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八年級科學第一章 電與磁1-5節培優練習講義
考點一、磁體和磁極和磁化
例1：（2023八下·吳興期中）如圖所示，在水平地面上的磁鐵上方，有掛在彈簧測力計上的磁體或鐵塊。小明提著彈簧測力計向右緩慢移動，掛在彈簧測力計上的磁體或鐵塊下端，沿圖示水平路線從A緩慢移到B。則圖中能反映圖中彈簧測力計示數F隨位置變化的是（　　）
A． B． C． D．
例2．如圖所示，兩個外形相同的鋼棒A、B相互吸引，則 (　　)
A．A棒一定有磁性 B．A棒一定沒有磁性
C．B棒不一定有磁性 D．B棒一定有磁性
(例2) （例3）
例3：（2023八下·杭州月考）小科在課外興趣活動課中將數枚一元硬幣按如圖所示放在兩根平行的條形磁鐵上，搭成了一座漂亮的“硬幣橋”，下列分析正確的是（　　）
A．“硬幣橋”中間磁性最強 B．兩枚硬幣相鄰的部分是同名磁極
C．“硬幣橋”的搭建利用了磁化的原理 D．“硬幣橋”上左右兩端的硬幣沒有磁性
變式1：為辨別鋼棒是否有磁性，小明設計了以下方案進行探究。
（1）根據甲圖實驗現象， (填“能”或“不能”)判斷鋼棒一定具有磁性。
（2）乙圖實驗中，懸掛的鋼棒某一次轉動后，靜止時一端指南一端指北，由此判斷鋼棒 (填“一定”或“不一定”)具有磁性。
（3）根據丙圖實驗現象， (填“能”或“不能”)判斷鋼棒一定具有磁性。
（4）丁圖實驗中，水平向右移動鋼棒，彈簧測力計示數有變化， (填“能”或“不能”)判斷鋼棒一定具有磁性，理由是 。
變式2：如圖所示，將大的條形磁鐵中間挖去一塊，放入一可以自由轉動的小磁針，當小磁針靜止時，它的N極應指向（　　）
A．左邊a B．右邊c C．b邊或d邊 D．不能確定
（2） （3）
變式3：小明用水平放置的一根條形磁鐵的一端吸起一根較小的鐵釘，如圖所示，若他用一根同樣的條形磁鐵的S極與原來的磁鐵N極靠近合并時，將看到的現象是（ ）
A．鐵釘的尖端被吸向右端磁鐵 B．鐵釘將落下
C．鐵釘的尖端被吸向左端磁鐵 D．鐵釘被吸得更牢
變式4（2022八下·臨海月考）桌面上放有一定量的鐵屑，如甲圖所示，將兩根完全相同的條形磁鐵A的N 極和磁鐵B 的S 極放置在靠近鐵屑的上方，吸附一定量的鐵屑。如乙圖所示，將一根長度略大于兩 磁鐵間距的軟鐵棒，輕輕擱在兩磁鐵上，則被吸附的鐵屑會　 （選填“增加”“不 變”或“減少”）。若將吸附有鐵屑的兩極靠在一起，則吸附在連接處的鐵屑會減少，原因是　 　。
（4） （5）
變式5：（2023八下·杭州月考）在圖中的裝置中，有兩個薄鐵片（舌簧片）ab和cd，a端和d端分別固定在一塊木支架上，b端和c端相互交疊但相隔一個很小的距離，舌簧片連接在一個有小燈泡的電路中，如果拿一根條形磁體平行地靠近舌簧片，小燈泡就亮起來，這是因為（　　） A．由于磁化，b 端為S極，c 端為N極，b、c 端互相吸引，使電路接通
B．由于磁化，b 端為N極，c 端為S極，b、c 端互相吸引，使電路接通
C．由于條形磁體的吸引，b、c 端接觸，使電路接通
D．以上說法都不正確
考點二 磁場和磁感線
例1：如下圖，在通電螺線管中，放有兩個小磁針，當小磁針靜止時，N極指向正確的是( )
例2：（2023八下·拱墅期末）如圖所示為某磁體周圍磁場的部分磁感線，則下列說法正確的是（　　）
A．這些可能是條形磁鐵周圍磁場的磁感線B．圖中A點和B點的磁場一樣強
C．圖中C點沒有磁場 D．圖中D點處的小磁針黑色一端為S極
變式1：根據通電螺線管周圍存在磁場的實驗事實，某同學對地磁場產生的原因提出了一個假說：地磁場是由繞地球的環形電流引起的．下圖中符合他假說的模型是（ ）
A．電流沿緯線由東向西B．電流沿緯線由西向東C．電流沿經線由北向南D電流沿經線由南向北
變式2：如圖所示是用來描繪某一磁體周圍磁場的部分磁感線，由磁感線的分布特點可知，b點的磁場比a點的磁場　 　(填“強”或“弱”)；若在b點放置一個可自由轉動的小磁針，則小磁針靜止時，其S極指向　 　(填“P”或“Q”)處。
（2） （3）
變式3：（2023八下·海曙期末）如圖甲為某品牌磁懸浮地球儀，其球體內部裝有永磁鐵，底座裝有環形線圈。當線圈通電后產生磁場，與球體內永磁鐵相互作用使球體保持懸空。若底座簡化的環形線圈中電流方向如圖乙(從上往下看為逆時針方向)，則下列主視圖中球體內永磁鐵放置方式合理的是（　　）
A． B． C． D．
變式4：如圖甲所示為一森林俯視圖。某探險小組進入森林后在Q處迷失方向，為走出森林，他們借助指南針來辨別方向，指南針指向如圖乙所示，那么他們正確的前進方向應沿著指南針所在位置的(　　)
E方向 B．F方向
C．G方向 D．H方向
變式5：（2023八下·金東期末）在項目化學習中，小科用條形磁體、大號縫衣針、硬卡紙、橡皮和大頭針制作簡易指南針，制作過程如下：
①取2枚大號鋼質縫衣針，分別將條形磁體沿同方向摩擦10余次(如圖甲)，使縫衣針磁化。
②將1張硬殼卡紙折成直角，將2枚被磁化的縫衣針對稱地穿在卡紙兩側，用1塊橡皮和1枚大頭針做成支座，將插有縫衣針的卡紙支起，如圖乙。
③確定簡易指南針能否指示南北方向。
④在老師的指導下，針對制作指南針的科學性設計了評價表。
“自制指南針”評價量表
評價指標 優秀 合格 待改進
指標一 指針磁性強，且能自由轉動 指針磁性強，不能自由轉動 指針磁性弱，不能自由轉動
指標二 能準確指示南北方向，能保持水平平衡 能指示南北方向，不能保持水平平衡 不能指示南北方向，不能保持水平平衡
（1）將條形磁鐵S極靠近圖乙中縫衣針針尖，縫衣針被排斥，則縫衣針針尖的磁極為　 　極；
（2）在不添加器材情況下，若要確定簡易指南針是否能夠指示南北，應如何操作　 　；
（3）根據評價量表進行測試評價，小科制作的指南針”指標-”被評為”優秀”，”指標二”被評為”合格”。為使該指南針的”指標二”達到優秀水平，請你對該指南針提出合理的改進建議　 　。
