浙江2019年中考 精讲经练 科学·物理：专题14
电磁铁
知识讲解
一、磁场基本知识
1、磁性：磁铁能吸引铁、钴、镍等物质，磁铁的这种性质叫做磁性。
2、磁体：具有磁性的物质叫做磁体。
3、磁极：磁体各部分的磁性强弱不同，磁体上磁性最强的部分叫做磁极，它的位置在磁体的两端。
可以自由转动的磁体，静止后恒指南北。为了区别这两个磁极，我们就把指南的磁极叫南极，或称S极；另一个指北的磁极叫北极，或称N极。
4、磁极间的相互作用是：同名磁极互相排斥，异名磁极互相吸引。
5、磁体可分为天然磁体和人造磁体，通常我们看到和使用的磁体都是人造磁体，它们都能长期保持磁性，通称为永磁体。
6、磁化：使原来没有磁性的物体得到磁性的过程。
铁棒被磁化后，磁性容易消失，称为软磁体。钢被磁化后，磁性能够长期保持，称为硬磁体或永磁体，钢是制造永磁体的好材料。人造磁体就是永磁体。
7、磁场：
磁场的基本性质：它对放入其中的磁体产生磁力的作用，磁体间的相互作用是通过磁场而发生的。
磁场的方向：在磁场中某一点，小磁针静止时北极所指的方向就是该点的磁场方向。
8、磁感线：
为了形象地描述磁体周围的磁场，英国物理学家法拉第引入了磁感线：依照铁屑排列情况，画出一些带箭头的曲线。方向都跟放在该点的磁针北极所指的方向一致，这些曲线叫磁感应线、简称磁感线。
9、磁感线的特点：
（1）在磁体外部，磁感线由磁体的北极（N极）到磁体的南极（S极）。
（2）磁感线的方向就是该点小磁针北极受力的方向，也就是小磁针静止后北极所指的方向。
（3）磁感线密的地方表示该点磁场强，即磁感线的疏密表示磁场的强弱。
（4）在空间每一点只有一个磁场方向，所以磁感线不相交。
10、地磁场
地磁场：地球产生的磁场。
地磁北极在地理南极附近，地磁南极在地理北极附近。
地球南北极与地磁的南北极并不重合，它们之间存在的一个50夹角，叫磁偏角。小磁针的南极始终指向地理南极的原因就是：在地理南极附近，存在着地磁场的 北 极或 N极。
二、电生磁
1、奥斯特实验
现象：导线通电，周围小磁针发生偏转；通电电流方向改变，小磁针偏转方向相反．
结论：通电导线周围存在磁场；磁场方向与电流方向有关．
2、直线电流的磁场
直线电流的磁场的分布规律：
以导线上各点为圆心的一个个同心圆，离直线电流越近，磁性越强，反之越弱。
3、安培定则（一）
用右手握住导线，让大拇指所指的方向跟电流方向一致，那么弯曲的四指所指的方向就是磁力线环绕方向。
4、通电螺线管的磁场
通电螺线管周围能产生磁场，并与条形磁铁的磁很相似。改变了电流方向，螺线管的磁极也发生了变化。
5、通电螺线管的极性和电流关系——安培定则（二）（右手螺旋定则）
用右手握螺线管，让四指弯向螺线管电流的方向，则大拇指所指的那端就是螺线管的北极．
6、通电螺线管的磁性强弱决定因素
电磁线圈的匝数越多，通过线圈的电流越大，线圈的磁性越强；插入铁芯，线圈的磁性大大增强。
三、电磁铁的应用
1.电磁铁――带铁芯的通电螺线管。
电磁铁与普通磁铁相比，电磁铁容易控制，它的磁性有无可以由通断电控制，它的磁性强弱可以由电流的大小控制，它的磁极的方向可以由变换通电方向来控制．
2.电磁铁的应用：电铃、电磁起重机、电磁继电器、磁悬浮列车。
3.电磁继电器：
由电磁铁控制的自动开关，分为控制电路和工作电路
可用低电压和弱电流来控制高电压和强电流
磁悬浮列车：同名磁极互相排斥。
典型例题
例1 如图所示，当弹簧测力计吊着一磁铁沿水平方向从水平放置的条形磁铁的A端移到B端，此过程中测力计示数与水平位置的关系可表示为(D)
例2 如图所示，盛水的烧杯放在电磁铁上方，当电磁铁的开关断开时，空心小铁球自由地浮在水面上，小磁针指向如图所示，以下说法正确的是( C )
