16.2 电流的磁场（高效培优·讲义）物理新教材苏科版九年级下册

第16.2节 电流的磁场 目录 01 本节导航·目标清单 02 教材精研·内容全解 考点01 通电直导线周围的磁场 考点02 通电螺线管的磁场 考点03 电磁铁 考点04 电磁继电器 03 避坑指南·解题通法 角度01 奥斯特实验 角度02 电流周围的磁场及其分布规律 角度03 探究通电螺线管的磁场特点 角度04 通电螺线管的磁场 角度05 判断螺线管极性、电流方向、绕线方式的关系 角度06 通电螺线管之间或与磁体的相互作用 角度07 安培定则与利用安培定则作图 角度08 电磁铁的构成、原理与优点 角度09 影响电磁铁磁性强弱的因素 角度10 探究影响电磁铁磁性强弱的因素的实验 角度11 电磁继电器的结构、原理与工作示意图 角度12 电磁继电器的常见应用 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.记住奥斯特实验结论，知道电流周围存在磁场，磁场方向和电流方向有关。 2.掌握通电螺线管磁场分布，熟练运用安培定则判断磁极、电流、绕线三者关系。 3.知道电磁铁构造与优点，探究影响电磁铁磁性强弱的因素。 4.看懂电磁继电器结构图，理解它利用弱电流控制强电流的工作原理与应用。 1.安培定则操作：四指顺着螺线管电流环绕方向，大拇指指向螺线管 N 极，画图题优先标出电流环绕走向。 2.电磁铁探究：控制变量，磁性强弱通过吸引大头针数量转换显示；电流越大、匝数越多，磁性越强。 3.继电器拆解：分成低压控制电路、高压工作电路，分开分析两个电路通断对应的动作。 知识导图 考点01 通电直导线周围的磁场 1、奥斯特实验 （1）实验器材：电源、导线、小磁针。 （2）实验步骤： ①将一根导线平行放在静止的小磁针的上方，给导线通电、断电，观察小磁针的偏转情况。 ②改变电流的方向观察小磁针的偏转情况。 （3）奥斯特实验说明： ①通电导线周围存在着磁场。 ②电流的磁场方向与电流方向有关。 2、电流的磁效应：通电导线周围存在着与电流方向有关的磁场，这种现象叫做 。  （1）奥斯特实验说明：通电导线周围存在磁场；磁场方向和电流方向有关；这一现象叫电流的磁效应，也就是所说的电生磁。 （2）奥斯特是历史上第一个揭示了电与磁之间联系的科学家。 3、安培定则 安培定则 用右手握住螺线管，让四指弯向螺线管中电流的方向，则大拇指所指的那端就是螺线管的 安培定则的应用 已知通电螺线管中电流的方向，判断通电螺线管两端的极性。 具体方法： ①标出通电螺线管中电流的方向； ②用右手握住螺线管，让弯曲的四指指向螺线管中电流方向； ③大拇指所指的那端就是通电螺线管的N极，如图所示。 已知通电螺线管两端磁极，判断通电螺线管中电流的方向。 具体方法： ①先用右手握住通电螺线管，大拇指指向N极； ②弯曲的四指所指的方向就是螺线管中电流的方向； ③按照四指弯曲的方向在螺线管中标出电流方向。 【深化点拨】 1．奥斯特实验注意事项： （1）实验时要让导线和小磁针均处于南北方向，因为通电前小磁针只受地磁场的作用，静止在南北方向，便于比较通电前后小磁针的偏转情况 （2）给导线通电时间要短，因为实验时采用的事短路的方法获得瞬间较大的电流，目的是使实验现象更明显。 2．安培定则的解题方法点拨:用好、用活、用准右手螺旋定则，就能解决电磁学中的许多实际问题。 1．如图是“探究通电直导线周围是否存在磁场”的实验示意图，当有电流通过直导线时，小磁针会发生偏转。下列说法正确的是（   ） A．首次通过该实验发现电与磁间关系的科学家是法拉第 B．该实验中用到的物理方法有转换法 C．仅改变电流的大小时，小磁针的偏转方向改变 D．通电直导线周围的磁场方向是由小磁针静止时N极的指向决定的 2．如图所示，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．如图所示是奥斯特实验装置。 (1)接通电路后，观察到小磁针偏转，说明电流周围存在___________； (2)此时若移去小磁针，上述结论是否成立？___________（填“是”或“否”）。 考点02 通电螺线管的磁场 1、通电螺线管 （1）把导线缠绕在圆筒上，就做成了一个螺线管，也叫线圈。接通电源的螺线管叫 。 （2）给螺线管通电后，各线圈产生的磁场叠加在一起，通电螺线管周围就产生了较强的磁场。 2、通电螺线管外部的磁场 （1）通电螺线管外部的磁场方向与电流方向有关。 （2）通电螺线管外部磁场跟条形磁体的磁场相似，通电螺线管的两端相当于条形磁体的两个磁极。 （3）通电螺线管的内部也存在磁场，其磁场方向与外部相反（内外磁场方向大致走向相反）。 3、通电螺线管的极性 （1）通电螺线管两端的极性与通电螺线管中电流方向有关。 （2）通电螺线管两端的极性与通电螺线管中线圈的绕向有关。 4、探究通电螺线管的磁场特点 （1）实验目的：利用小磁针及铁屑，探究通电螺线管外部磁场的形状及方向。 （2）实验器材：螺线管、小磁针、玻璃板、铁屑、电源、开关、滑动变阻器、导线若干。 （3）实验步骤： 步骤1：在有螺线管的玻璃板上均匀撒满铁屑，闭合开关使电流通过螺线管。 步骤2：轻敲玻璃板，观察铁屑的排列情况， 步骤3：在通电螺线管周围放一些小磁针，闭合开关后观察小磁针北极的指向（黑色为N极）。 步骤4：改变螺线管中的电流方向，闭合开关后观察小磁针北极的指向（黑色为N极）。 步骤5：改变螺线管的绕线方向，重复（3）、（4）。 （3）实验结论： ①通电螺线管的磁场和条形磁体的磁场相似。 ②通电螺线管的磁场方向与环绕螺线管的电流方向有关。 【深化点拨】 探究通电螺线管的磁场特点注意事项 （1）实验中，螺线管周围应尽可能多放一些小磁针，以便于观察磁场的方向。 （2）实验中，注意观察环绕螺线管的电流方向。 （3）为了使实验效果更明显，应增大通电螺线管中的电流。 1．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 2．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”）。 3．电与磁之间存在着相互联系，彰显物理现象的对称、统一之美。 (1)如图甲所示，小明在做“探究通电螺线管外部的磁场分布”实验时，将螺线管安装在一块有机玻璃板上，连入电路中，在板面上均匀地洒满铁屑，闭合开关并___________玻璃板面，观察到铁屑分布情况如图乙所示，铁屑的分布情况与_________磁体周围铁屑的分布情况相似； (2)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：对调电源正负极，闭合开关。如图丙所示，记录并判断，发现通电螺线管N、S极对调，说明通电螺线管两端的极性与螺线管中_________的方向有关。 (3)请写出增强通电螺线管磁性的一个方法____________________________。 考点03 电磁铁 1、电磁铁 电磁铁 用一根导线绕成螺线管，再在螺线管内插入铁芯，当有电流通过时由磁性，没有电流时就失去磁性。我们把这种磁体叫做电磁铁。 电磁铁极性的判断 插入铁芯只是为了增强螺线管的磁性，不会影响通电螺线管的磁极磁性，仍然可以用安培定则来表述电流方向和磁极之间的关系。 影响电磁铁磁性强弱的因素 电磁铁的匝数一定时，线圈中通过的电流越大，电磁铁的磁性越强。 线圈中通过的电流大小一定时，外形相同的线圈，线圈匝数越多，电磁铁的磁性越强。 2、电磁铁的特点 （1）磁性的有无可通过通断电流来控制。 （2）磁极的极性可通过改变电流的方向来实现。 （3）磁性的强弱可通过改变电流大小、线圈的匝数来控制。 3、探究影响电磁铁磁性强弱的因素实验 电磁铁磁性强弱的影响因素： 。 当电流大小一定时，电磁铁的线圈匝数越多，磁性越强；当线圈匝数一定时，通过电磁铁的电流越大，磁性越强。 4、电磁铁的应用：电磁铁在日常生活中有极其广泛的应用．电磁铁是电流磁效应（电生磁）的一个应用，与生活联系紧密，如电磁继电器、电磁起重机、磁悬浮列车等；电磁铁可以分为直流电磁铁和交流电磁铁两大类型。如果按照用途来划分电磁铁，主要可分成以下五种： （1）牵引电磁铁--主要用来牵引机械装置、开启或关闭各种阀门，以执行自动控制任务． （2）起重电磁铁--用作起重装置来吊运钢锭、钢材、铁砂等铁磁性材料． （3）制动电磁铁--主要用于对电动机进行制动以达到准确停车的目的． （4）自动电器的电磁系统--如电磁继电器和接触器的电磁系统、自动开关的电磁脱扣器及操作电磁铁等． （5）其他用途的电磁铁--如磨床的电磁吸盘以及电磁振动器等． 【深化点拨】 1．探究影响电磁铁磁性强弱的因素实验中用到的方法 （1）转换法：电磁铁的磁性无法直接观察，通过它吸引大头针的多少来判断，这里用到的是转换法。 （2）控制变量法：电磁铁的磁性和多个因素有关，在探究中要采用控制变量法。  2．电磁铁的特点解题方法点拨：通电产生电磁的一种装置；在铁芯的外部缠绕与其功率相匹配的导电绕组，这种通有电流的线圈像磁铁一样具有磁性，它也叫做电磁铁，我们通常把它制成条形或蹄形状，以使铁芯更加容易磁化；另外，为了使电磁铁断电立即消磁，我们往往采用消磁较快的软铁或硅钢材料来制做；这样的电磁铁在通电时有磁性，断电后磁就随之消失。 1．按如图所示电路进行实验，将滑动变阻器的滑片从右向左移动，电磁铁吸引的大头针枚数增多。此实验说明影响电磁铁磁性强弱的一个因素是（　　） A．电流的大小 B．电流的方向 C．线圈的匝数 D．铁芯的粗细 2．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________。 3．为探究影响通电螺线管磁性强弱的因素，实验小组利用滑动变阻器、大头针、大铁钉等器材进行了如图所示的实验，闭合开关后移动滑动变阻器的滑片，无论滑片移动到哪个位置，电磁铁B总能比电磁铁A吸附更多的大头针。这表明_______影响通电螺线管的磁性强弱。 考点04 电磁继电器 1、电磁继电器的定义：电磁继电器是利用 的通断，来间接控制 电路的通断的装置，其实质就是利用电磁铁来控制工作电路的一种开关。含电磁铁的电路称为低压控制电路，被控制的电路称为高压工作电路。 2、电磁继电器的构造及工作原理：电磁继电器的电路包括低压控制电路、高压工作电路两部分。控制电路接通时，电磁铁产生磁性吸下衔铁，动、静触点接触，接通工作电路；控制电路断开时，电磁铁失去磁性，在弹簧作用下释放衔铁，动、静触点分离，工作电路断开。从而通过控制电路的通断来控制工作电路的通断。 3、电磁继电器的应用 远离高电压 利用电磁继电器可以通过控制低压电路通断间接控制高压电路的通断，使人避免高压触电的危险，如大型变电站的高压开关等。 远离有害环境 利用电磁继电器可以使人远离高温、有毒等有害环境，实现远距离控制。如核电站中的开关等。 实现自动控制 在电磁继电器控制电路中接入对温度、压力或光照敏感的元件，利用这些元件操纵控制电路的通断，还可以实现对温度、压力、或光照的自动控制。如水位自动报警器、温度自动报警器等。 4、设计含有电磁继电器的电路图 （1）先把电磁铁所在的低电压、弱电流电路（即低压控制电路）连起来。 （2）高压工作电路中，两个静触点连在不同的电路中，分别对应两种情形．而我们要分析出衔铁不被吸时与动触点接触的静触点、工作电路所处的状态，以及衔铁被吸时与动触点接触的静触点、工作电路所处的状态，将静触点连入对应的工作状态电路中即可。 【深化点拨】 1．电磁继电器的特点 （1）用电磁继电器控制电路的好处：用低电压控制高电压；远距离控制；自动控制。 （2）电磁继电器的主要工作器件是电磁铁，其对衔铁吸引力的变化与电磁铁磁性的变化相同，线圈匝数、电流大小能够改变电磁铁对衔铁的吸引力。 2．设计含有电磁继电器的电路图时，需要遵循一定的步骤和方法：‌明确设计要求‌；分析电磁继电器的原理‌‌；确定工作电路‌；‌连接电路‌。 1．如图是“温度自动报警器”的电路图，图中金属丝下端与95°C刻度线对齐，温度超过95°C，铃响表示报警。下列说法正确的是（　　） A．图中的是电磁铁，通电后电磁铁的上方是S极 B．控制电路电源的正、负极对调后不会影响自动报警器工作 C．该液体温度计使用水银的主要原因是水银的密度很大 D．如果要降低报警温度，需要将金属丝往上提 2．