专题训练8：家庭电路、电与磁
一．选择题
1． 如图为晓彤和小雪所做的“让线圈动起来”的实验，关于这个实验有以下说法，其中正确的是( )
①该实验的原理是通电导体在磁场中受到力的作用
②用刀片将作为转动轴的漆包线同侧的半边漆皮刮掉，其作用相当于换向器
③电动机是根据该实验原理制成的
④如果增大电源电压，线圈的转速将变慢
A．①②③ B．②③④ C．①③④ D．①②④
如图是简易“电动火车”的示意图，把一个干电池两端吸有短小圆柱形强磁铁的“结合体”，放入很长的固定在水平桌面的螺旋线圈内，干电池和强磁铁的“结合体”就会在螺旋线圈内运动。关于简易“电动火车”的说法有：①线圈可以用漆包线绕成，确保各处绝缘；②强磁铁与线圈在任何位置都应保持良好接触；③“结合体”受到磁场力的作用；④“结合体”受到电源产生的电力。其中正确的是( )
A．①② B．②③
C．①③ D．①④
3． 下列是判断一根钢棒是否有磁性的几种方法，其中错误的是( )
A．将钢棒的一端靠近大头针，若大头针被吸引，则钢棒有磁性
B．将钢棒的一端靠近小磁针的S极，小磁针的S极被排斥，则钢棒有磁性
C．用细线系在钢棒的中间并将钢棒悬挂起来，钢棒静止后总是指向南北，则钢棒有磁性
D．将钢棒的一端靠近小磁针的N极，小磁针的N极被吸引，则钢棒有磁性
4． 电吉它的发音是通过电磁拾音装置连接扬声器而实现的。拾音装置的基本结构如图所示，拨动金属弦相当于线圈在切割磁感线产生感应电流，则有( )
A．磁铁产生磁场使吉他金属弦磁化，a、b两侧均为S极
B．拨动金属弦就一定切割了磁感线
C．拨动金属弦的方向不同，线圈产生的感应电流方向不变
D．增加线圈匝数可以让用相同的力拨动金属弦产生的感应电流增大
5． 如图甲所示，电子沿着水平方向平行地飞过小磁针正上方时，实验表明：小磁针的N极向纸外发生偏转。若将一通电直导线放在小磁针正上方或正下方，如图乙所示(图中只画出了通电直导线放在小磁针正上方的情况)，请你根据图甲的实验现象，判断下列分析正确的是(不考虑地磁场的影响)( )
A．通电直导线放在小磁针正上方时，小磁针的N极向纸外发生偏转B．通电直导线放在小磁针正上方时，小磁针的N极向纸内发生偏转
C．通电直导线放在小磁针正下方时，小磁针的N极向纸内发生偏转
D．通电直导线放在小磁针正上方或正下方，小磁针的N极均向纸外发生偏转
6． 科学家观测到一种水生细菌，它具有沿地球磁场游动的向磁性。在电子显微镜下发现，该细菌细胞中沿长条轴线排列着大约20颗细黑粒。则下列说法不正确的是( )
A．在强磁场附近该细菌的运动方向可能会改变
B．细黑粒中一定含有铁元素
C．地磁场S极在地球的北极附近 D．细黑粒中可能存在磁性
7． 小明以塑料管为连接轴将两个玩具电机的转轴连接起来，并连接如图所示的电路，开关S闭合后，灯泡发光，下列说法正确的是( )
A．甲电机都相当于电动机，其工作原理是和动圈式话筒相同
B．甲电机相当于发电机，其工作原理是通电线围在磁场中受力转动
C．乙电机相当于电动机，其工作原理是通电线圈在磁场中受力转动
D．乙电机都相当于发电机，其工作原理是和扬声器相同
8． 物理学家奥斯特通过实验最早发现了电和磁这对“双胞胎”的联系。我们在进行他的这个实验的过程中，要想使现象更明显，闭合开关前，导线与小磁针摆放位置关系最合适的是( )
A．导线在小磁针上面任意摆放 B．导线与小磁针在同一水平面
C．一上一下摆放，且相互垂直 D．一上一下摆放，且相互平行
9． 小明和小华分别用如图所示的装置研究简易电动机的工作情况，小明将线圈两端的漆全部刮掉，小华只将一端的漆全刮掉，另一端刮掉一半，闭合开关后(有电流通过灯丝，灯就发光)，他们看到的现象分别是( )
A．小明看到线圈连续转动，灯时亮时灭
B．小华看到线圈连续转动，灯连续发光
C．小华看到线圈左右摆动，灯时亮时灭
D．小明看到线圈左右摆动，灯连续发光
10．小明制作了一个会“发光的二极管”，其电路简图如图所示。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，左右动塑料管，这时会看见两只发光二极管交替发光。以下说法中，不正确的是( )
A．发生该现象的原理是电磁感应
B．二极管发光时，图中的条形磁体相当于电源
C．二极管交替发光说明线圈中产生了交流电
D．在该过程中，机械能转化成了电能
11．为了避免汽车超速行驶带来的危害，某校科技创新小组设计了如图甲所示的一个装置来自动限制车速，电路中电源电压恒为12V，保护电阻R0的阻值是5Ω，Rx的阻值与车速关系如图乙所示(装置中其他的电阻忽略不计)。闭合开关S，当车速达到130km/h时，电路中电流恰好为1A，电磁铁刚好能够吸下装置B，使油门C喷油量受到限制而达到控制车速的目的。以下说法正确的是( )
A．电磁铁的上端为N极
B．当车速增大时，电磁铁的磁性会增强
C．当车速达到130km/h时Rx的阻值为12Ω
D．铜的导电性比铁好，装置B可以用铜质材料来做
12．如图，两根绝缘细线吊着一根铜棒，空间存在垂直纸面的匀强磁场，棒中通有向右的电流时两线上拉力大小均为F1，若棒中电流大小不变方向相反，两线上的拉力大小均为F2，且F2＞F1，则铜棒所受磁场力大小为( )
A．F1+F2， B．F2﹣F1，
C．2F1+2F2， D．2F1﹣F2
13．历史上，安培曾经提出分子环形电流的假说来解释为什么磁体具有磁性，他认为在物质微粒的内部存在着一种环形的分子电流，分子电流会形成磁场，使分子相当于一个小磁体(如图所示)。根据安培的这一假说，以下说法正确的是( )
