易错专练8：家庭电路、电与磁
易错点一：不理解磁体周围的磁场致错
典例：在如图所示的电路中，根据小磁针静止时的指向可知( )
A．a端是通电螺线管的N极，c端是电源正极
B．b端是通电螺线管的N极，d端是电源正极
C．a端是通电缧线管的N极，c端是电源负极
D．b端是通电螺线管的N极，d端是电源负极
跟踪训练：如图所示，甲、乙为条形磁体，中间是电磁铁，磁体与电磁铁间的实线是表示磁极间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
易错点二：不理解影响感应电流方向的因素致错
典例：线圈在磁场上的初始位置如图所示，若ab边向下，cd边向上逆时针方向转动，导体切割磁感线，则电路中有感应电流，这时外部电路中的电流由A经E到B，若外部电路中的电流由B经E到A，则线圈可能是( )
A．转过180°时
B．转过360°时
C．转过270°时
D．转到90°时
跟踪训练：如图所示为发电机的工作原理图，则下列说法中正确的是( )
A．线圈在磁场中转动时，不一定会产生感应电流
B．线圈在转动过程中，若产生了感应电流，则电流大小不变
C．线圈在转动过程中，若产生了感应电流，则电流方向不变
D．发电机的原理和扬声器的原理相同
影响电磁铁磁性强弱的因素
1． 教材实验原理图
2． 实验原理：应用控制变量法探究影响电磁铁磁性强弱的因素：①电流大小 ②线圈匝数
3． 实验结论
(1)结论一：通过电磁铁的电流越强，电磁铁的磁性就越强。
(2)结论二：当电流一定时，电磁铁的线圈匝数越多，电磁铁的磁性越强。
4． 实验关键点：因变量“电磁铁磁性强弱”是通过电磁铁吸引大头针的个数多少来表征，应用的这种方法叫转换法。
5． 实验拓展：
由于电磁铁磁性强弱与铁芯的有无、电流的大小、线圈匝数的多少有关。因此，在探究影响电磁铁磁性强弱与其中某一因素的关系时，必须应用控制变量法来保证其他因素不变。
典例：如图所示，是某学习小组同学设计的研究“电磁铁磁性强弱”的实验电路图。
(1)要改变电磁铁线圈中的电流大小，可通过________________来实现；要判断电磁铁的磁性强弱，可观察________________来确定，物理学中将这种研究问题的方法叫做________。
(2)如表是该组同学所做实验的记录：
电磁铁(线圈)
50匝
100匝
实验次数
1
2
3
4
5
6
电流(A)
0.8
1.2
1.5
0.8
1.2
1.5
吸引铁钉的最多数目(枚)
5
8
10
7
11
14
①比较实验中的1、2、3(或4、5、6)，可得出的结论是：电磁铁的匝数一定时，通过电磁铁线圈中的电流越________，磁性越________。
②比较实验中的1和4(或2和5，或3和6)，可得出的结论是：电磁铁线圈中的电流一定时，线圈匝数越________，磁性越________。
产生电磁感应现象的条件和规律
1． 教材实验原理图
2． 实验原理：探究如何通过“在磁场中运动的导体”和“运动的磁体”来产生电。
3． 实验结论
(1)结论一：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线的运动时，导体中就会产生电流，这种现象叫做电磁感应，产生的电流叫感应电流。
(2)结论二：感应电流的方向跟导体的运动方向和磁场方向有关。改变导体的运动方向或磁场的方向，感应电流的方向会发生相应的改变。
4． 实验关键点
(1)观察“磁场不动，闭合回路的导体运动”和“磁场运动，导致磁铁与线圈之间发生相对运动”两个实验，结果都是能产生感应电流，进一步理解“导体切割磁感线运动”的具体含义。
(2)理解感应电流产生的瞬时性。
5． 实验拓展
(1)通过回顾法拉第十年来经历无数次的实验失败，终于发现电磁感应的辛路历程，展示其科学探究思想的精髓，更进一步的认识法拉第研究电磁感应的科学研究方法，对待科学研究的态度与责任等，在潜移默化中形成正确的物理科学史观。
(2)利用实验方法判定感应电流的方向，利用比较归纳方法判定感应电流的右手定则，对电磁感应的实质问题进行研究引申和拓展，利用能量转换的方法解释电磁感应现象。在探究和总结的过程中，学习掌握实验法、观察法、对比分析、逻辑推理、分析和综合等方法。
典例：关于电动机和发电机的研究中的有关问题，请根据要求解答。
(1)如图甲所示，使线圈位于两磁极间：
①通电后，图甲中ab段导线的电流方向是________(选填“由a到b”或“由b到a”)，图甲中导线ab所受磁场力的方向向上，则图乙中ab段所受磁场力的方向________。
②线圈转过图丙所示的位置时，用________________的办法可使线圈靠磁场力继续顺时针转动至少半圈。
③若把图甲中的电源换为电阻，快速转动线圈，则电阻发热，此过程中机械能先转化为_____能再转化为________能。
(2)图丁是探究“怎样产生感应电流”的实验装置，ab是一根导体，通过导线、开关连接在灵敏电流计的两接线柱上。
①本实验中，如果________________，我们就认为有感应电流产生。
②闭合开关后，若导体不动，磁铁左右水平运动，电路________(选填“有”或“无”)感应电流。
③小李所在实验小组想进一步探究“感应电流的大小跟哪些因素有关？”，小李猜想：“可能跟导体切割磁感线运动的快慢有关。”请你根据如图丁所示的实验装置，帮助小李设计实验来验证她的猜想，你设计的实验做法是____________________________________________________。
测电笔的使用
1． 教材实验原理图
2． 实验原理：火线、测电笔、人体和大地构成闭合回路，使氖管发光。
3． 实验结果：正确使用时：触火线，氖管发光。
