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初中物理粤沪版九年级下册第十六章 电磁铁与自动控制综合与测试单元测试当堂检测题
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这是一份初中物理粤沪版九年级下册第十六章 电磁铁与自动控制综合与测试单元测试当堂检测题，共20页。试卷主要包含了单选题，填空题，作图题，实验探究题，解答题等内容，欢迎下载使用。
第十六章 电磁铁与自动控制 单元试卷
一、单选题
1．（2021·百色）下列关于磁现象描述中错误的是（ ）
A．磁体周围的磁场是真实存在的
B．地面上的指南针N极总是指向地理的南极
C．通电导体周围存在磁场
D．磁感线是为了描述磁场而引入的假想曲线
2．（2021·浦东模拟）关于磁场，下列说法中正确的是（ ）
A．磁场只有强弱，没有方向 B．磁场既有强弱，又有方向
C．磁场只有方向，没有强弱 D．磁场没有方向，没有强弱
3．（2021·苏州模拟）小华同学在教室里擦黑板时，发现当板擦靠近黑板时，会被吸附在黑板上.为了探究是黑板具有磁性还是板擦具有磁性，他设计了下列实验，能得出正确结论的是（ ）
A．用小磁针分别靠近板擦和黑板，小磁针都发生了偏转，说明黑板擦和黑板都具有磁性
B．将板擦的正面和反面靠近黑板，板擦都能吸附在黑板上，说明板擦一定具有磁性
C．将板擦用细线悬挂起来使其自由旋转，发现板擦静止时某侧边始终的指向东方，说明板擦一定具有磁性
D．将板擦用细线悬挂起来，发现板擦靠近黑板时细线偏离了竖直方向，说明黑板具有磁性
4．（2021·绿园模拟）如图所示是利用磁悬浮原理浮在空中的盆栽，盆栽底部有磁铁，底座内装有电磁铁。给盆栽浇水后与浇水前相比（ ）
A．盆栽受到的磁力大小不变
B．盆栽悬浮在空中只受磁力
C．要使盆栽与底座之间距离不变，可改变电磁铁线圈内的电流方向
D．要使盆栽与底座之间距离不变，可适当增大电磁铁线圈内的电流
5．（2021九上·红桥期末）甲、乙为不同条形磁铁的两个磁极，弧线是部分未标方向的磁感线，如图所示，根据图中小磁针静止时的指向判断甲、乙的磁极，下列描述正确的是（ ）
A．甲、乙都是N极 B．甲、乙都是S极
C．甲是N极，乙是S极 D．甲是S极，乙是N极
6．（2021·济宁）如图是一种温度自动报警器的原理图，在水银温度计中封入一段金属丝下端所指示的温度为90℃，下列说法错误的是（ ）
A．报警器利用了水银导电和热胀冷缩的性质
B．报警器利用了电磁铁通电时有磁性断电时磁性消失的特点
C．报警器中，水银温度计和电磁铁串联在电路中
D．温度达到90℃时，报警器中的灯亮同时铃响
7．（2021·十堰）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S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变大
8．（2021·泰安）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）效应而荣获2007年度诺贝尔物理学奖。图中GMR代表巨磁电阻，在磁场中，其阻值随磁场的逐渐变强而减小。闭合开关S1、S2，下列说法中（ ）
①电磁铁左端为S极
②电磁铁外部的磁感线从左端出发回到右端
③将滑片P向b端滑动，电磁铁磁性变强
④将滑片P向a端滑动，指示灯亮度变强
A．只有①③正确 B．只有①②正确
C．只有②④正确 D．只有②③正确
9．（2021·北海模拟）电磁继电器广泛用于各种自动控制电路中，如图所示是温度自动报警器的原理图，下列说法中错误的是（ ）
A．报警时电磁铁的左端是N极
B．温度计是根据液体热胀冷缩的性质工作的
C．电磁继电器应用了电流的磁效应
D．电磁继电器是一种电路开关，它可以用一个电路控制另一个电路
10．（2021·邵阳模拟）如图所示是一种温度自动报警器的原理图。制作水银温度计时，在玻璃管的两端分别封入一段金属丝、电池的两极分别与金属丝相连，当温度达到与电池正极相连的金属丝下端所指的温度时，电铃就响起来，发出报警信号下列说法正确的是（ ）
A．温度计中的水银是绝缘体
B．温度降低到74℃以下，电铃响
C．电铃响时，电磁铁右端是N极
D．电铃响且滑片P向左移动时，电磁铁磁性减弱
11．（2021·隆回模拟）如图所示，一条形磁铁放在水平桌面上，处于静止状态，电磁铁置于条形磁铁附近并正对固定。下列叙述中，错误的是（ ）
A．闭合开关后，电磁铁与条形磁铁间有相互吸引力
B．闭合开关后，电磁铁的右端为N极
C．闭合开关后，条形磁铁受到桌面水平向右的摩擦力
D．闭合开关后，滑片P向a移动过程中，电磁铁与条形磁铁间的相互作用力增加
12．（2021·阳信模拟）电梯设置有超载自动报警系统，其工作原理如图所示，R1为保护电阻，压敏电阻的阻值随压力的增大而减小。下列说法正确的是（ ）
A．该装置的工作原理与电动机的工作原理一致
B．电梯超载时电磁铁磁性增大
C．电梯正常运行时K与B接触
D．处于图示位置时电磁铁对衔铁的吸引力大约是弹簧弹力的3倍
13．（2021·苏州模拟）直线电流周围磁场磁感线分布和磁场方向的判定方法如图所示，将一枚转动灵活的小磁针放在水平放置的直导线正下方，直导线通电的瞬间，从上向下看，下列说法正确的是（ ）
A．若电流方向从南向北，则小磁针顺时针偏转
B．若电流方向从北向南，则小磁针逆时针偏转
C．若电流方向从东向西，则小磁针不发生偏转
D．若电流方向从西向东，则小磁针不发生偏转
二、填空题
14．（2021·锦州）如图所示，当闭合开关S时，小磁针将向 （填“顺时针”或“逆时针”）方向转动，当滑动变阻器的滑片P向右移动时，电磁铁的磁性将 。（填“增强”、“不变”或“减弱”）
15．（2021·湘潭）如图所示是某同学设计的水位自动报警装置，当水位上升到与金属片A接触时，控制电路接通，此时，工作电路中的 （选填“灯亮”或“铃响”），通电螺线管上方为 （选填“N”或“S”）极。
16．（2021·梧州）《论衡》中记载：“司南之杓，投之于地，其柢指南。”如图甲所示，“柢”即握柄，是磁体的S极，静止时指向地理的 （选填“南”或“北”）方；通电螺线管相当于一个磁体，图乙中，静止在通电螺线管周围的三个小磁针，其中右端是N极的是 （填序号）。