A．这一假说能够说明磁可以生电
B．这一假说能够说明磁现象产生的本质
C．未磁化的物体，其微粒内部不含有这样的环形电流
D．磁化的物体，其微粒内部环形电流的方向是杂乱无章的
14．如图所示是云层之间闪电的模拟图，图中A、B是位于南、北方向带有电荷的两块雷雨云，在放电的过程中在两云层的尖端之间形成了一个放电通道，发现位于通道正上方的小磁针N极转向纸里，S极转向纸外，则下列说法正确的是( )
A．A、B带同种电荷
B．A带正电
C．B带正电
D．放电过程中，电荷量转化为内能、光能等
15．如图是某饮水器的原理图。饮水器的容器内有密封绝缘的电热丝R1和热敏电阻Rx，只要水面到达如图所示的位置，接触开关Sl就会导通。继电器开关S2的作用是当饮水器内的水加热至沸腾后能自动切断加热电路。则下列说法中错误的是( )
A．其中电磁铁的右端为N极
B．Rx必须选用阻值随温度升高而增大的热敏电阻
C．R2两端的电压与电流的比值不是一个定值
D．降低饮水器加热的最高温度要将滑动变阻器R2的滑片向左调节
二．非选择题
16．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。
17．如图所示，赤道表面地磁场磁感线与水平地面平行指向北方，导线与能测微弱电流的电流表组成闭合电路，下列哪种操作可让电流表指针摆动？______。
科学家猜测，A地海龟在春季是利用地磁场(如图甲)向南返回出生地，以下为相关研究。
①春季A地某屏蔽磁场的实验室，无磁场环境下海龟无固定游向，把海龟置于模拟地磁场中(用如图乙简化示意)，图中1为磁体N极，2为磁体______极，按科学家猜测，海龟应向______游动(选填“左”或“右”)。
②地磁场在缓慢变化，科学家每年记录海龟出生地筑巢地点移动的方向，并追踪地磁场的微小移动方向，发现____________________________________，现象符合猜测。
18．如图所示，一轻杆左端挂一矩形塑料框A，右端挂一外形相同的金属框B，以O为支点在水平位置静止。现使此装置竖直匀速下降，其下方有一方向垂直纸面向里的磁场区域(用“×”表示磁感线)，当A、B框下端一同刚进入磁场时，发现杆沿逆时针方向转动，请你分析并推测此现象产生的原因：________________________________________________________________________；若将磁场方向改为垂直纸面向外，重复上述操作，杆将沿_________(选填“顺时针”或“逆时针”)方向转动。
19．磁感应强度B用来描述磁场的强弱，国际单位是特斯拉，符号是“T”。为了探究电磁铁外轴线上磁感应强度的大小与哪些因素有关，小鹭设计了如图1所示的电路，图甲电源电压6V，R为磁感应电阻，其阻值随磁感应强度变化的关系图线如图2。
(1)当图乙S2断开，图甲S1闭合时，电流表的示数为_________mA．闭合S1和S2，图乙中滑动变阻器的滑片P向右移动，图甲中电流表的示数逐渐减小，说明磁感电阻R处的磁感应强度B逐渐_________。
(2)闭合S1和S2，滑片P不动，沿电磁铁轴线向左移动磁感电阻R，测出R离电磁铁左端的距离x与对应的电流表示数I，算出R处磁感应强度B的数值如表。请计算x＝5cm时，B＝_________T。
x/cm
1
2
3
4
5
6
I/mA
10
12
15
20
30
46
B/T
0.68
0.65
0.60
0.51
0.40
0.20
(3)综合以上实验数据可以得出“电磁铁外轴线上磁感应强度随电磁铁电流的增大而_________，离电磁铁越远，磁感应强度越_________。
20．小青同学想在家里安装一盏照明灯，如图所示是他设计的电路。图中虚线框1和2应连入开关和电灯；则开关应装在_______虚线框中(选填“1“或“2”)。安装完毕后，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灯是否正常，闭合开关后，发现灯泡L0发光呈暗红色，则说明安装的照明灯_______(选填“正常”“断路”或“短路”)
21．阅读短文，回答问题：
磁卡
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________。
22．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：________________________________________。
23．学习了奥斯特实验后，小军和小民认为：通电的螺线管周围也存在磁场。可是，通电螺线管周围的磁场是什么样的呢？为此，他们找来器材并连成了图甲所示的实验电路。运用研究磁场的方法来探究通电螺线管外部的磁场。
(1)小军使用小磁针来进行探究。他先在木板上螺线管一端标有黑点的九个位置(图甲)各放置了一个小磁针。通电后发现这九个小磁针的指向如图乙所示，改变通电电流的方向后，重新实验发现这九个小磁针的指向如图丙所示。
根据小军的实验，可以得出的结论是：
a．通电螺线管外部，中心轴线上各点的磁场方向是相同的；除中心轴线外，通电螺线管外部其他各点的磁场方向是_________的；
b．通电螺线管外部各点的磁场方向还与_________方向有关。
