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沪科版九年级物理上学期第17章从指南针到磁浮列车单元综合检测(练习)(原卷版+解析)
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这是一份沪科版九年级物理上学期第17章从指南针到磁浮列车单元综合检测(练习)(原卷版+解析)，共26页。
第17章 从指南针到磁浮列车 单元综合检测一、单选题1．地磁场的磁极和地理两极并不重合，最早发现这一现象的人是A．欧姆 B．奥斯特 C．法拉第 D．沈括2．电磁铁通常弯成U形，这样做的目的是A．使用方便 B．形状美观 C．加强磁性 D．便于操作3．关于磁场，下列说法中正确的是（ ）A．磁体周围的磁感线从磁体N极发出，回到磁体S极B．磁极间的相互作用不都是通过磁场发生的C．磁感线是磁场中真实存在的一些曲线D．地磁场的N极在地理北极附近，S极在地理南极附近，与地球两极并不完全重合4．下列措施中，一定能够使电磁铁的磁性增强的是A．改变通电线圈中电流的方向 B．改变通电线圈中电流的大小C．增加线圈的匝数 D．减少线圈的匝数5．如图所示是电磁学中的一个实验场景，下列关于它的说法（ ）①这是模拟奥斯特实验的一个场景；②图示实验说明了通电导线周围存在磁场；③改变导线中的电流方向，小磁针偏转方向不变；④若图中导线无电流，小磁针N极将指向地磁的北极。A．只有①②正确 B．只有②④正确 C．只有①④正确 D．只有③④正确6．要想使一直流电动机的转速增大，下列措施不可能达到目的是A．将磁体的磁极对调 B．增加电源电压C．增加磁体，使磁体产生的磁场方向与原磁场方向一致 D．增大线圈中的电流7．下列各图中通电螺线管旁的小磁针静止时的指向正确的是（ ）A．甲、乙 B．乙、甲 C．甲、丁 D．丙、丁8．电动机在日常生活中有着极其重要的作用，如图所示为直流电动机的工作原理图，以下说法中正确的是A．电动机工作过程中将机械能转化为电能B．电动机工作工程中效率可以达到100%C．电动机工作过程中，线圈中也产生感应电流D．电动机工作过程中，线圈中的电流方向保持不变9．如图所示的几个实验，其中能反映电磁铁磁性的是A． 线圈转动，电流表指针偏转B． 导体AB左右摆动，电流表指针偏转C． 线圈通电，吸住铁块D． 闭合开关，导体AB运动起来10．如图所示，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．电流表示数变小，弹簧长度变短B．电流表示数变小，弹簧长度变长C．电流表示数变大，弹簧长度变长D．电流表示数变大，弹簧长度变短二、填空题11．磁在日常生活中的应用无处不在。如图所示，这是一款磁吸式数据线，线体可以和不同型号的充电头通过磁性吸附对接，达到一线多头的使用效果。线体和充电头吸附的原理是______ （选填“同”或“异”）名磁极相互吸引，指南针的工作原理与此相同，当指针静止时，指向地理南极的是指针的_______（选填“N”或“S”）极。 12．如图是我国古代的四大发明之一的指南针（司南）。指南针（司南）自由转动静止时，长柄指向地理南方，则它的长柄是______极，长柄所指的方向是地球磁场的_______极（两空均选填“南”或“北”）。13．如图在扬声器的线圈两端连接干电池，扬声器______持续发声，线圈______持续受到磁场的作用力。（均选填“会”或“不会”）14．如图所示，闭合开关，导体就会运动起来，在此过程中，___________能转化为___________能。利用这一原理可以制作___________。15．如图，闭合开关，将滑动变阻器的滑片P向右滑动，电流表示数_____（选填“变大”“不变”或“变小”），电磁铁上端为_____（选填“N”或“S”）极。16．安培认为：在物质内部存在着一种环形电流——分子电流，分子电流使每个物质微粒都成为微小的磁体。当分子定向移动形成的电流I方向如图甲所示，则可用右手螺旋定则判断出它的两侧相当于N、S两个磁极。图乙所示是在原子内部核外电子绕原子核运动会形成一种环形电流，图中箭头表示的是电子绕原子核运动的方向，则环形电流的面向你这一侧应为 ______（选填“N”或“S”）极。17．小红设计了一种微机室防盗报警器，如图，在微机室房门处安装开关S，电铃安装在传达室。当微机室房门被推开时，开关S闭合，电磁铁_____（填“有”或“无”）磁性，B端与金属弹性片上的磁铁相互_____，电铃电路_____，从而起到报警作用。18．磁体与磁体间的相互作用，可以不相互接触，这是因为磁体周围存在磁场。（1）在磁体周围，磁体两极处的磁场_______（选填“最强”或“最弱”）；（2）我们可以用磁感线来表示磁体周围的磁场，下列关于磁感线的说法，正确的是________；A．磁感线是真实存在的B．磁感线能表示磁体周围各处磁场的强弱C．磁感线能表示磁体周围各处磁场的方向（3）图是某同学绘制的条形磁体周围的磁感线，请指出图中磁感线的主要错误并说明理由：_____。三、作图题19．根据图中两个磁极间的磁感线方向，标出磁极的名称，并标出小磁针N极。 20．根据图丙中小磁针静止时的指向，标出通电螺线管磁感线的方向和电源左端的极性（“+”或“-”）。21．如图所示是探究通电导线在磁场中受力作用的实验装置。图中圆圈代表垂直纸面放置的导体ab，“⊙”表示电流沿导线垂直纸面向外流出，“”表示电流沿导线垂直纸面向里流进。①请用箭头在图乙中标出磁感线的方向；②图甲画出了导体ab受到磁场作用力F的受力情况，请在图乙中画出导体ab受到磁场作用力F的方向。四、实验题22．小谦在探究“磁体间相互作用规律”时发现：磁体间的距离不同，作用力大小也不同。他想：磁体间作用力的大小与磁极间的距离有什么关系呢？(1)小谦用如图所示的实验进行探究。由于磁体间作用力的大小不便测量，他通过观察细线与竖直方向的夹角的变化，来判断磁体间力的变化，用到的科学方法是________法。(2)小谦分析三次实验现象，得出结论：两磁铁磁极间的________，相互作用力越大，小月认为：这个结论还需要进一步实验论证，联想到磁体间的相互作用规律，还须研究甲、乙两块磁铁相互________时，磁体间作用力与距离的关系。23．在探究“磁场对通电导体的作用”的实验中，小明设计了如图所示的电路，导体棒ab用绝缘细线悬挂在蹄形磁铁的两极之间。（1）磁体周围和通电导线周围都存在一种特殊物质是 _____（选填“磁场”或“磁感线”）；（2）闭合开关前，导体棒ab静止，闭合开关后，导体棒ab向右运动，说明磁场对 _____有力的作用；（3）断开开关，将图中磁铁的N、S极对调，再闭合开关，会发现导体a、b的运动方向与对调前的运动方向 _____，说明通电导体在磁场中的受力方向与 _____有关；（4）断开开关，将图中电源的正、负极对调，再闭合开关，会发现导体a、b的运动方向与对调前的运动方向 _____，说明通电导体在磁场中的受力方向与 _____有关；（5）如果同时改变磁场方向和电流方向，_____（填“能”或“不能”）确定受力方向与磁场方向或电流方向是否有关。24．研究电动机的工作过程。（1）电动机的工作原理是磁场对 _____有力的作用。甲图中，线圈左右两边框ab、cd的受力方向相反，其原因是 _____；（2）乙图中的线圈可以持续转动，是因为它加装了 _____，该装置能在线圈 _____（选填“刚转到”、“即将转到”或“刚转过”）平衡位置时，自动改变线圈中的电流方向；（3）丙图中用漆包线绕成矩形线圈，将线圈两端的漆全部刮去后放入磁场，闭合开关，可观察到线圈在磁场中_____（选填“能”或“不能”）沿某一方向持续转动，图中线圈 _____（选填“处于”或“不处于”）平衡位置。25．如图所示进行“通电导线在磁场中受力运动”实验，回答下列问题：（1）若想使ab的运动方向与原来方向相反，下列操作可行的是 _____；A．将导体棒ab对调B．保持磁体不动，对调电源的正负极C．电源的正负极和磁体的磁极同时对调（2）通电导线在磁场中受力运动过程中的能量转化情况是 _____；（3）小明想要让导体棒ab运动的速度更快，以下实验改进方案可行的有 _____。A．换用更强磁性的磁体B．换用更大电压的电源C．换用更轻、导电性更好的导体棒26．探究磁体与通电螺线管周围的磁场：(1)小明用小磁针探究磁体周围磁场如图1所示，实验时将小磁针先后放在条形磁体周围不同位置处，记录小磁针在各处静止时N极的指向。通过实验可知，磁场具有方向，磁场中各点的磁场方向一般 ______ （选填“相同”或“不同”）；(2)小红用铁屑探究磁体周围的磁场如图2所示①将玻璃板平放在磁体上，并在玻璃板上均匀撒上一层铁屑，轻轻敲击玻璃板，观察铁屑的分布情况。轻敲玻璃板的目的是 ______ ，铁屑在磁场中被 ______ 成一个个小磁针，从而在磁场中有序地排列起来；②再在玻璃板上放一些小磁针，记录这些小磁针静止时N极的指向；③人们仿照铁屑在磁场中排列的情况和小磁针N极的指向画出一些带箭头的曲线来形象地描述磁场，物理学中把这样的曲线叫作 ______ ；④实验中小磁针的作用是 ______ 。27．