华师大版 初科 九上 6.1.1 电能的获得和转化 同步练习（含解析）

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华师大版 初科 九上 6.1.1 电能的获得和转化 同步练习（含解析）
一、单选题
1．图甲为可发光的磁悬浮地球仪，上面的球体中有一个磁铁，下面的环形底座内有一金属线圈，其电路原理图如图乙，下列对此地球仪的说法正确的是（　　）
A．地球仪上面球体中的发光灯和线圈应该串联连接
B．停止工作时，应先切断电源再取下球体
C．球体中的磁铁下端为N极
D．连接地球仪工作时，球体悬浮于空中，此时球体受到的重力和浮力是一对平衡力
2．以下是电和磁相关实验，说法正确的是（　　）
A．甲实验：说明通电导体周围存在磁场
B．乙实验：电磁铁的上端为N极
C．丙实验：可研究电磁感应现象
D．丁实验：该实验原理可制得电动机
3．如图所示，电动平衡车是一种新型交通工具，被广大青少年所喜爱。下图中与电动平衡车驱动前行过程原理相同的是（　　）
A． B．
C． D．
4．一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(如图)，闭合开关S后，则（　　）
A．电磁铁的左端为S极
B．条形磁铁受到桌面向左的摩擦力
C．滑片P向a移动时，电磁铁与条形磁铁间的作用力增大
D．若此时断开开关S，电磁铁与条形磁铁间没有力的作用
5．在安装直流电动机模型的实验中，小杰同学按照教材的要求安装了一台如图所示的直流电动机模型，安装完毕，闭合开关后，线圈顺时针方向转动，则能使线圈逆时针方向转动的做法是（　　）
A． 减少一节电池 B．把电源和磁体的两极同时对调
C．增加一节电池 D．把电源两极对调
6．小名利用电能表测量某一家用电器的电功率，当电路中只有这一用电器工作时，测得在1 小时内消耗的电能为 1kW h，那么这个用电器可能是（　　）
A．电冰箱 B．普通白炽灯 C．电视机 D．电热水器
7．将图中电磁铁的铁芯抽去，可以看到的现象是（　　）
A．悬挂磁体的弹簧长度不变 B．悬挂磁体的弹簧伸长
C．悬挂磁体的弹簧缩短 D．悬挂磁体的弹簧发生扭转
8．某直流电动机模型通电后不转动，但用手轻轻拨动一下就转起来了，出现这种情况的主要原因是（　　）
A．换向器与电刷没有接触好 B．启动时线圈刚好在平衡位置
C．轴与轴架之间的摩擦太大 D．以上说法都有可能
9．如图所示，两根绝缘细线悬挂着的导体ab，放在U形磁铁中央，ab两端连接着导线。在虚线框中接入某种实验器材可进行相应的实验探究。下列说法中正确的是（　　）
A．接入电流表可探究电磁感应现象，与发电机原理相同
B．接入电流表可探究通电导体在磁场中受力，与发电机原理相同
C．接入电源可探究电磁感应现象，与电动机原理相同
D．接入电源可探究通电导体在磁场中受力，与发电机原理相同
10．如下图所示，条形磁铁置于水平桌面上，电磁铁的右端固定，闭合开关，当滑动变阻器滑片P向右移动时，条形磁铁仍保持静止，下列分析不正确的是（　　）
A．电磁铁的右端是S极
B．条形磁铁受摩擦力的方向向左
C．滑动变阻器滑片P向右移动时，电磁铁的磁性减弱
D．若想增大条形磁铁所受的摩擦力，可以增加电源电压
二、填空题
11．“悬浮灯泡”能够悬浮发光，如图甲所示．图甲中的下部基座内有一个线圈（送电线圈）和铁芯组成的电磁铁，而悬浮的灯泡内部装有用闭合线圈（受电线圈）连接的LED灯和条形磁铁，其内部结构如图乙所示：
（1）当基座内电路接通电源后，灯泡能悬浮在空中是因为　 　；
