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专题24　电和磁
【知识点回顾】
一、磁场
1．具有吸引铁、钴、镍等物质的性质称为________。
2．具有磁性的物体叫________。
1．磁体周围存在磁场，磁场是一种看不见，而又摸不着的________。
2．基本性质：它对放入其中的磁体产生________。磁体间的相互作用就是通过________发生的。
3．方向：磁场具有________。将一个小磁针放入磁场中任何一点，小磁针________所指的方向就是该点磁场的方向。
1．磁体中各部分磁性强弱不同，两端磁性最强称为磁极。磁极分为________极和________极。
2．磁极相互作用的规律：同名磁极________，异名磁极________。
3．条形磁铁和蹄形磁铁的磁感线：在磁铁外部，________。
4．磁感线的________表示磁场的强弱，磁感线的切线方向表示磁场的方向。
注意：磁场是一种实际存在的物质，而磁感线是人为________的，实际并不存在。
考点5　绘制通电直导线周围的磁感线　　描述通电直导线周围存在着磁场及磁场的分布规律　
1．奥斯特实验
________表明电流周围存在磁场。
2．通电直导线周围的磁场是以导线上各点为中心的同心圆。越靠近导线，磁感线越________。磁场方向随着________的改变而改变。
考点6　绘制通电螺线管周围的磁感线　　描述通电螺线管周围存在着磁场及磁场的分布规律　
通电螺线管的磁场和条形磁体的磁场相似。其两端的极性跟________有关，电流方向与磁极间的关系可由________来判断。
考点7　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　
通电导体在磁场中受到力的作用，受力的方向跟____________和____________有关。如果这两者其中之一的方向改变，则力的方向____________，如果这两者的方向同时改变，则力的方向____________。
1．定义：内部带________的通电螺线管。
2．原理：当在通电螺线管内部插入铁芯后，铁芯被通电螺线管的磁场________。磁化后的铁芯也变成了一个磁体，这样由于两个磁场互相叠加，从而使螺线管的磁性大大增强。
3．优点：磁性有无由________来控制，磁极方向由________来控制，磁性强弱由________、________来控制。
4．应用：电话、电磁继电器等。
二、电磁感应现象
1．闭合电路的________导体在磁场中做________磁感线的运动时，导体中就会产生电流，这种现象称为电磁感应现象。
2．如果电路没闭合，则没有________，仅有________。
1．电路必须是________的。
2．导体必须做________的运动。
考点11　知道感应电流的方向跟磁场方向和导体运动方向有关　
感应电流的方向与________和________有关。
三、电磁知识在技术中的应用
1．发电机是利用________制成的。
能量转化：________。
2．电动机是利用________的原理制成的。
能量转化：____________。
3．电磁起重机、电磁继电器及磁悬浮列车都是根据电磁铁的原理制成的。
4．磁带、磁卡等是利用磁性材料的磁化来记录信息的产品。
1．自然界有一些发电的动物，如电鳗。
2．人体电流：人在肌肉运动及神经传导信息至大脑时会产生极微弱的电流。人体内的心脏在每一次周期性的跳动中，心脏内某些部位间的电压发生有规律的变化。这种生物电通过心脏周围的导电组织和体液，反映到身体各部位，使身体各部位间电压随心脏的跳动发生有规律的变化。大脑皮层中神经元的生物电活动表现为大脑皮层具有规律性的电压改变。
3．静电：冬天脱毛衣时有时会有火花，这是毛衣与皮肤摩擦产生了________。人体静电的电压最大可达2万伏左右，但由于电流小，没有危险。
电磁继电器是用电磁铁控制的自动开关，使用电磁继电器可以用低电压、弱电流控制高电压、强电流。
考点1　1.磁性　2.磁体
考点2　1.特殊物质　2.磁力的作用　磁场　3.方向性　北极
考点3　1.N　S　2.互相排斥　互相吸引　3.磁感线从N极出来，进入S极　4.疏密　假想
考点5　1.奥斯特实验　2.密集　电流方向
考点6　电流方向　安培定则
考点7　磁场方向　电流方向　改变　不变
考点8　1.铁芯　2.磁化　3.通断电　电流方向　电流大小　线圈匝数
考点9　1.一部分　切割　2.感应电流　感应电压
考点10　1.闭合　2.切割磁感线
考点11　导体运动的方向　磁场方向
考点12　1.电磁感应原理　机械能转化为电能
2．通电导体在磁场中受力　电能转化为机械能
考点13　3.静电
【例题精析】
（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
【解答】解：甲、乙处于静止状态，受力平衡；若甲、乙相邻的磁极为同名磁极，同名磁极相互排斥，所以甲有向左运动的趋势，甲受到的摩擦力的方向是水平向右的；乙有向右运动的趋势，乙受到的摩擦力的方向是水平向左的；
若甲、乙相邻的磁极为异名磁极，异名磁极相互吸引，所以甲有向右运动的趋势，甲受到的摩擦力的方向是水平向左的；乙有向左运动的趋势，乙受到的摩擦力的方向是水平向右的；
由于不知道甲、乙的极性，所以甲、乙受到的摩擦力的方向无法确定。
故选：D。
（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．
【解答】解：伸出右手，大拇指指向电流的方向，四指的环绕方向为磁场的方向，故导体正下方为N极，上方为S极；在磁体的内部，磁感线是从S极到N极，小磁针N极的指向与磁感线方向相同，所以小磁针的下端为N极，上端为S极，故A正确。
故选：A。