如图是一款具有加热和理疗功能的足浴盆的简化电路图，其中所有电源电压恒定，温控电阻置于温度检测区域，其阻值随温度升高而升高。水温达到设定温度时衔铁弹起。电磁铁工作时，其上端为___________极，若将足浴盆的设定温度调高，则需___________（写出一种方法即可） 电流的磁场的综合应用及解题步骤 1.通电螺线管的磁场：必须“掌握分布规律” （1）磁场分布：通电螺线管外部的磁场与条形磁体的磁场非常相似。 两端磁性最强（相当于N、S极），中间磁性最弱。 （2）极性变化：螺线管两端的极性（N/S极）取决于电流的方向。改变电流方向，N、S极会对调。 （3）影响因素：磁场的强弱与电流大小、线圈匝数有关（电流越大、匝数越多，磁场越强）。 2.安培定则（右手螺旋定则）：必须“熟练右手操作” （1）操作方法： 用右手握住螺线管。 让四指弯曲的方向与螺线管中电流的方向一致。 则大拇指所指的那一端就是通电螺线管的N极。 （2）三大应用题型： 已知电流方向→判断N/S极。 已知N/S极→判断电流方向。 已知N/S极和电流方向→判断线圈绕法（这是最难的一种，需要逆向思维）。 3.电磁铁的特性：电磁铁的核心优势在于其磁性是可以人为控制的，这是它区别于永磁体的关键。 （1）磁性强弱的影响因素： 电流大小：线圈匝数一定时，电流越大，磁性越强。 线圈匝数：电流一定时，外形相同的螺线管，匝数越多，磁性越强。 有无铁芯：插入铁芯后，磁性会大幅增强（铁芯被磁化，磁场叠加）。 （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。 控制变量法：探究电流影响时，保持匝数不变（串联电路）；探究匝数影响时，保持电流不变。 4.电磁继电器：电磁继电器本质上是一个利用电磁铁来控制工作电路通断的开关。 （1）结构组成：主要由电磁铁、衔铁、弹簧、动触点和静触点组成。 （2）电路区分： 控制电路：由低压电源、开关和电磁铁组成。作用是产生磁性，吸下衔铁。 工作电路：由高压电源、用电器（如电动机、电灯）和触点组成。作用是被控制电路接通或断开。 （3）工作原理：闭合低压开关→电磁铁有磁性→吸下衔铁→动触点与静触点接触→高压工作电路接通。 角度01 奥斯特实验 1．如图所示，在静止时指向南北方向的小磁针上方平行地放一根直导线，闭合开关后，原来静止的小磁针发生转动，原来静止的直导线未动。下列分析正确的是（     ） A．最早发现该实验现象的科学家是法拉第 B．小磁针发生转动，说明通电直导线周围存在磁感线 C．直导线若沿东西方向放置，小磁针更容易发生偏转 D．直导线虽然未动，此时偏转的小磁针对直导线有力的作用 2．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．利用电池组、小磁针和若干导线等器材做如图所示的实验。 (1)由图甲与图乙可知________； (2)由图乙与图丙可知________； (3)小磁针的作用为________； (4)根据电流的磁效应可以制成________。 角度02 电流周围的磁场及其分布规律 4．图中四个磁针的黑色部分代表N极，且均放置于水平桌面上导线的正上方。小惠想通过观察磁针是否发生偏转来判断电路的电流是否接通，则下列哪一磁针最不适合作为判断的依据（　　） A．甲 B．乙 C．丙 D．丁 5．科学家发现两根平行导线通电后有如图所示的现象（图中实线、虚线分别表示通电前、后的情况）。 (1)由图可知，两平行通电导线之间有力的作用。判断通电直导线周围磁场方向的方法是：用右手握导线，拇指指向电流方向，则四指环绕的方向就是通电直导线周围的磁场方向。根据这个方法，请你判定甲图中导线a在导线b处产生的磁场方向为垂直于纸面______（选填“向里”或“向外”）。 (2)由此可知：与磁体之间的相互作用一样，电流之间的相互作用也是通过______来实现的。 角度03 探究通电螺线管的磁场特点 6．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 7．在“探究通电螺线管外部磁场的方向”的实验中，给螺线管通电，轻敲玻璃板，铁屑的分布及小磁针指向如图所示。根据铁屑分布的疏密程度可以判断通电螺线管外部磁场的___________，小磁针静止时___________的指向就是该点磁场的方向。实验表明通电螺线管外部的磁场和___________磁体的磁场相似。 8．小明学习了电与磁的相关知识后，进行以下实验活动。 (1)图甲中导线通电后，下方静止的小磁针发生偏转，说明_________，如果导线下方不放小磁针，该结论_________（选填“仍”或“不”）成立。 (2)图乙中通过观察铁屑的分布情况可以看出，通电螺线管外部的磁场与_________周围的磁场相似。 (3)图丙（a）是磁悬浮地球仪，上方“地球”是一个磁体，它的磁场与地磁场分布特点一致；环形底座内装有电磁铁，其结构如图丙（b）所示。闭合开关，“地球”悬浮于空中，则图丙（b）中A端应接电源的_________极。 角度04 通电螺线管的磁场 9．某科技小组的同学将不同金属丝插入菠萝中自制了水果电池，然后将一根导线在纸筒A上绕制成螺线管，导线两端接在水果电池两极上，螺线管产生的磁场使小磁针静止，如图所示。下列说法正确的是（     ） A．通电螺线管的右侧是S极 B．水果电池N端为正极 C．把小磁针取走，则通电螺线管周围的磁场消失 D．改变电流方向，小磁针偏转方向不变 10．某实验小组做“探究通电螺线管外部磁场的分布”实验，实验装置如图甲所示。 (1)学生们在用铁屑探究螺线管外部磁场分布时，需要经历下列步骤：①轻敲有机玻璃板，观察铁屑分布；②将铁屑均匀撒在有机玻璃板上；③闭合开关。三个步骤合理的顺序是___________（填序号）。 (2)小组成员经过对铁屑分布的观察，发现通电螺线管外部磁场与___________磁体周围磁场的分布相似。 (3)如图乙所示，在螺线管旁放一个小磁针，闭合开关，小磁针将___________（填“顺”或“逆”）时针旋转。为增强通电螺线管的磁场，可采取的措施有______________________（写出一种方法即可）。 角度05 判断螺线管极性、电流方向、绕线方式的关系 11．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． 12．如图所示，用细线悬挂的条形磁体，磁极未知，当闭合电路开关S后，磁体的B端与通电螺线管的左端相互排斥，则B端是磁体的________________极；断开开关S，磁体静止时，A端会指向地理的________（选填“北方”或“南方”）。 13．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)如图甲所示闭合开关，在玻璃板上均匀地撒满铁屑，轻敲玻璃板面，观察到铁屑分布情况，铁屑的分布情况与________磁体周围铁屑的分布情况相似。 (2)如图乙是该装置的示意图，闭合开关，通电螺线管的右端为________极，小磁针的左端为________极。 (3)对调电源正、负极，小磁针N极指向与图乙中相反，这表明，通电螺线管外部的磁场方向与________的方向有关。 角度06 通电螺线管之间或与磁体的相互作用 14．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 15．下图是一种磁悬浮盆栽，盆栽底部有磁铁，底座内装有电磁铁，这是利用了同名磁极相互________的原理制成。 角度07 安培定则与利用安培定则作图 16．通电螺线管的极性与电流方向的关系可以用（　　）判断 A．安培定则 B．右手定则 C．左手定则 D．欧姆定律 17．图中的通电螺线管，其左端相当于条形磁铁的 _____极。（填“N”或“S”） 18．如图甲所示为磁悬浮地球仪，它的地理南、北极与地球实际方位一致。地球仪是一个永磁体，它的磁场与地磁场分布特点一致。环形底座内有一电磁铁，其电路原理如图乙所示。请在图乙中标出地球仪工作时电磁铁的“N”极和电源的“+”极。 角度08 电磁铁的构成、原理与优点 19．电磁铁与普通磁铁的不同之处是（     ） A．磁铁有南北极，电磁铁没有南北极 B．磁铁有磁性，电磁铁没有磁性 C．磁铁能指示南北方向，电磁铁不能指示南北方向 D．磁铁不能改变磁性强弱，电磁铁可以改变磁性强弱 20．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。 角度09 影响电磁铁磁性强弱的因素 21．如图所示，当闭合开关S，且将滑动变阻器滑片P向左移动时，图中的电磁铁（     ） A．a端是N极，磁性增强 B．b端是N极，磁性增强 C．a端是S极，磁性减弱 D．b端是S极，磁性减弱 22．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，线圈固定在软铁制成的活塞柄上，通电时，线圈和活塞柄组成的系统与固定在左侧的磁体相互作用，带动活塞运动。当线圈中的电流从a流向b时，通电线圈的左端为_____________极，此时活塞将向_____________（选填“左”或“右”）运动；若电流增大，通电线圈的磁性将_____________（选填“增强”“减弱”或“不变”）。 23．为了探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”，小新用铁钉制成简易电磁铁甲、乙，并设计了如图所示的电路。 (1)把甲、乙两个电磁铁串联，目的是使通过它们的电流________； (2)闭合开关后当滑动变阻器滑片向左移动时，电磁铁甲、乙吸引大头针的个数________（选填“增加”或“减少”），说明电流越________，电磁铁磁性越强； (3)根据闭合开关后图示的情景可知，电磁铁________（选填“甲”或“乙”）的磁性较强，说明电流一定时，线圈匝数越________，电磁铁磁性越强。实验发现被电磁铁吸引的大头针下端是分散的，其原因是大头针被磁化后__________； (4)小新做完实验又提出了一个新的问题：电磁铁的磁性强弱是否与铁芯的有无有关呢？于是他将甲中的铁钉去掉，比较甲、乙吸引大头针的数目。请问他的方案________（选填“可行”或“不可行”），理由是：_________。 角度10 探究影响电磁铁磁性强弱的因素的实验 24．对如图所示的情境说法正确的是（   ） A．图甲所示说明电磁铁的磁性强弱与电流大小有关 B．图乙所示的两个小球带了同种电荷 C．图丙所示的人一定没有触电危险 D．图丁所示的通电螺线管右端为N极 25．在探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”实验中，小冀用电源、滑动变阻器、开关、导线、铁钉以及大头针设计了如图所示的电路。 (1)实验中是通过观察________来判定电磁铁磁性 强弱的。这种探究方法叫作________法； (2)当滑动变阻器的滑片向右移动时，电磁铁吸引大头针的个数会________（选填“增加”或“减少”），说明电磁铁磁性的强弱与________有关； (3)图中甲电磁铁比乙电磁铁磁性强，说明电流一定时，________越多，电磁铁的磁性越强。 角度11 电磁继电器的结构、原理与工作示意图 26．某同学设计了一款能根据光照强度实现自动控制的“智能照明灯”，电路如图所示。电源电压保持不变，R1为定值电阻，R2为光敏电阻，其阻值随光照强度增大而减小。闭合开关S，当光照强度减小时，下列说法正确的是（     ） A．灯泡一定发光 B．电磁铁磁性增强 C．电压表示数减小 D．要想让灯提前发光，应适当增大R1的阻值 27．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________（选填“有”或“无”）磁性，并且B端为________极，跟金属弹簧片相互________，电铃电路接通，电铃报警。 28．如图虚线框内的装置叫___________，其中是热敏电阻，是滑动变阻器。该装置的工作原理是：闭合开关S，随着室内温度的升高，热敏电阻的阻值减小，电磁铁磁性___________；当温度达到设定值时，电磁铁将衔铁吸合，右侧空调电路接通，空调开始工作。