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中考科学 二轮专题 专题24 电和磁 学案
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这是一份中考科学 二轮专题 专题24 电和磁 学案，共21页。学案主要包含了思维导图，知识点回顾，例题精析，习题巩固等内容，欢迎下载使用。
专题24 电和磁
【思维导图】
【知识点回顾】
一、磁场
1．具有吸引铁、钴、镍等物质的性质称为________。
2．具有磁性的物体叫________。
1．磁体周围存在磁场，磁场是一种看不见，而又摸不着的________。
2．基本性质：它对放入其中的磁体产生________。磁体间的相互作用就是通过________发生的。
3．方向：磁场具有________。将一个小磁针放入磁场中任何一点，小磁针________所指的方向就是该点磁场的方向。
1．磁体中各部分磁性强弱不同，两端磁性最强称为磁极。磁极分为________极和________极。
2．磁极相互作用的规律：同名磁极________，异名磁极________。
3．条形磁铁和蹄形磁铁的磁感线：在磁铁外部，________。
4．磁感线的________表示磁场的强弱，磁感线的切线方向表示磁场的方向。
注意：磁场是一种实际存在的物质，而磁感线是人为________的，实际并不存在。
考点5 绘制通电直导线周围的磁感线 描述通电直导线周围存在着磁场及磁场的分布规律
1．奥斯特实验
________表明电流周围存在磁场。
2．通电直导线周围的磁场是以导线上各点为中心的同心圆。越靠近导线，磁感线越________。磁场方向随着________的改变而改变。
考点6 绘制通电螺线管周围的磁感线 描述通电螺线管周围存在着磁场及磁场的分布规律
通电螺线管的磁场和条形磁体的磁场相似。其两端的极性跟________有关，电流方向与磁极间的关系可由________来判断。
考点7 知道通电导体在磁场中受力方向与磁场方向、电流方向有关
通电导体在磁场中受到力的作用，受力的方向跟____________和____________有关。如果这两者其中之一的方向改变，则力的方向____________，如果这两者的方向同时改变，则力的方向____________。
1．定义：内部带________的通电螺线管。
2．原理：当在通电螺线管内部插入铁芯后，铁芯被通电螺线管的磁场________。磁化后的铁芯也变成了一个磁体，这样由于两个磁场互相叠加，从而使螺线管的磁性大大增强。
3．优点：磁性有无由________来控制，磁极方向由________来控制，磁性强弱由________、________来控制。
4．应用：电话、电磁继电器等。
二、电磁感应现象
1．闭合电路的________导体在磁场中做________磁感线的运动时，导体中就会产生电流，这种现象称为电磁感应现象。
2．如果电路没闭合，则没有________，仅有________。
1．电路必须是________的。
2．导体必须做________的运动。
考点11 知道感应电流的方向跟磁场方向和导体运动方向有关
感应电流的方向与________和________有关。
三、电磁知识在技术中的应用
1．发电机是利用________制成的。
能量转化：________。
2．电动机是利用________的原理制成的。
能量转化：____________。
3．电磁起重机、电磁继电器及磁悬浮列车都是根据电磁铁的原理制成的。
4．磁带、磁卡等是利用磁性材料的磁化来记录信息的产品。
1．自然界有一些发电的动物，如电鳗。
2．人体电流：人在肌肉运动及神经传导信息至大脑时会产生极微弱的电流。人体内的心脏在每一次周期性的跳动中，心脏内某些部位间的电压发生有规律的变化。这种生物电通过心脏周围的导电组织和体液，反映到身体各部位，使身体各部位间电压随心脏的跳动发生有规律的变化。大脑皮层中神经元的生物电活动表现为大脑皮层具有规律性的电压改变。
3．静电：冬天脱毛衣时有时会有火花，这是毛衣与皮肤摩擦产生了________。人体静电的电压最大可达2万伏左右，但由于电流小，没有危险。
电磁继电器是用电磁铁控制的自动开关，使用电磁继电器可以用低电压、弱电流控制高电压、强电流。
考点1 1.磁性 2.磁体
考点2 1.特殊物质 2.磁力的作用 磁场 3.方向性 北极
考点3 1.N S 2.互相排斥 互相吸引 3.磁感线从N极出来，进入S极 4.疏密 假想
考点5 1.奥斯特实验 2.密集 电流方向
考点6 电流方向 安培定则
考点7 磁场方向 电流方向 改变 不变
考点8 1.铁芯 2.磁化 3.通断电 电流方向 电流大小 线圈匝数
考点9 1.一部分 切割 2.感应电流 感应电压
考点10 1.闭合 2.切割磁感线
考点11 导体运动的方向 磁场方向
考点12 1.电磁感应原理 机械能转化为电能
2．通电导体在磁场中受力 电能转化为机械能
考点13 3.静电
【例题精析】
例1．（2021•杭州）如图所示，闭合电磁铁开关S，条形磁铁静止在水平桌面上。下列判断正确的是（ ）
A．条形磁铁受到电磁铁对其向左的作用力
B．条形磁铁受到桌面对其向左的摩擦力
C．将滑动变阻器的滑片向右移动，条形磁铁受到的摩擦力不变
D．若只改变电源的正负极，条形磁铁受到的摩擦力变大
【解答】解：
A、由安培定则得，右手握住螺线管，四指指向电流的方向，大拇指指向电磁铁右端为N极，左侧为S极，同名磁极相互排斥，所以条形磁铁受到电磁铁对其向左的作用力，故A正确；
B、条形磁铁处于静止状态，水平方向上受到平衡力的作用，水平向左的排斥力和桌面对条形磁铁的水平向右的摩擦力为一对平衡力，故B错误；
C、将滑动变阻器的滑片向右移动，滑动变阻器接入电路的电阻变大，根据欧姆定律可知，电路中的电流变小，电磁铁的磁性变弱，排斥力变小，摩擦力和排斥力是一对平衡力，大小相等，所以摩擦力变小，故C错误；
D、若只改变电源的正负极，电流的方向改变，大小不变，则电磁铁的磁性不变，条形磁体受到电磁铁的吸引力大小等于原来的排斥力大小，此时吸引力与摩擦力是一对平衡力，大小相等，则摩擦力不变，故D错误。
故选：A。
例2．（2021•湖州）如图是动圈式话筒的部分结构。声波使振膜左右振动，连接在振膜上的线圈也随之一起振动，切割永磁体的磁感线产生电流，此过程中（ ）
A．利用了电磁感应原理
B．利用了通电导体在磁场中受力的原理
C．利用了电流的磁效应
D．产生了直流电
【解答】解：声波使振膜左右振动，连接在振膜上的线圈也随之一起振动，线圈做切割永磁体的磁感线运动，会产生电流，这是电磁感应现象；线圈来回振动时，切割磁感线的方向会发生变化，产生的感应电流的方向也会发生改变，产生的是交流电；故BCD错误，A正确。
故选：A。
例3．（2021•丽水）丽水处州府城一角的磨盘特别受小孩青睐。当人推着磨盘转动时，磨盘上竖着的“丽水”两字和其周围墙壁上的灯同时亮起（如图）。下列四幅图中能反映其工作原理的是（ ）
A． B．
C． D．