17．（2021·岳池模拟）如图所示，在电磁铁正上方用弹簧挂着一条形磁铁，当开关S闭合后，且滑片P从a端向b端滑动过程中，会出现的现象是小灯泡亮度 （选填“增强”或“减弱”），弹簧长度 （选填“变长”或“缩短”）。
18．（2021·南京）人工心脏泵可短时间代替心脏工作，如图是该装置的示意图磁体固定在左侧，线圈AB固定在用软铁制成的活塞柄上（相当于一个电磁铁），活塞筒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，线圈中的电流从A流向B时，电磁铁左端是 极，血液会 （选填“流入”或“流出”）活塞筒，该装置工作时，线圈AB中的电流方向 （选填“需要”或“不需要”）改变。
三、作图题
19．（2021九上·顺德期末）如题图所示，闭合开关S后，电磁铁左端为N极，请标出：①A点磁感线的方向；②螺线管中电流的方向；③括号内电源的“+”、“-”极。
20．（2021·铁东模拟）如图所示，请在通电螺线管的A、B端标出N、S极。并画出螺线管上的绕线。
四、实验探究题
21．（2021·泰州）小明在探究“通电直导线周围的磁场”实验中，实验装置如图甲所示。
（1）其中小磁针的作用是 ；
（2）接通电路后，观察到小磁针偏转，说明电流周围存在 ，此现象最早是由物理学家 发现的。
（3）改变直导线中电流方向，小磁针的偏转方向发生了改变，说明电流周围的磁场方向与 有关。
（4）研究表明，通电直导线周围的磁场分布如图所示，则图甲实验中，若将小磁针由通电直导线下方移至直导线上方，小磁针偏转的方向 （选填“会”或“不会”）改变。
22．（2021·呼和浩特）1820年，奥斯特发现了电生磁.进而，人们把导线绕在圆筒上，做成螺线管。今天，我们一起探究“通电螺线管产生的磁场”，实验设计如下：
⑴在螺线管的两端各放一个小磁针，并在硬纸板上均匀的撒满铁屑，通电后观察小磁针的指向，轻敲纸板，铁屑的排列情况如图甲所示；
⑵把小磁针放到螺线管四周不同位置，通电后小磁针静止时指向如图乙所示；
⑶通过实验，画出了通电螺线管的磁感线，根据通电螺线管的磁感线分布形状，我们发现，通电螺线管外部的磁场与 （选填“条形”或“蹄形”）磁体的磁场相似；
⑷如果我们把地球磁场比作一个通电螺线管产生的磁场，赤道比作其中一条环绕导线，则导线中电流流向应该是 （选填“自西向东”或“自东向西”）；
⑸法国科学家安培认为，磁体是由许许多多小磁针定向排列构成，其宏观体现就是N极和S极，我们规定：磁场中小磁针静止时N极的指向为磁场方向，则乙图中，通电螺线管内部的磁场方向应该是 （选填“自左向右”或“自右向左”）。
23．（2020九上·滨海新期末）为探究电磁铁的磁性强弱跟哪些因素有关，小丽同学做出以下猜想：
猜想A：电磁铁通电时有磁性，断电时没有磁性；
猜想B：外形相同、匝数相等的电磁铁，通过的电流越大，它的磁性越强；
猜想C：外形相同的螺线管，线圈的匝数越多，它的磁性越强。
为了检验上述猜想是否正确，小丽所在实验小组通过交流与合作设计了以下实验方案。用漆包线（表面涂有绝缘漆的导线）在大铁钉上绕制若干圈，制成简单的电磁铁。如图所示的a、b、c、d为实验中观察到的四种情况。根据小丽的猜想和实验，完成下面填空：
（1）实验中是通过电磁铁 判定其磁性强弱的；
（2）通过比较 两种情况，可以验证猜想A是正确的；
（3）通过比较 两种情况，可以验证猜想B是正确的。
五、解答题
24．（2021·铁东模拟）上海龙阳路至浦东机场的磁浮铁路是世界上第一条商业运营的磁浮铁路，列车运行时速可达500km/h以上。请从电磁学和力学方面解释磁浮列车是如何高速运行的。
答案解析部分
1．【答案】B
【考点】磁场；磁感线及其特点；地磁场；通电直导线周围的磁场
【解析】【解答】A．磁体周围存在磁场，磁场是真实存在的，A正确，不符合题意；
B．地球是一个大磁体，地磁的南北极与地理的南北极相反，所以指南针静止时，指南针的N极指向地磁的南极即地理的北极，B错误，符合题意；
C．根据奥斯特实验即电流的磁效应可知，通电导体周围存在着磁场，C正确，不符合题意；
D．磁感线是为了形象描述磁场的分布引入的物理模型，是虚拟的封闭曲线，D正确，不符合题意。
故答案为：B。
【分析】磁感线是假想的线，用来描述磁场的；磁场是真实存在的；通电导线周围存在磁场；指南针的南极指南。
2．【答案】B
【考点】磁场
【解析】【解答】磁场是一种特殊的物质,我们既不能看见它，也摸不着它;磁场既有方向，又有强弱，都可通过磁感线来描述，故B正确；
故答案为：B
【分析】物理学中引入磁感线描述磁场，磁感线的疏密表示磁场强度，某一点小磁针N极所指的方向表示磁场方向。
3．【答案】C
【考点】物体是否具有磁性的判断方法
【解析】【解答】ABD．因为力的作用是相互的，所以，当小磁针分别靠近板擦和黑板时，或者板擦和黑板相互靠近时，它们之间的相互吸引，都只能说明两物体中至少有一个物体具有磁性，而无法判断哪个具有磁性，ABD不符合题意。
C．将板擦用细线悬挂起来使其自由旋转，发现板擦静止时某侧边始终的指向东方，则一定有某侧边始终指向南方，所以可以说明板擦一定具有磁性，C符合题意。
故答案为：C。
【分析】任何磁铁都具有两个磁极，即N极和S极，磁感线从N极指向S极，同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，同时磁铁对铁钴镍具有吸引力。
4．【答案】D
【考点】平衡力的辨别；影响电磁铁磁性强弱的因素及其探究
【解析】【解答】A．该盆栽悬浮的原理利用了同名磁极相互排斥，当盆栽悬浮在空中静止不动时，受的力是平衡力，即盆栽的总重力和磁力大小相等，当浇水后重力变大，故磁力也变大，A不符合题意；
B．盆栽悬浮在空中受磁力和重力，B不符合题意；
CD．要使盆栽与底座之间距离不变，需增大磁力，磁力的大小与电流的方向无关，电磁铁磁性强弱与电流的大小有关，其他条件相同，电流越大，磁性越强，所以应适当增大电磁铁线圈内的电流，C不符合题意，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】静止的物体受到平衡力的作用，二力平衡时，力的大小相等；电磁铁磁性的强弱和电流大小有关，和线圈匝数有关。
5．【答案】B
【考点】磁现象；磁感线及其特点
【解析】【解答】由图可知，两磁极相互排斥，小磁针的N极的指向与该点磁感线的方向一致，磁体的外部，磁感线从磁体的N极出发回到S极，所以甲、乙都是S极。