考點三、直線電流的磁場
例1：（2023八下·蘭溪期中）如圖所示，在科學實驗課上，方老師帶領大家一起做奧斯特實驗。方老師告訴同學們，為了讓實驗效果更加明顯，建議大家將通電直導線沿　 　方向放置（選填“東西”或“南北”），此時直導線在小磁針處產生的磁場方向和放在該點小磁針的　 　極指向一致（選填“N”或“S”）。
（例1） （例2）
例2：如圖所示，在豎直放置的矩形通電線框中懸掛一個能自由轉動的小磁針。當通以圖中所示方向的電流時，小磁針N極將 （　　）
A．轉動90°，垂直指向紙里 B．轉動90°，垂直指向紙外
C．轉動180°，指向左邊 D．靜止不動，指向不變
變式1：.如圖所示，一條向上射出的陰極射線可以看作是許多電子定向運動形成的電子流。則通過這束電子流的運動方向推斷電流及周圍的磁場方向是( )
A. B． C． D．
變式2：如圖，一束帶電粒子沿著水平方向平行地飛過小磁針的上方，小磁針的S極向紙內偏轉。對帶電粒子束的判斷： ①向右飛行的正離子束；②向左飛行的正離子束；③向右飛行的負離子束；④向左飛行的負離子束；⑤向右飛行的電子束；⑥向左飛行的電子束，則可能正確的是（ ）
A. ②③⑤ B. ①④⑥ C. ②④⑥ D. ①③⑤
（2）（3）（4）
變式3：如圖所示，在觀察奧斯特實驗時，小明注意到置于通電直導線下方小磁針的N極向紙內偏轉．小明由此推測：若電子沿著水平方向平行地飛過磁針上方時，小磁針也將發生偏轉．請你說出小明推測的依據是：　 　，你認為電子下方的磁針N極會向　 　(選填“紙內”或”紙外”)偏轉。
變式4：兩根平行導線通電后，會出現如圖甲所示的現象(圖中實線、虛線分別表示通電前、后的情況)。由此可以推斷：在圖乙所示的電路中，當開關S閉合時，螺線管的長度會　 　(填“變長”或“變短”，不考慮摩擦力)。你判斷的依據：　 　。
變式5：（2023八下·金華期中）學習了電磁知識后，小柯了解到相互靠近的通電導線之間會產生相互作用力。那么這個力的大小和方向與哪些因素有關呢？他將兩根導線（可伸長）平行放置后固定（如圖 1 甲所示），然后依次通上如圖乙、丙、丁所示的電流，通過反復實驗證實了他的猜想。請回答：
（1）分析圖 1　 　（選填序號），可知通電導線之間作用力大小與電流大小有關。
（2）得到通電導線之間的相互作用力的方向與電流方向有關的結論，你的依據是　 。
（3）如圖 2 所示，將一柔軟的導線彎成星形，并將其置于光滑水平桌面上，然后將開關 S 閉合，則該星形回路將 。（填字母編號）
A．不會變形 B．會變形，所圍面積減小
C．會變形，所圍面積增大 D．會變形，所圍總面積不變
考點四、通電螺線管的磁場
例1：（2023八下·杭州月考）如圖所示，條形磁鐵置于水平桌面上，電磁鐵右端固定并保持水平，且與條形磁鐵在同一平面和相同高度。當電路中開關S由斷開到閉合時，條形磁鐵一直保持靜止，下列說法正確的是（　　）
A．開關S閉合后，電磁鐵左端是S極
B．開關S閉合后，條形磁鐵受到摩擦力的方向向左
C．開關S閉合后，滑片P向右移動時，條形磁鐵受到的摩擦力逐漸減小
D．開關S斷開時，條形磁鐵與電磁鐵之間沒有力的作用
（例1） （例2）
例2：（2023八下·吳興期中）如圖所示，電磁鐵P和Q通電后（　　）
A．P的右端是N極，Q的左端是S極，它們相互吸引
B．P的右端是S極，Q的左端是N極，它們相互吸引
C．P的右端是N極，Q的左端是N極，它們相互排斥
D．P的右端是S極，Q的左端是S極，它們相互排斥
例3：如圖所示，將一根彈簧與電源相連，當開關閉合后，會發現（ ）
A．彈簧變短 B．彈簧變長 C．彈簧長度不變 D．無法確定
（例3） （例4）
例4：（2023八下·杭州期末）如圖所示，一根彈簧下端連著一個條形磁鐵，條形磁鐵的下端為N極。條形磁鐵下方有一電磁鐵。閉合開關后（　　）
A．電磁鐵左側小磁針的N極向上偏轉
B．若去掉螺線管中的鐵芯，彈簧的長度會變短
C．當滑動變阻器的滑片向右滑動時，彈簧長度會變長
D．若調換電源的正負極，小磁針的指向會發生改變
變式1：（2023八下·椒江期末）如圖裝置中，當閉合開關，滑動變阻器的滑片P向右移動時，彈簧測力計的示數變大。下列分析正確的是（　　）
A．電磁鐵的上端為N極
B．電源左端為正極
C．斷開開關，彈簧測力計的示數為零．
D．滑片P不動，若抽去鐵芯，測力計示數將變大
變式2：彈簧下懸掛一條形磁鐵，磁鐵下方有一通電螺線管，如圖所示，為了使彈簧長度最長，下列措施中可行的是（　　）
A．減小線圈的匝數 B．斷開開關　
C．滑片P向右滑動 D．將電源的兩極對調
變式3：（2023八下·吳興期末）玩具小船上固定有螺線管（有鐵芯）、電源和開關組成的電路，如圖所示，把小船按圖示的方向放在水面上，閉合開關，船頭最后靜止時的指向是（ ）
A．向東 B．向南 C．向西 D．向北
（3） （4）
變式4：（2023八下·拱墅期末）如圖甲所示為磁懸浮地球儀，球體內有一條形磁體，上端為S極，其下方環形底座內有一電磁鐵，通過磁極間的相互作用使地球儀懸浮在空中，如圖乙所示為其內部結構示意圖，下列判斷錯誤的是（　　）
A．電磁鐵下端為S極
B．電源上端為正極
C．當滑動變阻器滑片P向右滑動時，電磁鐵的磁性增強
D．若在球體正上方A處吸一小鐵塊，可適當向右滑動滑片P使球體離底座的距離保持不變
變式5：把一根柔軟的螺旋彈簧豎直懸掛起來，使它的下端剛好與杯里的水銀面相接觸，并組成如圖所示的電路圖，當開關接通后，將看到的現象是 （　　）
A．彈簧向上收縮 B．彈簧上下跳動 C．彈簧被拉長 D．彈簧仍靜止不動
（5） （6） （7）
變式6：如圖所示，開關S閉合后，位于螺線管右側的小磁鐵的N極將( )
A．順時針轉過90° B．逆時針轉過90° C．轉過180° D．保持靜止狀態
變式7：如圖為雙線并繞的螺線管,a,b,c,d為螺線管的四個接線頭,用同一電源供電,下列連接中磁性最強的接法是：（ ）
A．bc相連,a,d分別接電源兩極 B．ab相連,cd相連后分別接電源兩極
