16.3 电磁铁（重难点专练）物理新教材沪粤版九年级下册

16.3 电磁铁 ▌题型01 电磁铁磁性强弱跟哪些因素有关 1.【答案】D 2.【答案】B 3.【答案】D 4.【答案】(1)左 (2) 吸引大头针的数量 转换法 (3)1、2 (4)电流 (5)可以控制通过两个电磁铁的电流相等，从而探究电磁铁磁性强弱与线圈匝数的关系 (6)② 5.【答案】(1)铁钉 (2)电流大小 (3)电流 (4)铁质硬币是铁磁性材料，会被电磁铁吸引，从而偏离传送带落入指定的收集路径；而铜质硬币作为非磁性材料，不受电磁铁的吸引，会沿着传送带继续运动并落入另一个收集路径，从而实现分拣 (5)增大电流 ▌题型02 电磁铁的应用 1.【答案】C 2.【答案】磁吸型 3.【答案】D 4.【答案】D 5.【答案】(1)密度小 (2) 磁 N (3)摩擦力 2 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 16.3 电磁铁 题型01 电磁铁磁性强弱跟哪些因素有关 题型02 电磁铁的应用 ▌题型01 电磁铁磁性强弱跟哪些因素有关 1.猜想与假设： 电磁铁的磁性强弱可能与电流的大小有关； 电磁铁的磁性强弱可能与线圈的匝数有关； 电磁铁的磁性强弱可能与有无铁芯有关。 2.实验方法： 转换法：通过观察 电磁铁吸引大头针（或铁钉）数目的多少 来判断磁性的强弱。吸引越多，磁性越强。 控制变量法： 探究与电流大小的关系：保持 线圈匝数 、 铁芯 不变，改变 电流大小 。 探究与线圈匝数的关系：保持 电流大小 、 铁芯 不变，改变 线圈匝数 。 3.实验过程与结论： 探究因素 操作步骤 现象 结论 电流大小 保持匝数不变，调节滑动变阻器，增大电流 吸引的大头针数目变多 在线圈匝数一定时，电流越大，电磁铁磁性越强 线圈匝数 保持电流不变，换用匝数不同的线圈（或串联两个不同匝数的电磁铁） 匝数多的吸引大头针数目多 在电流一定时，线圈匝数越多，电磁铁磁性越强 易错提醒 串联的作用：在探究匝数对磁性的影响时，通常将两个不同匝数的电磁铁串联在电路中。目的是保证通过两个电磁铁的 电流 相等，从而严格控制变量。 铁芯的影响：有铁芯比无铁芯磁性强得多，但在初中阶段主要考察电流和匝数的影响。 1．如图所示，两个绕有线圈的铁钉串联在电路中，通电以后，吸起了一些大头针。下列说法正确的是（　　） A．此装置可以用来探究电磁感应现象 B．此实验表明磁场对电流有力的作用 C．两个铁钉钉尖的极性相同 D．此装置可以探究电磁铁磁性强弱与电流大小的关系 2．在下图所示的电路中，能使电磁铁磁性增强的是（　　） A．将滑片P向右移动 B．将滑片P向左移动 C．将开关S由触点2扳到触点1 D．将电源的正、负极对调 3．如图甲所示，为某款磁悬浮音箱，音箱悬浮在底座上空，并且通过调节底座上的旋钮来调节音箱悬浮的高度，经了解，其内部结构如图乙所示：音箱底部有一块磁体，底座内部有一个电磁铁。则（     ） A．底座内电磁铁的上端为N极 B．底座内的电源的右端为正极 C．当滑片P向右调节，音箱的悬浮位置升高，电磁铁对磁体的作用力变大 D．当滑片P向左调节，音箱的悬浮位置降低，电磁铁对磁体的作用力不变 4．【实验名称】探究影响电磁铁磁性强弱的因素 【问题】电流大小是否会影响电磁铁的磁性强弱，电磁铁的磁性强弱是否与线圈匝数有关？雅欣同学用漆包线在大铁钉上绕若干匝，制成简单的电磁铁。如图甲所示，用此装置去吸引大头针。 