A．开关闭合时，小磁针N极向上偏转，S极向下偏转
B．开关闭合、滑动变阻器的滑片向下移动时，电磁铁磁性减弱
C．当电路中电流减小时，空心小铁球所受的浮力减小
D．无论开关断开还是闭合，浮在水面上的空心小铁球所受的浮力不变
例3小王利用光敏电阻受到光照时电阻变小的特性，设计了一个如图所示的自动控制电路，要求光暗时灯亮，光亮时灯灭。在实际调试时，发现灯始终亮着，而光敏电阻和其他电路元件都正常。下列调节措施能使控制电路达到要求的是(C)
A. 减少螺线管线圈的匝数 B. 抽出螺线管中的铁芯
C. 滑动变阻器滑片P向右移动 D. 减小控制电路的电源电压
同步练习
一．选择题
1.如图所示，由图中可知下列说法正确的是(C)
A.甲物体有磁性，乙、丙两物体没有磁性
B.乙物体肯定有磁性，甲、丙两物体没有磁性
C.甲、乙、丙三个物体可能都有磁性
D.甲、乙、丙三个物体肯定都没有磁性
2.地球是一个巨大的磁体，下列有关地磁体的示意图正确的是(C)
3.如图所示，甲、乙两小磁针放在一根条形磁铁上下附近正中间位置处，丙、丁两小磁针放在该条形磁铁左右附近位置处。甲、乙、丙、丁四个小磁针静止时，甲、乙两小磁针的N、S极如图所示。关于丙、丁两小磁针和条形磁铁a、b两端的极性，下列判断正确的是( D )
A．丙小磁针左端是S极，丁小磁针左端是N极
B．丙小磁针左端是N极，丁小磁针左端是S极
C．丙小磁针左端是S极，丁小磁针左端也是S极
D．该条形磁铁a端是N极，b端是S极
4.[2018绍兴]如图一条向上射出的阴极射线可以看作是许多电子定向运动形成的电子流。则通过这束电子流的运动方向推断电流及周围的磁场方向是图中的 ( A )
5.如图所示，条形磁铁置于水平桌面上，电磁铁水平放置且左端固定，当电路中滑动变阻器的滑片P逐渐向左移动时，条形磁铁仍静止，在此过程中条形磁铁受到的摩擦力(A)
A.逐渐增大，方向向右 B.逐渐减小，方向向右
C.逐渐增大，方向向左 D.逐渐减小，方向向左
6.如图所示，两个线圈A、B套在同一根光滑直棒上，各自能在直棒上自由滑动，开关S闭合时，这两个线圈将会( D )
一起向左运动 B.一起向右运动
C．两线圈相互吸引，向中间靠拢 D．两线圈相互排斥，向两边运动
7.两个外形完全相同的铁条a、b。如图甲所示，用手拿住b，a不会掉下来；如图乙所示，用手拿住a，b会掉下来。这个现象说明(B)
A. a、b均是磁铁 B. b是磁铁，a不是
C. a是磁铁，b不是 D. a、b均不是磁铁
8.如图所示，在一圆环形导线的中央放置一个小磁针，通入如图所示的电流时，下列正确的是( A )
小磁针的N极转向纸内 小磁针的N极转向纸外
C．小磁针保持不动 D．小磁针的N极在纸面内沿顺时间方向转动
9.如图是扬声器构造的示意图，关于图中纸盆的运动方向，下面的说法中正确的是( A )
A．向右运动 B．向左运动 C．向上运动 D．向下运动
第9题图 第10题图
10.如图所示，在同一平面内有四条彼此绝缘的通电直导线，四根导线中的电流大小I1＝I3＞I2＝I4，要使四根导线所围矩形中心处O点的磁场增强，电流被切断的应是( D )
A．I1 B．I2 C．I3 D．I4
11.如图所示，一条形磁体固定于水平桌面上，在其正上方有一可自由移动的直导线。观察者俯视观察，当导线通有水平向右的电流时，则导线将( D )
A．顺时针转动且向上 B．顺时针转动且向下
C．逆时针转动且向上 D．逆时针转动且向下
12.弹簧下端挂一磁体，如图，若把电路连接好，发现弹簧长度变短，若要使滑动变阻器的滑片P向右移动时，弹簧的长度变得更短，则变阻器接入电路的方式可以是( A )
