第十六章 磁场 电磁铁（复习讲义）物理新教材沪粤版九年级下册

第十六章 磁场 电磁铁 复习要点 1. 知道磁性、磁体、磁极的概念，掌握磁极间的相互作用规律，了解磁化现象。 2. 理解磁场的基本性质，知道磁场的方向规定；会看磁感线，掌握条形磁铁、U 形磁铁磁感线分布特点。 3. 知道地磁场，了解地磁两极与地理两极的关系，知道磁偏角。 4. 掌握奥斯特实验，理解电流的磁效应，知道通电直导线周围存在磁场。 5. 掌握通电螺线管的磁场分布，会利用安培定则（右手螺旋定则）判断通电螺线管磁极与电流方向。 6. 认识电磁铁，理解电磁铁的工作原理；知道影响电磁铁磁性强弱的因素：电流大小、线圈匝数、有无铁芯。 7. 了解电磁铁的优点：磁性有无由通断电控制、磁性强弱由电流大小 / 匝数控制、磁极方向由电流方向控制。 8. 了解电磁继电器的结构与工作原理，区分控制电路、工作电路；知道电磁继电器是利用电磁铁实现低电压弱电流控制高电压强电流。 9. 能够辨析磁体磁场与电流磁场，区分普通永磁体与电磁铁。 10. 会分析电磁铁、电磁继电器在生活生产当中的实际应用实例。 复习重难点 重点：磁极间相互作用；磁场与磁感线；奥斯特实验；安培定则；影响电磁铁磁性强弱的因素；电磁继电器工作原理。 难点：磁感线的理解；安培定则的熟练使用；电磁继电器控制电路与工作电路的分析。 要点 磁现象 磁场 1、磁现象基础 （1）磁性：物体能够吸引 、 、 等物质的性质。 （2）磁体：具有磁性的物体；分为永磁体（条形、蹄形）、电磁铁。 （3）磁极：磁体上磁性 的部位；任何磁体都有两个磁极： （N）极、 （S）极。 （4）磁极间相互作用规律：同名磁极相互 ，异名磁极相互 。 （5）磁化：使原来没有磁性的物体获得磁性的过程；钢磁化后磁性可以长期保留，铁磁化后磁性容易消失。 2、磁场 （1）磁体周围存在 ，磁场看不见摸不着，但是客观存在；磁场的基本性质：对放入其中的磁体产生磁力的作用。 （2）磁场方向规定：在磁场中某一点，小磁针静止时 极所指的方向就是该点的磁场方向。 3、磁感线 （1）磁感线是为描述磁场假想出来的曲线，不是真实存在。 （2）磁体外部磁感线方向：从 极出发，回到 极；内部从 极到 极，形成闭合曲线。 （3）磁感线疏密代表磁场强弱：越密，磁场越 ；磁极位置磁感线最密集。 4、地磁场 地球本身是一个巨大磁体；地磁北极在地理 极附近，地磁南极在地理 极附近；地磁两极和地理两极不完全重合，存在 ，我国宋代 最早记录磁偏角。 易错提醒 ①相互吸引不一定是异名磁极，也可能是磁体吸引铁钴镍类磁性材料。 ②磁感线是假想模型，不能说磁场由磁感线组成 要点速测 1．关于磁现象，下列说法正确的是（　　） A．指南针静止时N极指向地理的南方 B．地磁的北极在地理南极附近 C．地磁两极与地理两极完全重合 D．磁感线在磁体周围真实存在 2．（多选）关于下列四幅图的描述正确的是（   ） A．甲图中 Q 点的磁场比 P 点的强 B．乙图中地球磁场的 N 极在地理的南极附近 C．丙图中两个条形磁铁相互靠拢合并时铁钉将吸得更牢 D．丁图中让钢棒AB 靠近条形磁体，若它们相互吸引，则钢棒具有磁性 要点 电流的磁效应、通电螺线管 1、奥斯特实验 （1）实验现象：通电直导线下方小磁针发生 ；断电，小磁针回到原来指向；改变电流方向，小磁针偏转方向 。 （2）实验结论：通电导体周围存在 ；磁场方向和 方向有关，该现象叫做电流的 。 2、通电螺线管 （1）通电螺线管外部磁场分布和 磁铁相似。 （2）安培定则（右手螺旋定则）： 手握住螺线管，四指弯向螺线管中 环绕方向，大拇指所指那一端就是通电螺线管的 极。 特别提醒 安培定则操作要点 看清楚螺线管上电流环绕方向，不是电源正负极方向，四指顺着线圈绕向。 要点速测 3．将一条形磁体放在小车上并靠近螺线管，闭合开关后，螺线管周围A点的小磁针静止后如图所示（黑色为N极），且小车向右运动，请在电源左端的括号内标出“+”或“-”极，在小车右端的括号内标出“N”或“S”极。 4．（多选）如图是探究“通电螺线管外部磁场方向”的实验示意图。闭合开关后，小磁针静止时的指向如图中所示，下列说法正确的是（     ） A．电源右端为正极 B．闭合开关后，点的磁场方向水平向左 C．闭合开关前，小磁针的极指向地理北极 D．若改变螺线管中电流方向，小磁针极所指方向不变 要点 电磁铁 1、电磁铁构造：螺线管内部插入 ，就构成电磁铁。 2、工作原理：电流的磁效应。通电，线圈产生磁场，铁芯被磁化增强磁场；断电，磁性基本消失。 3、探究：影响电磁铁磁性强弱的因素 控制变量法实验： ①线圈匝数不变，增大电流，电磁铁吸引大头针数目变多→ 越大，磁性越强； ②电流大小不变，增加线圈匝数，吸引大头针变多→ 越多，磁性越强； ③有铁芯对比无铁芯，有铁芯磁性显著 。 ✅总结：电磁铁磁性强弱与 大小、 、 有关。 4、电磁铁的优点 ①磁性有无：由电路通、断电控制；通电有磁性，断电无磁性。 ②磁性强弱：改变 大小、改变 调节磁性强弱。 ③磁极方向：改变线圈中 方向，改变电磁铁 N、S 磁极。 易错提醒 电磁铁不是永磁体，断电磁性消失；铁芯要用软铁，不能用钢。 要点速测 5．探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”实验，装置如图所示。 (1)实验中通过观察________来判断电磁铁磁性的强弱，这种研究方法叫________法。 (2)图中将甲、乙两个电磁铁串联，目的是使通过它们的________相等，可探究电磁铁磁性强弱与________的关系。 (3)图中移动滑动变阻器的滑片，改变电路中的电流，可探究电磁铁磁性强弱与________的关系。 (4)若要使电磁铁的磁性增强，可采取的措施有________（写出一条即可）。 (5)电磁铁的优点是________（写出一条即可）。 6．下图是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中电流方向如图所示，螺线管B的上方是________（选填“N”或“S”）极，螺线管B与电磁铁A之间相互________（选填“排斥”或“吸引”），从而使列车悬浮在铁轨上方。若增大电流，车身将________（选填“上升”或“下降”）一些。 要点 电磁继电器 1、电磁继电器结构：电磁铁、衔铁、弹簧、静触点、动触点。 2、电路分为两部分 ①控制电路： 压电源、开关、电磁铁； ②工作电路： 压电源、用电器、触点。 3、工作原理：开关闭合， 电路通电，电磁铁产生磁性，吸下 ，工作电路 接通；断开控制电路开关，电磁铁断电失去磁性， 拉起衔铁，工作电路 。 4、作用：利用 电压、 电流的控制电路间接控制 电压、 电流的工作电路；可以实现远程控制、自动控制。 特别提醒 电磁继电器本质是利用电磁铁制作的电控开关。 要点速测 7．如图是小磊利用光敏电阻和电磁继电器等元件设计的“智能照明灯”电路（控制电路的电源电压不变）。设计要求是：天暗时灯自动点亮，天亮时自动熄灭；则的阻值随光照强度的增大而_______。（选填“增大”或“减小”）闭合开关，当光照强度增大时，电流表的示数________。（选填“增大”或“减小”） 8．（多选）如图所示，下列说法正确的是（     ） A．当S1断开S2闭合时，红灯亮 B．当S1断开S2闭合时，绿灯亮 C．当S1闭合S2断开时，绿灯亮 D．当S1、S2均闭合时，红灯亮 难点 安培定则应用 解题步骤： 1. 看清螺线管线圈绕线方式； 2. 确定线圈上电流的环绕方向； 3. 右手握住螺线管，四指顺着电流环绕方向，大拇指指向即为 N 极。 拓展：已知磁极，反推电流方向、电源正负极。 