【解答】解：当人推着磨盘转动时，磨盘上竖着的“丽水”两字和其周围墙壁上的灯同时亮起，能产生电，所以其工作原理是电磁感应现象；
A、该装置是奥斯特实验，说明通电导线周围存在着磁场，不能反映题中“磨盘”的工作原理，故A不符合题意；
B、该装置没有电源，金属棒在磁场中做切割磁感线运动，电路中就会产生电流，这是电磁感应现象，能反映题中“磨盘”的工作原理，故B符合题意；
C、该装置是电磁铁，即说明了电流具有磁效应，不能反映题中“磨盘”的工作原理，故C不符合题意；
D、该装置是电动机原理实验，即说明通电导线在磁场中受力的作用，不能反映题中“磨盘”的工作原理，故D不符合题意。
故选：B。
例4．（2021•金华）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
【解答】解：由磁感线分布可知两磁极相互排斥，两磁极为同名磁极，小磁针静止时N极指向乙磁极，根据磁极间相互作用规律可知乙磁极为S极，故两磁极均为S极。
故选：B。
例5．（2020•杭州）有外形相同的两根钢条M、N，按图甲、图乙两种方式接触时，它们之间都有较大吸引力。则下列推断正确的是（ ）
A．M无磁性、N无磁性 B．M无磁性、N有磁性
C．M有磁性、N无磁性 D．M有磁性、N有磁性
【解答】解：由题意可知，图甲、图乙两种方式接触时，它们之间都有较大吸引力，
因磁体的两端磁性最强，中间最弱，几乎没有磁性，
所以，在图甲中，钢条M的中间位置几乎没有磁性，N却能吸引M，说明钢条N具有磁性；
同理，由图乙可知，钢条M也具有磁性，由选项可知，只有D正确。
故选：D。
例6．（2021•嘉兴）电动机在现代生产、生活中有广泛的应用。
（1）如图所示是电动机原理图，将通电线圈abcd置于磁场中，线圈的ab、cd边受到 力的作用 ，使线圈转动起来。
（2）某电动车是利用电动机来驱动车轮转动的，遇到障碍时，只要按下倒车开关就能改变线圈中 电流的方向 来实现倒车。
【解答】解：（1）将通电线圈abcd置于磁场中，线圈的ab、cd在磁场中受到磁力的作用，ab、cd的受力方向相反，使得线圈转动起来；
（2）某电动车是利用电动机来驱动车轮转动的，遇到障碍时，磁场的方向不变，只要按下倒车开关就能改变线圈中电流的方向，从而改变磁场力的方向，来实现倒车。
故答案为：（1）力的作用；（2）电流的方向。
例7．（2020•舟山）图甲是法拉第发明的紫铜圆盘发电机。转动摇柄使圆盘旋转起来，电路中就会产生电流。圆盘相当于图乙中的 导体AB 。如果要改变圆盘发电机产生的电流方向，可采用的方法是 改变圆盘的转动方向（或改变磁场的方向） 。（写出一点即可）
【解答】解：
闭合电路的圆盘转动时，会产生感应电流，这是电磁感应现象，则圆盘相当于乙图中的导体AB；
如果要改变圆盘发电机产生的电流方向，需要改变圆盘的转动方向或磁场的方向。
故答案为：导体AB；改变圆盘的转动方向（或改变磁场的方向）。
例8．（2020•宁波）科学进步是推动人类文明发展的重要动力，科学技术也在影响我们的生活。
（1）电能的广泛采用具有划时代的意义，但要注意用电安全。如果我们发现有人发生触电事故，应先 切断电源 ，再报警和施救。
（2）电磁继电器能实现用低电压控制高电压、弱电流控制强电流。如图所示的电路，a、b处接电动机或指示灯。当低压控制电路断开时，指示灯亮；当低压控制电路闭合时，电动机工作。则a处接的是 指示灯 。
（3）线上学习时，同学们注视屏幕，眨眼频率降低，这时泪液会过度 汽化 （填物态变化名称），使眼睑与眼球之间的摩擦增大，眼睛会有干涩和异物感。如果连续学习时间过长，睫状肌会疲劳。为了保护眼睛，课间要休息或远眺。
【解答】解：
（1）发生触电事故，用手拉不安全，报警时间来不及，切断电源是首先要做的；
（2）当低压控制电路断开时，通过电磁铁无电流，电磁铁不具有磁性，衔铁在弹簧的作用下被拉起，指示灯亮，所以a处为指示灯；当低压控制电路闭合时，电磁铁具有磁性，吸引衔铁，衔铁向下移动使电动机工作；
（3）线上学习时，同学们注视屏幕，眨眼频率降低，则泪液会汽化为气体散失到空气中，使眼睑与眼球之间的摩擦增大。
故答案为：（1）切断电源；（2）指示灯；（3）汽化。
例9．（2021•衢州）如图甲所示是家用燃气报警器的部分电路示意图，其中控制电路中的R1是由气敏电阻制成的传感器，R1的阻值与燃气浓度的关系如图乙。出厂预设当燃气浓度达到4%时报警，出厂测试时，控制电路的电源电压为3V且保持恒定，闭合开关S1、S2，移动滑动变阻器R2滑片P的位置，当控制电路中的电流为0.03A时，电磁铁恰好能将衔铁吸下，工作电路中相应的灯亮起而报警（电磁铁线圈的阻值忽略不计）。
（1）使用燃气的场所都应安装燃气报警器，安装的具体位置应根据被检测气体相对于空气的密度来决定。如果家中使用的是天然气（主要成分是密度比空气小的甲烷），则报警器应安装在厨房（如图丙）的 A （填“A”或“B”）区域；
（2）小科认为报警时只有灯亮还不能起到很好的报警作用，最好灯亮同时又有警报声，所以建议加接蜂鸣器，则蜂鸣器应与 L2 灯并联；
（3）该报警器要达到出厂预设值，请计算滑动变阻器应接入电路的电阻值： 60Ω 。
（4）当报警器报警时，下列处理方法正确的是 BCD ；
A.迅速打开排风扇
B.打开门窗通风换气
C.禁止切断报警器电源
D.熄灭一切火种，迅速关闭气源总阀
【解答】解：（1）天然气的密度小于空气的密度，泄漏后会很快上升到室内的上方，接触报警器，因此报警器应安装在房间内墙上方的位置，即A处；
（2）闭合开关S1、S2，移动滑动变阻器R2滑片P的位置，当控制电路中的电流为0.03A时，电磁铁恰好能将衔铁吸下，使得工作电路中灯L2亮起而报警，在电路中接入蜂鸣器时，蜂鸣器应与L2并联，蜂鸣器与L2可以同时工作；
（3）当燃气浓度达到4%时，根据图乙可知，此时气敏电阻的阻值为：R1＝40Ω；
此时电路中的电流为I＝0.03A，根据欧姆定律可知，电路的总电阻为：R=UI=3V0.03A=100Ω；
根据串联电路的电阻关系可知，滑动变阻器接入电路的电阻为：R2＝R﹣R1＝100Ω﹣40Ω＝60Ω；
（4）A、迅速打开排风扇时，会产生电火花，可能会引燃燃气，故A错误；
B、打开门窗通风换气，可以把燃气散出去，故B正确；
C、切断报警器电源，虽然停止了报警，但容易产生电火花，引燃燃气，故C正确；
D、熄灭一切火种，迅速关闭气源总阀，可以阻止燃气的泄漏，熄灭一切火种，可以防止燃气爆炸，故D正确。
故选BCD。
故答案为：（1）A；（2）L2；（3）60Ω；（4）BCD。
【习题巩固】
一．选择题（共13小题）
1．如图，两个相同的纺锤形磁铁由于磁极间相互吸引而紧紧贴在一起，下列各图能正确表示纺锤形磁铁周围的磁感线分布特点的是（ ）
A． B．
C． D．
【解答】解：如图，两个纺锤形磁铁左右相吸，说明它们的左、右两侧为磁极，由于磁感线在磁体的外部由N极指向S极，所以它们左、右两侧的磁感线从左侧N极指向右侧的S极，或者从右侧的N极指向左侧的S极，故能正确表示纺锤形磁铁周围的磁感线分布特点的是C图；
故选：C。
2．如图，当闭合开关时，小车被向右推出，保持每次实验中条形磁铁和线圈的距离不变，则下列操作能使小车推出更远的是（ ）