A．C接E，B接F B．C接E，D接F
C．A接E，D接F D．A接E，B接F
解答题
1.(2018·宁波)为响应宁波市政府提出的“创建海绵型城市”的号召，小科设计了如图所示的市政自动排水装置模型，控制电路由电压为12V、最大容量为100Ah的蓄电池供电，蓄电池用“发电玻璃”制成的太阳能电板充电。R0为定值电阻，R为压敏电阻，压敏电阻通过杠杆ABO与圆柱形浮体相连，AB∶BO＝4∶1，压敏电阻的阻值随压力变化的关系如下表。(压板、杠杆和硬质连杆的质量及电磁铁线圈电阻忽略不计，所用绿灯、红灯及排水泵的额定电压均为220V)
压敏电阻受到的压力F/N
60
120
180
240
300
360
420
480
…
压敏电阻R阻值/Ω
500
360
260
180
120
80
65
55
…
(1)当水位在安全位置以下时绿灯亮，排水泵不工作；当水位达到安全位置上限时红灯亮，同时排水泵正常工作。请按要求完成图中工作电路的连接。
(2)“发电玻璃”光电转化率接近18%。要求在5h内对控制电路的蓄电池充满电，则选用的“发电玻璃”面积至少为____________m2。(太阳能辐射到每平方米地面上的平均功率按1000W计算，计算结果精确到0.1m2)
(3)按照设计要求，当水位上升到浮体刚好全部浸入水中时，压敏电阻受到压力为360N，通过电磁铁线圈的电流为100mA，排水泵启动；当水位回落到浮体只有体积浸入水中时，硬质杠杆ABO仍处于水平位置，线圈中电流为30mA，排水泵停止工作，则小科应选择重力为多大的浮体？________。
(4)在实际调试过程中，小科发现水位已达到安全位置上限，但排水装置还未启动。如果在其他条件保持不变的前提下，要使排水装置符合设计要求，应该将与压敏电阻相连的压板向____________(填“左”或“右”)移动。
解：1. (1)图略 (2)1.3(3)应选择重力为8N的浮体 (4)右
浙江2019年中考 精讲经练 科学·物理：专题14
电磁铁
知识讲解
一、磁场基本知识
1、磁性：磁铁能吸引铁、钴、镍等物质，磁铁的这种性质叫做磁性。
2、磁体：具有磁性的物质叫做磁体。
3、磁极：磁体各部分的磁性强弱不同，磁体上磁性最强的部分叫做磁极，它的位置在磁体的两端。
可以自由转动的磁体，静止后恒指南北。为了区别这两个磁极，我们就把指南的磁极叫南极，或称S极；另一个指北的磁极叫北极，或称N极。
4、磁极间的相互作用是：同名磁极互相排斥，异名磁极互相吸引。
5、磁体可分为天然磁体和人造磁体，通常我们看到和使用的磁体都是人造磁体，它们都能长期保持磁性，通称为永磁体。
6、磁化：使原来没有磁性的物体得到磁性的过程。
铁棒被磁化后，磁性容易消失，称为软磁体。钢被磁化后，磁性能够长期保持，称为硬磁体或永磁体，钢是制造永磁体的好材料。人造磁体就是永磁体。
7、磁场：
磁场的基本性质：它对放入其中的磁体产生磁力的作用，磁体间的相互作用是通过磁场而发生的。
磁场的方向：在磁场中某一点，小磁针静止时北极所指的方向就是该点的磁场方向。
8、磁感线：
为了形象地描述磁体周围的磁场，英国物理学家法拉第引入了磁感线：依照铁屑排列情况，画出一些带箭头的曲线。方向都跟放在该点的磁针北极所指的方向一致，这些曲线叫磁感应线、简称磁感线。
9、磁感线的特点：
（1）在磁体外部，磁感线由磁体的北极（N极）到磁体的南极（S极）。
（2）磁感线的方向就是该点小磁针北极受力的方向，也就是小磁针静止后北极所指的方向。
（3）磁感线密的地方表示该点磁场强，即磁感线的疏密表示磁场的强弱。
（4）在空间每一点只有一个磁场方向，所以磁感线不相交。
10、地磁场
地磁场：地球产生的磁场。
地磁北极在地理南极附近，地磁南极在地理北极附近。
