精品试题沪科版九年级物理第十七章从指南针到磁浮列车定向练习试卷（含答案详解）

沪科版九年级物理第十七章从指南针到磁浮列车定向练习
考试时间：90分钟；命题人：物理教研组
考生注意：
1、本卷分第I卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，满分100分，考试时间90分钟
2、答卷前，考生务必用0.5毫米黑色签字笔将自己的姓名、班级填写在试卷规定位置上
3、答案必须写在试卷各个题目指定区域内相应的位置，如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新的答案；不准使用涂改液、胶带纸、修正带，不按以上要求作答的答案无效。
第I卷（选择题 30分）
一、单选题（10小题，每小题3分，共计30分）
1、图所示的是一种温度自动报警器的原理图，在水银温度计中封入一段金属丝，金属丝下端所指示的温度为90℃，当温度达到90℃时，自动报警器报警。下列说法中正确的是（　　）
A．灯亮时表示报警器报警
B．温度达到85℃时，报警器中的灯亮同时铃响
C．报警器中水银温度计和电磁铁并联在电路中
D．报警器是利用电磁铁通电时有磁性、断电时磁性消失的特点工作的
2、下列用电器中，主要利用电流热效应工作的是（　　）
A．电风扇 B．电冰箱 C．电热毯 D．电视机
3、下列说法中正确的是（　　）
A．磁感线是磁场中真实存在的一些曲线，还可以通过实验来模拟
B．磁体周围的磁感线从磁体的N极出来，回到磁体的S极，构成闭合曲线
C．磁感线上某一点的切线方向与放在该点的小磁针静止时南极所指的方向相同
D．磁感线分布越密的地方，其磁场越弱
4、图所示为一些与电和磁有关的事例，下列认识中正确的是（　　）
A．图甲中，磁体能够吸引铜、铁、铝等所有金属
B．图乙中，司南的长柄指南是地磁场的作用
C．图丙中，闭合开关导体ab运动时，机械能转化为电能
D．图丁中，电磁铁是利用电磁感应的原理制成的
5、下列物体中，能被磁体吸引的是（　　）
A．铁块 B．铝块 C．铜块 D．木块
6、如图中小磁针在蹄形磁铁的磁场中的指向，可以知道该蹄形磁铁的极性是（　　）
A．A端是N极，B端是S极 B．A端是S极，B端是N极
C．A、B两端极性可能相同 D．不知磁感线，故无法断定
7、如图所示为家用吸尘器，其核心部件是一个能高速转动的电动机。下列关于吸尘器涉及的物理知识不正确的是（　　）
A．电动机的原理是磁场对电流有力的作用
B．电动机放在双层罩内，且罩体之间装有海绵，目的是减弱噪声
C．吸尘器工作时，将电能全部转化为机械能
D．“吸尘”的原理是流体压强与流速的关系
8、下列现象不属于摩擦起电的是（　　）
A．在干燥的天气脱毛衣时会听到轻微的噼叭声
B．化纤衣服穿在身上特别爱吸附灰尘
C．用干净的塑料梳子梳头发时，头发会随梳子飘起
D．将磁铁靠近铁钉时，磁铁吸起铁钉
9、为了判断一根钢棒是否有磁性，小明进行了如下几组小实验。其中不能达到目的的是（　　）
A．让钢棒靠近铁屑，铁屑被吸引，则钢棒具有磁性
B．用细线将钢棒吊起来，使它能在水平面内自由转动，静止时总是指南北方向，则钢棒具有磁性
C．让小磁针靠近钢棒，若钢棒与小磁针相互排斥，则钢棒具有磁性
D．让小磁针靠近钢棒，若钢棒与小磁针相互吸引，则钢棒具有磁性
10、中国宋代科学家沈括在《梦溪笔谈》中最早记载了地磁偏角：“以磁石磨针锋，则能指南然常微偏东，不全南也。”进一步研究表明，地球周围地磁场的磁感线分布示意如图所示。关于地磁场，下列说法正确的是（　　）
