人教版物理九年级第二十章《电生磁+电磁继电器》小节测试
一、单选题
1．（2021·常德）如图所示，甲、乙为条形磁体，中间是电磁体，虚线是表示磁极间磁场分布情况的磁感线，则可以判断图中A、B、C、D四个磁极依次是（ ）
A．N、N、S、S B．S、S、N、S C．N、N、S、N D．S、S、N、N
【答案】B
【知识点】安培定则
【解析】【解答】A C．根据右手螺旋定则， 四指的方向为电流的方向，大拇指的指向为磁极的方向，则C端为N极，B端为S极，A不符合题意；C不符合题意；
B D．电磁铁的B端为S极，C端为N极，根据磁感线的分布可知，磁感线方向从N极出发，回到S极，A端也是回到磁极，A为S极，而CD之间的磁极是从C出发到D，即从N极出发，直接指向S极，B符合题意；D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】结合通电螺线管的电流方向，利用右手螺旋定则求解通电螺线管的N极和S极。
2．（2021·广元）如图所示，在电磁铁正上方用弹簧挂着一条形磁铁，开关闭合后，当滑片P从a端向b端滑动过程中，会出现的现象是（ ）
A．电流表示数变大，弹簧长度变长
B．电流表示数变大，弹簧长度变短
C．电流表示数变小，弹簧长度变短
D．电流表示数变小，弹簧长度变长
【答案】B
【知识点】电路的动态分析；磁现象；影响电磁铁磁性强弱的因素及其探究
【解析】【解答】由图可知，当滑片P从a端向b端滑动过程中，滑动变阻器接入电路中电阻变小，由欧姆定律可知，电路中电流变大，即电流表示数变大，电磁铁的磁性变强，由安培定则可知，电磁铁上端为N极，与条形磁铁之间相互排斥，由于电磁铁磁性变强，所以与条形磁铁之间斥力变大，弹簧长度变短。
故答案为：B。
【分析】根据安培定则判断螺线管的磁极；电流越大，螺线管的磁性越强；利用磁极间的作用规律判断磁力的大小。
3．（2021·眉山）如图所示，将某发光二极管的两极接入电路的a、b两点，闭合开关时，通电螺线管旁边小磁针S极向右偏转。下列判断正确的是（ ）
A．通电螺线管右端为N极
B．电源左端为正极，右端为负极
C．发光二极管 极接 点， 极接 点
D．图中P处磁感线的方向从螺线管右端到左端
【答案】C
【知识点】安培定则
【解析】【解答】A．根据同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引可知，通电螺线管的左端为N极，右端为S极，A不符合题意；
B．根据安培定则可知，当通电螺线管的左端为N极时，螺线管上的电流方向向上，因为电流是从电源正极流出的，所以电源右端为正极，左端为负极，B不符合题意；
C．发光二极管具有单向导电性，只有电流从长针进短针出时，二极管才发光，所以发光二极管 极接 点， 极接 点，C符合题意；
D．磁感线的方向是从N极到S极，所以图中P处磁感线的方向从螺线管左端到右端，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】根据通电螺线管旁小磁针s极的指向，确定通电螺线管的南北极，然后运用右手定则判断通电螺线管中电流方向，最后根据“发光二极管具有单向导电性，只有电流从长针进短针出时，二极管才发光”确定发光二极管两端的接入方式。
4．（2021·北京）在探究通电螺线管的磁场特点时，通电螺线管在某状态下的两个实验现象如图所示，其中小磁针（黑色一端为N极）静止时的指向情况如图甲所示。铁屑静止时的分布情况如图乙所示。图中能正确用磁感线描述这两个实验现象的是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】C
【知识点】通电螺线管的磁场
【解析】【解答】通电螺线管的外部磁场和条形磁体的磁场相似，由甲图中小磁针的分布情况可以判断该通电螺线管的左侧为S极，右侧为N极。我们规定小磁针静止时的N极指向为该点的磁场方向，所以在磁体外部，磁感线总是从N极出发回到S极。而在磁体内部，磁感线的分布和磁体的N、S极一致，由此判断，A、B、D不符合题意；C符合题意。
故答案为：C。
【分析】通电螺线管相当于条形磁铁，磁感线是密闭的曲线，从北极出发回到南极。
5．（2021·西宁）如图所示，用漆包线（导线表面涂有绝缘漆）绕在圆筒上做成了一个螺线管，用来研究通电螺线管磁性强弱与哪些因素有关。闭合开关后，发现该通电螺线管的磁性较弱，下列措施能够使它的磁性增强的是（ ）
A．在圆筒中插入一根铁芯 B．减少线圈匝数
C．滑动变阻器的滑片P向右滑动 D．将电源正负极互换
【答案】A
【知识点】电磁铁的其他应用
【解析】【解答】影响通电螺线管磁性强弱的因素有：电流的强弱、线圈的匝数及铁芯的有无。
A．在圆筒中插入铁芯，能增强通电螺线管的磁性，A符合题意；
B．减少线圈匝数，会减小通电螺线管的磁性，B不符合题意；
C．图示中的滑动变阻器滑片向右移动是，变阻器接入电路的阻值变大，则通过电路的电流减小，那么螺线管的磁性会减弱，C不符合题意；
D．将电源正负极互换，只能改变通过螺线管的电流，不会影响其磁性的强弱，D不符合题意。
故答案为：A。
【分析】影响通电螺线管磁性强弱的因素有：电流的强弱、线圈的匝数及铁芯的有无。
6．（2021·包头）对下列各图形情景，解释错误的是（ ）
A．图甲，通电后小磁针转动，说明通电导线周围存在磁场
B．图乙，两个压力锅很难被拉开，因为锅外部气压远小于内部气压
C．图丙，机壳没有接地，容易引起触电事故
D．图丁，小孩儿下滑过程中臀部发热，是通过做功改变内能的
【答案】B
【知识点】做功改变物体内能；大气压强的存在；安全用电原则；通电直导线周围的磁场
【解析】【解答】A．如图所示是奥斯特实验，小磁针转动，说明通电导体周围存在磁场，A正确，不符合题意；
B．图乙所示，两个压力锅很难被拉开，是因为锅内气压比锅外的小，B错误，符合题意；
C．图丙中，机壳没有接地，则机壳上的电不能及时导走，人接触到外壳时可能会被电到，C正确，不符合题意；
D．小孩儿下滑过程，克服摩擦做功，臀部内能增大，D正确，不符合题意。
故答案为：B。
【分析】马德保半球实验最早证明了大气压的存在，托里拆利最早给出了大气压的数值，一个标准大气压为1.013×105Pa。
7．（2021·江西）如图所示是燃油汽车启动装置的电路简图。汽车启动时，需将钥匙插入仪表板上的钥匙孔并旋转，则下列分析正确的是（ ）
A．旋转钥匙相当于闭合开关
B．电磁铁是利用电流的热效应来工作的
C．电磁铁通电后电磁铁的上端为S极
D．电动机工作时将电能全部转化为机械能
【答案】A
【知识点】安培定则
【解析】【解答】A．插入钥匙并旋转才能启动汽车，所以旋转钥匙相当是闭合开关，接通电路，A符合题意；
B．电磁铁是在电流通过线圈时，线圈产生磁性，所以电磁铁利用电流的磁效应工作的，B不符合题意；
C．图示中的电磁铁，电流从其上端流入，下端流出，据安培定则知，电磁铁的下端为S极，C不符合题意；
D．电动机工作时，大部分电能转化为机械能，小部分电能转化为内能，D不符合题意。
故答案为：A。
【分析】结合通电螺线管的电流方向，利用右手螺旋定则求解通电螺线管的N极和S极；电路的基本结构包含电源、用电器、开关和导线，开关控制电路的通断。
8．（2021·泰安）法国科学家阿尔贝·费尔和德国科学家彼得·格林贝格尔由于发现了巨磁电阻（GMR）效应而荣获2007年度诺贝尔物理学奖。图中GMR代表巨磁电阻，在磁场中，其阻值随磁场的逐渐变强而减小。闭合开关S1、S2，下列说法中（ ）
①电磁铁左端为S极
