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第十六章 电磁铁 磁场 单元质量检测卷
一、单选题
1．小明在拆快递包装时，发现有一块泡沫“粘”在手上甩不掉，请你帮他找出下列现象中“粘”的原因与其相同的是（ ）
A．铁屑会被钢化螺丝刀“粘”起
B．玻璃平放在水面上提时，感觉会被“粘”住
C．白板纸铺在墙壁上，会被“粘”住
D．两个铅柱底面削平挤压后能“粘”在一起
2．以下实际应用中，没有用到磁性材料的是（ ）
A．录音磁带 B．电话磁卡 C．DVD光碟 D．收音机喇叭
3．巨磁电阻（）效应是指某些材料的电阻在磁场中随磁场强度的增强而急剧减小的现象。如图所示是研究巨磁电阻特性原理的示意图，闭合开关、，当滑片P向左滑动时，下列说法正确的是（ ）
A．电磁铁的磁性减弱 B．电磁铁的磁极位置会改变
C．巨磁电阻两端的电压变大 D．指示灯亮度变亮
4．要求设计一个电磁限流器，当电路中电流过大时，它能切断电路，并需手动闭合．兴趣小组设计了两个电磁限流器，示意图如下，其中的C、D为动触点．下列说法中正确的是（ ）
A．甲能满足设计要求，乙不能满足设计要求
B．乙能满足设计要求，甲不能满足设计要求
C．甲和乙都能满足设计要求
D．当电路中电流过大时，弹簧1和弹簧2都变短
5．关于电磁铁，几位同学有下面的一些说法，你认为其中错误的是（ ）
A．电磁铁通电时有磁性，断电时没有磁性
B．电磁铁中通过的电流越大，它的磁性就越强
C．在电流一定的情况下，外形相同的螺线管线圈匝数越多，它的磁性越强
D．往通电螺线管中插入金属棒就会使通电螺线管的磁性增强
6．甲、乙为两个条形磁铁的两个磁极，根据如图所示的小磁针静止时的指向和磁感线的分布可知（ ）
A．根据磁感线的分布可判定甲、乙是异名磁极
B．两个磁铁周围的磁场是由磁感线组成的
C．甲、乙都是S极
D．甲、乙都是N极
7．如图所示，A是悬挂在弹簧测力计下的条形磁铁，B是螺线管．闭合开关，待弹簧测力计示数稳定后，将滑动变阻器的滑片缓慢向右移动的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．电压表示数变大，电流表示数也变大
B．电压表示数变小，电流表示数也变小
C．螺线管上端是N极，弹簧测力计示数变小
D．螺线管上端是S极，弹簧测力计示数变大
8．电梯为居民出入带来很大的便利，出于安全考虑，电梯设置有超载自动报警系统，其工作原理如图所示，R1为保护电阻，R2为压敏电阻，其阻值随压力增大而减小．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．超载时，电磁铁的磁性减小
D．正常情况下(未超载时)，K与B接触
9．下列各图中，箭头表示电流方向，则通电螺线管周围的小磁针静止时，指向正确的是（ ）
A． B．
C． D．
10．下列常见的物品中能被磁铁吸引的是（ ）
A．铜钥匙 B．铁钉
C．塑料尺 D．橡皮
二、填空题
11． 如图所示电路中，磁敏电阻R的阻值随磁场的增强而明显减小，将螺线管一端靠近磁敏电阻R，闭合开关、，则螺线管右端为 极，当的滑片向左端滑动时，电压表示数 （选填“变大”“变小”或“不变”）。
12．电磁继电器是利用 电压、 电流电路的通断，来间接地控制 电压、 电流电路的装置。
13．干簧管是一种开关，其结构如图甲所示，其中磁簧片是一种有弹性、易被磁化的软铁材料，被固定于玻璃管内．将一个条形磁铁靠近并与干簧管平行放置时，干簧管的磁簧片触点就会闭合，电路接通，如图乙所示；当条形磁铁远离干簧管时，触点就会断开．干簧管的磁簧片被磁化后，触点部位闭合的原因是 名磁极相互
14．“悬浮灯泡”能够悬浮发光，如图甲所示。图甲中的基座内有一个电磁铁，而悬浮的灯泡内部装有用闭合线圈连接的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）乙图中的电源左端为 极；
（3）若要使灯泡悬浮的高度增加，除调节滑动变阻器阻值外，你还可以采取的办法是 。
15．如图所示在密闭玻璃罩内放如下装置：装满水的杯子，杯口用塑料薄片履盖并倒置悬挂；正在发声的音乐芯片；静置的小磁针．用抽气机不断抽去罩内空气，则看到的现象是：玻璃杯口的塑料片： ；音乐芯片的音乐： ；小磁针： ．
16．（1）图中，物体的长度为 cm；
（2）图中，弹簧测力计的示数为 N；
（3）图所示的螺线管中，左端是 极（选填“N”或“S”）。
17．如图所示，探究影响电磁铁磁性强弱的因素时，、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。
18．如图是我国早期的指南针——司南，它的S极与条形磁铁的 极将相互 （选填“排斥”或“吸引”）。2018年5月21日，我国发射了一颗名叫“鹊桥”的中继卫星。该卫星绕地匀速运动的过程中运动状态 （选填“不变”或“改变”）。
三、计算题