【证据】 (1)当开关闭合后，若想图甲中电磁铁再多吸引一些大头针，滑动变阻器的滑片P应向______选填“左”或“右”端移动，多次实验并记下电流表的示数，及电磁铁吸引大头针的数量，并记录在表中： 实验序号 线圈匝数匝 电流 吸引的大头针数量枚 1 50 10 2 20 3 50 10 4 100 20 5 50 20 6 100 40 【解释】 (2)实验通过观察电磁铁______来判断电磁铁磁性的强弱。像这样，用易观测的物理现象来反映或显示不易观测的物理现象或物理量是物理学中常用的研究方法，这一方法叫作______。 (3)比较实验序号______可知，当线圈匝数一定时，电流越大，电磁铁吸引大头针的数量越多，电磁铁的磁性越强。 (4)比较实验序号3、4或5、6可知，当______一定时，电磁铁线圈匝数越少，电磁铁吸引大头针的数量越少，电磁铁的磁性越弱。 【交流】 (5)雅欣用两个匝数不同的电磁铁电阻不同设计了图乙的连接方式，其好处是______简述你的理由。 (6)电磁铁在生活、生产中应用广泛，下列装置没有电磁铁控制的是______选填序号。 ①电铃 ②司南 ③电磁起重机 ④卫生间感应式冲水器阀门 ⑤磁浮列车 5．我校科技创新社团开展“自制电磁铁及应用”的探究活动，核心任务是探究影响电磁铁磁性强弱的因素，并尝试将其应用于实际问题。 (1)他们用相同的漆包线和______（选填“钢钉”或“铁钉”）绕制成两个电磁铁A和B，B钉上绕有更多匝数的线圈，实验装置如图所示； (2)如图甲，闭合开关，将滑动变阻器的滑片P向左移动，能吸引更多的大头针，说明在线圈匝数一定时，电磁铁的磁性强弱与______有关； (3)如图乙，把电磁铁A和B串联接入电路，目的是控制通过两个线圈的______相同。闭合开关，多次移动滑动变阻器的滑片P改变电流，发现电磁铁B（匝数多）总是比电磁铁A（匝数少）吸引更多的大头针。通过比较，得出的结论是：在电流相同的情况下，电磁铁线圈的匝数越多，其磁性越强。 (4)小组设计了一个“简易硬币分拣器”模型，如图所示。传送带左侧固定一个电磁铁，下方有一强磁铁。当传送带上的混合硬币（铁质和铜质）经过电磁铁下方时，电磁铁通电。请结合你的探究结论，解释此装置如何将铁质硬币分拣出来：______； (5)有同学提出，若电磁铁磁性不够强，可能无法有效吸起较厚的铁质硬币。请你基于以上探究结论，提出一条增强该分拣器电磁铁磁性的具体可操作的改进建议：______。 ▌题型02 电磁铁的应用 1.电磁起重机： 原理：通电产生强大磁性吸起钢铁，断电磁性消失放下钢铁。 优势：搬运方便，无需捆绑，效率高。 2.电铃： 结构：包含电磁铁、衔铁、弹簧片、触点、铃碗等。 工作过程： 闭合开关，电磁铁通电产生磁性，吸引 衔铁 。 衔铁带动小锤敲击铃碗发声。 同时，衔铁运动使 触点 断开，电路断路，电磁铁失去磁性。 衔铁在弹簧片作用下弹回，触点重新接触，电路再次接通。 如此循环，电铃持续发声。 3.磁悬浮列车： 原理：利用同名磁极相互排斥或异名磁极相互吸引的原理，使列车悬浮于轨道之上，减小摩擦，提高速度。 关键：使用强大的超导电磁铁或常规电磁铁。 4.其他应用： 扬声器：变化的电流通过线圈，产生变化的磁场，与永磁体相互作用带动纸盆振动发声。 电话听筒、自动空气开关等。 1．如图是一种直流电铃的电路原理图，图中1是电磁铁，2是弹簧片，3是螺钉，4是衔铁。下列说法不正确的是（     ） A．电铃工作时，电磁铁的磁性时有时无 B．