(2)小民的实验方法是：先在一张白纸中间按照螺线管的大小挖一个孔。然后把孔对准螺线管将白纸铺在木板上，再把铁屑均匀地洒在白纸上。通电后轻轻敲击木板，发现细铁屑的排列情况如图丁所示；改变通电电流的方向后，重新实验发现细铁屑的排列情况基本没有变化。根据小民的实验现象，可以得出结论：通电螺线管外部的磁场与我们学过的______磁体的磁场相似。
24．某校物理活动课上，莉莉和小强用一根金属铜线、一块强磁铁、一节一号干电池都分别成功做出了各自简易的电动机，如图甲、乙所示。他俩展示过程中，细心的小敏同学发现两个铜线框的转动方向是相反的。由此小敏提出以下猜想：
A．是莉莉和小强做的铜线框的形状不同造成的。
B．是贴近电池一侧强磁铁的极性不同造成的。
请你从以上猜想中，选择一个你认为合理的猜想，并写出简要的实验验证方法。
25．阅读短文，回答问题：
巨磁电阻效应
1988年阿尔贝?费尔和彼得?格林贝格尔发现，在铁、铬相间的三层复合膜电阻中，微弱的磁场可以导致电阻大小的急剧变化，这种现象被命名为“巨磁电阻效应”。
格林贝格尔发现，并非任意两种不同种金属的三层复合膜都具有“巨磁电阻效应”。三层膜中，只有两侧是铁、钴、镍这三种容易被磁化的金属中的一种，中间一层是不易被磁化的其他金属，才可能产生“巨磁电阻效应”。
用R0表示未加磁场时复合膜的电阻，R表示加入磁场后复合膜的电阻。实验测得，铁、铬组成复合膜的R/R0与磁场强度的关系如图乙所示。三条图线中铁膜层的厚度均是3nm，图线1、图线2和图线3中铬膜层的厚度分别是1.8nm、1.2nm和0.9nm。
1994年IBM公司利用“巨磁电阻效应”，研制出“新型读出磁头”，用于家用计算机的硬盘中。这种磁头将磁场对复合膜阻值的影响转换成电压的变化来读取信息。
(1)以下三层复合膜可能发生“巨磁电阻效应”的是_________。
A．铁/钴/铁 B．钴/铜/钴 C．金/铝/金 D．铜/铁/铜
(2)图乙中所加磁场强度逐渐增强时，图线3对应复合膜的阻值的变化情况是_________。
(3)“新型读出磁头”可将微弱的磁信息转化为_________信息。
(4)图乙中当磁场强度是20单位时，下列分析正确的是_________。
A．图线1的阻值最大 B．图线3的阻值最大
C．图线1的阻值变化最显著 D．图线3的阻值变化最显著
(5)图丙中“A…E”是家用计算机硬盘某磁道。铁、铬复合膜的“新型读出磁头”中电流I保持恒定。磁头从左向右匀速经过该磁道的过程中，磁头两端电压U变化情况如图丁所示。如果用1表示有磁区域，0表示无磁区域，则用1和0表示图丙中ABCDE是_________。
26．如图，一质量为40g。体积为50cm3的铁制小球放入盛水的薄玻璃容器中，在玻璃容器下方有一已经接入电路的螺线管，小灯泡标有“6V3W“字样，通过螺线管的电流I与螺线管对铁制小球的作用力F的关系如表，假设灯丝电阻保持不变，不考虑小球与螺线管距离的远近对力F的影响。
I/A
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
F/N
0.05
0.1
0.15
0.2
0.25
(1)闭合开关后，通电螺线管A端是_________极，调节滑动变阻器，滑片向右移动，则通电螺线管的_________会增强。
(2)闭合开关，调节滑动变阻器使铁制小球能够悬浮在水中，此时，小灯泡消耗的功率是多少W？
(3)闭合开关，调节滑动变阻器使小灯泡正常发光，当铁制小球静止时，小球对容器底的压力是多少N？
27．小明乘电梯时，发现电梯超载会自动报警。于是喜好钻研的他对电梯的电路图进行了研究，并设计了以下探究实验，如图甲所示。电源电压恒定不变，R0为定值电阻。用杯中水量调节压敏电阻受到力的大小，压敏电阻的电流与受到压力大小的关系如图乙所示：
(1)图片中R0的作用是_________。
(2)分析图乙I﹣F图象可知：压敏电阻Rx受到的压力增大时，通过它的电流也增大，Rx的阻值_________(选填“变大”“变小”或“不变”)；当压力增大到一定程度时，触点K与_________接触，电铃响，实现自动报警。
(3)某电梯超载报警的Rx﹣F图象如图丙所示，空载时电梯厢对Rx的压力F1等于电梯厢的重力，当压力F2＝1×104N时，电梯报警，则此电梯限载_________人。(设每人质量约为50kg)
(4)下列与此实验研究方法相同的是_________。
A．探究通过导体的电流与导体两端电压关系时，控制导体电阻不变
B．用光线描述光的传播路径
C．用电磁铁吸引大头针的多少表示它的磁性强弱
D．2个5Ω的电阻串联，相当于1个10Ω的电阻
28．实验桌上有学生电源、电磁铁、已调零的电流表、已调零的弹簧测力计、滑动变阻 器、软铁棒、带横杆的铁架台、刻度尺和 开关各一个，导线若干。小华将这些器材 组装成如图所示的实验装置。请利用该 装置进行实验，证明：“当线圈匝数一定，通过电磁铁线圈中的电流越大，电磁铁的 磁性越强”。
(1)请写出仪器组装好以后的实验步骤；(2)请设计实验数据记录表格。
29．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。