故答案为：B。
【分析】由磁感线的分布可知两磁极极性的关系，由磁极间相互作用规律可知磁极的极性。
6．【答案】D
【考点】液体温度计的构造与工作原理；电磁铁的其他应用
【解析】【解答】A．报警器利用水银导电，即当到达警戒温度时，水银与金属丝联通，构成了闭合回路，故电铃响，故利用的是水银的导电性，温度计的工作原理就是水银的热胀冷缩，A正确，不符合题意；
B．报警器就是利用了电磁铁通电时有磁性，电铃响，断电时磁性消失，灯泡亮的特点的，B正确，不符合题意；
C．如图所示，报警器中，水银温度计和电磁铁首尾相连，故串联在电路中，C正确，不符合题意；
D．温度达到90℃时，报警器中的铃响灯灭，而没有到达警戒水位时，电铃不响，灯泡亮，D错误，符合题意。
故答案为：D。
【分析】电铃与灯泡为并联关系，两者只能有一个用电器工作。
7．【答案】B
【考点】安培定则
【解析】【解答】A．滑片P逐渐向a端滑动，滑动变阻器接入电路中的电阻变小，电路中电流变大，电磁铁的磁性逐渐增强，A不符合题意；
B．电流从电磁铁的下侧接线柱流进，用右手定则判断出电磁铁的下端为N极，上端为S极，B符合题意；
C．电磁铁的磁性增强，对铁块产生向上的吸引力，所以铁块对地面的压力变小，但受力面积不变，压强 ，所以铁块对地面的压强逐渐变小，C不符合题意；
D．铁块对地面的压力变小，接触面的粗糙程度不变，所以地面对铁块的摩擦力变小，铁块做匀速直线运动，弹簧测力计对它的拉力和它受到的摩擦力是一对平衡力，所以拉力变小，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】结合通电螺线管的电流方向，利用右手螺旋定则求解通电螺线管的N极和S极。
8．【答案】C
【考点】安培定则；影响电磁铁磁性强弱的因素及其探究
【解析】【解答】①根据安培定则，用右手握住通电螺线管，四指指电流方向，大母指指N极，因此电磁铁左端为 N 极，故①不符合题意；
②根据安培定则，电磁铁左端为 N 极，电磁铁外部的磁感线从左端出发回到右端，故②符合题意；
③将滑片 P 向 b 端滑动，滑动变阻器接入电路阻值增大，电流减小，电磁铁磁性变弱，故③不符合题意；
④将滑片 P 向 a 端滑动，滑动变阻器接入电路阻值减小，电流增大，铁磁铁磁性增强，而巨磁电阻阻值随磁场变强而减小，故指示灯亮度变强，故④符合题意。
故答案为：C。
【分析】结合通电螺线管的电流方向，利用右手螺旋定则求解通电螺线管的N极和S极。电流可以产生磁场，即电流有磁效应，可以用来制作电磁铁，电流越大，产生的磁场强度越大，匝数越多，产生的磁场越强；同时物质的磁场强度与温度有关系，温度越高，物质的磁性就越小。
9．【答案】A
【考点】安培定则
【解析】【解答】A．由图可知，电磁铁中的电流是从左端流入，右端流出，根据安培定则可知，电磁铁的右端为N极，左端为S极，A错误，符合题意；
B．温度计是根据液体热胀冷缩的性质工作的，B正确，不符合题意；
C．电磁继电器的核心部件是电磁铁，电磁铁通电后有磁性，利用的是电流的磁效应，C正确，不符合题意；
D．电磁继电器的实质就是一个利用电磁铁控制工作电路通断的开关，D正确，不符合题意。
故答案为：A。
【分析】奥斯特实验证明电流周围存在这磁场，通电螺线管周围的磁场可以利用右手螺旋定则判断N极和S极。
10．【答案】C
【考点】安培定则
【解析】【解答】A．温度升高水银柱上升，电路接通，则水银是导体，A不符合题意；
B．温度升高水银柱上升，当温度达到74℃及以上时，左边电路接通，电磁铁产生磁性，吸引衔铁，右边电路接通，电铃响，B不符合题意；
C．如图可知，电流由电磁铁左端流入，根据安培定则可知，电磁铁右端为N极，C符合题意；
D．滑片P向左移动时，电路接入阻值变小，电流变大，则电磁铁磁性变强，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】奥斯特实验证明电流周围存在这磁场，通电螺线管周围的磁场可以利用右手螺旋定则判断N极和S极。
11．【答案】B
【考点】磁现象；安培定则；通电螺线管的极性和电流方向的判断
【解析】【解答】B．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知道，电磁铁的左端是N极、右端是S极，B错误，符合题意；
AC．闭合开关后，由于电磁铁的左端是N极、右端是S极，而异名磁极相互吸引，所以电磁铁对条形磁铁有向左的吸引力作用，条形磁铁有向左运动趋势，所以条形磁铁受到向右的静摩擦力作用，AC正确，不符合题意。
D．闭合开关后，滑片P向a移动时，变阻器接入电路的阻值变小，通过电磁铁的电流增大，磁性增强，对条形磁铁的吸引力增大，所以电磁铁与条形磁铁间的相互作用力增加，D正确，不符合题意。
故答案为：B。
【分析】根据螺线管的电流方向，利用安培定则可以判断磁极位置；根据磁体磁极的位置，判断磁极间的力。
12．【答案】B
【考点】影响电磁铁磁性强弱的因素及其探究
【解析】【解答】A．电磁铁是根据电流的磁效应制成的，电动机是利用通电导线在磁场中受力运动的原理制成的，A不符合题意；
B．超载时，随着压力的增大，压敏电阻的阻值减小，电路中的电流逐渐增大，电磁铁的磁性逐渐增强，B符合题意；
C．正常情况下（未超载时），衔铁被弹簧拉起，K与静触点A接触，C不符合题意；
D．可以把衔铁看成是一个杠杆，处于图示位置时，电磁铁对衔铁的吸引力的力臂是弹簧弹力力臂的3倍，由杠杆的平衡条件可知，电磁铁对所衔铁的吸引力大约是弹簧弹力的 ，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】电流可以产生磁场，即电流有磁效应，可以用来制作电磁铁，电流越大，产生的磁场强度越大，匝数越多，产生的磁场越强。
13．【答案】D
【考点】通电直导线周围的磁场
【解析】【解答】A．若电流方向从南向北，直导线正下方的磁场方向向西，则小磁针逆时针偏转，A不符合题意；
B．若电流方向从北向南，直导线正下方的磁场方向向东，则小磁针顺时针偏转，B不符合题意；
C．若电流方向从东向西，直导线正下方的磁场方向向南，则小磁针将偏转180°，C不符合题意；
D．若电流方向从西向东，直导线正下方的磁场方向向北，则小磁针不发生偏转，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】结合通电导线的电流方向，利用右手螺旋定则求解通电导线的N极和S极。