电路接通时，电磁铁右侧为N极 C．衔铁可以改用铝合金制作 D．更换电压较小的电源，电铃可能无法正常工作 2．磁浮列车悬浮在轨道上行驶，大大减小了列车受到的阻力。磁浮列车有“常导磁吸型”和“超导磁斥型”两种，如图所示的磁浮列车属于___________（选填“磁吸型”或“磁斥型”）。 3．如图甲是一款应用广泛的磁卡锁，其工作原理如图乙所示。磁卡锁开门主要是通过刷磁卡（开关闭合）来接通电源，电磁铁吸引插销，实现开门。下列说法正确的是（　　） A．插销可选用纯铜质材料制作 B．刷卡时，电磁铁的左端为S极 C．若只对调电源的正、负极，磁卡锁将无法正常工作 D．若电源电压过低，磁卡锁将无法正常工作 4．巨磁电阻效应是指某些材料的电阻随磁场变强而急剧减小的现象。如图是“巨磁电阻效应”原理的示意图，图中GMR是巨磁电阻。如果闭合开关S1、S2并使得滑片P向左滑动，观察到的指示灯的变化正确的是（    ） A．先变亮再变暗 B．先变暗再变亮 C．持续变暗 D．持续变亮 5．阅读短文，然后回答问题。 国产磁悬浮列车 如图甲所示是一款国产磁悬浮列车，车体使用了碳纤维密封材料，较铝合金减重30%。采用无接触“抱轨”的方式设计运行，避免了来自车轮与轨道的摩擦力，图乙所示的轨道下部安装有轨道线圈，在列车的下部安装有车身线圈，有电流通过时，两线圈之间就会产生强大的作用力，使列车悬浮在间距10 mm以内的轨道上方。牵引供电系统布置在地面上，采用感应发电装置分段供电，同一供电区间只能有一列列车行驶，避免追尾风险。与轮轨列车相比，磁悬浮列车运行安全、耗能低、时速大、噪声小，并且具有全寿命周期成本低的优势。 (1)车体使用了碳纤维密封材料，较铝合金减重30%，这是利用了这种材料__________的性质。 (2)由于电流的__________效应，导致两线圈中有电流通过时，会产生强大的作用力使列车悬浮；在图丙中，若A是车身线圈，B是轨道线圈，则车身线圈上端是__________（填“N”或“S”）极。 (3)磁悬浮列车采用无接触“抱轨”的方式设计运行，避免了来自车轮与轨道的__________。 2 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 16.3 电磁铁 题型01 电磁铁磁性强弱跟哪些因素有关 题型02 电磁铁的应用 ▌题型01 电磁铁磁性强弱跟哪些因素有关 1.猜想与假设： 电磁铁的磁性强弱可能与电流的大小有关； 电磁铁的磁性强弱可能与线圈的匝数有关； 电磁铁的磁性强弱可能与有无铁芯有关。 2.实验方法： 转换法：通过观察 电磁铁吸引大头针（或铁钉）数目的多少 来判断磁性的强弱。吸引越多，磁性越强。 控制变量法： 探究与电流大小的关系：保持 线圈匝数 、 铁芯 不变，改变 电流大小 。 探究与线圈匝数的关系：保持 电流大小 、 铁芯 不变，改变 线圈匝数 。 3.实验过程与结论： 探究因素 操作步骤 现象 结论 电流大小 保持匝数不变，调节滑动变阻器，增大电流 吸引的大头针数目变多 在线圈匝数一定时，电流越大，电磁铁磁性越强 线圈匝数 保持电流不变，换用匝数不同的线圈（或串联两个不同匝数的电磁铁） 匝数多的吸引大头针数目多 在电流一定时，线圈匝数越多，电磁铁磁性越强 易错提醒 串联的作用：在探究匝数对磁性的影响时，通常将两个不同匝数的电磁铁串联在电路中。目的是保证通过两个电磁铁的 电流 相等，从而严格控制变量。 