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第2节 电生磁
考点一、直线电流的磁场
（一）奥斯特实验
任何导线中有电流通过时，其周围空间都产生磁场，这种现象叫做电流的磁效应。奥斯特实验揭示了电现象与磁现象不是孤立的，而是密切联系的，奥斯特实验是第一个揭示电和磁联系的实验。
(1)在小磁针的上方放置一根与小磁针平行的直导线，当给直导线通电时，可观察到小磁针发生了偏转(如图所示)。
结论:小磁针受到了力的作用，通电导线的周围存在磁场。
(2)电路断电后，小磁针不发生偏转(如图乙所示)。
(3)改变电流的方向，观察到小磁针的偏转方向发生改变，即偏转方向与第一次偏转方向相反(如图丙所示)。
结论:通电导线周围的磁场方向与电流的方向有关。
（二）直线电流的磁场分布特点
在有机玻璃板上穿一个孔，一根直导线垂直穿过小孔，在玻璃板上均匀地撒上一些细铁屑。 给直导线通电后，轻敲玻璃板，观察到细铁屑在直导线周围形成一个个同心圆(如图所示)。
结论:直线电流周围的磁感线分布规律是以直导线上各点为圆心的同心圆，这些同心圆在与直导线垂直的平面上，越靠近通电直导线，磁场越强，反之越弱。
①由于地磁场的存在，小磁针静止时南北指向，为使实验结果更明显，通电导线应沿南北方向放置。
②将磁场的分布规律
转换为铁屑的分布情况，这是转换法的应用。
典例1：（2024八下·临平期末）如图是探究“奥斯特实验”的装置。
（1）将一根直导线放在静止小磁针的正上方，并与小磁针 （填“垂直”、“平行”或“任意方向”）。接通电路后，观察到小磁针偏转。
（2）改变直导线中的电流方向，小磁针偏转方向改变，表明 。
（3）实验中用到的一种重要科学研究方法是 法（选填“控制变量”、“类比”或“转换”）。
【答案】（1）平行（2）电流的磁场方向与电流方向有关（3）转换
【解析】奥斯特实验说明通电导体的周围存在磁场。
磁场方向与电流的方向有关。
本实验中通过小磁针偏转方向的改变来探究磁场方向与电流方向的关系。
【解答】（1）将一根直导线放在静止小磁针的正上方，并与小磁针平行。接通电路后，观察到小磁针偏转。
（2）改变直导线中的电流方向，小磁针偏转方向改变，表明电流的磁场方向与电流方向有关。
（3）实验中用到的一种重要科学研究方法是转换法。
故答案为：（1）平行；（2）电流的磁场方向与电流方向有关；（3）转换。
变式1：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2：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。
变式3：（2024八下·苍南期中）1820年，丹麦物理学家奥斯特发现了电流的磁效应，揭开了电与磁之间的相互联系。校科学兴趣小组小灵同学对“奥斯特实验”进行了如下探究：
【重温教材】
（1）如图甲所示，小灵将小磁针南北方向放置，在小磁针的正上方拉一根与小磁针平行的直导线。闭合开关一瞬间，电路短路通过直导线电流较大，小磁针的N极 偏转（选填：“垂直纸面向外”或“垂直纸面向里”）。
（2）【改进实验】 直接短路干电池与我们所学的电学知识相矛盾。为此，小灵在甲实验的基础上进行如图乙所示改进，并进一步探究不同直流电流下小磁针的偏转情况，记录数据如表所示。
表1：不同直流电流下，小磁针的偏转情况
直流电流 小磁针偏转情况
0.1A 小磁针不偏转
0.2A 小磁针不偏转
0.4A 小磁针最大偏转角度约为10°
0.8A 小磁针最大偏转角度约为 25°
1.6A 小磁针最大偏转角度约为50°
2.0A 小磁针最大偏转角度约为70°
请你利用所学知识说说：为什么小磁针不是一通电就发生偏转，而是电流达到一定值时，小磁针才发生偏转。
（3）请结合表中数据分析，你能得出的结论是：
（4）【拓展延伸】 小灵同学将接在直流电源上的用电器（36V，1.1A）的两根导线移到小磁针的正上方如图丙所示，闭合开关后，用电器正常工作，但发现小磁针并未发生偏转。
请你利用所学知识解释丙图实验中小磁针未发生偏转的原因。
【答案】（1）垂直纸面向外
（2）小磁针受到摩擦和地磁场的影响。
（3）在一定范围内，直流电流越大，小磁针的最大偏转角度越大。
（4）小磁针上方两根导线距离接近，电流大小相等、方向相反，产生的磁场方向相反，小磁针受到的磁力相互抵消。
【解析】（1）在电源外部电流从电源的正极流向负极；根据安培定则判断通电直导线周围磁场方向，确定小磁针偏转方向；
（2）小磁针受到摩擦力，还受到地磁场的影响；
（3）分析表中数据得出结论；
（4）通电导线周围的磁场方向与导线中的电流方向有关。
【解答】（1）小磁针上方导线中的电流方向从右向左，根据安培定则可知，下方的磁场方向向外，因此小磁针的N极垂直纸面向外偏转；
（2）通电导线周围存在磁场，但由于小磁针受到摩擦和地磁场的影响，不是一通电就发生偏转，而是电流达到一定值时，小磁针才发生偏转；
（3）分析表中数据可知，在一定范围内，直流电流越大，小磁针的最大偏转角度越大；
（4）丙图中所示实验装置，闭合开关后，小磁针上方距离接近的两根导线中有电流通过，大小相等、方向相反，因此产生的磁场方向相反，小磁针受到的磁力相互抵消，所以小磁针并未发生偏转。
故答案为：（1）垂直纸面向外；（2）小磁针受到摩擦和地磁场的影响；（3）在一定范围内，直流电流越大，小磁针的最大偏转角度越大；（4）小磁针上方两根导线距离接近，电流大小相等、方向相反，产生的磁场方向相反，小磁针受到的磁力相互抵消。
考点二、通电螺线管的磁场
（一）通电螺线管的有关实验
(1)实验一
①用导线绕成螺线管后通电，观察到能吸引大头针。说明通电螺线管周围存在磁场。
②在螺线管中插入一根铁棒或一枚铁钉，观察到通电螺线管能吸引更多大头针，说明插入铁芯后通电螺线管的磁性增强。产生此现象的原因是铁芯在磁场中被磁化后相当于一个磁体，通电螺线管产生的磁场与被磁化的铁芯的磁场叠加，产生了更强的磁场，吸引了更多的大头针。
