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苏科版九年级全册电流的磁场巩固练习
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这是一份苏科版九年级全册电流的磁场巩固练习，共39页。试卷主要包含了电话的听筒主要应用了电流的，如图甲所示是“磁浮地球仪”，电磁铁、电磁继电器等内容，欢迎下载使用。
16.2电流的磁场
课后培优练级练
培优第一阶——基础过关练
1．电话的听筒主要应用了电流的（ ）
A．热效应 B．化学效应 C．磁效应 D．三种效应都有
2．如图所示，闭合开关后，三个小磁针指向（红色为N极）都正确的是（ ）
A． B．
C． D．
3．如图，在电磁铁正上方用弹簧挂着一条形磁铁，开关闭合后，当滑片P从a端向b端滑动过程中，会出现的现象是（ ）
A．电流表示数变大，弹簧长度变长 B．电流表示数变大，弹簧长度变短
C．电流表示数变小，弹簧长度变长 D．电流表示数变小，弹簧长度变短
4．如图所示，一螺线管的左端放着一颗可自由转动的小磁针，闭合开关S前小磁针处于静止，闭合开关S后，小磁针的N极将（ ）
A．向左偏转 B．向右偏转
C．仍然静止 D．无法判断
5．如图甲所示是“磁浮地球仪”。在地球仪中装入条形磁铁，底座中的电磁铁就可将其“漂浮”在空中，其工作原理如图乙所示。下列判断正确的是（ ）
A．电磁铁的上端为N极
B．电源的左端为负极
C．其工作原理是同名磁极相互排斥
D．滑片P向左移动可增加地球仪“漂浮”的高度
6．如图所示的电路中，当开关S拨到a后，当小磁针静止时，B端是_____极；当开关S由a拨到b，调节滑动变阻器，使电流表的示数仍保持不变，则电磁铁的磁性_____（选填“增强”、“不变”或“减弱”）。
7．电磁铁、电磁继电器
（1）定义：插有____的通电________。
（2）电磁继电器是利用________、________电路的通断，来间接地控制________、_____电路的装置。
（3）电磁继电器是利用________来控制工作电路的一种开关。
（4）电磁继电器的结构：电磁继电器由________、____、弹簧、________和________组成，其工作电路由低压控制电路和高压工作电路组成。
8．如图所示，将一枚转动灵活的小磁针置于水平桌面上，在小磁针上方放一条直导线，使导线与电池触接，电路连通瞬间，会看到小磁针发生偏转，这个实验说明通电导线周围存在______，这个现象是1820年丹麦物理学家______首先发现的。
9．如图所示，根据通电螺线管的磁感线方向，可判断电源的左端a为___________极，小磁针静止时的b端为___________极。
10．如图，条形磁铁挂在弹簧下，在其正下方有一个螺线管，闭合开关K后，螺线管的上端是______极，条形磁体的下端与螺线管的上端因此相互_________；将滑片向右移动时，电流表的读数将________，弹簧的长度将__________；若不移动滑片，要使弹簧长度变短，可以采取的方法是_____________。
11．现在流行网上购物，下面是网上的3件商品，其中蕴含着物理知识。
（1）天气晴雨预报瓶（图1）瓶体由玻璃制成，里面的液体用水和颜料兑制而成。天气转晴，大气压升高，天气转阴，大气压降低。某天早晨看见管内的液面上升，则表明今天天气将转__________ ；（选填“晴”或“阴”）
（2）无叶电风扇（图2）工作时，电动机将空气从底部进风口吸入，经压缩后进入圆环空腔，从圆环空腔上的缝隙高速吹出，夹带周边空气一起向前流动，导致圆环空腔正面风速远大于背面风速，风扇运行时，圆环空腔正面气体压强__________背面气体压强；相同时间内，圆缝口流出空气的质量__________进风口空气的质量（两空均选填“大于”、“等于”或“小于”）；
（3）磁悬浮地球仪（图3）球体中有一个磁体，环形底座内有一个金属线圈，通电后相当于电磁铁。金属线圈与球体中的磁铁相互__________（填“吸引”或“排斥”），使球体受力平衡，从而悬浮于空中。当磁悬浮地球仪停止工作时，应先__________（填“拿开球体”或“切断电源”）。
12．为探究电磁铁的磁性跟哪些因素有关，小明所在的实验小组用漆包线（表面涂在绝缘漆的导线）在大铁钉上绕若干圈，制成简单的电磁铁，结合其它实验器材（大头针、滑动变阻器等）做了如图所示的实验。根据b、c、d中观察到的情况，完成下面填空：
（1）通过比较______，来判断它的磁性强弱不同；
（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d中甲、乙两个电磁铁吸引大头针的情况，可得到的结论是______。
13．某校九年级一班物理兴趣小组的同学，学习了磁现象的知识后，深受物理学家奥斯特和法拉第科学探索精神的影响，怀着极大的兴趣对下列实验进行了探究。如图甲，将小磁针放在南北方向的直导线正下方，小磁针静止，N极指向北。如图乙触接电源，小磁针的N极向纸外偏转。断开连接后，小磁针恢复到图甲位置。如图丙，将电源正负极对调，再次触接电源，小磁针的N极向纸内偏转。则：
（1）通电导线周围存在磁场，且磁场的方向与___________有关；
（2）断开电源后，小磁针恢复到图甲状态，这是因为小磁针受到了___________的作用；
（3）如图丁所示，高速电子束飞过小磁针上方时，小磁针将发生如图___________所示方向的偏转，原因是___________。
14．根据如图所示的小磁针指向，画出通电螺线管的导线绕法。
15．如图所示，按小磁针的指向判定螺线管的极性、电流的方向和电源的正、负极。
16．如图所示，螺线管与电源、开关S组成闭合回路。在螺线管下方的地面上放有一条形磁体，开关S闭合瞬间，该条形磁体突然向上运动。请在图中标出电源左端的极性、闭合开关后通电螺线管中的电流方向、螺线管下端的磁极极性和螺线管左侧P点磁感线的方向。
培优第二阶——拓展培优练
1．如图所示是汽车启动装置原理图，对于这一装置及其工作特点，下列说法不正确的是（ ）
A．旋转钥匙能使电磁铁所在电路工作
B．电磁铁的工作电压比电动机的工作电压低
C．电磁铁通电时，上端是S极，下端是N极
D．电磁铁通电时，吸引上方的衔铁，使触点A向右与B接触，电动机工作
2．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），通电时线圈与活塞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．要使血液流出“血泵”，电流需从a端流进线圈，从b端流出线圈
B．要使血液流入“血泵”，电流需从a端流进线圈，从b端流出线圈
C．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
D．若电流从b端流进线圈，从a端流出线圈，则S1会开启，S2会关闭
3．如图所示的电路中，将电磁铁与滑动变阻器串联接入电路，闭合开关S，下列说法正确的是（ ）
A．电磁铁的上端为S极
B．电磁铁周围存在磁感线
C．将滑动变阻器的滑片P向右滑动，电磁铁的磁性减弱
D．将滑动变阻器的滑片P向左滑动，电磁铁的磁极会对调
4．如图所示，小磁针静止在螺线管附近，闭合开关后，下列判断正确的是（ ）
A．通电螺线管的左端为N极 B．通电螺线管外A点磁场的方向向左
C．通电螺线管外存在磁感线 D．小磁针顺时针转动90°
5．在一次课外活动中，小明和小刚设计了如图甲所示的实验，当他们闭合开关S后，发现小磁针发生了偏转，这说明___________的周围存在着磁场。接着小红又想用该电路判断电源的正负极。经过讨论小刚找来了一个小铁钉，把导线的一部分绕在上面，制成了一个电磁铁连在电路中，当再次闭合开关S后，小磁针静止时N极的指向如图乙所示。据此他们判断出电源的___________端是正极（选填“a”或“b”），当滑动变阻器的滑片向左移动时，电磁铁的磁性___________（选填“增强”“减弱”或“不变”）。
6．如图所示，电源电压恒定，R1、R2为定值电阻。闭合开关S，将滑动变阻器R3的滑片调节到图示位置，待电路稳定后，小磁针静止时B端为______（选填“N”或“S”）极。将滑动变阻器的滑片向右滑动，电阻R1的电流变化量______（选填“大于”、“小于”或“等于”）电阻R3的电流变化量。（不考虑地磁场的影响）
7．如图所示的是一种温度自动报警器的原理图。在水银温度计里封入一段金属丝，请你结合图分析回答下面的问题：
（1）该水银温度计在电路中的作用相当于一个___________；
（2）若该装置设定为高温报警时，报警指示灯为红色，正常状态时指示灯为绿色，则灯L2为___________色（选填“红”或“绿”）。
8．某小区因暴雨引起车库积水，部分车辆被淹，小明看到新闻后，设计了如图所示的车库积水自动报警器，如图是该报警器原理图，金属块A和B分别固定在车库地面附近适当高处，若车库积水水面到达 _____处（选填“A”或“B”）时，_____（选填“绿”或“红”）灯发光报警，此时电磁铁的上端是 _____极（选填“N”或“S”）。
9．如图通入电流发现，小磁针静止时电流表指针反向偏转，标出电源的正、极，小磁针的N、S极并完成B螺线管绕线。
10．请你在虚线框内将电路补充完整，要求：
①电源电压恒定不变，闭合开关S，图中的小磁针旋转180°后静止；
②此电路能改变电磁铁的磁性强弱。
11．如图所示，在电磁铁的正上方用弹簧挂一条形磁铁。当开关闭合后，如要求当滑片P从b端到a端的过程中，弹簧的长度会变长，请在图中画出电磁铁线圈的绕线方法。
12．如图示是探究通电直导线周围磁场的实验装置。
（1）小磁针放置在桌面上静止时，将直导线AB沿______（选填“东西”“南北”或“任意”）方向放置在小磁针正上方，实验时效果最明显；
（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，此时若移去小磁针，上述结论是否成立？______（选填“是”或“否”）；
（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）实验中小磁针的作用是______。
培优第三阶——中考沙场点兵
1．（2022·山东菏泽·中考真题）下列有关电和磁的说法正确的是（ ）
A．验电器的工作原理是异种电荷相互排斥 B．磁体周围的磁感线实际上并不存在
C．通电螺线管的内部没有磁场 D．地磁极的北极在地理北极附近
2．（2022·内蒙古包头·中考真题）图甲是磁悬浮台灯，灯泡内部装有磁体和半导体芯片，灯座内有如图乙所示电磁铁。灯座通电后，灯泡会悬浮在灯座上方，半导体芯片发光。下列说法正确的是（ ）
A．发光的半导体芯片电阻为零
B．灯泡悬浮是利用同名磁极相互排斥的原理
C．通电后电磁铁具有磁性说明磁能生电
D．通电后电磁铁的下端为S极
3．（2022·浙江丽水·中考真题）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
4．（2022·江苏淮安·中考真题）如图所示，探究通电螺线管外部磁场的方向。
（1）玻璃板上均匀撒上铁屑，放上小磁针。闭合开关后，______玻璃板，铁屑分布情况表明，螺线管的外部磁场与______磁体周围的磁场相似；
（2）接通电路，小磁针静止时______极的指向是该点的磁场方向；
（3）调换电源的正负极，闭合开关，小磁针反方向偏转，说明通电螺线管外部的磁场方向与______有关。
5．（2022·山东东营·中考真题）如图所示是“探究影响通电螺线管磁性强弱的因素”的实验装置。
（1）正确连接好电路，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于最___________（选填“左”或“右”）端；
（2）闭合开关，调节滑片位置，电流表的指针如图所示，则电流表的示数为___________A，此时通电螺线管的下端是___________（选填“N”或“S”）极；
（3）下列操作能减弱通电螺线管磁性的是___________（选填字母）；
A．抽去铁芯 B．电源两极对调 C．减少线圈的匝数
（4）电磁铁的用途很多，如电磁起重机，试再列举至少2项电磁铁在实际中的应用：___________、___________。
6．（2022·四川攀枝花·中考真题）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。巨磁电阻效应是指某些材料的电阻在磁场中急剧变化的现象，这一发现大大提高了磁电之间信号转换的灵敏度，从而引发了现代硬盘生产的一场革命。实验小组设计了如图所示的电路，来探究某GMR的阻值与磁场的关系。
（1）闭合开关S1，电磁铁的左边是______（选填“N”或“S”）极。滑动变阻器R1的滑片向右端滑动，电磁铁的磁性______（选填“增强”或“减弱”）；