铁芯的影响：有铁芯比无铁芯磁性强得多，但在初中阶段主要考察电流和匝数的影响。 1．如图所示，两个绕有线圈的铁钉串联在电路中，通电以后，吸起了一些大头针。下列说法正确的是（　　） A．此装置可以用来探究电磁感应现象 B．此实验表明磁场对电流有力的作用 C．两个铁钉钉尖的极性相同 D．此装置可以探究电磁铁磁性强弱与电流大小的关系 【答案】D 【详解】ABD．该装置带有滑动变阻器，可以改变电路中的电流大小，保持同一个电磁铁的线圈匝数不变，通过观察吸引大头针的数量，就能探究电磁铁磁性强弱与电流大小的关系，故D正确，AB错误。 C．根据安培定则判断，两个线圈电流方向相反，因此两个铁钉钉尖一个是N极、一个是S极，极性不同，故C错误。 故选D。 2．在下图所示的电路中，能使电磁铁磁性增强的是（　　） A．将滑片P向右移动 B．将滑片P向左移动 C．将开关S由触点2扳到触点1 D．将电源的正、负极对调 【答案】B 【详解】A．滑片P向右移动，连入电路的电阻增大，电源电压不变，根据欧姆定律可知电流减小，在线圈匝数和铁芯不变时，电流减小，电磁铁的磁性减弱，故A不符合题意； B．滑片P向左移动，连入电路的电阻减小，电源电压不变，根据欧姆定律可知电流增大，在线圈匝数和铁芯不变时，电流增大，电磁铁的磁性增强，故B符合题意； C．将开关S由触点2扳到触点1，电路中电源电压不变，电阻不变，根据欧姆定律可知电流不变，但线圈的匝数会变少，电磁铁的磁性减弱，故C不符合题意； D．将电源的正、负极对调，可以改变电磁铁的磁极，但不能改变电磁铁的磁性强弱，故D不符合题意。 故选B。 3．如图甲所示，为某款磁悬浮音箱，音箱悬浮在底座上空，并且通过调节底座上的旋钮来调节音箱悬浮的高度，经了解，其内部结构如图乙所示：音箱底部有一块磁体，底座内部有一个电磁铁。则（     ） A．底座内电磁铁的上端为N极 B．底座内的电源的右端为正极 C．当滑片P向右调节，音箱的悬浮位置升高，电磁铁对磁体的作用力变大 D．当滑片P向左调节，音箱的悬浮位置降低，电磁铁对磁体的作用力不变 【答案】D 【详解】A．音箱要悬浮在空中，依靠底座电磁铁和音箱底部磁体的同名磁极相互排斥。由图乙可知，音箱底部磁体下端为S极，因此底座电磁铁的上端也为S极，故A错误； B．根据安培定则，右手握住螺线管，大拇指指向下端N极，四指环绕方向为电流方向，可得电流从螺线管上端流入、下端流出，因此电源左端为正极，右端为负极，故B错误； CD．音箱静止悬浮时，受力平衡，向上的排斥力始终等于音箱的重力，重力大小不变，因此稳定后电磁铁对磁体的作用力大小始终等于重力，保持不变。滑片P向右调节，滑动变阻器接入电阻变小，电路电流变大，电磁铁磁性增强，排斥力大于重力，音箱上浮，最终悬浮位置升高，但稳定后排斥力仍等于重力，大小不变。滑片P向左调节，滑动变阻器接入电阻变大，电路电流变小，电磁铁磁性减弱，排斥力小于重力，音箱下沉，最终悬浮位置降低，稳定后排斥力仍等于重力，大小不变，故C错误，D正确。 故选D 4．【实验名称】探究影响电磁铁磁性强弱的因素 【问题】电流大小是否会影响电磁铁的磁性强弱，电磁铁的磁性强弱是否与线圈匝数有关？雅欣同学用漆包线在大铁钉上绕若干匝，制成简单的电磁铁。如图甲所示，用此装置去吸引大头针。 【证据】 (1)当开关闭合后，若想图甲中电磁铁再多吸引一些大头针，滑动变阻器的滑片P应向______选填“左”或“右”端移动，多次实验并记下电流表的示数，及电磁铁吸引大头针的数量，并记录在表中： 实验序号 线圈匝数匝 电流 吸引的大头针数量枚 1 50 10 2 20 3 50 10 4 100 20 5 50 20 6 100 40 【解释】 (2)实验通过观察电磁铁______来判断电磁铁磁性的强弱。