（2）若要使灯泡悬浮得更高，应该将滑片P向　 　(选填“左”或者“右”)移动；
（3）乙图中的电源左端为　 　极。
12．如图所示，将滑动变阻器接入电路M、N间，当S闭合且变阻器滑片P向右滑动时，电磁铁的磁性减弱，则应将变阻器的接线柱　 　和　 　接入电路，这时小磁针的左端是　 　(填“N”或“S")极。
13．如图所示是　 　的工作原理图，部件“AB”是　 　，其作用是当线圈因惯性转过　 　时，立即改变线圈中的电流方向，从而改变线圈的受力方向，使线圈在磁场中持续转动下去。电动机工作时，把电能转化为　 　。
14．如图所示是小明“探究影响电流热效应的因素”的实验装置，在甲、乙两瓶中装入质量和初温均相同的煤油，R1、R2采用串联。
（1）闭合开关一段时间后，乙瓶中温度计的示数较高，由此说明通电导体产生的热量与　 　有关。
（2）小华用相同装置(两组电阻丝阻值相等、煤油质量也相等；小华的滑动变阻器接入电路的阻值较小)同时进行实验，小华这一组的煤油升温比小明的快，根据这一现象，可以初步判断通电导体产生的热量与通过导体的　 　有关。
15．如图是小华同学用微型电扇研究“电磁转换”的实验：
（1）小华将微型电扇的插头接入家庭电路，电扇旋转，如题甲图所示，使微型电扇转动的工作原理是　 　，工作过程中，电扇将电能主要转化为　 　能。
（2）小华在微型电扇的插头处接入一只发光二极管，用手旋转叶片，发现二极管发光，如乙图所示，此时微型电扇如同一台　 　(选填“电动机”或“发电机”)，其工作原理是　 　。
三、实验探究题
16．小红和小明分别用下图所示的装置，探究电流一定时，电流产生的热量与电阻的关系。他们分别将两段阻值不同的电阻丝（R1＜R2）密封在完全相同的烧瓶中，并通过短玻璃管与气球相连。（设他们所用的各种同类器材性能相同）
（1）在这个实验中电流产生热量的多少是通过什么现象体现出来的？　 　
（2）他们同时开始进行实验，在a、b、c、d四个气球中，鼓起来最快的是　 　。
（3）小红和小明的实验方案中有一个是错误的，是哪一个？　 　为什么？　 　。
17．某兴趣小组在研究“电阻丝产生的热量与电阻、电流及通电时间的定量关系”时，制作了如图甲所示的实验装置：有机玻璃盒内装有电阻丝、水和电子温度计，盒外采用优质保温材料包裹。
（1）采用优质保温材料的目的是减少实验过程中 　 　的散失。
（2）保持水的质量和电流不变，换用不同阻值的电阻丝R，记录水温变化ΔT和通电时间t的数据，整理部分数据并绘制图像如图乙。
根据上述实验，可以得出结论：　 　。
（3）保持水的质量、电阻和通电时间不变，改变电流大小，相关数据整理如下表。
电流I/A 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6
升高的温度ΔT/℃ 0.4 0.9 　 　 2.5 3.6
请分析表中数据，并将表中所缺的数据补上。
18．在“探究影响电流热效应的因素”的实验中，小柯用如图所示装置进行试验，甲、乙是两个完全相同的烧瓶，瓶内装有两个完全相同的烧瓶，瓶内装有质量相等的煤油，瓶内连接的电阻丝的阻值分别为5Ω和10Ω，A、B是相同的温度计，还有满足实验要求的电源、滑动变阻器、电流表、开关和导线。
（1）就以上仪器，实验设计如图可以探究电流产生的热量与 有关。
A．电流大小 B．通电时间长短 C．电阻大小
（2）小柯研究电热与电流的关系，设想将图中两个烧瓶里的电阻丝改为并联，通电一段时间后，比较两个烧瓶中温度计示数的变化得出结论。你认为这样改是否合理并说明理由：　 　。