(2)实验二
①在穿过螺线管的有机玻璃板上均匀地撒上铁屑，通电后轻敲玻璃板，观察铁屑的分布规律。
结论:通电螺线管周围的磁场与条形磁体的磁场很相似。
②改变电流方向，用小磁针探测螺线管的磁极，观察发现螺线管的磁极发生变化。
结论:通电螺线管的磁极跟螺线管中的电流方向有关，改变电流方向，螺线管的磁极会发生变化。
（二）通电螺线管磁场的有关性质
(1)特点:通电螺线管外部的磁场和条形磁体的磁场相似，螺线管的两端相当于条形磁体的两极。
(2)极性的判断:通电螺线管两端的极性与螺线管中的电流方向有关，它们的关系可以用右手螺旋定则(安培定则)来判定。
（三）右手螺旋定则(安培定则)
(1)通电螺线管的磁极与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。
(2)直线电流周围磁场方向与电流方向之间的关系(用右手螺旋定则判定):用右手握住导线，让大拇指指向电流的方向，四指弯曲的方向就是直线电流产生的磁场方向。
(3)右手螺旋定则的说明
①决定通电螺线管磁极极性的根本因素是通电螺线管上电流的环绕方向，而不是通电螺线管上导线的绕法和电源正负极的接法。当两个螺线管上电流的环绕方向一致时，它们两端的磁极极性相同。
②在判断通电螺线管磁极极性时，四指的环绕方向必须跟螺线管上电流的环绕方向一致。
③N极和S极一定在通电螺线管的两端。
典例1：（2024八下·慈溪期末）如图为通电螺线管磁场强弱演示仪的示意图，指针会绕着转动轴O转动。
（1）通电螺线管的左端为 极。
（2）在探究通电螺线管磁场强弱与线圈匝数的关系时，将开关S从a点换到b点，并向 （填“左”或“右”）调节变阻器的滑片，使电流表的示数不变。
【答案】（1）S （2）左
【解析】（1）由安培定则判断该螺线管的N、S极。
（2）当将开关S从a点换到b点时，由于接入电路的螺线管变长，即电阻变大，所以电路中的电流变小；在该题中要求电路中的电流与原来相比是不变的，所以需向左移动滑片才能实现上述目的。
【解答】（1）电流由螺线管的左端流入，由安培定则判断该螺线管的左端是S极，右端是N极；
（2）验证通电螺线管的磁性与线圈匝数有关，即需要在电流一定的情况下，改变线圈的匝数看电磁铁的磁性有何变化即可；故当将开关S从a点换到b点时，由于接入电路的螺线管变长，即电阻变大，所以电路中的电流变小；而在该题中要求电路中的电流与原来相比是不变的，所以需向左移动滑片才能实现上述目的。
故答案为：（1）S； （2）左。
变式1：（2024八下·三门期末）小科发现“门禁”是通过开关控制门锁工作的，研究后知道，门上的电磁锁由电磁铁A和金属块B构成（如图甲所示），工作原理如图乙，电磁铁通电时，A、B相互吸引，门被锁住无法推开。电磁铁断电时，A、B不吸引，门可以被推开。下列说法正确的是（ ）
A．甲图中电磁铁的原理是电流的磁效应
B．乙图中开关闭合，电磁铁A的右端为S极
C．对“门禁”的工作原理进行分析，能判断B有磁性
D．将金属块B靠近小磁针，小磁针一定不会发生偏转
【答案】A
【解析】（1）根据滑片移动确定电流大小变化，确定电磁铁的磁场强弱变化；
（2）根据安培定则判断电磁铁的极性。
变式2：（2024八下·东阳期中）如下图所示，某一条形磁铁置于水平面上，电磁铁与其在同一水平面上，右端固定并保持水平。S闭合，滑动变阻器滑片P逐渐向左移动时，条形磁铁一直保持静止。在此过程中条形磁铁受到的摩擦力的大小 （填“不变”“逐渐变大”或“逐渐变小”）；电磁铁左端是 极。
【答案】逐渐变大；N
【解析】（1）根据滑片移动确定电流大小变化，确定电磁铁的磁场强弱变化，根据平衡力的知识分析条形磁铁受到摩擦力的变化；
（2）根据安培定则判断电磁铁的极性。
【解答】（1）S闭合，滑动变阻器滑片P逐渐向左移动时， 变阻器阻值变小而电流变大，那么电磁铁的磁场变强，因此条形磁铁受到的磁力变大。根据平衡力的知识可知，条形磁铁受到的摩擦力变大。
（2）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，则电磁铁左端为N极。
变式3：（2024八下·苍南期末）通电螺线管的极性跟电流的方向有关系，可以用安培定则来判断，如图甲。单匝线圈的极性与电流方向的关系也符合安培定则，如图乙，则小磁针右侧是 极 ( 填“N” 或 “S”) 。 把两个线圈A 和 B 挂在水平光滑的固定绝缘杆 MN上，如图丙，当两线圈通入方向相同的电流时， A、B 两线圈之间的距离将 (填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】N；变小
【解析】（1）根据安培定则判断线圈的极性，根据磁极之间的相互作用规律确定小磁针的指向；
（2）根据安培定则判断两个线圈的磁极方向，再根据磁极之间的相互作用规律分析解答。
【解答】（1）根据乙图可知，大拇指指向右端，则右端为线圈的N极。根据“异名磁极相互吸引”可知，小磁针的左端为S极，右端为N极；
（2）根据右手定则可知，两个线圈的左端都是S极，右端都是N极。二者的中间互为异名磁极，因此相互吸引而距离变小。
考点三、电磁铁
（一）电磁铁的构造:螺线管和铁芯。
（二）电磁铁的原理:电磁铁是利用电流的磁效应原理工作的。将软铁棒插入螺线管内部，当线圈通上电流时，螺线管产生磁性，线圈内部的磁场使软铁棒磁化为磁铁，使磁性增强；当电流切断时，线圈及软铁棒的磁性消失。
（三）实验探究:影响电磁铁磁性强弱的因素
铁芯能使螺线管的磁性大大增强，那么电磁铁的磁性除了与是否带铁芯有关之外，还跟哪些因素有关 下面通过实验进行探究。
(1)提出问题:影响电磁铁磁性强弱的因素有哪些
(2)建立猜想:影响电磁铁的磁性强弱的因素有电流的大小、线圈匝数的多少、螺线管的长度、导线的粗细....
(3)设计实验
实验方法:
①控制变量法:研究电磁铁磁性强弱与电流大小的关系时，控制螺线管长度、导线的粗细、线圈的匝数不变，通过移动滑动变阻器的滑片改变线圈中的电流大小，研究当电流逐渐变大时，电磁铁的磁性如何变化。
研究电磁铁的磁性强弱与线圈匝数的关系时，控制电路中的电流不变，接入不同匝数的电磁铁。
②转换法:通过电磁铁吸引大头针的数目来体现电磁铁的磁性强弱。
(4)进行实验
①用一根导线在一枚铁钉上缠绕几匝制作一个电磁铁。
②将制作的电磁铁、滑动变阻器及电流表、开关电源连人电路中,如图所示
③闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，使电流表的示数增大，观察电磁铁吸引大头针的数目有什么变化，将观察到的实验现象记录在表格中。
④将两个线圈匝数不同的电磁铁串联在电路中，如图所示，观察两个电磁铁吸引大头针的数目有什么不同，将观察到的实验现象记录在表格中。
⑤整理好实验器材。
⑥归纳分析:图左所示实验中，通过电磁铁的电流越大，吸引大头针的数目越多，说明电磁铁的磁性越强；图右所示实验中，线圈匝数多的B电磁铁吸引大头针的数目多，说明B电磁铁比A电磁铁的磁性强。
(5)实验结论:线圈匝数一定时，通过线圈的电流越大，电磁铁的磁性越强；在电流一定时，线圈匝数越多，电磁铁的磁性越强。
典例1：（2024八下·苍南期末）小明用如图所示的电路“探究通电螺线管磁性强弱的影响因素”．其中为磁敏电阻，其阻值随磁场强度的增大而减小．闭合开关和，按下表进行实验并记录相应的数据．
线圈接线点 接线柱1 接线柱2 接线柱3
实验次序 1 2 3 4 5 6 7 8 9
电流表A1读数/安 0.22 0.32 0.46 0.22 0.32 0.46 0.22 0.32 0.46
电流表A2读数/安 0.60 1.00 1.30 0.42 0.60 0.80 0.20 0.30 0.42
（1）该实验通过 来判断通电螺线管磁性强弱．
（2）在研究线圈匝数对磁性的影响时，小明将开关从接线柱1换到2时，接下来进行的操作是： ．
（3）通过该实验得出的结论是 ．
【答案】（1）电流表A2的示数变化
（2）调节滑动变阻器的滑片，让电流表A1的示数保持不变。
（3）当线圈匝数相同时，电流越大，则通电螺线管的磁场越强；当电流大小相同时，线圈匝数越多，则通电螺线管的磁场越强。
【解析】（1）根据题意可知，当电流表A2的示数变小时，则说明磁敏电阻R2的阻值增大，那么此时螺线管的磁场强度减小；
（2）根据控制变量法要求可知，探究线圈匝数对螺线管磁场强弱的影响时，需要控制电流大小相同；
（3）根据表格数据分析通电螺线管磁场强弱的影响因素。
【解答】（1）根据题意可知，该实验通过电流表A2的示数变化判断通电螺线管的磁性强弱；
（2）在研究线圈匝数对磁性的影响时，小明将开关从接线柱1换到2时， 线圈匝数改变，此时要控制通过线圈的电流大小相同，因此接下来的操作为：调节滑动变阻器的滑片，让电流表A1的示数保持不变。
（3）根据接线柱1的实验数据可知，此时线圈匝数相同，当电流表A1的示数增大时，A2的电流增大而磁敏电阻的阻值减小，那么螺线管的磁场变强，即：当线圈匝数相同时，电流越大，则通电螺线管的磁场越强；
根据实验1、4、7可知，当电流大小相同时，线圈匝数减小，则A2的示数减小而磁敏电阻的阻值增大，那么电磁铁的磁场变弱，那么得到：当电流大小相同时，线圈匝数越多，则通电螺线管的磁场越强。
变式1：（2024八下·浙江期中）某学习小组同学想探究“通电螺线管磁性强弱和线圈匝数的关系”，实验电路如图所示，实验步骤如下：
步骤一：实验时，用铁棒和漆包线绕制匝数为20匝的电磁铁，并接入电路中。
步骤二：闭合开关，调节滑动变阻器使电流表示数为1A，用电磁铁去吸引大头针，记录数据。
步骤三：断开开关，用匝数为50匝的电磁铁替换20匝的电磁铁。闭合开关，再用电磁铁去吸引大头针，记录数据。
（1）本实验通过观察比较 来体现不易观察的磁场强弱。
（2）下列实验运用的方法与第(1)小题相同的是____。 (可多选)
A．研究分子的特性时，用黄豆和芝麻混合实验
B．研究电流的有无时，串联一个小灯泡
C．研究磁场时，用磁感线形象的描述
D．研究力的存在时，借助弹簧的形变
（3）经老师提醒，螺线管上的线圈有电阻，小江发现步骤三中“闭合开关”后的操作是不严谨的，应修改为： 。
【答案】（1）电磁铁吸引大头针的数量
（2）B；D
（3）闭合开关，调节滑动变阻器使电流表示数为 1A，再用电磁铁去吸引大头针，记录数据
【解析】转换法是中学物理中把直接测量有困难的量转换成便于测量的量来研究的一种重要的研究方法，也就是借助某些物体的特性来研究看不到或不易观察到物质，形象直观。
【解答】（1）实验时通过观察电磁铁吸引大头针的数目多少来判断电磁铁磁性的强弱，实验是电磁铁吸引大头针的数目越多，说明磁性越强。
（2）A、研究分子的特性时，用黄豆和米粒混合实验，说明间隙的存在，采用的是类比法，故A不符合题意；
B、研究电流的有无时，串联一个小灯泡。通过小灯泡是否发光反映电路中是否有电流，采用的是转换法，故B符合题意；
C、研究磁场特点时，用实际不存在磁感线反应磁场强弱与方向，采用的是模型法，故C不符合题意。
D、研究力的存在时，借助弹簧的形变反应力的存在，采用的是转换法，故D符合题意；
故答案为：BD。
（3）通电螺线管磁性跟有无铁芯、电流大小、线圈匝数多少有关，探究通电螺线管磁性强弱跟线圈匝数的关系时，需保持保持铁芯和电流大小不变，改变线圈的匝数，步骤三中没有控制电流大小一定； 应修改为闭合开关，调节滑动变阻器使电流表示数为 1A，再用电磁铁去吸引大头针， 记录数据。
变式2：（2024八下·余杭期末）如图是某同学设计的研究电磁铁相关性质的电路图。实验步骤如下：
步骤一：用铁棒和漆包线绕制匝数为20匝的电磁铁，接入电路。
步骤二：闭合开关，调节滑动变阻器使电流表示数为1A，用电磁铁去吸引大头针，记录数据。
步骤三：断开开关，用匝数为50匝的电磁铁替换20匝
的电磁铁。闭合开关，再用电磁铁去吸引大头针，记录数据。
（1）实验是通过观察 来判断磁性的强弱。
（2）闭合开关后，电磁铁B端是 极（填“N”或“S”）。
（3）有同学指出步骤三中存在错误，该错误是 。
（4）请设计该实验的记录表，画在答题卷的框内。
【答案】（1）吸引大头针的数目
（2）N
（3）未调节滑动变阻器的滑片使电流表的示数为1A
（4）
实验序号 线圈的匝数（匝） 电流（A） 吸引大头针数量（个）
1 20 1
2 50 1
【解析】（1）电磁铁吸引大头针的数量越多，说明电磁铁的磁性越强；
（2）根据安培定则判断电磁铁的磁极方向；
（3）根据控制变量法的要求可知，探究电磁铁的磁场强弱与线圈匝数的关系时，需要控制电流大小相等，只改变线圈匝数；
（4）根据实验目的和过程确定要记录的内容，从而确定表格的列数和行数即可。
【解答】（1）实验是通过观察吸引大头针的数目来判断磁性的强弱。
（2）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B端，则B端为N极；
（3）有同学指出步骤三中存在错误，该错误是：未调节滑动变阻器的滑片使电流表的示数为1A。
（4）根据题意可知，实验要进行两次，因此表格有3行。要记录实验次数、线圈的匝数、电流和吸引大头针的数量，因此表格有4列，如下图所示：
变式3：（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。
