2025新教科版九年级物理上册第七章磁与电复习讲义（含解析）（共49页）
文档属性
| 名称 | 2025新教科版九年级物理上册第七章磁与电复习讲义（含解析）（共49页） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 4.0MB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 教科版 | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2025-09-11 06:37:16 | ||
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文档简介
第7章 磁与电（复习讲义）
学习目标
考点要求 新课标要求 命题预测
磁现象 通过实验，了解物质的磁性。通过实验，认识磁场。知道地磁场。 《磁与电》是学生首次接触到“磁现象”，因为磁现象大都需要通过实验来感知“磁场”的存在，所以本单元的实验内容就显得尤为重要，考题内容涉及到实验考题肯定会很多。本单元在中考试卷中属于必考内容。另外，还需注意磁场与我国古代科技相结合的考查方向。本专题考点主要集中在磁场与磁感线、地磁场、指南针的制作、磁偏角、奥斯特实验、通电螺线管的磁场及作图、影响电磁铁磁性强弱的因素、电磁继电器的应用等。
电流的磁场 通过实验，了解电流周围存在磁场。探究并了解通电螺线管外部磁场的方向。
电磁铁 了解电磁铁在生产生活中的应用。
跨学科实践：指南针 了解指南针的进化史，知道指南针的制作及使用方法，知道地磁场，了解怎样测量磁偏角。
思维导图
知识点
一、磁现象
考点一：磁现象
1.磁性：磁铁能吸引铁、钴、镍等物质的性质（吸铁性）。
2.磁体：具有磁性的物体。分类：永磁体分为天然磁体、人造磁体。
3.磁极：
①定义：磁体上磁性最强的部分叫磁极。（磁体两端磁性最强，中间磁性最弱）
②种类：N极、S极。
▲敲桌子：N极、S极的命名：能在水平面上自由转动的磁体，静止后指南的磁极叫磁南极（S），指北的磁极叫磁北极（N）。
提醒：一个磁体分成多部分后，每一部分仍存在两个磁极。
③作用规律：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。
4.磁化：
①定义：使原来没有磁性的物体获得磁性的过程。
②钢和软铁的磁化：
a.铁被磁化后，磁性容易消失，称为软磁材料。
b.钢被磁化后，磁性能长期保持，称为硬磁性材料。
c.制造永磁体使用钢，制造电磁铁的铁芯使用软铁。
③只有铁钴镍类物质才能被磁化。
5.物体是否具有磁性的判断方法：
①根据磁体的吸铁性判断。
②根据磁体的指向性判断。
③根据磁体相互作用规律判断：
a.物体一端与磁体一端相互排斥：则该物体一定有磁性。
b.物体一端与磁体一端相互吸引：该物体可能有磁性；该物体可能无磁性!
④根据磁极的磁性最强判断。
考点二：磁场
1.定义：磁体周围存在着磁场，它是一种看不见、摸不着的特殊物质。
我们可以根据它所产生的作用来认识它，这里用的是转换法。
2.基本性质：磁场对放入其中的磁体产生力的作用。
3.磁极间的相互作用是通过磁场而发生的。
4.方向规定：在磁场中的某一点，小磁针静止时北极所指的方向（小磁针北极所受磁力的方向）就是该点磁场的方向。
5.描述磁场的方法——磁感线：
①定义：在磁场中画一些有方向的曲线，任何一点的曲线方向都跟放在该点的磁针北极所指的方向一致。
②方向：
a.磁体周围的磁感线：从磁体的N极出来，回到磁体的S极；
b.磁体内部的磁感线：从磁体的S极出发，回到磁体的N极。
③典型磁场的磁感线：
条形磁铁 蹄形磁铁 同名磁极间 异名磁极间
④说明：
a.磁感线是为了直观、形象地描述磁场而引入的带方向的曲线，不是客观存在的；但磁场是客观存在。
b.用磁感线描述磁场的方法叫理想模型法。
c.磁感线是封闭的曲线。
d.磁感线立体的分布在磁体周围，而不是平面的。
e.磁感线不相交。
f.磁感线的疏密程度表示磁场的强弱。
考点三：地磁场
1.定义：地球的周围存在着地磁场；小磁针指南北就是因为受到了地磁场的作用。
2.磁极：地磁场的北极在地理的南极附近，地磁场的南极在地理的北极附近。并且不完全重合。
3.磁偏角：首先由宋代的沈括发现。
二、电流的磁场
考点一：奥斯特的发现
1.定义：通电导体周围存在磁场的现象，称为电流的磁效应。
2.奥斯特实验：
①甲、乙两图：
a.现象：通电后，小磁针发生偏转；断电后，小磁针回到原来位置。
b.结论：通电导体周围存在磁场。（电流的磁场）
②甲、丙两图：
a.现象：改变电流方向，小磁针偏转方向与原来相反。
b.结论：电流磁场的方向与电流方向有关。
③发现电和磁联系的第一人：奥斯特。
④该实验操作的关键是：
a.直导线一定要和小磁针平行放置；
b.导线中电流要足够大。
考点二：通电螺线管的磁场
1.什么叫螺线管：把外面涂有绝缘漆的导线缠绕在圆筒上，就做成了螺线管（也叫线圈）。
2.通电螺线管的磁场特点：通电螺线管周围的磁场和条形磁铁的磁场相似。其两端相当于条形磁铁的两个磁极。
3.通电螺线管的磁极：
①其两端的极性跟电流方向有关。
②电流方向与磁极间的关系可由安培定则来判断。
考点三：安培定则
1.内容：用右手握住螺线管，让弯曲的四指指向螺线管中电流的方向，大拇指所指的方向就是通电螺线管的N极。
▲敲桌子：“一手两向”
2.应用：
①已知螺线管中电流方向，判断N、S极。
②已知螺线管N、S极，判断电流方向。
③已知螺线管电流方向和N、S极，给螺线管绕线。
三、电磁铁
考点一：电磁铁
1.定义：内部插入铁芯的通电螺线管。
2.工作原理：电流的磁效应，通电螺线管插入铁芯后磁场大大增强。
3.磁性强弱的影响因素：
①通电有磁性，断电无磁性。
②与电流大小有关：在线圈匝数一定时，电流越大，电磁铁磁性越强。
③与线圈匝数有关：在电流大小一定时，线圈匝数越多，电磁铁磁性越强。
④插入铁芯，磁性增强。
4.优点：
①磁性有无由通断电路来控制。
②磁极由电流方向来控制。
③磁性强弱由电流大小、线圈匝数来控制。
5.应用：电磁继电器、电话、电铃等。
考点二：电磁继电器
1.定义：电磁继电器是利用低电压、弱电流电路的通断，来间接控制高电压、强电流电路通断的元件。
2.工作原理：电流磁效应。
3.结构：如下图所示。
4.实质：是一个由电磁铁控制的开关。
5.工作过程：
如图为一种自动报警装置，当开关断开时，控制电路无电流，电磁铁无磁性，衔铁被弹簧拉起，使动触点与上面静触点接触，电灯所在电路闭合，电灯发光；
反之，当开关闭合，控制电路中有电流，电磁铁有磁性，衔铁被吸下来，使动触点与下面静触点接触，电铃所在电路闭合，电铃发声。
四、跨学科实践：指南针
考点一：追溯指南针的进化史
1.起源：春秋时期的《鬼谷子》最早提到“司南”一词。东汉王充的《论衡》记载的“司南勺”为最早的磁性指南器具。
2.发展：司南首先被改为磁针；唐代末期，人们在司南的基础上发明了水罗盘；北宋时期出现指南鱼、指南针。
3.技术革新：人工磁化方法。
①淬火法（《武经总要》）：
步骤：铁片加热→沿地磁场方向“淬火”→指南鱼。
②摩擦法（《梦溪笔谈》）：
原理：用磁石摩擦钢针使其磁化。
4.应用：常用于航海、大地测量等。北宋朱彧的《萍洲可谈》记载了我国古人最早将指南针用于航海。明代郑和七下西洋就借助了罗盘。
考点二：自制指南针
利用实验室器材和生活用具（如小磁铁、缝衣针等），模仿古代通过淬火或摩擦的方法制作指南针，并展示交流。
考点三：测量磁偏角
1.磁偏角：沈括最早通过实验证明地磁南北极与地理南北极不重合（存在磁偏角），比哥伦布早400多年发现。
2.测量思路：用自制指南针测定磁极方位；查资料，借助影子、北极星等测定地理北极方位；利用量角器测两者夹角。
典型例题
题型一 磁现象 磁场
【例1】我国是最早用文字记载磁现象的国家之一，下列说法正确的是（ ）
A.罗盘周围的磁感线真实存在且可见
B.司南静止时指南北是因为受到了地磁场的作用
C.“慈（磁）石召铁，或引之也”，说明磁石没有磁性
D.鱼形铁被磁化后制成的指南鱼只有一个磁极
【变式1-1】如图所示，关于磁场，下列说法中正确的是（ ）
A.勺柄所指的方向是地理北方
B.该条形磁体的右端为S极，左端为N极
C.当两个磁体的同名磁极靠近时，二者相互排斥
D.地球周围的磁感线是真实存在的
【变式1-2】《晋书·马隆传》讲述了名将马隆在一次战役中，命士兵将大批磁石堆垒在一条狭窄的小路上，身穿铁甲的敌军被磁石吸住，而马隆的兵将身穿犀甲，行动如常，敌军以为马隆的兵是神兵，故而大败。下列说法正确的是（ ）
A.磁石能吸引各种金属铠甲 B.磁石吸引铁甲是通过磁场作用的
C.磁石周围小路上磁感线是真实存在的 D.磁石各部位对铁甲的吸引力大小相同
题型二 磁场的描述——磁感线
【例2】如图所示的是用来描绘某一磁体周围磁场的部分磁感线。下列说法正确的是（ ）
A.由P到Q磁场越来越强 B.a点的磁场比b点的磁场强
C.a点与b点的磁性强弱相同 D.a点与b点的磁场方向相同
【变式2-1】小杜将条形磁体放在水平桌面上并在周围放置小磁针，小磁针的指向情况如图甲所示。将小磁针拿掉，在条形磁体上放玻璃板并均匀撒一层铁屑，轻轻敲打玻璃板，铁屑的分布情况如图乙所示。图丙是根据图甲和图乙的现象，用磁感线描述的条形磁体的磁场情况。下列说法错误的是（ ）
A.甲图中小磁针静止时，南极所指的方向为该点的磁场方向
B.甲图中小磁针受到力的作用，说明磁体周围有磁场
C.乙图探究的是条形磁体周围磁场的分布情况
D.丙图中的磁感线是为描述磁场引入的模型，不是真实存在的
【变式2-2】如图所示是条形磁体的磁场分布图，下列说法正确的是（ ）
A.该条形磁体的左端为N极
B.该条形磁体的右端为S极
C.磁场是为了分析小磁针的偏转情况假想出来的
D.磁感线是为了研究方便引入的假想曲线
题型三 磁极相互作用 地磁场
【例3】大约在北宋初年，我国又创制了一种指南工具——指南鱼：用一块薄薄的铁片做成，形状很像一条鱼。将其磁化后，浮在水面上，其静止时鱼头指向南方。下列说法正确的是（ ）
A.“指南鱼”也可以用铜片做成 B.“指南鱼”静止时鱼头指向的是地磁场的N极附近
C.“指南鱼”腹部磁性最强 D.“指南鱼”周围存在磁感线
【变式3-1】小伟用磁体将缝衣针磁化后，将其放在水中漂浮的一片树叶上，成为一个“自制指南针”。他多次将树叶轻轻旋转，待树叶静止后，观察到树叶的尖端总是指向南方，如图所示。下列说法正确的是（ ）
A.树叶尖端应标注“S”极 B.树叶尖端指向的是地磁南极
C.树叶周围存在磁场和磁感线 D.树叶尖端会排斥磁体的N极
【变式3-2】某同学用图乙所示的天然磁石仿制图甲所示的司南，他以该磁石的D端为勺柄打磨成司南，再用细线将其悬挂，如图丙所示。下列说法正确的是（ ）
A.天然磁石周围的磁感线是真实存在的 B.天然磁石的B端是N极
C.天然磁石B、D两端磁性最弱 D.图丙司南静止时，勺柄指向地理的北方
题型四 奥斯特实验、通电螺线管的磁
【例4】图中所示是探究“通电直导线周围是否存在磁场”实验装置的一部分，置于水平桌面上静止的小磁针上方有一根与之平行的直导线。当直导线中通过如图所示的电流时，小磁针发生偏转。下列说法正确的是（ ）
A.首次通过本实验发现电、磁间有联系的科学家是焦耳
B.小磁针用于检验通电直导线周围是否存在磁场
C.只改变直导线中的电流方向，小磁针偏转方向与图中所示相同
D.只改变直导线中的电流大小，小磁针偏转方向与图中所示相反
【变式4-1】通电螺线管磁感线的分布如图所示，则（ ）
A.通电螺线管的右侧为N极 B.小磁针的左侧为S极
C.电源的左侧为负极 D.以上判断都不对
【变式4-2】在探究通电螺线管周围的磁场分布的实验中，在一块有机玻璃板上安装了一个用导线绕成的螺线管，在板面上均匀撒满铁屑，通电后轻敲玻璃板，铁屑的排列如图所示。下列说法正确的是（ ）
A.不同位置的铁屑可以反映该处磁场的方向
B.铁屑有规律地排列，说明通电螺线管周围的磁场分布是有规律的
C.用木屑代替铁屑进行实验，木屑也会有规律地排列
D.如果在P处自由静止的小磁针的右端是N极，则在Q处自由静止的小磁针的右端是S极
题型五 安培定则及其应用
【例5】在如图所示的通电螺线管中，N、S极标注正确的是（ ）
【变式5-1】如图是电磁铁和永磁体产生的磁场，由图可知，A的右端为_______极，电源的右端为________极（选填“正”或“负”）。
【变式5-2】一台旧的直流电源，如果正负极符号模糊不清，我们利用现有的物理知识可以设计多种实验方案进行判断。如图是一种判断方法：在桌面上放一个小磁针，在小磁针旁放一螺线管，闭合开关S后，小磁针N极逆时针偏转，则A为电源_______极。
题型六 电磁铁工作原理及应用
【例6】如图所示，闭合开关S，将滑片P缓慢向右移动的过程中，下列分析正确的是（ ）
A.电磁铁的磁性变弱 B.弹簧测力计示数将变小
C.电磁铁的上端是N极 D.通过电磁铁的电流变大
【变式6-1】如图所示，电源、滑动变阻器与螺线管相连，闭合开关，在通电螺线管的右端放置一个小磁针，小磁针静止时N极指向水平向右。则下列说法正确的是（ ）
A.电源左端为负极
B.通电螺线管的左端为N极
C.将滑动变阻器的滑片P向左移动，通电螺线管的磁性增强
D.若对调电源的正负极位置，闭合开关，则小磁针静止时其N极指向将改变
【变式6-2】如图所示，是探究“电磁铁磁性强弱与哪些因素有关”的实验电路。闭合开关S，下列说法正确的是（ ）
A.乙螺线管的下端是S极
B.大头针的下端散开是因为异名磁极相互排斥
C.向左移动滑动变阻器的滑片P，甲、乙吸引大头针的个数均会增多
D.比较甲、乙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
题型七 电磁继电器
【例7】72.如图为电路中空气开关的原理图，P为电磁铁，Q为衔铁，S为开关。下列分析正确的是（ ）
A.手机充电器接入两孔插座后空气开关跳闸，一定是电路的总功率过大
B.若改变电流方向，则空气开关将不能正常工作
C.图乙中P的左端为N极
D.电流过大时，图乙中P的磁性增强，吸引Q向左偏转，弹簧拉起S切断电路
【变式7-1】如图所示是小明模拟设计的电梯超重报警电路，当压力高于某一设定值时，电铃发声报警。图中压敏电阻R1的阻值随压力的增大而减小。下列说法正确的是（ ）
A.电铃应接在A和C之间
B.闭合开关后，电磁铁的上端为S极
C.减少电磁铁的线圈匝数，可以提高报警器的灵敏度
D.为使该报警电路在压力更小时报警，可将R2的滑片向上移
【变式7-2】寒冬，为给小鸡仔提供温暖的环境，小明制作了恒温箱系统，原理如图。控制电路由电磁继电器、滑动变阻器R1、热敏电阻R2（安装在恒温箱内，阻值随温度升高而显著减小）、低压电源等组成。加热电路由电源、电热丝R3和R4等组成。调好R1阻值，闭合开关S1、S2，箱内温度升高到设定值后即在小范围内波动，且降温比较平缓。下列说法正确的是（ ）
A.恒温箱温度升高时，电磁铁磁性减弱
B.R3阻值大于R4阻值
C.电磁继电器中的电磁铁的原理是电流的磁效应
D.将R1的阻值稍微调小一些，恒温箱控制的温度将更高些
基础练习
一、单选题
1.图是磁悬浮地球仪，它无需转轴穿过球体便可悬浮于空中，生动真实地展现了地球在太空中的形态。地球仪悬浮于空中是因为（ ）
A.同名磁极相互排斥 B.同种电荷相互排斥
C.分子间存在斥力 D.受地磁场的作用
2.东汉学者王充在《论衡》中记载：司南之杓、投之于地，其柢（握柄）指南（地理的南方）。下列说法正确的是（ ）
A.“柢”是磁体的N极 B.司南可以指示方向是受到地磁场的作用
C.司南周围存在磁感线 D.司南周围各点的磁场方向都是相同的
3.如图所示，世界上最早记录了“地理的两极和地磁场的两极并不重合”这一现象的科学家是（ ）
A.安培 B.奥斯特 C.沈括 D.张衡
4.据物理学史记载，最先发现通电导线周围存在磁场的科学家是（ ）
A.安培 B.欧姆 C.奥斯特 D.瓦特
5.如图所示， 小磁针静止在螺线管附近，闭合开关S后， 下列判断正确的是（ ）
A.通电螺线管的左端为N极 B.小磁针的S极向右转动
C.通电螺线管外部磁场与条形磁铁相似 D.通电螺线管外A 点的磁场方向向左
6.巨磁电阻（GMR）效应是指某些材料的电阻在磁场中急剧减小的现象。如图是研究巨磁电阻特性的原理示意图，电源电压保持不变，当闭合S1、S2后，使滑片P向左滑动过程中：（ ）
A.电流表的示数变小 B.电压表的示数变大
C.电压表的示数与电流表的示数之比变小 D.指示灯变暗
7.如图是汽车启动原理图，汽车启动时需将钥匙插入钥匙孔并旋转（相当于闭合开关），根据电路图，下列说法正确的是（ ）
A.电磁铁是根据电磁感应原理制成的
B.工作时，电磁铁的上端为S极
C.电动机的工作电压比电磁铁的工作电压低
D.电磁铁通电时，吸引上方的衔铁，触点A、B接触，汽车启动
二、填空题
8.如图所示，是一款磁吸式数据线，线体可以和不同型号的磁性充电头吸附对接，达到一线多头的使用效果，线体和磁性充电头吸附的原理是_______磁极互相吸引；在给手机充电时，手机电池相当于_________（选填“电源”或“用电器”）。当指南针静止时，指南针的S极是指向地理的_______极。
9.如图所示，放在条形磁体周围的小磁针静止时都不再指南北，而是有了新的指向，表明__________________________。这个实验还反映了磁场是有方向的，磁场中某一点磁场方向就是放在该点的小磁针静止时____________所指的方向。
10.两个磁体相互靠近时，同名磁极相互_______；指南针能够指示方向的原因是受到_________的作用，磁偏角是_______首先发现的。
11.如图a所示，有一款平面镜防雾膜，膜内装有电热丝，将它贴在镜的背面并通电，可防止水蒸气在镜面上液化，这是利用电流的_______效应。而图b的电磁起重机，它的工作原理是电流的_______效应。
12.小华找来两根缝衣针、一个按扣、一只大头针和一块橡皮，准备做一个指南针。用橡皮和大头针制作指南针的底座。使缝衣针磁化后，穿过按扣的两个孔，放在底座的针尖上，这就是一个小指南针，如图所示。如果图中指南针静止下来后，针尖指南，那么针尖是_________极，小指南针静止时指南北是受_________作用。
13. 1820年，丹麦物理学家奥斯特第一个发现了电与磁之间的关系，证实了电流周围存在________。我国家庭用电的电压为_________。
14.如图所示，在奥斯特实验中，通以从左向右的电流，俯视时小磁针逆时针旋转。若只改变电流方向，俯视时小磁针将_________旋转；若只将小磁针放在该导线上方，俯视时小磁针将_________旋转。
15.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，则小磁针左侧是_______极（选填“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________（选填“变大”“变小”或“不变”），你判断的依据是__________、____________________。