A．增加电磁铁线圈的匝数 B．调换电源的正极和负极
C．将滑片P向左端移动 D．抽去螺线管内的铁芯
【解答】解：
A、在电流一定时，增加电磁铁线圈的匝数，可以增大电磁铁的磁性，小车被推出的越远，故A正确；
B、调换电源的正极和负极不能改变电流大小，无法改变电磁铁磁性的强弱，故B错误；
C、将滑片P向左端移动，滑动变阻器接入电路的电阻变小，根据欧姆定律可知，通过电磁铁的电流变小，磁性变弱，小车被推出的距离变近，故C错误；
D、抽去螺线管内的铁芯，电磁铁的磁性变弱，小车被推出的距离变近，故D错误。
故选：A。
3．如图甲为太阳能路灯的原理图。白天光线强时，太阳能电池板为蓄电池充电，夜晚光线弱时，蓄电池为电灯供电。电路中的R为光敏电阻，其电阻大小与光照强度关系如图乙所示。下列说法正确的是（ ）
A．白天蓄电池相当于电源
B．光线较强时，电磁铁磁性较大
C．电磁铁上端为N极，下端为S极
D．a是太阳能电池板，b是路灯
【解答】解：
电路中的R为光敏电阻，其电阻大小与光照强度的关系为光照越强，电阻越小，电流大，磁性强，衔铁在下部；晚上电阻大，磁性弱，衔铁在上部；
A、白天光线强时，太阳能电池板为蓄电池充电，蓄电池相当于用电器，故A错误；
B、光照越强，电阻越小，根据欧姆定律可知，电路中的电流大，电磁铁的磁性强，故B正确；
C、由安培定则可知，电磁铁上端为S极，下端为N极，故C错误；
D、白天是路灯不工作，所以通过路灯无电流，故b是太阳能电池板，a是路灯，故D错误。
故选：B。
4．如图两根形状相同的钢棒a、b，钢棒b用线悬挂，钢棒a的一端靠近b的一端时，b被推开，则可判断（ ）
A．a有磁性、b无磁性 B．a、b都无磁性
C．a无磁性、b有磁性 D．a、b都有磁性
【解答】解：由题知，a、b两根钢棒相互靠近时b被推开，说明两者间相互排斥，根据磁极的相互作用规律知两者都具有磁性，并且相互靠近的一端是同名磁极。
故选：D。
5．如图是一种江河水位自动报警的原理图。当水位低于A点时，工作电路绿灯工作。到达A点时，衔铁被吸下，工作电路红灯和电铃开始工作。某次水位超过A点时由于电磁铁磁性太弱而衔铁没有被吸引。下列做法中合理的是（ ）
A．更换弹性更好的弹簧
B．减少电磁铁线圈的匝数
C．增加工作电路的电源电压
D．增加控制电路的电源电压
【解答】解：A、更换弹性更好的弹簧，则需要更大的电磁铁磁性，故A做法不合理；
B、减少电磁铁线圈的匝数，电磁铁磁会减小，故B做法不合理；
C、增加工作电路的电源电压不影响控制电路，故C做法不合理；
D、增加控制电路的电源电压，能增大电磁铁的磁性，故D做法合理；
故选：D。
6．如图所示是温度自动报警器，当达到一定温度时，电铃发声报警。下面关于该温度报警器的说法不正确的是（ ）
A．由金属丝、水银、玻璃管构成的装置相当于报警电路中的一个“开关”
B．当温度达到98℃时电铃发声报警
C．报警器利用到了水银热胀冷缩的性质
D．报警时电磁铁的左端是N极
【解答】解：A、读图可知，由金属丝、水银、玻璃管构成的装置相当于报警电路中的一个“开关”，可控制电磁铁的工作情况，故A正确；
B、读图可知，该温度计的分度值为1℃，金属丝下端指在96℃上面第2个小格上，因此金属丝下端所指的温度是96℃+2℃＝98℃，即当温度达到98℃时左侧控制电路接通，电磁铁具有磁性，吸引衔铁，使右侧电路接通，电铃发声报警，故B正确；
C、图中左侧是水银温度计，利用了水银热胀冷缩的性质，故C正确；
D、由图知，电流从电磁铁的左端流入、右端流出，根据安培定则可知，报警时电磁铁的右端是N极，左端是S极，故D错误。
故选：D。
7．城市下水井盖丢失导致行人坠入下水道的悲剧时有发生，令人痛心，如图所示为某同学设计的一种警示电路图，井盖相当于开关S，关于它的说法正确的是（ ）
A．正常情况下（S闭合），灯L亮
B．一旦井盖丢失（S断开），灯L即亮起，以警示行人
C．电磁铁的铁芯是永磁铁
D．灯亮时电磁铁有磁性
【解答】解：（1）据图可知，正常情况下S闭合，电磁铁有磁性，被控制电路断路灯泡不亮，故A错误；
（2）当井盖丢失S断开时，电磁铁无磁性，被控制电路闭合，灯泡发光，以警示行人；故B正确，D错误；
（3）电磁铁的铁芯，能方便随时通断，属于软磁体，故C错误；
故选：B。
8．如图所示，AB是完全相同的两根钢棒，当用A的一端靠近B的一端，并从一端移动到另一端，始终都出现吸引现象，则（ ）
A．A有磁性、B没有磁性
B．A没有磁性、B有磁性
C．A、B都有磁性
D．无法判断A、B有没有磁性
【解答】解：（1）钢棒A的一端靠近钢棒B的中部，发现两者吸引，而条形磁体两端磁性较强，中间磁性较弱，说明A的这端有磁性；
（2）从一端移动到另一端，始终吸引，说明B不带磁性，因为异名同名磁极相互排斥，B如果有磁性的话，会在其中的一端磁极处和A发生排斥的现象。
故选：A。
9．将导体ab、灵敏电流表和U形磁体按如图组装起来，闭合开关，下列情形无法观察到灵敏电流计偏转的是（ ）
A．ab竖直向上运动 B．ab向左运动时
C．ab向右运动时 D．ab斜向上运动
【解答】解：A、ab竖直向上运动，运动方向与磁感线方向平行，所以不会切割磁感线，不会产生感应电流，灵敏电流计不偏转，故A符合题意；
BCD、ab向左、向右、斜向上运动，切割磁感线，所以产生感应电流，灵敏电流计偏转，故BCD不符合题意。
故选：A。
10．图为一种自动开合式笔记本电脑。按关机键时，电磁体和永磁体之间产生的吸引力来扣合笔记本；按开机键时，电磁体和永磁体之间产生的排斥力来打开笔记本。由于永磁体是固定在笔记本里面的，方向基本不变，则下列分析不符合逻辑的是（ ）
A．通过改变电流方向可以改变电磁体磁场的方向
B．按开机和关机按钮时，电磁体的磁场方向相同
C．增大电流的强度可以增大排斥力或吸引力
D．增大永磁体的强度可以增大排斥力或吸引力
【解答】解：
A、电磁体的磁场的方向与电流的方向有关，改变电流方向可以改变电磁体磁场的方向，故A符合逻辑；
B、按关机键时，电磁体和永磁体之间产生的吸引力来扣合笔记本；按开机键时，电磁体和永磁体之间产生的排斥力来打开笔记本，所以按开机和关机按钮时，电磁体的磁场方向是不相同的，故B不符合逻辑；
C、增大电流的强度，电磁体的磁性增强，可以增大排斥力或吸引力，故C符合逻辑；
D、增大永磁体的强度，磁性增强了，可以增大排斥力或吸引力，故D符合逻辑。
故选：B。
11．甲是球形磁铁，乙是形状和大小相同的铁球，现用细线将它们悬挂起来并相互靠近，会出现的情形是图中的（ ）
A． B．
C． D．
【解答】解：甲、乙两个形状和大小相同的球悬挂起来。甲具有磁性，乙不具有磁性，当它们靠近时，由于磁体能够吸引铁质物体且力的作用是相互的，所以两球向中央靠拢。
故ACD不符合题意，B符合题意。
故选：B。
12．小科在课外兴趣活动课中将数枚一元硬币按如图所示放在两根平行的条形磁铁上，搭成了一座漂亮的“硬币桥”，下列分析正确的是（ ）
A．“硬币桥”上左右两端的硬币没有磁性
B．“硬币桥”中间磁性最强
C．“硬币桥”的搭建利用到了磁化的原理
D．两枚硬币相邻的部分是同名磁极
【解答】解：