A．可以通过小磁针静止时N极的指向来确定该点的地磁场方向
B．地磁场的S极在地理的南极附近
C．地磁场的南、北极与地理南、北极完全重合
D．地球周围真实存在着很多条疏密不同的磁感线
第Ⅱ卷（非选择题 70分）
二、填空题（5小题，每小题3分，共计15分）
1、如图所示，将电磁铁接入电路中，闭合开关后与闭合开关前对比，线圈的长度将______（选填“变长”、“变短”或“不变”）。
2、磁体周围存在着一种能使小磁针偏转，但看不见摸不着的物质叫做______，物理学中把小磁针静止时______所指的方向规定为该点磁场方向。
3、小治同学在重庆市区某教室用水平放置能自由转动的小磁针做实验，静止时小磁针 ___________极指向地理的北极。地理两极和地磁两极并不重合，存在一定的偏角，世界上最早记述这一现象的是我国宋代学者 ___________，这个发现比西方早了400多年。
4、如图所示，闭合开关S，小磁针静止时N极指向左，则电源的左端为________极。若滑动变阻器的滑片P向左端移动，通电螺线管的磁性________。
5、在物理学的研究过程中，很多科学家呕心沥血，作出了杰出的贡献。如世界上第一个发现电与磁之间联系的科学家是_______，第一个发现磁偏角的科学家是_______。为了纪念德国物理学家，他通过实验归纳出一段导体中电流与电压和电阻之间的定量关系做出的杰出贡献，人们将他的名字命名为_______的单位。
三、计算题（5小题，每小题8分，共计40分）
1、如图，一质量为40g。体积为50cm3的铁制小球放入盛水的薄玻璃容器中，在玻璃容器下方有一已经接入电路的螺线管，小灯泡标有“6V3W“字样，通过螺线管的电流I与螺线管对铁制小球的作用力F的关系如表，假设灯丝电阻保持不变，不考虑小球与螺线管距离的远近对力F的影响。
I/A 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5
F/N 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25
（1）闭合开关后，通电螺线管A端是______极，调节滑动变阻器，滑片向右移动，则通电螺线管的_____会增强。
（2）闭合开关，调节滑动变阻器使铁制小球能够悬浮在水中，此时，小灯泡消耗的功率是多少W____？
（3）闭合开关，调节滑动变阻器使小灯泡正常发光，当铁制小球静止时，小球对容器底的压力是多少N__？
2、如图所示为某兴趣小组为学校办公楼空调设计的自动控制装置，R是热敏电阻，其阻值随温度变化关系如下表所示。已知继电器的线圈电阻R0＝10 Ω，左边电源电压为6 V恒定不变。当继电器线圈中的电流大于或等于15 mA时，继电器的衔铁被吸合，右边的空调电路正常工作。
(1)请说明该自动控制装置的工作原理。
(2)计算说明该空调的启动温度是多少？
(3)为了节省电能，将空调启动温度设定为30 ℃，控制电路中需要串联多大的电阻？
3、某展览厅（如图甲）为保护展品，设置了调光天窗，当外界光照较强时，能启动电动卷帘适时调整进光量；当外界光照较弱时，能自动启动节能灯给予补光。调光天窗的电路原理如图乙所示：R0为定值电阻；R为光敏电阻，其电阻值R随光照强度E的变化如图丙所示（E越大表示光照越强，其国际单位为cd）；P为电磁铁，其线圈电阻RP为20Ω，当电流达到0.04A时能吸合衔铁。已知电源电压U1=12V，U2=220V，则：
（1）开关S闭合时，电磁铁P的上端为______极（选填“N”或“S”）。
