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第16讲 电与磁
考点 常见题型 考点分值
1．知道磁场的概念 选择、填空 2～4分
2．描述磁体周围存在着磁场 选择(综合型)、填空 2～4分
3．能根据磁感线识别磁体的极性 选择(综合型)、填空 2～4分
绘制条形磁铁、蹄形磁铁周围的磁感线 选择、填空 2～4分
5．绘制通电直导线、通电螺线管周围的磁感线 选择(综合型)、填空 2～4分
描述通电直导线周围存在磁场及磁场的分布规律 选择(综合型)、填空 2～4分
描述通电螺线管周围存在磁场及磁场的分布规律 选择、填空 2～4分
知道通电导体在磁场中受力方向与磁场方向、电流方向有关 选择、填空 2～4分
概述电磁铁的特点及作用 选择(综合型)、填空 2～4分
描述电磁感应现象 选择(综合型)、填空 2～4分
说明产生感应电流的条件 选择、填空 2～4分
知道感应电流方向与磁场方向和导体运动方向有关 选择(综合型)、填空 2～4分
一、磁现象
1．磁体和磁极
(1)磁性：具有吸引____________等物质的性质叫磁性。
(2)磁体：具有________的物体叫做磁体。
(3)磁极：磁体上磁性________的部位叫做磁极分别是________(S)和________(N)。
(4)磁极间相互作用的规律：同名磁极相互______，异名磁极相互______。
2．磁化：使原来没有磁性的物体得到________的过程叫做磁化。
3．磁场
(1)定义：磁体周围存在着一种物质，能使磁针______，我们把它叫做磁场。
(2)磁场的方向：科学上把小磁铁静止时______所指的方向规定为其所处位置的磁场方向。
4. 磁感线
(1)磁感线上箭头表示的方向，即是________方向。
(2)磁体周围的磁感线总是从磁体的___极出来，回到磁体的___极。
(3)磁感线密的地方磁场___，疏的地方磁场___。
5.地球产生的磁场叫________，地磁场的北极在地理_____附近，地磁场的南极在地理_____附近。
二、电生磁
1．直线电流的磁场
(1)1820年，丹麦物理学家________发现了电流的磁现象。
(2)方向：通电导线周围的磁场方向与________有关。改变电流的方向，磁场的方向也随之改变。
(3)规律:a.直线电流磁场的磁感线，是环绕导线的______；
b．距离直线电流越___，磁场越____，反之越___；
c．电流的强度越大，磁场越强。如图1为通电直导线周围的磁感线分布。
2．通电螺线管的磁场
(1)通电螺线管周围的磁场分布与___________的磁场很相似。其两端相当于条形磁体的两个磁极。
(2)影响因素：
a．通电螺线管两端的极性跟________方向有关。改变________方向，螺线管的磁极也会发生改变；
b．通电螺线管的________越多，电磁铁的磁性就越强；
c．通过线圈的________越强，电磁铁的磁性也越强。
3．右手螺旋定则(安培定则)：用____握住螺线管，让四指弯向螺线中的______方向，大拇指所指的那一端就是螺线管的________极。
4．电磁铁
(1)定义：如果把一根导线绕成螺线管，在螺线管内插入铁芯，有电流通过时有____，没有电流通过时就失去____的磁体叫做电磁铁，电磁铁磁性的有无可以由通、断电来控制。
(2)工作原理：利用电流的___效应和通电螺线管中插入铁芯后磁场大大增加的原理工作的。
(3)影响因素：
a．电流：线圈匝数和铁芯一定时，电流越大，磁性越__；
b．线圈匝数：电流和铁芯一定时，线圈匝数越多，磁性越___；
c．有无铁芯：电流和线圈匝数一定时，有铁芯的磁性越__。
(4)常见的应用有：电磁起重机、高速磁悬浮列车、电动机、发电机、电铃、电磁继电器。
5. 电磁继电器
(1)实质:它是利用电磁铁来控制工作电路的一种_______。
(2)工作原理：利用电磁继电器可以实现______电压和______电流电路的通断，来控制______电压和______电流电路的通断。如图为电磁继电器的控制电路示意图。
(3)电磁继电器的应用：水位自动报警器、电铃等。
三、电动机和发电机
1．磁场对电流的作用
通电导体在磁场中会受到__________，力的方向跟______方向和______方向都有关系。
2．电磁感应现象
(1)发现者：_______发现了电磁感应现象。
(2)内容：闭合电路的一部分导体在磁场里做_____磁感线的运动时，导体中就会产生电流。电流的方向与______________和_________有关。
(3)产生的电流叫做__________。
(4)感应电流产生的条件：____电路、导体做___________运动。
3．电动机与发电机
电动机 发电机
构造 有换向器，无铜环 有铜环，无换向器
原理
原理图
模型图
性质 通电导线在磁场中受______的作用，导线AB在______(选填“水平”或“竖直”)方向上运动 由于导线在磁场中___________ 运动而产生感应电流
条件 (1)闭合开关，导体中有电流通过 (2)导体在磁场中 闭合电路的一部分导体在磁场中做_____________运动
方向 力的方向跟______ 和______的方向都有关 感应电流的方向跟________和 ______的方向都有关
能量转化 电能→__________ 机械能→______
四、探究产生电磁感应现象的条件和规律
1．器材(导线、蹄形磁体、导体棒、电流计、开关)
2．实验装置
转换法的应用(通过___________的摆动，来反映电流的有无跟大小)
3．要点探究(控制变量法)
(1)产生感应电流的条件
结论：闭合电路的一部分导体在磁场中做_____________运动，导体中就会产生________的现象叫电磁感应。
(2)产生感应电流方向的影响因素
①在线圈匝数和蹄形磁铁不变时，改变线圈切割磁感线的方向，发现电流计的指针偏转方向发生改变；
②在线圈匝数和蹄形磁铁不变时，改变磁极方向，发现电流计的指针偏转方向发生改变；
(3)产生感应电流大小的影响因素
①蹄形磁铁与切割速度不变，换用匝数更多的线圈进行实验，发现电流计指针偏转角度________；
②线圈匝数与切割速度不变，换用磁性更强的蹄形磁铁进行实验，发现电流计指针偏转角度_______；
③在线圈匝数和蹄形磁铁不变时，改变线圈切割磁感线的速度，发现电流计指针偏转角度改变。
4. 结论：产生感应电流的方向跟磁极与切割磁感线的方向有关,感应电流的大小与切割磁感线的速度和磁体的磁性有关。
知识点1：磁体、磁极间相互作用、磁场
【例题】
1．如图为某家用窗帘磁扣，绳子两端的珍珠球中各含有磁铁。将两个珍珠球靠近便吸合在一起，此时两磁铁磁极的分布情况可能是
A． B．
C． D．
◆变式训练
2．“地漏”(如图甲)是连接排水管道与室内地面的接口。“磁悬浮地漏”相对于传统地漏具有较多优点，如排水速度可随积水深度自动调节、在不排水时能密封管道等。磁悬浮地漏的工作原理如图乙。
（1）当密封盖上方无水时，在磁体B作用下，磁体A将密封盖顶起。若磁体A下端为N极，则磁体B上端为　 　极。
（2）当密封盖上方有水时，密封盖下移，开始排水。积水越多，则排水口越大，其原因是　 　。
知识点2：电生磁
【例题】
3．如图所示，将圆柱形强磁铁吸在干电池负极，金属导线折成上端有一支点、下端开口的导线框，使导线框的顶端支点和底端分别与电源正极和磁铁都接触良好但不固定，这样整个线框就可以绕电池轴心旋转起来。下列判断中正确的是 (　　)
A．线框能旋转起来，是因为电磁感应
B．俯视观察，线框沿逆时针方向旋转
C．电池输出的电功率等于线框旋转的机械功率
D．旋转达到稳定时，线框中电流比刚开始转动时的大
◆变式训练
4．如图所示，给电磁铁通电，条形磁铁被上方弹簧悬挂在图中位置静止，当滑动变阻器的滑片向a端滑动时，关于电流表示数和弹簧长度变化，下列判断正确的是（　　）
A．电流表的示数增大，弹簧的长度增加
B．电流表的示数增大，弹簧的长度减小
C．电流表的示数减小，弹簧的长度增加
D．电流表的示数减小，弹簧的长度减小
5．研习小组设计了新的实验方案，对电流的磁现象进行了再探究．
（1）实验一：如图甲，小磁针静止后，使导线与小磁针互相垂直放置，闭合开关，并向左移动滑动变阻器的划片．预测小磁针的偏转情况　 　（填“偏转”或“不偏转”）．
（2）实验二：如图乙，小磁针静止后，使导线与小磁针互相平行放置，闭合开关，并向左移动滑动变阻器的划片，实验中观察发现小磁针偏转的角度始终较小．为了使实验现象更明显，你的建议是　 　．
（3）实验三：如图丙，通电直导线正下方的小磁针的S极向纸外偏转．现用“电子枪”发射大量电子，沿着水平方向由左到右平行飞过小磁针正上方，如图丁．则小磁针的S极将向纸　 　（选填“外”或“内”）偏转．
知识点3：电磁继电器
【例题】
6．生态鱼缸需要足够的光照，为了补偿光照，小滨设计了如图所示的智能补光电路，光暗时灯L自动补光，自然光较亮时灯 L自动熄灭，R1为定值电阻，R2为光敏电阻。已知灯L无法照射到电阻R2，下列说法正确的是
A．闭合开关S，电磁铁上端为S极
B．自然光照强度降低时，电磁铁的磁性减弱
C．R2的阻值随自然光照强度的减弱而增大
D．当自然光照强度增大时，电压表示数变大
◆变式训练
7．如图是小明设计的汽车尾气中排放量的检测电路．当浓度高于某一设定值时，电铃发声报警．气敏电阻阻值与浓度的关系如图所示．下列说法正确的是（　　）
A．电铃应接在A和B之间
B．当浓度升高，电磁铁磁性减弱
C．用久后，电源电压会减小，报警时最小浓度比设定值低
D．为使该检测电路在浓度更低时报警，可将的滑片向上移
知识点4：电磁现象辨识
【例题】
8．如图是小科探究通电螺线管磁场特点时，得到的小磁针(黑色一端为极）静止时指向情况和铁屑分布规律。下列选项中能正确用磁感线描述实验现象的是（　　）
A． B． C． D．
◆变式训练
9．八下教材中有这样一个实验：①用导线绕成螺线管后通电，观察是否能吸引大头针②在螺线管中插入一根铁棒或一枚铁钉，再观察吸引大头针的现象。结果发现第②次吸引的大头针数目更多。有关此实验，说法不正确的（　　）
A．此实验不能验证电流能产生磁场
B．通过观察吸引大头针数目的多少来判断磁性强弱
C．此实验唯一变化的量是一根铁棒或一枚铁钉
D．此实验的假设是：铁棒能使通电螺线管磁性增强
知识点5：电磁相关的实验
【例题】
10．如图所示的四个实验演示装置，以下关于它们的叙述错误的是（　　）
A．图甲可演示电磁感应现象，应用为发电机
B．图乙可演示电流的磁效应，应用为电磁铁
C．图丙可研究电磁铁的磁性强弱仅与线圈匝数多少有关
D．图丁可演示通电导线在磁场中会受到力的作用，应用为电动机
◆变式训练
11．今年实验考查中有一个实验的准备材料是：漆包线2根、2枚未磁化的相同大铁钉、开关、电源、滑动变阻器、电流表、若干大头针、若干导线……
（1）你觉得用这些实验器材可以研究什么问题呢 　 　(写出一个即可)。
（2）正确连接电路，闭合开关时发现电流表的示数很小，则下一步的操作是 。
A．马上更换器材
B．用导线检测电路故障
C．移动滑动变阻器
12．许多自动控制的电路中都安装有电磁铁，有关电磁铁的说法正确的是
A．电磁铁的铁芯可以用钢棒代替
B．电磁铁的磁性强弱只与电流的大小有关
C．电磁铁的磁极方向与电流的方向有关
D．电磁继电器中的电磁铁可以用水磁体代替
13．在科技晚会上，小科给大家展示了一个由电磁铁控制的浮沉子，通过调节滑片，就可以让小瓶子上浮、下沉或悬停在水中，它的原理如图所示（磁铁固定在活塞上），闭合开关S后，移动滑片P，使小瓶子悬停在图示位置。对此，以下分析正确的是（　　）
A．电磁铁和条形磁铁之间相互吸引
B．若将滑片P向左移，电磁铁的磁性会变弱
C．若将滑片P向右移，小瓶子将会上浮
D．小瓶子上浮时，小瓶子中的气体体积变小
14．为了直观地反映通电螺线管周围磁场分布，可用如图所示的磁感线表示。如果在该通电螺线管内部插入一根铁芯，则下列磁感线中能正确反映其磁场变化的是（　　）
A． B．C． D．
15．小明利用热敏电阻设计了一个“过热自动报警电路”，如图甲。将热敏电阻R安装在需要探测温度高低的地方，当环境温度正常时，指示灯亮；当环境温度超过某一值时，警铃响。图甲中继电器的供电电压U1=6V，继电器线圈的电阻R0为30Ω，当线圈中的电流大于等于100mA时，警铃响。图乙是热敏电阻的阻值随温度变化的图象。下列说法正确的是（　　）
A．图中接线柱A与D连接，B与C连接
B．图甲电磁铁下端P的磁极应为S极
C．当环境温度升高，电磁铁的磁性减弱
D．环境温度达到80℃时，警铃响
16．医生给心脏疾病的患者做手术时，往往要用一种称为“人工心脏泵”的体外装置来代替心脏，以推动血液循环如图是该装置的示意图，线圈 ab固定在用软铁制成的活塞柄上（相当于一个电磁铁），通电时线圈与活害柄组成的系统与固定在左侧的磁体相互作用，从而带动活塞运动。活塞通过阀门与血管相通，阀门S1只能向外开启，S2只能向内开启。下列说法正确的是（　　）
A．若电流从a端流进线圈，从b端流出线圈，则电磁铁左侧为S极
B．若电流从b端流进线圈，从a端流出线圈，则电磁铁右侧为S极
C．要使血液流出该“血泵”，电流需从a端流进线圈，从b端流出线圈
D．要使血液流入该“血泵”，电流需从a端流进线圈，b从端流出线圈
17．市面上存在一种儿童钓鱼玩具，当鱼钩靠近玩具小鱼嘴巴时，小鱼就被吸引，下列鱼钩和鱼嘴的材料组合正确的是(　　)
选项 鱼钩材料 鱼嘴材料
A 铁 铁
B 铁 铜
C 磁铁 铜
D 磁铁 铁
A．A B．B C．C D．D
