专题2.1 电磁铁
一、选择题
1.下列措施中能增强通电螺线管磁性的是(C)
A. 减小螺线管中的电流 B. 减少螺线管的匝数
C. 在螺线管内插入铁芯 D. 改变螺线管中的电流方向
2.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
3.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
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
4.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
5.将一支可自由转动的小磁针放在水平桌面上，等它静止后，在靠近小磁针的正上方放一根垂直于磁针指向的水平直导线，并在导线中通以如图所示的电流I，从上往下看( D )
A．小磁针将逆时针方向转动 B．小磁针将顺时针方向转动
C．小磁针将不停地摆动 D．小磁针将不动
6.如图为双并绕的螺线管，a、b、c、d为螺线管的四个接线头，如用同一电源供电，下列连接方式中磁性最强的接法是( C )
bc相连，a、d分别接在电源两极
cd相连，a、b分别接在电源两极
ab相连，cd相连后分别接在电源两极
ad相连，bc相连后分别接在电源两极
7.如图所示，电路中有一个电磁铁，A是弹簧片，B是软铁，C是小锤，D是小铃。当闭合开关后( B )
A．铃将持续不断地响下去 B．只敲一下玲
C．小锤不敲铃 D．电磁铁的左端是N极，右端是S极
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，下列说法中正确的是( 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.如图所示的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 第10题 第11题
10.如图示，条形磁体置于水平桌面上，电磁铁的右端固定，当电路中滑动变阻器的滑片向左移动时，条形磁体仍保持静止，在此过程中条形磁体受到的摩擦力是( B )
A．方向向左，逐渐增大 B．方向向右，逐渐增大
C．方向向左，逐渐减小 D．方向向右，逐渐减小
11.如图所示，M是一个用细导线绕成的螺线管，当闭合开关K后，M的长度将( B )
A．伸长 B．缩短 C．不变 D．先伸长，后缩短
12.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
第12题 第13题 第14题 13.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
14.弹簧下端挂一磁体(下面的电磁铁电路没有连接好)，如图所示，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
15.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)，调节线圈中电流的大小，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
16.在如图所示电路中，闭合开关S，将滑动变阻器滑片P向右移动时，图中的电磁铁(A)
A. b端是N极，磁性减弱 B. b端是S极，磁性减弱
C. a端是N极，磁性增强 D. a端是S极，磁性增强
第16题 第17题 第18题
17.用弹簧测力计悬挂一条形磁铁置于螺线管的正上方，如图所示。闭合开关S1，弹簧测力计示数将(A)
A. 变小 B. 先变小后变大
C. 变大 D. 不变
18.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
二、填空题
(1)如图所示是电磁学中一个很重要的实验，从实验现象可知通电导体周围存在磁场，这种现象是1820年丹麦物理学家奥斯特发现的。
(2)把直导线弯曲成螺线形，当螺线形线圈插入铁芯后磁性增强，此装置称为电磁铁。为探究电磁铁的磁性与哪些因素有关，小丽同学做出以下猜想：
猜想A：通过电磁铁的电流越大，它的磁性越强
猜想B：外形相同的电磁铁，线圈的匝数越多，它的磁性越强
为了检验上述猜想是否正确，小丽所在实验小组通过交流合作设计了以下实验方案：
用漆包线(表面涂有绝缘漆的导线)在大铁钉上绕若干圈，制成简单的电磁铁，如图所示的三种情况，根据小丽的猜想和实验，完成下面填空：
通过观察电磁铁吸引大头针数目多少的不同，来判断磁性强弱的不同。
①通过比较图A、B两种情况，可以验证猜想A是正确的。
②通过比较C图甲、乙两电磁铁，发现猜想B不全面，应补充电流相同。
(3)随着科学技术的发展，电磁铁在生产、生活中的应用十分广泛，如水位自动报警器，其工作原理如图所示，当水位达到金属块A时，出现的情况是D。
A.红、绿灯同时亮 B.红、绿灯都不亮
C.绿灯亮 D. 红灯亮