（3）如图所示的装置来探究“比较水和煤油的吸热本领”甲乙两个烧瓶中的电阻丝的阻值是　 　（填“相等”或“不相等”）
19．早在19世纪，安培对于地磁场的形成提出如下假设：地球的磁场是由围绕地轴的环形电流I引起的(如图甲)。小黄学习了电和磁的知识后，知道了通电直导线周围的磁场分布符合安培定则，那么环形电流内部的磁场是否也符合如图乙所示的安培定则呢？他展开了以下探究。
[建立猜想]环形电流内部的磁场可能也符合安培定则。
[实验过程]连接如图丙所示的电路(外部电路未画出)。
[实验现象]位于圆环中心的小磁针N极垂直纸面向里转动。
（1）小黄同学的探究实验中放置小磁针的作用是　 　。
（2）根据实验现象，小黄的结论　 　。
（3）根据安培提出的假设，则赤道这一通电圆环的电流方向为　 　。
四、解答题
20．作图题。
（1）如图所示，闭合开关，小磁针静止在通电螺线管正上方。根据通电螺线管的N、S极，在图中标出电源正极和小磁针N极。
（2）如图所示，开关S闭合，发现弹簧缩短，小磁针旋转到如图中所示位置静止。请在图中括号内标出电源的正、负极和小磁针的N极。
（3）如图所示为通电螺线管，请标出A点的电流方向，并在螺线管的外部画出经过B点的磁感线。
21．作图题。
如图所示，请用笔画线代替导线将实物图补充完整。要求：
①小磁针的指向满足如图所示方向；
②滑动变阻器的滑片向右端移动后，通电螺线管的磁性减弱；
③原有导线不得更改。
答案解析部分
1．【答案】C
【解析】【分析】（1）用电器相互影响为串联，不相互影响为并联；
（2）注意取下球体时的安全性；
（3）根据安培定则判断电磁铁的极性，根据磁极之间的相互作用判断球体的极性。
（4）根据二力平衡的知识判断。
【解答】A.发光灯坏了，线圈应该正常工作，则二者不相互影响，那么它们应该为并联，故A错误；
B.停止工作时，如果先切断电源，那么底座失去磁场，上面的球体会迅速下落，可能会摔坏，故B错误；
C.根据乙图可知，线圈中电流向右。右手握住螺线管，弯曲的四指指尖向右，此时大拇指指向上面，则底座的上端为N极。根据“同名磁极相互排斥”可知，球体磁铁的下端应该为N极，故C正确；
D.球体在桌面上处于静止状态，此时它受到的重力远远大于浮力。当它悬浮在空中时，排开空气的体积不变，则它受到的浮力不变，此时重力大于浮力，二者肯定不是平衡力，故D错误。
故选C。
2．【答案】A
【解析】【分析】根据图片确定描述的物理现象，然后分析其中的物理原理即可。
【解答】A.当导线中有电流经过时，小磁针的指向发生偏转，说明通电导体周围存在磁场，故A正确；
B.电磁铁线圈上电流方向向左，用右手握住螺线管，四指指尖向左，此时大拇指指向下端，因此电磁铁的下端为N极，故B错误；
C.闭合开关后，通过电流的金属棒在磁场中受力运动，这时电动机的工作原理，故C错误；
D.闭合开关后，金属棒在磁场中做切割磁感线运动时，电流表的指针摆动，说明有电流产生，这极速电磁感应，这是发电机的工作原理，故D错误。
故选A。
3．【答案】D
【解析】【分析】根据电动机的工作原理分析判断。
【解答】电动平衡车的主要工作部分为电动机，工作原理是：通电导体在磁场中受力运动。
A.闭合开关，线圈匝数越多的电磁铁上吸引的大头针越多，说明电磁铁的磁性大小与线圈匝数有关，故A不合题意；
B.当导线中有电流经过时，小磁针的指向发生改变，说明电流周围存在磁场，故B不合题意；
C.闭合电路中的部分导体金属棒在磁场中左右移动时，电流表的指针摆动，说明有电流产生，这是电磁感应现象，故C不合题意；