像这样，用易观测的物理现象来反映或显示不易观测的物理现象或物理量是物理学中常用的研究方法，这一方法叫作______。 (3)比较实验序号______可知，当线圈匝数一定时，电流越大，电磁铁吸引大头针的数量越多，电磁铁的磁性越强。 (4)比较实验序号3、4或5、6可知，当______一定时，电磁铁线圈匝数越少，电磁铁吸引大头针的数量越少，电磁铁的磁性越弱。 【交流】 (5)雅欣用两个匝数不同的电磁铁电阻不同设计了图乙的连接方式，其好处是______简述你的理由。 (6)电磁铁在生活、生产中应用广泛，下列装置没有电磁铁控制的是______选填序号。 ①电铃 ②司南 ③电磁起重机 ④卫生间感应式冲水器阀门 ⑤磁浮列车 【答案】(1)左 (2) 吸引大头针的数量 转换法 (3)1、2 (4)电流 (5)可以控制通过两个电磁铁的电流相等，从而探究电磁铁磁性强弱与线圈匝数的关系 (6)② 【详解】（1）想让电磁铁多吸引大头针，需要增强磁性，匝数不变时增大电流即可增强磁性；滑片左移可减小滑动变阻器接入电阻，使电路电流增大，因此滑片向左移动。 （2）电磁铁磁性强弱无法直接观测，实验通过吸引大头针的数量反映磁性强弱，这种将不易观测的物理量转换为易观测物理量的方法，叫做转换法。 （3） 探究电流对磁性的影响时，需要控制线圈匝数相同、改变电流，实验1、2符合“线圈匝数均为50匝，电流不同”的要求。 （4）实验3、4或5、6中，控制了电流大小相同，只改变线圈匝数，因此结论的前提是电流一定。 （5）图乙中两个电磁铁串联，根据串联电路电流处处相等的特点，可以保证两个电磁铁电流相同，方便探究磁性强弱和线圈匝数的关系。 （6）电铃、电磁起重机、感应冲水器阀门、磁浮列车都应用了电磁铁；司南是天然磁石利用地磁场指示南北，没有用到电磁铁，因此选②。 5．我校科技创新社团开展“自制电磁铁及应用”的探究活动，核心任务是探究影响电磁铁磁性强弱的因素，并尝试将其应用于实际问题。 (1)他们用相同的漆包线和______（选填“钢钉”或“铁钉”）绕制成两个电磁铁A和B，B钉上绕有更多匝数的线圈，实验装置如图所示； (2)如图甲，闭合开关，将滑动变阻器的滑片P向左移动，能吸引更多的大头针，说明在线圈匝数一定时，电磁铁的磁性强弱与______有关； (3)如图乙，把电磁铁A和B串联接入电路，目的是控制通过两个线圈的______相同。闭合开关，多次移动滑动变阻器的滑片P改变电流，发现电磁铁B（匝数多）总是比电磁铁A（匝数少）吸引更多的大头针。通过比较，得出的结论是：在电流相同的情况下，电磁铁线圈的匝数越多，其磁性越强。 (4)小组设计了一个“简易硬币分拣器”模型，如图所示。传送带左侧固定一个电磁铁，下方有一强磁铁。当传送带上的混合硬币（铁质和铜质）经过电磁铁下方时，电磁铁通电。请结合你的探究结论，解释此装置如何将铁质硬币分拣出来：______； (5)有同学提出，若电磁铁磁性不够强，可能无法有效吸起较厚的铁质硬币。请你基于以上探究结论，提出一条增强该分拣器电磁铁磁性的具体可操作的改进建议：______。 