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第三章第二节第1课时 直线电流的磁场、通电螺线管的磁场
夯实基础巩固
1.研究"通电导体周围存在磁场"的实验如图所示，下列观点中，正确的是（ ）
A.断电时，静止的小磁针N极指向地理南极附近 B.通电时导线周围真实存在着磁感线
C.法拉第通过此实验，最早发现电与磁之间存在联系
D.要使小磁针偏转方向相反，将电池正负极对调即可
2.丹麦物理学家奥斯特最早通过实验发现电流周围存在磁场。如图所示为小明模仿奥斯特实验的装置，将电路中的某一段导体用支架支起，在其下方放置一小磁针。经检查电路连接均正常后，小明闭合开关，发现小磁针并不转动，他感到非常困惑。老师走过来把支起的导线稍作移动，就看到明显的实验现象。下列分析中，正确的是（ ）
A.小明用支架支起的导线是沿南北方向的 B.老师将支架支起的导线改为南北方向
C.将小磁针的底座转动90°方向，也能达到实验目的
D.移动滑动变阻器的滑片，增大电流，也能达到实验目的
3.下列各图中，小磁针的指向正确的是（ ）
4.如图所示，电磁铁左侧的C为条形磁体，右侧的D为软铁棒，A、B是电源的两极。下列说法中，正确的是（ ）
A.若A为电源正极，则C、D都被吸引 B.若B为电源正极，则C被吸引，D被排斥
C.若B为电源正极，则C、D都被排斥 D.若A为电源正极，则C被排斥，D被吸引
5.如图所示，根据磁感线的方向，可以判断：电源的a端为_____极，小磁针的b端为_____极。
能力提升培优
6.如图所示，在观察奥斯特实验时，小明注意置于通电直导线下方小磁针的N极向纸内偏转。小明由此推测：当电子沿着水平方向平行地飞过小磁针上方时，小磁针也将发生偏转。请说出小明推测的依据：_________________________________________________________，你认为此时小磁针的N极会向_______(填"纸内"或"纸外")偏转。
7.小明用自制电磁小船对地磁场的方向进行判断，闭合开关S，将小船按如图所示的方向放在平静的水中，发现船头慢慢转动，但小船最后停止的位置并不是正南或正北。
(1)由图判断电磁小船的右端(船头)为______极，要使小船运动更加灵敏，可以将滑动变阻器的滑片往_______(填"左"或"右")移动。
(2)将小船按如图所示的方向放在平静的水中后，船头偏转的方向是_________(填"顺时针"或"逆时针").
(3)小船最后的指向不是正南或正北的原因是_________________________________
8.为避免汽车超速行驶带来的危害，某校科技小组设计了如图所示的装置来自动限制车速。电路中电源电压为12V，电阻R0的阻值是10Ω，Rx是一个阻值随车速增大而减小的电阻元件(装置中其他电阻忽略不计)。当车速达到l20km/h时，电路中的电流恰好为1A，电磁铁刚好能够吸下衔铁B，使油门C的喷油量受到限制而控制车速。
(1)当开关S闭合后，螺线管A的上端为_______(填"N"或"S")极，当车速增大时，电磁铁的磁性______(填"增强""不变"或"减弱")
(2)电路中R0的作用是__________________，当车速达到120km/h时，Rx的阻值为______Ω
9.医生对病人进行脑部手术时，需要将体温降至合适的范围。准备手术之前，病人的心肺系统开始由心肺机取代，心肺机的功能之一是用"电动泵"替代心脏搏动，推动血液循环。如图所示，将线圈a、b缠绕并固定在活塞一端，利用其与固定磁体之间的相对运动，带动"电动
泵"中的活塞，使血液定向流动；阀门K1、K3都只能单向开启，反向则封闭管路。当线圈中的电流从a流向b时，线圈的左端为_______(填"N"或"S")极，活塞将向____ _运动，"电动泵"处于________(填"抽血"或"送血")状态。
10.如图所示，一根弹簧悬挂起来后长度伸长了，其下端恰好与水银槽中的水银面相接触，把它连接到电路中。当开关S闭合时，可以观察到的现象是_________________________，
请解释产生这种现象的原因：____________________________________________________
______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
中考实战演练
11.如图所示为奥斯特实验的示意图，下列有关分析，正确的是（ ）
A.通电导线周围的磁场方向由小磁针的指向决定
B.发生偏转的小磁针对通电导线有力的作用
C.移去小磁针后的通电导线周围不存在磁场
D.通电导线周围的磁场方向与电流方向无关
12.1879年10月，经过对1600多种材料进行几千次试验后，爱迪生制成了第一个可供实用的碳丝灯泡(灯丝由竹丝炭化后制成)
(1)如图甲所示，当磁体的磁极靠近正常工作的碳丝灯泡时，灯丝上端被磁体吸引，这是因为通电后的灯丝在磁场里受到了________的作用。
(2)要从图甲现象变为图乙中灯丝上端被排斥的现象，可以改变________方向。
开放应用探究
13.如图所示，探究"通电直导线周围的磁场"时，将一根直导线放在静止小磁针的正上方，并与小磁针平行。
(1)闭合开关后，观察到小磁针发生偏转，说明通电直导线周围存在_________。改变直导线中的电流方向，小磁针的偏转方向将_______(填"不变"或"改变").