D.闭合开关后，磁场中的导体金属棒有电流经过，会受力运动起来，故D符合题意。
故选D。
4．【答案】C
【解析】【分析】（1）根据安培定则判断；
（2）首先根据磁极之间的相互作用规律判断条形磁体受到磁力的方向，再根据二力平衡的知识确定摩擦力的方向；
（3）根据电流变化确定磁场的强弱变化即可；
（4）根据磁力的知识解答。
【解答】A.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N极，右端为S极，故A错误；
B.根据异名磁极相互吸引可知，条形磁铁受到水平向左的吸引力，而吸引力和摩擦力相互平衡。根据二力平衡的知识可知，磁体受到桌面的摩擦力水平向右，故B错误；
C.当滑片向a移动时，变阻器的阻值减小，通过电磁铁的电流增大，则磁场变强，那么电磁铁与磁铁间的作用力变大，故C正确；
D.断开开关S后，电磁铁的磁场消失，但是条形磁铁对铁芯会产生吸引力，故D错误。
故选C。
5．【答案】D
【解析】【分析】通电线圈在磁场中受力的方向与两个因素有关：①电流方向；②磁场方向，据此分析即可。
【解答】减少一节电池或增加一节电池，只能改变电流的大小，不能改变电流的方向，故A、C不合题意；
如果把电源和磁体的两极同时对调，那么线圈的受力方向不变，故B不合题意。
把电源两极对调，那么电流方向相反，因此线圈受力方向变为逆时针方向，故D符合题意；
故选D。
6．【答案】D
【解析】【分析】首先根据公式计算出用电器的电功率，再根据自己对电功率的认识选择即可。
【解答】该用电器的功率为：；
电冰箱的功率大约在100W~200W之间，不同白炽灯的电功率在40W~100W之间，电视机的电功率大约在60W~120W之间，电热水器的电功率大约在1500W左右，故D符合题意，而A、B、C不合题意。
故选D。
7．【答案】C
【解析】【分析】首先根据安培定则判断电磁铁的磁极方向，然后根据磁极之间的相互作用规律确定悬挂的条形磁铁受到磁力的方向。接下来确定抽取铁芯后磁力的变化，进而确定弹力的变化，弄清弹簧长度的变化。
【解答】根据图片可知，线圈上电流方向向右。右手握住螺线管，弯曲的四指指尖向右，此时大拇指指向上端，则上端为电磁铁的N极。根据“异名磁极相互吸引”可知，条形磁铁受到向下的拉力。
当抽取铁芯后，电磁铁的磁力减弱，则弹簧受到的拉力减小，因此弹簧缩短。
故选C。
8．【答案】B
【解析】【分析】电动机模型通电后不动，可能是摩擦太大，也可能是线圈处于平衡位置没有受到磁力的作用，据此判断即可。
【解答】A.如果换向器与电刷没有接触后，那么用手拨动一下，电路没有接通，电动机仍然会不转动，故A错误；
B.启动时线圈刚好在平衡位置，这时线圈不受磁力的作用自然不会自己转动；用手拨动一下，线圈离开平衡位置受到磁力就会转动起来，故B正确；
C.如果轴与轴架之间的摩擦太大，用手拨动一下也改变不了摩擦的大小，故C错误；
D.综上所述，故D错误。
故选B。
9．【答案】A
【解析】【分析】根据发电机和电动机的工作原理判断。【解答】在虚线框中接入电流表，电路中无电源，闭合电路中的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，会产生感应电流，可以探究电磁感应现象，与发电机的原理相同；
在虚线框中接入电源，通电导体在磁场中会受到力的作用，可以探究磁场对电流的作用，与电动机的原理相同。
故A正确。而B、C、D错误。
故选A。
10．【答案】B
【解析】【分析】（1）根据安培定则判断电磁铁的极性；