【答案】(1)铁钉 (2)电流大小 (3)电流 (4)铁质硬币是铁磁性材料，会被电磁铁吸引，从而偏离传送带落入指定的收集路径；而铜质硬币作为非磁性材料，不受电磁铁的吸引，会沿着传送带继续运动并落入另一个收集路径，从而实现分拣 (5)增大电流 【详解】（1）制作电磁铁的铁芯需要选用软磁性材料，这种材料在通电时容易被磁化，断电后磁性又会迅速消失。铁钉（通常为低碳钢）属于软磁性材料，符合要求。而钢钉（通常为高碳钢）属于硬磁性材料，被磁化后会保留磁性，不适合用作电磁铁的铁芯。 （2）在图甲中，当滑动变阻器的滑片P向左移动时，接入电路的电阻减小。根据欧姆定律，在电源电压不变的情况下，电路中的电流会增大。实验现象是电磁铁吸引了更多的大头针，这表明其磁性增强了。该实验控制了线圈匝数不变，改变了电流大小，因此说明了电磁铁的磁性强弱与电流大小有关。 （3）在图乙中，电磁铁A和B被串联接入电路。根据串联电路中电流处处相等的特点，这样做可以保证通过两个电磁铁线圈的电流大小是相同的。 （4）该装置利用了电磁铁能够吸引铁、钴、镍等磁性材料的特性。铁质硬币是磁性材料，会被通电的电磁铁吸引改变运动路径，铜质硬币是非磁性材料，不会被吸引，保持原运动状态，实现分拣。 （5）根据前面的探究结论，电磁铁的磁性强弱与线圈匝数和电流大小有关。要增强电磁铁的磁性，可以采取以下措施：在铁芯上缠绕更多的线圈，即增加线圈的匝数。增大通过线圈的电流，具体操作可以是增大电源电压（例如，增加串联电池的节数）或减小电路中的总电阻。 ▌题型02 电磁铁的应用 1.电磁起重机： 原理：通电产生强大磁性吸起钢铁，断电磁性消失放下钢铁。 优势：搬运方便，无需捆绑，效率高。 2.电铃： 结构：包含电磁铁、衔铁、弹簧片、触点、铃碗等。 工作过程： 闭合开关，电磁铁通电产生磁性，吸引 衔铁 。 衔铁带动小锤敲击铃碗发声。 同时，衔铁运动使 触点 断开，电路断路，电磁铁失去磁性。 衔铁在弹簧片作用下弹回，触点重新接触，电路再次接通。 如此循环，电铃持续发声。 3.磁悬浮列车： 原理：利用同名磁极相互排斥或异名磁极相互吸引的原理，使列车悬浮于轨道之上，减小摩擦，提高速度。 关键：使用强大的超导电磁铁或常规电磁铁。 4.其他应用： 扬声器：变化的电流通过线圈，产生变化的磁场，与永磁体相互作用带动纸盆振动发声。 电话听筒、自动空气开关等。 1．如图是一种直流电铃的电路原理图，图中1是电磁铁，2是弹簧片，3是螺钉，4是衔铁。下列说法不正确的是（     ） A．电铃工作时，电磁铁的磁性时有时无 B．电路接通时，电磁铁右侧为N极 C．衔铁可以改用铝合金制作 D．更换电压较小的电源，电铃可能无法正常工作 【答案】C 【详解】A．电铃工作时，电路不断通断切换，电路接通时电磁铁有磁性，吸引衔铁后电路断开，电磁铁磁性消失，弹簧片弹回衔铁后电路再次接通，因此电磁铁磁性时有时无，故A正确，不符合题意； B．根据安培定则，可得电磁铁右端为N极，故B正确，不符合题意； C．电磁铁只能吸引铁磁性材料，铝合金不是铁磁性材料，无法被电磁铁吸引，因此衔铁不能改用铝合金制作，故C错误，符合题意； D．更换电压较小的电源后，电路电流变小，电磁铁磁性减弱，若磁性不足无法吸引衔铁，电铃就无法正常工作，故D正确，不符合题意。 故选 C。 2．磁浮列车悬浮在轨道上行驶，大大减小了列车受到的阻力。磁浮列车有“常导磁吸型”和“超导磁斥型”两种，如图所示的磁浮列车属于___________（选填“磁吸型”或“磁斥型”）。 【答案】磁吸型 【详解】分析图示可知，车身的电磁铁在轨道下方，且车身受到的重力竖直向下，要使列车悬浮在轨道上行驶，则轨道线圈对车身线圈应该有向上的吸引力，是通过异名磁极相互吸引来实现列车悬浮的，所以该磁悬浮列车属于磁吸型。 