原理简化如图所示，R为热敏电阻，散热风扇M与灯泡L并联，当箱体温度上升到设定温度时，由于热敏电阻R阻值变小，电磁铁磁性增强将衔铁往下吸，使L断路，M继续工作以达到散热的目的。电磁铁的上端为______（选填“N”或“S”）极；灯泡和电动机的额定电流均为0.5 A，工作电路正常工作1 min消耗的电能为______J。 【答案】N 13200 【解析】根据安培定则，右手握住螺线管，四指指向电流的方向，大拇指指的方向就是电磁铁的N极，因此电磁铁的上端为N极； 由图可知，灯泡和电动机并联，额定电压都为，额定电流，根据并联电路电流的规律可知，干路电流 工作时间 电路正常工作消耗的电能为 24．（2026·江苏连云港·中考真题）按照题目要求作图。 (1)如图所示，请根据平面镜成像的特点，画出物体AB在平面镜MN中所成的像。 (2)如图所示，开关闭合后，请标出通电螺线管的N、S极并用箭头画出图中磁感线的方向。 【答案】(1) (2) 【解析】（1）过A点做平面镜的垂线，过B点做平面镜的垂线，根据等距找到对称点 A'和B'，用虚线连接 A'B'，并在A'处标上箭头，即AB的像A'B'画好了，据此作图。 （2）本题考查右手螺旋定则：用右手握住螺线管，四指指向电流的方向，大拇指所指的方向就是螺线管的N极，磁感线由N指向S，因此左端为S极，右端为N极。 25．（2026·山东·中考真题）“人工心脏泵”是一种可以代替心脏推动血液循环的体外装置，其内部含有螺线管和磁体。为了解“人工心脏泵”的工作原理，同学们对通电螺线管外部磁场的方向进行了探究。 (1)将螺线管安装在有机玻璃板上，板面上均匀地撒满铁屑后，给螺线管通电，接下来的操作是__________，直至铁屑呈现规律性的分布，如图甲，发现通电螺线管外部磁场分布情况与__________磁体的磁场相似。 (2)沿铁屑轨迹摆放小磁针，通电后，小磁针静止时，图乙中指向不可能出现的是__________。 (3)同学们交流时发现，有两个小组虽然使用了相同的螺线管且小磁针位置相同，但是小磁针静止后N极指向相反，如图丙。观察电路后发现，这是由于通过螺线管的__________方向不同，导致其外部的磁场方向不同。 (4)实验后，分析“人工心脏泵”的工作原理，示意图如图丁，螺线管中的电流方向已标出。此时螺线管的左端是__________极，螺线管带动活塞向__________运动。不断改变螺线管的磁场方向可以使活塞往复运动，推动血液循环。 【答案】(1)轻敲有机玻璃板 条形 (2)c (3)电流(4)N 右 【解析】（1）螺线管通电后，铁屑会被磁化，但可能分布不均匀，轻敲玻璃板可以使铁屑在磁场作用下自由转动并排列成有规律的分布。 从图甲可以看出，通电螺线管两端为N、S极，外部磁场两端强、中间弱，和条形磁体的磁场分布特点一致。 （2）图乙中，小磁针静止时N极应指向该点的磁场方向，c指向与周围铁屑排列方向明显不一致，故不可能出现。 （3）由图丙可知，两组实验电流方向不同，两组使用相同螺线管、相同位置小磁针，仅N极指向相反，说明外部磁场方向相反，所以改变磁场方向的原因是改变了螺线管中电流的方向。 （4）根据图丁中螺线管的电流方向，由安培定则可知螺线管左端是N极。 磁体右端为N极，同名磁极相斥，所以螺线管带动活塞向右运动。 26．（2026·四川·中考真题）2025年7月，甘孜州泸定、丹巴两条无人机运邮航线正式运营，覆盖偏远乡村，实现邮件包裹“小时达”。运邮主要使用一款装有电池低温保护装置的纯电大型无人机，为模拟低温保护功能，同学们设计了图甲所示电路，当温度低至15℃时，工作电路中的加热元件开始工作；温度高于15℃，停止工作。控制电路中为定值电阻，热敏电阻有a、b两种类型可供选择，其阻值随温度变化关系如图乙所示。 (1)关于无人机，下列说法不合理的是________。 A．外壳选用轻质、坚固的材料 B．利用人工智能提升运输效率 C．机上指示灯用超导材料制成 D．寒冷环境会影响电池的使用 (2)要达成设计要求，应选择________类型的热敏电阻（选填“a”或“b”）。 (3)控制电路中电源电压恒为6V，当开始工作时，控制电路中的电流为0.12A，电磁铁线圈电阻忽略不计，则的阻值为________Ω。 (4)若无人机满载飞行时的额定功率为1000W，电池储存电能有80%可用于飞行做功，充满一次电可供无人机连续满载飞行80min，则电池充满电时储存的总电能为________。 【答案】(1)C (2)a (3)10 (4) 【解析】（1）A．无人机需要减轻自重同时保证结构强度，选用轻质坚固材料合理，故A不符合题意； B．人工智能可以优化航线、调度，从而提升运输效率，合理，故B不符合题意； C．机上指示灯利用电流的热效应发光，而超导材料电阻为0，无法发热发光，不合理，故C符合题意； D．题目提到需要低温保护，说明寒冷环境会影响电池使用，合理，故D不符合题意； 故选C。 （2）设计要求温度低至15℃时工作，温度高于15℃时停止。由电路可知，工作时电磁铁磁性较强，控制电路电流较大，说明温度降低时热敏电阻阻值需要变小。由图乙可知，温度降低时，a型热敏电阻阻值减小，符合要求，故选a。 （3） 当开始工作时，温度为15℃，由图乙得此时。根据欧姆定律，控制电路总电阻 串联电路总电阻等于各电阻之和，因此 （4）飞行时间 无人机满载飞行消耗的电能 由题意，，因此总电能 🌟思维挑战 27．（2026·湖南·中考真题）某科技小组设计了一款智能注水装置，图甲是简化的工作原理示意图。控制电路的电源电压保持不变，R0为定值电阻，线圈和光控开关的电阻忽略不计。当杯子放置在托盘上时，托盘压缩弹簧与轻质绝缘连杆一起下降，带动R上的滑片P向下移动，同时光控开关自动闭合，控制电路接通，衔铁被吸下，注水电机稍后开始缓慢注水（忽略水流动带来的影响）。当线圈中的电流等于或小于40mA时，衔铁弹回，工作电路断开。取下杯子，光控开关自动断开。滑动变阻器R连入电路的阻值与托盘受到的压力F关系如图乙所示。杯中水无溢出，g取10N/kg。 (1)随着杯中水量的增加，R接入电路中的阻值变__________，电磁铁磁性变__________； (2)将质量为160g的空杯放入托盘静止且未注水时，控制电路中的电流为50mA；当注水停止时，R的阻值为50Ω。求：停止注水时杯中水的质量和控制电路的电源电压； (3)放上空杯后，若要增加最大注水量，请你提出一条可行的建议：__________。 【答案】(1)大 弱 (2)240g，6V (3)增大控制电路的电源电压/减小的阻值 【解析】（1）随着杯中水量增加，杯子对托盘的压力增大，由图乙可知，压力越大时，滑动变阻器R接入电路的阻值越大。 控制电路中，电源电压不变，R0与R串联，R阻值变大则电路总电阻变大，根据可知，电路电流变小，电磁铁磁性变弱。 （2）空杯对托盘的压力为 由图乙可知，此时，控制电路电源电压 当注水停止时，R的阻值为50Ω，此时电路中电流为40mA，控制电路电源电压 控制电路电源电压不变，则 解得， 由图乙可知，当时，，杯子和水的总重力为 水的重力为 停止注水时杯中水的质量为 （3）要增加最大注水量，需要让衔铁弹回时托盘承受更大的压力，由图乙可知，压力越大，R越大，因此需要让电路在R更大时电流仍能达到40mA。控制电路中电流 则 要想在R更大时电流仍能达到40mA，可以在R0不变时，增大控制电路的电源电压，或控制电路电源电压不变时，减小的阻值。 2 / 14 学科网（北京）股份有限公司 $