（2）断开开关S1，闭合开关S2，无论怎样移动滑动变阻器R2的滑片，电流表指针几乎不偏转，电压表有示数但不变。请分析电路故障______；
（3）排除电路故障后，闭合开关S1、S2，保持R2滑片位置不变，将滑动变阻器R1的滑片向左端滑动，观察到电流表示数增大，电压表示数______（选填“增大”、“减小”或“不变”）；
（4）分析上述实验现象可知：该GMR的阻值随其周围磁场的增强而______（选填“增大”、“减小”或“不变”）。
7．（2022·浙江湖州·中考真题）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______。
8．（2022·海南·中考真题）某实验小组用自制电磁铁探究影响电磁铁磁性强弱的因素。他们用相同的漆包线和铁钉绕制成两个电磁铁A和B，B铁钉上绕有更多匝数的线圈，实验装置如图所示。
（1）如图甲，闭合开关，电磁铁A的钉尖是______极（选填“N”或“S”）；将滑动变阻器的滑片P向右移动，能吸引______的大头针（选填“更多”“不变”或“更少”）；
（2）如图乙，把电磁铁A和B串联，闭合开关，多次移动滑动变阻器的滑片P，发现电磁铁B总能吸引更多的大头针，通过比较，得出的结论是______；
（3）电磁铁在生活中应用广泛，请举一例：______。
9．（2022·山东淄博·中考真题）某些商场里的自动扶梯在无人和有人乘坐时运行速度不同，从而节约电能。小明根据所学知识，设计了扶梯工作时的模拟电路。如图所示是扶梯上无人时电路的工作状态，R是压敏电阻，其阻值随压力的增大而减小。当扶梯上有人时，R所受压力增大，控制电路中的电流_______，电磁铁的磁性___________，将衔铁吸下，使动触点与静触点“2”接触，工作电路中的电动机转速变大。小红站在扶梯上匀速上行的过程中，她的动能___________、机械能___________。（均选填“变大”“变小”或“不变”）
10．（2022·江苏徐州·中考真题）如图所示，先将小磁针放在水平桌面上，静止时小磁针N极指向______________方。再将一根直导线平行架在小磁针上方，给导线通电后，小磁针将______________，说明通电导线周围存在______________。
11．（2022·山东菏泽·中考真题）小磁针静止时的指向如图所示，请在图中的括号内标出电磁铁右端的极性，在导线上a点标出电流的方向。
12．（2021·山东德州·中考真题）如图所示的电路，螺线管右端放置一个小磁针，闭合开关后，用“+”“-”标出电路中电源右端的极性；用“N”“S”标出小磁针静止时右端的磁极。
答案与解析
课后培优练级练
培优第一阶——基础过关练
1．电话的听筒主要应用了电流的（ ）
A．热效应 B．化学效应 C．磁效应 D．三种效应都有
【答案】C
【详解】电话的听筒是利用电流的磁效应，把变化的电流转化为声音信号，将电能转化为机械能，故ABD不符合题意，C符合题意。故选C。
2．如图所示，闭合开关后，三个小磁针指向（红色为N极）都正确的是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】A
【详解】A．由右手螺旋定则可知，电磁铁左端为N极，则因外部磁感线由N极指向S极，则左侧小磁针N极向左，中间小磁针N极向右，右侧小磁针N极向左，故A正确；B．由右手螺旋定则可知，电磁铁右端为N极，则因外部磁感线由N极指向S极，则上方小磁针N极应向左，故B错误；C．由右手螺旋定则可知，电磁铁右端为N极，则因外部磁感线由N极指向S极，则右端小磁针N极应向右，故C错误；D．由右手螺旋定则可知，电磁铁左端为N极，则因外部磁感线由N极指向S极，则上方小磁针N极应向右，故D错误。故选A。
3．如图，在电磁铁正上方用弹簧挂着一条形磁铁，开关闭合后，当滑片P从a端向b端滑动过程中，会出现的现象是（ ）
A．电流表示数变大，弹簧长度变长 B．电流表示数变大，弹簧长度变短
C．电流表示数变小，弹簧长度变长 D．电流表示数变小，弹簧长度变短
【答案】A
【详解】由电路图可知，滑动变阻器与灯泡串联；当滑片P从a端向b端滑动的过程中，接入电路的电阻变小，电路的总电阻变小；根据欧姆定律可知，电路中的电流变大，即电流表的示数变大，所以螺线管的磁性增强；根据右手螺旋定则可得，螺线管的下端为N极，上端为S极，因为异名磁极相互吸引，所以螺线管对磁铁的吸引力逐渐增大，弹簧的长度变长，故A符合题意，BCD不符合题意。故选A。
4．如图所示，一螺线管的左端放着一颗可自由转动的小磁针，闭合开关S前小磁针处于静止，闭合开关S后，小磁针的N极将（ ）
A．向左偏转 B．向右偏转
C．仍然静止 D．无法判断
【答案】B
【详解】电源的右端是正极，电流从螺线管的右端进入，左端流出，根据安培定则可以判断螺线管的右端是N极，左端是S极，根据同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引可以判断小磁针的N极向右偏转，故B符合题意，ACD不符合题意。故选B。
5．如图甲所示是“磁浮地球仪”。在地球仪中装入条形磁铁，底座中的电磁铁就可将其“漂浮”在空中，其工作原理如图乙所示。下列判断正确的是（ ）
A．电磁铁的上端为N极
B．电源的左端为负极
C．其工作原理是同名磁极相互排斥
D．滑片P向左移动可增加地球仪“漂浮”的高度
【答案】C
【详解】AB．根据同名磁极相互排斥可知，图中电磁铁的上端应为S极，则由安培定则可知，电流从电磁铁的上端流入，下端流出，电路中的电源的左端为正极，故AB错误；C．磁浮地球仪稳定地“漂浮”起来，其利用的工作原理是同名磁极互相排斥，故C正确；D．滑片向左移动，滑动变阻器接入电路的电阻变大，总电阻变大，根据欧姆定律可知，电流变小，电磁铁磁性减弱，可降低地球仪“漂浮”的高度，故D错误。故选C。
6．如图所示的电路中，当开关S拨到a后，当小磁针静止时，B端是_____极；当开关S由a拨到b，调节滑动变阻器，使电流表的示数仍保持不变，则电磁铁的磁性_____（选填“增强”、“不变”或“减弱”）。
【答案】 S 减弱
【详解】[1]伸出右手握住螺线管，四指弯曲指示电流的方向，大拇指所指的方向即螺线管的左端为电磁铁的N极，据同名磁极相互排斥、异名磁极相互吸引的作用可知，小磁针的A端是N极，B端为S极。
[2]在此实验装置中，保持电流不变，将开关S由a换到b，则减少了线圈的匝数，因此通电螺线管的磁性减弱。
7．电磁铁、电磁继电器
（1）定义：插有____的通电________。
（2）电磁继电器是利用________、________电路的通断，来间接地控制________、_____电路的装置。
（3）电磁继电器是利用________来控制工作电路的一种开关。
（4）电磁继电器的结构：电磁继电器由________、____、弹簧、________和________组成，其工作电路由低压控制电路和高压工作电路组成。
【答案】 铁芯 螺线管 低电压 弱电流 高电压 强电流 电磁铁 电磁铁 衔铁 动触点 静触点
【详解】（1）[1][2]电磁铁是插了铁芯的螺线管，电磁铁磁性的有无，可以由通、断电来控制；电磁铁磁性的强弱可以由通过电磁铁的电流大小来控制。
（2）[3][4][5][6]电磁继电器实质上是一个开关，电磁继电器的低压控制电路部分的核心是一个电磁铁，是利用低电压、弱电流电路来间接控制高电压、强电流电路通断。
（3）[7]电磁继电器的低压控制电路部分的核心是一个电磁铁，它是根据电流的磁效应工作的，即电磁继电器就是利用电磁铁来控制工作电路的一种开关。
（4） [8][9][10][11]电磁继电器主要是由电磁铁、衔铁、簧片、触点（静触点、动触点）组成。
8．如图所示，将一枚转动灵活的小磁针置于水平桌面上，在小磁针上方放一条直导线，使导线与电池触接，电路连通瞬间，会看到小磁针发生偏转，这个实验说明通电导线周围存在______，这个现象是1820年丹麦物理学家______首先发现的。
【答案】 磁场 奥斯特
【详解】[1][2]当直导线接触电池通电时，可以看到小磁针发生偏转，即小磁针受到磁场力的作用，说明通电导线周围存在磁场；这个现象最早是由1820年丹麦物理学家奥斯特发现。
9．如图所示，根据通电螺线管的磁感线方向，可判断电源的左端a为___________极，小磁针静止时的b端为___________极。
【答案】 正 N##北
【详解】[1]由磁感线的特点：在磁体外部，磁感线从N极出发回到S极，可知通电螺线管的右端为N极、左端为S极；由安培定则可知，电流由通电螺线管的左侧流入，则电源的左端a为正极、右端为负极。
[2]由磁极间的相互作用规律：同名磁极相互排斥、异名磁极相互吸引可知，小磁针的左端为N极、右端为S极，故b端为N极。
10．如图，条形磁铁挂在弹簧下，在其正下方有一个螺线管，闭合开关K后，螺线管的上端是______极，条形磁体的下端与螺线管的上端因此相互_________；将滑片向右移动时，电流表的读数将________，弹簧的长度将__________；若不移动滑片，要使弹簧长度变短，可以采取的方法是_____________。
【答案】 N##北 排斥 变小 变长 增大电源电压
【详解】[1][2]根据安培定则，并由图可判断，螺线管的上端应该是N极，根据同名磁体相互排斥可知，条形磁体的下端与螺线管的上端相互排斥。
[3][4]滑动变阻器滑片向右端移动时，滑动变阻器接入电路的电阻增大，根据欧姆定律可知电路中的电流变小，即电流表示数变小，电磁铁磁性减弱，条形磁铁的排斥力减小，所以弹簧长度会变长。
[5]若不移动滑片，要使弹簧长度变短，可以通过增大电源电压的方法来增大电流。
11．现在流行网上购物，下面是网上的3件商品，其中蕴含着物理知识。
（1）天气晴雨预报瓶（图1）瓶体由玻璃制成，里面的液体用水和颜料兑制而成。天气转晴，大气压升高，天气转阴，大气压降低。某天早晨看见管内的液面上升，则表明今天天气将转__________ ；（选填“晴”或“阴”）
（2）无叶电风扇（图2）工作时，电动机将空气从底部进风口吸入，经压缩后进入圆环空腔，从圆环空腔上的缝隙高速吹出，夹带周边空气一起向前流动，导致圆环空腔正面风速远大于背面风速，风扇运行时，圆环空腔正面气体压强__________背面气体压强；相同时间内，圆缝口流出空气的质量__________进风口空气的质量（两空均选填“大于”、“等于”或“小于”）；
（3）磁悬浮地球仪（图3）球体中有一个磁体，环形底座内有一个金属线圈，通电后相当于电磁铁。金属线圈与球体中的磁铁相互__________（填“吸引”或“排斥”），使球体受力平衡，从而悬浮于空中。当磁悬浮地球仪停止工作时，应先__________（填“拿开球体”或“切断电源”）。
【答案】 阴 小于 等于 排斥 拿开球体
【详解】（1）[1]某天早晨看见管内的液面上升，表明外界的气压减小，液面在内部气压的作用下被压上来，这表明大气压降低，天气转阴。
（2）[2]由流体压强与流速的关系可知，风速大的位置压强小，圆环空腔正面风速远大于背面风速，故风扇正常运行时，圆环空腔正面气体压强小于背面气体压强。
[3]圆环空腔上的缝隙高速吹出，夹带周边空气一起向前流动，故相同时间内，圆缝口流出空气的质量等于进风口空气的质量。
（3）[4]因为球体与底座是相互分离的，所以球体与底座之间是相互排斥的，即该悬浮地球仪是利用的同名磁极相互排斥的原理工作的。
[5]当磁悬浮地球仪停止工作时，应先“拿开球体”再“切断电源”，防止地球仪在重力作用下会落下来而摔坏。
12．为探究电磁铁的磁性跟哪些因素有关，小明所在的实验小组用漆包线（表面涂在绝缘漆的导线）在大铁钉上绕若干圈，制成简单的电磁铁，结合其它实验器材（大头针、滑动变阻器等）做了如图所示的实验。根据b、c、d中观察到的情况，完成下面填空：
（1）通过比较______，来判断它的磁性强弱不同；
（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d中甲、乙两个电磁铁吸引大头针的情况，可得到的结论是______。
【答案】 电磁铁吸引大头针的多少 b、c 在通过电磁铁的电流相同、铁芯相同时，电磁铁线圈的匝数越多，磁性越强。
【详解】（1）[1]实验中通过比较电磁铁吸引大头针的多少来反映电磁铁磁性的强弱，电磁铁吸引大头针越多，电磁铁的磁性越强。
（2）[2]探究通过电磁铁电流的大小与电磁铁磁性强弱的关系时，应控制螺线管线圈的匝数相同，通过的电流不同，故应选择b、c两图，图中滑片所处的位置不同，接入电路的电阻不同，电路中的电流不同。
（3）[3]在d图中，由于两电磁铁串联，控制了通过两个电磁铁的电流相等，而线圈的匝数不同，线圈匝数越多，吸引的大头针越多，可得到的结论是：在通过电磁铁的电流相同、铁芯相同时，电磁铁线圈的匝数越多，磁性越强。