地球南北极与地磁的南北极并不重合，它们之间存在的一个50夹角，叫磁偏角。小磁针的南极始终指向地理南极的原因就是：在地理南极附近，存在着地磁场的 北 极或 N极。
二、电生磁
1、奥斯特实验
现象：导线通电，周围小磁针发生偏转；通电电流方向改变，小磁针偏转方向相反．
结论：通电导线周围存在磁场；磁场方向与电流方向有关．
2、直线电流的磁场
直线电流的磁场的分布规律：
以导线上各点为圆心的一个个同心圆，离直线电流越近，磁性越强，反之越弱。
3、安培定则（一）
用右手握住导线，让大拇指所指的方向跟电流方向一致，那么弯曲的四指所指的方向就是磁力线环绕方向。
4、通电螺线管的磁场
通电螺线管周围能产生磁场，并与条形磁铁的磁很相似。改变了电流方向，螺线管的磁极也发生了变化。
5、通电螺线管的极性和电流关系——安培定则（二）（右手螺旋定则）
用右手握螺线管，让四指弯向螺线管电流的方向，则大拇指所指的那端就是螺线管的北极．
6、通电螺线管的磁性强弱决定因素
电磁线圈的匝数越多，通过线圈的电流越大，线圈的磁性越强；插入铁芯，线圈的磁性大大增强。
三、电磁铁的应用
1.电磁铁――带铁芯的通电螺线管。
电磁铁与普通磁铁相比，电磁铁容易控制，它的磁性有无可以由通断电控制，它的磁性强弱可以由电流的大小控制，它的磁极的方向可以由变换通电方向来控制．
2.电磁铁的应用：电铃、电磁起重机、电磁继电器、磁悬浮列车。
3.电磁继电器：
由电磁铁控制的自动开关，分为控制电路和工作电路
可用低电压和弱电流来控制高电压和强电流
磁悬浮列车：同名磁极互相排斥。
典型例题
例1 如图所示，当弹簧测力计吊着一磁铁沿水平方向从水平放置的条形磁铁的A端移到B端，此过程中测力计示数与水平位置的关系可表示为( )
例2 如图所示，盛水的烧杯放在电磁铁上方，当电磁铁的开关断开时，空心小铁球自由地浮在水面上，小磁针指向如图所示，以下说法正确的是( )
A．开关闭合时，小磁针N极向上偏转，S极向下偏转
B．开关闭合、滑动变阻器的滑片向下移动时，电磁铁磁性减弱
C．当电路中电流减小时，空心小铁球所受的浮力减小
D．无论开关断开还是闭合，浮在水面上的空心小铁球所受的浮力不变
例3小王利用光敏电阻受到光照时电阻变小的特性，设计了一个如图所示的自动控制电路，要求光暗时灯亮，光亮时灯灭。在实际调试时，发现灯始终亮着，而光敏电阻和其他电路元件都正常。下列调节措施能使控制电路达到要求的是( )
A. 减少螺线管线圈的匝数 B. 抽出螺线管中的铁芯
C. 滑动变阻器滑片P向右移动 D. 减小控制电路的电源电压
同步练习
一．选择题
1.如图所示，由图中可知下列说法正确的是( )
A.甲物体有磁性，乙、丙两物体没有磁性
B.乙物体肯定有磁性，甲、丙两物体没有磁性
C.甲、乙、丙三个物体可能都有磁性
D.甲、乙、丙三个物体肯定都没有磁性
2.地球是一个巨大的磁体，下列有关地磁体的示意图正确的是( )
3.如图所示，甲、乙两小磁针放在一根条形磁铁上下附近正中间位置处，丙、丁两小磁针放在该条形磁铁左右附近位置处。甲、乙、丙、丁四个小磁针静止时，甲、乙两小磁针的N、S极如图所示。关于丙、丁两小磁针和条形磁铁a、b两端的极性，下列判断正确的是( )
A．丙小磁针左端是S极，丁小磁针左端是N极
B．丙小磁针左端是N极，丁小磁针左端是S极
C．丙小磁针左端是S极，丁小磁针左端也是S极
D．该条形磁铁a端是N极，b端是S极
4.[2018绍兴]如图一条向上射出的阴极射线可以看作是许多电子定向运动形成的电子流。则通过这束电子流的运动方向推断电流及周围的磁场方向是图中的 ( )