19．为防止湿手板开关造成触电事故，小宇同学为家中的灯暖型浴霸（冬季家庭洗浴时取暖时用的电器）设计了一个温度自动控制装置，如图甲所示．其中半导体材料制成的热敏电阻阻值R1随温度变化的曲线如图乙所示．已知继电器线圈电阻R2为20Ω，电源的电压U0恒为12V．浴霸共安装有4只“220V 250W”的灯泡，当继电器线圈中的电流大于或等于50mA时，继电器的衔铁被吸合，浴霸电路断开；当线圈中的电流小于或等于40mA时，继电器的衔铁被释放，浴霸电路闭合．求：
（1）浴霸电路闭合时，通过浴霸的总电流．
（2）若将此装置放在浴室内，浴室内的温度可控制在什么范围？
20．干簧管（也叫干簧继电器）比一般机械开关结构简单、体积小、速度高、工作寿命长；而与电子开关相比，它又有抗负载冲击能力强的特点，工作可靠性很高．如图甲所示为干簧管的结构简图，其中磁簧片是一种有弹性的薄铁片，被固定于玻璃管上．
（1）当将一个条形磁铁与干簧管平行放置时，干簧管的磁簧片就会被 ，且靠近的那两个端点会被磁化成异名磁极而相互吸引，触点将会闭合，将电路接通；当条形磁铁远离干簧管时，磁簧片的磁性消失，在弹力的作用下触点就会 ．
（2）某同学设想用干簧管制作水位自动报警器，图2是他设计的一部分情况，请帮助他完成其余部分的设计：
①设永久磁铁所受的重力为3N，浮球的体积为200cm3，不计滑轮处的摩擦．则要想让此装置能正常工作，浮球的质量应满足什么条件（取g=10N/kg）？
②他手边还有开关、红灯、绿灯和电铃各一个，导线若干，请在图中的虚线方框内画出报警电路，要求：水位到达A处时，红灯亮，电铃报警；水位到达B处时，绿灯亮，电铃报警．
四、作图题
21．根据图中磁感线方向，标出小磁针的N、S极，并用“＋”、“-”分别标出电源的正负极。
22．条形磁体旁的小磁针静止时所指的方向如图所示，试标出条形磁体的N、S极和磁感线的方向及小磁针的N极．
23．根据电源的正负极，在图中分别标出磁感线的方向和小磁针的N、S极．
五、实验探究题
24． 在炼钢厂里，人们用电磁起重机吊起生铁等原料投入炼钢炉中，却无法用电磁起重机搬运刚刚生产好的钢锭，电磁起重机上有一个很大的电磁铁，利用电磁铁吸住生铁自然没问题，但是对刚刚凝固的钢锭，电磁铁就显得无能为力了，由此猜想到：电磁铁的磁性是否与温度有关？现提供酒精灯、火柴、条形磁铁、大头针、铁架台，部分器材已经组装好，如图所示。为了证明磁铁的磁性与温度有关，应该进行的操作是 ，如果出现 的现象，则能初步说明磁铁的磁性与温度有关，当温度变得高时，磁铁的磁性变弱。
25．如图是小明探究“影响电磁铁磁性强弱因素”的装置图．它是由电源、滑动变阻器、开关、带铁芯的螺线管和自制针式刻度板组成．通过观察指针B偏转角度的大小来判断电磁铁磁性的强弱．在指针下方固定一物体A，当用导线a与接线柱2相连，闭合开关后，指针B发生偏转．
（1）指针下方的物体A应由 材料制成；
A．铜 B．铝 C．塑料 D．铁
（2）当开关闭合后，电磁铁左端应为磁极的 极．
（3）实验发现：
①将滑动变阻器的滑片P向左移动过程中，指针B偏转的角度将会 ．
②将导线a由与接线柱2相连改为与接线柱1相连，闭合开关后，调整滑动变阻器的滑片P的位置，使电路中的 保持不变，可发现指针B偏转的角度将会 ．
（4）经过对电磁铁的研究，可得出结论是：当线圈匝数一定时，通过电磁铁的电流越大，电磁铁的磁性越 ；当通过电磁铁的电流一定时，电磁铁线圈匝数越多，磁性越 ．
26．探究利用磁场产生电流的实验中，连接了如图所示的实验装置。
（1）将磁铁向下插入螺线管时，观察到灵敏电流计的指针向左偏转，这表明 。在这个过程中以磁铁为参照物，螺线管是 的(选填“静止”“向上运动”或“向下运动”)；
（2）将磁铁从螺线管中向上拔出，你会观察到灵敏电流计的指针 (选填“向左偏转”“向右偏转”或“不偏转”)；
（3）通过(1)、(2)两步实验，可以得出感应电流的方向与 有关。
（4）要探究感应电流方向与磁场方向的关系，你设计的实验做法是
27．丹麦物理学家奥斯特1820年发现了电流的磁效应，在当时的科学界引起巨大的反响和重视，激励了科学家们的探索热情，他们让电流通过弯成各种形状的导线，研究电流产生的磁场。
（1）同年10月，安培在法国科学院的例会上做了一个有趣的实验。如图甲所示，在做好的螺线管中央穿一细线，把它悬挂起来，从理论上分析，螺线管通电后产生磁场的N极会指向地理 附近 选填“南极”或“北极” ，进一步研究发现，通电螺线管外部的磁场与 磁体的磁场相似。
（2）如图乙所示，在螺线管内插一个铁芯，当电流通过螺线管时，螺线管中的铁芯就被电流的磁场 ，使它的磁性 ，我们可以通过 来判断磁场的场强，当电路断开时，它们的磁性 。
六、综合题
28．如图是某兴趣小组设计的自动干手器电路图，其中光敏装置相当于开关，用－光－表示。当环境光线暗时，开关闭合。
（1）请说明干手的工作过程。
（2）请你对此设计提出一条改进措施。
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第十六章 电磁铁 磁场 单元质量检测卷