18．在“自制指南针”活动中，小明同学用条形磁体将缝衣针磁化后，将其放在水中漂浮的一片树叶上。多次将树叶轻轻旋转，待树叶静止后，观察到树叶的尖端总是指向南方，如图所示。下列说法中正确的是(　　)
A．树叶尖端指向地磁南极
B．指南针的“N”应标注在树叶尖端
C．树叶周围存在磁场和磁感线
D．若用磁体的N极靠近树叶尖端，会相互吸引
19．如图以电磁铁为基座的装置，配有直流电源。现将环形磁体（下平面为S极）从光滑塑料直杆顶端自由下落，最终静止在离电磁铁高度为H的位置，不计空气阻力，下列说法正确的是
A．电源上端为正极
B．滑片右移，静止时的高度H不变
C．磁体下落过程中受到磁力大小不变
D．磁体下落过程中的最大速度在H高度处
20．小科同学在医院看到一个自动输液报警器，如图1所示。闭合开关，当输液报警器处输液管中有药液流过，绿灯亮，无药液流过，喇叭报警，小科运用自己所学知识和查找的资料设计了一个类似的自动输液报警器，如图2所示，如图3是光敏电阻阻值随光照强度变化的关系图，以下说法正确的选项是（）
A．电磁铁的上端是S极
B．输液管中没有药液流过时，控制电路线圈中的电流变大
C．当输液管内有药水时，LED灯发出的光将被会聚到光敏电阻上，衔铁吸下
D．调试时，输液管中有无药液流过都会报警，可减小线圈匝数改进
21．“地漏”（如图甲）是连接排水管道与室内地面的接口。“磁悬浮地漏”相对于传统地漏具有较多优点，如排水速度可随积水深度自动调节、在不排水时能密封管道等。磁悬浮地漏的工作原理如图乙。
（1）当密封盖上方无水时，在磁体B作用下，磁体A将密封盖顶起。若磁体A下端为N极，则磁体B上端为　 　极。
（2）当密封盖上方有水时，密封盖下移，开始排水。积水越多，则排水口越大，其原因是　 　。
22． 电热水壶是生活中常见的家电。某小组开展了自制电热水壶项目，过程如下：
【查阅资料】①电磁继电器能够吸合弹性衔铁的最小电流称为吸合电流。不同电磁继电器的吸合电流往往不同。
②压敏电阻的阻值大小会随所受压力大小而改变。压敏电阻RF大小随压力变化如下表：
RF/欧姆 50 100 200 250 300 350 400
压力/牛 20 18 16 15 13.5 10.5 10
（1）【产品设计】图甲为电热水壶工作电路图。其中I。、I。表示两个电磁铁的吸合电流。R..为保护电阻，当水壶盛有不同质量的水时，可以使控制电路中的电流发生改变，从而防止干烧和溢出。水壶与水的总质量记为m，电路中电流大小与m的关系如图乙所示。
根据电路的工作原理，电流 I。是电磁铁　 　的吸合电流(填“K1”或“K2”)。
（2）【产品检验】已知控制电路的电源电压为6 伏，R0的阻值为50欧，吸合电流I。为40毫安，IA为15毫安。水壶质量为1千克，列式计算该水壶正常加热时，水的质量范围。
（3）【产品升级】小宁发现防干烧水位设置过低可能会存在危险，请你在不影响防溢出水位的基础上，提出一项提高防干烧水位的具体措施。
23．学校开展项目化学习挑战赛——为夜跑者设计制作节能夜跑灯。
【提供器材】塑料水管、胶塞、圆柱形强磁体、漆包线、LED灯(图甲，LED灯具有单向导电性，当电流从“+”极流入时，LED灯会发光，当电流从“-”极流入时，LED灯不发光)等。
【方案设计】乙图为小柯设计的节能夜跑灯结构图，当磁体在水管中来回移动时，塑料水管外与线圈相连的LED灯发光。
【产品制作】小柯用磁性相同的磁体，以正常跑步时甩臂的速度切割磁感线，得到感应电压大小和线圈匝数关系如丙所示。
【项目评价】
节能夜跑灯产品性能评价量表(节选)
评价指标 5分 3分 1分
发光情况 两盏LED灯交替发光 两盏LED灯发光 一盏LED灯发光
使用情况 日常跑步甩臂发光 快于日常跑步甩臂发光 手中摇动发光
（1）如图丁，为使节能夜跑灯跑步时自动发光，将其佩戴在　 　(选填“A”或“B”)位置比较合适，请简述理由　 　；
（2）若LED灯正常发光需要的电压为18V、根据表中数据分析，在其他条件不变的情况下，小组同学至少要绕制　 　匝的线圈：
（3）根据评价表，小科设计的夜跑灯“发光情况”一项评分为1分.请在图戊所示虚线框内画出改进后的设计图，使该指标达到5分。
24．如图为某青少年科技创新小组制作的电流磁效应演示器。有机玻璃管中装有适量的水并固定在小桌上，水中悬浮着一个带有铁钉的浮球。管外绕有匝数可变的线圈(1和2 之间为150匝，1和3之间为400匝)。按图示连接好电路后，小组成员开始探究通电螺线管周围磁场强弱的影响因素，步骤如下：
①线圈连接1和2，闭合开关，调节滑动变阻器滑片至电流表示数为0.5A，浮球没有运动。
②继续调节滑片至电流表示数为1.5A，观察到浮球向下运动到线圈附近；③断开开关，线圈改接1和3后， 闭合开关，____，观察到浮球向下运动到线圈附近。
请回答以下问题：
（1）步骤①②可得出的结论是 　 　。
（2）小组成员通过对比步骤①和③，得出通电螺线管周围磁场强弱与线圈匝数有关，请据此补充步骤③的操作 　 　。接着某小组成员将电源“+、-”极对调，想要探究通电螺线管周围磁场的方向与电流方向的关系，可以在原实验基础上 　 　，才能完成实验。
A.换一个小一点的电源 B.增加线圈匝数C.将铁钉换成磁铁
25． 如图所示是探究电磁感应现象的实验电路，在进行实验时，小紫使导体ab在水平方向上做切割磁感线运动，并进行观察，记录实验数据如下：
次数 磁铁 线圈 匝数 速度 /m·s- 运动方向 感应电流/m∧
① 强 10 5 左 20
② 强 20 5 左 40
③ 强 30 5 右 60(反向)
④ 强 30 10 左 120
⑤ 弱 30 5 左 20
⑥ 强 30 5 左 60
（1）本实验中，我们通过观察　 　来判断电路是否有感应电流；
（2）通过比较⑤与⑥可以得出结论：　 　；
（3）实验过程中，某些同学按上述过程进行操作时，实验现象不太明显，请你从实验装置方面提出一条改进的措施：　 　 (写出一条)。
26．在“探究电磁铁磁性强弱与电流大小关系”的实验中，小明用绝缘细线将电磁铁M悬挂在铁架台上，并保持它与软铁块P 的距离不变。以下是他的部分实验步骤：
①断开开关S，按图组装实验电路，将滑动变阻器的滑片置于最右端。用已调零的电子测力计测出软铁块P 对测力计的压力F0并记录在表格中；
实验次数 1 2 3
I/A 0.34 0.40 0.44
F0/N 0.9 0.9 0.9
F/N 0.84 0.82 0.81
②闭合开关 S，调节滑动变阻器的滑片到适当位置，读出电流表的示数 I 和电子测力计的示数F，并将I、F的数据记录在表格中；
③仿照步骤②再进行两次实验
（1）实验中小明是通过　 　来判定电磁铁磁性强弱的。
（2）由表中数据可以得出的实验结论是：　 　。
（3）本实验中，滑动变阻器除了保护电路的作用外，还起到　 　的作用。
27．（2023·杭州）按如图所示电路进行实验，将滑动变阻器的滑片从右向左移动，电磁铁吸引的大头针枚数增多。此实验说明影响电磁铁磁性强弱的一个因素是（　　）
A．电流的大小 B．电流的方向 C．线圈的匝数 D．铁芯的粗细
28．（2023·台州）模型可以帮助人们认识和理解一些不能直接观察到的事物。下列磁感线模型正确的是（　　）
A． B．
C． D．
29．（2023·温州）如图为某款玻璃清洁器，由两块各含磁铁的清洁片构成。使用时，两块清洁片总是隔着玻璃合在一起移动，这是因为（　　）
A．异名磁极相互排斥 B．异名磁极相互吸引
C．同名磁极相互排斥 D．同名磁极相互吸引
30．（2022·宁波）如图所示为课本中的一个实验：“把一段通电导线弯成圆环，形成环形电流，让圆环导线穿过一块与圆环平面垂直的平板。利用铁粉观察它周围的磁场分布。”如果导线内电流方向如箭头所示，当置于平板上A点的磁针(黑色端为N极)静止时，下列图中磁针指向正确的是（　　）
A． B．
C． D．
31．（2022·丽水）按如图电路进行实验，每次总观察到电磁铁A吸引大头针的数目比电磁铁B多。此现象说明影响电磁铁磁性强弱的一个因素是（　　）
A．电流大小 B．线圈匝数 C．电流方向 D．电磁铁极性
32．（2022·温州）如图所示实验装置，弹簧测力计下面挂着条形铁块，螺线管中插有铁芯。已知开关S与触点②接触且电流表的示数为I。下列操作方法中，能够使弹簧测力计示数变大的是（　　）
A．开关S与触点②接触，将铁芯从螺线管中取出
B．开关S与触点②接触，将滑片P向a端滑动
C．开关S与触点①接触，调节滑片P使电流表示数仍为I
D．开关S与触点③接触，调节滑片P使电流表示数仍为I
33．（2022·浙江）如图所示，弹簧测力计下挂着铁块 P，其正下方的水平地面上放着一块条形磁铁Q，P和Q 均处于静止状态。已知P 和Q的重力分别为G 和3G，若弹簧测力计的示数为2G，则下列说法正确的是 (　　)
A．P对弹簧测力计的拉力大小为G
B．P对Q的吸引力和地面对Q的支持力大小分别为G 和3G
C．若减小铁块与磁体北极之间的距离，弹簧测力计示数将变大
D．弹簧测力计对 P 的拉力和Q 对P 的吸引力是一对平衡力
34．（2022·杭州）如图所示，粗糙的水平桌面上有两块相同的条形磁体甲和乙，它们之间有相互作用力且保持静止。对图示甲、乙两块条形磁体受到摩擦力的方向分析正确的是（　　）
A．甲一定水平向左，乙一定水平向右
B．甲水平向右，乙无法确定
C．甲水平向左，乙无法确定
D．甲、乙均无法确定
35．（2022·浙江）如下图所示，A表示光线通过凸透镜时发生的现象，B表示力和它的力臂，C表示在斜面上重20N的物体所受重力的图示，D表示同名磁极的磁感线分布，其中作图方法正确的是 (　　)
A． B． C． D．
36．（2022·温州）如图是某同学发明的“铁皮自动分开装置”。将强磁铁靠近一叠铁皮，被磁化后的铁皮会自动分开。铁皮分开的原因是（　　）
A．同名磁极相互吸引 B．异名磁极相互吸引
C．同名磁极相互排斥 D．异名磁极相互排斥
37．（2022·绍兴）如图，小敏用条形磁铁使铁钉竖直静止在空中，细线紧绷且质量不计。下列说法正确的是（　　）
A．铁钉上端被磁化成N极
B．铁钉受到的磁力与自身重力大小相等
C．桌面对石头的支持力和石头的重力是一对平衡力
D．细线对石头的拉力和石头对细线的拉力是一对相互作用力
38．（2022·金华）司南是我国早期的指南针。小科将条形磁体置于塑料勺内，在勺下垫泡沫，一起置于装水的纸盘中，漂浮在水面上，能自由转动，从而得到一个仿制“司南”（如图所示）。下列说法正确的是（　　）
A．“司南”静止时勺柄指南，标为N极
B．“司南”能指南北是受地磁场的作用
C．“司南”的纸盘换成铁盘后也能正常使用
D．“司南”勺柄的指向与勺内磁体的磁极方向无关
39．（2022·舟山）科学研究中。人们通过一定的科学方法，建立一个适当的模型来代替和反映客观对象，并通过的这个级型来揭示客观对象的形态、特征和本质。下列分析正确的是（　　）
A．①揭示单侧光对生长素分布的影响，向光侧生长素多，生长快
B．②用磁感线描述条形磁体周围的磁场分布，越密表示磁场越弱
C．③是原子结构模型，中央是原子核，核外是绕核高速运动的电子
D．④描述地球绕日公转，地轴始终是倾斜状态，箭头表示公转方向
40．（2023·宁波）如图所示是小宁设计的水位自动控制电路，其中工作电路由指示灯L、电动机M等元件组成，由家庭电路供电；控制电路中，金属板A、B置于水箱中不同位置，水箱中的天然水是导体。
（1）我国家庭电路电压为　 　V。
（2）当水箱内水面处于金属板A以下时，工作电路中的　 　处于工作状态。
（3）测试时，小宁发现由于电磁铁磁性太弱，电磁继电器无法正常工作。适当　 　（填“增加”或“减少”）电磁铁的线圈匝数，可以解决上述问题。
41．（2023·绍兴）如图为市场上在售的某款鸡蛋孵化器，鸡蛋的孵化需要适宜的湿度和温度。某项目化小组设计了一个自动控湿电路(图甲)。控制电路电源电压U为9伏，定值电阻R0的阻值为30欧，R1为湿敏电阻，其阻值随湿度的变化情况如图乙所示。当线圈中的电流为0.18安时，衔铁被吸合；当线圈中的电流为0.15安时，衔铁释放。(线圈电阻不计)
（1）由图乙可知，湿敏电阻的阻值随湿度增大而　 　 (选填”增大”、”不变”或”减小”)。
（2）按控湿电路的工作要求，加湿器应接在工作电路的　 　 (选填”AB”或”CD”)之间。
（3）通过计算说明该控湿电路的湿度变化范围。
（4）如果要适当提高控湿电路的最大湿度值，下列措施中可行的有 。
A．换用阻值更大的R0
B．适当提高电源电压U
C．减少该电磁铁线圈匝数
42．（2023·金华）人员密集的室内场所，容易造成二氧化碳含量偏高，对人体产生不利的影响。研究小组设计了如图所示的电路。R2为气敏电阻，其阻值随CO2气体浓度的增大而减小，当室内CO2气体含量升高到一定浓度时，工作电路中的排风扇开始工作，把室内气体排出。回答下列问题：
（1）在设计电路时要实现自动换气功能，排风扇应连接在工作电路中的　 　位置；
（2）要使排风扇在二氧化碳浓度更低时就能开始工作，以下几种改进方法正确的是 。
A．增加电磁铁线圈匝数
B．控制电路中再串联一个电阻
C．把滑动变阻器R1的滑片向上移
43．（2022·台州）图甲是一种太阳能“摆叶花"，其摆动原理如图乙所示。塑料摆叶AOB是硬质整体，由摆杆OB和叶瓣OA组成，可视为绕固定点O自由转动的杠杆。
（1）图乙为断电静止时的状态，叶瓣OA重0.04牛，C是其重力作用点。摆杆OB质量不计，B端固定着一块小磁铁，C、O、D在同一水平线上。求磁铁受到的重力是多少牛？
（2）线圈E有电流时，推动磁铁向左上方运动，则线圈E上端的磁极是　 　极。