为了探究电磁铁的磁性强弱跟哪些因素有关，小明同学用漆包线（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，下图中甲、乙、丙、丁为实验中观察到的四种情况。（1）实验中判断电磁铁磁性强弱的方法是______；这一方法体现了“转换法”的思想；（2）比较图乙和图______可知：线圈数相同时，电磁铁的电流越大磁性越强；（3）根据实验情况，你还能得出什么实验结论？______；该实验结论可由图______验证；（4）如下图，闭合开关，通过滑动变阻器改变同一线圈中的电流大小，当滑片P向______移动，会发现电磁铁吸引大头针的数目变少；（5）如下图，实验中采用串联的方式是为了控制______不变，探究电磁铁的磁性强弱与______的关系；（6）将下图中滑动变阻器滑片移至中点，吸引大头针；然后将铁钉抽离，用通电螺线管吸引大头针，发现吸引大头针数目______，这就说明了铁芯具有______的作用。28．小娟为了弄清电动机的工作原理，做了如下实验；（1）她利用图所示装置探究磁场对通电导体的作用，为了使实验顺利进行，导体棒ab应选用______（选填“铁棒”或“铜棒”）；（2）闭合开关时，发现导体棒ab向右运动，若只对调磁体两极，再次闭合开关，观察到导体棒ab将向左运动，说明磁场对通电导体的作用力的方向与______方向有关，这一过程中电能主要转化为______能；（3）将导体棒换成线圈放入磁场中，如图甲所示，闭合开关，线圈中的电流方向是从a至b，此时a边受到磁场对它竖直向上的力，使线圈顺时针转动，当线圈转至如图乙所示的位置时，ab边中电流方向______发生改变（选填“会”或“不会”），此时ab边所受磁场对它作用力的方向不变，力会阻碍线圈继续转动；（4）为使电动机的线圈能持续转动，在如图甲所示结构的基础上加上两个半铜环，用电刷与铜环接触，如图丙所示。当线圈转至图丙所示的位置时，电流方向从a至b，ab边所受磁场对它作用力方向竖直向上，线圈转至图丁所示的位置时，ab边中电流方向从______，ab边所受磁场对它作用力的方向______，从而使得线圈能够持续转动，所加的这个结构称为______。 第17章 从指南针到磁浮列车 单元综合检测一、单选题1．地磁场的磁极和地理两极并不重合，最早发现这一现象的人是A．欧姆 B．奥斯特 C．法拉第 D．沈括【答案】D【解析】A．欧姆经过近十年的努力，发现了欧姆定律，故A不符合题意．B．奥斯特发现电流周围存在着磁场，揭示了电与磁的联系，故B不符合题意．C．法拉第发现了电磁感应现象，故C不符合题意．D．第一个发现地磁场的磁极和地理两极并不重合的科学家是我国宋代的沈括，他的这一发现比西方国家早了400多年．故D正确为答案．2．电磁铁通常弯成U形，这样做的目的是A．使用方便 B．形状美观 C．加强磁性 D．便于操作【答案】C【分析】在磁体的周围，磁感线从磁体的N极出发，回到S极．磁感线越密集，磁性越强．【解析】电磁铁通常弯成U形，它的两个极是异名磁极，磁体外部，磁感线从磁体的N极出发，回到S极，磁感线比较密集，磁场比较强，两极都可以产生磁力，这样做的目的是加强磁性．故选C．3．关于磁场，下列说法中正确的是（ ）A．磁体周围的磁感线从磁体N极发出，回到磁体S极B．磁极间的相互作用不都是通过磁场发生的C．磁感线是磁场中真实存在的一些曲线D．地磁场的N极在地理北极附近，S极在地理南极附近，与地球两极并不完全重合【答案】A【解析】A．磁体外部的磁感线是从N极出发，回到S极的，磁体内部的磁感线是从S极出发，回到磁体N极的，故A正确；B．磁极间的相互作用是通过磁场而发生的，故B错误；C．磁感线是科学家为了研究起来形象、直观，是通过想象而描绘出来的，所以不是真实存在的，故C错误；D．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，地磁场的两极与地理的两极相反，且与地球的两极并不完全重合，故D错误。故选A。4．下列措施中，一定能够使电磁铁的磁性增强的是A．改变通电线圈中电流的方向 B．改变通电线圈中电流的大小C．增加线圈的匝数 D．减少线圈的匝数【答案】C【分析】影响电磁铁磁性强弱的因素主要有线圈的匝数、电流的强弱、铁芯的有无．【解析】A、改变通电线圈中电流的方向，只能改变电磁铁的磁极，不会影响电磁铁磁性的强弱，不符合题意；B、改变电流的大小可能使其磁性增强，也可能使其磁性减弱，不符合题意；C、增加线圈的匝数，可以使电磁铁磁性增强，符合题意；D、减少线圈的匝数，电磁铁的磁性会减弱，不符合题意．故选C．5．如图所示是电磁学中的一个实验场景，下列关于它的说法（ ）①这是模拟奥斯特实验的一个场景；②图示实验说明了通电导线周围存在磁场；③改变导线中的电流方向，小磁针偏转方向不变；④若图中导线无电流，小磁针N极将指向地磁的北极。A．只有①②正确 B．只有②④正确 C．只有①④正确 D．只有③④正确【答案】A【解析】①由图可知，该实验是用于模拟奥斯特实验的一个场景，则①正确；②该实验中，若给导线通电，下面的小磁针会转动，即说明通电导线周围存在着磁场，则②正确；③由于磁场的方向与电流的方向有关，改变导线中的电流方向，小磁针偏转方向改变，则③错误；④将图中导线断开，小磁针由于地磁场的缘故，N极将指向地磁场的南极，地理的北极，则④错误。故BCD不符合题意，A符合题意。故选A。6．要想使一直流电动机的转速增大，下列措施不可能达到目的是A．将磁体的磁极对调 B．增加电源电压C．增加磁体，使磁体产生的磁场方向与原磁场方向一致 D．增大线圈中的电流【答案】A【分析】要增大直流电机的转速则应增大线圈所需要的磁力，则根据影响磁力的影响因素可知可行的办法．【解析】A、对调磁极只会将线圈受力方向相反，不会改变线圈受力的大小，故A符合题意；B、增大电压后也可增大线圈中的电流，从而增大线圈受力，电动机的转速增大，故B不符合题意；C、增加磁体可使磁体的磁性更强，可以增大线圈受力，电动机的转速增大，故C不符合题意；D、增大线圈中通过的电流后，线圈受力将增大，线圈转动的速度将变大，故D不符合题意．故选A．7．下列各图中通电螺线管旁的小磁针静止时的指向正确的是（ ）A．甲、乙 B．乙、甲 C．甲、丁 D．丙、丁【答案】D【解析】甲中根据安培定则可知，螺线管的左端为N极，右端为S极，根据异名磁极相互吸引可知，小磁针的N极应向左，故甲错误；乙中根据安培定则可知，螺线管的下端为N极，上端为S极，根据异名磁极相互吸引可知，小磁针的N极应向下，故乙错误；丙中根据安培定则可知，螺线管的左端为S极，右端为N极，根据异名磁极相互吸引可知，小磁针的N极应向左，故丙正确；丁中根据安培定则可知，螺线管的左端为S极，右端为N极，根据异名磁极相互吸引可知，小磁针的S极应向左，故丁正确。综上所述，ABC错误，D正确。故选D。8．电动机在日常生活中有着极其重要的作用，如图所示为直流电动机的工作原理图，以下说法中正确的是A．电动机工作过程中将机械能转化为电能B．电动机工作工程中效率可以达到100%C．电动机工作过程中，线圈中也产生感应电流D．电动机工作过程中，线圈中的电流方向保持不变【答案】C【分析】直流电动机是根据通电线圈在磁场中受力转动的原理制成的；通电线圈在磁场中受力转动，将电能转化为机械能，同时会产生少量的内能；闭合电路的一部分导体切割磁感线会产生感应电流；电动机转动过程中，线圈中的电流方向在不停变化．【解析】A、电动机工作时，消耗电能，产生机械能，将电能转化为机械能，故A错误；B、电动机工作过程中，由于电流的热效应，有少量的内能产生，因此效率不可能达到100%，故B错误；C、电动机工作时，也在切割磁感线，会产生感应电流，故C正确；D、电动机工作时，线圈中的电流方向不断改变，线圈才能持续转动，D错误．故选C．9．如图所示的几个实验，其中能反映电磁铁磁性的是A． 线圈转动，电流表指针偏转B． 导体AB左右摆动，电流表指针偏转C． 线圈通电，吸住铁块D． 闭合开关，导体AB运动起来【答案】C【解析】A、线圈在磁场里转动，切割磁感线，产生感应电流，故该选项不符合题意；B、闭合开关，使导体AB左右摆动，电流表指针发生偏转，该现象是电磁感应现象，发电机就是根据该原理制成的，故该选项不符合题意；C、闭合开关，电磁铁产生磁性，吸引铁块，即该现象说明了通电导线周围存在着磁场，故该选项符合题意；D、闭合开关，导线中有电流通过时，它就会运动起来，即说明通电导线在磁场中受力的作用，即是电动机的制作原理，故该选项不符合题意．故选C．【点睛】注意分清楚研究电磁感应和磁场对通电导线作用力的两个原理，从能的转化看，两者是相反的，即电磁感应现象中将机械能转化为电能，制成了发电机，而磁场对通电导线的作用力，将电能转化为机械能，制成了电动机．10．如图所示，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．电流表示数变小，弹簧长度变短B．电流表示数变小，弹簧长度变长C．电流表示数变大，弹簧长度变长D．电流表示数变大，弹簧长度变短【答案】D【解析】AC．电流由下方流入，则由右手螺旋定则可知，螺线管上端为N极；因同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，所以，两磁铁同名相对，相互排斥；当滑片P从a端向b端滑动过程中，滑动变阻器接入电阻减小，电路中的总电阻减小，由 可知，电路中电流变大，即电流表的示数变大，故AC错误；BD．