一、单选题
1．小明在拆快递包装时，发现有一块泡沫“粘”在手上甩不掉，请你帮他找出下列现象中“粘”的原因与其相同的是（ ）
A．铁屑会被钢化螺丝刀“粘”起
B．玻璃平放在水面上提时，感觉会被“粘”住
C．白板纸铺在墙壁上，会被“粘”住
D．两个铅柱底面削平挤压后能“粘”在一起
【答案】C
【解析】【解答】小明在拆快递包装时，发现有一块泡沫“粘”在手上甩不掉，小明工作时，衣服和皮肤摩擦使人体带电，带电体具有吸引轻小物体的性质。
A．钢化螺丝刀具有磁性，磁体能够吸引铁、钴、镍等，所以铁屑会被钢化螺丝刀“粘”起，A不符合题意；
B．玻璃平放在水面上提时，感觉会被“粘”住，是因为受大气压的作用，B不符合题意；
C．白板纸铺在墙壁上过程中因受摩擦而带静电，带电体具有吸引轻小物体的性质，所以会被“粘”住，C符合题意；
D．两个铅柱底面削平挤压后能“粘”在一起，是分子间有相互作用的引力，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】带电体吸引轻小物体；磁体可以吸引磁性材料；压紧的铅块吸引在一起，说明分子间存在引力。
2．以下实际应用中，没有用到磁性材料的是（ ）
A．录音磁带 B．电话磁卡 C．DVD光碟 D．收音机喇叭
【答案】C
【解析】【解答】ABD．录音磁带、电话磁卡、收音机喇叭中，用的是磁性材料，ABD不符合题意；
C．DVD光盘是利用激光来进行工作的，它在光驱中利用激光头发出的光来读取信息，没有用到磁性材料，C符合题意。
故答案为：C。
【分析】DVD光盘是利用激光来进行工作的，它在光驱中利用激光头发出的光来读取信息，没有用到磁性材料。
3．巨磁电阻（）效应是指某些材料的电阻在磁场中随磁场强度的增强而急剧减小的现象。如图所示是研究巨磁电阻特性原理的示意图，闭合开关、，当滑片P向左滑动时，下列说法正确的是（ ）
A．电磁铁的磁性减弱 B．电磁铁的磁极位置会改变
C．巨磁电阻两端的电压变大 D．指示灯亮度变亮
【答案】D
【解析】【解答】 根据图片可知，闭合开关S1、S2后，滑片P向左滑动时，变阻器接入电路中电阻变小。根据R总=R1+R2可知，总电阻变小。由欧姆定律
可知，控制电路中的电流变大，此时电磁铁的磁性变强。
此时右侧巨磁电阻的阻值会变小，由串联电路电压与电阻成正比的规律可知，它两端的电压变小。根据R总=R1+R2可知，右侧电路中的总电阻变小，则电路中的电流变大，指示灯亮度变亮，故D正确，ABC错误。
故选D。
【分析】根据滑片移动方向确定变阻器的阻值变化，根据R总=R1+R2分析总电阻变化，根据欧姆定律分析总电流变化，进而确定电磁铁的磁场强弱变化。
根据巨磁电阻的电阻变化规律确定此时它的阻值变化，根据R总=R1+R2确定总电阻变化，进而确定总电流变化。根据串联电路的分压规律确定巨磁电阻的电压变化即可。
4．要求设计一个电磁限流器，当电路中电流过大时，它能切断电路，并需手动闭合．兴趣小组设计了两个电磁限流器，示意图如下，其中的C、D为动触点．下列说法中正确的是（ ）
A．甲能满足设计要求，乙不能满足设计要求
B．乙能满足设计要求，甲不能满足设计要求
C．甲和乙都能满足设计要求
D．当电路中电流过大时，弹簧1和弹簧2都变短
【答案】A
【解析】【解答】解：在甲图中，当电路中电流过大时，电磁铁A的磁性增强，对衔铁B的吸引力增大，使衔铁B逆时针旋转失去对闸刀S的制动作用，弹簧把闸刀S拉起，切断电流，保护电路．
在乙图中，电流过大时，也能切断电路，但切断电路之后，电磁铁没有了磁性，在弹簧拉力的作用下，开关又自动闭合，而甲图不能自动闭合，只有当检修完后，排除故障，人工合闸．
故选A．
【分析】通电磁继电器当电流变小或断电时，又能把开关闭合，而不能在排除故障之前断电．
5．关于电磁铁，几位同学有下面的一些说法，你认为其中错误的是（ ）
A．电磁铁通电时有磁性，断电时没有磁性
B．电磁铁中通过的电流越大，它的磁性就越强
C．在电流一定的情况下，外形相同的螺线管线圈匝数越多，它的磁性越强
D．往通电螺线管中插入金属棒就会使通电螺线管的磁性增强
【答案】D
【解析】【解答】A、电磁铁通电时产生磁性，断电时磁性消失，故A正确，不符合题意；B、在其它条件相同时，电流越大，通电螺线管的磁性越强，故B正确，不符合题意；C、电磁铁的磁性取决于线圈的匝数和电流的强弱，在电流一定时，外形相同的螺线管，线圈匝数越多，它的磁性越强，故C正确，不符合题意；D、通电螺线管的磁性与螺线管内有无铁芯有关。而往通电螺线管中插入金属棒，不一定是铁芯，若是铜棒，就不会使通电螺线管的磁性增强，故D错误，符合题意。故选D
【分析】电磁铁的磁性强弱的影响因素：电流的大小，线圈匝数的多少，有无铁芯．电流越大，匝数越多，有铁芯磁性越强；
电磁铁的优点：磁性的有无可以由电流的通断来控制，磁性的强弱可以由电流的大小。
6．甲、乙为两个条形磁铁的两个磁极，根据如图所示的小磁针静止时的指向和磁感线的分布可知（ ）
A．根据磁感线的分布可判定甲、乙是异名磁极