②电磁铁外部的磁感线从左端出发回到右端
③将滑片P向b端滑动，电磁铁磁性变强
④将滑片P向a端滑动，指示灯亮度变强
A．只有①③正确 B．只有①②正确
C．只有②④正确 D．只有②③正确
【答案】C
【知识点】安培定则；影响电磁铁磁性强弱的因素及其探究
【解析】【解答】①根据安培定则，用右手握住通电螺线管，四指指电流方向，大母指指N极，因此电磁铁左端为 N 极，故①不符合题意；
②根据安培定则，电磁铁左端为 N 极，电磁铁外部的磁感线从左端出发回到右端，故②符合题意；
③将滑片 P 向 b 端滑动，滑动变阻器接入电路阻值增大，电流减小，电磁铁磁性变弱，故③不符合题意；
④将滑片 P 向 a 端滑动，滑动变阻器接入电路阻值减小，电流增大，铁磁铁磁性增强，而巨磁电阻阻值随磁场变强而减小，故指示灯亮度变强，故④符合题意。
故答案为：C。
【分析】结合通电螺线管的电流方向，利用右手螺旋定则求解通电螺线管的N极和S极。电流可以产生磁场，即电流有磁效应，可以用来制作电磁铁，电流越大，产生的磁场强度越大，匝数越多，产生的磁场越强；同时物质的磁场强度与温度有关系，温度越高，物质的磁性就越小。
9．（2021·普陀模拟）如图所示，小磁针N极的指向和通电螺线管的磁感线方向标注均正确的是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】C
【知识点】安培定则
【解析】【解答】首先根据右手螺旋定则判断通电螺线管的NS极，然后可知磁感线方向，利用磁极间的相互作用规律判断小磁针N极的指向。
【解答】
AB．由图知，四幅图中电流方向和线圈的绕法都相同，且电流从左方流入、右方流出，根据安培定则，伸出右手，四指弯曲所指的方向为电流的方向，则大拇指指向通电螺线管的左端为S极，螺线管的右端为N极；在磁体外部，磁感线方向由N极指向S极，则磁感线方向向左，AB不符合题意；
CD．由磁极间的相互作用规律可知，小磁针左下端为S极，右上端为N极，C符合题意，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】结合通电螺线管的电流方向，利用右手螺旋定则求解通电螺线管的N极和S极。
10．（2021·阳信模拟）通电螺线管和磁体A磁极附近磁感线分布如图所示，小磁针处于静止，下列说法正确的是（ ）
A．电源“+”极为c端
B．磁体A的右端为N极
C．小磁针的a端为S极
D．小磁针所在位置没有磁场，所以小磁针处于静止
【答案】A
【知识点】安培定则
【解析】【解答】ABC．由于在磁体外部磁感线从磁体的北极出来，回到南极，所以左边磁体A为S极，右边通电螺线管的左端为S极，则右端N极；根据磁极之间的作用规律，小磁针的a端为N极、b端为S极；由安培定则可知，大拇指指向右端N极，四指环绕方向为电流方向，电流从螺线管的左边流入、右边流出，则c为正极、d为负极，A符合题意，B不符合题意，C不符合题意；
D．小磁针所在位置有磁场，所以小磁针受到磁场力的作用处于静止状态，D不符合题意；
故答案为：A。
【分析】结合通电螺线管的N极和S极，利用右手螺旋定则求解通电螺线管的电流方向，判断电源的正负极。
11．（2021·隆回模拟）如图所示，一条形磁铁放在水平桌面上，处于静止状态，电磁铁置于条形磁铁附近并正对固定。下列叙述中，错误的是（ ）
A．闭合开关后，电磁铁与条形磁铁间有相互吸引力
B．闭合开关后，电磁铁的右端为N极
C．闭合开关后，条形磁铁受到桌面水平向右的摩擦力
D．闭合开关后，滑片P向a移动过程中，电磁铁与条形磁铁间的相互作用力增加
【答案】B
【知识点】磁现象；安培定则；通电螺线管的极性和电流方向的判断
【解析】【解答】B．闭合开关后，电磁铁有磁性，根据图中的电流方向结合安培定则知道，电磁铁的左端是N极、右端是S极，B错误，符合题意；
AC．闭合开关后，由于电磁铁的左端是N极、右端是S极，而异名磁极相互吸引，所以电磁铁对条形磁铁有向左的吸引力作用，条形磁铁有向左运动趋势，所以条形磁铁受到向右的静摩擦力作用，AC正确，不符合题意。
D．闭合开关后，滑片P向a移动时，变阻器接入电路的阻值变小，通过电磁铁的电流增大，磁性增强，对条形磁铁的吸引力增大，所以电磁铁与条形磁铁间的相互作用力增加，D正确，不符合题意。
故答案为：B。
【分析】根据螺线管的电流方向，利用安培定则可以判断磁极位置；根据磁体磁极的位置，判断磁极间的力。
12．（2021·贺兰模拟）如图所示，要使电磁铁下端吸引的大头针数目增多，下列做法正确的是（ ）
A．向右移动滑片P B．减小电源电压
C．减少线圈匝数 D．向左移动滑片P
【答案】D
【知识点】影响电磁铁磁性强弱的因素及其探究
【解析】【解答】AD．因为电磁铁的磁性强弱与电流的大小和线圈的匝数都有关，当线圈的匝数一定时，向左移动滑片P时，可使通过电磁铁的电流变大，电磁铁的磁性增强，电磁铁下端吸引大头针的数目增多，A不符合题意，D符合题意；
B．减小电源电压时，电路中的总电阻不变，那么电路中的电流会变小，则电磁铁的磁性会减弱，电磁铁下端吸引大头针的数目减小，B不符合题意；
C．当通过电磁铁的电流不变时，减小线圈的匝数，其磁性会减弱，则电磁铁下端吸引大头针的数目会减小，C不符合题意。
故答案为：D。
【分析】电流可以产生磁场，即电流有磁效应，可以用来制作电磁铁，电流越大，产生的磁场强度越大，匝数越多，产生的磁场越强。
二、填空题
13．（2021·锦州）如图所示，当闭合开关S时，小磁针将向 （填“顺时针”或“逆时针”）方向转动，当滑动变阻器的滑片P向右移动时，电磁铁的磁性将 。（填“增强”、“不变”或“减弱”）
【答案】顺时针；增强
【知识点】安培定则；影响电磁铁磁性强弱的因素及其探究
【解析】【解答】开关闭合后，螺线管中的电流向上流动，弯曲的四指与电流方向相同，垂直的大拇指指向上方，所以螺线管上端为N极，小磁针的N极将向上转动，S极将向下转动，即顺时针转动。
当滑动变阻器的滑片P向右移动时，电路中的电阻减小，电流增大，电磁铁的极性增强。
【分析】奥斯特实验证明电流周围存在这磁场，通电螺线管周围的磁场可以利用右手螺旋定则判断N极和S极。
14．（2021·成都）探究小组为了模拟电磁起重机的工作原理，用表面涂有绝缘漆的导线绕在大铁钉上制成电磁铁，接入电路，如图所示。闭合开关S，电磁铁有了磁性，A端是 极。将滑动变阻器的滑片向右移动一段距离后，硬币才被吸起，这说明电流越大，电磁铁的磁性 。
【答案】N（北）；越强
【知识点】安培定则
【解析】【解答】图示电路是串联连接，闭合开关S，电流由B端流入电路，由A端流出，据安培定则知，A端为N极。
滑动变阻器的滑片向左移动时，接入电路的阻值变小，电路中的电流变大，硬币被吸起，说明此过程电磁铁的磁性增强，即通过的电流越大，电磁铁的磁性越强。
【分析】电流可以产生磁场，即电流有磁效应，可以用来制作电磁铁，电流越大，产生的磁场强度越大，匝数越多，产生的磁场越强；结合通电螺线管的电流方向，利用右手螺旋定则求解通电螺线管的N极和S极。
15．（2021·黄石）如图a所示，通过观察和比较电磁铁A和B吸引大头针的多少，可以得出电磁铁磁性的强弱与线圈的 （选填“匝数”或“电流”）有关；电磁铁B的下端是 极。如图b所示，若只对U形管B上方的管口吹气，则 （选填“A”或“B”）的液面会下降。
【答案】匝数；S；A
【知识点】流体压强与流速的关系；安培定则；影响电磁铁磁性强弱的因素及其探究
【解析】【解答】由图可知，这是一个串联电路，电流处处相等，AB线圈的匝数不一样，所以可以得出电磁铁磁性的强弱与线圈的匝数有关。
电磁铁B的电流从电磁铁下端流入，上端流出，根据安培定则可知，电磁铁B的下端是S极。
由图可知，这是一个连通器，向B端吹气，B端上方空气流速加快，压强变小，液面变高，所以A端液面会下降。
【分析】电流可以产生磁场，即电流有磁效应，可以用来制作电磁铁，电流越大，产生的磁场强度越大，匝数越多，产生的磁场越强；结合通电螺线管的电流方向，利用右手螺旋定则求解通电螺线管的N极和S极；流体压强与流速的关系，流速大的地方压强小，流速小的地方压强大。
16．（2021·岳池模拟）如图所示，在电磁铁正上方用弹簧挂着一条形磁铁，当开关S闭合后，且滑片P从a端向b端滑动过程中，会出现的现象是小灯泡亮度 （选填“增强”或“减弱”），弹簧长度 （选填“变长”或“缩短”）。
【答案】增强；缩短
【知识点】安培定则
【解析】【解答】从图中可以看到，这是一个串联电路，滑片P从a端向b端滑动过程中，变阻器接入电路的电阻在变小，电路的总电阻在变小，电路的电流在变大，那么小灯泡亮度是增强的。
由上述可知，电流在变大，那么电磁铁的磁性在增强，根据安培定则判断出电磁铁的上端应该是N极，条形磁铁收到排斥力。电流增大时，排斥力更大，弹簧缩短。
【分析】滑动变阻器滑片向右端移动，接入电路中的电阻变小，电路中的电流变大，灯泡变亮。
17．（2021·十堰模拟）小明去超市，走到电梯前发现电梯运动较慢，当他站在电梯上时又快了起来。小明根据所学的知识，画出如图所示的电路（R是一个压敏电阻）。小明分析：当人站在电梯上，压敏电阻的阻值减小，则电磁铁的磁性变 ，衔铁与触点 （填“1”或“2”）接触，电动机的转速变 。
【答案】强；2；快
【知识点】电磁继电器的组成、原理和特点
【解析】【解答】由图可知，当人站在电梯上时，R的阻值减小，电路中电流增大，电磁铁变强，则衔铁被吸下，与触点2接触，则电机上的电压增大，电动机转速变快。
【分析】通过读图分析电磁继电器的工作过程即可得解。
18．（2020九上·通河期末）如图所示是一种水位自动报警器原理图，水位没有到达金属块A时， 灯亮，水位到达金属块A时， 灯亮。
【答案】绿；红
【知识点】电磁继电器的组成、原理和特点
【解析】【解答】由图知道，当水位没有达到A时，电磁铁没有磁性，故只有L1灯亮；当水位到达A时电路接通，电磁继电器有磁性，且根据右手定则知道上端为S极，衔铁就会在电磁力吸引的作用下与L2灯接通，L2灯亮。
【分析】当水位到达A时，由于一般水具有导电性，那么电磁铁所在电路被接通，吸引衔铁向下，从而接通红灯所在电路，此时红灯亮，而绿灯不亮。
19．（2020九上·通河期末）如图，是探究“影响电磁铁磁性强弱因素”的实验装置，甲电磁铁线圈匝数小于乙，根据图中实验现象可得出的结论是 ；此装置也同时能够探究电磁铁磁性强弱与 的关系。
【答案】通过电磁铁的电流相同时，线圈匝数越多，电磁铁磁性越强；电流大小
【知识点】影响电磁铁磁性强弱的因素及其探究
【解析】【解答】两电磁铁串联在电路中，电流相同，线圈匝数不同，吸引大头针的数目不同，说明通过电磁铁的电流相同时，线圈匝数越多，电磁铁磁性越强。
电路中有滑动变阻器可改电路中的电流，故可探究电磁铁磁性强弱与电流大小的关系。
【分析】电磁铁磁性的强弱是通过观察其吸收大头针的数量来判断的，这是转换法的一种应用；影响电磁铁磁性强弱的因素有电流大小和匝数多少，利用控制变量法分析；滑动变阻器阻值越小，电流越大，匝数一定时，电磁铁中电流增大时，磁性增强。
三、实验探究题
20．（2021·长宁模拟）小红用图（a）、（b）、（c）所示装置研究磁与电的关系。
①由图（a）、（b）、（c）可知：电流周围存在磁场，且 ；
②小红推理：若一束电子沿着水平方向平行地飞过小磁针上方，如图（d）所示，小磁针也会发生偏转。其依据是： ；
③图（d）中小磁针N极偏转方向和图 中小磁针的偏转方向相同，依据是： 。
【答案】磁场方向与电流方向有关；自由电子定向移动形成电流，电流周围存在磁场；C；电子带负电，负电荷定向移动的方向与电流的方向相反
【知识点】通电直导线周围的磁场
【解析】【解答】①由图（a）、（b）、（c）可知，导线不通电，小磁针不偏转，通电后小磁针发生偏转，这说明电流周围存在磁场，改变电流的方向，小磁针的偏转方向发生了改变，这说明磁场的方向与电流方向有关。
②小红推理：若一束电子沿着水平方向平行地飞过小磁针上方，电子是负电荷，其定向移动时会产生电流，电流的周围存在磁场，则小磁针也会发生偏转。
③电子带负电，负电荷定向移动的方向与电流的方向相反，故图d中小磁针N极偏转方向和图c小磁针的偏转方向相同。
【分析】奥斯特实验证明电流周围存在这磁场，磁场的方向与电流的方向有关。
21．（2021·苏州模拟）完成下列关于电流磁效应的有关问题：
（1）小明用如图所示的装置探究通电螺线管外部强场，选用小磁针是为了 ，改变通电螺线管中的电流方向，发现小磁针指向转动180°，由此可知，通电螺线饮外部的磁场方向与螺线管中 方向有关。
（2）小红用图乙所示电路研究通电嫌线管的磁场。她先将开关S接a，观察电流表的示数及吸引图钉的数目；再将开关S从a换到b，调节变阻器的滑片P，再次观察电流表的示数及吸引图钉的数目，此时调节滑动变阻器是为了 ，来探究 的关系。
（3）如图丙所示为小华设计的恒温加热器电路，他使用电磁继电器实现自动控制，图中R1应选用阻值随温度升高而 的热敏电阻，为提高该恒温箱的工作温度，下列操作可行的是 。
A．将滑动变阻器R阻值取小一些
B．换用电压较大的直流电源U
C．换用相同长度时弹力更大的弹簧
【答案】（1）便于确定磁场的方向；电流
（2）控制电流大小不变；电磁螺线管磁场大小与线圈匝数的关系
（3）降低；C
【知识点】影响电磁铁磁性强弱的因素及其探究
【解析】【解答】（1）选用小磁针是为了显示磁场的方向，即小磁针静止时N极的指向为该点的磁场方向；改变通电螺线管中的电流方向，小磁针指向转动180°，说明通电螺线管外部的磁场方向与螺线管中电流方向有关。
（2）实验中，他将开关S从a换到b上时，连入电路的线圈匝数发生了变化，为了保证电流不变，应调节变阻器的滑片P，控制两次实验的电流大小不变，再次观察电流表示数及吸引的大头针数目，这样才能探究出通电螺线管磁性强弱与线圈匝数的关系。
（3）当加热器的温度到达设定值后应该使电热丝停止工作，即电磁铁吸引衔铁，此时电磁铁的磁性应增强，电路中的电流应变大，根据欧姆定律可知，电路中的总电阻变小，即热敏电阻的阻值变小，故R1应选用阻值随温度升高而减小的热敏电阻。
为提高该恒温箱的工作温度，应减小电磁铁的磁性；
A．将滑动变阻器R阻值取小一些，根据欧姆定律可知，此时电路中的电流变大，电磁铁磁性增强，A不符合题意；
B．换用电压较大的直流电源U，根据欧姆定律可知，此时电路中的电流变大，电磁铁磁性增强，B不符合题意；
C．换用相同长度时弹力更大的弹簧，在磁性相同的情况下，衔铁不容易被吸下，使得电热丝工作时间增长，温度升高，C符合题意。
故答案为：C。
【分析】电流可以产生磁场，即电流有磁效应，可以用来制作电磁铁，电流越大，产生的磁场强度越大，匝数越多，产生的磁场越强；同时物质的磁场强度与温度有关系，温度越高，物质的磁性就越小，结合具体的实验探究即可。
22．（2020九上·丰台期末）用表面涂有绝缘漆的漆包线绕在铁钉上做成了线圈上有四个接线柱a、b、c、d的电磁铁，使用不同的接线柱，可改变电磁铁线圈的匝数。电磁铁和其他实验器材组成如图所示电路，用该电路来研究“影响电磁铁磁性强弱的因素”。请完成如下问题：
（1）实验中电磁铁磁性的强弱用电磁铁吸引 来反映的；
（2）连接电磁铁线圈的接线柱a，闭合开关，调节滑动变阻器，可以探究电磁铁磁性强弱与 是否有关；
（3）分别连接电磁铁线圈的接线柱a、c，并调节滑动变阻器使 不变，可以探究电磁铁磁性强弱与线圈匝数是否有关。
【答案】（1）大头针个数的多少
（2）电流大小
（3）电流
【知识点】影响电磁铁磁性强弱的因素及其探究
【解析】【解答】(1)电磁铁的磁性强弱是无法直接观察的，此实验中利用电磁铁吸引大头针数量的不同来反映磁性强弱的不同，采用了转换法；
(2)连接电磁铁线圈的接线柱a，调节滑动变阻器，电路中电流不同，可以探究电磁铁磁性强弱与电流大小有关；
(3)分别连接电磁铁线圈的接线柱a、c，并调节滑动变阻器控制电流不变，改变了线圈匝数，可以探究电磁铁磁性强弱与线圈匝数有关。
【分析】（1）采用转换法，通过观察电磁铁吸引大头针数目的多少来判断电磁铁磁性的强弱。
（2）电磁铁磁性的强弱与电流的大小和线圈的匝数有关，故该实验中利用控制变量的思维分析即可解决。
四、作图题
23．（2021·济宁）如图所示，请用笔画线代替导线，将实物图补充完完整，要求：①小磁针的指向满足如图所示的方向，②滑动变阻器的滑片向右端滑动，通电螺线管的磁性减弱。
【答案】解：如图所示：
【知识点】安培定则
【解析】【解答】滑动变阻器串联，连接时一上一下，小磁针的指向满足如图所示的方向即磁场的方向，从 极出发回到S极，故螺线管的左端为N极，右端为S极，滑动变阻器的滑片向右端滑动，通电螺线管的磁性减弱，则滑动变阻器向右滑动时，电阻变大，电流变小，磁性变弱，故接的是滑动变阻器的左端下方接线柱，故用一根导线将滑动变阻器的左端下方的接线柱和开关的左端接线柱连接好，根据右手螺旋定则可知，左端为N极，则电流向上流动，即从螺旋管的右端流进，故用一根导线将螺线管的右端与电池的正极相连，故如下图所示：
。
【分析】结合通电螺线管的N极和S极，利用右手螺旋定则求解通电螺线管的电流方向。
24．（2021·大庆）如图，已知静止在通电螺旋管右端小磁针N极的指向，请用箭头在磁感线上标出磁感线的方向并在括号内用“正”“负”标出电源的正负极。
【答案】解：如图所示；
【知识点】安培定则
【解析】【解答】小磁针的左端为S极，自由静止时靠近螺线管的右端，所以螺线管的右端为N极，在磁体的周围，磁感线从磁体的N极流出回到S极，所以磁感线的方向是向左的；利用螺线管的右端为N极和线圈的绕向，根据安培定则可以确定电流从螺线管的左端流入右端流出，从而可以确定电源的左端为正极，右端为负极。
【分析】先根据小磁针的指向，由“同名磁极相排斥、异名磁极相吸引”确定通电路线管的南北极，然后由右手定则确定通电路线管中的电流方向。
五、计算题
25．（2021·岳麓模拟）如图甲所示，是一种电加热恒温箱的简化工作原理电路图。工作电路由电压U0=220V的电源和阻值为R0=88Ω的电热丝组成。控制电路是由电压U1=7.5V的电源、开关、电磁继电器（线圈电阻不计）、电阻箱R1（可取值范围为0~120Ω）和热敏电阻Rt组成的，热敏电阻Rt的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50mA时，衔铁才吸合，从而切断右边工作电路，停止加热。
（1）由乙图可知热敏电阻Rt的阻值随温度的升高怎样变化？
（2）求工作电路中电热丝R0工作时的电流和工作5min产生的热量。
（3）如果恒温箱的温度设定为60℃则电阻箱R1应取多大阻值。
（4）该恒温箱可设定的最高温度是多少。
【答案】（1）观察乙图坐标轴可知，随着温度的升高热敏电阻Rt的阻值逐渐减小。
（2）解：工作电路中电热丝R0工作时的电流为
工作5min产生的热量为
答：电热丝R0工作时的电流为2.5A，工作5min产生的热量为1.65×105J；
（3）解：衔铁被吸下时控制电路总电阻为
由乙图可知当温度为60℃时，热敏电阻Rt的阻值为90Ω，则可求此时电阻箱R1阻值为R1=R总-Rt=150Ω-90Ω=60Ω
答：如果恒温箱的温度设定为60℃则电阻箱R1应取60Ω；
（4）解：设定温度越高则热敏电阻Rt的阻值越小，总阻值须达到150Ω衔铁才会被吸下，则当滑动变阻器取得最大值为120Ω时，热敏电阻Rt的阻值最小为Rtmin=150Ω-120Ω=30Ω
对应乙图可知，可测量最高温度为180℃。
答：该恒温箱可设定的最高温度是180℃。
【知识点】欧姆定律及其应用；电磁继电器的组成、原理和特点
【解析】【分析】（1）由乙图可得热敏电阻Rt的阻值随温度升高的变化情况。
（2）利用欧姆定律求工作电路中电热丝R0工作时的电流；再利用焦耳定律Q=I2Rt计算工作5min产生的热量；
（3）由图像可知，当恒温箱的温度设定为60℃时热敏电阻Rt的阻值，利用欧姆定律和串联电路电阻的特点求出电阻箱应取的阻值.
（4）由图乙可知，当恒温箱可设定的温度最高时，热敏电阻Rt的阻值最小，由于控制电路的电源电压和衔铁的吸合电流不变，根据R=可知，电路总电阻不变，要使热敏电阻Rt的阻值最小，电阻箱R1接入的阻值应最大，根据串联电路电阻的特点求出热敏电阻Rt的阻值，再结合图像即可得出该恒温箱可设定的最高温度。
26．（2018·内江）如图所示电路，是某学校楼道自动控制照明系统，已知控制电路电源电压U=4.5V，电磁继电器线圈电阻R1=5Ω，滑动变阻器R2最大阻值25Ω．R3是一光敏电阻，其阻值随“光照度E”的增大而减小，且成反比，其具体关系如下表所示（光照度E的单位是：勒克斯，符号Lx；光越强，光照度越大）。当线圈中电流减小至I0=90mA时，电磁继电器衔铁被弹簧拉起，启动照明系统，利用该装置可以实现当光照度低至某一设定值E0时，照明系统内照明灯自动工作。
（1）根据表格中数据写出光敏电阻的阻值R3与光照度E的函数关系式。
（2）闭合开关，把滑片移到最右端（b端），求照明系统启动时的光照度E0是多少？如果光照度E为2Lx时并保持1min不变，这段时间内R2消耗的电能是多少？
【答案】（1）解：由表格数据可知，
光照度与光敏电阻R3阻值的乘积：
E×R3=0.5lx×60Ω=1lx×30Ω=1.5lx×20Ω=2lx×15Ω=2.5lx×12Ω=3lx×10Ω=30lxΩ，
即
（2）解：闭合开关S，将滑片P移至b端，变阻器接入电路中的电阻最大，
由题可知，当线圈中电流减小至 时，电磁继电器衔铁被弹簧拉起，启动照明系统，所以，电路中的总电阻：
；
根据串联电路中总电阻等于各分电阻之和，得R3的阻值：
，
由表格数据可知，当R3=20Ω时，E0的值为1.5lx；
如果光照度E为2Lx时并保持1min不变，由表格知当E=2Lx时，此时光敏电阻的阻值：R3′=15Ω；
此时控制电路总电阻为：
此时控制电路电流为：
；
根据 得R2消耗的电能是：
【知识点】欧姆定律及其应用；焦耳定律；电磁继电器的组成、原理和特点
【解析】【分析】（1）由表格数据可知，光照度与光敏电阻R3阻值的关系，据此求出光敏电阻的阻值R3与光照度E的函数关系式；
（2）闭合开关S，将滑片P移至b端，变阻器接入电路中的电阻最大，当线圈中电流减小至I0=90mA时，控制开关自动启动照明系统，根据欧姆定律和串联电路的电流特点求出电路中的电流，再根据欧姆定律求出电路中的总电阻，利用电阻的串联求出R3的阻值，然后根据表格数据得出E0的值；
由表格数据可知，E0=2lx时光敏电阻的阻值，根据欧姆定律算出此时电路的电流，根据W=I2Rt算出这段时间内R2消耗的电能.