30．磁体会向其周围空间散发磁场，磁场是一种特殊的物质，我们既不能看见它，也摸不着它。把一枚小磁针放在磁体附近，小磁针会发生偏转，证明了磁场的真实存在。我们可用磁感线这一模型来描述磁场的分布。老师为了激发同学们探究科学问题的兴趣，提出了一个非常肯定的结论：磁场中任何两条磁感线不可能相交。金欣是一位善于思考和探究的同学，他想，看似杂乱无章的磁感线，为什么不可能相交呢？他做了一个简单的探究，从而证明了老师的说法是正确的。他的方法是：已知某磁场中过A点有一条已知的磁感线a，假设另有两条磁感线b、c也经过A点，他把一枚小磁针放在A点，结果发现____________________________________。
31．网络上有一个国外“牛人”制作的“电池磁力小火车”的视频。视频中，“牛人”把由铁铷合金制作的超强磁铁分别吸附在电池的正负极两端制成“小火车”，并将其整个放入自制的铜质螺线管中，发现电池与磁铁竞然沿着螺线管向右运动起来，直到从螺线管的另一端穿出(如图1)。小明对“小火车”为什么会运动非常感兴趣，便动手进行了实验。
(1)图1中，两侧磁铁之间的线圈中会有电流通过，他由此推测：只有当线圈中有电流通过时，火车才会受力运动。为验证这一假设，他需要进一步的操作是________________________；
(2)预测图2中的小火车将向________运动(选填“左”或“右”)；
(3)要让小火车快地过螺线管，可以采取的措施是__________________________(写出一种方法)；
(4)欲使小火车由静止开始顺利通过螺线管，下列摆放方式可行的是________。
专题训练8：家庭电路、电与磁
一．选择题
1． 如图为晓彤和小雪所做的“让线圈动起来”的实验，关于这个实验有以下说法，其中正确的是( )
①该实验的原理是通电导体在磁场中受到力的作用
②用刀片将作为转动轴的漆包线同侧的半边漆皮刮掉，其作用相当于换向器
③电动机是根据该实验原理制成的
④如果增大电源电压，线圈的转速将变慢
A．①②③ B．②③④ C．①③④ D．①②④
答案：C
如图是简易“电动火车”的示意图，把一个干电池两端吸有短小圆柱形强磁铁的“结合体”，放入很长的固定在水平桌面的螺旋线圈内，干电池和强磁铁的“结合体”就会在螺旋线圈内运动。关于简易“电动火车”的说法有：①线圈可以用漆包线绕成，确保各处绝缘；②强磁铁与线圈在任何位置都应保持良好接触；③“结合体”受到磁场力的作用；④“结合体”受到电源产生的电力。其中正确的是( )
A．①②
B．②③
C．①③
D．①④
3． 下列是判断一根钢棒是否有磁性的几种方法，其中错误的是( )
A．将钢棒的一端靠近大头针，若大头针被吸引，则钢棒有磁性
B．将钢棒的一端靠近小磁针的S极，小磁针的S极被排斥，则钢棒有磁性
C．用细线系在钢棒的中间并将钢棒悬挂起来，钢棒静止后总是指向南北，则钢棒有磁性
D．将钢棒的一端靠近小磁针的N极，小磁针的N极被吸引，则钢棒有磁性
4． 电吉它的发音是通过电磁拾音装置连接扬声器而实现的。拾音装置的基本结构如图所示，拨动金属弦相当于线圈在切割磁感线产生感应电流，则有( )
A．磁铁产生磁场使吉他金属弦磁化，a、b两侧均为S极
B．拨动金属弦就一定切割了磁感线
C．拨动金属弦的方向不同，线圈产生的感应电流方向不变
D．增加线圈匝数可以让用相同的力拨动金属弦产生的感应电流增大
解析：A、磁铁产生磁场使吉他金属弦磁化，被磁化的金属弦有两个极，a、b中一侧为N极，另一侧为S极，故A错误；B、拨动金属弦，弦在上下运动时，不会切割磁感线，故B错误；
C、拨动金属弦的方向不同，线圈产生的感应电流方向也会不同，弦切割磁感线方向不同，故C错误；D、感应电流的大小与运动速度、线圈匝数和磁场强度有关，增加线圈匝数可以让用相同的力拨动金属弦产生的感应电流增大，故D正确。
答案：D
5． 如图甲所示，电子沿着水平方向平行地飞过小磁针正上方时，实验表明：小磁针的N极向纸外发生偏转。若将一通电直导线放在小磁针正上方或正下方，如图乙所示(图中只画出了通电直导线放在小磁针正上方的情况)，请你根据图甲的实验现象，判断下列分析正确的是(不考虑地磁场的影响)( )
A．通电直导线放在小磁针正上方时，小磁针的N极向纸外发生偏转B．通电直导线放在小磁针正上方时，小磁针的N极向纸内发生偏转
C．通电直导线放在小磁针正下方时，小磁针的N极向纸内发生偏转
D．通电直导线放在小磁针正上方或正下方，小磁针的N极均向纸外发生偏转
6． 科学家观测到一种水生细菌，它具有沿地球磁场游动的向磁性。在电子显微镜下发现，该细菌细胞中沿长条轴线排列着大约20颗细黑粒。则下列说法不正确的是( )
A．在强磁场附近该细菌的运动方向可能会改变
B．细黑粒中一定含有铁元素
C．地磁场S极在地球的北极附近
D．细黑粒中可能存在磁性
解析：A、在强磁场附近，会破坏地磁场的影响，故该细菌的运动方向可能会改变，故A正确；
B、细黑粒中也许含有钴、镍等元素，故B错误；C、地磁的南极在地理的北极附近，故C正确；
D、细黑粒中可能存在磁性，在地磁作用下有方向性，故D正确。
答案：B
7． 小明以塑料管为连接轴将两个玩具电机的转轴连接起来，并连接如图所示的电路，开关S闭合后，灯泡发光，下列说法正确的是( )
A．甲电机都相当于电动机，其工作原理是和动圈式话筒相同
B．甲电机相当于发电机，其工作原理是通电线围在磁场中受力转动
C．乙电机相当于电动机，其工作原理是通电线圈在磁场中受力转动
D．乙电机都相当于发电机，其工作原理是和扬声器相同
8． 物理学家奥斯特通过实验最早发现了电和磁这对“双胞胎”的联系。我们在进行他的这个实验的过程中，要想使现象更明显，闭合开关前，导线与小磁针摆放位置关系最合适的是( )
A．导线在小磁针上面任意摆放 B．导线与小磁针在同一水平面