错误使用时：氖管不发光。常见的故障及情况有：手没触金属笔卡；笔尖金属体没有触火线；……
4． 实验结论
结论一：火线带电，零线不带电。
结论二：触火线且构成闭合回路，氖管才发光。
结论三：可以使用测电笔来辨别火线和零线。
5． 实验关键点
(1)测量时，笔尖金属体要触火线或零线。
(2)测量时，手要触测电笔的金属笔卡。
(3)测量时，各连接点要保持良好的接触。
典例：小科在学习了《家庭用电》后设计了一个如图所示的电路。下列相关说法正确的是( )
A．电路中甲、丁串联
B．电路中丙连接方式不正确
C．闭合开关K1、K2，甲灯亮、乙灯不亮，说明乙灯被短路
D．用测电笔检测丙插座的两孔时，测电笔氖管都能发光
一、选择题
1． 小明学习了磁场的知识后，标出了下列四种情况下磁体的磁极、电流方向或小磁针的偏转方向(图中小磁针的黑端为N极)，其中标的有错误的图是( )
A B C D
2． 用如图所示的装置探究“磁场对通电直导线的作用”。闭合开关S，静止的直导线AB水平向右运动。要使AB水平向左运动，下列措施中可行的是( )
A．将导线AB两端对调
B．将蹄形磁铁的N、S两极对调
C．将滑动变阻器的滑片P向右移动
D．换用磁性更强的蹄形磁铁
3． 若假想地磁场是由地球内部一块大磁铁产生的，如图所示的四个示意图中，能合理描述这块大磁铁的是( )
A B C D
4． 如图所示，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。当电路中开关S由断开到闭合时，条形磁铁一直保持静止，下列说法中正确的是( )
A．S闭合时，电磁铁左端是S极
B．S闭合时，滑片P向右移动，电磁铁磁性增强
C．S断开时，条形磁铁与电磁铁之间没有力的作用
D．S断开时，条形磁铁受到两对平衡力的作用
5． 如图所示，在两个完全相同的磁体的不同磁极上吸着铁钉，如果让两个磁体相互靠近并接触，下列说法正确的是( )
A．两铁钉没有相互作用
B．两铁钉相互吸引，最后落下来
C．两铁钉相互排斥，最后落下来
D．无法判断
6． 为了判断一根铁棒是否具有磁性，小明进行如下四个实验，根据实验现象不能确定该铁棒具有磁性的是( )
A B C D
7． [2018·广州]如图所示，通电导线a、b固定不动，左磁体对a的作用力为Fa，右磁体对b的作用力为Fb，下列说法正确的是( )
A．Fa、Fb方向相反 B．Fa、Fb方向相同
C．Fa、Fb方向相反 D．Fa、Fb方向相同
8． POS机消费为现代生活带来了便利。内藏的检测头由铁芯和绕在铁芯上的线圈构成。磁卡是磁性材料制成的。记录时，磁卡的磁性面按一定方向移动，和通电的检测头的磁性面接触，使磁卡磁化；读取时，磁卡通过检测头再次把磁信号转化回电信号。但磁卡和磁性物质放在一起，很容易消磁。关于磁卡和检测头工作原理图及对应说法错误的是( )
A．检测头通电工作原理是电生磁原理，如图甲
B．检测头记录信息是磁化原理，如图乙
C．检测头读取信息是电磁感应原理，如图丙
D．磁卡和磁性物质放在一起是消磁原理，如图丁
9． 在制造精密电阻时，常常采用双线绕法，即把电阻丝从螺线管一端绕到另一端，再从另一端绕回来。如果电流方向如图所示，那么( )
A．螺线管左右两端都没有磁极
B．螺线管左端为N极，右端为S极
C．螺线管左端为S极，右端为N极
D．螺线管左端有磁极，右端无磁极
10．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，电磁铁的磁性减弱
D．正常情况下(未超载时)，K与B接触
11． 如图所示是某家庭电路，闭合开关，灯不亮，用测电笔接触c点氖管不发光，接触d点氖管发光。若该电路有两处故障，则下列判断正确的是( )
A．ac间断路，bd间断路
B．ac间断路，eb间断路
C．ac间断路，ed间断路
D．eb间断路，cd间短路
12．磁铁都有两极，小敏想用实验证明，断磁铁A、B端必有磁极。她设计了如图所示四个方案，并进行了实验操作。其中的现象不可能观察到的是( )
A．甲和乙 B．乙和丙
C．丙和丁 D．丁和甲
13．中国科技馆有一个“会发电的衣服”的展台，在展台中可以做模拟“发电纤维发电”的实验。实验过程及现象如下：踩动踏步机踏板，带动压电薄膜振动，使得一些与压电薄膜相连的小灯发光；增大踩动踏板的频率，压电薄膜振动得更剧烈，发光小灯的数量增加。则下列四个选项中，判断不正确的是( )
A．压电薄膜振动时可以产生电压
B．小灯发光说明振动的压电薄膜中产生了电流
C．发光小灯的数量与踩动踏板的频率有关
D．增大踩动踏板的频率，压电薄膜发电的总功率变小
14．如图所示为一台非铁性物质制成的天平。天平左盘中的A是一铁块，B是电磁铁。未通电时天平平衡，给B通以图示方向的电流(a端接电源正极，b端接电源负极)，调节线圈中的电流大小，使电磁铁对铁块A的吸引力大于铁块受到的重力，铁块A被吸起。当铁块A向上加速运动的过程中，下列判断正确的是 ( )
A．电磁铁B的上端为S极，天平仍保持平衡
B．电磁铁B的上端为S极，天平右盘下降
C．电磁铁B的下端为N极，天平左盘下降
D．电磁铁B的下端为N极，无法判断天平的平衡状态
15．关于如图所示的电和磁知识，下列说法错误的是( )
A．电动机是利用了通电导体在磁场中受到力的作用来工作的
B．有金属外壳的家用电器外壳不接地会有安全隐患
C．梳头后的塑料梳子能吸引小纸屑是因为梳子具有磁性
D．磁悬浮列车是利用电流的磁效应来工作的
16．如图所示，一支弹簧悬挂起来后长度伸长了，其下端恬好与水银槽中的水银面相接触，把它连接到电路中。则当开关S闭合时( )
A．弹簧的长度伸长
B．弹簧的长度缩短
C．弹簧先收缩后伸长并不断上下振动
D．弹簧仍保持不动