C．cd相連,a,b分別接在電源兩極 D．ad相連,bc相連后分別接在電源兩極
變式8：（2023八下·柯橋期末）如圖所示，盛水的燒杯放在電磁鐵上方，當電磁鐵的開關斷開時，空心小鐵球自由地浮在水面上：開關閉合時，小磁針發生偏轉，此時電磁鐵上端為　 　極，要使小鐵球下沉些，滑動變阻器的滑片應向　 　(填”上”或”下”)移動：斷開開關時，小磁針又回到最初的狀態是因為　 　的作用。
（8） （9）
變式9：如圖所示，彈簧測力計甲、乙的掛鉤上分別掛著一個條形磁體和一個鐵塊，開關閉合后，當滑動變阻器的滑片向右移動時，彈簧測力計甲的示數　 　，彈簧測力計乙的示數　 　(均填“變大”“變小”或“不變”)。
。
考點五、電磁鐵
例1：（2023八下·椒江期末）在”探究電磁鐵磁性強弱的影響因素”實驗中，小科用細線將電磁鐵M懸掛在鐵架臺上，將條形磁鐵放在電子臺秤上，如圖所示。實驗步驟如下：
①斷開開關S，將電磁鐵1、3接線柱按圖示接入電路：
②按下臺秤上的清零按鈕使臺秤示數為零。將滑片移到最大阻值處，閉合開關S，多次移動滑片位置，讀出相應的電流值和臺秤示數，并記錄在表格中。
③斷開開關S，將接線柱1改接至2，重復步驟②。
④分析數據，得出結論。
接線柱 實驗次數 1 2 3
1、3 電流/A 0.34 0.40 0.44
臺秤示數/N -0.81 -0.82 -0.84
2、3 電流/A 0.34 0.40 0.44
臺秤示數/N -0.75 -0.76 -0.78
（1）小科通過　 　來推斷電磁鐵磁性強弱
（2）分析表中數據可得出的實驗結論是　 　。
（3）滑動變阻器除了保護電路外，還具有　 　的作用。
（4）若想要使臺秤的壓力值顯示為正，可進行的操作是　 　 (寫出一種即可)
變式1：（2023八下·婺城期末）小科為驗證“影響電磁鐵磁性強弱的因素”，設計了如圖實驗，右側底端固定有小磁鐵的指針能繞轉軸O轉動。
實驗1：將變阻器滑片P移至最上端，閉合開關S至a處，再將滑片P逐漸向下移動，觀察指針示數的變化。
實驗2：先將變滑片P移至最上端，閉合開關S至a處，記下指針示數和電流表示數；再閉合開關S到b處，調節滑動變阻器滑片P，使電流強度保持不變，指針示數比之前更偏右。請回答：
（1）實驗1的目的是研究電磁鐵磁性強弱與　 　的關系，實驗過程中指針向　 （填“左”或“右”）偏轉。
（2）實驗2的目的是研究電磁鐵磁性強弱與　 　的關系；根據實驗數據可以得出的結論是　 　。
（1） （2）
變式2：（2023八下·義烏期中）為探究電磁鐵的磁性強弱跟哪些因素有關，小科做了如下的實驗。
步驟1：在水平桌面上放置一小車，小車上固定一塊條形磁鐵（如圖）。
步驟2：當閉合開關時，小車會沿水平方向向右運動，記錄小車在水平桌面上運動的距離S1。
步驟3：斷開開關，把小車重新放在起始位置，依次向右移動變阻器滑片，閉合開關，記錄小車在水平桌面上運動的距離。實驗數據如下：
（1）請你在圖中用一根導線（用筆畫線代替）完成實驗電路的連接。
（2）通過本實驗可得出的結論是：　 　。
實驗次數 1 2 3 4 5 6
電流的大小（安） 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0 2.2
小車運動的距離（厘米） 15 19 24 30 ？ ？
（3）電磁鐵的磁性不僅跟電流的大小有關，而且還與線圈的匝數有關，若要研究電磁鐵磁性與線圈匝數的關系，已知線圈的電阻不能忽略，那么將滑動變阻器的連接線從a處移動到b處后，閉合開關后下一步的操作是　 　，然后再記錄小車運動的距離。
變式3：某小組在探究“電磁鐵磁性強弱與哪些因素有關”的實驗中，設計了如圖所示電路，并進行了實驗，當電磁鐵通電時會對磁體產生力的作用，使指針繞O點轉動，記錄指針A所指的刻度值大小，實驗結果如下表。
線圈接線點 接線柱1 接線柱2 接線柱3
實驗次數 1 2 3 4 5 6 7 8 9
電流/A 0.8 1.2 1.6 0.8 1.2 1.6 0.8 1.2 1.6
指針所指的刻度值大小 0.8 1.2 1.6 0.6 0.9 1.2 0.4 0.6 0.8
（1）進行1、4、7實驗基于的假設是　 　。
（2）實驗中，他們將開關S從接線柱“1”換到“2”上時，調節變阻器的滑片P，再次觀察電流表示數及指針A所指的刻度值大小，此時調節滑動變阻器是為了　 　。
（3）寫出能使指針反向偏轉的具體措施　 　(寫出一條即可)。
考點六、電磁繼電器
例1：（2023八下·仙居期末）水位自動報警器是利用電磁繼電器工作的裝置。
（1）請按以下要求連接水位自動報警器的工作電路：當水位在安全位置以下時，綠燈亮；水位到達安全位置上限時，紅燈亮。
（2）請用所學科學知識說明水位報警器的工作原理。
例2：如圖是電加熱恒溫箱的原理圖。控制電路由電源U1、電磁繼電器、滑動變阻器R2和熱敏電阻R1組成，其中熱敏電阻R1隨溫度升高阻值減小；工作電路由電源U2和加熱器R0組成。請按照題意用筆畫線代替導線將圖中的控制電路和工作電路連接完整。
例3：法國科學家阿爾貝 費爾由于發現了巨磁電阻（GMR）效應，榮獲了諾貝爾物理學獎．如圖是研究巨磁電阻特性的原理示意圖．實驗發現，當閉合S1，S2后使滑片P向右滑動的過程中，指示燈明顯變暗，則下列說法正確的是（　　）
A．電磁鐵右端為N極
B．滑片P向右滑動過程中電磁鐵的磁性增強
C．巨磁電阻的阻值隨磁場的減弱而明顯增大
D．巨磁電阻的阻值隨磁場的減弱而明顯減小
（例3）（例4）
例4：（2023八下·杭州月考）如圖所示是小明利用光敏電阻為居民樓門口設計的一種智能照明電路，L為“220V，22W”的照明燈，天暗時自動發光，天亮時自動熄滅。控制電路中，電源由兩節干電池串聯而成。R1為定值電阻。R2為光敏電阻，其阻值會隨著光強的變化而變化。下列說法不正確的是（　　）
A．受控電路中，導線a端應連接照明電路的火線
B．光敏電阻的阻值隨光照強度的增大而減小