（2）首先根据磁极之间的相互作用规律判断条形磁铁受到磁力的方向，再根据二力平衡的条件分析魔抽啦的方向。
（3）根据滑片移动方向确定电流变化，再确定磁性强弱的变化；
（4）根据影响电磁铁磁场强弱的因素判断。
【解答】A.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，故A正确不合题意；
B.根据“同名磁极相互排斥可知”，条形磁铁受到水平向左的磁力；根据二力平衡的条件可知，条形磁铁受到摩擦力的方向水平向右，故B错误符合题意；
C.滑动变阻器滑片P向右移动时，变阻器的阻值增大，通过电磁铁的电流变小，则电磁铁的磁性减弱，故C正确不合题意；
D.根据二力平衡的条件可知，当条形磁铁静止时，它受到的磁力与摩擦力相互平衡。它受到的摩擦力增大，那么电磁力增大，即电磁铁的磁场增强。当电源电压增大时，通过电磁铁的电流增大，磁场增强，故D正确不合题意。
故选B。
11．【答案】（1）灯泡受到磁力与重力是一对平衡力
（2）左
（3）负
【解析】【分析】（1）悬浮时灯泡处于静止状态，根据二力平衡的知识分析原因；
（2）灯泡要悬浮的更高，就要增大它受到的电磁力，根据影响电磁铁磁场强弱的因素解答；
（3）首先根据磁极之间的相互作用规律确定下面电磁铁的磁极方向，然后根据安培定则判断电源的正负极方向。
【解答】（1）灯泡能悬浮在空中，它处于平衡状态，是因为：灯泡受到磁力与重力是一对平衡力。
（2）灯泡要悬浮的更高，就要增大它受到的电磁力，即增大下面电磁铁的磁场强度。根据影响电磁铁磁场强弱的因素可知，需要增大电流，减小阻值，则滑片P应该向左移动。
（3）根据乙图可知，受电线圈的下端为S极，根据“同名磁极相互排斥”可知，送电线圈的上端为S极，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，则电流从上面流入，从下面流出，则电源的左端为负极。
12．【答案】A；C(或D)；N
【解析】【分析】（1）根据电磁铁磁性的变化确定电流大小变化，据此确定变阻器接入的阻值变化，最后根据滑片的移动方向确定变阻器的接线情况；
（2）根据安培定则确定电磁铁的磁极方向，再根据磁极之间的相互作用规律判断小磁针的磁极方向。
【解答】（1）将滑动变阻器接入电路M、N间，电磁铁的磁性减弱，则通过的电流减小，而电阻增大。当S闭合且变阻器滑片P向右滑动时，P左边的电阻丝长度变大，而右边的电阻丝长度变小，因此接入的应该是左边的电阻丝，即左下角的A接线柱必选，而上面的接线柱任选一个，那么应该接入的接线柱为A和C（或D）。
（2）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。根据“异名磁极相互吸引”可知，小磁针的右端为S极，左端为N极。
13．【答案】直流电动机；换向器；平衡位置；机械能
【解析】【分析】（1）发电机和电动机的工作原理图十分相似，有电源的为电动机，有电流表的为发电机；
（2）根据换向器的作用解答；
（3）根据电动机的能量转化知识解答。
【解答】（1）如图所示，电路中存在电源，应该是直流电动机的工作原理图；
（2）部件“AB”是换向器，其作用是当线圈因惯性转过平衡位置时，立即改变线圈中的电流方向，从而改变线圈的受力方向，使线圈在磁场中持续转动下去。
（3）电动机工作时，把电能转化为机械能。
14．【答案】（1）电阻
（2）电流
【解析】【分析】（1）根据图片确定影响电流产生热量的哪个因素不同即可；
