2021年中考科学第二轮专题专题专题25-电与磁 (含解析)

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…………○…………外…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○…………
)
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※※请※※不※※要※※在※※装※※订※※线※※内※※答※※题※※
)
(
…………○…………内…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○…………
)
专题25-电与磁
一、单选题
1.如图所示，下列关于物理实验表述正确的是（
???）
A.?图甲实验揭示了电流的周围存在磁场，应用电磁铁
B.?图乙实验揭示了通电导体在磁场中受力运动，应用发电机
C.?图丙实验是电磁感应现象，应用电动机
D.?图丁实验电源的左端是正极，小磁针A端是S极
2.右图是一种轮子会发光的轮滑鞋，轮子部分构造如图所示，磁环固定在轮周上，由金属线圈和发光二极管组成的闭合电路固定在轮轴上。穿轮滑鞋运动时，磁环随轮轴转动，二极管会不断闪烁发光。下面四个实验中，能反映轮滑鞋中二极管发光的工作原理的是
（??
）
A.???????????????????????????B.?
C.??????????????????????????????????D.?
3.如图所示，为一种利用电磁原理制作的充气泵的结构示意图，当电流流入电磁铁时将吸引或排斥小磁铁，进而带动弹性金属片上下运动压缩气囊，小磁铁的下方为N极，气室内有两个单向阀门可分别绕M、N转动，以下选项中正确的是（
???）
A.?当电流从a端流入电磁铁时，金属片向下运动
B.?当电流从b端流入电磁铁时，气体推开M阀门进行充气
C.?当电流从a端流入电磁铁时，M、N阀门都被推开，气体进入气室
D.?改用直流电流入电磁铁时，气泵仍正常工作
4.如图所示，条形磁铁置于水平桌面上，电磁铁右端同定并保持水平，且与条形磁铁在同一平面和相同高度。当电路中开关S由断开到闭合时，条形磁铁一直保持静止，下列说法正确的是（??
）
A.?开关S闭合后，电磁铁左端是S极
B.?开关S闭合后，条形磁铁受到摩擦力的方向向左
C.?滑片P向右移动时，条形磁铁受到的摩擦力逐渐减小
D.?开关S断开时，条形磁铁与电磁铁之间没有力的作用
5.如图为交流发电机原理图，线圈在磁场中转动，则(??
)
A.?两磁极间的磁场方向向左
B.?线圈在磁场中切割磁感线
C.?通过灯泡的电流方向不变
D.?线圈一定不受磁场力作用
6.下列说法中正确的是(???
)
A.?发电机将电能转化为机械能?????????????????????????B.?电动机工作时线圈中不会产生感应电流
C.?发电机的工作原理是电磁感应?????????????????????D.?导体在磁场中做切割磁感线运动时一定产生感应电流
7.一矩形线圈放在蹄形磁铁的两极之间，刚通电时在磁场作用下扭转方向如图甲所示。现将该线圈放在图乙所示的蹄形螺线管间，a、b
为螺线管与电源的接口。某同学进行了如下四次操作：
①
a
接正极
b
接负极，线圈中通与图甲电流方向相同的电流
②
b
接正极
a
接负极，线圈中通与图甲电流方向相同的电流
③
a
接正极
b
接负极，线圈中通与图甲电流方向相反的电流
④
b
接正极
a
接负极，线圈中通与图甲电流方向相反的电流线圈刚通电时扭转方向与图甲所示的扭转方向相同的是(???
)
A.?①和③????????????????????????????????B.?②和④????????????????????????????????C.?①和④????????????????????????????????D.?②和③
8.根据通电螺线管周围存在磁场(如图所示)的实验事实，某同学对地磁场产生的原因提出了一个假说：地磁场是由绕地球的环形电流引起的。下图中符合他假说的模型是（??
）
A.?电流沿纬线由东向西
?????????????????????B.?电流沿纬线由西向东
C.?电流沿经线由北向南
????????????????????D.?电流沿经线由南向北
9.如图，闭合开关后自制的线圈缓慢连续转动，则小灯泡的发光情况是(电流通过灯丝，灯就发光)(??