13．某校九年级一班物理兴趣小组的同学，学习了磁现象的知识后，深受物理学家奥斯特和法拉第科学探索精神的影响，怀着极大的兴趣对下列实验进行了探究。如图甲，将小磁针放在南北方向的直导线正下方，小磁针静止，N极指向北。如图乙触接电源，小磁针的N极向纸外偏转。断开连接后，小磁针恢复到图甲位置。如图丙，将电源正负极对调，再次触接电源，小磁针的N极向纸内偏转。则：
（1）通电导线周围存在磁场，且磁场的方向与___________有关；
（2）断开电源后，小磁针恢复到图甲状态，这是因为小磁针受到了___________的作用；
（3）如图丁所示，高速电子束飞过小磁针上方时，小磁针将发生如图___________所示方向的偏转，原因是___________。
【答案】 电流方向 地磁场 乙 电子束从左向右运动时，电流的方向应从右向左
【详解】（1）[1]根据甲乙丙三图可知，通电导线周围存在磁场，且磁场的方向与电流方向有关。
（2）[2]断开电源后，小磁针静止，N极指向北，是因为受地磁场作用。
（3）[3][4]电子在小磁针上方飞过，因为电子束带负电，所以当电子束从左向右运动时，由于电子的定向移动形成电流，且电流的方向与电子定向移动方向相反，因此电流的方向应从右向左，与图乙相同。
14．根据如图所示的小磁针指向，画出通电螺线管的导线绕法。
【答案】
【详解】小磁针N极接近通电螺线管，因异名磁极相互吸引，则通电螺线管右侧为S极，左侧为N极；电源右侧为正极，则由右手螺旋定则可知，通电螺线管的绕向如图所示
15．如图所示，按小磁针的指向判定螺线管的极性、电流的方向和电源的正、负极。
【答案】
【详解】对于甲图分析可知：小磁针的方向右端为N极，左端为S极，根据同名磁极相斥，异名磁极相吸，说明通电螺线管的左端为S极，右端为N极，根据电流方向和通电螺线管的缠绕方式，用右手定则，四指指向电流方向，大拇指指向N极指向，大拇指在本图中应该指向右端，故可判断电流方向如下图
对乙图分析可知：小磁针的方向上端为N极，下端为S极，根据同名磁极相斥，异名磁极相吸，说明通电螺线管的上端为N极，下端为S极，用右手定则，四指指向电流方向，大拇指指向N极指向，大拇指在本图中指向上端，故电流方向如下图
根据小磁针的指向可判断通电螺线管的左端是N极，右端是S极，右手握住螺线管，四指指向电流的方向，大拇指所指的方向是通电螺线管的N极，可以判断电流从螺线管的右端进入，从左端出电流，电流方向如下图
16．如图所示，螺线管与电源、开关S组成闭合回路。在螺线管下方的地面上放有一条形磁体，开关S闭合瞬间，该条形磁体突然向上运动。请在图中标出电源左端的极性、闭合开关后通电螺线管中的电流方向、螺线管下端的磁极极性和螺线管左侧P点磁感线的方向。
【答案】
【详解】根据磁极间的相互作用规律，开关S闭合瞬间，该条形磁体突然向上运动说明通电螺线管下端与条形磁体的上端是异名磁极，条形磁体的上端是S极，故通电螺线管下端是极，由安培定则可判断电流从螺线管上端流进，下端流出，故电源左端为负极，由磁体外部的磁感线从极出发回到S极可判断点方向。如图所示：
培优第二阶——拓展培优练
1．如图所示是汽车启动装置原理图，对于这一装置及其工作特点，下列说法不正确的是（ ）
A．旋转钥匙能使电磁铁所在电路工作
B．电磁铁的工作电压比电动机的工作电压低
C．电磁铁通电时，上端是S极，下端是N极
D．电磁铁通电时，吸引上方的衔铁，使触点A向右与B接触，电动机工作
【答案】C
【详解】AD．将汽车钥匙插入钥匙孔，转动钥匙相当于闭合电磁铁的开关，使电磁铁工作，吸引衔铁向下，使触点A向右与B接触，把电动机所在电路接通，汽车启动。故AD正确，不符合题意；B．由图知，电磁铁的工作电压只是电动机的工作电压的一部分，电磁铁的工作电压比电动机的工作电压低，故B正确，不符合题意；C．由右手螺旋定则可知，电磁铁通电时，电流由上端流入，下端流出，上端是N极下端是S极，故C错误，符合题意。故选C。
2．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），通电时线圈与活塞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．要使血液流出“血泵”，电流需从a端流进线圈，从b端流出线圈
B．要使血液流入“血泵”，电流需从a端流进线圈，从b端流出线圈
C．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
D．若电流从b端流进线圈，从a端流出线圈，则S1会开启，S2会关闭
【答案】A
【详解】A．要使血液流出该“血泵”，活塞要向右移动，故电磁铁和左侧磁体相互排斥，电磁铁左侧应该为N极，由安培定则可知，电流从a流进线圈，从b端流出线圈，故A正确；B．要使血液流入该“血泵”活塞要向左移动，故电磁铁和左侧磁体相互吸引，电磁铁左侧应该为S极，由安培定则可知，电流从b端流进线圈，从a端流出线圈，故B错误；C．若电流从a端流进线圈，从b端流出线圈，由安培定则可知，电磁铁左侧为N极，故C错误；D．若电流从b端流进线圈，从a端流出线圈，由安培定则可知，电磁铁右侧为N极，与左侧磁体相互吸引，故活塞向左运动，所以S1会关闭，S2会开启，故D错误。故选A。
3．如图所示的电路中，将电磁铁与滑动变阻器串联接入电路，闭合开关S，下列说法正确的是（ ）
A．电磁铁的上端为S极
B．电磁铁周围存在磁感线
C．将滑动变阻器的滑片P向右滑动，电磁铁的磁性减弱
D．将滑动变阻器的滑片P向左滑动，电磁铁的磁极会对调
【答案】C
【详解】A．根据安培定则知道，电磁铁的上端为N极，故A错误；B．电磁铁周围存在磁场，但没有磁感线，磁感线是为了描述磁场的性质而引入的曲线，故B错误；C．将滑动变阻器的滑片向右滑动，滑动变阻器接入电路的电阻变大，根据欧姆定律知道，电路中的电流变小，电磁铁的磁性减弱，故C正确；D．电磁铁的磁极与电流的大小无关，所以移动滑片时，磁极不会对调，故D错误。故选C。
4．如图所示，小磁针静止在螺线管附近，闭合开关后，下列判断正确的是（ ）
A．通电螺线管的左端为N极 B．通电螺线管外A点磁场的方向向左
C．通电螺线管外存在磁感线 D．小磁针顺时针转动90°
【答案】B
【详解】A．闭合开关后，电流由螺线管的左侧流入、右侧流出，根据安培定则，用右手握住螺线管，四指弯螺线管中的电流方向，则大拇指指向右端，即通电螺线管的右端为N极、左端为S极，故A错误；B．在磁体的外部，磁感线从N极出来，回到S极，所以通电螺线管外A点的磁场方向向左，故B正确；C．磁感线是用来形象描述磁场的，但不是真实存在的，故C错误；D．通电螺线管的右端是N极，根据异名磁极相互吸引可知，小磁针的S极应靠近螺线管的右端，即小磁针的S极指向左，所以小磁针应逆时针转动90°，故D错误。故选B。
5．在一次课外活动中，小明和小刚设计了如图甲所示的实验，当他们闭合开关S后，发现小磁针发生了偏转，这说明___________的周围存在着磁场。接着小红又想用该电路判断电源的正负极。经过讨论小刚找来了一个小铁钉，把导线的一部分绕在上面，制成了一个电磁铁连在电路中，当再次闭合开关S后，小磁针静止时N极的指向如图乙所示。据此他们判断出电源的___________端是正极（选填“a”或“b”），当滑动变阻器的滑片向左移动时，电磁铁的磁性___________（选填“增强”“减弱”或“不变”）。
【答案】 通电直导线 a 增强
【详解】[1]甲图中，小磁针发生了偏转，说明通电导体周围存在磁场，即电流的磁效应。
[2]乙图中，小磁针N极朝左，由磁极间的相互作用规律可知，电磁铁的右端为S极，左端为N极；根据安培定则，大拇指指向N极，四指的指向便是电流的方向，所以电源的b端为负极，a端为正极。
[3]滑动变阻器的滑片P向左移动时，连入电路的电阻减小，由欧姆定律可知，电流增大，则电磁铁的磁性增强。
6．如图所示，电源电压恒定，R1、R2为定值电阻。闭合开关S，将滑动变阻器R3的滑片调节到图示位置，待电路稳定后，小磁针静止时B端为______（选填“N”或“S”）极。将滑动变阻器的滑片向右滑动，电阻R1的电流变化量______（选填“大于”、“小于”或“等于”）电阻R3的电流变化量。（不考虑地磁场的影响）
【答案】 N 小于
【详解】[1]将滑动变阻器R3的滑片调节到图示位置，待电路稳定后，根据安培定则可知，通电螺线管的右侧为N极，左侧为S极，根据异名磁极相互吸引，故小磁针静止时B端为N极。
[2]上图中，通电螺线管与R2串联后与变阻器并联，最后再与R1串联，将滑动变阻器的滑片向右滑动，变阻器连入电路的电阻变大，电路的总电阻变大。由分压原理，并联部分的电压变大，由欧姆定律，通过R2的电流变大；根据串并联电阻的规律，并联部分的电阻变大，电路的总电阻变大，由欧姆定律，通过电阻R1的电流变小，根据并联电路的电流等于各支路电流之和，故电阻R1的电流变化量小于电阻R3的电流变化量。
【点睛】本题为混联电路，考查安培定则、磁极的相互作用和串联、并联电路的规律及欧姆定律的运用，最后一问难度较大。
7．如图所示的是一种温度自动报警器的原理图。在水银温度计里封入一段金属丝，请你结合图分析回答下面的问题：
（1）该水银温度计在电路中的作用相当于一个___________；
（2）若该装置设定为高温报警时，报警指示灯为红色，正常状态时指示灯为绿色，则灯L2为___________色（选填“红”或“绿”）。
【答案】 开关 红
【详解】[1]图示中的水银温度计在电路中相当于开关，当温度升高，温度计中的水银与金属丝接触，电磁继电器接通，而温度计中的水银与金属丝未接触时，电磁继电器处于断开状态。
[2]温度高时，温度计的水银与金属丝接触，电磁铁有电流通过，把衔铁吸下，接通L2，此时L2发光，发出报警指示，所以灯L2为红灯。温度较低时，温度计的水银与金属丝不接触，电磁铁中无电流通过，衔铁恢复原位置，接触L1，L1发光，所以L1为绿灯。
8．某小区因暴雨引起车库积水，部分车辆被淹，小明看到新闻后，设计了如图所示的车库积水自动报警器，如图是该报警器原理图，金属块A和B分别固定在车库地面附近适当高处，若车库积水水面到达 _____处（选填“A”或“B”）时，_____（选填“绿”或“红”）灯发光报警，此时电磁铁的上端是 _____极（选填“N”或“S”）。
【答案】 B 红 N
【详解】[1][2]由图示知，车库积水水面到达B处时，水是导体，将金属块A和B接通，电磁铁中有电流通过，将衔铁吸下，红灯接通，发光报警。水面未达到B处时，电磁铁中没有电流通过，衔铁弹起，绿灯亮。
[3]由图示知，电磁铁有电流通过时，电流由下端流入，上端流出，据安培定则知，电磁铁的N极在上端。
9．如图通入电流发现，小磁针静止时电流表指针反向偏转，标出电源的正、极，小磁针的N、S极并完成B螺线管绕线。
【答案】
【详解】电流表的右端为正接线柱，它在工作时，指针反转。电流是从它的负接线柱流入的。所以，电流是从电源的左端流出的。因此，电源左端为正极，右端为负极。电源左端是正极，说明A螺线管正面导线的电流方向是向下的，通过安培定则可以判定A的左端是S极，右端是N极。
通过小磁针指向可以判定，它处在同名磁极之间，所以螺线管B的左端为N极，右端为S极。根据安培定则可以判定，B螺线管正面导线的电流方向是向上，据此，可以画线其绕法。磁感线是从N极出发的，所以，小磁针上端是N极。如图所示
10．请你在虚线框内将电路补充完整，要求：
①电源电压恒定不变，闭合开关S，图中的小磁针旋转180°后静止；
②此电路能改变电磁铁的磁性强弱。
【答案】
【详解】如图小磁针初始状态S极在右端，要求闭合开关S小磁针旋转180°后静止，所以通电后电磁铁左端应该为S极（同名磁极相互排斥），由安培定则可以判断出线圈可见部分的电流方向向下，所以电路中电源的正极应该在左侧；又要求电路能够改变电磁铁的磁性强弱，即电路中还要串联一个滑动变阻器，来改变电路中的电流，进而改变电磁铁的磁性强弱；如图所示：
11．如图所示，在电磁铁的正上方用弹簧挂一条形磁铁。当开关闭合后，如要求当滑片P从b端到a端的过程中，弹簧的长度会变长，请在图中画出电磁铁线圈的绕线方法。
【答案】
【详解】由图示知，滑片由b端向a端移动的过程中，变阻器接入电路的阻值变大，电路的总阻值变大，电路中的电流变小，电磁铁的磁性减弱。弹簧的长度变长，说明条形磁铁受到的斥力减小。据异名磁极相互吸引知，电磁铁的上端为S极。电流由线圈的上端流入，下端流出，据安培定则知，电磁铁线圈的绕线方法如下图
12．如图示是探究通电直导线周围磁场的实验装置。
（1）小磁针放置在桌面上静止时，将直导线AB沿______（选填“东西”“南北”或“任意”）方向放置在小磁针正上方，实验时效果最明显；
（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，此时若移去小磁针，上述结论是否成立？______（选填“是”或“否”）；
（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）实验中小磁针的作用是______。