1 / 1人教版物理九年级第二十章《电生磁+电磁继电器》小节测试
一、单选题
1．（2021·常德）如图所示，甲、乙为条形磁体，中间是电磁体，虚线是表示磁极间磁场分布情况的磁感线，则可以判断图中A、B、C、D四个磁极依次是（ ）
A．N、N、S、S B．S、S、N、S C．N、N、S、N D．S、S、N、N
2．（2021·广元）如图所示，在电磁铁正上方用弹簧挂着一条形磁铁，开关闭合后，当滑片P从a端向b端滑动过程中，会出现的现象是（ ）
A．电流表示数变大，弹簧长度变长
B．电流表示数变大，弹簧长度变短
C．电流表示数变小，弹簧长度变短
D．电流表示数变小，弹簧长度变长
3．（2021·眉山）如图所示，将某发光二极管的两极接入电路的a、b两点，闭合开关时，通电螺线管旁边小磁针S极向右偏转。下列判断正确的是（ ）
A．通电螺线管右端为N极
B．电源左端为正极，右端为负极
C．发光二极管 极接 点， 极接 点
D．图中P处磁感线的方向从螺线管右端到左端
4．（2021·北京）在探究通电螺线管的磁场特点时，通电螺线管在某状态下的两个实验现象如图所示，其中小磁针（黑色一端为N极）静止时的指向情况如图甲所示。铁屑静止时的分布情况如图乙所示。图中能正确用磁感线描述这两个实验现象的是（ ）
A． B．
C． D．
5．（2021·西宁）如图所示，用漆包线（导线表面涂有绝缘漆）绕在圆筒上做成了一个螺线管，用来研究通电螺线管磁性强弱与哪些因素有关。闭合开关后，发现该通电螺线管的磁性较弱，下列措施能够使它的磁性增强的是（ ）
A．在圆筒中插入一根铁芯 B．减少线圈匝数
C．滑动变阻器的滑片P向右滑动 D．将电源正负极互换
6．（2021·包头）对下列各图形情景，解释错误的是（ ）
A．图甲，通电后小磁针转动，说明通电导线周围存在磁场
B．图乙，两个压力锅很难被拉开，因为锅外部气压远小于内部气压
C．图丙，机壳没有接地，容易引起触电事故
D．图丁，小孩儿下滑过程中臀部发热，是通过做功改变内能的
7．（2021·江西）如图所示是燃油汽车启动装置的电路简图。汽车启动时，需将钥匙插入仪表板上的钥匙孔并旋转，则下列分析正确的是（ ）
A．旋转钥匙相当于闭合开关
B．电磁铁是利用电流的热效应来工作的
C．电磁铁通电后电磁铁的上端为S极
D．电动机工作时将电能全部转化为机械能
8．（2021·泰安）法国科学家阿尔贝·费尔和德国科学家彼得·格林贝格尔由于发现了巨磁电阻（GMR）效应而荣获2007年度诺贝尔物理学奖。图中GMR代表巨磁电阻，在磁场中，其阻值随磁场的逐渐变强而减小。闭合开关S1、S2，下列说法中（ ）
①电磁铁左端为S极
②电磁铁外部的磁感线从左端出发回到右端
③将滑片P向b端滑动，电磁铁磁性变强
④将滑片P向a端滑动，指示灯亮度变强
A．只有①③正确 B．只有①②正确
C．只有②④正确 D．只有②③正确
9．（2021·普陀模拟）如图所示，小磁针N极的指向和通电螺线管的磁感线方向标注均正确的是（ ）
A． B．
C． D．
10．（2021·阳信模拟）通电螺线管和磁体A磁极附近磁感线分布如图所示，小磁针处于静止，下列说法正确的是（ ）
A．电源“+”极为c端
B．磁体A的右端为N极
C．小磁针的a端为S极
D．小磁针所在位置没有磁场，所以小磁针处于静止
11．（2021·隆回模拟）如图所示，一条形磁铁放在水平桌面上，处于静止状态，电磁铁置于条形磁铁附近并正对固定。下列叙述中，错误的是（ ）
A．闭合开关后，电磁铁与条形磁铁间有相互吸引力
B．闭合开关后，电磁铁的右端为N极
C．闭合开关后，条形磁铁受到桌面水平向右的摩擦力
D．闭合开关后，滑片P向a移动过程中，电磁铁与条形磁铁间的相互作用力增加
12．（2021·贺兰模拟）如图所示，要使电磁铁下端吸引的大头针数目增多，下列做法正确的是（ ）
A．向右移动滑片P B．减小电源电压
C．减少线圈匝数 D．向左移动滑片P
二、填空题
13．（2021·锦州）如图所示，当闭合开关S时，小磁针将向 （填“顺时针”或“逆时针”）方向转动，当滑动变阻器的滑片P向右移动时，电磁铁的磁性将 。（填“增强”、“不变”或“减弱”）
14．（2021·成都）探究小组为了模拟电磁起重机的工作原理，用表面涂有绝缘漆的导线绕在大铁钉上制成电磁铁，接入电路，如图所示。闭合开关S，电磁铁有了磁性，A端是 极。将滑动变阻器的滑片向右移动一段距离后，硬币才被吸起，这说明电流越大，电磁铁的磁性 。
15．（2021·黄石）如图a所示，通过观察和比较电磁铁A和B吸引大头针的多少，可以得出电磁铁磁性的强弱与线圈的 （选填“匝数”或“电流”）有关；电磁铁B的下端是 极。如图b所示，若只对U形管B上方的管口吹气，则 （选填“A”或“B”）的液面会下降。
16．（2021·岳池模拟）如图所示，在电磁铁正上方用弹簧挂着一条形磁铁，当开关S闭合后，且滑片P从a端向b端滑动过程中，会出现的现象是小灯泡亮度 （选填“增强”或“减弱”），弹簧长度 （选填“变长”或“缩短”）。
17．（2021·十堰模拟）小明去超市，走到电梯前发现电梯运动较慢，当他站在电梯上时又快了起来。小明根据所学的知识，画出如图所示的电路（R是一个压敏电阻）。小明分析：当人站在电梯上，压敏电阻的阻值减小，则电磁铁的磁性变 ，衔铁与触点 （填“1”或“2”）接触，电动机的转速变 。
18．（2020九上·通河期末）如图所示是一种水位自动报警器原理图，水位没有到达金属块A时， 灯亮，水位到达金属块A时， 灯亮。
19．（2020九上·通河期末）如图，是探究“影响电磁铁磁性强弱因素”的实验装置，甲电磁铁线圈匝数小于乙，根据图中实验现象可得出的结论是 ；此装置也同时能够探究电磁铁磁性强弱与 的关系。
三、实验探究题
20．（2021·长宁模拟）小红用图（a）、（b）、（c）所示装置研究磁与电的关系。
①由图（a）、（b）、（c）可知：电流周围存在磁场，且 ；
②小红推理：若一束电子沿着水平方向平行地飞过小磁针上方，如图（d）所示，小磁针也会发生偏转。其依据是： ；
③图（d）中小磁针N极偏转方向和图 中小磁针的偏转方向相同，依据是： 。
21．（2021·苏州模拟）完成下列关于电流磁效应的有关问题：
（1）小明用如图所示的装置探究通电螺线管外部强场，选用小磁针是为了 ，改变通电螺线管中的电流方向，发现小磁针指向转动180°，由此可知，通电螺线饮外部的磁场方向与螺线管中 方向有关。
（2）小红用图乙所示电路研究通电嫌线管的磁场。她先将开关S接a，观察电流表的示数及吸引图钉的数目；再将开关S从a换到b，调节变阻器的滑片P，再次观察电流表的示数及吸引图钉的数目，此时调节滑动变阻器是为了 ，来探究 的关系。
（3）如图丙所示为小华设计的恒温加热器电路，他使用电磁继电器实现自动控制，图中R1应选用阻值随温度升高而 的热敏电阻，为提高该恒温箱的工作温度，下列操作可行的是 。
A．将滑动变阻器R阻值取小一些
B．换用电压较大的直流电源U
C．换用相同长度时弹力更大的弹簧
22．（2020九上·丰台期末）用表面涂有绝缘漆的漆包线绕在铁钉上做成了线圈上有四个接线柱a、b、c、d的电磁铁，使用不同的接线柱，可改变电磁铁线圈的匝数。电磁铁和其他实验器材组成如图所示电路，用该电路来研究“影响电磁铁磁性强弱的因素”。请完成如下问题：
（1）实验中电磁铁磁性的强弱用电磁铁吸引 来反映的；
（2）连接电磁铁线圈的接线柱a，闭合开关，调节滑动变阻器，可以探究电磁铁磁性强弱与 是否有关；
（3）分别连接电磁铁线圈的接线柱a、c，并调节滑动变阻器使 不变，可以探究电磁铁磁性强弱与线圈匝数是否有关。