3．如图甲是一款应用广泛的磁卡锁，其工作原理如图乙所示。磁卡锁开门主要是通过刷磁卡（开关闭合）来接通电源，电磁铁吸引插销，实现开门。下列说法正确的是（　　） A．插销可选用纯铜质材料制作 B．刷卡时，电磁铁的左端为S极 C．若只对调电源的正、负极，磁卡锁将无法正常工作 D．若电源电压过低，磁卡锁将无法正常工作 【答案】D 【详解】A．插销需要被电磁铁吸引，而纯铜不是磁性材料，无法被电磁铁吸引，故插销不能用纯铜制作，故A错误； B．由图可知，电流从电磁铁的左端流入，右端流出，由安培定则可知，电磁铁的左端为N极，故B错误； C．若只对调电源的正负极，电磁铁的磁极会对调，但仍具有磁性，依然能吸引插销，所以磁卡仍能正常工作，故C错误； D．电磁铁的磁性强弱与电流大小有关，电源电压过低时，电路中电流会变小，电磁铁的磁性变弱，可能无法吸引插销，导致磁卡无法正常工作，故D正确。 故选D。 4．巨磁电阻效应是指某些材料的电阻随磁场变强而急剧减小的现象。如图是“巨磁电阻效应”原理的示意图，图中GMR是巨磁电阻。如果闭合开关S1、S2并使得滑片P向左滑动，观察到的指示灯的变化正确的是（    ） A．先变亮再变暗 B．先变暗再变亮 C．持续变暗 D．持续变亮 【答案】D 【详解】滑片向左滑动，滑动变阻器接入电路的电阻变小，由欧姆定律可知，通过电磁铁的电流变大，电磁铁的磁性增强，巨磁电阻的阻值减小，右侧工作电路中的电流增大，则指示灯变亮。故选D。 5．阅读短文，然后回答问题。 国产磁悬浮列车 如图甲所示是一款国产磁悬浮列车，车体使用了碳纤维密封材料，较铝合金减重30%。采用无接触“抱轨”的方式设计运行，避免了来自车轮与轨道的摩擦力，图乙所示的轨道下部安装有轨道线圈，在列车的下部安装有车身线圈，有电流通过时，两线圈之间就会产生强大的作用力，使列车悬浮在间距10 mm以内的轨道上方。牵引供电系统布置在地面上，采用感应发电装置分段供电，同一供电区间只能有一列列车行驶，避免追尾风险。与轮轨列车相比，磁悬浮列车运行安全、耗能低、时速大、噪声小，并且具有全寿命周期成本低的优势。 (1)车体使用了碳纤维密封材料，较铝合金减重30%，这是利用了这种材料__________的性质。 (2)由于电流的__________效应，导致两线圈中有电流通过时，会产生强大的作用力使列车悬浮；在图丙中，若A是车身线圈，B是轨道线圈，则车身线圈上端是__________（填“N”或“S”）极。 (3)磁悬浮列车采用无接触“抱轨”的方式设计运行，避免了来自车轮与轨道的__________。 【答案】(1)密度小 (2) 磁 N (3)摩擦力 【详解】（1）相同体积的车体，碳纤维比铝合金质量更小，说明碳纤维的密度更小，因此这是利用了这种材料密度小性质。 （2）电流流过导体时，导体周围会产生磁场，这是电流的磁效应，两线圈通电后依靠磁场获得作用力使列车悬浮。 根据安培定则，右手握住轨道线圈B，四指顺着电流方向，可判断出B的上端为N极，下端为S极；要让列车悬浮，需要向上的力平衡车身重力，因此车身线圈A的上端需要和B的下端异名磁极相吸，因此车身线圈A上端为N极。 （3）无接触“抱轨”设计让车轮和轨道脱离接触，避免了车轮与轨道之间的摩擦力。 2 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $