第 28 讲《14.4 电磁铁及其应用》（分层练习）-2023-2024 学
年九年级物理全一册同步精品课堂北师大版）（解析版）
一、单选题
1．关于电磁铁，下列说法中正确的是（ ）
A．电磁铁是根据电流的磁效应制成的
B．电磁铁的铁芯可以用铜棒代替
C．电磁铁的磁性强弱与电流的方向有关
D．电磁铁的磁性强弱只与电流的大小有关
【答案】A
【解析】A．电磁铁通电时具有磁性，断电时没有磁性，是根据电流的磁效应制成的，
故 A 正确；
B．电磁铁的铁芯需要用软磁性材料制成，铜不是磁性材料，所以电磁铁的铁芯不可以
用铜棒代替，故 B 错误；
CD．电磁铁的磁性强弱与电流的大小，线圈匝数有关，与电流方向无关，故 CD 错误。
故选 A。
2．如图所示，电源两端电压不变，当开关 S 闭合时，电磁铁能吸起许多大头针。下列
关于电磁铁的说法中正确的是 （ ）
A．电磁铁的上端是 N 极
B．电磁铁磁性的强弱可以通过吸起大头针的数目来判断
C．若滑片 P 向左移动，电磁铁吸起的大头针数量会减少
D．若仅将电路中的电源正负极对调，电磁铁会吸起更多的大头针
【答案】B
【解析】A．由图中可知，当开关 S 闭合后，由安培定则可知，电磁铁的下端是 N 极，
故 A 错误；
B．电磁铁的磁性越强，吸起的大头针的数目越多，所以电磁铁的磁性强弱可以通过吸
起大头针的数目来判断，故 B 正确；
C．由图中可知，若滑片 P 向左移动，则滑动变阻器接入电路中的阻值变小，故由欧姆
定律可知，电路中的电流变大，即电磁铁的磁性变强，故电磁铁吸起的大头针数量会增
加，故 C 错误；
D．若仅将电路中的电源正负极对调，则电磁铁的正负极对调而磁性强弱不变，故电磁
铁吸引的大头针的数量不变，故 D 错误。
故选 B。
3．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
【答案】D
【解析】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。
4．为探究“电磁铁磁性强弱与哪些因素有关”，实验小组连接了如图所示的实验电路，
开关 S 闭合。下列说法正确的是（ ）
A．比较甲、乙铁钉吸引大头针的数量可得出电磁铁的磁性强弱与电流大小的关系
B．乙铁钉的上端是 N 极
C．大头针的下端散开是因为异名磁极相互排斥
D．向左调节滑片 P，甲、乙吸引大头针个数均会增多
【答案】D
【解析】A．由图可知甲乙两个电磁铁串联，电流相等，所以不能得出电磁铁的磁性强
弱与电流大小的关系，故 A 错误；
B．由图可知乙电磁铁电流方向向左，根据安培定则可得乙的上端为 S 极，故 B 错误；
C．异名磁极相互吸引，同名磁极相互排斥，大头针的下端散开是因为同名磁极相互排
斥，故 C 错误；
D．向左调节滑片 P，滑动变阻器接入电路的电阻变小，电流变大，甲、乙吸引大头针
个数均会增多，故 D 正确。
故选 D。
5．如图是一种江河水位自动报警器的原理图．则下列说法中正确的是
A．当水位未到达金属块 A 时，红灯亮
B．当水位未到达金属块 A 时，衔铁被吸引
C．当水位到达金属块 A 时，绿灯亮
D．当水位到达金属块 A 时，红灯亮且电铃响
【答案】D
【解析】AB．当水位没有达到 A 时，电磁铁没有磁性，只有绿灯亮，故 AB 错误；
CD．当水位到达 A 时，电路接通，电磁继电器有磁性，衔铁受到吸引与红灯和电铃接
通，红灯亮电铃响，故 C 错误，D 正确
【点睛】电磁式继电器一般由铁芯、线圈、衔铁、触点簧片等组成的；只要在线圈两端
加上一定的电压，线圈中就会流过一定的电流，从而产生电磁效应，衔铁就会在电磁力
吸引的作用下克服返回弹簧的拉力吸向铁芯，从而带动衔铁的动触点与静触点（常开触
点）吸合；当线圈断电后，电磁的吸力也随之消失，衔铁就会在弹簧的反作用力返回原
来的位置，使动触点与原来的静触点（常闭触点）吸合；这样吸合、释放，从而达到了
在电路中的导通、切断的目的．
6．以下措施中，不能使通电螺线管磁性增强的是（ ）
A．插入铁芯 B．增大电流
C．改变电流方向 D．增加线圈匝数
【答案】C
【解析】通电螺线管磁性的强弱与电流的大小，线圈的匝数及是否有铁芯插入有关．螺
线管中的电流越大，螺线管的匝数越多，有铁芯插入都可以使通电螺线管的磁性增
强．改变电流的方向只能改变通电螺线管磁场的方向．
点睛：要解决此题，需要掌握影响电磁铁磁性强弱的因素：电流的大小、线圈的匝数、
是否有铁芯插入．
7．如图所示，给电磁铁通电，磁铁 AB（A 端为 N 极，B 端为 S 极）及弹簧测力计在
图中的位置静止不动，在滑动变阻器的滑片向 a 端滑动的过程中，关于电流表的示数和
弹簧的长度变化的情况是
A．电流表的示数增大，弹簧的长度将增加 B．电流表的示数增大，弹簧的长度