（2）图乙中的L代表的是并联安装在展厅内的10盏“220V　10W”节能灯，这些节能灯同时正常工作4小时，共消耗电能______kW h。
（3）当外界光照强度达到1cd时，电动卷帘便开始工作，求R0的阻值______。
（4）为了环保节能，要在环境光线更弱时才启动节能灯照明，则应换用阻值较______。（选填“大”或“小”）的R0。
4、如图所示，是某科技活动小组的同学们设计的恒温箱内部电路结构示意图．它包括了工作电路和控制电路两部分，用于获得高于室温、控制在一定范围内的恒温．其中，R′为滑动变阻器，R为可变电阻，电磁铁整个线圈的电阻R0=20Ω，加热器的电阻R1=484Ω．当控制电路的电流I≥0.04A时，电磁继电器的衔铁被吸引；当控制电路的电流I≤0.036A时，电磁继电器的衔铁被弹簧拉起，则：
（1）当该恒温箱处于加热状态时，工作电路的功率为多少？
（2）如果当滑动变阻器的电阻R′=300Ω时，可变电阻R=180Ω时，衔铁恰好被拉起，控制电路的电源电压是多少？
（3）当衔铁恰好被吸引时，滑动变阻器和可变电阻的最小电阻的阻值是多少？
5、明明同学们设计了如图甲所示的恒温箱温控电路（用于获得高于室温、控制在一定范围内的“恒温”），包括工作电路和控制电路两部分。其中，R1为阻值可以调节的变阻箱。R2为热敏电阻（置于恒温箱内），其阻值随温度变化的关系如图乙所示。继电器线圈电阻100Ω。
（1）如图甲所示状态，加热器是否处于加热状态？
（2）加热器正常工作时，通过加热器的电流为20A，求此时加热器的电阻和电功率；
（3）已知当控制电路的电流达到0.01A时，继电器的衔铁被吸合；当控制电路的电流减小到0.008A时，衔铁会被释放。当调节R1=200Ω时，恒温箱内可获得最高温度为160℃的“恒温”。如果需要将恒温箱内的温度控制在最低温度为40℃的“恒温”，则应将R1的阻值调为多大？
四、实验探究（3小题，每小题5分，共计15分）
1、 “探究通电螺线管外部磁场的方向”是日照市实验操作考试中常考的实验之一，某实验小组在实验课上，组装了如图(1)所示电路，实验时：
(1)提出问题：通电导体周围有磁场是 ______ 最早发现的？怎样判断磁场的方向（不用回答）？
(2)设计实验：小敏在螺线管内部放一根铁棒，目的是 ______ ；并通过观察 ______ 判断通电螺线管的磁极；
(3) 进行实验：闭合开关，观察通电螺线管周围的有机玻璃板上的小磁针分布状态，可知通电螺线管的外部磁场与 ______ 的磁场相似；当把电源两极对调，发现小磁针向相反方向偏转，由此可以判断，通电螺线管两端的极性与 ______ 有关；
(4) 该小组对本实验进行创新改造，在电路中串联一个滑动变阻器，你觉得他们还想探究的问题是 ______ ；假如实验中利用的螺线管是一种轻质弹簧，套在光滑的铁芯上，当闭合开关时，你能观察到螺线管会 ______ （选填“伸长”或“缩短”）。
2、回顾与电和磁完成下列有关问题。
（1）由（图1）的实验可知：___________有磁场；此磁场的方向跟 ___________有关。这种现象叫电流的 ___________效应，电磁铁就是利用这种效应制成的；
（2）小红利用电磁铁设计了一种微机室防盗报警器（如图2）。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 ___________（填“有”或“无”）磁性，跟金属弹性片上的磁铁相互 ___________，电铃电路接通电铃报警。
3、在探究通电螺线管外部磁场分布的实验中。
（1）在嵌入螺线管的有机玻璃板上均匀撒些细铁屑，通电后____________有机玻璃板（填写操作方法），细铁屑的排列如图甲所示。