（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
【解答】解：A、“司南”静止时勺柄指南，就是南极，为S极，故A错误；
B、“司南”能指南北是因为受到地磁场的作用，故B正确；
C、“司南”实质上是一个条形磁体，对铁磁性物质具有吸引作用，如果将纸盘换做铁盘，则会由于铁盘的吸引作用而无法指南北，故C错误；
D、“司南”勺柄的为S极，与地磁场的N极相互吸引，因此才具有指南北的性质，故D错误。
故选：B。
（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
【解答】解：被磁化后的铁皮会自动分开，说明磁化后的铁皮相互排斥，根据磁极间的相互作用规律可知，此时两铁皮分开的原因是同名磁极相互排斥，故C正确。
故选：C。
（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
【解答】解：由图知，A、B两电磁铁串联，所以通过A、B两电磁铁的电流相等；A的线圈匝数明显比B的线圈匝数多，实验观察到电磁铁A吸引大头针的数目比乙多；所以此实验说明电磁铁的磁性强弱与线圈匝数有关。
故选：B。
（2022 台州）铝箔轻巧，导电性好，能做许多科学实验。
实验1：“铝箔小火箭”
将铝箔卷成筒状，上端封闭并装入一截火柴头，下端开口并装上尾翼，制成小火箭。将小火箭套在发射架上，加热其上端，如图甲所示。稍后小火箭就会射到空中。
（1）小火箭与发射架不能套得太紧，否则会因 　摩擦　力太大，难以起飞。
（2）火柴头燃尽后，空中的小火箭还能继续上升，这是因为小火箭具有 　惯性　。
实验2：“铝箔秋千”
折一个U形铝箔框，其两端通过回形针与干电池两端相连，置于磁铁上方，如图乙所示。通电时，铝箔框就会朝一个方向摆动。
（3）通电摆动时，电能转化为 　机械　能和内能。
（4）若要改变铝箔框通电时的摆动方向，请写出一种方法：　改变电流的方向（或磁场的方向）　。
【解答】解：实验：“铝箔小火箭”
（1）小火箭与发射架不能套得太紧，小火箭与发射架压力变大，受到的摩擦力也变大；
（2）火柴头燃尽后，小火箭具有惯性，所以空中的小火箭还能继续上升；
实验2：“铝箔秋千”
（3）铝箔框通电后摆动是因为通电铝箔框在磁场中受力的作用，此过程将此过程将电能转化机械能和内能；
（4）因为通电导体在磁场中受力运动的方向与电流的方向和磁场的方向有关，所以要改变铝箔框通电时的摆动方向，可以改变电流的方向或磁场的方向。
故答案为：（1）摩擦；（2）惯性；（3）机械；（4）改变电流的方向（或磁场的方向）。
（2022 绍兴）如图是手机无线充电的原理简化图。当充电器线圈接通电源之后，该线圈就会产生一个磁场，当手机放在充电器上的时候，手机中的线圈就会产生感应电流，实现无线充电。
（1）手机线圈中产生电流是利用 　电磁感应　现象。
（2）当充电器线圈中某一时刻的电流方向如图所示，则图中B点的磁场方向是 　向上　（选填“向上”或“向下”）。
（3）与传统方式相比，请你对这种充电方式进行评价：　优点：使用方便、兼容性强、可以一对多进行充电；缺点：充电效率较低、电磁辐射较大　。
【解答】解：（1）电磁感应现象：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，会产生电流。所以手机线圈中产生电流是利用电磁感应现象。
（2）电流从上往下看是逆时针转动，利用右手螺旋定则判断B点磁场方向是向上；
（3）和传统充电相比，无线充电不需要数据线，避免了多种充电接口，所以充电方便、可以兼容多种充电接口的手机充电、可以一对多进行充电；
缺点：电磁辐射较大、充电效率低。
故答案为：（1）电磁感应；（2）向上；（3）优点：无线充电不需要数据线，避免了多种充电接口，所以充电方便、可以兼容多种充电接口的手机充电、可以一对多进行充电；
缺点：充电效率较低、电磁辐射较大。
（2022 浙江）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 　小磁针会发生偏转　。
（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。
【解答】解：（1）当开关闭合时，通电导线的周围产生了磁场，则导线下方的小磁针在磁场的作用下会发生偏转；
（2）电磁铁磁性的强弱与电流的大小有关，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。
故答案为：（1）小磁针会发生偏转；（2）磁性。
（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 　1.5　伏。
（2）小柯的实验想要探究的问题是：　电磁铁磁性的强弱与电磁铁两端的电压和线圈的匝数之间的关系　。
（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　（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。
【解答】解：（1）1节全新干电池的电压为1.5V；
（2）由实验过程可知，小柯在实验中改变了电磁铁两端的电压和线圈的匝数，因此小柯的实验想要探究的问题是电磁铁磁性的强弱与电磁铁两端的电压和线圈的匝数之间的关系；
（3）通过电磁铁吸引大头针的数目可以间接知道电磁铁磁性的强弱，此科学方法属于转换法；
（4）小柯在实验中改变了电磁铁两端的电压和线圈的匝数，观察电磁铁吸引大头针的数目，因此需要记录电磁铁两端电压、线圈的匝数和吸引大头针的数目，设计表格如下表：
线圈匝数/圈 6 9 12
实验次数 1 2 3 4 5
电压U/V 1.5 3.0 4.5 1.5 1.5
吸引大头针的数目/枚
故答案为：（1）1.5；（2）电磁铁磁性的强弱与电磁铁两端的电压和线圈的匝数之间的关系；（3）转换法；（4）如上表所示。