将减小
C．电流表的示数减小，弹簧的长度将增加 D．电流表的示数减小，弹簧的长度
将减小
【答案】B
【解析】试题分析：先据安培定则判断出电磁铁的上端是 N 极还是 S 极，再由滑片的
移动可知螺线管中电流的变化，进一步可知磁性强弱的变化，最后由受力变化得出弹簧
长度的变化．
解：由安培定则可知，该电磁铁的上端是 N 极，下端是 S 极，
由磁极间的作用规律可知，此时电磁铁和上面的磁体是相互排斥的，
在滑动变阻器的滑片向 a 端滑动的过程中，滑动变阻器接入电路中的电阻减小，电路中
的总电阻减小，
由 I= 可知，电路中的电流增大，即电流表的示数增大，故 CD 错误；
此时电磁铁的磁性增强，与磁体的排斥力变大，弹簧的长度将减小，故 A 错误，B 正
确．
故选 B．
【点评】能利用安培定则判断出电磁铁的极性，并能结合欧姆定律判断出电流的变化是
解决该题的关键．
8．如图所示的实例中，不属于电磁铁应用的是
A． 电磁起重机 B． 电磁阀控制车门
C． 电铃 D．
指南针
【答案】D
【解析】A．电磁起重机的主要部分是电磁铁，接通电路，电磁铁产生磁性，电磁铁便
把钢铁物品牢牢吸住，吊运到指定的地方；断开电路，电磁铁磁性消失，钢铁物品就放
下来了，故 A 不符合题意；
B．由图中可知，电磁阀控制车们两侧有两个电磁铁，是利用电磁铁来工作的，故 B 不
符合题意；
C．由图中可知，通电时，电磁铁有电流通过，产生了磁性，把衔铁吸过来，使小锤打
击电铃发出声音，同时电路断开，电磁铁失去了磁性，小锤又被弹回，电路闭合，不断
重复，电铃便发出连续击打声音，故 C 不符合题意；
D．指南针是利用地磁场工作的，不是利用电磁铁，故 D 符合题意。
故选 D。
二、多选题
9．小阳用表面涂有绝缘漆的导线在软铁钉上绕制若干圈，制成两个简单的电磁铁，并
把这两个电磁铁串联后接入电路，探究电磁铁的磁性强弱与哪些因素有关。电路如图所
示。关于小阳的这个实验，下列说法正确的是（ ）
A．用电磁铁吸引大头针数目表示磁性强弱是用到转换法
B．该实验可以研究电磁铁磁性强弱与电流的关系
C．该实验可以研究电磁铁磁性强弱与线圈匝数的关系
D．如果对调电源的正负极，可以改变电磁铁的磁性强弱
【答案】AC
【解析】A．甲、乙两个电磁铁串联，电流相等，甲的线圈匝数较多，吸引大头针的数
量较多，说明磁性较强，可得：电流相同时，电磁铁线圈的匝数越多，它的磁性越强，
因此用电磁铁吸引大头针数目表示磁性强弱是用到了转换法，故 A 正确；
BC．由图可知，将两个匝数不同的电磁铁串联在同一电路中，电流相同，匝数不同，
可以研究电磁铁磁性强弱与线圈匝数的关系，不能研究电磁铁磁性强弱与电流的关系，
故 B 错误，C 正确；
D．对调电源正负极不能改变电流的大小，因此不能改变电磁铁磁性的强弱，故 D 错误。
故选 AC。
10．常老师做了这样一个实验：他把一个紧密绕制了很多圈的螺线管接在电压为 4.5 伏
的电源两端，然后向通电螺线管中插入一根软铁棒，发现通电螺线管可以吸起一个小钢
球，如图所示。大兴仿照常老师的做法，把一根表面涂有绝缘漆的导线绕在一根金属棒
上，然后把导线的两端刮去绝缘漆后接在一个电源的两端，制成了一个电磁铁，大兴发
现自己制作的电磁铁只能吸起很少量的大头针，无法吸起小钢球。分析出现这种情况的
原因，以下判断中正确的是
A．大兴用的金属棒可能是钢棒
B．大兴用的金属棒可能是铝棒
C．电源两端的电压可能太大了
D．导线中的电流可能太小了
【答案】BD
【解析】通电螺线管放入铁芯就成为电磁铁，电磁铁磁性的强弱与电流的大小和线圈的
匝数有关，电流越大、线圈越多，磁性越强。大兴制作的电磁铁只能吸起很少量的大头
针，无法吸起小钢球，说明磁性太弱，可能导线中的电流太小了，或者线圈匝数太少；
或者插入的不是铁棒，不能被磁化，导致磁性弱。故选 BD。
11．如图所示的实例中，属于电磁铁应用的是
A． 电磁起重机
B． 电磁开关
C． 电铃
D． 电动机
【答案】ABC
【分析】使通电线圈绕在铁芯上就构成了一个电磁铁，根据电磁铁在生活中的应用，逐
个分析选项进行判断．
【解析】A、电磁起重机的主要部分是磁铁，接通电流，电磁铁便把钢铁物品牢牢吸住，
吊运到指定的地方，切断电流，磁性消失，钢铁物品放下来．符合题意；
B、电磁开关中主要结构是个电磁铁，也是利用电磁铁来工作的，符合题意；
C、电铃通电时，电磁铁有电流通过，产生了磁性，把衔铁吸过来，使小锤打击电铃发
出声音，同时电路断开，电磁铁失去了磁性，小锤又被弹回，电路闭合，不断重复，电
铃便发出连续击打声音，符合题意；
D、电动机是利用通电导体在磁场受力运动的原理制成的，该选项不符合题意．
故选 ABC．
12．图所示是某小组探究影响电磁铁磁性强弱的因素实验电路．关于这个实验，下列说