（3）线圈E推动磁铁向左上方运动，使摆叶AOB顺时针小幅摆动后，立即断电，摆叶AOB会自动逆时针摆回来。请利用杠杆知识对上述现象作出分析。
44．（2022·衢州）电吉他的发音是通过拾音器连接扬声器来实现的。拾音器的基本结构如图所示，其工作原理是：金属弦在磁体的磁场中被磁化，当其被拨动而产生振动时，在线圈中会产生感应电流，将声音信号转变为电信号。
（1）要保证金属弦的磁化效果，其制作材料中可能含有的金属是　 　(填一种即可) 。
（2）当金属弦振动时，与线圈间产生了相对运动，相当于线圈切割金属弦磁场的　 　，从而产生感应电流。线圈中感应电流的方向是　 　 (选填“变化”或“不变")的。
45．（2022·湖州）学习了“电生磁”的知识后，小柯在家里进行实验探究。实验器材主要有：全新干电池若干节、铁钉3枚、大头针若干、长导线1根。
实验过程：
①用细线把3枚铁钉捆绑在一起，再用长导线缠绕铁钉6圈，连接在1节全新干电池两端（如右图所示），制成简易的电磁铁。用电磁铁尖端去靠近大头针，观察吸引大头针的数目（通电时间不超过10秒钟，下同）。
②将电磁铁连接在2节串联的全新干电池两端，重复实验。
③将电磁铁连接在3节串联的全新干电池两端，重复实验。
④增加电磁铁的线圈匝数至9匝，连接在1节全新干电池两端，重复实验。
⑤增加电磁铁的线圈匝数至12匝，连接在1节全新干电池两端，重复实验。
（1）1节全新干电池的电压是　 　伏。
（2）小柯的实验想要探究的问题是：　 　
（3）本实验用电磁铁吸引大头针的数目来比较电磁铁的磁性强弱，此科学方法属于　 　（选填“类比法”或“转换法”）。
（4）请帮助小柯设计用于记录实验数据的表格。
46．（2022·舟山）1820年，丹麦物理学家奥斯特通过实验首次证实电和磁之间的联系。小舟用图甲所示装置来模仿该实验。
（1）实验中得到通电直导线周围存在磁场的结论，那么他观察到的现象是　 　。
（2）早先电话听简的结构如图乙所示，当变化的电流通过线圈时，电磁铁的　 　强弱发生变化，对薄铁片产生变化的吸引力，从而使薄铁片振动不同而发出不同的声音，这样就可以听到对方的讲话了。
47．（2022·温州）某同学利用热敏电阻为家中的灯暖型浴霸(一种取暖用的电器)设计了一个温度可自动控制的装置，如图甲所示。“控制电路”中热敏电阻R1 的阻值随温度变化的曲线如图乙所示，电磁铁线圈可看作阻值为30Ω的纯电阻R0，电源U1电压恒定，浴霸共安装有2只标有“220 V 550 W”的灯泡，当电磁铁线圈中的电流大于或等于50mA时，继电器的衔铁被吸合，浴霸电路断开；当线圈中的电流小于或等于40mA时，继电器的衔铁被释放，浴霸电路闭合。求：
（1）工作电路闭合时，通过电路的总电流。
（2）若浴室内的温度最高不得超过40℃，则控制电路的电源电压U1最小值为多大
（3）若电源 电压恒定为12 V，则将此装置安放在浴室内，浴室内温度可控制在什么范围
48．（2022·宁波）如图是我市快速道上安装的太阳能LED灯。这种LED灯是通过光电转换来供电的。下图是利用太阳能给LED路灯供电的自动控制电路的原理示意图。其中，R是光敏电阻，电磁铁线圈A 阻值 保护电阻 电源 其设计思想：白天，太阳能电池板将太阳能转化为电能，这种能量通过再次转化储存在大容量蓄电池内。在傍晚，当光敏电阻接收到的光照减弱到一定程度时，LED灯发光。
此光敏电阻的阻值R 与光照度E(单位：勒克斯，符号 lx)之间的几次实验数据如下表所示：
光照度 E/ lx 5 10 15 20 25 30
光敏电阻R/Ω 60 30 20 15 12 10
（1）由表格中数据可知，光敏电阻的阻值R 随光照度E 的增强而　 　。
（2）当线圈A 中的电流. 时，动触点 D 与静触点G、H接触。则在傍晚，当光照度小于多少 lx时，路灯会开始工作
（3）请用铅笔画线将电路原理图连接完整，使工作电路能正常工作(与触点的接线只能接在静触点上，图中已给出静触点 E、F、G、H的四根引线；连线不能交叉)。
（4）一只功率为6W的LED灯，通电后其发光亮度相当于30 W的日光灯。某间教室有24盏30 W的日光灯，每天平均使用2h，如果能用6 W的LED灯进行照明，则一个月(按30天计算)可节约电能多少千瓦时
第16讲 电与磁答案
知识梳理
一、磁现象
1． (1) 铁、钴、镍 (2) 磁性 (3) 最强 南极 北极 (4) 排斥 吸引
2． 磁性 3． (1) 偏转 (2) N极 4. (1) 磁场 (2) 北 南 (3) 强 弱
5. 地磁场 南极 北极
二、电生磁
1． (1) 奥斯特 (2) 电流方向 (3) a. 同心圆 b． 近 强 弱
2． (1) 条形磁体 (2) 电流 电流 b．线圈匝数 c．电流
3． 右手 电流 N 4．(1) 磁性 磁性 (2) 磁 (3) a．强 b．强 c．强
5. (1) 自动开关 (2) 低 弱 高 强
三、电动机和发电机
1．力的作用 电流 磁场 2．(1) 法拉第 (2) 切割 导体运动方向 磁场方向 (3) 感应电流 (4) 闭合 切割磁感线
3．原理:磁场对电流的作用 电磁感应 性质:力 水平 切割磁感线 条件: 切割磁感线
方向: 电流方向 磁场方向 导体运动方向 磁场方向
能量转化: 机械能 电能
四、探究产生电磁感应现象的条件和规律
2．电流计指针
3． (1) 切割磁感线 电流 (3)① 变大 ② 变大
考点突破
1．D 2．（1）N （2）积水越多，密封盖受到的压强越大，压力越大，排水口下降越多 3．B
4．C 5．（1）不偏转（2）增大电源电压或者时小磁针更靠近导线。（3）内
6．D 7．D 8．D 9．A 10．C
11．（1）通电螺线管磁性强弱与电流大小有关(合理即可) （2）C
夯实基础
12．B 13．C 14．D 15．D 16．C 17．D 18．D 19．D 20．C
21．（1）N （2）液体深度越深，液体压强越大或者积水越多压力越大
22．（1）K2 （2）该水壶正常加热时，水的质量范围为0.05 kg~0.8kg （3）减少 K1的线圈匝数
23．（1）B；B位置摆动幅度大，磁体切割磁感线数量更多，产生的电流越强，越容易发光
（2）5000 （3）
24．（1）线圈匝数相同时，通过通电螺线管的的电流越大，通电螺线管的磁性越强
（2）调节滑动变阻器，保持电路中电流不变；C
25．（1）灵敏电流计的指针是否偏转 （2）感应电流大小与磁铁的磁性强弱有关。
（3）换用磁性更强的磁铁
26．（1）电子测力计示数；
（2）在线圈匝数不变的前提下，通过线圈的电流越大，电磁铁的磁性越强；
（3）改变电路中的电流大小
真题再现
27．A 28．A 29．B 30．A 31．B 32．C 33．C 34．D 35．A 36．C
37．D 38．B 39．C
40．（1）220 （2）电动机M （3）增加
41．（1）减小 （2）AB
（3）R总= = =50欧
R1=R总-R0=50欧-30欧=20欧
由图乙可知此时鸡蛋孵化器内的湿度为60%
R总'= = = 60欧
R1'=R总'-R0=60欧-30欧=30欧
由图乙可知此时鸡蛋孵化器内的湿度为40%．
答：湿度变化范围为40%~60%
（4）A；C
42．（1）AB或AD （2）A；C
43．（1）解：摆叶AOB可视为杠杆，此时：
l1=OC=4.5厘米
l2=OD=1.5厘米
F1=G叶柄=0.04牛．
根据杠杆平衡条件F1l1=F2l2得：
0.04牛×4.5厘米=F2×1.5厘米
F2=0.12牛
G磁=F2=0.12牛
答：磁铁受到的重力是0.12牛。
（2）南(或“S")
（3）摆动后，力臂l1变小，力臂l2变大，则F1l144．（1）铁或钴或镍 （2）磁感线；变化
45．（1）1.5 （2）电磁铁的磁性强弱是否与线圈匝数、电流大小有关 （3）转换法
（4）
实验次数 线圈匝数 电池节数 吸引大头针数量
1 　 　 　
2 　 　 　
3 　 　 　
4 　 　 　
5 　 　 　
46．（1）小磁针发生偏转 （2）磁性
47．（1）电路的总电流：
（2）40 ℃时R1的阻值为170 Ω，继电器电路断开的电流为50mA=0.05 A，控制电路的电源电压U1的最小值为U1=IR=0.05 A×(170Ω+30Ω)=10 V
（3）继电器电路中的电流小于或等于40 mA=0.04 A时，处于加热状态： 此时 -30Ω=270Ω查图得：R1的阻值为270Ω时对应的温度为23℃；继电器电路中的电流等于50 mA时，工作电路断开，温度最高：
此时 -30 Ω=210Ω
查图得：R1的阻值为210Ω时对应的温度32℃；浴室内温度的控制范围是23~32℃(误差±1℃均可)。
48．（1）减小
（2）0.03 A×(R+60Ω+20 Ω)=3 V
R=20Ω
查表可知E=15 lx
（3）
（4）34.56 kW·h
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第16讲 电与磁
考点 常见题型 考点分值
1．知道磁场的概念 选择、填空 2～4分
2．描述磁体周围存在着磁场 选择(综合型)、填空 2～4分
3．能根据磁感线识别磁体的极性 选择(综合型)、填空 2～4分
绘制条形磁铁、蹄形磁铁周围的磁感线 选择、填空 2～4分
5．绘制通电直导线、通电螺线管周围的磁感线 选择(综合型)、填空 2～4分
描述通电直导线周围存在磁场及磁场的分布规律 选择(综合型)、填空 2～4分
描述通电螺线管周围存在磁场及磁场的分布规律 选择、填空 2～4分
知道通电导体在磁场中受力方向与磁场方向、电流方向有关 选择、填空 2～4分
概述电磁铁的特点及作用 选择(综合型)、填空 2～4分
描述电磁感应现象 选择(综合型)、填空 2～4分
说明产生感应电流的条件 选择、填空 2～4分
知道感应电流方向与磁场方向和导体运动方向有关 选择(综合型)、填空 2～4分
一、磁现象
1．磁体和磁极
(1)磁性：具有吸引__铁、钴、镍__等物质的性质叫磁性。
(2)磁体：具有_磁性__的物体叫做磁体。
(3)磁极：磁体上磁性_最强__的部位叫做磁极，分别是__南极__(S)和__北极__(N)。
(4)磁极间相互作用的规律：同名磁极相互_排斥__，异名磁极相互__吸引__。
2．磁化：使原来没有磁性的物体得到__磁性__的过程叫做磁化。
3．磁场
(1)定义：磁体周围存在着一种物质，能使磁针_偏转_，我们把它叫做磁场。
(2)磁场的方向：科学上把小磁铁静止时_N极_所指的方向规定为其所处位置的磁场方向。
4. 磁感线
(1)磁感线上箭头表示的方向，即是__磁场_方向。
(2)磁体周围的磁感线总是从磁体的__北_极出来，回到磁体的_南__极。
(3)磁感线密的地方磁场_强__，疏的地方磁场_弱__。
5.地球产生的磁场叫_地磁场_，地磁场的北极在地理_南极_附近，地磁场的南极在地理__北极__附近。
二、电生磁
1．直线电流的磁场
(1)1820年，丹麦物理学家___奥斯特__发现了电流的磁现象。
(2)方向：通电导线周围的磁场方向与__电流方向__有关。改变电流的方向，磁场的方向也随之改变。
(3)规律:a.直线电流磁场的磁感线，是环绕导线的__同心圆__；
b．距离直线电流越_近__，磁场越__强__，反之越_弱__；
c．电流的强度越大，磁场越强。如图为通电直导线周围的磁感线分布。
2．通电螺线管的磁场
(1)分布：通电螺线管周围的磁场分布与__条形磁体___的磁场很相似。其两端相当于条形磁体的两个磁极。
(2)影响因素：
a．通电螺线管两端的极性跟___电流___方向有关。改变___电流___方向，螺线管的磁极也会发生改变；
b．通电螺线管的__线圈匝数___越多，电磁铁的磁性就越强；
c．通过线圈的__电流___越强，电磁铁的磁性也越强。
3．右手螺旋定则(安培定则)：用__右手__握住螺线管，让四指弯向螺线中的__电流_方向，大拇指所指的那一端就是螺线管的__N__极。
4．电磁铁
(1)定义：如果把一根导线绕成螺线管，在螺线管内插入铁芯，有电流通过时有_磁性__，没有电流通过时就失去__磁性__的磁体叫做电磁铁，电磁铁磁性的有无可以由通、断电来控制。
(2)工作原理：利用电流的_磁_效应和通电螺线管中插入铁芯后磁场大大增加的原理工作的。
(3)影响因素：
a．电流：线圈匝数和铁芯一定时，电流越大，磁性越_强_；
b．线圈匝数：电流和铁芯一定时，线圈匝数越多，磁性越__强_；
c．有无铁芯：电流和线圈匝数一定时，有铁芯的磁性越_强_。
(4)常见的应用有：电磁起重机、高速磁悬浮列车、电动机、发电机、电铃、电磁继电器。
5. 电磁继电器
(1)实质:它是利用电磁铁来控制工作电路的一种__自动开关__。
(2)工作原理：利用电磁继电器可以实现__低__电压和__弱__电流电路的通断，来控制__高__电压和__强__电流电路的通断。如图为电磁继电器的控制电路示意图。
(3)电磁继电器的应用：水位自动报警器、电铃等。
三、电动机和发电机
1．磁场对电流的作用
通电导体在磁场中会受到__力的作用__，力的方向跟__电流__方向和__磁场_方向都有关系。
2．电磁感应现象
(1)发现者：__法拉第__发现了电磁感应现象。
(2)内容：闭合电路的一部分导体在磁场里做__切割__磁感线的运动时，导体中就会产生电流。电流的方向与___导体运动方向___和__磁场方向__有关。
(3)产生的电流叫做__感应电流__。
(4)感应电流产生的条件：__闭合__电路、导体做__切割磁感线__运动。
3．电动机与发电机
电动机 发电机
构造 有换向器，无铜环 有铜环，无换向器
原理 ____磁场对电流的作用____ ____电磁感应___