)
A.?一直不发光???????????????????B.?时亮时灭???????????????????C.?一直发光???????????????????D.?以上情况均有可能出现
10.在研究电磁铁磁性强弱的影响因素时，以下说法正确的是（　　）
A.?断开开关，电磁铁有磁性
B.?向右调节滑动变阻器的滑片，电磁铁甲吸引大头针的数目会增加
C.?断开开关，换用电磁铁乙，必须向左移动滑片才能控制两个电磁铁的电流相同
D.?通过两个电磁铁的电流相同时，电磁铁甲的磁性比乙的强
11.如图所示是直流电动机的模型，闭合开关后线圈顺时针转动。现要线圈逆时针转动，下列方法中可行的是(
?
??
)
A.?只改变电流大小?????B.?只改变电流方向?????C.?对换磁极同时改变电流方向?????D.?换用磁性更强的磁铁
12.矩形铜线框在某磁场中的位置如图所示，ab、bc、ed和fe段都受到该磁场的作用力，下列哪两段受到该磁场的作用力方向相同（??
）
A.?ab段与bc段?????????????????????B.?ab段与ed段
?????????????????????C.?ab段与fe段?????????????????????D.?fe段与ed段
13.如图所示的实验装置，下列说法正确的是（　　）
A.?可以研究发电机的工作原理????????????????????????????????B.?可以研究通电导体在磁场中受到力作用的规律
C.?可以研究感应电流的方向与磁场方向的关系????????D.?在实验过程中机械能转化为电能
二、填空题
14.将表面有金属镀层的磁铁吸在干电池的负极，将一根硬铜线折成导线框abcd搭在干电池的正极和磁铁上（如图），导线框abcd就会以干电池为轴转动起来。
（1）图中4条弧线为磁感线，请在答题纸上标出它们的方向。
（2）如果将磁铁的N、S极对调，导线框将________。
（3）通电时间稍长，干电池会明显发热，原因是________。
15.归纳式探究：研究带电粒子在回旋加速器中的运动：
（1）磁体周围存在磁场，磁场的强弱用磁感应强度描述，用符号B表示，单位是特斯拉，符号是T。我们可以用磁感线的疏密程度形象地表示磁感应强度的大小。磁感应强度大的地方，磁感线密；磁感应强度小的地方，磁感线疏．条形磁体外部的磁感线分布如图甲所示，则a、b两点磁感应强度较大的是________。磁感应强度的大小和方向处处相同的磁场叫做匀强磁场。
（2）回旋加速器的原理如图乙所示，D1和D2是两个中空的半径为R的半圆金属盒，被置于与盒面垂直的磁感应强度为B的匀强磁场中，它们接在电压一定的交流电源上，从D1的圆心O处释放不同的带电粒子（加速度可以忽略，重力不计），粒子在两金属盒之间被不断加速，最终离开回旋加速器时，获得一定的最大动能。改变带电粒子质量为m，电荷量为q，磁感应强度B，金属盒半径R，带电粒子的最大动能Ek随之改变。得到数据如表，分析表中数据可得：带电粒子的最大动能Ek=k________，
其中k=________（填上数值和单位）。
16.如图所示，GMR是巨磁电阻（其电阻阻值在磁场中随磁性的增强急剧减小），当开关S1、S2都闭合时，电磁铁附近的小磁针处于静止状态，则小磁针的A端为________极；当滑片P和右滑动时，电磁铁的磁性________（选填“增强”、“减弱”或“不变”），指示灯的亮度________（选填“变亮”、“变暗”或“不变”）。
17.日常生活中，用到直流电动机和交流电动机的实例有：（各举几例）
直流电动机：
________；
交流电动机：
________．
18.图1是法拉第发明的能够产生持续电流的机器——发电机，金属圆盘可以看成是由无数根长度等于圆盘半径的导线组成的。金属圆盘在磁极间不断转动，每根导线都在做切割磁感线运动，从而产生持续的电流。某校探究小组仿制了这个发电机装置(如图2)，对影响电流大小的因素进行如下探究：
①当圆盘转速增大时，电流表指针偏转增大，说明电流大小跟________有关；
②保持圆盘转速不变，换用一个半径更大的金属圆盘，发现电流表指针偏转更大，说明电流大小还跟________有关；
③保持圆盘转速不变，换用________，发现电流表指针偏转更大，说明电流大小跟磁场强弱有关。