法中正确的是（ ）
A．闭合开关，A、B 两个铁钉吸引的大头针的数量一样多
B．此实验探究的是电流一定时，电磁铁磁性强弱与线圈匝数的关系
C．此电路也可以探究线圈匝数一定时，电磁铁磁性强弱与电流的关系
D．此实验应用了控制变量和转换的实验方法
【答案】BCD
【解析】解答：A. 闭合开关，A、B 两个铁钉线圈匝数不一样，吸引的大头针的数量也
不一样；故 A 错误；B.串联电路电流相等，所以此实验探究的是电流一定时，电磁铁磁
性强弱与线圈匝数的关系，故 B 正确；C. 此电路也可以探究线圈匝数一定时，电磁铁
磁性强弱与电流的关系，即改变滑动变阻器接入电路的电阻，观察 a 或 b 吸引的大头针
的数量的变化，故 C 正确；D. 此实验应用了控制变量和转换的实验方法,即控制电流不
变改变铁钉线圈匝数，把电磁铁磁性强弱转换为吸引的大头针的数量多少，故 D 正
确．
点睛：（1）串联电路中各处的电流是相同的，这是将两电磁铁串联的真正目的；（2）实
验中采用转换法，通过电磁铁吸引大头针数目的多少来反映电磁铁磁性的强弱；（3）影
响电磁铁磁性强弱的因素：电流的大小、线圈的匝数和有无铁芯．知道铁芯相同时电流
越大、线圈匝数越多，电磁铁的磁性越强，根据控制变量法进行分析．
三、填空题
13．如图所示，电磁继电器是利用电磁铁控制工作电路通断的 （选填“电源”、“用
电器”或“开关”）；当开关 S 断开时，工作电路中的电灯 （选填“会”或“不会”）发光。
【答案】 开关 不会
【解析】[1]电磁继电器是利用电磁铁控制工作电路通断的开关，电磁忒将衔铁吸下时，
灯泡所在电路被接通，灯泡亮起，当衔铁被放开时，灯泡所在电路被断开，灯泡不亮。
[2]当开关 S 断开时，控制电路断开，电磁铁无磁性，衔铁在弹簧的作用下被拉起，动
触点与静触点脱离接触，工作电路被断开，电灯不会发光。
14．上海磁悬浮列车上装有车厢线圈，采用 T 形导轨，在导轨底部安装轨道线圈。通电
后，在磁场作用下将列车浮起，此时的磁力与列车自重相互平衡。当列车所受的重力发
生变化时，要让车厢线圈和轨道线圈之间产生的磁力与列车自重相互平衡，小伟认为可
通过“改变轨道线圈的匝数”实现这一目的，你认为小伟的说法是 （选填“正
确”或“错误”）的，支持你的观点的依据是 。
【答案】 错误 轨道线圈的匝数不容易改变
【解析】[1][2]当磁悬浮列车的重力发生变化时，要让线圈间产生的磁力与磁悬浮列车
的重力相互平衡，需要改变线圈的磁力的大小，可以通过改变线圈中电流大小的方法来
改变轨道线圈的磁力，小伟的说法是错误的，因为轨道线圈的匝数不容易改变。
15．为了安全操作，工厂的大型排气扇（电动机）启动和停止需要用到电磁继电器，如
图所示，其中的电磁铁相当于 （选填“电源”、“用电器”或“开关”）；为了使电磁
铁工作时牢牢吸住衔铁，除了增大电磁铁中的电流外，还可以增加电磁铁线圈的 。
【答案】 开关 匝数
【解析】[1]电磁铁在通电的时候，电流产生的磁场将衔片向下吸引，使开关闭合，所以
电磁铁起到开关作用。
[2]电磁铁的磁力大小可以改变，与线圈圈数和电流强度、铁芯大小有关，增大磁力，除
了增大电流外，还可增加线圈匝数。
16．如图所示是一位老师自制的教具，其中虚线框中的器件叫做 ，是由 、衔
铁、簧片、触点组成。
【答案】 电磁继电器 电磁铁
【解析】[1][2]虚线框中的器件叫做电磁继电器，其作用相当于一个开关，能控制小风
扇电路的通断，是由电磁铁、衔铁、弹簧、触点组成。
17．用漆包线（导线表面涂有绝缘漆）绕在纸筒上做成了一个螺线管，插入铁芯后就组
成了电磁铁，其外部的磁场与条形磁体的磁场相似。如图所示，闭合开关 S 后，电磁铁
的右端为 （选填“南极”或“北极”）；若将滑片 P 向右移动，则电磁铁吸引铁钉的数
目将 （选填“增加”、“减少”或“不变”）；若要改变电磁铁的磁场方向，最简单可行
的操作是 。
【答案】 南极 减少 改变电池的连接方向
【解析】[1]由图看出，电流从电磁铁右端流入，依据安培定则，四指顺着电流方向，大
拇指应指向电磁铁的左端，所以左端为 N 极，右端为 S 极（南极）。
[2]滑动变阻器的滑片 P 向右移动时，连入电路的电阻变大，电路中的电流变小，电磁
铁的磁性减弱，电磁铁吸引的大头针数目将减少。
[3]改变电磁铁的磁场方向的方法：改变电池的连接方向，改变线圈缠绕的方向，其中改
变电池的连接方向最简单。
18．（1）下图为烟感报警装置，当没有烟雾时，烟感开关断开，电磁铁 （有/
无）磁性，绿灯亮，当有烟雾时，烟感开关闭合，电磁铁 衔铁，绿灯灭，警
铃与喷淋系统同时工作。
（2）请根据烟感报警装置的工作原理，将电路图补充完整，要求警铃与喷淋系统互不
影响。( )
【答案】 无 吸下
【解析】（1）[1]当没有烟雾时，烟感开关断开，没有电流通过，电磁铁就没有磁性。