16.如图所示，较光滑的桌面上，在两个靠得较近的小车上分别放一块磁体，当中间相邻磁极为同名磁极时，松手后两小车同时向后退去；若中间相邻磁极为异名磁极时，松手后两小车向中间靠拢。以上现象可以说明：
（1）物体间力的作用是________的；
（2）力可以改变物体的_________________；
（3）力的作用效果与力的_______有关。
三、作图题
17.图中画出了两个磁极间的磁感线，请标出两个磁极的名称，并画出位于A点小磁针静止时北极所指的方向。
18.如图所示，根据小磁针静止时的指向，用箭头标出磁感线的方向，并在括号内标出电源的正负极（用“+”或“-”表示）。
19.如图所示，小磁针静止在甲、乙两个通电螺线管之间.请在答题纸上标出：
（1）甲图中通电螺线管导线的绕法和A点磁感线方向；
（2）在乙图的括号内标出电源的“＋”“-”极。
四、实验探究题
20.小明在“探究通电螺线管外部磁场的方向”实验中，设计如下电路。
（1）开关闭合前，小磁针指向如图所示，当开关闭合，小磁针_________（选填“顺时针”或“逆时针”）偏转；
（2）小磁针的作用（任写一条）：_____________________________________；
（3）调换电源的正负极，闭合开关，小磁针偏转方向与原来________（选填“相同”或“相反”），说明通电螺线管外部的磁场方向与____________有关。
21.为了探究“通电螺线管的磁性强弱与哪些因素”有关，小张找来了四节干电池、开关、滑动变阻器、两根大铁钉、很多大头针和一段较长的电阻丝，做了以下几次实验，实验现象如图所示。根据图示现象回答下列问题：
（1）实验中磁场的强弱是通过观察_____________________来进行比较，这就是物理中常用的转换法；
（2）通过观察图甲中A与B两个通电螺线管，当通过线圈的电流相同、有无铁芯相同时，通电螺线管线圈的匝数越少，它的磁性就越_______；
（3）通过观察图甲中________两个通电螺线管，当通过线圈的电流相同、线圈的匝数相同时，有铁芯的通电螺线管的磁性强；（选填“A、B”、“B、C”或“A、C”）
（4）通过观察图乙与图丙，可以探究通电螺线管的磁性强弱与___________的关系；
（5）结论：影响通电螺线管磁性强弱的因素有________________________________________。
提升练习
一、选择题
1.对磁场和磁感线的说法中，不正确的是（ ）
A.磁体间的相互作用是通过磁场发生的
B.磁体外部，磁体周围的磁感线从磁体的N极出发，回到磁体的S极
C.磁感线是磁场中真实存在的曲线，可以通过实验来模拟
D.磁场中某点的磁场方向与该点小磁针静止时N极指向相同
2.以下关于磁场和磁感线的说法中，正确的是（ ）
①磁体周围存在着磁场
②磁场中实际存在着磁感线
③磁感线上某点的切线方向就是此点的磁场方向
④磁体周围，画有磁感线的地方有磁场，没有画磁感线的地方则没有磁场
A.①② B.③④ C.①③ D.②④
3.关于下列四幅图的描述正确的是（ ）
A.甲图让钢棒AB靠近条形磁体，若它们相互吸引，则钢棒具有磁性
B.乙图中地球磁场的N极在地理的北极附近
C.丙图中两个条形磁铁相互靠拢合并时铁钉将吸得更牢
D.丁图中a端磁极是N极，b端磁极是S极
4.沈括在《梦溪笔谈》卷二十四《杂志》中有这么一段描述：“方家以磁石磨针锋，则能指南，然常微偏东，不全南也。”他是世界上最早记述这一现象的人，比西方早了400多年。下列说法不正确的是（ ）
A.针锋是磁体的南极
B.地磁场的北极在地理的南极附近
C.指南针的南极指的是地理的北极
D.“然常微偏东，不全南也，”说明地理的两极和地磁场的两极不完全重合
5.如图是小明做奥斯特实验时的装置图，下列说法正确的是（ ）
A.实验时，导线平行架到小磁针上方，更易看到小磁针转动的现象
B.通电导线周围的磁场方向与电流方向无关
C.实验装置准备好后，迅速闭合开关，小磁针转动；若把小磁针放置到导线上方，它将不动
D.实验装置准备好后，迅速闭合开关，小磁针转动：若将小磁针移去，通电导线周围将不存在磁场
6.闭合电路的开关，小磁针静止时的指向如图所示。则（ ）
A.电源的左端为正极 B.通电螺线管的左端为S极
C.电流表的左端为“一”接线柱 D.R的滑片不能置于最右端
7.关于电磁现象，下列说法中正确的是（ ）
A.磁体周围存在磁感线，它可以形象的描述磁体周围磁场的形状
B.磁场中能自由转动的小磁针，静止时北极的指向是该点磁场方向
C.电磁铁是利用电磁感应的原理来工作的
D.磁性是指摩擦过的物体能够吸引轻小物体的性质
8.如图所示，通电螺线管上方有一个小磁针，则小磁针静止时S极在________（选填“A”或“B”）端。
9.小明设计了一个电梯自动报警模拟装置，如图所示。在控制电路中，电源电压为12V，R1为滑动变阻器，R2为压敏电阻，R2的阻值大小随压力F的变化关系如图。所示。闭合开关S1和S2，当压敏电阻受到的压力达到4000N时，电磁铁线圈中的电流为0.1A，此时衔铁被吸下，动触点K与触点A断开，同时与触点B接触，电动机停止工作，报警铃声开始响起。电磁铁线圈的电阻忽略不计。下列说法正确的是（ ）
A.S1闭合时，电磁铁的上端为N极
B.当电梯自动报警铃声未响起时，控制电路的总功率大于18W
C.当电梯自动报警铃声开始响起时，R1的功率为0.4W
D.若控制电路电源电压降低，要保证电梯最大载重不变，应将R1的滑片P向左移
二、填空题
10.我们虽然看不到空气，但可以通过它运动产生的效应——“树叶的摆动”来观察到它的存在。物理学中通过其效应对自然界中看不到的事物进行研究是物理学中一种重要的研究方法，这种方法叫_________，在初中物理学习中，我们就是通过小灯泡是否发光来判断灯丝中有无________通过；通过小磁针是否偏转来判断某个空间是否存在________。
11.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。地磁场的磁感线________（选填“是”或“不是”）真实存在的，地磁场的N极在地理的_______（选填“南”或“北”）极附近。指南针静止时______极所指的方向始终在地理的北极附近。
12.如图所示，探究影响电磁铁磁性强弱的因素时，A、B两电磁铁串联的目的是______________；由图中实验现象可知，电磁铁磁性的强弱与__________有关。
三、作图题
13.如图，请将小磁针的N极涂黑，并标出磁感线的方向。
14.如图所示通电螺线管的电流方向，请在图中标出磁极的名称，并画出C点小磁针静止时北极所指的方向（用箭头表示即可）。
四、实验探究题
15.（1）物理学中，对自然界中看不到的事物通过其效应进行研究，使现象变明显，是物理学中的一种重要方法，称为_________。例如，我们虽然看不到空气，但可以通过它运动产生的效应——树叶的摆动“观察”到它的存在。在初中物理学习中，通过小磁针是否偏转来判断某个空间是否存在_________；
（2）为描述磁场，引入了磁感线这一物理模型。通过研究发现：通电直导线周围的磁感线的形状是___________________________；
（3）关于磁现象的研究，丹麦物理学家奥斯特功不可没，他曾经做过如图所示的实验。
比较甲、丙两图，得到的结论是_________________________________________。奥斯特实验第一次把电和磁联系在一起，使得电磁学成为一门新学科发展起来。
16.在“探究通电螺线管外部的磁场分布”实验中：
（1）小明在嵌入螺线管的玻璃板上均匀撤满细铁屑，闭合开关后_______玻璃板（填写操作方法），观察到细铁屑的排列如图甲所示，同时观察到小磁针发生偏转，则说明通电螺线管周围存在________，此时，如果移走小磁针，该结论________（填“成立”或“不成立”）；
（2）把小磁针放到螺线管四周不同位置，螺线管通电后记录小磁针_______极的方向，这个方向就是该点的磁场方向；由此可以判断，通电螺线管外部的磁场分布与_______磁体的磁场分布相似；
（3）在螺线管中插入软铁棒，制成电磁铁，下列设备中没有用到电磁铁的是_______（选填字母）；
A.电磁继电器 B.电磁起重机 C.电炉
（4）接下来小明断开开关，对调电源的正负极，闭合开关后可探究通电螺线管的极性与__________的关系。
参考答案
题型一 磁现象 磁场
【例1】我国是最早用文字记载磁现象的国家之一，下列说法正确的是（ ）
A.罗盘周围的磁感线真实存在且可见
B.司南静止时指南北是因为受到了地磁场的作用
C.“慈（磁）石召铁，或引之也”，说明磁石没有磁性
D.鱼形铁被磁化后制成的指南鱼只有一个磁极
【答案】B
【解析】A.罗盘周围的磁感线不存在，也不可见，故A错误；
B.因为受到了地磁场的作用，司南静止时指南北，故B正确；
C.磁石能吸引磁铁，有磁性，故C错误；
D.鱼形铁被磁化后制成的指南鱼有2个磁极，故D错误。故选B。
【变式1-1】如图所示，关于磁场，下列说法中正确的是（ ）
A.勺柄所指的方向是地理北方
B.该条形磁体的右端为S极，左端为N极
C.当两个磁体的同名磁极靠近时，二者相互排斥
D.地球周围的磁感线是真实存在的
【答案】C
【解析】A.司南是用天然的磁石磨成的勺子，勺柄部分是S极，在地磁场作用下，自然静止时它的勺柄S指向南方，故A错误；
B.由于在磁体的外部，磁场方向从N极回到S极，左端为S极，故B错误；
C.同名磁极相排斥，图中二者相互排斥，说明两个靠近的磁体是同名磁极，故C正确；
D.地球周围存在磁场，磁感线不是真实存在的，故D错误。故选C。
【变式1-2】《晋书·马隆传》讲述了名将马隆在一次战役中，命士兵将大批磁石堆垒在一条狭窄的小路上，身穿铁甲的敌军被磁石吸住，而马隆的兵将身穿犀甲，行动如常，敌军以为马隆的兵是神兵，故而大败。下列说法正确的是（ ）
A.磁石能吸引各种金属铠甲 B.磁石吸引铁甲是通过磁场作用的
C.磁石周围小路上磁感线是真实存在的 D.磁石各部位对铁甲的吸引力大小相同
【答案】B
【解析】A.磁石能吸引铁、钴、镍，不能吸引金、铜等其他金属，故A错误；
B.磁石周围存在磁场，磁石吸引铁甲就是通过磁场发生的，故B正确；
C.磁石的周围存在磁场，而磁感线实际不存在，是为了描述磁场的分布假想的曲线，故C错误；
D.磁石两极磁性最强，其它部分弱，磁石各部位对铁甲的吸引力大小不相同，故D错误。
故选B。
题型二 磁场的描述——磁感线
【例2】如图所示的是用来描绘某一磁体周围磁场的部分磁感线。下列说法正确的是（ ）
A.由P到Q磁场越来越强 B.a点的磁场比b点的磁场强
C.a点与b点的磁性强弱相同 D.a点与b点的磁场方向相同
【答案】A
【解析】ABC.磁场线的疏密代表了磁场的强弱，由P到Q磁场越来越强，a点的磁场比b点的磁场弱，故A正确，BC错误；
D.磁感线的切线方向为磁场的方向，a点与b点的磁场方向不同，故D错误。故选A。
【变式2-1】小杜将条形磁体放在水平桌面上并在周围放置小磁针，小磁针的指向情况如图甲所示。将小磁针拿掉，在条形磁体上放玻璃板并均匀撒一层铁屑，轻轻敲打玻璃板，铁屑的分布情况如图乙所示。图丙是根据图甲和图乙的现象，用磁感线描述的条形磁体的磁场情况。下列说法错误的是（ ）
A.甲图中小磁针静止时，南极所指的方向为该点的磁场方向
B.甲图中小磁针受到力的作用，说明磁体周围有磁场
C.乙图探究的是条形磁体周围磁场的分布情况
D.丙图中的磁感线是为描述磁场引入的模型，不是真实存在的
【答案】A
【解析】A.甲图中小磁针静止时，北极所指的方向为该点的磁场方向，故A错误，符合题意；
B.甲图中小磁针受到力的作用，说明磁体周围有磁场，磁体的磁场发生相互作用，使磁针偏转，故B正确，不符合题意；
C.乙图用铁屑代替小磁针，铁屑磁化后受磁场的作用有序排列，探究的是条形磁体周围磁场的分布情况，故C正确，不符合题意；
D.丙图中，磁感线是为了形象地描述磁场引入的模型，磁感线不是真实存在的，故D正确，不符合题意。故选A。
【变式2-2】如图所示是条形磁体的磁场分布图，下列说法正确的是（ ）
A.该条形磁体的左端为N极
B.该条形磁体的右端为S极
C.磁场是为了分析小磁针的偏转情况假想出来的
D.磁感线是为了研究方便引入的假想曲线
【答案】D
【解析】AB.磁感线从磁体N极发出，从S极回，由图可得，条形磁体的右端为N极，左端为S极，故AB错误；
C.磁场是真实存在的，故C错误；
D.磁感线是为了方便研究磁场而引入的假想曲线，并非真实存在的曲线，故D正确。
故选D。
题型三 磁极相互作用 地磁场
【例3】大约在北宋初年，我国又创制了一种指南工具——指南鱼：用一块薄薄的铁片做成，形状很像一条鱼。将其磁化后，浮在水面上，其静止时鱼头指向南方。下列说法正确的是（ ）
A.“指南鱼”也可以用铜片做成 B.“指南鱼”静止时鱼头指向的是地磁场的N极附近
C.“指南鱼”腹部磁性最强 D.“指南鱼”周围存在磁感线
【答案】B
【解析】A.铜片不是磁性材料，不能被磁化，“指南鱼”不可以用铜片做成，故A错误；
B.“指南鱼”将其磁化后，浮在水面上，其静止时鱼头指向南方。地球是一个磁体，地磁的北极在地理的南极附近，地磁的南极在地理的北极附近，根据异名磁极相互吸引，“指南鱼”静止时鱼头指向的是地磁场的N极附近，故B正确；
C.磁体的两端磁性最强，“指南鱼”腹部磁性最弱，故C错误，
D.磁感线是为了形象、方便描述磁场引入的，“指南鱼”周围并不存在磁感线，故D错误。
故选B。
【变式3-1】小伟用磁体将缝衣针磁化后，将其放在水中漂浮的一片树叶上，成为一个“自制指南针”。他多次将树叶轻轻旋转，待树叶静止后，观察到树叶的尖端总是指向南方，如图所示。下列说法正确的是（ ）
A.树叶尖端应标注“S”极 B.树叶尖端指向的是地磁南极
C.树叶周围存在磁场和磁感线 D.树叶尖端会排斥磁体的N极
【答案】A
【解析】ABD.自由转动的磁针静止时，指示南方的是磁针的S极，它与其他磁体的N极相互吸引。它指示的是地理的南极，地磁的北极。故A正确，BD错误；
C.磁感线是人们假想出来的形象地表示磁场的曲线，不是真实存在的。故C错误。故选A。
【变式3-2】某同学用图乙所示的天然磁石仿制图甲所示的司南，他以该磁石的D端为勺柄打磨成司南，再用细线将其悬挂，如图丙所示。下列说法正确的是（ ）
A.天然磁石周围的磁感线是真实存在的 B.天然磁石的B端是N极
C.天然磁石B、D两端磁性最弱 D.图丙司南静止时，勺柄指向地理的北方
【答案】B
【解析】A.天然磁石周围的磁场是真实存在的，但是为了描述磁场，磁感线是人们假想的，故A错误；
B.磁体周围的磁感线，总是从磁体的N极出发，最后回到S极；由图乙可知，磁感线从B端出发，回到D端，所以天然磁石的B端是N极，故B正确；
C.磁体的磁极部分磁性最强，天然磁石B、D两端磁性最强，故C错误；
D.地球是一个大磁场，地磁南极在地理北极附近，图丙中，勺柄是S极，根据磁极间相互作用规律，司南静止时，勺柄指向地磁的北极即地球的南方，故D错误。故选B。
题型四 奥斯特实验、通电螺线管的磁场
【例4】图中所示是探究“通电直导线周围是否存在磁场”实验装置的一部分，置于水平桌面上静止的小磁针上方有一根与之平行的直导线。当直导线中通过如图所示的电流时，小磁针发生偏转。下列说法正确的是（ ）
A.首次通过本实验发现电、磁间有联系的科学家是焦耳
B.小磁针用于检验通电直导线周围是否存在磁场
C.只改变直导线中的电流方向，小磁针偏转方向与图中所示相同
D.只改变直导线中的电流大小，小磁针偏转方向与图中所示相反
【答案】B
【解析】A.该实验中，当导线中通电后，导线周围的小磁针发生偏转，这是科学家奥斯特的实验，所以首次通过本实验发现电、磁间有联系的科学家是奥斯特，故A错误；
B.小磁针在磁场中会受到力的作用，该实验中小磁针用于检验通电直导线周围是否存在磁场，故B正确；
C.小磁针受力方向与磁场方向有关，只改变直导线中的电流方向，则直导线周围磁场方向发生变化，则小磁针的受力方向也发生变化，小磁针偏转方向与图中所示相反，故C错误；
D.直导线周围磁场的强弱与电流大小有关，磁场方向与电流大小无关，所以只改变直导线中的电流大小，直导线周围磁场方向不改变，小磁针偏转方向与图中所示相同，故D错误。故选B。
【变式4-1】通电螺线管磁感线的分布如图所示，则（ ）
A.通电螺线管的右侧为N极 B.小磁针的左侧为S极
C.电源的左侧为负极 D.以上判断都不对
【答案】B。
【解析】根据螺线管磁感线的方向可知，螺线管左侧为N极，右侧为S极，据安培定则可知螺线管导线电流向上，则电源左端为正极，右端为负极，由电磁间的相互作用可得，小磁针左端为S极，右端为N极，故B符合题意，ACD不符合题意。
故选B。
【变式4-2】在探究通电螺线管周围的磁场分布的实验中，在一块有机玻璃板上安装了一个用导线绕成的螺线管，在板面上均匀撒满铁屑，通电后轻敲玻璃板，铁屑的排列如图所示。下列说法正确的是（ ）
A.不同位置的铁屑可以反映该处磁场的方向
B.铁屑有规律地排列，说明通电螺线管周围的磁场分布是有规律的
C.用木屑代替铁屑进行实验，木屑也会有规律地排列
D.如果在P处自由静止的小磁针的右端是N极，则在Q处自由静止的小磁针的右端是S极
【答案】B。
【解析】A.利用撒在磁体周围的铁屑可以判断该磁体围各点的磁场分布，但不能显示方向，可以利用小磁针来显示，故A错误；
B.闭合开关将螺线管通电，用手轻敲击纸板，观察铁屑的分布；由于通电螺线管周围的铁屑会被磁化，每一个小铁屑都相当于一个小磁针；铁屑受到磁场的作用力而有规律地排列，因此我们用铁屑来显示通电螺线管磁场的分布，故B正确；
C.不可以用木屑代替小铁屑进行实验，因为木屑不能被磁化，故C错误；
D.如果在P处自由静止的小磁针的右端是N极，则左端是通电螺线管的S极，右端是通电螺线管的N极，所以在Q处自由静止的小磁针的右端是N极。故选B。
题型五 安培定则及其应用
【例5】在如图所示的通电螺线管中，N、S极标注正确的是（ ）
【答案】AB
【解析】根据右手螺旋定则，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，所以AB正确，CD错误。
故选AB。
【变式5-1】如图是电磁铁和永磁体产生的磁场，由图可知，A的右端为_______极，电源的右端为________极（选填“正”或“负”）。
【答案】S；负
【解析】在磁体的外部，磁感线总是从磁体的N极发出最后回到S极，所以永磁体A的左端及电磁铁的右端都是N极。再根据安培定则，伸出右手使右手大拇指指向电磁铁的N极，四指弯曲所指的方向为电流的方向，即电流从电磁铁的电源的左端流入，所以电源的左端为正极，右端为负极。
【变式5-2】一台旧的直流电源，如果正负极符号模糊不清，我们利用现有的物理知识可以设计多种实验方案进行判断。如图是一种判断方法：在桌面上放一个小磁针，在小磁针旁放一螺线管，闭合开关S后，小磁针N极逆时针偏转，则A为电源_______极。