三、实验探究题
19.如图是探究“通电导体在磁场中是否受到力的作用”的实验装置。
（1）给直导线(铝棒)通电时，同学们根据观察到________的现象，说明磁场对通电导体有力的作用。
（2）为探究“通电导体在磁场中受力方向是否与电流方向有关”，正确的操作是________，观察直导线的运动情况。
20.某兴趣小组为了研究“电磁铁磁性强弱的影响因素”，设计并开展了如图所示的实验。下表是他们实验中记录的具体数据，试分析回答下列问题：
实验次序
1
2
3
4
5
6
电流/A
0.8
1.2
1.5
0.8
1.2
1.5
最多能吸引小铁钉的数目/枚
5
8
10
7
11
14
（1）根据同学们的实验，可知他们猜想影响电磁铁磁性强弱的因素有________。
（2）实验中，同学们是通过比较________来反映电磁铁磁性强弱的。
（3）比较他们的第1、2、3（或4、5、6）次实验，可得出的结论是________。
（4）知道了影响电磁铁磁性强弱因素后，同学们又在老师的指导下，制作了水位自动报警器（如图）。其中A、B为两个金属杆。当水位达到或超过警戒线时，红、绿灯及电铃的工作状态为________。
21.如图所示，AB和CD是两根固定且平行的水平金属导轨，符号“×”表示垂直于纸面向里的磁场的磁感线。现将空心簿铜管EF和GH垂直放在滑轨上，当拉动铜管GH使其向左移动时，发现铜管EF也立即运动起来。
（1）若拉动铜管EF使其向右移动时，则GH应向
________（填“左”或“右”）移动。
（2）当拉动铜管EF使其向右移动，GH紧跟着运动的过程中，导轨上的两根簿铜管可分别看作是电动机和发电机，其中铜管________?可以看作电动机。
（3）本实验中EF和GH采用空心薄铜管而不采用铜棒的原因是________。
四、解答题
22.图是一种温度自动报警器的原理图，在水银温度计里封入一段金属丝，当温度达到金属丝下端所指的温度时，电铃就响起来，发出报警信号，请将右图连接完整并说明它的工作原理。
答案解析部分
一、单选题
1.
A
【解析】分析：分析四个图片中描述的实验现象蕴含的物理规律，并于其应用一致的就是正确选项。
解答：A.图甲实验揭示了电流的周围存在磁场，应用电磁铁，故A正确；
B.图乙实验揭示了通电导体在磁场中受力运动，应用电动机，故B错误；
C.图丙实验是电磁感应现象，应用发电机，故C错误；
D.在图丁中：根据“异名磁极相互吸引”可知，螺线管的左端是S极。用右手握住螺线管，大拇指指向N极，弯曲的四指指尖向上，因此线圈上电流方向向上，那么电源的右端是正极，故D错误。
故选A。
2.
C
【解析】分析：磁电感应现象，是指闭合电路的一部分导体在磁场中作切割磁感线运动，导体中就会产生电流的现象。这种利用磁场产生电流的现象叫做电磁感应现象，产生的电流叫做感应电流。
解答：由图可知，轮滑鞋能够发电导致轮滑上的二极管发光，属于电磁感应现象；
A、磁铁能够吸引铁棒，验证磁铁具有磁性；故A不符合；
B、验证通电导体周围有磁场；故B不符合；
C、该图是电磁感应现象模型；故C符合；
D、该模型是通电导体在磁场中受到力的作用，是电动机模型；故D不符合；
故答案为：C。
3.
B
【解析】分析：（1）首先根据安培定则确定螺线管的上端的极性，然后根据磁极之间的相互作用判断小磁铁受到引力还是斥力，进而得到金属片的移动方向；
（2）用上面的方法判断金属片的移动方向，进而确定气流的方向，得到阀门的开关情况；
（3）根据上面的方法即可；
（4）交流电的电流方向在不断改变，而直流电的电流方向是一定的，据此分析能够实现气囊内气门的往复开合即可。
解答：
当电流从a端流入电磁铁时，
线圈上电流向右，用右手握住螺线管，四指指尖向右，那么大拇指向上，即电磁铁的上端为N极，根据“同名磁极相互排斥”可知，弹簧金属片向上运动，故A错误；
当电流从b端流入电磁铁时，?它的上端为S极，根据“异名磁极相互吸引”可知，弹簧金属片向下运动，此时阀门N关闭，而M打开，可以进行充气，故B正确；
当电流从a端流入电磁铁时，
弹簧金属片向上运动，则阀门M闭合，而N打开，故C错误；
如果改用直流电，那么电流只能朝一个方向，小磁铁要么受到引力，要么受到斥力，总之弹性金属片只能呆在一个位置，不能打气，故D错误。
故选B。
4.