四、作图题
23．（2021·济宁）如图所示，请用笔画线代替导线，将实物图补充完完整，要求：①小磁针的指向满足如图所示的方向，②滑动变阻器的滑片向右端滑动，通电螺线管的磁性减弱。
24．（2021·大庆）如图，已知静止在通电螺旋管右端小磁针N极的指向，请用箭头在磁感线上标出磁感线的方向并在括号内用“正”“负”标出电源的正负极。
五、计算题
25．（2021·岳麓模拟）如图甲所示，是一种电加热恒温箱的简化工作原理电路图。工作电路由电压U0=220V的电源和阻值为R0=88Ω的电热丝组成。控制电路是由电压U1=7.5V的电源、开关、电磁继电器（线圈电阻不计）、电阻箱R1（可取值范围为0~120Ω）和热敏电阻Rt组成的，热敏电阻Rt的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50mA时，衔铁才吸合，从而切断右边工作电路，停止加热。
（1）由乙图可知热敏电阻Rt的阻值随温度的升高怎样变化？
（2）求工作电路中电热丝R0工作时的电流和工作5min产生的热量。
（3）如果恒温箱的温度设定为60℃则电阻箱R1应取多大阻值。
（4）该恒温箱可设定的最高温度是多少。
26．（2018·内江）如图所示电路，是某学校楼道自动控制照明系统，已知控制电路电源电压U=4.5V，电磁继电器线圈电阻R1=5Ω，滑动变阻器R2最大阻值25Ω．R3是一光敏电阻，其阻值随“光照度E”的增大而减小，且成反比，其具体关系如下表所示（光照度E的单位是：勒克斯，符号Lx；光越强，光照度越大）。当线圈中电流减小至I0=90mA时，电磁继电器衔铁被弹簧拉起，启动照明系统，利用该装置可以实现当光照度低至某一设定值E0时，照明系统内照明灯自动工作。
（1）根据表格中数据写出光敏电阻的阻值R3与光照度E的函数关系式。
（2）闭合开关，把滑片移到最右端（b端），求照明系统启动时的光照度E0是多少？如果光照度E为2Lx时并保持1min不变，这段时间内R2消耗的电能是多少？
答案解析部分
1．【答案】B
【知识点】安培定则
【解析】【解答】A C．根据右手螺旋定则， 四指的方向为电流的方向，大拇指的指向为磁极的方向，则C端为N极，B端为S极，A不符合题意；C不符合题意；
B D．电磁铁的B端为S极，C端为N极，根据磁感线的分布可知，磁感线方向从N极出发，回到S极，A端也是回到磁极，A为S极，而CD之间的磁极是从C出发到D，即从N极出发，直接指向S极，B符合题意；D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】结合通电螺线管的电流方向，利用右手螺旋定则求解通电螺线管的N极和S极。
2．【答案】B
【知识点】电路的动态分析；磁现象；影响电磁铁磁性强弱的因素及其探究
【解析】【解答】由图可知，当滑片P从a端向b端滑动过程中，滑动变阻器接入电路中电阻变小，由欧姆定律可知，电路中电流变大，即电流表示数变大，电磁铁的磁性变强，由安培定则可知，电磁铁上端为N极，与条形磁铁之间相互排斥，由于电磁铁磁性变强，所以与条形磁铁之间斥力变大，弹簧长度变短。
故答案为：B。
【分析】根据安培定则判断螺线管的磁极；电流越大，螺线管的磁性越强；利用磁极间的作用规律判断磁力的大小。
3．【答案】C
【知识点】安培定则
【解析】【解答】A．根据同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引可知，通电螺线管的左端为N极，右端为S极，A不符合题意；
B．根据安培定则可知，当通电螺线管的左端为N极时，螺线管上的电流方向向上，因为电流是从电源正极流出的，所以电源右端为正极，左端为负极，B不符合题意；
C．发光二极管具有单向导电性，只有电流从长针进短针出时，二极管才发光，所以发光二极管 极接 点， 极接 点，C符合题意；
D．磁感线的方向是从N极到S极，所以图中P处磁感线的方向从螺线管左端到右端，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】根据通电螺线管旁小磁针s极的指向，确定通电螺线管的南北极，然后运用右手定则判断通电螺线管中电流方向，最后根据“发光二极管具有单向导电性，只有电流从长针进短针出时，二极管才发光”确定发光二极管两端的接入方式。
4．【答案】C
【知识点】通电螺线管的磁场
【解析】【解答】通电螺线管的外部磁场和条形磁体的磁场相似，由甲图中小磁针的分布情况可以判断该通电螺线管的左侧为S极，右侧为N极。我们规定小磁针静止时的N极指向为该点的磁场方向，所以在磁体外部，磁感线总是从N极出发回到S极。而在磁体内部，磁感线的分布和磁体的N、S极一致，由此判断，A、B、D不符合题意；C符合题意。
故答案为：C。
【分析】通电螺线管相当于条形磁铁，磁感线是密闭的曲线，从北极出发回到南极。
5．【答案】A
【知识点】电磁铁的其他应用
【解析】【解答】影响通电螺线管磁性强弱的因素有：电流的强弱、线圈的匝数及铁芯的有无。
A．在圆筒中插入铁芯，能增强通电螺线管的磁性，A符合题意；
B．减少线圈匝数，会减小通电螺线管的磁性，B不符合题意；
C．图示中的滑动变阻器滑片向右移动是，变阻器接入电路的阻值变大，则通过电路的电流减小，那么螺线管的磁性会减弱，C不符合题意；
D．将电源正负极互换，只能改变通过螺线管的电流，不会影响其磁性的强弱，D不符合题意。
故答案为：A。
【分析】影响通电螺线管磁性强弱的因素有：电流的强弱、线圈的匝数及铁芯的有无。
6．【答案】B
【知识点】做功改变物体内能；大气压强的存在；安全用电原则；通电直导线周围的磁场
【解析】【解答】A．如图所示是奥斯特实验，小磁针转动，说明通电导体周围存在磁场，A正确，不符合题意；
B．图乙所示，两个压力锅很难被拉开，是因为锅内气压比锅外的小，B错误，符合题意；
C．图丙中，机壳没有接地，则机壳上的电不能及时导走，人接触到外壳时可能会被电到，C正确，不符合题意；
D．小孩儿下滑过程，克服摩擦做功，臀部内能增大，D正确，不符合题意。
故答案为：B。
【分析】马德保半球实验最早证明了大气压的存在，托里拆利最早给出了大气压的数值，一个标准大气压为1.013×105Pa。
7．【答案】A
【知识点】安培定则
【解析】【解答】A．插入钥匙并旋转才能启动汽车，所以旋转钥匙相当是闭合开关，接通电路，A符合题意；
B．电磁铁是在电流通过线圈时，线圈产生磁性，所以电磁铁利用电流的磁效应工作的，B不符合题意；
C．图示中的电磁铁，电流从其上端流入，下端流出，据安培定则知，电磁铁的下端为S极，C不符合题意；
D．电动机工作时，大部分电能转化为机械能，小部分电能转化为内能，D不符合题意。
故答案为：A。
【分析】结合通电螺线管的电流方向，利用右手螺旋定则求解通电螺线管的N极和S极；电路的基本结构包含电源、用电器、开关和导线，开关控制电路的通断。
8．【答案】C
【知识点】安培定则；影响电磁铁磁性强弱的因素及其探究
【解析】【解答】①根据安培定则，用右手握住通电螺线管，四指指电流方向，大母指指N极，因此电磁铁左端为 N 极，故①不符合题意；
②根据安培定则，电磁铁左端为 N 极，电磁铁外部的磁感线从左端出发回到右端，故②符合题意；
③将滑片 P 向 b 端滑动，滑动变阻器接入电路阻值增大，电流减小，电磁铁磁性变弱，故③不符合题意；
④将滑片 P 向 a 端滑动，滑动变阻器接入电路阻值减小，电流增大，铁磁铁磁性增强，而巨磁电阻阻值随磁场变强而减小，故指示灯亮度变强，故④符合题意。
故答案为：C。