【答案】 南北 磁场 奥斯特 是 电流的方向 检测磁场是否存在
【详解】（1）[1]因为地球存在地磁场，小磁针静止时，N极指向地理上的北极，所以直导线AB应沿南北方向放置，则实验时，可避免地磁场对小磁针转动的影响。
（2）[2]接通电路后，本来静止的小磁针发生偏转，说明小磁针受到了力的作用，这说明电流周围产生了磁场，小磁针放在磁场中受到力的作用。
[3]电流周围存在磁场最早是由物理学家奥斯特发现的。
[4]小磁针在通电导体周围会转动，这是为了表明电流周围存在着磁场，而这个磁场的有无跟导体中有无电流有关，那么即使移去小磁针，电流周围的磁场仍然存在，所以上述结论仍是成立的。
（3）[5]改变电流方向，则小磁针偏转的方向发生改变，说明小磁针所受的力的方向发生了改变，而引起这个变化的是电流周围的磁场方向改变了，所以电流周围的磁场方向与电流方向有关。
（4）[6]通电导体周围是否有磁场，无法直接观察，通过转换法，让小磁针的转动说明电流周围存在磁场，所以小磁针能证明磁场是否存在。
培优第三阶——中考沙场点兵
1．（2022·山东菏泽·中考真题）下列有关电和磁的说法正确的是（ ）
A．验电器的工作原理是异种电荷相互排斥 B．磁体周围的磁感线实际上并不存在
C．通电螺线管的内部没有磁场 D．地磁极的北极在地理北极附近
【答案】B
【详解】A．验电器的金属箔片张开，是因为同种电荷相互排斥，故A错误；B．磁感线并不是客观存在于磁场中的真实曲线，只是一种假想的曲线；故B正确。C．当螺线管通电时，螺线管周围有磁场；螺线管外部的磁场方向从N极到S极，内部从S极到N极，故C错误；D．地磁的北极在地理的南极附近，地磁的南极在地理的北极附近，故D错误。故选B。
2．（2022·内蒙古包头·中考真题）图甲是磁悬浮台灯，灯泡内部装有磁体和半导体芯片，灯座内有如图乙所示电磁铁。灯座通电后，灯泡会悬浮在灯座上方，半导体芯片发光。下列说法正确的是（ ）
A．发光的半导体芯片电阻为零
B．灯泡悬浮是利用同名磁极相互排斥的原理
C．通电后电磁铁具有磁性说明磁能生电
D．通电后电磁铁的下端为S极
【答案】B
【详解】A．半导体的导电性能介于导体和绝缘体之间，具有一定的电阻值，因此半导体芯片的电阻不为0，故A错误；B．同名磁极相互排斥、异名磁极相互吸引，灯泡悬浮利用了同名磁极相互排斥的原理，故B正确；C．电磁铁是利用电流的磁效应工作的，当电流流过电磁铁线圈时，电磁铁就具有磁性，说明电能生磁，故C错误；D．电流从电磁铁线圈的上端流入，由安培定则可判断电磁铁的下端为N极，故D错误。故选B。
3．（2022·浙江丽水·中考真题）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
【详解】由图可知，电磁铁A和电磁铁B串联在同一电路中，所以通过它们的电流大小相等、方向相同。根据安培定则及电磁铁电流方向，两个电磁铁极性也相同，而电磁铁A的线圈匝数大于电磁铁B的线圈匝数，因此每次电磁铁A吸引大头针的数目比电磁铁B多，说明匝数越多，磁性越强，故B符合题意，ACD不符合题意。故选B。
4．（2022·江苏淮安·中考真题）如图所示，探究通电螺线管外部磁场的方向。
（1）玻璃板上均匀撒上铁屑，放上小磁针。闭合开关后，______玻璃板，铁屑分布情况表明，螺线管的外部磁场与______磁体周围的磁场相似；
（2）接通电路，小磁针静止时______极的指向是该点的磁场方向；
（3）调换电源的正负极，闭合开关，小磁针反方向偏转，说明通电螺线管外部的磁场方向与______有关。
【答案】 轻轻敲击 条形 N 电流方向
【详解】（1）[1][2]实验中轻敲玻璃板的目的是减小铁屑与玻璃板的摩擦，使铁屑受到磁场的作用力而有规律地排列；实验探究的结果是：通电螺线管外部磁场与条形磁体相似。
（2）[3]物理学中规定：将小磁针放在通电螺线管外部，小磁针静止时N极的指向就是该点处磁场的方向。
（3）[4]调换电源的正负极后闭合开关，发现小磁针反方向偏转，即磁场方向发生了偏转，故有此可得通电螺线管外部的磁场方向与通电导线的电流方向有关。
5．（2022·山东东营·中考真题）如图所示是“探究影响通电螺线管磁性强弱的因素”的实验装置。
（1）正确连接好电路，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于最___________（选填“左”或“右”）端；
（2）闭合开关，调节滑片位置，电流表的指针如图所示，则电流表的示数为___________A，此时通电螺线管的下端是___________（选填“N”或“S”）极；
（3）下列操作能减弱通电螺线管磁性的是___________（选填字母）；
A．抽去铁芯 B．电源两极对调 C．减少线圈的匝数
（4）电磁铁的用途很多，如电磁起重机，试再列举至少2项电磁铁在实际中的应用：___________、___________。
【答案】 左 0.52 N AC 电铃 扬声器
【详解】（1）[1]由图可知，正确连接好电路，闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片置于阻值最大的一端，即最左端。
（2）[2]由图可知，电流表选0~0.6A的量程，分度值为0.02A，电流表的示数为0.52A。
[3]由图可知，电流从螺线管的上端流进，下端流出，由安培定则可知，通电螺线管的下端是N极。
（3）[4]影响通电螺线管磁性的强弱的因素有：①电流的大小，②线圈匝数的多少，③有无铁芯。故要减弱通电螺线管的磁性，可以减小电流的大小、减少线圈的匝数和抽去铁芯，故AC符合题意，B不符合题意。
故选AC。
（4）[5][6]电磁铁在日常生活中的应用有：电磁起重机、电磁继电器、电铃、磁悬浮列车、扬声器等。
6．（2022·四川攀枝花·中考真题）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。巨磁电阻效应是指某些材料的电阻在磁场中急剧变化的现象，这一发现大大提高了磁电之间信号转换的灵敏度，从而引发了现代硬盘生产的一场革命。实验小组设计了如图所示的电路，来探究某GMR的阻值与磁场的关系。
（1）闭合开关S1，电磁铁的左边是______（选填“N”或“S”）极。滑动变阻器R1的滑片向右端滑动，电磁铁的磁性______（选填“增强”或“减弱”）；
（2）断开开关S1，闭合开关S2，无论怎样移动滑动变阻器R2的滑片，电流表指针几乎不偏转，电压表有示数但不变。请分析电路故障______；
（3）排除电路故障后，闭合开关S1、S2，保持R2滑片位置不变，将滑动变阻器R1的滑片向左端滑动，观察到电流表示数增大，电压表示数______（选填“增大”、“减小”或“不变”）；
（4）分析上述实验现象可知：该GMR的阻值随其周围磁场的增强而______（选填“增大”、“减小”或“不变”）。
【答案】 S 减弱 与电压表并联的支路断路 减小 减小
【详解】（1）[1]由电路图知，电源的左侧为正极，闭合开关S1，电流从螺线管的左端流入，根据右手螺旋定则知电磁铁的左边是S极。
[2]由电路图知，滑动变阻器R1的左下端接入电路，滑片向右端滑动，接入电路中电阻变大，根据得，电路中电流变小，所以电磁铁的磁性减弱。
（2）[3]断开开关S1，闭合开关S2，巨磁电阻和滑动变阻器串联，电压表并联在巨磁电阻两端，无论怎样移动滑动变阻器R2的滑片，电流表指针几乎不偏转，电压表有示数但不变，说明巨磁电阻断路。
（3）[4]排除电路故障后，闭合开关S1、S2，保持R2滑片位置不变，将滑动变阻器R1的滑片向左端滑动，滑动变阻器R1接入电路中电阻变大，根据欧姆定律知，左侧电路中电流变大，电磁铁的磁性增强。观察到右侧电路中，电流表示数增大，保持R2滑片位置不变，即R2的阻值不变，根据得，R2的两端电压变大，再根据串联电路分压原理，所以电压表示数减小。
（4）[5]分析上述实验现象可知：该GMR的阻值随其周围磁场的增强时，电流表示数增大，电源电压不变，根据得，电路中电阻变小，而R2的阻值不变，根据串联电路中电阻关系知，该GMR的阻值减小。
7．（2022·浙江湖州·中考真题）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______。
【答案】 1.5 电磁铁磁性的强弱与电磁铁两端的电压和线圈匝数的关系 转换法 见解析
【详解】（1）[1]根据生活中一些常见的电压可知，1节全新干电池的电压是1.5伏。
（2）[2]由小柯的实验过程可知，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匝数的关系。
（3）[3]通过电磁铁吸引大头针的数目间接的比较电磁铁磁性的强弱，此科学方法属于转换法。
（4）[4]小柯在实验中改变了电磁铁两端的电压和线圈的匝数，然后观察电磁铁吸引大头针的数目，因此需要记录电磁铁两端的电压，线圈的匝数和吸引大头针的数目，如下表所示：
实验次数
1
2
3
4
5
线圈匝数/匝
6
9
12
电磁铁两端电压U/V
1.5
3
4.5
1.5
1.5
吸引大头针的数目/枚
8．（2022·海南·中考真题）某实验小组用自制电磁铁探究影响电磁铁磁性强弱的因素。他们用相同的漆包线和铁钉绕制成两个电磁铁A和B，B铁钉上绕有更多匝数的线圈，实验装置如图所示。
（1）如图甲，闭合开关，电磁铁A的钉尖是______极（选填“N”或“S”）；将滑动变阻器的滑片P向右移动，能吸引______的大头针（选填“更多”“不变”或“更少”）；
（2）如图乙，把电磁铁A和B串联，闭合开关，多次移动滑动变阻器的滑片P，发现电磁铁B总能吸引更多的大头针，通过比较，得出的结论是______；
（3）电磁铁在生活中应用广泛，请举一例：______。
【答案】 S 更少 电流相同时，匝数越多，电磁铁磁性越强 电铃
【详解】（1）[1]由图甲可知，铁钉表面的电流方向向右，根据安培定则可知，钉尾为N极，顶尖为S极。
[2]当滑动变阻器的滑片向右端滑动时，电路中的电阻变大，则电流变小，即由铁钉组成的电磁铁磁性减弱，则吸引的大头针数量会更少。
（2）[3]由图乙可知，电磁铁A和B串联，则电路中的电流相等，因为电磁铁B的线圈匝数多，所以吸引的大头针多，则说明电流相同时，匝数越多，电磁铁磁性越强。
（3）[4]电磁铁在生活中应用广泛，如电铃，电磁起重机等等。
9．（2022·山东淄博·中考真题）某些商场里的自动扶梯在无人和有人乘坐时运行速度不同，从而节约电能。小明根据所学知识，设计了扶梯工作时的模拟电路。如图所示是扶梯上无人时电路的工作状态，R是压敏电阻，其阻值随压力的增大而减小。当扶梯上有人时，R所受压力增大，控制电路中的电流_______，电磁铁的磁性___________，将衔铁吸下，使动触点与静触点“2”接触，工作电路中的电动机转速变大。小红站在扶梯上匀速上行的过程中，她的动能___________、机械能___________。（均选填“变大”“变小”或“不变”）
【答案】 变大 变大 不变 变大
【详解】[1][2]控制电路的压敏电阻与电磁铁串联。当扶梯上有人时，R所受压力增大，根据已知条件，压敏电阻变小，由串联电阻的规律，电路的电阻变小，由欧姆定律可知控制电路中的电流变大，电磁铁的磁性变大，将衔铁吸下，使动触点与静触点“2”接触，工作电路中的电动机转速变大。
[3][4]小红站在扶梯上匀速上行的过程中，因人的质量和速度保持不变，故她的动能不变；因小红的高度变大，故小红的重力热能变大，故机械能变大。
10．（2022·江苏徐州·中考真题）如图所示，先将小磁针放在水平桌面上，静止时小磁针N极指向______________方。再将一根直导线平行架在小磁针上方，给导线通电后，小磁针将______________，说明通电导线周围存在______________。
【答案】 北 发生偏转 磁场
【详解】[1]由于地球的周围存在地磁场，地球周围的小磁针都要受到地磁场的作用而指向南北方向，小磁针指向北的一端为N极。
[2][3]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。
11．（2022·山东菏泽·中考真题）小磁针静止时的指向如图所示，请在图中的括号内标出电磁铁右端的极性，在导线上a点标出电流的方向。
【答案】
【详解】由图可知，小磁针静止时的左端为N极，根据异名磁极相互吸引、同名磁极相互排斥，则电磁铁左端为S极，右端为N极；根据安培定则，伸出右手使大拇指指向通电螺线管的N极，则四指弯曲所指的方向为电流的方向，所以电流从通电螺线管的右端流入，导线上a点电流的方向如下图所示：
12．（2021·山东德州·中考真题）如图所示的电路，螺线管右端放置一个小磁针，闭合开关后，用“+”“-”标出电路中电源右端的极性；用“N”“S”标出小磁针静止时右端的磁极。
【答案】