C
【解析】分析：（1）根据安培定则判断电磁铁的极性；
（2）条形磁铁受到的摩擦力方向与电磁铁的磁力方向相反；
（3）电磁铁的磁场大小与电流大小有关；
（4）磁体都有吸引铁、钴、镍等物质的性质。
解答：A.开关S闭合后，电磁铁线圈上电流向上，右手握住螺线管，四指向上，大拇指指向左边，那么电磁铁的左端是N极，故A错误；
B.因为条形磁铁的右端是N极，所以条形磁铁受到向左的斥力；因为摩擦力和斥力平衡，所以条形磁铁受到摩擦力的方向向右，故B错误；
C.当滑片向右移动时，变阻器的阻值变大，电流变小，电磁铁的磁力变小，那么条形磁铁受到的摩擦力减小，故C正确；
D.当S断开时，电磁铁没有磁场，但是条形磁铁会吸引电磁铁的铁芯，故D错误。
故选C。
5.
B
【解析】分析：（1）在磁体的外部磁感线都是从N极出发，回到南极；
（2）发电机是利用电磁感应现象制成的，即闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，导体中产生感应电流；
（3）根据感应电流的影响因素判断；
（4）通电导线在磁场中受力的作用。
解答：A.在磁体的外部磁感线都是从N极出发回到南极，故图中两磁极间的磁场方向向右，故A错误；
B.发电机是根据闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时导体中产生感应电流的原理制成的，故B正确；
C.感应电流的方向和磁场方向、导体切割磁感线的方向有关，由于导体切割磁感线的方向在改变，所产生的电流也会变化，故C错误；
D.根据通电导线在磁场中受力的作用的原理可知，此时线圈一定会受到力的作用，故D错误。
故选B。
?
6.
C
【解析】分析：根据发电机和电动机的工作原理，能量转化的知识分析。
解答：A.发电机将机械能转化为电能，故A错误；
B.电动机工作时，线圈在磁场中切割磁感线，因此会产生感应电流，故B错误；
C.发电机的工作原理是电磁感应，故C正确；
D.闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时一定产生感应电流，故D错误。
故选C。
?
7.
D
【解析】分析：（1）根据安培定则判断通电螺线管的磁极；
（2）磁场对电流（通电导体）有力的作用，据此制成了电动机；
（3）通电导体受力的方向与电流的方向和磁感线的方向有关。
解答：①若乙图中a接正极b接负极，根据安培定则知蹄形螺线管左端为S极，与甲图的磁场方向相反，线圈中通与图甲电流方向相同的电流，故线圈刚通电时扭转方向与图甲所示的扭转方向相反，说法错误；
②若乙b接正极a接负极，根据安培定则知蹄形螺线管左端为N极，与甲图的磁场方向相同，线圈中通与图甲电流方向相同的电流，故线圈刚通电时扭转方向与图甲所示的扭转方向相同，说法正确；
③若乙a接正极b接负极，根据安培定则知蹄形螺线管左端为S极，与甲图的磁场方向相反，线圈中通与图甲电流方向相反的电流，故线圈刚通电时扭转方向与图甲所示的扭转方向相同，说法正确；
④若乙b接正极a接负极，根据安培定则知蹄形螺线管左端为N极，与甲图的磁场方向相同，线圈中通与图甲电流方向相反的电流，故线圈刚通电时扭转方向与图甲所示的扭转方向相反，说法错误；
综合上面分析，②和③正确，①和④错误，故A、B、C不符合题意，D符合题意。
故答案为：D
8.
A
【解析】分析：通电螺线管中的安培定则：用右手握住通电螺线管，使四指弯曲与电流方向一致，大拇指所指的那一端是通电螺线管的N极。
解答：利用安培定，用右手握住通电螺线管，使四指弯曲与电流方向一致，大拇指所指的那一端是通电螺线管的N极，电流沿纬线由东向西；故B、C、D错误，A正确；
故答案为：A。
?
9.