此时条形磁铁受向上的力增强，弹簧长度变短，故B错误、D正确．二、填空题11．磁在日常生活中的应用无处不在。如图所示，这是一款磁吸式数据线，线体可以和不同型号的充电头通过磁性吸附对接，达到一线多头的使用效果。线体和充电头吸附的原理是______ （选填“同”或“异”）名磁极相互吸引，指南针的工作原理与此相同，当指针静止时，指向地理南极的是指针的_______（选填“N”或“S”）极。 【答案】 异 S【解析】[1]充电头为磁性材质，线体端同样为磁性材质，同名磁极相互吸引，异名磁极相互排斥，故线体和充电头为异名磁极。[2]地磁场的北极在地理南极附近，地磁场的南极在地磁场的北极附近，指针静止时，因异名磁极相互吸引，地理南极是地磁场北极，故指针的S极指向地理南极。12．如图是我国古代的四大发明之一的指南针（司南）。指南针（司南）自由转动静止时，长柄指向地理南方，则它的长柄是______极，长柄所指的方向是地球磁场的_______极（两空均选填“南”或“北”）。【答案】 南 北【解析】[1][2]地球本身是一个大磁体，司南是用天然磁石磨制成的勺子，即其实质就是一块磁铁，在地球的磁场中受到磁力的作用，其静止时其勺柄指向地理南方，即指南的南极用S表示，而地磁的北极在地理的南极附近，故长柄所指的方向是地球磁场的北极。13．如图在扬声器的线圈两端连接干电池，扬声器______持续发声，线圈______持续受到磁场的作用力。（均选填“会”或“不会”）【答案】 不会 会【解析】[1]通电线圈在磁场中的受力方向与电流方向和磁场方向有关，由于电池提供的电流是直流电，即电流的方向不变，同时扬声器内的永磁体的磁场方向不变，故线圈的受力方向不变，始终受到向某一方向的力，无法持续振动发声。[2]只要有电流持续通过线圈，线圈就会持续受到磁场力的作用，但不能振动发声。14．如图所示，闭合开关，导体就会运动起来，在此过程中，___________能转化为___________能。利用这一原理可以制作___________。【答案】 电 机械 电动机【解析】[1][2]如图，闭合开关，导体ab中有电流通过，通电导体在磁场中受力而运动，将电能转化为机械能。[3]利用通电导体在磁场中受力而运动原理可以制作电动机。15．如图，闭合开关，将滑动变阻器的滑片P向右滑动，电流表示数_____（选填“变大”“不变”或“变小”），电磁铁上端为_____（选填“N”或“S”）极。【答案】 变小 N【解析】[1]由图可知，该电路为串联电路，电流表测量电路中的电流，闭合开关，将滑动变阻器的滑片P向右滑动，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，电路中的电流变小，则电流表示数变小。[2]电磁铁中的电流方向向右，根据安培定则可知，四指指向电流方向，拇指指向电磁铁的上方，所以电磁铁上端为N极。16．安培认为：在物质内部存在着一种环形电流——分子电流，分子电流使每个物质微粒都成为微小的磁体。当分子定向移动形成的电流I方向如图甲所示，则可用右手螺旋定则判断出它的两侧相当于N、S两个磁极。图乙所示是在原子内部核外电子绕原子核运动会形成一种环形电流，图中箭头表示的是电子绕原子核运动的方向，则环形电流的面向你这一侧应为 ______（选填“N”或“S”）极。【答案】N【解析】电子带负电，电流的方向与电子定向移动方向相反。由右手螺旋定则可知环形电流的面向你这一侧应为N极。17．小红设计了一种微机室防盗报警器，如图，在微机室房门处安装开关S，电铃安装在传达室。当微机室房门被推开时，开关S闭合，电磁铁_____（填“有”或“无”）磁性，B端与金属弹性片上的磁铁相互_____，电铃电路_____，从而起到报警作用。【答案】 有 排斥 接通【解析】[1][2][3]读图可知，左侧为控制电路，当开关闭合时，电磁铁获得磁性，利用安培定则判断可知，B端为N极，因为弹簧片左侧也是N极，同名磁极相互排斥，故两触点接通，使右侧工作电路开始工作，电铃报警。18．磁体与磁体间的相互作用，可以不相互接触，这是因为磁体周围存在磁场。（1）在磁体周围，磁体两极处的磁场_______（选填“最强”或“最弱”）；（2）我们可以用磁感线来表示磁体周围的磁场，下列关于磁感线的说法，正确的是________；A．磁感线是真实存在的B．磁感线能表示磁体周围各处磁场的强弱C．磁感线能表示磁体周围各处磁场的方向（3）图是某同学绘制的条形磁体周围的磁感线，请指出图中磁感线的主要错误并说明理由：_____。【答案】 最强 BC 主要错误：图中磁感线交叉了；理由：磁感线表示磁体周围磁场，磁场中任一点的磁场只有一个确定的方向，交叉处的磁场方向有两个【解析】[1]在磁体周围，磁体两极处的磁感线最密集，而磁感线越密集，表示磁性越强。[2] A．磁场是真实存在的，而磁感线是假想的曲线，为了方便研究磁场而引入的，故A错误；B．磁感线能表示磁体周围各处磁场的强弱，磁感线越密集，磁场越强，故B正确；C．磁感线能表示磁场的方向，故C正确。故选BC。[3]存在的错误之处是图中磁感线交叉了，因为磁感线表示磁体周围磁场，磁场中任一点的磁场只有一个确定的方向，而交叉处的磁场方向有两个，故存在错误。三、作图题19．根据图中两个磁极间的磁感线方向，标出磁极的名称，并标出小磁针N极。 【答案】【解析】由于在磁体外部，磁感线的方向是由磁铁的N极出发回到磁铁的S极，所以，左侧磁极是N极，右侧磁极是S极，又因为某点磁场的方向实际就是小磁针静止时北极所指的方向，所以，小磁针右侧是N极，如下图20．根据图丙中小磁针静止时的指向，标出通电螺线管磁感线的方向和电源左端的极性（“+”或“-”）。【答案】【解析】由图可知，小磁针左侧为S极，右侧为N极，由磁极间的相互作用规律可知，通电螺线管的左侧为S极，右侧为N极，磁体外部的磁感线由N极指向S极，根据安培定则，伸出右手握住通电螺线管，大拇指指向通电螺线管的N极，四根手指所指方向为电流方向，由此可知，电源左侧为正极，如图所示：21．如图所示是探究通电导线在磁场中受力作用的实验装置。图中圆圈代表垂直纸面放置的导体ab，“⊙”表示电流沿导线垂直纸面向外流出，“”表示电流沿导线垂直纸面向里流进。①请用箭头在图乙中标出磁感线的方向；②图甲画出了导体ab受到磁场作用力F的受力情况，请在图乙中画出导体ab受到磁场作用力F的方向。【答案】【解析】①磁体外部磁感线是从磁体的N极出发回到磁体的S极，故乙图中磁感线的方向是从下向上。②通电导体在磁场中受到力的作用，力的方向与磁场方向和电流方向有关。当磁场方向与电流方向之一发生改变时，受力方向发生改变；当两者都改变时，受力方向不变。甲图中的磁感线方向是从上向下，电流沿导线垂直纸面向外流出，而乙图中磁感线的方向是从下向上，电流沿导线垂直纸面向里流进，即电流方向和磁场方向同时改变，则受力方向不变，与甲图受力方向相同，故乙图受力方向水平向右，作图如下：四、实验题22．小谦在探究“磁体间相互作用规律”时发现：磁体间的距离不同，作用力大小也不同。他想：磁体间作用力的大小与磁极间的距离有什么关系呢？(1)小谦用如图所示的实验进行探究。由于磁体间作用力的大小不便测量，他通过观察细线与竖直方向的夹角的变化，来判断磁体间力的变化，用到的科学方法是________法。(2)小谦分析三次实验现象，得出结论：两磁铁磁极间的________，相互作用力越大，小月认为：这个结论还需要进一步实验论证，联想到磁体间的相互作用规律，还须研究甲、乙两块磁铁相互________时，磁体间作用力与距离的关系。【答案】 转化（或转换） 距离越小 排斥【解析】(1)[1]由题意可知，磁体间作用力越大，细线与竖直方向的夹角也越大，那么可以通过观察这个夹角的大小得知磁体间力的变化，用到的科学方法是转换法。(2)[2]从三次实验可看到，夹角越大时，相互作用力越大，这时两磁铁磁极间的距离越小，可得出结论：两磁铁磁极间的距离越小，相互作用力越大。[3]磁体间的相互作用规律有吸引也有排斥，所以还须研究甲、乙两块磁铁相互排斥时，磁体间作用力与距离的关系。23．在探究“磁场对通电导体的作用”的实验中，小明设计了如图所示的电路，导体棒ab用绝缘细线悬挂在蹄形磁铁的两极之间。（1）磁体周围和通电导线周围都存在一种特殊物质是 _____（选填“磁场”或“磁感线”）；（2）闭合开关前，导体棒ab静止，闭合开关后，导体棒ab向右运动，说明磁场对 _____有力的作用；（3）断开开关，将图中磁铁的N、S极对调，再闭合开关，会发现导体a、b的运动方向与对调前的运动方向 _____，说明通电导体在磁场中的受力方向与 _____有关；（4）断开开关，将图中电源的正、负极对调，再闭合开关，会发现导体a、b的运动方向与对调前的运动方向 _____，说明通电导体在磁场中的受力方向与 _____有关；（5）如果同时改变磁场方向和电流方向，_____（填“能”或“不能”）确定受力方向与磁场方向或电流方向是否有关。【答案】 磁场 通电导体 相反 磁场方向 相反 电流方向 不能【解析】（1）[1]磁体周围和通电导线周围都存在一种特殊物质是磁场，而磁感线是不存在的。（2）[2]将一根导体ab置于蹄形磁铁的两极之间，未闭合开关前，电路中没有电流，导体静止不动，闭合开关后，电路中有电流，导体运动，说明磁场对通电导体有力的作用。