（2）根据题目的描述分析影响电流产生热量的哪个因素不同即可。
【解答】（1）根据图片可知，两个电阻串联，则通过它们的电流相等，且通电时间相同，只有电阻不同，由此说明通电导体产生的热量与电阻有关。
（2）相同的装置，则电路的总电压相同，小华的变阻器接入的电路的阻值较小，则它的电路中通过电路的电流较大，那么得到结论：通电导体产生的热量与通过导体的电流有关。
15．【答案】（1）通电导体在磁场中受到力的作用；机械能
（2）发电机；电磁感应
【解析】【分析】（1）根据电动机的工作原理和能量转化的知识分析解答；
（2）闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，会产生感应电流，这就是电磁感应现象，应用为发电机，据此分析解答。
【解答】（1）小华将微型电扇的插头接入家庭电路，电扇旋转，如题甲图所示，使微型电扇转动的工作原理是：通电导体在磁场中受到力的作用，工作过程中，电扇将电能主要转化为机械能。
（2）小华在微型电扇的插头处接入一只发光二极管，用手旋转叶片，发现二极管发光，如乙图所示，此时微型电扇如同一台发电机，其工作原理是电磁感应。
16．【答案】（1）气球膨胀大小
（2）气球膨胀大小
（3）小明；未做到电流相同
【解析】【分析】（1）该实验中采用转换法和控制变量法；通过气体膨胀大小来判断产生热量的多少；（2）利用焦耳定律和Q=U2Rt，分析小红和小明方案中产生热量最多的烧瓶，即可知道四个气球中鼓起来最快的；（3）使用控制变量时不能有两个变量。
【解答】（1）该实验中采用了转换法，即电流产生热量的多少是通过气球膨胀大小来体现的；
（2）小红的方案中两电阻串联，通过电流和通电时间相同，R1＜R2，根据公式Q=I2Rt，b鼓起的最早；小明的方案中两电阻并联，两端的电压和通电时间相同，R1＜R2，根据公式Q=，所以C鼓起的最早，b与c相比较，c电阻两端的电压大于b中电阻两端的电压，且c的电阻小于b的电阻，因此，c中的电流会大于b中的电流，由焦耳定律Q=I2Rt可知，c比b先鼓起；
（3）小明的方案中，两电阻的阻值和电流不同，两个变量无法探究电流产生的热量与电阻的关系。
故答案为：（1）气球膨胀大小；（2）c；（3）小明；未做到电流相同。
17．【答案】（1）热量
（2）当电流和通电时间一定时，电流通过导体产生的热量跟导体的电阻成正比
（3）1.6
【解析】【分析】（1）优质保温材料可以保温也可以隔热；
（2）水吸热的多少，通过水升温的多少来反映，由Q=I2Rt分析得出结论：
（3）根据公式Q吸=cmΔT和Q=I2R分析计算即可。【解答】（1）采用优质保温材料的目的是减少实验过程中热量的散失；
（2）水的质量相同，水温变化ΔT与吸热的多少成正比，水温变化ΔT越大，电阻丝放出的热越多，即当电流和通电时间一定时，电流通过导体产生的热量跟导体的电阻成正比；
（3）不计热量损失，
因为Q吸=Q放，
所以cmΔT=I2Rt
那么：
即：。
18．【答案】（1）C
（2）不合理。由公式Q=I2Rt可得，探究电热与电流的关系时，应该控制电阻和通电时间相同，而两个烧瓶中电阻丝的阻值是不相等的。
（3）相等
【解析】【分析】（1）根据图象中的相同点和不同点分析；
（2）探究电热与电流的关系时，利用公式Q=I2Rt并结合控制变量法，找出需要控制的变量；
（3）根据Q=cm△t可知，如果要用温度变化的多少反应吸热能力的大小，就必须控制液体的质量和吸收的热量相同。根据Q=I2Rt可知，当电流和时间相同时，产生热量的多少由电阻大小决定。