B
【解析】分析：了解电动机的原理，电动机的原理是通电线圈在磁场中会受力转动，根据线圈可以连续转动可判断电路中的电流情况，结合图片可做出判断。
解答：读图可知，这是电动机的原理，当线圈中的电流通过时，会受到磁场力的作用而转动。由于线圈能够连续转动，就说明线圈的漆皮一端全部刮掉，一端刮了上半周或下半周，即线圈有半周是在通路状态下由于磁场对通电导线的作用而转动，有半周是在断路状态下依靠惯性转动的，这样周而复始线圈才能连续转动，故灯泡的发光情况是时亮时灭。故选B。
10.
C
【解析】分析：（1）电磁铁磁性强弱的影响因素：电流大小和线圈的匝数．研究磁性强弱和其中一个的关系时，应采用控制变量法．（2）电磁铁的磁性有无可以通过通断电来控制；（3）滑动变阻器串联在电路中，改变滑片的位置可以改变电路中的电流大小．此题主要考查的是学生对电磁铁磁性强弱影响因素的了解和掌握，以及对滑动变阻器在电路中的作用的理解，注意控制变量法的熟练运用．
解答：解：A、断开开关，电路中没有电流，电磁铁无磁性，错误；
B、向右调节滑动变阻器的滑片，其连入电路中的电阻线变长，电阻变大，电路中的电流会变小，此时电磁铁甲的磁性会减弱，电磁铁甲吸引大头针的数目会减小，故B错误；
C、换用电磁铁乙时，它的线圈匝数比甲的多，其电阻也会大一些，电路中的电流会变小，因此必须向左移动滑片来增大电路中的电流，才能使得两个电磁铁的电流相同，故C正确；
D、通过两个电磁铁的电流相同时，因为甲的线圈匝数比乙的线圈匝数少，因此甲的磁性比乙的磁性弱，故D错误．
故选C．
11.
B
【解析】分析：电动机的原理是通电线圈在磁场中受力转动，其转动速度与电流大小和磁场强弱有关；电动机线圈的转动方向与磁场方向和电流方向有关。
解答：直流电动机的转动方向与线圈中的电流方向和磁场方向有关，若使通入直流电动机的电流方向改变或磁场的方向改变，它的转动方向将改变。但是如果同时改变电流的方向和磁场的方向，线圈的转动方向将不变。
故答案为：B
12.
B
【解析】分析：通电导体在磁场中的受力方向与磁场方向和电流方向有关，据此分析判断。
解答：根据图片可知，电流从正极出发，经过线圈流回负极。
A.ab段电流向下，bc段电流向上，二者受力方向不同，故A错误；
B.ab段电流向下，ed段电流也向下，二者受力方向相同，故B正确；
C.ab段电流向下，fe段电流向上，二者受力方向不同，故C错误；
D.fe段电流向上，ed段电流也向下，二者受力方向不同，故D错误。
故选B。
13.
B
【解析】解答：该装置是研究通电导体在磁场中受力的装置，通过本装置可以研究磁场对通电导体的作用力方向与电流方向、磁场方向的关系，根据此原理制成电动机，在实验过程中消耗电能转化为机械能，故ACD错、B正确．
分析：该装置中有电源提供电能，通电的导体棒ab在磁场中受力而运动，这是研究通电导体在磁场中受力的装置，是电动机的工作原理，因电而动，其能量转化为电能转化为机械能．
二、填空题
14.
（1）
（2）反转
（3）干电池被短路
【解析】分析：（1）磁场外部磁感线的方向从北极出发回到南极。
（2）通电导体在磁场中会受到力的作用，受力方向与电流方向和磁场方向有关。
（3）用导线将干电池两极连起来，形成短路,根据Q=I2Rt分析发热的原因。
解答：
解答：（1）磁场外部磁感线的方向都是从北极出发回到南极，故如图示：
（2）通电导体在磁场中会受到力的作用，受力方向与电流方向和磁场方向有关。其中一个因素变化，导体受力分析改变，若两个同时改变，受力方向不变，故如果将磁铁的N、S极对调，线圈的受力方向改变，导线框将反转。
（3）用导线将电源的正负极相连，会造成电源被短路，电流很大，根据Q=I2Rt，通电时间稍长，就会产生较多热量，干电池会明显发热。
故答案为：（1）
（2）反转；（3）干电池被短路
15.