（3）[3][4]断开开关，将图中磁铁的N、S极对调，磁场方向改变，再闭合开关，电流方向不变，会发现导体ab的运动方向与对调前的运动方向相反，向左运动，这说明通电导体在磁场中的受力方向与磁场方向有关。（4）[5][6]断开开关，将图中电源的正、负极对调，电流的方向发生了变化，再闭合开关，会发现导体a、b的运动方向与对调前的运动方向相反，这说明通电导体在磁场中的受力方向与电流的方向有关。（5）[7]同时改变磁场方向和电流方向，导体运动的方向不变，不能确定受力方向与磁场方向或电流方向是否有关。24．研究电动机的工作过程。（1）电动机的工作原理是磁场对 _____有力的作用。甲图中，线圈左右两边框ab、cd的受力方向相反，其原因是 _____；（2）乙图中的线圈可以持续转动，是因为它加装了 _____，该装置能在线圈 _____（选填“刚转到”、“即将转到”或“刚转过”）平衡位置时，自动改变线圈中的电流方向；（3）丙图中用漆包线绕成矩形线圈，将线圈两端的漆全部刮去后放入磁场，闭合开关，可观察到线圈在磁场中_____（选填“能”或“不能”）沿某一方向持续转动，图中线圈 _____（选填“处于”或“不处于”）平衡位置。【答案】 电流 电流方向相反 换向器 刚转过 不能 处于【解析】（1）[1]由于通电导体在磁场中受到力的作用，所以有电流通过的线圈在磁场中能够转动。[2]由于ab、cd通过的电流方向相反，而它们所受的磁场方向相同，所以所受的磁场的作用力相反。（2）[3][4]图乙中，线圈通过平衡位置后， 两边框通过的电流方向、磁场方向不变，则两者所受的力的方向与原来的相反，那么力的作用与线圈的转动方向相反，线圈不能连续转动。所以加装了换向器，让线圈刚转过平衡位置便改变电流的方向，保证线圈所受的力让其连续转动。（3）[5]图丙中，线圈中所受的电流方向不变、磁场方向保持不变，线圈转过平衡位置后，线圈所受的力与转动方向相反，不能沿某方向持续转动。[6]线圈在图丙位置时，受到磁场的作用力一个向上，一个向下，且大小相等，是一对平衡力，所以线圈处于平衡位置。25．如图所示进行“通电导线在磁场中受力运动”实验，回答下列问题：（1）若想使ab的运动方向与原来方向相反，下列操作可行的是 _____；A．将导体棒ab对调B．保持磁体不动，对调电源的正负极C．电源的正负极和磁体的磁极同时对调（2）通电导线在磁场中受力运动过程中的能量转化情况是 _____；（3）小明想要让导体棒ab运动的速度更快，以下实验改进方案可行的有 _____。A．换用更强磁性的磁体B．换用更大电压的电源C．换用更轻、导电性更好的导体棒【答案】 B 电能转化为机械能 ABC【解析】（1）[1]A．将导体棒ab对调，通过导体的电流的方向不变、磁场方向不变，受力方向不变；故A不符合题意；B．保持磁体不动，对调电源的正负极，通过导体的电流的方向发生了改变，受力方向改变；故B符合题意；C．电源的正负极和磁体的磁极同时对调，电流方向、磁场方向同时发生了变化，受力方向不变；故C不符合题意。故选B。（2）[2]通电导线在磁场中受力运动过程中，消耗电能，将电能转化为机械能。（3）[3]小明想要让导体棒ab运动的速度更快，可以增大电路中的电流（提高电源电压）、换用更强磁性的磁体、换用更轻、导电性更好的导体棒，故ABC正确。故选ABC。26．探究磁体与通电螺线管周围的磁场：(1)小明用小磁针探究磁体周围磁场如图1所示，实验时将小磁针先后放在条形磁体周围不同位置处，记录小磁针在各处静止时N极的指向。通过实验可知，磁场具有方向，磁场中各点的磁场方向一般 ______ （选填“相同”或“不同”）；(2)小红用铁屑探究磁体周围的磁场如图2所示①将玻璃板平放在磁体上，并在玻璃板上均匀撒上一层铁屑，轻轻敲击玻璃板，观察铁屑的分布情况。轻敲玻璃板的目的是 ______ ，铁屑在磁场中被 ______ 成一个个小磁针，从而在磁场中有序地排列起来；②再在玻璃板上放一些小磁针，记录这些小磁针静止时N极的指向；③人们仿照铁屑在磁场中排列的情况和小磁针N极的指向画出一些带箭头的曲线来形象地描述磁场，物理学中把这样的曲线叫作 ______ ；④实验中小磁针的作用是 ______ 。【答案】 不同 减小摩擦力的影响 磁化 磁感线 显示磁场的方向【解析】(1)[1]磁场中各点自由小磁针的N极指向一般不同，表明磁场中各点的磁场方向一般不同。(2)①[2]轻敲玻璃板的目的是减小摩擦力的影响，使铁屑可以自由移动。[3]铁屑是磁性材料，在磁场中被磁化，具有磁性。③[4]物理学中，用来描述磁场强弱和方向的带箭头的曲线叫做磁感线。④[5]实验中小磁针的作用是通过它在磁场中受力转动到不同位置来显示磁场的方向。27．为了探究电磁铁的磁性强弱跟哪些因素有关，小明同学用漆包线（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，下图中甲、乙、丙、丁为实验中观察到的四种情况。（1）实验中判断电磁铁磁性强弱的方法是______；这一方法体现了“转换法”的思想；（2）比较图乙和图______可知：线圈数相同时，电磁铁的电流越大磁性越强；（3）根据实验情况，你还能得出什么实验结论？______；该实验结论可由图______验证；（4）如下图，闭合开关，通过滑动变阻器改变同一线圈中的电流大小，当滑片P向______移动，会发现电磁铁吸引大头针的数目变少；（5）如下图，实验中采用串联的方式是为了控制______不变，探究电磁铁的磁性强弱与______的关系；（6）将下图中滑动变阻器滑片移至中点，吸引大头针；然后将铁钉抽离，用通电螺线管吸引大头针，发现吸引大头针数目______，这就说明了铁芯具有______的作用。【答案】 用电磁铁吸引大头针的多少 丙 ①电磁铁通电时有磁性，不通电没有磁性； ②电磁铁磁性强弱与线圈匝数有关 ①甲、乙 ； ②丁 右 通过两个电磁铁的电流 通过电磁铁电流大小 减少 增强电磁铁磁性【解析】（1）[1]实验中用电磁铁吸引大头针的多少来反映电磁铁磁性的强弱，属于转换法。（2）[2]探究电磁铁磁性强弱与电流大小关系时，应控制线圈匝数相同，通过调节滑动变阻器滑片位置，改变电磁铁中电流大小，应选乙、丙两图。（3）[3]还能得出的实验结论：①螺线管通电时有磁性，不通电没有磁性；②电磁铁磁性强弱与线圈匝数有关。[4]①由甲、乙两图可知，电磁铁中有电流通过时能吸引大头针，说明电磁铁通电时有磁性。②丁图中两个电磁铁串联，通过电磁铁的电流相等，匝数越多的电磁铁吸引大头针越多，磁性越强，说明通过电磁铁的电流相等时，电磁铁磁性强弱与线圈匝数有关，线圈匝数越多磁性越强。（4）[5]当滑片P向右移动时，滑动变阻器接入电路的电阻变大，电路中的电流变小，电磁铁的磁性变弱，会发现电磁铁吸引大头针的数目变少。（5）[6][7]实验中两个电磁铁采用串联的方式，为了控制通过两个电磁铁的电流不变，通过两个电磁铁的电流相等，线圈的匝数不同，可以探究电磁铁的磁性强弱与通过电磁铁电流大小的关系。（6）[8][9]如图实验，将铁钉抽离，电磁铁磁性减弱，用通电螺线管吸引大头针，电磁铁吸引大头针数目减少；这就说明了铁芯具有增强电磁铁磁性的作用。28．小娟为了弄清电动机的工作原理，做了如下实验；（1）她利用图所示装置探究磁场对通电导体的作用，为了使实验顺利进行，导体棒ab应选用______（选填“铁棒”或“铜棒”）；（2）闭合开关时，发现导体棒ab向右运动，若只对调磁体两极，再次闭合开关，观察到导体棒ab将向左运动，说明磁场对通电导体的作用力的方向与______方向有关，这一过程中电能主要转化为______能；（3）将导体棒换成线圈放入磁场中，如图甲所示，闭合开关，线圈中的电流方向是从a至b，此时a边受到磁场对它竖直向上的力，使线圈顺时针转动，当线圈转至如图乙所示的位置时，ab边中电流方向______发生改变（选填“会”或“不会”），此时ab边所受磁场对它作用力的方向不变，力会阻碍线圈继续转动；（4）为使电动机的线圈能持续转动，在如图甲所示结构的基础上加上两个半铜环，用电刷与铜环接触，如图丙所示。当线圈转至图丙所示的位置时，电流方向从a至b，ab边所受磁场对它作用力方向竖直向上，线圈转至图丁所示的位置时，ab边中电流方向从______，ab边所受磁场对它作用力的方向______，从而使得线圈能够持续转动，所加的这个结构称为______。【答案】 铜棒 磁场 机械 不会 从b到a 竖直向下 换向器【解析】（1）[1]因为铜的导电性比铁好，所以探究磁场对通电导体的作用时，用铜棒的实验效果更明显，有助于实验探究。（2）[2]实验中，只改变磁场方向，导体棒的运动方向反向，所以可以推出磁场对通电导体的作用力的方向与磁场方向有关。[3]电流通过导体棒，导体棒在磁场力作用下发生运动，获得机械能，将大部分电能转化为机械能，还有部分电能转化为内能。（3）[4]图甲和乙中，电源正极和线圈a点相连，电源负极和线圈d点相连，所以图甲和乙中，线圈中电流方向始终是从a至b至c至d。（4）[5]图丁中，电源正极和线圈d点相连，电源负极和线圈a点相连，电路中电流方向是从d至c至b至a。[6]整个过程中磁场方向没变，当电流从a至b，a边受到磁场对它竖直向上的力，则当电流从b至a，a边受到磁场对它竖直向下的力。[7]要实现线圈持续向一个方向转动，所以线圈每转动90°就要改变线圈中电流方向，这就靠图丙和丁中的两个半铜环来实现，我们将这两个半铜环称之为换向器。