原理图
模型图
性质 通电导线在磁场中受__力__的作用，导线AB在_水平___(选填“水平”或“竖直”)方向上运动 由于导线在磁场中__切割磁感线__ 运动而产生感应电流
条件 (1)闭合开关，导体中有电流通过 (2)导体在磁场中 闭合电路的一部分导体在磁场中做___切割磁感线__运动
方向 力的方向跟_电流方向_ 和__磁场方向__的方向都有关 感应电流的方向跟__导体运动方向__和__磁场方向__的方向都有关
能量转化 电能→__机械能___ 机械能→___电能__
四、探究产生电磁感应现象的条件和规律
1．器材(导线、蹄形磁体、导体棒、电流计、开关)
2．实验装置
转换法的应用(通过_电流计指针__的摆动，来反映电流的有无跟大小)
3．要点探究(控制变量法)
(1)产生感应电流的条件
结论：闭合电路的一部分导体在磁场中做__切割磁感线__运动，导体中就会产生__电流__的现象叫电磁感应。
(2)产生感应电流方向的影响因素
①在线圈匝数和蹄形磁铁不变时，改变线圈切割磁感线的方向，发现电流计的指针偏转方向发生改变；
②在线圈匝数和蹄形磁铁不变时，改变磁极方向，发现电流计的指针偏转方向发生改变；
(3)产生感应电流大小的影响因素
①蹄形磁铁与切割速度不变，换用匝数更多的线圈进行实验，发现电流计指针偏转角度_变大____；
②线圈匝数与切割速度不变，换用磁性更强的蹄形磁铁进行实验，发现电流计指针偏转角度___变大_；
③在线圈匝数和蹄形磁铁不变时，改变线圈切割磁感线的速度，发现电流计指针偏转角度改变。
4. 结论：产生感应电流的方向跟磁极与切割磁感线的方向有关,感应电流的大小与切割磁感线的速度和磁体的磁性有关。
知识点1：磁体、磁极间相互作用、磁场
【例题】
1．如图为某家用窗帘磁扣，绳子两端的珍珠球中各含有磁铁。将两个珍珠球靠近便吸合在一起，此时两磁铁磁极的分布情况可能是
A． B．
C． D．
【答案】D
【知识点】磁极间的相互作用
【解析】【分析】根据磁极之间的相互作用规律分析判断。
【解答】根据题意可知，两个珍珠球靠近时吸合在一起，根据“异名磁极相互吸引”可知，二者靠近的一段应该为异名磁极，故D正确，而A、B、C错误。
故选D。
◆变式训练
2．“地漏”(如图甲)是连接排水管道与室内地面的接口。“磁悬浮地漏”相对于传统地漏具有较多优点，如排水速度可随积水深度自动调节、在不排水时能密封管道等。磁悬浮地漏的工作原理如图乙。
（1）当密封盖上方无水时，在磁体B作用下，磁体A将密封盖顶起。若磁体A下端为N极，则磁体B上端为　 　极。
（2）当密封盖上方有水时，密封盖下移，开始排水。积水越多，则排水口越大，其原因是　 　。
【答案】（1）N
（2）积水越多，密封盖受到的压强越大，压力越大，排水口下降越多
【知识点】影响液体压强大小的因素；磁极间的相互作用
【解析】【分析】磁体的磁极分为N和S极，其中两个磁体相互作用时同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。
【解答】（1）由图乙可知，磁体A的下方和磁体B的上方应为同名磁极，故为N极；
（2）当积水变多时，液体深度增加，使液体对容器底部的压强增大，压力增大，排水口下降变多，故其排水量增加；
故答案为：（1）N；（2） 积水越多，密封盖受到的压强越大，压力越大，排水口下降越多
知识点2：电生磁
【例题】
3．如图所示，将圆柱形强磁铁吸在干电池负极，金属导线折成上端有一支点、下端开口的导线框，使导线框的顶端支点和底端分别与电源正极和磁铁都接触良好但不固定，这样整个线框就可以绕电池轴心旋转起来。下列判断中正确的是 (　　)
A．线框能旋转起来，是因为电磁感应
B．俯视观察，线框沿逆时针方向旋转
C．电池输出的电功率等于线框旋转的机械功率
D．旋转达到稳定时，线框中电流比刚开始转动时的大
【答案】B
【知识点】通电直导线周围的磁场；电磁感应
【解析】【分析】（1）通电导体在磁场中受到力的作用；
（2）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，改变其中的任何一个，受力的方向都改变，同时改变两个条件，则受力的方向不变；
（3）电动机工作是电能大部分转化为机械能；
（4）线框匀速转动时比加速转动时所需的力更小。
【解答】A、导线框能转动起来的原理是：通电导体在磁场中受到力的作用，故A错误；
B、电导体在磁场中的受力方向与磁场方向和电流方向有关，俯视观察，利用左手定则可知，线框受力后会沿逆时针方向旋转，故B正确；
C、由于电流的热效应和摩擦阻力，电池的电能没有全部转化为机械能，因此电池输出的电功率会大于线框旋转的机械功率，故C错误；
D、启动前相当于短路，因而电流很大，而线框旋转达到稳定时，线框转动所需的力更小，线框中电流比刚开始转动时的小，故D错误。
故答案为：B。
◆变式训练
4．如图所示，给电磁铁通电，条形磁铁被上方弹簧悬挂在图中位置静止，当滑动变阻器的滑片向a端滑动时，关于电流表示数和弹簧长度变化，下列判断正确的是（　　）
A．电流表的示数增大，弹簧的长度增加
B．电流表的示数增大，弹簧的长度减小
C．电流表的示数减小，弹簧的长度增加
D．电流表的示数减小，弹簧的长度减小
【答案】C
【知识点】二力平衡的条件及其应用；影响电磁铁磁性强弱的因素；通电螺线管的极性和电流方向的判断
【解析】【分析】根据安培定则判断电磁铁的磁极方向，确定条形磁铁受到磁力的方向。当变阻器的滑片向a端移动时，根据变阻器的阻值变化确定电流大小变化，弄清电磁铁的磁场强弱变化，确定条形磁铁受到磁力的变化，最后根据弹簧受到的拉力变化确定长度变化即可。
【解答】①根据图片可知，线圈上电流方向向右。根据安培定则可知，电磁铁的上端为N极。根据“同名磁极相互排斥”可知，条形磁铁受到向上的排斥力，即G=F排斥+F拉。
②当变阻器的滑片向a端移动时，变阻器的阻值变大而电流变小，即电流表的示数变小。此时电磁铁的磁场变弱，则条形磁铁受到的排斥力减小。根据G=F排斥+F拉可知，此时弹簧受到的拉力变大，即弹簧的长度增加。
故C正确，而A、B、D错误。
故选C。
5．研习小组设计了新的实验方案，对电流的磁现象进行了再探究．
（1）实验一：如图甲，小磁针静止后，使导线与小磁针互相垂直放置，闭合开关，并向左移动滑动变阻器的划片．预测小磁针的偏转情况　 　（填“偏转”或“不偏转”）．
（2）实验二：如图乙，小磁针静止后，使导线与小磁针互相平行放置，闭合开关，并向左移动滑动变阻器的划片，实验中观察发现小磁针偏转的角度始终较小．为了使实验现象更明显，你的建议是　 　．
（3）实验三：如图丙，通电直导线正下方的小磁针的S极向纸外偏转．现用“电子枪”发射大量电子，沿着水平方向由左到右平行飞过小磁针正上方，如图丁．则小磁针的S极将向纸　 　（选填“外”或“内”）偏转．
【答案】（1）不偏转
（2）增大电源电压或者时小磁针更靠近导线。
（3）内
【知识点】探究影响通电螺线管磁性强弱的因素的实验；通电螺线管的极性和电流方向的判断
【解析】【分析】 电流磁效应是指任何通有电流的导线，都可以在其周围产生磁场的现象。 电流磁场方向与电流方向有关。
【解答】（1） 如图甲，小磁针静止后，使导线与小磁针互相垂直放置 ，小磁针指向和电流磁场方向一致，所以 并向左移动滑动变阻器的划片。只是改变小磁针受力大小，受力方向依然不变，预测小磁针的偏转情况不偏转；
（2） 实验中观察发现小磁针偏转的角度始终较小 ，说明小磁针受力较小，所以可以增大电源电压或者时小磁针更靠近导线。
（3）电流流向与电子运动方向相反，小磁针受力方向也会相反，所以小磁针的S极将向纸内偏转。
知识点3：电磁继电器
【例题】
6．生态鱼缸需要足够的光照，为了补偿光照，小滨设计了如图所示的智能补光电路，光暗时灯L自动补光，自然光较亮时灯 L自动熄灭，R1为定值电阻，R2为光敏电阻。已知灯L无法照射到电阻R2，下列说法正确的是
A．闭合开关S，电磁铁上端为S极
B．自然光照强度降低时，电磁铁的磁性减弱
C．R2的阻值随自然光照强度的减弱而增大
D．当自然光照强度增大时，电压表示数变大
【答案】D
【知识点】电磁铁的构造和原理；电磁继电器的组成、原理和特点
【解析】【分析】电磁继电器是一种电子控制器件，用于自动控制电路。它通过较小的电流、较低的电压控制较大电流、较高电压的开关控制方式，起着自动调节、安全保护、转换电路等作用。电磁继电器由控制电流通过线圈产生的电磁吸力驱动磁路中的可动部分来实现触点开、闭或转换功能。
【解答】A. 闭合开关S，电磁铁四指方向是电流方向，大拇指的方向是N极，所以电磁铁上端为N极，A错误；
B. 自然光照强度降低时，电磁铁的磁性增强，工作电路工作，灯亮，B错误；
C. R2的阻值随自然光照强度的减弱而减小，这样光照弱时，控制电路中电流增大，电磁铁磁性变强，所以C错误；
D. 当自然光照强度增大时，R2的阻值增大，所以电压表测R2两端的电压，在串联电路中，电阻越大，分得的电压越大，所以电压表示数变大，D正确；
故答案为：D
◆变式训练
7．如图是小明设计的汽车尾气中排放量的检测电路．当浓度高于某一设定值时，电铃发声报警．气敏电阻阻值与浓度的关系如图所示．下列说法正确的是（　　）
A．电铃应接在A和B之间
B．当浓度升高，电磁铁磁性减弱
C．用久后，电源电压会减小，报警时最小浓度比设定值低
D．为使该检测电路在浓度更低时报警，可将的滑片向上移
【答案】D
【知识点】电磁继电器的组成、原理和特点
【解析】【分析】 根据串联电路的特点和欧姆定律结合图像获取有用信息进行分析。
【解答】AB.由题意可知，气敏电阻R1阻值随CO浓度的增大而减小，当CO浓度高于某一设定值时，气敏电阻变小，电磁铁通过的电流变大，电磁铁磁性增强吸引衔铁向下运动，BD接入电路，则电铃应接在C和D之间，故AB错误；
C.用久后，电源电压U1会减小，保证电磁铁电流一定的情况下，气敏电阻的阻值需要更低，则报警时CO最小浓度比设定值高，故C错误；
D.为使该检测电路在CO浓度更低时报警，应增大电路中的电流，可将R2的滑片向上移使变阻器接入的
电阻变小， 滑片向上移 ，故D正确。
故答案为：D。
知识点4：电磁现象辨识
【例题】
8．如图是小科探究通电螺线管磁场特点时，得到的小磁针(黑色一端为极）静止时指向情况和铁屑分布规律。下列选项中能正确用磁感线描述实验现象的是（　　）
A． B．
C． D．
【答案】D
【知识点】磁场和磁感线；通电螺线管的磁场
【解析】【分析】根据异名磁极相互吸引可知，题图中通电螺线管的左端为N极，右端为S极。
【解答】通电螺线管周围的磁场与条形磁体的磁场相似，在通电螺线管的外部，磁感线从N极出发回到S极，在通电螺线管的内部，磁感线从S极到N极，磁感线是一条封闭的曲线。
故答案为：D。
◆变式训练
9．八下教材中有这样一个实验：①用导线绕成螺线管后通电，观察是否能吸引大头针②在螺线管中插入一根铁棒或一枚铁钉，再观察吸引大头针的现象。结果发现第②次吸引的大头针数目更多。有关此实验，说法不正确的（　　）
A．此实验不能验证电流能产生磁场
B．通过观察吸引大头针数目的多少来判断磁性强弱
C．此实验唯一变化的量是一根铁棒或一枚铁钉
D．此实验的假设是：铁棒能使通电螺线管磁性增强
【答案】A
【知识点】探究影响通电螺线管磁性强弱的因素的实验
【解析】【分析】根据探究影响螺线管磁场强弱的因素的实验分析判断。
【解答】A.当螺线管中有电流经过时，能够吸引大头针，而没有电流时，不能吸引大头针，这说明电流能够产生磁场，故A错误符合题意；
B.通过观察吸引大头针数目的多少来判断磁性强弱，故B正确不合题意；
C.此实验唯一变化的量是一根铁棒或一枚铁钉，故C正确不合题意；
D.此实验的假设是：铁棒能使通电螺线管磁性增强，故D正确不合题意。
故选A。
知识点5：电磁相关的实验
【例题】
10．如图所示的四个实验演示装置，以下关于它们的叙述错误的是（　　）
A．图甲可演示电磁感应现象，应用为发电机
B．图乙可演示电流的磁效应，应用为电磁铁
C．图丙可研究电磁铁的磁性强弱仅与线圈匝数多少有关
D．图丁可演示通电导线在磁场中会受到力的作用，应用为电动机
【答案】C
【知识点】探究影响通电螺线管磁性强弱的因素的实验；电磁感应；发电机的构造和原理
【解析】【分析】（1）图甲装置是探究电磁感应现象的装置；
（2）图乙是奥斯发现的通电直导线周围存在磁场，是电生磁；
（3）丙图是研究电磁铁的磁性强弱与哪些因素有关的实验装置；
（4）丁图是研究通过导体在磁场中受力运动的装置。
【解答】A、图甲可演示电磁感应现象，应用为发电机，叙述正确，A错误；
B、图乙可演示电流的磁效应，应用为电磁铁，实验说明电能生磁，可应用于电磁铁，叙述正确，B错误；
C、图丙可研究电磁铁的磁性强弱仅与线圈匝数多少有关，通过滑动变阻器可改变电流大小，也可研究与电流大小的关系，叙述错误，C正确；
D、图丁可演示通电导线在磁场中会受到力的作用，应用为电动机，叙述正确，D错误。
故选C
◆变式训练
11．今年实验考查中有一个实验的准备材料是：漆包线2根、2枚未磁化的相同大铁钉、开关、电源、滑动变阻器、电流表、若干大头针、若干导线……
（1）你觉得用这些实验器材可以研究什么问题呢 　 　(写出一个即可)。
（2）正确连接电路，闭合开关时发现电流表的示数很小，则下一步的操作是 。
A．马上更换器材
B．用导线检测电路故障
C．移动滑动变阻器
【答案】（1）通电螺线管磁性强弱与电流大小有关(合理即可)
（2）C
【知识点】探究影响通电螺线管磁性强弱的因素的实验
【解析】【分析】（1）根据实验器材确定可以完成的探究实验；
（2）在闭合开关前，为了避免电流过大而烧毁用电器，要求变阻器的阻值调到最大，据此分析判断。