2.电梯为居民出入带来很大的便利，出于安全考虑，电梯都设置了超载自动报警系统，其工作原理如图甲所示。已知控制电路的电源电压U＝6伏，保护电阻R1＝100欧，压敏电阻R2的阻值随压力F大小变化的情况如图乙所示，电梯底架自重和电磁铁线圈的阻值都忽略不计。
(1)当压敏电阻R2受到的压力F增大时，其阻值减小，控制电路中的电流增大，从而使电磁铁的磁性增强。电梯超载时，衔铁被电磁铁吸住，触点K与触点B接触，电铃发出警报声。
(2)已知电磁铁线圈中电流达到20毫安时，衔铁刚好被吸住。若该电梯厢内站立总质量为1000千克的乘客，试计算说明电梯是否超载。
【解】 I＝20毫安＝0.02安，
U1＝IR1＝0.02安×100欧＝2伏，
U2＝U－U1＝6伏－2伏＝4伏，
R2＝＝＝200欧。
由图乙查得R2＝200欧对应的压力F＝9000牛，
G乘客＝m乘客g＝1000千克×10牛/千克＝10000牛，
10000牛＞9000牛，因此电梯已超载。
例4 在探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”实验中，小明用铁钉制成简易电磁铁甲、乙，并设计了如图所示的电路。
(1)实验中是通过吸引大头针的数量来显示电磁铁磁性的强弱，当滑动变阻器滑片向左移动时，电路中的电流增大(填“增大”“不变”或“减小”)，电磁铁吸引大头针的个数增多，说明电流越大，电磁铁磁性越强。
(2)根据图示的情景可知，电磁铁甲的上端是南(或S)极；电磁铁乙(填“甲”或“乙”)的磁性较强，说明电流一定时，线圈匝数越多，电磁铁磁性越强；实验发现被电磁铁吸引的大头针下端是分散的，其原因是大头针被磁化，同名磁极相互排斥。
(3)实验结束后，小明发现电池使用说明中有一条提示：“请一次性更换所有电池，以免新旧电池混用”。他想新旧电池混用和不混用有什么区别呢？于是，他做了如下探究，他用一节新电池代替图中原来的电源，闭合开关后，用电压表测出电路的总电压，并观察电磁铁吸引大头针的数量，记录在下表中，然后再分别把两个新电池、一新一旧电池串联起来，替换原来的电源，重复上述实验，实验记录如下表所示。
电源
电路的总电压/伏
吸引大头针数量
一个新电池
1.5
较多
两个新电池串联
3.0
最多
一新一旧电池串联
1.3
较少
分析表中数据可知，串联的一新一旧电池给电路提供的电压小于(填“大于”“等于”或“小于”)一节新电池提供的电压，原因是：根据串联电路中电源电压等于各部分电路两端的电压之和，用一新一旧电池供电的电路中，废旧电池相当于在以一节新电池为电源的电路中串联了一个电阻，所以新旧电池混用，废旧电池会消耗新电池的部分能量。
专题2.1 电磁铁
一、选择题 1.下列措施中能增强通电螺线管磁性的是( )
A. 减小螺线管中的电流 B. 减少螺线管的匝数
C. 在螺线管内插入铁芯 D. 改变螺线管中的电流方向
2.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
3.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
4.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
5.将一支可自由转动的小磁针放在水平桌面上，等它静止后，在靠近小磁针的正上方放一根垂直于磁针指向的水平直导线，并在导线中通以如图所示的电流I，从上往下看( )
A．小磁针将逆时针方向转动 B．小磁针将顺时针方向转动
C．小磁针将不停地摆动 D．小磁针将不动
6.如图为双并绕的螺线管，a、b、c、d为螺线管的四个接线头，如用同一电源供电，下列连接方式中磁性最强的接法是( )
bc相连，a、d分别接在电源两极
cd相连，a、b分别接在电源两极
ab相连，cd相连后分别接在电源两极
ad相连，bc相连后分别接在电源两极
7.如图所示，电路中有一个电磁铁，A是弹簧片，B是软铁，C是小锤，D是小铃。当闭合开关后( )
A．铃将持续不断地响下去 B．只敲一下玲
C．小锤不敲铃 D．电磁铁的左端是N极，右端是S极
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，下列说法中正确的是( )
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.如图所示的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 第10题 第11题 10.如图示，条形磁体置于水平桌面上，电磁铁的右端固定，当电路中滑动变阻器的滑片向左移动时，条形磁体仍保持静止，在此过程中条形磁体受到的摩擦力是( )
A．方向向左，逐渐增大 B．方向向右，逐渐增大
C．方向向左，逐渐减小 D．方向向右，逐渐减小
11.如图所示，M是一个用细导线绕成的螺线管，当闭合开关K后，M的长度将( )
A．伸长 B．缩短 C．不变 D．先伸长，后缩短
12.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