1．（2023八下·浙江期中）如图所示，甲乙为条形磁体，中间是螺线管，虚线表示磁极间的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 S N N B．S N S S
C．S S N S D．N N S N
【答案】D
【解析】首先根据安培定则判断电磁铁的磁极方向，再根据磁感线的形状确定旁边磁极的种类。
【解答】根据图片可知，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，则电磁铁的左端为N极，右端为S极。甲和电磁铁的N极之间磁感线呈顶牛之势，则为同极，那么甲为N极。乙和电磁铁的S极之间磁感线相连，为异极，那么乙为N极。
2．（2024八下·临平月考）如图，闭合开关S后，小磁针处于静止状态，通电螺线管的磁感线方向如图中箭头所示，那么（）
A．a端是电源正极，e端是小磁针的N极
B．b端是电源负极，f端是小磁针的S极
C．a端是电源正极，c端是通电螺线管的S极
D．b端是电源负极，d端是通电螺线管的S极
【答案】D
【解析】在磁体周围，磁感线从磁体的N极出发，回到S极，据此判断出通电螺线管的磁极；根据磁极间的相互作用规律判断出小磁针的磁极；根据安培定则判断出通电螺线管线圈中的电流方向，进而推断出电源的正、负极。
【解答】在磁体周围，磁感线从磁体的N极出发，回到S极，因此c端是通电螺线管的N极，d端是通电螺线管的S极。同名磁极互相排斥，异名磁极互相吸引，因此e端是小磁针的S极。f端是小磁针的N极。根据安培定则可知，电流从通电螺线管的左侧流入，右侧流出，因此a端是电源正极，b端是电源负极。故选D。
3．（2024八下·江北期末）为了解释地球的磁性，19世纪安培假设：地球的磁场是由绕过地心的轴的环形电流I引起的。下列四幅图中，能正确表示安培假设中环形电流方向的是（ ）
A． B． C． D．
【答案】A
【解析】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。
【解答】地理上的北极是地磁场的南极，地理上的南极是地磁场的北极，所以在地球内部地磁场方向是从地磁南极（地理北极）指向地磁北极（地理南极）方向，根据通电线圈周围的磁场分布规律（右手螺旋定则）可知，环形电流方向为自东向西（逆时针），故A符合题意。
4．（2024八下·嘉善月考）磁感线可以直观地反映磁体周围的磁场分布。如图通电螺线管内部插入一根铁芯，下列磁感线中能正确反映其磁场变化的是（ ）
A． B． C． D．
【答案】C
【解析】通电螺线管磁场的强弱与电流大小、线圈匝数、有无铁芯有关；磁感线有疏密之分，可以表示磁场的强弱，越密表示磁场越强。
【解答】在通电螺线管中插入一根铁芯，铁棒被磁化，磁性增强，因此通电螺线管周围的磁感线变密，但磁场方向不变，故ABD错误，C正确。
故选：C。
5．（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。
6．（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。
7．（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。
8．（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。
9．（2024八下·武义期末）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。
故选D。
10．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。
11．（2023八下·婺城期末）如图所示，用细线悬挂的磁体AB，磁极未知，当闭合电路开关S后，磁体的B端与通电螺线管左端相互吸引，则A端是磁体的 极，断开S，磁体静止时，B端会指向地理的 （填“北方”或“南方”）。
【答案】N；南方
【解析】（1）根据安培定则判断螺线管磁极方向，再根据磁极之间的相互作用规律确定A端的磁极。
（2）当磁体自由转动静止下来时，指南的一端为南极，指北的一端为北极。
【解答】（1）根据图片可知，线圈上电流向上。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，则电磁铁的左端为N极。根据“异名磁极相互吸引”可知，条形磁体的B端为S极，A端为N极。
（2）B端为S极，则断开S，电磁铁失去磁场，那么磁体静止时B端指向地理的南方。
12．（2024八下·江北期末）闭合开关，小磁针静止时的指向如图所示。此时A处磁感线与B处相比更 （选填“疏”或“密”），通电螺线管的左侧为 极，电源的左侧表示 极。
【答案】密；S；负
【解析】①磁感线上的箭头表示的方向，即是磁场方向。磁体周围的磁感线总是从磁体的北极出来，回到磁体的南极。磁感线密的地方磁场强，疏的地方磁场弱。
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。
【解答】①A点比B点更靠近磁极，A点磁场更强，磁感线更密；
②在磁体外部，磁感线从磁体的北极发出，从磁体的南极进入，小磁针的北极指向即为磁场方向，所以左侧为S极，右侧为N极；
③根据右手螺旋定则可知，线圈正面的电流方向向下，即从电源右侧流出，从电源左侧进入，所以电源左侧是负极。
13．（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。
14．两根平行导线通电后，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。
15．（2023八下·新昌期末）小科设计了如图所示的实验来研究电磁现象，当他闭合开关S后，发现小磁针发生了偏转。
（1）小磁针发生偏转这一现象说明电流的周围存在着 ，这一现象最早是由 (选填“法拉第”、“奥斯特”或“安培”)发现的。
（2）实验前，小磁针静止时指向 (选填“东西"或“南北")方向。
【答案】（1）磁场；奥斯特（2）南北
【解析】（1）根据奥斯特实验的科学史实分析解答；
（2）所有的磁体在不受外力作用时都有指南北的性质，指南的一端为S极，指北的一端为N极，据此分析解答。
【解答】（1）小磁针发生偏转这一现象说明它受到了外在磁场的作用力，极电流的周围存在着磁场，这一现象最早是由奥斯特发现的。
（2）实验前，由于地磁场的作用，小磁针静止时指向南北方向。
16．（2024八下·东阳期中）如图是简易压力传感器的原理图，弹簧甲连接在A、B两绝缘板之间，B板固定，滑动变阻器R的滑片P与A板相连，并可随A板一起运动。弹簧乙下端挂有一永磁体，永磁体正下方有一电磁铁，R0为定值电阻。开关S闭合，电路接通后，电压表示数为U1，弹簧乙的总长度为L1；当用力F向下压弹簧甲后，电压表示数为U2，弹簧乙的总长度为L2，则U1 U2，L1 L2（均填“＞”、“＜”或“＝”）。
【答案】＜；＞
【解析】本题主要考查电磁铁的相关知识，电磁铁磁性强弱与电流大小，线圈匝数，有无铁芯等因素有关。
【解答】用力F向下时，使p向下移动，滑动变阻器介入电路阻值变大，根据串联电路中的分压原则（电阻越大，两端电压越大），可知其两端电压变大；利用右手螺旋定则可知电磁铁上方为S极，电路中电阻变大，电流变小时，电磁铁与上方条形磁铁间的引力减小，故弹簧变短。
故答案为： ＜ ； ＞