17．如图所示，一只小磁针自A点开始沿圆形轨迹绕条形磁铁缓慢移动一周又回到A点的过程中，小磁针绕自身的转轴转动的圈数为( )
A．1圈
B．2圈
C．3圈
D．4圈
18．如图所示，将一柔软的导线弯成星形，并将其置于光滑水平桌面上，然后将电键S闭合，则该星形回路将( )
A．不会变形
B．会变形，所围面积增大
C．会变形，所围面积减小
D．会变形，所围总面积不变
19．悬空的磁环实验中，若所用的磁环都一样，中间的塑料管是光滑的。当甲、乙两个磁环处于静止状态时，它们之间的距离为h1，如图所示。 再往乙的正上方套入丙磁环，当丙悬空并静止后，甲、乙之间的距离变为h2，乙、丙之间的距离为h3。已知磁环间的斥力随它们距离的减小而增大，则h1、h2、h3之间的大小关系满足( )
A．h1＞h2 h2＞h3
B．h1＞h2 h2＜h3
C．h1＜h2 h2＝h3
D．h1＜h2 h2＜h3
20．两根平行放置的长直导线a和b通有大小分别为I和2I、方向相同的电流，a受到的磁场力大小为F，当加入一与导线所在平面垂直的匀强磁场后，a受到的磁场力为零，则此时b受到的磁场力大小为( )
A．F B．2F
C．3F D．4F
二、非选择题
21．某同学受奥斯特实验的启发，产生了探究通电长直导线周围磁场的兴趣。探究过程如下：
A．让竖直的通电长直导线垂直穿过一张硬纸板，以导线为中心在纸板上任意做直线。在直线上不同位置放上能够自由转动的小磁针，发现小磁针静止时N极指向都与直线垂直；
B．直线上任意关于导线对称两点处的小磁针N极指向相反；
C．改变电流大小时，小磁针指向不变；21世纪教育网版权所有
D．通过查阅资料得知，通电长直导线外某点的磁场强弱与电流大小成正比，与这一点到直导线的距离成反比。
(1)做实验时，纸板的俯视图如下，其中“⊙”表示电流方向垂直纸面向外，小磁针涂黑部分为N极。请在右边探究过程纸板的俯视图上作出通电长直导线周围的磁感线分布图。(分布图要能够反映不同位置处磁场的强弱和方向)。
(2)若要验证某点磁场强弱与其到通电长直导线距离成反比的结论，应控制 不变。
(3)同一通电长直导线周围，离通电导线距离为r和2r的两点。磁场强弱的比值为 。
22．如图甲所示，水平桌面上，两块相同的条形磁铁在水平推力F1的作用下，做匀速直线运动。
(1)取走其中一块后，磁铁在水平推力F2的作用下仍做匀速直线运动，如图乙，则F2 F1(选填“＞”“＝”或“＜”)。
(2)如图丙，磁铁在F2的作用下，匀速直线运动过程中，若闭合开关S，则磁铁速度将 (选填“变大”“不变”或“变小”)，此时，将滑动变阻器的滑片向左移动，欲保持磁铁匀速直线运动，F2应 (选填“变大”“不变”或“变小”)。
23．如图是汽车油箱内监测油量的装置模型，电流表显示油量，电磁继电器控制指示灯。当油量较低时，电流表示数 ，(选填“变大”“不变”或“变小”)，此时指示灯会亮的是 (选填“L1”或“L2”)。
第23题图 第24题图
24．在绵阳很多商场安装了如图甲所示的“聪明的电梯”，没人和有人时，电梯运行的速度会发生变化。爱探索的小刚在网络上搜索到了这种电梯的简易控制电路如图乙所示，R是一个压敏电阻，其电阻阻值随压力的增大而减小。当人走下电梯后，电磁铁的磁性变 (选填强或弱)。电动机的转速变 (选填“快”“慢”或“不变”)。
25．电工师傅常用一只额定电压为220V的灯泡L0(检验灯泡)取代保险丝来检查新安装的照明电路中每个支路的情况，如图所示。当S闭合后，再分别闭合S1、S2、S3(每次只能闭合其中之一)时，可能出现以下三种情况，试判断(均选填“短路”“断路”或“正常”)：
(1)L0不亮，说明该支路 。(2)L0正常发光，说明该支路 。
(3)L0发光呈暗红色，说明该支路 。
26．某同学为了同时验证老师课堂上讲过的“电磁感应现象”“通电导线周围存在磁场”以及“通电导线在磁场中受力运动”几个实验，于是动手制作了如图所示的闭合线路。当他将图中导体AB金属杆的一部分在磁场中水平向左运动时，电路中会相应地发生哪些物理现象： ； (写出2个现象)。
27．阴雨天，空气潮湿，能见度低，路面湿滑，为保证旅客上下车安全，需在车门旁开启警示灯。某同学设计了如图乙所示的模拟电路。问：
选择图甲中的 (选填“R1”或“R2”)湿敏电阻，将它串联在图乙电路中的 (选填“A”或“B”)位置，闭合开关，警示灯能随湿度变化而自动调整亮度，且不能闪烁。
28．[2018·福建]如图是“探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件”的实验装置。闭合开关后，导体棒、灵敏电流计、开关、导线组成闭合电路。实验观察到的现象如表：
实验序号
磁场方向
导体棒ab运动方向
灵敏电流计指针偏转情况
1
向下
向上
不偏转
2
向下
不偏转
3
向左
向右偏
4
向右
向左偏
5
向上
向上
不偏转
6
向下
不偏转
7
向左
向左偏
8
向右
向右偏
(1)实验时通过观察 来判断电路中是否产生感应电流。
(2)由实验可知，闭合电路中的一部分导体在磁场中做 的运动时，电路中就会产生感应电流。
(3)比较第4次和第 次实验可知，导体棒运动方向相同时，感应电流的方向与磁场方向有关。
(4)比较第7次和第8次实验可知， 。
29．医学上对病人进行脑部手术时，需要将体温降到合适的温度．准备手术之前，病人的心肺功能开始由心肺机取代。心肺机的功能之一是用“电动泵”替代心脏，推动血液循环。如图所示，将线圈ab缠绕并固定在活塞一端，利用与固定磁铁之间的相对运动，带动电动泵中的活塞，抽送血液．图中阀门K1只能向外自由开启，反向则封闭管路；阀门K2只能向内自由开启，反向则封闭管路．请说明电动泵的工作过程；