为了节能，现要将空调的启动温度调高，可以适当将滑片P___________（选填“向左”或“向右”）移。 角度12 电磁继电器的常见应用 29．如图是一种水位自动报警器原理图，关于其工作情况，下列说法不正确的是（     ） A．水位到达B处时，报警器报警 B．其中的电磁铁运用了电流的磁效应 C．报警时红灯发光，将电能转化为光能 D．水位未到达A处时，电磁铁通电但磁性较弱 30．如图所示是电梯自动控制系统电路图，地板装的R是压敏电阻，其阻值随压力的增大而减小。当有人站上电梯时，控制电路中的电流____________（选填“变大”、“不变”或“变小”），电磁铁的上端为____________（选填“N极”或“S极”），此时电梯的电动机M____________。（选填“快行”或“慢行”） 【例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 【深化点拨】 （1）考查电磁继电器的工作原理，分清控制电路与工作电路，理解衔铁吸合、释放对应的电路切换。 （2）考查电磁铁磁性强弱的影响因素，磁性强弱随控制电路电流变大而增强。 （3）考查动态电路分析，结合敏感电阻的特性，判断电阻变化带来的电流变化。 （4）考查并联电路特点，能够判断支路断路对其他支路工作状态的影响。 【变式1-1】（2026·四川巴中·中考真题）如图是一种温度自动报警器的示意图，在温度计里封入一段金属丝，当温度达到金属丝下端所指温度时，电铃响起，发出报警信号，下列说法不正确的是（     ） A．衔铁可用铜片代替 B．该温度计相当于控制电磁铁的开关 C．温度计的测温液具有热胀冷缩的性质 D．通过电磁铁的电流越大，它的磁性越强 【变式1-2】（2026·山东德州·中考真题）如图所示为小区门口控制人员进出的电动闸门模拟电路，业主刷脸后，开关S闭合，此时栏杆顺时针转动抬起，即可通行。线圈的上端为________（选填“N”或“S”）极。若栏杆不易抬起，可将滑动变阻器滑片向________（选填“上”或“下”）滑动。 【变式1-3】（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。 ⚡基础速刷 1．下列物理学史错误的是（　　） A．欧姆最先发现了电路中三个基本量间的定量关系 B．焦耳最先发现了电流通过导体发热多少与哪些因素有关的规律 C．哥伦布最先发现了地磁场的两极与地理两极不完全重合的现象 D．奥斯特最先发现了通电导体周围存在磁场的现象 2．关于各图所示的现象及说明的问题，下列说法不正确的是（　　） A．图甲：手压下活塞时压缩气体做功，使空气的内能增加，内能转化为机械能 B．图乙：沿海地区常常出现“海陆风”，这是因为海水比沙土比热容大的缘故 C．图丙：两根用丝绸摩擦过的玻璃棒靠近时相互排斥，说明同种电荷相互排斥 D．图丁：螺线管通电后细铁屑有规律地分布，说明通电螺线管的周围存在磁场 3．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 4．通过两年的物理学习，相信聪明的你一定学到了很多物理知识。还知道了很多物理学家及他们对物理学作出的贡献。如：奥斯特发现了________，首次揭示了电和磁的联系。 5．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。 6．机器人拟采用无线充电技术。如图为无线充电简化示意图，某时刻送电线圈电流方向如图所示，请在图中标出送电线圈左侧磁极，并在B点处标出磁感线的方向。 🚀能力跃升 7．现在很多大型商场都安装一种“聪明”的电梯，载人时电梯运行的速度快，不载人时电梯运行的速度慢，既省钱又节能。这种电梯的简易控制电路如图所示，R是压力传感器，阻值随压力的增大而减小。下列分析正确的是（     ） A．不载人时控制电路中的电流增大 B．载人时电磁铁磁性变强，衔铁与触点2接触 C．不载人时电动机的额定功率变小，电动机转速变慢 D．当控制电路的电流方向改变时，电梯运行的速度会发生变化 8．小明家有一款磁悬浮音箱，音箱下部有一块磁铁（磁铁S极在下），圆柱状底座内部有电磁铁。他发现这个音箱与图（b）所示电路原理相似。下列判断正确的是（不计空气浮力）（     ） A．如图（b），闭合开关，使音箱悬浮后，滑片P向右调节，当音箱再次悬浮时，音箱受到的磁力变大 B．闭合开关，当滑片P向右滑动时，电源输出的功率变大 C．通电后电磁铁的周围，磁感线的方向是从S极到N极 D．若对调图（b）电路中电源正、负极，闭合开关，音箱静止在底座上，音箱受到的重力和支持力是一对平衡力 9．2025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：______。 10．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”） 11．如图甲是桌面摆件悬空灯泡，请在图乙中依据磁感线方向标出电源下方的极性（用“+”或“-”表示）、灯泡底部的磁极（用“N”或“S”表示）。 12．小明和他的学习小组在实验室探究通电螺线管外部磁场的特点。 (1)将螺线管安装在一块有机玻璃板上，连入电路中。在玻璃板面上均匀地撒满铁屑、闭合开关并______玻璃板面，观察到铁屑分布情况如图甲所示。可见，通电螺线管外部磁场与______的磁场相似； (2)为了进一步探究通电螺线管外部磁场的方向，同学们把小磁针放在螺线管四周不同的位置闭合开关，小磁针静止时N极所指的方向如图乙所示（涂黑的一端是N极），则此时通电螺线管的A端为______极（选填“N”或“S”）。对调电源正负极，闭合开关，小磁针静止时N极所指的方向与图乙相反，说明通电螺线管外部磁场的方向与______有关； (3)根据以上图中的实验现象推断，通电螺线管的内部______（选填“有”或“没有”）磁场，依据是：______。 🌟思维挑战 13．如图甲为某恒温箱的原理图，它包括控制电路和工作电路两部分。其中控制电路电源电压，继电器线圈的电阻的阻值大小忽略不计，为可变电阻，为热敏电阻，置于恒温箱内，热敏电阻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0.02 A时，继电器的衔铁被吸合切断工作电路；当控制电路的电流减小到0.015 A时，衔铁会被释放接通工作电路。已知加热器的规格是“220 V  550 W”，下列说法中正确的是（     ）      A．加热器正常工作时，通过加热器的电流为0.4 A B．若恒温箱内可获得上限温度为40℃，则恒温箱内的下限温度为30℃ C．若想提高恒温箱上限温度，可将滑动变阻器的阻值调大 D．若想提高恒温箱下限温度，可将滑动变阻器的阻值调小 14．我国正大力发展“海绵城市”建设，住宅楼雨水蓄水系统是海绵城市建设项目之一。如图甲所示是小华设计的地下蓄水池（未画出）水位监测及排水电路，为置于池底的压敏电阻，其阻值与上方水的深度的关系如图乙所示。若控制电路的电源电压U恒为12V，当电磁铁线圈中的电流时，铁质开关K被释放，当时，K被吸上去，以此控制池底水泵，将水位保持在一定的范围内（电磁铁线圈电阻不计）。下列有关说法正确的是（    ） A．电磁铁的上端是N极 B．当池内水位降低时，的阻值变小 C．保持滑片位置不变，当池内水位升高时，R两端的电压增大 D．若想增大水池内蓄水的最高水位，可将滑片向右调节 15．如图甲是一款“智能电水壶”，图乙是“智能电水壶”的自动控温工作原理图：控制电路中，，保护电阻，Rt​为热敏电阻，其阻值随温度变化关系如图丙，电磁铁线圈电阻不计；工作电路中，，R1​、R2为加热电阻；当通过电磁铁的电流时，工作电路开始保温，已知：保温功率为100 W。电能表参数，关闭家里其他电器，电水壶在额定电压下以高温挡单独工作5分钟，电能表指示灯闪烁220次，闭合S1​电磁铁上端为______极，R1​的阻值为______；要使电水壶刚开始保温时的温度设定为50℃，请通过计算写出改进方案。（调整一个电学元件，计算出具体数值，写出一种方案即可）______。 16．为防止电动车充电时起火引发事故，科技小组的同学设计了一个自动灭火报警模拟装置，如图甲所示（处电路未画出）。已知控制电路电源电压为，热敏电阻的阻值随温度变化的图像如图乙所示，电磁铁线圈的电阻为200。工作时开关、闭合，无火情时绿灯亮；当通过电磁铁线圈的电流大于或等于10mA时，衔铁被吸下，电铃报警同时电动水龙头喷水。根据电路设计要求，应将图丙的电路①接入图甲中的__________（选填“”或“”）处，电路②接在图甲中另一处；闭合开关，电磁铁的上端为__________（选填“”或“”）极；若温度达到或超过时电铃报警，则滑动变阻器的最大阻值不能小于___________；若控制电路电源电压降低，要保证报警条件不变，应将的滑片向_________________移动。 17．科技小组设计了一款电热水壶，其内部电路结构可简化为如图所示（含电源、两个阻值相等电阻R1和R2，水银温度计及导线，其中水银温度计能同步呈现壶内水温，且温度计内封有一段金属丝）。不添加任何器材，请将图中电路图补充完整，使之满足以下要求： ①当壶内水温未达到设定值时，开关S闭合，只有一个电阻工作，电热水壶处于加热状态； ②当壶内水温度升高到设定值时，水银柱上升并与金属丝接触，通过电磁继电器水壶随即切换为保温状态。 18．为缓解市政排水压力，小区居民楼都设有地下雨水蓄水池。为了监测地下蓄水池的水位和排水，项目式小组同学利用电阻箱，力敏电阻设计了蓄水池的水位监测及排水系统电路。 (1)利用如图1所示的电路探究力敏电阻阻值随水位变化的规律： ①根据电路图连接好电路； ②让力敏电阻置于水深为时，闭合开关、断开开关，记录电流表示数； ③保持力敏电阻置于水深为不变，同时闭合开关、，调节电阻箱直至电流表示数为______，此时_______； ④将力敏电阻置于水的不同深度时，重复步骤②③，用测得的数据绘制出与池内水位的关系图像如图2； ⑤由图像可知，当池内水位升高时，力敏电阻受到的压力将变为________，的阻值将_______。 (2)电路的设计：①根据所测的数据，设计如图2所示的蓄水池（未画出）水位监测及排水电路，电路中控制电路的电压恒为；当电磁铁线圈的电流时，开关闭合，当，开关断开，从而通过控制池底水泵将水位保持一定的范围内（电磁铁线圈电阻不计）。 ②请在图3中接入一个电压表，要求当水位升高时电压表的示数增大。 (3)水位的测算：若该电路能控制的最低水位是，则它所能控制的最高水位是_______； (4)为了既能调高池内最高水位，又能使池内最高与最低水位的高度差保持不变，小泉提出了采取减小的方案，该方案是________的（选填“可行”或“不可行”），理由是________。 2 / 14 学科网（北京）股份有限公司 $ 第16.2节 电流的磁场 目录 01 本节导航·目标清单 02 教材精研·内容全解 考点01 通电直导线周围的磁场 考点02 通电螺线管的磁场 考点03 电磁铁 考点04 电磁继电器 03 避坑指南·解题通法 角度01 奥斯特实验 角度02 电流周围的磁场及其分布规律 角度03 探究通电螺线管的磁场特点 角度04 通电螺线管的磁场 角度05 判断螺线管极性、电流方向、绕线方式的关系 角度06 通电螺线管之间或与磁体的相互作用 角度07 安培定则与利用安培定则作图 角度08 电磁铁的构成、原理与优点 角度09 影响电磁铁磁性强弱的因素 角度10 探究影响电磁铁磁性强弱的因素的实验 角度11 电磁继电器的结构、原理与工作示意图 角度12 电磁继电器的常见应用 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.记住奥斯特实验结论，知道电流周围存在磁场，磁场方向和电流方向有关。 2.掌握通电螺线管磁场分布，熟练运用安培定则判断磁极、电流、绕线三者关系。 3.知道电磁铁构造与优点，探究影响电磁铁磁性强弱的因素。 4.看懂电磁继电器结构图，理解它利用弱电流控制强电流的工作原理与应用。 1.安培定则操作：四指顺着螺线管电流环绕方向，大拇指指向螺线管 N 极，画图题优先标出电流环绕走向。 