浙教版八年级科学第一章 电与磁 1-5节 培优练习讲义（含解析）

八年级科学第一章 电与磁1-5节培优练习讲义
考点一、磁体和磁极和磁化
例1：（2023八下·吴兴期中）如图所示，在水平地面上的磁铁上方，有挂在弹簧测力计上的磁体或铁块。小明提着弹簧测力计向右缓慢移动，挂在弹簧测力计上的磁体或铁块下端，沿图示水平路线从A缓慢移到B。则图中能反映图中弹簧测力计示数F随位置变化的是（　　）
A． B． C． D．
例2．如图所示，两个外形相同的钢棒A、B相互吸引，则 (　　)
A．A棒一定有磁性 B．A棒一定没有磁性
C．B棒不一定有磁性 D．B棒一定有磁性
(例2) （例3）
例3：（2023八下·杭州月考）小科在课外兴趣活动课中将数枚一元硬币按如图所示放在两根平行的条形磁铁上，搭成了一座漂亮的“硬币桥”，下列分析正确的是（　　）
A．“硬币桥”中间磁性最强 B．两枚硬币相邻的部分是同名磁极
C．“硬币桥”的搭建利用了磁化的原理 D．“硬币桥”上左右两端的硬币没有磁性
变式1：为辨别钢棒是否有磁性，小明设计了以下方案进行探究。
（1）根据甲图实验现象， (填“能”或“不能”)判断钢棒一定具有磁性。
（2）乙图实验中，悬挂的钢棒某一次转动后，静止时一端指南一端指北，由此判断钢棒 (填“一定”或“不一定”)具有磁性。
（3）根据丙图实验现象， (填“能”或“不能”)判断钢棒一定具有磁性。
（4）丁图实验中，水平向右移动钢棒，弹簧测力计示数有变化， (填“能”或“不能”)判断钢棒一定具有磁性，理由是 。
变式2：如图所示，将大的条形磁铁中间挖去一块，放入一可以自由转动的小磁针，当小磁针静止时，它的N极应指向（　　）
A．左边a B．右边c C．b边或d边 D．不能确定
（2） （3）
变式3：小明用水平放置的一根条形磁铁的一端吸起一根较小的铁钉，如图所示，若他用一根同样的条形磁铁的S极与原来的磁铁N极靠近合并时，将看到的现象是（ ）
A．铁钉的尖端被吸向右端磁铁 B．铁钉将落下
C．铁钉的尖端被吸向左端磁铁 D．铁钉被吸得更牢
变式4（2022八下·临海月考）桌面上放有一定量的铁屑，如甲图所示，将两根完全相同的条形磁铁A的N 极和磁铁B 的S 极放置在靠近铁屑的上方，吸附一定量的铁屑。如乙图所示，将一根长度略大于两 磁铁间距的软铁棒，轻轻搁在两磁铁上，则被吸附的铁屑会　 （选填“增加”“不 变”或“减少”）。若将吸附有铁屑的两极靠在一起，则吸附在连接处的铁屑会减少，原因是　 　。
（4） （5）
变式5：（2023八下·杭州月考）在图中的装置中，有两个薄铁片（舌簧片）ab和cd，a端和d端分别固定在一块木支架上，b端和c端相互交叠但相隔一个很小的距离，舌簧片连接在一个有小灯泡的电路中，如果拿一根条形磁体平行地靠近舌簧片，小灯泡就亮起来，这是因为（　　） A．由于磁化，b 端为S极，c 端为N极，b、c 端互相吸引，使电路接通
B．由于磁化，b 端为N极，c 端为S极，b、c 端互相吸引，使电路接通
C．由于条形磁体的吸引，b、c 端接触，使电路接通
D．以上说法都不正确
考点二 磁场和磁感线
例1：如下图，在通电螺线管中，放有两个小磁针，当小磁针静止时，N极指向正确的是( )
例2：（2023八下·拱墅期末）如图所示为某磁体周围磁场的部分磁感线，则下列说法正确的是（　　）
A．这些可能是条形磁铁周围磁场的磁感线B．图中A点和B点的磁场一样强
C．图中C点没有磁场 D．图中D点处的小磁针黑色一端为S极
变式1：根据通电螺线管周围存在磁场的实验事实，某同学对地磁场产生的原因提出了一个假说：地磁场是由绕地球的环形电流引起的．下图中符合他假说的模型是（ ）
A．电流沿纬线由东向西B．电流沿纬线由西向东C．电流沿经线由北向南D电流沿经线由南向北
变式2：如图所示是用来描绘某一磁体周围磁场的部分磁感线，由磁感线的分布特点可知，b点的磁场比a点的磁场　 　(填“强”或“弱”)；若在b点放置一个可自由转动的小磁针，则小磁针静止时，其S极指向　 　(填“P”或“Q”)处。
（2） （3）
变式3：（2023八下·海曙期末）如图甲为某品牌磁悬浮地球仪，其球体内部装有永磁铁，底座装有环形线圈。当线圈通电后产生磁场，与球体内永磁铁相互作用使球体保持悬空。若底座简化的环形线圈中电流方向如图乙(从上往下看为逆时针方向)，则下列主视图中球体内永磁铁放置方式合理的是（　　）
A． B． C． D．
变式4：如图甲所示为一森林俯视图。某探险小组进入森林后在Q处迷失方向，为走出森林，他们借助指南针来辨别方向，指南针指向如图乙所示，那么他们正确的前进方向应沿着指南针所在位置的(　　)
E方向 B．F方向
C．G方向 D．H方向
变式5：（2023八下·金东期末）在项目化学习中，小科用条形磁体、大号缝衣针、硬卡纸、橡皮和大头针制作简易指南针，制作过程如下：
①取2枚大号钢质缝衣针，分别将条形磁体沿同方向摩擦10余次(如图甲)，使缝衣针磁化。
②将1张硬壳卡纸折成直角，将2枚被磁化的缝衣针对称地穿在卡纸两侧，用1块橡皮和1枚大头针做成支座，将插有缝衣针的卡纸支起，如图乙。
③确定简易指南针能否指示南北方向。
④在老师的指导下，针对制作指南针的科学性设计了评价表。
“自制指南针”评价量表
评价指标 优秀 合格 待改进
指标一 指针磁性强，且能自由转动 指针磁性强，不能自由转动 指针磁性弱，不能自由转动
指标二 能准确指示南北方向，能保持水平平衡 能指示南北方向，不能保持水平平衡 不能指示南北方向，不能保持水平平衡
（1）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；
（2）在不添加器材情况下，若要确定简易指南针是否能够指示南北，应如何操作　 　；
（3）根据评价量表进行测试评价，小科制作的指南针”指标-”被评为”优秀”，”指标二”被评为”合格”。为使该指南针的”指标二”达到优秀水平，请你对该指南针提出合理的改进建议　 　。
考点三、直线电流的磁场
例1：（2023八下·兰溪期中）如图所示，在科学实验课上，方老师带领大家一起做奥斯特实验。方老师告诉同学们，为了让实验效果更加明显，建议大家将通电直导线沿　 　方向放置（选填“东西”或“南北”），此时直导线在小磁针处产生的磁场方向和放在该点小磁针的　 　极指向一致（选填“N”或“S”）。
（例1） （例2）
例2：如图所示，在竖直放置的矩形通电线框中悬挂一个能自由转动的小磁针。当通以图中所示方向的电流时，小磁针N极将 （　　）
A．转动90°，垂直指向纸里 B．转动90°，垂直指向纸外
C．转动180°，指向左边 D．静止不动，指向不变
变式1：.如图所示，一条向上射出的阴极射线可以看作是许多电子定向运动形成的电子流。则通过这束电子流的运动方向推断电流及周围的磁场方向是( )
A. B． C． D．
变式2：如图，一束带电粒子沿着水平方向平行地飞过小磁针的上方，小磁针的S极向纸内偏转。对带电粒子束的判断： ①向右飞行的正离子束；②向左飞行的正离子束；③向右飞行的负离子束；④向左飞行的负离子束；⑤向右飞行的电子束；⑥向左飞行的电子束，则可能正确的是（ ）
A. ②③⑤ B. ①④⑥ C. ②④⑥ D. ①③⑤
（2）（3）（4）
变式3：如图所示，在观察奥斯特实验时，小明注意到置于通电直导线下方小磁针的N极向纸内偏转．小明由此推测：若电子沿着水平方向平行地飞过磁针上方时，小磁针也将发生偏转．请你说出小明推测的依据是：　 　，你认为电子下方的磁针N极会向　 　(选填“纸内”或”纸外”)偏转。
变式4：两根平行导线通电后，会出现如图甲所示的现象(图中实线、虚线分别表示通电前、后的情况)。由此可以推断：在图乙所示的电路中，当开关S闭合时，螺线管的长度会　 　(填“变长”或“变短”，不考虑摩擦力)。你判断的依据：　 　。
变式5：（2023八下·金华期中）学习了电磁知识后，小柯了解到相互靠近的通电导线之间会产生相互作用力。那么这个力的大小和方向与哪些因素有关呢？他将两根导线（可伸长）平行放置后固定（如图 1 甲所示），然后依次通上如图乙、丙、丁所示的电流，通过反复实验证实了他的猜想。请回答：
（1）分析图 1　 　（选填序号），可知通电导线之间作用力大小与电流大小有关。
（2）得到通电导线之间的相互作用力的方向与电流方向有关的结论，你的依据是　 。
（3）如图 2 所示，将一柔软的导线弯成星形，并将其置于光滑水平桌面上，然后将开关 S 闭合，则该星形回路将 。（填字母编号）
A．不会变形 B．会变形，所围面积减小
C．会变形，所围面积增大 D．会变形，所围总面积不变
考点四、通电螺线管的磁场
例1：（2023八下·杭州月考）如图所示，条形磁铁置于水平桌面上，电磁铁右端固定并保持水平，且与条形磁铁在同一平面和相同高度。当电路中开关S由断开到闭合时，条形磁铁一直保持静止，下列说法正确的是（　　）
A．开关S闭合后，电磁铁左端是S极
B．开关S闭合后，条形磁铁受到摩擦力的方向向左
C．开关S闭合后，滑片P向右移动时，条形磁铁受到的摩擦力逐渐减小
D．开关S断开时，条形磁铁与电磁铁之间没有力的作用
（例1） （例2）
例2：（2023八下·吴兴期中）如图所示，电磁铁P和Q通电后（　　）
A．P的右端是N极，Q的左端是S极，它们相互吸引
B．P的右端是S极，Q的左端是N极，它们相互吸引
C．P的右端是N极，Q的左端是N极，它们相互排斥
D．P的右端是S极，Q的左端是S极，它们相互排斥
例3：如图所示，将一根弹簧与电源相连，当开关闭合后，会发现（ ）
A．弹簧变短 B．弹簧变长 C．弹簧长度不变 D．无法确定
（例3） （例4）
例4：（2023八下·杭州期末）如图所示，一根弹簧下端连着一个条形磁铁，条形磁铁的下端为N极。条形磁铁下方有一电磁铁。闭合开关后（　　）
A．电磁铁左侧小磁针的N极向上偏转
B．若去掉螺线管中的铁芯，弹簧的长度会变短
C．当滑动变阻器的滑片向右滑动时，弹簧长度会变长
D．若调换电源的正负极，小磁针的指向会发生改变
变式1：（2023八下·椒江期末）如图装置中，当闭合开关，滑动变阻器的滑片P向右移动时，弹簧测力计的示数变大。下列分析正确的是（　　）
A．电磁铁的上端为N极
B．电源左端为正极
C．断开开关，弹簧测力计的示数为零．
D．滑片P不动，若抽去铁芯，测力计示数将变大
变式2：弹簧下悬挂一条形磁铁，磁铁下方有一通电螺线管，如图所示，为了使弹簧长度最长，下列措施中可行的是（　　）
A．减小线圈的匝数 B．断开开关　