B．两个磁铁周围的磁场是由磁感线组成的
C．甲、乙都是S极
D．甲、乙都是N极
【答案】D
【解析】【解答】由磁感线可知甲乙两磁极相互排斥，为同名磁极。小磁针S极在上，N极在下，故该处磁场方向向下，因此磁感线从甲乙磁极中出来，故甲乙均为N极。
故答案为：D。
【分析】磁体周围的磁感线从N极出来，回到S极。磁感线的方向代表磁场方向。小磁针N极的指向就是该处磁场的方向。
7．如图所示，A是悬挂在弹簧测力计下的条形磁铁，B是螺线管．闭合开关，待弹簧测力计示数稳定后，将滑动变阻器的滑片缓慢向右移动的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．电压表示数变大，电流表示数也变大
B．电压表示数变小，电流表示数也变小
C．螺线管上端是N极，弹簧测力计示数变小
D．螺线管上端是S极，弹簧测力计示数变大
【答案】C
【解析】【解答】解：（1）由图可知电流由螺线管的下方流入，则由右手螺旋定则可知螺线管上端为N极，下端为S极；则螺线管与磁铁为同名磁极，相互排斥；
当滑片向右移动时，滑动变阻器接入电阻变小，则由欧姆定律可知电路中电流增大，即电流表的示数变大；
因为串联电路中，电阻越大，分得的电压越大，因此滑动变阻器两端电压减小，即电压表示数减小；故AB错误；
（2）由于通过电路的电流变大，则螺线管的磁性增大，螺线管与磁铁之间的斥力增大，因此弹簧测力计示数变小．故C正确，D错误．
故选C．
【分析】解答此题从以下知识点入手：
（1）影响电磁铁磁性强弱的因素有：电流的大小、线圈的匝数、有无铁芯．线圈的匝数一定，电流越大磁性越强；
（2）运用安培定则判断通电螺线管的极性；
（3）磁极间的相互作用：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引．
（4）当变阻器R的滑片缓慢向右移动，滑动变阻器接入电路的电阻变小，根据欧姆定律和串联电路电压的特点可知电路电流表和电压表示数的变化．
8．电梯为居民出入带来很大的便利，出于安全考虑，电梯设置有超载自动报警系统，其工作原理如图所示，R1为保护电阻，R2为压敏电阻，其阻值随压力增大而减小．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．超载时，电磁铁的磁性减小
D．正常情况下(未超载时)，K与B接触
【答案】B
【解析】【解答】A．电磁铁是根据电流的磁效应原理制成的，A不符合题意；
B．电磁铁工作时，电流从电磁铁的下面导线流入，利用安培定则判断出电磁铁的下端为N极，上端为S极，B符合题意；
C．超载时，随着压力的增大，压敏电阻的阻值随着减小，电路中的电流逐渐增大，电磁铁的磁性逐渐增强，C不符合题意；
D．正常情况下（未超载时），衔铁被弹簧拉起，K与静触点A接触，D不符合题意．
故答案为：B
【分析】电磁铁是根据电流的磁效应原理制成的；利用安培定则判断出电磁铁的磁极；超载时，随着压力的增大，压敏电阻的阻值随着减小，电路中的电流逐渐增大，电磁铁的磁性逐渐增强；正常情况下（未超载时），衔铁被弹簧拉起，K与静触点A接触。
9．下列各图中，箭头表示电流方向，则通电螺线管周围的小磁针静止时，指向正确的是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】A
【解析】【解答】解：根据电源的正负极在和标出的通电螺线管的电流方向，利用安培定则判断螺线管的磁极，再根据磁极间的相互规律确定小磁针的指向是否正确，如图
由此可知，选项A正确，BCD错误．
故选A．
【分析】首先根据电源的正负极判定电流方向，由电流方向判断通电螺线管的磁极．再根据磁极间的相互规律确定小磁针的指向．
10．下列常见的物品中能被磁铁吸引的是（ ）
A．铜钥匙 B．铁钉
C．塑料尺 D．橡皮
【答案】B
【解析】【解答】解：上述物品中只有铁钉是磁性材料铁制成的，能被磁铁吸引．故选B．
【分析】磁化材料是容易被磁化的物质，如铁、钴、镍．生活中具有这些磁性材料的物体，都容易被磁铁吸引．上述物品中可根据是否由磁性物质制成的来进行分析．
二、填空题
11． 如图所示电路中，磁敏电阻R的阻值随磁场的增强而明显减小，将螺线管一端靠近磁敏电阻R，闭合开关、，则螺线管右端为 极，当的滑片向左端滑动时，电压表示数 （选填“变大”“变小”或“不变”）。
【答案】S；变小
【解析】【解答】根据安培定则可知： 右端为S极，当的滑片向左端滑动时， 电阻变小，所以电流变大，通电螺线管的磁性增强，所以 磁敏电阻R的阻值减小 ，根据串联分压可知，磁敏电阻电压减小。
综上第一空为S，第二空为变小
【分析】安培定则：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就是通电螺线管的N极 ；根据串联分压：在串联电路中：电压和电阻成正比，据此填空。
12．电磁继电器是利用 电压、 电流电路的通断，来间接地控制 电压、 电流电路的装置。
【答案】低；弱；高；强