当硬币都放在磁体的N极上时，会被磁体磁化，硬币也具有N极和S极，由于异名磁极相互吸引，因此硬币的S极会吸引在磁体的N极上，最外侧的硬币也有磁性；
同理，当硬币都放在磁体的S极上时，会被磁体磁化，硬币也具有N极和S极，由于异名磁极相互吸引，两枚硬币的相邻部分是异名磁极，相当于条形磁铁，并且中间磁性最弱，因此硬币的N极会吸引在磁体的S极上；所以搭成了一座漂亮的“硬币桥”，故ABD错误，C正确。
故选：C。
13．如图是一种磁悬浮地球仪的示意图，底座内有一金属线圈（线圈电阻不计），地球仪内有一磁铁，通电后地球仪能悬浮在空中。下列有关地球仪的说法正确的是（ ）
A．装置是根据异名磁极相互吸引的原理来工作的
B．条形磁铁的b端为N极，若要让地球仪悬浮的更高些，开关S2连到接线柱2上
C．条形磁铁的b端为S极，若要让地球仪悬浮的更高些，开关S2连到接线柱2上
D．换用一个质量较大的地球仪仍然要悬浮在空中，且距离不变，改变电磁铁线圈中的电流方向就可以了
【解答】解：
A、地球仪悬浮在空中，那么它受到的重力和电磁力相互平衡。因为重力的方向向下，所以电磁力肯定竖直向上，即地球仪和底座之间应该是排斥力，原理就是“同名磁极相互排斥”，故A错误；
BC、根据图片可知，电磁铁线圈上电流方向向左，那么用右手握住螺线管，四指指向左，大拇指指向下端，因此下端是N极，而上端是S极；根据“同名磁极相互排斥”可知，条形磁铁的b段为S极。若要让地球仪悬浮的更高些，那么必须增大电磁铁的磁场，即增多线圈，将开关S2连接到2上，故B错误，C正确；
D、换用一个质量较大的地球仪仍然要悬浮在空中，且距离不变，那么就要增大电磁铁的磁场，可以增加线圈匝数，也可以增大电流，而改变电流方向于事无补，故D错误。
故选：C。
二．填空题（共3小题）
14．如图是智能扶手电梯工作原理图，其中R是压敏电阻，电磁铁上端是 S 极，电梯上无乘客时，电磁铁磁性极弱，衔铁与触点1接触；当电梯上有乘客时，R的阻值减小，电磁铁的磁性变 强 （选填“强”或“弱”），使衔铁与触点2接触，通过电动机的电流变 大 （选填“大”或“小”），电动机转动变快，使电梯运动变快。
【解答】解：
（1）读图可知，电流从电磁铁的上端流入，用右手握住螺线管，使四指指向电流的方向，则大拇指所指的下方为螺线管的N极，则上端为S极；
（2）当有人走上电梯后，压敏电阻的阻值减小，控制电路中电流增大，电磁铁磁性变强，则衔铁被吸下，衔铁上的触点与触点2接触，则电阻R1被短路，不连入电路，电动机两端电压增大为电源电压，通过电动机的电流变大，电动机转速变快，使电梯运动变快。
故答案为：S；强；大。
15．“悬浮灯泡”能够悬浮发光，如图甲所示。图甲中的下部基座内有一个电磁铁，而悬浮的灯泡内部装有用闭合线圈连接的LED灯和条形磁铁，其内部结构如图乙所示。
（1）乙图中的电源右端为 正 极。
（2）要使灯泡悬浮的高度增加，可调节滑动变阻器的滑片P向 左 移动（选填“左”或“右”）。
【解答】解：（1）乙图中悬浮灯泡内条形磁铁下端为S极，根据同名磁极相排斥可知，灯要受到向上的磁力，所以通电螺线管上端应为S极，下端为N极，由安培定则可知，电源右端为正极；
（2）要使灯泡悬浮的高度增加，就要增大其磁性，可以增大通过它的电流来达到目的，由图知滑动变阻器的滑片应向左移动。
故答案为：（1）正；（2）左。
16．小明设计了一个道路限载报警器（图甲），R0是变阻器，R是压敏电阻。R的电阻大小随压力大小变化关系如图乙。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 铃响 （填“灯亮”、“铃响”）
（2）一般交通主干道的抗压能力比村道路要强得多。若把村道路限载报警器应用到主干道，就要适当调高报警的限载重量，下列操作可行的是 AC （填编号）。
A．把变阻器R0的滑片适当左移
B．把电源1的电压适当增大
C．把弹簧AB的A端适当左移
D．把电磁铁C适当右移。
【解答】解：（1）闭合开关S1和S2，当超载车辆通过时，压敏电阻的阻值减小，通过电磁铁电路的电流增大，衔铁就会被吸下来，电铃电路接通，因此电铃会响。
（2）①由乙图可知，压敏电阻的阻值随着压力的增大而减小，因此要想提高报警器的限载重量，必须增大电路中的电阻，减小电磁铁电路中的电流，故A正确，B错误；
②观察甲图发现，衔铁和弹簧的部分实际上是一个杠杆，电磁铁的吸引力为动力，弹簧的拉力为阻力；
要适当调高报警器的限载重量（即压敏电阻受到的压力增大），由图乙可知压敏电阻的阻值减小，在变阻器R0接入阻值不变时，总电阻减小，控制电路中电流增大，则电磁铁对衔铁的吸引力增大；
要让衔铁不那么容易被吸下来，由杠杆平衡条件可知，应增大左端的力臂，所以可以增大A端与支点间的距离，即把弹簧AB的A端适当左移。故C正确，D错误。故选AC。
故答案为：（1）铃响；（2）AC。
三．实验探究题（共2小题）
17．材料一：1820年，丹麦物理学家奥斯特发现了通电导体周围存在磁场。
材料二：1825年，瑞士物理学家科拉顿做了如下实验：他将一个能反映微小变化的电流表，通过导线与螺旋线圈串联成闭合电路，并将螺旋线圈和电流表分别放置在两个相连的房间，如图。他将一个条形磁铁插入螺旋线圈内，同时跑到另一个房间里，观察电流表的指针是否偏转。
材料三：1831年，英国物理学家法拉第用闭合电路的一部分导体，在磁场里切割磁感线的时候，发现导体中产生电流，从而实现了利用磁场获得电流的愿望。
（1）进行奥斯特实验时，在静止的小磁针上方，分别用图甲和乙两种方式放置一根导线。当导线通电时，小磁针会发生明显偏转的是 甲 （选填“甲”或“乙”）。
（2）在奥斯特发现“电流周围存在磁场”之后，科拉顿、法拉第两位物理学家采用逆向思维，基于 磁能产生电 的假设，从而做了如上材料中的实验。
（3）在科拉顿的实验中，实际上已经满足产生感应电流的条件，但他并未观察到，如何操作才能让他观察到电流表指针发生偏转？ 将电流表等器材置于同一房间 。
【解答】解：（1）当通电导线与小磁针平行时，小磁针发生明显偏转；
（2）科拉顿、法拉第等物理学家相继进行如材料所说的实验研究，是基于磁能产生电的科学猜想；
（3）由所给材料可知在科拉顿的实验中已经满足产生感应电流的条件。要使他能观察到电流表指针偏转可以将电流表等器材置于同一房间。
故答案为：（1）甲；（2）磁能产生电；（3）将电流表等器材置于同一房间。
18．人们一直认为电与磁没有联系，直到近代许多科学家的出色工作，才将电与磁统一起来。
（1）请你在图1中标明开关闭合后磁感线的方向和甲、丁磁体的磁极。
（2）电磁铁的应用较广泛，用它制成的电磁继电器更是一种自动控制的重要元件。如图2所示是一种水位报警装置的原理图，当水位没有到达金属块A时， 绿 灯亮；水位到达金属块A时， 红 灯亮，表示水位过高。
【解答】解：（1）图中由电流方向是由左侧流入，右侧流出，根据右手螺旋定则可知电磁铁左侧为N极，右侧为S极；在根据磁感线是从N极出来，回到S极的规律和同名磁极相排斥，异名磁极相吸引可知磁感线的方向和甲、丁的极性；如图所示：
（2）当水位没有到达金属块A时，电磁铁A断电，电磁铁无磁性，弹簧C把衔铁拉上与上触点接触，使绿灯接通电源，则绿灯亮；水位到达金属块A时，电磁铁中有电流通过，电磁铁产生磁性，吸引衔铁，使衔铁与下触点接触，使红灯接通电源，则红灯亮，表示水位过高。