解题要点：四指跟随线圈绕向，不是简单指向电流从正极流出方向。 难点 安培定则应用 解题步骤： 1. 区分哪部分是控制电路，哪部分是工作电路； 2. 看控制电路开关通断：通电→电磁铁有磁性，吸衔铁；断电→电磁铁无磁性，弹簧复位； 3. 判断触点接通、断开状态，判断工作电路用电器工作情况。 考点 磁现象、磁场 ▌例1 利用如图所示装置探究磁化过程，如图甲，在固定的软铁棒M下方撒一层铁粉，软铁棒不吸引铁粉；当把一根条形磁铁固定在软铁棒上方附近时，铁粉被软铁棒吸引，如图乙。以下关于此实验的观点不正确的是（     ） A．甲图到乙图的过程叫磁化 B．乙图中软铁棒的上端是S极 C．若把乙图中磁体移走，铁棒的磁性将消失 D．若将乙图中铁棒换成钢棒，被吸引的铁屑会减少 ▌迁移练1-1 （多选）他们通过翻阅资料，找到如图所示为北宋《武经总要》中记载的指南鱼。用时把水碗置于无风处，注水，平放鱼在水面令其漂浮，鱼首指向南方。则指南鱼（     ） A．周围存在磁场 B．鱼首的磁极为N极 C．可以吸引各种金属 D．鱼尾指向地磁南极 ▌迁移练1-2 小组成员用条形磁体、大号缝衣针、硬卡纸、橡皮、大头针制作简易指南针，制作过程如下： ①取两枚大号钢质缝衣针，“？”，使缝衣针磁化。 ②将1张硬壳卡纸折成直角，将两枚被磁化的缝衣针对称地穿在卡纸两侧（如图乙），用1块橡皮和1枚大头针做成支座。 ③确定简易指南针能否指向南北方向。 (1)请将①中的实验步骤“？”补充完整：________________________。 (2)将条形磁铁S极靠近图乙中缝衣针针尖，缝衣针被排斥，则缝衣针针尖的磁极为________极。 (3)在不添加器材的情况下，若要确定简易指南针是否能够指示南北，应如何操作？________________。 考点 奥斯特实验、安培定则 ▌例1 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，观察到小磁针偏转。下列说法错误的是（　　） A．此实验说明通电导体周围存在磁场 B．改变电流方向，小磁针偏转方向可能不变 C．实验中小磁针的作用是检测电流产生的磁场 D．将导线断开，小磁针N极将指向地理的北极 ▌迁移练1-1 如图，将小磁针（N极涂黑）放置在通电螺线管产生的磁场中，小磁针静止时指向正确的是（     ） A． B． C． D． ▌迁移练1-2 如图所示的是小明同学探究“通电螺线管的磁场方向”的实验示意图。实验时，在圆圈位置放置小磁针，闭合开关，画出不同位置小磁针静止时N极的指向。下列说法正确的是（     ） A．用铁屑代替小磁针也可以达到实验目的 B．对调电源正负极，闭合开关，通电螺线管的磁场方向不变 C．开关闭合前，放置在a、b处的小磁针静止时N极指向相反 D．闭合开关前，放置在a、b处的小磁针静止时N极指向相同 考点 电磁铁磁性强弱 ▌例1 如图所示，给电磁铁通电一段时间后，小磁体及弹簧保持静止。将滑动变阻器的滑片向b端移动后，下列关于电流表示数和弹簧长度变化的说法中正确的是（　　） A．电流表示数增大，弹簧的长度增加 B．电流表示数增大，弹簧的长度减小 C．电流表示数减小，弹簧的长度增加 D．电流表示数减小，弹簧的长度减小 ▌迁移练1-1 如图是磁悬浮列车工作原理图，通电时强大的磁力使列车悬浮在轨道上。请在图中标出通电螺线管下端的极性及电源的正、负极。 ▌迁移练1-2 小张在探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”实验中，用铁钉制成简易电磁铁甲、乙，并设计了如图所示的电路。 (1)实验中通过对比观察甲、乙吸引大头针数量的不同，可以判断电磁铁的磁性强弱与____________有关。 (2)滑片P向右端移动时，甲的磁性将____________（填“变强”“变弱”或“不变”）。 (3)实验发现被电磁铁吸引的大头针下端是分散的，其原因是：________________________________________________________________________。 考点 电磁继电器 ▌例1 实验室某恒温箱模拟电路如图所示，控制电路电压=100Ω，热敏电阻R；安装在恒温箱内，热敏电阻R1的阻值随温度的升高而增大，工作电路中R2为加热电阻。闭合开关S，电磁铁把衔铁吸下，工作电路接通，此时电磁铁的上端为___________极。随着恒温箱内温度的升高，电磁铁的磁性将___________（选填“增强”或“减弱”），当电磁铁的电流减小为30mA时，衔铁弹起，工作电路停止加热，此时R1的阻值为___________Ω。 ▌迁移练1-1 某空调自动控制部件的简化示意图如图。控制电路通电后，小磁针偏转到图示位置静止。当室温高于设定温度时，继电器使压缩机开始制冷；当室温降到设定温度以下时，继电器使压缩机停止工作。热敏元件有甲、乙两类，随温度的升高，甲的阻值增大，乙的阻值减小。则（     ） A．电磁铁上端是S极 B．控制电路电源的P端是正极 C．室温升高时，控制电路的电流变大 D．本图的热敏元件应选甲 ▌迁移练1-2 巨磁电阻（GMR）效应是指某些材料的电阻在磁场中随磁场的增强而急剧减小的现象。如图所示电路，电源电压U不超过指示灯额定电压，GMR是巨磁电阻。闭合开关、，则（     ） A．电磁铁B端是N极 B．向左移动滑片P，电磁铁磁性变弱 C．向左移动滑片P，GMR两端的电压增大 D．向右移动滑片P，指示灯会变暗 基础达标 1．关于磁场和磁感线，下列说法不正确的是（     ） A．磁场是客观存在的物质，磁感线是人为引入并非真实存在的曲线 B．物理学规定磁感线上任意一点的切线方向表示该点的磁场方向 C．磁感线从磁体的S极出发，回到N极，所以磁铁内部不能有磁感线 D．磁感线分布越密的地方，磁场越强 2．如图所示，下列关于磁现象的分析中，说法错误的是（     ） A．甲图中，在条形磁铁周围撒上铁屑后轻敲玻璃板，能观察到条形磁铁的磁感线。 B．乙图中，地面附近能自由转动的小磁针静止时，N极指向地理北极附近 C．丙图中，小磁针N极的受力方向，与通电螺线管在该点的磁感线切线方向相同 D．丁图中，U形磁铁在靠近磁极处的磁感线分布比较密，说明靠近磁极处的磁场比较强 3．如图所示是小威设计的线圈指南针，铜片和锌片分别与线圈两端相连，铜片和锌片放入食盐水中构成了化学电池，铜片为正极，锌片为负极，浮在液面上的线圈就能指示方向了。关于该装置的分析正确的是（     ） A．线圈能够指示方向是因为存在地磁场 B．线圈右端为S极 C．线圈匝数越多，磁性越弱 D．线圈的磁极方向与铜片和锌片的位置无关 4．弹簧测力计下竖直悬挂着一铁块，当条形磁体的极从图中位置向左匀速运动到铁块正下方的过程中，能反映弹簧测力计示数随时间变化情况的图像是（     ） A． B． C． D． 5．为了交通安全，货车上高速公路前要进行超载检查。如图-1是某道路超载报警器的工作原理，控制电路电源电压恒为12V，R2是压敏电阻，阻值随压力的变化如图-2。闭合开关S，当压敏电阻受到的压力达到40000N时，电磁铁线圈中的电流为0.1A，此时衔铁被吸下，动触点K与触点A断开，同时与触点B接触，报警铃声响起。电磁铁线圈电阻不计，下列说法正确的是（     ） A．检查时，车的质量越大电磁铁的磁性越弱 B．当控制电路中的总电阻为40Ω时，报警铃声开始响起 C．当R1的功率为0.4W时，报警铃声开始响起 D．若要提高设定的限载质量，应将滑片P向右移动 6．如图所示的装置图中，小聪画出了闭合开关后条形磁体在水平面上受到的静摩擦力的示意图，则电源的右端为______（选填“正”或“负”）极。 7．如图所示的是小明设计的电磁起重机的工作原理图，该电磁起重机通电后下方吸引铁钉的部位是________（选填“N”或“S”）极。 8．心肺机用“电动泵”替代心脏，推动血液循环， “电动泵”的工作原理如图，将线圈 ab固定在活塞一端，利用其与固定磁体间的相互作用带动活塞运动，从而使血液定向流动。阀门K1、K2都只能单向开启，反向则封闭管路，当线圈中的电流从a流向b时，线圈左端是_____极，此时“电动泵”处于______（选填“抽血”或“送血”）状态。 9．电梯设置了超载自动报警系统，其简化电路如图所示，电梯箱底层装有压敏电阻R1，R2为保护电阻，K为动触点，A、B为静触点，当出现超载情况时，电铃将发出报警声，此时电梯_____（选填“能”或“不能”）运行，电梯超载时报警说明压敏电阻的阻值随压力增大而_____（选填“增大”或“减小”），如果用阻值较小的电阻替换R2电梯可乘人数将_____（选填“变多”、“不受影响”或“变少”）（说明：电梯可乘人数是以每个人质量均为60kg计算） 10．在探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”实验中，小明制成简易电磁铁甲、乙，并设计了如图所示的电路。 (1)当滑动变阻器滑片向左移动时，电磁铁甲，乙吸引大头针个数________（选填“增加”或“减少”），说明电流越___________，电磁铁磁性越强； (2)电磁铁吸引的大头针下端分散的原因是__________________________； (3)本实验进行了多次实验，多次实验的目的和下列实验多次实验的目的相同的是___________。 A．伏安法测量定值电阻的阻值 B．探究并联电路电流规律 C．测量小石块的密度 能力进阶 11．2025年12月，超导电动磁悬浮技术已突破“吨级试验车2秒内加速至700公里/小时”的最快纪录。超导高速磁悬浮的核心技术是利用电流的______效应，车载超导线圈（电阻为零，电流可无损耗流动）通电后产生强磁场与轨道线圈磁场相互作用，从而实现列车与轨道间的无接触悬浮及推进。图（a）所示是磁悬浮列车的结构示意图，图（b）所示是电磁铁A、B的简易原理图，根据学过的知识判断电磁铁A下端为______极；当磁悬浮列车加速驶出车站时，列车的动能______。行驶时若要刹车减速，请结合电磁知识提出方案：______。 12．（多选）图甲为某无人机内发动机限速的简化电路图，当飞行速度达到350km/h时，衔铁刚好被吸下，油门C随衔铁向下平移使喷油量减小，无人机速度不再增大。已知电源电压为12V，定值电阻为25Ω，电磁铁线圈的电阻不计，图乙为电阻R的阻值随飞行速度v变化的关系图。下列说法正确的是（     ） A．电磁铁下端的极性为N极 B．当飞行速度为140km/h时，电阻R两端的电压为7.5V C．当飞行速度从70km/h增加到210km/h的过程中，电路的总功率增大了 D．当飞行速度为210km/h时，电路中的电流为0.3A 13．国家规定燃气灶须安装熄火自动保护装置，在意外熄火（如汤水溢出）时，装置能自动关闭气路。图甲为小华设计的模拟装置示意图。电源电压U＝6 V，定值电阻。当电磁铁线圈中的电流时，衔铁K被释放从而关闭气路（未画出）启动保护，反之打开气路。线圈阻值不计，热敏电阻的阻值与温度的关系如图乙中图线①所示。闭合开关S，求： (1)停止加热（意外熄火）后，随着温度降低，线圈中电流将变_______（填“大”或“小”）。 (2)当温度为20℃时，电路的总功率是多大？ (3)装置启动保护时，的温度是多少？ 14．（多选）如图，是汽车尾气中CO（一氧化碳）排放量的检测电路的简化电路。当CO浓度高于某一设定值时，报警装置发声报警。闭合开关，下列说法正确的是（     ） A．气敏电阻阻值随浓度的增大而增大 B．当浓度升高，电磁铁磁性减弱 C．增大的电压值可以使检测电路在浓度较低时报警 D．将的滑片下移，检测电路在浓度更高时报警 15．2025年12月26日，世界最长高速公路隧道——天山胜利隧道及其所在的G0711乌鲁木齐至尉犁高速公路（简称“乌尉高速”）全线通车。 (1)天山胜利隧道全长22.13 km，隧道内限速80 km/h。则一辆新能源纯电车通过隧道至少需要___________分钟（结果保留一位小数）。若一家用新能源纯电车质量约为1600 kg，该车通过该隧道时给隧道路面的压强大约为___________（选填104、105或106）Pa；若掘进机刀盘直径为8.00 m，每分钟前进80 mm，若掘进机1分钟内击碎的石料质量约为7.68 t，则岩石密度为___________（π取3）g/cm3。 (2)隧道中装有氧气报警器，如图所示为原理示意图。气敏电阻R随氧气浓度升高而增大。闭合开关S后，电磁铁上端为___________ 极‌；当B灯亮起时，说明隧道内氧气浓度___________（填“过高”或“过低”）。考虑电磁铁有电阻，若氧气浓度升高，气敏电阻R两端电压将___（选填 “变大”“变小” 或 “不变”）。 (3)新能源纯电动汽车以蓄电池为电源，其蓄电池参数为60 V·20 A·h。蓄电池储存的电能为___________ J；当该汽车以80 km/h匀速行驶时，电动机消耗电能的功率为16 kW，此过程电能转化为机械能的效率为72%；当速度提升至100 km/h时，功率增至24 kW，已知空气阻力与速度的平方成正比，求牵引力做的功与消耗电能之比为___________ %。 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $ 第十六章 磁场 电磁铁 复习要点 1. 知道磁性、磁体、磁极的概念，掌握磁极间的相互作用规律，了解磁化现象。 2. 理解磁场的基本性质，知道磁场的方向规定；会看磁感线，掌握条形磁铁、U 形磁铁磁感线分布特点。 3. 知道地磁场，了解地磁两极与地理两极的关系，知道磁偏角。 4. 掌握奥斯特实验，理解电流的磁效应，知道通电直导线周围存在磁场。 5. 掌握通电螺线管的磁场分布，会利用安培定则（右手螺旋定则）判断通电螺线管磁极与电流方向。 6. 认识电磁铁，理解电磁铁的工作原理；知道影响电磁铁磁性强弱的因素：电流大小、线圈匝数、有无铁芯。 7. 了解电磁铁的优点：磁性有无由通断电控制、磁性强弱由电流大小 / 匝数控制、磁极方向由电流方向控制。 8. 了解电磁继电器的结构与工作原理，区分控制电路、工作电路；知道电磁继电器是利用电磁铁实现低电压弱电流控制高电压强电流。 9. 能够辨析磁体磁场与电流磁场，区分普通永磁体与电磁铁。 10. 会分析电磁铁、电磁继电器在生活生产当中的实际应用实例。 复习重难点 重点：磁极间相互作用；磁场与磁感线；奥斯特实验；安培定则；影响电磁铁磁性强弱的因素；电磁继电器工作原理。 难点：磁感线的理解；安培定则的熟练使用；电磁继电器控制电路与工作电路的分析。 要点 磁现象 磁场 1、磁现象基础 （1）磁性：物体能够吸引 铁 、 钴 、 镍 等物质的性质。 （2）磁体：具有磁性的物体；分为永磁体（条形、蹄形）、电磁铁。 （3）磁极：磁体上磁性 最强 的部位；任何磁体都有两个磁极： 北 （N）极、 南 （S）极。 （4）磁极间相互作用规律：同名磁极相互 排斥 ，异名磁极相互 吸引 。 （5）磁化：使原来没有磁性的物体获得磁性的过程；钢磁化后磁性可以长期保留，铁磁化后磁性容易消失。 2、磁场 （1）磁体周围存在 磁场 ，磁场看不见摸不着，但是客观存在；磁场的基本性质：对放入其中的磁体产生磁力的作用。 （2）磁场方向规定：在磁场中某一点，小磁针静止时 N 极所指的方向就是该点的磁场方向。 3、磁感线 （1）磁感线是为描述磁场假想出来的曲线，不是真实存在。 （2）磁体外部磁感线方向：从 N 极出发，回到 S 极；内部从 S 极到 N 极，形成闭合曲线。 （3）磁感线疏密代表磁场强弱：越密，磁场越 强 ；磁极位置磁感线最密集。 4、地磁场 地球本身是一个巨大磁体；地磁北极在地理 南 极附近，地磁南极在地理 北 极附近；地磁两极和地理两极不完全重合，存在 磁偏角 ，我国宋代 沈括 最早记录磁偏角。 易错提醒 ①相互吸引不一定是异名磁极，也可能是磁体吸引铁钴镍类磁性材料。 ②磁感线是假想模型，不能说磁场由磁感线组成 要点速测 1．关于磁现象，下列说法正确的是（　　） A．指南针静止时N极指向地理的南方 B．地磁的北极在地理南极附近 C．地磁两极与地理两极完全重合 D．磁感线在磁体周围真实存在 【答案】B 【详解】A．指南针静止时N极指向地理的北方，故A错误； B．地磁的两极与地理的两极相反，地磁的北极在地理南极附近，故B正确； C．地磁两极与地理两极并不完全重合，存在磁偏角，故C错误； D．磁感线是为了形象描述磁场而假想的曲线，并非真实存在，故D错误。 故选B。 2．（多选）关于下列四幅图的描述正确的是（   ） A．甲图中 Q 点的磁场比 P 点的强 B．乙图中地球磁场的 N 极在地理的南极附近 C．丙图中两个条形磁铁相互靠拢合并时铁钉将吸得更牢 D．丁图中让钢棒AB 靠近条形磁体，若它们相互吸引，则钢棒具有磁性 【答案】AB 【详解】A．在磁体外部，磁感线越密集的地方磁场越强，甲图中Q点的磁感线比P点密集，所以甲图中 Q 点的磁场比 P 点的强，故A正确； B‌．地球是一个大磁体，地磁场的N极在地理的南极附近，地磁场的S极在地理的北极附近，故B正确； C‌．同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，当丙图中两个条形磁铁相互靠拢合并时，会成为一个新的条形磁体，铁钉所在位置成为“新条形磁体”的中间位置，磁性很弱，铁钉将落下，而不是吸得更牢，故C错误； D‌．用钢棒靠近条形磁体时，即使钢棒没有磁性，由于磁体能吸引钢铁等物质，它们也会相互吸引；或者钢棒有磁性且靠近条形磁体的是异名磁极时也会相互吸引，所以不能仅根据相互吸引就判定钢棒具有磁性，故D错误。 故选AB。 要点 电流的磁效应、通电螺线管 1、奥斯特实验 （1）实验现象：通电直导线下方小磁针发生 偏转 ；断电，小磁针回到原来指向；改变电流方向，小磁针偏转方向 反转 。 （2）实验结论：通电导体周围存在 磁场 ；磁场方向和 电流 方向有关，该现象叫做电流的 磁效应 。 2、通电螺线管 （1）通电螺线管外部磁场分布和 条形 磁铁相似。 （2）安培定则（右手螺旋定则）： 右 手握住螺线管，四指弯向螺线管中 电流 环绕方向，大拇指所指那一端就是通电螺线管的 N 极。 特别提醒 安培定则操作要点 看清楚螺线管上电流环绕方向，不是电源正负极方向，四指顺着线圈绕向。 要点速测 3．将一条形磁体放在小车上并靠近螺线管，闭合开关后，螺线管周围A点的小磁针静止后如图所示（黑色为N极），且小车向右运动，请在电源左端的括号内标出“+”或“-”极，在小车右端的括号内标出“N”或“S”极。 【答案】 【详解】小磁针静止时N极指向右上方，根据同名磁极相互排斥、异名磁极相互吸引可知，螺线管的右端为S极，左端为N极。因为小车向右运动，说明条形磁体与螺线管之间是排斥力，所以条形磁体的左端为S极，右端为N极。根据安培定则，右手握住螺线管，大拇指指向螺线管的N极（左端），四指弯曲的方向为电流的方向，所以电流从螺线管的右端流入，左端流出，那么电源的左端为负极（-）。如图所示： 4．（多选）如图是探究“通电螺线管外部磁场方向”的实验示意图。闭合开关后，小磁针静止时的指向如图中所示，下列说法正确的是（     ） A．电源右端为正极 B．闭合开关后，点的磁场方向水平向左 C．闭合开关前，小磁针的极指向地理北极 D．若改变螺线管中电流方向，小磁针极所指方向不变 【答案】BC 【详解】小磁针静止时N极的指向为该点的磁场方向，图中小磁针N极向右，因此通电螺线管右侧磁场方向向右，可得通电螺线管右端为N极，左端为S极； A．根据安培定则：右手握住螺线管，大拇指指向右端N极，四指弯曲方向为电流方向，可得电流从螺线管左端流入、右端流出，因此电源左端是正极，右端是负极，故A错误； B．电螺线管外部的磁场规律是从N极指向S极，本题N极在右、S极在左，因此螺线管上方A点的磁场方向从右指向左，即水平向左，故B正确； C．闭合开关前，螺线管没有电流，无磁性，小磁针仅受地磁场作用，自由静止的小磁针N极一定指向地理北极附近，故C正确； D．通电螺线管的磁场方向和电流方向有关，改变螺线管中电流方向，磁场方向改变，因此小磁针N极的指向也会发生改变，故D错误。 故选BC。 要点 电磁铁 1、电磁铁构造：螺线管内部插入 铁芯 ，就构成电磁铁。 2、工作原理：电流的磁效应。通电，线圈产生磁场，铁芯被磁化增强磁场；断电，磁性基本消失。 3、探究：影响电磁铁磁性强弱的因素 控制变量法实验： ①线圈匝数不变，增大电流，电磁铁吸引大头针数目变多→ 电流 越大，磁性越强； ②电流大小不变，增加线圈匝数，吸引大头针变多→ 线圈匝数 越多，磁性越强； ③有铁芯对比无铁芯，有铁芯磁性显著 增强 。 ✅总结：电磁铁磁性强弱与 电流 大小、 线圈匝数 、 有无铁芯 有关。 4、电磁铁的优点 ①磁性有无：由电路通、断电控制；通电有磁性，断电无磁性。 ②磁性强弱：改变 电流 大小、改变 线圈匝数 调节磁性强弱。 ③磁极方向：改变线圈中 电流 方向，改变电磁铁 N、S 磁极。 易错提醒 电磁铁不是永磁体，断电磁性消失；铁芯要用软铁，不能用钢。 要点速测 5．探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”实验，装置如图所示。 (1)实验中通过观察________来判断电磁铁磁性的强弱，这种研究方法叫________法。 (2)图中将甲、乙两个电磁铁串联，目的是使通过它们的________相等，可探究电磁铁磁性强弱与________的关系。 (3)图中移动滑动变阻器的滑片，改变电路中的电流，可探究电磁铁磁性强弱与________的关系。 (4)若要使电磁铁的磁性增强，可采取的措施有________（写出一条即可）。 (5)电磁铁的优点是________（写出一条即可）。 【答案】(1) 吸引大头针的数量 转换 (2) 电流 线圈匝数 (3)电流大小 (4)增大电流 (5)通电有磁性，断电无磁性 【详解】（1）电磁铁磁性的强弱无法直接看到，但磁性越强，吸引的大头针数量越多，故通过观察吸引大头针的数量来判断电磁铁磁性的强弱。这种通过“易观察和测量的现象”来反映“不易观察和测量的现象”的物理方法，叫做转换法。 （2）串联电路，电流处处相等，故两电磁铁串联，目的是控制通过它们的电流相等，这里使用了控制变量法。两电磁铁的线圈匝数不同，电流相同，故可探究电磁铁磁性强弱与线圈匝数的关系。 （3）单看同一个线圈，匝数不变；移动滑动变阻器滑片，改变了电流；故可以探究电磁铁磁性强弱与电流的关系。 （4）电磁铁线圈匝数越多、通过的电流越大，电磁铁的磁性越强；故增大其中任意一个因素均可增强磁性。 （5）电磁铁的优点：磁性的有无可以通过电流的通断来控制；磁性的强弱可以通过改变电流大小、线圈匝数来控制。 【点睛】 6．下图是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中电流方向如图所示，螺线管B的上方是________（选填“N”或“S”）极，螺线管B与电磁铁A之间相互________（选填“排斥”或“吸引”），从而使列车悬浮在铁轨上方。