14．【答案】顺时针；增强
【考点】安培定则；影响电磁铁磁性强弱的因素及其探究
【解析】【解答】开关闭合后，螺线管中的电流向上流动，弯曲的四指与电流方向相同，垂直的大拇指指向上方，所以螺线管上端为N极，小磁针的N极将向上转动，S极将向下转动，即顺时针转动。
当滑动变阻器的滑片P向右移动时，电路中的电阻减小，电流增大，电磁铁的极性增强。
【分析】奥斯特实验证明电流周围存在这磁场，通电螺线管周围的磁场可以利用右手螺旋定则判断N极和S极。
15．【答案】铃响；S
【考点】安培定则
【解析】【解答】由图可知，当水位上升到与金属片A接触时，控制电路接通，此时，电磁铁吸引衔铁落下，工作电路中电铃被接通，电铃响。
根据安培定则可知，通电路线管的下端为N极，则上端为S极。
【分析】电流可以产生磁场，即电流有磁效应，可以用来制作电磁铁，电流越大，产生的磁场强度越大，匝数越多，产生的磁场越强；结合通电螺线管的电流方向，利用右手螺旋定则求解通电螺线管的N极和S极。
16．【答案】南；②
【考点】地磁场；通电螺线管的磁场
【解析】【解答】由磁极间的相互作用可知，磁体的S极指向地球的N极，因地球磁极的N极位于地理南极附近，故司南的握柄静止时指向地理的南方。
由安培定则可知，通电螺线管的左端为N极，由磁极间的相互作用可知，右端是N极的小磁针的是②。
【分析】地磁场的北极在地理南极附近，地磁场南极在地理北极附近。
根据安培定则判定螺线管的极性，再根据磁极间的相互作用规律判定小磁针的指向。
17．【答案】增强；缩短
【考点】安培定则
【解析】【解答】从图中可以看到，这是一个串联电路，滑片P从a端向b端滑动过程中，变阻器接入电路的电阻在变小，电路的总电阻在变小，电路的电流在变大，那么小灯泡亮度是增强的。
由上述可知，电流在变大，那么电磁铁的磁性在增强，根据安培定则判断出电磁铁的上端应该是N极，条形磁铁收到排斥力。电流增大时，排斥力更大，弹簧缩短。
【分析】滑动变阻器滑片向右端移动，接入电路中的电阻变小，电路中的电流变大，灯泡变亮。
18．【答案】S；流入；需要
【考点】安培定则
【解析】【解答】线圈中的电流从A流向B时，根据安培定则，电磁铁右端N极，左端S极。异名磁极相互吸引，此时活塞左移，筒内压强减小，血液流入筒。
因为工作时活塞要左右移动，电磁铁磁极要改变，所以电流方向需要改变。
【分析】同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，结合通电螺线管的N极和S极，利用右手螺旋定则求解通电螺线管的电流方向。
19．【答案】解：如图所示：
【考点】安培定则；通电螺线管的极性和电流方向的判断
【解析】【解答】①闭合开关S后，电磁铁左端为N极，右端为S极，在通电螺绕管的外部，磁感线都是从N发出回到S极的，据此作出A点磁感线的方向。
②根据安培定则，可画出螺线管中电流的方向。
③根据螺线管中电流的方向，可知电源的右端为“+”、左端为“-”极。如下图所示
【分析】根据通电螺线管的磁极判断出磁感线的方向。在磁体外部，磁感线总是从N极发出，回到S极。根据安培定则判断出电流的方向，确定电源的正负极。
20．【答案】解：如图所示：
【考点】安培定则；通电螺线管的极性和电流方向的判断
【解析】【解答】由图可知，小磁针的左端为N极，右端为S极，根据磁极间的相互作用规律可知，B端为N极，A端为S极，根据安培定则，绕线方法如图所示：
【分析】根据小磁针的北极和电流方向，结合安培定则判断线圈的绕向。
21．【答案】（1）检测磁场的存在
（2）磁场；奥斯特
（3）电流方向
（4）不会
【考点】通电直导线周围的磁场
【解析】【解答】（1）磁场直接看不到，可以用小磁针检测磁场的存在
（2）实验中，开关闭合时，小磁针发生偏转，说明通电导体周围存在着磁场，这是著名的奥斯特实验，此现象最早是由物理学家奥斯特发现的。
（3）改变电流方向，小磁针的方向也发生了偏转，说明了产生的磁场方向改变，即表明了通电导体周围的磁场方向与电流方向有关。
（4）由图，通电直导线周围的磁场成同心圆，若将小磁针由通电直导线下方移至直导线上方，磁场方向仍然是顺时针，所以小磁针偏转的方向不变。
【分析】（1）物理学中引入磁感线描述磁场，磁感线的疏密表示磁场强度，某一点小磁针N极所指的方向表示磁场方向；
（2）奥斯特实验证明电流周围存在这磁场，该磁场即为电荷定向移动造成的；
（3）电流方向不同，磁场方向不同；
（4）电流方向不变，磁场分布不变。
22．【答案】条形；自东向西；自右向左
【考点】通电螺线管的磁场；通电螺线管的极性和电流方向的判断
【解析】【解答】（3）通电螺线管外部的磁场和条形磁体磁场相似。在磁体外部，磁感线是由北极出发回到南极。
（4）地磁场由南向北，根据安培定则可知，赤道这一通电圆环的电流方向为由东向西。
（5）由小磁针N极指向可知，螺线管外部磁感线由N指向S，因为要形成闭合曲线，所以内部磁感线由S指向N，即通电螺线管内部的磁场方向应该是自右向左。
【分析】（3）通电螺线管外部的磁场和条形磁体磁场相似；
（4）根据地磁场的北极，结合安培定则，判断电流方向；
（5）根据电流方向，结合安培定则判断磁场方向。
23．【答案】（1）吸引大头针的数
（2）a、b
（3）b、c
【考点】影响电磁铁磁性强弱的因素及其探究
【解析】【解答】(1)实验中电磁铁磁性的强弱无法用眼直接观察，通过观察电磁铁吸引大头针数目多少的不同，来判断它磁性的强弱，吸引的大头针越多，电磁铁的磁性越强，运用的研究方法是转换法。
(2)A猜想中，电磁铁通电时有磁性，断电时没有磁性。读图可知，图a、b(或a、c)中两电磁铁相同，一个通电能吸引大头针，一个不通电，不能吸引大头针，a、b符合要求。
(3)猜想B中，外形相同、匝数相等的电磁铁，通过电磁铁的电流越大，它的磁性越强。通过观察图中滑动变阻器的位置可以判断，同样的电磁铁，b中的电流小、吸引大头针少，c中的电流大，吸引大头针多，b、c符合要求。
【分析】（1）通过电磁铁吸引大头针的数量，可以判断磁性的强弱；
（2）探究电流的有无对磁性的影响时，利用有无电流进行实验；
（3）在串联电路中，改变滑动变阻器的位置，改变电阻，从而改变电流，改变磁性强弱。
24．【答案】解：通电后列车的下方和轨道的上方形成同名磁极，根据同名磁极相互排斥，使列车和轨道之间摩擦力很小，列车在推动力的作用下很容易高速行驶。