C．如果提高控制電路電源電壓，照明燈白天也可能發光
D．控制電路長時間使用后電壓下降，天亮時燈自動熄滅時間變晚
1．下列設備或電器中，其主要工作原理與電磁鐵無關的是（　　）
A．電鈴 B．電熨斗 C．電磁選礦機 D．電磁起重機
2上海的磁懸浮列車示意圖如圖甲所示，軌道線圈上端是S極，要使列車懸浮起來，車身線圈上端是　 　極，列車是靠電磁鐵　 　(填“同名”或“異名”)磁極相互　 　而懸浮起來。圖乙是一種磁懸浮列車的設計原理圖，A是磁性穩定的電磁鐵，安裝在鐵軌上，B是安裝在車身上(緊靠鐵軌上方)的電阻非常小的螺線管。B中電流方向如圖乙所示，螺線管B與電磁鐵A之間相互　 　(填“排斥”或“吸引”)，從而使列車懸浮在鐵軌上方。
（2） （3）
3．新建的居民住宅大多安裝了自動空氣開關．其原理如圖所示，當電路由于電流過大時，電磁鐵P的磁性將變　 　（選填“強”或“弱”），吸引銜鐵Q的力變大，使銜鐵轉動，閘刀在彈力作用下自動開啟，切斷電路，起到保險作用．某周末，文強同學在家開著空調看電視，媽媽打開電飯鍋做飯時，家里的自動空氣開關“跳閘”．則此時“跳閘”的原因最可能是　 　．
4、小明設計了一種“自動限重器”，如圖（甲）所示．該裝置由控制電路和工作電路組成，其主要元件有電磁繼電器、貨物裝載機（實質是電動機）、壓敏電阻R1和滑動變阻器R2等．壓敏電阻R1的阻值隨壓力F變化的關系如圖（乙）所示．當貨架承受的壓力達到限定值，電磁繼電器會自動控制貨物裝載機停止向貨架上擺放物品．已知控制電路的電源電壓U=6V，電磁繼電器線圈的阻值忽略不計．請你解答下列問題：
（1）由圖（乙）中的圖象可知，隨著壓力F的增大，壓敏電阻R1的阻值將______．
（2）用筆畫線代替導線將圖（甲）的電路連接完整．
（3）隨著控制電路電流的增大，電磁鐵的磁性將______，當電磁繼電器線圈中的電流大小為30mA時，銜鐵被吸下．若貨架能承受的最大壓力為800N，則所選滑動變阻器R2的最大阻值至少為______Ω．
5．（2023八下·洞頭期中）體感平衡車是一種時尚代步工具，采用站立式駕駛方式，可通過操控桿控制車體運行，如圖甲。乙圖為平衡車的轉向指示燈電路，電路中電源電壓恒為U，L為指示燈，R0為定值電阻，當開關S接通后，指示燈L會亮暗交替閃爍。已知同-燈泡，其亮度與燈泡兩端的電壓大小有關。請你根據所學知識解釋：“當開關S 接通后，指示燈L會亮暗交替閃爍”的原因。
6．（2023八下·吳興期中）有電磁繼電器（線圈電阻不計）、滑動變阻器R2和熱敏電阻R1，控制電路電壓U2＝9伏的電源、，工作電路電壓U＝220伏的電源和電阻R0＝44歐的電熱絲組成的一種電加熱恒溫箱，工作原理如圖甲所示。圖乙是熱敏電阻R1阻值隨溫度變化的圖像。通過實驗測得當電磁繼電器線圈的電流達到60毫安時，電磁繼電器的銜鐵被吸下來。
（1） 請用筆畫線代替導線，按照題意將圖中的工作電路連接完整。
（2）在升溫過程中，電阻R1兩端的電壓會　 　 （填“變大”“變小”或“不變”，下同）。要使恒溫箱設定的溫度升高，調節滑動變阻器R2的滑片，使其接入電路的阻值　 　.
（3）當滑動變阻器R2接入電路中的電阻為 50 歐時，可使恒溫箱的溫度保持多高？
7、（2023八下·柯橋期末）純電動汽車是一種采用蓄電池作為唯一動力源的汽車，電池的安企性主要體現在對其溫度的控制上，當某組電池溫度過高時，立即啟動制冷系統進行降溫。某項目化學小組設計了圖甲的模擬控溫裝置示意圖，電磁維電器與熱敏電陽Rt，滑動變陽器Rp串聯接在電壓為6V的電源兩端，滑動變阻器的最大阻值為200Ω。當電磁鐵線圈(電阻不計)中的電流I大于或等于25maA時，銜鐵被吸合。
（1）熱敏電阻置于溫度監測區域，其阻值Rt與溫度t的關系有兩種，如圖乙和圖丙，若要將b與c相接，則需選擇　 　所示的熱敏電阻(選填”圖乙”或”圖丙”)。
（2）若設置電池的溫度為60℃時啟動制冷系統，則滑動變阻器的阻值應為多少？(寫出計算過程)
（3）該電路啟動制冷系統時可設置的最高溫度為　 　℃。
8、（2023八下·吳興期末）小科設計的“火災報警器”由“控制電路”和“工作電路”所組成，其中“控制電路”由光敏電阻R、電磁鐵（線圈阻值R0＝18Ω）、電源U=6V、開關等組成；“工作電路”由工作電源電鈴、導線等組成。小科的設計思想：當光敏電阻接收到的光照減弱到一定程度時，工作電路接通，電鈴報警。
已知該光敏電阻的阻值R與光強E之間的一組實驗數據如下表所示：（“光強”表示光強弱的程度，符號為E，單位為cd。）
光強E/cd 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0
光敏電阻R/Ω 36.0 18.0 12.0 9.0 7.2 6.0
（1）分析上表數據，根據光敏電阻的阻值R隨光強E變化的規律，歸納出光敏電阻的阻值R隨光強E變化的關系式為R=　 　。
（2）閉合開關S，如果當線圈中的電流大于或等于250 mA時，繼電器的銜鐵被吸合，則光敏電阻接收到的光照強度需要在多少cd以上？
（3）按小科的設計，當室內煙霧增大時，光照減弱，光敏電阻的阻值增大到一定值時，銜鐵與　 　（“上方”或“下方” ）的M、N接觸，電鈴工作報警。
考點七、磁場對通電導體的作用
例1：（2023八下·寧波期末）如圖所示為直流電動機工作原理圖，下列分析正確的是（　　）
A．電動機通電后不轉，一定是電路斷路
B．線圈連續轉動是靠電磁繼電器來實現的
C．改變磁場方向可以改變線圈轉動的方向
D．將磁體的磁極對調一下可以使電動機的轉速增大
（例1） （變式1）
變式1：（2023八下·寧波期末）如圖所示圓環形絕緣凹槽內裝滿水銀，水銀的內外側用導線接入電路，圓心處放置一塊圓柱形磁鐵，閉合開關后，發現水銀逆時針流動，小明進行了如下操作：先對調電源的正負極，再對調磁鐵的南北極，則該操作中水銀的流動情況是（　　）
A．一直順時針流動 B．一直逆時針流動
C．先逆時針流動，再順時針流動 D．先順時針流動，再逆時針流動