若增大电流，车身将________（选填“上升”或“下降”）一些。 【答案】 N 排斥 上升 【详解】[1]根据螺线管中电流方向为从左向右，根据安培定则可知，用右手握住螺线管，四指指向电流方向（图中电流方向已知），大拇指所指的方向为螺线管的N极，故螺线管B的上方是N极。 [2]因为列车要悬浮在铁轨上方，是利用同名磁极相互排斥的原理，所以螺线管与电磁铁之间相互排斥。 [3]电磁铁的磁性强弱与电流大小有关，在其他条件不变时，电流越大，磁性越强。当增大电流时，螺线管的磁性增强，螺线管与电磁铁之间的排斥力增大，车身将上升一些。 要点 电磁继电器 1、电磁继电器结构：电磁铁、衔铁、弹簧、静触点、动触点。 2、电路分为两部分 ①控制电路： 低 压电源、开关、电磁铁； ②工作电路： 高 压电源、用电器、触点。 3、工作原理：开关闭合， 控制 电路通电，电磁铁产生磁性，吸下 衔铁 ，工作电路 触点 接通；断开控制电路开关，电磁铁断电失去磁性， 弹簧 拉起衔铁，工作电路 断开 。 4、作用：利用 低 电压、 弱 电流的控制电路间接控制 高 电压、 强 电流的工作电路；可以实现远程控制、自动控制。 特别提醒 电磁继电器本质是利用电磁铁制作的电控开关。 要点速测 7．如图是小磊利用光敏电阻和电磁继电器等元件设计的“智能照明灯”电路（控制电路的电源电压不变）。设计要求是：天暗时灯自动点亮，天亮时自动熄灭；则的阻值随光照强度的增大而_______。（选填“增大”或“减小”）闭合开关，当光照强度增大时，电流表的示数________。（选填“增大”或“减小”） 【答案】 减小 增大 【详解】根据“天亮时自动熄灭”的设计要求可知，光照增强时电磁铁磁性必须变强，从而将衔铁吸下断开工作电路，电磁铁磁性变强意味着控制电路中电流变大，由图可知，控制电路是串联的，这说明光敏电阻的阻值随光照强度的增大而减小； 闭合开关S，当光照强度增大时，光敏电阻的阻值减小，导致控制电路的总电阻随之减小，根据欧姆定律，在控制电路电源电压不变的情况下，总电阻减小会使电路中的电流变大，因此电流表的示数增大。 8．（多选）如图所示，下列说法正确的是（     ） A．当S1断开S2闭合时，红灯亮 B．当S1断开S2闭合时，绿灯亮 C．当S1闭合S2断开时，绿灯亮 D．当S1、S2均闭合时，红灯亮 【答案】BD 【详解】AB．当S1断开时，控制电路无电流，电磁铁无磁性，衔铁连通上方触点，此时若S2闭合，只有绿灯所在支路构成通路，绿灯亮，红灯不亮，故A错误，B正确； C．S2是工作电路的总开关，当S2断开时，工作电路发生断路，无论控制电路的S1处于何种状态，绿灯和红灯都不会亮，故C错误； D．当S1闭合时，电磁铁产生磁性并向下吸引衔铁，使动触点与下方红灯静触点接触，此时S2闭合，接通红灯所在支路，红灯亮起，故D正确。 故选BD。 难点 安培定则应用 解题步骤： 1. 看清螺线管线圈绕线方式； 2. 确定线圈上电流的环绕方向； 3. 右手握住螺线管，四指顺着电流环绕方向，大拇指指向即为 N 极。 拓展：已知磁极，反推电流方向、电源正负极。 解题要点：四指跟随线圈绕向，不是简单指向电流从正极流出方向。 难点 安培定则应用 解题步骤： 1. 区分哪部分是控制电路，哪部分是工作电路； 2. 看控制电路开关通断：通电→电磁铁有磁性，吸衔铁；断电→电磁铁无磁性，弹簧复位； 3. 判断触点接通、断开状态，判断工作电路用电器工作情况。 考点 磁现象、磁场 ▌例1 利用如图所示装置探究磁化过程，如图甲，在固定的软铁棒M下方撒一层铁粉，软铁棒不吸引铁粉；当把一根条形磁铁固定在软铁棒上方附近时，铁粉被软铁棒吸引，如图乙。以下关于此实验的观点不正确的是（     ） A．甲图到乙图的过程叫磁化 B．乙图中软铁棒的上端是S极 C．若把乙图中磁体移走，铁棒的磁性将消失 D．若将乙图中铁棒换成钢棒，被吸引的铁屑会减少 【答案】D 【详解】A．软铁棒由无磁性变为有磁性的过程叫磁化，故A正确，不符合题意； B．条形磁铁下端为N极，靠近磁体N极的软铁棒上端被磁化为S极，故B正确，不符合题意； C．软铁是软磁材料，移走磁体后其磁性将消失，故C正确，不符合题意； D．钢棒也能被磁化且磁化后能保持磁性，换成钢棒后被吸引的铁屑不会减少，故D错误，符合题意。 故选D。 ▌迁移练1-1 （多选）他们通过翻阅资料，找到如图所示为北宋《武经总要》中记载的指南鱼。用时把水碗置于无风处，注水，平放鱼在水面令其漂浮，鱼首指向南方。则指南鱼（     ） A．周围存在磁场 B．鱼首的磁极为N极 C．可以吸引各种金属 D．鱼尾指向地磁南极 【答案】AD 【详解】A．由题意可知，指南鱼是磁化后的磁体，它在地磁场的作用下会指向南北方向，磁体周围存在磁场，故A符合题意； BD．地理的南方是地磁N极的附近，根据异名磁极相互吸引，指向南方的鱼首应该是磁体的S极，鱼尾是磁体的N极，则鱼尾指向地磁南极，故B不符合题意，D符合题意； C．磁体只能吸引铁、钴、镍等磁性材料，而不能吸引所有金属（如铝、铜等），故C不符合题意。 故选AD。 ▌迁移练1-2 小组成员用条形磁体、大号缝衣针、硬卡纸、橡皮、大头针制作简易指南针，制作过程如下： ①取两枚大号钢质缝衣针，“？”，使缝衣针磁化。 ②将1张硬壳卡纸折成直角，将两枚被磁化的缝衣针对称地穿在卡纸两侧（如图乙），用1块橡皮和1枚大头针做成支座。 ③确定简易指南针能否指向南北方向。 (1)请将①中的实验步骤“？”补充完整：________________________。 (2)将条形磁铁S极靠近图乙中缝衣针针尖，缝衣针被排斥，则缝衣针针尖的磁极为________极。 (3)在不添加器材的情况下，若要确定简易指南针是否能够指示南北，应如何操作？________________。 【答案】(1)将缝衣针沿条形磁体的同一方向反复摩擦多次 (2)S (3)将简易指南针放在水平桌面上，使其自由转动，观察静止时指针的指向，多次重复实验，观察指针静止时是否总指向南北方向 【详解】（1）为了使缝衣针磁化，需要将缝衣针沿条形磁体的同一方向反复摩擦多次。 （2）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。当条形磁铁的S极靠近缝衣针针尖时，缝衣针被排斥，说明缝衣针针尖的磁极为S极。 （3）为了验证简易指南针是否能够指示南北，需要将简易指南针放在水平桌面上，使其自由转动，观察静止时指针的指向，多次重复实验验证指向是否稳定为南北方向。 考点 奥斯特实验、安培定则 ▌例1 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，观察到小磁针偏转。下列说法错误的是（　　） A．此实验说明通电导体周围存在磁场 B．改变电流方向，小磁针偏转方向可能不变 C．实验中小磁针的作用是检测电流产生的磁场 D．将导线断开，小磁针N极将指向地理的北极 【答案】B 【详解】A．这是奥斯特实验，实验中通电后小磁针发生偏转，证明了通电导体周围存在磁场，也就是电流的磁效应，故A正确。 B．通电导体周围的磁场方向与电流方向有关，根据安培定则，电流方向改变时，磁场方向也会改变。小磁针的偏转方向由磁场方向决定，所以改变电流方向，小磁针的偏转方向一定会改变，而不是“可能不变”，故B错误。 C．小磁针本身具有磁性，在磁场中会受到力的作用而发生偏转，所以可以通过小磁针的偏转来间接检测电流产生的磁场，故C正确。 D．导线断开后，电流消失，电流产生的磁场也消失，此时小磁针会在地磁场的作用下指向南北方向，N极指向地理的北极（地磁的南极），故D正确。 本题选择说法错误的，故选B。 ▌迁移练1-1 如图，将小磁针（N极涂黑）放置在通电螺线管产生的磁场中，小磁针静止时指向正确的是（     ） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】ABD．由图A、B、D可知，电源左端为正极，电流从左侧螺线管左端流入，线圈正面电流方向向下。根据安培定则，左侧螺线管右端为N极，左端为S极；电流经导线流入右侧螺线管，线圈正面电流方向向下，右侧螺线管左端为S极，右端为N极。同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，小磁针的N极应指向右侧，故AB错误，D正确； C．电源右端为正极，电流从右侧螺线管右端流入，线圈正面电流方向向上。根据安培定则，右侧螺线管左端为N极，根据异名磁极相互吸引可知，小磁针的N极应指向左侧，故C错误。 故选D。 ▌迁移练1-2 如图所示的是小明同学探究“通电螺线管的磁场方向”的实验示意图。实验时，在圆圈位置放置小磁针，闭合开关，画出不同位置小磁针静止时N极的指向。下列说法正确的是（     ） A．用铁屑代替小磁针也可以达到实验目的 B．对调电源正负极，闭合开关，通电螺线管的磁场方向不变 C．开关闭合前，放置在a、b处的小磁针静止时N极指向相反 D．闭合开关前，放置在a、b处的小磁针静止时N极指向相同 【答案】D 【详解】A．小磁针的作用是检验通电螺线管周围的磁场方向，铁屑只能表示磁场的分布情况，不能指示磁场方向，故A错误； B．对调电源正负极，闭合开关，通电螺线管的磁场方向改变，故B错误； CD．开关闭合前，通电螺线管未通电，不产生磁场，放置在a、b处的小磁针受地磁场作用，静止时N极指向相同，故C错误，D正确。 故选D。 考点 电磁铁磁性强弱 ▌例1 如图所示，给电磁铁通电一段时间后，小磁体及弹簧保持静止。将滑动变阻器的滑片向b端移动后，下列关于电流表示数和弹簧长度变化的说法中正确的是（　　） A．电流表示数增大，弹簧的长度增加 B．电流表示数增大，弹簧的长度减小 C．电流表示数减小，弹簧的长度增加 D．电流表示数减小，弹簧的长度减小 【答案】B 【详解】滑动变阻器滑片向b端移动时连入电路的阻值变小，导致电流表示数增大；同时电磁铁磁性随之增强，对小磁体向上的排斥力变大，致使弹簧受到的拉力减小，长度减小，故选B。 ▌迁移练1-1 如图是磁悬浮列车工作原理图，通电时强大的磁力使列车悬浮在轨道上。请在图中标出通电螺线管下端的极性及电源的正、负极。 【答案】 【详解】由图可知，要使车身和轨道脱离，车身必须受到一个向上的力，故该磁悬浮列车的原理是异名磁极相互吸引，则车身线圈上端是S极，下端是N极，根据右手螺旋定则，用右手握住螺线管，让大拇指指向螺线管的N极，四指弯曲的方向就是螺线管中电流的环绕方向，由此可判断电流从螺线管的上端流入、下端流出，因此电源的上端为“+”极，下端为“-”极。据此作图。 ▌迁移练1-2 小张在探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”实验中，用铁钉制成简易电磁铁甲、乙，并设计了如图所示的电路。 (1)实验中通过对比观察甲、乙吸引大头针数量的不同，可以判断电磁铁的磁性强弱与____________有关。 (2)滑片P向右端移动时，甲的磁性将____________（填“变强”“变弱”或“不变”）。 (3)实验发现被电磁铁吸引的大头针下端是分散的，其原因是：________________________________________________________________________。 【答案】(1)线圈的匝数 (2)变弱 (3) 大头针被电磁铁磁化后，下端形成同名磁极，同名磁极相互排斥 【详解】（1）图中甲、乙电磁铁串联，通过二者的电流大小完全相同，铁芯也都是铁钉，仅线圈匝数不同，因此该实验探究的是电磁铁的磁性强弱与线圈匝数的关系，所以可以通过吸引大头针数量的不同，判断电磁铁的磁性强弱与线圈的匝数有关。 （2）滑片P向右端移动时，滑动变阻器接入电路的电阻变大，电路中电流变小，电磁铁的磁性强弱随电流减小而变弱，因此甲的磁性变弱。 （3）大头针被电磁铁磁化，所有被吸引的大头针靠近电磁铁的一端与电磁铁下端是异名磁极，远离电磁铁的下端会成为同名磁极，同名磁极相互排斥，因此大头针下端会分散开。 考点 电磁继电器 ▌例1 实验室某恒温箱模拟电路如图所示，控制电路电压=100Ω，热敏电阻R；安装在恒温箱内，热敏电阻R1的阻值随温度的升高而增大，工作电路中R2为加热电阻。闭合开关S，电磁铁把衔铁吸下，工作电路接通，此时电磁铁的上端为___________极。随着恒温箱内温度的升高，电磁铁的磁性将___________（选填“增强”或“减弱”），当电磁铁的电流减小为30mA时，衔铁弹起，工作电路停止加热，此时R1的阻值为___________Ω。 【答案】 N 减弱 100 【详解】[1]闭合开关S，电磁铁把衔铁吸下，说明控制电路有电流通过，根据安培定则判断通电螺线管的磁极的方法：用右手握螺线管，让四指弯向螺线管中电流的方向，则大拇指所指的那一端就是通电螺线管的N极，可知该螺线管的上端是N极。 [2]已知热敏电阻的阻值随温度的升高而增大，随着恒温箱内温度的升高，则控制电路中的总电阻增大，电流减小，则电磁铁的磁性将减弱。 [3]当螺线管中的电流减小为30mA，即0.03A时，衔铁弹起，工作电路停止加热，则此时控制电路中的总阻值为 所以的阻值为 ▌迁移练1-1 某空调自动控制部件的简化示意图如图。控制电路通电后，小磁针偏转到图示位置静止。当室温高于设定温度时，继电器使压缩机开始制冷；当室温降到设定温度以下时，继电器使压缩机停止工作。热敏元件有甲、乙两类，随温度的升高，甲的阻值增大，乙的阻值减小。则（     ） A．电磁铁上端是S极 B．控制电路电源的P端是正极 C．室温升高时，控制电路的电流变大 D．本图的热敏元件应选甲 【答案】C 【详解】A．根据小磁针的指向，上端为S极，异名磁极相互吸引，故电磁铁上端是N极，故A不符合题意； B．根据右手安培定则，四指的方向为电流的方向，大拇指的指向为N极的方向，故控制电路电源的Q端是正极，B不符合题意； C．当室温高于设定温度时，继电器使压缩机开始制冷，说明室温升高时，此时电路中的电流变大，将衔铁吸下，故C符合题意； D．说明室温升高时，此时电路中的电流变大，说明热敏电阻的阻值变小，本图的热敏元件应选乙，故D不符合题意。 故选C。 ▌迁移练1-2 巨磁电阻（GMR）效应是指某些材料的电阻在磁场中随磁场的增强而急剧减小的现象。如图所示电路，电源电压U不超过指示灯额定电压，GMR是巨磁电阻。闭合开关、，则（     ） A．电磁铁B端是N极 B．向左移动滑片P，电磁铁磁性变弱 C．向左移动滑片P，GMR两端的电压增大 D．向右移动滑片P，指示灯会变暗 【答案】D 【详解】A．电流从电磁铁右端流入，由安培定则可知A端为N极，B端为S极，故A不符合题意； BC．向左移动滑片P，变阻器接入电阻减小，电源电压不变，由欧姆定律可知，左侧电路电流增大，电磁铁磁性变强，磁场增强，GMR电阻减小，在右侧电路中，根据串联电路分压规律可知，GMR两端电压减小，故BC不符合题意； D．向右移动滑片P，滑动变阻器接入电阻变大，左侧电路电流变小，电磁铁磁性变弱，GMR的电阻随磁场减弱而增大；右侧串联电路总电阻变大，电源电压不变，根据欧姆定律，电路电流变小，指示灯的实际功率变小，因此指示灯会变暗，故D符合题意。 故选D。 基础达标 1．关于磁场和磁感线，下列说法不正确的是（     ） A．磁场是客观存在的物质，磁感线是人为引入并非真实存在的曲线 B．物理学规定磁感线上任意一点的切线方向表示该点的磁场方向 C．