（2）由此可以判断，通电螺线管外部的磁场分布与____________周围的磁场分布是相似的。
（3）将小磁针放在通电螺线管外部，小磁针静止时______________________（选填N或S）极的指向就是该点处磁场的方向。
（4）小明利用上述通电螺线管制成了简易的电磁铁甲、乙，并设计了如图乙所示的电路。根据图示的情景可知，____________（选填甲或乙）的磁性强，说明电流一定时，线匝数越____________（选填多或少），电磁铁磁性越引
（5）被电磁铁吸引的大头针下端分散的原因是____________
-参考答案-
一、单选题
1、D
【详解】
A．如图，当温度达到90℃时，电磁继电器电路接通，电磁铁产生磁性，吸引衔铁向下运动，接通电铃，自动报警器报警，灯不亮，故A错误；
B．如图，当温度达到85℃时，电磁继电器电路断开，电磁铁失去磁性，衔铁在弹簧的拉力下向上运动，接通灯，灯亮，故B错误；
C．温度计在这里相当于一个开关，报警器中水银温度计和电磁铁串联在电路中，故C错误；
D．达到90℃或以上时，连通继电器电路，电磁铁有磁性，吸引衔铁向下运动；低于90℃时，断开继电器电路，电磁铁失去磁性，衔铁在弹簧的拉力下向上运动，故D正确。
故选D。
2、C
【详解】
A．电风扇工作时主要将电能转化为机械能，利用了磁场对通电导体的作用工作的，故A不合题意；
B．电冰箱工作时主要将电能转化为机械能，利用了磁场对通电导体的作用工作的，故B不合题意；
C．电热毯工作时主要把电能转化为内能，是利用电流热效应工作的，故C符合题意；
D．电视机工作时，主要将电能转化为光能、声能等，不是利用电流热效应工作的，故D不合题意。
故选C。
3、B
【详解】
A．磁感线不是真实存在的，而是为了描述空间磁场假想的一些闭合曲线，故A错误；
B．磁体周围的磁感线从磁体的N极出来，回到磁体的S极，构成闭合曲线，故B正确；
C．磁感线上某一点的切线方向与放在该点的小磁针静止时北极所指的方向一致，与南极所指的方向相反，故C错误；
D．磁感线分布越密的地方，其磁场越强，故D错误。
故选B。
4、B
【详解】
A．图甲中的物体是磁体，磁体能够吸引铁、钴、镍，不能吸引铜、铝，故A错误；
B．司南的长柄指南是指向地理南极，地磁场的地磁北极在地理南极附近，所以司南的长柄指向地磁北极，是地磁场的作用，故B正确；
C．闭合开关导体ab运动是通电导线在磁场中受力转动，是电能转化为机械能，故C错误；
D．电磁铁是利用通电导体周围有磁场的原理制成的，故D错误。
故选B。
5、A
【详解】
磁体能够吸引铁、钴、镍等物质以及它们的合金，铁块属于此类物质，可以被吸引，铝块、铜块、木块不属于此类物质，不可以被吸引，故A符合题意，故BCD不符合题意。
故选A。
6、B
【详解】
小磁针在蹄形磁体中静止，小磁针N极对着蹄形磁体的A端，由异名磁极相互吸引可知，蹄形磁铁的A端是S极，B端是N极。故ACD不符合题意，B符合题意。
故选B。
7、C
【详解】
A．电动机是利用通电导线在磁场中受力的作用的原理制成的，故A正确，不符合题意；
B．电动机放在双层罩内，且罩体之间装有海绵，目的是用海绵吸音在传播过程中减弱噪声，故B正确，不符合题意；
C．吸尘器工作时，主要将电能转化为机械能，由于电流具有热效应，还会将部分电能转化为内能，故C错误，符合题意；
D．“吸尘”的原理是通过改变吸尘器里面气体的流速，减小吸尘器内部的气体压强，通过大气压强把灰尘压入吸尘器，故D正确，不符合题意。
故选C。
8、D
【详解】