C．滑片P向右滑动 D．将电源的两极对调
变式3：（2023八下·吴兴期末）玩具小船上固定有螺线管（有铁芯）、电源和开关组成的电路，如图所示，把小船按图示的方向放在水面上，闭合开关，船头最后静止时的指向是（ ）
A．向东 B．向南 C．向西 D．向北
（3） （4）
变式4：（2023八下·拱墅期末）如图甲所示为磁悬浮地球仪，球体内有一条形磁体，上端为S极，其下方环形底座内有一电磁铁，通过磁极间的相互作用使地球仪悬浮在空中，如图乙所示为其内部结构示意图，下列判断错误的是（　　）
A．电磁铁下端为S极
B．电源上端为正极
C．当滑动变阻器滑片P向右滑动时，电磁铁的磁性增强
D．若在球体正上方A处吸一小铁块，可适当向右滑动滑片P使球体离底座的距离保持不变
变式5：把一根柔软的螺旋弹簧竖直悬挂起来，使它的下端刚好与杯里的水银面相接触，并组成如图所示的电路图，当开关接通后，将看到的现象是 （　　）
A．弹簧向上收缩 B．弹簧上下跳动 C．弹簧被拉长 D．弹簧仍静止不动
（5） （6） （7）
变式6：如图所示，开关S闭合后，位于螺线管右侧的小磁铁的N极将( )
A．顺时针转过90° B．逆时针转过90° C．转过180° D．保持静止状态
变式7：如图为双线并绕的螺线管,a,b,c,d为螺线管的四个接线头,用同一电源供电,下列连接中磁性最强的接法是：（ ）
A．bc相连,a,d分别接电源两极 B．ab相连,cd相连后分别接电源两极
C．cd相连,a,b分别接在电源两极 D．ad相连,bc相连后分别接在电源两极
变式8：（2023八下·柯桥期末）如图所示，盛水的烧杯放在电磁铁上方，当电磁铁的开关断开时，空心小铁球自由地浮在水面上：开关闭合时，小磁针发生偏转，此时电磁铁上端为　 　极，要使小铁球下沉些，滑动变阻器的滑片应向　 　(填”上”或”下”)移动：断开开关时，小磁针又回到最初的状态是因为　 　的作用。
（8） （9）
变式9：如图所示，弹簧测力计甲、乙的挂钩上分别挂着一个条形磁体和一个铁块，开关闭合后，当滑动变阻器的滑片向右移动时，弹簧测力计甲的示数　 　，弹簧测力计乙的示数　 　(均填“变大”“变小”或“不变”)。
。
考点五、电磁铁
例1：（2023八下·椒江期末）在”探究电磁铁磁性强弱的影响因素”实验中，小科用细线将电磁铁M悬挂在铁架台上，将条形磁铁放在电子台秤上，如图所示。实验步骤如下：
①断开开关S，将电磁铁1、3接线柱按图示接入电路：
②按下台秤上的清零按钮使台秤示数为零。将滑片移到最大阻值处，闭合开关S，多次移动滑片位置，读出相应的电流值和台秤示数，并记录在表格中。
③断开开关S，将接线柱1改接至2，重复步骤②。
④分析数据，得出结论。
接线柱 实验次数 1 2 3
1、3 电流/A 0.34 0.40 0.44
台秤示数/N -0.81 -0.82 -0.84
2、3 电流/A 0.34 0.40 0.44
台秤示数/N -0.75 -0.76 -0.78
（1）小科通过　 　来推断电磁铁磁性强弱
（2）分析表中数据可得出的实验结论是　 　。
（3）滑动变阻器除了保护电路外，还具有　 　的作用。
（4）若想要使台秤的压力值显示为正，可进行的操作是　 　 (写出一种即可)
变式1：（2023八下·婺城期末）小科为验证“影响电磁铁磁性强弱的因素”，设计了如图实验，右侧底端固定有小磁铁的指针能绕转轴O转动。
实验1：将变阻器滑片P移至最上端，闭合开关S至a处，再将滑片P逐渐向下移动，观察指针示数的变化。
实验2：先将变滑片P移至最上端，闭合开关S至a处，记下指针示数和电流表示数；再闭合开关S到b处，调节滑动变阻器滑片P，使电流强度保持不变，指针示数比之前更偏右。请回答：
（1）实验1的目的是研究电磁铁磁性强弱与　 　的关系，实验过程中指针向　 （填“左”或“右”）偏转。
（2）实验2的目的是研究电磁铁磁性强弱与　 　的关系；根据实验数据可以得出的结论是　 　。
（1） （2）
变式2：（2023八下·义乌期中）为探究电磁铁的磁性强弱跟哪些因素有关，小科做了如下的实验。
步骤1：在水平桌面上放置一小车，小车上固定一块条形磁铁（如图）。
步骤2：当闭合开关时，小车会沿水平方向向右运动，记录小车在水平桌面上运动的距离S1。
步骤3：断开开关，把小车重新放在起始位置，依次向右移动变阻器滑片，闭合开关，记录小车在水平桌面上运动的距离。实验数据如下：
（1）请你在图中用一根导线（用笔画线代替）完成实验电路的连接。
（2）通过本实验可得出的结论是：　 　。
实验次数 1 2 3 4 5 6
电流的大小（安） 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0 2.2
小车运动的距离（厘米） 15 19 24 30 ？ ？
（3）电磁铁的磁性不仅跟电流的大小有关，而且还与线圈的匝数有关，若要研究电磁铁磁性与线圈匝数的关系，已知线圈的电阻不能忽略，那么将滑动变阻器的连接线从a处移动到b处后，闭合开关后下一步的操作是　 　，然后再记录小车运动的距离。
变式3：某小组在探究“电磁铁磁性强弱与哪些因素有关”的实验中，设计了如图所示电路，并进行了实验，当电磁铁通电时会对磁体产生力的作用，使指针绕O点转动，记录指针A所指的刻度值大小，实验结果如下表。
线圈接线点 接线柱1 接线柱2 接线柱3
实验次数 1 2 3 4 5 6 7 8 9
电流/A 0.8 1.2 1.6 0.8 1.2 1.6 0.8 1.2 1.6
指针所指的刻度值大小 0.8 1.2 1.6 0.6 0.9 1.2 0.4 0.6 0.8
（1）进行1、4、7实验基于的假设是　 　。
（2）实验中，他们将开关S从接线柱“1”换到“2”上时，调节变阻器的滑片P，再次观察电流表示数及指针A所指的刻度值大小，此时调节滑动变阻器是为了　 　。
（3）写出能使指针反向偏转的具体措施　 　(写出一条即可)。
考点六、电磁继电器
例1：（2023八下·仙居期末）水位自动报警器是利用电磁继电器工作的装置。
（1）请按以下要求连接水位自动报警器的工作电路：当水位在安全位置以下时，绿灯亮；水位到达安全位置上限时，红灯亮。
（2）请用所学科学知识说明水位报警器的工作原理。
例2：如图是电加热恒温箱的原理图。控制电路由电源U1、电磁继电器、滑动变阻器R2和热敏电阻R1组成，其中热敏电阻R1随温度升高阻值减小；工作电路由电源U2和加热器R0组成。请按照题意用笔画线代替导线将图中的控制电路和工作电路连接完整。
例3：法国科学家阿尔贝 费尔由于发现了巨磁电阻（GMR）效应，荣获了诺贝尔物理学奖．如图是研究巨磁电阻特性的原理示意图．实验发现，当闭合S1，S2后使滑片P向右滑动的过程中，指示灯明显变暗，则下列说法正确的是（　　）
A．电磁铁右端为N极
B．滑片P向右滑动过程中电磁铁的磁性增强
C．巨磁电阻的阻值随磁场的减弱而明显增大
D．巨磁电阻的阻值随磁场的减弱而明显减小
（例3）（例4）
例4：（2023八下·杭州月考）如图所示是小明利用光敏电阻为居民楼门口设计的一种智能照明电路，L为“220V，22W”的照明灯，天暗时自动发光，天亮时自动熄灭。控制电路中，电源由两节干电池串联而成。R1为定值电阻。R2为光敏电阻，其阻值会随着光强的变化而变化。下列说法不正确的是（　　）
A．受控电路中，导线a端应连接照明电路的火线
B．光敏电阻的阻值随光照强度的增大而减小
C．如果提高控制电路电源电压，照明灯白天也可能发光
D．控制电路长时间使用后电压下降，天亮时灯自动熄灭时间变晚
1．下列设备或电器中，其主要工作原理与电磁铁无关的是（　　）
A．电铃 B．电熨斗 C．电磁选矿机 D．电磁起重机
2上海的磁悬浮列车示意图如图甲所示，轨道线圈上端是S极，要使列车悬浮起来，车身线圈上端是　 　极，列车是靠电磁铁　 　(填“同名”或“异名”)磁极相互　 　而悬浮起来。图乙是一种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中电流方向如图乙所示，螺线管B与电磁铁A之间相互　 　(填“排斥”或“吸引”)，从而使列车悬浮在铁轨上方。
（2） （3）
3．新建的居民住宅大多安装了自动空气开关．其原理如图所示，当电路由于电流过大时，电磁铁P的磁性将变　 　（选填“强”或“弱”），吸引衔铁Q的力变大，使衔铁转动，闸刀在弹力作用下自动开启，切断电路，起到保险作用．某周末，文强同学在家开着空调看电视，妈妈打开电饭锅做饭时，家里的自动空气开关“跳闸”．则此时“跳闸”的原因最可能是　 　．
4、小明设计了一种“自动限重器”，如图（甲）所示．该装置由控制电路和工作电路组成，其主要元件有电磁继电器、货物装载机（实质是电动机）、压敏电阻R1和滑动变阻器R2等．压敏电阻R1的阻值随压力F变化的关系如图（乙）所示．当货架承受的压力达到限定值，电磁继电器会自动控制货物装载机停止向货架上摆放物品．已知控制电路的电源电压U=6V，电磁继电器线圈的阻值忽略不计．请你解答下列问题：
（1）由图（乙）中的图象可知，随着压力F的增大，压敏电阻R1的阻值将______．
（2）用笔画线代替导线将图（甲）的电路连接完整．
（3）随着控制电路电流的增大，电磁铁的磁性将______，当电磁继电器线圈中的电流大小为30mA时，衔铁被吸下．若货架能承受的最大压力为800N，则所选滑动变阻器R2的最大阻值至少为______Ω．
5．（2023八下·洞头期中）体感平衡车是一种时尚代步工具，采用站立式驾驶方式，可通过操控杆控制车体运行，如图甲。乙图为平衡车的转向指示灯电路，电路中电源电压恒为U，L为指示灯，R0为定值电阻，当开关S接通后，指示灯L会亮暗交替闪烁。已知同-灯泡，其亮度与灯泡两端的电压大小有关。请你根据所学知识解释：“当开关S 接通后，指示灯L会亮暗交替闪烁”的原因。
6．（2023八下·吴兴期中）有电磁继电器（线圈电阻不计）、滑动变阻器R2和热敏电阻R1，控制电路电压U2＝9伏的电源、，工作电路电压U＝220伏的电源和电阻R0＝44欧的电热丝组成的一种电加热恒温箱，工作原理如图甲所示。图乙是热敏电阻R1阻值随温度变化的图像。通过实验测得当电磁继电器线圈的电流达到60毫安时，电磁继电器的衔铁被吸下来。
（1） 请用笔画线代替导线，按照题意将图中的工作电路连接完整。
（2）在升温过程中，电阻R1两端的电压会　 　 （填“变大”“变小”或“不变”，下同）。要使恒温箱设定的温度升高，调节滑动变阻器R2的滑片，使其接入电路的阻值　 　.