第17章 从指南针到磁浮列车 单元综合检测一、单选题1．地磁场的磁极和地理两极并不重合，最早发现这一现象的人是A．欧姆 B．奥斯特 C．法拉第 D．沈括2．电磁铁通常弯成U形，这样做的目的是A．使用方便 B．形状美观 C．加强磁性 D．便于操作3．关于磁场，下列说法中正确的是（ ）A．磁体周围的磁感线从磁体N极发出，回到磁体S极B．磁极间的相互作用不都是通过磁场发生的C．磁感线是磁场中真实存在的一些曲线D．地磁场的N极在地理北极附近，S极在地理南极附近，与地球两极并不完全重合4．下列措施中，一定能够使电磁铁的磁性增强的是A．改变通电线圈中电流的方向 B．改变通电线圈中电流的大小C．增加线圈的匝数 D．减少线圈的匝数5．如图所示是电磁学中的一个实验场景，下列关于它的说法（ ）①这是模拟奥斯特实验的一个场景；②图示实验说明了通电导线周围存在磁场；③改变导线中的电流方向，小磁针偏转方向不变；④若图中导线无电流，小磁针N极将指向地磁的北极。A．只有①②正确 B．只有②④正确 C．只有①④正确 D．只有③④正确6．要想使一直流电动机的转速增大，下列措施不可能达到目的是A．将磁体的磁极对调 B．增加电源电压C．增加磁体，使磁体产生的磁场方向与原磁场方向一致 D．增大线圈中的电流7．下列各图中通电螺线管旁的小磁针静止时的指向正确的是（ ）A．甲、乙 B．乙、甲 C．甲、丁 D．丙、丁8．电动机在日常生活中有着极其重要的作用，如图所示为直流电动机的工作原理图，以下说法中正确的是A．电动机工作过程中将机械能转化为电能B．电动机工作工程中效率可以达到100%C．电动机工作过程中，线圈中也产生感应电流D．电动机工作过程中，线圈中的电流方向保持不变9．如图所示的几个实验，其中能反映电磁铁磁性的是A． 线圈转动，电流表指针偏转B． 导体AB左右摆动，电流表指针偏转C． 线圈通电，吸住铁块D． 闭合开关，导体AB运动起来10．如图所示，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．电流表示数变小，弹簧长度变短B．电流表示数变小，弹簧长度变长C．电流表示数变大，弹簧长度变长D．电流表示数变大，弹簧长度变短二、填空题11．磁在日常生活中的应用无处不在。如图所示，这是一款磁吸式数据线，线体可以和不同型号的充电头通过磁性吸附对接，达到一线多头的使用效果。线体和充电头吸附的原理是______ （选填“同”或“异”）名磁极相互吸引，指南针的工作原理与此相同，当指针静止时，指向地理南极的是指针的_______（选填“N”或“S”）极。 12．如图是我国古代的四大发明之一的指南针（司南）。指南针（司南）自由转动静止时，长柄指向地理南方，则它的长柄是______极，长柄所指的方向是地球磁场的_______极（两空均选填“南”或“北”）。13．如图在扬声器的线圈两端连接干电池，扬声器______持续发声，线圈______持续受到磁场的作用力。（均选填“会”或“不会”）14．如图所示，闭合开关，导体就会运动起来，在此过程中，___________能转化为___________能。利用这一原理可以制作___________。15．如图，闭合开关，将滑动变阻器的滑片P向右滑动，电流表示数_____（选填“变大”“不变”或“变小”），电磁铁上端为_____（选填“N”或“S”）极。16．安培认为：在物质内部存在着一种环形电流——分子电流，分子电流使每个物质微粒都成为微小的磁体。当分子定向移动形成的电流I方向如图甲所示，则可用右手螺旋定则判断出它的两侧相当于N、S两个磁极。图乙所示是在原子内部核外电子绕原子核运动会形成一种环形电流，图中箭头表示的是电子绕原子核运动的方向，则环形电流的面向你这一侧应为 ______（选填“N”或“S”）极。17．小红设计了一种微机室防盗报警器，如图，在微机室房门处安装开关S，电铃安装在传达室。当微机室房门被推开时，开关S闭合，电磁铁_____（填“有”或“无”）磁性，B端与金属弹性片上的磁铁相互_____，电铃电路_____，从而起到报警作用。18．磁体与磁体间的相互作用，可以不相互接触，这是因为磁体周围存在磁场。（1）在磁体周围，磁体两极处的磁场_______（选填“最强”或“最弱”）；（2）我们可以用磁感线来表示磁体周围的磁场，下列关于磁感线的说法，正确的是________；A．磁感线是真实存在的B．磁感线能表示磁体周围各处磁场的强弱C．磁感线能表示磁体周围各处磁场的方向（3）图是某同学绘制的条形磁体周围的磁感线，请指出图中磁感线的主要错误并说明理由：_____。三、作图题19．根据图中两个磁极间的磁感线方向，标出磁极的名称，并标出小磁针N极。 20．根据图丙中小磁针静止时的指向，标出通电螺线管磁感线的方向和电源左端的极性（“+”或“-”）。21．如图所示是探究通电导线在磁场中受力作用的实验装置。图中圆圈代表垂直纸面放置的导体ab，“⊙”表示电流沿导线垂直纸面向外流出，“”表示电流沿导线垂直纸面向里流进。①请用箭头在图乙中标出磁感线的方向；②图甲画出了导体ab受到磁场作用力F的受力情况，请在图乙中画出导体ab受到磁场作用力F的方向。四、实验题22．小谦在探究“磁体间相互作用规律”时发现：磁体间的距离不同，作用力大小也不同。他想：磁体间作用力的大小与磁极间的距离有什么关系呢？(1)小谦用如图所示的实验进行探究。由于磁体间作用力的大小不便测量，他通过观察细线与竖直方向的夹角的变化，来判断磁体间力的变化，用到的科学方法是________法。(2)小谦分析三次实验现象，得出结论：两磁铁磁极间的________，相互作用力越大，小月认为：这个结论还需要进一步实验论证，联想到磁体间的相互作用规律，还须研究甲、乙两块磁铁相互________时，磁体间作用力与距离的关系。23．在探究“磁场对通电导体的作用”的实验中，小明设计了如图所示的电路，导体棒ab用绝缘细线悬挂在蹄形磁铁的两极之间。（1）磁体周围和通电导线周围都存在一种特殊物质是 _____（选填“磁场”或“磁感线”）；（2）闭合开关前，导体棒ab静止，闭合开关后，导体棒ab向右运动，说明磁场对 _____有力的作用；（3）断开开关，将图中磁铁的N、S极对调，再闭合开关，会发现导体a、b的运动方向与对调前的运动方向 _____，说明通电导体在磁场中的受力方向与 _____有关；（4）断开开关，将图中电源的正、负极对调，再闭合开关，会发现导体a、b的运动方向与对调前的运动方向 _____，说明通电导体在磁场中的受力方向与 _____有关；（5）如果同时改变磁场方向和电流方向，_____（填“能”或“不能”）确定受力方向与磁场方向或电流方向是否有关。24．研究电动机的工作过程。（1）电动机的工作原理是磁场对 _____有力的作用。甲图中，线圈左右两边框ab、cd的受力方向相反，其原因是 _____；（2）乙图中的线圈可以持续转动，是因为它加装了 _____，该装置能在线圈 _____（选填“刚转到”、“即将转到”或“刚转过”）平衡位置时，自动改变线圈中的电流方向；（3）丙图中用漆包线绕成矩形线圈，将线圈两端的漆全部刮去后放入磁场，闭合开关，可观察到线圈在磁场中_____（选填“能”或“不能”）沿某一方向持续转动，图中线圈 _____（选填“处于”或“不处于”）平衡位置。25．如图所示进行“通电导线在磁场中受力运动”实验，回答下列问题：（1）若想使ab的运动方向与原来方向相反，下列操作可行的是 _____；A．将导体棒ab对调B．保持磁体不动，对调电源的正负极C．电源的正负极和磁体的磁极同时对调（2）通电导线在磁场中受力运动过程中的能量转化情况是 _____；（3）小明想要让导体棒ab运动的速度更快，以下实验改进方案可行的有 _____。A．换用更强磁性的磁体B．换用更大电压的电源C．换用更轻、导电性更好的导体棒26．探究磁体与通电螺线管周围的磁场：(1)小明用小磁针探究磁体周围磁场如图1所示，实验时将小磁针先后放在条形磁体周围不同位置处，记录小磁针在各处静止时N极的指向。通过实验可知，磁场具有方向，磁场中各点的磁场方向一般 ______ （选填“相同”或“不同”）；(2)小红用铁屑探究磁体周围的磁场如图2所示①将玻璃板平放在磁体上，并在玻璃板上均匀撒上一层铁屑，轻轻敲击玻璃板，观察铁屑的分布情况。轻敲玻璃板的目的是 ______ ，铁屑在磁场中被 ______ 成一个个小磁针，从而在磁场中有序地排列起来；②再在玻璃板上放一些小磁针，记录这些小磁针静止时N极的指向；③人们仿照铁屑在磁场中排列的情况和小磁针N极的指向画出一些带箭头的曲线来形象地描述磁场，物理学中把这样的曲线叫作 ______ ；④实验中小磁针的作用是 ______ 。27．为了探究电磁铁的磁性强弱跟哪些因素有关，小明同学用漆包线（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，下图中甲、乙、丙、丁为实验中观察到的四种情况。（1）实验中判断电磁铁磁性强弱的方法是______；这一方法体现了“转换法”的思想；（2）比较图乙和图______可知：线圈数相同时，电磁铁的电流越大磁性越强；（3）根据实验情况，你还能得出什么实验结论？