（1）a
（2）；0.5J?kg/（C2?T2?m2）
【解析】分析：（1）
磁感线的疏密程度形象地表示磁感应强度的大小。磁感应强度大的地方，磁感线密；磁感应强度小的地方，磁感线。
（2）先结合控制变量法，对表格中的1和2、1和3、2和4、1和5的数据进行对比，分别得出动能与m、q、B、R之间的关系，从而得出表达式，在此基础上代入数据计算就可求出k值。
解答：（1）
由图a、b两点中a点的磁感线相对较密，磁感应强度较大。
（2）比较次数1和2，在q、B、R相同时，m变为原来的两倍，Ek变为原来的1/2，可知动能Ek与质量m成反比；
比较次数1和3，在m、B、R相同时，q变为原来的3倍，Ek变为原来的9倍，可知动能Ek与q2成正比
比较次数2和4，在q、m、R相同时，B变为原来的两倍，Ek变为原来的4倍，可知动能Ek与B2成正比
比较次数1和5，在q、B相同时，m变为原来的两倍，R变为原来的3倍，Ek变为原来的18倍，可知动能Ek与R2成正比。
综上所述，?可得带电粒子的最大动能Ek=
将第一一组使用数据代入，得
，
解得k=0.5J·kg/（C2·T2·m2）
故答案为：（1）a；（2）；0.5J·kg/（C2·T2·m2）
16.
S；减弱；变暗
【解析】分析：（1）根据安培定则得出电磁铁的两极，根据磁极间的相互作用判断小磁针A端的极性；（2）先分析滑片向右移动时，变阻器的阻值是变大了还是变小了，然后根据欧姆定律得出电流大小变化情况，从而判断出电磁铁的磁场强弱变化情况，进一步得出灯泡亮度的变化．在控制电路中，滑片的移动是分析的入手点；在工作电路中，灯泡的亮度是确定电路中电流、电阻变化的一个隐含条件．
解答：解：（1）根据安培定则可知，电磁铁的左端为N极，右端为S极，所以则小磁针的A端为S极；（2）闭合开关S1和S2
，
使滑片P向右滑动，电阻变大，电流变小，磁场的磁性减弱，巨磁电阻的阻值增大，电路电流变小，所以指示灯的亮度会变暗．
故答案为：S；减弱；变暗．
17.
直流电动机：电力机车、公交电车、录音机、电动玩具等；交流电动机：洗衣机、电冰箱、空调、抽油压机、电扇等．
【解析】解答：在生活中，我们常见的生活电路是交流电，在这种电路中使用的电动机是交流电动机，如洗衣机、电冰箱、空调、抽油压机、电扇等电器上的电动机均是；对于生活中的蓄电池所提供的电是直流电，在这种电源下工作的电动机是直流电动机，如电力机车、公交电车、录音机、电动玩具等．
分析：了解生活中常见的直流电和交流电，进而分析出常见的直流电动机和交流电动机．
18.
转速；导线长度；磁性更强的磁铁
【解析】分析：①电流表指针偏转增大，说明产生的感应电流增大，根据变化的因素填空；
②半径越大，相当于导线的长度越大，据此填空即可；
③根据得出的实验结论判断改变的因素，然后完成填空。
解答：①当圆盘转速增大时，电流表指针偏转增大，说明电流大小跟转速有关；
②保持圆盘转速不变，换用一个半径更大的金属圆盘，发现电流表指针偏转更大，说明电流大小还跟导线长度有关；
③保持圆盘转速不变，换用磁性更强的磁铁，发现电流表指针偏转更大，说明电流大小跟磁场强弱有关。
故答案为：①转速；②导线长度；③磁性更强的磁铁
三、实验探究题
19.
（1）直导线运动
（2）在磁场方向不变的情况下，改变导体中电流的方向
【解析】分析：通电线圈在磁场中受到力的作用；通电导体在磁场中的受力方向与电流的方向和磁感线的方向有关。
解答：（1）若观察到通电直导线运动，则说明通电线圈在磁场中受到力的作用；
（2）本题探究的是通电导体在磁场中的受力方向与电流的方向的关系，为保证实验变量的唯一性，正确的操作为在磁场方向不变的情况下，改变导体中电流的方向，观察直导线的运动情况；
故答案为：（1）
直导线运动；（2）在磁场方向不变的情况下，改变导体中电流的方向。
?