C．一上一下摆放，且相互垂直 D．一上一下摆放，且相互平行
解析：通电直导线的磁场要使小磁针发生转动，开始时直导线的磁场方向要与小磁针的方向不同，所以根据通电直导线产生磁场的特点可知，小磁针与导线一上一下平行放置，小磁针最容易发生转动，现象最明显，故D正确。
答案：D
9． 小明和小华分别用如图所示的装置研究简易电动机的工作情况，小明将线圈两端的漆全部刮掉，小华只将一端的漆全刮掉，另一端刮掉一半，闭合开关后(有电流通过灯丝，灯就发光)，他们看到的现象分别是( )
A．小明看到线圈连续转动，灯时亮时灭
B．小华看到线圈连续转动，灯连续发光
C．小华看到线圈左右摆动，灯时亮时灭
D．小明看到线圈左右摆动，灯连续发光
解析：小华将线圈两端引线的漆皮一端全部刮掉，另一端只刮半周，这样在一个半周内受到磁场的力的作用为转动，另一个半周没有电流通过，不受磁场力的作用，利用惯性转动，这样才能使线圈在磁场中持续转动下去，灯时亮时灭，故BC错误；
小明把两端的漆皮都刮掉，线圈每转过半圈，受力方向发生变化，会来回摆动，但电路中有持续的电流，灯泡会持续发光，故A错误，D正确。
答案：D
10．小明制作了一个会“发光的二极管”，其电路简图如图所示。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，左右动塑料管，这时会看见两只发光二极管交替发光。以下说法中，不正确的是( )
A．发生该现象的原理是电磁感应
B．二极管发光时，图中的条形磁体相当于电源
C．二极管交替发光说明线圈中产生了交流电
D．在该过程中，机械能转化成了电能
11．为了避免汽车超速行驶带来的危害，某校科技创新小组设计了如图甲所示的一个装置来自动限制车速，电路中电源电压恒为12V，保护电阻R0的阻值是5Ω，Rx的阻值与车速关系如图乙所示(装置中其他的电阻忽略不计)。闭合开关S，当车速达到130km/h时，电路中电流恰好为1A，电磁铁刚好能够吸下装置B，使油门C喷油量受到限制而达到控制车速的目的。以下说法正确的是( )
A．电磁铁的上端为N极
B．当车速增大时，电磁铁的磁性会增强
C．当车速达到130km/h时Rx的阻值为12Ω
D．铜的导电性比铁好，装置B可以用铜质材料来做
解析：A、由图示电路图可知，闭合开关S后，电流从电磁铁上端流入，从下端流出，由安培定则可知，螺线管A的上端相当于电磁铁的S极，故A错误；
B、当车速增大时，电阻Rx阻值减小，电路总电阻减小，电源电压不变，由欧姆定律可知，电路电流增大，电磁铁的磁性会增强，故B正确；
C、由公式可知，当车速达到130km/h时，电路中电流恰好为1A，电路总电阻：R＝12V÷1A＝12Ω，Rx＝R﹣R0＝12Ω﹣5Ω＝7Ω，故C错误；
D、磁体只能吸引铁、钴、镍等金属，所以装置B不可以用铜质材料来做，故D错误。
答案：B
12．如图，两根绝缘细线吊着一根铜棒，空间存在垂直纸面的匀强磁场，棒中通有向右的电流时两线上拉力大小均为F1，若棒中电流大小不变方向相反，两线上的拉力大小均为F2，且F2＞F1，则铜棒所受磁场力大小为( )
A．F1+F2， B．F2﹣F1，
C．2F1+2F2， D．2F1﹣F2
解析：令铜棒的重力为G，安培力的大小为F，则由平衡条件得：2F1＝G﹣F﹣﹣﹣﹣①
当电流反向时，磁场力变为竖直向下，此时同样根据导体棒平衡有：2F2＝G+F﹣﹣﹣﹣②
由①和②可得：G＝F1+F2，则：F＝F2﹣F1，故B正确。
答案：B
13．历史上，安培曾经提出分子环形电流的假说来解释为什么磁体具有磁性，他认为在物质微粒的内部存在着一种环形的分子电流，分子电流会形成磁场，使分子相当于一个小磁体(如图所示)。根据安培的这一假说，以下说法正确的是( )
A．这一假说能够说明磁可以生电
B．这一假说能够说明磁现象产生的本质
C．未磁化的物体，其微粒内部不含有这样的环形电流
D．磁化的物体，其微粒内部环形电流的方向是杂乱无章的
14．如图所示是云层之间闪电的模拟图，图中A、B是位于南、北方向带有电荷的两块雷雨云，在放电的过程中在两云层的尖端之间形成了一个放电通道，发现位于通道正上方的小磁针N极转向纸里，S极转向纸外，则下列说法正确的是( )
A．A、B带同种电荷
B．A带正电
C．B带正电
D．放电过程中，电荷量转化为内能、光能等
解析：ABC、由于小磁针N极转向纸里，S极转向纸外，故该通道所产生的磁场方向应该是垂直于纸面向里，所以利用右手螺旋定则可以判断出电流的方向应该是由A流向B，所以A带的是正电荷；B带的是负电荷。故AC错、B正确；D、放电过程中，电能转化为内能、光能等，不是电荷量转化为内能、光能，故D错。
答案：B
15．如图是某饮水器的原理图。饮水器的容器内有密封绝缘的电热丝R1和热敏电阻Rx，只要水面到达如图所示的位置，接触开关Sl就会导通。继电器开关S2的作用是当饮水器内的水加热至沸腾后能自动切断加热电路。则下列说法中错误的是( )
A．其中电磁铁的右端为N极
B．Rx必须选用阻值随温度升高而增大的热敏电阻
C．R2两端的电压与电流的比值不是一个定值
D．降低饮水器加热的最高温度要将滑动变阻器R2的滑片向左调节
解析：A、由安培定则可知，热水在加热过程中，继电器开关中电磁铁的右端为N极，故A正确；
B、继电器开关S2的作用是当饮水器内的水加热至沸腾后能自动切断加热电路，此时电磁铁的磁性应该减小，衔铁会向右移动，磁性减小，则继电器线圈中的电流减小，Rx必须选用阻值随温度升高而增大的热敏电阻，故B正确；