【考点】力作用的相互性；磁现象
【解析】【分析】磁悬浮列车根据磁极间的相互作用而工作，物体间不接触，不能产生摩擦力
第十六章 电磁铁与自动控制 单元试卷
一、单选题
1．（2021·百色）下列关于磁现象描述中错误的是（ ）
A．磁体周围的磁场是真实存在的
B．地面上的指南针N极总是指向地理的南极
C．通电导体周围存在磁场
D．磁感线是为了描述磁场而引入的假想曲线
2．（2021·浦东模拟）关于磁场，下列说法中正确的是（ ）
A．磁场只有强弱，没有方向 B．磁场既有强弱，又有方向
C．磁场只有方向，没有强弱 D．磁场没有方向，没有强弱
3．（2021·苏州模拟）小华同学在教室里擦黑板时，发现当板擦靠近黑板时，会被吸附在黑板上.为了探究是黑板具有磁性还是板擦具有磁性，他设计了下列实验，能得出正确结论的是（ ）
A．用小磁针分别靠近板擦和黑板，小磁针都发生了偏转，说明黑板擦和黑板都具有磁性
B．将板擦的正面和反面靠近黑板，板擦都能吸附在黑板上，说明板擦一定具有磁性
C．将板擦用细线悬挂起来使其自由旋转，发现板擦静止时某侧边始终的指向东方，说明板擦一定具有磁性
D．将板擦用细线悬挂起来，发现板擦靠近黑板时细线偏离了竖直方向，说明黑板具有磁性
4．（2021·绿园模拟）如图所示是利用磁悬浮原理浮在空中的盆栽，盆栽底部有磁铁，底座内装有电磁铁。给盆栽浇水后与浇水前相比（ ）
A．盆栽受到的磁力大小不变
B．盆栽悬浮在空中只受磁力
C．要使盆栽与底座之间距离不变，可改变电磁铁线圈内的电流方向
D．要使盆栽与底座之间距离不变，可适当增大电磁铁线圈内的电流
5．（2021九上·红桥期末）甲、乙为不同条形磁铁的两个磁极，弧线是部分未标方向的磁感线，如图所示，根据图中小磁针静止时的指向判断甲、乙的磁极，下列描述正确的是（ ）
A．甲、乙都是N极 B．甲、乙都是S极
C．甲是N极，乙是S极 D．甲是S极，乙是N极
6．（2021·济宁）如图是一种温度自动报警器的原理图，在水银温度计中封入一段金属丝下端所指示的温度为90℃，下列说法错误的是（ ）
A．报警器利用了水银导电和热胀冷缩的性质
B．报警器利用了电磁铁通电时有磁性断电时磁性消失的特点
C．报警器中，水银温度计和电磁铁串联在电路中
D．温度达到90℃时，报警器中的灯亮同时铃响
7．（2021·十堰）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S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变大
8．（2021·泰安）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）效应而荣获2007年度诺贝尔物理学奖。图中GMR代表巨磁电阻，在磁场中，其阻值随磁场的逐渐变强而减小。闭合开关S1、S2，下列说法中（ ）
①电磁铁左端为S极
②电磁铁外部的磁感线从左端出发回到右端
③将滑片P向b端滑动，电磁铁磁性变强
④将滑片P向a端滑动，指示灯亮度变强
A．只有①③正确 B．只有①②正确
C．只有②④正确 D．只有②③正确
9．（2021·北海模拟）电磁继电器广泛用于各种自动控制电路中，如图所示是温度自动报警器的原理图，下列说法中错误的是（ ）
A．报警时电磁铁的左端是N极
B．温度计是根据液体热胀冷缩的性质工作的
C．电磁继电器应用了电流的磁效应
D．电磁继电器是一种电路开关，它可以用一个电路控制另一个电路
10．（2021·邵阳模拟）如图所示是一种温度自动报警器的原理图。制作水银温度计时，在玻璃管的两端分别封入一段金属丝、电池的两极分别与金属丝相连，当温度达到与电池正极相连的金属丝下端所指的温度时，电铃就响起来，发出报警信号下列说法正确的是（ ）
A．温度计中的水银是绝缘体
B．温度降低到74℃以下，电铃响
C．电铃响时，电磁铁右端是N极
D．电铃响且滑片P向左移动时，电磁铁磁性减弱
11．（2021·隆回模拟）如图所示，一条形磁铁放在水平桌面上，处于静止状态，电磁铁置于条形磁铁附近并正对固定。下列叙述中，错误的是（ ）
A．闭合开关后，电磁铁与条形磁铁间有相互吸引力
B．闭合开关后，电磁铁的右端为N极
C．闭合开关后，条形磁铁受到桌面水平向右的摩擦力
D．闭合开关后，滑片P向a移动过程中，电磁铁与条形磁铁间的相互作用力增加
12．（2021·阳信模拟）电梯设置有超载自动报警系统，其工作原理如图所示，R1为保护电阻，压敏电阻的阻值随压力的增大而减小。下列说法正确的是（ ）
A．该装置的工作原理与电动机的工作原理一致
B．电梯超载时电磁铁磁性增大
C．电梯正常运行时K与B接触
D．处于图示位置时电磁铁对衔铁的吸引力大约是弹簧弹力的3倍
13．（2021·苏州模拟）直线电流周围磁场磁感线分布和磁场方向的判定方法如图所示，将一枚转动灵活的小磁针放在水平放置的直导线正下方，直导线通电的瞬间，从上向下看，下列说法正确的是（ ）
A．若电流方向从南向北，则小磁针顺时针偏转
B．若电流方向从北向南，则小磁针逆时针偏转
C．若电流方向从东向西，则小磁针不发生偏转
D．若电流方向从西向东，则小磁针不发生偏转
二、填空题
14．（2021·锦州）如图所示，当闭合开关S时，小磁针将向 （填“顺时针”或“逆时针”）方向转动，当滑动变阻器的滑片P向右移动时，电磁铁的磁性将 。（填“增强”、“不变”或“减弱”）
15．（2021·湘潭）如图所示是某同学设计的水位自动报警装置，当水位上升到与金属片A接触时，控制电路接通，此时，工作电路中的 （选填“灯亮”或“铃响”），通电螺线管上方为 （选填“N”或“S”）极。
16．（2021·梧州）《论衡》中记载：“司南之杓，投之于地，其柢指南。”如图甲所示，“柢”即握柄，是磁体的S极，静止时指向地理的 （选填“南”或“北”）方；通电螺线管相当于一个磁体，图乙中，静止在通电螺线管周围的三个小磁针，其中右端是N极的是 （填序号）。
17．（2021·岳池模拟）如图所示，在电磁铁正上方用弹簧挂着一条形磁铁，当开关S闭合后，且滑片P从a端向b端滑动过程中，会出现的现象是小灯泡亮度 （选填“增强”或“减弱”），弹簧长度 （选填“变长”或“缩短”）。