2.电磁铁探究：控制变量，磁性强弱通过吸引大头针数量转换显示；电流越大、匝数越多，磁性越强。 3.继电器拆解：分成低压控制电路、高压工作电路，分开分析两个电路通断对应的动作。 知识导图 考点01 通电直导线周围的磁场 1、奥斯特实验 （1）实验器材：电源、导线、小磁针。 （2）实验步骤： ①将一根导线平行放在静止的小磁针的上方，给导线通电、断电，观察小磁针的偏转情况。 ②改变电流的方向观察小磁针的偏转情况。 （3）奥斯特实验说明： ①通电导线周围存在着磁场。 ②电流的磁场方向与电流方向有关。 2、电流的磁效应：通电导线周围存在着与电流方向有关的磁场，这种现象叫做电流的磁效应。  （1）奥斯特实验说明：通电导线周围存在磁场；磁场方向和电流方向有关；这一现象叫电流的磁效应，也就是所说的电生磁。 （2）奥斯特是历史上第一个揭示了电与磁之间联系的科学家。 3、安培定则 安培定则 用右手握住螺线管，让四指弯向螺线管中电流的方向，则大拇指所指的那端就是螺线管的北极（N极） 安培定则的应用 已知通电螺线管中电流的方向，判断通电螺线管两端的极性。 具体方法： ①标出通电螺线管中电流的方向； ②用右手握住螺线管，让弯曲的四指指向螺线管中电流方向； ③大拇指所指的那端就是通电螺线管的N极，如图所示。 已知通电螺线管两端磁极，判断通电螺线管中电流的方向。 具体方法： ①先用右手握住通电螺线管，大拇指指向N极； ②弯曲的四指所指的方向就是螺线管中电流的方向； ③按照四指弯曲的方向在螺线管中标出电流方向。 【深化点拨】 1．奥斯特实验注意事项： （1）实验时要让导线和小磁针均处于南北方向，因为通电前小磁针只受地磁场的作用，静止在南北方向，便于比较通电前后小磁针的偏转情况 （2）给导线通电时间要短，因为实验时采用的事短路的方法获得瞬间较大的电流，目的是使实验现象更明显。 2．安培定则的解题方法点拨:用好、用活、用准右手螺旋定则，就能解决电磁学中的许多实际问题。 1．如图是“探究通电直导线周围是否存在磁场”的实验示意图，当有电流通过直导线时，小磁针会发生偏转。下列说法正确的是（   ） A．首次通过该实验发现电与磁间关系的科学家是法拉第 B．该实验中用到的物理方法有转换法 C．仅改变电流的大小时，小磁针的偏转方向改变 D．通电直导线周围的磁场方向是由小磁针静止时N极的指向决定的 【答案】B 【详解】A．首次通过该实验发现电与磁关系的科学家是奥斯特，不是法拉第。法拉第主要贡献是电磁感应现象。故A错误。 B．该实验中，通过小磁针的偏转来显示通电直导线周围的磁场，用到了转换法，将看不见的磁场转换为可见的小磁针偏转。故B正确。 C．小磁针的偏转方向由磁场方向决定，而磁场方向与电流方向有关，仅改变电流大小不会改变磁场方向，因此小磁针偏转方向不变。故C错误。 D．通电直导线周围的磁场方向由电流方向决定，小磁针静止时N极的指向是磁场的方向，而不是决定磁场方向。故D错误。 故选B。 2．如图所示，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】 磁场 成立 【详解】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．如图所示是奥斯特实验装置。 (1)接通电路后，观察到小磁针偏转，说明电流周围存在___________； (2)此时若移去小磁针，上述结论是否成立？___________（填“是”或“否”）。 【答案】(1)磁场 (2)是 【详解】（1）接通电路后，小磁针方向发生偏转，小磁针受到磁力的作用，说明通电导线周围存在磁场，即电流周围存在磁场。 （2）磁场是客观存在的，此时若移去小磁针，上述结论是成立，即电流周围存在磁场。 考点02 通电螺线管的磁场 1、通电螺线管 （1）把导线缠绕在圆筒上，就做成了一个螺线管，也叫线圈。接通电源的螺线管叫通电螺线管。 （2）给螺线管通电后，各线圈产生的磁场叠加在一起，通电螺线管周围就产生了较强的磁场。 2、通电螺线管外部的磁场 （1）通电螺线管外部的磁场方向与电流方向有关。 （2）通电螺线管外部磁场跟条形磁体的磁场相似，通电螺线管的两端相当于条形磁体的两个磁极。 （3）通电螺线管的内部也存在磁场，其磁场方向与外部相反（内外磁场方向大致走向相反）。 3、通电螺线管的极性 （1）通电螺线管两端的极性与通电螺线管中电流方向有关。 （2）通电螺线管两端的极性与通电螺线管中线圈的绕向有关。 4、探究通电螺线管的磁场特点 （1）实验目的：利用小磁针及铁屑，探究通电螺线管外部磁场的形状及方向。 （2）实验器材：螺线管、小磁针、玻璃板、铁屑、电源、开关、滑动变阻器、导线若干。 （3）实验步骤： 步骤1：在有螺线管的玻璃板上均匀撒满铁屑，闭合开关使电流通过螺线管。 步骤2：轻敲玻璃板，观察铁屑的排列情况， 步骤3：在通电螺线管周围放一些小磁针，闭合开关后观察小磁针北极的指向（黑色为N极）。 步骤4：改变螺线管中的电流方向，闭合开关后观察小磁针北极的指向（黑色为N极）。 步骤5：改变螺线管的绕线方向，重复（3）、（4）。 （3）实验结论： ①通电螺线管的磁场和条形磁体的磁场相似。 ②通电螺线管的磁场方向与环绕螺线管的电流方向有关。 【深化点拨】 探究通电螺线管的磁场特点注意事项 （1）实验中，螺线管周围应尽可能多放一些小磁针，以便于观察磁场的方向。 （2）实验中，注意观察环绕螺线管的电流方向。 （3）为了使实验效果更明显，应增大通电螺线管中的电流。 1．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 【详解】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。 2．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 【详解】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。 3．电与磁之间存在着相互联系，彰显物理现象的对称、统一之美。 (1)如图甲所示，小明在做“探究通电螺线管外部的磁场分布”实验时，将螺线管安装在一块有机玻璃板上，连入电路中，在板面上均匀地洒满铁屑，闭合开关并___________玻璃板面，观察到铁屑分布情况如图乙所示，铁屑的分布情况与_________磁体周围铁屑的分布情况相似； (2)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：对调电源正负极，闭合开关。如图丙所示，记录并判断，发现通电螺线管N、S极对调，说明通电螺线管两端的极性与螺线管中_________的方向有关。 (3)请写出增强通电螺线管磁性的一个方法____________________________。 【答案】(1) 轻敲 条形 (2)电流 (3)增大通电螺线管中的电流 【详解】（1）闭合开关后轻敲玻璃板面，能减小铁屑与玻璃板之间的摩擦，让铁屑在通电螺线管的磁场作用下自由转动，规则排列；从铁屑分布可以看出，通电螺线管两端磁性强、中间磁性弱，分布规律和条形磁体的磁场分布相似。 （2）对调电源正负极后，螺线管中的电流方向发生改变，通电螺线管的N、S极随之对调，说明通电螺线管两端的极性和螺线管中电流的方向有关。 （3）通电螺线管的磁性强弱和电流大小、线圈匝数有关，因此可以通过增大电流、增加线圈匝数的方法增强磁性。 考点03 电磁铁 1、电磁铁 电磁铁 用一根导线绕成螺线管，再在螺线管内插入铁芯，当有电流通过时由磁性，没有电流时就失去磁性。我们把这种磁体叫做电磁铁。 电磁铁极性的判断 插入铁芯只是为了增强螺线管的磁性，不会影响通电螺线管的磁极磁性，仍然可以用安培定则来表述电流方向和磁极之间的关系。 影响电磁铁磁性强弱的因素 电磁铁的匝数一定时，线圈中通过的电流越大，电磁铁的磁性越强。 线圈中通过的电流大小一定时，外形相同的线圈，线圈匝数越多，电磁铁的磁性越强。 2、电磁铁的特点 （1）磁性的有无可通过通断电流来控制。 （2）磁极的极性可通过改变电流的方向来实现。 （3）磁性的强弱可通过改变电流大小、线圈的匝数来控制。 3、探究影响电磁铁磁性强弱的因素实验 电磁铁磁性强弱的影响因素：线圈匝数多少、电流大小。 当电流大小一定时，电磁铁的线圈匝数越多，磁性越强；当线圈匝数一定时，通过电磁铁的电流越大，磁性越强。 4、电磁铁的应用：电磁铁在日常生活中有极其广泛的应用．电磁铁是电流磁效应（电生磁）的一个应用，与生活联系紧密，如电磁继电器、电磁起重机、磁悬浮列车等；电磁铁可以分为直流电磁铁和交流电磁铁两大类型。如果按照用途来划分电磁铁，主要可分成以下五种： （1）牵引电磁铁--主要用来牵引机械装置、开启或关闭各种阀门，以执行自动控制任务． （2）起重电磁铁--用作起重装置来吊运钢锭、钢材、铁砂等铁磁性材料． （3）制动电磁铁--主要用于对电动机进行制动以达到准确停车的目的． （4）自动电器的电磁系统--如电磁继电器和接触器的电磁系统、自动开关的电磁脱扣器及操作电磁铁等． （5）其他用途的电磁铁--如磨床的电磁吸盘以及电磁振动器等． 【深化点拨】 1．探究影响电磁铁磁性强弱的因素实验中用到的方法 （1）转换法：电磁铁的磁性无法直接观察，通过它吸引大头针的多少来判断，这里用到的是转换法。 （2）控制变量法：电磁铁的磁性和多个因素有关，在探究中要采用控制变量法。  2．电磁铁的特点解题方法点拨：通电产生电磁的一种装置；在铁芯的外部缠绕与其功率相匹配的导电绕组，这种通有电流的线圈像磁铁一样具有磁性，它也叫做电磁铁，我们通常把它制成条形或蹄形状，以使铁芯更加容易磁化；另外，为了使电磁铁断电立即消磁，我们往往采用消磁较快的软铁或硅钢材料来制做；这样的电磁铁在通电时有磁性，断电后磁就随之消失。 1．按如图所示电路进行实验，将滑动变阻器的滑片从右向左移动，电磁铁吸引的大头针枚数增多。此实验说明影响电磁铁磁性强弱的一个因素是（　　） A．电流的大小 B．电流的方向 C．线圈的匝数 D．铁芯的粗细 【答案】A 【详解】分析电路图可知，滑动变阻器与电磁铁串联，将滑动变阻器的滑片从右向左移动，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。 2．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 【详解】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。 3．为探究影响通电螺线管磁性强弱的因素，实验小组利用滑动变阻器、大头针、大铁钉等器材进行了如图所示的实验，闭合开关后移动滑动变阻器的滑片，无论滑片移动到哪个位置，电磁铁B总能比电磁铁A吸附更多的大头针。这表明_______影响通电螺线管的磁性强弱。 【答案】线圈匝数 【详解】由电路可知，电磁铁A和B串联，因此无论怎么移动滑动变阻器滑片，通过两个电磁铁的电流大小始终相等，实验中唯一的变量是两个螺线管的线圈匝数：B的线圈匝数比A更多，B的磁性更强，吸附大头针更多，因此本实验表明线圈匝数会影响通电螺线管的磁性强弱。 考点04 电磁继电器 1、电磁继电器的定义：电磁继电器是利用低电压、弱电流的通断，来间接控制高电压、强电流电路的通断的装置，其实质就是利用电磁铁来控制工作电路的一种开关。含电磁铁的电路称为低压控制电路，被控制的电路称为高压工作电路。 2、电磁继电器的构造及工作原理：电磁继电器的电路包括低压控制电路、高压工作电路两部分。控制电路接通时，电磁铁产生磁性吸下衔铁，动、静触点接触，接通工作电路；控制电路断开时，电磁铁失去磁性，在弹簧作用下释放衔铁，动、静触点分离，工作电路断开。从而通过控制电路的通断来控制工作电路的通断。 3、电磁继电器的应用 远离高电压 利用电磁继电器可以通过控制低压电路通断间接控制高压电路的通断，使人避免高压触电的危险，如大型变电站的高压开关等。 远离有害环境 利用电磁继电器可以使人远离高温、有毒等有害环境，实现远距离控制。如核电站中的开关等。 实现自动控制 在电磁继电器控制电路中接入对温度、压力或光照敏感的元件，利用这些元件操纵控制电路的通断，还可以实现对温度、压力、或光照的自动控制。如水位自动报警器、温度自动报警器等。 