C、R2是滑动变阻器，阻值随着滑片的移动而变化，故R2两端的电压与电流的比值不是一个定值，故C正确；
D、想降低饮水器的最高温度，应增大R2的电阻，减小电路中的电流，故滑片应向右移动，故D错误。
答案：D
二．非选择题
16．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
17．如图所示，赤道表面地磁场磁感线与水平地面平行指向北方，导线与能测微弱电流的电流表组成闭合电路，下列哪种操作可让电流表指针摆动？______。
科学家猜测，A地海龟在春季是利用地磁场(如图甲)向南返回出生地，以下为相关研究。
①春季A地某屏蔽磁场的实验室，无磁场环境下海龟无固定游向，把海龟置于模拟地磁场中(用如图乙简化示意)，图中1为磁体N极，2为磁体______极，按科学家猜测，海龟应向______游动(选填“左”或“右”)。
②地磁场在缓慢变化，科学家每年记录海龟出生地筑巢地点移动的方向，并追踪地磁场的微小移动方向，发现____________________________________，现象符合猜测。
答案：C S 左 海龟出生地筑巢地点移动方向与地磁场的微小移动方向一致
18．如图所示，一轻杆左端挂一矩形塑料框A，右端挂一外形相同的金属框B，以O为支点在水平位置静止。现使此装置竖直匀速下降，其下方有一方向垂直纸面向里的磁场区域(用“×”表示磁感线)，当A、B框下端一同刚进入磁场时，发现杆沿逆时针方向转动，请你分析并推测此现象产生的原因： 金属框B下端刚进入磁场时，做切割磁感线运动会产生感应电流，通电金属框B在磁场中受到向上的磁场力 ；若将磁场方向改为垂直纸面向外，重复上述操作，杆将沿 逆时针 (选填“顺时针”或“逆时针”)方向转动。
19．磁感应强度B用来描述磁场的强弱，国际单位是特斯拉，符号是“T”。为了探究电磁铁外轴线上磁感应强度的大小与哪些因素有关，小鹭设计了如图1所示的电路，图甲电源电压6V，R为磁感应电阻，其阻值随磁感应强度变化的关系图线如图2。
(1)当图乙S2断开，图甲S1闭合时，电流表的示数为 60 mA．闭合S1和S2，图乙中滑动变阻器的滑片P向右移动，图甲中电流表的示数逐渐减小，说明磁感电阻R处的磁感应强度B逐渐 增大 。
(2)闭合S1和S2，滑片P不动，沿电磁铁轴线向左移动磁感电阻R，测出R离电磁铁左端的距离x与对应的电流表示数I，算出R处磁感应强度B的数值如表。请计算x＝5cm时，B＝ 0.40 T．
x/cm
1
2
3
4
5
6
I/mA
10
12
15
20
30
46
B/T
0.68
0.65
0.60
0.51
0.40
0.20
(3)综合以上实验数据可以得出“电磁铁外轴线上磁感应强度随电磁铁电流的增大而 增大 ，离电磁铁越远，磁感应强度越 小 。
20．小青同学想在家里安装一盏照明灯，如图所示是他设计的电路。图中虚线框1和2应连入开关和电灯；则开关应装在 2 虚线框中(选填“1“或“2”)。安装完毕后，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灯是否正常，闭合开关后，发现灯泡L0发光呈暗红色，则说明安装的照明灯 正常 (选填“正常”“断路”或“短路”)
解析：(1)为了用电的安全，开关应接在火线与电灯之间，因此开关应装在2处；
(2)若保险丝处用一只额定电压为220V的灯泡L0替换，此时两灯泡串联；闭合开关后，发现灯泡L0发光呈暗红色，说明检验灯L0分得的电压小于220V，也说明新安装的照明灯分得一部分电压，则安装的照明灯是正常的。
答案：2 正常
21．阅读短文，回答问题：
磁卡
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
22．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。
23．学习了奥斯特实验后，小军和小民认为：通电的螺线管周围也存在磁场。可是，通电螺线管周围的磁场是什么样的呢？为此，他们找来器材并连成了图甲所示的实验电路。运用研究磁场的方法来探究通电螺线管外部的磁场。
(1)小军使用小磁针来进行探究。他先在木板上螺线管一端标有黑点的九个位置(图甲)各放置了一个小磁针。通电后发现这九个小磁针的指向如图乙所示，改变通电电流的方向后，重新实验发现这九个小磁针的指向如图丙所示。
根据小军的实验，可以得出的结论是：
a．通电螺线管外部，中心轴线上各点的磁场方向是相同的；除中心轴线外，通电螺线管外部其他各点的磁场方向是_________的；
b．通电螺线管外部各点的磁场方向还与_________方向有关。
(2)小民的实验方法是：先在一张白纸中间按照螺线管的大小挖一个孔。然后把孔对准螺线管将白纸铺在木板上，再把铁屑均匀地洒在白纸上。通电后轻轻敲击木板，发现细铁屑的排列情况如图丁所示；改变通电电流的方向后，重新实验发现细铁屑的排列情况基本没有变化。根据小民的实验现象，可以得出结论：通电螺线管外部的磁场与我们学过的______磁体的磁场相似。
答案：(1)a．不同 b．电流 (2)条形
24．某校物理活动课上，莉莉和小强用一根金属铜线、一块强磁铁、一节一号干电池都分别成功做出了各自简易的电动机，如图甲、乙所示。他俩展示过程中，细心的小敏同学发现两个铜线框的转动方向是相反的。由此小敏提出以下猜想：
A．是莉莉和小强做的铜线框的形状不同造成的。