（2）[2][3]当有烟雾时，烟感开关闭合，有电流通过，电磁铁有磁性，就将衔铁吸下来；
绿灯灭，说明 1 接绿灯，衔铁吸下来后，警铃与喷淋系统同时工作，说明 2、3 接通，
而警铃与喷淋系统互不影响，故为并联，如下图所示
四、作图题
19．请你在虚线框内将电路补充完整，要求：
①电源电压恒定不变，闭合开关 S，图中的小磁针旋转 180°后静止；
②此电路能改变电磁铁的磁性强弱。
【答案】
【解析】如图小磁针初始状态 S 极在右端，要求闭合开关 S 小磁针旋转 180°后静止，
所以通电后电磁铁左端应该为 S 极（同名磁极相互排斥），由安培定则可以判断出线圈
可见部分的电流方向向下，所以电路中电源的正极应该在左侧；又要求电路能够改变电
磁铁的磁性强弱，即电路中还要串联一个滑动变阻器，来改变电路中的电流，进而改变
电磁铁的磁性强弱；如图所示：
20．为保证桥梁以及过桥车辆的安全，工作人员在桥的人口处安装了“超载检测报警系
统”。检测时，当车辆重量小于限定值时，绿灯亮、红灯灭，表示可以通行；当车辆重
量大于等于限定值时，红灯亮、绿灯灭，表示禁止通行。图中压敏电阻的阻值随着压力
增大而减小。请用笔划线代替导线完成电路连接。
【答案】
【解析】当车辆重量小于限定值时，压敏电阻的阻值较大，电路的电流较小，电磁继电
器磁性较弱，不能把衔铁吸下来，这个时候绿灯接通，红灯未接通，所以绿灯亮，红灯
灭；当车辆重量大于等于限定值时，压敏电阻的阻值较小，电路的电流较大，电磁继电
器磁性较强，把衔铁吸下来，这个时候绿灯没有接通，红灯接通，所以绿灯灭，红灯亮。
如图所示：
五、实验题
21．为探究电磁铁的磁性强弱跟哪些因素有关，小明做了如下的实验，电路如图所示。
（1）闭合开关小车会沿水平向 运动；
（2）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，观察到小车在
水平桌面上运动的距离一次比一次远，通过本组实验可知电磁铁的磁性强弱与 有
关；
（3）利用这套装置继续探究电磁铁的磁性强弱是否与匝数有关，正确的做法是： ；
（4）下列设备中没有用到电磁铁的是 。
A．大型发电机
B．电磁起重机
C．电炉
【答案】 右 电流大小 控制电路中通过的电流大小相等，改变接入电路
中线圈匝数 C
【解析】（1）[1]根据安培定则可知，电流从螺线管的右端流入，螺线管的右端为 S 极，
闭合开关小车会沿水平向右运动。
（2）[2]依次向右移动变阻器滑片，电路中的总电阻变小，其他因素不变，是因为电磁
铁磁性增强，说明通过本组实验可探究出电磁铁的磁性强弱与电流大小有关。
（3）[3]研究电磁铁磁性强弱与线圈匝数的关系时，根据控制变量法可知，改变接入电
路中线圈匝数。
（4）[4]大型发电机和电磁起重机中都有电磁铁，电炉中没有电磁铁，故 AB 不符合题
意，C 符合题意。
故选 C。
22．兴趣小组的同学为探究磁场对通电导线的作用，设计了如图所示的实验。用金属轨
道甲和乙，把直导线 ab 支起来，让 ab 处于蹄形磁体的两磁极之间，用导线把轨道甲、
乙跟电源、开关和滑动变阻器连接起来。接通电源，观察导线 ab 的运动情况。他们改
变导线 ab 中的电流方向和 ab 所在磁场的磁感线方向，进行了 8 组实验，并将观察到的
现象记录在下表中。
电源接线 导体 ab 的
实验序号 磁极位置
正极 负极 运动情况
1 丁接线柱 甲接线柱 水平向右
上 N 下 S
2 甲接线柱 丁接线柱 水平向左
3 丁接线柱 甲接线柱 水平向左
上 S 下 N
4 甲接线柱 丁接线柱 水平向右
5 丁接线柱 甲接线柱
撤除磁体
6 甲接线柱 丁接线柱
静止
7 上 N 下 S
撤除电源
8 上 S 下 N
兴趣小组的同学综合上述实验现象，总结出磁场对通电导线作用的规律是：
（1）磁场对导线作用与否跟导线是否通过电流 ；（选填“有关”或“无关”。下同）
（2）磁场对通电导线作用与否跟通电导线是否处于磁场中 ；
（3）磁场对通电导线作用力的方向跟电流的方向 ；
（4）磁场对通电导线作用力的方向跟磁感线的方向 。
【答案】 有关 有关 有关 有关
【解析】（1）[1]由 7、8 次实验对比可知，撤除电源后，调换磁极位置，即改变磁感线
方向，导体 ab 是静止的，所以，可得到结论：磁场对导线作用与否跟导线是否通过电
流有关。
（2）[2]由 5、6 次实验对比可知，撤除磁铁后，接通电源，调换电源接线，即改变电流
的方向，导体 ab 是静止的，所以，可得到结论：磁场对通电导线作用与否跟通电导线
是否处于磁场中有关。
（3）[3]由 3、4（或者 1、2）次实验对比可知，保证磁极位置不变，接通电源，调换电
源接线，即改变电流的方向，导体 ab 的运动方向不同，所以，可得到结论：磁场对通