（3）当滑动变阻器R2接入电路中的电阻为 50 欧时，可使恒温箱的温度保持多高？
7、（2023八下·柯桥期末）纯电动汽车是一种采用蓄电池作为唯一动力源的汽车，电池的安企性主要体现在对其温度的控制上，当某组电池温度过高时，立即启动制冷系统进行降温。某项目化学小组设计了图甲的模拟控温装置示意图，电磁维电器与热敏电阳Rt，滑动变阳器Rp串联接在电压为6V的电源两端，滑动变阻器的最大阻值为200Ω。当电磁铁线圈(电阻不计)中的电流I大于或等于25maA时，衔铁被吸合。
（1）热敏电阻置于温度监测区域，其阻值Rt与温度t的关系有两种，如图乙和图丙，若要将b与c相接，则需选择　 　所示的热敏电阻(选填”图乙”或”图丙”)。
（2）若设置电池的温度为60℃时启动制冷系统，则滑动变阻器的阻值应为多少？(写出计算过程)
（3）该电路启动制冷系统时可设置的最高温度为　 　℃。
8、（2023八下·吴兴期末）小科设计的“火灾报警器”由“控制电路”和“工作电路”所组成，其中“控制电路”由光敏电阻R、电磁铁（线圈阻值R0＝18Ω）、电源U=6V、开关等组成；“工作电路”由工作电源电铃、导线等组成。小科的设计思想：当光敏电阻接收到的光照减弱到一定程度时，工作电路接通，电铃报警。
已知该光敏电阻的阻值R与光强E之间的一组实验数据如下表所示：（“光强”表示光强弱的程度，符号为E，单位为cd。）
光强E/cd 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0
光敏电阻R/Ω 36.0 18.0 12.0 9.0 7.2 6.0
（1）分析上表数据，根据光敏电阻的阻值R随光强E变化的规律，归纳出光敏电阻的阻值R随光强E变化的关系式为R=　 　。
（2）闭合开关S，如果当线圈中的电流大于或等于250 mA时，继电器的衔铁被吸合，则光敏电阻接收到的光照强度需要在多少cd以上？
（3）按小科的设计，当室内烟雾增大时，光照减弱，光敏电阻的阻值增大到一定值时，衔铁与　 　（“上方”或“下方” ）的M、N接触，电铃工作报警。
考点七、磁场对通电导体的作用
例1：（2023八下·宁波期末）如图所示为直流电动机工作原理图，下列分析正确的是（　　）
A．电动机通电后不转，一定是电路断路
B．线圈连续转动是靠电磁继电器来实现的
C．改变磁场方向可以改变线圈转动的方向
D．将磁体的磁极对调一下可以使电动机的转速增大
（例1） （变式1）
变式1：（2023八下·宁波期末）如图所示圆环形绝缘凹槽内装满水银，水银的内外侧用导线接入电路，圆心处放置一块圆柱形磁铁，闭合开关后，发现水银逆时针流动，小明进行了如下操作：先对调电源的正负极，再对调磁铁的南北极，则该操作中水银的流动情况是（　　）
A．一直顺时针流动 B．一直逆时针流动
C．先逆时针流动，再顺时针流动 D．先顺时针流动，再逆时针流动
变式2：（2023八下·龙湾期中）我国航母将采用自行研制的电磁弹射器。电磁弹射器的弹射车与飞机前轮连接，并处于强磁场中，当弹射车内的导体通以强电流时，舰载机受到强大的推力而快速起飞。电磁弹射器工作原理与下列实验原理一致的是（　　）
A．B．C．D．
变式3：（2023八下·杭州月考）如图所示，线圈通电后，受磁场力作用将开始顺时针旋转。如果线圈固定，磁体可以绕线圈旋转，则线圈通电后，磁体将（　　）
A．开始逆时针旋转 B．开始顺时针旋转
C．保持静止 D．以上三种情况都有可能
（3） （4）
变式4：如图所示是电流表的内部结构原理图，请用学过的知识回答下列问题：
（1）当线圈中通过电流时，指针发生偏转，其原理是　 　。
（2）该电流表有两个量程，若要使用大量程， 应把导线分别接在　 　(选填“A” 或“B”)接线柱和“－”接线柱上。
变式5：（2023八下·洞头期中）将一节干电池正放在磁体上，再将铜质导线绕成线圈后放在电池上，如图所示。你会发现线圈竟然连续转动起来了，这个现象的原理是　 　。下列对实验现象的判断，正确的有　 　。(填序号)
①换用磁性更强的磁体，线圈转得更快
②干电池用久了后，线圈转速将变慢
③用同样长度和粗细的镍铬合金线做线圈，转速更快
④线圈与正极间摩擦大小不影响转速的快慢
考点八、直流电动机
例1：小明和小华分别用如图所示的装置研究简易电动机的工作情况，小明将线圈两端的漆全部刮掉，小华只将一端的漆全刮掉，另一端刮掉一半，闭合开关后(有电流通过灯丝，灯就发光)，他们看到的现象分别是(　　)
A．小明看到线圈连续转动，灯时亮时灭
B．小华看到线圈连续转动，灯连续发光
C．小华看到线圈左右摆动，灯时亮时灭
D．小明看到线圈左右摆动，灯连续发光
变式1：一台直流电动机模型通电后不转动，用手轻轻拨动一下线圈就转动起来了的现象，其原因是（ ）
A. 换向器与电刷未接触 B. 启动时线圈在平衡位置
C. 电刷与换向器摩擦太大 D. 电源正负极接反了
变式2：为了探究电动机为什么会转动，小明根据电动机主要构造制作了一台简易电动机（如图所示），他用回形针做成两个支架，分别与电池的两极相连，用漆包线绕一个矩形线圈，以线圈引线为轴，并用小刀刮去一端全部漆皮，另一端只刮去半周漆皮。将线圈放在支架上，磁体放在线圈下方，闭合开关，用手轻推一下线圈，线圈就会不停地转动起来。
（1）要想改变线圈的转动方向，小明可采用的措施是：　 　、　 　。（写出两点）
（2）开关闭合后，如果电动机不转，可能的原因是：　 　、　 　。
（3）小明还想设计一个能调节电动机转速的实验装置，他还需要的主要器材是　 　， 并在虚线框内画出实验电路图（电动机用符号 表示）　 　。
（2）（3）
变式3：（2023八下·浙江期中）为了探究电动机为什么会转动，小明根据电动机的主要构造制作了一台简易电动机(如图所示)。他用回形针做成两个支架，分别与电源的两极相连，用漆包线绕一个矩形线圈，以线圈引线为轴，并用小刀刮去轴的一端全部漆皮，另一端只刮去半周漆皮，将线圈放在支架上，磁体放在线圈下方，闭合开关，用手轻推一下线圈，线圈就会不停地转动起来。
（1）要想改变线圈的转动方向，小明可采取的措施是（　　）
A．改变电流的方向 B．提高电源电压
C．增加线圈的匝数 D．同时改变磁场方向和电流方向
（2）如果电池、开关、导线的连接和性能良好，闭合开关后，发现线圈只抖动了一下，并不转动，原因可能是　 　，这时可进行的有效尝试是　 　。
（3）对简易电动机进行改良后制作出现在可以连续转动的电动机，是因为在线圈两边安装了　 。
（4）小明想设计一个能调节电动机转速的实验装置，他还需要的主要器材是　 　。
考点九、电磁感应现象
例1：如图所示为探究“磁生电”的实验装置。
（1）闭合开关，让悬着的导体AB （选填“左右”、“上下”、“沿A向B”或“沿B向A”）运动时，电流表会发生偏转。
（2）若保持导体AB不动，要产生感应电流，正确的操作是 。
（3）实验中发现电流表指针偏转不明显，为了使指针偏转明显，请你从实验装置和操作上各提一条改进建议。装置改进：___________________；操作改进：_____________
（例1） （例2）
例2：如图所示，把一条长约10m的导线两端连在灵敏电流计的两个接线柱上，形成闭合电路．有两个同学迅速摇动这条导线，这两个同学沿 （填“东西“或“南北”）方向站立时，电流计指针更容易偏转．应用该原理制成了 机．
例3：小康将微风电风扇与小灯泡按如图所示的电路连接并进行实验，用手快速拨动风扇叶片，这时发现小灯泡发光，微风电风扇居然变成了“发电机”。关于该实验，下列说法正确的是（ ）
A．“电风扇发电”的原理是电磁感应
B．“电风扇发电”的原理是通电导线在磁场中受到力的作用
C．“电风扇发电”过程是把电能转化为机械能
D．小灯泡发光是把光能转化为电能
变式1：（2023八下·鄞州期末）如图是小宁在宁波火车站”刷身份证”进站时的情景，将身份证靠近检验口，机器感应电路中就会产生电流，从而识别小宁的身份。下列四幅图中能反映其工作原理的是（　　）
A． B． C． D．
（1） （2）
变式2：如图所示是动圈式话筒的部分结构。声波使振膜左右振动，连接在振膜上的线圈也随之一起振动，切割永磁体的磁感线产生电流，此过程中 （　　）
A．利用了电磁感应现象B．利用了通电导体在磁场中受力运动的原理
C．利用了电流的磁效应D．产生了直流电
变式3：（2023八下·吴兴期中） 如图所示是“探究感应电流产生的条件”实验装置
（1）实验中，图甲AB棒的材料可以是 　 　（选填“塑料”、“铝”）；
（2）我们可以通过灵敏电流计指针是否偏转来判断电路中是否有感应电流产生；还可以通过指针偏转的方向判断 　 　；
（3）保持AB棒运动方向不变，仅将磁体N、S极对调，重复上述实验，是为了探究感应电流方向与 的关系；
（4）若将此装置中灵敏电流计换成 　 　，可进一步探究电动机的工作原理。
（5）小明做了如图乙所示的装置，闭合开关，用外力使导体棒ab水平向右移动，发现导体棒cd也随之运动起来，cd运动的原因是　 　。
变式4：（2023八下·镇海期末）起点为宁波市镇海区威海路，终点为杭州市江干区下沙枢纽的杭甬高速段，将成为国内首条高科技智慧公路，建设远期目标是实现车辆移动式无线充电（如图甲）。图乙是电动汽车无线充电的原理简化图，当路面内的充电线圈接通供电电源之后，该线圈就会产生一个磁场，当电动汽车在公路上的时候，车载线圈中会产生感应电流，实现无线充电。
（1）车载线圈中产生电流是利用　 　现象。
（2）当充电线圈中某一时刻的电流从a流入，b流出时，则图中充电线圈内部B点的磁场方向　 　（填“向上”或“向下”）。
变式5：（2023八下·洞头期中）发光二极管(LED)具有单向导电性，如图甲，当电流从“+”极流入时，LED灯会发光，当电流从“-”极流入时，LED灯则不发光。小科想用LED灯来研究“感应电流的方向与哪些因素有关”，于是将两个相同的LED灯反向并联后接到线路中，与线圈构成闭合电路，并进行了如下实验操作：