B．是贴近电池一侧强磁铁的极性不同造成的。
请你从以上猜想中，选择一个你认为合理的猜想，并写出简要的实验验证方法。
解析：据题可知，此时线框的运动方向相反，即所受磁场力的方向相反，由于磁场力的方向与电流的方向和磁场的方向有关，据图能看出，此时电流的方向相同，所以造成上述现象的原因可能是由于磁场的方向不同导致的，即贴近电池一侧强磁铁的极性不同造成的，故猜想B合理；具体验证方法如下：①按图甲组装，观察铜线框的转动方向；②改变图甲中强磁铁的极性，保持铜线框的形状，观察铜线框的转动方向；分析：若铜线框的转动方向相反，说明猜想B正确。
25．阅读短文，回答问题：
巨磁电阻效应
1988年阿尔贝?费尔和彼得?格林贝格尔发现，在铁、铬相间的三层复合膜电阻中，微弱的磁场可以导致电阻大小的急剧变化，这种现象被命名为“巨磁电阻效应”。
格林贝格尔发现，并非任意两种不同种金属的三层复合膜都具有“巨磁电阻效应”。三层膜中，只有两侧是铁、钴、镍这三种容易被磁化的金属中的一种，中间一层是不易被磁化的其他金属，才可能产生“巨磁电阻效应”。
用R0表示未加磁场时复合膜的电阻，R表示加入磁场后复合膜的电阻。实验测得，铁、铬组成复合膜的R/R0与磁场强度的关系如图乙所示。三条图线中铁膜层的厚度均是3nm，图线1、图线2和图线3中铬膜层的厚度分别是1.8nm、1.2nm和0.9nm。
1994年IBM公司利用“巨磁电阻效应”，研制出“新型读出磁头”，用于家用计算机的硬盘中。这种磁头将磁场对复合膜阻值的影响转换成电压的变化来读取信息。
(1)以下三层复合膜可能发生“巨磁电阻效应”的是 B 。
A．铁/钴/铁 B．钴/铜/钴 C．金/铝/金 D．铜/铁/铜
(2)图乙中所加磁场强度逐渐增强时，图线3对应复合膜的阻值的变化情况是 先减小后不变 。
(3)“新型读出磁头”可将微弱的磁信息转化为 电 信息。
(4)图乙中当磁场强度是20单位时，下列分析正确的是 D
A．图线1的阻值最大 B．图线3的阻值最大
C．图线1的阻值变化最显著 D．图线3的阻值变化最显著
(5)图丙中“A…E”是家用计算机硬盘某磁道。铁、铬复合膜的“新型读出磁头”中电流I保持恒定。磁头从左向右匀速经过该磁道的过程中，磁头两端电压U变化情况如图丁所示。如果用1表示有磁区域，0表示无磁区域，则用1和0表示图丙中ABCDE是 10010 。
26．如图，一质量为40g。体积为50cm3的铁制小球放入盛水的薄玻璃容器中，在玻璃容器下方有一已经接入电路的螺线管，小灯泡标有“6V3W“字样，通过螺线管的电流I与螺线管对铁制小球的作用力F的关系如表，假设灯丝电阻保持不变，不考虑小球与螺线管距离的远近对力F的影响。
I/A
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
F/N
0.05
0.1
0.15
0.2
0.25
(1)闭合开关后，通电螺线管A端是 N 极，调节滑动变阻器，滑片向右移动，则通电螺线管的 磁性 会增强。
(2)闭合开关，调节滑动变阻器使铁制小球能够悬浮在水中，此时，小灯泡消耗的功率是多少W？
(3)闭合开关，调节滑动变阻器使小灯泡正常发光，当铁制小球静止时，小球对容器底的压力是多少N？
解析：(1)伸出右手，四指弯曲指示电流的方向，大拇指所指的方向即螺线管的A端为通电螺线管的N极，如图：电流从左端流入，所以上端即A端为N极；
滑动变阻器P向右移动时，接入电路中的电阻变小，电流变大，通电螺线管的磁性将增强。
(2)小球受到的重力G＝mg＝40×10﹣3kg×10N/kg＝0.4N
S闭合后，小球悬浮，此时F浮＝G+F，
浸没在水中静止时，小球所受浮力F浮＝ρ水gV排＝1.0×103×10×50×10﹣6N＝0.5N
此时由受力分析可知：G+F＝F浮 代入数据解出F＝0.1N
查表可知，此时电路中的电流I＝0.2A
根据灯的铭牌可知 RL＝＝＝12Ω
此时灯泡消耗的功率是PL＝I2RL＝(0.2A)2×12Ω＝0.48W；
(3)当小灯泡正常发光时，I＝IL＝＝＝0.5A
查表可知此时通电螺线管对小球的吸引力F＝0.25N
当小球沉底静止时，由受力分析可知：F+G＝F浮+N
带入数据可知容器对小球的支持力N＝0.15N，
故小球对容器底的压力F压＝0.15N。
答案：(1)N；磁性；(2)小灯泡消耗的功率是0.48W；(3)小球对容器底的压力是0.15N。
27．小明乘电梯时，发现电梯超载会自动报警。于是喜好钻研的他对电梯的电路图进行了研究，并设计了以下探究实验，如图甲所示。电源电压恒定不变，R0为定值电阻。用杯中水量调节压敏电阻受到力的大小，压敏电阻的电流与受到压力大小的关系如图乙所示：
(1)图片中R0的作用是 保护电路 。
(2)分析图乙I﹣F图象可知：压敏电阻Rx受到的压力增大时，通过它的电流也增大，Rx的阻值 变小 (选填“变大”“变小”或“不变”)；当压力增大到一定程度时，触点K与 B 接触，电铃响，实现自动报警。
(3)某电梯超载报警的Rx﹣F图象如图丙所示，空载时电梯厢对Rx的压力F1等于电梯厢的重力，当压力F2＝1×104N时，电梯报警，则此电梯限载 12 人：(设每人质量约为50kg)
(4)下列与此实验研究方法相同的是 C 。
A．探究通过导体的电流与导体两端电压关系时，控制导体电阻不变
B．用光线描述光的传播路径
C．用电磁铁吸引大头针的多少表示它的磁性强弱
D．2个5Ω的电阻串联，相当于1个10Ω的电阻