故答案为：（1）见上图；（2）绿； 红。
专题24 电和磁
【思维导图】
【知识点回顾】
一、磁场
1．具有吸引铁、钴、镍等物质的性质称为________。
2．具有磁性的物体叫________。
1．磁体周围存在磁场，磁场是一种看不见，而又摸不着的________。
2．基本性质：它对放入其中的磁体产生________。磁体间的相互作用就是通过________发生的。
3．方向：磁场具有________。将一个小磁针放入磁场中任何一点，小磁针________所指的方向就是该点磁场的方向。
1．磁体中各部分磁性强弱不同，两端磁性最强称为磁极。磁极分为________极和________极。
2．磁极相互作用的规律：同名磁极________，异名磁极________。
3．条形磁铁和蹄形磁铁的磁感线：在磁铁外部，________。
4．磁感线的________表示磁场的强弱，磁感线的切线方向表示磁场的方向。
注意：磁场是一种实际存在的物质，而磁感线是人为________的，实际并不存在。
考点5 绘制通电直导线周围的磁感线 描述通电直导线周围存在着磁场及磁场的分布规律
1．奥斯特实验
________表明电流周围存在磁场。
2．通电直导线周围的磁场是以导线上各点为中心的同心圆。越靠近导线，磁感线越________。磁场方向随着________的改变而改变。
考点6 绘制通电螺线管周围的磁感线 描述通电螺线管周围存在着磁场及磁场的分布规律
通电螺线管的磁场和条形磁体的磁场相似。其两端的极性跟________有关，电流方向与磁极间的关系可由________来判断。
考点7 知道通电导体在磁场中受力方向与磁场方向、电流方向有关
通电导体在磁场中受到力的作用，受力的方向跟____________和____________有关。如果这两者其中之一的方向改变，则力的方向____________，如果这两者的方向同时改变，则力的方向____________。
1．定义：内部带________的通电螺线管。
2．原理：当在通电螺线管内部插入铁芯后，铁芯被通电螺线管的磁场________。磁化后的铁芯也变成了一个磁体，这样由于两个磁场互相叠加，从而使螺线管的磁性大大增强。
3．优点：磁性有无由________来控制，磁极方向由________来控制，磁性强弱由________、________来控制。
4．应用：电话、电磁继电器等。
二、电磁感应现象
1．闭合电路的________导体在磁场中做________磁感线的运动时，导体中就会产生电流，这种现象称为电磁感应现象。
2．如果电路没闭合，则没有________，仅有________。
1．电路必须是________的。
2．导体必须做________的运动。
考点11 知道感应电流的方向跟磁场方向和导体运动方向有关
感应电流的方向与________和________有关。
三、电磁知识在技术中的应用
1．发电机是利用________制成的。
能量转化：________。
2．电动机是利用________的原理制成的。
能量转化：____________。
3．电磁起重机、电磁继电器及磁悬浮列车都是根据电磁铁的原理制成的。
4．磁带、磁卡等是利用磁性材料的磁化来记录信息的产品。
1．自然界有一些发电的动物，如电鳗。
2．人体电流：人在肌肉运动及神经传导信息至大脑时会产生极微弱的电流。人体内的心脏在每一次周期性的跳动中，心脏内某些部位间的电压发生有规律的变化。这种生物电通过心脏周围的导电组织和体液，反映到身体各部位，使身体各部位间电压随心脏的跳动发生有规律的变化。大脑皮层中神经元的生物电活动表现为大脑皮层具有规律性的电压改变。
3．静电：冬天脱毛衣时有时会有火花，这是毛衣与皮肤摩擦产生了________。人体静电的电压最大可达2万伏左右，但由于电流小，没有危险。
电磁继电器是用电磁铁控制的自动开关，使用电磁继电器可以用低电压、弱电流控制高电压、强电流。
考点1 1.磁性 2.磁体
考点2 1.特殊物质 2.磁力的作用 磁场 3.方向性 北极
考点3 1.N S 2.互相排斥 互相吸引 3.磁感线从N极出来，进入S极 4.疏密 假想
考点5 1.奥斯特实验 2.密集 电流方向
考点6 电流方向 安培定则
考点7 磁场方向 电流方向 改变 不变
考点8 1.铁芯 2.磁化 3.通断电 电流方向 电流大小 线圈匝数
考点9 1.一部分 切割 2.感应电流 感应电压
考点10 1.闭合 2.切割磁感线
考点11 导体运动的方向 磁场方向
考点12 1.电磁感应原理 机械能转化为电能
2．通电导体在磁场中受力 电能转化为机械能
考点13 3.静电
【例题精析】
例1．（2021•杭州）如图所示，闭合电磁铁开关S，条形磁铁静止在水平桌面上。下列判断正确的是（ ）
A．条形磁铁受到电磁铁对其向左的作用力
B．条形磁铁受到桌面对其向左的摩擦力
C．将滑动变阻器的滑片向右移动，条形磁铁受到的摩擦力不变
D．若只改变电源的正负极，条形磁铁受到的摩擦力变大
【解答】解：
A、由安培定则得，右手握住螺线管，四指指向电流的方向，大拇指指向电磁铁右端为N极，左侧为S极，同名磁极相互排斥，所以条形磁铁受到电磁铁对其向左的作用力，故A正确；
B、条形磁铁处于静止状态，水平方向上受到平衡力的作用，水平向左的排斥力和桌面对条形磁铁的水平向右的摩擦力为一对平衡力，故B错误；
C、将滑动变阻器的滑片向右移动，滑动变阻器接入电路的电阻变大，根据欧姆定律可知，电路中的电流变小，电磁铁的磁性变弱，排斥力变小，摩擦力和排斥力是一对平衡力，大小相等，所以摩擦力变小，故C错误；
D、若只改变电源的正负极，电流的方向改变，大小不变，则电磁铁的磁性不变，条形磁体受到电磁铁的吸引力大小等于原来的排斥力大小，此时吸引力与摩擦力是一对平衡力，大小相等，则摩擦力不变，故D错误。
故选：A。
例2．（2021•湖州）如图是动圈式话筒的部分结构。声波使振膜左右振动，连接在振膜上的线圈也随之一起振动，切割永磁体的磁感线产生电流，此过程中（ ）
A．利用了电磁感应原理
B．利用了通电导体在磁场中受力的原理
C．利用了电流的磁效应
D．产生了直流电
【解答】解：声波使振膜左右振动，连接在振膜上的线圈也随之一起振动，线圈做切割永磁体的磁感线运动，会产生电流，这是电磁感应现象；线圈来回振动时，切割磁感线的方向会发生变化，产生的感应电流的方向也会发生改变，产生的是交流电；故BCD错误，A正确。
故选：A。
例3．（2021•丽水）丽水处州府城一角的磨盘特别受小孩青睐。当人推着磨盘转动时，磨盘上竖着的“丽水”两字和其周围墙壁上的灯同时亮起（如图）。下列四幅图中能反映其工作原理的是（ ）
A． B．
C． D．
【解答】解：当人推着磨盘转动时，磨盘上竖着的“丽水”两字和其周围墙壁上的灯同时亮起，能产生电，所以其工作原理是电磁感应现象；
A、该装置是奥斯特实验，说明通电导线周围存在着磁场，不能反映题中“磨盘”的工作原理，故A不符合题意；