【详解】根据电流表的电流是从正接线柱流入，从负接线柱流出，可知电源的右端为正极；电流是由螺线管的右边流入的，根据安培定则可知，通电螺线管的左端为N极，右端为S极；根据磁极间的相互规律，靠近通电螺线管右端（S极）的为小磁针的N极，另一端是S极，如图所示：
16.2电流的磁场
课后培优练级练
培优第一阶——基础过关练
1．电话的听筒主要应用了电流的（ ）
A．热效应 B．化学效应 C．磁效应 D．三种效应都有
2．如图所示，闭合开关后，三个小磁针指向（红色为N极）都正确的是（ ）
A． B．
C． D．
3．如图，在电磁铁正上方用弹簧挂着一条形磁铁，开关闭合后，当滑片P从a端向b端滑动过程中，会出现的现象是（ ）
A．电流表示数变大，弹簧长度变长 B．电流表示数变大，弹簧长度变短
C．电流表示数变小，弹簧长度变长 D．电流表示数变小，弹簧长度变短
4．如图所示，一螺线管的左端放着一颗可自由转动的小磁针，闭合开关S前小磁针处于静止，闭合开关S后，小磁针的N极将（ ）
A．向左偏转 B．向右偏转
C．仍然静止 D．无法判断
5．如图甲所示是“磁浮地球仪”。在地球仪中装入条形磁铁，底座中的电磁铁就可将其“漂浮”在空中，其工作原理如图乙所示。下列判断正确的是（ ）
A．电磁铁的上端为N极
B．电源的左端为负极
C．其工作原理是同名磁极相互排斥
D．滑片P向左移动可增加地球仪“漂浮”的高度
6．如图所示的电路中，当开关S拨到a后，当小磁针静止时，B端是_____极；当开关S由a拨到b，调节滑动变阻器，使电流表的示数仍保持不变，则电磁铁的磁性_____（选填“增强”、“不变”或“减弱”）。
7．电磁铁、电磁继电器
（1）定义：插有____的通电________。
（2）电磁继电器是利用________、________电路的通断，来间接地控制________、_____电路的装置。
（3）电磁继电器是利用________来控制工作电路的一种开关。
（4）电磁继电器的结构：电磁继电器由________、____、弹簧、________和________组成，其工作电路由低压控制电路和高压工作电路组成。
8．如图所示，将一枚转动灵活的小磁针置于水平桌面上，在小磁针上方放一条直导线，使导线与电池触接，电路连通瞬间，会看到小磁针发生偏转，这个实验说明通电导线周围存在______，这个现象是1820年丹麦物理学家______首先发现的。
9．如图所示，根据通电螺线管的磁感线方向，可判断电源的左端a为___________极，小磁针静止时的b端为___________极。
10．如图，条形磁铁挂在弹簧下，在其正下方有一个螺线管，闭合开关K后，螺线管的上端是______极，条形磁体的下端与螺线管的上端因此相互_________；将滑片向右移动时，电流表的读数将________，弹簧的长度将__________；若不移动滑片，要使弹簧长度变短，可以采取的方法是_____________。
11．现在流行网上购物，下面是网上的3件商品，其中蕴含着物理知识。
（1）天气晴雨预报瓶（图1）瓶体由玻璃制成，里面的液体用水和颜料兑制而成。天气转晴，大气压升高，天气转阴，大气压降低。某天早晨看见管内的液面上升，则表明今天天气将转__________ ；（选填“晴”或“阴”）
（2）无叶电风扇（图2）工作时，电动机将空气从底部进风口吸入，经压缩后进入圆环空腔，从圆环空腔上的缝隙高速吹出，夹带周边空气一起向前流动，导致圆环空腔正面风速远大于背面风速，风扇运行时，圆环空腔正面气体压强__________背面气体压强；相同时间内，圆缝口流出空气的质量__________进风口空气的质量（两空均选填“大于”、“等于”或“小于”）；
（3）磁悬浮地球仪（图3）球体中有一个磁体，环形底座内有一个金属线圈，通电后相当于电磁铁。金属线圈与球体中的磁铁相互__________（填“吸引”或“排斥”），使球体受力平衡，从而悬浮于空中。当磁悬浮地球仪停止工作时，应先__________（填“拿开球体”或“切断电源”）。
12．为探究电磁铁的磁性跟哪些因素有关，小明所在的实验小组用漆包线（表面涂在绝缘漆的导线）在大铁钉上绕若干圈，制成简单的电磁铁，结合其它实验器材（大头针、滑动变阻器等）做了如图所示的实验。根据b、c、d中观察到的情况，完成下面填空：
（1）通过比较______，来判断它的磁性强弱不同；
（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d中甲、乙两个电磁铁吸引大头针的情况，可得到的结论是______。
13．某校九年级一班物理兴趣小组的同学，学习了磁现象的知识后，深受物理学家奥斯特和法拉第科学探索精神的影响，怀着极大的兴趣对下列实验进行了探究。如图甲，将小磁针放在南北方向的直导线正下方，小磁针静止，N极指向北。如图乙触接电源，小磁针的N极向纸外偏转。断开连接后，小磁针恢复到图甲位置。如图丙，将电源正负极对调，再次触接电源，小磁针的N极向纸内偏转。则：
（1）通电导线周围存在磁场，且磁场的方向与___________有关；
（2）断开电源后，小磁针恢复到图甲状态，这是因为小磁针受到了___________的作用；
（3）如图丁所示，高速电子束飞过小磁针上方时，小磁针将发生如图___________所示方向的偏转，原因是___________。
14．根据如图所示的小磁针指向，画出通电螺线管的导线绕法。
15．如图所示，按小磁针的指向判定螺线管的极性、电流的方向和电源的正、负极。
16．如图所示，螺线管与电源、开关S组成闭合回路。在螺线管下方的地面上放有一条形磁体，开关S闭合瞬间，该条形磁体突然向上运动。请在图中标出电源左端的极性、闭合开关后通电螺线管中的电流方向、螺线管下端的磁极极性和螺线管左侧P点磁感线的方向。
培优第二阶——拓展培优练
1．如图所示是汽车启动装置原理图，对于这一装置及其工作特点，下列说法不正确的是（ ）
A．旋转钥匙能使电磁铁所在电路工作
B．电磁铁的工作电压比电动机的工作电压低
C．电磁铁通电时，上端是S极，下端是N极
D．电磁铁通电时，吸引上方的衔铁，使触点A向右与B接触，电动机工作
2．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），通电时线圈与活塞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．要使血液流出“血泵”，电流需从a端流进线圈，从b端流出线圈
B．要使血液流入“血泵”，电流需从a端流进线圈，从b端流出线圈
C．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
D．若电流从b端流进线圈，从a端流出线圈，则S1会开启，S2会关闭
3．如图所示的电路中，将电磁铁与滑动变阻器串联接入电路，闭合开关S，下列说法正确的是（ ）
A．电磁铁的上端为S极
B．电磁铁周围存在磁感线
C．将滑动变阻器的滑片P向右滑动，电磁铁的磁性减弱
D．将滑动变阻器的滑片P向左滑动，电磁铁的磁极会对调
4．如图所示，小磁针静止在螺线管附近，闭合开关后，下列判断正确的是（ ）
A．通电螺线管的左端为N极 B．通电螺线管外A点磁场的方向向左
C．通电螺线管外存在磁感线 D．小磁针顺时针转动90°
5．在一次课外活动中，小明和小刚设计了如图甲所示的实验，当他们闭合开关S后，发现小磁针发生了偏转，这说明___________的周围存在着磁场。接着小红又想用该电路判断电源的正负极。经过讨论小刚找来了一个小铁钉，把导线的一部分绕在上面，制成了一个电磁铁连在电路中，当再次闭合开关S后，小磁针静止时N极的指向如图乙所示。据此他们判断出电源的___________端是正极（选填“a”或“b”），当滑动变阻器的滑片向左移动时，电磁铁的磁性___________（选填“增强”“减弱”或“不变”）。
6．如图所示，电源电压恒定，R1、R2为定值电阻。闭合开关S，将滑动变阻器R3的滑片调节到图示位置，待电路稳定后，小磁针静止时B端为______（选填“N”或“S”）极。将滑动变阻器的滑片向右滑动，电阻R1的电流变化量______（选填“大于”、“小于”或“等于”）电阻R3的电流变化量。（不考虑地磁场的影响）
7．如图所示的是一种温度自动报警器的原理图。在水银温度计里封入一段金属丝，请你结合图分析回答下面的问题：
（1）该水银温度计在电路中的作用相当于一个___________；
（2）若该装置设定为高温报警时，报警指示灯为红色，正常状态时指示灯为绿色，则灯L2为___________色（选填“红”或“绿”）。
8．某小区因暴雨引起车库积水，部分车辆被淹，小明看到新闻后，设计了如图所示的车库积水自动报警器，如图是该报警器原理图，金属块A和B分别固定在车库地面附近适当高处，若车库积水水面到达 _____处（选填“A”或“B”）时，_____（选填“绿”或“红”）灯发光报警，此时电磁铁的上端是 _____极（选填“N”或“S”）。
9．如图通入电流发现，小磁针静止时电流表指针反向偏转，标出电源的正、极，小磁针的N、S极并完成B螺线管绕线。
10．请你在虚线框内将电路补充完整，要求：
①电源电压恒定不变，闭合开关S，图中的小磁针旋转180°后静止；
②此电路能改变电磁铁的磁性强弱。
11．如图所示，在电磁铁的正上方用弹簧挂一条形磁铁。当开关闭合后，如要求当滑片P从b端到a端的过程中，弹簧的长度会变长，请在图中画出电磁铁线圈的绕线方法。
12．如图示是探究通电直导线周围磁场的实验装置。
（1）小磁针放置在桌面上静止时，将直导线AB沿______（选填“东西”“南北”或“任意”）方向放置在小磁针正上方，实验时效果最明显；
（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，此时若移去小磁针，上述结论是否成立？______（选填“是”或“否”）；
（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）实验中小磁针的作用是______。
培优第三阶——中考沙场点兵
1．（2022·山东菏泽·中考真题）下列有关电和磁的说法正确的是（ ）
A．验电器的工作原理是异种电荷相互排斥 B．磁体周围的磁感线实际上并不存在
C．通电螺线管的内部没有磁场 D．地磁极的北极在地理北极附近
2．（2022·内蒙古包头·中考真题）图甲是磁悬浮台灯，灯泡内部装有磁体和半导体芯片，灯座内有如图乙所示电磁铁。灯座通电后，灯泡会悬浮在灯座上方，半导体芯片发光。下列说法正确的是（ ）
A．发光的半导体芯片电阻为零
B．灯泡悬浮是利用同名磁极相互排斥的原理
C．通电后电磁铁具有磁性说明磁能生电
D．通电后电磁铁的下端为S极
3．（2022·浙江丽水·中考真题）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
4．（2022·江苏淮安·中考真题）如图所示，探究通电螺线管外部磁场的方向。
（1）玻璃板上均匀撒上铁屑，放上小磁针。闭合开关后，______玻璃板，铁屑分布情况表明，螺线管的外部磁场与______磁体周围的磁场相似；
（2）接通电路，小磁针静止时______极的指向是该点的磁场方向；
（3）调换电源的正负极，闭合开关，小磁针反方向偏转，说明通电螺线管外部的磁场方向与______有关。
5．（2022·山东东营·中考真题）如图所示是“探究影响通电螺线管磁性强弱的因素”的实验装置。
（1）正确连接好电路，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于最___________（选填“左”或“右”）端；
（2）闭合开关，调节滑片位置，电流表的指针如图所示，则电流表的示数为___________A，此时通电螺线管的下端是___________（选填“N”或“S”）极；
（3）下列操作能减弱通电螺线管磁性的是___________（选填字母）；
A．抽去铁芯 B．电源两极对调 C．减少线圈的匝数
（4）电磁铁的用途很多，如电磁起重机，试再列举至少2项电磁铁在实际中的应用：___________、___________。
6．（2022·四川攀枝花·中考真题）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。巨磁电阻效应是指某些材料的电阻在磁场中急剧变化的现象，这一发现大大提高了磁电之间信号转换的灵敏度，从而引发了现代硬盘生产的一场革命。实验小组设计了如图所示的电路，来探究某GMR的阻值与磁场的关系。
（1）闭合开关S1，电磁铁的左边是______（选填“N”或“S”）极。滑动变阻器R1的滑片向右端滑动，电磁铁的磁性______（选填“增强”或“减弱”）；
（2）断开开关S1，闭合开关S2，无论怎样移动滑动变阻器R2的滑片，电流表指针几乎不偏转，电压表有示数但不变。请分析电路故障______；
（3）排除电路故障后，闭合开关S1、S2，保持R2滑片位置不变，将滑动变阻器R1的滑片向左端滑动，观察到电流表示数增大，电压表示数______（选填“增大”、“减小”或“不变”）；