28．实验桌上有学生电源、电磁铁、已调零的电流表、已调零的弹簧测力计、滑动变阻 器、软铁棒、带横杆的铁架台、刻度尺和 开关各一个，导线若干。小华将这些器材 组装成如图所示的实验装置。请利用该 装置进行实验，证明：“当线圈匝数一定，通过电磁铁线圈中的电流越大，电磁铁的 磁性越强”。
(1)请写出仪器组装好以后的实验步骤；
(2)请设计实验数据记录表格。
解析：(1)电磁铁对软铁棒的吸引越大，弹簧测力计的示数越大，说明电磁铁的磁性越强，所以可用利用弹簧测力计示数的大小来表示电磁铁磁性的强弱；
(2)将学生电源、电磁铁、滑动变阻器、开关和电流表串联接在电源上，用滑动变阻器改变电路中的电流大小；
(3)实验步骤：
①闭合开关S前，读出弹簧测力计的示数F0，并记录在表格中；
②闭合开关S，调节滑动变阻器滑片到适当位置，待测力计稳定时，读出电流表示数I、弹簧测力计的示数F，并将I、F记录在表格中，断开开关S；
③闭合开关S，调节滑动变阻器滑片到适当位置，增大电流，读出电流表示数I、弹簧测力计的示数F，并将I、F记录在表格中，断开开关S；
④根据弹簧测力计的示数，判断电磁铁的磁性强弱；
(4)实验数据记录表：
实验次数
电流大小
(A)
弹簧测力计的示数
(N)
电磁铁磁性强弱
(弱、强、较强)
1
2
3
29．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 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 断开 。
(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。
解析：(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。
(2)①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：
答案：(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。
30．磁体会向其周围空间散发磁场，磁场是一种特殊的物质，我们既不能看见它，也摸不着它。把一枚小磁针放在磁体附近，小磁针会发生偏转，证明了磁场的真实存在。我们可用磁感线这一模型来描述磁场的分布。老师为了激发同学们探究科学问题的兴趣，提出了一个非常肯定的结论：磁场中任何两条磁感线不可能相交。金欣是一位善于思考和探究的同学，他想，看似杂乱无章的磁感线，为什么不可能相交呢？他做了一个简单的探究，从而证明了老师的说法是正确的。他的方法是：已知某磁场中过A点有一条已知的磁感线a，假设另有两条磁感线b、c也经过A点，他把一枚小磁针放在A点，结果发现 小磁针静止在一个方向，而不是左右摆动 。
解析：磁感线的方向表示的就是磁场的方向，所以把一枚小磁针放在A点，小磁针静止在一个方向，而不是左右摆动，故磁感线不能相交。
答案：小磁针静止在一个方向，而不是左右摆动。
31．网络上有一个国外“牛人”制作的“电池磁力小火车”的视频。视频中，“牛人”把由铁铷合金制作的超强磁铁分别吸附在电池的正负极两端制成“小火车”，并将其整个放入自制的铜质螺线管中，发现电池与磁铁竞然沿着螺线管向右运动起来，直到从螺线管的另一端穿出(如图1)。小明对“小火车”为什么会运动非常感兴趣，便动手进行了实验。
(1)图1中，两侧磁铁之间的线圈中会有电流通过，他由此推测：只有当线圈中有电流通过时，火车才会受力运动。为验证这一假设，他需要进一步的操作是 将电池的一端与磁铁断开 ；
(2)预测图2中的小火车将向 左 运动(选填“左”或“右”)；
(3)要让小火车快地过螺线管，可以采取的措施是 增强磁铁的磁性(或者使螺线管的绕线更密集以增加与磁铁接触的那一段螺线管匝数、或增加电池电压以增大螺线管中电流从而增强其磁场)。 (写出一种方法)；
(4)欲使小火车由静止开始顺利通过螺线管，下列摆放方式可行的是 A 。
解析：(1)两侧磁铁之间的线圈中会有电流通过，他由此推测：只有当线圈中有电流通过时，火车才会受力运动。为验证这一假设，他需要进一步的操作是将电池的一端与磁铁断开；
(2)“小车”全部推入螺线管后，与磁铁接触的那一段螺线管通电产生磁场，螺线管内部的磁场向左，与电池负极相吸的磁铁受到向左的力，小车向左运动；
(3)磁极间相互作用力越大，小车速度就越大，所以可以增强磁铁的磁性(或者使螺线管的绕线更密集以增加与磁铁接触的那一段螺线管匝数、或增加电池电压以增大螺线管中电流从而增强其磁场)。
(4)A、A图中，螺线管内部的磁场向右，与电池负极相吸的磁铁受到向左的力，与电池正极相吸的磁铁受到向左的力，小车向左，故A正确；
B、B图中，螺线管内部的磁场向左，与电池负极相吸的磁铁受到向左的力，与电池正极相吸的磁铁受到向右的力，小车不动，故B错误；
C、C图中，螺线管内部的磁场向右，与电池负极相吸的磁铁受到向左的力，与电池正极相吸的磁铁受到向右的力，小车不动，故C错误；
D、D图中，电池正极一端没有进入磁场，小车不动，故D错误。
答案：(1)将电池的一端与磁铁断开；(2)左；(3)增强磁铁的磁性(或者使螺线管的绕线更密集以增加与磁铁接触的那一段螺线管匝数、或增加电池电压以增大螺线管中电流从而增强其磁场)；(4)A
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