(2)实验中小磁针的作用是_________________。若移走小磁针，则通电直导线周围_______(填"仍有"或"没有")磁场。
(3)若图中直导线中的电流方向不变，则将小磁针移到直导线的正上方平行放置，小磁针的偏转方向与原来___________(填"相同"或"相反").
答案：
第1课时 直线电流的磁场、通电螺线管的磁场
1.D 2.B 3.A 4.D 5.负 N 6.电子的定向移动形成电流，电流周围存在磁场 纸外
7.(1)S 左 (2)顺时针 (3)地磁场不是指向正南正北
8.(1)S 增强 (2)保护电路，防止电流过大 2 9.N 右 送血
10.弹簧先收缩后伸长并不断上下振动 水银是导体，当开关S闭合时弹簧线圈有电流通过产生磁场，而弹簧的每一圈都可以看作是一个小磁体，每个小磁体之间都相互吸引，弹簧长度缩短而离开水银面使电路开路，弹簧线圈失去磁力而由于重力作用伸长重新接触水银面，该动作不断重复而出现上述现象 11.B 12.(1)磁力 (2)电流(或磁场)
13.(1)磁场 改变 (2)显示磁场的存在 仍有 (3)相反
2第三章第二节第2课时 影响电磁铁磁性强弱的因素（探究实践）
夯实基础巩固
1.小华通过连接如图所示的电路研究影响电磁铁磁性强弱的因素有哪些。为了让铁钉吸引大头针的数目增多，下列措施中不可行的是（ ）
A.将滑片向左端滑动 B.降低铁钉离大头针的高度
C.增加铁钉上的线圈匝数 D.再串联一节干电池
2.如图所示为探究影响电磁铁磁性强弱因素的实验，下列说法中，正确的是（ ）
A.闭合开关后，调节滑动变阻器的滑片，使电流相同，发现图甲中电磁铁吸引大头针的数目更多
B.电磁铁中铁芯的作用是改变磁场的方向
C.如图甲所示，将滑动变阻器的滑片向右移动，发现电磁铁吸引大头针的数目增多
D.保持电流表示数相同，这是为了研究电磁铁的磁性强弱与线圈匝数的关系
3.小明用如图所示的电路进行"电磁铁的磁性弱与哪些因素有关"的探究活动后，得出以下结论：①电磁铁线圈中的电流越强，磁性越强；②电磁铁线圈的匝数越多，磁性越强；③将线圈A的铁芯拔出，磁性大大减弱。其中正确的是（ ）
A.①② B.②③ C.①③ D.①②③
4.电磁铁是指______________________________。在电流和线圈匝数等因素相同的条件下，电磁铁产生的磁场比通电螺线管强得多，其原因是__________________________________
____________________________________________________________________
5.为探究电磁铁的磁性与哪些因素有关，小聪所在的实验小组将漆包线(表面涂有绝缘漆的导线)在大铁钉上绕若干圈，制成简单的电磁铁，结合其他实验器材做了如图所示的实验。根据图乙、丙、丁中观察到的情况，回答问题：
(1)通过观察电磁铁吸引大头针数目的不同，来判断它________的不同。
(2)通过比较_________两种情况，可以知道通过的电流越大，电磁铁的磁性越强。
(3)通过比较图丁中a、b两个电磁铁，发现外形结构相同的电磁铁，通过相同的_________时，线圈匝数越________，磁性越强。
能力提升培优
6.如图所示，电磁铁的左下方有一铁块，在弹簧测力计的作用下沿水平面向右做匀速直线运动。在铁块从电磁铁的左下方移动到正下方的过程中，将滑动变阻器的滑片P逐渐向上移动。下列判断中，正确的是（ ）
A.螺线管的上端为S极 B.电磁铁的磁性逐渐减弱
C.铁块对地面的压强逐渐减小 D.铁块所受摩擦力不断增大
7.如图所示，GMR是一个巨磁电阻，其阻值随磁场的增强而急剧减小，当闭合开关S1、 S2时，下列说法中，正确的是（ ）