18．（2021·南京）人工心脏泵可短时间代替心脏工作，如图是该装置的示意图磁体固定在左侧，线圈AB固定在用软铁制成的活塞柄上（相当于一个电磁铁），活塞筒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，线圈中的电流从A流向B时，电磁铁左端是 极，血液会 （选填“流入”或“流出”）活塞筒，该装置工作时，线圈AB中的电流方向 （选填“需要”或“不需要”）改变。
三、作图题
19．（2021九上·顺德期末）如题图所示，闭合开关S后，电磁铁左端为N极，请标出：①A点磁感线的方向；②螺线管中电流的方向；③括号内电源的“+”、“-”极。
20．（2021·铁东模拟）如图所示，请在通电螺线管的A、B端标出N、S极。并画出螺线管上的绕线。
四、实验探究题
21．（2021·泰州）小明在探究“通电直导线周围的磁场”实验中，实验装置如图甲所示。
（1）其中小磁针的作用是 ；
（2）接通电路后，观察到小磁针偏转，说明电流周围存在 ，此现象最早是由物理学家 发现的。
（3）改变直导线中电流方向，小磁针的偏转方向发生了改变，说明电流周围的磁场方向与 有关。
（4）研究表明，通电直导线周围的磁场分布如图所示，则图甲实验中，若将小磁针由通电直导线下方移至直导线上方，小磁针偏转的方向 （选填“会”或“不会”）改变。
22．（2021·呼和浩特）1820年，奥斯特发现了电生磁.进而，人们把导线绕在圆筒上，做成螺线管。今天，我们一起探究“通电螺线管产生的磁场”，实验设计如下：
⑴在螺线管的两端各放一个小磁针，并在硬纸板上均匀的撒满铁屑，通电后观察小磁针的指向，轻敲纸板，铁屑的排列情况如图甲所示；
⑵把小磁针放到螺线管四周不同位置，通电后小磁针静止时指向如图乙所示；
⑶通过实验，画出了通电螺线管的磁感线，根据通电螺线管的磁感线分布形状，我们发现，通电螺线管外部的磁场与 （选填“条形”或“蹄形”）磁体的磁场相似；
⑷如果我们把地球磁场比作一个通电螺线管产生的磁场，赤道比作其中一条环绕导线，则导线中电流流向应该是 （选填“自西向东”或“自东向西”）；
⑸法国科学家安培认为，磁体是由许许多多小磁针定向排列构成，其宏观体现就是N极和S极，我们规定：磁场中小磁针静止时N极的指向为磁场方向，则乙图中，通电螺线管内部的磁场方向应该是 （选填“自左向右”或“自右向左”）。
23．（2020九上·滨海新期末）为探究电磁铁的磁性强弱跟哪些因素有关，小丽同学做出以下猜想：
猜想A：电磁铁通电时有磁性，断电时没有磁性；
猜想B：外形相同、匝数相等的电磁铁，通过的电流越大，它的磁性越强；
猜想C：外形相同的螺线管，线圈的匝数越多，它的磁性越强。
为了检验上述猜想是否正确，小丽所在实验小组通过交流与合作设计了以下实验方案。用漆包线（表面涂有绝缘漆的导线）在大铁钉上绕制若干圈，制成简单的电磁铁。如图所示的a、b、c、d为实验中观察到的四种情况。根据小丽的猜想和实验，完成下面填空：
（1）实验中是通过电磁铁 判定其磁性强弱的；
（2）通过比较 两种情况，可以验证猜想A是正确的；
（3）通过比较 两种情况，可以验证猜想B是正确的。
五、解答题
24．（2021·铁东模拟）上海龙阳路至浦东机场的磁浮铁路是世界上第一条商业运营的磁浮铁路，列车运行时速可达500km/h以上。请从电磁学和力学方面解释磁浮列车是如何高速运行的。
答案解析部分
1．【答案】B
【考点】磁场；磁感线及其特点；地磁场；通电直导线周围的磁场
【解析】【解答】A．磁体周围存在磁场，磁场是真实存在的，A正确，不符合题意；
B．地球是一个大磁体，地磁的南北极与地理的南北极相反，所以指南针静止时，指南针的N极指向地磁的南极即地理的北极，B错误，符合题意；
C．根据奥斯特实验即电流的磁效应可知，通电导体周围存在着磁场，C正确，不符合题意；
D．磁感线是为了形象描述磁场的分布引入的物理模型，是虚拟的封闭曲线，D正确，不符合题意。
故答案为：B。
【分析】磁感线是假想的线，用来描述磁场的；磁场是真实存在的；通电导线周围存在磁场；指南针的南极指南。
2．【答案】B
【考点】磁场
【解析】【解答】磁场是一种特殊的物质,我们既不能看见它，也摸不着它;磁场既有方向，又有强弱，都可通过磁感线来描述，故B正确；
故答案为：B
【分析】物理学中引入磁感线描述磁场，磁感线的疏密表示磁场强度，某一点小磁针N极所指的方向表示磁场方向。
3．【答案】C
【考点】物体是否具有磁性的判断方法
【解析】【解答】ABD．因为力的作用是相互的，所以，当小磁针分别靠近板擦和黑板时，或者板擦和黑板相互靠近时，它们之间的相互吸引，都只能说明两物体中至少有一个物体具有磁性，而无法判断哪个具有磁性，ABD不符合题意。
C．将板擦用细线悬挂起来使其自由旋转，发现板擦静止时某侧边始终的指向东方，则一定有某侧边始终指向南方，所以可以说明板擦一定具有磁性，C符合题意。
故答案为：C。
【分析】任何磁铁都具有两个磁极，即N极和S极，磁感线从N极指向S极，同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，同时磁铁对铁钴镍具有吸引力。
4．【答案】D
【考点】平衡力的辨别；影响电磁铁磁性强弱的因素及其探究
【解析】【解答】A．该盆栽悬浮的原理利用了同名磁极相互排斥，当盆栽悬浮在空中静止不动时，受的力是平衡力，即盆栽的总重力和磁力大小相等，当浇水后重力变大，故磁力也变大，A不符合题意；
B．盆栽悬浮在空中受磁力和重力，B不符合题意；
CD．要使盆栽与底座之间距离不变，需增大磁力，磁力的大小与电流的方向无关，电磁铁磁性强弱与电流的大小有关，其他条件相同，电流越大，磁性越强，所以应适当增大电磁铁线圈内的电流，C不符合题意，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】静止的物体受到平衡力的作用，二力平衡时，力的大小相等；电磁铁磁性的强弱和电流大小有关，和线圈匝数有关。
5．【答案】B
【考点】磁现象；磁感线及其特点
【解析】【解答】由图可知，两磁极相互排斥，小磁针的N极的指向与该点磁感线的方向一致，磁体的外部，磁感线从磁体的N极出发回到S极，所以甲、乙都是S极。
故答案为：B。
【分析】由磁感线的分布可知两磁极极性的关系，由磁极间相互作用规律可知磁极的极性。
6．【答案】D
【考点】液体温度计的构造与工作原理；电磁铁的其他应用