【答案】正
【解析】闭合开关S后，小磁针N极逆时针偏转，根据同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，说明螺线管的左端为N极，右端为S极，用右手握住螺线管，使大拇指指向螺线管的N极，四指环绕的方向就是电流的方向。由此可知，电流从左端流入、右端流出，因此，A为电源的正极。
题型六 电磁铁工作原理及应用
【例6】如图所示，闭合开关S，将滑片P缓慢向右移动的过程中，下列分析正确的是（ ）
A.电磁铁的磁性变弱 B.弹簧测力计示数将变小
C.电磁铁的上端是N极 D.通过电磁铁的电流变大
【答案】A
【解析】由图可知，闭合开关S后，电磁铁中电流的方向是从下端流入，上端流出，根据安培定则可知，电磁铁的下端为N极，上端为S极。将滑片P缓慢向右移动的过程中，滑动变阻器接入电路的电阻变大，根据欧姆定律可知电路中的电流减小，电磁铁的磁性变弱；因条形磁铁和电磁铁“相对”的磁极是同名磁极，且同名磁极相互排斥，则条形磁铁所受排斥力变小，弹簧测力计示数将增大，故A正确，BCD错误。
故选A。
【变式6-1】如图所示，电源、滑动变阻器与螺线管相连，闭合开关，在通电螺线管的右端放置一个小磁针，小磁针静止时N极指向水平向右。则下列说法正确的是（ ）
A.电源左端为负极
B.通电螺线管的左端为N极
C.将滑动变阻器的滑片P向左移动，通电螺线管的磁性增强
D.若对调电源的正负极位置，闭合开关，则小磁针静止时其N极指向将改变
【答案】D
【解析】AB.由题意可知，小磁针静止时左端为S极，右端为N极，根据同名磁极互相排斥，异名磁极互相吸引，可知，通电螺线管的右端为N极，左端为S极，再根据安培定则可知，电源左端为正极，故AB错误；
C.观察该电路图，将滑动变阻器的滑片P向左移动，变阻器接入电路的阻值在增大，电路的电流在减小，流过通电螺线管的电流在减小，通电螺线管的磁性在减弱，故C错误；
D.已知电源左端为正极，右端为负极，若对调电源的正负极位置，则电源右端为正极，闭合开关，电流从通电螺线管的右端流入，根据安培定则可知，螺线管的左端为N极，右端为S极，根据同名磁极互相排斥，异名磁极互相吸引，可知，小磁针静止时其左端为N极，N极指向将改变，故D正确。
故选D。
【变式6-2】如图所示，是探究“电磁铁磁性强弱与哪些因素有关”的实验电路。闭合开关S，下列说法正确的是（ ）
A.乙螺线管的下端是S极
B.大头针的下端散开是因为异名磁极相互排斥
C.向左移动滑动变阻器的滑片P，甲、乙吸引大头针的个数均会增多
D.比较甲、乙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
【答案】C
【解析】A.乙螺线管中的电流是从其下端流入的，根据安培定则，乙螺线管的下端是N极，故A错误；
B.大头针被磁化，大头针下端的磁极相同，互相排斥，所以下端分散，故B错误；
C.向左移动滑片时，电路中电阻减小，电流变大，电磁铁的磁性增强，电磁铁甲、乙吸引大头针的数量会增多，故C正确；
D.由图知，甲吸引大头针的个数较多，说明甲的磁性较强，甲、乙串联，电流相等，甲的线圈匝数大于乙的线圈匝数，说明电流一定时，线圈匝数越多，电磁铁磁性越强，故D错误。故选C。
题型七 电磁继电器
【例7】如图为电路中空气开关的原理图，P为电磁铁，Q为衔铁，S为开关。下列分析正确的是（ ）
A.手机充电器接入两孔插座后空气开关跳闸，一定是电路的总功率过大
B.若改变电流方向，则空气开关将不能正常工作
C.图乙中P的左端为N极
D.电流过大时，图乙中P的磁性增强，吸引Q向左偏转，弹簧拉起S切断电路
【答案】D。
【解析】A.手机充电器的功率很小，接入两孔插座后空气开关跳闸，可能是短路引起的，故A错误；
B.电磁铁是利用电流的磁效应工作的，与电流方向无关，若改变电流方向，则空气开关将仍能正常工作，故B错误；
C.由图可知，电流从P的左端流入，右端流出，由安培定则可知，图乙中P的右端为N极，其左端为S极，故C错误；
D.电路中电流过大时，电磁铁P的磁性就会增强，则吸引衔铁Q的力变大，使衔铁转动，闸刀S在弹力的作用下自动开启，切断电路，起到保险作用，故D正确。故选D。
【变式7-1】如图所示是小明模拟设计的电梯超重报警电路，当压力高于某一设定值时，电铃发声报警。图中压敏电阻R1的阻值随压力的增大而减小。下列说法正确的是（ ）
A.电铃应接在A和C之间
B.闭合开关后，电磁铁的上端为S极
C.减少电磁铁的线圈匝数，可以提高报警器的灵敏度
D.为使该报警电路在压力更小时报警，可将R2的滑片向上移
【答案】D
【解析】A.由题意可知，压敏电阻R1的阻值随压力的增大而减小，由欧姆定律可知，电路电流会增大，电磁铁磁性增强，吸引衔铁与下方触电接通，B、D间的用电器工作，所以电铃应接在B和D之间，故A错误；
B.由图可知，螺线管正面电流向右，根据安培定则可知，电磁铁的上端为N极，故B错误；
C.在电流大小一定时，减少电磁铁的线圈匝数，电磁铁磁性减弱，灵敏度减弱，故C错误；
D.压敏电阻受到的压力越小，电阻越大，要在同样大小的电流下报警，应减小滑动变阻器接入电路的电阻，应将R2的滑片向上移，故D正确。
故选D。
【变式7-2】寒冬，为给小鸡仔提供温暖的环境，小明制作了恒温箱系统，原理如图。控制电路由电磁继电器、滑动变阻器R1、热敏电阻R2（安装在恒温箱内，阻值随温度升高而显著减小）、低压电源等组成。加热电路由电源、电热丝R3和R4等组成。调好R1阻值，闭合开关S1、S2，箱内温度升高到设定值后即在小范围内波动，且降温比较平缓。下列说法正确的是（ ）
A.恒温箱温度升高时，电磁铁磁性减弱
B.R3阻值大于R4阻值
C.电磁继电器中的电磁铁的原理是电流的磁效应
D.将R1的阻值稍微调小一些，恒温箱控制的温度将更高些
【答案】C
【解析】A.恒温箱温度升高时，热敏电阻R2的阻值随温度升高而显著减小，根据欧姆定律，电路中电流变大，电磁铁的磁性增强，故A错误；
B.温度升高时，电磁铁磁性增强，吸引衔铁，使R4电路接通，此时恒温箱处于保温状态；温度降低时，电磁铁磁性减弱，衔铁在左侧弹簧作用下被拉起，使R3电路接通，此时恒温箱处于加热状态；因加热功率大于保温功率，且电源电压不变，由公式可知，R3阻值小于R4阻值，故B错误；
C.电磁继电器中的电磁铁的原理是电流的磁效应，故C正确；
D.电磁铁吸引衔铁时的电流不变，控制电路电源电压不变，根据欧姆定律可知，控制电路的总电阻不变，将R1的阻值稍微调小一些，根据电阻的串联可知，热敏电阻R2的阻值变大，因热敏电阻R2的阻值随温度升高而显著减小，故恒温箱控制的温度将降低，故D错误。故选C。
基础练习
一、单选题
1.图是磁悬浮地球仪，它无需转轴穿过球体便可悬浮于空中，生动真实地展现了地球在太空中的形态。地球仪悬浮于空中是因为（ ）
A.同名磁极相互排斥 B.同种电荷相互排斥
C.分子间存在斥力 D.受地磁场的作用
【答案】A
【解析】磁悬浮地球仪的球体与底座之间是相互排斥的，即该磁悬浮地球仪是利用同名磁极相互排斥的原理制成的。故A符合题意，BCD不符合题意。故选A。
2.东汉学者王充在《论衡》中记载：司南之杓、投之于地，其柢（握柄）指南（地理的南方）。下列说法正确的是（ ）
A.“柢”是磁体的N极 B.司南可以指示方向是受到地磁场的作用
C.司南周围存在磁感线 D.司南周围各点的磁场方向都是相同的
【答案】B
【解析】A.其柢（握柄）指南，柢（握柄）是磁体的南极，故A错误；
B.由于受到地磁场的影响，司南可以指南北，能够指明方向，故B正确；
C.磁感线是不存在的，是人们为了研究磁场而假想出的线，故C错误；
D.N极的方向为磁感线的方向，地磁场外，磁感线从N极出发，回到S极，司南周围各点的磁场方向都是不相同的，故D错误。故选B。
3.如图所示，世界上最早记录了“地理的两极和地磁场的两极并不重合”这一现象的科学家是（ ）
A.安培 B.奥斯特 C.沈括 D.张衡
【答案】C
【解析】我国学者沈括在《梦溪笔谈》中记录了“地理的两极和地磁场的两极并不重合”这一现象，是世界上最早发现地磁偏角的科学家，故ABD不符合题意，C符合题意。故选C。
4.据物理学史记载，最先发现通电导线周围存在磁场的科学家是（ ）
A.安培 B.欧姆 C.奥斯特 D.瓦特
【答案】C
【解析】A.安培总结了安培定则，故A不符合题意；
B.欧姆发现了欧姆定律 ，故B不符合题意；
C.奥斯特首先发现通电导线周围存在磁场 ，故C符合题意；
D.瓦特改良了蒸汽机 ，故D不符合题意。
故选C。
5.如图所示， 小磁针静止在螺线管附近，闭合开关S后， 下列判断正确的是（ ）
A.通电螺线管的左端为N极 B.小磁针的S极向右转动
C.通电螺线管外部磁场与条形磁铁相似 D.通电螺线管外A 点的磁场方向向左
【答案】CD
【解析】A.由安培定则可知，右手握住螺线管，四指指向电流的方向，大拇指指向右端，则通电螺线管的右端为N极，故A错误；
B.通电螺线管的右端是N极，根据异名磁极相互吸引可知，小磁针的S极应靠近螺线管的右端，则小磁针的S极向左转动，故B错误；
C.根据实验可知，通电螺线管外部磁场与条形磁铁相似，故C正确；
D.在磁体的外部，磁感线从N极指向S极，所以通电螺线管外A点的磁场方向向左，故D正确。
故选CD。
6.巨磁电阻（GMR）效应是指某些材料的电阻在磁场中急剧减小的现象。如图是研究巨磁电阻特性的原理示意图，电源电压保持不变，当闭合S1、S2后，使滑片P向左滑动过程中：（ ）
A.电流表的示数变小 B.电压表的示数变大
C.电压表的示数与电流表的示数之比变小 D.指示灯变暗
【答案】C
【解析】ABC.由题图可知，滑动变阻器的滑片P向左滑动过程中，变阻器接入电路的电阻变小，根据欧姆定律可知，电磁铁所在的电路的电流变大，因为电磁铁磁性的强弱与线圈匝数和通过的电流有关，匝数不变，通过的电流变大，所以此时电磁铁的磁性变强，巨磁电阻处于磁场越强的位置其电阻越小，所以此时巨磁电阻的阻值变小，因为巨磁电阻和灯泡串联，所以右边电路中电流变大，电流表示数变大，根据欧姆定律可知，小灯泡的两端电压变大，根据串联电路的电压特点可知，巨磁电阻的两端电压变小，由于电压表测的是巨磁电阻的两端电压，所以电压表的示数变小，所以，电压表的示数与电流表的示数之比变小，故AB不符合题意，C符合题意；
D.由于右边电路的电流变大，根据P=I2R可知，灯泡的实际功率变大，亮度变亮。故D不符合题意。
故选C。
7.如图是汽车启动原理图，汽车启动时需将钥匙插入钥匙孔并旋转（相当于闭合开关），根据电路图，下列说法正确的是（ ）
A.电磁铁是根据电磁感应原理制成的
B.工作时，电磁铁的上端为S极
C.电动机的工作电压比电磁铁的工作电压低
D.电磁铁通电时，吸引上方的衔铁，触点A、B接触，汽车启动
【答案】D
【解析】A.电磁铁通电后具有磁性，其原理是电流的磁效应，故A错误；
B.根据图示可知，电流从电磁铁的上方流入，根据安培定则可知，电磁铁上端为N极、下端为S极，故B错误；
C.由图可知，电磁铁的工作电压只是电动机的工作电压的一部分，电磁铁的工作电压比电动机的工作电压低，故C错误；
D.当钥匙插入钥匙孔并转动时，电路接通，电磁铁中有电流通过，电磁铁具有磁性，将上边的触点A吸下，使BC触点接通，电动机工作，进而汽车启动，故D正确。故选D。
二、填空题
8.如图所示，是一款磁吸式数据线，线体可以和不同型号的磁性充电头吸附对接，达到一线多头的使用效果，线体和磁性充电头吸附的原理是_______磁极互相吸引；在给手机充电时，手机电池相当于_________（选填“电源”或“用电器”）。当指南针静止时，指南针的S极是指向地理的_______极。
【答案】异名；用电器；南
【解析】同名磁极相排斥，异名磁极相吸引。线体和磁性充电头吸附的原理是异名磁极相吸引。
在给手机充电时，手机电池消耗电能，相当于用电器。
当指南针静止时，指南针的N极指向地磁南极，S极指向地磁北极，地理南极在地磁北极附近，则指南针S极是指向地理的南极。
9.如图所示，放在条形磁体周围的小磁针静止时都不再指南北，而是有了新的指向，表明__________________________。这个实验还反映了磁场是有方向的，磁场中某一点磁场方向就是放在该点的小磁针静止时____________所指的方向。
【答案】磁体周围存在着磁场；北（N）极
【解析】放在条形磁体周围的小磁针静止时都不再指南北，而是有了新的指向，小磁针受到力的作用，表明磁体周围存在着磁场。
这个实验还反映了磁场是有方向的，磁场中某一点磁场方向就是放在该点的小磁针静止时北（N）极所指的方向。
10.两个磁体相互靠近时，同名磁极相互_______；指南针能够指示方向的原因是受到_________的作用，磁偏角是_______首先发现的。
【答案】排斥；地磁场；沈括
【解析】两个磁体相互靠近时，同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。
地球实际是一个大磁体，指南针能够指示方向的原因是受到地磁场的作用。
磁偏角是我国宋代科学家沈括首先发现的。
11.如图a所示，有一款平面镜防雾膜，膜内装有电热丝，将它贴在镜的背面并通电，可防止水蒸气在镜面上液化，这是利用电流的_______效应。而图b的电磁起重机，它的工作原理是电流的_______效应。
【答案】热；磁
【解析】电热丝通电后将电能转化为内能，利用了电流的热效应。
电磁起重机，通电后具有磁性，利用了电流的磁效应。
12.小华找来两根缝衣针、一个按扣、一只大头针和一块橡皮，准备做一个指南针。用橡皮和大头针制作指南针的底座。使缝衣针磁化后，穿过按扣的两个孔，放在底座的针尖上，这就是一个小指南针，如图所示。如果图中指南针静止下来后，针尖指南，那么针尖是_________极，小指南针静止时指南北是受_________作用。
【答案】南（或S）；地磁场
【解析】地球是一个大磁体，地理的南极是地磁的N极，地理的北极是地磁的南极；指南针指南北的原因是由于受到了地磁场的作用；指南针静止时，指向南的一端是磁体的南（S）极；指向北的一端是磁体的北（N）极，针尖指南，所以针尖是南极（S）。
13. 1820年，丹麦物理学家奥斯特第一个发现了电与磁之间的关系，证实了电流周围存在________。我国家庭用电的电压为_________。
【答案】磁场；220V
【解析】当电流通过导体时，导体周围的小磁针发生偏转，证实了电流周围存在磁场，奥斯特最早发现了电与磁之间的联系。
我国家庭普通照明用电的电压为220V，动力电源为电压为380V。
14.如图所示，在奥斯特实验中，通以从左向右的电流，俯视时小磁针逆时针旋转。若只改变电流方向，俯视时小磁针将_________旋转；若只将小磁针放在该导线上方，俯视时小磁针将_________旋转。
【答案】顺时针；顺时针
【解析】通电导线周围存在磁场，且磁场的方向与电流方向有关，若只改变电流方向，磁场的方向发生改变，俯视时小磁针将顺时针旋转；若只将小磁针放在该导线上方，上方的磁场方向与下方磁场的方向相反，磁场的方向发生改变，俯视时小磁针将顺时针旋转。
15.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，则小磁针左侧是_______极（选填“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________（选填“变大”“变小”或“不变”），你判断的依据是__________、____________________。
【答案】S；变小；安培定则；磁极间相互作用的规律
【解析】根据安培定则可知，四指顺着电流方向，大拇指所指的方向为N极，图乙中，通电线圈的右侧是N极，由磁极间的作用规律可知，小磁针左侧是S极。
由图知，两个线圈A和B中的电流方向都向上，用右手握住线圈A、B，让四指指向线圈中电流的方向，则大拇指所指的那端就是线圈的N极，所以线圈A的右端为N极、左端为S极，线圈B的右端为N极、左端为S极，根据磁极间的相互作用规律可知，线圈A和B会相互吸引，则它们将互相靠近。
16.如图所示，较光滑的桌面上，在两个靠得较近的小车上分别放一块磁体，当中间相邻磁极为同名磁极时，松手后两小车同时向后退去；若中间相邻磁极为异名磁极时，松手后两小车向中间靠拢。以上现象可以说明：
（1）物体间力的作用是________的；
（2）力可以改变物体的_________________；
（3）力的作用效果与力的_______有关。
【答案】相互；运动状态；方向
【解析】（1）在两个靠得较近的小车上分别放一块磁铁，同时松手后，左车向左运动，则左车上的磁铁受到右车上的磁铁施加的向左的力的作用；右车向右运动，则右车上的磁铁受到左车上的磁铁施加的向右的力的作用，这说明：力的作用是相互的。
（2）两车原来是静止的，同时松手后，左车向左运动，右车向右运动，两车的运动状态发生了改变，故力可以改变物体的运动状态。
（3）由图可知，当中间相邻磁极为同名磁极时，两车互相排斥，受力方向分别向后，则两小车同时向后退去；当中间相邻磁极为异名磁极时，两车互相吸引，受力方向分别向前，则两小车同时向中间靠拢，这说明力的作用效果与力的方向有关。
三、作图题
17.图中画出了两个磁极间的磁感线，请标出两个磁极的名称，并画出位于A点小磁针静止时北极所指的方向。
【解析】由图可知，这是异名磁极之间的磁感线；在磁体外部，磁感线从N极出来，回到磁体的S极，所以左侧磁极为N极，右侧磁极为S极；A点磁场方向水平向右，所以小磁针的N极在右端，如图所示：
18.如图所示，根据小磁针静止时的指向，用箭头标出磁感线的方向，并在括号内标出电源的正负极（用“+”或“-”表示）。
【解析】从图可知，小磁针的左端是S极，右端为N极；由同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引可知，通电螺线管的右端是N极，左端是S极；根据安培定则，伸出右手握住螺线管使大拇指指示通电螺线管的N极，则四指弯曲所指的方向为电流的方向，所以电流是从螺线管的右端流入，则电源的右端为正极，左端是负极；通电螺线管周围的磁感线从它的N极出发、回到S极，据此画出图中磁感线的方向，如图所示：
19.如图所示，小磁针静止在甲、乙两个通电螺线管之间.请在答题纸上标出：
（1）甲图中通电螺线管导线的绕法和A点磁感线方向；
（2）在乙图的括号内标出电源的“＋”“-”极。
【解析】由图可知，小磁针未指向两侧，可以判断甲乙是同名磁极相互排斥，由小磁针指向可知磁感线方向向上，故甲的右侧，乙的左侧均为N级，则由安培定则，可以判断绕法和电流方向，如图所示：
四、实验探究题
20.小明在“探究通电螺线管外部磁场的方向”实验中，设计如下电路。
（1）开关闭合前，小磁针指向如图所示，当开关闭合，小磁针_________（选填“顺时针”或“逆时针”）偏转；
（2）小磁针的作用（任写一条）：_____________________________________；