A.电磁铁的右端为N极 B.小磁针将顺时针旋转
C.将滑动变阻器的滑片P向左滑动时，电磁铁的磁性增强，指示灯变暗
D.将滑动变阻器的滑片P向右滑动时，电磁铁的磁性减弱，电压表的示数减小
8.如图所示线圈的绕制方法为制作精密电阻等电子元件时常采用的双线绕法，则闭合S后，小磁针的N极将（ ）
A.顺时针转90° B.逆时针转90° C.转过180° D.不会产生转动
9.如图所示为小明在探究通电螺线管外部的磁场时，设计的一系列实验装置。
(1)在探究通电螺线管外部磁场的方向时，设计的电路如图甲所示。
①闭合开关后，图甲中小磁针N极所指的一端为通电螺线管的________极。
②本实验经过改进，还可以探究通电螺线管外部磁场的强弱与电流大小的关系。请说出一种你的改进方法：______________________________________________________
(2)在探究通电螺线管外部磁场的强弱时，设计的电路如图乙所示。小明猜想通电螺线管的磁场强弱可能与线圈匝数有关。实验中，他将开关S从1换到2上时，调节滑动变阻器的滑片P，再次观察电流表示数及吸引的回形针数目，此时调节滑动变阻器是为了控制_________
____________________，来研究__________________________________________的关系。
中考实战演练
10.小明在科学拓展课上制作了一个简易喇叭，其原理如图所示，接通信号源后，电流的方向不断改变，导致线圈的磁极不断变化，通过吸引或排斥条形磁体，带动纸盆振动。为改变纸盆振动幅度以调节声音的响度，下列方法中不可行的是（ ）
A.改变条形磁体的磁极 B.改变电流的大小C.改变条形磁体的磁性强弱D.改变线圈的匝数
11.获知"热敏电阻的阻值会随温度的升高而减小"的性质后，某同学设计了判断水温变化的
装置，其工作原理如图甲所示，电源、热敏电阻、电磁铁、定值电阻R0由导线连接成一个串联电路，在线圈的上方固定一个弹簧测力计，其下端挂一铁块。实验时把热敏电阻放入盛水的烧杯中，水温的变化会引起弹簧测力计示数的变化。如图乙所示为某次实验时弹簧测力计示数随时间变化的图像。下列说法中，不正确的是（ ）
A.电磁铁的上端是N极 B.t1到t2时间内水温升高
C.t3到t4时间内电压表示数变大 D.t2到t3时间内铁块处于平衡状态
开放应用探究
12.法国科学家阿尔贝·费尔和德国科学家彼得·格林贝格尔由于发现了巨磁电阻(GMR)效应，荣获了诺贝尔物理学奖。小明设计了如图所示的电路，来研究巨磁电阻的大小与有无磁
场的关系。请分析并回答下列问题：
(1)先断开S1，闭合S2，移动滑动变阻器R2的滑片，测得两电表的四组数据如表一所示。由此可知，无磁场时GMR的电阻大小为________Ω。再闭合 S1和S2，保持R1滑片的位置不变，移动滑动变阻器R2的滑片，测得两电表的四组数据如表二所示，可计算出有磁场时GMR的电阻大小。
表一
实验序号 1 2 3 4
U/V 1.00 1.25 2.00 2.50
I/A 2×10—3 2.5×10—3 4×10—3 5×10—3
表二
实验序号 1 2 3 4
U/V 0.45 0.91 1.50 1.79
I/A 0.3×10—3 0.6×10—3 1×10—3 1.2×10—3
(2)通过上述实验，得出的结论是__________________________________________________
(3)利用小明设计的电路并保持原有器材不变，你还可以进一步研究与巨磁电阻阻值大小有关的问题是_________________________________________________________________