磁感线从磁体的S极出发，回到N极，所以磁铁内部不能有磁感线 D．磁感线分布越密的地方，磁场越强 【答案】C 【详解】A．磁场是客观存在的物质，磁感线是为研究磁场人为引入的假想曲线，方便、形象地描述磁场，故A正确； B．物理学规定磁感线上任意一点的切线方向为该点的磁场方向，与小磁针静止时极在该点的指向一致，故B正确； C．磁体外部磁感线从极出发回到极，磁体内部磁感线从极指向极，磁感线为闭合曲线，磁铁内部存在磁感线，故C不正确； D．磁感线疏密程度表示磁场强弱，分布越密的地方磁场越强，故D正确。 本题选不正确的选项，故选C。 2．如图所示，下列关于磁现象的分析中，说法错误的是（     ） A．甲图中，在条形磁铁周围撒上铁屑后轻敲玻璃板，能观察到条形磁铁的磁感线。 B．乙图中，地面附近能自由转动的小磁针静止时，N极指向地理北极附近 C．丙图中，小磁针N极的受力方向，与通电螺线管在该点的磁感线切线方向相同 D．丁图中，U形磁铁在靠近磁极处的磁感线分布比较密，说明靠近磁极处的磁场比较强 【答案】A 【详解】A．磁感线是为了描述磁场而引入的假想曲线，实际并不存在，铁屑排列只能模拟磁感线的分布形状，无法直接观察到磁感线，故A错误； B．地磁南极在地理北极附近，根据异名磁极相互吸引，地面附近能自由转动的小磁针静止时N极指向地理北极附近，故B正确； C．物理学规定磁场中某点的磁场方向即该点磁感线的切线方向，与小磁针静止时N极受力方向相同，故C正确； D．磁感线的疏密程度反映磁场强弱，U形磁铁靠近磁极处磁感线分布较密，说明该处磁场较强，故D正确。 本题选择错误的，故选A。 3．如图所示是小威设计的线圈指南针，铜片和锌片分别与线圈两端相连，铜片和锌片放入食盐水中构成了化学电池，铜片为正极，锌片为负极，浮在液面上的线圈就能指示方向了。关于该装置的分析正确的是（     ） A．线圈能够指示方向是因为存在地磁场 B．线圈右端为S极 C．线圈匝数越多，磁性越弱 D．线圈的磁极方向与铜片和锌片的位置无关 【答案】A 【详解】A. 线圈能够指示方向是因为通电螺线管相当于一个磁体，受地磁场作用，可以指示方向，故A正确； B. 铜片为正极，电流从线圈右端流入，由安培定则可知线圈右端为N极，故B错误； C. 电磁铁的磁性与线圈中电流的大小和线圈的匝数有关，匝数越多，磁性越强，故C错误； D. 铜片为正极，锌片为负极，铜片和锌片的位置不同，电流方向不同，由安培定则可知，线圈的磁极方向发生改变，故D错误。 故选A。 4．弹簧测力计下竖直悬挂着一铁块，当条形磁体的极从图中位置向左匀速运动到铁块正下方的过程中，能反映弹簧测力计示数随时间变化情况的图像是（     ） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】磁体上的不同部位的磁性强弱不一样，磁体两端（磁极）处的磁性最强，而中间的磁性最弱，因而铁块在条形磁体的N极和S极处受到的吸引力最大，在中间受到的吸引力最小，所以从右向左匀速运动过程中，弹簧测力计示数先变小再变大，故BCD不符合题意，A符合题意。 故选A。 5．为了交通安全，货车上高速公路前要进行超载检查。如图-1是某道路超载报警器的工作原理，控制电路电源电压恒为12V，R2是压敏电阻，阻值随压力的变化如图-2。闭合开关S，当压敏电阻受到的压力达到40000N时，电磁铁线圈中的电流为0.1A，此时衔铁被吸下，动触点K与触点A断开，同时与触点B接触，报警铃声响起。电磁铁线圈电阻不计，下列说法正确的是（     ） A．检查时，车的质量越大电磁铁的磁性越弱 B．当控制电路中的总电阻为40Ω时，报警铃声开始响起 C．当R1的功率为0.4W时，报警铃声开始响起 D．若要提高设定的限载质量，应将滑片P向右移动 【答案】D 【详解】A．由图-1可知控制电路中压敏电阻与滑动变阻器串联，车的质量越大，对压敏电阻的压力越大，由图-2可知的阻值随压力增大而减小，控制电路总电阻变小，电源电压不变，根据欧姆定律，电路电流变大，电磁铁的磁性随电流增大而增强，故A错误； BC．当报警铃声开始响起时，控制电路中的电流为0.1A，由欧姆定律可知电路中的总电阻 由图-2知，压力为40000N时，R2的阻值为40Ω，则R1接入电路的阻值 R1的功率，故BC错误； D．若要提高设定的限载质量，压敏电阻的阻值需减小，而电磁铁吸下衔铁时的电流不变，根据欧姆定律可知电路的总电阻不变，故应增大滑动变阻器接入电路的电阻，应将滑片P向右移动，故D正确。 故选D。 6．如图所示的装置图中，小聪画出了闭合开关后条形磁体在水平面上受到的静摩擦力的示意图，则电源的右端为______（选填“正”或“负”）极。 【答案】负 【详解】由二力平衡可知，条形磁体受到的螺线管的磁力向左，与向右的静摩擦力平衡，该力为吸引力。由异名磁极相互吸引可知，螺线管右端为S极，左端为N极。根据安培定则，结合螺线管绕向可知，电流从螺线管左端流入、右端流出。由电路电流路径可知，电流从电源左端流出，经用电器后回到电源右端，故电源右端为负极。 7．如图所示的是小明设计的电磁起重机的工作原理图，该电磁起重机通电后下方吸引铁钉的部位是________（选填“N”或“S”）极。 【答案】N 【详解】电流从电源正极出来，从螺线管下端流入、上端流出；右手握住螺线管，四指顺着线圈中电流的环绕方向，大拇指指向螺线管下端，因此螺线管下端是N极，即电磁起重机通电后下方吸引铁钉的部位是N极。 8．心肺机用“电动泵”替代心脏，推动血液循环， “电动泵”的工作原理如图，将线圈 ab固定在活塞一端，利用其与固定磁体间的相互作用带动活塞运动，从而使血液定向流动。阀门K1、K2都只能单向开启，反向则封闭管路，当线圈中的电流从a流向b时，线圈左端是_____极，此时“电动泵”处于______（选填“抽血”或“送血”）状态。 【答案】 S 抽血 【详解】由安培定则右手握住线圈，四指顺着电流方向，电流从右端流向左端，与图中箭头方向一致，大拇指指向线圈右端，因此线圈左端是S极。 固定磁铁的右端为极，异名磁极相互吸引，线圈带动活塞向左运动，活塞右侧泵腔的容积增大、压强减小，使单向阀门打开，关闭，因此此时电动泵处于抽血状态。 9．电梯设置了超载自动报警系统，其简化电路如图所示，电梯箱底层装有压敏电阻R1，R2为保护电阻，K为动触点，A、B为静触点，当出现超载情况时，电铃将发出报警声，此时电梯_____（选填“能”或“不能”）运行，电梯超载时报警说明压敏电阻的阻值随压力增大而_____（选填“增大”或“减小”），如果用阻值较小的电阻替换R2电梯可乘人数将_____（选填“变多”、“不受影响”或“变少”）（说明：电梯可乘人数是以每个人质量均为60kg计算） 【答案】 不能 减小 变少 【详解】由电路图可知，未超载时，衔铁没有被电磁铁吸引，动触点K与静触点A接触，电梯正常工作；超载时，压力增大，压敏电阻的阻值减小，电路中的电流逐渐增大，电磁铁的磁性逐渐增强，衔铁被吸引下来，动触点K与静触点B接触，电铃报警，电梯不工作。 电源电压一定时，如果用较小的电阻替换，要使电路中的电流保持不变，则压敏电阻的阻值变大，压力将变小，电梯可乘人数将变少。 10．在探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”实验中，小明制成简易电磁铁甲、乙，并设计了如图所示的电路。 (1)当滑动变阻器滑片向左移动时，电磁铁甲，乙吸引大头针个数________（选填“增加”或“减少”），说明电流越___________，电磁铁磁性越强； (2)电磁铁吸引的大头针下端分散的原因是__________________________； (3)本实验进行了多次实验，多次实验的目的和下列实验多次实验的目的相同的是___________。 