變式2：（2023八下·龍灣期中）我國航母將采用自行研制的電磁彈射器。電磁彈射器的彈射車與飛機前輪連接，并處于強磁場中，當彈射車內的導體通以強電流時，艦載機受到強大的推力而快速起飛。電磁彈射器工作原理與下列實驗原理一致的是（　　）
A．B．C．D．
變式3：（2023八下·杭州月考）如圖所示，線圈通電后，受磁場力作用將開始順時針旋轉。如果線圈固定，磁體可以繞線圈旋轉，則線圈通電后，磁體將（　　）
A．開始逆時針旋轉 B．開始順時針旋轉
C．保持靜止 D．以上三種情況都有可能
（3） （4）
變式4：如圖所示是電流表的內部結構原理圖，請用學過的知識回答下列問題：
（1）當線圈中通過電流時，指針發生偏轉，其原理是　 　。
（2）該電流表有兩個量程，若要使用大量程， 應把導線分別接在　 　(選填“A” 或“B”)接線柱和“－”接線柱上。
變式5：（2023八下·洞頭期中）將一節干電池正放在磁體上，再將銅質導線繞成線圈后放在電池上，如圖所示。你會發現線圈竟然連續轉動起來了，這個現象的原理是　 　。下列對實驗現象的判斷，正確的有　 　。(填序號)
①換用磁性更強的磁體，線圈轉得更快
②干電池用久了后，線圈轉速將變慢
③用同樣長度和粗細的鎳鉻合金線做線圈，轉速更快
④線圈與正極間摩擦大小不影響轉速的快慢
考點八、直流電動機
例1：小明和小華分別用如圖所示的裝置研究簡易電動機的工作情況，小明將線圈兩端的漆全部刮掉，小華只將一端的漆全刮掉，另一端刮掉一半，閉合開關后(有電流通過燈絲，燈就發光)，他們看到的現象分別是(　　)
A．小明看到線圈連續轉動，燈時亮時滅
B．小華看到線圈連續轉動，燈連續發光
C．小華看到線圈左右擺動，燈時亮時滅
D．小明看到線圈左右擺動，燈連續發光
變式1：一臺直流電動機模型通電后不轉動，用手輕輕撥動一下線圈就轉動起來了的現象，其原因是（ ）
A. 換向器與電刷未接觸 B. 啟動時線圈在平衡位置
C. 電刷與換向器摩擦太大 D. 電源正負極接反了
變式2：為了探究電動機為什么會轉動，小明根據電動機主要構造制作了一臺簡易電動機（如圖所示），他用回形針做成兩個支架，分別與電池的兩極相連，用漆包線繞一個矩形線圈，以線圈引線為軸，并用小刀刮去一端全部漆皮，另一端只刮去半周漆皮。將線圈放在支架上，磁體放在線圈下方，閉合開關，用手輕推一下線圈，線圈就會不停地轉動起來。
（1）要想改變線圈的轉動方向，小明可采用的措施是：　 　、　 　。（寫出兩點）
（2）開關閉合后，如果電動機不轉，可能的原因是：　 　、　 　。
（3）小明還想設計一個能調節電動機轉速的實驗裝置，他還需要的主要器材是　 　， 并在虛線框內畫出實驗電路圖（電動機用符號 表示）　 　。
（2）（3）
變式3：（2023八下·浙江期中）為了探究電動機為什么會轉動，小明根據電動機的主要構造制作了一臺簡易電動機(如圖所示)。他用回形針做成兩個支架，分別與電源的兩極相連，用漆包線繞一個矩形線圈，以線圈引線為軸，并用小刀刮去軸的一端全部漆皮，另一端只刮去半周漆皮，將線圈放在支架上，磁體放在線圈下方，閉合開關，用手輕推一下線圈，線圈就會不停地轉動起來。
（1）要想改變線圈的轉動方向，小明可采取的措施是（　　）
A．改變電流的方向 B．提高電源電壓
C．增加線圈的匝數 D．同時改變磁場方向和電流方向
（2）如果電池、開關、導線的連接和性能良好，閉合開關后，發現線圈只抖動了一下，并不轉動，原因可能是　 　，這時可進行的有效嘗試是　 　。
（3）對簡易電動機進行改良后制作出現在可以連續轉動的電動機，是因為在線圈兩邊安裝了　 。
（4）小明想設計一個能調節電動機轉速的實驗裝置，他還需要的主要器材是　 　。
考點九、電磁感應現象
例1：如圖所示為探究“磁生電”的實驗裝置。
（1）閉合開關，讓懸著的導體AB （選填“左右”、“上下”、“沿A向B”或“沿B向A”）運動時，電流表會發生偏轉。
（2）若保持導體AB不動，要產生感應電流，正確的操作是 。
（3）實驗中發現電流表指針偏轉不明顯，為了使指針偏轉明顯，請你從實驗裝置和操作上各提一條改進建議。裝置改進：___________________；操作改進：_____________
（例1） （例2）
例2：如圖所示，把一條長約10m的導線兩端連在靈敏電流計的兩個接線柱上，形成閉合電路．有兩個同學迅速搖動這條導線，這兩個同學沿 （填“東西“或“南北”）方向站立時，電流計指針更容易偏轉．應用該原理制成了 機．
例3：小康將微風電風扇與小燈泡按如圖所示的電路連接并進行實驗，用手快速撥動風扇葉片，這時發現小燈泡發光，微風電風扇居然變成了“發電機”。關于該實驗，下列說法正確的是（ ）
A．“電風扇發電”的原理是電磁感應
B．“電風扇發電”的原理是通電導線在磁場中受到力的作用
C．“電風扇發電”過程是把電能轉化為機械能
D．小燈泡發光是把光能轉化為電能
變式1：（2023八下·鄞州期末）如圖是小寧在寧波火車站”刷身份證”進站時的情景，將身份證靠近檢驗口，機器感應電路中就會產生電流，從而識別小寧的身份。下列四幅圖中能反映其工作原理的是（　　）
A． B． C． D．
（1） （2）
變式2：如圖所示是動圈式話筒的部分結構。聲波使振膜左右振動，連接在振膜上的線圈也隨之一起振動，切割永磁體的磁感線產生電流，此過程中 （　　）
A．利用了電磁感應現象B．利用了通電導體在磁場中受力運動的原理
C．利用了電流的磁效應D．產生了直流電
變式3：（2023八下·吳興期中） 如圖所示是“探究感應電流產生的條件”實驗裝置
（1）實驗中，圖甲AB棒的材料可以是 　 　（選填“塑料”、“鋁”）；
（2）我們可以通過靈敏電流計指針是否偏轉來判斷電路中是否有感應電流產生；還可以通過指針偏轉的方向判斷 　 　；
（3）保持AB棒運動方向不變，僅將磁體N、S極對調，重復上述實驗，是為了探究感應電流方向與 的關系；
（4）若將此裝置中靈敏電流計換成 　 　，可進一步探究電動機的工作原理。