电导线作用力的方向跟电流的方向有关。
（4）[4]由 1、3（或者 2、4）次实验对比可知，接通电源，保证电源接线相同，调换磁
极位置，即改变磁感线方向，导体 ab 的运动方向不同，所以，可得到结论：磁场对通
电导线作用力的方向跟磁感线的方向有关。
23．在探究影响电磁铁磁性强弱因素的实验中，小华用漆包线（表面涂有绝缘漆的导线）
绕在铁钉上做成了有五个接线柱（抽头）o、a、b、c、d 的电磁铁，相邻抽头之间线圈
均为 40 匝。小华将它与电源、电流表、滑动变阻器、开关、导线和一些大头针，组成
了如图所示的实验电路。
（1）此实验中电磁铁磁性的强弱用 来反映；
（2）小华实验步骤如下：
①先将抽头 o、a 连入电路，闭合开关，移动滑动变阻器滑片 P 到某一位置，用电磁铁
的一端吸引大头针，同时观察电流表的示数 I。断开开关，将 o、a 间的匝数和被吸引的
大头针的个数记入实验数据表中；
②小华再将抽头 o、b 连入电路，闭合开关，移动滑动变阻器滑片 P，使电流表的示数 I
保持不变，再用电磁铁的一端吸引大头针。断开开关，将 o、b 间线圈的匝数和被吸引
的大头针的个数记入实验数据表中；
③仿照上一步骤，分别接入 o、c 和 o、d，记录相关数据；
（3）根据实验步骤可知，小华探究具体问题是： 。
【答案】 吸引大头针的个数多少 电流一定时，电磁铁的匝数越多，磁性是否
越强呢？
【解析】（1）[1]电磁铁的磁性强弱不易直接观察，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。
（3）[2]根据（2）中的实验操作可知，改变电磁铁的匝数，而控制电路电流不变，观察
电磁铁吸热大头针数量的多少，故小华探究具体问题是：电流一定时，电磁铁的匝数越
多，磁性是否越强呢？
24．探究影响电磁铁磁性强弱的因素。
利用如图所示装置探究影响电磁铁磁性强弱的因素，A 是铁块，B 是电磁铁，R 是定值
电阻，R'是滑动变阻器。
（1）开关接 1 时，电磁铁有磁性将铁块 A 磁化，A 的下端为 极；
（2）开关接 1 时，弹簧的长度 ，向左移动滑动变阻器的滑片 P，弹簧的长度变 ，
说明：其它条件相同时， 越大，电磁铁的磁性越强；
（3）开关接 1 时，移动滑动变阻器的滑片 P 到某位置，读出电流表示数 I1。然后再将
开关接 2 时，向 移动滑动变阻器的滑片，使电流 I2＝ ，就可以探究电磁铁磁
性强弱与 的关系。
【答案】 N 变长 长 电流 右 I1 线圈匝数
【解析】（1）[1]由图可知，电流从 B 电磁铁的上端流入、下端流出，根据安培定则可
知，电磁铁的上端为 S 极，下端为 N 极；电磁铁有磁性，将铁块 A 磁化，由磁化规律
可知 A 的下端为 N 极。
（2）[2]开关接 1，电磁铁有磁性将铁块吸下，弹簧的长度变长。
[3][4]当滑片 P 向左滑动过程中，变阻器的阻值变小，电路中的电流变大，电磁铁的磁
性变强，对铁块的吸引力增大，故弹簧会变长一些。这说明：其它条件相同时，通过电
磁铁的电流越大，电磁铁的磁性越强。
（3）[5][6][7]实验中，他将开关 S 从 1 换到 2 上时，连入电路中线圈的匝数减少，连入
电路中线圈的电阻减小；由实验操作可知该实验是为了探究电磁铁磁性强弱与线圈匝数
的关系，则应控制两次实验中电流的大小不变（即 I2＝I1），电路的总电阻不变，因连入
电路中线圈的电阻减小，由电阻的串联可知变阻器接入电路的阻值应增大，所以应向右
调节变阻器的滑片。
25．某实验小组用自制电磁铁探究影响电磁铁磁性强弱的因素。他们用相同的漆包线和
铁钉绕制成两个电磁铁 A 和 B，B 铁钉上绕有更多匝数的线圈，实验装置如图所示。
（1）如图甲，闭合开关，电磁铁 A 的钉尖是 极（选填“N”或“S”）；将滑动变阻器
的滑片 P 向右移动，能吸引 的大头针（选填“更多”“不变”或“更少”）；
（2）如图乙，把电磁铁 A 和 B 串联，闭合开关，多次移动滑动变阻器的滑片 P，发现
电磁铁 B 总能吸引更多的大头针，通过比较，得出的结论是 ；
（3）电磁铁在生活中应用广泛，请举一例： 。
【答案】 S 更少 电流相同时，匝数越多，电磁铁磁性越强 电铃
【解析】（1）[1]由图甲可知，铁钉表面的电流方向向右，根据安培定则可知，钉尾为 N
极，顶尖为 S 极。
[2]当滑动变阻器的滑片向右端滑动时，电路中的电阻变大，则电流变小，即由铁钉组成
的电磁铁磁性减弱，则吸引的大头针数量会更少。
（2）[3]由图乙可知，电磁铁 A 和 B 串联，则电路中的电流相等，因为电磁铁 B 的线
圈匝数多，所以吸引的大头针多，则说明电流相同时，匝数越多，电磁铁磁性越强。
（3）[4]电磁铁在生活中应用广泛，如电铃，电磁起重机等等。