17．（2023八下·龙湾期中）医生给心脏疾病的患者做手术时，往往要用一种称为 “人工心脏泵"(血泵)的体外装置来代替心脏，以推动血液循环。如图是该装置的示意图，线圈AB固定在用软铁制成的活塞柄上(相当于一个电磁铁)，通电时线圈与活塞柄组成的系统与固定在左侧的磁体相互作用，从而带动活塞运动。活塞筒通过阀门与血管相通，阀门S1只能向活塞筒外开启，S2只能向活塞筒内开启。
（1）线圈中的电流从B流向A时，螺线管的左边是 (选填“N”或“S")极。
（2）若线圈中的电流从A流向B时，活塞向 运动(选填“左”或“右")，血液的流向是 。(选填“从②流向①”或“从③流向②”)状态。
【答案】（1）N （2）右；从②流向①
【解析】（1）根据安培定则可知通电螺线管的极性；
（2）根据磁极间相互作用可知活塞的移动方向。【解答】（1）线圈中的电流从B流向A时，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，则螺线管左端为N极；
（2）条形磁铁的右端为N极，电磁铁的左端为N极。根据“同名磁极相互排斥”可知，活塞柄抽向右运动，使得阀门S2关闭，S1打开，则血液由②流向①。
18．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)。
19．（2023八下·新昌期末）如图是小明研究“影响电磁铁磁性强弱因素"的装置图。在弹簧上方固定物体A，当导线c与a点相连，闭合开关后，电流表指针发生偏转。
（1）弹簧上方的物体A应由 制成(选填“铜”、“铁”或“铝”)。
（2）当开关闭合后，电磁铁上端应为磁极的 极。
（3）当滑动变阻器R的滑片向左滑动时，电流表指针偏转的角度将会 。
（4）保持滑动变阻器R的滑片位置不变，当导线c由a点改为与b点相连，闭合开关后，可发现电流表指针偏转的角度将会 (选填“变大”或“变小”)。
（5）经过对电磁铁的研究，可得出结论：当线圈匝数一定时，通过电磁铁的电流越大，电磁铁磁性 ；当通过电磁铁的电流一定时，电磁铁线圈的匝数越多，磁性越强。
【答案】（1）铁 （2）S （3）变大 （4）变小 （5）越强
【解析】（1）只有铁磁性材料制成的物体才能被电磁铁吸引；
（2）根据安培定则判断电磁铁的磁极方向；
（3）根据滑片移动方向确定控制电路电流变化，确定电磁铁的磁场强弱变化，弄清工作电路部分变阻器的阻值变化，最终确定电流表的示数变化即可。
（4）根据线圈匝数对电磁铁磁场强弱的影响，判断工作电路部分变阻器的阻值变化即可；
（5）根据影响电磁铁磁场强弱的因素的知识解答。
【解答】（1）根据图片可知，电磁铁的磁场强弱改变时，A由于吸引力的变化而调节变阻器R的阻值，因此A应该为铁磁性材料，故选铁。
（2）根据图片可知，电磁铁线圈上电流方向向左。右手握住螺线管，完全的四指指尖向左，此时大拇指指向下端，则下端为电磁铁的N极，上端为电磁铁的S极。
（3）当滑动变阻器R的滑片向左滑动时，它的阻值减小，通过电磁铁的电流增大，它的磁场变强，对A的吸引力变大。A带着滑片向上移动，此时变阻器R的阻值减小，而通过电路的电流增大，即电流表指针偏转角度变大。
（4）保持滑动变阻器R的滑片位置不变，当导线c由a点改为与b点相连，线圈匝数减少，则电磁铁的磁场减弱，A点受到的吸引力减小而向下移动，因此变阻器R的阻值增大，那么通过电路的电流减小，即电流表的指针偏转角度变小。
（5）经过对电磁铁的研究，可得出结论：当线圈匝数一定时，通过电磁铁的电流越大，电磁铁磁性越强；当通过电磁铁的电流一定时，电磁铁线圈的匝数越多，磁性越强。
20．（2024八下·海曙期末）1820年，丹麦物理学家奥斯特发现了通电导体周围存在磁场。
（1）在演示奥斯特实验时，如图甲所示，①闭合开关；②放置小磁针观察指向；⑧摆放一根长直导线；为了减弱地磁场的影响，正确的实验操作顺序为____。
A．①②③ B．②③① C．②①③ D．③①②
（2）由图乙（a）；·（b）、（c）可知：电流周围存在磁场，且 。
（3）小曙推理：若一束电子沿着水平方向平行地飞过小磁针上方，如图乙（d））所示，小磁针也会发生偏转。其依据是： ；（d）中小磁针N极偏转方向和图乙 （填序号）的小磁针偏转方向相同。
【答案】（1）B
（2）磁场方向与电流方向有关
（3）自由电子定向移动形成电流，电流周围存在磁场；c
【解析】（1）奥斯特实验说明通电导体的周围存在磁场，通电直导线开始放置时应顺着小磁针方向。
（2）奥斯特实验说明通电导体的周围存在磁场，且磁场方向与电流方向有关。
（3）电荷的定向移动形成电流；电子实际移动方向和电流的方向相反。
【解答】（1）为了减弱地磁场的影响，在演示奥斯特实验时，应该：
②放置小磁针观察指向；③摆放一根长直导线；①闭合开关。即正确顺序为②③①。故选B。
（2）由图乙（a）、（b）、（c）可知，当导线中有电流经过时，小磁针的指向发生偏转，且改变电流方向时，小磁针改变偏转方向，那么说明：电流周围存在磁场，且电流磁场方向与电流的方向有关。
（3）如图乙（d）所示，小磁针也会发生偏转。其依据是：电子的定向移动会形成电流 ，电流周围存在磁场 。
在d中，电子向右移动，而电流方向与其相反，即电流向左，与c中电流方向一致，因此d和c中小磁针N极的方向相同。
21．（2024八下·长兴期中）丹麦科学家奥斯特发现电流的周围存在磁场（图 1），法国科学家安培发现两根平行导线通电后有如图2所示的现象（图中实线、虚线分别表示通电前、后的情况）。
（1）如图1，通电前静止的小磁针南北指向。现要在小磁针上方拉一根直导线，使通电时小磁针会发生明显的偏转，直导线所指的方向应为 （选填“东西方向”、“南北方向”或“任意方向”）。
（2）图2的实验表明平行通电导线之间有力的作用，若此时改变其中一根导线的电流方向，会产生的实验现象是 。
（3）安培发现平行通电导线之间相互作用力F 的大小可能跟两根导线中的电流I1，I2， 导线之间的距离r有关，有关实验数据如下：
实验次数 I1/A I2/A r/m F/N
1 0.2 0.2 0.1 1.0×10-7
2 0.1 0.2 0.1 0.5×10-7
3 0.2 0.2 0.05 2.0×10-7
4 0.2 0.4 0.1 2.0×10-7
分析表格实验数据，可获得的结论是 。
【答案】（1）南北
（2）两根导线会相互排斥
（3）平行通电导线之间相互作用力F的大小与I1、I2成正比， 与r成反比
【解析】(1) 由于小磁针静止时要指南北方向，在验证电流周围有磁场时，一般也把直 导线南北放置，这样在直导线下方的磁场向是东西方向的：
(2)电磁场的方向与电流的方向有关据此进行分析：
(3)由表中数据可知，研究平行通电导线之间力的作用与导线长度，电流大小、导线之间的距离的关系，研究与其中-个因素的关系时，要控制另外的因素不变根据表中数据得出结论。
【解答】（1）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，应使电流产生的磁场方向为东西方向，故应使把直导线南北方向放置。
（2）电流产生的磁场方向是由电流的方向决定的，当一个通电导体中电流的方向改变时，它产生的磁场方向也会发生改变；而磁场对通电导体的作用力的方向与电流的方向和磁场的方向有关，另一个通电导体中电流的方向不变，但磁场的方向变化了，它受到的磁场力的方向就会改变，所以改变其中一根导线的电流方向，产生的实验现象是两根导线将会相互排斥。