【解析】【解答】电磁继电器是利用低电压，弱电流电路的通断，来间接地控制高电压，强电流电路的装置。
【分析】人工直接控制高电压、强电流的电路比较危险，通过电磁继电器可以实现远距离控制，保护人的安全。
13．干簧管是一种开关，其结构如图甲所示，其中磁簧片是一种有弹性、易被磁化的软铁材料，被固定于玻璃管内．将一个条形磁铁靠近并与干簧管平行放置时，干簧管的磁簧片触点就会闭合，电路接通，如图乙所示；当条形磁铁远离干簧管时，触点就会断开．干簧管的磁簧片被磁化后，触点部位闭合的原因是 名磁极相互
【答案】异；吸引
【解析】【解答】解：左侧磁簧片的最左端靠近条形磁铁的N极，所以磁化后该端为S极，则另一端为N极；同理可以确定右侧磁簧片的右端为N极，另一端为S极，所以两磁簧片中间靠近的部分因异名磁极相互吸引而触接；当条形磁铁移开时，磁性消失，磁簧片因弹性而断开．
故答案为：异；吸引．
【分析】根据磁化的规律可以判断磁簧片的极性，再根据磁极间的相互作用，可解释为什么条形磁铁靠近时电路接通，远离时触点断开．
14．“悬浮灯泡”能够悬浮发光，如图甲所示。图甲中的基座内有一个电磁铁，而悬浮的灯泡内部装有用闭合线圈连接的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）乙图中的电源左端为 极；
（3）若要使灯泡悬浮的高度增加，除调节滑动变阻器阻值外，你还可以采取的办法是 。
【答案】（1）灯泡受到的磁力和重力是一对平衡力
（2）负
（3）增加电磁铁线圈的匝数
【解析】【解答】(1)灯泡悬浮停在空中时，受到向上磁力与重力大小相等，方向相反，作用在同一直线上，作用在同一物体上，这两个力是一对平衡力。(2)根据安培定则可知，乙图中螺旋管的下端为S极，根据同名磁极相互排斥可知，灯要受到向上的磁力，所以通电螺线管上端应为S极，下端为N极，由安培定则可知，电源右端为正极，左端为负极。(3)要使灯泡悬浮的高度增加，就要增大其磁性，除调节滑动变阻器阻值外，还可以增加电磁铁线圈的匝数。
【分析】（1）灯泡受到重力和磁力，两者等大反向；
（2）结合通电螺线管的N极和S极，利用右手螺旋定则求解通电螺线管的电流方向，判断电源的正负极；
（3）增加电磁铁圈数可以增加线圈中电压大小。
15．如图所示在密闭玻璃罩内放如下装置：装满水的杯子，杯口用塑料薄片履盖并倒置悬挂；正在发声的音乐芯片；静置的小磁针．用抽气机不断抽去罩内空气，则看到的现象是：玻璃杯口的塑料片： ；音乐芯片的音乐： ；小磁针： ．
【答案】下落；响度变小；不动
【解析】【解答】解：抽气后，玻璃罩内没有大气压，故玻璃杯中水和塑料片会下落；声音的传播靠介质；固体、液体、气体都可作为传播声音的介质；由于空气越来越少，故声音将越来越小；抽气后，小磁针仍受到地磁场的作用，故仍会指向南北．
故答案为：下落；响度变小；不动．
【分析】（1）在空气中的物体均受到大气压的作用，在真空情况下，没有大气压的作用；（2）声音的传播靠介质；固体、液体、气体都可作为传播声音的介质，真空不能传声；（3）在地球附近的磁体均受到地磁场的作用，所以小磁针会指向南北方向．
16．（1）图中，物体的长度为 cm；
（2）图中，弹簧测力计的示数为 N；
（3）图所示的螺线管中，左端是 极（选填“N”或“S”）。
【答案】2.30；3.6；S
【解析】【解答】（1）由图可知，物体的左端与零刻度线对齐，右侧和2.30cm对齐，因此物体的长度为2.30cm。
（2）弹簧测力计的分度值为0.2N，示数为3.6N。
（3）根据安培定则，通电螺线管右端是N极，左端是S极。
综上 第1空、 2.30； 第2空、3.6； 第3空、S。
【分析】1、刻度尺的使用：使用刻度尺要注意量程和分度值，中学设计的刻度尺，分度值为0.1cm，读书时要估计到分度值后一位。
2、长度的测量：测量物体长度时，要将物体紧贴刻度尺，视线与刻度尺刻度平行。
3、通电螺线管：由通电线圈组成，磁性方向可通过安培定则判断：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就是通电螺线管的N极，磁性与电流、线圈匝数有关。
17．如图所示，探究影响电磁铁磁性强弱的因素时，、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】【解答】电磁铁串联，电流相等；根据图像，线圈匝数多的B，吸引铁钉多，反应磁性强，可知，电磁铁磁性的强弱与线圈匝数有关。
【分析】串联电路，电流处处相等；电磁铁电流相同时，磁性强弱和匝数有关。
18．如图是我国早期的指南针——司南，它的S极与条形磁铁的 极将相互 （选填“排斥”或“吸引”）。2018年5月21日，我国发射了一颗名叫“鹊桥”的中继卫星。该卫星绕地匀速运动的过程中运动状态 （选填“不变”或“改变”）。
【答案】吸引；改变
【解析】【解答】司南的S极与条形磁铁的N极靠近时，它们是异名磁极，会互相吸引。卫星绕地球匀速运动的过程中，速度的方向发生了改变，因此运动状态改变。