①条形强磁铁的N极朝下放置，将条形强磁铁快速向下插入线圈中(如图乙)，发现A灯发光，B灯不发光；
②再将插入线圈中的条形强磁铁快速向上拔出，发现B灯发光，A灯不发光。
（1）实验中，将两个相同的LED灯反向并联的目的是　 　。
（2）通过上述实验可以获得的结论是　 　。
（3）在图乙中，若要想证明“感应电流的方向与磁场方向有关”，在做了上述步骤①后，还应该补做的实验是　 　。
变式6：（2023八下·拱墅期末）针对“感应电流大小与哪些因素有关”这一问题，小乐进行了如下探究：建立猜想：导体切割磁感线运动的速度越大，感应电流越大。
实验装置：如图所示，足够大的蹄形磁休放在水平面上
绝缘硬棒ab、cd可拉动导体PQ水平向右运动(导体PQ运动区域的磁场强度相同)。
（1）小乐建立上述猜想的依据是：导体切割磁感线运动的速度越大，动能就越大，转化成的　 　能就越多。
（2）小乐利用上述实验装置，进行如下操作：让导体PQ先后以　 　(填“相同”或“不同”)的速度水平向右运动；同一次实验，应使导体PQ做　 　(填“匀速”或“变速")运动。
（3）若小乐的猜想正确，则观察到的现象是　 　。
变式7：（2023八下·浙江期中）如图所示为科学兴趣小组用来探究“影响感应电流大小的因素”的实验装置，金属圆盘在磁极间不断转动，相当于每根导线都在做切割磁感线运动，从而产生持续的电流。
【提出问题】影响感应电流大小的因素有哪些？
【建立猜想】 猜想1：切割磁感线的速度大小会影响感应电流的大小。
猜想2：磁场强弱会影响感应电流的大小。
（1）猜想3：　 　(根据后面的验证猜想3回答)。
（2）【实验研究】
验证猜想1：当圆盘转速增大时，电流表指针偏转角度增大。
验证猜想2：保持圆盘转速不变，换用　 　发现电流表指针偏转角度更大。
（3）验证猜想3：保持圆盘转速不变，换用一个半径更大金属圆盘，发现电流表指针偏转角度更大。
【实验结果】根据本实验可知，影响感应电流大小的因素有切割磁感线的速度、磁场强弱和　 　。
【评价交流】上述实验中金属圆盘均逆时针转动，某同学发现电流表指针在实验中都向一个方向偏转。若想让电流表指针向另一个方向偏转，则可　 　。
考点十、交流发电机
例1：（2023八下·杭州期末）如图所示，是　 　（电动机或发电机）的工作原理图，放在水平方向磁场中的矩形线圈沿逆时针方向转动，当线圈转到如图位置时　 　。
变式1：（2023八下·杭州月考）如图所示，×表示磁场方向垂直纸面向里，金属棒MN在水平导轨abcd上无摩擦向右滑动时，金属棒MN中电流方向为：从N流向M。则下列不正确的是（　　）
A．增大MN的速度，通过R的电流会变大
B．MN左、右运动时，切割了磁感线
C．若MN向左滑动，电阻R中电流方向为从c流向a
D．该图反映了电动机原理
变式2：（2023·浙江期中）某实验小组用如图甲所示的装置探究感应电流产生条件。
（1）某同学闭合开关后进行了如下操作，其中能产生感应电流的是 ____（填写字母）。
A．导体AB不动，让磁体左右运动 B．磁体不动，让导体AB上下运动
（2）根据实验现象，初步得到电路中产生感应电流的条件是：闭合电路的一部分导体在磁场中做 　 　运动。
（3）如果将灵敏电流计换成 　 　，可进一步研究电动机工作原理。
（4）如图乙是手摇发电机的原理图，当线圈转动到图示位置时，线圈中 　 　（填“有”或“无”）电流。
八年级科学第一章 电与磁1-5节培优练习讲义解析
考点一、磁体和磁极和磁化
例1：（2023八下·吴兴期中）如图所示，在水平地面上的磁铁上方，有挂在弹簧测力计上的磁体或铁块。小明提着弹簧测力计向右缓慢移动，挂在弹簧测力计上的磁体或铁块下端，沿图示水平路线从A缓慢移到B。则图中能反映图中弹簧测力计示数F随位置变化的是（　　）
A． B． C． D．
【答案】B
【解析】根据条形磁体两极磁性最强而中间磁性最弱，和“同名磁极相互排斥、异名磁极相互吸引”的规律分析。
【解答】条形磁体两极磁性最强而中间磁性最弱，且同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引；
A.当挂着的磁体向右移动时，相互吸引力逐渐减小，而过了大磁体中点后，相互排斥力逐渐增大，故可以得出弹簧测力计的示数从A端到B端是逐渐变小的，故A不合题意；
B.当挂着的磁体向右移动时，相互排斥力逐渐减小，而过了大磁体中点后，相互吸引力逐渐增大，故可以得出弹簧测力计的示数从A端到B端是逐渐变大的，故B符合题意；
CD.当挂着的磁体向右移动时，两端的引力较大，中间的引力较小，故可以得出弹簧测力计的示数从A端到B端是先变小后变大，故C、D不合题意。
例2．如图所示，两个外形相同的钢棒A、B相互吸引，则 (　　)
A．A棒一定有磁性 B．A棒一定没有磁性
C．B棒不一定有磁性 D．B棒一定有磁性
【答案】D
【解析】根据物体是否具有磁性的判断方法解答。
【解答】如果A为磁体，那么A的中间磁性最弱。将B放在A的中间时相互吸引，则B肯定为磁体。
如果A不是磁体，则A没有磁性。将B放在A的中间时相互吸引，则B肯定为磁体。
故D正确，而A、B、C错误。
例3：（2023八下·杭州月考）小科在课外兴趣活动课中将数枚一元硬币按如图所示放在两根平行的条形磁铁上，搭成了一座漂亮的“硬币桥”，下列分析正确的是（　　）
A．“硬币桥”中间磁性最强 B．两枚硬币相邻的部分是同名磁极
C．“硬币桥”的搭建利用了磁化的原理 D．“硬币桥”上左右两端的硬币没有磁性
【答案】C
【解析】根据磁化和磁极间的相互作用来进行判断。
【解答】当硬币都放在磁体的磁极上时，会被磁体磁化，硬币也具有N极和S极，因此最外侧的硬币也有磁性。由于异名磁极相互吸引，硬币便会搭成一座漂亮的“硬币桥”，搭成的“硬币桥”相当于条形磁铁，并且中间磁性最弱，故A、B、D错误，C正确。
变式1：为辨别钢棒是否有磁性，小明设计了以下方案进行探究。
（1）根据甲图实验现象， (填“能”或“不能”)判断钢棒一定具有磁性。
（2）乙图实验中，悬挂的钢棒某一次转动后，静止时一端指南一端指北，由此判断钢棒 (填“一定”或“不一定”)具有磁性。
（3）根据丙图实验现象， (填“能”或“不能”)判断钢棒一定具有磁性。
（4）丁图实验中，水平向右移动钢棒，弹簧测力计示数有变化， (填“能”或“不能”)判断钢棒一定具有磁性，理由是 。
【答案】（1）不能 （2）不一定 （3）不能 （4）能；磁体两端磁性最强，中间最弱
【解析】（1）根据甲图可知，钢棒将大头针吸引起来。如果钢棒没有磁性，而大头针有磁性，那么也会出现这样的情形，则甲图实验不能判断钢棒有磁性。
（2）悬挂的钢棒只进行了一次转动，那么它静止下来的指向具有一定的偶然性，由此判断钢棒不一定具有磁性。
（3）根据丙图可知，钢棒吸引小磁针。小磁针本身有磁性，如果钢棒没有磁性，那么也会出现这样的情况，则无法判断钢棒有磁性。
（4）根据丁图可知，当悬挂的铁块水平向右移动时，弹簧测力计的示数发生改变，说明下面的钢棒肯定对铁块产生了力的作用，且大小不断变化，可以判断钢棒有磁性，理由是：磁体两端磁性最强，中间最弱。
变式2：如图所示，将大的条形磁铁中间挖去一块，放入一可以自由转动的小磁针，当小磁针静止时，它的N极应指向（　　）A
A．左边a B．右边c C．b边或d边 D．不能确定
变式3：小明用水平放置的一根条形磁铁的一端吸起一根较小的铁钉，如图所示，若他用一根同样的条形磁铁的S极与原来的磁铁N极靠近合并时，将看到的现象是（ ）B
A．铁钉的尖端被吸向右端磁铁 B．铁钉将落下
C．铁钉的尖端被吸向左端磁铁 D．铁钉被吸得更牢
变式4（2022八下·临海月考）桌面上放有一定量的铁屑，如甲图所示，将两根完全相同的条形磁铁A的N 极和磁铁B 的S 极放置在靠近铁屑的上方，吸附一定量的铁屑。如乙图所示，将一根长度略大于两 磁铁间距的软铁棒，轻轻搁在两磁铁上，则被吸附的铁屑会　 （选填“增加”“不 变”或“减少”）。若将吸附有铁屑的两极靠在一起，则吸附在连接处的铁屑会减少，原因是　 　。
【答案】减少；当磁铁 A 的 N 极和磁铁 B 的 S 极靠在一起时， AB 两个磁铁相当于一个大磁铁， 中间 的磁性减弱， 吸附连接处铁屑会减少
【解析】条形磁体的两端磁性最强，中间磁性最弱，据此分析解答。
【解答】（1）如甲图所示，将两根完全相同的条形磁铁A的N 极和磁铁B 的S 极放置在靠近铁屑的上方，吸附一定量的铁屑。如乙图所示，将一根长度略大于两磁铁间距的软铁棒，轻轻搁在两磁铁上，此时这三者可以看作一个大的条形磁铁。由于条形磁体中间磁性最弱，那么被媳妇的铁屑会减少。
（2）若将吸附有铁屑的两极靠在一起，则吸附在连接处的铁屑会减少，原因是：当磁铁 A 的 N 极和磁铁 B 的 S 极靠在一起时， AB 两个磁铁相当于一个大磁铁， 中间的磁性减弱， 吸附连接处铁屑会减少。
变式6：（2023八下·杭州月考）在图中的装置中，有两个薄铁片（舌簧片）ab和cd，a端和d端分别固定在一块木支架上，b端和c端相互交叠但相隔一个很小的距离，舌簧片连接在一个有小灯泡的电路中，如果拿一根条形磁体平行地靠近舌簧片，小灯泡就亮起来，这是因为（　　）
A．由于磁化，b 端为S极，c 端为N极，b、c 端互相吸引，使电路接通
B．由于磁化，b 端为N极，c 端为S极，b、c 端互相吸引，使电路接通
C．由于条形磁体的吸引，b、c 端接触，使电路接通
D．以上说法都不正确
【答案】B
【解析】一根条形磁体平行地靠近舌簧片，使铁片被磁化（原来没有磁性的物质获得磁性的过程叫磁化）。a、d两端分别被磁化为S、N极，b、c两端分别被磁化为N、S极。同名磁极互相排斥，异名磁极互相吸引。
【解答】A.由于磁化b端为N极，c端为S极，b、c 端互相吸引，使电路接通，A错误；