A．因为在干燥的天气，毛衣和身体之间，或者毛衣和其他衣物之间摩擦容易产生静电，所以会在脱毛衣时听到噼啪声，故A不符合题意；
B．化纤布料与皮肤摩擦容易产生静电，而带电物体有吸引轻小物体的性质， 所以化纤衣服穿在身上容易吸附灰尘，故B不符合题意；
C．塑料梳子与头发摩擦后会产生静电，梳子和头发一个带正电荷，一个带负电荷，因为异种电荷相互吸引，所以头发会随着梳子飘起，故C不符合题意；
D．当磁铁靠近铁钉时，铁钉进入了磁场被磁化，因为磁力的作用，铁钉和磁铁会相互吸引，与静电的产生无关，故D符合题意。
故选D。
9、D
【详解】
A．磁体能够吸引铁屑，没有磁性的钢棒则没有吸引铁屑的能力，所以铁屑被吸引能说明钢棒具有磁性，故A不符合题意；
B．磁体具有指示南北的性质，不具有磁性的钢棒没有指示南北的能力，所以钢棒能指示南北可以说明其具有磁性，故B不符合题意；
C．钢棒与小磁针相互排斥，说明钢棒与小磁针靠近的一端为同名磁极，说明钢棒有磁性，故C不符合题意；
D．若钢棒没有磁性，当它靠近小磁针时，钢棒与小磁针也会互相吸引，所以钢棒与小磁针相互吸引不能能说明钢棒具有磁性，故D符合题意。
故选D。
10、A
【详解】
A．小磁针静止时，N极的指向即为该处磁场的方向，故可以通过小磁针静止时N极的指向来确定该点的地磁针方向，故A正确；
B．由图中可知，地磁场的S极在地理的北极附近，故B错误；
C．由图中可知，地磁场的南、北极与地理南、北极之间存在一个夹角，不是完全重合，故C错误；
D．磁感线是为了便于描述磁场分布而构造的假想曲线，实际并不存在，故D错误。
故选A。
二、填空题
1、变短
【详解】
将电磁铁接入电路中，闭合开关后，有电流通过线圈，由安培定则，每匝线圈上端为N极，下端为S极，根据异名磁极相互吸引，故线圈的长度将闭合开关前变短。
2、磁场 N极
【详解】
[1]磁场的概念，是存在于磁体周围的空间场，一般用假象的磁感线来描述，故磁体周围存在着一种能使小磁针偏转，但看不见摸不着的物质为磁场。
[2]物理学中把小磁针静止时N极所指的方向规定为该点磁场方向。
3、N 沈括
【详解】
[1]水平放置能自由转动的小磁针静止时N极指向地理的北极。
[2]地理两极和地磁两极并不重合，存在一定的偏角，叫地磁偏角，最早记述这一现象的是我国宋代学者沈括。
4、正 减弱（变弱）
【详解】
[1]由图知道,小磁针静止时N极水平向左，根据磁极间的相互作用知道，通电螺线管的右端为N极，左端为S极；根据安培定则，伸出右手握住螺线管，大拇指所指的方向为通电螺线管的N极，四指弯曲指示电流的方向，则电源左端为正极，右端为负极。
[2]滑动变阻器滑片向左移动时，滑动变阻器接入电路中的电阻变大，电流变小，所以，通电螺线管的磁性减弱。
5、奥斯特 沈括 电阻
【详解】
[1]丹麦物理学家奥斯特是世界上第一个发现电与磁之间有联系的人。
[2]在北宋学者沈括的《梦溪笔谈》中，记载了磁针所指方向不完全指南北这一事实，故他是世界上最早发现这一事实的人。
[3]德国物理学家欧姆最先通过实验归纳出一段导体中电流跟电压和电阻之间的定量关系，即：欧姆定律，为了纪念他作出的杰出贡献，人们将他的名字命名为电阻的单位。
三、计算题
1、N 磁性 0.48W 0.15N
【解析】
【详解】
（1）根据安培定则，螺线管中电流从B端流入、A端流出，则螺线管的A端为N极；滑动变阻器P向右移动时，接入电路中的电阻变小，电路中电流变大，再线圈匝数一定时，螺线管中电流越大，磁性越强。