4、设计含有电磁继电器的电路图 （1）先把电磁铁所在的低电压、弱电流电路（即低压控制电路）连起来。 （2）高压工作电路中，两个静触点连在不同的电路中，分别对应两种情形．而我们要分析出衔铁不被吸时与动触点接触的静触点、工作电路所处的状态，以及衔铁被吸时与动触点接触的静触点、工作电路所处的状态，将静触点连入对应的工作状态电路中即可。 【深化点拨】 1．电磁继电器的特点 （1）用电磁继电器控制电路的好处：用低电压控制高电压；远距离控制；自动控制。 （2）电磁继电器的主要工作器件是电磁铁，其对衔铁吸引力的变化与电磁铁磁性的变化相同，线圈匝数、电流大小能够改变电磁铁对衔铁的吸引力。 2．设计含有电磁继电器的电路图时，需要遵循一定的步骤和方法：‌明确设计要求‌；分析电磁继电器的原理‌‌；确定工作电路‌；‌连接电路‌。 1．如图是“温度自动报警器”的电路图，图中金属丝下端与95°C刻度线对齐，温度超过95°C，铃响表示报警。下列说法正确的是（　　） A．图中的是电磁铁，通电后电磁铁的上方是S极 B．控制电路电源的正、负极对调后不会影响自动报警器工作 C．该液体温度计使用水银的主要原因是水银的密度很大 D．如果要降低报警温度，需要将金属丝往上提 【答案】B 【详解】A．图中的A是电磁铁，电流从电磁铁的下端流入，利用安培定则判断出通电后电磁铁的上方是N极。故A错误； B．报警器中的控制电路的电源的正负极对调后会影响电磁铁的极性，不会影响磁性的强弱，不会影响自动报警器工作，故B正确； C．液体温度计使用水银的主要原因是水银导电和热胀冷缩的性质，故C错误； D．若报警温度将降低，报警的温度会低于95℃，将上端的金属丝向下移，故D错误。 故选B。 2．如图是一款具有加热和理疗功能的足浴盆的简化电路图，其中所有电源电压恒定，温控电阻置于温度检测区域，其阻值随温度升高而升高。水温达到设定温度时衔铁弹起。电磁铁工作时，其上端为___________极，若将足浴盆的设定温度调高，则需___________（写出一种方法即可） 【答案】 N 减小滑动变阻器R2​接入电路的阻值 【详解】由图可知，控制电路中电流从电磁铁上端流入、下端流出；根据安培定则：右手握住螺线管，四指顺着电流方向，大拇指指向螺线管上端，因此电磁铁上端为N（北）极。 已知R3阻值随温度升高而增大，设定温度调高后，达到设定温度时R3的阻值比原设定温度更大；衔铁弹起时电磁铁磁性减弱到临界值，控制电路的电流大小不变，电源电压恒定，根据欧姆定律，控制电路总电阻需要保持不变，因此需要减小滑动变阻器R2接入电路的阻值。 电流的磁场的综合应用及解题步骤 1.通电螺线管的磁场：必须“掌握分布规律” （1）磁场分布：通电螺线管外部的磁场与条形磁体的磁场非常相似。 两端磁性最强（相当于N、S极），中间磁性最弱。 （2）极性变化：螺线管两端的极性（N/S极）取决于电流的方向。改变电流方向，N、S极会对调。 （3）影响因素：磁场的强弱与电流大小、线圈匝数有关（电流越大、匝数越多，磁场越强）。 2.安培定则（右手螺旋定则）：必须“熟练右手操作” （1）操作方法： 用右手握住螺线管。 让四指弯曲的方向与螺线管中电流的方向一致。 则大拇指所指的那一端就是通电螺线管的N极。 （2）三大应用题型： 已知电流方向→判断N/S极。 已知N/S极→判断电流方向。 已知N/S极和电流方向→判断线圈绕法（这是最难的一种，需要逆向思维）。 3.电磁铁的特性：电磁铁的核心优势在于其磁性是可以人为控制的，这是它区别于永磁体的关键。 （1）磁性强弱的影响因素： 电流大小：线圈匝数一定时，电流越大，磁性越强。 线圈匝数：电流一定时，外形相同的螺线管，匝数越多，磁性越强。 有无铁芯：插入铁芯后，磁性会大幅增强（铁芯被磁化，磁场叠加）。 （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。 控制变量法：探究电流影响时，保持匝数不变（串联电路）；探究匝数影响时，保持电流不变。 4.电磁继电器：电磁继电器本质上是一个利用电磁铁来控制工作电路通断的开关。 （1）结构组成：主要由电磁铁、衔铁、弹簧、动触点和静触点组成。 （2）电路区分： 控制电路：由低压电源、开关和电磁铁组成。作用是产生磁性，吸下衔铁。 工作电路：由高压电源、用电器（如电动机、电灯）和触点组成。作用是被控制电路接通或断开。 （3）工作原理：闭合低压开关→电磁铁有磁性→吸下衔铁→动触点与静触点接触→高压工作电路接通。 角度01 奥斯特实验 1．如图所示，在静止时指向南北方向的小磁针上方平行地放一根直导线，闭合开关后，原来静止的小磁针发生转动，原来静止的直导线未动。下列分析正确的是（     ） A．最早发现该实验现象的科学家是法拉第 B．小磁针发生转动，说明通电直导线周围存在磁感线 C．直导线若沿东西方向放置，小磁针更容易发生偏转 D．直导线虽然未动，此时偏转的小磁针对直导线有力的作用 【答案】D 【详解】A．最早发现“通电导线使小磁针偏转”这一现象的是丹麦物理学家奥斯特，故A错误； B．小磁针发生转动说明通电直导线周围存在磁场，而“磁感线”仅为描述磁场分布的假想曲线，不能说“存在磁感线”，故B错误； C．若直导线沿东西方向放置，其磁场方向为南北方向，与地磁场方向一致，此时小磁针几乎不偏转，故C错误； D．力的作用是相互的，直导线对小磁针施加力的同时，小磁针也对直导线施加反作用力，故D正确。 故选 D。 2．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 【详解】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．利用电池组、小磁针和若干导线等器材做如图所示的实验。 (1)由图甲与图乙可知________； (2)由图乙与图丙可知________； (3)小磁针的作用为________； (4)根据电流的磁效应可以制成________。 【答案】(1)通电导体周围存在磁场 (2)电流产生的磁场的方向与电流方向有关 (3)检验电流周围磁场的存在以及判断磁场的方向‌ (4)电磁铁 【详解】（1）图甲中电路无电流，小磁针不偏转；图乙中电路有电流，小磁针偏转，此时存在磁场，所以由图甲与图乙可知‌通电导体周围存在磁场‌。 （2）图乙与图丙中改变了电源正负极，即改变了导线中电流方向，小磁针偏转方向改变，则磁场方向发生了改变，因此由图乙与图丙可知‌电流产生的磁场的方向与电流方向有关‌。 （3）因为小磁针在磁场中会因受到磁场力作用而发生偏转，所以小磁针的作用为检验电流周围磁场的存在以及判断磁场的方向。 （4）电流的磁效应是指电流周围存在磁场，根据这一效应可以制成‌电磁铁‌等。 角度02 电流周围的磁场及其分布规律 4．图中四个磁针的黑色部分代表N极，且均放置于水平桌面上导线的正上方。小惠想通过观察磁针是否发生偏转来判断电路的电流是否接通，则下列哪一磁针最不适合作为判断的依据（　　） A．甲 B．乙 C．丙 D．丁 【答案】C 【分析】地磁场本身沿南北方向，小磁针原本静止时N极指向北，和图中小磁针初始状态一致。根据单根直导线的安培定则，判断通电后新产生的磁场的方向能否使小磁针偏转即可。 【详解】A.甲在倾斜走向的导线上，通电后电流产生的磁场方向不沿南北方向，小磁针会发生偏转，可以用来判断，故A适合； BD.根据安培定则判断各位置电流的磁场方向：乙、丁都在南北走向的导线上，通电后电流产生的磁场在导线上方为东西方向，和地磁场方向垂直，总磁场方向会偏离南北，小磁针会发生偏转，可以用来判断电流是否接通，故BD适合； C.丙在东西走向的导线上，通电后电流产生的磁场在导线上方为南北方向，和地磁场方向一致，无论电路是否接通，小磁针都保持南北指向，不会发生偏转，因此最不适合作为判断依据，故C不适合。 故选C。 5．科学家发现两根平行导线通电后有如图所示的现象（图中实线、虚线分别表示通电前、后的情况）。 (1)由图可知，两平行通电导线之间有力的作用。判断通电直导线周围磁场方向的方法是：用右手握导线，拇指指向电流方向，则四指环绕的方向就是通电直导线周围的磁场方向。根据这个方法，请你判定甲图中导线a在导线b处产生的磁场方向为垂直于纸面______（选填“向里”或“向外”）。 (2)由此可知：与磁体之间的相互作用一样，电流之间的相互作用也是通过______来实现的。 【答案】(1)向里 (2)磁场 【详解】（1）用右手握导线，大拇指指向电流方向（向上），则四指环绕的方向就是通电直导线周围的磁场方向：a的左侧垂直于纸面向外，b处垂直于纸面向里。 （2）磁体之间的相互作用是通过磁场实现的，电流周围存在磁场，因此电流之间的相互作用和磁体一样，也是通过磁场来实现的。 角度03 探究通电螺线管的磁场特点 6．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。 7．在“探究通电螺线管外部磁场的方向”的实验中，给螺线管通电，轻敲玻璃板，铁屑的分布及小磁针指向如图所示。根据铁屑分布的疏密程度可以判断通电螺线管外部磁场的___________，小磁针静止时___________的指向就是该点磁场的方向。实验表明通电螺线管外部的磁场和___________磁体的磁场相似。 【答案】 强弱 N极 条形 【详解】磁场的强弱可以通过磁感线疏密反映，实验中铁屑会在磁场更强的区域聚集更多，因此根据铁屑分布的疏密可以判断通电螺线管外部磁场的强弱； 物理学规定：小磁针静止时，N极（北极）的指向就是该点的磁场方向； 该实验结论表明，通电螺线管外部磁场的分布特点，和条形磁体的磁场相似，都是两端磁性强、中间磁性弱，磁场分布规律一致。 8．小明学习了电与磁的相关知识后，进行以下实验活动。 (1)图甲中导线通电后，下方静止的小磁针发生偏转，说明_________，如果导线下方不放小磁针，该结论_________（选填“仍”或“不”）成立。 (2)图乙中通过观察铁屑的分布情况可以看出，通电螺线管外部的磁场与_________周围的磁场相似。 (3)图丙（a）是磁悬浮地球仪，上方“地球”是一个磁体，它的磁场与地磁场分布特点一致；环形底座内装有电磁铁，其结构如图丙（b）所示。闭合开关，“地球”悬浮于空中，则图丙（b）中A端应接电源的_________极。 【答案】(1) 通电导体周围存在磁场 仍 (2)条形磁体 (3)正 【详解】（1）由题意可知，小磁针发生偏转，说明通电导体周围存在磁场；磁场是电流产生的客观存在，小磁针只是用来检验磁场，不放小磁针，结论仍成立。 （2）从铁屑分布可以看出，通电螺线管外部的磁场两端磁性强、中间磁性弱，磁场分布和条形磁体的周围磁场特点完全相似。 （3）地球仪上方磁体磁场和地磁场一致，所以地球仪上端是S极，下端是N极；悬浮是同名磁极相互排斥，因此环形底座中的电磁铁上端为N极，下端为S极。用安培定则：右手握住螺线管，大拇指向上（N极），四指环绕方向为电流方向，可知电流从A流入，所以A端接电源正极。 角度04 通电螺线管的磁场 9．某科技小组的同学将不同金属丝插入菠萝中自制了水果电池，然后将一根导线在纸筒A上绕制成螺线管，导线两端接在水果电池两极上，螺线管产生的磁场使小磁针静止，如图所示。下列说法正确的是（     ） A．通电螺线管的右侧是S极 B．水果电池N端为正极 C．把小磁针取走，则通电螺线管周围的磁场消失 D．改变电流方向，小磁针偏转方向不变 【答案】B 【详解】A．小磁针静止时，N极的指向为该点的磁场方向。由图可知小磁针N极向左，说明螺线管上方磁场方向向左；螺线管外部磁场方向从N极指向S极，因此螺线管的右端为N极，左端为S极，故A错误； B．根据安培定则：右手握住螺线管，大拇指指向螺线管N极，四指弯曲方向为电流方向，可得电流从螺线管右端流入、左端流出。电流从电源正极流出，因此水果电池的N端为正极，故B正确； C．磁场是通电螺线管电流的磁效应，是客观存在的，小磁针只是用来显示磁场，拿走小磁针后，螺线管周围的磁场不会消失，故C错误； D．通电螺线管的磁极方向与电流方向有关，改变电流方向，螺线管的磁极改变，周围磁场方向改变，因此小磁针偏转方向也会改变，故D错误。 故选B。 10．某实验小组做“探究通电螺线管外部磁场的分布”实验，实验装置如图甲所示。 (1)学生们在用铁屑探究螺线管外部磁场分布时，需要经历下列步骤：①轻敲有机玻璃板，观察铁屑分布；②将铁屑均匀撒在有机玻璃板上；③闭合开关。三个步骤合理的顺序是___________（填序号）。 (2)小组成员经过对铁屑分布的观察，发现通电螺线管外部磁场与___________磁体周围磁场的分布相似。 (3)如图乙所示，在螺线管旁放一个小磁针，闭合开关，小磁针将___________（填“顺”或“逆”）时针旋转。为增强通电螺线管的磁场，可采取的措施有______________________（写出一种方法即可）。 【答案】(1) (2)条形 (3) 逆 增大电流 【详解】（1）根据“探究通电螺线管外部磁场的特点”实验步骤，应先将铁屑均匀撒在有机玻璃板上，再闭合开关使螺线管产生磁场，最后轻敲有机玻璃板，使铁屑在磁场作用下有序排列，从而观察铁屑分布来确定磁场分布情况，故合理的顺序为。 （2）通电螺线管外部的磁场与条形磁体周围的磁场相似，其两端相当于条形磁体的两个磁极。 （3）闭合开关时，根据安培定则，通电螺线管的右端是极，根据同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，小磁针将逆时针旋转； 为增强通电螺线管的磁场，使磁性增强，实验时可采取的有效措施有增大电流。 角度05 判断螺线管极性、电流方向、绕线方式的关系 11．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。 12．如图所示，用细线悬挂的条形磁体，磁极未知，当闭合电路开关S后，磁体的B端与通电螺线管的左端相互排斥，则B端是磁体的________________极；断开开关S，磁体静止时，A端会指向地理的________（选填“北方”或“南方”）。 【答案】 N（北） 南方 【详解】当闭合电路开关S后，电流从螺线管右端流入，左端流出，根据安培定则可知，螺线管左端为N极；由于磁体的B端与通电螺线管左端相互排斥，根据同名磁极相互排斥可知，B端是磁体的N极；断开开关后，条形磁体在地磁场作用下静止，A端为S极，因此指向地理南方。 13．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)如图甲所示闭合开关，在玻璃板上均匀地撒满铁屑，轻敲玻璃板面，观察到铁屑分布情况，铁屑的分布情况与________磁体周围铁屑的分布情况相似。 (2)如图乙是该装置的示意图，闭合开关，通电螺线管的右端为________极，小磁针的左端为________极。 (3)对调电源正、负极，小磁针N极指向与图乙中相反，这表明，通电螺线管外部的磁场方向与________的方向有关。 【答案】(1)条形 (2) N/北 S/南 (3)电流 【详解】（1）通电螺线管外部的磁场分布和条形磁体的磁场分布一致，两端磁性强、中间磁性弱，铁屑的排布规律和条形磁体周围的铁屑分布相似。 （2）根据安培定则（右手螺旋定则）：用右手握住螺线管，四指指向电路中电流的环绕方向，大拇指指向螺线管的N极。图乙中电流从电源正极流出，螺线管正面电流方向向下，可判断出螺线管右端为N极，左端为S极；再根据磁极间“异名磁极相互吸引”的规律，小磁针靠近螺线管N极的左端为S极。 （3）对调电源正负极后，电路中的电流方向改变，小磁针N极指向也随之反向，说明通电螺线管外部的磁场方向和电流方向有关。 角度06 通电螺线管之间或与磁体的相互作用 14．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 【详解】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。 15．下图是一种磁悬浮盆栽，盆栽底部有磁铁，底座内装有电磁铁，这是利用了同名磁极相互________的原理制成。 【答案】排斥 【详解】如图所示的盆栽能悬浮在空中，是因为盆栽底部磁体的磁极与底座内电磁铁上端的磁极是同名磁极相互排斥的结果。即利用了同名磁极相互排斥的原理制成。 角度07 安培定则与利用安培定则作图 16．通电螺线管的极性与电流方向的关系可以用（　　）判断 A．安培定则 B．右手定则 C．左手定则 D．欧姆定律 【答案】A 【详解】在物理学中，我们用安培定则（右手螺旋定则）来判断通电螺线管的极性与电流方向的关系。 故选A。 17．图中的通电螺线管，其左端相当于条形磁铁的 _____极。（填“N”或“S”） 【答案】N 【详解】根据安培定则（右手螺旋定则）：电流从电源正极流出，从螺线管的右端流入、左端流出。接着用右手握住螺线管，让四指顺着螺线管中电流的环绕方向，此时大拇指指向螺线管的左端，因此左端相当于条形磁铁的N极。 18．如图甲所示为磁悬浮地球仪，它的地理南、北极与地球实际方位一致。地球仪是一个永磁体，它的磁场与地磁场分布特点一致。环形底座内有一电磁铁，其电路原理如图乙所示。请在图乙中标出地球仪工作时电磁铁的“N”极和电源的“+”极。 【答案】 【详解】地磁的S极对应地理北极附近，地磁的N极对应地理南极附近。地球仪的磁场和地磁场分布一致，因此地球仪的下端是地球仪这个永磁体的N极。磁悬浮地球仪能够悬浮，依靠同名磁极相互排斥的原理，因此电磁铁的上端必须和地球仪的下端是同名磁极，也就是电磁铁上端为N极。根据安培定则，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流向，由此可判断电流从螺线管的下端流入、上端流出，因此电源的下端是正极。 角度08 电磁铁的构成、原理与优点 19．电磁铁与普通磁铁的不同之处是（     ） A．磁铁有南北极，电磁铁没有南北极 B．磁铁有磁性，电磁铁没有磁性 C．磁铁能指示南北方向，电磁铁不能指示南北方向 D．磁铁不能改变磁性强弱，电磁铁可以改变磁性强弱 【答案】D 【详解】A．电磁铁通电后存在南北极，故A错误； B．电磁铁通电时具有磁性，故B错误； C．通电的电磁铁处于地磁场中时同样可以指示南北方向，故C错误； D．普通磁铁的磁性强弱不可改变，电磁铁可通过调整电流大小、线圈匝数等改变磁性强弱，故D正确。 故选D。 20．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 【详解】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。 角度09 影响电磁铁磁性强弱的因素 21．如图所示，当闭合开关S，且将滑动变阻器滑片P向左移动时，图中的电磁铁（     ） A．a端是N极，磁性增强 B．b端是N极，磁性增强 C．a端是S极，磁性减弱 D．b端是S极，磁性减弱 【答案】B 【详解】由图可知，电流从电磁铁的左端流入，根据安培定则，右手握住螺线管，四指弯曲的方向与电流方向一致，则大拇指所指的b端为电磁铁的N极，a端为电磁铁的S极；滑动变阻器向左移动时，接入电路的阻值变小，由欧姆定律 可知，电路中的电流变大，则电磁铁磁性增强。 故选B。 22．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，线圈固定在软铁制成的活塞柄上，通电时，线圈和活塞柄组成的系统与固定在左侧的磁体相互作用，带动活塞运动。当线圈中的电流从a流向b时，通电线圈的左端为_____________极，此时活塞将向_____________（选填“左”或“右”）运动；若电流增大，通电线圈的磁性将_____________（选填“增强”“减弱”或“不变”）。 【答案】 S 右 增强 【详解】[1]根据安培定则，右手握住螺线管，四指指向电流的环绕方向，大拇指所指的一端为螺线管的N极，因此该螺线管右端为N极，左端为S极 [2]同名磁极相互排斥，故条形磁铁给通电螺线管一个向右的力，活塞向右运动。 [3]通电螺线管磁性的强弱与电流的大小，线圈的匝数等因素有关，若电流增大，通电线圈的磁性将增强。 23．为了探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”，小新用铁钉制成简易电磁铁甲、乙，并设计了如图所示的电路。 (1)把甲、乙两个电磁铁串联，目的是使通过它们的电流________； (2)闭合开关后当滑动变阻器滑片向左移动时，电磁铁甲、乙吸引大头针的个数________（选填“增加”或“减少”），说明电流越________，电磁铁磁性越强； (3)根据闭合开关后图示的情景可知，电磁铁________（选填“甲”或“乙”）的磁性较强，说明电流一定时，线圈匝数越________，电磁铁磁性越强。实验发现被电磁铁吸引的大头针下端是分散的，其原因是大头针被磁化后__________； (4)小新做完实验又提出了一个新的问题：电磁铁的磁性强弱是否与铁芯的有无有关呢？于是他将甲中的铁钉去掉，比较甲、乙吸引大头针的数目。请问他的方案________（选填“可行”或“不可行”），理由是：_________。 【答案】(1)相等 (2) 增加 大 (3) 乙 多 同名磁极相互排斥 (4) 不可行 没有控制甲、乙线圈匝数相同 【详解】（1）串联电路的特点是各处电流相等。将甲、乙串联，是利用控制变量法，保证通过两个电磁铁的电流相同，从而单独探究线圈匝数对磁性强弱的影响。 （2）滑动变阻器滑片向左移动，变阻器接入电路的电阻变小，电路总电阻减小。电源电压不变，由欧姆定律可知，电路中电流变大；电磁铁磁性强弱与电流大小有关，电流越大，磁性越强，因此吸引大头针的个数增加。 （3）实验中用吸引大头针的数量反映电磁铁磁性强弱，乙吸引的大头针更多，因此乙磁性更强； 甲、乙电流相同，乙线圈匝数更多、磁性更强，说明电流一定时，线圈匝数越多，磁性越强； 大头针被电磁铁磁化后，每根大头针下端的磁极相同，同名磁极相互排斥，因此大头针下端会分散开。 （4）探究“磁性强弱与铁芯有无”时，必须用控制变量法，保证线圈匝数、电流大小完全相同，只改变铁芯有无。 甲、乙原本线圈匝数不同，去掉甲的铁钉后，同时存在“铁芯有无、线圈匝数”两个变量，变量不唯一，无法得出可靠结论，因此方案不可行。 角度10 探究影响电磁铁磁性强弱的因素的实验 24．对如图所示的情境说法正确的是（   ） A．图甲所示说明电磁铁的磁性强弱与电流大小有关 B．图乙所示的两个小球带了同种电荷 C．图丙所示的人一定没有触电危险 D．图丁所示的通电螺线管右端为N极 【答案】D 【详解】A．甲图中两个电磁铁串联，通过的电流大小相同，线圈匝数不同，实验现象说明电磁铁的磁性强弱与线圈匝数有关，不是电流大小，故A错误； B．乙图中两个小球相互吸引，可能带异种电荷，也可能一个带电，另一个不带电，故B错误； C．丙图中，人手抓火线、脚站在地面，火线与大地间存在电压，电流会通过人体形成通路，人会触电，存在危险，故C错误； D．根据安培定则：右手握住螺线管，四指顺着电流方向，大拇指指向N极，可判断出丁图中通电螺线管右端为N极，左端为S极，故D正确。 故选D。 25．在探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”实验中，小冀用电源、滑动变阻器、开关、导线、铁钉以及大头针设计了如图所示的电路。 (1)实验中是通过观察________来判定电磁铁磁性 强弱的。这种探究方法叫作________法； (2)当滑动变阻器的滑片向右移动时，电磁铁吸引大头针的个数会________（选填“增加”或“减少”），说明电磁铁磁性的强弱与________有关； (3)图中甲电磁铁比乙电磁铁磁性强，说明电流一定时，________越多，电磁铁的磁性越强。 【答案】(1) 吸引大头针的个数 转换 (2) 减少 电流大小 (3)线圈匝数 【详解】（1）电磁铁的磁性越强，能够吸引的大头针越多，所以实验中通过观察电磁铁吸引大头针的个数来比较磁性强弱。把不易直接观察的磁性强弱转化为容易观察的大头针个数，这种探究方法是转换法。 （2）滑片向右移动时，滑动变阻器接入电路的电阻变大，电路中的电流变小，电磁铁的磁性变弱，吸引大头针的个数减少，说明电磁铁磁性的强弱与电流大小有关。 （3）图中甲、乙电磁铁串联，通过两电磁铁的电流相同；甲线圈的匝数比乙多，且甲吸引的大头针更多，说明电流一定时，线圈匝数越多，电磁铁的磁性越强。 