【解答】（1）将漆包线缠绕在铁钉上可以组成电磁铁，将电磁铁、电源、变阻器、电流表串联，根据电磁铁吸引大头针的数量比较其磁场强弱。调节变阻器的滑片，改变通过电磁铁的电流大小，再次观察吸引大头针的数量。因此可以探究通电螺线管的磁性强弱与电流大小的关系。
（2）正确连接电路，闭合开关时发现电流表的示数很小，应该是滑动变阻器的阻值较大所致，则下一步的操作是移动滑动变阻器的滑片，减小变阻器的阻值，故选C。
12．许多自动控制的电路中都安装有电磁铁，有关电磁铁的说法正确的是
A．电磁铁的铁芯可以用钢棒代替
B．电磁铁的磁性强弱只与电流的大小有关
C．电磁铁的磁极方向与电流的方向有关
D．电磁继电器中的电磁铁可以用水磁体代替
【答案】B
【知识点】电磁铁的构造和原理；影响电磁铁磁性强弱的因素
【解析】【分析】根据电磁铁的结构，结合影响电磁铁磁场强弱的因素的知识判断。
【解答】 A.电磁铁的铁芯需用软磁性材料制成，铜不是磁性材料，故不可以用铜棒代替，故A错误；
B.电流的方向改变，电磁铁的磁极方向就改变，因此电磁铁的磁极方向与电流方向有关，故B正确；
C.电磁铁的磁性强弱与电流的大小和线圈的匝数有关，故C错误；
D.电磁继电器中磁体的磁性强弱以及磁性的有无可以调节，所以电磁继电器中的磁体，不能使用永磁铁，故D错误。
故选B。
13．在科技晚会上，小科给大家展示了一个由电磁铁控制的浮沉子，通过调节滑片，就可以让小瓶子上浮、下沉或悬停在水中，它的原理如图所示（磁铁固定在活塞上），闭合开关S后，移动滑片P，使小瓶子悬停在图示位置。对此，以下分析正确的是（　　）
A．电磁铁和条形磁铁之间相互吸引
B．若将滑片P向左移，电磁铁的磁性会变弱
C．若将滑片P向右移，小瓶子将会上浮
D．小瓶子上浮时，小瓶子中的气体体积变小
【答案】C
【知识点】物体的浮沉条件及其应用；磁极间的相互作用；影响电磁铁磁性强弱的因素；通电螺线管的极性和电流方向的判断
【解析】【分析】A.根据安培定则判断电磁铁的磁极方向，再确定和条形磁铁之间的力的作用；
B.根据滑片移动确定电流大小变化，进而判断电磁铁的磁场强弱变化；
C.根据滑片移动方向确定磁场强弱变化，进而判断瓶子内吸水还是排水，最后根据浮沉条件判断即可；
D.根据浮沉条件判断瓶子内水的重力变化，进而判断瓶内气体体积变化。
【解答】A.根据图片可知，线圈上电流方向向下，右手握住螺线管，弯曲的四指指尖向下，此时大拇指指向右端，则右端为电磁铁的N极。根据“同名磁极相互排斥”可知，电磁铁和条形磁铁相互排斥，故A错误；
B. 若将滑片P向左移，则变阻器阻值变小，通过电流变大，电磁铁的磁性会变强，故B错误；
C.当滑片向右移动时，变阻器的阻值变大，通过电流变小，电磁铁的磁场变弱。那么此时条形磁铁受到 的排斥力减小，则活塞向左移动，则大瓶内气压减小，小瓶内的水会流出来。因为重力减小，所以小瓶子会上浮，故C正确；
D.小瓶子上浮时，重力减小，即瓶内的水会流出来，因此瓶内气体体积变大，故D错误。
故选C。
14．为了直观地反映通电螺线管周围磁场分布，可用如图所示的磁感线表示。如果在该通电螺线管内部插入一根铁芯，则下列磁感线中能正确反映其磁场变化的是（　　）
A． B．
C． D．
【答案】D
【知识点】通电螺线管的磁场
【解析】【分析】通电螺线管磁性强弱与电流大小，线圈匝数以及有无铁芯有关。
【解答】如果在该通电螺线管内部插入一根铁芯，铁芯被磁化，磁性大大增强，磁场的方向不发生变化，磁感线的疏密表示磁场的强弱，故D正确，ABC错误。
故答案为：D。
15．小明利用热敏电阻设计了一个“过热自动报警电路”，如图甲。将热敏电阻R安装在需要探测温度高低的地方，当环境温度正常时，指示灯亮；当环境温度超过某一值时，警铃响。图甲中继电器的供电电压U1=6V，继电器线圈的电阻R0为30Ω，当线圈中的电流大于等于100mA时，警铃响。图乙是热敏电阻的阻值随温度变化的图象。下列说法正确的是（　　）
A．图中接线柱A与D连接，B与C连接
B．图甲电磁铁下端P的磁极应为S极
C．当环境温度升高，电磁铁的磁性减弱
D．环境温度达到80℃时，警铃响
【答案】D
【知识点】电磁继电器的组成、原理和特点
【解析】【分析】本题既考查电磁继电器原理的分析，也考查了结合欧姆定律的内容进行相关的计算，综合性比较强，解题时要仔细分析。（1）由题干中“当环境温度超过某一值时，继电器的下触点接触，上触点分离，警铃响”判断出警铃和指示灯的连接情况；（2）由图象分析热敏电阻阻值随温度的变化关系，结合欧姆定律分析电路中电流的变化，从而判断出电磁铁磁性的变化；（3）由题干中“当线圈中的电流大于等于50mA时，继电器的衔铁将被吸合，警铃响”，结合欧姆定律求出热敏电阻接入电路的阻值的最大阻值，从图象上找到对应的温度就可以解决问题。
【解答】A、从图乙中得出温度升高，R的阻值变小，控制电路电流增大，电磁铁磁性增强，吸引衔铁接触触点B，此时警铃响，说明B与D相连，那么A就与C相连，故A错误；
B、据安培定值可知，电流从上端流入，下端流出，故下端P的磁极应为是N极，故B错误；
C、分析乙图，发现：温度升高时，热敏电阻阻值减小，根据欧姆定律，电路中电流就会增大，电磁铁的磁性就会增大，故C错误；
D、当线圈中的电流I=50mA=0.05A时，继电器的衔铁将被吸合，警铃报警，则控制电路的总电阻R总
因此热敏电阻R=R总-R0=60Ω-30Ω=30Ω
由图乙可知，此时t=80℃，所以，当温度t≥80℃时，警铃报警，故D正确。
故选D
16．医生给心脏疾病的患者做手术时，往往要用一种称为“人工心脏泵”的体外装置来代替心脏，以推动血液循环如图是该装置的示意图，线圈 ab固定在用软铁制成的活塞柄上（相当于一个电磁铁），通电时线圈与活害柄组成的系统与固定在左侧的磁体相互作用，从而带动活塞运动。活塞通过阀门与血管相通，阀门S1只能向外开启，S2只能向内开启。下列说法正确的是（　　）
A．若电流从a端流进线圈，从b端流出线圈，则电磁铁左侧为S极
B．若电流从b端流进线圈，从a端流出线圈，则电磁铁右侧为S极
C．要使血液流出该“血泵”，电流需从a端流进线圈，从b端流出线圈
D．要使血液流入该“血泵”，电流需从a端流进线圈，b从端流出线圈
【答案】C
【知识点】磁极间的相互作用；通电螺线管的磁场；右手螺旋定则
【解析】【分析】通电螺线管中右手螺旋定则的使用，四指弯曲指向电流方向，拇指指向电磁铁的北极方向。知道力能改变物体的运动状态。
【解答】
A、若电流从a端流进线圈，从b端流出线圈，通过右手螺旋定则可知，电磁铁左侧为N极，右侧为S极，故A错误；
B、若电流从b端流进线圈，从a端流出线圈，通过右手螺旋定则可知，电磁铁右侧为N极，左侧为S极，故B错误；
C、要使血液流出该“血泵”，则活塞向右移动，电磁铁与条形磁体之间是同名磁极相互排斥，故电磁铁左侧为N极，电流从a端流进线圈，从b端流出线圈，C正确；
D、要使血液流入该“血泵”，则活塞向左移动，电磁铁与条形磁体之间是异名磁极相互吸引，故电磁铁左侧为S极，电流从b端流进线圈，从a端流出线圈，D错误。
故答案为：C
17．市面上存在一种儿童钓鱼玩具，当鱼钩靠近玩具小鱼嘴巴时，小鱼就被吸引，下列鱼钩和鱼嘴的材料组合正确的是(　　)
选项 鱼钩材料 鱼嘴材料
A 铁 铁
B 铁 铜
C 磁铁 铜
D 磁铁 铁
A．A B．B C．C D．D
【答案】D
【知识点】磁体、磁极、磁化
【解析】【分析】根据题干中当鱼钩靠近玩具小鱼嘴巴时，小鱼就被吸引进行分析。
【解答】小鱼就被吸引，结合选项可以联想到铁钴镍等物质会被磁铁所吸引，其他金属不能被磁铁所吸引。
故答案为：D。
18．在“自制指南针”活动中，小明同学用条形磁体将缝衣针磁化后，将其放在水中漂浮的一片树叶上。多次将树叶轻轻旋转，待树叶静止后，观察到树叶的尖端总是指向南方，如图所示。下列说法中正确的是(　　)
A．树叶尖端指向地磁南极
B．指南针的“N”应标注在树叶尖端
C．树叶周围存在磁场和磁感线
D．若用磁体的N极靠近树叶尖端，会相互吸引
【答案】D
【知识点】磁体、磁极、磁化；磁场和磁感线；地磁场
【解析】【分析】指南针在水平位置静止指南的是S极，指北的是N极。磁体周围存在磁场，但是磁感线不是真实存在的。同名磁极互相排斥、异名磁极相互吸引。
【解答】A、树叶尖端指向地理南极，故A错误；
B、指南针的“S”应标注在树叶尖端，故B错误；
C、树叶周围存在磁场，不存在磁感线，故C错误；
D、若用磁体的N极靠近树叶尖端（S极），是异名磁极，会相互吸引，故D正确。
故答案为：D。
19．如图以电磁铁为基座的装置，配有直流电源。现将环形磁体（下平面为S极）从光滑塑料直杆顶端自由下落，最终静止在离电磁铁高度为H的位置，不计空气阻力，下列说法正确的是
A．电源上端为正极
B．滑片右移，静止时的高度H不变
C．磁体下落过程中受到磁力大小不变
D．磁体下落过程中的最大速度在H高度处
【答案】D
【知识点】力与运动的关系；磁极间的相互作用；磁场对通电导线的作用；通电螺线管的极性和电流方向的判断
【解析】【分析】A.根据磁极间的作用规律结合安培定则确定磁极和电流方向；
B.电磁铁的磁性强弱与电流大小和线圈匝数有关。
CD.合力方向与运动方向相同时，做加速运动；当合力为零时，加速停止，此时速度达到最大；当合力方向与运动方向相反时，做减速运动。
【解答】 A.现将环形磁体（下平面为S极）从光滑塑料直杆顶端自由下落，最终静止在离电磁铁高度为H的位置，是相互排斥，则电磁铁上端为S，下端为N极。根据安培定则知，电源的下端为正极，故A错误；
B.滑片右移电阻变大，电路中电流减小，磁性减弱，静止时的高度H减小，故B错误；
CD.磁体下落过程中，越靠近磁极，受到磁力大小越大，开始重力大于磁力加速下落，后来重力小于磁力减速运动，因而在重力等于磁极时速度最大，而最终静止的位置磁力等于重力，故磁体下落过程中的最大速度在H高度处，故C错误，D正确。
故选D。
20．小科同学在医院看到一个自动输液报警器，如图1所示。闭合开关，当输液报警器处输液管中有药液流过，绿灯亮，无药液流过，喇叭报警，小科运用自己所学知识和查找的资料设计了一个类似的自动输液报警器，如图2所示，如图3是光敏电阻阻值随光照强度变化的关系图，以下说法正确的选项是（）
A．电磁铁的上端是S极
B．输液管中没有药液流过时，控制电路线圈中的电流变大
C．当输液管内有药水时，LED灯发出的光将被会聚到光敏电阻上，衔铁吸下
D．调试时，输液管中有无药液流过都会报警，可减小线圈匝数改进
【答案】C
【知识点】影响电磁铁磁性强弱的因素；电磁铁的其他应用；通电螺线管的极性和电流方向的判断
【解析】【分析】A.运用安培定则判断电磁铁上端的磁极；
B.当控制电路线圈中的电流变小时，电磁铁的磁性减弱，衔铁与上端的静触点接触，喇叭报警，警示输液管中没有药液流过；
C.根据图乙中光敏电阻的阻值与光照强度的关系，结合电磁继电器的工作原理分析；
D.在线圈匝数不变时，通过电磁铁的电流越大，电磁铁的磁性越强。
【解答】 由图2知，控制电路是由定值电阻R和光敏电阻组成的串联电路，当控制电路中电流减小，电磁铁磁性减弱，衔铁在弹簧的作用下向上弹起，使动触点与上端的静触点接触，喇叭报警；
A.根据图片可知，线圈上电流方向向右。右手握住螺线管，弯曲的四指指尖向上右，此时大拇指指向上端，则电磁铁的上端是N极，故A错误；
B.输液管中没有药液流过时，喇叭报警，说明衔铁与上端的静触点接触，电磁铁的磁性减弱，控制电路线圈中的电流应该是变小的，故B错误；
C.当输液管内有药水时，LED灯发出的光将被会聚到光敏电阻上，由图乙知光照强度增大，光敏电阻的阻值减小，控制电路电流增大，电磁铁磁性增强，衔铁会被吸下，故C正确；
D.调试时，输液管中有无药液流过都会报警，说明电磁铁的磁性较弱，换用电阻更小的R0，可以增大线圈中的电流从而增强电磁铁的磁性，故D错误；
故选C。
21．“地漏”（如图甲）是连接排水管道与室内地面的接口。“磁悬浮地漏”相对于传统地漏具有较多优点，如排水速度可随积水深度自动调节、在不排水时能密封管道等。磁悬浮地漏的工作原理如图乙。
（1）当密封盖上方无水时，在磁体B作用下，磁体A将密封盖顶起。若磁体A下端为N极，则磁体B上端为　 　极。
（2）当密封盖上方有水时，密封盖下移，开始排水。积水越多，则排水口越大，其原因是　 　。
【答案】（1）N
（2）液体深度越深，液体压强越大或者积水越多压力越大
【知识点】流体压强与流速的关系；磁极间的相互作用
【解析】【分析】（1）同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引；
（2）水越多，封盖所受的压力越大。
【解答】（1）同名磁极相互排斥，若磁体A下端为N极，则磁体B的上端为N极；
（2）当没有水时，磁体的排斥力将排水口密封住，当水越多，水对密封盖的压强越大、压力越大，排水口下降越多，排水口越大，排水越容易。
22． 电热水壶是生活中常见的家电。某小组开展了自制电热水壶项目，过程如下：
【查阅资料】①电磁继电器能够吸合弹性衔铁的最小电流称为吸合电流。不同电磁继电器的吸合电流往往不同。
②压敏电阻的阻值大小会随所受压力大小而改变。压敏电阻RF大小随压力变化如下表：
RF/欧姆 50 100 200 250 300 350 400
压力/牛 20 18 16 15 13.5 10.5 10
（1）【产品设计】图甲为电热水壶工作电路图。其中I。、I。表示两个电磁铁的吸合电流。R..为保护电阻，当水壶盛有不同质量的水时，可以使控制电路中的电流发生改变，从而防止干烧和溢出。水壶与水的总质量记为m，电路中电流大小与m的关系如图乙所示。