（2）小球受到的重力G=mg=40×10-3kg×10N/kg=0.4N。S闭合后，小球悬浮，此时F浮=G+F。此时小球所受浮力F浮=ρ水gV排=ρ水gV=1.0×103kg/m3×10N/kg×50×10-6m3=0.5N，则F= F浮-G=0.5N-0.4N=0.1N。查表可知，此时电路中的电流I=0.2A。根据灯的铭牌可知RL===12Ω，此时灯泡消耗的功率是PL=I2RL=（0.2A）2×12Ω=0.48W。
（3）当小灯泡正常发光时，电路中电流为I=IL===0.5A，查表可知此时通电螺线管对小球的吸引力F=0.25N，此时小球受到向下的力为F+G=0.25N+0.4N=0.65N，而受到向上的力为F浮= 0.5N，0.65N>0.5N，所以小球将沉底。当小球沉底静止时，除了受到F、G、F浮之外，还受到容器底的支持力F支，由受力分析可知：F+G=F浮+F支，则F支=F+G-F浮=0.25N+0.4N-0.5N=0.15N。因容器底对小球的支持力与小球对容器底的压力为一对相互作用力，所以小球对容器底的压力F压= F支=0.15N。
2、 (1)随室内温度的升高，热敏电阻的阻值减小，控制电路中的电流增大，当电流达到15 mA时，衔铁被吸合，右边的空调电路开始工作，当温度下降时，控制电路总电阻增大，电流减小，减小到一定值，空调电路断开，这样就实现了自动控制。(2) 25 ℃。(3) 30 Ω。
【解析】（1）随室内温度的升高，热敏电阻的阻值减小，控制电路中电流增大，当电流达到15 mA 时，衔铁被吸合，右侧空调电路连通，空调开始工作。当温度下降时，控制电路电阻增大，电流减小，减小到一定值，使空调电路断开，这样就实现了自动控制。
（2）电路启动时的总电阻： ，此时热敏电阻的阻值： ，对照表格数据可知，此时的启动温度是25 ℃。
（3）电路启动时的总电阻为，由表中数据可知，空调启动温度设定为30 ℃时，热敏电阻的阻值为，则电路中还应串联的电阻：
3、S 0.4 160Ω 小
【详解】
(1)开关S闭合时，电磁铁中电流的方向是向左的，由安培定则可知，电磁铁P的上端为S极。
(2)10盏节能灯的总功率为
P=10P1=10×10W=100W=0.1kW
则这些节能灯同时正常工作4小时消耗的电能
W=Pt=0.1kW×4h=0.4kW h
(3)当外界光照强度达到1cd时，由图可知，R=120Ω，当电动卷帘便开始工作，电磁铁能吸合衔铁的电流I=0.04A，由得，电路总电阻为
根据串联电路电阻规律可知，R0的阻值为
R0=R总-R-RP=300Ω-120Ω-20Ω=160Ω
(4)若要缩短节能灯点亮的时间，即当外界光照更弱时，电磁铁才能吸合衔铁，节能灯才能工作；由图2可知，当光照强度E减小时，R的阻值变大，而电磁铁能吸合衔铁的电流不变，电源电压不变，则电路总电阻不变，故应换用阻值较小的R0。
答：(1)开关S闭合时，电磁铁P的上端为S极；
(2)这些节能灯同时正常工作4小时消耗的电能0.4kW h；
(3)当外界光照强度达到1cd时，电动卷帘便开始工作，R0的阻值为160Ω；
(4)为了环保节能，要在环境光线更弱时才启动节能灯照明，则应换用阻值较小的R0。
4、（1）．100W；（2）．18V；（3）．430Ω
【详解】
（1）．当该恒温箱处于加热状态时，工作电路的功率是：
；
（2）．根据题意知道，当控制电路的电流I小 =0.036A时，衔铁恰好被拉起，由于串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，欧姆定律知道，控制电路的电源电压是：
U=I小（R线+R′+R）=0.036A×（20Ω+300Ω+180Ω）=18V；