B、该装置没有电源，金属棒在磁场中做切割磁感线运动，电路中就会产生电流，这是电磁感应现象，能反映题中“磨盘”的工作原理，故B符合题意；
C、该装置是电磁铁，即说明了电流具有磁效应，不能反映题中“磨盘”的工作原理，故C不符合题意；
D、该装置是电动机原理实验，即说明通电导线在磁场中受力的作用，不能反映题中“磨盘”的工作原理，故D不符合题意。
故选：B。
例4．（2021•金华）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
【解答】解：由磁感线分布可知两磁极相互排斥，两磁极为同名磁极，小磁针静止时N极指向乙磁极，根据磁极间相互作用规律可知乙磁极为S极，故两磁极均为S极。
故选：B。
例5．（2020•杭州）有外形相同的两根钢条M、N，按图甲、图乙两种方式接触时，它们之间都有较大吸引力。则下列推断正确的是（ ）
A．M无磁性、N无磁性 B．M无磁性、N有磁性
C．M有磁性、N无磁性 D．M有磁性、N有磁性
【解答】解：由题意可知，图甲、图乙两种方式接触时，它们之间都有较大吸引力，
因磁体的两端磁性最强，中间最弱，几乎没有磁性，
所以，在图甲中，钢条M的中间位置几乎没有磁性，N却能吸引M，说明钢条N具有磁性；
同理，由图乙可知，钢条M也具有磁性，由选项可知，只有D正确。
故选：D。
例6．（2021•嘉兴）电动机在现代生产、生活中有广泛的应用。
（1）如图所示是电动机原理图，将通电线圈abcd置于磁场中，线圈的ab、cd边受到 力的作用 ，使线圈转动起来。
（2）某电动车是利用电动机来驱动车轮转动的，遇到障碍时，只要按下倒车开关就能改变线圈中 电流的方向 来实现倒车。
【解答】解：（1）将通电线圈abcd置于磁场中，线圈的ab、cd在磁场中受到磁力的作用，ab、cd的受力方向相反，使得线圈转动起来；
（2）某电动车是利用电动机来驱动车轮转动的，遇到障碍时，磁场的方向不变，只要按下倒车开关就能改变线圈中电流的方向，从而改变磁场力的方向，来实现倒车。
故答案为：（1）力的作用；（2）电流的方向。
例7．（2020•舟山）图甲是法拉第发明的紫铜圆盘发电机。转动摇柄使圆盘旋转起来，电路中就会产生电流。圆盘相当于图乙中的 导体AB 。如果要改变圆盘发电机产生的电流方向，可采用的方法是 改变圆盘的转动方向（或改变磁场的方向） 。（写出一点即可）
【解答】解：
闭合电路的圆盘转动时，会产生感应电流，这是电磁感应现象，则圆盘相当于乙图中的导体AB；
如果要改变圆盘发电机产生的电流方向，需要改变圆盘的转动方向或磁场的方向。
故答案为：导体AB；改变圆盘的转动方向（或改变磁场的方向）。
例8．（2020•宁波）科学进步是推动人类文明发展的重要动力，科学技术也在影响我们的生活。
（1）电能的广泛采用具有划时代的意义，但要注意用电安全。如果我们发现有人发生触电事故，应先 切断电源 ，再报警和施救。
（2）电磁继电器能实现用低电压控制高电压、弱电流控制强电流。如图所示的电路，a、b处接电动机或指示灯。当低压控制电路断开时，指示灯亮；当低压控制电路闭合时，电动机工作。则a处接的是 指示灯 。
（3）线上学习时，同学们注视屏幕，眨眼频率降低，这时泪液会过度 汽化 （填物态变化名称），使眼睑与眼球之间的摩擦增大，眼睛会有干涩和异物感。如果连续学习时间过长，睫状肌会疲劳。为了保护眼睛，课间要休息或远眺。
【解答】解：
（1）发生触电事故，用手拉不安全，报警时间来不及，切断电源是首先要做的；
（2）当低压控制电路断开时，通过电磁铁无电流，电磁铁不具有磁性，衔铁在弹簧的作用下被拉起，指示灯亮，所以a处为指示灯；当低压控制电路闭合时，电磁铁具有磁性，吸引衔铁，衔铁向下移动使电动机工作；
（3）线上学习时，同学们注视屏幕，眨眼频率降低，则泪液会汽化为气体散失到空气中，使眼睑与眼球之间的摩擦增大。
故答案为：（1）切断电源；（2）指示灯；（3）汽化。
例9．（2021•衢州）如图甲所示是家用燃气报警器的部分电路示意图，其中控制电路中的R1是由气敏电阻制成的传感器，R1的阻值与燃气浓度的关系如图乙。出厂预设当燃气浓度达到4%时报警，出厂测试时，控制电路的电源电压为3V且保持恒定，闭合开关S1、S2，移动滑动变阻器R2滑片P的位置，当控制电路中的电流为0.03A时，电磁铁恰好能将衔铁吸下，工作电路中相应的灯亮起而报警（电磁铁线圈的阻值忽略不计）。
（1）使用燃气的场所都应安装燃气报警器，安装的具体位置应根据被检测气体相对于空气的密度来决定。如果家中使用的是天然气（主要成分是密度比空气小的甲烷），则报警器应安装在厨房（如图丙）的 A （填“A”或“B”）区域；
（2）小科认为报警时只有灯亮还不能起到很好的报警作用，最好灯亮同时又有警报声，所以建议加接蜂鸣器，则蜂鸣器应与 L2 灯并联；
（3）该报警器要达到出厂预设值，请计算滑动变阻器应接入电路的电阻值： 60Ω 。
（4）当报警器报警时，下列处理方法正确的是 BCD ；
A.迅速打开排风扇
B.打开门窗通风换气
C.禁止切断报警器电源
D.熄灭一切火种，迅速关闭气源总阀
【解答】解：（1）天然气的密度小于空气的密度，泄漏后会很快上升到室内的上方，接触报警器，因此报警器应安装在房间内墙上方的位置，即A处；
（2）闭合开关S1、S2，移动滑动变阻器R2滑片P的位置，当控制电路中的电流为0.03A时，电磁铁恰好能将衔铁吸下，使得工作电路中灯L2亮起而报警，在电路中接入蜂鸣器时，蜂鸣器应与L2并联，蜂鸣器与L2可以同时工作；
（3）当燃气浓度达到4%时，根据图乙可知，此时气敏电阻的阻值为：R1＝40Ω；
此时电路中的电流为I＝0.03A，根据欧姆定律可知，电路的总电阻为：R=UI=3V0.03A=100Ω；
根据串联电路的电阻关系可知，滑动变阻器接入电路的电阻为：R2＝R﹣R1＝100Ω﹣40Ω＝60Ω；
（4）A、迅速打开排风扇时，会产生电火花，可能会引燃燃气，故A错误；
B、打开门窗通风换气，可以把燃气散出去，故B正确；
C、切断报警器电源，虽然停止了报警，但容易产生电火花，引燃燃气，故C正确；
D、熄灭一切火种，迅速关闭气源总阀，可以阻止燃气的泄漏，熄灭一切火种，可以防止燃气爆炸，故D正确。
故选BCD。
故答案为：（1）A；（2）L2；（3）60Ω；（4）BCD。
【习题巩固】
一．选择题（共13小题）
1．如图，两个相同的纺锤形磁铁由于磁极间相互吸引而紧紧贴在一起，下列各图能正确表示纺锤形磁铁周围的磁感线分布特点的是（ ）
A． B．
C． D．
【解答】解：如图，两个纺锤形磁铁左右相吸，说明它们的左、右两侧为磁极，由于磁感线在磁体的外部由N极指向S极，所以它们左、右两侧的磁感线从左侧N极指向右侧的S极，或者从右侧的N极指向左侧的S极，故能正确表示纺锤形磁铁周围的磁感线分布特点的是C图；
故选：C。
2．如图，当闭合开关时，小车被向右推出，保持每次实验中条形磁铁和线圈的距离不变，则下列操作能使小车推出更远的是（ ）
A．增加电磁铁线圈的匝数 B．调换电源的正极和负极
C．将滑片P向左端移动 D．抽去螺线管内的铁芯
【解答】解：
A、在电流一定时，增加电磁铁线圈的匝数，可以增大电磁铁的磁性，小车被推出的越远，故A正确；