______；该实验结论可由图______验证；（4）如下图，闭合开关，通过滑动变阻器改变同一线圈中的电流大小，当滑片P向______移动，会发现电磁铁吸引大头针的数目变少；（5）如下图，实验中采用串联的方式是为了控制______不变，探究电磁铁的磁性强弱与______的关系；（6）将下图中滑动变阻器滑片移至中点，吸引大头针；然后将铁钉抽离，用通电螺线管吸引大头针，发现吸引大头针数目______，这就说明了铁芯具有______的作用。28．小娟为了弄清电动机的工作原理，做了如下实验；（1）她利用图所示装置探究磁场对通电导体的作用，为了使实验顺利进行，导体棒ab应选用______（选填“铁棒”或“铜棒”）；（2）闭合开关时，发现导体棒ab向右运动，若只对调磁体两极，再次闭合开关，观察到导体棒ab将向左运动，说明磁场对通电导体的作用力的方向与______方向有关，这一过程中电能主要转化为______能；（3）将导体棒换成线圈放入磁场中，如图甲所示，闭合开关，线圈中的电流方向是从a至b，此时a边受到磁场对它竖直向上的力，使线圈顺时针转动，当线圈转至如图乙所示的位置时，ab边中电流方向______发生改变（选填“会”或“不会”），此时ab边所受磁场对它作用力的方向不变，力会阻碍线圈继续转动；（4）为使电动机的线圈能持续转动，在如图甲所示结构的基础上加上两个半铜环，用电刷与铜环接触，如图丙所示。当线圈转至图丙所示的位置时，电流方向从a至b，ab边所受磁场对它作用力方向竖直向上，线圈转至图丁所示的位置时，ab边中电流方向从______，ab边所受磁场对它作用力的方向______，从而使得线圈能够持续转动，所加的这个结构称为______。 第17章 从指南针到磁浮列车 单元综合检测一、单选题1．地磁场的磁极和地理两极并不重合，最早发现这一现象的人是A．欧姆 B．奥斯特 C．法拉第 D．沈括【答案】D【解析】A．欧姆经过近十年的努力，发现了欧姆定律，故A不符合题意．B．奥斯特发现电流周围存在着磁场，揭示了电与磁的联系，故B不符合题意．C．法拉第发现了电磁感应现象，故C不符合题意．D．第一个发现地磁场的磁极和地理两极并不重合的科学家是我国宋代的沈括，他的这一发现比西方国家早了400多年．故D正确为答案．2．电磁铁通常弯成U形，这样做的目的是A．使用方便 B．形状美观 C．加强磁性 D．便于操作【答案】C【分析】在磁体的周围，磁感线从磁体的N极出发，回到S极．磁感线越密集，磁性越强．【解析】电磁铁通常弯成U形，它的两个极是异名磁极，磁体外部，磁感线从磁体的N极出发，回到S极，磁感线比较密集，磁场比较强，两极都可以产生磁力，这样做的目的是加强磁性．故选C．3．关于磁场，下列说法中正确的是（ ）A．磁体周围的磁感线从磁体N极发出，回到磁体S极B．磁极间的相互作用不都是通过磁场发生的C．磁感线是磁场中真实存在的一些曲线D．地磁场的N极在地理北极附近，S极在地理南极附近，与地球两极并不完全重合【答案】A【解析】A．磁体外部的磁感线是从N极出发，回到S极的，磁体内部的磁感线是从S极出发，回到磁体N极的，故A正确；B．磁极间的相互作用是通过磁场而发生的，故B错误；C．磁感线是科学家为了研究起来形象、直观，是通过想象而描绘出来的，所以不是真实存在的，故C错误；D．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，地磁场的两极与地理的两极相反，且与地球的两极并不完全重合，故D错误。故选A。4．下列措施中，一定能够使电磁铁的磁性增强的是A．改变通电线圈中电流的方向 B．改变通电线圈中电流的大小C．增加线圈的匝数 D．减少线圈的匝数【答案】C【分析】影响电磁铁磁性强弱的因素主要有线圈的匝数、电流的强弱、铁芯的有无．【解析】A、改变通电线圈中电流的方向，只能改变电磁铁的磁极，不会影响电磁铁磁性的强弱，不符合题意；B、改变电流的大小可能使其磁性增强，也可能使其磁性减弱，不符合题意；C、增加线圈的匝数，可以使电磁铁磁性增强，符合题意；D、减少线圈的匝数，电磁铁的磁性会减弱，不符合题意．故选C．5．如图所示是电磁学中的一个实验场景，下列关于它的说法（ ）①这是模拟奥斯特实验的一个场景；②图示实验说明了通电导线周围存在磁场；③改变导线中的电流方向，小磁针偏转方向不变；④若图中导线无电流，小磁针N极将指向地磁的北极。A．只有①②正确 B．只有②④正确 C．只有①④正确 D．只有③④正确【答案】A【解析】①由图可知，该实验是用于模拟奥斯特实验的一个场景，则①正确；②该实验中，若给导线通电，下面的小磁针会转动，即说明通电导线周围存在着磁场，则②正确；③由于磁场的方向与电流的方向有关，改变导线中的电流方向，小磁针偏转方向改变，则③错误；④将图中导线断开，小磁针由于地磁场的缘故，N极将指向地磁场的南极，地理的北极，则④错误。故BCD不符合题意，A符合题意。故选A。6．要想使一直流电动机的转速增大，下列措施不可能达到目的是A．将磁体的磁极对调 B．增加电源电压C．增加磁体，使磁体产生的磁场方向与原磁场方向一致 D．增大线圈中的电流【答案】A【分析】要增大直流电机的转速则应增大线圈所需要的磁力，则根据影响磁力的影响因素可知可行的办法．【解析】A、对调磁极只会将线圈受力方向相反，不会改变线圈受力的大小，故A符合题意；B、增大电压后也可增大线圈中的电流，从而增大线圈受力，电动机的转速增大，故B不符合题意；C、增加磁体可使磁体的磁性更强，可以增大线圈受力，电动机的转速增大，故C不符合题意；D、增大线圈中通过的电流后，线圈受力将增大，线圈转动的速度将变大，故D不符合题意．故选A．7．下列各图中通电螺线管旁的小磁针静止时的指向正确的是（ ）A．甲、乙 B．乙、甲 C．甲、丁 D．丙、丁【答案】D【解析】甲中根据安培定则可知，螺线管的左端为N极，右端为S极，根据异名磁极相互吸引可知，小磁针的N极应向左，故甲错误；乙中根据安培定则可知，螺线管的下端为N极，上端为S极，根据异名磁极相互吸引可知，小磁针的N极应向下，故乙错误；丙中根据安培定则可知，螺线管的左端为S极，右端为N极，根据异名磁极相互吸引可知，小磁针的N极应向左，故丙正确；丁中根据安培定则可知，螺线管的左端为S极，右端为N极，根据异名磁极相互吸引可知，小磁针的S极应向左，故丁正确。综上所述，ABC错误，D正确。故选D。8．电动机在日常生活中有着极其重要的作用，如图所示为直流电动机的工作原理图，以下说法中正确的是A．电动机工作过程中将机械能转化为电能B．电动机工作工程中效率可以达到100%C．电动机工作过程中，线圈中也产生感应电流D．电动机工作过程中，线圈中的电流方向保持不变【答案】C【分析】直流电动机是根据通电线圈在磁场中受力转动的原理制成的；通电线圈在磁场中受力转动，将电能转化为机械能，同时会产生少量的内能；闭合电路的一部分导体切割磁感线会产生感应电流；电动机转动过程中，线圈中的电流方向在不停变化．【解析】A、电动机工作时，消耗电能，产生机械能，将电能转化为机械能，故A错误；B、电动机工作过程中，由于电流的热效应，有少量的内能产生，因此效率不可能达到100%，故B错误；C、电动机工作时，也在切割磁感线，会产生感应电流，故C正确；D、电动机工作时，线圈中的电流方向不断改变，线圈才能持续转动，D错误．故选C．9．如图所示的几个实验，其中能反映电磁铁磁性的是A． 线圈转动，电流表指针偏转B． 导体AB左右摆动，电流表指针偏转C． 线圈通电，吸住铁块D． 闭合开关，导体AB运动起来【答案】C【解析】A、线圈在磁场里转动，切割磁感线，产生感应电流，故该选项不符合题意；B、闭合开关，使导体AB左右摆动，电流表指针发生偏转，该现象是电磁感应现象，发电机就是根据该原理制成的，故该选项不符合题意；C、闭合开关，电磁铁产生磁性，吸引铁块，即该现象说明了通电导线周围存在着磁场，故该选项符合题意；D、闭合开关，导线中有电流通过时，它就会运动起来，即说明通电导线在磁场中受力的作用，即是电动机的制作原理，故该选项不符合题意．故选C．【点睛】注意分清楚研究电磁感应和磁场对通电导线作用力的两个原理，从能的转化看，两者是相反的，即电磁感应现象中将机械能转化为电能，制成了发电机，而磁场对通电导线的作用力，将电能转化为机械能，制成了电动机．10．如图所示，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．电流表示数变小，弹簧长度变短B．电流表示数变小，弹簧长度变长C．电流表示数变大，弹簧长度变长D．电流表示数变大，弹簧长度变短【答案】D【解析】AC．电流由下方流入，则由右手螺旋定则可知，螺线管上端为N极；因同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，所以，两磁铁同名相对，相互排斥；当滑片P从a端向b端滑动过程中，滑动变阻器接入电阻减小，电路中的总电阻减小，由 可知，电路中电流变大，即电流表的示数变大，故AC错误；BD．此时条形磁铁受向上的力增强，弹簧长度变短，故B错误、D正确．二、填空题11．磁在日常生活中的应用无处不在。如图所示，这是一款磁吸式数据线，线体可以和不同型号的充电头通过磁性吸附对接，达到一线多头的使用效果。