（3）．根据题意知道，当控制电路的电流为I大 =0.04A时，衔铁恰好被吸引，此时电路中的总电阻是：
，
滑动变阻器和可变电阻的最小电阻的阻值：
R滑=R总-R线 =450Ω-20Ω=430Ω．
答：（1）．当该恒温箱处于加热状态时，工作电路的功率为100W；
（2）．衔铁恰好被拉起，控制电路的电源电压是18V；
（3）．当衔铁恰好被吸引时，滑动变阻器和可变电阻的最小电阻的阻值是430Ω．
5、（1）加热状态；（2）11Ω，；（3）80Ω
【分析】
本题考查电磁继电器的原理，欧姆定律的应用。根据题目所给条件分析求解。
【详解】
(1)甲所示状态衔铁被弹簧拉起与上端触点接触，加热器与电源接通，故加热器处于加热状态。
(2)加热器正常工作时，加热器的电阻为
加热器的电功率为
(3)当R1=200Ω时，恒温箱内可获得最高温度为160℃的“恒温”，R2=100Ω则电源电压为
恒温箱内的温度控制在最低温度为40℃时，
则有
可得：
答：(1)如图甲所示状态，加热器处于加热状态；
(2)加热器正常工作时，通过加热器的电流为20A时，加热器的电阻为11Ω和电功率为；
(3)如果需要将恒温箱内的温度控制在最低温度为400C的“恒温”，则应将R1的阻值调为80Ω。
四、实验探究
1、奥斯特 增强螺线管的磁性 小磁针N极的指向 条形磁体 螺线管中电流的方向 通电螺线管的磁性强弱与螺线管内电流大小有关 缩短
【详解】
(1)[1]通电导线存在磁场，磁场的方向和电流方向有关这一结论最早是由奥斯特发现的。
(2)[2]在螺线管中插入铁棒，在通电螺线管的作用下铁棒能被磁化变成磁体，这样可以使电磁铁的磁性更强。
[3]根据同名磁极相互排斥、异名磁极相互吸引，所以要判断通电螺线管的磁极，可在螺线管附近放一小磁针，通过小磁针的指向来判断螺线管的磁极。
(3)[4]由图可知，通电螺线管外部磁场相当于条形磁铁产生的磁场。
[5]把电源两极对调，电流方向和原来相反，发现小磁针偏转方向和原来相反，说明通电螺线管的磁极和电流方向有关。
(4)[6]滑动变阻器可以改变电路中的电流，从而研究电磁铁的磁性强弱和电流大小的关系。
[7]把每一匝线圈都看成是一个磁体，相邻的磁极都是异名磁极，异名磁极相互吸引，所以弹簧将会缩短。
2、甲、丙 电流方向
磁 有 排斥
【详解】
（1）[1][2][3]由图1甲、丙可知，导线中有电流时，小磁针发生偏转，说明小磁针周围存在磁场；图乙导线中没有电流，小磁针不偏转，说明小磁针周围不存在磁场；图1的甲与丙还能看出，导线电流方向不同，小磁针偏转方向不同，这说明电流方向不同，磁场方向不同，磁场方向与电流方向有关；该现象就是电流的磁效应。
（2）[4][5]图2左侧为控制电路，当开关闭合时，电磁铁获得磁性，要使得弹性片上的开关闭合，即必须让金属弹性片上的磁铁向右运动，即相互排斥，使右侧工作电路开始工作，电铃报警。
3、轻敲 条形磁铁 N 甲 多 大头针被磁化，同名磁极相互排斥
【详解】
(1)[1]在嵌入螺线管的有机玻璃板上均匀撒些细铁屑，轻敲玻璃板，铁屑重新排列，最终如图甲所示。
(2)[2]通电螺线管外部的磁场分布与条形磁铁相似，都是从N极出发回到S极，中间磁感线稀疏，磁性较弱，两极磁感线密集，故磁性强。
(3)[3]根据磁极的规定，小磁针静止时N极所指的方向即为磁感线的方向。
(4)[4][5]如图所示，甲的磁性强，因为吸引铁钉的数目最多；甲磁铁的线圈匝数多，磁性强，故可以得出结论说明电流一定时，线匝数越多，磁性越强。
(5)[6]被电磁铁吸引的大头针下端分散的原因大头针被磁化，磁化后同名磁极相互排斥。