（3）调换电源的正负极，闭合开关，小磁针偏转方向与原来________（选填“相同”或“相反”），说明通电螺线管外部的磁场方向与____________有关。
【答案】逆时针；检验磁场的存在（判断磁场的方向）；相反；电流方向
【解析】（1）根据安培定则知道，图中通电螺线管的左侧为S极，右侧为N极，由于同名磁极互相排斥，异名磁极互相吸引，因此小磁针N极将逆时针旋转。
（2）通电时螺线管周围存在磁场，小磁针在磁场中受到力的作用会发生偏转，所以小磁针能显示磁场的存在；小磁针静止时N极指向与该点磁场方向相同，因此利用小磁针还可以判断磁场的方向。
（3）调换电源正负极，即改变螺线管中的电流方向，发现小磁针偏转方向改变，与原来相反，说明磁场方向与电流方向有关。
21.为了探究“通电螺线管的磁性强弱与哪些因素”有关，小张找来了四节干电池、开关、滑动变阻器、两根大铁钉、很多大头针和一段较长的电阻丝，做了以下几次实验，实验现象如图所示。根据图示现象回答下列问题：
（1）实验中磁场的强弱是通过观察_____________________来进行比较，这就是物理中常用的转换法；
（2）通过观察图甲中A与B两个通电螺线管，当通过线圈的电流相同、有无铁芯相同时，通电螺线管线圈的匝数越少，它的磁性就越_______；
（3）通过观察图甲中________两个通电螺线管，当通过线圈的电流相同、线圈的匝数相同时，有铁芯的通电螺线管的磁性强；（选填“A、B”、“B、C”或“A、C”）
（4）通过观察图乙与图丙，可以探究通电螺线管的磁性强弱与___________的关系；
（5）结论：影响通电螺线管磁性强弱的因素有________________________________________。
【答案】（1）通电螺线管吸引大头针的数量；（2）弱；（3）B、C；（4）电流大小；（5）线圈的匝数、有无铁芯、通过螺线管的电流大小。
【解析】（1）实验中磁场的强弱是通过观察通电螺线管吸引大头针的数量来反映磁场的强弱，这用到了物理中的转换法。
（2）图甲中A与B两个通电螺线管，可以看出当通过线圈的电流相同、有无铁芯相同时，通电螺线管线圈的匝数越少，吸引的大头针的数量越少，则它的磁性就越弱。
（3）通过观察可知，图甲B、C两个通电螺线管，其通过线圈的电流相同、线圈的匝数相同时，有铁芯的通电螺线管的磁性强。
（4）图乙和丙中，线圈的匝数相同、有无铁芯相同，图丙中滑动变阻器连入电路的电阻变短，电阻变小，电路中电流增大，其通电螺线管吸引大头针增多，其磁性增强，说明通过螺线管的电流越大，它的磁性就越强。
（5）通过实验可以得出：影响通电螺线管磁性强弱的因素有线圈的匝数、有无铁芯、通过螺线管的电流大小。
提升练习
一、选择题
1.对磁场和磁感线的说法中，不正确的是（ ）
A.磁体间的相互作用是通过磁场发生的
B.磁体外部，磁体周围的磁感线从磁体的N极出发，回到磁体的S极
C.磁感线是磁场中真实存在的曲线，可以通过实验来模拟
D.磁场中某点的磁场方向与该点小磁针静止时N极指向相同
【答案】C。
【解析】A.磁场对放入其中的磁体或电流有力的作用，磁体间的相互作用就是通过磁场发生的，故A正确，不符合题意；
B.在磁体外部，磁感线从北极出来，回到S极，故B正确，不符合题意；
C.磁感线是假想的曲线，客观并不存在，故C错误，符合题意；
D.磁场中某点的磁场方向、小磁针静止时北极所指的方向、磁感线的方向是一致的，故D正确，不符合题意。故选C。
2.以下关于磁场和磁感线的说法中，正确的是（ ）
①磁体周围存在着磁场
②磁场中实际存在着磁感线
③磁感线上某点的切线方向就是此点的磁场方向
④磁体周围，画有磁感线的地方有磁场，没有画磁感线的地方则没有磁场
A.①② B.③④ C.①③ D.②④
【答案】C
【解析】①磁体周围存在着一种对磁体或铁钴镍等物质有吸引作用的物质，这就是磁场，是真实存在的，故①正确；
②磁感线是为了描述磁场而画的假想的曲线，不是真实存在的，故②错误；
③磁感线上某点的切线方向就是该处磁场方向，故③正确；
④磁体周围有任何地方都有磁场，与是否画磁感线无关，故④错误；综上可知，①③正确。
故选C。
3.关于下列四幅图的描述正确的是（ ）
A.甲图让钢棒AB靠近条形磁体，若它们相互吸引，则钢棒具有磁性
B.乙图中地球磁场的N极在地理的北极附近
C.丙图中两个条形磁铁相互靠拢合并时铁钉将吸得更牢
D.丁图中a端磁极是N极，b端磁极是S极
【答案】D
【解析】A.用钢棒靠近条形磁体的N极时，钢棒没有磁性或者靠近条形磁体的是钢棒的S极，二者都会相互吸引，故A错误；
B.地磁场的N极在地理南极附近，地磁场的S极在地理北极附近，故B错误；
C.同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，当另一根同样的条形磁铁的N极与原来磁铁的S极接合时，N极与S极接合在一起，成为一个新的条形磁铁，铁钉所在位置成为“新条形磁铁”的中间位置，磁性很弱，铁钉将落下，故C错误；
D.在磁体外部，磁感线从磁体的N极出来回到S极，所以a端为N极，b端为S极，故D正确。
故选D。
4.沈括在《梦溪笔谈》卷二十四《杂志》中有这么一段描述：“方家以磁石磨针锋，则能指南，然常微偏东，不全南也。”他是世界上最早记述这一现象的人，比西方早了400多年。下列说法不正确的是（ ）
A.针锋是磁体的南极
B.地磁场的北极在地理的南极附近
C.指南针的南极指的是地理的北极
D.“然常微偏东，不全南也，”说明地理的两极和地磁场的两极不完全重合
【答案】C
【解析】BD.“然常微偏东，不全南也，”说明地理的两极和地磁场的两极不完全重合，存在磁偏角。地磁场的北极在地理的南极附近。故BD正确，不符合题意；
A.“针锋能指南”，因为 “针锋”受地磁场影响要指向地磁场的N极，“针锋”是磁体的南极，故A正确，不符合题意；
C.指南针的南极指的是地磁场的北极，故C错误，符合题意。故选C。
5.如图是小明做奥斯特实验时的装置图，下列说法正确的是（ ）
A.实验时，导线平行架到小磁针上方，更易看到小磁针转动的现象
B.通电导线周围的磁场方向与电流方向无关
C.实验装置准备好后，迅速闭合开关，小磁针转动；若把小磁针放置到导线上方，它将不动
D.实验装置准备好后，迅速闭合开关，小磁针转动：若将小磁针移去，通电导线周围将不存在磁场
【答案】A
【解析】A.因通电直导线周围的磁场方向与导线垂直，所以若导线与小磁针垂直放置，小磁针有可能不转动，平行放置时，小磁针N极的指向为该点的磁场方向，这时实验现象最明显，故A正确；
B.根据奥斯特实验，人们发现改变导线中电流方向，小磁针偏转方向改变，说明通电导线周围的磁场方向与电流方向有关，故B错误；
C.实验装置准备好后，迅速闭合开关，小磁针转动；若把小磁针放置到导线上方，因磁场方向改变，所以小磁针偏转方向改变，它将转动，故C错误；
D.通电导线周围有磁场是因为通电导线中存在电流，通电导线中的电流是通电导线周围磁场形成的原因，与小磁针无关，小磁针只是为了证明有磁场产生，故D错误。
故选A。
6.闭合电路的开关，小磁针静止时的指向如图所示。则（ ）
A.电源的左端为正极 B.通电螺线管的左端为S极
C.电流表的左端为“一”接线柱 D.R的滑片不能置于最右端
【答案】B
【解析】小磁针静止时左端为N极，则通电螺线管左端为S极，根据安培定则可以判定，螺线管正面导线的电流方向是向下的。电流从电流表的左端接线柱流入电流表，再流入电源的左端，所以电流表左端为正接线柱，电源右端为正极。R的滑片可以置于最右端，此时连入电路中阻值最大。故ACD不符合题意，B符合题意。故选B。
7.关于电磁现象，下列说法中正确的是（ ）
A.磁体周围存在磁感线，它可以形象的描述磁体周围磁场的形状
B.磁场中能自由转动的小磁针，静止时北极的指向是该点磁场方向
C.电磁铁是利用电磁感应的原理来工作的
D.磁性是指摩擦过的物体能够吸引轻小物体的性质
【答案】B
【解析】A.磁感线是人们假想出来的曲线，用来形象地描述磁场，它不是真实存在的。故A错误；
B.人对对磁场方向的规定为：一个小磁针在磁场中能够自由转动，当它静止下来，它的北极（N极）指示的方向是该点的磁场方向。故B正确；
C.电磁铁是利用电流的周围存在磁场的原理来工作的。故C错误；
D.磁性指的是磁体能够吸引铁、钴、镍等物质的性质。故D错误。故选B。
8.如图所示，通电螺线管上方有一个小磁针，则小磁针静止时S极在________（选填“A”或“B”）端。
【答案】A
【解析】如图所示，由安培定则可知，通电螺线管左端为N极，右端为S极，由磁极间的相互作用可知，小磁针静止时，左端是S极。
9.小明设计了一个电梯自动报警模拟装置，如图所示。在控制电路中，电源电压为12V，R1为滑动变阻器，R2为压敏电阻，R2的阻值大小随压力F的变化关系如图。所示。闭合开关S1和S2，当压敏电阻受到的压力达到4000N时，电磁铁线圈中的电流为0.1A，此时衔铁被吸下，动触点K与触点A断开，同时与触点B接触，电动机停止工作，报警铃声开始响起。电磁铁线圈的电阻忽略不计。下列说法正确的是（ ）
A.S1闭合时，电磁铁的上端为N极
B.当电梯自动报警铃声未响起时，控制电路的总功率大于18W
C.当电梯自动报警铃声开始响起时，R1的功率为0.4W
D.若控制电路电源电压降低，要保证电梯最大载重不变，应将R1的滑片P向左移
【答案】D。
【解析】A.由图1知，闭合开关S1，电流由电磁铁的下端流入，上端流出，据安培定则知，电磁铁的上端为S极，下端为N极，故A错误；
BC.衔铁被吸下时，动触点K与触点B接触，报警铃声响起，此时电磁铁线圈中的电流为0.1A，由图1知，控制电路中，两个电阻及电磁铁串联，控制电路的总功率：
P=UI=12V×0.1A=1.2W
此时压敏电阻所受压力为4000N，它接入电路的阻值由图2知，为40Ω，控制电路的总阻值
R1的阻值：
R1=R-R2=120Ω-40Ω=80Ω
R1功率
P1=I2R1=（0.1A）2×80Ω=0.8W
警报铃未响起，即衔铁未被吸下，则控制电路中的电流小于0.1A，控制电路的总功率小于1.2W，故BC错误；
D.控制电路的电源电压降低，要保证电梯最大载重不变，即压敏电阻接入电路的最小阻值不变，控制电路的电流不变仍为0.1A时，衔铁被吸下，则变阻器接入电路的阻值变小，滑片向左移动，故D正确。
故选D。
二、填空题
10.我们虽然看不到空气，但可以通过它运动产生的效应——“树叶的摆动”来观察到它的存在。物理学中通过其效应对自然界中看不到的事物进行研究是物理学中一种重要的研究方法，这种方法叫_________，在初中物理学习中，我们就是通过小灯泡是否发光来判断灯丝中有无________通过；通过小磁针是否偏转来判断某个空间是否存在________。
【答案】转换法；电流；磁场
【解析】对于看不见的事物，人们是通过某些“效应”去研究的，实际是物理的一种研究方法，它是转换法；电流看不见、摸不着，判断电路中是否有电流时可通过电路中的灯泡是否发光去确定，采用的是转换法；通过观察小磁针的偏转，来判断空间中是否存在磁场，采用的是转换法。
11.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。地磁场的磁感线________（选填“是”或“不是”）真实存在的，地磁场的N极在地理的_______（选填“南”或“北”）极附近。指南针静止时______极所指的方向始终在地理的北极附近。
【答案】不是；南；N
【解析】磁感线是假想的分布在磁体周围的曲线，地磁场的磁感线不是真实存在的，地磁场是真实存在的。
地理的南北极和地磁的南北极并不重合，地磁北极在地理南极附近，地磁南极在地理北极附近。
地磁南极在地理北极附近，同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，所以指南针静止时N极所指的方向始终在地理的北极附近。
12.如图所示，探究影响电磁铁磁性强弱的因素时，A、B两电磁铁串联的目的是______________；由图中实验现象可知，电磁铁磁性的强弱与__________有关。
【答案】控制电流相同；线圈匝数
【解析】串联电路中电流处处相等。A、B两电磁铁串联，可以使得通过A、B两电磁铁的电流相等。
根据图像，线圈匝数较多的B电磁铁吸引铁钉较多，说明磁性较强，可知，电磁铁磁性的强弱与线圈匝数有关。
三、作图题
13.如图，请将小磁针的N极涂黑，并标出磁感线的方向。
【解析】根据电源的正负极可以确定电流从螺线管的左端流入，右端流出；再根据螺线管的绕向，结合安培定则即可确定螺线管的右端为N极，左端为S极。由磁极间的相互作用可确定小磁针的右端为N极，左端为S极，在磁体的周围，磁感线从磁体的N极出发回到S极。由此可以确定磁感线的方向向左，如图所示。
14.如图所示通电螺线管的电流方向，请在图中标出磁极的名称，并画出C点小磁针静止时北极所指的方向（用箭头表示即可）。
【解析】根据右手螺旋定则可知，A端为N极，B端为S极，在磁体外部，磁感线的方向是由N极出发回到S极，则C点小磁针静止时北极所指的方向为水平向右，如下图所示
四、实验探究题
15.（1）物理学中，对自然界中看不到的事物通过其效应进行研究，使现象变明显，是物理学中的一种重要方法，称为_________。例如，我们虽然看不到空气，但可以通过它运动产生的效应——树叶的摆动“观察”到它的存在。在初中物理学习中，通过小磁针是否偏转来判断某个空间是否存在_________；
（2）为描述磁场，引入了磁感线这一物理模型。通过研究发现：通电直导线周围的磁感线的形状是___________________________；
（3）关于磁现象的研究，丹麦物理学家奥斯特功不可没，他曾经做过如图所示的实验。
比较甲、丙两图，得到的结论是_________________________________________。奥斯特实验第一次把电和磁联系在一起，使得电磁学成为一门新学科发展起来。
【答案】转换法；磁场；以导线为圆心排列的系列同心圆；电流周围的磁场方向与电流方向有关
【解析】（1）对于看不见的事物，人们是通过某些“效应”去研究的，实际是物理的一种研究方法，它是转换法，把看不见的或现象不明显的转化成看得见的明显的现象去感知；在初中物理学习中，通过小磁针是否偏转来判断某个空间是否存在磁场，小磁针偏转，说明空间存在磁场。
（2）丹麦物理学家奥斯特的发现，揭示了电与磁的联系，打开了电磁学领域的一扇大门，进一步的研究发现通电直导线周围的磁感线分布是以导线为圆心排列的系列同心圆。
（3）比较甲丙实验可知，改变电流方向后，小磁针转动方向发生改变，实验得出结论：电流周围的磁场方向与电流方向有关。
16.在“探究通电螺线管外部的磁场分布”实验中：
（1）小明在嵌入螺线管的玻璃板上均匀撤满细铁屑，闭合开关后_______玻璃板（填写操作方法），观察到细铁屑的排列如图甲所示，同时观察到小磁针发生偏转，则说明通电螺线管周围存在________，此时，如果移走小磁针，该结论________（填“成立”或“不成立”）；
（2）把小磁针放到螺线管四周不同位置，螺线管通电后记录小磁针_______极的方向，这个方向就是该点的磁场方向；由此可以判断，通电螺线管外部的磁场分布与_______磁体的磁场分布相似；
（3）在螺线管中插入软铁棒，制成电磁铁，下列设备中没有用到电磁铁的是_______（选填字母）；
A.电磁继电器 B.电磁起重机 C.电炉
（4）接下来小明断开开关，对调电源的正负极，闭合开关后可探究通电螺线管的极性与__________的关系。
【答案】轻敲；磁场；成立；N；条形；C；电流方向
【解析】（1）在嵌入螺线管的有机玻璃板上均匀撒些细铁屑，通电后需要轻敲有机玻璃板，这样做的目的是克服摩擦力的影响，使细铁屑可以自由移动。
磁场的基本性质是对放入其中的磁体有力的作用，闭合开关，观察到螺线管周围的小磁针由于受到磁场的作用而发生偏转，说明了通电螺线管周围存在磁场。
闭合开关后，发现无论小磁针放在螺线管周围的那个位置，均发生偏转，说明通电螺线管周围存在磁场，电流周围存在的磁场是真实的，不会由于小磁针的消失而消失。
（2）物理学中规定，自由小磁针静止时N极所指的方向为该点的磁场方向，故把小磁针放到螺线管四周不同位置，螺线管通电后，小磁针N极所指的方向就是该点的磁场方向。
在通电螺线管外部多放置一些细铁屑，可以形象的显示出通电螺线管周围的细铁屑的排列与条形磁铁周围的细铁屑排列相似，由此可以判断，通电螺线管的外部磁场与条形磁铁的磁场相似。
（3）A.电磁继电器是通过控制电磁铁中电流有无来控制另外电流更大的电器开关，故A不符合题意；
B.电磁起重机的主要部件是电磁铁，利用电磁铁磁性的有无跟电流的关系工作，故B不符合题意；
C.电炉是利用电流的热效应工作的，故C符合题意。
故选C。
（4）在其它因素不变的情况下，对调电源的正负极，改变通过螺线管的电流方向，观察小磁针的指向有无改变，可探究通电螺线管的极性与电流方向的关系。
学习目标
考点要求 新课标要求 命题预测
磁现象 通过实验，了解物质的磁性。通过实验，认识磁场。知道地磁场。 《磁与电》是学生首次接触到“磁现象”，因为磁现象大都需要通过实验来感知“磁场”的存在，所以本单元的实验内容就显得尤为重要，考题内容涉及到实验考题肯定会很多。本单元在中考试卷中属于必考内容。另外，还需注意磁场与我国古代科技相结合的考查方向。本专题考点主要集中在磁场与磁感线、地磁场、指南针的制作、磁偏角、奥斯特实验、通电螺线管的磁场及作图、影响电磁铁磁性强弱的因素、电磁继电器的应用等。
电流的磁场 通过实验，了解电流周围存在磁场。探究并了解通电螺线管外部磁场的方向。
电磁铁 了解电磁铁在生产生活中的应用。
跨学科实践：指南针 了解指南针的进化史，知道指南针的制作及使用方法，知道地磁场，了解怎样测量磁偏角。
思维导图
知识点
一、磁现象
考点一：磁现象
1.磁性：磁铁能吸引铁、钴、镍等物质的性质（吸铁性）。
2.磁体：具有磁性的物体。分类：永磁体分为天然磁体、人造磁体。
3.磁极：
①定义：磁体上磁性最强的部分叫磁极。（磁体两端磁性最强，中间磁性最弱）
②种类：N极、S极。
▲敲桌子：N极、S极的命名：能在水平面上自由转动的磁体，静止后指南的磁极叫磁南极（S），指北的磁极叫磁北极（N）。
提醒：一个磁体分成多部分后，每一部分仍存在两个磁极。
③作用规律：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。
4.磁化：
①定义：使原来没有磁性的物体获得磁性的过程。
②钢和软铁的磁化：
a.铁被磁化后，磁性容易消失，称为软磁材料。
b.钢被磁化后，磁性能长期保持，称为硬磁性材料。
c.制造永磁体使用钢，制造电磁铁的铁芯使用软铁。
③只有铁钴镍类物质才能被磁化。
5.物体是否具有磁性的判断方法：
①根据磁体的吸铁性判断。
②根据磁体的指向性判断。
③根据磁体相互作用规律判断：
a.物体一端与磁体一端相互排斥：则该物体一定有磁性。
b.物体一端与磁体一端相互吸引：该物体可能有磁性；该物体可能无磁性!