【分析】结合通电螺线管的电流方向，利用右手螺旋定则求解通电螺线管的N极和S极。电流可以产生磁场，即电流有磁效应，可以用来制作电磁铁，电流越大，产生的磁场强度越大，匝数越多，产生的磁场越强；同时物质的磁场强度与温度有关系，温度越高，物质的磁性就越小。
9．【答案】C
【知识点】安培定则
【解析】【解答】首先根据右手螺旋定则判断通电螺线管的NS极，然后可知磁感线方向，利用磁极间的相互作用规律判断小磁针N极的指向。
【解答】
AB．由图知，四幅图中电流方向和线圈的绕法都相同，且电流从左方流入、右方流出，根据安培定则，伸出右手，四指弯曲所指的方向为电流的方向，则大拇指指向通电螺线管的左端为S极，螺线管的右端为N极；在磁体外部，磁感线方向由N极指向S极，则磁感线方向向左，AB不符合题意；
CD．由磁极间的相互作用规律可知，小磁针左下端为S极，右上端为N极，C符合题意，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】结合通电螺线管的电流方向，利用右手螺旋定则求解通电螺线管的N极和S极。
10．【答案】A
【知识点】安培定则
【解析】【解答】ABC．由于在磁体外部磁感线从磁体的北极出来，回到南极，所以左边磁体A为S极，右边通电螺线管的左端为S极，则右端N极；根据磁极之间的作用规律，小磁针的a端为N极、b端为S极；由安培定则可知，大拇指指向右端N极，四指环绕方向为电流方向，电流从螺线管的左边流入、右边流出，则c为正极、d为负极，A符合题意，B不符合题意，C不符合题意；
D．小磁针所在位置有磁场，所以小磁针受到磁场力的作用处于静止状态，D不符合题意；
故答案为：A。
【分析】结合通电螺线管的N极和S极，利用右手螺旋定则求解通电螺线管的电流方向，判断电源的正负极。
11．【答案】B
【知识点】磁现象；安培定则；通电螺线管的极性和电流方向的判断
【解析】【解答】B．闭合开关后，电磁铁有磁性，根据图中的电流方向结合安培定则知道，电磁铁的左端是N极、右端是S极，B错误，符合题意；
AC．闭合开关后，由于电磁铁的左端是N极、右端是S极，而异名磁极相互吸引，所以电磁铁对条形磁铁有向左的吸引力作用，条形磁铁有向左运动趋势，所以条形磁铁受到向右的静摩擦力作用，AC正确，不符合题意。
D．闭合开关后，滑片P向a移动时，变阻器接入电路的阻值变小，通过电磁铁的电流增大，磁性增强，对条形磁铁的吸引力增大，所以电磁铁与条形磁铁间的相互作用力增加，D正确，不符合题意。
故答案为：B。
【分析】根据螺线管的电流方向，利用安培定则可以判断磁极位置；根据磁体磁极的位置，判断磁极间的力。
12．【答案】D
【知识点】影响电磁铁磁性强弱的因素及其探究
【解析】【解答】AD．因为电磁铁的磁性强弱与电流的大小和线圈的匝数都有关，当线圈的匝数一定时，向左移动滑片P时，可使通过电磁铁的电流变大，电磁铁的磁性增强，电磁铁下端吸引大头针的数目增多，A不符合题意，D符合题意；
B．减小电源电压时，电路中的总电阻不变，那么电路中的电流会变小，则电磁铁的磁性会减弱，电磁铁下端吸引大头针的数目减小，B不符合题意；
C．当通过电磁铁的电流不变时，减小线圈的匝数，其磁性会减弱，则电磁铁下端吸引大头针的数目会减小，C不符合题意。
故答案为：D。
【分析】电流可以产生磁场，即电流有磁效应，可以用来制作电磁铁，电流越大，产生的磁场强度越大，匝数越多，产生的磁场越强。
13．【答案】顺时针；增强
【知识点】安培定则；影响电磁铁磁性强弱的因素及其探究
【解析】【解答】开关闭合后，螺线管中的电流向上流动，弯曲的四指与电流方向相同，垂直的大拇指指向上方，所以螺线管上端为N极，小磁针的N极将向上转动，S极将向下转动，即顺时针转动。
当滑动变阻器的滑片P向右移动时，电路中的电阻减小，电流增大，电磁铁的极性增强。
【分析】奥斯特实验证明电流周围存在这磁场，通电螺线管周围的磁场可以利用右手螺旋定则判断N极和S极。
14．【答案】N（北）；越强
【知识点】安培定则
【解析】【解答】图示电路是串联连接，闭合开关S，电流由B端流入电路，由A端流出，据安培定则知，A端为N极。
滑动变阻器的滑片向左移动时，接入电路的阻值变小，电路中的电流变大，硬币被吸起，说明此过程电磁铁的磁性增强，即通过的电流越大，电磁铁的磁性越强。
【分析】电流可以产生磁场，即电流有磁效应，可以用来制作电磁铁，电流越大，产生的磁场强度越大，匝数越多，产生的磁场越强；结合通电螺线管的电流方向，利用右手螺旋定则求解通电螺线管的N极和S极。
15．【答案】匝数；S；A
【知识点】流体压强与流速的关系；安培定则；影响电磁铁磁性强弱的因素及其探究
【解析】【解答】由图可知，这是一个串联电路，电流处处相等，AB线圈的匝数不一样，所以可以得出电磁铁磁性的强弱与线圈的匝数有关。
电磁铁B的电流从电磁铁下端流入，上端流出，根据安培定则可知，电磁铁B的下端是S极。
由图可知，这是一个连通器，向B端吹气，B端上方空气流速加快，压强变小，液面变高，所以A端液面会下降。
【分析】电流可以产生磁场，即电流有磁效应，可以用来制作电磁铁，电流越大，产生的磁场强度越大，匝数越多，产生的磁场越强；结合通电螺线管的电流方向，利用右手螺旋定则求解通电螺线管的N极和S极；流体压强与流速的关系，流速大的地方压强小，流速小的地方压强大。
16．【答案】增强；缩短
【知识点】安培定则
【解析】【解答】从图中可以看到，这是一个串联电路，滑片P从a端向b端滑动过程中，变阻器接入电路的电阻在变小，电路的总电阻在变小，电路的电流在变大，那么小灯泡亮度是增强的。
由上述可知，电流在变大，那么电磁铁的磁性在增强，根据安培定则判断出电磁铁的上端应该是N极，条形磁铁收到排斥力。电流增大时，排斥力更大，弹簧缩短。
【分析】滑动变阻器滑片向右端移动，接入电路中的电阻变小，电路中的电流变大，灯泡变亮。
17．【答案】强；2；快
【知识点】电磁继电器的组成、原理和特点
【解析】【解答】由图可知，当人站在电梯上时，R的阻值减小，电路中电流增大，电磁铁变强，则衔铁被吸下，与触点2接触，则电机上的电压增大，电动机转速变快。
【分析】通过读图分析电磁继电器的工作过程即可得解。
18．【答案】绿；红
【知识点】电磁继电器的组成、原理和特点
【解析】【解答】由图知道，当水位没有达到A时，电磁铁没有磁性，故只有L1灯亮；当水位到达A时电路接通，电磁继电器有磁性，且根据右手定则知道上端为S极，衔铁就会在电磁力吸引的作用下与L2灯接通，L2灯亮。
【分析】当水位到达A时，由于一般水具有导电性，那么电磁铁所在电路被接通，吸引衔铁向下，从而接通红灯所在电路，此时红灯亮，而绿灯不亮。
19．【答案】通过电磁铁的电流相同时，线圈匝数越多，电磁铁磁性越强；电流大小
【知识点】影响电磁铁磁性强弱的因素及其探究
【解析】【解答】两电磁铁串联在电路中，电流相同，线圈匝数不同，吸引大头针的数目不同，说明通过电磁铁的电流相同时，线圈匝数越多，电磁铁磁性越强。
电路中有滑动变阻器可改电路中的电流，故可探究电磁铁磁性强弱与电流大小的关系。
【分析】电磁铁磁性的强弱是通过观察其吸收大头针的数量来判断的，这是转换法的一种应用；影响电磁铁磁性强弱的因素有电流大小和匝数多少，利用控制变量法分析；滑动变阻器阻值越小，电流越大，匝数一定时，电磁铁中电流增大时，磁性增强。
20．【答案】磁场方向与电流方向有关；自由电子定向移动形成电流，电流周围存在磁场；C；电子带负电，负电荷定向移动的方向与电流的方向相反
【知识点】通电直导线周围的磁场