【分析】任何磁铁都具有两个磁极，即N极和S极，同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引；物体的速度大小或方向发生变化，这就意味着物体的运动状态就发生了改变。
三、计算题
19．为防止湿手板开关造成触电事故，小宇同学为家中的灯暖型浴霸（冬季家庭洗浴时取暖时用的电器）设计了一个温度自动控制装置，如图甲所示．其中半导体材料制成的热敏电阻阻值R1随温度变化的曲线如图乙所示．已知继电器线圈电阻R2为20Ω，电源的电压U0恒为12V．浴霸共安装有4只“220V 250W”的灯泡，当继电器线圈中的电流大于或等于50mA时，继电器的衔铁被吸合，浴霸电路断开；当线圈中的电流小于或等于40mA时，继电器的衔铁被释放，浴霸电路闭合．求：
（1）浴霸电路闭合时，通过浴霸的总电流．
（2）若将此装置放在浴室内，浴室内的温度可控制在什么范围？
【答案】解：（1）当浴霸电路闭合时：
P总=nPL=250W×4=1000W，
通过浴霸的总电流：
I= =≈4.5A；
（2）取临界情况，当电流为I=50mA=0.05A时：
∵R1+R2===240Ω，
∴R1=240Ω﹣R2=240Ω﹣20Ω=220Ω，由图可得对应的温度为30℃；﹣﹣﹣﹣﹣①
当电流为I′=40mA=0.04A时：
∵R1′+R2===300Ω，
∴R1′=300Ω﹣R2=300Ω﹣20Ω=280Ω，由图可得对应的温度为22℃；﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
由①②可知室内温度可控制在22℃～30℃范围内．
答：（1）浴霸电路闭合时，通过浴霸的总电流约为4.5A．
（2）若将此装置放在浴室内，浴室内的温度可控制在22℃～30℃范围内．
【解析】【分析】（1）当浴霸电路闭合时，电路中四只电灯并联，知道每只灯的电功率，求出总电功率，再利用P=UI求通过浴霸的总电流；
（2）取临界情况，当电流为50mA时和当电流等于40mA时，知道电源电压U0，分别求出总电阻，利用串联电阻的特点求热敏电阻R1的大小，对应图象找出温度值，从而得到浴室内温度的变化范围．
20．干簧管（也叫干簧继电器）比一般机械开关结构简单、体积小、速度高、工作寿命长；而与电子开关相比，它又有抗负载冲击能力强的特点，工作可靠性很高．如图甲所示为干簧管的结构简图，其中磁簧片是一种有弹性的薄铁片，被固定于玻璃管上．
（1）当将一个条形磁铁与干簧管平行放置时，干簧管的磁簧片就会被 ，且靠近的那两个端点会被磁化成异名磁极而相互吸引，触点将会闭合，将电路接通；当条形磁铁远离干簧管时，磁簧片的磁性消失，在弹力的作用下触点就会 ．
（2）某同学设想用干簧管制作水位自动报警器，图2是他设计的一部分情况，请帮助他完成其余部分的设计：
①设永久磁铁所受的重力为3N，浮球的体积为200cm3，不计滑轮处的摩擦．则要想让此装置能正常工作，浮球的质量应满足什么条件（取g=10N/kg）？
②他手边还有开关、红灯、绿灯和电铃各一个，导线若干，请在图中的虚线方框内画出报警电路，要求：水位到达A处时，红灯亮，电铃报警；水位到达B处时，绿灯亮，电铃报警．
【答案】（1）磁化；断开
（2）解：浮球浸没水中受到的浮力：
F浮=ρ水V排g=1×103kg/m3×10N/kg×200×10﹣6m3=2N，
设浮球刚好浸没水中，浮球必须上浮，则必须满足G浮球＜F浮+G磁铁=2N+3N=5N，
设浮球刚好离开水面，浮球必须下降，则必须满足G浮球＞G磁铁=3N，
因此要想让此装置能正常工作，此浮球所受的重力应满足：
5N＞G浮球＞3N，
根据G=mg可知浮球的质量应满足：0.5kg＞m浮球＞0.3kg；②当浮球上升到最高水位时，条形磁铁下沉到干簧管2所在的位置，此时条形磁铁使干簧管的磁簧片接触，导致其所在的电路接通，所以红灯亮，电铃响．
同理，当浮球下降到最低水位时，条形磁铁上升到干簧管1所在的位置，此时条形磁铁使干簧管的磁簧片接触，导致其所在的电路接通，所以绿灯亮，电铃响．
如下图所示：
【解析】【解答】解：（1）当将一个条形磁铁与干簧管平行放置时，干簧管的磁簧片就会被磁化，且靠近的那两个端点会被磁化成异名磁极而相互吸引，触点就会闭合，将电路接通；当条形磁铁远离干簧管时，磁簧片的磁性消失，在弹力的作用下触点就会断开．答：（1）磁化；断开；（2）①浮球的质量应满足条件：0.5kg＞m浮球＞0.3kg．②如图所示．
【分析】（1）根据磁化的规律可以判断磁簧片的极性，再根据磁极间的相互作用，可解释为什么条形磁铁靠近时电路接通，远离时触点断开；（2）①知道浮球的体积，利用阿基米德原理求浮球浸没水中受到的浮力；设浮球刚好浸没水中，浮球必须上浮，则必须满足G浮球＜F浮+G磁铁；设浮球刚好离开水面，浮球必须下降，则必须满足G浮球＞G磁铁，可得让此装置能正常工作浮球所受的重力应满足的条件，进而得出质量条件；②由题意可知，这应该是一个由两个干簧管分别控制一个支路的并联电路，据此来完成电路的连接；浮球的位置，可以确定条形磁铁的位置，而条形磁铁的位置可以确定哪个干簧管在工作，同时确定了哪个干簧管所在的电路工作．