B、调换电源的正极和负极不能改变电流大小，无法改变电磁铁磁性的强弱，故B错误；
C、将滑片P向左端移动，滑动变阻器接入电路的电阻变小，根据欧姆定律可知，通过电磁铁的电流变小，磁性变弱，小车被推出的距离变近，故C错误；
D、抽去螺线管内的铁芯，电磁铁的磁性变弱，小车被推出的距离变近，故D错误。
故选：A。
3．如图甲为太阳能路灯的原理图。白天光线强时，太阳能电池板为蓄电池充电，夜晚光线弱时，蓄电池为电灯供电。电路中的R为光敏电阻，其电阻大小与光照强度关系如图乙所示。下列说法正确的是（ ）
A．白天蓄电池相当于电源
B．光线较强时，电磁铁磁性较大
C．电磁铁上端为N极，下端为S极
D．a是太阳能电池板，b是路灯
【解答】解：
电路中的R为光敏电阻，其电阻大小与光照强度的关系为光照越强，电阻越小，电流大，磁性强，衔铁在下部；晚上电阻大，磁性弱，衔铁在上部；
A、白天光线强时，太阳能电池板为蓄电池充电，蓄电池相当于用电器，故A错误；
B、光照越强，电阻越小，根据欧姆定律可知，电路中的电流大，电磁铁的磁性强，故B正确；
C、由安培定则可知，电磁铁上端为S极，下端为N极，故C错误；
D、白天是路灯不工作，所以通过路灯无电流，故b是太阳能电池板，a是路灯，故D错误。
故选：B。
4．如图两根形状相同的钢棒a、b，钢棒b用线悬挂，钢棒a的一端靠近b的一端时，b被推开，则可判断（ ）
A．a有磁性、b无磁性 B．a、b都无磁性
C．a无磁性、b有磁性 D．a、b都有磁性
【解答】解：由题知，a、b两根钢棒相互靠近时b被推开，说明两者间相互排斥，根据磁极的相互作用规律知两者都具有磁性，并且相互靠近的一端是同名磁极。
故选：D。
5．如图是一种江河水位自动报警的原理图。当水位低于A点时，工作电路绿灯工作。到达A点时，衔铁被吸下，工作电路红灯和电铃开始工作。某次水位超过A点时由于电磁铁磁性太弱而衔铁没有被吸引。下列做法中合理的是（ ）
A．更换弹性更好的弹簧
B．减少电磁铁线圈的匝数
C．增加工作电路的电源电压
D．增加控制电路的电源电压
【解答】解：A、更换弹性更好的弹簧，则需要更大的电磁铁磁性，故A做法不合理；
B、减少电磁铁线圈的匝数，电磁铁磁会减小，故B做法不合理；
C、增加工作电路的电源电压不影响控制电路，故C做法不合理；
D、增加控制电路的电源电压，能增大电磁铁的磁性，故D做法合理；
故选：D。
6．如图所示是温度自动报警器，当达到一定温度时，电铃发声报警。下面关于该温度报警器的说法不正确的是（ ）
A．由金属丝、水银、玻璃管构成的装置相当于报警电路中的一个“开关”
B．当温度达到98℃时电铃发声报警
C．报警器利用到了水银热胀冷缩的性质
D．报警时电磁铁的左端是N极
【解答】解：A、读图可知，由金属丝、水银、玻璃管构成的装置相当于报警电路中的一个“开关”，可控制电磁铁的工作情况，故A正确；
B、读图可知，该温度计的分度值为1℃，金属丝下端指在96℃上面第2个小格上，因此金属丝下端所指的温度是96℃+2℃＝98℃，即当温度达到98℃时左侧控制电路接通，电磁铁具有磁性，吸引衔铁，使右侧电路接通，电铃发声报警，故B正确；
C、图中左侧是水银温度计，利用了水银热胀冷缩的性质，故C正确；
D、由图知，电流从电磁铁的左端流入、右端流出，根据安培定则可知，报警时电磁铁的右端是N极，左端是S极，故D错误。
故选：D。
7．城市下水井盖丢失导致行人坠入下水道的悲剧时有发生，令人痛心，如图所示为某同学设计的一种警示电路图，井盖相当于开关S，关于它的说法正确的是（ ）
A．正常情况下（S闭合），灯L亮
B．一旦井盖丢失（S断开），灯L即亮起，以警示行人
C．电磁铁的铁芯是永磁铁
D．灯亮时电磁铁有磁性
【解答】解：（1）据图可知，正常情况下S闭合，电磁铁有磁性，被控制电路断路灯泡不亮，故A错误；
（2）当井盖丢失S断开时，电磁铁无磁性，被控制电路闭合，灯泡发光，以警示行人；故B正确，D错误；
（3）电磁铁的铁芯，能方便随时通断，属于软磁体，故C错误；
故选：B。
8．如图所示，AB是完全相同的两根钢棒，当用A的一端靠近B的一端，并从一端移动到另一端，始终都出现吸引现象，则（ ）
A．A有磁性、B没有磁性
B．A没有磁性、B有磁性
C．A、B都有磁性
D．无法判断A、B有没有磁性
【解答】解：（1）钢棒A的一端靠近钢棒B的中部，发现两者吸引，而条形磁体两端磁性较强，中间磁性较弱，说明A的这端有磁性；
（2）从一端移动到另一端，始终吸引，说明B不带磁性，因为异名同名磁极相互排斥，B如果有磁性的话，会在其中的一端磁极处和A发生排斥的现象。
故选：A。
9．将导体ab、灵敏电流表和U形磁体按如图组装起来，闭合开关，下列情形无法观察到灵敏电流计偏转的是（ ）
A．ab竖直向上运动 B．ab向左运动时
C．ab向右运动时 D．ab斜向上运动
【解答】解：A、ab竖直向上运动，运动方向与磁感线方向平行，所以不会切割磁感线，不会产生感应电流，灵敏电流计不偏转，故A符合题意；
BCD、ab向左、向右、斜向上运动，切割磁感线，所以产生感应电流，灵敏电流计偏转，故BCD不符合题意。
故选：A。
10．图为一种自动开合式笔记本电脑。按关机键时，电磁体和永磁体之间产生的吸引力来扣合笔记本；按开机键时，电磁体和永磁体之间产生的排斥力来打开笔记本。由于永磁体是固定在笔记本里面的，方向基本不变，则下列分析不符合逻辑的是（ ）
A．通过改变电流方向可以改变电磁体磁场的方向
B．按开机和关机按钮时，电磁体的磁场方向相同
C．增大电流的强度可以增大排斥力或吸引力
D．增大永磁体的强度可以增大排斥力或吸引力
【解答】解：
A、电磁体的磁场的方向与电流的方向有关，改变电流方向可以改变电磁体磁场的方向，故A符合逻辑；
B、按关机键时，电磁体和永磁体之间产生的吸引力来扣合笔记本；按开机键时，电磁体和永磁体之间产生的排斥力来打开笔记本，所以按开机和关机按钮时，电磁体的磁场方向是不相同的，故B不符合逻辑；
C、增大电流的强度，电磁体的磁性增强，可以增大排斥力或吸引力，故C符合逻辑；
D、增大永磁体的强度，磁性增强了，可以增大排斥力或吸引力，故D符合逻辑。
故选：B。
11．甲是球形磁铁，乙是形状和大小相同的铁球，现用细线将它们悬挂起来并相互靠近，会出现的情形是图中的（ ）
A． B．
C． D．
【解答】解：甲、乙两个形状和大小相同的球悬挂起来。甲具有磁性，乙不具有磁性，当它们靠近时，由于磁体能够吸引铁质物体且力的作用是相互的，所以两球向中央靠拢。
故ACD不符合题意，B符合题意。
故选：B。
12．小科在课外兴趣活动课中将数枚一元硬币按如图所示放在两根平行的条形磁铁上，搭成了一座漂亮的“硬币桥”，下列分析正确的是（ ）
A．“硬币桥”上左右两端的硬币没有磁性
B．“硬币桥”中间磁性最强
C．“硬币桥”的搭建利用到了磁化的原理
D．两枚硬币相邻的部分是同名磁极
【解答】解：
当硬币都放在磁体的N极上时，会被磁体磁化，硬币也具有N极和S极，由于异名磁极相互吸引，因此硬币的S极会吸引在磁体的N极上，最外侧的硬币也有磁性；
同理，当硬币都放在磁体的S极上时，会被磁体磁化，硬币也具有N极和S极，由于异名磁极相互吸引，两枚硬币的相邻部分是异名磁极，相当于条形磁铁，并且中间磁性最弱，因此硬币的N极会吸引在磁体的S极上；所以搭成了一座漂亮的“硬币桥”，故ABD错误，C正确。