【解析】【解答】①由图（a）、（b）、（c）可知，导线不通电，小磁针不偏转，通电后小磁针发生偏转，这说明电流周围存在磁场，改变电流的方向，小磁针的偏转方向发生了改变，这说明磁场的方向与电流方向有关。
②小红推理：若一束电子沿着水平方向平行地飞过小磁针上方，电子是负电荷，其定向移动时会产生电流，电流的周围存在磁场，则小磁针也会发生偏转。
③电子带负电，负电荷定向移动的方向与电流的方向相反，故图d中小磁针N极偏转方向和图c小磁针的偏转方向相同。
【分析】奥斯特实验证明电流周围存在这磁场，磁场的方向与电流的方向有关。
21．【答案】（1）便于确定磁场的方向；电流
（2）控制电流大小不变；电磁螺线管磁场大小与线圈匝数的关系
（3）降低；C
【知识点】影响电磁铁磁性强弱的因素及其探究
【解析】【解答】（1）选用小磁针是为了显示磁场的方向，即小磁针静止时N极的指向为该点的磁场方向；改变通电螺线管中的电流方向，小磁针指向转动180°，说明通电螺线管外部的磁场方向与螺线管中电流方向有关。
（2）实验中，他将开关S从a换到b上时，连入电路的线圈匝数发生了变化，为了保证电流不变，应调节变阻器的滑片P，控制两次实验的电流大小不变，再次观察电流表示数及吸引的大头针数目，这样才能探究出通电螺线管磁性强弱与线圈匝数的关系。
（3）当加热器的温度到达设定值后应该使电热丝停止工作，即电磁铁吸引衔铁，此时电磁铁的磁性应增强，电路中的电流应变大，根据欧姆定律可知，电路中的总电阻变小，即热敏电阻的阻值变小，故R1应选用阻值随温度升高而减小的热敏电阻。
为提高该恒温箱的工作温度，应减小电磁铁的磁性；
A．将滑动变阻器R阻值取小一些，根据欧姆定律可知，此时电路中的电流变大，电磁铁磁性增强，A不符合题意；
B．换用电压较大的直流电源U，根据欧姆定律可知，此时电路中的电流变大，电磁铁磁性增强，B不符合题意；
C．换用相同长度时弹力更大的弹簧，在磁性相同的情况下，衔铁不容易被吸下，使得电热丝工作时间增长，温度升高，C符合题意。
故答案为：C。
【分析】电流可以产生磁场，即电流有磁效应，可以用来制作电磁铁，电流越大，产生的磁场强度越大，匝数越多，产生的磁场越强；同时物质的磁场强度与温度有关系，温度越高，物质的磁性就越小，结合具体的实验探究即可。
22．【答案】（1）大头针个数的多少
（2）电流大小
（3）电流
【知识点】影响电磁铁磁性强弱的因素及其探究
【解析】【解答】(1)电磁铁的磁性强弱是无法直接观察的，此实验中利用电磁铁吸引大头针数量的不同来反映磁性强弱的不同，采用了转换法；
(2)连接电磁铁线圈的接线柱a，调节滑动变阻器，电路中电流不同，可以探究电磁铁磁性强弱与电流大小有关；
(3)分别连接电磁铁线圈的接线柱a、c，并调节滑动变阻器控制电流不变，改变了线圈匝数，可以探究电磁铁磁性强弱与线圈匝数有关。
【分析】（1）采用转换法，通过观察电磁铁吸引大头针数目的多少来判断电磁铁磁性的强弱。
（2）电磁铁磁性的强弱与电流的大小和线圈的匝数有关，故该实验中利用控制变量的思维分析即可解决。
23．【答案】解：如图所示：
【知识点】安培定则
【解析】【解答】滑动变阻器串联，连接时一上一下，小磁针的指向满足如图所示的方向即磁场的方向，从 极出发回到S极，故螺线管的左端为N极，右端为S极，滑动变阻器的滑片向右端滑动，通电螺线管的磁性减弱，则滑动变阻器向右滑动时，电阻变大，电流变小，磁性变弱，故接的是滑动变阻器的左端下方接线柱，故用一根导线将滑动变阻器的左端下方的接线柱和开关的左端接线柱连接好，根据右手螺旋定则可知，左端为N极，则电流向上流动，即从螺旋管的右端流进，故用一根导线将螺线管的右端与电池的正极相连，故如下图所示：
。
【分析】结合通电螺线管的N极和S极，利用右手螺旋定则求解通电螺线管的电流方向。
24．【答案】解：如图所示；
【知识点】安培定则
【解析】【解答】小磁针的左端为S极，自由静止时靠近螺线管的右端，所以螺线管的右端为N极，在磁体的周围，磁感线从磁体的N极流出回到S极，所以磁感线的方向是向左的；利用螺线管的右端为N极和线圈的绕向，根据安培定则可以确定电流从螺线管的左端流入右端流出，从而可以确定电源的左端为正极，右端为负极。
【分析】先根据小磁针的指向，由“同名磁极相排斥、异名磁极相吸引”确定通电路线管的南北极，然后由右手定则确定通电路线管中的电流方向。
25．【答案】（1）观察乙图坐标轴可知，随着温度的升高热敏电阻Rt的阻值逐渐减小。
（2）解：工作电路中电热丝R0工作时的电流为
工作5min产生的热量为
答：电热丝R0工作时的电流为2.5A，工作5min产生的热量为1.65×105J；
（3）解：衔铁被吸下时控制电路总电阻为
由乙图可知当温度为60℃时，热敏电阻Rt的阻值为90Ω，则可求此时电阻箱R1阻值为R1=R总-Rt=150Ω-90Ω=60Ω
答：如果恒温箱的温度设定为60℃则电阻箱R1应取60Ω；
（4）解：设定温度越高则热敏电阻Rt的阻值越小，总阻值须达到150Ω衔铁才会被吸下，则当滑动变阻器取得最大值为120Ω时，热敏电阻Rt的阻值最小为Rtmin=150Ω-120Ω=30Ω
对应乙图可知，可测量最高温度为180℃。
答：该恒温箱可设定的最高温度是180℃。
【知识点】欧姆定律及其应用；电磁继电器的组成、原理和特点
【解析】【分析】（1）由乙图可得热敏电阻Rt的阻值随温度升高的变化情况。
（2）利用欧姆定律求工作电路中电热丝R0工作时的电流；再利用焦耳定律Q=I2Rt计算工作5min产生的热量；
（3）由图像可知，当恒温箱的温度设定为60℃时热敏电阻Rt的阻值，利用欧姆定律和串联电路电阻的特点求出电阻箱应取的阻值.
（4）由图乙可知，当恒温箱可设定的温度最高时，热敏电阻Rt的阻值最小，由于控制电路的电源电压和衔铁的吸合电流不变，根据R=可知，电路总电阻不变，要使热敏电阻Rt的阻值最小，电阻箱R1接入的阻值应最大，根据串联电路电阻的特点求出热敏电阻Rt的阻值，再结合图像即可得出该恒温箱可设定的最高温度。
26．【答案】（1）解：由表格数据可知，
光照度与光敏电阻R3阻值的乘积：
E×R3=0.5lx×60Ω=1lx×30Ω=1.5lx×20Ω=2lx×15Ω=2.5lx×12Ω=3lx×10Ω=30lxΩ，
即
（2）解：闭合开关S，将滑片P移至b端，变阻器接入电路中的电阻最大，
由题可知，当线圈中电流减小至 时，电磁继电器衔铁被弹簧拉起，启动照明系统，所以，电路中的总电阻：
；
根据串联电路中总电阻等于各分电阻之和，得R3的阻值：
，
由表格数据可知，当R3=20Ω时，E0的值为1.5lx；
如果光照度E为2Lx时并保持1min不变，由表格知当E=2Lx时，此时光敏电阻的阻值：R3′=15Ω；
此时控制电路总电阻为：
此时控制电路电流为：
；
根据 得R2消耗的电能是：
【知识点】欧姆定律及其应用；焦耳定律；电磁继电器的组成、原理和特点
【解析】【分析】（1）由表格数据可知，光照度与光敏电阻R3阻值的关系，据此求出光敏电阻的阻值R3与光照度E的函数关系式；
（2）闭合开关S，将滑片P移至b端，变阻器接入电路中的电阻最大，当线圈中电流减小至I0=90mA时，控制开关自动启动照明系统，根据欧姆定律和串联电路的电流特点求出电路中的电流，再根据欧姆定律求出电路中的总电阻，利用电阻的串联求出R3的阻值，然后根据表格数据得出E0的值；
由表格数据可知，E0=2lx时光敏电阻的阻值，根据欧姆定律算出此时电路的电流，根据W=I2Rt算出这段时间内R2消耗的电能.
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