线体和充电头吸附的原理是______ （选填“同”或“异”）名磁极相互吸引，指南针的工作原理与此相同，当指针静止时，指向地理南极的是指针的_______（选填“N”或“S”）极。 【答案】 异 S【解析】[1]充电头为磁性材质，线体端同样为磁性材质，同名磁极相互吸引，异名磁极相互排斥，故线体和充电头为异名磁极。[2]地磁场的北极在地理南极附近，地磁场的南极在地磁场的北极附近，指针静止时，因异名磁极相互吸引，地理南极是地磁场北极，故指针的S极指向地理南极。12．如图是我国古代的四大发明之一的指南针（司南）。指南针（司南）自由转动静止时，长柄指向地理南方，则它的长柄是______极，长柄所指的方向是地球磁场的_______极（两空均选填“南”或“北”）。【答案】 南 北【解析】[1][2]地球本身是一个大磁体，司南是用天然磁石磨制成的勺子，即其实质就是一块磁铁，在地球的磁场中受到磁力的作用，其静止时其勺柄指向地理南方，即指南的南极用S表示，而地磁的北极在地理的南极附近，故长柄所指的方向是地球磁场的北极。13．如图在扬声器的线圈两端连接干电池，扬声器______持续发声，线圈______持续受到磁场的作用力。（均选填“会”或“不会”）【答案】 不会 会【解析】[1]通电线圈在磁场中的受力方向与电流方向和磁场方向有关，由于电池提供的电流是直流电，即电流的方向不变，同时扬声器内的永磁体的磁场方向不变，故线圈的受力方向不变，始终受到向某一方向的力，无法持续振动发声。[2]只要有电流持续通过线圈，线圈就会持续受到磁场力的作用，但不能振动发声。14．如图所示，闭合开关，导体就会运动起来，在此过程中，___________能转化为___________能。利用这一原理可以制作___________。【答案】 电 机械 电动机【解析】[1][2]如图，闭合开关，导体ab中有电流通过，通电导体在磁场中受力而运动，将电能转化为机械能。[3]利用通电导体在磁场中受力而运动原理可以制作电动机。15．如图，闭合开关，将滑动变阻器的滑片P向右滑动，电流表示数_____（选填“变大”“不变”或“变小”），电磁铁上端为_____（选填“N”或“S”）极。【答案】 变小 N【解析】[1]由图可知，该电路为串联电路，电流表测量电路中的电流，闭合开关，将滑动变阻器的滑片P向右滑动，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，电路中的电流变小，则电流表示数变小。[2]电磁铁中的电流方向向右，根据安培定则可知，四指指向电流方向，拇指指向电磁铁的上方，所以电磁铁上端为N极。16．安培认为：在物质内部存在着一种环形电流——分子电流，分子电流使每个物质微粒都成为微小的磁体。当分子定向移动形成的电流I方向如图甲所示，则可用右手螺旋定则判断出它的两侧相当于N、S两个磁极。图乙所示是在原子内部核外电子绕原子核运动会形成一种环形电流，图中箭头表示的是电子绕原子核运动的方向，则环形电流的面向你这一侧应为 ______（选填“N”或“S”）极。【答案】N【解析】电子带负电，电流的方向与电子定向移动方向相反。由右手螺旋定则可知环形电流的面向你这一侧应为N极。17．小红设计了一种微机室防盗报警器，如图，在微机室房门处安装开关S，电铃安装在传达室。当微机室房门被推开时，开关S闭合，电磁铁_____（填“有”或“无”）磁性，B端与金属弹性片上的磁铁相互_____，电铃电路_____，从而起到报警作用。【答案】 有 排斥 接通【解析】[1][2][3]读图可知，左侧为控制电路，当开关闭合时，电磁铁获得磁性，利用安培定则判断可知，B端为N极，因为弹簧片左侧也是N极，同名磁极相互排斥，故两触点接通，使右侧工作电路开始工作，电铃报警。18．磁体与磁体间的相互作用，可以不相互接触，这是因为磁体周围存在磁场。（1）在磁体周围，磁体两极处的磁场_______（选填“最强”或“最弱”）；（2）我们可以用磁感线来表示磁体周围的磁场，下列关于磁感线的说法，正确的是________；A．磁感线是真实存在的B．磁感线能表示磁体周围各处磁场的强弱C．磁感线能表示磁体周围各处磁场的方向（3）图是某同学绘制的条形磁体周围的磁感线，请指出图中磁感线的主要错误并说明理由：_____。【答案】 最强 BC 主要错误：图中磁感线交叉了；理由：磁感线表示磁体周围磁场，磁场中任一点的磁场只有一个确定的方向，交叉处的磁场方向有两个【解析】[1]在磁体周围，磁体两极处的磁感线最密集，而磁感线越密集，表示磁性越强。[2] A．磁场是真实存在的，而磁感线是假想的曲线，为了方便研究磁场而引入的，故A错误；B．磁感线能表示磁体周围各处磁场的强弱，磁感线越密集，磁场越强，故B正确；C．磁感线能表示磁场的方向，故C正确。故选BC。[3]存在的错误之处是图中磁感线交叉了，因为磁感线表示磁体周围磁场，磁场中任一点的磁场只有一个确定的方向，而交叉处的磁场方向有两个，故存在错误。三、作图题19．根据图中两个磁极间的磁感线方向，标出磁极的名称，并标出小磁针N极。 【答案】【解析】由于在磁体外部，磁感线的方向是由磁铁的N极出发回到磁铁的S极，所以，左侧磁极是N极，右侧磁极是S极，又因为某点磁场的方向实际就是小磁针静止时北极所指的方向，所以，小磁针右侧是N极，如下图20．根据图丙中小磁针静止时的指向，标出通电螺线管磁感线的方向和电源左端的极性（“+”或“-”）。【答案】【解析】由图可知，小磁针左侧为S极，右侧为N极，由磁极间的相互作用规律可知，通电螺线管的左侧为S极，右侧为N极，磁体外部的磁感线由N极指向S极，根据安培定则，伸出右手握住通电螺线管，大拇指指向通电螺线管的N极，四根手指所指方向为电流方向，由此可知，电源左侧为正极，如图所示：21．如图所示是探究通电导线在磁场中受力作用的实验装置。图中圆圈代表垂直纸面放置的导体ab，“⊙”表示电流沿导线垂直纸面向外流出，“”表示电流沿导线垂直纸面向里流进。①请用箭头在图乙中标出磁感线的方向；②图甲画出了导体ab受到磁场作用力F的受力情况，请在图乙中画出导体ab受到磁场作用力F的方向。【答案】【解析】①磁体外部磁感线是从磁体的N极出发回到磁体的S极，故乙图中磁感线的方向是从下向上。②通电导体在磁场中受到力的作用，力的方向与磁场方向和电流方向有关。当磁场方向与电流方向之一发生改变时，受力方向发生改变；当两者都改变时，受力方向不变。甲图中的磁感线方向是从上向下，电流沿导线垂直纸面向外流出，而乙图中磁感线的方向是从下向上，电流沿导线垂直纸面向里流进，即电流方向和磁场方向同时改变，则受力方向不变，与甲图受力方向相同，故乙图受力方向水平向右，作图如下：四、实验题22．小谦在探究“磁体间相互作用规律”时发现：磁体间的距离不同，作用力大小也不同。他想：磁体间作用力的大小与磁极间的距离有什么关系呢？(1)小谦用如图所示的实验进行探究。由于磁体间作用力的大小不便测量，他通过观察细线与竖直方向的夹角的变化，来判断磁体间力的变化，用到的科学方法是________法。(2)小谦分析三次实验现象，得出结论：两磁铁磁极间的________，相互作用力越大，小月认为：这个结论还需要进一步实验论证，联想到磁体间的相互作用规律，还须研究甲、乙两块磁铁相互________时，磁体间作用力与距离的关系。【答案】 转化（或转换） 距离越小 排斥【解析】(1)[1]由题意可知，磁体间作用力越大，细线与竖直方向的夹角也越大，那么可以通过观察这个夹角的大小得知磁体间力的变化，用到的科学方法是转换法。(2)[2]从三次实验可看到，夹角越大时，相互作用力越大，这时两磁铁磁极间的距离越小，可得出结论：两磁铁磁极间的距离越小，相互作用力越大。[3]磁体间的相互作用规律有吸引也有排斥，所以还须研究甲、乙两块磁铁相互排斥时，磁体间作用力与距离的关系。23．在探究“磁场对通电导体的作用”的实验中，小明设计了如图所示的电路，导体棒ab用绝缘细线悬挂在蹄形磁铁的两极之间。（1）磁体周围和通电导线周围都存在一种特殊物质是 _____（选填“磁场”或“磁感线”）；（2）闭合开关前，导体棒ab静止，闭合开关后，导体棒ab向右运动，说明磁场对 _____有力的作用；（3）断开开关，将图中磁铁的N、S极对调，再闭合开关，会发现导体a、b的运动方向与对调前的运动方向 _____，说明通电导体在磁场中的受力方向与 _____有关；（4）断开开关，将图中电源的正、负极对调，再闭合开关，会发现导体a、b的运动方向与对调前的运动方向 _____，说明通电导体在磁场中的受力方向与 _____有关；（5）如果同时改变磁场方向和电流方向，_____（填“能”或“不能”）确定受力方向与磁场方向或电流方向是否有关。【答案】 磁场 通电导体 相反 磁场方向 相反 电流方向 不能【解析】（1）[1]磁体周围和通电导线周围都存在一种特殊物质是磁场，而磁感线是不存在的。（2）[2]将一根导体ab置于蹄形磁铁的两极之间，未闭合开关前，电路中没有电流，导体静止不动，闭合开关后，电路中有电流，导体运动，说明磁场对通电导体有力的作用。（3）[3][4]断开开关，将图中磁铁的N、S极对调，磁场方向改变，再闭合开关，电流方向不变，会发现导体ab的运动方向与对调前的运动方向相反，向左运动，这说明通电导体在磁场中的受力方向与磁场方向有关。