【解答】（1）由图可知，两电阻丝串联，则电路中电流一定相等；同一个开关控制，那么通电时间相同，而只有电阻不相等，那么可以探究电流产生的热量与电阻的关系，故选C；
（2）由公式Q=I2Rt可得，探究电热与电流的关系时，应该控制电阻和通电时间相同，而两个烧瓶中电阻丝的阻值是不相等的，故小柯的操作不正确；
（3）探究“比较水和煤油的吸热能力”的实验，则他们应将A烧瓶中的煤油换成质量相等的水，并使A、B两烧瓶中电阻丝的阻值相同。
19．【答案】（1）显示磁场的方向或者显示磁场的有无
（2）环形电流内部的磁场也符合安培定则
（3）B
【解析】【分析】（1）本实验中小磁针的作用是为了确定磁场的方向。
（2）根据实验现象分析。
（3）根据安培定则确定环形电流的方向。
【解答】（1）小黄同学的探究实验中放置小磁针的作用是：显示磁场的方向或者显示磁场的有无。
（2）根据丙图可知，让弯曲的四指指尖向下，此时大拇指指向纸内，即磁场方向向纸内，则小磁针的N极转向纸内，因此小黄的结论：环形电流的磁场符合安培定则。
（3）根据安培提出的假设，环形电流的磁场符合安培定则，则赤道这一通电圆环的电流方向为B，因为只有B符合安培定则和地磁场的分布。
20．【答案】（1）解：如图所示：
（2）解：如图所示：
（3）解：如图所示：
【解析】【分析】（1）根据安培定则判断电源的正负极方向，根据磁极之间的相互作用规律判断小磁针的磁极方向；
（2）首先根据磁极之间的相互作用规律判断螺线管的极性，再根据安培定则判断电源的正负极方向；
（3）根据安培定则判断线圈上A点的电流方向，根据磁感线的环绕方向画出通过B点的磁感线。
【解答】（1）由图可知，螺线管的磁极为：左N、右S，则由异名磁极相互吸引可知，小磁针的磁极为：左S、右N。
右手握住螺线管，大拇指指向左端，四指指尖向上，那么线圈上电流方向向上，极电流从右端流入、左端流出，电源右侧为正极、左侧为负极，如下图所示：
（2）弹簧的长度缩短，那么条形磁铁受到排斥力，根据“同名磁极相互排斥”可知，螺线管的上端为N极。根据“异名磁极相互吸引”可知，小磁针的上端为N极，下端为S极。
右手握住螺线管，大拇指指向上端，此时弯曲的四指指尖向右，则线圈上电流向右，那么电流从上端流入，下端流出，即电源右端为“+”极，左端为“-”极，如下图所示：
（3）右手握住螺线管，大拇指指向左端，四指指尖向上，那么线圈上A点电流方向向上。
在磁铁外部，磁感线从N极出来，回到S极，如下图所示：
21．【答案】解：如图所示：
【解析】【分析】（1）根据磁极之间的相互作用规律判断螺线管的磁极方向，然后根据安培定则判断线圈上的电流方向，最后确定电流从哪端流入，哪端流出；
（2）根据电磁铁磁性强弱的变化判断电流变化，进而确定滑动变阻器的接线情况；
（3）最后将所有的元件依次连接即可。
【解答】（1）小磁针的左端为N极，根据“异名磁极相互吸引”可知，电磁铁的右端为S极，左端为N极。用右手握住螺线管，大拇指指向左端，此时弯曲的四指指尖向上，即线圈上电流方向向上，那么电流从右端流入，左端流出，即右端接正极，左端接负极；
（2）通电螺线管磁场减弱，那么通过电路的电流变小，变阻器的阻值增大。因为滑动变阻器的滑片向右滑动，所以它使用的是滑片左边的部分，因此变阻器上面的接线柱任选一个，下面的必须接左下角的接线柱；
（3）从电源正极出发，依次连接螺线管、变阻器、开关，最后回到负极即可，如下图所示：
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