①当电动泵工作时，血液从阀门 抽进，从阀门 送出。21世纪教育网精品科学工作室
②当线圈中的电流从a流向b时，线圈的左端为 极，活塞处于 状态(填“抽血”或“送血”)。
30．小明制作了如图甲所示的电磁跷跷板参加学校的科技节活动。该电磁跷跷板是在两端封闭的透明塑料管中放有一块磁性很强的磁铁，塑料管外绕有金属丝作为线圈，在线圈两端并联两只发光二极管，其电路如图乙所示。二极管具有单向导电性，电流只能从二极管的正极流入，负极流出。演示时，将塑料管上下翘动，磁铁便在线圈中左右移动，相当于线圈导体在磁场中做切割磁感线运动，这时会看见两只发光二极管轮流发光。
请回答下列问题：
(1)电磁跷跷板中发光二极管轮流发光是根据____________原理工作的，____________(选填“电动机”或“发电机”)也是根据这一原理工作的。
(2)电磁跷跷板上下翘动时，为什么发光二极管会轮流发光？
31．必要时，可用扬声器代替话筒，如图。人对着扬声器锥形纸盆说话，声音使与纸盆相连的线圈在______中______，从而产生随着声音的变化而变化的电流。这种产生电流的现象在物理学上称为__________现象。在纸盆向左运动的瞬间，产生的感应电流方向如图所示，若纸盆向右运动，所产生的感应电流方向与图中所标的电流方向______(选填“相反”“相同”或“可能相同，也可能相反”)。
32．科学家发现两根平行导线通电后有如图所示的现象(图中实线、虚线分别表示通电前、后的情况)。
(1)由图可知两平行通电导线之间有力的作用。当通入的电流方向相同时，导线相互______；当通入的电流方向相反时，导线相互______。
(2)判断通电直导线周围磁场方向的方法：用右手握导线，大拇指指向电流方向，则四指环绕的方向就是通电直导线周围的磁场方向。根据这个方法，请你判定甲图中导线a通电后在导线b处产生的磁场方向为垂直于纸面______。(选填“向里”或“向外”)
(3)出现上述现象的原因是：通电导线a周围产生的磁场对通电导线b有______的作用。当导线a中的电流方向改变时，其磁场的方向也发生改变，导线b受力方向随之改变。
(4)由此可知：与磁体之间的相互作用一样，电流之间的相互作用也是通过______来实现的。
33．阅读短文，回答问题：
磁卡
磁卡是一种磁性记录介质卡片，它与读卡器配合使用。
如图是某磁卡读卡器，它有一个检测头，检测头是一个带有缝隙、绕有线圈的小型铁环、磁卡背面有一根条形的磁性带，通常称为磁条、磁条上有3个磁道、磁道1可记录数字和字母；磁道2和3所记录的字符只能是数字。每条磁道由一个个的磁化区组成，每个磁化区代表一个二进制数“1”或“0”，如图甲所示。
刷卡时，磁条通过读卡器的检测头，检测头的线圈中会产生变化的电压，如图乙所示的磁化区经过检测头的线圈时，会产生如图丙所示的电压，这样磁道上的“二进制码”就转换为电压波形，这个波形输入计算机后，就会读取相关信息。
磁卡存放时，若受外界磁场的影响，可能会导致磁卡无法正常使用。
(1)磁卡读卡器读取信息时是将微弱的________信息转化为电信息。
(2)磁条通过读卡器的检测头，检测头的线圈中产生的电流方向________(改变/不改变)。
(3)下列关于磁卡说法正确的是________。
A．磁卡应放在有磁扣的包中 B．读取磁卡信息时磁卡应沿规定的方向刷卡
C．信用卡持卡人的身份证号码只能记录在磁道1上
D．多张磁卡放在一起时，应将磁卡的磁条互相接触
(4)图乙所示的磁化区二进制编码为________。
(5)图丁所示的磁化区经过检测头的线圈时，四位同学画出线圈中产生电压随时间变化的图象，正确的是________。
32．为了研究通电螺线管周围不同位置的磁场强弱，某小组同学将通电螺线管放置在水平玻璃板正下方，在玻璃板上均匀撒上铁屑，轻敲玻璃板后发现在不同位置处铁屑的分布不同，铁屑的疏密表示了磁场的强弱。他们选取通电螺线管两端对称的A、B、C、D、E和F六个区域，如图(a)所示，为便于观察，图5(b)所示为放大的这六个区域的铁屑分布情况。
①分析比较图(b)________________可知：在通电螺线管周围，距离螺线管两端越远磁场越弱。
②分析比较图(b)A、F或B、E或C、D可知：________________________________。
③为了形象直观地描述磁场，人们按照铁屑的排列在磁场中画出一条条带箭头的假象曲线，这样的曲线叫做磁感线。请根据所给磁感线的概念和上述实验现象得出螺线管周围磁场强弱和磁感线分布之间的关系：________________________________________。
易错专练8：家庭电路、电与磁
易错点一：不理解磁体周围的磁场致错
典例：在如图所示的电路中，根据小磁针静止时的指向可知( )
A．a端是通电螺线管的N极，c端是电源正极
B．b端是通电螺线管的N极，d端是电源正极
C．a端是通电缧线管的N极，c端是电源负极
D．b端是通电螺线管的N极，d端是电源负极
【错解】选C
【析错】认为磁感线总是N极出发回到S极。
【正解】选A 通电螺丝管内部中间的小磁针，静止时N极指向左端，可知，螺线管内部的磁场方向水平向左，根据安培定则，知螺线管中的电流从左侧流进，右侧流出，则c端为电源的正极，d端为负极，内部的磁场由b指向a，则a端是通电螺线管的N极，故A正确，BCD错误。
跟踪训练：如图所示，甲、乙为条形磁体，中间是电磁铁，磁体与电磁铁间的实线是表示磁极间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( D )
A．N、S、N、N
B．S、N、S、S
C．S、S、N、S
D．N、N、S、N
易错点二：不理解影响感应电流方向的因素致错