四、作图题
21．根据图中磁感线方向，标出小磁针的N、S极，并用“＋”、“-”分别标出电源的正负极。
【答案】如图所示：
【解析】【解答】磁感线从螺线管的N极出来，回到S极，所以螺线管的右端为N极，异名磁极相互吸引，所以小磁针的左端为S极；右端为N极；根据右手螺旋定则得出电源的左端为正极，右端为负极。如图所示
【分析】磁感线从螺线管的N极出来，回到S极；异名磁极相互吸引；根据右手螺旋定则得出电源的左端为正极，右端为负极。
22．条形磁体旁的小磁针静止时所指的方向如图所示，试标出条形磁体的N、S极和磁感线的方向及小磁针的N极．
【答案】解：下面小磁针的左端为N极，所以该点的磁场方向为向左，又因为磁体周围的磁感线总是由北极出发回到南极的，所以该条形磁体的右端为N极，左端为S极；故右边小磁针的左端是S极，右端是N极。标注如下图：
【解析】【分析】（1）放在磁体周围的小磁针自由静止时，北极所指的方向就是该点的磁场方向，由此可以利用小磁针的N、S极来确定条形磁体的NS极，进而判断出右边小磁针的NS极；
（2）磁体周围的磁感线是由北极出发回到南极的。
23．根据电源的正负极，在图中分别标出磁感线的方向和小磁针的N、S极．
【答案】解：如图所示：
【解析】【解答】解：电流由右侧流入，由右手螺旋定则知电磁铁的右侧为N极，左侧为S极；由磁极间的相互作用可知小磁铁右侧为N极，左侧为S极．外部磁感线由N极指向S极．故答案如图：
【分析】由电源的正负极及右手螺旋定则可判断螺线管的极性，则可知小磁针的指向及磁感线的方向．
五、实验探究题
24． 在炼钢厂里，人们用电磁起重机吊起生铁等原料投入炼钢炉中，却无法用电磁起重机搬运刚刚生产好的钢锭，电磁起重机上有一个很大的电磁铁，利用电磁铁吸住生铁自然没问题，但是对刚刚凝固的钢锭，电磁铁就显得无能为力了，由此猜想到：电磁铁的磁性是否与温度有关？现提供酒精灯、火柴、条形磁铁、大头针、铁架台，部分器材已经组装好，如图所示。为了证明磁铁的磁性与温度有关，应该进行的操作是 ，如果出现 的现象，则能初步说明磁铁的磁性与温度有关，当温度变得高时，磁铁的磁性变弱。
【答案】用酒精灯给磁铁加热；大头针落下
【解析】【解答】探究磁铁的磁性与温度有关时，改变磁铁的温度，用酒精灯给磁铁加热，若大头针落下，则说明磁铁的磁性与温度有关，当温度变得高时，吸引的大头针减少，则磁铁的磁性变弱。
【分析】磁铁的磁性和温度有关，通过吸引大头针的个数，可以判断磁性强弱。
25．如图是小明探究“影响电磁铁磁性强弱因素”的装置图．它是由电源、滑动变阻器、开关、带铁芯的螺线管和自制针式刻度板组成．通过观察指针B偏转角度的大小来判断电磁铁磁性的强弱．在指针下方固定一物体A，当用导线a与接线柱2相连，闭合开关后，指针B发生偏转．
（1）指针下方的物体A应由 材料制成；
A．铜 B．铝 C．塑料 D．铁
（2）当开关闭合后，电磁铁左端应为磁极的 极．
（3）实验发现：
①将滑动变阻器的滑片P向左移动过程中，指针B偏转的角度将会 ．
②将导线a由与接线柱2相连改为与接线柱1相连，闭合开关后，调整滑动变阻器的滑片P的位置，使电路中的 保持不变，可发现指针B偏转的角度将会 ．
（4）经过对电磁铁的研究，可得出结论是：当线圈匝数一定时，通过电磁铁的电流越大，电磁铁的磁性越 ；当通过电磁铁的电流一定时，电磁铁线圈匝数越多，磁性越 ．
【答案】（1）D
（2）S
（3）增大；电流；增大
（4）强；强
【解析】【解答】解：（1）电磁铁具有吸引铁的特性，电磁铁吸引物体A使指针改变偏转角度，所以物体A应由铁质材料制成，故应选D．（2）伸出右手，用右手握住螺旋管，四指指向电流的方向，大拇指指向螺旋管的N极．判断螺旋管的左端是S极；（3）①当滑动变阻器的滑片P向左滑动时，滑动变阻器的阻值变小，电路中电流变大，电磁铁的磁性增强，电磁铁吸引物体A偏转角度增大，所以指针B偏转的角度将会变大．②保持滑片P位置不变，电磁铁中电流大小不变，当导线a由接线柱2改为与接线柱1相连，电磁铁线圈的匝数增多，电磁铁磁性增强，闭合开关后，可发现指针B偏转的角度将会变大．（4）经过对电磁铁的研究，可得出结论是：当线圈匝数一定时，通过电磁铁的电流越大，电磁铁磁性增强；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．故电磁铁磁性强弱与电流的大小和线圈的匝数有关．
故答案为：（1）D；（2）S；（3）①增大；②电流；增大；（4）强；强．
【分析】（1）要使电磁铁吸引A，A必须是磁性材料．由此入手进行思考．（2）利用安培定则可以判断电磁铁的左端的极性．（3）电磁铁磁性的强弱可以通过指针的是否偏转角度来体现．当电磁铁有磁性时，会对右边的A有一个吸引力．且磁性越强，吸引力越大，A向左偏转的程度越大，导致指针向右偏转的角度大．所以通过指针B的偏转角度的大小，来认识电磁铁的磁性增强．（4）电磁铁的磁性的影响因素：电流大小、线圈匝数多少、有无铁芯．有铁芯时，电流越大，匝数越多，磁性越强．