答案：
第2课时 影响电磁铁磁性强弱的因素（探究实践）
1.A 2.D 3.D
4.带有铁芯的通电螺线管 铁芯在通电螺线管的磁场中被磁化成为磁体，被磁化后铁芯的磁场与通电螺线管的磁场叠加，就产生了更强的磁场 5.(1)磁性 (2)乙、丙 (3)电流 多 6.C 7.D 8.D 9.(1)①S ②串联一个滑动变阻器 (2)两次实验的电流大小不变
通电螺线管磁场强弱与线圈匝数
10.A 11.C 12.(1)500 (2)有磁场时巨磁电阻的阻值明显变大 (3)巨磁电阻阻值的大小与磁场强弱的关系(或巨磁电阻阻值的大小与磁场方向的关系)
2第三章第二节第3课时 电磁继电器、信息的磁记录
夯实基础巩固
1.如图所示为某汽车起动机的电路，当电磁开关闭合时，有较小电流通过器件X，接着有强大电流通过电动机，并将电动机启动。根据所学知识判断，X可能是（ ）
A.电动机 B.电磁继电器 C.电能表 D.发电机
2.我国大力发展高速铁路的战略中包括了发展和利用磁悬浮技术，并在上海建成了第一条采用该技术的线路。下列关于磁悬浮列车的说法，不正确的是（ ）
A.通过列车与轨道间的同名磁极相互排斥作用，使列车悬浮
B.为了节省电能，使列车悬浮常采用超强磁石而不采用电磁铁
C.由于列车处于悬浮状态，即与轨道不直接接触行驶，减小了车体与轨道间的摩擦阻力
D.列车悬浮行驶时，无震动，运行平稳高速，但建设成本比现行高铁更大
3.下列有关电铃(如图所示)的说法，正确的是（ ）
A.电铃的工作原理是电磁感应 B.小锤击打到铃碗时，电磁铁仍具有磁性
C.要使铃声更响一些，可适当降低电压
D.将滑动变阻器的滑片向左移动时，电磁铁的磁性增强
4.如图所示为一种水位自动报警器的工作原理示意图，当水位达到金属块A的下底面时，出现的情况是（ ）
A.红灯亮 B.绿灯亮 C.红、绿灯同时亮 D.红、绿灯都不亮
5.如图所示为各类电器中常见的电磁继电器中的一种。电磁继电器是利用_________来控制工作电路的一种_____________，用这类器件可以实现________________________________
___________________________________________________________________________
能力提升培优
6.学校楼道里的消防应急灯，平时是熄的，一旦停电，两个标有"36V"的灯泡就会正常发光。下列为小明设计的四个电路，其中可以起到消防应急灯作用的是（ ）
7.如图所示为火警自动报警器工作原理图。发生火灾时，将会发生下列变化，其变化顺序是（ ）
①温度升高使铜铁双层金属片向下弯曲，从而接通电磁铁电路：②接通触点使报警电路中有电流通过；③电磁铁具有磁性；④衔铁被吸下；⑤红灯亮、电铃响、发出警报。A.①②③④⑤ B. ①③④②⑤
C. ①②④③⑤ D. ①④③②⑤
8.如图所示为小敏设计的汽车尾气中一氧化碳排放量的检测电路，当一氧化碳的浓度高于某一设定值时，电铃发声报警，图中气敏电阻R1的阻值随一氧化碳浓度的增大而减小。下列说法中，正确的是（ ）
A.电铃应接在A和C之间 B.当一氧化碳的浓度升高时，电磁铁的磁性减弱
C.使用时间长了后，电源电压U1会减小，报警时一氧化碳的最小浓度比设定值高
D.为使该检测电路在一氧化碳的浓度更低时报警，可将R2的滑片向下移动
9.小明设计了一个道路限载报警器，原理如图甲所示，R0是变阻器，R是压敏电阻，R的电阻大小随压力大小的变化关系如图乙所示，当超载车辆通过压敏电阻时，限载报警器就会报警。
(1)调试好电路，闭合开关S1和S2，当超载车辆通过时，限载报警器会________(填"亮灯"或
"响铃").