（4）分析上述实验现象可知：该GMR的阻值随其周围磁场的增强而______（选填“增大”、“减小”或“不变”）。
7．（2022·浙江湖州·中考真题）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______。
8．（2022·海南·中考真题）某实验小组用自制电磁铁探究影响电磁铁磁性强弱的因素。他们用相同的漆包线和铁钉绕制成两个电磁铁A和B，B铁钉上绕有更多匝数的线圈，实验装置如图所示。
（1）如图甲，闭合开关，电磁铁A的钉尖是______极（选填“N”或“S”）；将滑动变阻器的滑片P向右移动，能吸引______的大头针（选填“更多”“不变”或“更少”）；
（2）如图乙，把电磁铁A和B串联，闭合开关，多次移动滑动变阻器的滑片P，发现电磁铁B总能吸引更多的大头针，通过比较，得出的结论是______；
（3）电磁铁在生活中应用广泛，请举一例：______。
9．（2022·山东淄博·中考真题）某些商场里的自动扶梯在无人和有人乘坐时运行速度不同，从而节约电能。小明根据所学知识，设计了扶梯工作时的模拟电路。如图所示是扶梯上无人时电路的工作状态，R是压敏电阻，其阻值随压力的增大而减小。当扶梯上有人时，R所受压力增大，控制电路中的电流_______，电磁铁的磁性___________，将衔铁吸下，使动触点与静触点“2”接触，工作电路中的电动机转速变大。小红站在扶梯上匀速上行的过程中，她的动能___________、机械能___________。（均选填“变大”“变小”或“不变”）
10．（2022·江苏徐州·中考真题）如图所示，先将小磁针放在水平桌面上，静止时小磁针N极指向______________方。再将一根直导线平行架在小磁针上方，给导线通电后，小磁针将______________，说明通电导线周围存在______________。
11．（2022·山东菏泽·中考真题）小磁针静止时的指向如图所示，请在图中的括号内标出电磁铁右端的极性，在导线上a点标出电流的方向。
12．（2021·山东德州·中考真题）如图所示的电路，螺线管右端放置一个小磁针，闭合开关后，用“+”“-”标出电路中电源右端的极性；用“N”“S”标出小磁针静止时右端的磁极。
答案与解析
课后培优练级练
培优第一阶——基础过关练
1．电话的听筒主要应用了电流的（ ）
A．热效应 B．化学效应 C．磁效应 D．三种效应都有
【答案】C
【详解】电话的听筒是利用电流的磁效应，把变化的电流转化为声音信号，将电能转化为机械能，故ABD不符合题意，C符合题意。故选C。
2．如图所示，闭合开关后，三个小磁针指向（红色为N极）都正确的是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】A
【详解】A．由右手螺旋定则可知，电磁铁左端为N极，则因外部磁感线由N极指向S极，则左侧小磁针N极向左，中间小磁针N极向右，右侧小磁针N极向左，故A正确；B．由右手螺旋定则可知，电磁铁右端为N极，则因外部磁感线由N极指向S极，则上方小磁针N极应向左，故B错误；C．由右手螺旋定则可知，电磁铁右端为N极，则因外部磁感线由N极指向S极，则右端小磁针N极应向右，故C错误；D．由右手螺旋定则可知，电磁铁左端为N极，则因外部磁感线由N极指向S极，则上方小磁针N极应向右，故D错误。故选A。
3．如图，在电磁铁正上方用弹簧挂着一条形磁铁，开关闭合后，当滑片P从a端向b端滑动过程中，会出现的现象是（ ）
A．电流表示数变大，弹簧长度变长 B．电流表示数变大，弹簧长度变短
C．电流表示数变小，弹簧长度变长 D．电流表示数变小，弹簧长度变短
【答案】A
【详解】由电路图可知，滑动变阻器与灯泡串联；当滑片P从a端向b端滑动的过程中，接入电路的电阻变小，电路的总电阻变小；根据欧姆定律可知，电路中的电流变大，即电流表的示数变大，所以螺线管的磁性增强；根据右手螺旋定则可得，螺线管的下端为N极，上端为S极，因为异名磁极相互吸引，所以螺线管对磁铁的吸引力逐渐增大，弹簧的长度变长，故A符合题意，BCD不符合题意。故选A。
4．如图所示，一螺线管的左端放着一颗可自由转动的小磁针，闭合开关S前小磁针处于静止，闭合开关S后，小磁针的N极将（ ）
A．向左偏转 B．向右偏转
C．仍然静止 D．无法判断
【答案】B
【详解】电源的右端是正极，电流从螺线管的右端进入，左端流出，根据安培定则可以判断螺线管的右端是N极，左端是S极，根据同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引可以判断小磁针的N极向右偏转，故B符合题意，ACD不符合题意。故选B。
5．如图甲所示是“磁浮地球仪”。在地球仪中装入条形磁铁，底座中的电磁铁就可将其“漂浮”在空中，其工作原理如图乙所示。下列判断正确的是（ ）
A．电磁铁的上端为N极
B．电源的左端为负极
C．其工作原理是同名磁极相互排斥
D．滑片P向左移动可增加地球仪“漂浮”的高度
【答案】C
【详解】AB．根据同名磁极相互排斥可知，图中电磁铁的上端应为S极，则由安培定则可知，电流从电磁铁的上端流入，下端流出，电路中的电源的左端为正极，故AB错误；C．磁浮地球仪稳定地“漂浮”起来，其利用的工作原理是同名磁极互相排斥，故C正确；D．滑片向左移动，滑动变阻器接入电路的电阻变大，总电阻变大，根据欧姆定律可知，电流变小，电磁铁磁性减弱，可降低地球仪“漂浮”的高度，故D错误。故选C。
6．如图所示的电路中，当开关S拨到a后，当小磁针静止时，B端是_____极；当开关S由a拨到b，调节滑动变阻器，使电流表的示数仍保持不变，则电磁铁的磁性_____（选填“增强”、“不变”或“减弱”）。
【答案】 S 减弱
【详解】[1]伸出右手握住螺线管，四指弯曲指示电流的方向，大拇指所指的方向即螺线管的左端为电磁铁的N极，据同名磁极相互排斥、异名磁极相互吸引的作用可知，小磁针的A端是N极，B端为S极。
[2]在此实验装置中，保持电流不变，将开关S由a换到b，则减少了线圈的匝数，因此通电螺线管的磁性减弱。
7．电磁铁、电磁继电器
（1）定义：插有____的通电________。
（2）电磁继电器是利用________、________电路的通断，来间接地控制________、_____电路的装置。
（3）电磁继电器是利用________来控制工作电路的一种开关。
（4）电磁继电器的结构：电磁继电器由________、____、弹簧、________和________组成，其工作电路由低压控制电路和高压工作电路组成。
【答案】 铁芯 螺线管 低电压 弱电流 高电压 强电流 电磁铁 电磁铁 衔铁 动触点 静触点
【详解】（1）[1][2]电磁铁是插了铁芯的螺线管，电磁铁磁性的有无，可以由通、断电来控制；电磁铁磁性的强弱可以由通过电磁铁的电流大小来控制。
（2）[3][4][5][6]电磁继电器实质上是一个开关，电磁继电器的低压控制电路部分的核心是一个电磁铁，是利用低电压、弱电流电路来间接控制高电压、强电流电路通断。
（3）[7]电磁继电器的低压控制电路部分的核心是一个电磁铁，它是根据电流的磁效应工作的，即电磁继电器就是利用电磁铁来控制工作电路的一种开关。
（4） [8][9][10][11]电磁继电器主要是由电磁铁、衔铁、簧片、触点（静触点、动触点）组成。
8．如图所示，将一枚转动灵活的小磁针置于水平桌面上，在小磁针上方放一条直导线，使导线与电池触接，电路连通瞬间，会看到小磁针发生偏转，这个实验说明通电导线周围存在______，这个现象是1820年丹麦物理学家______首先发现的。
【答案】 磁场 奥斯特
【详解】[1][2]当直导线接触电池通电时，可以看到小磁针发生偏转，即小磁针受到磁场力的作用，说明通电导线周围存在磁场；这个现象最早是由1820年丹麦物理学家奥斯特发现。
9．如图所示，根据通电螺线管的磁感线方向，可判断电源的左端a为___________极，小磁针静止时的b端为___________极。
【答案】 正 N##北
【详解】[1]由磁感线的特点：在磁体外部，磁感线从N极出发回到S极，可知通电螺线管的右端为N极、左端为S极；由安培定则可知，电流由通电螺线管的左侧流入，则电源的左端a为正极、右端为负极。
[2]由磁极间的相互作用规律：同名磁极相互排斥、异名磁极相互吸引可知，小磁针的左端为N极、右端为S极，故b端为N极。
10．如图，条形磁铁挂在弹簧下，在其正下方有一个螺线管，闭合开关K后，螺线管的上端是______极，条形磁体的下端与螺线管的上端因此相互_________；将滑片向右移动时，电流表的读数将________，弹簧的长度将__________；若不移动滑片，要使弹簧长度变短，可以采取的方法是_____________。
【答案】 N##北 排斥 变小 变长 增大电源电压
【详解】[1][2]根据安培定则，并由图可判断，螺线管的上端应该是N极，根据同名磁体相互排斥可知，条形磁体的下端与螺线管的上端相互排斥。
[3][4]滑动变阻器滑片向右端移动时，滑动变阻器接入电路的电阻增大，根据欧姆定律可知电路中的电流变小，即电流表示数变小，电磁铁磁性减弱，条形磁铁的排斥力减小，所以弹簧长度会变长。
[5]若不移动滑片，要使弹簧长度变短，可以通过增大电源电压的方法来增大电流。
11．现在流行网上购物，下面是网上的3件商品，其中蕴含着物理知识。
（1）天气晴雨预报瓶（图1）瓶体由玻璃制成，里面的液体用水和颜料兑制而成。天气转晴，大气压升高，天气转阴，大气压降低。某天早晨看见管内的液面上升，则表明今天天气将转__________ ；（选填“晴”或“阴”）
（2）无叶电风扇（图2）工作时，电动机将空气从底部进风口吸入，经压缩后进入圆环空腔，从圆环空腔上的缝隙高速吹出，夹带周边空气一起向前流动，导致圆环空腔正面风速远大于背面风速，风扇运行时，圆环空腔正面气体压强__________背面气体压强；相同时间内，圆缝口流出空气的质量__________进风口空气的质量（两空均选填“大于”、“等于”或“小于”）；
（3）磁悬浮地球仪（图3）球体中有一个磁体，环形底座内有一个金属线圈，通电后相当于电磁铁。金属线圈与球体中的磁铁相互__________（填“吸引”或“排斥”），使球体受力平衡，从而悬浮于空中。当磁悬浮地球仪停止工作时，应先__________（填“拿开球体”或“切断电源”）。
【答案】 阴 小于 等于 排斥 拿开球体
【详解】（1）[1]某天早晨看见管内的液面上升，表明外界的气压减小，液面在内部气压的作用下被压上来，这表明大气压降低，天气转阴。
（2）[2]由流体压强与流速的关系可知，风速大的位置压强小，圆环空腔正面风速远大于背面风速，故风扇正常运行时，圆环空腔正面气体压强小于背面气体压强。
[3]圆环空腔上的缝隙高速吹出，夹带周边空气一起向前流动，故相同时间内，圆缝口流出空气的质量等于进风口空气的质量。
（3）[4]因为球体与底座是相互分离的，所以球体与底座之间是相互排斥的，即该悬浮地球仪是利用的同名磁极相互排斥的原理工作的。
[5]当磁悬浮地球仪停止工作时，应先“拿开球体”再“切断电源”，防止地球仪在重力作用下会落下来而摔坏。
12．为探究电磁铁的磁性跟哪些因素有关，小明所在的实验小组用漆包线（表面涂在绝缘漆的导线）在大铁钉上绕若干圈，制成简单的电磁铁，结合其它实验器材（大头针、滑动变阻器等）做了如图所示的实验。根据b、c、d中观察到的情况，完成下面填空：
（1）通过比较______，来判断它的磁性强弱不同；
（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d中甲、乙两个电磁铁吸引大头针的情况，可得到的结论是______。
【答案】 电磁铁吸引大头针的多少 b、c 在通过电磁铁的电流相同、铁芯相同时，电磁铁线圈的匝数越多，磁性越强。
【详解】（1）[1]实验中通过比较电磁铁吸引大头针的多少来反映电磁铁磁性的强弱，电磁铁吸引大头针越多，电磁铁的磁性越强。
（2）[2]探究通过电磁铁电流的大小与电磁铁磁性强弱的关系时，应控制螺线管线圈的匝数相同，通过的电流不同，故应选择b、c两图，图中滑片所处的位置不同，接入电路的电阻不同，电路中的电流不同。
（3）[3]在d图中，由于两电磁铁串联，控制了通过两个电磁铁的电流相等，而线圈的匝数不同，线圈匝数越多，吸引的大头针越多，可得到的结论是：在通过电磁铁的电流相同、铁芯相同时，电磁铁线圈的匝数越多，磁性越强。
13．某校九年级一班物理兴趣小组的同学，学习了磁现象的知识后，深受物理学家奥斯特和法拉第科学探索精神的影响，怀着极大的兴趣对下列实验进行了探究。如图甲，将小磁针放在南北方向的直导线正下方，小磁针静止，N极指向北。如图乙触接电源，小磁针的N极向纸外偏转。断开连接后，小磁针恢复到图甲位置。如图丙，将电源正负极对调，再次触接电源，小磁针的N极向纸内偏转。则：