B.由于磁化b端为N极，c端为S极，b、c 端互相吸引，使电路接通，B正确；
C.由于b、c 端异名磁极互相吸引，使电路接通，C错误
D.有正确选项，D错误
考点二 磁场和磁感线
例1：如下图，在通电螺线管中，放有两个小磁针，当小磁针静止时，N极指向正确的是( )D
例2：（2023八下·拱墅期末）如图所示为某磁体周围磁场的部分磁感线，则下列说法正确的是（　　）
A．这些可能是条形磁铁周围磁场的磁感线
B．图中A点和B点的磁场一样强
C．图中C点没有磁场
D．图中D点处的小磁针黑色一端为S极
【答案】A
【解析】根据对磁感线的认识和理解判断即可。
【解答】A.在磁体外部，磁感线总是从磁体的N极出来，然后回到S极，且在两极附近，磁感线呈放射状，故A正确；
B.A点的磁感线比B点更稠密，则A点比B点磁场强度大，故B错误；
C.磁体周围每个位置都存在磁场，故C错误；
D.根据磁感线的箭头可知，左端为磁场的S极。根据“异名磁极相互吸引”可知，小磁针在D点时黑色为N极，故D错误。
例3：根据通电螺线管周围存在磁场的实验事实，某同学对地磁场产生的原因提出了一个假说：地磁场是由绕地球的环形电流引起的．下图中符合他假说的模型是（ ）A
A．电流沿纬线由东向西 B．电流沿纬线由西向东
C．电流沿经线由北向南 D．电流沿经线由南向北
变式1：如图所示是用来描绘某一磁体周围磁场的部分磁感线，由磁感线的分布特点可知，b点的磁场比a点的磁场　 　(填“强”或“弱”)；若在b点放置一个可自由转动的小磁针，则小磁针静止时，其S极指向　 　(填“P”或“Q”)处。
【答案】强；P
【解析】（1）在磁铁周围，磁感线越稠密，则磁场越强；磁感线越稀疏，则磁场越弱。
（2）在磁场中，小磁针静止时N极所指的方向为磁场方向。
【解答】（1）根据图片可知，b点的磁感线比a点更稠密，因此b点磁场比a点磁场强。
（2）根据图片可知，b点磁场方向指向Q，则小磁针的N极指向Q，S极指向P。
变式2：（2023八下·海曙期末）如图甲为某品牌磁悬浮地球仪，其球体内部装有永磁铁，底座装有环形线圈。当线圈通电后产生磁场，与球体内永磁铁相互作用使球体保持悬空。若底座简化的环形线圈中电流方向如图乙(从上往下看为逆时针方向)，则下列主视图中球体内永磁铁放置方式合理的是（　　）
A． B． C． D．
【答案】D
【解析】首先根据乙图确定底座产生电磁场的磁极方向，再根据磁极之间的相互作用判断球内永磁体的磁极方向。
【解答】根据乙图可知，此时电流方向向外。右手握住线圈，弯曲的四指指尖向外，那么大拇指指向上端，则上端为电磁铁的N极。球在空中悬浮，则它受到的重力和电磁力相互平衡，那么它受到竖直向上的排斥力。根据“同名磁极相互排斥”可知，球内永磁体的下端应该为N极。
变式3：如图甲所示为一森林俯视图。某探险小组进入森林后在Q处迷失方向，为走出森林，他们借助指南针来辨别方向，指南针指向如图乙所示，那么他们正确的前进方向应沿着指南针所在位置的(　　)
A．E方向 B．F方向 C．G方向 D．H方向
【答案】B
【解析】根据地理方向的相对位置，结合小磁针的指向判断东方所在的方向即可。
【解答】根据图片可知，上北下南左西右东，则出口在东方。当小磁针静止时，它的N极指向北，S极指向南。根据图乙可知，H为北，G为南，E为西，F为动，因此出口在F方向。
变式4：（2023八下·金东期末）在项目化学习中，小科用条形磁体、大号缝衣针、硬卡纸、橡皮和大头针制作简易指南针，制作过程如下：
①取2枚大号钢质缝衣针，分别将条形磁体沿同方向摩擦10余次(如图甲)，使缝衣针磁化。
②将1张硬壳卡纸折成直角，将2枚被磁化的缝衣针对称地穿在卡纸两侧，用1块橡皮和1枚大头针做成支座，将插有缝衣针的卡纸支起，如图乙。
③确定简易指南针能否指示南北方向。
④在老师的指导下，针对制作指南针的科学性设计了评价表。
“自制指南针”评价量表
评价指标 优秀 合格 待改进
指标一 指针磁性强，且能自由转动 指针磁性强，不能自由转动 指针磁性弱，不能自由转动
指标二 能准确指示南北方向，能保持水平平衡 能指示南北方向，不能保持水平平衡 不能指示南北方向，不能保持水平平衡
（1）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；
（2）在不添加器材情况下，若要确定简易指南针是否能够指示南北，应如何操作　 　；
（3）根据评价量表进行测试评价，小科制作的指南针”指标-”被评为”优秀”，”指标二”被评为”合格”。为使该指南针的”指标二”达到优秀水平，请你对该指南针提出合理的改进建议　 　。
【答案】（1）S（2）多次转动简易指南针，观察能否恢复到南北方向（合理即可）
（3）在大头针上移动卡纸位置，直到能够保持水平平衡
【解析】磁极间相互作用关系：同名磁极互相排斥，异名磁极相互吸引。指南针指示南北是因为受到地磁场的作用。指南针的重心刚好在支架上时可以保持平衡。
【解答】（1） 缝衣针被 条形磁铁S极排斥 ，说明两者是同名磁极，则缝衣针针尖的磁极为S极；
（2）为了防止摩擦力等其他因素干扰实验，应多次转动简易指南针，观察能否恢复到南北方向；
（3）指南针不能保持水平平衡 ，说明它的重心不在支架上，所以在大头针上移动卡纸位置，直到能够保持水平平衡 。
考点三、直线电流的磁场
例1：（2023八下·兰溪期中）如图所示，在科学实验课上，方老师带领大家一起做奥斯特实验。方老师告诉同学们，为了让实验效果更加明显，建议大家将通电直导线沿　 　方向放置（选填“东西”或“南北”），此时直导线在小磁针处产生的磁场方向和放在该点小磁针的　 　极指向一致（选填“N”或“S”）。
【答案】南北；N
【解析】由于小磁针受到地磁场的作用，要指南北方向，为了观察到明显的偏转现象，应使电流产生磁场方向为东西方向，故应使把直导线南北放置。在磁场中，小磁针北极的指向即为该点的磁场方向。①磁场有方向，科学上把小磁针静止时北极所指的方向规定为其所处点的磁场方向。
②通电螺线管的磁极和电流方向之间的关系可以用右手螺旋定则（也叫安培定则）来判定。用右手握螺线管，让四指弯向螺线管中的电流方向，大拇指所指的那一端就是通电螺线管的北极。右手螺旋定则也可以用来判断直线电流的磁场方向，只是需让大拇指指向电流方向，四指弯曲的方向就是直线电流产生的磁场方向。
例2：如图所示，在竖直放置的矩形通电线框中悬挂一个能自由转动的小磁针。当通以图中所示方向的电流时，小磁针N极将 （　　）
A．转动90°，垂直指向纸里 B．转动90°，垂直指向纸外
C．转动180°，指向左边 D．静止不动，指向不变
【答案】A
【解析】①在磁场中某点放一个小磁针，当小磁针静止时N极所指的方向就是该点的磁场方向；
②右手握住导线，大拇指指向电流方向，此时弯曲的四指所指的方向就是磁场的环绕方向。
【解答】左边：右手握住直导线，大拇指指向上端，在导线的右侧四指的指尖向里，即该点的磁场方向与纸面垂直向里；
右边：右手握住直导线，大拇指指向下端，在导线的左侧侧四指的指尖向里，即该点的磁场方向与纸面垂直向里；综上所述，小磁针的N极应该向纸内转动90°。
变式1：.如图所示，一条向上射出的阴极射线可以看作是许多电子定向运动形成的电子流。则通过这束电子流的运动方向推断电流及周围的磁场方向是( ) A
A. B． C． D．（15）
变式2：如图，一束带电粒子沿着水平方向平行地飞过小磁针的上方，小磁针的S极向纸内偏转。对带电粒子束的判断： ①向右飞行的正离子束；②向左飞行的正离子束；③向右飞行的负离子束；④向左飞行的负离子束；⑤向右飞行的电子束；⑥向左飞行的电子束，则可能正确的是（ ） 15.A
A. ②③⑤ B. ①④⑥ C. ②④⑥ D. ①③⑤
变式3：如图所示，在观察奥斯特实验时，小明注意到置于通电直导线下方小磁针的N极向纸内偏转．小明由此推测：若电子沿着水平方向平行地飞过磁针上方时，小磁针也将发生偏转．请你说出小明推测的依据是：　 　，你认为电子下方的磁针N极会向　 　(选填“纸内”或”纸外”)偏转。
.【答案】电子的定向移动形成电流，电流周围存在磁场；纸外
变式4：两根平行导线通电后，会出现如图甲所示的现象(图中实线、虚线分别表示通电前、后的情况)。由此可以推断：在图乙所示的电路中，当开关S闭合时，螺线管的长度会　 　(填“变长”或“变短”，不考虑摩擦力)。你判断的依据：　 　。
【答案】变短；螺线管上由于相邻导线中的电流方向都相同，相互吸引，故变短
【解析】根据乙图确定线圈上电流方向，弄清相邻导线之间的电流关系，然后与甲图进行比较，从而确定两根导线之间的力的作用。
【解答】根据乙图可知，线圈上的电流方向都是向上的，即相邻导线之间电流方向相同。根据甲图可知，当相邻导线的电流方向相同时，二者之间相互吸引，因此螺旋管的长度会变短，那么依据是：螺线管上由于相邻导线中的电流方向都相同，相互吸引，故变短。
变式5：（2023八下·金华期中）学习了电磁知识后，小柯了解到相互靠近的通电导线之间会产生相互作用力。那么这个力的大小和方向与哪些因素有关呢？他将两根导线（可伸长）平行放置后固定（如图 1 甲所示），然后依次通上如图乙、丙、丁所示的电流，通过反复实验证实了他的猜想。请回答：
（1）分析图 1　 　（选填序号），可知通电导线之间作用力大小与电流大小有关。
（2）得到通电导线之间的相互作用力的方向与电流方向有关的结论，你的依据是　 。
（3）如图 2 所示，将一柔软的导线弯成星形，并将其置于光滑水平桌面上，然后将开关 S 闭合，则该星形回路将 。（填字母编号）
A．不会变形 B．会变形，所围面积减小
C．会变形，所围面积增大 D．会变形，所围总面积不变
【答案】（1）丙、丁
（2）对比乙和丙，在电流大小相同的情况下，电流方向不同，两根导线分别出现靠近和排斥，即作用力的方向不同
（3）C
【解析】控制变量法主要是指研究某一因素对实验的影响时，应控制其余无关变量的相同且适宜。