典例：线圈在磁场上的初始位置如图所示，若ab边向下，cd边向上逆时针方向转动，导体切割磁感线，则电路中有感应电流，这时外部电路中的电流由A经E到B，若外部电路中的电流由B经E到A，则线圈可能是( )
A．转过180°时
B．转过360°时
C．转过270°时
D．转到90°时
【错解】选D
【析错】认为线圈转到90°时，导体的运动方向已经变为ab边向上，cd边向下运动，忽略了此时导体不切割磁感线。
【正解】选A 感应电流的方向跟磁场方向和导体的运动方向有关。若要使感应电流的方向发生变化，应只改变磁场方向或导体的运动方向，而此题磁场方向不变，所以关键看选项中是不是让导体的运动方向发生了改变。转过180°时，导体的运动方向发生了改变，感应电流的方向会发生改变；转过360°时，导体的运动方向没变，还是ab边向下，cd边向上，感应电流的方向不变，即仍从A经E到B；线圈转过270°与线圈转到90°时，导体的运动方向都跟磁场方向平行，不切割磁感线，没有感应电流。
跟踪训练：如图所示为发电机的工作原理图，则下列说法中正确的是( A )
A．线圈在磁场中转动时，不一定会产生感应电流
B．线圈在转动过程中，若产生了感应电流，则电流大小不变
C．线圈在转动过程中，若产生了感应电流，则电流方向不变
D．发电机的原理和扬声器的原理相同
影响电磁铁磁性强弱的因素
1． 教材实验原理图
2． 实验原理：应用控制变量法探究影响电磁铁磁性强弱的因素：①电流大小 ②线圈匝数
3． 实验结论
(1)结论一：通过电磁铁的电流越强，电磁铁的磁性就越强。
(2)结论二：当电流一定时，电磁铁的线圈匝数越多，电磁铁的磁性越强。
4． 实验关键点：因变量“电磁铁磁性强弱”是通过电磁铁吸引大头针的个数多少来表征，应用的这种方法叫转换法。
5． 实验拓展：由于电磁铁磁性强弱与铁芯的有无、电流的大小、线圈匝数的多少有关。因此，在探究影响电磁铁磁性强弱与其中某一因素的关系时，必须应用控制变量法来保证其他因素不变。
典例：如图所示，是某学习小组同学设计的研究“电磁铁磁性强弱”的实验电路图。
(1)要改变电磁铁线圈中的电流大小，可通过__调节滑动变阻器的滑片位置__来实现；要判断电磁铁的磁性强弱，可观察__电磁铁吸引铁钉的数目__来确定，物理学中将这种研究问题的方法叫做__转换法__。
(2)如表是该组同学所做实验的记录：
电磁铁(线圈)
50匝
100匝
实验次数
1
2
3
4
5
6
电流(A)
0.8
1.2
1.5
0.8
1.2
1.5
吸引铁钉的最多数目(枚)
5
8
10
7
11
14
①比较实验中的1、2、3(或4、5、6)，可得出的结论是：电磁铁的匝数一定时，通过电磁铁线圈中的电流越__大__，磁性越__强__。
②比较实验中的1和4(或2和5，或3和6)，可得出的结论是：电磁铁线圈中的电流一定时，线圈匝数越__多__，磁性越__强__。
产生电磁感应现象的条件和规律
1． 教材实验原理图
2． 实验原理：探究如何通过“在磁场中运动的导体”和“运动的磁体”来产生电。
3． 实验结论
(1)结论一：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线的运动时，导体中就会产生电流，这种现象叫做电磁感应，产生的电流叫感应电流。
(2)结论二：感应电流的方向跟导体的运动方向和磁场方向有关。改变导体的运动方向或磁场的方向，感应电流的方向会发生相应的改变。
4． 实验关键点
(1)观察“磁场不动，闭合回路的导体运动”和“磁场运动，导致磁铁与线圈之间发生相对运动”两个实验，结果都是能产生感应电流，进一步理解“导体切割磁感线运动”的具体含义。
(2)理解感应电流产生的瞬时性。
5． 实验拓展
(1)通过回顾法拉第十年来经历无数次的实验失败，终于发现电磁感应的辛路历程，展示其科学探究思想的精髓，更进一步的认识法拉第研究电磁感应的科学研究方法，对待科学研究的态度与责任等，在潜移默化中形成正确的物理科学史观。
(2)利用实验方法判定感应电流的方向，利用比较归纳方法判定感应电流的右手定则，对电磁感应的实质问题进行研究引申和拓展，利用能量转换的方法解释电磁感应现象。在探究和总结的过程中，学习掌握实验法、观察法、对比分析、逻辑推理、分析和综合等方法。
典例：关于电动机和发电机的研究中的有关问题，请根据要求解答。
(1)如图甲所示，使线圈位于两磁极间：
①通电后，图甲中ab段导线的电流方向是__由a到b__(选填“由a到b”或“由b到a”)，图甲中导线ab所受磁场力的方向向上，则图乙中ab段所受磁场力的方向__向上__。
②线圈转过图丙所示的位置时，用__改变电流方向__的办法可使线圈靠磁场力继续顺时针转动至少半圈。
③若把图甲中的电源换为电阻，快速转动线圈，则电阻发热，此过程中机械能先转化为__电__能再转化为__内__能。
(2)图丁是探究“怎样产生感应电流”的实验装置，ab是一根导体，通过导线、开关连接在灵敏电流计的两接线柱上。
①本实验中，如果__灵敏电流计的指针偏转__，我们就认为有感应电流产生。
②闭合开关后，若导体不动，磁铁左右水平运动，电路__有__(选填“有”或“无”)感应电流。
③小李所在实验小组想进一步探究“感应电流的大小跟哪些因素有关？”，小李猜想：“可能跟导体切割磁感线运动的快慢有关。”请你根据如图丁所示的实验装置，帮助小李设计实验来验证她的猜想，你设计的实验做法是__闭合开关，保持其他条件不变，只改变导体切割磁感线运动的速度，观察灵敏电流计的指针偏转程度__。
测电笔的使用
1． 教材实验原理图
2． 实验原理：火线、测电笔、人体和大地构成闭合回路，使氖管发光。
3． 实验结果：正确使用时：触火线，氖管发光。
错误使用时：氖管不发光。常见的故障及情况有：手没触金属笔卡；笔尖金属体没有触火线；……