（1）通电导线周围存在磁场，且磁场的方向与___________有关；
（2）断开电源后，小磁针恢复到图甲状态，这是因为小磁针受到了___________的作用；
（3）如图丁所示，高速电子束飞过小磁针上方时，小磁针将发生如图___________所示方向的偏转，原因是___________。
【答案】 电流方向 地磁场 乙 电子束从左向右运动时，电流的方向应从右向左
【详解】（1）[1]根据甲乙丙三图可知，通电导线周围存在磁场，且磁场的方向与电流方向有关。
（2）[2]断开电源后，小磁针静止，N极指向北，是因为受地磁场作用。
（3）[3][4]电子在小磁针上方飞过，因为电子束带负电，所以当电子束从左向右运动时，由于电子的定向移动形成电流，且电流的方向与电子定向移动方向相反，因此电流的方向应从右向左，与图乙相同。
14．根据如图所示的小磁针指向，画出通电螺线管的导线绕法。
【答案】
【详解】小磁针N极接近通电螺线管，因异名磁极相互吸引，则通电螺线管右侧为S极，左侧为N极；电源右侧为正极，则由右手螺旋定则可知，通电螺线管的绕向如图所示
15．如图所示，按小磁针的指向判定螺线管的极性、电流的方向和电源的正、负极。
【答案】
【详解】对于甲图分析可知：小磁针的方向右端为N极，左端为S极，根据同名磁极相斥，异名磁极相吸，说明通电螺线管的左端为S极，右端为N极，根据电流方向和通电螺线管的缠绕方式，用右手定则，四指指向电流方向，大拇指指向N极指向，大拇指在本图中应该指向右端，故可判断电流方向如下图
对乙图分析可知：小磁针的方向上端为N极，下端为S极，根据同名磁极相斥，异名磁极相吸，说明通电螺线管的上端为N极，下端为S极，用右手定则，四指指向电流方向，大拇指指向N极指向，大拇指在本图中指向上端，故电流方向如下图
根据小磁针的指向可判断通电螺线管的左端是N极，右端是S极，右手握住螺线管，四指指向电流的方向，大拇指所指的方向是通电螺线管的N极，可以判断电流从螺线管的右端进入，从左端出电流，电流方向如下图
16．如图所示，螺线管与电源、开关S组成闭合回路。在螺线管下方的地面上放有一条形磁体，开关S闭合瞬间，该条形磁体突然向上运动。请在图中标出电源左端的极性、闭合开关后通电螺线管中的电流方向、螺线管下端的磁极极性和螺线管左侧P点磁感线的方向。
【答案】
【详解】根据磁极间的相互作用规律，开关S闭合瞬间，该条形磁体突然向上运动说明通电螺线管下端与条形磁体的上端是异名磁极，条形磁体的上端是S极，故通电螺线管下端是极，由安培定则可判断电流从螺线管上端流进，下端流出，故电源左端为负极，由磁体外部的磁感线从极出发回到S极可判断点方向。如图所示：
培优第二阶——拓展培优练
1．如图所示是汽车启动装置原理图，对于这一装置及其工作特点，下列说法不正确的是（ ）
A．旋转钥匙能使电磁铁所在电路工作
B．电磁铁的工作电压比电动机的工作电压低
C．电磁铁通电时，上端是S极，下端是N极
D．电磁铁通电时，吸引上方的衔铁，使触点A向右与B接触，电动机工作
【答案】C
【详解】AD．将汽车钥匙插入钥匙孔，转动钥匙相当于闭合电磁铁的开关，使电磁铁工作，吸引衔铁向下，使触点A向右与B接触，把电动机所在电路接通，汽车启动。故AD正确，不符合题意；B．由图知，电磁铁的工作电压只是电动机的工作电压的一部分，电磁铁的工作电压比电动机的工作电压低，故B正确，不符合题意；C．由右手螺旋定则可知，电磁铁通电时，电流由上端流入，下端流出，上端是N极下端是S极，故C错误，符合题意。故选C。
2．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），通电时线圈与活塞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．要使血液流出“血泵”，电流需从a端流进线圈，从b端流出线圈
B．要使血液流入“血泵”，电流需从a端流进线圈，从b端流出线圈
C．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
D．若电流从b端流进线圈，从a端流出线圈，则S1会开启，S2会关闭
【答案】A
【详解】A．要使血液流出该“血泵”，活塞要向右移动，故电磁铁和左侧磁体相互排斥，电磁铁左侧应该为N极，由安培定则可知，电流从a流进线圈，从b端流出线圈，故A正确；B．要使血液流入该“血泵”活塞要向左移动，故电磁铁和左侧磁体相互吸引，电磁铁左侧应该为S极，由安培定则可知，电流从b端流进线圈，从a端流出线圈，故B错误；C．若电流从a端流进线圈，从b端流出线圈，由安培定则可知，电磁铁左侧为N极，故C错误；D．若电流从b端流进线圈，从a端流出线圈，由安培定则可知，电磁铁右侧为N极，与左侧磁体相互吸引，故活塞向左运动，所以S1会关闭，S2会开启，故D错误。故选A。
3．如图所示的电路中，将电磁铁与滑动变阻器串联接入电路，闭合开关S，下列说法正确的是（ ）
A．电磁铁的上端为S极
B．电磁铁周围存在磁感线
C．将滑动变阻器的滑片P向右滑动，电磁铁的磁性减弱
D．将滑动变阻器的滑片P向左滑动，电磁铁的磁极会对调
【答案】C
【详解】A．根据安培定则知道，电磁铁的上端为N极，故A错误；B．电磁铁周围存在磁场，但没有磁感线，磁感线是为了描述磁场的性质而引入的曲线，故B错误；C．将滑动变阻器的滑片向右滑动，滑动变阻器接入电路的电阻变大，根据欧姆定律知道，电路中的电流变小，电磁铁的磁性减弱，故C正确；D．电磁铁的磁极与电流的大小无关，所以移动滑片时，磁极不会对调，故D错误。故选C。
4．如图所示，小磁针静止在螺线管附近，闭合开关后，下列判断正确的是（ ）
A．通电螺线管的左端为N极 B．通电螺线管外A点磁场的方向向左
C．通电螺线管外存在磁感线 D．小磁针顺时针转动90°
【答案】B
【详解】A．闭合开关后，电流由螺线管的左侧流入、右侧流出，根据安培定则，用右手握住螺线管，四指弯螺线管中的电流方向，则大拇指指向右端，即通电螺线管的右端为N极、左端为S极，故A错误；B．在磁体的外部，磁感线从N极出来，回到S极，所以通电螺线管外A点的磁场方向向左，故B正确；C．磁感线是用来形象描述磁场的，但不是真实存在的，故C错误；D．通电螺线管的右端是N极，根据异名磁极相互吸引可知，小磁针的S极应靠近螺线管的右端，即小磁针的S极指向左，所以小磁针应逆时针转动90°，故D错误。故选B。
5．在一次课外活动中，小明和小刚设计了如图甲所示的实验，当他们闭合开关S后，发现小磁针发生了偏转，这说明___________的周围存在着磁场。接着小红又想用该电路判断电源的正负极。经过讨论小刚找来了一个小铁钉，把导线的一部分绕在上面，制成了一个电磁铁连在电路中，当再次闭合开关S后，小磁针静止时N极的指向如图乙所示。据此他们判断出电源的___________端是正极（选填“a”或“b”），当滑动变阻器的滑片向左移动时，电磁铁的磁性___________（选填“增强”“减弱”或“不变”）。
【答案】 通电直导线 a 增强
【详解】[1]甲图中，小磁针发生了偏转，说明通电导体周围存在磁场，即电流的磁效应。
[2]乙图中，小磁针N极朝左，由磁极间的相互作用规律可知，电磁铁的右端为S极，左端为N极；根据安培定则，大拇指指向N极，四指的指向便是电流的方向，所以电源的b端为负极，a端为正极。
[3]滑动变阻器的滑片P向左移动时，连入电路的电阻减小，由欧姆定律可知，电流增大，则电磁铁的磁性增强。
6．如图所示，电源电压恒定，R1、R2为定值电阻。闭合开关S，将滑动变阻器R3的滑片调节到图示位置，待电路稳定后，小磁针静止时B端为______（选填“N”或“S”）极。将滑动变阻器的滑片向右滑动，电阻R1的电流变化量______（选填“大于”、“小于”或“等于”）电阻R3的电流变化量。（不考虑地磁场的影响）
【答案】 N 小于
【详解】[1]将滑动变阻器R3的滑片调节到图示位置，待电路稳定后，根据安培定则可知，通电螺线管的右侧为N极，左侧为S极，根据异名磁极相互吸引，故小磁针静止时B端为N极。
[2]上图中，通电螺线管与R2串联后与变阻器并联，最后再与R1串联，将滑动变阻器的滑片向右滑动，变阻器连入电路的电阻变大，电路的总电阻变大。由分压原理，并联部分的电压变大，由欧姆定律，通过R2的电流变大；根据串并联电阻的规律，并联部分的电阻变大，电路的总电阻变大，由欧姆定律，通过电阻R1的电流变小，根据并联电路的电流等于各支路电流之和，故电阻R1的电流变化量小于电阻R3的电流变化量。
【点睛】本题为混联电路，考查安培定则、磁极的相互作用和串联、并联电路的规律及欧姆定律的运用，最后一问难度较大。
7．如图所示的是一种温度自动报警器的原理图。在水银温度计里封入一段金属丝，请你结合图分析回答下面的问题：
（1）该水银温度计在电路中的作用相当于一个___________；
（2）若该装置设定为高温报警时，报警指示灯为红色，正常状态时指示灯为绿色，则灯L2为___________色（选填“红”或“绿”）。
【答案】 开关 红
【详解】[1]图示中的水银温度计在电路中相当于开关，当温度升高，温度计中的水银与金属丝接触，电磁继电器接通，而温度计中的水银与金属丝未接触时，电磁继电器处于断开状态。
[2]温度高时，温度计的水银与金属丝接触，电磁铁有电流通过，把衔铁吸下，接通L2，此时L2发光，发出报警指示，所以灯L2为红灯。温度较低时，温度计的水银与金属丝不接触，电磁铁中无电流通过，衔铁恢复原位置，接触L1，L1发光，所以L1为绿灯。
8．某小区因暴雨引起车库积水，部分车辆被淹，小明看到新闻后，设计了如图所示的车库积水自动报警器，如图是该报警器原理图，金属块A和B分别固定在车库地面附近适当高处，若车库积水水面到达 _____处（选填“A”或“B”）时，_____（选填“绿”或“红”）灯发光报警，此时电磁铁的上端是 _____极（选填“N”或“S”）。
【答案】 B 红 N
【详解】[1][2]由图示知，车库积水水面到达B处时，水是导体，将金属块A和B接通，电磁铁中有电流通过，将衔铁吸下，红灯接通，发光报警。水面未达到B处时，电磁铁中没有电流通过，衔铁弹起，绿灯亮。
[3]由图示知，电磁铁有电流通过时，电流由下端流入，上端流出，据安培定则知，电磁铁的N极在上端。
9．如图通入电流发现，小磁针静止时电流表指针反向偏转，标出电源的正、极，小磁针的N、S极并完成B螺线管绕线。
【答案】
【详解】电流表的右端为正接线柱，它在工作时，指针反转。电流是从它的负接线柱流入的。所以，电流是从电源的左端流出的。因此，电源左端为正极，右端为负极。电源左端是正极，说明A螺线管正面导线的电流方向是向下的，通过安培定则可以判定A的左端是S极，右端是N极。
通过小磁针指向可以判定，它处在同名磁极之间，所以螺线管B的左端为N极，右端为S极。根据安培定则可以判定，B螺线管正面导线的电流方向是向上，据此，可以画线其绕法。磁感线是从N极出发的，所以，小磁针上端是N极。如图所示
10．请你在虚线框内将电路补充完整，要求：
①电源电压恒定不变，闭合开关S，图中的小磁针旋转180°后静止；
②此电路能改变电磁铁的磁性强弱。
【答案】
【详解】如图小磁针初始状态S极在右端，要求闭合开关S小磁针旋转180°后静止，所以通电后电磁铁左端应该为S极（同名磁极相互排斥），由安培定则可以判断出线圈可见部分的电流方向向下，所以电路中电源的正极应该在左侧；又要求电路能够改变电磁铁的磁性强弱，即电路中还要串联一个滑动变阻器，来改变电路中的电流，进而改变电磁铁的磁性强弱；如图所示：
11．如图所示，在电磁铁的正上方用弹簧挂一条形磁铁。当开关闭合后，如要求当滑片P从b端到a端的过程中，弹簧的长度会变长，请在图中画出电磁铁线圈的绕线方法。
【答案】
【详解】由图示知，滑片由b端向a端移动的过程中，变阻器接入电路的阻值变大，电路的总阻值变大，电路中的电流变小，电磁铁的磁性减弱。弹簧的长度变长，说明条形磁铁受到的斥力减小。据异名磁极相互吸引知，电磁铁的上端为S极。电流由线圈的上端流入，下端流出，据安培定则知，电磁铁线圈的绕线方法如下图
12．如图示是探究通电直导线周围磁场的实验装置。
（1）小磁针放置在桌面上静止时，将直导线AB沿______（选填“东西”“南北”或“任意”）方向放置在小磁针正上方，实验时效果最明显；
（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，此时若移去小磁针，上述结论是否成立？______（选填“是”或“否”）；
（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）实验中小磁针的作用是______。
【答案】 南北 磁场 奥斯特 是 电流的方向 检测磁场是否存在
【详解】（1）[1]因为地球存在地磁场，小磁针静止时，N极指向地理上的北极，所以直导线AB应沿南北方向放置，则实验时，可避免地磁场对小磁针转动的影响。