【解答】（1）研究作用力大小与电流大小的因素时，需控制除电流大小外的其余条件相同且适宜，故为丙和丁；
（2） 对比乙和丙可知，在电流大小相同的情况下，电流方向不同，两根导线分别出现靠近和排斥，即作用力的方向不同；
（3） 由图2可知相邻导线为相反方向电流，故其相互排斥使面积变大。
故答案为：（1） 丙、丁 ；（2） 对比乙和丙，在电流大小相同的情况下，电流方向不同，两根导线分别出现靠近和排斥，即作用力的方向不同 ；（3）C
点二、通电螺线管的磁场
例1：（2023八下·杭州月考）如图所示，条形磁铁置于水平桌面上，电磁铁右端固定并保持水平，且与条形磁铁在同一平面和相同高度。当电路中开关S由断开到闭合时，条形磁铁一直保持静止，下列说法正确的是（　　）
A．开关S闭合后，电磁铁左端是S极
B．开关S闭合后，条形磁铁受到摩擦力的方向向左
C．开关S闭合后，滑片P向右移动时，条形磁铁受到的摩擦力逐渐减小
D．开关S断开时，条形磁铁与电磁铁之间没有力的作用
【答案】C
【解析】电路中开关S断开时，电磁铁没有磁性，磁铁对铁芯有力的作用；闭合开关后，根据右手螺旋定则可判断电磁铁的左边是N极，右边是S极，与条形磁铁的作用是同名磁极互相排斥；滑片P向右移动，电阻变大，电流变小，电磁铁磁性减小。
【解答】A.开关S闭合后，电磁铁左端是N极，A错误；
B.开关S闭合后，电磁铁左端是N极，与条形磁铁同名磁极互相排斥，所以条形磁铁被向左推，它受到的摩擦力方向向右，B错误；
C.开关闭合后，滑片P向右移动，电磁铁磁性减小，对条形磁铁的推力减小，所以条形磁铁受到的摩擦力也减小（因为条形磁铁一直保持静止，所以条形磁铁受到的摩擦力和推力是一对平衡力。平衡力大小相等，C正确；
D.开关S断开时，条形磁铁与电磁铁之间有力的作用，D错误；
例2：（2023八下·吴兴期中）如图所示，电磁铁P和Q通电后（　　）
A．P的右端是N极，Q的左端是S极，它们相互吸引
B．P的右端是S极，Q的左端是N极，它们相互吸引
C．P的右端是N极，Q的左端是N极，它们相互排斥
D．P的右端是S极，Q的左端是S极，它们相互排斥
【答案】C
【解析】根据安培定则分别确定两个电磁铁的磁极方向，然后根据磁极之间的相互作用规律分析二者之间的作用力即可。
【解答】左：线圈上电流方向向下。右手握住螺线管，弯曲的四指指尖向下，此时大拇指指向右端，则右端为电磁铁的N极；
右：线圈上电流方向向上。右手握住螺线管，弯曲的四指指尖向上，此时大拇指指向左端，则左端为电磁铁的N极；根据同名磁极相互排斥可知，此时它们之间相互排斥。
例3：如图所示，将一根弹簧与电源相连，当开关闭合后，会发现（ ）A
A．弹簧变短 B．弹簧变长 C．弹簧长度不变 D．无法确定
例4：（2023八下·杭州期末）如图所示，一根弹簧下端连着一个条形磁铁，条形磁铁的下端为N极。条形磁铁下方有一电磁铁。闭合开关后（　　）
A．电磁铁左侧小磁针的N极向上偏转
B．若去掉螺线管中的铁芯，弹簧的长度会变短
C．当滑动变阻器的滑片向右滑动时，弹簧长度会变长
D．若调换电源的正负极，小磁针的指向会发生改变
【答案】D
【解析】A.根据安培定则判断电磁铁的磁极方向，再根据磁极之间的相互作用规律确定小磁针的指向；
B.首先分析去掉铁芯后电磁铁的磁场强弱变化，再确定条形磁体受到磁力的变化，最后确定弹簧长度的变化；
C.根据滑片移动确定电流大小变化，再确定电磁铁的磁场强弱变化，最后分析弹簧的长度变化；
D.电磁铁的磁极方向与电流方向有关，据此分析判断。
【解答】A.根据图片可知，线圈上电流方向向右。根据安培定则可知，电磁铁的上端为N极。根据“异名磁极相互排斥”可知，小磁针的N极向下偏转，故A错误；
B.若去掉螺线管中的铁芯，电磁铁的磁场减弱，则条形磁铁受到的排斥力减小，则弹簧受到的拉力变大，即弹簧的长度变大，故B错误；
C.当滑动变阻器的滑片向右滑动时，变阻器的阻值减小，则通过电磁铁的电流变大，那么电磁铁的磁场变强，那么条形磁铁受到的排斥力变大，则弹簧受到的拉力减小，即长度变小，故C错误；
D.若调换电源的正负极，则通过电磁铁的电流方向改变，那么电磁铁的磁场方向发生改变，则小磁针的指向会发生改变，故D正确。
变式1：（2023八下·椒江期末）如图装置中，当闭合开关，滑动变阻器的滑片P向右移动时，弹簧测力计的示数变大。下列分析正确的是（　　）
A．电磁铁的上端为N极
B．电源左端为正极
C．断开开关，弹簧测力计的示数为零．
D．滑片P不动，若抽去铁芯，测力计示数将变大
【答案】B
【解析】（1）首先根据变阻器的滑片移动确定电流的大小变化，进而确定电磁铁磁场的强弱变化。然后根据弹簧测力计示数增大确定二者之间存在排斥力还是吸引力，最后根据磁极之间的相互作用规律确定电磁铁的磁极方式。
（2）利用安培定则判断出电磁铁中电流的方向，从而可以确定电源的正负极。
（3）注意分析条形磁铁不受吸引力时还受到重力作用；
（4）首先判断抽去铁芯后电磁铁磁性强弱的变化，再根据磁体间的相互作用规律确定弹簧测力计示数的变化。
【解答】A.滑动变阻器的滑片P向右移动时，变阻器接入电路的电阻变小，则电路中的电流变大，电磁铁的磁性变强。弹簧测力计的示数变大，说明电磁铁对条形磁体产生吸引力。条形磁体的下端为N极，根据异名磁极相互吸引可知，电磁铁的上端为S极，故A错误；
B.电磁铁的上端为S极，其下端为N极。右手握住螺线管，大拇指指向下端，此时弯曲的四指指尖向左，即线圈上电流方向向左，那么电流从电磁铁的上端流入、下端流出，所以电源左端为正极，右端为负极，故B正确。
C.断开开关，电路中没有电流，则电磁铁无磁性，即电磁铁对条形磁体既不吸引也不排斥，但条形磁体受重力，所以弹簧测力计有示数，故C错误。
D.滑片P不动，抽去铁芯后，电磁铁的磁性变弱，对条形磁体的吸引力变小，所以弹簧测力计的示数将变小，故D错误。
变式2：弹簧下悬挂一条形磁铁，磁铁下方有一通电螺线管，如图所示，为了使弹簧长度最长，下列措施中可行的是（　　）D
A．减小线圈的匝数 B．断开开关　 C．滑片P向右滑动 D．将电源的两极对调
变式3：（2023八下·吴兴期末）玩具小船上固定有螺线管（有铁芯）、电源和开关组成的电路，如图所示，把小船按图示的方向放在水面上，闭合开关，船头最后静止时的指向是（ ）
A．向东 B．向南 C．向西 D．向北
【答案】D
【解析】根据安培定则判断螺线管的磁极方向即可。
【解答】根据图片可知，线圈上电流方向向下。右手握住螺线管，弯曲的四指指尖向下，此时大拇指指向右端，则右端船头为螺线管的N极，左端船尾为S极，那么船头最后静止时指向是向北的。
变式4：（2023八下·拱墅期末）如图甲所示为磁悬浮地球仪，球体内有一条形磁体，上端为S极，其下方环形底座内有一电磁铁，通过磁极间的相互作用使地球仪悬浮在空中，如图乙所示为其内部结构示意图，下列判断错误的是（　　）
A．电磁铁下端为S极
B．电源上端为正极
C．当滑动变阻器滑片P向右滑动时，电磁铁的磁性增强
D．若在球体正上方A处吸一小铁块，可适当向右滑动滑片P使球体离底座的距离保持不变
【答案】B
【解析】（1）（2）首先根据平衡力的知识判断球体受到电磁力的方向，然后根据磁极之间相互作用判断电磁铁的磁极方向。接下来根据安培定则判断线圈上电流方向，进而确定电源的正负极；
（3）电磁铁的磁性强弱与电流大小有关；
（4）磁体之间的作用力随距离的增大而减小，随距离的减小而增大。首先根据平衡力的知识判断电磁力的变化，再根据距离不变确定通过电磁铁电流大小的变化即可。
【解答】AB.条形磁体上端为S极，则下端为N极，根据同名磁极相互排斥可知，电磁铁的上端为N极，下端为S极。伸出右手，使大拇指指向电磁铁的N极（电磁铁的上端），则四指弯曲所指的方向为电流的方向，电流从螺线管的上端流入，下端流出，所以电源的上端为正极，故A错误符合题意，B正确不合题意；
C.当滑动变阻器滑片P向右滑动时，变阻器连入电路的电阻变小，由欧姆定律可知通过电路的电流变大，电磁铁的磁性增强，故C正确不合题意；
D.若在球体正上方A处吸一小铁块，则球体的重力增大。而球体受到的重力和排斥力是平衡力，则球体排斥力也要增大。使球体离底座的距离保持不变，需要增强磁场强度，需要增大电路中的电流，可适当向右滑动滑片P，故D正确不合题意。
变式5：把一根柔软的螺旋弹簧竖直悬挂起来，使它的下端刚好与杯里的水银面相接触，并组成如图所示的电路图，当开关接通后，将看到的现象是 （　　）
A．弹簧向上收缩 B．弹簧上下跳动 C．弹簧被拉长 D．弹簧仍静止不动
【答案】B
【解析】根据安培定值判断线圈上的磁极方向，根据磁极之间的相互作用规律确定线圈之间力的作用即可。
【解答】根据图片可知，线圈上电流方向向左。右手握住螺线管，弯曲的四指指尖向左，此时大拇指指向下端，则每个线圈的下端为N极，上端为S极。根据“异名磁极相互吸引”可知，相邻线圈相互吸引而缩短。此时弹簧与水银面分开，整个电路没有电流，则磁场消失，弹簧恢复原来长度，再次接触水银面。如此往复，预算弹簧上下跳动。
变式6：如图所示，开关S闭合后，位于螺线管右侧的小磁铁的N极将( ) D
A．顺时针转过90° B．逆时针转过90° C．转过180° D．保持静止状态
变式7：如图为双线并绕的螺线管,a,b,c,d为螺线管的四个接线头,用同一电源供电,下列连接中磁性最强的接法是：（ ）B
A．bc相连,a,d分别接电源两极
B．ab相连,cd相连后分别接电源两极
C．cd相连,a,b分别接在电源两极
D．ad相连,bc相连后分别接在电源两极
变式8：（2023八下·柯桥期末）如图所示，盛水的烧杯放在电磁铁上方，当电磁铁的开关断开时，空心小铁球自由地浮在水面上：开关闭合时，小磁针发生偏转，此时电磁铁上端为　 　极，要使小铁球下沉些，滑动变阻器的滑片应向　 　(填”上”或”下”)移动：断开开关时，小磁针又回到最初的状态是因为　 　的作用。
【答案】N；下；地磁场