4． 实验结论
结论一：火线带电，零线不带电。
结论二：触火线且构成闭合回路，氖管才发光。
结论三：可以使用测电笔来辨别火线和零线。
5． 实验关键点
(1)测量时，笔尖金属体要触火线或零线。
(2)测量时，手要触测电笔的金属笔卡。
(3)测量时，各连接点要保持良好的接触。
典例：小科在学习了《家庭用电》后设计了一个如图所示的电路。下列相关说法正确的是( B )
A．电路中甲、丁串联
B．电路中丙连接方式不正确
C．闭合开关K1、K2，甲灯亮、乙灯不亮，说明乙灯被短路
D．用测电笔检测丙插座的两孔时，测电笔氖管都能发光
一、选择题
1． 小明学习了磁场的知识后，标出了下列四种情况下磁体的磁极、电流方向或小磁针的偏转方向(图中小磁针的黑端为N极)，其中标的有错误的图是( D )
A B C D
2． 用如图所示的装置探究“磁场对通电直导线的作用”。闭合开关S，静止的直导线AB水平向右运动。要使AB水平向左运动，下列措施中可行的是( B )
A．将导线AB两端对调
B．将蹄形磁铁的N、S两极对调
C．将滑动变阻器的滑片P向右移动
D．换用磁性更强的蹄形磁铁
3． 若假想地磁场是由地球内部一块大磁铁产生的，如图所示的四个示意图中，能合理描述这块大磁铁的是( B )
A B C D
4． 如图所示，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。当电路中开关S由断开到闭合时，条形磁铁一直保持静止，下列说法中正确的是( D )
A．S闭合时，电磁铁左端是S极
B．S闭合时，滑片P向右移动，电磁铁磁性增强
C．S断开时，条形磁铁与电磁铁之间没有力的作用
D．S断开时，条形磁铁受到两对平衡力的作用
5． 如图所示，在两个完全相同的磁体的不同磁极上吸着铁钉，如果让两个磁体相互靠近并接触，下列说法正确的是( B )
A．两铁钉没有相互作用
B．两铁钉相互吸引，最后落下来
C．两铁钉相互排斥，最后落下来
D．无法判断
6． 为了判断一根铁棒是否具有磁性，小明进行如下四个实验，根据实验现象不能确定该铁棒具有磁性的是( B )
A B C D
7． [2018·广州]如图所示，通电导线a、b固定不动，左磁体对a的作用力为Fa，右磁体对b的作用力为Fb，下列说法正确的是( A )
A．Fa、Fb方向相反 B．Fa、Fb方向相同
C．Fa、Fb方向相反 D．Fa、Fb方向相同
8． POS机消费为现代生活带来了便利。内藏的检测头由铁芯和绕在铁芯上的线圈构成。磁卡是磁性材料制成的。记录时，磁卡的磁性面按一定方向移动，和通电的检测头的磁性面接触，使磁卡磁化；读取时，磁卡通过检测头再次把磁信号转化回电信号。但磁卡和磁性物质放在一起，很容易消磁。关于磁卡和检测头工作原理图及对应说法错误的是( D )
A．检测头通电工作原理是电生磁原理，如图甲
B．检测头记录信息是磁化原理，如图乙
C．检测头读取信息是电磁感应原理，如图丙
D．磁卡和磁性物质放在一起是消磁原理，如图丁
9． 在制造精密电阻时，常常采用双线绕法，即把电阻丝从螺线管一端绕到另一端，再从另一端绕回来。如果电流方向如图所示，那么( A )
A．螺线管左右两端都没有磁极
B．螺线管左端为N极，右端为S极
C．螺线管左端为S极，右端为N极
D．螺线管左端有磁极，右端无磁极
10．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( B )
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，电磁铁的磁性减弱
D．正常情况下(未超载时)，K与B接触
11． 如图所示是某家庭电路，闭合开关，灯不亮，用测电笔接触c点氖管不发光，接触d点氖管发光。若该电路有两处故障，则下列判断正确的是( B )
A．ac间断路，bd间断路
B．ac间断路，eb间断路
C．ac间断路，ed间断路
D．eb间断路，cd间短路
12．磁铁都有两极，小敏想用实验证明，断磁铁A、B端必有磁极。她设计了如图所示四个方案，并进行了实验操作。其中的现象不可能观察到的是( B )
A．甲和乙 B．乙和丙 C．丙和丁 D．丁和甲
13．中国科技馆有一个“会发电的衣服”的展台，在展台中可以做模拟“发电纤维发电”的实验。实验过程及现象如下：踩动踏步机踏板，带动压电薄膜振动，使得一些与压电薄膜相连的小灯发光；增大踩动踏板的频率，压电薄膜振动得更剧烈，发光小灯的数量增加。则下列四个选项中，判断不正确的是( D )
A．压电薄膜振动时可以产生电压
B．小灯发光说明振动的压电薄膜中产生了电流
C．发光小灯的数量与踩动踏板的频率有关
D．增大踩动踏板的频率，压电薄膜发电的总功率变小
14．如图所示为一台非铁性物质制成的天平。天平左盘中的A是一铁块，B是电磁铁。未通电时天平平衡，给B通以图示方向的电流(a端接电源正极，b端接电源负极)，调节线圈中的电流大小，使电磁铁对铁块A的吸引力大于铁块受到的重力，铁块A被吸起。当铁块A向上加速运动的过程中，下列判断正确的是 ( C )
A．电磁铁B的上端为S极，天平仍保持平衡
B．电磁铁B的上端为S极，天平右盘下降
C．电磁铁B的下端为N极，天平左盘下降
D．电磁铁B的下端为N极，无法判断天平的平衡状态
15．关于如图所示的电和磁知识，下列说法错误的是( C )
A．电动机是利用了通电导体在磁场中受到力的作用来工作的
B．有金属外壳的家用电器外壳不接地会有安全隐患
C．梳头后的塑料梳子能吸引小纸屑是因为梳子具有磁性
D．磁悬浮列车是利用电流的磁效应来工作的
16．如图所示，一支弹簧悬挂起来后长度伸长了，其下端恬好与水银槽中的水银面相接触，把它连接到电路中。则当开关S闭合时( C )