(2)交通主干道的抗压能力一般比乡村道路要强得多，若把乡村道路限载报警器应用到交通主干道，就要适当调高报警器的限载质量，下列操作中，可行的是_______(多选，填字母).
A.把滑动变阻器R0的滑片适当向左移 B.把电源1的电压适当增大
C.把弹簧AB的A端适当向左移 D.把电磁铁C适当向右移
10.超市里的自动扶梯，有人乘时运行较快，无人乘时为了节能运行较慢，利用电磁继电器可以设计这样的电路。请按照要求用笔画线代替导线将图中的控制电路和工作电路分别连一接完整，其中R1是压敏电阻(受到压力时阻值较小，不受压力时阻值很大),R2是限流电阻(串联在电路中可减小电路中的电流)
中考实战演练
11.雾天能见度低，骑车易发生交通事故，因此要减速慢行。小明要为自行车设计一种"雾
灯"，以提示过往的行人和车辆，要求工作时灯泡能持续交替闪烁。忽略弹性衔铁和电磁铁线圈的电阻，下列电路中，符合设计要求的是（ ）
12.磁控防盗装置都装有干簧管(如图甲所示)，干簧管由两个软铁片和玻璃管组成，软铁片的触点在弹力的作用下处于断开状态。当磁体靠近干簧管时，软铁片触点状态会发生变化。把条形磁体分别放置在图乙中的I、II、Ⅲ三个位置时，触点的开合状态和软铁片的极性情况如下表。
磁体位置 竖直放置并靠近 水平放置并靠近
I II Ⅲ IV
触点状态 闭合 断开 闭合
软铁片的极性情况
(1)软铁片被磁化后，软铁片与条形磁体相邻两端的磁极极性关系是_____________
(2)当条形磁体水平放置并靠近干簧管时(图乙IV位置)，干簧管触点状态为____________
(3)如图丙所示，门上磁控防盗装置内有一个竖直放置的干簧管，其内部简化电路如图丁所示。磁控防盗装置的工作原理：夜间关上门，闭合开关S，启动防盗报警器，此时报警电铃不响；当盗贼打开门时，干簧管远离磁体，电铃响起。图丁虚线框内，四种磁体的摆放方式中，能满足工作要求的有__________(填字母).
开放应用探究
13.如图所示为某兴趣小组为学校办公楼空调设计的自动控制装置，R是热敏电阻，其阻值随温度变化关系如下表所示。已知继电器的线圈电阻R0=150Ω，左边电源电压为6V且恒定不变。当继电器线圈中的电流大于或等于15mA时，继电器的衔铁被吸合，右边的空调电路正常工作。
温度/℃ 0 5 10 15 20 25 30 35 40
电阻R/Ω 550 500 445 415 385 355 325 295 265
(1)请简要说明该自动控制装置的工作原理。
(2)请通过计算说明该空调的启动温度是多少。
(3)为了节省电能，将空调启动温度设定为25℃，控制电路中需要再串联一个多大的电阻
(4)改变控制电路的电阻可以给空调设定不同的启动温度，除此之外，请你再提出一种方
便可行的调节方案。
答案：
第3课时 电磁继电器、信息的磁记录
1.B 2.B 3.D 4.A 5.电磁铁 自动开关 用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 6.C 7.B 8.C9.(1)响铃 (2)AC
10.如图所示。
11.D 12.(1)互为异名磁极 (2)闭合 (3)ACD 13.(1)工作原理：随着室内温度的升高，热敏电阻的阻值减小，控制电路中电流增大，电磁铁的磁性增强，当电流达到15mA时，衔铁被吸合，右侧空调电路接通，空调开始工作。当温度下降时，控制电路电阻增大，电流减小，电磁铁的磁性减弱，减小到一定值时，弹簧将衔铁抬起，使空调电路断开，这样就实现了自动控制。
(2)20℃ (3) 30Ω
(4)本装置启动的电流是一定的，可通过改变电阻来改变电流，也可通过将左边电源改为可调压电源来实现对其的控制。
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