（3）①分析1、2实验可知：在两个导线中电流大小和导线之间的距离r相同时，导线越长，平行通电导线之间相互作用力F越大，说明其他条件不变时，平行通电导线之间作用力的大小F与电流成正比；②分析1、3实验可知：在两个导线的长度和导线之间的距离r相同时，电流越大，平行通电导线之间相互作用力F越大，说明其他条件不变时，平行通电导线之间作用力的大小F与导线的长度成正比；③分析1、4实验可知：在导线长度和两个导线中电流大小相同时，导线之间的距离r越小，平行通电导线之间相互作用力F越大，说明其他条件不变时，平行通电导线之间作用力的大小F与导线之间的距离r成反比。
22．（2022八下·婺城期末）网络上有一“牛人”制作的“电池磁力小火车”的视频。视频中，“牛人”把由铁铷合金制作的超强磁铁分别吸附在电池的正负极两端制成“小火车”，并将其整个放入自制的铜质螺线管中，发现电池与磁铁竟然沿着螺线管向右运动起来，直到从螺线管的另一端穿出（如图1）。小科对“小火车”为什么会运动非常感兴趣，便动手进行了实验。
（1）图1中，两侧磁铁之间的线圈中会有电流通过，他由此推测：只有当线圈中有电流通过时，火车才会受力运动。为验证这一假设，他需要进一步的操作是 ；
（2）预测图2中的小火车将向 （填“左”或“右”）运动；
（3）要让小火车更快速地通过螺线管，可以采取的措施有 （填字母编号）；
A．增强磁铁的磁性
B．减少与磁铁接触的那一段螺线管匝数
C．减小电池的电压
D．增大螺线管中电流从而增强其磁场
（4）要使小火车由静止开始顺利通过螺线管，下列摆放方式可行的是 （填字母编号）。
A． B．
C． D．
【答案】（1）将电池的一端与磁铁断开，这时再观察火车是否运动
（2）左 （3）A；D （4）A
【解析】（1）为验证只有当线圈中有电流通过时，火车才会受力运动，可以将电池一端与磁铁断开；
（2）通电导体在磁场中的受力方向与磁场方向和电流方向有关，据此将两图进行比较即可。
（3）要使“小车”运动速度增大，应增大螺线管的磁性。根据影响螺线管磁场强弱的因素判断；
（4）根据电流的流向与磁铁产生的磁场方向对比分析。【解答】（1）两侧磁铁之间的线圈中会有电流通过，他由此推测：只有当线圈中有电流通过时，火车才会受力运动。为验证这一假设，他需要进一步的操作是：将电池的一端与磁铁断开，这时再观察火车是否运动。
（2）将图2和图1比较可知，其它条件都相同，就只有电源的正负极方向发生变化，即线圈上的电流方向相反，那么线圈产生的磁场方向相反，因此小车的受力方向相反。因为图1中火车向右运动，所以图2中小车应该向左运动。
（3）A．增强磁铁的磁性可以增大螺线管的磁性，故A正确；
B．减少与磁铁接触的那一段螺线管匝数，在电流不变的情况下，螺线管的磁性会减弱，故B错误；
C．减小电池的电压能减小电路中的电流，减弱螺线管的磁性，故C错误；
D．增大螺线管中电流可以增强螺线管的磁性，故D正确；故选AD；
（4）A.A图中，螺线管内部的磁场向右，与电池负极相吸的磁铁受到向左的力，与电池正极相吸的磁铁受到向左的力，小车向左，故A正确；
B.B图中，螺线管内部的磁场向左，与电池负极相吸的磁铁受到向左的力，与电池正极相吸的磁铁受到向右的力，小车不动，故B错误；
C.C图中，螺线管内部的磁场向右，与电池负极相吸的磁铁受到向左的力，与电池正极相吸的磁铁受到向右的力，小车不动，故C错误；
D.D图中，电池正极一端没有进入磁场，小车不动，故D错误。
思维导图
典例分析
举一反三
典例分析
举一反三
典例分析
举一反三
课后巩固
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第2节 电生磁
考点一、直线电流的磁场
（一）奥斯特实验
任何导线中有电流通过时，其周围空间都产生磁场，这种现象叫做电流的磁效应。奥斯特实验揭示了电现象与磁现象不是孤立的，而是密切联系的，奥斯特实验是第一个揭示电和磁联系的实验。
(1)在小磁针的上方放置一根与小磁针平行的直导线，当给直导线通电时，可观察到小磁针发生了偏转(如图所示)。
结论:小磁针受到了力的作用，通电导线的周围存在磁场。
(2)电路断电后，小磁针不发生偏转(如图乙所示)。
(3)改变电流的方向，观察到小磁针的偏转方向发生改变，即偏转方向与第一次偏转方向相反(如图丙所示)。
结论:通电导线周围的磁场方向与电流的方向有关。
（二）直线电流的磁场分布特点
在有机玻璃板上穿一个孔，一根直导线垂直穿过小孔，在玻璃板上均匀地撒上一些细铁屑。 给直导线通电后，轻敲玻璃板，观察到细铁屑在直导线周围形成一个个同心圆(如图所示)。
结论:直线电流周围的磁感线分布规律是以直导线上各点为圆心的同心圆，这些同心圆在与直导线垂直的平面上，越靠近通电直导线，磁场越强，反之越弱。
①由于地磁场的存在，小磁针静止时南北指向，为使实验结果更明显，通电导线应沿南北方向放置。
②将磁场的分布规律
转换为铁屑的分布情况，这是转换法的应用。
典例1：（2024八下·临平期末）如图是探究“奥斯特实验”的装置。
（1）将一根直导线放在静止小磁针的正上方，并与小磁针 （填“垂直”、“平行”或“任意方向”）。接通电路后，观察到小磁针偏转。
（2）改变直导线中的电流方向，小磁针偏转方向改变，表明 。
（3）实验中用到的一种重要科学研究方法是 法（选填“控制变量”、“类比”或“转换”）。
变式1：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2：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”）。
变式3：（2024八下·苍南期中）1820年，丹麦物理学家奥斯特发现了电流的磁效应，揭开了电与磁之间的相互联系。校科学兴趣小组小灵同学对“奥斯特实验”进行了如下探究：
【重温教材】
（1）如图甲所示，小灵将小磁针南北方向放置，在小磁针的正上方拉一根与小磁针平行的直导线。闭合开关一瞬间，电路短路通过直导线电流较大，小磁针的N极 偏转（选填：“垂直纸面向外”或“垂直纸面向里”）。
（2）【改进实验】 直接短路干电池与我们所学的电学知识相矛盾。为此，小灵在甲实验的基础上进行如图乙所示改进，并进一步探究不同直流电流下小磁针的偏转情况，记录数据如表所示。
表1：不同直流电流下，小磁针的偏转情况
直流电流 小磁针偏转情况
0.1A 小磁针不偏转
0.2A 小磁针不偏转
0.4A 小磁针最大偏转角度约为10°
0.8A 小磁针最大偏转角度约为 25°
1.6A 小磁针最大偏转角度约为50°
2.0A 小磁针最大偏转角度约为70°
请你利用所学知识说说：为什么小磁针不是一通电就发生偏转，而是电流达到一定值时，小磁针才发生偏转。
（3）请结合表中数据分析，你能得出的结论是：
（4）【拓展延伸】 小灵同学将接在直流电源上的用电器（36V，1.1A）的两根导线移到小磁针的正上方如图丙所示，闭合开关后，用电器正常工作，但发现小磁针并未发生偏转。
请你利用所学知识解释丙图实验中小磁针未发生偏转的原因。
考点二、通电螺线管的磁场
（一）通电螺线管的有关实验
(1)实验一
①用导线绕成螺线管后通电，观察到能吸引大头针。说明通电螺线管周围存在磁场。
②在螺线管中插入一根铁棒或一枚铁钉，观察到通电螺线管能吸引更多大头针，说明插入铁芯后通电螺线管的磁性增强。产生此现象的原因是铁芯在磁场中被磁化后相当于一个磁体，通电螺线管产生的磁场与被磁化的铁芯的磁场叠加，产生了更强的磁场，吸引了更多的大头针。
(2)实验二
①在穿过螺线管的有机玻璃板上均匀地撒上铁屑，通电后轻敲玻璃板，观察铁屑的分布规律。
结论:通电螺线管周围的磁场与条形磁体的磁场很相似。
②改变电流方向，用小磁针探测螺线管的磁极，观察发现螺线管的磁极发生变化。
结论:通电螺线管的磁极跟螺线管中的电流方向有关，改变电流方向，螺线管的磁极会发生变化。