【解析】用右手握住通电螺线管，让四指指向电流的方向，那么大拇指所指的那一端是通电螺线管的N极。电磁铁磁性的强弱与电流大小，线圈匝数有关，线圈匝数不变时，电流越大，磁性越强。小磁针在地球表面受到地磁场的作用，所以一直南北指向。
【解答】闭合开关时，电流从电磁铁的下端流入上端流出，根据右手螺旋定则可知电磁铁上端为N极，下端为S极。空心小铁球下沉一些，受到的浮力就会增大，需要增大电磁铁对小铁球的吸引力，应增大电磁铁的磁性，需要将滑动变阻器的滑片向下移动，以减小变阻器连入电路的电阻，从而增大通过电磁铁的电流；断开开关时，电磁铁的磁性消失，小磁针又回到南北指向，是因为受到地磁场的作用。
变式9：如图所示，弹簧测力计甲、乙的挂钩上分别挂着一个条形磁体和一个铁块，开关闭合后，当滑动变阻器的滑片向右移动时，弹簧测力计甲的示数　 　，弹簧测力计乙的示数　 　(均填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】变小；变大
【解析】根据安培定则判断电磁铁的磁极方向，再根据磁极之间的相互作用规律判断悬挂的物体受到磁力的方向。当变阻器的滑片向右移动时，根据电流变化确定它们受到磁力的变化，弄清弹力的变化，最终确定弹簧的长度变化。
【解答】根据图片可知，以左端为例，线圈上电流方向向右。右手握住螺线管，弯曲的四指指尖向上，则上端为N极，下端为S极。那么甲下面的条形磁铁受到向上的排斥力。当滑片向右移动时，变阻器的阻值减小，而电流增大，那么磁场变强，排斥力增大，因此甲受到的拉力减小。
同理，右端上面为S极，则对铁块产生向下的吸引力。当滑片向右移动时，变阻器的阻值减小，而电流增大，那么磁场变强，吸引力增大，因此乙测力计的示数变大。
考点四、电磁铁
例1：（2023八下·椒江期末）在”探究电磁铁磁性强弱的影响因素”实验中，小科用细线将电磁铁M悬挂在铁架台上，将条形磁铁放在电子台秤上，如图所示。实验步骤如下：
①断开开关S，将电磁铁1、3接线柱按图示接入电路：
②按下台秤上的清零按钮使台秤示数为零。将滑片移到最大阻值处，闭合开关S，多次移动滑片位置，读出相应的电流值和台秤示数，并记录在表格中。
③断开开关S，将接线柱1改接至2，重复步骤②。
④分析数据，得出结论。
接线柱 实验次数 1 2 3
1、3 电流/A 0.34 0.40 0.44
台秤示数/N -0.81 -0.82 -0.84
2、3 电流/A 0.34 0.40 0.44
台秤示数/N -0.75 -0.76 -0.78
（1）小科通过　 　来推断电磁铁磁性强弱
（2）分析表中数据可得出的实验结论是　 　。
（3）滑动变阻器除了保护电路外，还具有　 　的作用。
（4）若想要使台秤的压力值显示为正，可进行的操作是　 　 (写出一种即可)
【答案】（1）台秤示数大小
（2）电磁铁磁性强弱与电流大小和线圈匝数有关，电流越大，线圈匝数越多，磁性越强
（3）改变电流大小和控制电流相同
（4）对调电源正负极、对调条形磁铁南北极、改变线圈缠绕方式、互换1、3或2、3接线柱等
【解析】（1）台秤上的条形磁铁受到电磁铁的吸引力，从而时台秤的示数发生改变。台秤示数的变化量越大，则说明电磁铁的磁场越强。
（2）根据表格数据分析电磁铁的磁场强弱与电流大小和线圈匝数的关系；
（3）根据变阻器的工作原理解答；
（4）要使台秤的压力值为正，就要改变电磁铁的磁场方向，而电流方向和绕线方式会改变磁场方向，据此分析解答。
【解答】（1）小科通过台秤示数大小来推断电磁铁磁性强弱；
（2）第一行数据可知，当线圈匝数相同时，电流越大，台秤示数变化越大，说明电磁铁的磁场越强；
根据第3列数据可知，当电流相同时，线圈匝数越多，则台秤示数变化越大，说明电磁铁的磁场越强。
那么得到结论：电磁铁磁性强弱与电流大小和线圈匝数有关，电流越大，线圈匝数越多，磁性越强。
（3）滑动变阻器除了保护电路外，还具有改变电流大小和控制电流相同的作用。
（4）若想要使台秤的压力值显示为正，可进行的操作是：
①对调电源正负极，从而改变电磁铁的电流方向，进而改变电磁铁的磁场方向；
②对调条形磁铁南北极，从而改变磁力的方向；
③改变线圈缠绕方式，从而改变电磁铁的磁场方向；
④互换1、3或2、3，改变电流方向，从而改变电磁铁的磁场方向。
变式1：（2023八下·婺城期末）小科为验证“影响电磁铁磁性强弱的因素”，设计了如图实验，右侧底端固定有小磁铁的指针能绕转轴O转动。
实验1：将变阻器滑片P移至最上端，闭合开关S至a处，再将滑片P逐渐向下移动，观察指针示数的变化。
实验2：先将变滑片P移至最上端，闭合开关S至a处，记下指针示数和电流表示数；再闭合开关S到b处，调节滑动变阻器滑片P，使电流强度保持不变，指针示数比之前更偏右。请回答：
（1）实验1的目的是研究电磁铁磁性强弱与　 　的关系，实验过程中指针向　 （填“左”或“右”）偏转。
（2）实验2的目的是研究电磁铁磁性强弱与　 　的关系；根据实验数据可以得出的结论是　 　。
【答案】（1）电流大小；右
（2）线圈匝数多少；当电流大小不变时，电磁铁线圈匝数越多，磁性越强
【解析】（1）①根据题目描述分析哪个因素发生改变，从而确定研究目的；
②根据电磁铁的磁场变化确定小磁体受到磁力的变化，进而确定指针的偏转角度变化。
（2）①根据题目描述分析哪个因素发生改变，从而确定研究目的。
②根据指针的示数变化确定电磁铁的磁场强弱变化，进而确定磁场强弱与线圈匝数的关系时。
【解答】（1）①根据“再将滑片P逐渐向下移动”可知，通过电磁铁的电流大小发生改变，那么实验1的目的是探究电磁铁磁场强弱与电流大小的关系。
②将滑片P逐渐向下移动时，变阻器的阻值减小，通过电磁铁的电流变大，那么磁场变强，于是小磁体受到的吸引力增大，于是指针向右偏转。
（2）①根据“再闭合开关S到b处”可知，电磁铁的线圈匝数增多，那么实验2的探究目的是研究电磁铁的磁场强弱与线圈匝数的关系；
②指针示数比之前更偏右，说明电磁铁的磁场强度更大，那么得到结论：当电流大小不变时，电磁铁线圈匝数越多，磁性越强。
变式2：（2023八下·义乌期中）为探究电磁铁的磁性强弱跟哪些因素有关，小科做了如下的实验。
步骤1：在水平桌面上放置一小车，小车上固定一块条形磁铁（如图）。
步骤2：当闭合开关时，小车会沿水平方向向右运动，记录小车在水平桌面上运动的距离S1。
步骤3：断开开关，把小车重新放在起始位置，依次向右移动变阻器滑片，闭合开关，记录小车在水平桌面上运动的距离。实验数据如下：
（1）请你在图中用一根导线（用笔画线代替）完成实验电路的连接。
（2）通过本实验可得出的结论是：　 　。
实验次数 1 2 3 4 5 6
电流的大小（安） 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0 2.2
小车运动的距离（厘米） 15 19 24 30 ？ ？
（3）电磁铁的磁性不仅跟电流的大小有关，而且还与线圈的匝数有关，若要研究电磁铁磁性与线圈匝数的关系，已知线圈的电阻不能忽略，那么将滑动变阻器的连接线从a处移动到b处后，闭合开关后下一步的操作是　 　，然后再记录小车运动的距离。
【答案】（1）
（2）线圈匝数一定时，电流越大，电磁铁的磁性越强
（3）移动滑动变阻器保持线圈中的电流不变
【解析】（1）根据滑动变阻器的使用方法解答；
（2）根据小车运动的距离大小确定电磁铁的磁性强弱，根据表格确定哪个变量相同，那个变量不同，据此描述实验结论。
（3）探究线圈匝数对电磁铁磁场强弱的影响时，必须控制通过线圈的电流相等，而改变线圈匝数，据此分析解答。
【解答】（1）滑动变阻器应该与开关串联，且接线“一上一下”，如下图所示：
（2）根据表格可知，线圈的匝数相同，电流越大，则小车运动的距离越大，那么得到结论：线圈匝数一定时，电流越大，电磁铁的磁性越强。
（3）若要研究电磁铁磁性与线圈匝数的关系，已知线圈的电阻不能忽略，那么将滑动变阻器的连接线从a处移动到b处后，闭合开关后下一步的操作是：移动滑动变阻器保持线圈中的电流不变，然后再记录小车运动的距离。
变式3：某小组在探究“电磁铁磁性强弱与哪些因素有关”的实验中，设计了如图所示电路，并进行了实验，当电磁铁通电时会对磁体产生力的作用，使指针绕O点转动，记录指针A所指的刻度值大小，实验结果如下表。
线圈接线点 接线柱1 接线柱2 接线柱3
实验次数 1 2 3 4 5 6 7 8 9
电流/A 0.8 1.2 1.6 0.8 1.2 1.6 0.8 1.2 1.6
指针所指的刻度值大小 0.8 1.2 1.6 0.6 0.9 1.2 0.4 0.6 0.8
（1）进行1、4、7实验基于的假设是　 　。
（2）实验中，他们将开关S从接线柱“1”换到“2”上时，调节变阻器的滑片P，再次观察电流表示数及指针A所指的刻度值大小，此时调节滑动变阻器是为了　 　。
（3）写出能使指针反向偏转的具体措施　 　(写出一条即可)。
【答案】（1）电磁铁磁性强弱可能与线圈匝数多少有关
（2）控制电流大小相等
（3）对调磁体的磁极(或对调电源的正、负极，或改变线圈的缠绕方向)
【解析】（1）根据表格数据分析哪个因素发生改变，根据指针的偏转幅度判断磁场强弱变化，据此作出猜想即可；
（2）根据控制变量法的要求解答；
（3）指针反向偏转，即它受到磁力的方向相反，那么电磁铁产生的磁场方向发生改变，根据影响电磁铁磁场方向的因素分析解答。
【解答】（1）分析实验数据1、4、7可知，通过电磁铁的电流大小相同而线圈匝数不同，那么基于的猜想为：电磁铁磁性强弱可能与线圈匝数多少有关。
（2）实验中，他们将开关S从接线柱“1”换到“2”上时，线圈匝数发生改变，即探究电磁铁的磁场强弱与线圈匝数的关系，此时需要控制电流相同，因此调节滑动变阻器是为了控制电流大小相等。
（3）能使指针反向偏转的具体措施：对调磁体的磁极(或对调电源正、负极，或改变线圈的缠绕方向)。