（2022 湖州）我国现在倡导绿色、环保、低碳的生产和生活方式。湖州长兴弁山风力发电场是浙江省首个低风速区域风电项目，已并网发电，一年可发电约5000万千瓦时。
（1）图1装置可以演示风力发电机原理的是 　B　（选填“A”或“B”）。
（2）已知火力发电时，发1度电需煤400克，弁山风力发电场的投入使用，每年可节省煤约多少吨？
（3）现代人居家装修普遍采用无主灯风格，如图2所示。小明家今年装修新房，家庭电路中总共安装了20只规格为“220V 10W”的灯泡，若这20只灯泡全部正常工作（其他用电器不工作），求家庭电路中的总电流。
【解答】解：（1）A图：电路在有电源，有磁场，是通电导体在磁场中受力而运动，是电动机的原理；
B图：灵敏电流计指针偏转说明电路中产生感应电流，产生感应电流，必须是闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动，故可以演示风力发电机原理的是B；
（2）发1度电需煤400g，需要煤的质量：
m＝W总×400g/kW h＝5×107kW h×400g/kW h＝2×1010g＝2×107kg＝2×104t；
（3）用电器的总功率为：P总＝20×10W＝200W，
这20只灯泡全部正常工作（其他用电器不工作），则电路中的总电流为：I总0.9A。
答：（1）B；
（2）每年可节省煤约2×104t；
（3）家庭电路中的总电流为0.9A。
【习题巩固】
一．选择题（共14小题）
1．（2022 拱墅区一模）如图为一外形为正方体的强磁铁。为探究该磁铁的磁极分布，下列提出猜想不合理的是（　　）
A．磁极可能是左右分布
B．磁极可能是中间S极两端N极分布
C．磁极可能是上下分布
D．磁极可能是对角分布
【解答】解：任何一个磁体都有两个磁极，没有一个磁极的磁体；
A、A的左端是S极，右端是N极，符合此题具有两个磁极的要求，可以探究磁铁的磁极分布，故A猜想合理；
B、B的左端是N极，右端是N极，磁铁两端只有一个磁极，不符合磁体的要求，不能探究磁铁的磁极分布，故B猜想不合理：
C、C的上端是S极，下端是N极，符合此题具有两个磁极的要求，可以探究磁铁的磁极分布，故C猜想合理；
D、D的左前端是S极，右后端是N极，符合此题具有两个磁极的要求，可以探究磁铁的磁极分布，故D猜想合理。
故选：B。
2．（2022 上城区一模）小徐为栽种蔬菜的大棚设计了温度自动报警器，电路如图所示。下列对此设计的认识合理的是（　　）
A．改变控制电路的电源正负极，不影响报警器工作
B．若要提高报警温度，可以增大控制电路的电源电压
C．控制电路中的水银可以换成蒸馏水
D．工作电路中的衔铁可以用铜代替
【解答】解：A、报警器中的控制电路的电源的正负极对调后会影响电磁铁的极性，不会影响自动报警器工作，故A正确；
B、适当增大电源电压可增大电磁铁的磁性，但却无法提高报警的温度，故B错误；
C、蒸馏水不是导体，控制电路中的水银不可以换成蒸馏水，否则电路为断路，故C错误；
D、铜不能被磁体吸引，不能做电磁继电器工作电路中的衔铁，故D错误。
故选：A。
3．（2022 金东区二模）如图是一种名为“铁钉桥”的游戏，它是利用左右两块同一电路的电磁铁将数枚细铁钉搭建而成，下列说法正确的是（　　）
A．“铁钉桥”利用了异名磁极相互吸引
B．被磁化后的“铁钉桥”中间磁性最强
C．电磁铁断电后“铁钉桥”也不会倒塌
D．改变电流方向会导致“铁钉桥”倒塌
【解答】解：A、同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。图中，左右两块电磁铁将数枚原本没有磁性的细铁钉磁化后相互吸引，故A正确；
B、被磁化后的“铁钉桥”两端最强，中间磁性最弱，故B错误；
CD、电磁铁的磁性与线圈的匝数、电流大小有关。若增加电磁铁中电流的大小，磁性增强，则会搭建起由等量的粗铁钉（长度、密度等与细铁钉一致）组成的“铁钉桥”，断电后没有磁性；改变电流方向会导致“铁钉桥”极性改变，磁性不变，不会倒塌，故CD错误。
故选：A。
4．（2022 桐庐县一模）科学需要实验探究。如图，在静止指向南北方向的小磁针上方平行地放一根直导线。闭合开关，原来静止的小磁针发生转动，原来静止的直导线仍然未动。下列分析正确的是（　　）
A．小磁针发生转动，说明通电直导线周围存在磁场
B．小磁针发生转动，说明通电直导线周围存在磁感线
C．直导线仍然未动，此时偏转的小磁针对直导线没有力的作用
D．改变电池正负极，原来静止的小磁针发生转动方向不变
【解答】解：
AB、当直导线通电时，小磁针会发生偏转，该实验说明电流周围存在磁场；磁感线实际不存在，是为了描述磁场的分布假想的曲线，故A正确，B错误；
C、直导线仍然未动，直导线对小磁针有力的作用，由于物体间力的作用是相互的，偏转的小磁针对直导线也有力的作用，故C错误；
D、磁场方向与电流方向有关，改变电池正负极，电流的方向改变，磁场的方向改变，原来静止的小磁针发生转动方向改变，故D错误。
故选：A。
5．（2022 拱墅区校级一模）如图所示，是电磁继电器的应用，通过低压电路控制高压的电路，下列有关说法不正确的是（　　）
A．此装置利用了电流的磁效应
B．正常情况下当控制电路开关闭合时，绿灯亮电动机工作
C．若闭合控制电路开关仍是红灯亮，应将支点O向右移
D．若改变低压电源的正负极，工作电路的工作情况不变
【解答】解：
A、电磁继电器的核心部件是电磁铁，电磁铁通电时有磁性，断电时无磁性，运用的是电流的磁效应，故A正确；
B、正常情况下当控制电路开关闭合时，电磁铁具有磁性，吸下衔铁，使得绿灯和电动机的电路接通，绿灯亮、电动机工作，故B正确；
C、若闭合控制电路开关仍是红灯亮，这说明弹簧的拉力与拉力的力臂的乘积大于吸合力与吸合力与其力臂的乘积，要使衔铁被吸下，应在弹簧拉力不变的情况下，应该减小弹簧拉力的力臂，所以支点应该向左移动，故C错误；
D、若改变低压电源的正负极，由于电磁铁磁性的大小与电流的方向无关，所以工作电路的工作情况不变，故D正确。
故选C。
6．（2022 临安区一模）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，电路中滑动变阻器的滑片P逐渐向左移动，条形磁铁从静止到开始运动的过程中，下列说法中正确的是（　　）
A．电磁铁右端是N极
B．静止时，条形磁铁受到的摩擦力方向向左，大小不变
C．运动时，条形磁铁受到的摩擦力方向向左，逐渐变大
D．条形磁铁受到两对平衡力的作用
【解答】解：
A、由图可知，螺线管中的电流方向是从右端流入左端流出，结合螺线管的绕向，由安培定则可知，螺线管左端为N极，右端为S极；故A错误；
BC、根据磁极间作用规律可知，条形磁铁左端要受到电磁铁对它一个向右的排斥力；条形磁铁在向右排斥力的作用下仍处于平衡状态，说明其在水平方向上受到平衡力的作用，由此可知，桌面对条形磁铁有一个向左的摩擦力来平衡排斥力；
当滑片P向左滑动时，滑动变阻器接入电路的阻值减小，电源电压不变，根据欧姆定律可知，电路中的电流增大，所以电磁铁的磁性增强，电磁铁对条形磁铁的排斥力增大；由于条形磁铁仍然静止，摩擦力始终等于电磁铁的排斥力，所以摩擦力也随之增大；
运动时，条形磁铁对水平面的压力不变，接触面的粗糙程度不变，受到的摩擦力不变，方向向左，故BC错误；
D、条形磁铁在水平方向上受到排斥力和摩擦力的作用，这两个力是一对平衡力；在竖直方向上受到重力和支持力的作用，这两个力是一对平衡力，故受到两对平衡力的作用，故D正确。
故选：D。
7．（2022 鹿城区一模）某小组探究“导体在磁场中产生感应电流的条件”，下列四种情况中（箭头表示导体ab的移动方向），灵敏电流计指针会偏转的是（　　）
A． B．
C． D．
【解答】解：
A、电路是闭合的，导体竖直上下运动，尽管导体运动，但导体没有做切割磁感线运动，电流计指针不发生偏转，故A错误；
BD、电路是断开的，不会产生感应电流，故BD错误；
C、电路是闭合的，导体在磁场中做切割磁感线运动，导体中有感应电流，电流计指针发生偏转，故C正确。
故选：C。
8．（2022 杭州模拟）如图，电磁铁的左下方有条形磁铁，在弹簧测力计作用下向右沿水平方向缓慢移动。闭合开关，当条形磁铁从电磁铁的左下方运动到正下方过程中，下列判断正确的是（　　）
A．电磁铁的下端为S极
B．滑片逐渐向下移动时，电磁铁的磁性逐渐减弱
C．若只改变电源正负极，弹簧秤的拉力会逐渐变大
D．条形磁铁对地面的摩擦力逐渐减小
【解答】解：
A、电流从电磁铁的上端流入、下端流出，根据安培定则可知，电磁铁的下端是N极，故A错误；
B、若滑动变阻器的滑片逐渐向下滑动，滑动变阻器接入电路的电阻变大，电流减小，则电磁铁的磁性减弱，故B正确；
C、若只改变电源正负极，电流的方向发生了变化，电磁铁的磁性也会发生变化，电磁铁的下端为S极，异名磁极相互吸引，使得条形磁铁对地面的压力减小，接触面的粗糙程度不变，摩擦力会变小，所以弹簧秤的拉力会逐渐变小，故C错误；
D、当条形磁铁从电磁铁的左下方运动到正下方过程中，同名磁极相互排斥，所以条形磁铁对地面的摩擦力逐渐变大，故D错误。
故选：B。
9．（2022 兰溪市校级模拟）一条形磁铁放在水平桌面上，并受到水平向右的拉力F，电磁铁置于条形磁铁附近并正对（如图所示）。若条形磁铁始终处于静止状态，下列叙述中，正确的是（　　）
A．闭合开关前，电磁铁与条形磁铁间没有力的作用
B．闭合开关前，条形磁铁受到桌面向左的摩擦力，且大小与拉力F相等
C．闭合开关后，滑片P向a移动时条形磁铁一定受到桌面向左的摩擦力
D．闭合开关后，滑片P向a移动时电磁铁与条形磁铁间的作用力增大
【解答】解：
A、闭合开关前，虽然电磁铁没有磁性，但是条形磁铁对电磁铁内置的铁芯也有吸引力，故A错误；
B、闭合开关前，条形磁铁处于平衡状态，水平方向上受力平衡，受到电磁铁的吸引力、拉力与摩擦力的共同作用，摩擦力与拉力不相等，故B错误；
C、闭合开关后，电磁铁有磁性，根据图中的电流方向结合安培定则可知，电磁铁的左端是N极、右端是S极，因异名磁极相互吸引，由于不知道吸引力与F的大小关系，无法判定摩擦力的方向，故C错误；
D、闭合开关后，滑片P向a移动过程中，变阻器接入电路的阻值变小，根据欧姆定律可知，通过电磁铁的电流变大，磁性增强，对条形磁铁的吸引力变大，故D正确。
故选：D。
10．（2022 下城区校级模拟）如图所示，电磁铁的右下方有一铁块，在弹簧测力计作用下向左做匀速直线运动，在铁块从电磁铁的右下方运动到正下方的过程中，滑片P逐渐向a端滑动，下列判断正确的是（　　）
A．电磁铁的磁性逐渐减弱
B．电磁铁的上端为N极
C．铁块对地面的压强逐渐变大
D．弹簧测力计的示数逐渐减少
【解答】解：
A、由图可知，当滑片逐渐向a滑动时，滑动变阻器接入电路的电阻变小，根据欧姆定律I可知电路中的电流增大，其他因素不变时，电磁铁的磁性逐渐增强，故A错误；
B、电流从电磁铁的下端流入，上端流出，根据安培定则可知，电磁铁的下端为N极，上端为S极，故B错误；
CD、铁块从电磁铁右下方逐渐向电磁铁下方移动，同时滑片逐渐向上滑动，电磁铁的磁性逐渐增强，铁块受到的吸引力在逐渐变大，所以铁块对地面的压力在逐渐减小，由于接触面的粗糙程度不变，所以滑动摩擦力变小，拉力和滑动摩擦力是一对平衡力，大小相等，所以拉力变小，弹簧测力计示数变小；根据p可知：在受力面积一定时，铁块对地面的压强在逐渐减小，故C错误，D正确。
故选：D。
11．（2022 萧山区模拟）某同学研究磁体周围的磁场情况，将一根条形磁体放在水平桌面上，在它周围放置一些小磁针，小磁针的指向情况如图甲所示；将小磁针拿掉之后，在条形磁体上面放一块有机玻璃，玻璃上均匀撒一层铁屑，轻轻敲打玻璃，可以看到铁屑的分布情况如图乙所示；根据甲图和乙图所示的实验现象，用磁感线描述条形磁体周围的磁场情况如图丙所示。下列说法不正确的是（　　）
A．图甲所示的实验，研究的是条形磁体周围的磁场方向特点
B．图乙所示的实验，研究的是条形磁体周围的磁场分布特点
C．图丙所示的条形磁体周围的磁感线，是人们为了描述磁场建立的物理模型
D．由图丙可知，条形磁体周围的磁场是由磁感线组成的
【解答】解：
A、图中，小磁针放在条形磁体的周围，条形磁体的周围存在磁场，小磁针静止时N极的指向为磁场的方向，故A正确；
B、磁体周围始终存在磁场，借助细铁屑可以显示磁体周围的磁场分布特点，故B正确；
CD、磁感线是人们利用建模的方法画出来的，并不真实存在的曲线，故C正确，D错误。
故选：D。
12．（2022 宁波模拟）想利用细铁屑和小磁针来显示通电螺线管外部的磁场，下列方法错误的是（　　）
A．用细铁屑的疏密来显示磁场的强弱
B．用小磁针的偏转来显示磁场的存在
C．用细铁屑的分布来显示磁场的分布
D．用小磁针S极的指向来显示磁场的方向
【解答】解：AC、在研究磁场时，通过在磁体周围撒铁屑看铁屑分布来反映磁场的分布，铁屑越密集的地方，磁场越强，所以细铁屑的疏密能显示磁场的强弱，故AC正确；
BD、磁场不能直接观察，通过观察小磁针来判断磁场的有无和方向，小磁针在磁场中静止时，N极的指向为磁场的方向，故B正确，D错误。
故选：D。
13．（2022 拱墅区校级三模）人工心脏泵能短时间代替心脏工作，其结构如图所示。线圈AB固定在活塞的柄上，泵室通过单向阀门与血管相通。阀门S1只能向泵室外侧开启；阀门S2只能向泵室内侧开启。关于人工心脏泵，下列说法正确的是（　　）
A．电流从线圈A端流入时，血液流入泵室
B．电流从A端流入时，活塞向右移动
C．线圈AB中应通入大小方向都不变的直流电
D．人工心脏泵跳动的频率由线圈中电流的大小决定
【解答】解：
AB、电流从线圈A端流入过程中，根据安培定则，螺线管左端为S极，此时异名磁极相互吸引，活塞左移，S1关闭，S2打开，血液从S2流入，故A正确，B错误；
C、线圈AB中若通入直流电，根据图结合题意可知，活塞只能向一个方向移动，完不成泵血任务，因此要使该装置能维持人体血液循环，线圈间所接电源应为交流电，即：活塞可以左右移动，血液既能流回心脏也能从心脏输出去，故C错误；
D．图中的线圈移动快慢与交流电的频率有关，交流电电流方向改变的快慢影响跳动次数，与电流大小无关，故D错误。
故选：A。
14．（2022 杭州二模）要求设计一个电磁限流器，当电路中电流过大时，它能切断电路，并需手动闭合。兴趣小组设计了两个电磁限流器，示意图如下，其中的C、D为动触点。下列说法中正确的是（　　）
A．甲能满足设计要求，乙不能满足设计要求
B．乙能满足设计要求，甲不能满足设计要求
C．甲和乙都能满足设计要求
D．当电路中电流过大时，弹簧1和弹簧2都变短
【解答】解：
在甲图中，当电路中电流过大时，电磁铁A的磁性增强，对衔铁B的吸引力增大，使衔铁B逆时针旋转失去对闸刀S的制动作用，弹簧1把闸刀S拉起后，弹簧1缩短，切断电流，保护电路。
在乙图中，电流过大时，电磁铁吸合衔铁，也能切断电路，此时弹簧2伸长，但切断电路之后，电磁铁没有了磁性，在弹簧拉力的作用下，开关又自动闭合；而甲图不能自动闭合，只有当检修完后，排除故障，需手动闭合；
所以，甲能满足设计要求，乙不能满足设计要求。
故选：A。
二．填空题（共4小题）
15．（2022 临安区一模）电动机是利用通电导体在磁场中会受到力的作用而制成的，而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。电动机工作时是将 　电　能转化成 　机械　能。
【解答】解：（1）通电导体在磁场中受力方向只与电流的方向、磁场的方向有关；
（2）电动机工作时，消耗电能，产生机械能，故是将电能转化为机械能的装置。
故答案为：磁场方向；电流方向；电；机械。
16．（2022 普陀区校级模拟）如图所示，用细线悬挂的磁体AB，磁极未知，当闭合电路开关S后，磁体的B端与通电螺线管左端相互排斥，则A端是磁体的 　S　极，断开开关S，磁体静止时，B端会指向地理的 　北方　。（选填“北方”或“南方”）
【解答】解：当闭合电路并关S后，电流从螺线管右端流入，左端流出，根据安培定则可知，螺线管左端为N极；
由于磁体的B端与通电螺线管左端相互排斥，根据同名磁极相互排斥可知，B端是磁体的N极，A端是磁体的S极；
由于地磁的N极在地理的南极附近，地磁的S极在地理的北极附近，且磁体受地磁场的影响，所以磁体静止时，B端（N极）会指向地理的北方，A端会指向地理的南方。
故答案为：S；北方。
17．（2022 宁波一模）如图所示是小科设计的一种限流器原理图，当电流超过限制电流时，衔铁N被电磁铁M吸引过去，轻质的金属杆OA在弹簧拉力作用下绕O点转动，电路断开，会自动切断电路。
（1）电流低于限制电流时，衔铁N对金属杆OA向下的力为F1，弹簧对金属杆OA向上的拉力为F2。则F1　＜　F2（填“＜”、“＞”或“＝”）。
（2）要降低限制电流的大小时，滑片P向 　左　端移动（填“左”或“右”）。
【解答】解：（1）电流低于限制电流时，电路正常工作，此时OA不会被拉起，该装置处于平衡状态，此时弹簧对A的拉力的力臂要小于N对OA的力的力臂，根据杠杆的平衡条件可知，衔铁N对金属杆OA向下的力F1小于弹簧对金属杆OA向上的拉力F2；
（2）限流器由电磁铁和滑动变阻器这两条支路组成；
要降低限制电流的大小，即减小干路中的电流，而电磁铁的动作电流不变，根据并联电路的电流规律可知，应减小通过滑动变阻器的电流，结合欧姆定律可知应增大滑动变阻器接入电路中的电阻，所以滑片应向左移动。
故答案为：（1）＜；（2）左。
18．（2022 柯桥区一模）我国的磁悬浮列车和高铁技术都处于世界领先水平
（1）5月23日，时速可达600公里的高速磁悬浮列车试验样车在青岛下线，工作原理如图所示，车厢线圈通电后周围存在 　磁场　，该列车运行时依据磁极间相互作用的原理是 　异名磁极相互吸引　。
（2）高铁采用了“再生制动”技术，即车到站前关闭电源，此时电机线圈随车轮在磁场中转动，车轮带动发电机发电，利用 　电磁感应　的原理将车辆的机械能转化为电能。
【解答】解：（1）磁悬浮列车也是一种高速列车，它的核心部分是电磁铁，电磁铁是利用电流的磁效应制成的，即通电线圈周围存在磁场；
由图知根据安培定则知车厢线圈通电后上端为S极，与轨道的磁铁的磁极相反，由于异名磁极相互吸引，从而使得接触面彼此分离，达到了减小车轮与轨道之间摩擦力的目的；
（2）电机线圈转动中由于切割磁感线而在线圈中产生了感应电流，这种原理叫电磁感应，将列车的机械能（动能）转化为了电能。
故答案为：（1）磁场；异名磁极相互吸引；（2）电磁感应。
三．实验探究题（共1小题）
19．（2022 杭州模拟）材料一：1820年，丹麦物理学家奥斯特发现了通电导体周围存在磁场。
材料二：1825年，瑞士物理学家科拉顿做了如下实验：他将一个能反映微小变化的电流表，通过导线与螺旋线圈串联成闭合电路，并将螺旋线圈和电流表分别放置在两个相连的房间，如图。他将一个条形磁铁插入螺旋线圈内，同时跑到另一个房间里，观察电流表的指针是否偏转。
材料三：1831年，英国物理学家法拉第用闭合电路的一部分导体，在磁场里切割磁感线的时候，发现导体中产生电流，从而实现了利用磁场获得电流的愿望。
（1）进行奥斯特实验时，在静止的小磁针上方，分别用图甲和乙两种方式放置一根导线。当导线通电时，小磁针会发生明显偏转的是　甲　（选填“甲”或“乙”）。
（2）在奥斯特发现“电流周围存在磁场”之后，科拉顿、法拉第两位物理学家采用逆向思维，基于　磁能产生电　的假设，从而做了如上材料中的实验。
（3）在科拉顿的实验中，实际上已经满足产生感应电流的条件，但他并未观察到，如何操作才能让他观察到电流表指针发生偏转？　将电流表等器材置于同一房间　。
【解答】解：（1）当通电导线与小磁针平行时，小磁针发生明显偏转；
（2）科拉顿、法拉第等物理学家相继进行如材料所说的实验研究，是基于磁能产生电的科学猜想；
（3）由所给材料可知在科拉顿的实验中已经满足产生感应电流的条件。要使他能观察到电流表指针偏转可以将电流表等器材置于同一房间。
故答案为：（1）甲；（2）磁能产生电；（3）将电流表等器材置于同一房间。专题24　电和磁
【知识点回顾】
一、磁场
1．具有吸引铁、钴、镍等物质的性质称为________。
2．具有磁性的物体叫________。
1．磁体周围存在磁场，磁场是一种看不见，而又摸不着的________。
2．基本性质：它对放入其中的磁体产生________。磁体间的相互作用就是通过________发生的。
3．方向：磁场具有________。将一个小磁针放入磁场中任何一点，小磁针________所指的方向就是该点磁场的方向。
1．磁体中各部分磁性强弱不同，两端磁性最强称为磁极。磁极分为________极和________极。
2．磁极相互作用的规律：同名磁极________，异名磁极________。
3．条形磁铁和蹄形磁铁的磁感线：在磁铁外部，________。
4．磁感线的________表示磁场的强弱，磁感线的切线方向表示磁场的方向。
注意：磁场是一种实际存在的物质，而磁感线是人为________的，实际并不存在。
考点5　绘制通电直导线周围的磁感线　　描述通电直导线周围存在着磁场及磁场的分布规律　
1．奥斯特实验
________表明电流周围存在磁场。
2．通电直导线周围的磁场是以导线上各点为中心的同心圆。越靠近导线，磁感线越________。磁场方向随着________的改变而改变。
考点6　绘制通电螺线管周围的磁感线　　描述通电螺线管周围存在着磁场及磁场的分布规律　
通电螺线管的磁场和条形磁体的磁场相似。其两端的极性跟________有关，电流方向与磁极间的关系可由________来判断。
考点7　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　
通电导体在磁场中受到力的作用，受力的方向跟____________和____________有关。如果这两者其中之一的方向改变，则力的方向____________，如果这两者的方向同时改变，则力的方向____________。
1．定义：内部带________的通电螺线管。
2．原理：当在通电螺线管内部插入铁芯后，铁芯被通电螺线管的磁场________。磁化后的铁芯也变成了一个磁体，这样由于两个磁场互相叠加，从而使螺线管的磁性大大增强。
3．优点：磁性有无由________来控制，磁极方向由________来控制，磁性强弱由________、________来控制。
4．应用：电话、电磁继电器等。
二、电磁感应现象
1．闭合电路的________导体在磁场中做________磁感线的运动时，导体中就会产生电流，这种现象称为电磁感应现象。
2．如果电路没闭合，则没有________，仅有________。
1．电路必须是________的。
2．导体必须做________的运动。
考点11　知道感应电流的方向跟磁场方向和导体运动方向有关　
感应电流的方向与________和________有关。
三、电磁知识在技术中的应用
1．发电机是利用________制成的。
能量转化：________。
2．电动机是利用________的原理制成的。
能量转化：____________。
3．电磁起重机、电磁继电器及磁悬浮列车都是根据电磁铁的原理制成的。
4．磁带、磁卡等是利用磁性材料的磁化来记录信息的产品。
1．自然界有一些发电的动物，如电鳗。
2．人体电流：人在肌肉运动及神经传导信息至大脑时会产生极微弱的电流。人体内的心脏在每一次周期性的跳动中，心脏内某些部位间的电压发生有规律的变化。这种生物电通过心脏周围的导电组织和体液，反映到身体各部位，使身体各部位间电压随心脏的跳动发生有规律的变化。大脑皮层中神经元的生物电活动表现为大脑皮层具有规律性的电压改变。
3．静电：冬天脱毛衣时有时会有火花，这是毛衣与皮肤摩擦产生了________。人体静电的电压最大可达2万伏左右，但由于电流小，没有危险。
电磁继电器是用电磁铁控制的自动开关，使用电磁继电器可以用低电压、弱电流控制高电压、强电流。
【例题精析】
（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
（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．
（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
（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
（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
（2022 台州）铝箔轻巧，导电性好，能做许多科学实验。
实验1：“铝箔小火箭”
将铝箔卷成筒状，上端封闭并装入一截火柴头，下端开口并装上尾翼，制成小火箭。将小火箭套在发射架上，加热其上端，如图甲所示。稍后小火箭就会射到空中。
（1）小火箭与发射架不能套得太紧，否则会因 　 　力太大，难以起飞。
（2）火柴头燃尽后，空中的小火箭还能继续上升，这是因为小火箭具有 　 　。
实验2：“铝箔秋千”
折一个U形铝箔框，其两端通过回形针与干电池两端相连，置于磁铁上方，如图乙所示。通电时，铝箔框就会朝一个方向摆动。
（3）通电摆动时，电能转化为 　 　能和内能。
（4）若要改变铝箔框通电时的摆动方向，请写出一种方法：　 　。
（2022 绍兴）如图是手机无线充电的原理简化图。当充电器线圈接通电源之后，该线圈就会产生一个磁场，当手机放在充电器上的时候，手机中的线圈就会产生感应电流，实现无线充电。
（1）手机线圈中产生电流是利用 　 　现象。
（2）当充电器线圈中某一时刻的电流方向如图所示，则图中B点的磁场方向是 　 　（选填“向上”或“向下”）。
（3）与传统方式相比，请你对这种充电方式进行评价：　 　。
8．（2022 浙江）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）早先电话听筒的结构如图乙所示，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。
（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。
（2022 湖州）我国现在倡导绿色、环保、低碳的生产和生活方式。湖州长兴弁山风力发电场是浙江省首个低风速区域风电项目，已并网发电，一年可发电约5000万千瓦时。
（1）图1装置可以演示风力发电机原理的是 　 　（选填“A”或“B”）。
（2）已知火力发电时，发1度电需煤400克，弁山风力发电场的投入使用，每年可节省煤约多少吨？
（3）现代人居家装修普遍采用无主灯风格，如图2所示。小明家今年装修新房，家庭电路中总共安装了20只规格为“220V 10W”的灯泡，若这20只灯泡全部正常工作（其他用电器不工作），求家庭电路中的总电流。
【习题巩固】
一．选择题（共14小题）
1．（2022 拱墅区一模）如图为一外形为正方体的强磁铁。为探究该磁铁的磁极分布，下列提出猜想不合理的是（　　）
A．磁极可能是左右分布
B．磁极可能是中间S极两端N极分布
C．磁极可能是上下分布
D．磁极可能是对角分布
2．（2022 上城区一模）小徐为栽种蔬菜的大棚设计了温度自动报警器，电路如图所示。下列对此设计的认识合理的是（　　）
A．改变控制电路的电源正负极，不影响报警器工作
B．若要提高报警温度，可以增大控制电路的电源电压
C．控制电路中的水银可以换成蒸馏水
D．工作电路中的衔铁可以用铜代替
3．（2022 金东区二模）如图是一种名为“铁钉桥”的游戏，它是利用左右两块同一电路的电磁铁将数枚细铁钉搭建而成，下列说法正确的是（　　）
A．“铁钉桥”利用了异名磁极相互吸引
B．被磁化后的“铁钉桥”中间磁性最强
C．电磁铁断电后“铁钉桥”也不会倒塌
D．改变电流方向会导致“铁钉桥”倒塌
4．（2022 桐庐县一模）科学需要实验探究。如图，在静止指向南北方向的小磁针上方平行地放一根直导线。闭合开关，原来静止的小磁针发生转动，原来静止的直导线仍然未动。下列分析正确的是（　　）
A．小磁针发生转动，说明通电直导线周围存在磁场
B．小磁针发生转动，说明通电直导线周围存在磁感线
C．直导线仍然未动，此时偏转的小磁针对直导线没有力的作用
D．改变电池正负极，原来静止的小磁针发生转动方向不变
5．（2022 拱墅区校级一模）如图所示，是电磁继电器的应用，通过低压电路控制高压的电路，下列有关说法不正确的是（　　）
A．此装置利用了电流的磁效应
B．正常情况下当控制电路开关闭合时，绿灯亮电动机工作
C．若闭合控制电路开关仍是红灯亮，应将支点O向右移
D．若改变低压电源的正负极，工作电路的工作情况不变
6．（2022 临安区一模）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，电路中滑动变阻器的滑片P逐渐向左移动，条形磁铁从静止到开始运动的过程中，下列说法中正确的是（　　）
A．电磁铁右端是N极
B．静止时，条形磁铁受到的摩擦力方向向左，大小不变
C．运动时，条形磁铁受到的摩擦力方向向左，逐渐变大
D．条形磁铁受到两对平衡力的作用
7．（2022 鹿城区一模）某小组探究“导体在磁场中产生感应电流的条件”，下列四种情况中（箭头表示导体ab的移动方向），灵敏电流计指针会偏转的是（　　）
A． B．
C． D．
8．（2022 杭州模拟）如图，电磁铁的左下方有条形磁铁，在弹簧测力计作用下向右沿水平方向缓慢移动。闭合开关，当条形磁铁从电磁铁的左下方运动到正下方过程中，下列判断正确的是（　　）
A．电磁铁的下端为S极
B．滑片逐渐向下移动时，电磁铁的磁性逐渐减弱
C．若只改变电源正负极，弹簧秤的拉力会逐渐变大
D．条形磁铁对地面的摩擦力逐渐减小
9．（2022 兰溪市校级模拟）一条形磁铁放在水平桌面上，并受到水平向右的拉力F，电磁铁置于条形磁铁附近并正对（如图所示）。若条形磁铁始终处于静止状态，下列叙述中，正确的是（　　）
A．闭合开关前，电磁铁与条形磁铁间没有力的作用
B．闭合开关前，条形磁铁受到桌面向左的摩擦力，且大小与拉力F相等
C．闭合开关后，滑片P向a移动时条形磁铁一定受到桌面向左的摩擦力
D．闭合开关后，滑片P向a移动时电磁铁与条形磁铁间的作用力增大
10．（2022 下城区校级模拟）如图所示，电磁铁的右下方有一铁块，在弹簧测力计作用下向左做匀速直线运动，在铁块从电磁铁的右下方运动到正下方的过程中，滑片P逐渐向a端滑动，下列判断正确的是（　　）
A．电磁铁的磁性逐渐减弱
B．电磁铁的上端为N极
C．铁块对地面的压强逐渐变大
D．弹簧测力计的示数逐渐减少
11．（2022 萧山区模拟）某同学研究磁体周围的磁场情况，将一根条形磁体放在水平桌面上，在它周围放置一些小磁针，小磁针的指向情况如图甲所示；将小磁针拿掉之后，在条形磁体上面放一块有机玻璃，玻璃上均匀撒一层铁屑，轻轻敲打玻璃，可以看到铁屑的分布情况如图乙所示；根据甲图和乙图所示的实验现象，用磁感线描述条形磁体周围的磁场情况如图丙所示。下列说法不正确的是（　　）
A．图甲所示的实验，研究的是条形磁体周围的磁场方向特点
B．图乙所示的实验，研究的是条形磁体周围的磁场分布特点
C．图丙所示的条形磁体周围的磁感线，是人们为了描述磁场建立的物理模型
D．由图丙可知，条形磁体周围的磁场是由磁感线组成的
12．（2022 宁波模拟）想利用细铁屑和小磁针来显示通电螺线管外部的磁场，下列方法错误的是（　　）
A．用细铁屑的疏密来显示磁场的强弱
B．用小磁针的偏转来显示磁场的存在
C．用细铁屑的分布来显示磁场的分布
D．用小磁针S极的指向来显示磁场的方向
13．（2022 拱墅区校级三模）人工心脏泵能短时间代替心脏工作，其结构如图所示。线圈AB固定在活塞的柄上，泵室通过单向阀门与血管相通。阀门S1只能向泵室外侧开启；阀门S2只能向泵室内侧开启。关于人工心脏泵，下列说法正确的是（　　）
A．电流从线圈A端流入时，血液流入泵室
B．电流从A端流入时，活塞向右移动
C．线圈AB中应通入大小方向都不变的直流电
D．人工心脏泵跳动的频率由线圈中电流的大小决定
14．（2022 杭州二模）要求设计一个电磁限流器，当电路中电流过大时，它能切断电路，并需手动闭合。兴趣小组设计了两个电磁限流器，示意图如下，其中的C、D为动触点。下列说法中正确的是（　　）
A．甲能满足设计要求，乙不能满足设计要求
B．乙能满足设计要求，甲不能满足设计要求
C．甲和乙都能满足设计要求
D．当电路中电流过大时，弹簧1和弹簧2都变短
二．填空题（共4小题）
15．（2022 临安区一模）电动机是利用通电导体在磁场中会受到力的作用而制成的，而通电导体在磁场中的受力方向与 　 　和 　 　有关。电动机工作时是将 　 　能转化成 　 　能。
16．（2022 普陀区校级模拟）如图所示，用细线悬挂的磁体AB，磁极未知，当闭合电路开关S后，磁体的B端与通电螺线管左端相互排斥，则A端是磁体的 　 　极，断开开关S，磁体静止时，B端会指向地理的 　 　。（选填“北方”或“南方”）
17．（2022 宁波一模）如图所示是小科设计的一种限流器原理图，当电流超过限制电流时，衔铁N被电磁铁M吸引过去，轻质的金属杆OA在弹簧拉力作用下绕O点转动，电路断开，会自动切断电路。
（1）电流低于限制电流时，衔铁N对金属杆OA向下的力为F1，弹簧对金属杆OA向上的拉力为F2。则F1　 　F2（填“＜”、“＞”或“＝”）。
（2）要降低限制电流的大小时，滑片P向 　 　端移动（填“左”或“右”）。
18．（2022 柯桥区一模）我国的磁悬浮列车和高铁技术都处于世界领先水平
（1）5月23日，时速可达600公里的高速磁悬浮列车试验样车在青岛下线，工作原理如图所示，车厢线圈通电后周围存在 　 　，该列车运行时依据磁极间相互作用的原理是 　 　。
（2）高铁采用了“再生制动”技术，即车到站前关闭电源，此时电机线圈随车轮在磁场中转动，车轮带动发电机发电，利用 　 　的原理将车辆的机械能转化为电能。
三．实验探究题（共1小题）
19．（2022 杭州模拟）材料一：1820年，丹麦物理学家奥斯特发现了通电导体周围存在磁场。
材料二：1825年，瑞士物理学家科拉顿做了如下实验：他将一个能反映微小变化的电流表，通过导线与螺旋线圈串联成闭合电路，并将螺旋线圈和电流表分别放置在两个相连的房间，如图。他将一个条形磁铁插入螺旋线圈内，同时跑到另一个房间里，观察电流表的指针是否偏转。
材料三：1831年，英国物理学家法拉第用闭合电路的一部分导体，在磁场里切割磁感线的时候，发现导体中产生电流，从而实现了利用磁场获得电流的愿望。
（1）进行奥斯特实验时，在静止的小磁针上方，分别用图甲和乙两种方式放置一根导线。当导线通电时，小磁针会发生明显偏转的是　 　（选填“甲”或“乙”）。
（2）在奥斯特发现“电流周围存在磁场”之后，科拉顿、法拉第两位物理学家采用逆向思维，基于　 　的假设，从而做了如上材料中的实验。
（3）在科拉顿的实验中，实际上已经满足产生感应电流的条件，但他并未观察到，如何操作才能让他观察到电流表指针发生偏转？　 　。

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