根据电路的工作原理，电流 I。是电磁铁　 　的吸合电流(填“K1”或“K2”)。
（2）【产品检验】已知控制电路的电源电压为6 伏，R0的阻值为50欧，吸合电流I。为40毫安，IA为15毫安。水壶质量为1千克，列式计算该水壶正常加热时，水的质量范围。
（3）【产品升级】小宁发现防干烧水位设置过低可能会存在危险，请你在不影响防溢出水位的基础上，提出一项提高防干烧水位的具体措施。
【答案】（1）K2
（2）该水壶正常加热时，水的质量范围为0.05 kg~0.8kg
（3）减少 K1的线圈匝数
【知识点】欧姆定律及其应用；影响电磁铁磁性强弱的因素；电磁铁的其他应用
【解析】【分析】（1）根据表中数据可知力敏电阻RF大小随压力变化关系，根据图甲利用电磁铁继电器的工作原理分析两电磁铁的作用；
（2）根据串联电路的特点和欧姆定律求出水壶正常加热时力敏电阻RF的最大值和最小值，再根据表中数据求出压力的最大值和最小值，根据G=mg结合水壶的质量求出水的质量范围；
（3）由题意可知提高防干烧水位即在水和水壶的质量适当大时能切断路使加热电路不工作，根据表中数据可知此时力敏电阻的变化，根据欧姆定律可知控制电路中电流的变化，根据电磁铁的吸合电流不变和电磁铁磁性的影响因素分析提出具体措施。
【解答】 （1）控制电路的目的是防止干烧和溢出，当水的质量太小时，可能会出现干烧的情况，为防止这种情况的发生，当水壶与水的总质量减小时，力敏电阻上的压力减小，由表格数据知力敏电阻的阻值增大，由欧姆定律可知，控制电路中的电流减小，电磁铁的磁性减弱，当水壶与水的总质量小到某一数值时，电磁铁不能吸合衔铁，工作电路断开，由图甲知，K1磁性强时吸引衔铁使工作电路导通，磁性弱时，衔铁恢复原状，使工作电路断开，故K1的作用是防止干烧的，由图乙知对应的是较小电流Ib；当水的质量较大时，可能会出现溢出的情况，为防止这种情况的发生，当水壶与水的总质量增大时，力敏电阻上的压力增大，由表格数据知力敏电阻的阻值减小，由欧姆定律可知，控制电路的电流增大，电磁铁的磁性增强，当水壶与水的质量大到某一数值时，电磁铁吸合衔铁，使工作电路断开，由图甲知，K2磁性弱时，工作电路导通，磁性强时，工作电路断开，故K2的作用是防止溢出的，由图乙知对应的是较大的电流Ia，故电流Ia是电磁铁K2的吸合电流；
（2）由题意可知，水壶正常加热时控制电路中的最小电流为Ib=15mA=0.015A，
此时电路中的总电阻为：，
此时力敏电阻的阻值：RF最大=R最大-R0=400Ω-50Ω=350Ω，
由表中数据可知，此时压力F最小=10.5N，即水和壶的最小总重力为10.5N，
由G=mg可知，水和壶的最小总质量：，
由于水壶的质量为1kg，
因此水的最小质量为1.05kg-1kg=0.05kg；
水壶正常加热时控制电路中的最大电流为Ia=40mA=0.04A，
此时电路中的总电阻为：，
此时力敏电阻的阻值：RF最小=R最小-R0=150Ω-50Ω=100Ω，
由表中数据可知，此时压力F最大=18N，即水和壶的最大总重力为18N，
水和壶的最大总质量：，
则水的最大质量为1.8kg-1kg=0.8kg，
即水壶正常加热时，水的质量范围为0.05kg～0.8kg；
（3）小实发现防干烧水位设置过低可能会存在危险，在不影响防溢出水位的基础上，提出一项提高防干烧水位的具体措施，即在水和水壶的质量适当大时能切断路使加热电路不工作，由上表可知力敏电阻随压力的变大而变小，由欧姆定律可知电流变大，因电磁铁的吸合电流不变，根据影响电磁铁磁性的因素为电流大小和线圈匝数，故可减少K1的线圈匝数。
23．学校开展项目化学习挑战赛——为夜跑者设计制作节能夜跑灯。
【提供器材】塑料水管、胶塞、圆柱形强磁体、漆包线、LED灯(图甲，LED灯具有单向导电性，当电流从“+”极流入时，LED灯会发光，当电流从“-”极流入时，LED灯不发光)等。
【方案设计】乙图为小柯设计的节能夜跑灯结构图，当磁体在水管中来回移动时，塑料水管外与线圈相连的LED灯发光。
【产品制作】小柯用磁性相同的磁体，以正常跑步时甩臂的速度切割磁感线，得到感应电压大小和线圈匝数关系如丙所示。
【项目评价】
节能夜跑灯产品性能评价量表(节选)
评价指标 5分 3分 1分
发光情况 两盏LED灯交替发光 两盏LED灯发光 一盏LED灯发光
使用情况 日常跑步甩臂发光 快于日常跑步甩臂发光 手中摇动发光
（1）如图丁，为使节能夜跑灯跑步时自动发光，将其佩戴在　 　(选填“A”或“B”)位置比较合适，请简述理由　 　；
（2）若LED灯正常发光需要的电压为18V、根据表中数据分析，在其他条件不变的情况下，小组同学至少要绕制　 　匝的线圈：
（3）根据评价表，小科设计的夜跑灯“发光情况”一项评分为1分.请在图戊所示虚线框内画出改进后的设计图，使该指标达到5分。
【答案】（1）B；B位置摆动幅度大，磁体切割磁感线数量更多，产生的电流越强，越容易发光
（2）5000
（3）
【知识点】发电机的构造和原理；探究电磁感应现象的实验
【解析】【分析】（1）感应电流的大小与线圈的匝数和切割磁感线的数量有关。
（2）根据表格进行解答。
【解答】（1）为使节能夜跑灯跑步时自动发光，将其佩戴在B处，B位置摆动幅度大，磁体切割磁感线数量更多，产生的电流越强，越容易发光。
（2）根据丙图可知，50圈时电压为0.18V，则5000圈的电压为18V。
（3）答案为：
故答案为：（1）B；B位置摆动幅度大，磁体切割磁感线数量更多，产生的电流越强，越容易发光；（2）5000；
（3）
24．如图为某青少年科技创新小组制作的电流磁效应演示器。有机玻璃管中装有适量的水并固定在小桌上，水中悬浮着一个带有铁钉的浮球。管外绕有匝数可变的线圈(1和2 之间为150匝，1和3之间为400匝)。按图示连接好电路后，小组成员开始探究通电螺线管周围磁场强弱的影响因素，步骤如下：
①线圈连接1和2，闭合开关，调节滑动变阻器滑片至电流表示数为0.5A，浮球没有运动。
②继续调节滑片至电流表示数为1.5A，观察到浮球向下运动到线圈附近；③断开开关，线圈改接1和3后， 闭合开关，____，观察到浮球向下运动到线圈附近。
请回答以下问题：
（1）步骤①②可得出的结论是 　 　。
（2）小组成员通过对比步骤①和③，得出通电螺线管周围磁场强弱与线圈匝数有关，请据此补充步骤③的操作 　 　。接着某小组成员将电源“+、-”极对调，想要探究通电螺线管周围磁场的方向与电流方向的关系，可以在原实验基础上 　 　，才能完成实验。
A.换一个小一点的电源 B.增加线圈匝数C.将铁钉换成磁铁
【答案】（1）线圈匝数相同时，通过通电螺线管的的电流越大，通电螺线管的磁性越强
（2）调节滑动变阻器，保持电路中电流不变；C
【知识点】探究影响通电螺线管磁性强弱的因素的实验
【解析】【分析】（1）探究电磁铁磁性强弱跟电流关系时，控制线圈匝数和铁芯一定；根据通电螺线管吸引带有铁钉的浮球判断磁性的强弱。
（2）影响螺线管磁性强弱的因素有电流的大小和线圈匝数的多少，在实验中，应注意控制变量法的运用。
（3）螺线管的极性可通过小磁针的指向来进行判断。
【解答】（1）步骤①②两次实验可以看出，在线圈的匝数相同时，电路中电流大，浮球向下运动到线圈附近，说明在线圈的匝数一定时，通过通电螺线管的电流越大，通电螺线管的磁性越强。
（2）实验中，他将线圈改接1和3后时，连入电路的线圈匝数发生了变化，为了保证电流不变，应调节变阻器的滑片P，控制两次实验的电流大小不变。
（3）在螺线管旁有两个小磁针，可以通过观察小磁针静止时N极（或S极）的指向来判断通电螺线管的磁极，因此要探究通电螺线管周围磁场的方向与电流方向的关系，需要将浮球中的铁钉换成磁铁。
故答案为：（1）在线圈的匝数一定时，通过通电螺线管的电流越大，通电螺线管的磁性越强；（2）调节滑动变阻器，保持电路中的电流大小不变；（3）C。
25． 如图所示是探究电磁感应现象的实验电路，在进行实验时，小紫使导体ab在水平方向上做切割磁感线运动，并进行观察，记录实验数据如下：
次数 磁铁 线圈 匝数 速度 /m·s- 运动方向 感应电流/m∧
① 强 10 5 左 20
② 强 20 5 左 40
③ 强 30 5 右 60(反向)
④ 强 30 10 左 120
⑤ 弱 30 5 左 20
⑥ 强 30 5 左 60
（1）本实验中，我们通过观察　 　来判断电路是否有感应电流；
（2）通过比较⑤与⑥可以得出结论：　 　；
（3）实验过程中，某些同学按上述过程进行操作时，实验现象不太明显，请你从实验装置方面提出一条改进的措施：　 　 (写出一条)。
【答案】（1）灵敏电流计的指针是否偏转
（2）感应电流大小与磁铁的磁性强弱有关。
（3）换用磁性更强的磁铁
【知识点】电磁感应；探究电磁感应现象的实验
【解析】【分析】（1）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，这种现象叫电磁感应现象。当电路通电时，由电磁感应现象产生的电流叫做感应电流。
（2）探究感应电流大小与磁场强弱的关系，控制线圈匝数多少、线圈运动速度、运动方向都相同，改变磁场强弱。
【解答】（1）本实验中，我们通过观察灵敏电流计的指针是否偏转来判断电路是否有感应电流，图甲中导体棒在闭合电路中做切割磁感线运动，会产生感应电流；
（2）实验⑤和⑥，线圈匝数多少、线圈运动速度、运动方向都相同，磁场越强，感应电流越大。说明感应电流大小与磁铁的磁性强弱有关。
（3）电流表指针偏转不明显，是电流太弱，从装置上的改进方法：可以换用磁性更强的磁铁、可以换用匝数更多的线圈、可以换用量程更小的小量程电流表。
26．在“探究电磁铁磁性强弱与电流大小关系”的实验中，小明用绝缘细线将电磁铁M悬挂在铁架台上，并保持它与软铁块P 的距离不变。以下是他的部分实验步骤：
①断开开关S，按图组装实验电路，将滑动变阻器的滑片置于最右端。用已调零的电子测力计测出软铁块P 对测力计的压力F0并记录在表格中；
实验次数 1 2 3
I/A 0.34 0.40 0.44
F0/N 0.9 0.9 0.9
F/N 0.84 0.82 0.81
②闭合开关 S，调节滑动变阻器的滑片到适当位置，读出电流表的示数 I 和电子测力计的示数F，并将I、F的数据记录在表格中；
③仿照步骤②再进行两次实验
（1）实验中小明是通过　 　来判定电磁铁磁性强弱的。
（2）由表中数据可以得出的实验结论是：　 　。
（3）本实验中，滑动变阻器除了保护电路的作用外，还起到　 　的作用。
【答案】（1）电子测力计示数；
（2）在线圈匝数不变的前提下，通过线圈的电流越大，电磁铁的磁性越强；
（3）改变电路中的电流大小
【知识点】探究影响通电螺线管磁性强弱的因素的实验；影响电磁铁磁性强弱的因素
【解析】【分析】电磁铁的磁性强弱和电流的大小、线圈的匝数以及是否插入铁芯有关，电流越大，磁性越强。
【解答】（1）题中利用了调零的测力计测出铁块对测力计的压力，因为铁块始终静止，所以，电磁铁对铁块竖直向上的吸力与测力计对铁块的竖直向上的支持力之和和铁块的竖直向下的重力形成受力平衡，所以如果支持力会减弱，就表示吸力在增加。故答： 电子测力计示数；
（2）表中数据是电流增大后测力计读数在减少，而原先的F0为铁块重力，F0-F为磁力，说明磁力在增加，故答： 在线圈匝数不变的前提下，通过线圈的电流越大，电磁铁的磁性越强；
（3）滑动变阻器在滑动的过程中，调节了其自身阻值大小，根据欧姆定律I=U/R，电源电压不变的情况下，电阻越大，电流越小，即在改变电阻的同时，改变了电流。故答： 改变电路中的电流大小
27．（2023·杭州）按如图所示电路进行实验，将滑动变阻器的滑片从右向左移动，电磁铁吸引的大头针枚数增多。此实验说明影响电磁铁磁性强弱的一个因素是（　　）
A．电流的大小 B．电流的方向 C．线圈的匝数 D．铁芯的粗细
【答案】A
【知识点】影响电磁铁磁性强弱的因素
【解析】【分析】根据描述分析影响电磁铁磁场强弱的因素发生改变即可。
【解答】根据图片可知，当变阻器的滑片从右向左移动时，变阻器的阻值减小，而通过电磁铁的电流增大，此时电磁铁吸引大头针的数量增多则说明磁场增大，那么得到影响电磁铁磁场强弱的因素是电流大小，故A正确，而B、C、D错误。
故选A。
28．（2023·台州）模型可以帮助人们认识和理解一些不能直接观察到的事物。下列磁感线模型正确的是（　　）
A． B．
C． D．
【答案】A
【知识点】磁场和磁感线
【解析】【分析】 磁感线是闭合曲线，周围的磁感线都是从N极出来进入S极，在内部磁感线从S极到N极。
【解答】A.外部磁感线满足N极出来进入S极，故其正确；
B.s极磁感线画错了，故其不正确；
C.周围的磁感线都是从N极出来进入S极，故其错误；
D.N极磁感线都是出去的，故其错误；
故答案为：A
29．（2023·温州）如图为某款玻璃清洁器，由两块各含磁铁的清洁片构成。使用时，两块清洁片总是隔着玻璃合在一起移动，这是因为（　　）
A．异名磁极相互排斥 B．异名磁极相互吸引
C．同名磁极相互排斥 D．同名磁极相互吸引
【答案】B
【知识点】磁极间的相互作用
【解析】【分析】磁体中有两个磁极，两个磁体的同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。
【解答】 两块清洁片总是隔着玻璃合在一起移动 ，故为相互吸引的异名磁极。
故答案为：B
30．（2022·宁波）如图所示为课本中的一个实验：“把一段通电导线弯成圆环，形成环形电流，让圆环导线穿过一块与圆环平面垂直的平板。利用铁粉观察它周围的磁场分布。”如果导线内电流方向如箭头所示，当置于平板上A点的磁针(黑色端为N极)静止时，下列图中磁针指向正确的是（　　）