④根据磁极的磁性最强判断。
考点二：磁场
1.定义：磁体周围存在着磁场，它是一种看不见、摸不着的特殊物质。
我们可以根据它所产生的作用来认识它，这里用的是转换法。
2.基本性质：磁场对放入其中的磁体产生力的作用。
3.磁极间的相互作用是通过磁场而发生的。
4.方向规定：在磁场中的某一点，小磁针静止时北极所指的方向（小磁针北极所受磁力的方向）就是该点磁场的方向。
5.描述磁场的方法——磁感线：
①定义：在磁场中画一些有方向的曲线，任何一点的曲线方向都跟放在该点的磁针北极所指的方向一致。
②方向：
a.磁体周围的磁感线：从磁体的N极出来，回到磁体的S极；
b.磁体内部的磁感线：从磁体的S极出发，回到磁体的N极。
③典型磁场的磁感线：
条形磁铁 蹄形磁铁 同名磁极间 异名磁极间
④说明：
a.磁感线是为了直观、形象地描述磁场而引入的带方向的曲线，不是客观存在的；但磁场是客观存在。
b.用磁感线描述磁场的方法叫理想模型法。
c.磁感线是封闭的曲线。
d.磁感线立体的分布在磁体周围，而不是平面的。
e.磁感线不相交。
f.磁感线的疏密程度表示磁场的强弱。
考点三：地磁场
1.定义：地球的周围存在着地磁场；小磁针指南北就是因为受到了地磁场的作用。
2.磁极：地磁场的北极在地理的南极附近，地磁场的南极在地理的北极附近。并且不完全重合。
3.磁偏角：首先由宋代的沈括发现。
二、电流的磁场
考点一：奥斯特的发现
1.定义：通电导体周围存在磁场的现象，称为电流的磁效应。
2.奥斯特实验：
①甲、乙两图：
a.现象：通电后，小磁针发生偏转；断电后，小磁针回到原来位置。
b.结论：通电导体周围存在磁场。（电流的磁场）
②甲、丙两图：
a.现象：改变电流方向，小磁针偏转方向与原来相反。
b.结论：电流磁场的方向与电流方向有关。
③发现电和磁联系的第一人：奥斯特。
④该实验操作的关键是：
a.直导线一定要和小磁针平行放置；
b.导线中电流要足够大。
考点二：通电螺线管的磁场
1.什么叫螺线管：把外面涂有绝缘漆的导线缠绕在圆筒上，就做成了螺线管（也叫线圈）。
2.通电螺线管的磁场特点：通电螺线管周围的磁场和条形磁铁的磁场相似。其两端相当于条形磁铁的两个磁极。
3.通电螺线管的磁极：
①其两端的极性跟电流方向有关。
②电流方向与磁极间的关系可由安培定则来判断。
考点三：安培定则
1.内容：用右手握住螺线管，让弯曲的四指指向螺线管中电流的方向，大拇指所指的方向就是通电螺线管的N极。
▲敲桌子：“一手两向”
2.应用：
①已知螺线管中电流方向，判断N、S极。
②已知螺线管N、S极，判断电流方向。
③已知螺线管电流方向和N、S极，给螺线管绕线。
三、电磁铁
考点一：电磁铁
1.定义：内部插入铁芯的通电螺线管。
2.工作原理：电流的磁效应，通电螺线管插入铁芯后磁场大大增强。
3.磁性强弱的影响因素：
①通电有磁性，断电无磁性。
②与电流大小有关：在线圈匝数一定时，电流越大，电磁铁磁性越强。
③与线圈匝数有关：在电流大小一定时，线圈匝数越多，电磁铁磁性越强。
④插入铁芯，磁性增强。
4.优点：
①磁性有无由通断电路来控制。
②磁极由电流方向来控制。
③磁性强弱由电流大小、线圈匝数来控制。
5.应用：电磁继电器、电话、电铃等。
考点二：电磁继电器
1.定义：电磁继电器是利用低电压、弱电流电路的通断，来间接控制高电压、强电流电路通断的元件。
2.工作原理：电流磁效应。
3.结构：如下图所示。
4.实质：是一个由电磁铁控制的开关。
5.工作过程：
如图为一种自动报警装置，当开关断开时，控制电路无电流，电磁铁无磁性，衔铁被弹簧拉起，使动触点与上面静触点接触，电灯所在电路闭合，电灯发光；
反之，当开关闭合，控制电路中有电流，电磁铁有磁性，衔铁被吸下来，使动触点与下面静触点接触，电铃所在电路闭合，电铃发声。
四、跨学科实践：指南针
考点一：追溯指南针的进化史
1.起源：春秋时期的《鬼谷子》最早提到“司南”一词。东汉王充的《论衡》记载的“司南勺”为最早的磁性指南器具。
2.发展：司南首先被改为磁针；唐代末期，人们在司南的基础上发明了水罗盘；北宋时期出现指南鱼、指南针。
3.技术革新：人工磁化方法。
①淬火法（《武经总要》）：
步骤：铁片加热→沿地磁场方向“淬火”→指南鱼。
②摩擦法（《梦溪笔谈》）：
原理：用磁石摩擦钢针使其磁化。
4.应用：常用于航海、大地测量等。北宋朱彧的《萍洲可谈》记载了我国古人最早将指南针用于航海。明代郑和七下西洋就借助了罗盘。
考点二：自制指南针
利用实验室器材和生活用具（如小磁铁、缝衣针等），模仿古代通过淬火或摩擦的方法制作指南针，并展示交流。
考点三：测量磁偏角
1.磁偏角：沈括最早通过实验证明地磁南北极与地理南北极不重合（存在磁偏角），比哥伦布早400多年发现。
2.测量思路：用自制指南针测定磁极方位；查资料，借助影子、北极星等测定地理北极方位；利用量角器测两者夹角。
典型例题
题型一 磁现象 磁场
【例1】我国是最早用文字记载磁现象的国家之一，下列说法正确的是（ ）
A.罗盘周围的磁感线真实存在且可见
B.司南静止时指南北是因为受到了地磁场的作用
C.“慈（磁）石召铁，或引之也”，说明磁石没有磁性
D.鱼形铁被磁化后制成的指南鱼只有一个磁极
【变式1-1】如图所示，关于磁场，下列说法中正确的是（ ）
A.勺柄所指的方向是地理北方
B.该条形磁体的右端为S极，左端为N极
C.当两个磁体的同名磁极靠近时，二者相互排斥
D.地球周围的磁感线是真实存在的
【变式1-2】《晋书·马隆传》讲述了名将马隆在一次战役中，命士兵将大批磁石堆垒在一条狭窄的小路上，身穿铁甲的敌军被磁石吸住，而马隆的兵将身穿犀甲，行动如常，敌军以为马隆的兵是神兵，故而大败。下列说法正确的是（ ）
A.磁石能吸引各种金属铠甲 B.磁石吸引铁甲是通过磁场作用的
C.磁石周围小路上磁感线是真实存在的 D.磁石各部位对铁甲的吸引力大小相同
题型二 磁场的描述——磁感线
【例2】如图所示的是用来描绘某一磁体周围磁场的部分磁感线。下列说法正确的是（ ）
A.由P到Q磁场越来越强 B.a点的磁场比b点的磁场强
C.a点与b点的磁性强弱相同 D.a点与b点的磁场方向相同
【变式2-1】小杜将条形磁体放在水平桌面上并在周围放置小磁针，小磁针的指向情况如图甲所示。将小磁针拿掉，在条形磁体上放玻璃板并均匀撒一层铁屑，轻轻敲打玻璃板，铁屑的分布情况如图乙所示。图丙是根据图甲和图乙的现象，用磁感线描述的条形磁体的磁场情况。下列说法错误的是（ ）
A.甲图中小磁针静止时，南极所指的方向为该点的磁场方向
B.甲图中小磁针受到力的作用，说明磁体周围有磁场
C.乙图探究的是条形磁体周围磁场的分布情况
D.丙图中的磁感线是为描述磁场引入的模型，不是真实存在的
【变式2-2】如图所示是条形磁体的磁场分布图，下列说法正确的是（ ）
A.该条形磁体的左端为N极
B.该条形磁体的右端为S极
C.磁场是为了分析小磁针的偏转情况假想出来的
D.磁感线是为了研究方便引入的假想曲线
题型三 磁极相互作用 地磁场
【例3】大约在北宋初年，我国又创制了一种指南工具——指南鱼：用一块薄薄的铁片做成，形状很像一条鱼。将其磁化后，浮在水面上，其静止时鱼头指向南方。下列说法正确的是（ ）
A.“指南鱼”也可以用铜片做成 B.“指南鱼”静止时鱼头指向的是地磁场的N极附近
C.“指南鱼”腹部磁性最强 D.“指南鱼”周围存在磁感线
【变式3-1】小伟用磁体将缝衣针磁化后，将其放在水中漂浮的一片树叶上，成为一个“自制指南针”。他多次将树叶轻轻旋转，待树叶静止后，观察到树叶的尖端总是指向南方，如图所示。下列说法正确的是（ ）
A.树叶尖端应标注“S”极 B.树叶尖端指向的是地磁南极
C.树叶周围存在磁场和磁感线 D.树叶尖端会排斥磁体的N极
【变式3-2】某同学用图乙所示的天然磁石仿制图甲所示的司南，他以该磁石的D端为勺柄打磨成司南，再用细线将其悬挂，如图丙所示。下列说法正确的是（ ）
A.天然磁石周围的磁感线是真实存在的 B.天然磁石的B端是N极
C.天然磁石B、D两端磁性最弱 D.图丙司南静止时，勺柄指向地理的北方
题型四 奥斯特实验、通电螺线管的磁
【例4】图中所示是探究“通电直导线周围是否存在磁场”实验装置的一部分，置于水平桌面上静止的小磁针上方有一根与之平行的直导线。当直导线中通过如图所示的电流时，小磁针发生偏转。下列说法正确的是（ ）
A.首次通过本实验发现电、磁间有联系的科学家是焦耳
B.小磁针用于检验通电直导线周围是否存在磁场
C.只改变直导线中的电流方向，小磁针偏转方向与图中所示相同
D.只改变直导线中的电流大小，小磁针偏转方向与图中所示相反
【变式4-1】通电螺线管磁感线的分布如图所示，则（ ）
A.通电螺线管的右侧为N极 B.小磁针的左侧为S极
C.电源的左侧为负极 D.以上判断都不对
【变式4-2】在探究通电螺线管周围的磁场分布的实验中，在一块有机玻璃板上安装了一个用导线绕成的螺线管，在板面上均匀撒满铁屑，通电后轻敲玻璃板，铁屑的排列如图所示。下列说法正确的是（ ）
A.不同位置的铁屑可以反映该处磁场的方向
B.铁屑有规律地排列，说明通电螺线管周围的磁场分布是有规律的
C.用木屑代替铁屑进行实验，木屑也会有规律地排列
D.如果在P处自由静止的小磁针的右端是N极，则在Q处自由静止的小磁针的右端是S极
题型五 安培定则及其应用
【例5】在如图所示的通电螺线管中，N、S极标注正确的是（ ）
【变式5-1】如图是电磁铁和永磁体产生的磁场，由图可知，A的右端为_______极，电源的右端为________极（选填“正”或“负”）。
【变式5-2】一台旧的直流电源，如果正负极符号模糊不清，我们利用现有的物理知识可以设计多种实验方案进行判断。如图是一种判断方法：在桌面上放一个小磁针，在小磁针旁放一螺线管，闭合开关S后，小磁针N极逆时针偏转，则A为电源_______极。
题型六 电磁铁工作原理及应用
【例6】如图所示，闭合开关S，将滑片P缓慢向右移动的过程中，下列分析正确的是（ ）
A.电磁铁的磁性变弱 B.弹簧测力计示数将变小
C.电磁铁的上端是N极 D.通过电磁铁的电流变大
【变式6-1】如图所示，电源、滑动变阻器与螺线管相连，闭合开关，在通电螺线管的右端放置一个小磁针，小磁针静止时N极指向水平向右。则下列说法正确的是（ ）
A.电源左端为负极
B.通电螺线管的左端为N极
C.将滑动变阻器的滑片P向左移动，通电螺线管的磁性增强
D.若对调电源的正负极位置，闭合开关，则小磁针静止时其N极指向将改变
【变式6-2】如图所示，是探究“电磁铁磁性强弱与哪些因素有关”的实验电路。闭合开关S，下列说法正确的是（ ）
A.乙螺线管的下端是S极
B.大头针的下端散开是因为异名磁极相互排斥
C.向左移动滑动变阻器的滑片P，甲、乙吸引大头针的个数均会增多
D.比较甲、乙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
题型七 电磁继电器
【例7】72.如图为电路中空气开关的原理图，P为电磁铁，Q为衔铁，S为开关。下列分析正确的是（ ）
A.手机充电器接入两孔插座后空气开关跳闸，一定是电路的总功率过大
B.若改变电流方向，则空气开关将不能正常工作
C.图乙中P的左端为N极
D.电流过大时，图乙中P的磁性增强，吸引Q向左偏转，弹簧拉起S切断电路
【变式7-1】如图所示是小明模拟设计的电梯超重报警电路，当压力高于某一设定值时，电铃发声报警。图中压敏电阻R1的阻值随压力的增大而减小。下列说法正确的是（ ）
A.电铃应接在A和C之间
B.闭合开关后，电磁铁的上端为S极
C.减少电磁铁的线圈匝数，可以提高报警器的灵敏度
D.为使该报警电路在压力更小时报警，可将R2的滑片向上移
【变式7-2】寒冬，为给小鸡仔提供温暖的环境，小明制作了恒温箱系统，原理如图。控制电路由电磁继电器、滑动变阻器R1、热敏电阻R2（安装在恒温箱内，阻值随温度升高而显著减小）、低压电源等组成。加热电路由电源、电热丝R3和R4等组成。调好R1阻值，闭合开关S1、S2，箱内温度升高到设定值后即在小范围内波动，且降温比较平缓。下列说法正确的是（ ）
A.恒温箱温度升高时，电磁铁磁性减弱
B.R3阻值大于R4阻值
C.电磁继电器中的电磁铁的原理是电流的磁效应
D.将R1的阻值稍微调小一些，恒温箱控制的温度将更高些
基础练习
一、单选题
1.图是磁悬浮地球仪，它无需转轴穿过球体便可悬浮于空中，生动真实地展现了地球在太空中的形态。地球仪悬浮于空中是因为（ ）
A.同名磁极相互排斥 B.同种电荷相互排斥
C.分子间存在斥力 D.受地磁场的作用
2.东汉学者王充在《论衡》中记载：司南之杓、投之于地，其柢（握柄）指南（地理的南方）。下列说法正确的是（ ）
A.“柢”是磁体的N极 B.司南可以指示方向是受到地磁场的作用
C.司南周围存在磁感线 D.司南周围各点的磁场方向都是相同的
3.如图所示，世界上最早记录了“地理的两极和地磁场的两极并不重合”这一现象的科学家是（ ）
A.安培 B.奥斯特 C.沈括 D.张衡
4.据物理学史记载，最先发现通电导线周围存在磁场的科学家是（ ）
A.安培 B.欧姆 C.奥斯特 D.瓦特
5.如图所示， 小磁针静止在螺线管附近，闭合开关S后， 下列判断正确的是（ ）
A.通电螺线管的左端为N极 B.小磁针的S极向右转动
C.通电螺线管外部磁场与条形磁铁相似 D.通电螺线管外A 点的磁场方向向左
6.巨磁电阻（GMR）效应是指某些材料的电阻在磁场中急剧减小的现象。如图是研究巨磁电阻特性的原理示意图，电源电压保持不变，当闭合S1、S2后，使滑片P向左滑动过程中：（ ）
A.电流表的示数变小 B.电压表的示数变大
C.电压表的示数与电流表的示数之比变小 D.指示灯变暗
7.如图是汽车启动原理图，汽车启动时需将钥匙插入钥匙孔并旋转（相当于闭合开关），根据电路图，下列说法正确的是（ ）
A.电磁铁是根据电磁感应原理制成的
B.工作时，电磁铁的上端为S极
C.电动机的工作电压比电磁铁的工作电压低
D.电磁铁通电时，吸引上方的衔铁，触点A、B接触，汽车启动
二、填空题
8.如图所示，是一款磁吸式数据线，线体可以和不同型号的磁性充电头吸附对接，达到一线多头的使用效果，线体和磁性充电头吸附的原理是_______磁极互相吸引；在给手机充电时，手机电池相当于_________（选填“电源”或“用电器”）。当指南针静止时，指南针的S极是指向地理的_______极。
9.如图所示，放在条形磁体周围的小磁针静止时都不再指南北，而是有了新的指向，表明__________________________。这个实验还反映了磁场是有方向的，磁场中某一点磁场方向就是放在该点的小磁针静止时____________所指的方向。
10.两个磁体相互靠近时，同名磁极相互_______；指南针能够指示方向的原因是受到_________的作用，磁偏角是_______首先发现的。
11.如图a所示，有一款平面镜防雾膜，膜内装有电热丝，将它贴在镜的背面并通电，可防止水蒸气在镜面上液化，这是利用电流的_______效应。而图b的电磁起重机，它的工作原理是电流的_______效应。
12.小华找来两根缝衣针、一个按扣、一只大头针和一块橡皮，准备做一个指南针。用橡皮和大头针制作指南针的底座。使缝衣针磁化后，穿过按扣的两个孔，放在底座的针尖上，这就是一个小指南针，如图所示。如果图中指南针静止下来后，针尖指南，那么针尖是_________极，小指南针静止时指南北是受_________作用。
13. 1820年，丹麦物理学家奥斯特第一个发现了电与磁之间的关系，证实了电流周围存在________。我国家庭用电的电压为_________。
14.如图所示，在奥斯特实验中，通以从左向右的电流，俯视时小磁针逆时针旋转。若只改变电流方向，俯视时小磁针将_________旋转；若只将小磁针放在该导线上方，俯视时小磁针将_________旋转。
15.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，则小磁针左侧是_______极（选填“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________（选填“变大”“变小”或“不变”），你判断的依据是__________、____________________。
16.如图所示，较光滑的桌面上，在两个靠得较近的小车上分别放一块磁体，当中间相邻磁极为同名磁极时，松手后两小车同时向后退去；若中间相邻磁极为异名磁极时，松手后两小车向中间靠拢。以上现象可以说明：
（1）物体间力的作用是________的；
（2）力可以改变物体的_________________；
（3）力的作用效果与力的_______有关。
三、作图题
17.图中画出了两个磁极间的磁感线，请标出两个磁极的名称，并画出位于A点小磁针静止时北极所指的方向。
18.如图所示，根据小磁针静止时的指向，用箭头标出磁感线的方向，并在括号内标出电源的正负极（用“+”或“-”表示）。
19.如图所示，小磁针静止在甲、乙两个通电螺线管之间.请在答题纸上标出：
（1）甲图中通电螺线管导线的绕法和A点磁感线方向；
（2）在乙图的括号内标出电源的“＋”“-”极。
四、实验探究题
20.小明在“探究通电螺线管外部磁场的方向”实验中，设计如下电路。
（1）开关闭合前，小磁针指向如图所示，当开关闭合，小磁针_________（选填“顺时针”或“逆时针”）偏转；
（2）小磁针的作用（任写一条）：_____________________________________；
（3）调换电源的正负极，闭合开关，小磁针偏转方向与原来________（选填“相同”或“相反”），说明通电螺线管外部的磁场方向与____________有关。