【解析】【解答】A．报警器利用水银导电，即当到达警戒温度时，水银与金属丝联通，构成了闭合回路，故电铃响，故利用的是水银的导电性，温度计的工作原理就是水银的热胀冷缩，A正确，不符合题意；
B．报警器就是利用了电磁铁通电时有磁性，电铃响，断电时磁性消失，灯泡亮的特点的，B正确，不符合题意；
C．如图所示，报警器中，水银温度计和电磁铁首尾相连，故串联在电路中，C正确，不符合题意；
D．温度达到90℃时，报警器中的铃响灯灭，而没有到达警戒水位时，电铃不响，灯泡亮，D错误，符合题意。
故答案为：D。
【分析】电铃与灯泡为并联关系，两者只能有一个用电器工作。
7．【答案】B
【考点】安培定则
【解析】【解答】A．滑片P逐渐向a端滑动，滑动变阻器接入电路中的电阻变小，电路中电流变大，电磁铁的磁性逐渐增强，A不符合题意；
B．电流从电磁铁的下侧接线柱流进，用右手定则判断出电磁铁的下端为N极，上端为S极，B符合题意；
C．电磁铁的磁性增强，对铁块产生向上的吸引力，所以铁块对地面的压力变小，但受力面积不变，压强 ，所以铁块对地面的压强逐渐变小，C不符合题意；
D．铁块对地面的压力变小，接触面的粗糙程度不变，所以地面对铁块的摩擦力变小，铁块做匀速直线运动，弹簧测力计对它的拉力和它受到的摩擦力是一对平衡力，所以拉力变小，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】结合通电螺线管的电流方向，利用右手螺旋定则求解通电螺线管的N极和S极。
8．【答案】C
【考点】安培定则；影响电磁铁磁性强弱的因素及其探究
【解析】【解答】①根据安培定则，用右手握住通电螺线管，四指指电流方向，大母指指N极，因此电磁铁左端为 N 极，故①不符合题意；
②根据安培定则，电磁铁左端为 N 极，电磁铁外部的磁感线从左端出发回到右端，故②符合题意；
③将滑片 P 向 b 端滑动，滑动变阻器接入电路阻值增大，电流减小，电磁铁磁性变弱，故③不符合题意；
④将滑片 P 向 a 端滑动，滑动变阻器接入电路阻值减小，电流增大，铁磁铁磁性增强，而巨磁电阻阻值随磁场变强而减小，故指示灯亮度变强，故④符合题意。
故答案为：C。
【分析】结合通电螺线管的电流方向，利用右手螺旋定则求解通电螺线管的N极和S极。电流可以产生磁场，即电流有磁效应，可以用来制作电磁铁，电流越大，产生的磁场强度越大，匝数越多，产生的磁场越强；同时物质的磁场强度与温度有关系，温度越高，物质的磁性就越小。
9．【答案】A
【考点】安培定则
【解析】【解答】A．由图可知，电磁铁中的电流是从左端流入，右端流出，根据安培定则可知，电磁铁的右端为N极，左端为S极，A错误，符合题意；
B．温度计是根据液体热胀冷缩的性质工作的，B正确，不符合题意；
C．电磁继电器的核心部件是电磁铁，电磁铁通电后有磁性，利用的是电流的磁效应，C正确，不符合题意；
D．电磁继电器的实质就是一个利用电磁铁控制工作电路通断的开关，D正确，不符合题意。
故答案为：A。
【分析】奥斯特实验证明电流周围存在这磁场，通电螺线管周围的磁场可以利用右手螺旋定则判断N极和S极。
10．【答案】C
【考点】安培定则
【解析】【解答】A．温度升高水银柱上升，电路接通，则水银是导体，A不符合题意；
B．温度升高水银柱上升，当温度达到74℃及以上时，左边电路接通，电磁铁产生磁性，吸引衔铁，右边电路接通，电铃响，B不符合题意；
C．如图可知，电流由电磁铁左端流入，根据安培定则可知，电磁铁右端为N极，C符合题意；
D．滑片P向左移动时，电路接入阻值变小，电流变大，则电磁铁磁性变强，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】奥斯特实验证明电流周围存在这磁场，通电螺线管周围的磁场可以利用右手螺旋定则判断N极和S极。
11．【答案】B
【考点】磁现象；安培定则；通电螺线管的极性和电流方向的判断
【解析】【解答】B．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知道，电磁铁的左端是N极、右端是S极，B错误，符合题意；
AC．闭合开关后，由于电磁铁的左端是N极、右端是S极，而异名磁极相互吸引，所以电磁铁对条形磁铁有向左的吸引力作用，条形磁铁有向左运动趋势，所以条形磁铁受到向右的静摩擦力作用，AC正确，不符合题意。
D．闭合开关后，滑片P向a移动时，变阻器接入电路的阻值变小，通过电磁铁的电流增大，磁性增强，对条形磁铁的吸引力增大，所以电磁铁与条形磁铁间的相互作用力增加，D正确，不符合题意。
故答案为：B。
【分析】根据螺线管的电流方向，利用安培定则可以判断磁极位置；根据磁体磁极的位置，判断磁极间的力。
12．【答案】B
【考点】影响电磁铁磁性强弱的因素及其探究
【解析】【解答】A．电磁铁是根据电流的磁效应制成的，电动机是利用通电导线在磁场中受力运动的原理制成的，A不符合题意；
B．超载时，随着压力的增大，压敏电阻的阻值减小，电路中的电流逐渐增大，电磁铁的磁性逐渐增强，B符合题意；
C．正常情况下（未超载时），衔铁被弹簧拉起，K与静触点A接触，C不符合题意；
D．可以把衔铁看成是一个杠杆，处于图示位置时，电磁铁对衔铁的吸引力的力臂是弹簧弹力力臂的3倍，由杠杆的平衡条件可知，电磁铁对所衔铁的吸引力大约是弹簧弹力的 ，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】电流可以产生磁场，即电流有磁效应，可以用来制作电磁铁，电流越大，产生的磁场强度越大，匝数越多，产生的磁场越强。
13．【答案】D
【考点】通电直导线周围的磁场
【解析】【解答】A．若电流方向从南向北，直导线正下方的磁场方向向西，则小磁针逆时针偏转，A不符合题意；
B．若电流方向从北向南，直导线正下方的磁场方向向东，则小磁针顺时针偏转，B不符合题意；
C．若电流方向从东向西，直导线正下方的磁场方向向南，则小磁针将偏转180°，C不符合题意；
D．若电流方向从西向东，直导线正下方的磁场方向向北，则小磁针不发生偏转，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】结合通电导线的电流方向，利用右手螺旋定则求解通电导线的N极和S极。
14．【答案】顺时针；增强
【考点】安培定则；影响电磁铁磁性强弱的因素及其探究
【解析】【解答】开关闭合后，螺线管中的电流向上流动，弯曲的四指与电流方向相同，垂直的大拇指指向上方，所以螺线管上端为N极，小磁针的N极将向上转动，S极将向下转动，即顺时针转动。