（4）[5][6]断开开关，将图中电源的正、负极对调，电流的方向发生了变化，再闭合开关，会发现导体a、b的运动方向与对调前的运动方向相反，这说明通电导体在磁场中的受力方向与电流的方向有关。（5）[7]同时改变磁场方向和电流方向，导体运动的方向不变，不能确定受力方向与磁场方向或电流方向是否有关。24．研究电动机的工作过程。（1）电动机的工作原理是磁场对 _____有力的作用。甲图中，线圈左右两边框ab、cd的受力方向相反，其原因是 _____；（2）乙图中的线圈可以持续转动，是因为它加装了 _____，该装置能在线圈 _____（选填“刚转到”、“即将转到”或“刚转过”）平衡位置时，自动改变线圈中的电流方向；（3）丙图中用漆包线绕成矩形线圈，将线圈两端的漆全部刮去后放入磁场，闭合开关，可观察到线圈在磁场中_____（选填“能”或“不能”）沿某一方向持续转动，图中线圈 _____（选填“处于”或“不处于”）平衡位置。【答案】 电流 电流方向相反 换向器 刚转过 不能 处于【解析】（1）[1]由于通电导体在磁场中受到力的作用，所以有电流通过的线圈在磁场中能够转动。[2]由于ab、cd通过的电流方向相反，而它们所受的磁场方向相同，所以所受的磁场的作用力相反。（2）[3][4]图乙中，线圈通过平衡位置后， 两边框通过的电流方向、磁场方向不变，则两者所受的力的方向与原来的相反，那么力的作用与线圈的转动方向相反，线圈不能连续转动。所以加装了换向器，让线圈刚转过平衡位置便改变电流的方向，保证线圈所受的力让其连续转动。（3）[5]图丙中，线圈中所受的电流方向不变、磁场方向保持不变，线圈转过平衡位置后，线圈所受的力与转动方向相反，不能沿某方向持续转动。[6]线圈在图丙位置时，受到磁场的作用力一个向上，一个向下，且大小相等，是一对平衡力，所以线圈处于平衡位置。25．如图所示进行“通电导线在磁场中受力运动”实验，回答下列问题：（1）若想使ab的运动方向与原来方向相反，下列操作可行的是 _____；A．将导体棒ab对调B．保持磁体不动，对调电源的正负极C．电源的正负极和磁体的磁极同时对调（2）通电导线在磁场中受力运动过程中的能量转化情况是 _____；（3）小明想要让导体棒ab运动的速度更快，以下实验改进方案可行的有 _____。A．换用更强磁性的磁体B．换用更大电压的电源C．换用更轻、导电性更好的导体棒【答案】 B 电能转化为机械能 ABC【解析】（1）[1]A．将导体棒ab对调，通过导体的电流的方向不变、磁场方向不变，受力方向不变；故A不符合题意；B．保持磁体不动，对调电源的正负极，通过导体的电流的方向发生了改变，受力方向改变；故B符合题意；C．电源的正负极和磁体的磁极同时对调，电流方向、磁场方向同时发生了变化，受力方向不变；故C不符合题意。故选B。（2）[2]通电导线在磁场中受力运动过程中，消耗电能，将电能转化为机械能。（3）[3]小明想要让导体棒ab运动的速度更快，可以增大电路中的电流（提高电源电压）、换用更强磁性的磁体、换用更轻、导电性更好的导体棒，故ABC正确。故选ABC。26．探究磁体与通电螺线管周围的磁场：(1)小明用小磁针探究磁体周围磁场如图1所示，实验时将小磁针先后放在条形磁体周围不同位置处，记录小磁针在各处静止时N极的指向。通过实验可知，磁场具有方向，磁场中各点的磁场方向一般 ______ （选填“相同”或“不同”）；(2)小红用铁屑探究磁体周围的磁场如图2所示①将玻璃板平放在磁体上，并在玻璃板上均匀撒上一层铁屑，轻轻敲击玻璃板，观察铁屑的分布情况。轻敲玻璃板的目的是 ______ ，铁屑在磁场中被 ______ 成一个个小磁针，从而在磁场中有序地排列起来；②再在玻璃板上放一些小磁针，记录这些小磁针静止时N极的指向；③人们仿照铁屑在磁场中排列的情况和小磁针N极的指向画出一些带箭头的曲线来形象地描述磁场，物理学中把这样的曲线叫作 ______ ；④实验中小磁针的作用是 ______ 。【答案】 不同 减小摩擦力的影响 磁化 磁感线 显示磁场的方向【解析】(1)[1]磁场中各点自由小磁针的N极指向一般不同，表明磁场中各点的磁场方向一般不同。(2)①[2]轻敲玻璃板的目的是减小摩擦力的影响，使铁屑可以自由移动。[3]铁屑是磁性材料，在磁场中被磁化，具有磁性。③[4]物理学中，用来描述磁场强弱和方向的带箭头的曲线叫做磁感线。④[5]实验中小磁针的作用是通过它在磁场中受力转动到不同位置来显示磁场的方向。27．为了探究电磁铁的磁性强弱跟哪些因素有关，小明同学用漆包线（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，下图中甲、乙、丙、丁为实验中观察到的四种情况。（1）实验中判断电磁铁磁性强弱的方法是______；这一方法体现了“转换法”的思想；（2）比较图乙和图______可知：线圈数相同时，电磁铁的电流越大磁性越强；（3）根据实验情况，你还能得出什么实验结论？______；该实验结论可由图______验证；（4）如下图，闭合开关，通过滑动变阻器改变同一线圈中的电流大小，当滑片P向______移动，会发现电磁铁吸引大头针的数目变少；（5）如下图，实验中采用串联的方式是为了控制______不变，探究电磁铁的磁性强弱与______的关系；（6）将下图中滑动变阻器滑片移至中点，吸引大头针；然后将铁钉抽离，用通电螺线管吸引大头针，发现吸引大头针数目______，这就说明了铁芯具有______的作用。【答案】 用电磁铁吸引大头针的多少 丙 ①电磁铁通电时有磁性，不通电没有磁性； ②电磁铁磁性强弱与线圈匝数有关 ①甲、乙 ； ②丁 右 通过两个电磁铁的电流 通过电磁铁电流大小 减少 增强电磁铁磁性【解析】（1）[1]实验中用电磁铁吸引大头针的多少来反映电磁铁磁性的强弱，属于转换法。（2）[2]探究电磁铁磁性强弱与电流大小关系时，应控制线圈匝数相同，通过调节滑动变阻器滑片位置，改变电磁铁中电流大小，应选乙、丙两图。（3）[3]还能得出的实验结论：①螺线管通电时有磁性，不通电没有磁性；②电磁铁磁性强弱与线圈匝数有关。[4]①由甲、乙两图可知，电磁铁中有电流通过时能吸引大头针，说明电磁铁通电时有磁性。②丁图中两个电磁铁串联，通过电磁铁的电流相等，匝数越多的电磁铁吸引大头针越多，磁性越强，说明通过电磁铁的电流相等时，电磁铁磁性强弱与线圈匝数有关，线圈匝数越多磁性越强。（4）[5]当滑片P向右移动时，滑动变阻器接入电路的电阻变大，电路中的电流变小，电磁铁的磁性变弱，会发现电磁铁吸引大头针的数目变少。（5）[6][7]实验中两个电磁铁采用串联的方式，为了控制通过两个电磁铁的电流不变，通过两个电磁铁的电流相等，线圈的匝数不同，可以探究电磁铁的磁性强弱与通过电磁铁电流大小的关系。（6）[8][9]如图实验，将铁钉抽离，电磁铁磁性减弱，用通电螺线管吸引大头针，电磁铁吸引大头针数目减少；这就说明了铁芯具有增强电磁铁磁性的作用。28．小娟为了弄清电动机的工作原理，做了如下实验；（1）她利用图所示装置探究磁场对通电导体的作用，为了使实验顺利进行，导体棒ab应选用______（选填“铁棒”或“铜棒”）；（2）闭合开关时，发现导体棒ab向右运动，若只对调磁体两极，再次闭合开关，观察到导体棒ab将向左运动，说明磁场对通电导体的作用力的方向与______方向有关，这一过程中电能主要转化为______能；（3）将导体棒换成线圈放入磁场中，如图甲所示，闭合开关，线圈中的电流方向是从a至b，此时a边受到磁场对它竖直向上的力，使线圈顺时针转动，当线圈转至如图乙所示的位置时，ab边中电流方向______发生改变（选填“会”或“不会”），此时ab边所受磁场对它作用力的方向不变，力会阻碍线圈继续转动；（4）为使电动机的线圈能持续转动，在如图甲所示结构的基础上加上两个半铜环，用电刷与铜环接触，如图丙所示。当线圈转至图丙所示的位置时，电流方向从a至b，ab边所受磁场对它作用力方向竖直向上，线圈转至图丁所示的位置时，ab边中电流方向从______，ab边所受磁场对它作用力的方向______，从而使得线圈能够持续转动，所加的这个结构称为______。【答案】 铜棒 磁场 机械 不会 从b到a 竖直向下 换向器【解析】（1）[1]因为铜的导电性比铁好，所以探究磁场对通电导体的作用时，用铜棒的实验效果更明显，有助于实验探究。（2）[2]实验中，只改变磁场方向，导体棒的运动方向反向，所以可以推出磁场对通电导体的作用力的方向与磁场方向有关。[3]电流通过导体棒，导体棒在磁场力作用下发生运动，获得机械能，将大部分电能转化为机械能，还有部分电能转化为内能。（3）[4]图甲和乙中，电源正极和线圈a点相连，电源负极和线圈d点相连，所以图甲和乙中，线圈中电流方向始终是从a至b至c至d。（4）[5]图丁中，电源正极和线圈d点相连，电源负极和线圈a点相连，电路中电流方向是从d至c至b至a。[6]整个过程中磁场方向没变，当电流从a至b，a边受到磁场对它竖直向上的力，则当电流从b至a，a边受到磁场对它竖直向下的力。[7]要实现线圈持续向一个方向转动，所以线圈每转动90°就要改变线圈中电流方向，这就靠图丙和丁中的两个半铜环来实现，我们将这两个半铜环称之为换向器。
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