A．弹簧的长度伸长
B．弹簧的长度缩短
C．弹簧先收缩后伸长并不断上下振动
D．弹簧仍保持不动
17．如图所示，一只小磁针自A点开始沿圆形轨迹绕条形磁铁缓慢移动一周又回到A点的过程中，小磁针绕自身的转轴转动的圈数为( B )
A．1圈
B．2圈
C．3圈
D．4圈
18．如图所示，将一柔软的导线弯成星形，并将其置于光滑水平桌面上，然后将电键S闭合，则该星形回路将( B )
A．不会变形
B．会变形，所围面积增大
C．会变形，所围面积减小
D．会变形，所围总面积不变
19．悬空的磁环实验中，若所用的磁环都一样，中间的塑料管是光滑的。当甲、乙两个磁环处于静止状态时，它们之间的距离为h1，如图所示。 再往乙的正上方套入丙磁环，当丙悬空并静止后，甲、乙之间的距离变为h2，乙、丙之间的距离为h3。已知磁环间的斥力随它们距离的减小而增大，则h1、h2、h3之间的大小关系满足( B )
A．h1＞h2 h2＞h3
B．h1＞h2 h2＜h3
C．h1＜h2 h2＝h3
D．h1＜h2 h2＜h3
20．两根平行放置的长直导线a和b通有大小分别为I和2I、方向相同的电流，a受到的磁场力大小为F，当加入一与导线所在平面垂直的匀强磁场后，a受到的磁场力为零，则此时b受到的磁场力大小为( C )
A．F B．2F
C．3F D．4F
二、非选择题
21．某同学受奥斯特实验的启发，产生了探究通电长直导线周围磁场的兴趣。探究过程如下：
A．让竖直的通电长直导线垂直穿过一张硬纸板，以导线为中心在纸板上任意做直线。在直线上不同位置放上能够自由转动的小磁针，发现小磁针静止时N极指向都与直线垂直；
B．直线上任意关于导线对称两点处的小磁针N极指向相反；
C．改变电流大小时，小磁针指向不变；21世纪教育网版权所有
D．通过查阅资料得知，通电长直导线外某点的磁场强弱与电流大小成正比，与这一点到直导线的距离成反比。
(1)做实验时，纸板的俯视图如下，其中“⊙”表示电流方向垂直纸面向外，小磁针涂黑部分为N极。请在右边探究过程纸板的俯视图上作出通电长直导线周围的磁感线分布图。(分布图要能够反映不同位置处磁场的强弱和方向)。
(2)若要验证某点磁场强弱与其到通电长直导线距离成反比的结论，应控制 不变。
(3)同一通电长直导线周围，离通电导线距离为r和2r的两点。磁场强弱的比值为 。
答案：(1)如图 (2)电流大小 (3)2：121世纪教育网版权所有
22．如图甲所示，水平桌面上，两块相同的条形磁铁在水平推力F1的作用下，做匀速直线运动。
(1)取走其中一块后，磁铁在水平推力F2的作用下仍做匀速直线运动，如图乙所示，则F2__＜__F1(选填“＞”“＝”或“＜”)。
(2)如图丙所示，磁铁在F2的作用下，匀速直线运动过程中，若闭合开关S，则磁铁速度将__变小__(选填“变大”“不变”或“变小”)，此时，将滑动变阻器的滑片向左移动，欲保持磁铁匀速直线运动，F2应__变大__(选填“变大”“不变”或“变小”)。
23．如图是汽车油箱内监测油量的装置模型，电流表显示油量，电磁继电器控制指示灯。当油量较低时，电流表示数__变小__，(选填“变大”“不变”或“变小”)，此时指示灯会亮的是__L2__(选填“L1”或“L2”)。
24．在绵阳很多商场安装了如图甲所示的“聪明的电梯”，没人和有人时，电梯运行的速度会发生变化。爱探索的小刚在网络上搜索到了这种电梯的简易控制电路如图乙所示，R是一个压敏电阻，其电阻阻值随压力的增大而减小。当人走下电梯后，电磁铁的磁性变__弱__(选填“强”或“弱”)。电动机的转速变__慢__(选填“快”“慢”或“不变”)。
25．电工师傅常用一只额定电压为220V的灯泡L0(检验灯泡)取代保险丝来检查新安装的照明电路中每个支路的情况，如图所示。当S闭合后，再分别闭合S1、S2、S3(每次只能闭合其中之一)时，可能出现以下三种情况，试判断(均选填“短路”“断路”或“正常”)：
(1)L0不亮，说明该支路__断路__。(2)L0正常发光，说明该支路__短路__。
(3)L0发光呈暗红色，说明该支路__正常__。
26．某同学为了同时验证老师课堂上讲过的“电磁感应现象”“通电导线周围存在磁场”以及“通电导线在磁场中受力运动”几个实验，于是动手制作了如图所示的闭合线路。当他将图中导体AB金属杆的一部分在磁场中水平向左运动时，电路中会相应地发生哪些物理现象：__铁块受吸引向下移动__；__小磁针发生偏转(合理即可)__(写出2个现象)。
27．阴雨天，空气潮湿，能见度低，路面湿滑，为保证旅客上下车安全，需在车门旁开启警示灯。某同学设计了如图乙所示的模拟电路。问：
选择图甲中的__R2__(选填“R1”或“R2”)湿敏电阻，将它串联在图乙电路中的__B__(选填“A”或“B”)位置，闭合开关，警示灯能随湿度变化而自动调整亮度，且不能闪烁。
28．[2018·福建]如图是“探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件”的实验装置。闭合开关后，导体棒、灵敏电流计、开关、导线组成闭合电路。实验观察到的现象如表：
实验序号
磁场方向
导体棒ab运动方向
灵敏电流计指针偏转情况
1
向下
向上
不偏转
2
向下
不偏转
3
向左
向右偏
4
向右
向左偏
5
向上
向上
不偏转
6
向下
不偏转
7
向左
向左偏
8
向右
向右偏
(1)实验时通过观察__灵敏电流计指针是否偏转__来判断电路中是否产生感应电流。
(2)由实验可知，闭合电路中的一部分导体在磁场中做__切割磁感线__的运动时，电路中就会产生感应电流。
(3)比较第4次和第__8__次实验可知，导体棒运动方向相同时，感应电流的方向与磁场方向有关。