A． B．
C． D．
【答案】A
【知识点】磁场和磁感线；通电螺线管的极性和电流方向的判断
【解析】【分析】首先根据安培定则判断通电螺线管的极性，再根据磁场方向的定义确定小磁针的指向。
【解答】根据图片可知，线圈上电流方向向左。右手握住线圈，弯曲的四指指尖向左，此时大拇指指向纸外，则向外的一端为磁场的N极，向内的一端为磁场的S极。在磁体内部，磁感线从S极指向N极，而小磁针的N极指向就是磁场方向，因此小磁针的N极应该朝向纸外。
故A正确，而B、C、D错误。
故选A。
31．（2022·丽水）按如图电路进行实验，每次总观察到电磁铁A吸引大头针的数目比电磁铁B多。此现象说明影响电磁铁磁性强弱的一个因素是（　　）
A．电流大小 B．线圈匝数 C．电流方向 D．电磁铁极性
【答案】B
【知识点】影响电磁铁磁性强弱的因素
【解析】【分析】根据图片确定影响电磁铁磁场强弱的哪个因素不同即可。
【解答】根据图片可知，两个电磁铁串联，则通过它们的电流相等，A的线圈匝数大于B，则说明影响电磁铁磁场强弱的因素是线圈匝数。
故选B。
32．（2022·温州）如图所示实验装置，弹簧测力计下面挂着条形铁块，螺线管中插有铁芯。已知开关S与触点②接触且电流表的示数为I。下列操作方法中，能够使弹簧测力计示数变大的是（　　）
A．开关S与触点②接触，将铁芯从螺线管中取出
B．开关S与触点②接触，将滑片P向a端滑动
C．开关S与触点①接触，调节滑片P使电流表示数仍为I
D．开关S与触点③接触，调节滑片P使电流表示数仍为I
【答案】C
【知识点】影响电磁铁磁性强弱的因素
【解析】【分析】影响电磁铁磁性强弱的因素有三个：电流大小、线圈匝数、是否加入铁芯。且在相同的情况下，电流越大，匝数越多，电磁铁的磁性越强；电磁铁的磁性的变化，导致了对铁块的吸引力的变化，从而导致了测力计示数的变化。（1）测力计示数的变化是由电磁铁磁性的变化引起的，因此解决此题时要从决定电磁铁磁性强弱的入手分析。（2）决定电磁铁磁性强弱的因素有三个，因此在研究电磁铁磁性的强弱变化时要采用控制变量法。
【解答】解：A、当将铁芯从螺线管中抽出时，螺线管的磁性减弱，对铁块的吸引力减小，所以测力计的示数减小，故A不合题意；
B、当滑片向a端滑动时，变阻器接入电路的电阻增大，电路中的电流减小，电磁铁的磁性减弱，所以测力计的示数减小，故B错误；
C、当开关由与触点②接触变为与触点①接触，螺线管的线圈匝数增多，电流不变，所以磁性增强，对铁块的吸引力增大，所以测力计的示数变大，故C正确；
D、当开关由与触点②接触变为与触点③接触，螺线管的线圈匝数减少，电流不变，所以磁性减弱，对铁块的吸引力减小，所以测力计的示数变小，故D错误；
故答案为：C
33．（2022·浙江）如图所示，弹簧测力计下挂着铁块 P，其正下方的水平地面上放着一块条形磁铁Q，P和Q 均处于静止状态。已知P 和Q的重力分别为G 和3G，若弹簧测力计的示数为2G，则下列说法正确的是 (　　)
A．P对弹簧测力计的拉力大小为G
B．P对Q的吸引力和地面对Q的支持力大小分别为G 和3G
C．若减小铁块与磁体北极之间的距离，弹簧测力计示数将变大
D．弹簧测力计对 P 的拉力和Q 对P 的吸引力是一对平衡力
【答案】C
【知识点】磁体、磁极、磁化
【解析】【分析】（1）二力平衡条件：大小相等、方向相反、作用在一条直线上、作用在同一个物体上；
（2）相互作用力：大小相等、方向相反、作用在一条直线上、作用在两个物体上。
（3）对P、Q分别受力分析，利用力的平衡条件和相互作用力分析判断。
【解答】A、P对测力计和测力计对P的力是一对相互作用力，所以P对弹簧测力计的拉力等于弹簧测力计的示数即为2G，故A错误；
B、对P受力分析可知，受到竖直向上弹簧测力计的拉力F弹、Q对P的吸引力FQP，竖直向下的重力G，
根据力的平衡条件可得：FQP=F弹-GP=2G-G=G，
P对Q的吸引力和Q对P的吸引力，大小相等、方向相反、作用在同一条直线上，作用在两个物体上，是一对相互作用力，所以FPQ=FQP=G，
对Q受力分析可知，受到竖直向下的重力和竖直向上的支持力、P对Q的吸引力，
根据力的平衡条件可得：F支持=GQ-FPQ=3G-G=2G，故B错误；
C、若减小铁块与磁体北极之间的距离，吸引力增强，弹簧测力计示数将变大，故C正确；
D、弹簧测力计对P的拉力为2G，Q对P的吸引力大小为G，大小不相等，不满足平衡力的条件，故D错误。
故答案为：C。
34．（2022·杭州）如图所示，粗糙的水平桌面上有两块相同的条形磁体甲和乙，它们之间有相互作用力且保持静止。对图示甲、乙两块条形磁体受到摩擦力的方向分析正确的是（　　）
A．甲一定水平向左，乙一定水平向右
B．甲水平向右，乙无法确定
C．甲水平向左，乙无法确定
D．甲、乙均无法确定
【答案】D
【知识点】二力平衡的条件及其应用；磁极间的相互作用
【解析】【分析】根据二力平衡的知识分析判断。
【解答】甲和乙都在水平桌面上保持静止状态，则它受到的摩擦力与受到的磁力相互平衡，即二者大小相等方向相反。由于不清楚甲和乙的磁极方向，因此它们之间可能为引力，也可能为斥力，无法确定受到磁力的方向，自然无法判断它们受到摩擦力的方向。
故选D。
35．（2022·浙江）如下图所示，A表示光线通过凸透镜时发生的现象，B表示力和它的力臂，C表示在斜面上重20N的物体所受重力的图示，D表示同名磁极的磁感线分布，其中作图方法正确的是 (　　)
A． B．
C． D．
【答案】A
【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验；重力及其方向；磁场和磁感线；力臂的画法
【解析】【分析】A、先分析入射光线的特点，根据凸透镜的三条特殊光线分析判断；
B、力臂是指从支点到动力作用线的距离；
C、重力的方向是竖直向下；
D、在磁体外部，磁感线从N极出来、回到S极。
【解答】A、平行于主光轴的光线，经凸透镜折射后会聚于焦点，故A正确；
B、动力臂是指从支点到动力作用线的距离，不是支点到动力作用点的距离，故B错误；
C、重力的方向是竖直向下的，不是垂直向下，故C错误；
D、在磁体外部，磁感线从N极出来、回到S极，图中磁感线的方向错误，故D错误。
故答案为：A。
36．（2022·温州）如图是某同学发明的“铁皮自动分开装置”。将强磁铁靠近一叠铁皮，被磁化后的铁皮会自动分开。铁皮分开的原因是（　　）
A．同名磁极相互吸引 B．异名磁极相互吸引
C．同名磁极相互排斥 D．异名磁极相互排斥
【答案】C
【知识点】磁极间的相互作用
【解析】【分析】根据磁极之间的相互作用规律分析。
【解答】强磁铁靠近铁皮时，铁皮会被磁化成一个新的磁体。根据磁极之间的相互作用规律可知，铁皮分开的原因是同名磁极相互排斥，故C正确，而A、B、D错误。
故选C。
37．（2022·绍兴）如图，小敏用条形磁铁使铁钉竖直静止在空中，细线紧绷且质量不计。下列说法正确的是（　　）
A．铁钉上端被磁化成N极
B．铁钉受到的磁力与自身重力大小相等
C．桌面对石头的支持力和石头的重力是一对平衡力
D．细线对石头的拉力和石头对细线的拉力是一对相互作用力
【答案】D
【知识点】力的作用是相互的；二力平衡的条件及其应用；磁极间的相互作用
【解析】【分析】（1）根据磁极之间的相互作用规律判断；
（2）对铁钉进行受力分析；
（3）根据平衡力的条件判断；
（4）根据相互作用力的条件判断。
【解答】A.根据“异名磁极相互吸引”可知，铁钉的上端被磁化为S极，故A错误；
B.铁钉受到向上的磁力、向下的重力和细线的拉力，根据二力平衡的知识得到：F磁=F拉+G，故B错误；
C.桌面对石头的支持力等于石头的重力与细线的拉力的差，即二者大小不等，肯定不是平衡力，故C错误；
D.细线对石头的拉力和石头对细线的拉力，二者大小相等、方向相反、作用在同一直线和同一物体上，是一对相互作用力，故D正确。
故选D。
38．（2022·金华）司南是我国早期的指南针。小科将条形磁体置于塑料勺内，在勺下垫泡沫，一起置于装水的纸盘中，漂浮在水面上，能自由转动，从而得到一个仿制“司南”（如图所示）。下列说法正确的是（　　）
A．“司南”静止时勺柄指南，标为N极
B．“司南”能指南北是受地磁场的作用
C．“司南”的纸盘换成铁盘后也能正常使用
D．“司南”勺柄的指向与勺内磁体的磁极方向无关
【答案】B
【知识点】磁场和磁感线；地磁场
【解析】【分析】根据对磁场、磁极和地磁场的认识分析判断。
【解答】A.“司南”静止时勺柄指南，标为S极，故A错误；
B.“司南”能指南北是受地磁场的作用，故B正确；
C.铁板能够被磁化，而纸板不能被磁化，因此“司南”的纸盘换成铁盘后就会对司南的指向发生影响，因此不能正常使用，故C错误；
D.“司南”会受到地磁场的磁力作用，因此勺柄的指向与地磁场的方向有关，与本身内部的磁极方向也有关，故D错误。
故选B。
39．（2022·舟山）科学研究中。人们通过一定的科学方法，建立一个适当的模型来代替和反映客观对象，并通过的这个级型来揭示客观对象的形态、特征和本质。下列分析正确的是（　　）
A．①揭示单侧光对生长素分布的影响，向光侧生长素多，生长快
B．②用磁感线描述条形磁体周围的磁场分布，越密表示磁场越弱
C．③是原子结构模型，中央是原子核，核外是绕核高速运动的电子
D．④描述地球绕日公转，地轴始终是倾斜状态，箭头表示公转方向
【答案】C
【知识点】植物激素；磁场和磁感线；原子的构成；地球公转
【解析】【分析】模型法是通过引入模型(能方便我们解释那些难以直接观察到的事物的内部构造，事物的变化以及事物之间的关系的符号、公式、表格、实物等)将物理问题实际化。
【解答】A：①揭示单侧光对生长素分布的影响，背光侧生长素多，生长快，A错误。
B：②用磁感线描述条形磁体周围的磁场分布，越密表示磁场越强，B错误，
C：③是原子结构模型，中央是原子核，核外是绕核高速运动的电子，C正确。
D：④描述地球绕日公转，地轴始终是倾斜状态，箭头表示自转方向，D错误。
故选C。
40．（2023·宁波）如图所示是小宁设计的水位自动控制电路，其中工作电路由指示灯L、电动机M等元件组成，由家庭电路供电；控制电路中，金属板A、B置于水箱中不同位置，水箱中的天然水是导体。
（1）我国家庭电路电压为　 　V。
（2）当水箱内水面处于金属板A以下时，工作电路中的　 　处于工作状态。
（3）测试时，小宁发现由于电磁铁磁性太弱，电磁继电器无法正常工作。适当　 　（填“增加”或“减少”）电磁铁的线圈匝数，可以解决上述问题。
【答案】（1）220
（2）电动机M
（3）增加
【知识点】影响电磁铁磁性强弱的因素；电磁铁的其他应用
【解析】【分析】（1）根据有关电压的常识解答；
（2）根据图片确定衔铁的位置，弄清被接通的电路，从而确定工作电路的状态；
（3）电磁铁磁场强弱的影响因素：①电流大小；②有无铁芯；③线圈匝数。
【解答】（1）我国家庭电路电压为220V。
（2）当水箱内水面处于金属板A以下时，此时控制电路没有接通，电磁铁没有磁场，衔铁不能被吸下来，那么此时接通电动机所在的电路，即电动机M处于工作状态。
（3）测试时，小宁发现由于电磁铁磁性太弱，电磁继电器无法正常工作。适当电磁铁的线圈匝数，可以解决上述问题。
41．（2023·绍兴）如图为市场上在售的某款鸡蛋孵化器，鸡蛋的孵化需要适宜的湿度和温度。某项目化小组设计了一个自动控湿电路(图甲)。控制电路电源电压U为9伏，定值电阻R0的阻值为30欧，R1为湿敏电阻，其阻值随湿度的变化情况如图乙所示。当线圈中的电流为0.18安时，衔铁被吸合；当线圈中的电流为0.15安时，衔铁释放。(线圈电阻不计)
（1）由图乙可知，湿敏电阻的阻值随湿度增大而　 　 (选填”增大”、”不变”或”减小”)。
（2）按控湿电路的工作要求，加湿器应接在工作电路的　 　 (选填”AB”或”CD”)之间。
（3）通过计算说明该控湿电路的湿度变化范围。
（4）如果要适当提高控湿电路的最大湿度值，下列措施中可行的有 。
A．换用阻值更大的R0
B．适当提高电源电压U
C．减少该电磁铁线圈匝数
【答案】（1）减小
（2）AB
（3）R总= = =50欧
R1=R总-R0=50欧-30欧=20欧
由图乙可知此时鸡蛋孵化器内的湿度为60%
R总'= = = 60欧
R1'=R总'-R0=60欧-30欧=30欧
由图乙可知此时鸡蛋孵化器内的湿度为40%．
答：湿度变化范围为40%~60%
（4）A；C
【知识点】电阻和电阻的串联、并联；欧姆定律及其应用；影响电磁铁磁性强弱的因素
【解析】【分析】（1）根据图乙确定湿敏电阻的阻值随湿度的变化规律；
（2）根据甲图确定湿度达到一定程度时衔铁的位置变化即可；
（3）当电流为0.18A时，衔铁吸合，首先根据 计算出此时的总电阻，再根据 R1=R总-R0 计算出湿敏电阻的阻值，最后根据图乙确定此时的湿度。同理，计算出电流为0.15A时对应的湿度，从而确定鸡蛋孵化器的湿度范围。
（4）电磁铁吸合时需要的电磁力不变，可从影响电磁铁磁场强弱的因素的角度思考改进措施。
【解答】（1）根据图乙可知，湿敏电阻的阻值随湿度增大而减小；
（2）当湿度达到一定数值时，湿敏电阻的阻值减小，则通过控制电路的电流增大，电磁铁的磁场增强，将衔铁吸下来，接通CD所在的电路，此时加湿器停止工作，因此加湿器应该连接在AB之间。
（4）电磁铁吸合时需要的电磁力不变，即电磁铁的磁场强弱不变。当湿度值增大时，湿敏电阻的阻值减小，而通过电磁铁的电流增大，则电磁铁的磁场强度变大。为了使其恢复原来的强度，可以减小通过它的电流，即增大阻值，故A正确；
当电源电压增大时，根据U=IR可知，通过电磁铁的电流会更大，故B错误；