六、科普阅读题
26．请阅读《巨磁电阻》并回答问题。
巨磁电阻
磁电阻效应是指金属的电阻受磁场的影响而变化的一种现象。有一种材料被称为巨磁电
阻，这种材料的电阻值对磁场变化巨敏感，微弱的磁性变化即能引起电阻值的急剧变化，
通常是在一定的磁场下电阻急剧减小。
巨磁阻效应被发现，最初应用研究主要集中在计算机磁盘存储领域。电脑硬盘在读取数
据时是利用磁头掠过盘片表面读取其磁场信号的。随着技术的发展，电脑硬盘的储存容
量要求越来越大，要在相同面积的盘片上储存更多容量，就要求盘片有更多的磁道，而
磁道越多越密其磁场信号就越弱，势必造成数据读取困难。如果读写磁头不能准确读取
数据，硬盘的大容量就难以实现。
采用巨磁电阻技术的硬盘就能解决上述困难，巨磁电阻可以将用磁性方法存储的数据，
以不同大小的电流输出，即使磁场很小，也能输出足够的电流变化，以便识别数据。这
样硬盘就可以划出更多的磁道，容量也就能做得更大，从而大幅度提高了数据存储的密
度。除存储领域外，巨磁阻效应还可以应用于位移、角度、速度测量方面，用来制造位
移传感器、角度传感器、速度传感器等。巨磁电阻传感器具有体积小、灵敏度高、线性
范围宽、响应速度快、环境适应性强、功耗低、可靠性高等优点，可以广泛应用于数控
机床、汽车电子、消费电子、航空航天、国防军工等领域。
请根据上述材料，回答下列问题：
（1）巨磁电阻阻值受 影响而改变；
（2）巨磁电阻解决了提高磁盘容量时遇到的一个技术难题，这个技术难题是 ；
（3）为了探究巨磁电阻 R 的阻值大小与磁场强弱的关系，小明设计了如图所示的电路，
R 是巨磁电阻；
①小明是通过 改变自变量的；
②请你再想出一个改变自变量的方法 。
【答案】 磁场 数据读取困难 移动滑动变阻器的滑片 改变巨磁电阻
R 与电磁铁的距离
【解析】（1）[1]由材料可知，巨磁电阻材料的电阻值对磁场变化巨敏感，巨磁电阻阻值
受磁场影响而改变。
（2）[2]巨磁电阻可以将用磁性方法存储的数据，以不同大小的电流输出，即使磁场很
小，也能输出足够的电流变化，巨磁电阻解决了提高磁盘容量时遇到的数据读取困难这
个一个技术难题。
（3）探究巨磁电阻 R 的阻值大小与磁场强弱的关系，磁场强弱为自变量。
①[3]图甲中通过移动变阻器滑片改变线圈中的电流大小来改变磁场强弱的。
②[4]可以改变巨磁电阻 R 与电磁铁的距离来改变巨磁电阻受到的磁场强弱，距离越近，
巨磁电阻受到的磁场越强。第 28 讲《14.4 电磁铁及其应用》（分层练习）-2023-2024 学
年九年级物理全一册同步精品课堂北师大版）（原卷版）
一、单选题
1．关于电磁铁，下列说法中正确的是（ ）
A．电磁铁是根据电流的磁效应制成的
B．电磁铁的铁芯可以用铜棒代替
C．电磁铁的磁性强弱与电流的方向有关
D．电磁铁的磁性强弱只与电流的大小有关
2．如图所示，电源两端电压不变，当开关 S 闭合时，电磁铁能吸起许多大头针。下列
关于电磁铁的说法中正确的是 （ ）
A．电磁铁的上端是 N 极
B．电磁铁磁性的强弱可以通过吸起大头针的数目来判断
C．若滑片 P 向左移动，电磁铁吸起的大头针数量会减少
D．若仅将电路中的电源正负极对调，电磁铁会吸起更多的大头针
3．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
4．为探究“电磁铁磁性强弱与哪些因素有关”，实验小组连接了如图所示的实验电路，
开关 S 闭合。下列说法正确的是（ ）
A．比较甲、乙铁钉吸引大头针的数量可得出电磁铁的磁性强弱与电流大小的关系
B．乙铁钉的上端是 N 极
C．大头针的下端散开是因为异名磁极相互排斥
D．向左调节滑片 P，甲、乙吸引大头针个数均会增多
5．如图是一种江河水位自动报警器的原理图．则下列说法中正确的是
A．当水位未到达金属块 A 时，红灯亮
B．当水位未到达金属块 A 时，衔铁被吸引
C．当水位到达金属块 A 时，绿灯亮
D．当水位到达金属块 A 时，红灯亮且电铃响
6．以下措施中，不能使通电螺线管磁性增强的是（ ）
A．插入铁芯 B．增大电流
C．改变电流方向 D．增加线圈匝数
7．如图所示，给电磁铁通电，磁铁 AB（A 端为 N 极，B 端为 S 极）及弹簧测力计在
图中的位置静止不动，在滑动变阻器的滑片向 a 端滑动的过程中，关于电流表的示数和
弹簧的长度变化的情况是
A．电流表的示数增大，弹簧的长度将增加 B．电流表的示数增大，弹簧的长度
将减小
C．电流表的示数减小，弹簧的长度将增加 D．电流表的示数减小，弹簧的长度
将减小
8．如图所示的实例中，不属于电磁铁应用的是
A． 电磁起重机 B． 电磁阀控制车门
C． 电铃 D．
指南针
二、多选题
9．小阳用表面涂有绝缘漆的导线在软铁钉上绕制若干圈，制成两个简单的电磁铁，并