26．探究利用磁场产生电流的实验中，连接了如图所示的实验装置。
（1）将磁铁向下插入螺线管时，观察到灵敏电流计的指针向左偏转，这表明 。在这个过程中以磁铁为参照物，螺线管是 的(选填“静止”“向上运动”或“向下运动”)；
（2）将磁铁从螺线管中向上拔出，你会观察到灵敏电流计的指针 (选填“向左偏转”“向右偏转”或“不偏转”)；
（3）通过(1)、(2)两步实验，可以得出感应电流的方向与 有关。
（4）要探究感应电流方向与磁场方向的关系，你设计的实验做法是
【答案】（1）电路中产生了电流；向上运动
（2）向右偏转
（3）导体运动方向
（4）保持线圈的位置不动，先将磁铁的一端向下插入线圈，观察指针的偏转方向，然后对调磁极，用另一端向下插入线圈，观察指针的偏转方向，比较两次电流表的偏转方向是否相同
【解析】【解答】（1）将磁铁向下插入螺线管时，灵敏电流计的指针偏转，说明电路中产生了电流；在这个过程中以磁铁为参照物，即相对于磁铁，螺线管向上运动；（2）将磁铁从螺线管中向上拔出，相对于磁铁，螺线管向下运动，切割磁感线的导体的运动方向变化，产生的电流方向变化，灵敏电流计的指针向右偏转；
（3）在上面（1）（2）中，将磁铁从螺线管中向下插入、向上拔出，磁场的方向不变，改变切割磁感线的导体的运动方向，产生的电流方向变化，由此可知感应电流的方向与导体运动方向；
（4）要探究感应电流方向与磁场方向的关系，要控制导体运动方向不变，改变磁场方向，设计实验步骤：保持线圈的位置不动，先将磁铁的一端（N极向下插入线圈，观察指针的偏转方向；然后对调磁极，用另一端（S极）向下插入线圈，观察指针的偏转方向，比较两次电流表的偏转方向是否相同得出结论；
故答案为：（1）在电路中产生了电流；（2）向上运动；（3）向右偏转；（4）导体运动方向
【分析】（1）闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时产生电流的现象叫电磁感应，产生的电流叫感应电流；产生的感应电流的方向与导体运动方向和磁场方向有关，当其中一个方向改变时，电流方向改变；若导体运动方向和磁场方向同时改变，电流方向不改变，据此解答。
（2）将磁铁从螺线管中向上拔出，相对于磁铁，螺线管向下运动，切割磁感线的导体的运动方向变化，产生的电流方向变化，灵敏电流计的指针向右偏转；
（3）改变切割磁感线的导体的运动方向，产生的电流方向变化；
（4）感应电流方向与磁场方向的关系，需要控制导体运动方向不变，改变磁场方向；
27．丹麦物理学家奥斯特1820年发现了电流的磁效应，在当时的科学界引起巨大的反响和重视，激励了科学家们的探索热情，他们让电流通过弯成各种形状的导线，研究电流产生的磁场。
（1）同年10月，安培在法国科学院的例会上做了一个有趣的实验。如图甲所示，在做好的螺线管中央穿一细线，把它悬挂起来，从理论上分析，螺线管通电后产生磁场的N极会指向地理 附近 选填“南极”或“北极” ，进一步研究发现，通电螺线管外部的磁场与 磁体的磁场相似。
（2）如图乙所示，在螺线管内插一个铁芯，当电流通过螺线管时，螺线管中的铁芯就被电流的磁场 ，使它的磁性 ，我们可以通过 来判断磁场的场强，当电路断开时，它们的磁性 。
【答案】（1）北极；条形
（2）磁化；增强；吸引大头针的数目多少；消失
【解析】【解答】 (1)螺线管通电后，在地磁场的作用下，螺线管将会发生转动，螺线管的S极指向地理的南极，螺线管的N极指向地理的北极；进一步研究发现，通电螺线管外部的磁场与条形磁体的磁场相似。(2)当电流通过螺线管时，螺线管周围存在磁场，螺线管中的铁芯就被该磁场磁化成一个磁体，它周围也有磁场，和通电螺线管的磁场叠加在一起，使螺线管的磁性增强。实验中通过铁钉吸引大头针数目的多少来反映电磁铁磁性的强弱；通电螺线管有电流时有磁性，无电流是无磁性，故当电路断开时，它们的磁性消失。
【分析】生对通电螺线管、磁化（磁化：使原来没有磁性的物体带上磁性的过程）概念的理解和掌握，加入铁芯的螺线管磁性会增强，是磁化后的铁芯的磁场与线圈磁场叠加造成的磁性增强.
六、综合题
28．如图是某兴趣小组设计的自动干手器电路图，其中光敏装置相当于开关，用－光－表示。当环境光线暗时，开关闭合。
（1）请说明干手的工作过程。
（2）请你对此设计提出一条改进措施。
【答案】（1）解：当手伸入自动干手器时，光线变弱，开关闭合，电磁铁将衔铁吸下，与触点C结合，电动机和加热电阻开始工作，吹热风；当开关闭合时，衔铁与a接触，指示灯亮，加热，但是电动机不工作。
（2）解：在加热电阻加一个光控开关，即晚上时，停止工作，晚上时无人时，停止工作，节约用电。
【解析】【分析】电流可以产生磁场，即电流有磁效应，可以用来制作电磁铁，电流越大，产生的磁场强度越大，结合电流的变化分析迪电路的通断。
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