20.
（1）线圈匝数、电流大小
（2）最多吸引的小铁钉数目
（3）线圈匝数相同时，电流越大，电磁铁磁性越强
（4）绿灯不工作；红灯、电铃工作
【解析】分析：（1）根据图片和表格，确定保持不变的量和改变的量，据此确定影响电磁铁磁性强弱的因素；
（2）实验中，电磁铁吸引大头针的数量越多，说明电磁铁的磁性越强；
（3）分析对比实验中哪个因素相同，哪个因素不同，根据控制变量法描述实验结论；
（4）当水位上升到警戒线时，将控制电路接通，分析次数衔铁的运动方向，根据被接通的电路确定灯泡和电铃的工作状态。
解答：（1）根据表格可知，1、2、3或4、5、6中改变的是电流，而1和4比较，则改变的是线圈匝数，因此同学们猜想影响电磁铁磁性强弱的因素有：电流大小和线圈匝数；
（2）实验中，同学们是通过比较最多吸引的小铁钉数目来反映电磁铁磁性强弱的。
（3）实验1、2、3中，线圈匝数相同，电流不断增大，电磁铁吸引大头针的数量不断增大，那么得到结论：线圈匝数相同时，电流越大，电磁铁磁性越强；
（4）当水位达到或超过警戒线时，A、B被接通，控制电路中产生电流，电磁铁产生磁场，将衔铁向左吸合，接通红灯和电铃所在的电路，断开绿灯所在的电路，因此工作状态为：绿灯不工作；红灯、电铃工作。
21.
（1）右
（2）GH
（3）空心薄钢管质量小，压力小，产生的摩擦力小，容易运动起来
【解析】分析：（1）首先根据“右手”定则判断GH中产生的电流方向，再根据“左手定则”判断GH的运动方向；
（2）发电机将机械能转化为电能，电动机将电能转化为机械能；
（3）摩擦力与压力和接触面的粗糙程度有关。
解答：（1）当拉动铜管EF向右运动时，根据“右手定则”：让磁感线垂直穿过手心，即右手手心向外，大拇指指向运动方向（向右），四个手指的方向就是感应电流的方向，即电流从F到E；那么GH中的电流从上到下，根据“左手定则”：磁感线垂直穿过手心，即左手手心向外，四个手指指向电流方向（向下），大拇指所指的方向就是运动方向，即GH向右运动；
（2）铜管EF运动起来产生电能，因此它是发电机；铜管GH通上电流运动起来，因此是电动机；
（3）因为摩擦力与压力大小有关，所以本实验中EF和GH采用空心薄铜管而不采用铜棒的原因是：空心薄钢管质量小，压力小，产生的摩擦力小，容易运动起来。
故答案为：（1）右；（2）GH；（3）空心薄钢管质量小，压力小，产生的摩擦力小，容易运动起来
四、解答题
22.
解：如图，工作原理：当温度低到金属丝下端所指的温度时，水银与金属丝断开，电磁铁断电没有磁性，电铃不工作；当温度升高，水银达到金属丝下端时，水银是导体，电磁铁通电有磁性，把衔铁吸引下来，电铃发出报警信号．电路图如下：
【解析】分析：由题意可知，当温度达到金属丝下端所指的温度时，控制电路有电流，电磁铁有磁性，从而产生电磁效应，衔铁就会在电磁力吸引的作用下克服返回弹簧的拉力吸向铁芯，从而带动衔铁的动触点与静触点（常开触点）吸合，电铃发出报警信号；当温度低到金属丝下端所指的温度时，线圈断电后，电磁的吸力也随之消失，衔铁就会在弹簧的反作用力返回原来的位置，使动触点与原来的静触点断开；这样吸合、释放，从而达到了在电路中的导通、切断的目的．明确图中左侧为控制电路，右侧为工作电路，两电路依据中间的电磁铁来发生相互作用，是搞清这一装置原理的关键点之一，同时，还应明确水银也是导体，当其与上方金属丝接通时，也成为了电路的一部分．
解答：解：如图，工作原理：当温度低到金属丝下端所指的温度时，水银与金属丝断开，电磁铁断电没有磁性，电铃不工作；当温度升高，水银达到金属丝下端时，水银是导体，电磁铁通电有磁性，把衔铁吸引下来，电铃发出报警信号．电路图如下：