故选：C。
13．如图是一种磁悬浮地球仪的示意图，底座内有一金属线圈（线圈电阻不计），地球仪内有一磁铁，通电后地球仪能悬浮在空中。下列有关地球仪的说法正确的是（ ）
A．装置是根据异名磁极相互吸引的原理来工作的
B．条形磁铁的b端为N极，若要让地球仪悬浮的更高些，开关S2连到接线柱2上
C．条形磁铁的b端为S极，若要让地球仪悬浮的更高些，开关S2连到接线柱2上
D．换用一个质量较大的地球仪仍然要悬浮在空中，且距离不变，改变电磁铁线圈中的电流方向就可以了
【解答】解：
A、地球仪悬浮在空中，那么它受到的重力和电磁力相互平衡。因为重力的方向向下，所以电磁力肯定竖直向上，即地球仪和底座之间应该是排斥力，原理就是“同名磁极相互排斥”，故A错误；
BC、根据图片可知，电磁铁线圈上电流方向向左，那么用右手握住螺线管，四指指向左，大拇指指向下端，因此下端是N极，而上端是S极；根据“同名磁极相互排斥”可知，条形磁铁的b段为S极。若要让地球仪悬浮的更高些，那么必须增大电磁铁的磁场，即增多线圈，将开关S2连接到2上，故B错误，C正确；
D、换用一个质量较大的地球仪仍然要悬浮在空中，且距离不变，那么就要增大电磁铁的磁场，可以增加线圈匝数，也可以增大电流，而改变电流方向于事无补，故D错误。
故选：C。
二．填空题（共3小题）
14．如图是智能扶手电梯工作原理图，其中R是压敏电阻，电磁铁上端是 S 极，电梯上无乘客时，电磁铁磁性极弱，衔铁与触点1接触；当电梯上有乘客时，R的阻值减小，电磁铁的磁性变 强 （选填“强”或“弱”），使衔铁与触点2接触，通过电动机的电流变 大 （选填“大”或“小”），电动机转动变快，使电梯运动变快。
【解答】解：
（1）读图可知，电流从电磁铁的上端流入，用右手握住螺线管，使四指指向电流的方向，则大拇指所指的下方为螺线管的N极，则上端为S极；
（2）当有人走上电梯后，压敏电阻的阻值减小，控制电路中电流增大，电磁铁磁性变强，则衔铁被吸下，衔铁上的触点与触点2接触，则电阻R1被短路，不连入电路，电动机两端电压增大为电源电压，通过电动机的电流变大，电动机转速变快，使电梯运动变快。
故答案为：S；强；大。
15．“悬浮灯泡”能够悬浮发光，如图甲所示。图甲中的下部基座内有一个电磁铁，而悬浮的灯泡内部装有用闭合线圈连接的LED灯和条形磁铁，其内部结构如图乙所示。
（1）乙图中的电源右端为 正 极。
（2）要使灯泡悬浮的高度增加，可调节滑动变阻器的滑片P向 左 移动（选填“左”或“右”）。
【解答】解：（1）乙图中悬浮灯泡内条形磁铁下端为S极，根据同名磁极相排斥可知，灯要受到向上的磁力，所以通电螺线管上端应为S极，下端为N极，由安培定则可知，电源右端为正极；
（2）要使灯泡悬浮的高度增加，就要增大其磁性，可以增大通过它的电流来达到目的，由图知滑动变阻器的滑片应向左移动。
故答案为：（1）正；（2）左。
16．小明设计了一个道路限载报警器（图甲），R0是变阻器，R是压敏电阻。R的电阻大小随压力大小变化关系如图乙。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 铃响 （填“灯亮”、“铃响”）
（2）一般交通主干道的抗压能力比村道路要强得多。若把村道路限载报警器应用到主干道，就要适当调高报警的限载重量，下列操作可行的是 AC （填编号）。
A．把变阻器R0的滑片适当左移
B．把电源1的电压适当增大
C．把弹簧AB的A端适当左移
D．把电磁铁C适当右移。
【解答】解：（1）闭合开关S1和S2，当超载车辆通过时，压敏电阻的阻值减小，通过电磁铁电路的电流增大，衔铁就会被吸下来，电铃电路接通，因此电铃会响。
（2）①由乙图可知，压敏电阻的阻值随着压力的增大而减小，因此要想提高报警器的限载重量，必须增大电路中的电阻，减小电磁铁电路中的电流，故A正确，B错误；
②观察甲图发现，衔铁和弹簧的部分实际上是一个杠杆，电磁铁的吸引力为动力，弹簧的拉力为阻力；
要适当调高报警器的限载重量（即压敏电阻受到的压力增大），由图乙可知压敏电阻的阻值减小，在变阻器R0接入阻值不变时，总电阻减小，控制电路中电流增大，则电磁铁对衔铁的吸引力增大；
要让衔铁不那么容易被吸下来，由杠杆平衡条件可知，应增大左端的力臂，所以可以增大A端与支点间的距离，即把弹簧AB的A端适当左移。故C正确，D错误。故选AC。
故答案为：（1）铃响；（2）AC。
三．实验探究题（共2小题）
17．材料一：1820年，丹麦物理学家奥斯特发现了通电导体周围存在磁场。
材料二：1825年，瑞士物理学家科拉顿做了如下实验：他将一个能反映微小变化的电流表，通过导线与螺旋线圈串联成闭合电路，并将螺旋线圈和电流表分别放置在两个相连的房间，如图。他将一个条形磁铁插入螺旋线圈内，同时跑到另一个房间里，观察电流表的指针是否偏转。
材料三：1831年，英国物理学家法拉第用闭合电路的一部分导体，在磁场里切割磁感线的时候，发现导体中产生电流，从而实现了利用磁场获得电流的愿望。
（1）进行奥斯特实验时，在静止的小磁针上方，分别用图甲和乙两种方式放置一根导线。当导线通电时，小磁针会发生明显偏转的是 甲 （选填“甲”或“乙”）。
（2）在奥斯特发现“电流周围存在磁场”之后，科拉顿、法拉第两位物理学家采用逆向思维，基于 磁能产生电 的假设，从而做了如上材料中的实验。
（3）在科拉顿的实验中，实际上已经满足产生感应电流的条件，但他并未观察到，如何操作才能让他观察到电流表指针发生偏转？ 将电流表等器材置于同一房间 。
【解答】解：（1）当通电导线与小磁针平行时，小磁针发生明显偏转；
（2）科拉顿、法拉第等物理学家相继进行如材料所说的实验研究，是基于磁能产生电的科学猜想；
（3）由所给材料可知在科拉顿的实验中已经满足产生感应电流的条件。要使他能观察到电流表指针偏转可以将电流表等器材置于同一房间。
故答案为：（1）甲；（2）磁能产生电；（3）将电流表等器材置于同一房间。
18．人们一直认为电与磁没有联系，直到近代许多科学家的出色工作，才将电与磁统一起来。
（1）请你在图1中标明开关闭合后磁感线的方向和甲、丁磁体的磁极。
（2）电磁铁的应用较广泛，用它制成的电磁继电器更是一种自动控制的重要元件。如图2所示是一种水位报警装置的原理图，当水位没有到达金属块A时， 绿 灯亮；水位到达金属块A时， 红 灯亮，表示水位过高。
【解答】解：（1）图中由电流方向是由左侧流入，右侧流出，根据右手螺旋定则可知电磁铁左侧为N极，右侧为S极；在根据磁感线是从N极出来，回到S极的规律和同名磁极相排斥，异名磁极相吸引可知磁感线的方向和甲、丁的极性；如图所示：
（2）当水位没有到达金属块A时，电磁铁A断电，电磁铁无磁性，弹簧C把衔铁拉上与上触点接触，使绿灯接通电源，则绿灯亮；水位到达金属块A时，电磁铁中有电流通过，电磁铁产生磁性，吸引衔铁，使衔铁与下触点接触，使红灯接通电源，则红灯亮，表示水位过高。
故答案为：（1）见上图；（2）绿； 红。
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