（二）通电螺线管磁场的有关性质
(1)特点:通电螺线管外部的磁场和条形磁体的磁场相似，螺线管的两端相当于条形磁体的两极。
(2)极性的判断:通电螺线管两端的极性与螺线管中的电流方向有关，它们的关系可以用右手螺旋定则(安培定则)来判定。
（三）右手螺旋定则(安培定则)
(1)通电螺线管的磁极与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。
(2)直线电流周围磁场方向与电流方向之间的关系(用右手螺旋定则判定):用右手握住导线，让大拇指指向电流的方向，四指弯曲的方向就是直线电流产生的磁场方向。
(3)右手螺旋定则的说明
①决定通电螺线管磁极极性的根本因素是通电螺线管上电流的环绕方向，而不是通电螺线管上导线的绕法和电源正负极的接法。当两个螺线管上电流的环绕方向一致时，它们两端的磁极极性相同。
②在判断通电螺线管磁极极性时，四指的环绕方向必须跟螺线管上电流的环绕方向一致。
③N极和S极一定在通电螺线管的两端。
典例1：（2024八下·慈溪期末）如图为通电螺线管磁场强弱演示仪的示意图，指针会绕着转动轴O转动。
（1）通电螺线管的左端为 极。
（2）在探究通电螺线管磁场强弱与线圈匝数的关系时，将开关S从a点换到b点，并向 （填“左”或“右”）调节变阻器的滑片，使电流表的示数不变。
变式1：（2024八下·三门期末）小科发现“门禁”是通过开关控制门锁工作的，研究后知道，门上的电磁锁由电磁铁A和金属块B构成（如图甲所示），工作原理如图乙，电磁铁通电时，A、B相互吸引，门被锁住无法推开。电磁铁断电时，A、B不吸引，门可以被推开。下列说法正确的是（ ）
A．甲图中电磁铁的原理是电流的磁效应
B．乙图中开关闭合，电磁铁A的右端为S极
C．对“门禁”的工作原理进行分析，能判断B有磁性
D．将金属块B靠近小磁针，小磁针一定不会发生偏转
变式2：（2024八下·东阳期中）如下图所示，某一条形磁铁置于水平面上，电磁铁与其在同一水平面上，右端固定并保持水平。S闭合，滑动变阻器滑片P逐渐向左移动时，条形磁铁一直保持静止。在此过程中条形磁铁受到的摩擦力的大小 （填“不变”“逐渐变大”或“逐渐变小”）；电磁铁左端是 极。
变式3：（2024八下·苍南期末）通电螺线管的极性跟电流的方向有关系，可以用安培定则来判断，如图甲。单匝线圈的极性与电流方向的关系也符合安培定则，如图乙，则小磁针右侧是 极 ( 填“N” 或 “S”) 。 把两个线圈A 和 B 挂在水平光滑的固定绝缘杆 MN上，如图丙，当两线圈通入方向相同的电流时， A、B 两线圈之间的距离将 (填“变大”“变小”或“不变”)。
考点三、电磁铁
（一）电磁铁的构造:螺线管和铁芯。
（二）电磁铁的原理:电磁铁是利用电流的磁效应原理工作的。将软铁棒插入螺线管内部，当线圈通上电流时，螺线管产生磁性，线圈内部的磁场使软铁棒磁化为磁铁，使磁性增强；当电流切断时，线圈及软铁棒的磁性消失。
（三）实验探究:影响电磁铁磁性强弱的因素
铁芯能使螺线管的磁性大大增强，那么电磁铁的磁性除了与是否带铁芯有关之外，还跟哪些因素有关 下面通过实验进行探究。
(1)提出问题:影响电磁铁磁性强弱的因素有哪些
(2)建立猜想:影响电磁铁的磁性强弱的因素有电流的大小、线圈匝数的多少、螺线管的长度、导线的粗细....
(3)设计实验
实验方法:
①控制变量法:研究电磁铁磁性强弱与电流大小的关系时，控制螺线管长度、导线的粗细、线圈的匝数不变，通过移动滑动变阻器的滑片改变线圈中的电流大小，研究当电流逐渐变大时，电磁铁的磁性如何变化。
研究电磁铁的磁性强弱与线圈匝数的关系时，控制电路中的电流不变，接入不同匝数的电磁铁。
②转换法:通过电磁铁吸引大头针的数目来体现电磁铁的磁性强弱。
(4)进行实验
①用一根导线在一枚铁钉上缠绕几匝制作一个电磁铁。
②将制作的电磁铁、滑动变阻器及电流表、开关电源连人电路中,如图所示
③闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，使电流表的示数增大，观察电磁铁吸引大头针的数目有什么变化，将观察到的实验现象记录在表格中。
④将两个线圈匝数不同的电磁铁串联在电路中，如图所示，观察两个电磁铁吸引大头针的数目有什么不同，将观察到的实验现象记录在表格中。
⑤整理好实验器材。
⑥归纳分析:图左所示实验中，通过电磁铁的电流越大，吸引大头针的数目越多，说明电磁铁的磁性越强；图右所示实验中，线圈匝数多的B电磁铁吸引大头针的数目多，说明B电磁铁比A电磁铁的磁性强。
(5)实验结论:线圈匝数一定时，通过线圈的电流越大，电磁铁的磁性越强；在电流一定时，线圈匝数越多，电磁铁的磁性越强。
典例1：（2024八下·苍南期末）小明用如图所示的电路“探究通电螺线管磁性强弱的影响因素”．其中为磁敏电阻，其阻值随磁场强度的增大而减小．闭合开关和，按下表进行实验并记录相应的数据．
线圈接线点 接线柱1 接线柱2 接线柱3
实验次序 1 2 3 4 5 6 7 8 9
电流表A1读数/安 0.22 0.32 0.46 0.22 0.32 0.46 0.22 0.32 0.46
电流表A2读数/安 0.60 1.00 1.30 0.42 0.60 0.80 0.20 0.30 0.42
（1）该实验通过 来判断通电螺线管磁性强弱．
（2）在研究线圈匝数对磁性的影响时，小明将开关从接线柱1换到2时，接下来进行的操作是： ．
（3）通过该实验得出的结论是 ．
变式1：（2024八下·浙江期中）某学习小组同学想探究“通电螺线管磁性强弱和线圈匝数的关系”，实验电路如图所示，实验步骤如下：
步骤一：实验时，用铁棒和漆包线绕制匝数为20匝的电磁铁，并接入电路中。
步骤二：闭合开关，调节滑动变阻器使电流表示数为1A，用电磁铁去吸引大头针，记录数据。
步骤三：断开开关，用匝数为50匝的电磁铁替换20匝的电磁铁。闭合开关，再用电磁铁去吸引大头针，记录数据。
（1）本实验通过观察比较 来体现不易观察的磁场强弱。
（2）下列实验运用的方法与第(1)小题相同的是____。 (可多选)
A．研究分子的特性时，用黄豆和芝麻混合实验 B．研究电流的有无时，串联一个小灯泡
C．研究磁场时，用磁感线形象的描述 D．研究力的存在时，借助弹簧的形变
（3）经老师提醒，螺线管上的线圈有电阻，小江发现步骤三中“闭合开关”后的操作是不严谨的，应修改为： 。
变式2：（2024八下·余杭期末）如图是某同学设计的研究电磁铁相关性质的电路图。实验步骤如下：
步骤一：用铁棒和漆包线绕制匝数为20匝的电磁铁，接入电路。
步骤二：闭合开关，调节滑动变阻器使电流表示数为1A，用电磁铁去吸引大头针，记录数据。
步骤三：断开开关，用匝数为50匝的电磁铁替换20匝
的电磁铁。闭合开关，再用电磁铁去吸引大头针，记录数据。
（1）实验是通过观察 来判断磁性的强弱。
（2）闭合开关后，电磁铁B端是 极（填“N”或“S”）。
（3）有同学指出步骤三中存在错误，该错误是 。
（4）请设计该实验的记录表，画在答题卷的框内。
变式3：（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)
1．（2023八下·浙江期中）如图所示，甲乙为条形磁体，中间是螺线管，虚线表示磁极间的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 S N N B．S N S S
C．S S N S D．N N S N