(4)比较第7次和第8次实验可知，__感应电流的方向和导体的运动方向有关__。
29．医学上对病人进行脑部手术时，需要将体温降到合适的温度．准备手术之前，病人的心肺功能开始由心肺机取代。心肺机的功能之一是用“电动泵”替代心脏，推动血液循环。如图所示，将线圈ab缠绕并固定在活塞一端，利用与固定磁铁之间的相对运动，带动电动泵中的活塞，抽送血液．图中阀门K1只能向外自由开启，反向则封闭管路；阀门K2只能向内自由开启，反向则封闭管路．请说明电动泵的工作过程；
①当电动泵工作时，血液从阀门 抽进，从阀门 送出。21世纪教育网精品科学工作室
②当线圈中的电流从a流向b时，线圈的左端为 极，活塞处于 状态(填“抽血”或“送血”)。
答案：K2 N 送血
30．小明制作了如图甲所示的电磁跷跷板参加学校的科技节活动。该电磁跷跷板是在两端封闭的透明塑料管中放有一块磁性很强的磁铁，塑料管外绕有金属丝作为线圈，在线圈两端并联两只发光二极管，其电路如图乙所示。二极管具有单向导电性，电流只能从二极管的正极流入，负极流出。演示时，将塑料管上下翘动，磁铁便在线圈中左右移动，相当于线圈导体在磁场中做切割磁感线运动，这时会看见两只发光二极管轮流发光。
图11
请回答下列问题：
(1)电磁跷跷板中发光二极管轮流发光是根据____________原理工作的，____________(选填“电动机”或“发电机”)也是根据这一原理工作的。
(2)电磁跷跷板上下翘动时，为什么发光二极管会轮流发光？
答案：(1)电磁感应 发电机
(2)电磁跷跷板上下翘动时，磁铁在线圈中左右运动，磁铁的运动方向不同，切割磁感线运动的方向不同，产生的感应电流方向也不同。又因为二极管具有单向导电性，所以两只二极管会轮流发光。
31．必要时，可用扬声器代替话筒，如图。人对着扬声器锥形纸盆说话，声音使与纸盆相连的线圈在______中______，从而产生随着声音的变化而变化的电流。这种产生电流的现象在物理学上称为__________现象。在纸盆向左运动的瞬间，产生的感应电流方向如图所示，若纸盆向右运动，所产生的感应电流方向与图中所标的电流方向______(选填“相反”“相同”或“可能相同，也可能相反”)。
答案：磁场 振动 电磁感应 相反
32．科学家发现两根平行导线通电后有如图所示的现象(图中实线、虚线分别表示通电前、后的情况)。
(1)由图可知两平行通电导线之间有力的作用。当通入的电流方向相同时，导线相互______；当通入的电流方向相反时，导线相互______。
(2)判断通电直导线周围磁场方向的方法：用右手握导线，大拇指指向电流方向，则四指环绕的方向就是通电直导线周围的磁场方向。根据这个方法，请你判定甲图中导线a通电后在导线b处产生的磁场方向为垂直于纸面______。(选填“向里”或“向外”)
(3)出现上述现象的原因是：通电导线a周围产生的磁场对通电导线b有______的作用。当导线a中的电流方向改变时，其磁场的方向也发生改变，导线b受力方向随之改变。
(4)由此可知：与磁体之间的相互作用一样，电流之间的相互作用也是通过______来实现的。
答案：(1)吸引 排斥 (2)向里 (3)力 (4)磁场
33．阅读短文，回答问题：
磁卡
磁卡是一种磁性记录介质卡片，它与读卡器配合使用。
如图是某磁卡读卡器，它有一个检测头，检测头是一个带有缝隙、绕有线圈的小型铁环、磁卡背面有一根条形的磁性带，通常称为磁条、磁条上有3个磁道、磁道1可记录数字和字母；磁道2和3所记录的字符只能是数字。每条磁道由一个个的磁化区组成，每个磁化区代表一个二进制数“1”或“0”，如图甲所示。
刷卡时，磁条通过读卡器的检测头，检测头的线圈中会产生变化的电压，如图乙所示的磁化区经过检测头的线圈时，会产生如图丙所示的电压，这样磁道上的“二进制码”就转换为电压波形，这个波形输入计算机后，就会读取相关信息。
磁卡存放时，若受外界磁场的影响，可能会导致磁卡无法正常使用。
(1)磁卡读卡器读取信息时是将微弱的________信息转化为电信息。
(2)磁条通过读卡器的检测头，检测头的线圈中产生的电流方向________(改变/不改变)。
(3)下列关于磁卡说法正确的是________。
A．磁卡应放在有磁扣的包中
B．读取磁卡信息时磁卡应沿规定的方向刷卡
C．信用卡持卡人的身份证号码只能记录在磁道1上
D．多张磁卡放在一起时，应将磁卡的磁条互相接触
(4)图乙所示的磁化区二进制编码为________。
(5)图丁所示的磁化区经过检测头的线圈时，四位同学画出线圈中产生电压随时间变化的图象，正确的是________。
答案：(1)磁 (2)改变 (3)B (4)1101 (5)A
32．为了研究通电螺线管周围不同位置的磁场强弱，某小组同学将通电螺线管放置在水平玻璃板正下方，在玻璃板上均匀撒上铁屑，轻敲玻璃板后发现在不同位置处铁屑的分布不同，铁屑的疏密表示了磁场的强弱。他们选取通电螺线管两端对称的A、B、C、D、E和F六个区域，如图(a)所示，为便于观察，图5(b)所示为放大的这六个区域的铁屑分布情况。
①分析比较图(b)________________可知：在通电螺线管周围，距离螺线管两端越远磁场越弱。
②分析比较图(b)A、F或B、E或C、D可知：________________________________。
③为了形象直观地描述磁场，人们按照铁屑的排列在磁场中画出一条条带箭头的假象曲线，这样的曲线叫做磁感线。请根据所给磁感线的概念和上述实验现象得出螺线管周围磁场强弱和磁感线分布之间的关系：________________________________________。
答案：①C、B、A或D、E、F
②在通电螺线管周围，与螺线管两端距离相同的区域磁场强弱相同 。
③磁感线分布密的地方磁场强 。