21.为了探究“通电螺线管的磁性强弱与哪些因素”有关，小张找来了四节干电池、开关、滑动变阻器、两根大铁钉、很多大头针和一段较长的电阻丝，做了以下几次实验，实验现象如图所示。根据图示现象回答下列问题：
（1）实验中磁场的强弱是通过观察_____________________来进行比较，这就是物理中常用的转换法；
（2）通过观察图甲中A与B两个通电螺线管，当通过线圈的电流相同、有无铁芯相同时，通电螺线管线圈的匝数越少，它的磁性就越_______；
（3）通过观察图甲中________两个通电螺线管，当通过线圈的电流相同、线圈的匝数相同时，有铁芯的通电螺线管的磁性强；（选填“A、B”、“B、C”或“A、C”）
（4）通过观察图乙与图丙，可以探究通电螺线管的磁性强弱与___________的关系；
（5）结论：影响通电螺线管磁性强弱的因素有________________________________________。
提升练习
一、选择题
1.对磁场和磁感线的说法中，不正确的是（ ）
A.磁体间的相互作用是通过磁场发生的
B.磁体外部，磁体周围的磁感线从磁体的N极出发，回到磁体的S极
C.磁感线是磁场中真实存在的曲线，可以通过实验来模拟
D.磁场中某点的磁场方向与该点小磁针静止时N极指向相同
2.以下关于磁场和磁感线的说法中，正确的是（ ）
①磁体周围存在着磁场
②磁场中实际存在着磁感线
③磁感线上某点的切线方向就是此点的磁场方向
④磁体周围，画有磁感线的地方有磁场，没有画磁感线的地方则没有磁场
A.①② B.③④ C.①③ D.②④
3.关于下列四幅图的描述正确的是（ ）
A.甲图让钢棒AB靠近条形磁体，若它们相互吸引，则钢棒具有磁性
B.乙图中地球磁场的N极在地理的北极附近
C.丙图中两个条形磁铁相互靠拢合并时铁钉将吸得更牢
D.丁图中a端磁极是N极，b端磁极是S极
4.沈括在《梦溪笔谈》卷二十四《杂志》中有这么一段描述：“方家以磁石磨针锋，则能指南，然常微偏东，不全南也。”他是世界上最早记述这一现象的人，比西方早了400多年。下列说法不正确的是（ ）
A.针锋是磁体的南极
B.地磁场的北极在地理的南极附近
C.指南针的南极指的是地理的北极
D.“然常微偏东，不全南也，”说明地理的两极和地磁场的两极不完全重合
5.如图是小明做奥斯特实验时的装置图，下列说法正确的是（ ）
A.实验时，导线平行架到小磁针上方，更易看到小磁针转动的现象
B.通电导线周围的磁场方向与电流方向无关
C.实验装置准备好后，迅速闭合开关，小磁针转动；若把小磁针放置到导线上方，它将不动
D.实验装置准备好后，迅速闭合开关，小磁针转动：若将小磁针移去，通电导线周围将不存在磁场
6.闭合电路的开关，小磁针静止时的指向如图所示。则（ ）
A.电源的左端为正极 B.通电螺线管的左端为S极
C.电流表的左端为“一”接线柱 D.R的滑片不能置于最右端
7.关于电磁现象，下列说法中正确的是（ ）
A.磁体周围存在磁感线，它可以形象的描述磁体周围磁场的形状
B.磁场中能自由转动的小磁针，静止时北极的指向是该点磁场方向
C.电磁铁是利用电磁感应的原理来工作的
D.磁性是指摩擦过的物体能够吸引轻小物体的性质
8.如图所示，通电螺线管上方有一个小磁针，则小磁针静止时S极在________（选填“A”或“B”）端。
9.小明设计了一个电梯自动报警模拟装置，如图所示。在控制电路中，电源电压为12V，R1为滑动变阻器，R2为压敏电阻，R2的阻值大小随压力F的变化关系如图。所示。闭合开关S1和S2，当压敏电阻受到的压力达到4000N时，电磁铁线圈中的电流为0.1A，此时衔铁被吸下，动触点K与触点A断开，同时与触点B接触，电动机停止工作，报警铃声开始响起。电磁铁线圈的电阻忽略不计。下列说法正确的是（ ）
A.S1闭合时，电磁铁的上端为N极
B.当电梯自动报警铃声未响起时，控制电路的总功率大于18W
C.当电梯自动报警铃声开始响起时，R1的功率为0.4W
D.若控制电路电源电压降低，要保证电梯最大载重不变，应将R1的滑片P向左移
二、填空题
10.我们虽然看不到空气，但可以通过它运动产生的效应——“树叶的摆动”来观察到它的存在。物理学中通过其效应对自然界中看不到的事物进行研究是物理学中一种重要的研究方法，这种方法叫_________，在初中物理学习中，我们就是通过小灯泡是否发光来判断灯丝中有无________通过；通过小磁针是否偏转来判断某个空间是否存在________。
11.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。地磁场的磁感线________（选填“是”或“不是”）真实存在的，地磁场的N极在地理的_______（选填“南”或“北”）极附近。指南针静止时______极所指的方向始终在地理的北极附近。
12.如图所示，探究影响电磁铁磁性强弱的因素时，A、B两电磁铁串联的目的是______________；由图中实验现象可知，电磁铁磁性的强弱与__________有关。
三、作图题
13.如图，请将小磁针的N极涂黑，并标出磁感线的方向。
14.如图所示通电螺线管的电流方向，请在图中标出磁极的名称，并画出C点小磁针静止时北极所指的方向（用箭头表示即可）。
四、实验探究题
15.（1）物理学中，对自然界中看不到的事物通过其效应进行研究，使现象变明显，是物理学中的一种重要方法，称为_________。例如，我们虽然看不到空气，但可以通过它运动产生的效应——树叶的摆动“观察”到它的存在。在初中物理学习中，通过小磁针是否偏转来判断某个空间是否存在_________；
（2）为描述磁场，引入了磁感线这一物理模型。通过研究发现：通电直导线周围的磁感线的形状是___________________________；
（3）关于磁现象的研究，丹麦物理学家奥斯特功不可没，他曾经做过如图所示的实验。
比较甲、丙两图，得到的结论是_________________________________________。奥斯特实验第一次把电和磁联系在一起，使得电磁学成为一门新学科发展起来。
16.在“探究通电螺线管外部的磁场分布”实验中：
（1）小明在嵌入螺线管的玻璃板上均匀撤满细铁屑，闭合开关后_______玻璃板（填写操作方法），观察到细铁屑的排列如图甲所示，同时观察到小磁针发生偏转，则说明通电螺线管周围存在________，此时，如果移走小磁针，该结论________（填“成立”或“不成立”）；
（2）把小磁针放到螺线管四周不同位置，螺线管通电后记录小磁针_______极的方向，这个方向就是该点的磁场方向；由此可以判断，通电螺线管外部的磁场分布与_______磁体的磁场分布相似；
（3）在螺线管中插入软铁棒，制成电磁铁，下列设备中没有用到电磁铁的是_______（选填字母）；
A.电磁继电器 B.电磁起重机 C.电炉
（4）接下来小明断开开关，对调电源的正负极，闭合开关后可探究通电螺线管的极性与__________的关系。
参考答案
题型一 磁现象 磁场
【例1】我国是最早用文字记载磁现象的国家之一，下列说法正确的是（ ）
A.罗盘周围的磁感线真实存在且可见
B.司南静止时指南北是因为受到了地磁场的作用
C.“慈（磁）石召铁，或引之也”，说明磁石没有磁性
D.鱼形铁被磁化后制成的指南鱼只有一个磁极
【答案】B
【解析】A.罗盘周围的磁感线不存在，也不可见，故A错误；
B.因为受到了地磁场的作用，司南静止时指南北，故B正确；
C.磁石能吸引磁铁，有磁性，故C错误；
D.鱼形铁被磁化后制成的指南鱼有2个磁极，故D错误。故选B。
【变式1-1】如图所示，关于磁场，下列说法中正确的是（ ）
A.勺柄所指的方向是地理北方
B.该条形磁体的右端为S极，左端为N极
C.当两个磁体的同名磁极靠近时，二者相互排斥
D.地球周围的磁感线是真实存在的
【答案】C
【解析】A.司南是用天然的磁石磨成的勺子，勺柄部分是S极，在地磁场作用下，自然静止时它的勺柄S指向南方，故A错误；
B.由于在磁体的外部，磁场方向从N极回到S极，左端为S极，故B错误；
C.同名磁极相排斥，图中二者相互排斥，说明两个靠近的磁体是同名磁极，故C正确；
D.地球周围存在磁场，磁感线不是真实存在的，故D错误。故选C。
【变式1-2】《晋书·马隆传》讲述了名将马隆在一次战役中，命士兵将大批磁石堆垒在一条狭窄的小路上，身穿铁甲的敌军被磁石吸住，而马隆的兵将身穿犀甲，行动如常，敌军以为马隆的兵是神兵，故而大败。下列说法正确的是（ ）
A.磁石能吸引各种金属铠甲 B.磁石吸引铁甲是通过磁场作用的
C.磁石周围小路上磁感线是真实存在的 D.磁石各部位对铁甲的吸引力大小相同
【答案】B
【解析】A.磁石能吸引铁、钴、镍，不能吸引金、铜等其他金属，故A错误；
B.磁石周围存在磁场，磁石吸引铁甲就是通过磁场发生的，故B正确；
C.磁石的周围存在磁场，而磁感线实际不存在，是为了描述磁场的分布假想的曲线，故C错误；
D.磁石两极磁性最强，其它部分弱，磁石各部位对铁甲的吸引力大小不相同，故D错误。
故选B。
题型二 磁场的描述——磁感线
【例2】如图所示的是用来描绘某一磁体周围磁场的部分磁感线。下列说法正确的是（ ）
A.由P到Q磁场越来越强 B.a点的磁场比b点的磁场强
C.a点与b点的磁性强弱相同 D.a点与b点的磁场方向相同
【答案】A
【解析】ABC.磁场线的疏密代表了磁场的强弱，由P到Q磁场越来越强，a点的磁场比b点的磁场弱，故A正确，BC错误；
D.磁感线的切线方向为磁场的方向，a点与b点的磁场方向不同，故D错误。故选A。
【变式2-1】小杜将条形磁体放在水平桌面上并在周围放置小磁针，小磁针的指向情况如图甲所示。将小磁针拿掉，在条形磁体上放玻璃板并均匀撒一层铁屑，轻轻敲打玻璃板，铁屑的分布情况如图乙所示。图丙是根据图甲和图乙的现象，用磁感线描述的条形磁体的磁场情况。下列说法错误的是（ ）
A.甲图中小磁针静止时，南极所指的方向为该点的磁场方向
B.甲图中小磁针受到力的作用，说明磁体周围有磁场
C.乙图探究的是条形磁体周围磁场的分布情况
D.丙图中的磁感线是为描述磁场引入的模型，不是真实存在的
【答案】A
【解析】A.甲图中小磁针静止时，北极所指的方向为该点的磁场方向，故A错误，符合题意；
B.甲图中小磁针受到力的作用，说明磁体周围有磁场，磁体的磁场发生相互作用，使磁针偏转，故B正确，不符合题意；
C.乙图用铁屑代替小磁针，铁屑磁化后受磁场的作用有序排列，探究的是条形磁体周围磁场的分布情况，故C正确，不符合题意；
D.丙图中，磁感线是为了形象地描述磁场引入的模型，磁感线不是真实存在的，故D正确，不符合题意。故选A。
【变式2-2】如图所示是条形磁体的磁场分布图，下列说法正确的是（ ）
A.该条形磁体的左端为N极
B.该条形磁体的右端为S极
C.磁场是为了分析小磁针的偏转情况假想出来的
D.磁感线是为了研究方便引入的假想曲线
【答案】D
【解析】AB.磁感线从磁体N极发出，从S极回，由图可得，条形磁体的右端为N极，左端为S极，故AB错误；
C.磁场是真实存在的，故C错误；
D.磁感线是为了方便研究磁场而引入的假想曲线，并非真实存在的曲线，故D正确。
故选D。
题型三 磁极相互作用 地磁场
【例3】大约在北宋初年，我国又创制了一种指南工具——指南鱼：用一块薄薄的铁片做成，形状很像一条鱼。将其磁化后，浮在水面上，其静止时鱼头指向南方。下列说法正确的是（ ）
A.“指南鱼”也可以用铜片做成 B.“指南鱼”静止时鱼头指向的是地磁场的N极附近
C.“指南鱼”腹部磁性最强 D.“指南鱼”周围存在磁感线
【答案】B
【解析】A.铜片不是磁性材料，不能被磁化，“指南鱼”不可以用铜片做成，故A错误；
B.“指南鱼”将其磁化后，浮在水面上，其静止时鱼头指向南方。地球是一个磁体，地磁的北极在地理的南极附近，地磁的南极在地理的北极附近，根据异名磁极相互吸引，“指南鱼”静止时鱼头指向的是地磁场的N极附近，故B正确；
C.磁体的两端磁性最强，“指南鱼”腹部磁性最弱，故C错误，
D.磁感线是为了形象、方便描述磁场引入的，“指南鱼”周围并不存在磁感线，故D错误。
故选B。
【变式3-1】小伟用磁体将缝衣针磁化后，将其放在水中漂浮的一片树叶上，成为一个“自制指南针”。他多次将树叶轻轻旋转，待树叶静止后，观察到树叶的尖端总是指向南方，如图所示。下列说法正确的是（ ）
A.树叶尖端应标注“S”极 B.树叶尖端指向的是地磁南极
C.树叶周围存在磁场和磁感线 D.树叶尖端会排斥磁体的N极
【答案】A
【解析】ABD.自由转动的磁针静止时，指示南方的是磁针的S极，它与其他磁体的N极相互吸引。它指示的是地理的南极，地磁的北极。故A正确，BD错误；
C.磁感线是人们假想出来的形象地表示磁场的曲线，不是真实存在的。故C错误。故选A。
【变式3-2】某同学用图乙所示的天然磁石仿制图甲所示的司南，他以该磁石的D端为勺柄打磨成司南，再用细线将其悬挂，如图丙所示。下列说法正确的是（ ）
A.天然磁石周围的磁感线是真实存在的 B.天然磁石的B端是N极
C.天然磁石B、D两端磁性最弱 D.图丙司南静止时，勺柄指向地理的北方
【答案】B
【解析】A.天然磁石周围的磁场是真实存在的，但是为了描述磁场，磁感线是人们假想的，故A错误；
B.磁体周围的磁感线，总是从磁体的N极出发，最后回到S极；由图乙可知，磁感线从B端出发，回到D端，所以天然磁石的B端是N极，故B正确；
C.磁体的磁极部分磁性最强，天然磁石B、D两端磁性最强，故C错误；
D.地球是一个大磁场，地磁南极在地理北极附近，图丙中，勺柄是S极，根据磁极间相互作用规律，司南静止时，勺柄指向地磁的北极即地球的南方，故D错误。故选B。
题型四 奥斯特实验、通电螺线管的磁场
【例4】图中所示是探究“通电直导线周围是否存在磁场”实验装置的一部分，置于水平桌面上静止的小磁针上方有一根与之平行的直导线。当直导线中通过如图所示的电流时，小磁针发生偏转。下列说法正确的是（ ）
A.首次通过本实验发现电、磁间有联系的科学家是焦耳
B.小磁针用于检验通电直导线周围是否存在磁场
C.只改变直导线中的电流方向，小磁针偏转方向与图中所示相同
D.只改变直导线中的电流大小，小磁针偏转方向与图中所示相反
【答案】B
【解析】A.该实验中，当导线中通电后，导线周围的小磁针发生偏转，这是科学家奥斯特的实验，所以首次通过本实验发现电、磁间有联系的科学家是奥斯特，故A错误；
B.小磁针在磁场中会受到力的作用，该实验中小磁针用于检验通电直导线周围是否存在磁场，故B正确；
C.小磁针受力方向与磁场方向有关，只改变直导线中的电流方向，则直导线周围磁场方向发生变化，则小磁针的受力方向也发生变化，小磁针偏转方向与图中所示相反，故C错误；
D.直导线周围磁场的强弱与电流大小有关，磁场方向与电流大小无关，所以只改变直导线中的电流大小，直导线周围磁场方向不改变，小磁针偏转方向与图中所示相同，故D错误。故选B。
【变式4-1】通电螺线管磁感线的分布如图所示，则（ ）
A.通电螺线管的右侧为N极 B.小磁针的左侧为S极
C.电源的左侧为负极 D.以上判断都不对
【答案】B。
【解析】根据螺线管磁感线的方向可知，螺线管左侧为N极，右侧为S极，据安培定则可知螺线管导线电流向上，则电源左端为正极，右端为负极，由电磁间的相互作用可得，小磁针左端为S极，右端为N极，故B符合题意，ACD不符合题意。
故选B。
【变式4-2】在探究通电螺线管周围的磁场分布的实验中，在一块有机玻璃板上安装了一个用导线绕成的螺线管，在板面上均匀撒满铁屑，通电后轻敲玻璃板，铁屑的排列如图所示。下列说法正确的是（ ）
A.不同位置的铁屑可以反映该处磁场的方向
B.铁屑有规律地排列，说明通电螺线管周围的磁场分布是有规律的
C.用木屑代替铁屑进行实验，木屑也会有规律地排列
D.如果在P处自由静止的小磁针的右端是N极，则在Q处自由静止的小磁针的右端是S极
【答案】B。
【解析】A.利用撒在磁体周围的铁屑可以判断该磁体围各点的磁场分布，但不能显示方向，可以利用小磁针来显示，故A错误；
B.闭合开关将螺线管通电，用手轻敲击纸板，观察铁屑的分布；由于通电螺线管周围的铁屑会被磁化，每一个小铁屑都相当于一个小磁针；铁屑受到磁场的作用力而有规律地排列，因此我们用铁屑来显示通电螺线管磁场的分布，故B正确；
C.不可以用木屑代替小铁屑进行实验，因为木屑不能被磁化，故C错误；
D.如果在P处自由静止的小磁针的右端是N极，则左端是通电螺线管的S极，右端是通电螺线管的N极，所以在Q处自由静止的小磁针的右端是N极。故选B。
题型五 安培定则及其应用
【例5】在如图所示的通电螺线管中，N、S极标注正确的是（ ）
【答案】AB
【解析】根据右手螺旋定则，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，所以AB正确，CD错误。
故选AB。
【变式5-1】如图是电磁铁和永磁体产生的磁场，由图可知，A的右端为_______极，电源的右端为________极（选填“正”或“负”）。
【答案】S；负
【解析】在磁体的外部，磁感线总是从磁体的N极发出最后回到S极，所以永磁体A的左端及电磁铁的右端都是N极。再根据安培定则，伸出右手使右手大拇指指向电磁铁的N极，四指弯曲所指的方向为电流的方向，即电流从电磁铁的电源的左端流入，所以电源的左端为正极，右端为负极。
【变式5-2】一台旧的直流电源，如果正负极符号模糊不清，我们利用现有的物理知识可以设计多种实验方案进行判断。如图是一种判断方法：在桌面上放一个小磁针，在小磁针旁放一螺线管，闭合开关S后，小磁针N极逆时针偏转，则A为电源_______极。
【答案】正
【解析】闭合开关S后，小磁针N极逆时针偏转，根据同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，说明螺线管的左端为N极，右端为S极，用右手握住螺线管，使大拇指指向螺线管的N极，四指环绕的方向就是电流的方向。由此可知，电流从左端流入、右端流出，因此，A为电源的正极。