角度11 电磁继电器的结构、原理与工作示意图 26．某同学设计了一款能根据光照强度实现自动控制的“智能照明灯”，电路如图所示。电源电压保持不变，R1为定值电阻，R2为光敏电阻，其阻值随光照强度增大而减小。闭合开关S，当光照强度减小时，下列说法正确的是（     ） A．灯泡一定发光 B．电磁铁磁性增强 C．电压表示数减小 D．要想让灯提前发光，应适当增大R1的阻值 【答案】D 【详解】AB．光照强度减小，阻值增大，控制电路总电阻增大，由可知电流减小，电磁铁磁性减弱。当磁性减弱至弹簧将衔铁拉起时，触点闭合，灯泡发光；若磁性仍足以吸引衔铁，灯泡不发光。故AB错误； C．电压表测两端电压。由串联分压规律可知，当增大时，增大，故C错误； D．设灯泡发光时的临界电流为。由可知，要想让灯提前发光，即在光照强度较大（较小）时电流就减小到，需增大电路总电阻。在较小的情况下，应适当增大的阻值。故D正确。 故选D。 27．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________（选填“有”或“无”）磁性，并且B端为________极，跟金属弹簧片相互________，电铃电路接通，电铃报警。 【答案】 有 N/北 吸引 【详解】电磁铁的特性是通电时有磁性，断电时无磁性。当房门推开，开关S闭合后，控制电路接通，有电流通过电磁铁，因此电磁铁有磁性。 图中控制电路电流从电磁铁左端流入、右端流出，根据安培定则，用右手握住螺线管，让四指指向螺线管中电流的环绕方向，大拇指指向螺线管的B端，故B端为N（北）极。 电磁铁产生磁性后，会对铁质的金属弹簧片产生磁力作用，将弹簧片吸引过来，使右侧电铃所在的工作电路接通，电铃就会报警。 28．如图虚线框内的装置叫___________，其中是热敏电阻，是滑动变阻器。该装置的工作原理是：闭合开关S，随着室内温度的升高，热敏电阻的阻值减小，电磁铁磁性___________；当温度达到设定值时，电磁铁将衔铁吸合，右侧空调电路接通，空调开始工作。为了节能，现要将空调的启动温度调高，可以适当将滑片P___________（选填“向左”或“向右”）移。 【答案】 电磁继电器 增强 向右 【详解】该装置利用电磁铁控制工作电路通断，为电磁继电器； 根据题意可知，随着室内温度的升高，热敏电阻的阻值减小，则电路总电阻减小；由欧姆定律可知，控制电路总电阻减小时电流增大，故电磁铁磁性增强； 因电磁铁吸合所需电流为定值，调高启动温度需增大滑动变阻器接入电路的阻值，使热敏电阻阻值更小时电流才达到吸合值，故滑片向右移。 角度12 电磁继电器的常见应用 29．如图是一种水位自动报警器原理图，关于其工作情况，下列说法不正确的是（     ） A．水位到达B处时，报警器报警 B．其中的电磁铁运用了电流的磁效应 C．报警时红灯发光，将电能转化为光能 D．水位未到达A处时，电磁铁通电但磁性较弱 【答案】D 【详解】A．水位到达B处时，控制电路接通，电磁铁产生磁性，吸引衔铁，使红灯所在电路接通，发出报警信号，故A正确； B．电磁铁工作时，消耗电能产生磁性，因此利用了电流的磁效应，故B正确； C．报警时红灯发光，消耗电能，转化为光能（同时也会有部分转化为内能），故C正确； D．水位未到达A处时，控制电路处于断开状态，电磁铁中没有电流通过，因此电磁铁无磁性，而不是 “通电但磁性较弱”，故D错误。 本题选择描述不正确的，故选D。 30．如图所示是电梯自动控制系统电路图，地板装的R是压敏电阻，其阻值随压力的增大而减小。当有人站上电梯时，控制电路中的电流____________（选填“变大”、“不变”或“变小”），电磁铁的上端为____________（选填“N极”或“S极”），此时电梯的电动机M____________。（选填“快行”或“慢行”） 【答案】 变大 N极 快行 【详解】因压敏电阻阻值随压力增大而减小，有人站上电梯时R阻值变小，控制电路电压不变，由可知，控制电路电流变大。 用安培定则（右手螺旋定则）：右手握住螺线管，四指指向控制电路中电流的环绕方向（电流从电磁铁下端流入、上端流出），大拇指指向电磁铁的上端，因此电磁铁的上端为N极。 有人时控制电路电流变大，电磁铁磁性增强，吸引衔铁向下与触点2接触，此时工作电路中的定值电阻被断路，电动机直接接在电源两端，电压更大，转速更快，因此电动机快行。 【例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 【详解】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。 【深化点拨】 （1）考查电磁继电器的工作原理，分清控制电路与工作电路，理解衔铁吸合、释放对应的电路切换。 （2）考查电磁铁磁性强弱的影响因素，磁性强弱随控制电路电流变大而增强。 （3）考查动态电路分析，结合敏感电阻的特性，判断电阻变化带来的电流变化。 （4）考查并联电路特点，能够判断支路断路对其他支路工作状态的影响。 【变式1-1】（2026·四川巴中·中考真题）如图是一种温度自动报警器的示意图，在温度计里封入一段金属丝，当温度达到金属丝下端所指温度时，电铃响起，发出报警信号，下列说法不正确的是（     ） A．衔铁可用铜片代替 B．该温度计相当于控制电磁铁的开关 C．温度计的测温液具有热胀冷缩的性质 D．通过电磁铁的电流越大，它的磁性越强 【答案】A 【详解】A．电磁铁只能吸引铁、钴、镍这类物质；铜不能被电磁铁吸引，所以衔铁不能用铜片代替，故A错误； B．温度升高，测温液体上升接触金属丝，左侧控制电路接通；温度下降，电路断开，所以温度计相当于控制电磁铁的开关，故B正确； C．该温度计的测温液依靠热胀冷缩的性质，随温度变化升降来触发控制电路，故C正确； D．电磁铁磁性强弱和电流大小有关，线圈匝数不变时，电流越大，磁性越强，故D正确。 本题选错误的，故选A。 【变式1-2】（2026·山东德州·中考真题）如图所示为小区门口控制人员进出的电动闸门模拟电路，业主刷脸后，开关S闭合，此时栏杆顺时针转动抬起，即可通行。线圈的上端为________（选填“N”或“S”）极。若栏杆不易抬起，可将滑动变阻器滑片向________（选填“上”或“下”）滑动。 【答案】 S 上 【详解】开关闭合后栏杆顺时针抬起，说明B点悬挂的磁体受到电磁铁向下的吸引力。由图可知悬挂的磁体下端为N极，根据异名磁极相互吸引，可推出线圈的上端为S极； 栏杆不易抬起，说明电磁铁的磁性太弱，需要增大电路电流来增强电磁铁磁性。滑动变阻器滑片向上滑动时，接入电路的电阻丝长度变短，电阻减小，电路电流增大，电磁铁磁性增强，就能更轻松吸引磁体、抬起栏杆。 【变式1-3】（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 【详解】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 ⚡基础速刷 1．下列物理学史错误的是（　　） A．欧姆最先发现了电路中三个基本量间的定量关系 B．焦耳最先发现了电流通过导体发热多少与哪些因素有关的规律 C．哥伦布最先发现了地磁场的两极与地理两极不完全重合的现象 D．奥斯特最先发现了通电导体周围存在磁场的现象 【答案】C 【详解】A．欧姆总结得出欧姆定律，明确了电流、电压、电阻三个电路基本量的定量关系，故A正确； B．焦耳总结得出焦耳定律，确定了电流通过导体产生的热量与相关因素的定量规律，故B正确； C．我国宋代学者沈括最早发现地磁场两极与地理两极不完全重合的磁偏角现象，不是哥伦布，故C错误； D．奥斯特最早通过实验发现电流的磁效应，即通电导体周围存在磁场，故D正确。 本题选择描述错误的，故选C。 2．关于各图所示的现象及说明的问题，下列说法不正确的是（　　） A．图甲：手压下活塞时压缩气体做功，使空气的内能增加，内能转化为机械能 B．图乙：沿海地区常常出现“海陆风”，这是因为海水比沙土比热容大的缘故 C．图丙：两根用丝绸摩擦过的玻璃棒靠近时相互排斥，说明同种电荷相互排斥 D．图丁：螺线管通电后细铁屑有规律地分布，说明通电螺线管的周围存在磁场 【答案】A 【详解】A．图甲中，手压下活塞时压缩气体做功，使空气的内能增加，此过程是机械能转化为内能，故A错误； B．图乙里，沿海地区常常出现“海陆风”，这是因为水的比热容比泥土、沙石的比热容大。在白天，太阳照射下海岸和海水吸收相同热量，海水温度上升慢，海岸温度上升快，热空气上升，微风从海洋吹向陆地，形成海风；夜晚，海岸和海水放出相同热量，但水的比热容大，海水温度降低得少，海面气温较高，空气上升，风就从陆地吹向海上，形成陆风，故B正确； C．图丙中，两根用丝绸摩擦过的玻璃棒都带正电，靠近时相互排斥，这表明同种电荷相互排斥，故C正确； D．图丁中，螺线管通电后细铁屑有规律地分布，这说明通电螺线管的周围存在磁场，故D正确。 本题选择不正确的，故选A。 3．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 【详解】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。 4．通过两年的物理学习，相信聪明的你一定学到了很多物理知识。还知道了很多物理学家及他们对物理学作出的贡献。如：奥斯特发现了________，首次揭示了电和磁的联系。 【答案】 电流的磁效应 【详解】奥斯特是初中物理电与磁部分的经典物理学家，他在实验中发现通电导线旁的小磁针发生偏转，证明了通电导体周围存在磁场，这一现象被称为电流的磁效应，这个发现是人类历史上首次揭示了电现象和磁现象之间存在联系。 5．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。 6．机器人拟采用无线充电技术。如图为无线充电简化示意图，某时刻送电线圈电流方向如图所示，请在图中标出送电线圈左侧磁极，并在B点处标出磁感线的方向。 【答案】 【详解】由图可知，送电线圈正面的电流向下，根据安培定则可知，送电线圈右端为极，左端为极，磁感线由极出发指向极，点磁感线方向向左，据此作图。 🚀能力跃升 7．现在很多大型商场都安装一种“聪明”的电梯，载人时电梯运行的速度快，不载人时电梯运行的速度慢，既省钱又节能。这种电梯的简易控制电路如图所示，R是压力传感器，阻值随压力的增大而减小。下列分析正确的是（     ） A．不载人时控制电路中的电流增大 B．载人时电磁铁磁性变强，衔铁与触点2接触 C．不载人时电动机的额定功率变小，电动机转速变慢 D．当控制电路的电流方向改变时，电梯运行的速度会发生变化 【答案】B 【详解】A．不载人时，压力传感器所受压力较小，电阻较大，控制电路中的电流减小，电磁铁的磁性减弱，故A错误； B．载人时压力传感器受到的压力增大，阻值减小，控制电路电流增大，电磁铁磁性增强，衔铁与触点2接触，工作电路中的限流电阻断路，电动机两端电压增大、转速加快，故B正确； C．不载人时电动机两端的电压降低，实际功率减小、转速变慢，但额定功率由电动机的额定工作条件决定，不因是否载人而改变，故C错误； D．控制电路的电流方向改变时，电磁铁的磁极方向改变，但在电流大小不变时磁性强弱不变，衔铁所接触的触点不变，电梯运行速度不会因此改变，故D错误。 故选B。 8．小明家有一款磁悬浮音箱，音箱下部有一块磁铁（磁铁S极在下），圆柱状底座内部有电磁铁。他发现这个音箱与图（b）所示电路原理相似。下列判断正确的是（不计空气浮力）（     ） A．如图（b），闭合开关，使音箱悬浮后，滑片P向右调节，当音箱再次悬浮时，音箱受到的磁力变大 B．闭合开关，当滑片P向右滑动时，电源输出的功率变大 C．通电后电磁铁的周围，磁感线的方向是从S极到N极 D．若对调图（b）电路中电源正、负极，闭合开关，音箱静止在底座上，音箱受到的重力和支持力是一对平衡力 【答案】B 【详解】A．音箱悬浮时处于平衡状态，竖直方向上受到的磁力与重力平衡，即。滑片P向右调节，变阻器接入电阻减小，由欧姆定律可知电路中的电流增大，磁性增强，音箱向上运动，再次悬浮时仍满足，因不变，故不变，故A错误； B．闭合开关，滑片P向右滑动，变阻器接入电路的电阻减小，电路的总电阻减小，电源电压不变，由可知电源输出的功率变大，故B正确； C．