2．（2024八下·临平月考）如图，闭合开关S后，小磁针处于静止状态，通电螺线管的磁感线方向如图中箭头所示，那么（）
A．a端是电源正极，e端是小磁针的N极
B．b端是电源负极，f端是小磁针的S极
C．a端是电源正极，c端是通电螺线管的S极
D．b端是电源负极，d端是通电螺线管的S极
3．（2024八下·江北期末）为了解释地球的磁性，19世纪安培假设：地球的磁场是由绕过地心的轴的环形电流I引起的。下列四幅图中，能正确表示安培假设中环形电流方向的是（ ）
A． B． C． D．
4．（2024八下·嘉善月考）磁感线可以直观地反映磁体周围的磁场分布。如图通电螺线管内部插入一根铁芯，下列磁感线中能正确反映其磁场变化的是（ ）
A． B． C． D．
5．（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
6．（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
7．（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
8．（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
9．（2024八下·武义期末）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
10．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
11．（2023八下·婺城期末）如图所示，用细线悬挂的磁体AB，磁极未知，当闭合电路开关S后，磁体的B端与通电螺线管左端相互吸引，则A端是磁体的 极，断开S，磁体静止时，B端会指向地理的 （填“北方”或“南方”）。
12．（2024八下·江北期末）闭合开关，小磁针静止时的指向如图所示。此时A处磁感线与B处相比更 （选填“疏”或“密”），通电螺线管的左侧为 极，电源的左侧表示 极。
13．（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。
14．两根平行导线通电后，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： 。
15．（2023八下·新昌期末）小科设计了如图所示的实验来研究电磁现象，当他闭合开关S后，发现小磁针发生了偏转。
（1）小磁针发生偏转这一现象说明电流的周围存在着 ，这一现象最早是由 (选填“法拉第”、“奥斯特”或“安培”)发现的。
（2）实验前，小磁针静止时指向 (选填“东西"或“南北")方向。
16．（2024八下·东阳期中）如图是简易压力传感器的原理图，弹簧甲连接在A、B两绝缘板之间，B板固定，滑动变阻器R的滑片P与A板相连，并可随A板一起运动。弹簧乙下端挂有一永磁体，永磁体正下方有一电磁铁，R0为定值电阻。开关S闭合，电路接通后，电压表示数为U1，弹簧乙的总长度为L1；当用力F向下压弹簧甲后，电压表示数为U2，弹簧乙的总长度为L2，则U1 U2，L1 L2（均填“＞”、“＜”或“＝”）。
17．（2023八下·龙湾期中）医生给心脏疾病的患者做手术时，往往要用一种称为 “人工心脏泵"(血泵)的体外装置来代替心脏，以推动血液循环。如图是该装置的示意图，线圈AB固定在用软铁制成的活塞柄上(相当于一个电磁铁)，通电时线圈与活塞柄组成的系统与固定在左侧的磁体相互作用，从而带动活塞运动。活塞筒通过阀门与血管相通，阀门S1只能向活塞筒外开启，S2只能向活塞筒内开启。
（1）线圈中的电流从B流向A时，螺线管的左边是 (选填“N”或“S")极。
（2）若线圈中的电流从A流向B时，活塞向 运动(选填“左”或“右")，血液的流向是 。(选填“从②流向①”或“从③流向②”)状态。
18．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)。
19．（2023八下·新昌期末）如图是小明研究“影响电磁铁磁性强弱因素"的装置图。在弹簧上方固定物体A，当导线c与a点相连，闭合开关后，电流表指针发生偏转。
（1）弹簧上方的物体A应由 制成(选填“铜”、“铁”或“铝”)。
（2）当开关闭合后，电磁铁上端应为磁极的 极。
（3）当滑动变阻器R的滑片向左滑动时，电流表指针偏转的角度将会 。
（4）保持滑动变阻器R的滑片位置不变，当导线c由a点改为与b点相连，闭合开关后，可发现电流表指针偏转的角度将会 (选填“变大”或“变小”)。
（5）经过对电磁铁的研究，可得出结论：当线圈匝数一定时，通过电磁铁的电流越大，电磁铁磁性 ；当通过电磁铁的电流一定时，电磁铁线圈的匝数越多，磁性越强。
20．（2024八下·海曙期末）1820年，丹麦物理学家奥斯特发现了通电导体周围存在磁场。
（1）在演示奥斯特实验时，如图甲所示，①闭合开关；②放置小磁针观察指向；⑧摆放一根长直导线；为了减弱地磁场的影响，正确的实验操作顺序为____。
A．①②③ B．②③① C．②①③ D．③①②
（2）由图乙（a）；·（b）、（c）可知：电流周围存在磁场，且 。
（3）小曙推理：若一束电子沿着水平方向平行地飞过小磁针上方，如图乙（d））所示，小磁针也会发生偏转。其依据是： ；（d）中小磁针N极偏转方向和图乙 （填序号）的小磁针偏转方向相同。
21．（2024八下·长兴期中）丹麦科学家奥斯特发现电流的周围存在磁场（图 1），法国科学家安培发现两根平行导线通电后有如图2所示的现象（图中实线、虚线分别表示通电前、后的情况）。
（1）如图1，通电前静止的小磁针南北指向。现要在小磁针上方拉一根直导线，使通电时小磁针会发生明显的偏转，直导线所指的方向应为 （选填“东西方向”、“南北方向”或“任意方向”）。
（2）图2的实验表明平行通电导线之间有力的作用，若此时改变其中一根导线的电流方向，会产生的实验现象是 。
（3）安培发现平行通电导线之间相互作用力F 的大小可能跟两根导线中的电流I1，I2， 导线之间的距离r有关，有关实验数据如下：
实验次数 I1/A I2/A r/m F/N
1 0.2 0.2 0.1 1.0×10-7
2 0.1 0.2 0.1 0.5×10-7
3 0.2 0.2 0.05 2.0×10-7
4 0.2 0.4 0.1 2.0×10-7
分析表格实验数据，可获得的结论是 。
22．（2022八下·婺城期末）网络上有一“牛人”制作的“电池磁力小火车”的视频。视频中，“牛人”把由铁铷合金制作的超强磁铁分别吸附在电池的正负极两端制成“小火车”，并将其整个放入自制的铜质螺线管中，发现电池与磁铁竟然沿着螺线管向右运动起来，直到从螺线管的另一端穿出（如图1）。小科对“小火车”为什么会运动非常感兴趣，便动手进行了实验。
（1）图1中，两侧磁铁之间的线圈中会有电流通过，他由此推测：只有当线圈中有电流通过时，火车才会受力运动。为验证这一假设，他需要进一步的操作是 ；
（2）预测图2中的小火车将向 （填“左”或“右”）运动；
（3）要让小火车更快速地通过螺线管，可以采取的措施有 （填字母编号）；
A．增强磁铁的磁性
B．减少与磁铁接触的那一段螺线管匝数
C．减小电池的电压
D．增大螺线管中电流从而增强其磁场
（4）要使小火车由静止开始顺利通过螺线管，下列摆放方式可行的是 （填字母编号）。
A． B．
C． D．
思维导图
举一反三
典例分析
举一反三
典例分析
举一反三
典例分析
举一反三
课后巩固
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