题型六 电磁铁工作原理及应用
【例6】如图所示，闭合开关S，将滑片P缓慢向右移动的过程中，下列分析正确的是（ ）
A.电磁铁的磁性变弱 B.弹簧测力计示数将变小
C.电磁铁的上端是N极 D.通过电磁铁的电流变大
【答案】A
【解析】由图可知，闭合开关S后，电磁铁中电流的方向是从下端流入，上端流出，根据安培定则可知，电磁铁的下端为N极，上端为S极。将滑片P缓慢向右移动的过程中，滑动变阻器接入电路的电阻变大，根据欧姆定律可知电路中的电流减小，电磁铁的磁性变弱；因条形磁铁和电磁铁“相对”的磁极是同名磁极，且同名磁极相互排斥，则条形磁铁所受排斥力变小，弹簧测力计示数将增大，故A正确，BCD错误。
故选A。
【变式6-1】如图所示，电源、滑动变阻器与螺线管相连，闭合开关，在通电螺线管的右端放置一个小磁针，小磁针静止时N极指向水平向右。则下列说法正确的是（ ）
A.电源左端为负极
B.通电螺线管的左端为N极
C.将滑动变阻器的滑片P向左移动，通电螺线管的磁性增强
D.若对调电源的正负极位置，闭合开关，则小磁针静止时其N极指向将改变
【答案】D
【解析】AB.由题意可知，小磁针静止时左端为S极，右端为N极，根据同名磁极互相排斥，异名磁极互相吸引，可知，通电螺线管的右端为N极，左端为S极，再根据安培定则可知，电源左端为正极，故AB错误；
C.观察该电路图，将滑动变阻器的滑片P向左移动，变阻器接入电路的阻值在增大，电路的电流在减小，流过通电螺线管的电流在减小，通电螺线管的磁性在减弱，故C错误；
D.已知电源左端为正极，右端为负极，若对调电源的正负极位置，则电源右端为正极，闭合开关，电流从通电螺线管的右端流入，根据安培定则可知，螺线管的左端为N极，右端为S极，根据同名磁极互相排斥，异名磁极互相吸引，可知，小磁针静止时其左端为N极，N极指向将改变，故D正确。
故选D。
【变式6-2】如图所示，是探究“电磁铁磁性强弱与哪些因素有关”的实验电路。闭合开关S，下列说法正确的是（ ）
A.乙螺线管的下端是S极
B.大头针的下端散开是因为异名磁极相互排斥
C.向左移动滑动变阻器的滑片P，甲、乙吸引大头针的个数均会增多
D.比较甲、乙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
【答案】C
【解析】A.乙螺线管中的电流是从其下端流入的，根据安培定则，乙螺线管的下端是N极，故A错误；
B.大头针被磁化，大头针下端的磁极相同，互相排斥，所以下端分散，故B错误；
C.向左移动滑片时，电路中电阻减小，电流变大，电磁铁的磁性增强，电磁铁甲、乙吸引大头针的数量会增多，故C正确；
D.由图知，甲吸引大头针的个数较多，说明甲的磁性较强，甲、乙串联，电流相等，甲的线圈匝数大于乙的线圈匝数，说明电流一定时，线圈匝数越多，电磁铁磁性越强，故D错误。故选C。
题型七 电磁继电器
【例7】如图为电路中空气开关的原理图，P为电磁铁，Q为衔铁，S为开关。下列分析正确的是（ ）
A.手机充电器接入两孔插座后空气开关跳闸，一定是电路的总功率过大
B.若改变电流方向，则空气开关将不能正常工作
C.图乙中P的左端为N极
D.电流过大时，图乙中P的磁性增强，吸引Q向左偏转，弹簧拉起S切断电路
【答案】D。
【解析】A.手机充电器的功率很小，接入两孔插座后空气开关跳闸，可能是短路引起的，故A错误；
B.电磁铁是利用电流的磁效应工作的，与电流方向无关，若改变电流方向，则空气开关将仍能正常工作，故B错误；
C.由图可知，电流从P的左端流入，右端流出，由安培定则可知，图乙中P的右端为N极，其左端为S极，故C错误；
D.电路中电流过大时，电磁铁P的磁性就会增强，则吸引衔铁Q的力变大，使衔铁转动，闸刀S在弹力的作用下自动开启，切断电路，起到保险作用，故D正确。故选D。
【变式7-1】如图所示是小明模拟设计的电梯超重报警电路，当压力高于某一设定值时，电铃发声报警。图中压敏电阻R1的阻值随压力的增大而减小。下列说法正确的是（ ）
A.电铃应接在A和C之间
B.闭合开关后，电磁铁的上端为S极
C.减少电磁铁的线圈匝数，可以提高报警器的灵敏度
D.为使该报警电路在压力更小时报警，可将R2的滑片向上移
【答案】D
【解析】A.由题意可知，压敏电阻R1的阻值随压力的增大而减小，由欧姆定律可知，电路电流会增大，电磁铁磁性增强，吸引衔铁与下方触电接通，B、D间的用电器工作，所以电铃应接在B和D之间，故A错误；
B.由图可知，螺线管正面电流向右，根据安培定则可知，电磁铁的上端为N极，故B错误；
C.在电流大小一定时，减少电磁铁的线圈匝数，电磁铁磁性减弱，灵敏度减弱，故C错误；
D.压敏电阻受到的压力越小，电阻越大，要在同样大小的电流下报警，应减小滑动变阻器接入电路的电阻，应将R2的滑片向上移，故D正确。
故选D。
【变式7-2】寒冬，为给小鸡仔提供温暖的环境，小明制作了恒温箱系统，原理如图。控制电路由电磁继电器、滑动变阻器R1、热敏电阻R2（安装在恒温箱内，阻值随温度升高而显著减小）、低压电源等组成。加热电路由电源、电热丝R3和R4等组成。调好R1阻值，闭合开关S1、S2，箱内温度升高到设定值后即在小范围内波动，且降温比较平缓。下列说法正确的是（ ）
A.恒温箱温度升高时，电磁铁磁性减弱
B.R3阻值大于R4阻值
C.电磁继电器中的电磁铁的原理是电流的磁效应
D.将R1的阻值稍微调小一些，恒温箱控制的温度将更高些
【答案】C
【解析】A.恒温箱温度升高时，热敏电阻R2的阻值随温度升高而显著减小，根据欧姆定律，电路中电流变大，电磁铁的磁性增强，故A错误；
B.温度升高时，电磁铁磁性增强，吸引衔铁，使R4电路接通，此时恒温箱处于保温状态；温度降低时，电磁铁磁性减弱，衔铁在左侧弹簧作用下被拉起，使R3电路接通，此时恒温箱处于加热状态；因加热功率大于保温功率，且电源电压不变，由公式可知，R3阻值小于R4阻值，故B错误；
C.电磁继电器中的电磁铁的原理是电流的磁效应，故C正确；
D.电磁铁吸引衔铁时的电流不变，控制电路电源电压不变，根据欧姆定律可知，控制电路的总电阻不变，将R1的阻值稍微调小一些，根据电阻的串联可知，热敏电阻R2的阻值变大，因热敏电阻R2的阻值随温度升高而显著减小，故恒温箱控制的温度将降低，故D错误。故选C。
基础练习
一、单选题
1.图是磁悬浮地球仪，它无需转轴穿过球体便可悬浮于空中，生动真实地展现了地球在太空中的形态。地球仪悬浮于空中是因为（ ）
A.同名磁极相互排斥 B.同种电荷相互排斥
C.分子间存在斥力 D.受地磁场的作用
【答案】A
【解析】磁悬浮地球仪的球体与底座之间是相互排斥的，即该磁悬浮地球仪是利用同名磁极相互排斥的原理制成的。故A符合题意，BCD不符合题意。故选A。
2.东汉学者王充在《论衡》中记载：司南之杓、投之于地，其柢（握柄）指南（地理的南方）。下列说法正确的是（ ）
A.“柢”是磁体的N极 B.司南可以指示方向是受到地磁场的作用
C.司南周围存在磁感线 D.司南周围各点的磁场方向都是相同的
【答案】B
【解析】A.其柢（握柄）指南，柢（握柄）是磁体的南极，故A错误；
B.由于受到地磁场的影响，司南可以指南北，能够指明方向，故B正确；
C.磁感线是不存在的，是人们为了研究磁场而假想出的线，故C错误；
D.N极的方向为磁感线的方向，地磁场外，磁感线从N极出发，回到S极，司南周围各点的磁场方向都是不相同的，故D错误。故选B。
3.如图所示，世界上最早记录了“地理的两极和地磁场的两极并不重合”这一现象的科学家是（ ）
A.安培 B.奥斯特 C.沈括 D.张衡
【答案】C
【解析】我国学者沈括在《梦溪笔谈》中记录了“地理的两极和地磁场的两极并不重合”这一现象，是世界上最早发现地磁偏角的科学家，故ABD不符合题意，C符合题意。故选C。
4.据物理学史记载，最先发现通电导线周围存在磁场的科学家是（ ）
A.安培 B.欧姆 C.奥斯特 D.瓦特
【答案】C
【解析】A.安培总结了安培定则，故A不符合题意；
B.欧姆发现了欧姆定律 ，故B不符合题意；
C.奥斯特首先发现通电导线周围存在磁场 ，故C符合题意；
D.瓦特改良了蒸汽机 ，故D不符合题意。
故选C。
5.如图所示， 小磁针静止在螺线管附近，闭合开关S后， 下列判断正确的是（ ）
A.通电螺线管的左端为N极 B.小磁针的S极向右转动
C.通电螺线管外部磁场与条形磁铁相似 D.通电螺线管外A 点的磁场方向向左
【答案】CD
【解析】A.由安培定则可知，右手握住螺线管，四指指向电流的方向，大拇指指向右端，则通电螺线管的右端为N极，故A错误；
B.通电螺线管的右端是N极，根据异名磁极相互吸引可知，小磁针的S极应靠近螺线管的右端，则小磁针的S极向左转动，故B错误；
C.根据实验可知，通电螺线管外部磁场与条形磁铁相似，故C正确；
D.在磁体的外部，磁感线从N极指向S极，所以通电螺线管外A点的磁场方向向左，故D正确。
故选CD。
6.巨磁电阻（GMR）效应是指某些材料的电阻在磁场中急剧减小的现象。如图是研究巨磁电阻特性的原理示意图，电源电压保持不变，当闭合S1、S2后，使滑片P向左滑动过程中：（ ）
A.电流表的示数变小 B.电压表的示数变大
C.电压表的示数与电流表的示数之比变小 D.指示灯变暗
【答案】C
【解析】ABC.由题图可知，滑动变阻器的滑片P向左滑动过程中，变阻器接入电路的电阻变小，根据欧姆定律可知，电磁铁所在的电路的电流变大，因为电磁铁磁性的强弱与线圈匝数和通过的电流有关，匝数不变，通过的电流变大，所以此时电磁铁的磁性变强，巨磁电阻处于磁场越强的位置其电阻越小，所以此时巨磁电阻的阻值变小，因为巨磁电阻和灯泡串联，所以右边电路中电流变大，电流表示数变大，根据欧姆定律可知，小灯泡的两端电压变大，根据串联电路的电压特点可知，巨磁电阻的两端电压变小，由于电压表测的是巨磁电阻的两端电压，所以电压表的示数变小，所以，电压表的示数与电流表的示数之比变小，故AB不符合题意，C符合题意；
D.由于右边电路的电流变大，根据P=I2R可知，灯泡的实际功率变大，亮度变亮。故D不符合题意。
故选C。
7.如图是汽车启动原理图，汽车启动时需将钥匙插入钥匙孔并旋转（相当于闭合开关），根据电路图，下列说法正确的是（ ）
A.电磁铁是根据电磁感应原理制成的
B.工作时，电磁铁的上端为S极
C.电动机的工作电压比电磁铁的工作电压低
D.电磁铁通电时，吸引上方的衔铁，触点A、B接触，汽车启动
【答案】D
【解析】A.电磁铁通电后具有磁性，其原理是电流的磁效应，故A错误；
B.根据图示可知，电流从电磁铁的上方流入，根据安培定则可知，电磁铁上端为N极、下端为S极，故B错误；
C.由图可知，电磁铁的工作电压只是电动机的工作电压的一部分，电磁铁的工作电压比电动机的工作电压低，故C错误；
D.当钥匙插入钥匙孔并转动时，电路接通，电磁铁中有电流通过，电磁铁具有磁性，将上边的触点A吸下，使BC触点接通，电动机工作，进而汽车启动，故D正确。故选D。
二、填空题
8.如图所示，是一款磁吸式数据线，线体可以和不同型号的磁性充电头吸附对接，达到一线多头的使用效果，线体和磁性充电头吸附的原理是_______磁极互相吸引；在给手机充电时，手机电池相当于_________（选填“电源”或“用电器”）。当指南针静止时，指南针的S极是指向地理的_______极。
【答案】异名；用电器；南
【解析】同名磁极相排斥，异名磁极相吸引。线体和磁性充电头吸附的原理是异名磁极相吸引。
在给手机充电时，手机电池消耗电能，相当于用电器。
当指南针静止时，指南针的N极指向地磁南极，S极指向地磁北极，地理南极在地磁北极附近，则指南针S极是指向地理的南极。
9.如图所示，放在条形磁体周围的小磁针静止时都不再指南北，而是有了新的指向，表明__________________________。这个实验还反映了磁场是有方向的，磁场中某一点磁场方向就是放在该点的小磁针静止时____________所指的方向。
【答案】磁体周围存在着磁场；北（N）极
【解析】放在条形磁体周围的小磁针静止时都不再指南北，而是有了新的指向，小磁针受到力的作用，表明磁体周围存在着磁场。
这个实验还反映了磁场是有方向的，磁场中某一点磁场方向就是放在该点的小磁针静止时北（N）极所指的方向。
10.两个磁体相互靠近时，同名磁极相互_______；指南针能够指示方向的原因是受到_________的作用，磁偏角是_______首先发现的。
【答案】排斥；地磁场；沈括
【解析】两个磁体相互靠近时，同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。
地球实际是一个大磁体，指南针能够指示方向的原因是受到地磁场的作用。
磁偏角是我国宋代科学家沈括首先发现的。
11.如图a所示，有一款平面镜防雾膜，膜内装有电热丝，将它贴在镜的背面并通电，可防止水蒸气在镜面上液化，这是利用电流的_______效应。而图b的电磁起重机，它的工作原理是电流的_______效应。
【答案】热；磁
【解析】电热丝通电后将电能转化为内能，利用了电流的热效应。
电磁起重机，通电后具有磁性，利用了电流的磁效应。
12.小华找来两根缝衣针、一个按扣、一只大头针和一块橡皮，准备做一个指南针。用橡皮和大头针制作指南针的底座。使缝衣针磁化后，穿过按扣的两个孔，放在底座的针尖上，这就是一个小指南针，如图所示。如果图中指南针静止下来后，针尖指南，那么针尖是_________极，小指南针静止时指南北是受_________作用。
【答案】南（或S）；地磁场
【解析】地球是一个大磁体，地理的南极是地磁的N极，地理的北极是地磁的南极；指南针指南北的原因是由于受到了地磁场的作用；指南针静止时，指向南的一端是磁体的南（S）极；指向北的一端是磁体的北（N）极，针尖指南，所以针尖是南极（S）。
13. 1820年，丹麦物理学家奥斯特第一个发现了电与磁之间的关系，证实了电流周围存在________。我国家庭用电的电压为_________。
【答案】磁场；220V
【解析】当电流通过导体时，导体周围的小磁针发生偏转，证实了电流周围存在磁场，奥斯特最早发现了电与磁之间的联系。
我国家庭普通照明用电的电压为220V，动力电源为电压为380V。
14.如图所示，在奥斯特实验中，通以从左向右的电流，俯视时小磁针逆时针旋转。若只改变电流方向，俯视时小磁针将_________旋转；若只将小磁针放在该导线上方，俯视时小磁针将_________旋转。
【答案】顺时针；顺时针
【解析】通电导线周围存在磁场，且磁场的方向与电流方向有关，若只改变电流方向，磁场的方向发生改变，俯视时小磁针将顺时针旋转；若只将小磁针放在该导线上方，上方的磁场方向与下方磁场的方向相反，磁场的方向发生改变，俯视时小磁针将顺时针旋转。
15.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，则小磁针左侧是_______极（选填“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________（选填“变大”“变小”或“不变”），你判断的依据是__________、____________________。
【答案】S；变小；安培定则；磁极间相互作用的规律
【解析】根据安培定则可知，四指顺着电流方向，大拇指所指的方向为N极，图乙中，通电线圈的右侧是N极，由磁极间的作用规律可知，小磁针左侧是S极。
由图知，两个线圈A和B中的电流方向都向上，用右手握住线圈A、B，让四指指向线圈中电流的方向，则大拇指所指的那端就是线圈的N极，所以线圈A的右端为N极、左端为S极，线圈B的右端为N极、左端为S极，根据磁极间的相互作用规律可知，线圈A和B会相互吸引，则它们将互相靠近。
16.如图所示，较光滑的桌面上，在两个靠得较近的小车上分别放一块磁体，当中间相邻磁极为同名磁极时，松手后两小车同时向后退去；若中间相邻磁极为异名磁极时，松手后两小车向中间靠拢。以上现象可以说明：
（1）物体间力的作用是________的；
（2）力可以改变物体的_________________；
（3）力的作用效果与力的_______有关。
【答案】相互；运动状态；方向
【解析】（1）在两个靠得较近的小车上分别放一块磁铁，同时松手后，左车向左运动，则左车上的磁铁受到右车上的磁铁施加的向左的力的作用；右车向右运动，则右车上的磁铁受到左车上的磁铁施加的向右的力的作用，这说明：力的作用是相互的。
（2）两车原来是静止的，同时松手后，左车向左运动，右车向右运动，两车的运动状态发生了改变，故力可以改变物体的运动状态。
（3）由图可知，当中间相邻磁极为同名磁极时，两车互相排斥，受力方向分别向后，则两小车同时向后退去；当中间相邻磁极为异名磁极时，两车互相吸引，受力方向分别向前，则两小车同时向中间靠拢，这说明力的作用效果与力的方向有关。
三、作图题
17.图中画出了两个磁极间的磁感线，请标出两个磁极的名称，并画出位于A点小磁针静止时北极所指的方向。
【解析】由图可知，这是异名磁极之间的磁感线；在磁体外部，磁感线从N极出来，回到磁体的S极，所以左侧磁极为N极，右侧磁极为S极；A点磁场方向水平向右，所以小磁针的N极在右端，如图所示：
18.如图所示，根据小磁针静止时的指向，用箭头标出磁感线的方向，并在括号内标出电源的正负极（用“+”或“-”表示）。
【解析】从图可知，小磁针的左端是S极，右端为N极；由同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引可知，通电螺线管的右端是N极，左端是S极；根据安培定则，伸出右手握住螺线管使大拇指指示通电螺线管的N极，则四指弯曲所指的方向为电流的方向，所以电流是从螺线管的右端流入，则电源的右端为正极，左端是负极；通电螺线管周围的磁感线从它的N极出发、回到S极，据此画出图中磁感线的方向，如图所示：