考点五、电磁继电器
例1：（2023八下·仙居期末）水位自动报警器是利用电磁继电器工作的装置。
（1）请按以下要求连接水位自动报警器的工作电路：当水位在安全位置以下时，绿灯亮；水位到达安全位置上限时，红灯亮。
（2）请用所学科学知识说明水位报警器的工作原理。
【答案】（1）
（2）当水位在安全位置以下时，控制电路断开，电磁铁无磁性，衔铁被弹开，与上静触点接触，此时工作电路中绿灯接入电路，绿灯亮。当水位到达安全位置上限时，控制电路接通，电磁铁有磁性，衔铁被吸引，与下静触点接触，此时工作电路中红灯接入电路，红灯亮。
【解析】（1）根据题目要求分析衔铁的位置与两个灯泡的连接情况即可；
（2）根据图片，结合题目要求，分析整个装置的工作原理即可。
【解答】（1）当水位在安全位置以下时，为断路，电磁铁没有磁场，衔铁在上面接通绿灯所在的电路，那么上面的静触点与绿灯相连。当水位在安全位置以上时，电路接通，则电磁铁有磁性，将衔铁吸下来接通红灯而发光，那么下面的静触点应该与红灯相连，而电源的另一端与衔铁上的动触点相连，如下图所示：
（2）水位报警器的工作原理：当水位在安全位置以下时，控制电路断开，电磁铁无磁性，衔铁被弹开，与上静触点接触，此时工作电路中绿灯接入电路，绿灯亮。当水位到达安全位置上限时，控制电路接通，电磁铁有磁性，衔铁被吸引，与下静触点接触，此时工作电路中红灯接入电路，红灯亮。
例2：如图是电加热恒温箱的原理图。控制电路由电源U1、电磁继电器、滑动变阻器R2和热敏电阻R1组成，其中热敏电阻R1随温度升高阻值减小；工作电路由电源U2和加热器R0组成。请按照题意用笔画线代替导线将图中的控制电路和工作电路连接完整。
答案
例3：法国科学家阿尔贝 费尔由于发现了巨磁电阻（GMR）效应，荣获了诺贝尔物理学奖．如图是研究巨磁电阻特性的原理示意图．实验发现，当闭合S1，S2后使滑片P向右滑动的过程中，指示灯明显变暗，则下列说法正确的是（　　）C
A．电磁铁右端为N极
B．滑片P向右滑动过程中电磁铁的磁性增强
C．巨磁电阻的阻值随磁场的减弱而明显增大
D．巨磁电阻的阻值随磁场的减弱而明显减小
例4：（2023八下·杭州月考）如图所示是小明利用光敏电阻为居民楼门口设计的一种智能照明电路，L为“220V，22W”的照明灯，天暗时自动发光，天亮时自动熄灭。控制电路中，电源由两节干电池串联而成。R1为定值电阻。R2为光敏电阻，其阻值会随着光强的变化而变化。下列说法不正确的是（　　）
A．受控电路中，导线a端应连接照明电路的火线
B．光敏电阻的阻值随光照强度的增大而减小
C．如果提高控制电路电源电压，照明灯白天也可能发光
D．控制电路长时间使用后电压下降，天亮时灯自动熄灭时间变晚
【答案】C
【解析】（1）在家庭电路中，为了用电安全，开关必须接在火线上；
（2）根据电磁铁的磁场变化确定电流变化，弄清阻值变化即可；
（3）电磁铁吸合时的电流大小不变，据此推算控制电压增大时光敏电阻的阻值变化即可；
（4）根据（3）中的方法分析判断。
【解答】A.根据图片可知，衔铁控制的开关直接与a相连，则a应为火线，故A正确不合题意；
B.根据图片可知，天亮时自动熄灭，即此时衔铁电磁铁吸下来，切断灯泡所在电路，那么此时电磁铁的磁场变强，通过的电流变大，而光敏电阻的阻值减小，那么得到结论：光敏电阻的阻值随光照强度的增大而减小，故B正确不合题意；
C.如果提高控制电路电源电压，而吸合时电流大小不变，那么总电阻的阻值要增大，即光敏电阻的阻值要增大。根据“光敏电阻的阻值随光照强度的增大而减小”可知，此时光照强度减弱，因此在白天不可能发光，故C错误符合题意；
D.如果控制电路电压降低，而吸合时电流大小不变，那么总电阻的阻值要减小，即光敏电阻的阻值要减小。根据“光敏电阻的阻值随光照强度的增大而减小”可知，此时光照强度变大，即熄灯的时间变晚，故D正确不合题意。
1．下列设备或电器中，其主要工作原理与电磁铁无关的是（　　）
A．电铃 B．电熨斗 C．电磁选矿机 D．电磁起重机
【答案】B
【解析】A.电铃的主要结构为电磁铁，利用电磁铁的磁性有无控制小锤不断击打铃盖发出声音，故A不合题意；
B.电熨斗的主要结构为发热丝，故B符合题意；
C.电磁选矿机的主要结构为电磁铁，利用磁性将铁矿石分拣出来，故C不合题意；
D.电磁起重机的主要结构为电磁铁，利用磁性将钢材直接吸起来，不用捆绑，故D不合题意。
2上海的磁悬浮列车示意图如图甲所示，轨道线圈上端是S极，要使列车悬浮起来，车身线圈上端是　 　极，列车是靠电磁铁　 　(填“同名”或“异名”)磁极相互　 　而悬浮起来。图乙是一种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中电流方向如图乙所示，螺线管B与电磁铁A之间相互　 　(填“排斥”或“吸引”)，从而使列车悬浮在铁轨上方。
例6、S；异名；吸引；排斥
3．新建的居民住宅大多安装了自动空气开关．其原理如图所示，当电路由于电流过大时，电磁铁P的磁性将变　 　（选填“强”或“弱”），吸引衔铁Q的力变大，使衔铁转动，闸刀在弹力作用下自动开启，切断电路，起到保险作用．某周末，文强同学在家开着空调看电视，妈妈打开电饭锅做饭时，家里的自动空气开关“跳闸”．则此时“跳闸”的原因最可能是　 　．
4、小明设计了一种“自动限重器”，如图（甲）所示．该装置由控制电路和工作电路组成，其主要元件有电磁继电器、货物装载机（实质是电动机）、压敏电阻R1和滑动变阻器R2等．压敏电阻R1的阻值随压力F变化的关系如图（乙）所示．当货架承受的压力达到限定值，电磁继电器会自动控制货物装载机停止向货架上摆放物品．已知控制电路的电源电压U=6V，电磁继电器线圈的阻值忽略不计．请你解答下列问题：
（1）由图（乙）中的图象可知，随着压力F的增大，压敏电阻R1的阻值将______．
（2）用笔画线代替导线将图（甲）的电路连接完整．
（3）随着控制电路电流的增大，电磁铁的磁性将______，当电磁继电器线圈中的电流大小为30mA时，衔铁被吸下．若货架能承受的最大压力为800N，则所选滑动变阻器R2的最大阻值至少为______Ω．
答案：（1）减小；（2） ；（3）增强，120．
5．（2023八下·洞头期中）体感平衡车是一种时尚代步工具，采用站立式驾驶方式，可通过操控杆控制车体运行，如图甲。乙图为平衡车的转向指示灯电路，电路中电源电压恒为U，L为指示灯，R0为定值电阻，当开关S接通后，指示灯L会亮暗交替闪烁。已知同-灯泡，其亮度与灯泡两端的电压大小有关。请你根据所学知识解释：“当开关S 接通后，指示灯L会亮暗交替闪烁”的原因。
【答案】根据乙图可知，闭合开关后，指示灯L与电磁铁和定值电阻R0串联，此时灯泡两端的电压小于电源电压，灯较暗，同时电磁铁有电流通过产生磁场，将衔铁吸下来；AB两个触点的接通导致电磁铁和定值电阻R0被短路，此时灯泡电压等于电源电压，灯较亮；同时电磁铁失去磁性，衔铁在弹簧的拉力作用下向上移动，AB触点分开，恢复到开始时的状态，如此循环往复。由于灯泡电压出现变大→变小→变大的变化，所以它的亮度不断改变，出现亮暗交替闪烁的情形。
【解析】当电磁铁有电流通过时，电磁铁产生磁性，将衔铁吸下来，动触头A与静触头B接触；当电磁铁没有电流通过时，电磁铁没有磁性，弹簧会将衔铁往上拉，动触头A与静触头B分离。
【解答】闭合开关后，电磁铁有电流通过时，电磁铁产生磁性，将衔铁吸下来，动触头A与静触头B接触，电流的流经如图所示
电路中的电阻较小，通过灯泡的电流大，指示灯较亮，此时电磁铁中没有电流通过，电磁铁失去磁性，弹簧会将衔铁往上拉，动触头A与静触头B分离，此时的电流流经 如下图所示
此时电路中的电阻较大，通过灯泡的电流较小，指示灯较暗，电磁铁中有电流通过，电磁铁有磁性，又会将衔铁吸下来，如此循环往复，出现了亮暗闪烁的情形。
6．（2023八下·吴兴期中）有电磁继电器（线圈电阻不计）、滑动变阻器R2和热敏电阻R1，控制电路电压U2＝9伏的电源、，工作电路电压U＝220伏的电源和电阻R0＝44欧的电热丝组成的一种电加热恒温箱，工作原理如图甲所示。图乙是热敏电阻R1阻值随温度变化的图像。通过实验测得当电磁继电器线圈的电流达到60毫安时，电磁继电器的衔铁被吸下来。
（1） 请用笔画线代替导线，按照题意将图中的工作电路连接完整。
（2）在升温过程中，电阻R1两端的电压会　 　 （填“变大”“变小”或“不变”，下同）。要使恒温箱设定的温度升高，调节滑动变阻器R2的滑片，使其接入电路的阻值　 　.
（3）当滑动变阻器R2接入电路中的电阻为 50 欧时，可使恒温箱的温度保持多高？
【答案】（1）
（2）变小；变大
（3）已知U1=9V，I=60mA=0.06A，
由可知，电路的总电阻：，
此时热敏电阻的阻值：R1=R总-R2=150Ω-50Ω=100Ω，
由图象知，热敏电阻的阻值为100Ω时，对应的温度为50℃。
则此时可使恒温箱温度保持50℃。
【解析】（1）当电磁继电器线圈的电流达到60mA时，电磁继电器的衔铁被吸下来，则恒温箱停止工作，说明工作电路电源与电阻R0通过上面两个触点组成电路；
（2）①根据图乙分析温度升高时R1的阻值变化，再根据串联电路的分压规律确定它的电压变化；
②从图乙可知，要提高恒温箱的设定温度，就要减小热敏电阻的阻值，但为了使衔铁吸合工作电流即线圈中的电流仍为60mA，就要保证电路的总电阻保持不变，根据R总=R1+R2分析解答。
（3）根据电源电压、R2接入电路中的电阻和控制电路中的临界电流，求得热敏电阻的阻值，然后利用该阻值结合图象可以得到此时的恒温箱的温度值。
【解答】（1）当电磁继电器线圈的电流达到60mA时电磁继电器的衔铁被吸下，这时恒温箱停止工作，所以恒温箱工作电路是由电源与电阻R0通过上面两个触点组成；如图所示：
（2）①根据图乙可知，在升温过程中，电阻R1的电阻会变小，根据串联电路电压与电阻成正比可