把这两个电磁铁串联后接入电路，探究电磁铁的磁性强弱与哪些因素有关。电路如图所
示。关于小阳的这个实验，下列说法正确的是（ ）
A．用电磁铁吸引大头针数目表示磁性强弱是用到转换法
B．该实验可以研究电磁铁磁性强弱与电流的关系
C．该实验可以研究电磁铁磁性强弱与线圈匝数的关系
D．如果对调电源的正负极，可以改变电磁铁的磁性强弱
10．常老师做了这样一个实验：他把一个紧密绕制了很多圈的螺线管接在电压为 4.5 伏
的电源两端，然后向通电螺线管中插入一根软铁棒，发现通电螺线管可以吸起一个小钢
球，如图所示。大兴仿照常老师的做法，把一根表面涂有绝缘漆的导线绕在一根金属棒
上，然后把导线的两端刮去绝缘漆后接在一个电源的两端，制成了一个电磁铁，大兴发
现自己制作的电磁铁只能吸起很少量的大头针，无法吸起小钢球。分析出现这种情况的
原因，以下判断中正确的是
A．大兴用的金属棒可能是钢棒
B．大兴用的金属棒可能是铝棒
C．电源两端的电压可能太大了
D．导线中的电流可能太小了
11．如图所示的实例中，属于电磁铁应用的是
A． 电磁起重机
B． 电磁开关
C． 电铃
D． 电动机
12．图所示是某小组探究影响电磁铁磁性强弱的因素实验电路．关于这个实验，下列说
法中正确的是（ ）
A．闭合开关，A、B 两个铁钉吸引的大头针的数量一样多
B．此实验探究的是电流一定时，电磁铁磁性强弱与线圈匝数的关系
C．此电路也可以探究线圈匝数一定时，电磁铁磁性强弱与电流的关系
D．此实验应用了控制变量和转换的实验方法
三、填空题
13．如图所示，电磁继电器是利用电磁铁控制工作电路通断的 （选填“电源”、“用
电器”或“开关”）；当开关 S 断开时，工作电路中的电灯 （选填“会”或“不会”）发光。
14．上海磁悬浮列车上装有车厢线圈，采用 T 形导轨，在导轨底部安装轨道线圈。通电
后，在磁场作用下将列车浮起，此时的磁力与列车自重相互平衡。当列车所受的重力发
生变化时，要让车厢线圈和轨道线圈之间产生的磁力与列车自重相互平衡，小伟认为可
通过“改变轨道线圈的匝数”实现这一目的，你认为小伟的说法是 （选填“正
确”或“错误”）的，支持你的观点的依据是 。
15．为了安全操作，工厂的大型排气扇（电动机）启动和停止需要用到电磁继电器，如
图所示，其中的电磁铁相当于 （选填“电源”、“用电器”或“开关”）；为了使电磁
铁工作时牢牢吸住衔铁，除了增大电磁铁中的电流外，还可以增加电磁铁线圈的 。
16．如图所示是一位老师自制的教具，其中虚线框中的器件叫做 ，是由 、衔
铁、簧片、触点组成。
17．用漆包线（导线表面涂有绝缘漆）绕在纸筒上做成了一个螺线管，插入铁芯后就组
成了电磁铁，其外部的磁场与条形磁体的磁场相似。如图所示，闭合开关 S 后，电磁铁
的右端为 （选填“南极”或“北极”）；若将滑片 P 向右移动，则电磁铁吸引铁钉的数
目将 （选填“增加”、“减少”或“不变”）；若要改变电磁铁的磁场方向，最简单可行
的操作是 。
18．（1）下图为烟感报警装置，当没有烟雾时，烟感开关断开，电磁铁 （有/
无）磁性，绿灯亮，当有烟雾时，烟感开关闭合，电磁铁 衔铁，绿灯灭，警
铃与喷淋系统同时工作。
（2）请根据烟感报警装置的工作原理，将电路图补充完整，要求警铃与喷淋系统互不
影响。( )
四、作图题
19．请你在虚线框内将电路补充完整，要求：
①电源电压恒定不变，闭合开关 S，图中的小磁针旋转 180°后静止；
②此电路能改变电磁铁的磁性强弱。
20．为保证桥梁以及过桥车辆的安全，工作人员在桥的人口处安装了“超载检测报警系
统”。检测时，当车辆重量小于限定值时，绿灯亮、红灯灭，表示可以通行；当车辆重
量大于等于限定值时，红灯亮、绿灯灭，表示禁止通行。图中压敏电阻的阻值随着压力
增大而减小。请用笔划线代替导线完成电路连接。
五、实验题
21．为探究电磁铁的磁性强弱跟哪些因素有关，小明做了如下的实验，电路如图所示。
（1）闭合开关小车会沿水平向 运动；
（2）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，观察到小车在
水平桌面上运动的距离一次比一次远，通过本组实验可知电磁铁的磁性强弱与 有
关；
（3）利用这套装置继续探究电磁铁的磁性强弱是否与匝数有关，正确的做法是： ；
（4）下列设备中没有用到电磁铁的是 。
A．大型发电机
B．电磁起重机
C．电炉
22．兴趣小组的同学为探究磁场对通电导线的作用，设计了如图所示的实验。用金属轨
道甲和乙，把直导线 ab 支起来，让 ab 处于蹄形磁体的两磁极之间，用导线把轨道甲、
乙跟电源、开关和滑动变阻器连接起来。接通电源，观察导线 ab 的运动情况。他们改
变导线 ab 中的电流方向和 ab 所在磁场的磁感线方向，进行了 8 组实验，并将观察到的