A．伏安法测量定值电阻的阻值 B．探究并联电路电流规律 C．测量小石块的密度 【答案】(1) 增加 大 (2)大头针被磁化后，相邻大头针的下端为同名磁极，同名磁极相互排斥 (3)B 【详解】（1）由图可知，滑片向左移动时，滑动变阻器接入电路的电阻减小，电路中的电流增大，电磁铁的磁性随电流增大而增强，因此吸引大头针的个数增加，说明电流越大，电磁铁磁性越强。 （2）大头针被电磁铁吸引后发生磁化，相邻大头针的下端形成同名磁极；同名磁极相互排斥，所以大头针下端分散。 （3）小明进行了多次实验的目的是寻找普遍规律，避免结论的偶然性。 A．伏安法测量定值电阻时多次测量是为了取平均值以减小误差，故A不符合题意； B．探究并联电路电流规律时多次测量是为了获得多组数据，使结论具有普遍性，故B符合题意； C．测量小石块密度时多次测量通常是为了减小误差，故C不符合题意。 故选B。 能力进阶 11．2025年12月，超导电动磁悬浮技术已突破“吨级试验车2秒内加速至700公里/小时”的最快纪录。超导高速磁悬浮的核心技术是利用电流的______效应，车载超导线圈（电阻为零，电流可无损耗流动）通电后产生强磁场与轨道线圈磁场相互作用，从而实现列车与轨道间的无接触悬浮及推进。图（a）所示是磁悬浮列车的结构示意图，图（b）所示是电磁铁A、B的简易原理图，根据学过的知识判断电磁铁A下端为______极；当磁悬浮列车加速驶出车站时，列车的动能______。行驶时若要刹车减速，请结合电磁知识提出方案：______。 【答案】 磁 N 增大 改变线圈中电流的方向，使列车受到与运动方向相反的磁力（合理即可） 【详解】通电线圈产生强磁场利用了电流的磁效应。由安培定则可知，电磁铁A下端为N极。 列车加速时质量不变，速度增大，故动能增大。 因通电螺线管的磁极与电流方向有关，改变线圈中电流方向可使列车受到的磁力与运动方向相反，实现减速。 12．（多选）图甲为某无人机内发动机限速的简化电路图，当飞行速度达到350km/h时，衔铁刚好被吸下，油门C随衔铁向下平移使喷油量减小，无人机速度不再增大。已知电源电压为12V，定值电阻为25Ω，电磁铁线圈的电阻不计，图乙为电阻R的阻值随飞行速度v变化的关系图。下列说法正确的是（     ） A．电磁铁下端的极性为N极 B．当飞行速度为140km/h时，电阻R两端的电压为7.5V C．当飞行速度从70km/h增加到210km/h的过程中，电路的总功率增大了 D．当飞行速度为210km/h时，电路中的电流为0.3A 【答案】ACD 【详解】A．由图甲可知电源左端为正极，电流从电磁铁上端流入，根据安培定则判断电磁铁下端为N极，故A正确； B．由图乙可知当时，电路电流 电阻两端电压 故B错误； C．由图乙可知速度增大时减小，电路总电阻减小，由可知总功率增大，故C正确； D．由图乙可知当时，电路电流 故D正确。 故选ACD。 13．国家规定燃气灶须安装熄火自动保护装置，在意外熄火（如汤水溢出）时，装置能自动关闭气路。图甲为小华设计的模拟装置示意图。电源电压U＝6 V，定值电阻。当电磁铁线圈中的电流时，衔铁K被释放从而关闭气路（未画出）启动保护，反之打开气路。线圈阻值不计，热敏电阻的阻值与温度的关系如图乙中图线①所示。闭合开关S，求： (1)停止加热（意外熄火）后，随着温度降低，线圈中电流将变_______（填“大”或“小”）。 (2)当温度为20℃时，电路的总功率是多大？ (3)装置启动保护时，的温度是多少？ 【答案】(1)小 (2) (3) 【详解】（1）由图乙中的图线①所示，随着温度降低，的阻值变大，由图甲可知，定值电阻与热敏电阻串联，定值电阻阻值不变，总电阻变大，由可知，线圈中电流将变小。 （2）由题图乙知，当温度为时，热敏电阻，所以电路中的总电阻 电路的总功率 （3）装置启动保护功能时，当电路中的电流，此时电路的总电阻为 的电阻 由题图乙可知，此时的温度是。 14．（多选）如图，是汽车尾气中CO（一氧化碳）排放量的检测电路的简化电路。当CO浓度高于某一设定值时，报警装置发声报警。闭合开关，下列说法正确的是（     ） A．气敏电阻阻值随浓度的增大而增大 B．当浓度升高，电磁铁磁性减弱 C．增大的电压值可以使检测电路在浓度较低时报警 D．将的滑片下移，检测电路在浓度更高时报警 【答案】CD 【详解】AB．当CO浓度高于设定值时报警，说明衔铁被吸下，触点闭合。衔铁被吸下说明电磁铁磁性增强，控制电路电流增大。由可知，电源电压不变，电流增大说明总电阻减小，即气敏电阻阻值减小。故阻值随CO浓度增大而减小，CO浓度升高时电磁铁磁性增强，故AB错误； C．报警时电磁铁吸下衔铁，说明控制电路电流达到某一临界值。由可知，当增大、不变时，为保持电流不变（即刚达到报警条件），的阻值需增大。阻值增大对应CO浓度较低，故增大可以使检测电路在CO浓度较低时报警，故C正确。 D．由图可知，接入电路的是滑片以上的部分。将滑片下移，接入阻值增大。由可知，当不变、增大时，为保持电流不变，的阻值需要减小。阻值减小对应CO浓度增大，故检测电路在CO浓度较高时报警，故D正确。 故选CD。 15．2025年12月26日，世界最长高速公路隧道——天山胜利隧道及其所在的G0711乌鲁木齐至尉犁高速公路（简称“乌尉高速”）全线通车。 (1)天山胜利隧道全长22.13 km，隧道内限速80 km/h。则一辆新能源纯电车通过隧道至少需要___________分钟（结果保留一位小数）。若一家用新能源纯电车质量约为1600 kg，该车通过该隧道时给隧道路面的压强大约为___________（选填104、105或106）Pa；若掘进机刀盘直径为8.00 m，每分钟前进80 mm，若掘进机1分钟内击碎的石料质量约为7.68 t，则岩石密度为___________（π取3）g/cm3。 (2)隧道中装有氧气报警器，如图所示为原理示意图。气敏电阻R随氧气浓度升高而增大。闭合开关S后，电磁铁上端为___________ 极‌；当B灯亮起时，说明隧道内氧气浓度___________（填“过高”或“过低”）。考虑电磁铁有电阻，若氧气浓度升高，气敏电阻R两端电压将___（选填 “变大”“变小” 或 “不变”）。 (3)新能源纯电动汽车以蓄电池为电源，其蓄电池参数为60 V·20 A·h。蓄电池储存的电能为___________ J；当该汽车以80 km/h匀速行驶时，电动机消耗电能的功率为16 kW，此过程电能转化为机械能的效率为72%；当速度提升至100 km/h时，功率增至24 kW，已知空气阻力与速度的平方成正比，求牵引力做的功与消耗电能之比为___________ %。 【答案】(1) 16.6 2 (2) N 过低 变大 (3) 93.75 【详解】（1）新能源纯电车通过隧道的时间为 车对水平路面的压力等于重力为 家用轿车轮胎与地面总接触面积约，该车通过该隧道时给隧道路面的压强大约为 掘进的石料为圆柱体，岩石体积 岩石密度为 （2）图中电流从电磁铁上端流入，下端流出，由安培定则可知，电磁铁上端为N极； B灯亮时衔铁被吸下，说明电磁铁磁性强、控制电路电流大，由欧姆定律可知，气敏电阻R阻值小，因R随氧气浓度升高而增大，故隧道内氧气浓度过低； 控制电路中R与电磁铁串联，氧气浓度升高时R阻值变大，由串联分压原理可知，则R两端电压变大。 （3）蓄电池储存的电能 匀速行驶时牵引力等于阻力，空气阻力与速度平方成正比，即，故机械功率 与速度的三次方成正比。80km/h时的机械功率为 100km/h时的机械功率 牵引力做功与消耗电能之比 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $