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浙教版（2024）科学八下3.2电流的磁场（含答案）
一、选择题
1．通电螺线管的磁极跟电流的方向有关系，可以用安培定则来判断。若通电螺线管的连接如图所示，下列利用安培定则判断磁极方向正确的是（　　）
A． B．
C． D．
2．某同学在探究影响电磁铁磁性强弱的实验中采取了如图所示的电路。该实验判断电磁铁碰性强弱的证据是（　　）
A．电流表示数 B．线圈的匝数
C．滑片的位置 D．吸引大头针数
3．小明为了确定电池的正负极，他设计了以下四种方案，其中可行的是（　　）
A． B．
C． D．
4．如图所示，通电螺线管周围放着能自由转动的小磁针a、b、c、d，这四根磁针静止时，N极（黑色端表示N极）指向错误的是（　　）
A．小磁针a B．小磁针b C．小磁针c D．小磁针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
（第4题） （第4题）
6．如图所示，弹簧测力计甲、乙分别挂一个条形磁体和铁块，开关闭合后，当滑动变阻器的滑片向右移动时，关于弹簧测力计甲、乙的示数变化情况下列说法正确的是（　　）
A．弹簧测力计甲、乙的示数都变大 B．弹簧测力计甲的示数变小，乙的示数变大
C．弹簧测力计甲的示数变大，乙的示数变小 D．弹簧测力计甲、乙的示数都变小
（第6题） （第7题）
7．“高颜值”的磁悬浮音箱（图甲）深受年轻人喜爱。音箱底部有一块磁铁，圆柱状底座内部有电磁铁，原理如图乙。为了适应不同需求，音箱的悬浮高度是可调的，下列能使音箱的高度上升的做法是（　　）
A．减少线圈的匝数 B．减小电源电压
C．滑片P向右移动 D．抽掉电磁铁铁芯
8．在物理学史上，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）。当这种物体被磁化时，其内部的分子电流会整齐排列，对外表现出磁性。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．这一假说可以用来解释磁现象产生的原因
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
9．小明利用如图甲装置探究通电导线周围的磁场分布，通电后多次敲击塑料板，他观察到铁屑的分布情况如图乙（图中“ ”表示导线的位置）。下列选项能表示通电导线电流变大后的铁屑分布的是（　　）
A． B．
C． D．
10．小科所在的项目化小组制作了磁悬浮地球仪，如图是其内部结构图，地球仪内部顶端是一块磁铁，支撑装置顶部内有电磁铁，通电之后将地球仪放在适当位置即可悬浮。为了适应不同需求，地球仪的悬浮高度是可调的，下列能使地球仪的高度上升的做法是（　　）
A．减少线圈的匝数 B．增大电源电压
C．增加一个定值电阻与电磁铁串联 D．抽掉电磁铁铁芯
（第10题） （第11题）
11．如图所示，在一通电环形线圈内放一小磁针，小磁针的指向是（　　）
A．N极垂直纸面指向纸内 B．N极垂直纸面指向纸外
C．N极指向右 D．N极指向左
12．如图是利用太阳能给LED路灯供电的自动控制电路的示意图。R是光敏电阻，R0是保护电阻，阻值不变。日光充足时，电磁继电器将衔铁吸下，GH接入电路，太阳能电池板给蓄电池充电。光线不足时，衔铁被弹簧拉起，EF接入电路，蓄电池给LED路灯供电，路灯亮起。关于该电路分析错误的是（　　）
A．光敏电阻R阻值随光照强度增大而减小
B．电路工作时，电磁铁上端为N极
C．若想更容易吸下衔铁，也可增加电磁铁线圈匝数
D．减小保护电阻R0阻值可延长每天路灯照明时间
（第12题） （第13题）
13．根据下列材料，完成下面小题，在项目化学习中，小科与组员开展了“自制漂浮式指南针”的实践项目（如图）。铜片、锌片和食盐水溶液共同组成了“盐水电池”，其中铜片作电源正极，锌片作负极。
下列关于通电螺线管A端的磁极及所指的地理方位判断正确的是（　　）
A．N极、北方 B．N极、南方 C．S极、北方 D．S极、南方
14．小科在医院看到一种输液报警器，如图甲所示。当管内药液流完时，电铃发声。报警器内部有一可变电阻，当输液管内有液体时电阻大，无液体时电阻小，电路如图乙所示。则当开关闭合，报警器电路工作时。以下分析合理的是（　　）
A．输药液时，药滴匀速滴下，说明输液瓶内上方气压不变
B．药液输完时，电流表示数变大、电压表示数变小
C．药液输完时，电铃中的电磁铁磁性最强
D．药液未输完时，电铃不响是因为没有电流通过
二、填空题
15．根据题意填写：
（1）三个磁体相邻磁极间的磁感线分布如甲图所示，则C端为　 （选填“S”、“N”）极。
（2）通电螺线管的磁感线方向如乙图所示，则电源的左端为　 　 极（选填“正”、“负”）。
（第14题） （第15题）
16．图为小科装配直流电动机的原理图，EF、PQ为螺线管，abcd为电动机的线圈，OO'为转轴。闭合开关，从O点沿转轴观察，线圈顺时针转动。
（1）为使线圈正常转动，螺线管PQ的磁极和绕线方式正确的是 　 　 。
A. B. C. D.
（2）若将电源正负极对调，线圈的转动方向 　 　 （填“变”或“不变”）。
（3）装配完成后，闭合开关发现线圈不动，请你写出一种可能的故障和排除故障的方法 　 　 。
（第16题） （第18题）
17．如图﹣1，是室内自动换气系统的电路图。控制电路的电源电压为3V，R0为电阻箱，RK的阻值与烟雾浓度K的关系如图﹣2所示。当电磁铁线圈中的电流I≥0.03A时，衔铁被吸下，电风扇转动，开始排气。
（1）电磁铁工作时，其上端为　 　 极。
（2）当烟雾浓度升高时，控制电路中线圈的电流　 　 （选填“变大”“变小”或“不变”）。
（3）控制电路的电源电压低于3V时，若保持空气质量的标准不变，R0的阻值应　 　 （选填“增大”“减小”或“不变”）。
18．科学发现往往闪耀着科学家们智慧的光芒。
（1）1820年奥斯特发现通电导线能使其周围的小磁针发生偏转。如图，在小磁针的上方拉一根与小磁针　 　 （选填“垂直”、“平行”或“任意方向”）的直导线，闭合开关时，小磁针N极向纸外偏转，则电源　 　 （选填“A”或“B”）端为正极。
（2）法拉第深入思考了奥斯特实验，认为：通电导线能使磁针转动，说明磁针受到力的作用，那么反过来，磁针也能使通电导线转动。他这样推测的依据是　 　 。
19．2024年11月16日，神舟飞船与中国空间站核心舱成功对接（图甲）。当飞船和核心舱靠近对接时，为预防撞击带来影响，需配置对接缓冲装置。小蓝设计了如图乙所示的对接缓冲装置简图。通电后，螺线管的b端为 　 　 极（选填“N”或“S”）；为增强缓冲效果，滑动变阻器的滑片P应向 　 　 侧滑动（选填“左”或“右”）。
（第19题） （第20题）
20．如图所示，在探究通电直导线周围磁场的实验中：
（1）小磁针静止后，调节直导线的位置，使它与小磁针　 　 （选填“平行”或“垂直”）。
（2）闭合开关时，图中的小磁针N极将指向　 　 （填“纸面内”或“纸面外”）。
21．如图是著名的奥斯特实验，据图回答问题。
（1）实验甲是通过 　 　 来确定磁场的存在。
（2）甲、乙对照，自变量是 　 　 ；甲、丙对照，自变量是 　 　 。
（3）下列描述属于实验结论的是 　 　 。
A.实验甲：小磁针发生了偏转
B.实验乙：导体中没有电流，小磁针不偏转
C.实验甲和丙对照：电流方向改变，小磁针的偏转方向也改变
D.以上描述都不是
（第21题） （第22题）
22．如图所示，在“探究通电螺线管外部磁场分布”的实验中，小敏在螺线管两端各放一个小磁针，并在硬纸板上均匀撒满铁屑。
（1）通电螺线管产生磁场分布类似　 　 磁体产生磁场分布；放入小磁针的作用是　 　 ；
（2）改变电流方向，小敏发现，铁屑的分布形状　 　 （填“没有改变”或“发生改变”）；小磁针的指向与原来相反，说明通电螺线管产生的磁场方向与　 　 有关。
三、探究题
23．丹麦科学家奥斯特发现电流的周围存在磁场，法国科学家安培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）在演示奥斯特实验时，如甲图所示，正确的实验操作顺序为 　 　 （填序号）。
①闭合开关 ②放置小磁针 ③摆放导线
（2）乙图中的实验表明平行通电导线之间有力的作用，若此时改变其中一根导线的电流方向，你预测会产生的实验现象是 　 　 。
（3）安培发现平行通电导线之间相互作用力F的大小可能跟两根导线中的电流I1、I2的大小，导线的长度L，导线之间的距离r有关，有关实验数据如下：
实验次数 导线的长度L/m I1 I2 导线间距离r/m F/N
1 1 0.2 0.2 0.1 1.0×10﹣7
2 1 0.1 0.2 0.1 0.5×10﹣7
3 1.5 0.2 0.2 0.1 1.5×10﹣7
4 1 0.2 0.2 0.05 2.0×10﹣7
5 1.5 0.2 0.4 0.1 3.0×10﹣7
6 1 0.2 0.2 0.2 0.5×10﹣7
分析表格中的数据，可得出结论：　 　 。
24．科学家奥斯特在1820年发现了电流的磁效应。某学习小组，想重现奥斯特的发现，进行了实验一：他们将一根通电导线放置于东西方向（如图甲），观察到导线下方的小磁针偏转不明显。
电流周围的磁场到底是怎么分布的呢？学习小组又进行了实验二：把一根直导线穿过一块水平放置的硬纸板，在纸板上均匀撒上一薄层铁粉，在导线中通以电流并轻轻敲击纸板，结果出现了如图乙所示的现象。
（1）实验一，为了使小磁针偏转明显，考虑地磁场的影响，该如何放置通电导线：　 。
（2）实验二，敲击纸板的目的是 　 　 。
（3）上下移动纸板重复实验二，得到了类似的现象，由此可知，在直线电流周围的磁场中，磁感线分布在垂直于通电导线的所有平面上，是以电流为中心的一系列 　 　 。
（4）在纸板上围着导线对称地放上四枚小磁针，先后在导线中接通自下而上和自上而下的电流，小磁针指向如图丙所示，由此可以得到的结论是 　 　 。
25．为了研究通电螺线管的磁性强弱与哪些因素有关，某科学兴趣小组同学利用一个螺线管、几根完全相同的铁棒及其他器材进行实验。实验时，先把螺线管固定在连有弹簧的铁块下方，并将其接入电路，闭合开关，移动滑片，使通过螺线管的电流为某一数值，弹簧略有伸长，出现如图甲的现象。接着他们再分别在螺线管中插入数量不同的铁棒，重复上述实验，每次实验电流表示数均相同，现象分别如图乙、丙、丁所示。请仔细观察图中的操作和现象，然后归纳得出结论。
（1）本实验中，通过观察　 　 来判断通电螺线管磁性的强弱。
（2）比较　 　 两图可得，在电流一定时，同一通电螺线管插入铁棒后，通电螺线管磁性增强。
（3）比较乙、丙、丁三图可得：在电流一定时，同一通电螺线管的磁性随插入铁棒数量的增多而_________ （选填“增强”、“不变”或“减弱”）。
（4）本实验过程中，图甲的作用是　 　 。
四、解答题
26．半导体薄膜压力传感器是一种常用的传感器，其阻值R1随压力变化情况如图甲所示。小科利用此传感器设计了如图乙所示的自动分拣苹果装置，并设置分拣标准为0.15千克。其原理是：调节R2的滑片P，使得0.15千克的苹果在托盘秤上时，电磁铁恰好能吸住分拣开关的衔铁，苹果便通过下方通道筛选出来，此时R2两端的电压为3V。已知电源电压为6V，内阻不计。
（1）电磁铁上端是　 　 极（选填“N”或“S”）；
（2）为使该装置达到上述分拣标准，R2的阻值应调为多少？（通过计算证明）
（3）为了提高分拣标准，挑选出质量为0.2千克以上的苹果，可以进行的操作是_________　 　 （写出一种即可）。
27．植物生长需要适宜的环境湿度。某劳动实践小组为大棚内的甲植物（适宜的环境湿度为30%﹣40%）设计了一个自动加湿装置，当环境湿度降至30%，加湿器开始加湿；当环境湿度升至40%，加湿器停止加湿，其电路如图所示。控制电路的电源电压U恒为6V，定值电阻R0为20Ω，湿敏电阻R的阻值与环境湿度的对应关系如表所示。（线圈电阻忽略不计）
（1）闭合开关S1，电磁铁的上端是 　 　 极（选填“南”或“北”）。
（2）当环境湿度增大时，电磁铁的磁性会 　 　 （选填“增强”或“减弱”）。
（3）闭合开关S1、S2，求衔铁恰好被吸下时，通过控制电路的电流大小为多少安？
（4）若大棚内换成种植乙植物（适宜的环境湿度为50%～70%），小明提出该加湿装置只需更换电阻R0就能实现“当环境湿度降至50%，加湿器开始加湿；当环境湿度升至70%，加湿器停止加湿”的功能。求更换后R0的阻值大小为多少欧？
环境湿度 湿敏电阻R/Ω
70% 10
50% 20
40% 30
30% 40
28．某兴趣小组为学校智慧农场的储水箱设计自动注水控制系统。
【明确目标】电路功能：水箱装满水时，水泵能自动停止工作。
【分析条件】①工作电路电压U1恒为220V，控制电路电压U2恒为12V。
②压敏电阻R2安装在水箱下部，其阻值会随压力变化而改变。
③电磁铁线圈阻值不计，当电流达到40mA时，衔铁恰好被吸下。
④水箱的容积为0.8m3，水箱自身质量不计。
【设计方案】根据要求，该小组设计了图甲方案。
（1）闭合开关S时，电磁铁上端为　 　 极。
（2）为达成设计目标，R2应选择图乙中的　 　 （选填“①”或“②”）。
（3）水箱装满水时工作电路中的电动机M恰能自动停止工作，则R1应为多少欧？
参考答案
1．【考点】安培定则．
【分析】通电螺线管中的安培定则：用右手握住通电螺线管，让四指指向电流的方向，那么大拇指所指的那一端是通电螺线管的N极。
【解答】解：图中电流从通电螺线管的左侧流入，右侧流出，用右手握住通电螺线管，四指指向电流的方向，则大拇指应指向通电螺线管的右侧，因此利用安培定则判断磁极方向正确的是D图。
故选：D。
【点评】此题考查了安培定则，难度不大，属基础题。
2．【考点】影响电磁铁磁性强弱的因素．
【分析】根据转换法，可通过观察电磁铁吸引大头针的数目多少来判断电磁铁磁性的强弱。
【解答】解：在探究影响电磁铁磁性强弱的实验中，通常采用转换法，通过观察电磁铁吸引大头针的数目来判断电磁铁磁性的强弱。吸引的大头针数目越多，说明电磁铁的磁性越强；反之，磁性越弱。故D符合题意，ABC不符合题意。
故选：D。
【点评】本题为探究电磁铁的磁性强弱跟哪些因素有关的实验，考查控制变量法和转换法的使用等知识。
3．【考点】直线电流的磁场．
【分析】判断电源的正负极，可以利用电流表、电压表、通电直导线、通电螺线管的磁极来进行判断，再结合选项分析判断对错。
【解答】解：A．测电笔是来辨别家庭电路中的火线和零线的，由于测电笔内部高阻的特点，无法辨别电池正负极，故A错误；
B．灯泡的亮或灭，可以判断电路中是否有电流，而不能判断电路中电流的方向，也就不能判断电源的正负极，故B错误；
C．通电螺线管的极性与电流方向有关，结合小磁针的指向，利用安培定则，可判断出电流流向，由此也可判断出电源的正负极，故C正确；
D．通电线圈周围存在磁场，该实验探究的是电磁铁磁性强弱与电流大小的关系，通过吸引铁屑的多少只可以证明磁性的强弱，无法判断电源的正负极，故D错误。
故选：C。
【点评】本题考查了电源正负极的判别方式，结合了“电生磁”现象中的“安培定则”来判断方向，属于基础题，难度不大。
4．【考点】通电螺线管的磁场；安培定则．
【分析】由图可知电流方向，则由右手螺旋定则可得出螺线管的磁极，由磁感线的特点可知各点磁感线的方向，则可知小磁针N极的指向。
【解答】解：电流由左侧流入，则由右手螺旋定则可得，用右手握住螺线管，四指沿电流方向，则大拇指指向右，故螺线管右端为N极，左端为S极；
因外部磁感线由N极指向S极，故a点磁感线向右，小磁针N极应指向右端，故A错误；
b点磁感线向左，故小磁针N极指向左端，故B正确；
c点场磁感线向右，故小磁针N极应指向右端，故C正确；
d点磁感线向左，故小磁针N极应指向左端，故D正确；
故选：A。
【点评】磁感线的方向是根据小磁针静止时N极所指的方向来表示的，故知道磁感线方向也就明确了小磁针N极所指的方向。
5．【考点】直线电流的磁场．
【分析】（1）电流是电荷的定向移动形成的，正电荷定向移动的方向为电流的方向，负电荷定向移动的方向与电流的方向相反；
（2）电流的磁场方向与电流的方向有关。
【解答】解：
（1）甲图中，一束电子沿着水平方向平行向右飞过小磁针上方时，因电子定向移动形成电流，且负电荷定向移动的方向与电流的方向相反，故此时电流的方向是从右到左，由题知小磁针的N极向纸外发生偏转；
（2）乙图中，通电直导线放在小磁针正上方，电流的方向与甲图相反，由于电流的磁场方向与电流的方向有关，所以小磁针所在位置的磁场方向与甲图相反，则小磁针的N极向纸内发生偏转；
乙图中，若通电直导线放在小磁针正下方，因通电直导线上方和下方的磁场方向相反，所以可知小磁针的N极会向纸外发生偏转；故B正确，ACD错误。
故选：B。
【点评】本题考查了磁场的性质是对放在磁场中的磁体有力的作用，电流周围存在着磁场和磁场的方向与电流方向有关，同时在此题中一定要注意电流方向与电子的定向移动方向相反。
6．【考点】影响电磁铁磁性强弱的因素；安培定则．
【分析】（1）运用安培定则判断通电螺线管的极性；
（2）磁极间的相互作用：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。
（3）影响电磁铁磁性强弱的因素有：电流的大小、线圈的匝数、有无铁芯，线圈的匝数一定，电流越大磁性越强；
（4）根据滑片的移动可知接入电路中电阻的变化，根据欧姆定律可知电路中电流的变化和电磁铁磁性的变化，进一步判断弹簧测力计示数的变化。
【解答】解：由安培定则可知，U形电磁铁的左端为N极，右端为电磁铁的S极，
由于同名磁极相互排斥、异名磁极相互吸引，
则U形电磁铁左侧对上面的磁体有一个向上的作用力，电磁铁右侧对上面的铁块有一个向下的作用力，
当滑动变阻器的滑片向右端移动时，接入电路中的电阻变小，电路中的总电阻变小，
由可知，电路中的电流变大，电磁铁的磁性变强，对上方的磁铁和铁块作用力变强，
则甲弹簧的长度变短、示数变小，乙弹簧的长度变长、示数变大，故B正确。
故选：B。
【点评】本题考查了电路的动态分析，涉及到安培定则、磁极间的作用规律、影响电磁铁磁性强弱的因素、欧姆定律等，是一道电学、磁学、力学的综合题，有一定的难度。
7．【考点】影响电磁铁磁性强弱的因素．
【分析】电磁铁磁性的强弱与电流的大小、线圈匝数、有无铁芯有关。
【解答】解：A、闭合开关S，若保持其它条件不变，将电磁铁的线圈匝数变少，音箱受到的磁力减小，音箱在底座上悬浮时的高度会变低，故A错误；
B、闭合开关S，若保持其它条件不变，减小电源电压，电路中的电流也会减小，音箱受到的磁力减小，音箱在底座上悬浮时的高度会变低，故B错误；
C、闭合开关S，若保持其它条件不变，滑片P向右移动，滑动变阻器接入电路中的电阻变小，电路中的电流会增大，音箱受到的磁力增大，音箱在底座上悬浮时的高度会上升，故C正确；
D、闭合开关S，若保持其它条件不变，抽掉电磁铁铁芯，音箱受到的磁力减小，音箱在底座上悬浮时的高度会变低，故D错误。
故选：C。
【点评】本题考查的是影响电磁铁磁性强弱的因素，属于基础题。
8．【考点】直线电流的磁场．
【分析】安培所提出的“分子电流”的假说。安培认为，在原子、分子或分子团等物质微粒内部，存在着一种环形电流﹣﹣分子电流，分子电流使每个物质微粒都形成一个微小的磁体。未被磁化的物体，分子电流的方向非常紊乱，对外不显磁性；磁化时，分子电流的方向大致相同，于是对外界显示出磁性。
【解答】解：
A、这一假说能够说明电可以生磁，故A错误；
B、安培提出的分子环形电流假说，解释了为什么磁体具有磁性，说明了磁现象产生的本质，故B正确；
CD、安培认为，在原子、分子或分子团等物质微粒内部，存在着一种环形电流﹣﹣分子电流，分子电流使每个物质微粒都形成一个微小的磁体。未被磁化的物体，分子电流的方向非常紊乱，对外不显磁性；磁化时，分子电流的方向大致相同，于是对外界显出显示出磁性。故CD错误。
故选：B。
【点评】信息给予题重点在于读懂题意，可先通读一遍，再结合问题再读，即可得出正确答案。
9．【考点】直线电流的磁场．
【分析】电流的磁场与电流大小有关，通电直导线的磁场是同心圆。铁屑的疏密程度反映磁场的强弱。
【解答】解：通电后多次敲击塑料板，他观察到铁屑的分布情况如图乙的同心圆。通电导线电流变大后，仍是同心圆，磁场变强，因而铁屑分布更加密集。
故选：B。
【点评】本题考查通电直导线的磁场，属于中档题。
10．【考点】影响电磁铁磁性强弱的因素．
【分析】电磁铁磁性的强弱与电流的大小、线圈匝数、有无铁芯有关。
【解答】解：A、将电磁铁的线圈匝数变少，电磁铁的磁性减弱，电磁铁对磁铁的吸引力会变小，地球仪的悬浮高度会变低，故A不符合题意；
B、增大电源电压，电路中的电流也会变大，电磁铁的磁性增强，电磁铁对磁铁的吸引力会变大，地球仪的悬浮高度会变大，故B符合题意；
C、增加一个定值电阻与电磁铁串联，电路中总电阻变大，电路中的电流会变小，电磁铁的磁性减弱，电磁铁对磁铁的吸引力会变小，地球仪的悬浮高度会变低，故C不符合题意；
D、抽掉电磁铁铁芯，电磁铁的磁性减弱，电磁铁对磁铁的吸引力会变小，地球仪的悬浮高度会变低，故D不符合题意。
故选：B。
【点评】本题考查的是影响电磁铁磁性强弱的因素，属于基础题。
11．【考点】安培定则；磁性、磁体、磁极、磁化．
【分析】（1）对于磁体的每一条磁感线都是闭合的，即在磁体的外部是从N极指向S极，在磁体内部，磁感线是从磁体的S极指向N极；
（2）据安培定则可以判断出此时环形线圈的N极和S极，而后根据小磁针磁感线的方向和环形线圈磁感线的方向一致即可判断出小磁针的N极指向。
【解答】解：如图所示，若通电时，据安培定则不难看出此时环形线圈的前面是N极，其后面是S极，故其磁感线的方向是应该是垂直于纸面向外，故此时小磁针静止时的N极指向与环形线圈的磁感线的方向是一致的，由于小磁针的磁感线应是从小磁针的N极出发回到S极的，故此时小磁针的静止时的N极应该是垂直纸面向外。
故选：B。
【点评】知道在磁体的外部，磁感线是从N极指向S极，在磁体内部，磁感线是从磁体的S极指向N极是解决该题的关键。
12．【考点】影响电磁铁磁性强弱的因素；安培定则．
【分析】根据实验原理，电流减小时，衔铁被弹簧拉起，EF接通，路灯亮起，电流变大时，电磁继电器把衔铁吸下，GH接通，太阳能电池板给蓄电池充电，结合闭合电路欧姆定律和安培定则可进行分析；电磁铁磁性强弱跟电流大小、线圈匝数有关。
【解答】解：A、日光充足时，电磁继电器把衔铁吸下，可知电流变大了，根据闭合电路欧姆定律，控制电路中电阻变小，即光敏电阻R阻值随光照强度增大而减小，故A正确；
B、根据安培定则，电路工作时，电磁铁上端为N极，故B正确；
C、在电流一定时，增加电磁铁线圈的匝数，电磁铁的磁性增强，若想更容易吸下衔铁，增加电磁铁线圈匝数来增强电磁铁的磁性，故C正确；
D、增大保护电阻R0的阻值，减小了电流，可延长每天路灯照明时间，故D错误。
故选：D。
【点评】本题属于信息给与题，考查的内容是闭合电路欧姆定律及电磁继电器，解题的关键是弄懂该装置的工作原理，本题真正考查了学生掌握知识与应用知识的能力。
13．【考点】通电螺线管的磁场；安培定则．
【分析】根据电源正负极判断电流方向，根据安培定则确定磁极，根据磁极的定义分析方向。
【解答】解：铜片、锌片和食盐水溶液共同组成了“盐水电池”，其中铜片作电源正极，电流从右侧后方流入，根据安培定则知，右侧为N极，A端为S极；S极指向地理的南方。
故选：D。
【点评】本题考查安培定则和磁极的定义，属于基础题。
14．【考点】大气压与人类生活；欧姆定律；影响电磁铁磁性强弱的因素．
【分析】（1）根据瓶内药液的变化分析压强的大小变化；
（2）输液管内有液体时，电阻大，无液体时电阻小，根据欧姆定律判断电路中的电流表示数、电铃两端的电压表示数变化，根据影响电磁铁磁性大小的因素；根据电路图和欧姆定律分析电铃不响的原因。
【解答】解：A、输液过程中，当输液瓶中的液面下降后，瓶内上方气体的体积增大，则瓶内上方的气体压强会减小，当瓶内气压减小时，在大气压的作用下使空气通过空气管进入瓶中，从而保证药液匀速滴下，故A错误；
B、由电路图可知，可变电阻与电铃串联，电压表并联在电铃两端，电流表测电路中的电流，
由题意知，当药液输完时，警报器内的电阻较小，药液未输完时，警报器内的电阻较大；
当药液输完时，警报器内的电阻变小，电路中的总电阻变小，由I＝可知，电路中的电流变大，即电流表示数变大，根据U＝IR可知，电铃两端的电压变大，即电压表示数变大，故B错误；
C、由A知，药液输完时，电路中的电流最大，电铃中的电磁铁磁性最强，故C正确；
D、药液未输完时，警报器内的电阻较大，总电阻较大，电路中电流较小，电铃不响，并不是因为没有电流，而是因为电流较小造成的，故D错误。
故选：C。
【点评】本题考查了大气压的综合应用、欧姆定律和电功率公式的应用，能够根据题干信息判断出警报器内电阻的变化，根据电阻的变化判断出电路中电流的变化，是解题的关键。
15．【考点】安培定则；磁场和磁感线及其特点．
【分析】（1）根据磁极间的相互作用规律判断磁体的磁极；
（2）在磁体外部，磁感线从磁体的N极出发，回到S极，因此通电螺线管的左端为S极，右端为N极；根据安培定则判断通电螺线管线圈中的电流方向，从而确定电源的正、负极。
【解答】解：（1）由图甲可知，右侧磁体的S极与中间磁体的A端磁极互相排斥，因同名磁极互相排斥，所以磁体的A端为S极，B端磁极为N极；左侧磁体的C端磁极与中间磁体的B端互相吸引，因异名磁极互相吸引，因此左侧磁体的C端为S极。
（2）在磁体外部，磁感线从磁体的N极出发，回到S极，因此通电螺线管的左端为S极，右端为N极；根据安培定则可知，电流从通电螺线管的右侧流入，左侧流出，因此电源的左端为负极。
故答案为：（1）S；（2）负。
【点评】此题考查了磁极间的相互作用规律、磁感线的特点、安培定则，难度不大，属基础题。
16．【考点】通电螺线管的磁场；影响电磁铁磁性强弱的因素．
【分析】（1）根据直流电动机的工作原理，结合安培定则来判断。
（2）直流电动机的转动方向与电流方向和磁场方向有关。
（3）结合实际进行故障及排除。
【解答】解：（1）根据直流电动机的工作原理，通电线圈在磁场中受到力的作用而转动。从O点沿转轴观察，线圈顺时针转动，则线圈ab边受力向上，cd边受力向下，线圈中电流从a流向b到c再到d，再用右手螺旋定则（安培定则）来判断出F端为S极，PQ产生的磁场应与EF产生的磁场相互作用，则PQ的左端应为N极，再根据右手螺旋定则判断绕线方式，可得D符合要求。
（2）直流电动机的转动方向与电流方向和磁场方向有关，电源正负极对调时，即改变了电流方向，线圈和通电螺线管的电流方向都改变，则线圈受到的力的方向不变，所以线圈的转动方向不变。
（3）可能的故障及排除方法如下：
故障：电刷与换向器接触不良。
排除方法：调整电刷的位置，使其与换向器紧密接触，或者清理换向器表面的污垢，确保良好的导电性。
故答案为：（1）D；（2）不变；（3）故障：电刷与换向器接触不良。排除方法：调整电刷的位置，使其与换向器紧密接触，或者清理换向器表面的污垢，确保良好的导电性。
【点评】在磁体外部，磁感线从N极出发，回到S极；根据电源的正负极判定螺线管中电流的方向，根据安培定则判定螺线管的极性。
17．【考点】安培定则；欧姆定律．
【分析】（1）通电导体周围存在磁场；根据安培定则判定通电螺线管的极性；
（2）（3）根据气敏电阻的特性和欧姆定律进行分析。
【解答】解：（1）电磁铁工作时，电流从电磁铁上端流入，下端流出，根据安培定则可得，电磁铁的上端为S极。
（2）当烟雾浓度升高时，RK的电阻变小，根据欧姆定律可知：控制电路中线圈中的电流变大。
（3）电磁铁的工作电流不变，控制电路的电源电压低于3V时，若保持空气质量的标准不变，R0的阻值应减小。
故答案为：（1）S；（2）变大；（3）减小。
【点评】本题考查的是电磁继电器的应用；会根据安培定则判断电磁铁的极性；会根据欧姆定律进行分析。
18．【考点】直线电流的磁场．
【分析】（1）在做奥斯特实验中，应在小磁针的上方拉一根与小磁针平行的直导线；
利用安培定则判断电流的方向，再确定电源的正极；
（2）力的作用是相互的。
【解答】解：（1）奥斯特实验中，在小磁针的上方拉一根与小磁针平行的直导线，小磁针发生偏转，说明电流周围存在磁场。
由安培定则可知小磁针N极向纸外偏转，说明纸外是通电直导线的磁感线出来的方向，因此电路中电流的方向应该是从B出来，经过开关，回到A，由电流的方向可知，B是电源的正极。
（2）通电导线能使磁针转动，说明通电导体对磁针有力的作用，根据物体间力的作用是相互的，磁针对通电导体也有力的作用，法拉第就是根据这个原理判断的。
故答案为：（1）平行；B；（2）力的作用是相互的。
【点评】本题考查的是电流的磁效应，难度不大。
19．【考点】影响电磁铁磁性强弱的因素；安培定则．
【分析】根据电源的正负极判定螺线管中电流的方向，根据安培定则判定螺线管的极性。
磁极间的相互作用规律：同名磁极相排斥，异名磁极相吸引。
电磁铁磁性强弱的影响因素：线圈匝数多少、电流大小。
【解答】解：根据安培定则可知，通电后，螺线管的b端为N极；为增强缓冲效果，滑动变阻器的滑片P应向右侧滑动，增加电路中的电流。
故答案为：N；右。
【点评】本题考查了安培定则的应用，磁极间的相互作用，对影响电磁铁磁性强弱的因素。
20．【考点】直线电流的磁场．
【分析】（1）在奥斯特电流磁效应的实验中，通电直导线应该平行南北方向，在小磁针正上方。
（2）根据安培定则判断出通电导线周围的磁场，根据磁场的方向确定小磁针的转动方向。
【解答】解：（1）由于地磁场的作用，小磁针会位于南北方向，要能观察到小磁针由于通电导线产生的磁场而发生偏转，通电直导线不能放在东西方向，应将导线南北方向放置，并且平行放在小磁针的正上方。
（2）由安培定则可知，通电直导线下方的磁场方向是指向纸面外，所以图中的小磁针N极将指向纸面外。
故答案为：（1）平行；（2）纸面外。
【点评】本题考查了奥斯特实验的相关知识，属于电磁学部分的常见题型。
21．【考点】直线电流的磁场．
【分析】（1）甲图中，电路是闭合的，有电流通过，小磁针转动；
（2）乙图中，电路是断路，没有电流，小磁针不偏转；丙图与甲图中电流方向相反，小磁针偏转方向相反；
（3）电流周围存在磁场，磁场方向与电流方向有关，据此分析解答。
【解答】解：（1）甲图中通过观察小磁针是否发生了偏转，说明电流周围是否产生了磁场。
（2）甲、乙对照：甲中有电流，小磁针偏转；乙中无电流，小磁针不偏转，说明通电导体周围存在磁场，故其变量为电流有无；
甲、丙对照：两图中电流方向相反，小磁针的偏转方向相反，说明磁场的方向与电流方向有关，故其变量为电流方向；
（3）通过以上分析可知，该实验的实验结论为：通电导体周围存在磁场，磁场的方向与电流方向有关，故ABD错误，C正确；
故选：C。
故答案为：（1）观察小磁针是否发生了偏转；（2）电流有无；电流方向；（3）C。
【点评】本题考查奥斯特实验的知识，掌握电流周围存在磁场，磁场方向与电流方向有关是解答本题的关键。
22．【考点】通电螺线管的磁场．
【分析】（1）通电螺线管与条形磁铁的磁场相似。通过小磁针N极的指向可检测磁场的存在，指示磁场方向。（2）通电螺线管产生的磁场方向与电流方向有关。铁屑的分布形状与电流方向无关。
【解答】解：（1）由图可知，通电螺线管也有N、S极，它的两极在它的两端，这与条形磁铁的磁场相似。
在螺线管的两端各放一个小磁针，是为了通过小磁针N极的指向检测磁场的存在，指示磁场方向。
（2）改变电流方向，磁场强度不变，铁屑的分布形状没有改变。
改变电流方向，小磁针的指向与原来相反，磁场方向发生改变，说明通电螺线管产生的磁场方向与电流方向有关。
故答案为：（1）条形；通过小磁针N极的指向检测磁场的存在，指示磁场方向；（2）没有改变；电流方向。
【点评】本题探究通电螺线管外部磁场分布实验，难度适中。
23．【考点】直线电流的磁场．
【分析】（1）由于地磁场是南北方向的，所以实验时要避免其对实验结果的干扰；小磁针受到磁场的作用，会在水平方向发生偏转；
（2）电磁场的方向与电流的方向有关据此进行分析；
（3）结合表格数据分析解答。
【解答】解：（1）由于地磁场是南北方向的，实验时会对实验结果的干扰。因此，为方便操作且使实验现象明显，闭合开关前应将导线AB放置在磁针的正上方且沿着南北方向；由于电流周围存在磁场，所以闭合开关瞬间，将观察到小磁针沿水平方向偏转，故正确的实验操作顺序为②③①；
（2）电流产生的磁场方向是由电流的方向决定的，当一个通电导体中电流的方向改变时，它产生的磁场方向也会发生改变；而磁场对通电导体的作用力的方向与电流的方向和磁场的方向有关，另一个通电导体中电流的方向不变，但磁场的方向变化了，它受到的磁场力的方向就会改变，所以改变其中一根导线的电流方向，产生的实验现象是两根导线将会相互排斥；
（3）①分析1、2实验可知：在两个导线中电流大小和导线之间的距离r相同时，导线越长，平行通电导线之间相互作用力F越大，说明其他条件不变时，平行通电导线之间作用力的大小F与电流I1、I2成正比；
②分析1、3实验可知：在两个导线的长度和导线之间的距离r相同时，电流越大，平行通电导线之间相互作用力F越大，说明其他条件不变时，平行通电导线之间作用力的大小F与导线的长度L成正比；
③分析1、4实验可知：在导线长度和两个导线中电流大小相同时，导线之间的距离r越小，平行通电导线之间相互作用力F越大，说明其他条件不变时，平行通电导线之间作用力的大小F与导线之间的距离r成反比；
综上可知，平行通电导线之间相互作用力F的大小与I1、I2、L成正比，与r成反比。
故答案为：（1）②③①；（2）两根导线互相排斥；（3）平行通电导线之间相互作用力F的大小与I1、I2、L成正比，与r成反比。
【点评】本题研究平行通电导线之间有力的作用，考查控制变量法的运用及分析数据归纳结论的能力。
24．【考点】直线电流的磁场．
【分析】1820年丹麦物理学家奥斯特通过实验证实了电流周围存在磁场，即电流的磁效应。
据电流的磁效应可知，通电导线周围存在着磁场，其磁场的强弱与电流的大小有关，其磁场的方向与电流的方向有关。
【解答】解：（1）地磁场的方向是南北方向，小磁针静止时要指向南北方向，当通电导线沿南北方向放置时，其产生的磁场方向为东西方向，与地磁场方向垂直，这样小磁针受到的磁场力作用更明显，更容易发生偏转，实验现象更显著。
（2）如图乙所示，把一根直导线穿过一块水平放置的硬纸板，在纸板上均匀撒上一薄层铁粉，在导线中通以电流并轻轻敲击纸板，是为了使得铁屑能够自由移动，让铁屑被磁化后有规律地排列起来。
（3）通电导线周围存在磁场，研究表明，在垂直于通电直导线的平面内，它的磁感线是以电流为中心的一系列同心圆。
（4）对丙图的分析可知，若在导线上接通自下而上的电流时，磁场的方向沿逆时针，若在导线上接通自上而下的电流时，磁场的方向沿顺时针。由此得出结论：通电导线周围存在磁场，磁场方向和电流方向有关。
故答案为：（1）通电导线沿南北方向放置；（2）使铁屑能够自由移动；（3）同心圆；（4）通电导线周围存在磁场，磁场方向和电流方向有关。
【点评】此题考查了奥斯特实验和通电直导线周围的磁感线情况，属于基础题。
25．【考点】通电螺线管的磁场．
【分析】（1）本实验中，把螺线管固定在连有弹簧的铁块下方，通电螺线管磁性增强时，对铁块的吸引力变大，弹簧伸长量变大。
（2）在电流相等的情况下，同一通电螺线管插入铁棒后，通电螺线管的磁性增强。
（3）在电流一定时，同一通电螺线管的磁性随插入铁棒数量的增多而增强。
（4）本实验过程中，图甲中没有插入铁棒，当插入铁棒，并改变铁棒的多少，来探究插入铁棒后电磁铁磁性强弱的变化情况，所以图甲的作用是对照。
【解答】解：（1）本实验中，把螺线管固定在连有弹簧的铁块下方，通电螺线管磁性增强时，对铁块的吸引力变大，弹簧伸长量变大，所以可以通过观察弹簧的伸长量来判断通电螺线管磁性的强弱，采用了转换法。
（2）比较甲、乙（或甲、丙或甲、丁）两图可看出，在电流相等的情况下，同一通电螺线管插入铁棒后，弹簧的伸长量变长，即通电螺线管的磁性增强。
（3）比较乙、丙、丁三图能看出，在电流一定时，同一通电螺线管中插入铁棒数量越多，弹簧的伸长量越长，磁性越强，即在电流一定时，同一通电螺线管的磁性随插入铁棒数量的增多而增强。
（4）本实验过程中，图甲中没有插入铁棒，当插入铁棒，并改变铁棒的多少，来探究插入铁棒后电磁铁磁性强弱的变化情况，所以图甲的作用是对照。
故答案为：（1）弹簧的伸长量；（2）甲、乙；（3）增强；（4）对照。
【点评】本题为探究电磁铁的磁性强弱跟哪些因素有关的实验，考查控制变量法和转换法的使用等知识。
26．【考点】安培定则；欧姆定律．
【分析】（1）根据安培定则判断电磁铁磁极；
（2）结合图甲分析，根据串联电路特点求出R1两端的电压，再根据串联电路规律列式，求得R2；
（3）结合图甲分析，电路中的电流保持原来不变，由欧姆定律可知电路的总电阻不变，根据串联电路特点分析。
【解答】解：（1）由图乙可知，电流从电磁铁的上端流入，下端流出，由安培定则可知电磁铁的上端是N极。
（2）在托盘秤上放上0.15kg的苹果，压敏电阻受到的压力F＝mg＝0.15kg×10N/kg＝1.5N；
根据图甲可知，此时压敏电阻的阻值为30Ω，闭合开关，电路中两电阻串联，电压表测量R2两端的电压，R2两端的电压为3V，电磁铁恰好能将衔铁吸下，由串联电路电压的规律可知R1两端的电压U1＝U﹣U2＝6V﹣3V＝3V；
由串联分压可知；
代入数据得到；
解得：R2＝30Ω。
（3）为了提高分拣标准，挑选出质量为0.2千克以上的苹果，此时托盘秤所受压力变大，由图甲可知，R1的阻值变小，此时电磁铁恰好能吸住分拣开关的衔铁，电路中的电流保持原来不变，由欧姆定律可知电路的总电阻不变，由电阻的串联可知，变阻器连入电路的电阻变大，R2的滑片向右移动。
故答案为：（1）N；（2）R2的阻值应调为30Ω；（3）R2的滑片向右移动。
【点评】掌握串联电路的电压、电流和电阻的特点是解题的基础。结合图像和欧姆定律即可完成分析。
27．【考点】影响电磁铁磁性强弱的因素；安培定则；欧姆定律．
【分析】（1）根据安培定则判断磁极；
（2）电磁铁的磁性和电流的大小有关，根据湿度确定电阻计算总电阻，由I＝可判断电流大小，据此分析磁性强弱；
（3）根据湿度确定电阻计算总电阻，由I＝可求得电流大小；
（4）适宜的环境湿度为50%～70%，衔铁吸引与释放的电流不变，故电阻不变，结合串联电路的特点计算电阻R0，吸合时的电阻为R闭合等于R0加上10Ω的湿敏电阻。
【解答】解：（1）闭合开关S1，电流从电磁铁的上端流入，根据安培定则可知，电磁铁的下端为N极，上端为S极；
（2）当环境湿度增大时，电阻减小，电流增大，电磁铁的磁性会增强；
（3）当环境湿度升至40%，加湿器恰好停止加湿，说明衔铁被吸引，此时R＝30Ω，与电阻R0串联，电路的总电阻R'＝R+R0＝30Ω+20Ω＝50Ω，则衔铁恰好被吸下时通过电磁铁的电流：I＝＝＝0.12A；
（4）适宜的环境湿度为50%～70%，衔铁吸引与释放的电流不变，故电阻不变；
释放时的电阻为：R放＝40Ω+20Ω＝20Ω+R0，解得：R0＝40Ω；
吸合时的电阻为R闭合＝40Ω+10Ω＝50Ω，与原电路的吸合电阻相等，故符合要求。
故答案为：（1）南；（2）增强；（3）0.12A；（4）50Ω。
【点评】本题考查电磁继电器的应用和欧姆定律的应用。
28．【考点】安培定则；欧姆定律．
【分析】（1）安培定则是用右手握住螺线管，让四指指向螺线管中电流的方向，那么大拇指所指的那端就是螺线管的N极；
（2）根据欧姆定律结合图乙分析；
（3）根据密度公式求出水的质量，根据重力计算公式求出压敏电阻受到的压力，根据图乙查出压力大小对应的R2的阻值，再根据欧姆定律求出控制电路的总电阻，然后根据串联电路电阻的特点可得R1的阻值。
【解答】解：（1）由图甲可知，控制电路中电流从电磁铁的下端流入，上端流出。按照安培定则，此时电磁铁的上端为N极；
（2）水箱装满水时，水的压力最大，压敏电阻受到的压力最大，要使水泵自动停止工作，此时控制电路中的电流需达到40mA，电磁铁吸下衔铁，工作电路断开；
由图乙可知，当压力增大时，曲线②的阻值减小，曲线①的阻值增大。根据欧姆定律（U为控制电路电压，R为控制电路总电阻），电源电压不变，要使电流增大，总电阻应减小，所以压敏电阻的阻值应随压力增大而减小，故R2应选择图乙中的②；
（3）已知水箱容积V＝0.8m3，水的密度ρ＝1.0×103kg/m3，根据密度公式可得水的质量为：m＝ρv＝1.0×103kg/m3×0.8m3＝800kg；
因为水箱自身质量不计，根据重力计算公式可得压敏电阻受到的压力为：F＝G＝mg＝800kg×10N/kg＝8000N；然后由图乙可知，当F＝8000N时，R2＝200Ω；
控制电路的电压U2＝12V，当电流I＝40mA＝0.04A时，根据欧姆定律可得控制电路的总电阻为：
R总＝＝＝300Ω；因为控制电路中R1与R2串联，根据串联电路电阻的特点可得R1的阻值为：R1＝R总﹣R2＝300Ω﹣200Ω＝100Ω。
答：（1）N；（2）②；（3）R1的阻值为100Ω。
【点评】此题考查了电磁继电器、密度、重力、欧姆定律和串联电路电阻特点等知识，会利用欧姆定律分析电路变化问题是解题关键。
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