（5）小明做了如圖乙所示的裝置，閉合開關，用外力使導體棒ab水平向右移動，發現導體棒cd也隨之運動起來，cd運動的原因是　 　。
變式4：（2023八下·鎮海期末）起點為寧波市鎮海區威海路，終點為杭州市江干區下沙樞紐的杭甬高速段，將成為國內首條高科技智慧公路，建設遠期目標是實現車輛移動式無線充電（如圖甲）。圖乙是電動汽車無線充電的原理簡化圖，當路面內的充電線圈接通供電電源之后，該線圈就會產生一個磁場，當電動汽車在公路上的時候，車載線圈中會產生感應電流，實現無線充電。
（1）車載線圈中產生電流是利用　 　現象。
（2）當充電線圈中某一時刻的電流從a流入，b流出時，則圖中充電線圈內部B點的磁場方向　 　（填“向上”或“向下”）。
變式5：（2023八下·洞頭期中）發光二極管(LED)具有單向導電性，如圖甲，當電流從“+”極流入時，LED燈會發光，當電流從“-”極流入時，LED燈則不發光。小科想用LED燈來研究“感應電流的方向與哪些因素有關”，于是將兩個相同的LED燈反向并聯后接到線路中，與線圈構成閉合電路，并進行了如下實驗操作：
①條形強磁鐵的N極朝下放置，將條形強磁鐵快速向下插入線圈中(如圖乙)，發現A燈發光，B燈不發光；
②再將插入線圈中的條形強磁鐵快速向上拔出，發現B燈發光，A燈不發光。
（1）實驗中，將兩個相同的LED燈反向并聯的目的是　 　。
（2）通過上述實驗可以獲得的結論是　 　。
（3）在圖乙中，若要想證明“感應電流的方向與磁場方向有關”，在做了上述步驟①后，還應該補做的實驗是　 　。
變式6：（2023八下·拱墅期末）針對“感應電流大小與哪些因素有關”這一問題，小樂進行了如下探究：建立猜想：導體切割磁感線運動的速度越大，感應電流越大。
實驗裝置：如圖所示，足夠大的蹄形磁休放在水平面上
絕緣硬棒ab、cd可拉動導體PQ水平向右運動(導體PQ運動區域的磁場強度相同)。
（1）小樂建立上述猜想的依據是：導體切割磁感線運動的速度越大，動能就越大，轉化成的　 　能就越多。
（2）小樂利用上述實驗裝置，進行如下操作：讓導體PQ先后以　 　(填“相同”或“不同”)的速度水平向右運動；同一次實驗，應使導體PQ做　 　(填“勻速”或“變速")運動。
（3）若小樂的猜想正確，則觀察到的現象是　 　。
變式7：（2023八下·浙江期中）如圖所示為科學興趣小組用來探究“影響感應電流大小的因素”的實驗裝置，金屬圓盤在磁極間不斷轉動，相當于每根導線都在做切割磁感線運動，從而產生持續的電流。
【提出問題】影響感應電流大小的因素有哪些？
【建立猜想】 猜想1：切割磁感線的速度大小會影響感應電流的大小。
猜想2：磁場強弱會影響感應電流的大小。
（1）猜想3：　 　(根據后面的驗證猜想3回答)。
（2）【實驗研究】
驗證猜想1：當圓盤轉速增大時，電流表指針偏轉角度增大。
驗證猜想2：保持圓盤轉速不變，換用　 　發現電流表指針偏轉角度更大。
（3）驗證猜想3：保持圓盤轉速不變，換用一個半徑更大金屬圓盤，發現電流表指針偏轉角度更大。
【實驗結果】根據本實驗可知，影響感應電流大小的因素有切割磁感線的速度、磁場強弱和　 　。
【評價交流】上述實驗中金屬圓盤均逆時針轉動，某同學發現電流表指針在實驗中都向一個方向偏轉。若想讓電流表指針向另一個方向偏轉，則可　 　。
考點十、交流發電機
例1：（2023八下·杭州期末）如圖所示，是　 　（電動機或發電機）的工作原理圖，放在水平方向磁場中的矩形線圈沿逆時針方向轉動，當線圈轉到如圖位置時　 　。
變式1：（2023八下·杭州月考）如圖所示，×表示磁場方向垂直紙面向里，金屬棒MN在水平導軌abcd上無摩擦向右滑動時，金屬棒MN中電流方向為：從N流向M。則下列不正確的是（　　）
A．增大MN的速度，通過R的電流會變大
B．MN左、右運動時，切割了磁感線
C．若MN向左滑動，電阻R中電流方向為從c流向a
D．該圖反映了電動機原理
變式2：（2023·浙江期中）某實驗小組用如圖甲所示的裝置探究感應電流產生條件。
（1）某同學閉合開關后進行了如下操作，其中能產生感應電流的是 ____（填寫字母）。
A．導體AB不動，讓磁體左右運動 B．磁體不動，讓導體AB上下運動
（2）根據實驗現象，初步得到電路中產生感應電流的條件是：閉合電路的一部分導體在磁場中做 　 　運動。
（3）如果將靈敏電流計換成 　 　，可進一步研究電動機工作原理。
（4）如圖乙是手搖發電機的原理圖，當線圈轉動到圖示位置時，線圈中 　 　（填“有”或“無”）電流。
八年級科學第一章 電與磁1-5節培優練習講義解析
考點一、磁體和磁極和磁化
例1：（2023八下·吳興期中）如圖所示，在水平地面上的磁鐵上方，有掛在彈簧測力計上的磁體或鐵塊。小明提著彈簧測力計向右緩慢移動，掛在彈簧測力計上的磁體或鐵塊下端，沿圖示水平路線從A緩慢移到B。則圖中能反映圖中彈簧測力計示數F隨位置變化的是（　　）
A． B． C． D．
【答案】B
【解析】根據條形磁體兩極磁性最強而中間磁性最弱，和“同名磁極相互排斥、異名磁極相互吸引”的規律分析。
【解答】條形磁體兩極磁性最強而中間磁性最弱，且同名磁極相互排斥，異名磁極相互吸引；
A.當掛著的磁體向右移動時，相互吸引力逐漸減小，而過了大磁體中點后，相互排斥力逐漸增大，故可以得出彈簧測力計的示數從A端到B端是逐漸變小的，故A不合題意；
B.當掛著的磁體向右移動時，相互排斥力逐漸減小，而過了大磁體中點后，相互吸引力逐漸增大，故可以得出彈簧測力計的示數從A端到B端是逐漸變大的，故B符合題意；
CD.當掛著的磁體向右移動時，兩端的引力較大，中間的引力較小，故可以得出彈簧測力計的示數從A端到B端是先變小后變大，故C、D不合題意。
例2．如圖所示，兩個外形相同的鋼棒A、B相互吸引，則 (　　)
A．A棒一定有磁性 B．A棒一定沒有磁性
C．B棒不一定有磁性 D．B棒一定有磁性
【答案】D
【解析】根據物體是否具有磁性的判斷方法解答。
【解答】如果A為磁體，那么A的中間磁性最弱。將B放在A的中間時相互吸引，則B肯定為磁體。