19.如图所示，小磁针静止在甲、乙两个通电螺线管之间.请在答题纸上标出：
（1）甲图中通电螺线管导线的绕法和A点磁感线方向；
（2）在乙图的括号内标出电源的“＋”“-”极。
【解析】由图可知，小磁针未指向两侧，可以判断甲乙是同名磁极相互排斥，由小磁针指向可知磁感线方向向上，故甲的右侧，乙的左侧均为N级，则由安培定则，可以判断绕法和电流方向，如图所示：
四、实验探究题
20.小明在“探究通电螺线管外部磁场的方向”实验中，设计如下电路。
（1）开关闭合前，小磁针指向如图所示，当开关闭合，小磁针_________（选填“顺时针”或“逆时针”）偏转；
（2）小磁针的作用（任写一条）：_____________________________________；
（3）调换电源的正负极，闭合开关，小磁针偏转方向与原来________（选填“相同”或“相反”），说明通电螺线管外部的磁场方向与____________有关。
【答案】逆时针；检验磁场的存在（判断磁场的方向）；相反；电流方向
【解析】（1）根据安培定则知道，图中通电螺线管的左侧为S极，右侧为N极，由于同名磁极互相排斥，异名磁极互相吸引，因此小磁针N极将逆时针旋转。
（2）通电时螺线管周围存在磁场，小磁针在磁场中受到力的作用会发生偏转，所以小磁针能显示磁场的存在；小磁针静止时N极指向与该点磁场方向相同，因此利用小磁针还可以判断磁场的方向。
（3）调换电源正负极，即改变螺线管中的电流方向，发现小磁针偏转方向改变，与原来相反，说明磁场方向与电流方向有关。
21.为了探究“通电螺线管的磁性强弱与哪些因素”有关，小张找来了四节干电池、开关、滑动变阻器、两根大铁钉、很多大头针和一段较长的电阻丝，做了以下几次实验，实验现象如图所示。根据图示现象回答下列问题：
（1）实验中磁场的强弱是通过观察_____________________来进行比较，这就是物理中常用的转换法；
（2）通过观察图甲中A与B两个通电螺线管，当通过线圈的电流相同、有无铁芯相同时，通电螺线管线圈的匝数越少，它的磁性就越_______；
（3）通过观察图甲中________两个通电螺线管，当通过线圈的电流相同、线圈的匝数相同时，有铁芯的通电螺线管的磁性强；（选填“A、B”、“B、C”或“A、C”）
（4）通过观察图乙与图丙，可以探究通电螺线管的磁性强弱与___________的关系；
（5）结论：影响通电螺线管磁性强弱的因素有________________________________________。
【答案】（1）通电螺线管吸引大头针的数量；（2）弱；（3）B、C；（4）电流大小；（5）线圈的匝数、有无铁芯、通过螺线管的电流大小。
【解析】（1）实验中磁场的强弱是通过观察通电螺线管吸引大头针的数量来反映磁场的强弱，这用到了物理中的转换法。
（2）图甲中A与B两个通电螺线管，可以看出当通过线圈的电流相同、有无铁芯相同时，通电螺线管线圈的匝数越少，吸引的大头针的数量越少，则它的磁性就越弱。
（3）通过观察可知，图甲B、C两个通电螺线管，其通过线圈的电流相同、线圈的匝数相同时，有铁芯的通电螺线管的磁性强。
（4）图乙和丙中，线圈的匝数相同、有无铁芯相同，图丙中滑动变阻器连入电路的电阻变短，电阻变小，电路中电流增大，其通电螺线管吸引大头针增多，其磁性增强，说明通过螺线管的电流越大，它的磁性就越强。
（5）通过实验可以得出：影响通电螺线管磁性强弱的因素有线圈的匝数、有无铁芯、通过螺线管的电流大小。
提升练习
一、选择题
1.对磁场和磁感线的说法中，不正确的是（ ）
A.磁体间的相互作用是通过磁场发生的
B.磁体外部，磁体周围的磁感线从磁体的N极出发，回到磁体的S极
C.磁感线是磁场中真实存在的曲线，可以通过实验来模拟
D.磁场中某点的磁场方向与该点小磁针静止时N极指向相同
【答案】C。
【解析】A.磁场对放入其中的磁体或电流有力的作用，磁体间的相互作用就是通过磁场发生的，故A正确，不符合题意；
B.在磁体外部，磁感线从北极出来，回到S极，故B正确，不符合题意；
C.磁感线是假想的曲线，客观并不存在，故C错误，符合题意；
D.磁场中某点的磁场方向、小磁针静止时北极所指的方向、磁感线的方向是一致的，故D正确，不符合题意。故选C。
2.以下关于磁场和磁感线的说法中，正确的是（ ）
①磁体周围存在着磁场
②磁场中实际存在着磁感线
③磁感线上某点的切线方向就是此点的磁场方向
④磁体周围，画有磁感线的地方有磁场，没有画磁感线的地方则没有磁场
A.①② B.③④ C.①③ D.②④
【答案】C
【解析】①磁体周围存在着一种对磁体或铁钴镍等物质有吸引作用的物质，这就是磁场，是真实存在的，故①正确；
②磁感线是为了描述磁场而画的假想的曲线，不是真实存在的，故②错误；
③磁感线上某点的切线方向就是该处磁场方向，故③正确；
④磁体周围有任何地方都有磁场，与是否画磁感线无关，故④错误；综上可知，①③正确。
故选C。
3.关于下列四幅图的描述正确的是（ ）
A.甲图让钢棒AB靠近条形磁体，若它们相互吸引，则钢棒具有磁性
B.乙图中地球磁场的N极在地理的北极附近
C.丙图中两个条形磁铁相互靠拢合并时铁钉将吸得更牢
D.丁图中a端磁极是N极，b端磁极是S极
【答案】D
【解析】A.用钢棒靠近条形磁体的N极时，钢棒没有磁性或者靠近条形磁体的是钢棒的S极，二者都会相互吸引，故A错误；
B.地磁场的N极在地理南极附近，地磁场的S极在地理北极附近，故B错误；
C.同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，当另一根同样的条形磁铁的N极与原来磁铁的S极接合时，N极与S极接合在一起，成为一个新的条形磁铁，铁钉所在位置成为“新条形磁铁”的中间位置，磁性很弱，铁钉将落下，故C错误；
D.在磁体外部，磁感线从磁体的N极出来回到S极，所以a端为N极，b端为S极，故D正确。
故选D。
4.沈括在《梦溪笔谈》卷二十四《杂志》中有这么一段描述：“方家以磁石磨针锋，则能指南，然常微偏东，不全南也。”他是世界上最早记述这一现象的人，比西方早了400多年。下列说法不正确的是（ ）
A.针锋是磁体的南极
B.地磁场的北极在地理的南极附近
C.指南针的南极指的是地理的北极
D.“然常微偏东，不全南也，”说明地理的两极和地磁场的两极不完全重合
【答案】C
【解析】BD.“然常微偏东，不全南也，”说明地理的两极和地磁场的两极不完全重合，存在磁偏角。地磁场的北极在地理的南极附近。故BD正确，不符合题意；
A.“针锋能指南”，因为 “针锋”受地磁场影响要指向地磁场的N极，“针锋”是磁体的南极，故A正确，不符合题意；
C.指南针的南极指的是地磁场的北极，故C错误，符合题意。故选C。
5.如图是小明做奥斯特实验时的装置图，下列说法正确的是（ ）
A.实验时，导线平行架到小磁针上方，更易看到小磁针转动的现象
B.通电导线周围的磁场方向与电流方向无关
C.实验装置准备好后，迅速闭合开关，小磁针转动；若把小磁针放置到导线上方，它将不动
D.实验装置准备好后，迅速闭合开关，小磁针转动：若将小磁针移去，通电导线周围将不存在磁场
【答案】A
【解析】A.因通电直导线周围的磁场方向与导线垂直，所以若导线与小磁针垂直放置，小磁针有可能不转动，平行放置时，小磁针N极的指向为该点的磁场方向，这时实验现象最明显，故A正确；
B.根据奥斯特实验，人们发现改变导线中电流方向，小磁针偏转方向改变，说明通电导线周围的磁场方向与电流方向有关，故B错误；
C.实验装置准备好后，迅速闭合开关，小磁针转动；若把小磁针放置到导线上方，因磁场方向改变，所以小磁针偏转方向改变，它将转动，故C错误；
D.通电导线周围有磁场是因为通电导线中存在电流，通电导线中的电流是通电导线周围磁场形成的原因，与小磁针无关，小磁针只是为了证明有磁场产生，故D错误。
故选A。
6.闭合电路的开关，小磁针静止时的指向如图所示。则（ ）
A.电源的左端为正极 B.通电螺线管的左端为S极
C.电流表的左端为“一”接线柱 D.R的滑片不能置于最右端
【答案】B
【解析】小磁针静止时左端为N极，则通电螺线管左端为S极，根据安培定则可以判定，螺线管正面导线的电流方向是向下的。电流从电流表的左端接线柱流入电流表，再流入电源的左端，所以电流表左端为正接线柱，电源右端为正极。R的滑片可以置于最右端，此时连入电路中阻值最大。故ACD不符合题意，B符合题意。故选B。
7.关于电磁现象，下列说法中正确的是（ ）
A.磁体周围存在磁感线，它可以形象的描述磁体周围磁场的形状
B.磁场中能自由转动的小磁针，静止时北极的指向是该点磁场方向
C.电磁铁是利用电磁感应的原理来工作的
D.磁性是指摩擦过的物体能够吸引轻小物体的性质
【答案】B
【解析】A.磁感线是人们假想出来的曲线，用来形象地描述磁场，它不是真实存在的。故A错误；
B.人对对磁场方向的规定为：一个小磁针在磁场中能够自由转动，当它静止下来，它的北极（N极）指示的方向是该点的磁场方向。故B正确；
C.电磁铁是利用电流的周围存在磁场的原理来工作的。故C错误；
D.磁性指的是磁体能够吸引铁、钴、镍等物质的性质。故D错误。故选B。
8.如图所示，通电螺线管上方有一个小磁针，则小磁针静止时S极在________（选填“A”或“B”）端。
【答案】A
【解析】如图所示，由安培定则可知，通电螺线管左端为N极，右端为S极，由磁极间的相互作用可知，小磁针静止时，左端是S极。
9.小明设计了一个电梯自动报警模拟装置，如图所示。在控制电路中，电源电压为12V，R1为滑动变阻器，R2为压敏电阻，R2的阻值大小随压力F的变化关系如图。所示。闭合开关S1和S2，当压敏电阻受到的压力达到4000N时，电磁铁线圈中的电流为0.1A，此时衔铁被吸下，动触点K与触点A断开，同时与触点B接触，电动机停止工作，报警铃声开始响起。电磁铁线圈的电阻忽略不计。下列说法正确的是（ ）
A.S1闭合时，电磁铁的上端为N极
B.当电梯自动报警铃声未响起时，控制电路的总功率大于18W
C.当电梯自动报警铃声开始响起时，R1的功率为0.4W
D.若控制电路电源电压降低，要保证电梯最大载重不变，应将R1的滑片P向左移
【答案】D。
【解析】A.由图1知，闭合开关S1，电流由电磁铁的下端流入，上端流出，据安培定则知，电磁铁的上端为S极，下端为N极，故A错误；
BC.衔铁被吸下时，动触点K与触点B接触，报警铃声响起，此时电磁铁线圈中的电流为0.1A，由图1知，控制电路中，两个电阻及电磁铁串联，控制电路的总功率：
P=UI=12V×0.1A=1.2W
此时压敏电阻所受压力为4000N，它接入电路的阻值由图2知，为40Ω，控制电路的总阻值
R1的阻值：
R1=R-R2=120Ω-40Ω=80Ω
R1功率
P1=I2R1=（0.1A）2×80Ω=0.8W
警报铃未响起，即衔铁未被吸下，则控制电路中的电流小于0.1A，控制电路的总功率小于1.2W，故BC错误；
D.控制电路的电源电压降低，要保证电梯最大载重不变，即压敏电阻接入电路的最小阻值不变，控制电路的电流不变仍为0.1A时，衔铁被吸下，则变阻器接入电路的阻值变小，滑片向左移动，故D正确。
故选D。
二、填空题
10.我们虽然看不到空气，但可以通过它运动产生的效应——“树叶的摆动”来观察到它的存在。物理学中通过其效应对自然界中看不到的事物进行研究是物理学中一种重要的研究方法，这种方法叫_________，在初中物理学习中，我们就是通过小灯泡是否发光来判断灯丝中有无________通过；通过小磁针是否偏转来判断某个空间是否存在________。
【答案】转换法；电流；磁场
【解析】对于看不见的事物，人们是通过某些“效应”去研究的，实际是物理的一种研究方法，它是转换法；电流看不见、摸不着，判断电路中是否有电流时可通过电路中的灯泡是否发光去确定，采用的是转换法；通过观察小磁针的偏转，来判断空间中是否存在磁场，采用的是转换法。
11.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。地磁场的磁感线________（选填“是”或“不是”）真实存在的，地磁场的N极在地理的_______（选填“南”或“北”）极附近。指南针静止时______极所指的方向始终在地理的北极附近。
【答案】不是；南；N
【解析】磁感线是假想的分布在磁体周围的曲线，地磁场的磁感线不是真实存在的，地磁场是真实存在的。
地理的南北极和地磁的南北极并不重合，地磁北极在地理南极附近，地磁南极在地理北极附近。
地磁南极在地理北极附近，同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，所以指南针静止时N极所指的方向始终在地理的北极附近。
12.如图所示，探究影响电磁铁磁性强弱的因素时，A、B两电磁铁串联的目的是______________；由图中实验现象可知，电磁铁磁性的强弱与__________有关。
【答案】控制电流相同；线圈匝数
【解析】串联电路中电流处处相等。A、B两电磁铁串联，可以使得通过A、B两电磁铁的电流相等。
根据图像，线圈匝数较多的B电磁铁吸引铁钉较多，说明磁性较强，可知，电磁铁磁性的强弱与线圈匝数有关。
三、作图题
13.如图，请将小磁针的N极涂黑，并标出磁感线的方向。
【解析】根据电源的正负极可以确定电流从螺线管的左端流入，右端流出；再根据螺线管的绕向，结合安培定则即可确定螺线管的右端为N极，左端为S极。由磁极间的相互作用可确定小磁针的右端为N极，左端为S极，在磁体的周围，磁感线从磁体的N极出发回到S极。由此可以确定磁感线的方向向左，如图所示。
14.如图所示通电螺线管的电流方向，请在图中标出磁极的名称，并画出C点小磁针静止时北极所指的方向（用箭头表示即可）。
【解析】根据右手螺旋定则可知，A端为N极，B端为S极，在磁体外部，磁感线的方向是由N极出发回到S极，则C点小磁针静止时北极所指的方向为水平向右，如下图所示
四、实验探究题
15.（1）物理学中，对自然界中看不到的事物通过其效应进行研究，使现象变明显，是物理学中的一种重要方法，称为_________。例如，我们虽然看不到空气，但可以通过它运动产生的效应——树叶的摆动“观察”到它的存在。在初中物理学习中，通过小磁针是否偏转来判断某个空间是否存在_________；
（2）为描述磁场，引入了磁感线这一物理模型。通过研究发现：通电直导线周围的磁感线的形状是___________________________；
（3）关于磁现象的研究，丹麦物理学家奥斯特功不可没，他曾经做过如图所示的实验。
比较甲、丙两图，得到的结论是_________________________________________。奥斯特实验第一次把电和磁联系在一起，使得电磁学成为一门新学科发展起来。
【答案】转换法；磁场；以导线为圆心排列的系列同心圆；电流周围的磁场方向与电流方向有关
【解析】（1）对于看不见的事物，人们是通过某些“效应”去研究的，实际是物理的一种研究方法，它是转换法，把看不见的或现象不明显的转化成看得见的明显的现象去感知；在初中物理学习中，通过小磁针是否偏转来判断某个空间是否存在磁场，小磁针偏转，说明空间存在磁场。
（2）丹麦物理学家奥斯特的发现，揭示了电与磁的联系，打开了电磁学领域的一扇大门，进一步的研究发现通电直导线周围的磁感线分布是以导线为圆心排列的系列同心圆。
（3）比较甲丙实验可知，改变电流方向后，小磁针转动方向发生改变，实验得出结论：电流周围的磁场方向与电流方向有关。
16.在“探究通电螺线管外部的磁场分布”实验中：
（1）小明在嵌入螺线管的玻璃板上均匀撤满细铁屑，闭合开关后_______玻璃板（填写操作方法），观察到细铁屑的排列如图甲所示，同时观察到小磁针发生偏转，则说明通电螺线管周围存在________，此时，如果移走小磁针，该结论________（填“成立”或“不成立”）；
（2）把小磁针放到螺线管四周不同位置，螺线管通电后记录小磁针_______极的方向，这个方向就是该点的磁场方向；由此可以判断，通电螺线管外部的磁场分布与_______磁体的磁场分布相似；
（3）在螺线管中插入软铁棒，制成电磁铁，下列设备中没有用到电磁铁的是_______（选填字母）；
A.电磁继电器 B.电磁起重机 C.电炉
（4）接下来小明断开开关，对调电源的正负极，闭合开关后可探究通电螺线管的极性与__________的关系。
【答案】轻敲；磁场；成立；N；条形；C；电流方向
【解析】（1）在嵌入螺线管的有机玻璃板上均匀撒些细铁屑，通电后需要轻敲有机玻璃板，这样做的目的是克服摩擦力的影响，使细铁屑可以自由移动。
磁场的基本性质是对放入其中的磁体有力的作用，闭合开关，观察到螺线管周围的小磁针由于受到磁场的作用而发生偏转，说明了通电螺线管周围存在磁场。
闭合开关后，发现无论小磁针放在螺线管周围的那个位置，均发生偏转，说明通电螺线管周围存在磁场，电流周围存在的磁场是真实的，不会由于小磁针的消失而消失。
（2）物理学中规定，自由小磁针静止时N极所指的方向为该点的磁场方向，故把小磁针放到螺线管四周不同位置，螺线管通电后，小磁针N极所指的方向就是该点的磁场方向。
在通电螺线管外部多放置一些细铁屑，可以形象的显示出通电螺线管周围的细铁屑的排列与条形磁铁周围的细铁屑排列相似，由此可以判断，通电螺线管的外部磁场与条形磁铁的磁场相似。
（3）A.电磁继电器是通过控制电磁铁中电流有无来控制另外电流更大的电器开关，故A不符合题意；
B.电磁起重机的主要部件是电磁铁，利用电磁铁磁性的有无跟电流的关系工作，故B不符合题意；
C.电炉是利用电流的热效应工作的，故C符合题意。
故选C。
（4）在其它因素不变的情况下，对调电源的正负极，改变通过螺线管的电流方向，观察小磁针的指向有无改变，可探究通电螺线管的极性与电流方向的关系。
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