（2）[2]接通电路后，本来静止的小磁针发生偏转，说明小磁针受到了力的作用，这说明电流周围产生了磁场，小磁针放在磁场中受到力的作用。
[3]电流周围存在磁场最早是由物理学家奥斯特发现的。
[4]小磁针在通电导体周围会转动，这是为了表明电流周围存在着磁场，而这个磁场的有无跟导体中有无电流有关，那么即使移去小磁针，电流周围的磁场仍然存在，所以上述结论仍是成立的。
（3）[5]改变电流方向，则小磁针偏转的方向发生改变，说明小磁针所受的力的方向发生了改变，而引起这个变化的是电流周围的磁场方向改变了，所以电流周围的磁场方向与电流方向有关。
（4）[6]通电导体周围是否有磁场，无法直接观察，通过转换法，让小磁针的转动说明电流周围存在磁场，所以小磁针能证明磁场是否存在。
培优第三阶——中考沙场点兵
1．（2022·山东菏泽·中考真题）下列有关电和磁的说法正确的是（ ）
A．验电器的工作原理是异种电荷相互排斥 B．磁体周围的磁感线实际上并不存在
C．通电螺线管的内部没有磁场 D．地磁极的北极在地理北极附近
【答案】B
【详解】A．验电器的金属箔片张开，是因为同种电荷相互排斥，故A错误；B．磁感线并不是客观存在于磁场中的真实曲线，只是一种假想的曲线；故B正确。C．当螺线管通电时，螺线管周围有磁场；螺线管外部的磁场方向从N极到S极，内部从S极到N极，故C错误；D．地磁的北极在地理的南极附近，地磁的南极在地理的北极附近，故D错误。故选B。
2．（2022·内蒙古包头·中考真题）图甲是磁悬浮台灯，灯泡内部装有磁体和半导体芯片，灯座内有如图乙所示电磁铁。灯座通电后，灯泡会悬浮在灯座上方，半导体芯片发光。下列说法正确的是（ ）
A．发光的半导体芯片电阻为零
B．灯泡悬浮是利用同名磁极相互排斥的原理
C．通电后电磁铁具有磁性说明磁能生电
D．通电后电磁铁的下端为S极
【答案】B
【详解】A．半导体的导电性能介于导体和绝缘体之间，具有一定的电阻值，因此半导体芯片的电阻不为0，故A错误；B．同名磁极相互排斥、异名磁极相互吸引，灯泡悬浮利用了同名磁极相互排斥的原理，故B正确；C．电磁铁是利用电流的磁效应工作的，当电流流过电磁铁线圈时，电磁铁就具有磁性，说明电能生磁，故C错误；D．电流从电磁铁线圈的上端流入，由安培定则可判断电磁铁的下端为N极，故D错误。故选B。
3．（2022·浙江丽水·中考真题）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
【详解】由图可知，电磁铁A和电磁铁B串联在同一电路中，所以通过它们的电流大小相等、方向相同。根据安培定则及电磁铁电流方向，两个电磁铁极性也相同，而电磁铁A的线圈匝数大于电磁铁B的线圈匝数，因此每次电磁铁A吸引大头针的数目比电磁铁B多，说明匝数越多，磁性越强，故B符合题意，ACD不符合题意。故选B。
4．（2022·江苏淮安·中考真题）如图所示，探究通电螺线管外部磁场的方向。
（1）玻璃板上均匀撒上铁屑，放上小磁针。闭合开关后，______玻璃板，铁屑分布情况表明，螺线管的外部磁场与______磁体周围的磁场相似；
（2）接通电路，小磁针静止时______极的指向是该点的磁场方向；
（3）调换电源的正负极，闭合开关，小磁针反方向偏转，说明通电螺线管外部的磁场方向与______有关。
【答案】 轻轻敲击 条形 N 电流方向
【详解】（1）[1][2]实验中轻敲玻璃板的目的是减小铁屑与玻璃板的摩擦，使铁屑受到磁场的作用力而有规律地排列；实验探究的结果是：通电螺线管外部磁场与条形磁体相似。
（2）[3]物理学中规定：将小磁针放在通电螺线管外部，小磁针静止时N极的指向就是该点处磁场的方向。
（3）[4]调换电源的正负极后闭合开关，发现小磁针反方向偏转，即磁场方向发生了偏转，故有此可得通电螺线管外部的磁场方向与通电导线的电流方向有关。
5．（2022·山东东营·中考真题）如图所示是“探究影响通电螺线管磁性强弱的因素”的实验装置。
（1）正确连接好电路，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于最___________（选填“左”或“右”）端；
（2）闭合开关，调节滑片位置，电流表的指针如图所示，则电流表的示数为___________A，此时通电螺线管的下端是___________（选填“N”或“S”）极；
（3）下列操作能减弱通电螺线管磁性的是___________（选填字母）；
A．抽去铁芯 B．电源两极对调 C．减少线圈的匝数
（4）电磁铁的用途很多，如电磁起重机，试再列举至少2项电磁铁在实际中的应用：___________、___________。
【答案】 左 0.52 N AC 电铃 扬声器
【详解】（1）[1]由图可知，正确连接好电路，闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片置于阻值最大的一端，即最左端。
（2）[2]由图可知，电流表选0~0.6A的量程，分度值为0.02A，电流表的示数为0.52A。
[3]由图可知，电流从螺线管的上端流进，下端流出，由安培定则可知，通电螺线管的下端是N极。
（3）[4]影响通电螺线管磁性的强弱的因素有：①电流的大小，②线圈匝数的多少，③有无铁芯。故要减弱通电螺线管的磁性，可以减小电流的大小、减少线圈的匝数和抽去铁芯，故AC符合题意，B不符合题意。
故选AC。
（4）[5][6]电磁铁在日常生活中的应用有：电磁起重机、电磁继电器、电铃、磁悬浮列车、扬声器等。
6．（2022·四川攀枝花·中考真题）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。巨磁电阻效应是指某些材料的电阻在磁场中急剧变化的现象，这一发现大大提高了磁电之间信号转换的灵敏度，从而引发了现代硬盘生产的一场革命。实验小组设计了如图所示的电路，来探究某GMR的阻值与磁场的关系。
（1）闭合开关S1，电磁铁的左边是______（选填“N”或“S”）极。滑动变阻器R1的滑片向右端滑动，电磁铁的磁性______（选填“增强”或“减弱”）；
（2）断开开关S1，闭合开关S2，无论怎样移动滑动变阻器R2的滑片，电流表指针几乎不偏转，电压表有示数但不变。请分析电路故障______；
（3）排除电路故障后，闭合开关S1、S2，保持R2滑片位置不变，将滑动变阻器R1的滑片向左端滑动，观察到电流表示数增大，电压表示数______（选填“增大”、“减小”或“不变”）；
（4）分析上述实验现象可知：该GMR的阻值随其周围磁场的增强而______（选填“增大”、“减小”或“不变”）。
【答案】 S 减弱 与电压表并联的支路断路 减小 减小
【详解】（1）[1]由电路图知，电源的左侧为正极，闭合开关S1，电流从螺线管的左端流入，根据右手螺旋定则知电磁铁的左边是S极。
[2]由电路图知，滑动变阻器R1的左下端接入电路，滑片向右端滑动，接入电路中电阻变大，根据得，电路中电流变小，所以电磁铁的磁性减弱。
（2）[3]断开开关S1，闭合开关S2，巨磁电阻和滑动变阻器串联，电压表并联在巨磁电阻两端，无论怎样移动滑动变阻器R2的滑片，电流表指针几乎不偏转，电压表有示数但不变，说明巨磁电阻断路。
（3）[4]排除电路故障后，闭合开关S1、S2，保持R2滑片位置不变，将滑动变阻器R1的滑片向左端滑动，滑动变阻器R1接入电路中电阻变大，根据欧姆定律知，左侧电路中电流变大，电磁铁的磁性增强。观察到右侧电路中，电流表示数增大，保持R2滑片位置不变，即R2的阻值不变，根据得，R2的两端电压变大，再根据串联电路分压原理，所以电压表示数减小。
（4）[5]分析上述实验现象可知：该GMR的阻值随其周围磁场的增强时，电流表示数增大，电源电压不变，根据得，电路中电阻变小，而R2的阻值不变，根据串联电路中电阻关系知，该GMR的阻值减小。
7．（2022·浙江湖州·中考真题）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______。
【答案】 1.5 电磁铁磁性的强弱与电磁铁两端的电压和线圈匝数的关系 转换法 见解析
【详解】（1）[1]根据生活中一些常见的电压可知，1节全新干电池的电压是1.5伏。
（2）[2]由小柯的实验过程可知，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匝数的关系。
（3）[3]通过电磁铁吸引大头针的数目间接的比较电磁铁磁性的强弱，此科学方法属于转换法。
（4）[4]小柯在实验中改变了电磁铁两端的电压和线圈的匝数，然后观察电磁铁吸引大头针的数目，因此需要记录电磁铁两端的电压，线圈的匝数和吸引大头针的数目，如下表所示：
实验次数
1
2
3
4
5
线圈匝数/匝
6
9
12
电磁铁两端电压U/V
1.5
3
4.5
1.5
1.5
吸引大头针的数目/枚
8．（2022·海南·中考真题）某实验小组用自制电磁铁探究影响电磁铁磁性强弱的因素。他们用相同的漆包线和铁钉绕制成两个电磁铁A和B，B铁钉上绕有更多匝数的线圈，实验装置如图所示。
（1）如图甲，闭合开关，电磁铁A的钉尖是______极（选填“N”或“S”）；将滑动变阻器的滑片P向右移动，能吸引______的大头针（选填“更多”“不变”或“更少”）；
（2）如图乙，把电磁铁A和B串联，闭合开关，多次移动滑动变阻器的滑片P，发现电磁铁B总能吸引更多的大头针，通过比较，得出的结论是______；
（3）电磁铁在生活中应用广泛，请举一例：______。
【答案】 S 更少 电流相同时，匝数越多，电磁铁磁性越强 电铃
【详解】（1）[1]由图甲可知，铁钉表面的电流方向向右，根据安培定则可知，钉尾为N极，顶尖为S极。
[2]当滑动变阻器的滑片向右端滑动时，电路中的电阻变大，则电流变小，即由铁钉组成的电磁铁磁性减弱，则吸引的大头针数量会更少。
（2）[3]由图乙可知，电磁铁A和B串联，则电路中的电流相等，因为电磁铁B的线圈匝数多，所以吸引的大头针多，则说明电流相同时，匝数越多，电磁铁磁性越强。
（3）[4]电磁铁在生活中应用广泛，如电铃，电磁起重机等等。
9．（2022·山东淄博·中考真题）某些商场里的自动扶梯在无人和有人乘坐时运行速度不同，从而节约电能。小明根据所学知识，设计了扶梯工作时的模拟电路。如图所示是扶梯上无人时电路的工作状态，R是压敏电阻，其阻值随压力的增大而减小。当扶梯上有人时，R所受压力增大，控制电路中的电流_______，电磁铁的磁性___________，将衔铁吸下，使动触点与静触点“2”接触，工作电路中的电动机转速变大。小红站在扶梯上匀速上行的过程中，她的动能___________、机械能___________。（均选填“变大”“变小”或“不变”）
【答案】 变大 变大 不变 变大
【详解】[1][2]控制电路的压敏电阻与电磁铁串联。当扶梯上有人时，R所受压力增大，根据已知条件，压敏电阻变小，由串联电阻的规律，电路的电阻变小，由欧姆定律可知控制电路中的电流变大，电磁铁的磁性变大，将衔铁吸下，使动触点与静触点“2”接触，工作电路中的电动机转速变大。
[3][4]小红站在扶梯上匀速上行的过程中，因人的质量和速度保持不变，故她的动能不变；因小红的高度变大，故小红的重力热能变大，故机械能变大。
10．（2022·江苏徐州·中考真题）如图所示，先将小磁针放在水平桌面上，静止时小磁针N极指向______________方。再将一根直导线平行架在小磁针上方，给导线通电后，小磁针将______________，说明通电导线周围存在______________。
【答案】 北 发生偏转 磁场
【详解】[1]由于地球的周围存在地磁场，地球周围的小磁针都要受到地磁场的作用而指向南北方向，小磁针指向北的一端为N极。
[2][3]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。
11．（2022·山东菏泽·中考真题）小磁针静止时的指向如图所示，请在图中的括号内标出电磁铁右端的极性，在导线上a点标出电流的方向。
【答案】
【详解】由图可知，小磁针静止时的左端为N极，根据异名磁极相互吸引、同名磁极相互排斥，则电磁铁左端为S极，右端为N极；根据安培定则，伸出右手使大拇指指向通电螺线管的N极，则四指弯曲所指的方向为电流的方向，所以电流从通电螺线管的右端流入，导线上a点电流的方向如下图所示：
12．（2021·山东德州·中考真题）如图所示的电路，螺线管右端放置一个小磁针，闭合开关后，用“+”“-”标出电路中电源右端的极性；用“N”“S”标出小磁针静止时右端的磁极。
【答案】
【详解】根据电流表的电流是从正接线柱流入，从负接线柱流出，可知电源的右端为正极；电流是由螺线管的右边流入的，根据安培定则可知，通电螺线管的左端为N极，右端为S极；根据磁极间的相互规律，靠近通电螺线管右端（S极）的为小磁针的N极，另一端是S极，如图所示：
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