第12题 第13题 第14题 13.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
14.弹簧下端挂一磁体(下面的电磁铁电路没有连接好)，如图所示，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
15.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)，调节线圈中电流的大小，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
16.在如图所示电路中，闭合开关S，将滑动变阻器滑片P向右移动时，图中的电磁铁( )
A. b端是N极，磁性减弱 B. b端是S极，磁性减弱
C. a端是N极，磁性增强 D. a端是S极，磁性增强
第16题 第17题 第18题
17.用弹簧测力计悬挂一条形磁铁置于螺线管的正上方，如图所示。闭合开关S1，弹簧测力计示数将( )
A. 变小 B. 先变小后变大
C. 变大 D. 不变
18.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
二、填空题
(1)如图所示是电磁学中一个很重要的实验，从实验现象可知通电导体周围存在磁场，这种现象是1820年丹麦物理学家 发现的。
(2)把直导线弯曲成螺线形，当螺线形线圈插入铁芯后磁性增强，此装置称为电磁铁。为探究电磁铁的磁性与哪些因素有关，小丽同学做出以下猜想：
猜想A：通过电磁铁的电流越大，它的磁性越强
猜想B：外形相同的电磁铁，线圈的匝数越多，它的磁性越强
为了检验上述猜想是否正确，小丽所在实验小组通过交流合作设计了以下实验方案：
用漆包线(表面涂有绝缘漆的导线)在大铁钉上绕若干圈，制成简单的电磁铁，如图所示的三种情况，根据小丽的猜想和实验，完成下面填空：
通过观察电磁铁吸引大头针数目多少的不同，来判断磁性强弱的不同。
①通过比较图 两种情况，可以验证猜想A是正确的。
②通过比较C图甲、乙两电磁铁，发现猜想B不全面，应补充 。
(3)随着科学技术的发展，电磁铁在生产、生活中的应用十分广泛，如水位自动报警器，其工作原理如图所示，当水位达到金属块A时，出现的情况是 。
A.红、绿灯同时亮 B.红、绿灯都不亮
C.绿灯亮 D. 红灯亮
2.电梯为居民出入带来很大的便利，出于安全考虑，电梯都设置了超载自动报警系统，其工作原理如图甲所示。已知控制电路的电源电压U＝6伏，保护电阻R1＝100欧，压敏电阻R2的阻值随压力F大小变化的情况如图乙所示，电梯底架自重和电磁铁线圈的阻值都忽略不计。
(1)当压敏电阻R2受到的压力F增大时，其阻值减小，控制电路中的电流增大，从而使电磁铁的磁性增强。电梯超载时，衔铁被电磁铁吸住，触点K与触点B接触，电铃发出警报声。
(2)已知电磁铁线圈中电流达到20毫安时，衔铁刚好被吸住。若该电梯厢内站立总质量为1000千克的乘客，试计算说明电梯是否超载。
例4 在探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”实验中，小明用铁钉制成简易电磁铁甲、乙，并设计了如图所示的电路。
(1)实验中是通过吸引大头针的数量来显示电磁铁磁性的强弱，当滑动变阻器滑片向左移动时，电路中的电流 (填“增大”“不变”或“减小”)，电磁铁吸引大头针的个数增多，说明电流越 ，电磁铁磁性越强。
(2)根据图示的情景可知，电磁铁甲的上端是 极；电磁铁 (填“甲”或“乙”)的磁性较强，说明电流一定时，线圈匝数 ，电磁铁磁性越强；实验发现被电磁铁吸引的大头针下端是分散的，其原因是大头针被磁化 。
(3)实验结束后，小明发现电池使用说明中有一条提示：“请一次性更换所有电池，以免新旧电池混用”。他想新旧电池混用和不混用有什么区别呢？于是，他做了如下探究，他用一节新电池代替图中原来的电源，闭合开关后，用电压表测出电路的总电压，并观察电磁铁吸引大头针的数量，记录在下表中，然后再分别把两个新电池、一新一旧电池串联起来，替换原来的电源，重复上述实验，实验记录如下表所示。
电源
电路的总电压/伏
吸引大头针数量
一个新电池
1.5
较多
两个新电池串联
3.0
最多
一新一旧电池串联
1.3
较少
分析表中数据可知，串联的一新一旧电池给电路提供的电压 (填“大于”“等于”或“小于”)一节新电池提供的电压，原因是：根据串联电路中电源电压等于各部分电路两端的电压之和，用一新一旧电池供电的电路中，废旧电池相当于在以一节新电池为电源的电路中串联了一个 ，所以新旧电池混用，废旧电池会消耗新电池的部分能量。
专题2.1 电磁铁
一、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。
二、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
4.磁悬浮列车：同名磁极互相排斥。