减小电磁铁的线圈匝数，也能减弱电磁铁的磁场强度，故C正确。
故选AC。
42．（2023·金华）人员密集的室内场所，容易造成二氧化碳含量偏高，对人体产生不利的影响。研究小组设计了如图所示的电路。R2为气敏电阻，其阻值随CO2气体浓度的增大而减小，当室内CO2气体含量升高到一定浓度时，工作电路中的排风扇开始工作，把室内气体排出。回答下列问题：
（1）在设计电路时要实现自动换气功能，排风扇应连接在工作电路中的　 　位置；
（2）要使排风扇在二氧化碳浓度更低时就能开始工作，以下几种改进方法正确的是 。
A．增加电磁铁线圈匝数
B．控制电路中再串联一个电阻
C．把滑动变阻器R1的滑片向上移
【答案】（1）AB或AD
（2）A；C
【知识点】影响电磁铁磁性强弱的因素；电磁铁的其他应用
【解析】【分析】（1）根据图片分析CO2的浓度达到一定程度时衔铁的位置和排风扇的工作状态，进而确定排风扇的位置。
（2）电磁铁吸合时需要的电磁力是不变的，可从影响电磁铁磁场强度的角度分析改进方法。
【解答】（1）根据图片可知，当CO2的浓度大到一定程度时，控制电路的电路达到一定程度时，电磁铁将衔铁吸下来，接通AB所在的电路，此时排风扇开始工作，因此排风扇应该接在AB或AD位置。
（2）电磁铁吸合时需要的电磁力是不变的。当CO2的浓度降低时，气敏电阻的阻值增大，那么总电阻增大，而通过电磁铁的电流减小，导致电磁力减小。为了增大电磁力，此时可以增加电磁铁的线圈匝数，故A正确；
根据上面的分析可知，此时通过电磁铁的电流减小，要恢复原来的电流就要减小电阻，而串联肯定不行，故B错误；
要恢复电磁铁的磁力，此时可以增大电流，即减小总电阻。根据R总=R1+R2可知，此时变阻器的阻值应该减小，即滑片向上移动，故C正确。
故选AC。
43．（2022·台州）图甲是一种太阳能“摆叶花"，其摆动原理如图乙所示。塑料摆叶AOB是硬质整体，由摆杆OB和叶瓣OA组成，可视为绕固定点O自由转动的杠杆。
（1）图乙为断电静止时的状态，叶瓣OA重0.04牛，C是其重力作用点。摆杆OB质量不计，B端固定着一块小磁铁，C、O、D在同一水平线上。求磁铁受到的重力是多少牛？
（2）线圈E有电流时，推动磁铁向左上方运动，则线圈E上端的磁极是　 　极。
（3）线圈E推动磁铁向左上方运动，使摆叶AOB顺时针小幅摆动后，立即断电，摆叶AOB会自动逆时针摆回来。请利用杠杆知识对上述现象作出分析。
【答案】（1）解：摆叶AOB可视为杠杆，此时：
l1=OC=4.5厘米
l2=OD=1.5厘米
F1=G叶柄=0.04牛．
根据杠杆平衡条件F1l1=F2l2得：
0.04牛×4.5厘米=F2×1.5厘米
F2=0.12牛
G磁=F2=0.12牛
答：磁铁受到的重力是0.12牛。
（2）南(或“S")
（3）摆动后，力臂l1变小，力臂l2变大，则F1l1【知识点】磁极间的相互作用；杠杆的平衡条件
【解析】【分析】（1）根据图乙确定杠杆的支点、动力和动力臂，阻力和阻力臂，然后根据杠杆的平衡条件 F1l1=F2l2 列式计算；
（2）根据磁极之间的相互作用规律确定电磁铁的极性；
（3）在杠杆上，哪测力和力臂的乘积偏大，那么杠杆就会向哪测偏转，据此分析解答。
【解答】（2）当线圈E有电流时，推动磁铁向上运动，则条形磁铁受到排斥力。根据“同名磁极相互排斥”可知，线圈E上端的磁极应该为S极。
44．（2022·衢州）电吉他的发音是通过拾音器连接扬声器来实现的。拾音器的基本结构如图所示，其工作原理是：金属弦在磁体的磁场中被磁化，当其被拨动而产生振动时，在线圈中会产生感应电流，将声音信号转变为电信号。
（1）要保证金属弦的磁化效果，其制作材料中可能含有的金属是　 　(填一种即可) 。
（2）当金属弦振动时，与线圈间产生了相对运动，相当于线圈切割金属弦磁场的　 　，从而产生感应电流。线圈中感应电流的方向是　 　 (选填“变化”或“不变")的。
【答案】（1）铁或钴或镍
（2）磁感线；变化
【知识点】磁体、磁极、磁化；产生电磁感应现象的条件和规律
【解析】【分析】（1）能够被磁化的材料为铁磁性材料，包括铁、钴、镍等。
（2）闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时会产生感应电流，这就是电磁感应现象。感应电流的方向与磁场方向和导体的运动方向有关。
【解答】（1）要保证金属弦的磁化效果，其制作材料中可能含有的金属是：铁或钴或镍。
（2）当金属弦振动时，与线圈间产生了相对运动，相当于线圈切割金属弦磁场的磁感线，从而产生感应电流。由于金属弦的运动方向不断改变，则线圈中感应电流的方向是变化的。
45．（2022·湖州）学习了“电生磁”的知识后，小柯在家里进行实验探究。实验器材主要有：全新干电池若干节、铁钉3枚、大头针若干、长导线1根。
实验过程：
①用细线把3枚铁钉捆绑在一起，再用长导线缠绕铁钉6圈，连接在1节全新干电池两端（如右图所示），制成简易的电磁铁。用电磁铁尖端去靠近大头针，观察吸引大头针的数目（通电时间不超过10秒钟，下同）。
②将电磁铁连接在2节串联的全新干电池两端，重复实验。
③将电磁铁连接在3节串联的全新干电池两端，重复实验。
④增加电磁铁的线圈匝数至9匝，连接在1节全新干电池两端，重复实验。
⑤增加电磁铁的线圈匝数至12匝，连接在1节全新干电池两端，重复实验。
（1）1节全新干电池的电压是　 　伏。
（2）小柯的实验想要探究的问题是：　 　
（3）本实验用电磁铁吸引大头针的数目来比较电磁铁的磁性强弱，此科学方法属于　 　（选填“类比法”或“转换法”）。
（4）请帮助小柯设计用于记录实验数据的表格。
【答案】（1）1.5
（2）电磁铁的磁性强弱是否与线圈匝数、电流大小有关
（3）转换法
（4）
实验次数 线圈匝数 电池节数 吸引大头针数量
1 　 　 　
2 　 　 　
3 　 　 　
4 　 　 　
5 　 　 　
【知识点】影响电磁铁磁性强弱的因素
【解析】【分析】（1）根据干电池的电压知识解答；
（2）根据题目描述，分析哪些因素在发生改变，从而确定想要探究的问题；
（3）物理学中对于一些看不见摸不着的现象或不易直接测量的物理量，通常用一些非常直观的现象去认识或用易测量的物理量间接测量，这种研究问题的方法叫转换法。
（4）根据题目的描述，确定要记录的物理量和现象，从而确定表格的列数，再根据实验次数确定表格的行数即可。
【解答】（1）1节全新干电池的电压是1.5伏。
（2）根据“2节”、“3节”可知，电源电压改变，则通过电磁铁的电流大小发生改变。根据“6匝”、“9匝”和“12匝”可知，电磁铁的线圈匝数发生改变，因此小柯想要探究的问题是：电磁铁的磁性强弱是否与线圈匝数、电流大小有关。
（3）本实验用电磁铁吸引大头针的数目来比较电磁铁的磁性强弱，此科学方法属于转换法。
（4）在实验中，要记录线圈匝数、电池节数和吸引大头针的数量，以及实验次数，因此表格有4列。实验要进行5次，连同项目行共6行，如下表所示：
实验次数 线圈匝数 电池节数 吸引大头针数量
1 　 　 　
2 　 　 　
3 　 　 　
4 　 　 　
5 　 　 　
46．（2022·舟山）1820年，丹麦物理学家奥斯特通过实验首次证实电和磁之间的联系。小舟用图甲所示装置来模仿该实验。
（1）实验中得到通电直导线周围存在磁场的结论，那么他观察到的现象是　 　。
（2）早先电话听简的结构如图乙所示，当变化的电流通过线圈时，电磁铁的　 　强弱发生变化，对薄铁片产生变化的吸引力，从而使薄铁片振动不同而发出不同的声音，这样就可以听到对方的讲话了。
【答案】（1）小磁针发生偏转
（2）磁性
【知识点】通电直导线周围的磁场
【解析】【分析】（1）当导线中有电流经过时，小磁针的指向发生偏转，即小磁针受到磁力，说明通电导线周围存在磁场。
（2）影响电磁铁磁场强弱的因素：①线圈匝数；②电流大小；③有无铁芯，据此分析解答。
【解答】（1）实验中得到通电直导线周围存在磁场的结论，那么他观察到的现象是：小磁针发生偏转。
（2）早先电话听筒的结构如图乙所示，当变化的电流通过线圈时，电磁铁的磁性强弱发生变化，对薄铁片产生变化的吸引力，从而使薄铁片振动不同而发出不同的声音，这样就可以听到对方的讲话了。
47．（2022·温州）某同学利用热敏电阻为家中的灯暖型浴霸(一种取暖用的电器)设计了一个温度可自动控制的装置，如图甲所示。“控制电路”中热敏电阻R1 的阻值随温度变化的曲线如图乙所示，电磁铁线圈可看作阻值为30Ω的纯电阻R0，电源U1电压恒定，浴霸共安装有2只标有“220 V 550 W”的灯泡，当电磁铁线圈中的电流大于或等于50mA时，继电器的衔铁被吸合，浴霸电路断开；当线圈中的电流小于或等于40mA时，继电器的衔铁被释放，浴霸电路闭合。求：
（1）工作电路闭合时，通过电路的总电流。
（2）若浴室内的温度最高不得超过40℃，则控制电路的电源电压U1最小值为多大
（3）若电源 电压恒定为12 V，则将此装置安放在浴室内，浴室内温度可控制在什么范围
【答案】（1）电路的总电流：
（2）40 ℃时R1的阻值为170 Ω，继电器电路断开的电流为50mA=0.05 A，控制电路的电源电压U1的最小值为U1=IR=0.05 A×(170Ω+30Ω)=10 V
（3）继电器电路中的电流小于或等于40 mA=0.04 A时，处于加热状态： 此时 -30Ω=270Ω查图得：R1的阻值为270Ω时对应的温度为23℃；继电器电路中的电流等于50 mA时，工作电路断开，温度最高：
此时 -30 Ω=210Ω
查图得：R1的阻值为210Ω时对应的温度32℃；浴室内温度的控制范围是23~32℃(误差±1℃均可)。
【知识点】欧姆定律及其应用；电磁继电器的组成、原理和特点
【解析】【分析】 （1）由灯泡的铭牌可知额定电压和额定功率，根据I=求出每只灯泡正常发光时的电流，再根据并联电路的电流特点求出通过电路的总电流；
（2）先从表格中找出温度为40℃时热敏电阻的阻值，然后利用串联电路电阻规律算出总电阻，最后用最小电流乘以总电阻算出最小电源电压值；
（3）取临界情况，当电流为50mA时和当电流等于40mA时，知道电源电压U0，分别求出总电阻，利用串联电阻的特点求热敏电阻R1的大小，对应图像找出温度值，从而得到浴室内温度的变化范围。
48．（2022·宁波）如图是我市快速道上安装的太阳能LED灯。这种LED灯是通过光电转换来供电的。下图是利用太阳能给LED路灯供电的自动控制电路的原理示意图。其中，R是光敏电阻，电磁铁线圈A 阻值 保护电阻 电源 其设计思想：白天，太阳能电池板将太阳能转化为电能，这种能量通过再次转化储存在大容量蓄电池内。在傍晚，当光敏电阻接收到的光照减弱到一定程度时，LED灯发光。
此光敏电阻的阻值R 与光照度E(单位：勒克斯，符号 lx)之间的几次实验数据如下表所示：
光照度 E/ lx 5 10 15 20 25 30
光敏电阻R/Ω 60 30 20 15 12 10
（1）由表格中数据可知，光敏电阻的阻值R 随光照度E 的增强而　 　。
（2）当线圈A 中的电流. 时，动触点 D 与静触点G、H接触。则在傍晚，当光照度小于多少 lx时，路灯会开始工作
（3）请用铅笔画线将电路原理图连接完整，使工作电路能正常工作(与触点的接线只能接在静触点上，图中已给出静触点 E、F、G、H的四根引线；连线不能交叉)。
（4）一只功率为6W的LED灯，通电后其发光亮度相当于30 W的日光灯。某间教室有24盏30 W的日光灯，每天平均使用2h，如果能用6 W的LED灯进行照明，则一个月(按30天计算)可节约电能多少千瓦时
【答案】（1）减小
（2）0.03 A×(R+60Ω+20 Ω)=3 V
R=20Ω
查表可知E=15 lx
（3）
（4）34.56 kW·h
【知识点】电磁继电器的组成、原理和特点；电磁铁的其他应用；电能表参数的理解与电能的求法；电功率计算公式的应用
【解析】【分析】（1）分析表格中数据得出光敏电阻的阻值与光照度的关系。
（2）由题知，当线圈A中的电流I＞30.0mA时，动触点D与静触点G、H接触；白天充电；当线圈A中的电流I≤30.0mA时，动触点D与静触点E、F接触，路灯开始工作。
则由欧姆定律可得自动控制电路的总阻值，由串联电路的总阻值等于各电阻之和可得出此时光敏电阻的阻值，由实验数据可得出此时的光照度。
（4）用公式W=Pt分别计算两种灯消耗的电能进行比较。
【解答】 （1）由实验数据可知，光敏电阻的阻值R随光照度E的增强而减小；
（2）由题知，当线圈A中的电流I＞30.0mA时，动触点D与静触点G、H接触；白天充电；当线圈A中的电流I≤30.0mA时，动触点D与静触点E、F接触，路灯开始工作。
则由欧姆定律得：自动控制电路的总阻值为：，
由串联电路的总阻值等于各电阻之和可知：此时光敏电阻的阻值R=R总-R0=100Ω-80Ω=20Ω，
由实验数据可知，光敏电阻的阻值R=20Ω时光照度为15lx，即光照度小于15lx，路灯开始工作。
（3）白天光敏电阻的阻值较小，电路中电流较大，电磁铁将衔铁吸引，动触点D与静触点G、H接触，因此照明电路白天断开，夜晚光敏电阻的阻值较大，电路中电流较小，电磁铁磁性减弱，衔铁被弹回，动触点D与静触点E、F接触，因此照明电路晚上接通。故设计电路如图：
（4）用LED灯消耗电能：
W=Pt=6×10-3 kW×24×2h×30=8.64kW h；
用日光灯消耗电能：
W'=P't=30×10-3 kW×24×2h×30=43.2kW h；
W'-W=43.2kW h-8.64kW h=34.56kW h。
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