现象记录在下表中。
电源接线 导体 ab 的
实验序号 磁极位置
正极 负极 运动情况
1 丁接线柱 甲接线柱 水平向右
上 N 下 S
2 甲接线柱 丁接线柱 水平向左
3 丁接线柱 甲接线柱 水平向左
上 S 下 N
4 甲接线柱 丁接线柱 水平向右
5 丁接线柱 甲接线柱
撤除磁体
6 甲接线柱 丁接线柱
静止
7 上 N 下 S
撤除电源
8 上 S 下 N
兴趣小组的同学综合上述实验现象，总结出磁场对通电导线作用的规律是：
（1）磁场对导线作用与否跟导线是否通过电流 ；（选填“有关”或“无关”。下同）
（2）磁场对通电导线作用与否跟通电导线是否处于磁场中 ；
（3）磁场对通电导线作用力的方向跟电流的方向 ；
（4）磁场对通电导线作用力的方向跟磁感线的方向 。
23．在探究影响电磁铁磁性强弱因素的实验中，小华用漆包线（表面涂有绝缘漆的导线）
绕在铁钉上做成了有五个接线柱（抽头）o、a、b、c、d 的电磁铁，相邻抽头之间线圈
均为 40 匝。小华将它与电源、电流表、滑动变阻器、开关、导线和一些大头针，组成
了如图所示的实验电路。
（1）此实验中电磁铁磁性的强弱用 来反映；
（2）小华实验步骤如下：
①先将抽头 o、a 连入电路，闭合开关，移动滑动变阻器滑片 P 到某一位置，用电磁铁
的一端吸引大头针，同时观察电流表的示数 I。断开开关，将 o、a 间的匝数和被吸引的
大头针的个数记入实验数据表中；
②小华再将抽头 o、b 连入电路，闭合开关，移动滑动变阻器滑片 P，使电流表的示数 I
保持不变，再用电磁铁的一端吸引大头针。断开开关，将 o、b 间线圈的匝数和被吸引
的大头针的个数记入实验数据表中；
③仿照上一步骤，分别接入 o、c 和 o、d，记录相关数据；
（3）根据实验步骤可知，小华探究具体问题是： 。
24．探究影响电磁铁磁性强弱的因素。
利用如图所示装置探究影响电磁铁磁性强弱的因素，A 是铁块，B 是电磁铁，R 是定值
电阻，R'是滑动变阻器。
（1）开关接 1 时，电磁铁有磁性将铁块 A 磁化，A 的下端为 极；
（2）开关接 1 时，弹簧的长度 ，向左移动滑动变阻器的滑片 P，弹簧的长度变 ，
说明：其它条件相同时， 越大，电磁铁的磁性越强；
（3）开关接 1 时，移动滑动变阻器的滑片 P 到某位置，读出电流表示数 I1。然后再将
开关接 2 时，向 移动滑动变阻器的滑片，使电流 I2＝ ，就可以探究电磁铁磁
性强弱与 的关系。
25．某实验小组用自制电磁铁探究影响电磁铁磁性强弱的因素。他们用相同的漆包线和
铁钉绕制成两个电磁铁 A 和 B，B 铁钉上绕有更多匝数的线圈，实验装置如图所示。
（1）如图甲，闭合开关，电磁铁 A 的钉尖是 极（选填“N”或“S”）；将滑动变阻器
的滑片 P 向右移动，能吸引 的大头针（选填“更多”“不变”或“更少”）；
（2）如图乙，把电磁铁 A 和 B 串联，闭合开关，多次移动滑动变阻器的滑片 P，发现
电磁铁 B 总能吸引更多的大头针，通过比较，得出的结论是 ；
（3）电磁铁在生活中应用广泛，请举一例： 。
六、科普阅读题
26．请阅读《巨磁电阻》并回答问题。
巨磁电阻
磁电阻效应是指金属的电阻受磁场的影响而变化的一种现象。有一种材料被称为巨磁电
阻，这种材料的电阻值对磁场变化巨敏感，微弱的磁性变化即能引起电阻值的急剧变化，
通常是在一定的磁场下电阻急剧减小。
巨磁阻效应被发现，最初应用研究主要集中在计算机磁盘存储领域。电脑硬盘在读取数
据时是利用磁头掠过盘片表面读取其磁场信号的。随着技术的发展，电脑硬盘的储存容
量要求越来越大，要在相同面积的盘片上储存更多容量，就要求盘片有更多的磁道，而
磁道越多越密其磁场信号就越弱，势必造成数据读取困难。如果读写磁头不能准确读取
数据，硬盘的大容量就难以实现。
采用巨磁电阻技术的硬盘就能解决上述困难，巨磁电阻可以将用磁性方法存储的数据，
以不同大小的电流输出，即使磁场很小，也能输出足够的电流变化，以便识别数据。这
样硬盘就可以划出更多的磁道，容量也就能做得更大，从而大幅度提高了数据存储的密
度。除存储领域外，巨磁阻效应还可以应用于位移、角度、速度测量方面，用来制造位
移传感器、角度传感器、速度传感器等。巨磁电阻传感器具有体积小、灵敏度高、线性
范围宽、响应速度快、环境适应性强、功耗低、可靠性高等优点，可以广泛应用于数控
机床、汽车电子、消费电子、航空航天、国防军工等领域。
请根据上述材料，回答下列问题：
（1）巨磁电阻阻值受 影响而改变；
（2）巨磁电阻解决了提高磁盘容量时遇到的一个技术难题，这个技术难题是 ；
（3）为了探究巨磁电阻 R 的阻值大小与磁场强弱的关系，小明设计了如图所示的电路，
R 是巨磁电阻；
①小明是通过 改变自变量的；
②请你再想出一个改变自变量的方法 。