5.如图所示，条形磁铁置于水平桌面上，电磁铁水平放置且左端固定，当电路中滑动变阻器的滑片P逐渐向左移动时，条形磁铁仍静止，在此过程中条形磁铁受到的摩擦力( )
A.逐渐增大，方向向右 B.逐渐减小，方向向右
C.逐渐增大，方向向左 D.逐渐减小，方向向左
6.如图所示，两个线圈A、B套在同一根光滑直棒上，各自能在直棒上自由滑动，开关S闭合时，这两个线圈将会( )
一起向左运动 B.一起向右运动
C．两线圈相互吸引，向中间靠拢 D．两线圈相互排斥，向两边运动
7.两个外形完全相同的铁条a、b。如图甲所示，用手拿住b，a不会掉下来；如图乙所示，用手拿住a，b会掉下来。这个现象说明( )
A. a、b均是磁铁 B. b是磁铁，a不是
C. a是磁铁，b不是 D. a、b均不是磁铁
8.如图所示，在一圆环形导线的中央放置一个小磁针，通入如图所示的电流时，下列正确的是( )
小磁针的N极转向纸内 小磁针的N极转向纸外
C．小磁针保持不动 D．小磁针的N极在纸面内沿顺时间方向转动
9.如图是扬声器构造的示意图，关于图中纸盆的运动方向，下面的说法中正确的是( )
A．向右运动 B．向左运动 C．向上运动 D．向下运动
第9题图 第10题图
10.如图所示，在同一平面内有四条彼此绝缘的通电直导线，四根导线中的电流大小I1＝I3＞I2＝I4，要使四根导线所围矩形中心处O点的磁场增强，电流被切断的应是( )
A．I1 B．I2 C．I3 D．I4
11.如图所示，一条形磁体固定于水平桌面上，在其正上方有一可自由移动的直导线。观察者俯视观察，当导线通有水平向右的电流时，则导线将( )
A．顺时针转动且向上 B．顺时针转动且向下
C．逆时针转动且向上 D．逆时针转动且向下
12.弹簧下端挂一磁体，如图，若把电路连接好，发现弹簧长度变短，若要使滑动变阻器的滑片P向右移动时，弹簧的长度变得更短，则变阻器接入电路的方式可以是( )
A．C接E，B接F B．C接E，D接F
C．A接E，D接F D．A接E，B接F
解答题
1.(2018·宁波)为响应宁波市政府提出的“创建海绵型城市”的号召，小科设计了如图所示的市政自动排水装置模型，控制电路由电压为12V、最大容量为100Ah的蓄电池供电，蓄电池用“发电玻璃”制成的太阳能电板充电。R0为定值电阻，R为压敏电阻，压敏电阻通过杠杆ABO与圆柱形浮体相连，AB∶BO＝4∶1，压敏电阻的阻值随压力变化的关系如下表。(压板、杠杆和硬质连杆的质量及电磁铁线圈电阻忽略不计，所用绿灯、红灯及排水泵的额定电压均为220V)
压敏电阻受到的压力F/N
60
120
180
240
300
360
420
480
…
压敏电阻R阻值/Ω
500
360
260
180
120
80
65
55
…
(1)当水位在安全位置以下时绿灯亮，排水泵不工作；当水位达到安全位置上限时红灯亮，同时排水泵正常工作。请按要求完成图中工作电路的连接。
(2)“发电玻璃”光电转化率接近18%。要求在5h内对控制电路的蓄电池充满电，则选用的“发电玻璃”面积至少为____________m2。(太阳能辐射到每平方米地面上的平均功率按1000W计算，计算结果精确到0.1m2)
(3)按照设计要求，当水位上升到浮体刚好全部浸入水中时，压敏电阻受到压力为360N，通过电磁铁线圈的电流为100mA，排水泵启动；当水位回落到浮体只有体积浸入水中时，硬质杠杆ABO仍处于水平位置，线圈中电流为30mA，排水泵停止工作，则小科应选择重力为多大的浮体？________。
(4)在实际调试过程中，小科发现水位已达到安全位置上限，但排水装置还未启动。如果在其他条件保持不变的前提下，要使排水装置符合设计要求，应该将与压敏电阻相连的压板向____________(填“左”或“右”)移动。