当滑动变阻器的滑片P向右移动时，电路中的电阻减小，电流增大，电磁铁的极性增强。
【分析】奥斯特实验证明电流周围存在这磁场，通电螺线管周围的磁场可以利用右手螺旋定则判断N极和S极。
15．【答案】铃响；S
【考点】安培定则
【解析】【解答】由图可知，当水位上升到与金属片A接触时，控制电路接通，此时，电磁铁吸引衔铁落下，工作电路中电铃被接通，电铃响。
根据安培定则可知，通电路线管的下端为N极，则上端为S极。
【分析】电流可以产生磁场，即电流有磁效应，可以用来制作电磁铁，电流越大，产生的磁场强度越大，匝数越多，产生的磁场越强；结合通电螺线管的电流方向，利用右手螺旋定则求解通电螺线管的N极和S极。
16．【答案】南；②
【考点】地磁场；通电螺线管的磁场
【解析】【解答】由磁极间的相互作用可知，磁体的S极指向地球的N极，因地球磁极的N极位于地理南极附近，故司南的握柄静止时指向地理的南方。
由安培定则可知，通电螺线管的左端为N极，由磁极间的相互作用可知，右端是N极的小磁针的是②。
【分析】地磁场的北极在地理南极附近，地磁场南极在地理北极附近。
根据安培定则判定螺线管的极性，再根据磁极间的相互作用规律判定小磁针的指向。
17．【答案】增强；缩短
【考点】安培定则
【解析】【解答】从图中可以看到，这是一个串联电路，滑片P从a端向b端滑动过程中，变阻器接入电路的电阻在变小，电路的总电阻在变小，电路的电流在变大，那么小灯泡亮度是增强的。
由上述可知，电流在变大，那么电磁铁的磁性在增强，根据安培定则判断出电磁铁的上端应该是N极，条形磁铁收到排斥力。电流增大时，排斥力更大，弹簧缩短。
【分析】滑动变阻器滑片向右端移动，接入电路中的电阻变小，电路中的电流变大，灯泡变亮。
18．【答案】S；流入；需要
【考点】安培定则
【解析】【解答】线圈中的电流从A流向B时，根据安培定则，电磁铁右端N极，左端S极。异名磁极相互吸引，此时活塞左移，筒内压强减小，血液流入筒。
因为工作时活塞要左右移动，电磁铁磁极要改变，所以电流方向需要改变。
【分析】同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，结合通电螺线管的N极和S极，利用右手螺旋定则求解通电螺线管的电流方向。
19．【答案】解：如图所示：
【考点】安培定则；通电螺线管的极性和电流方向的判断
【解析】【解答】①闭合开关S后，电磁铁左端为N极，右端为S极，在通电螺绕管的外部，磁感线都是从N发出回到S极的，据此作出A点磁感线的方向。
②根据安培定则，可画出螺线管中电流的方向。
③根据螺线管中电流的方向，可知电源的右端为“+”、左端为“-”极。如下图所示
【分析】根据通电螺线管的磁极判断出磁感线的方向。在磁体外部，磁感线总是从N极发出，回到S极。根据安培定则判断出电流的方向，确定电源的正负极。
20．【答案】解：如图所示：
【考点】安培定则；通电螺线管的极性和电流方向的判断
【解析】【解答】由图可知，小磁针的左端为N极，右端为S极，根据磁极间的相互作用规律可知，B端为N极，A端为S极，根据安培定则，绕线方法如图所示：
【分析】根据小磁针的北极和电流方向，结合安培定则判断线圈的绕向。
21．【答案】（1）检测磁场的存在
（2）磁场；奥斯特
（3）电流方向
（4）不会
【考点】通电直导线周围的磁场
【解析】【解答】（1）磁场直接看不到，可以用小磁针检测磁场的存在
（2）实验中，开关闭合时，小磁针发生偏转，说明通电导体周围存在着磁场，这是著名的奥斯特实验，此现象最早是由物理学家奥斯特发现的。
（3）改变电流方向，小磁针的方向也发生了偏转，说明了产生的磁场方向改变，即表明了通电导体周围的磁场方向与电流方向有关。
（4）由图，通电直导线周围的磁场成同心圆，若将小磁针由通电直导线下方移至直导线上方，磁场方向仍然是顺时针，所以小磁针偏转的方向不变。
【分析】（1）物理学中引入磁感线描述磁场，磁感线的疏密表示磁场强度，某一点小磁针N极所指的方向表示磁场方向；
（2）奥斯特实验证明电流周围存在这磁场，该磁场即为电荷定向移动造成的；
（3）电流方向不同，磁场方向不同；
（4）电流方向不变，磁场分布不变。
22．【答案】条形；自东向西；自右向左
【考点】通电螺线管的磁场；通电螺线管的极性和电流方向的判断
【解析】【解答】（3）通电螺线管外部的磁场和条形磁体磁场相似。在磁体外部，磁感线是由北极出发回到南极。
（4）地磁场由南向北，根据安培定则可知，赤道这一通电圆环的电流方向为由东向西。
（5）由小磁针N极指向可知，螺线管外部磁感线由N指向S，因为要形成闭合曲线，所以内部磁感线由S指向N，即通电螺线管内部的磁场方向应该是自右向左。
【分析】（3）通电螺线管外部的磁场和条形磁体磁场相似；
（4）根据地磁场的北极，结合安培定则，判断电流方向；
（5）根据电流方向，结合安培定则判断磁场方向。
23．【答案】（1）吸引大头针的数
（2）a、b
（3）b、c
【考点】影响电磁铁磁性强弱的因素及其探究
【解析】【解答】(1)实验中电磁铁磁性的强弱无法用眼直接观察，通过观察电磁铁吸引大头针数目多少的不同，来判断它磁性的强弱，吸引的大头针越多，电磁铁的磁性越强，运用的研究方法是转换法。
(2)A猜想中，电磁铁通电时有磁性，断电时没有磁性。读图可知，图a、b(或a、c)中两电磁铁相同，一个通电能吸引大头针，一个不通电，不能吸引大头针，a、b符合要求。
(3)猜想B中，外形相同、匝数相等的电磁铁，通过电磁铁的电流越大，它的磁性越强。通过观察图中滑动变阻器的位置可以判断，同样的电磁铁，b中的电流小、吸引大头针少，c中的电流大，吸引大头针多，b、c符合要求。
【分析】（1）通过电磁铁吸引大头针的数量，可以判断磁性的强弱；
（2）探究电流的有无对磁性的影响时，利用有无电流进行实验；
（3）在串联电路中，改变滑动变阻器的位置，改变电阻，从而改变电流，改变磁性强弱。
24．【答案】解：通电后列车的下方和轨道的上方形成同名磁极，根据同名磁极相互排斥，使列车和轨道之间摩擦力很小，列车在推动力的作用下很容易高速行驶。
【考点】力作用的相互性；磁现象
【解析】【分析】磁悬浮列车根据磁极间的相互作用而工作，物体间不接触，不能产生摩擦力
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