在磁体外部，磁感线方向是从N极到S极，故C错误； D．对调电源正负极，电磁铁上端变为N极，与音箱下部S极相互吸引，磁力方向向下。音箱静止时受重力、磁力和支持力，由平衡条件得，即，重力和支持力大小不等，不是平衡力，故D错误。 故选B。 9．2025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。 10．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。 11．如图甲是桌面摆件悬空灯泡，请在图乙中依据磁感线方向标出电源下方的极性（用“+”或“-”表示）、灯泡底部的磁极（用“N”或“S”表示）。 【答案】 【详解】由图乙中磁感线的方向可知，电磁铁上端为N极。根据安培定则，结合线圈绕向可判断电源下端为负极。悬空灯泡底部与电磁铁上端是相互排斥的同名磁极，因此灯泡底部也为N极。 12．小明和他的学习小组在实验室探究通电螺线管外部磁场的特点。 (1)将螺线管安装在一块有机玻璃板上，连入电路中。在玻璃板面上均匀地撒满铁屑、闭合开关并______玻璃板面，观察到铁屑分布情况如图甲所示。可见，通电螺线管外部磁场与______的磁场相似； (2)为了进一步探究通电螺线管外部磁场的方向，同学们把小磁针放在螺线管四周不同的位置闭合开关，小磁针静止时N极所指的方向如图乙所示（涂黑的一端是N极），则此时通电螺线管的A端为______极（选填“N”或“S”）。对调电源正负极，闭合开关，小磁针静止时N极所指的方向与图乙相反，说明通电螺线管外部磁场的方向与______有关； (3)根据以上图中的实验现象推断，通电螺线管的内部______（选填“有”或“没有”）磁场，依据是：______。 【答案】(1) 轻敲 条形磁体 (2) N 电流的方向 (3) 有 铁屑在螺线管内部的分布是有规律的 【详解】（1）闭合开关后轻敲玻璃板，是为了减小铁屑与玻璃板的摩擦，让铁屑在磁场作用下自由转动排列，清晰显示磁场分布。 最终铁屑的排布和条形磁体周围的铁屑分布规律一致，因此通电螺线管外部磁场和条形磁体的磁场相似。 （2）根据磁场方向的规定，小磁针静止时N极的指向就是该点的磁场方向，图乙中螺线管上方的小磁针N极指向右侧，说明螺线管外部磁场从A端指向B端，而磁体外部磁感线是从N极出发回到S极，因此A端为N极. 对调电源正负极后，螺线管的电流方向改变，小磁针指向全部反向，说明螺线管外部磁场方向和电流方向有关。 （3）如图所示，铁屑在螺线管内部的分布是有规律的，呈现的线形与外部铁屑分布的线形形成闭合不中断的曲线，由此可推断通电螺线管内部存在磁场。 🌟思维挑战 13．如图甲为某恒温箱的原理图，它包括控制电路和工作电路两部分。其中控制电路电源电压，继电器线圈的电阻的阻值大小忽略不计，为可变电阻，为热敏电阻，置于恒温箱内，热敏电阻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0.02 A时，继电器的衔铁被吸合切断工作电路；当控制电路的电流减小到0.015 A时，衔铁会被释放接通工作电路。已知加热器的规格是“220 V  550 W”，下列说法中正确的是（     ）      A．加热器正常工作时，通过加热器的电流为0.4 A B．若恒温箱内可获得上限温度为40℃，则恒温箱内的下限温度为30℃ C．若想提高恒温箱上限温度，可将滑动变阻器的阻值调大 D．若想提高恒温箱下限温度，可将滑动变阻器的阻值调小 【答案】C 【详解】A．加热器正常工作时，电流，故A错误； B．当上限温度为时，温度达到，控制电路电流，衔铁吸合，切断电路。由图乙得，时，热敏电阻，控制电路总电阻 因此可变电阻 当下限温度时，电流降到，衔铁释放，接通电路，总电阻 此时热敏电阻 由图乙得，时，对应温度为，即下限温度为，故B错误； C．提高上限温度，即最高温度更高，此时热敏电阻更小。切断电路的电流始终为，即总电阻不变，减小，则可变电阻需要调大，故C正确； D．提高下限温度，即下限温度更高，此时热敏电阻更小。接通电路的电流始终为，总电阻不变，减小，则可变电阻需要调大，故D错误。 故选C。 14．我国正大力发展“海绵城市”建设，住宅楼雨水蓄水系统是海绵城市建设项目之一。如图甲所示是小华设计的地下蓄水池（未画出）水位监测及排水电路，为置于池底的压敏电阻，其阻值与上方水的深度的关系如图乙所示。若控制电路的电源电压U恒为12V，当电磁铁线圈中的电流时，铁质开关K被释放，当时，K被吸上去，以此控制池底水泵，将水位保持在一定的范围内（电磁铁线圈电阻不计）。下列有关说法正确的是（    ） A．电磁铁的上端是N极 B．当池内水位降低时，的阻值变小 C．保持滑片位置不变，当池内水位升高时，R两端的电压增大 D．若想增大水池内蓄水的最高水位，可将滑片向右调节 【答案】BD 【详解】A．电源上端为正极，因此由电路图可知，电流从电磁铁上端流入、下端流出，根据安培定则，右手握住螺线管，大拇指指向螺线管下端，因此电磁铁下端为N极，上端为S极，故A错误； B．由图乙可知，压敏电阻的阻值随水深度增大而增大，水位降低时深度减小，因此的阻值变小，故B正确； C．滑片位置不变，滑动变阻器阻值不变；水位升高时，深度增大，阻值增大，根据串联电路分压原理可知，两端电压减小，故C错误； D．要增大最高水位，对应更大的水深，即对应的阻值更大，由于铁质开关K被释放时临界电流不变，根据欧姆定律可知，电路总电阻不变，因此需要滑动变阻器接入阻值更小，根据电路图甲可知，滑片应向右调节，故D正确。 故选BD。 15．如图甲是一款“智能电水壶”，图乙是“智能电水壶”的自动控温工作原理图：控制电路中，，保护电阻，Rt​为热敏电阻，其阻值随温度变化关系如图丙，电磁铁线圈电阻不计；工作电路中，，R1​、R2为加热电阻；当通过电磁铁的电流时，工作电路开始保温，已知：保温功率为100 W。电能表参数，关闭家里其他电器，电水壶在额定电压下以高温挡单独工作5分钟，电能表指示灯闪烁220次，闭合S1​电磁铁上端为______极，R1​的阻值为______；要使电水壶刚开始保温时的温度设定为50℃，请通过计算写出改进方案。（调整一个电学元件，计算出具体数值，写出一种方案即可）______。 【答案】 S 55 R0​调到/电源电压调到6V 【详解】电流从电磁铁下端流入、上端流出，根据安培定则，大拇指指向下端，因此电磁铁上端为S（南）极。 工作电路中，衔铁吸下时R2断路，只有R1​接入电路中，为高温挡；衔铁弹起时R1​、R2串联，为保温挡。 电能表闪烁220次，消耗电能 高温挡功率 高温挡只有R1​工作，由得 刚开始保温时，电流 控制电路的总电阻 由图丙得，50℃时热敏电阻的阻值 因此需要保护电阻 即改进方案为：将保护电阻R0​更换为450Ω的电阻（也可调整控制电路电源电压为6V，合理即可）。 16．为防止电动车充电时起火引发事故，科技小组的同学设计了一个自动灭火报警模拟装置，如图甲所示（处电路未画出）。已知控制电路电源电压为，热敏电阻的阻值随温度变化的图像如图乙所示，电磁铁线圈的电阻为200。工作时开关、闭合，无火情时绿灯亮；当通过电磁铁线圈的电流大于或等于10mA时，衔铁被吸下，电铃报警同时电动水龙头喷水。根据电路设计要求，应将图丙的电路①接入图甲中的__________（选填“”或“”）处，电路②接在图甲中另一处；闭合开关，电磁铁的上端为__________（选填“”或“”）极；若温度达到或超过时电铃报警，则滑动变阻器的最大阻值不能小于___________；若控制电路电源电压降低，要保证报警条件不变，应将的滑片向_________________移动。 【答案】 Q N 1200 右 【详解】电磁继电器控制电路中，R、Rt、线圈串联，由图乙可知，热敏电阻阻值随温度的升高而减小。无火情时，温度低，Rt阻值大，控制电路电流小，此时电磁铁磁性弱，不能吸引衔铁，动触点与上方的静触点接通，此时绿灯亮，说明P处接绿灯，即接图丙中的电路②；当有火情时温度升高，Rt阻值变小，控制电路电流变大，达到电磁铁的吸合电流时，电磁铁吸引衔铁，动触点与下方的静触点接通，此时电铃报警同时电动水龙头喷水，说明Q处接电动水龙头和电铃，即接图丙中的电路①。 电流从电磁铁上端流入，下端流出。由安培定则可判断，电磁铁的上端为N极。 控制电路电流达到时电铃报警。当温度达到 70°C时，由图乙可知，控制电路总电阻 ​变阻器接入电路中的电阻 所以滑动变阻器的最大阻值不能小于1200Ω。 若控制电路电源电压降低，要保证报警电流不变，由欧姆定律可知，总电阻需要减小。Rt​ 和 R线​ 不变，因此滑动变阻器 R 的阻值需要减小，滑片应向右移动。 17．科技小组设计了一款电热水壶，其内部电路结构可简化为如图所示（含电源、两个阻值相等电阻R1和R2，水银温度计及导线，其中水银温度计能同步呈现壶内水温，且温度计内封有一段金属丝）。不添加任何器材，请将图中电路图补充完整，使之满足以下要求： ①当壶内水温未达到设定值时，开关S闭合，只有一个电阻工作，电热水壶处于加热状态； ②当壶内水温度升高到设定值时，水银柱上升并与金属丝接触，通过电磁继电器水壶随即切换为保温状态。 【答案】 【详解】当水温低时，控制电路断开，电磁铁无磁性，衔铁被弹簧拉起使动触点与上触点接触。为满足“只有一个电阻工作”的加热要求，上触点应与电阻 R1连接，构成只有R1工作的简单电路，此时功率最大。当水温高时，控制电路接通，电磁铁吸下衔铁使动触点与下触点接触。为满足“保温”要求，此时电路功率更小，根据，工作电源电压不变，电路总电阻需变大，因此下触点应与电阻 R2 连接，使R1和R2形成串联电路，总电阻增大，功率减小。因此将R1左端分别与上静触点和R2的右端连接，R1右端接在开关右端。 18．为缓解市政排水压力，小区居民楼都设有地下雨水蓄水池。为了监测地下蓄水池的水位和排水，项目式小组同学利用电阻箱，力敏电阻设计了蓄水池的水位监测及排水系统电路。 (1)利用如图1所示的电路探究力敏电阻阻值随水位变化的规律： ①根据电路图连接好电路； ②让力敏电阻置于水深为时，闭合开关、断开开关，记录电流表示数； ③保持力敏电阻置于水深为不变，同时闭合开关、，调节电阻箱直至电流表示数为______，此时_______； ④将力敏电阻置于水的不同深度时，重复步骤②③，用测得的数据绘制出与池内水位的关系图像如图2； ⑤由图像可知，当池内水位升高时，力敏电阻受到的压力将变为________，的阻值将_______。 (2)电路的设计：①根据所测的数据，设计如图2所示的蓄水池（未画出）水位监测及排水电路，电路中控制电路的电压恒为；当电磁铁线圈的电流时，开关闭合，当，开关断开，从而通过控制池底水泵将水位保持一定的范围内（电磁铁线圈电阻不计）。 ②请在图3中接入一个电压表，要求当水位升高时电压表的示数增大。 (3)水位的测算：若该电路能控制的最低水位是，则它所能控制的最高水位是_______； (4)为了既能调高池内最高水位，又能使池内最高与最低水位的高度差保持不变，小泉提出了采取减小的方案，该方案是________的（选填“可行”或“不可行”），理由是________。 【答案】(1) 更大 越大 (2) (3)1.0 (4) 可行 减小R后，最高和最低水位对应的都增大，水位均升高；而最高与最低水位对应的的差值是定值，与R无关 【详解】（1）[1][2]该实验利用等效替代法测，两次实验电源电压不变，电流相同则电阻相同，同时闭合开关、干路电流等于原来的2倍，此时的阻值等于，因此第一个空填，第二个空填。 [3][4]水位升高，力敏电阻所在深度增加，受到水的压力将变为更大；由图2可知，水位越高，的阻值越大。 （2）控制电路中R与串联，水位升高时阻值变大，根据串联分压规律，两端电压随阻值增大而增大，因此将电压表并联在两端即可满足要求。据此作图。 （3）最低水位为0.5m，由图2得此时，最低水位对应电流，总电阻 因此滑动变阻器 最高水位对应电流，总电阻 此时 对应图2得水位为1.0m。 （4）[1][2]减小R后，电流保持不变，控制电路的总电阻不变，则最高和最低水位对应的都增大，水位均升高；而最高与最低水位对应的的差值 是定值，与R无关，由图2可知高度差保持不变，符合要求，故该方案可行的。 2 / 14 学科网（北京）股份有限公司 $