如果A不是磁體，則A沒有磁性。將B放在A的中間時相互吸引，則B肯定為磁體。
故D正確，而A、B、C錯誤。
例3：（2023八下·杭州月考）小科在課外興趣活動課中將數枚一元硬幣按如圖所示放在兩根平行的條形磁鐵上，搭成了一座漂亮的“硬幣橋”，下列分析正確的是（　　）
A．“硬幣橋”中間磁性最強 B．兩枚硬幣相鄰的部分是同名磁極
C．“硬幣橋”的搭建利用了磁化的原理 D．“硬幣橋”上左右兩端的硬幣沒有磁性
【答案】C
【解析】根據磁化和磁極間的相互作用來進行判斷。
【解答】當硬幣都放在磁體的磁極上時，會被磁體磁化，硬幣也具有N極和S極，因此最外側的硬幣也有磁性。由于異名磁極相互吸引，硬幣便會搭成一座漂亮的“硬幣橋”，搭成的“硬幣橋”相當于條形磁鐵，并且中間磁性最弱，故A、B、D錯誤，C正確。
變式1：為辨別鋼棒是否有磁性，小明設計了以下方案進行探究。
（1）根據甲圖實驗現象， (填“能”或“不能”)判斷鋼棒一定具有磁性。
（2）乙圖實驗中，懸掛的鋼棒某一次轉動后，靜止時一端指南一端指北，由此判斷鋼棒 (填“一定”或“不一定”)具有磁性。
（3）根據丙圖實驗現象， (填“能”或“不能”)判斷鋼棒一定具有磁性。
（4）丁圖實驗中，水平向右移動鋼棒，彈簧測力計示數有變化， (填“能”或“不能”)判斷鋼棒一定具有磁性，理由是 。
【答案】（1）不能 （2）不一定 （3）不能 （4）能；磁體兩端磁性最強，中間最弱
【解析】（1）根據甲圖可知，鋼棒將大頭針吸引起來。如果鋼棒沒有磁性，而大頭針有磁性，那么也會出現這樣的情形，則甲圖實驗不能判斷鋼棒有磁性。
（2）懸掛的鋼棒只進行了一次轉動，那么它靜止下來的指向具有一定的偶然性，由此判斷鋼棒不一定具有磁性。
（3）根據丙圖可知，鋼棒吸引小磁針。小磁針本身有磁性，如果鋼棒沒有磁性，那么也會出現這樣的情況，則無法判斷鋼棒有磁性。
（4）根據丁圖可知，當懸掛的鐵塊水平向右移動時，彈簧測力計的示數發生改變，說明下面的鋼棒肯定對鐵塊產生了力的作用，且大小不斷變化，可以判斷鋼棒有磁性，理由是：磁體兩端磁性最強，中間最弱。
變式2：如圖所示，將大的條形磁鐵中間挖去一塊，放入一可以自由轉動的小磁針，當小磁針靜止時，它的N極應指向（　　）A
A．左邊a B．右邊c C．b邊或d邊 D．不能確定
變式3：小明用水平放置的一根條形磁鐵的一端吸起一根較小的鐵釘，如圖所示，若他用一根同樣的條形磁鐵的S極與原來的磁鐵N極靠近合并時，將看到的現象是（ ）B
A．鐵釘的尖端被吸向右端磁鐵 B．鐵釘將落下
C．鐵釘的尖端被吸向左端磁鐵 D．鐵釘被吸得更牢
變式4（2022八下·臨海月考）桌面上放有一定量的鐵屑，如甲圖所示，將兩根完全相同的條形磁鐵A的N 極和磁鐵B 的S 極放置在靠近鐵屑的上方，吸附一定量的鐵屑。如乙圖所示，將一根長度略大于兩 磁鐵間距的軟鐵棒，輕輕擱在兩磁鐵上，則被吸附的鐵屑會　 （選填“增加”“不 變”或“減少”）。若將吸附有鐵屑的兩極靠在一起，則吸附在連接處的鐵屑會減少，原因是　 　。
【答案】減少；當磁鐵 A 的 N 極和磁鐵 B 的 S 極靠在一起時， AB 兩個磁鐵相當于一個大磁鐵， 中間 的磁性減弱， 吸附連接處鐵屑會減少
【解析】條形磁體的兩端磁性最強，中間磁性最弱，據此分析解答。
【解答】（1）如甲圖所示，將兩根完全相同的條形磁鐵A的N 極和磁鐵B 的S 極放置在靠近鐵屑的上方，吸附一定量的鐵屑。如乙圖所示，將一根長度略大于兩磁鐵間距的軟鐵棒，輕輕擱在兩磁鐵上，此時這三者可以看作一個大的條形磁鐵。由于條形磁體中間磁性最弱，那么被媳婦的鐵屑會減少。
（2）若將吸附有鐵屑的兩極靠在一起，則吸附在連接處的鐵屑會減少，原因是：當磁鐵 A 的 N 極和磁鐵 B 的 S 極靠在一起時， AB 兩個磁鐵相當于一個大磁鐵， 中間的磁性減弱， 吸附連接處鐵屑會減少。
變式6：（2023八下·杭州月考）在圖中的裝置中，有兩個薄鐵片（舌簧片）ab和cd，a端和d端分別固定在一塊木支架上，b端和c端相互交疊但相隔一個很小的距離，舌簧片連接在一個有小燈泡的電路中，如果拿一根條形磁體平行地靠近舌簧片，小燈泡就亮起來，這是因為（　　）
A．由于磁化，b 端為S極，c 端為N極，b、c 端互相吸引，使電路接通
B．由于磁化，b 端為N極，c 端為S極，b、c 端互相吸引，使電路接通
C．由于條形磁體的吸引，b、c 端接觸，使電路接通
D．以上說法都不正確
【答案】B
【解析】一根條形磁體平行地靠近舌簧片，使鐵片被磁化（原來沒有磁性的物質獲得磁性的過程叫磁化）。a、d兩端分別被磁化為S、N極，b、c兩端分別被磁化為N、S極。同名磁極互相排斥，異名磁極互相吸引。
【解答】A.由于磁化b端為N極，c端為S極，b、c 端互相吸引，使電路接通，A錯誤；
B.由于磁化b端為N極，c端為S極，b、c 端互相吸引，使電路接通，B正確；
C.由于b、c 端異名磁極互相吸引，使電路接通，C錯誤
D.有正確選項，D錯誤
考點二 磁場和磁感線
例1：如下圖，在通電螺線管中，放有兩個小磁針，當小磁針靜止時，N極指向正確的是( )D
例2：（2023八下·拱墅期末）如圖所示為某磁體周圍磁場的部分磁感線，則下列說法正確的是（　　）
A．這些可能是條形磁鐵周圍磁場的磁感線
B．圖中A點和B點的磁場一樣強
C．圖中C點沒有磁場
D．圖中D點處的小磁針黑色一端為S極
【答案】A
【解析】根據對磁感線的認識和理解判斷即可。
【解答】A.在磁體外部，磁感線總是從磁體的N極出來，然后回到S極，且在兩極附近，磁感線呈放射狀，故A正確；
B.A點的磁感線比B點更稠密，則A點比B點磁場強度大，故B錯誤；
C.磁體周圍每個位置都存在磁場，故C錯誤；
D.根據磁感線的箭頭可知，左端為磁場的S極。根據“異名磁極相互吸引”可知，小磁針在D點時黑色為N極，故D錯誤。
例3：根據通電螺線管周圍存在磁場的實驗事實，某同學對地磁場產生的原因提出了一個假說：地磁場是由繞地球的環形電流引起的．下圖中符合他假說的模型是（ ）A
A．電流沿緯線由東向西 B．電流沿緯線由西向東
C．電流沿經線由北向南 D．電流沿經線由南向北
變式1：如圖所示是用來描繪某一磁體周圍磁場的部分磁感線，由磁感線的分布特點可知，b點的磁場比a點的磁場　 　(填“強”或“弱”)；若在b點放置一個可自由轉動的小磁針，則小磁針靜止時，其S極指向　 　(填“P”或“Q”)處。
【答案】強；P
【解析】（1）在磁鐵周圍，磁感線越稠密，則磁場越強；磁感線越稀疏，則磁場越弱。
（2）在磁場中，小磁針靜止時N極所指的方向為磁場方向。
【解答】（1）根據圖片可知，b點的磁感線比a點更稠密，因此b點磁場比a點磁場強。
（2）根據圖片可知，b點磁場方向指向Q，則小磁針的N極指向Q，S極指向P。
變式2：（2023八下·海曙期末）如圖甲為某品牌磁懸浮地球儀，其球體內部裝有永磁鐵，底座裝有環形線圈。當線圈通電后產生磁場，與球體內永磁鐵相互作用使球體保持懸空。若底座簡化的環形線圈中電流方向如圖乙(從上往下看為逆時針方向)，則下列主視圖中球體內永磁鐵放置方式合理的是（　　）
A． B． C． D．
【答案】D
【解析】首先根據乙圖確定底座產生電磁場的磁極方向，再根據磁極之間的相互作用判斷球內永磁體的磁極方向。
【解答】根據乙圖可知，此時電流方向向外。右手握住線圈，彎曲的四指指尖向外，那么大拇指指向上端，則上端為電磁鐵的N極。球在空中懸浮，則它受到的重力和電磁力相互平衡，那么它受到豎直向上的排斥力。根據“同名磁極相互排斥”可知，球內永磁體的下端應該為N極。
變式3：如圖甲所示為一森林俯視圖。某探險小組進入森林后在Q處迷失方向，為走出森林，他們借助指南針來辨別方向，指南針指向如圖乙所示，那么他們正確的前進方向應沿著指南針所在位置的(　　)
A．E方向 B．F方向 C．G方向 D．H方向
【答案】B
【解析】根據地理方向的相對位置，結合小磁針的指向判斷東方所在的方向即可。
【解答】根據圖片可知，上北下南左西右東，則出口在東方。當小磁針靜止時，它的N極指向北，S極指向南。根據圖乙可知，H為北，G為南，E為西，F為動，因此出口在F方向。
變式4：（2023八下·金東期末）在項目化學習中，小科用條形磁體、大號縫衣針、硬卡紙、橡皮和大頭針制作簡易指南針，制作過程如下：
①取2枚大號鋼質縫衣針，分別將條形磁體沿同方向摩擦10余次(如圖甲)，使縫衣針磁化。
②將1張硬殼卡紙折成直角，將2枚被磁化的縫衣針對稱地穿在卡紙兩側，用1塊橡皮和1枚大頭針做成支座，將插有縫衣針的卡紙支起，如圖乙。
③確定簡易指南針能否指示南北方向。
④在老師的指導下，針對制作指南針的科學性設計了評價表。
“自制指南針”評價量表
評價指標 優秀 合格 待改進
指標一 指針磁性強，且能自由轉動 指針磁性強，不能自由轉動 指針磁性弱，不能自由轉動
指標二 能準確指示南北方向，能保持水平平衡 能指示南北方向，不能保持水平平衡 不能指示南北方向，不能保持水平平衡
（1）將條形磁鐵S極靠近圖乙中縫衣針針尖，縫衣針被排斥，則縫衣針針尖的磁極為　 　極；
（2）在不添加器材情況下，若要確定簡易指南針是否能夠指示南北，應如何操作　 　；
（3）根據評價量表進行測試評價，小科制作的指南針”指標-”被評為”優秀”，”指標二”被評為”合格”。為使該指南針的”指標二”達到優秀水平，請你對該指南針提出合理的改進建議　 　。
【答案】（1）S（2）多次轉動簡易指南針，觀察能否恢復到南北方向（合理即可）
（3）在大頭針上移動卡紙位置，直到能夠保持水平平衡
【解析】磁極間相互作用關系：同名磁極互相排斥，異名磁極相互吸引。指南針指示南北是因為受到地磁場的作用。指南針的重心剛好在支架上時可以保持平衡。
【解答】（1） 縫衣針被 條形磁鐵S極排斥 ，說明兩者是同名磁極，則縫衣針針尖的磁極為S極；
（2）為了防止摩擦力等其他因素干擾實驗，應多次轉動簡易指南針，觀察能否恢復到南北方向；
（3）指南針不能保持水平平衡 ，說明它的重心不在支架上，所以在大頭針上移動卡紙位置，直到能夠保持水平平衡 。
考點三、直線電流的磁場
例1：（2023八下·蘭溪期中）如圖所示，在科學實驗課上，方老師帶領大家一起做奧斯特實驗。方老師告訴同學們，為了讓實驗效果更加明顯，建議大家將通電直導線沿　 　方向放置（選填“東西”或“南北”），此時直導線在小磁針處產生的磁場方向和放在該點小磁針的　 　極指向一致（選填“N”或“S”）。
【答案】南北；N
【解析】由于小磁針受到地磁場的作用，要指南北方向，為了觀察到明顯的偏轉現象，應使電流產生磁場方向為東西方向，故應使把直導線南北放置。在磁場中，小磁針北極的指向即為該點的磁場方向。①磁場有方向，科學上把小磁針靜止時北極所指的方向規定為其所處點的磁場方向。
②通電螺線管的磁極和電流方向之間的關系可以用右手螺旋定則（也叫安培定則）來判定。用右手握螺線管，讓四指彎向螺線管中的電流方向，大拇指所指的那一端就是通電螺線管的北極。右手螺旋定則也可以用來判斷直線電流的磁場方向，只是需讓大拇指指向電流方向，四指彎曲的方向就是直線電流產生的磁場方向。
例2：如圖所示，在豎直放置的矩形通電線框中懸掛一個能自由轉動的小磁針。當通以圖中所示方向的電流時，小磁針N極將 （　　）
A．轉動90°，垂直指向紙里 B．轉動90°，垂直指向紙外
C．轉動180°，指向左邊 D．靜止不動，指向不變
【答案】A
【解析】①在磁場中某點放一個小磁針，當小磁針靜止時N極所指的方向就是該點的磁場方向；
②右手握住導線，大拇指指向電流方向，此時彎曲的四指所指的方向就是磁場的環繞方向。
【解答】左邊：右手握住直導線，大拇指指向上端，在導線的右側四指的指尖向里，即該點的磁場方向與紙面垂直向里；
右邊：右手握住直導線，大拇指指向下端，在導線的左側側四指的指尖向里，即該點的磁場方向與紙面垂直向里；綜上所述，小磁針的N極應該向紙內轉動90°。
變式1：.如圖所示，一條向上射出的陰極射線可以看作是許多電子定向運動形成的電子流。則通過這束電子流的運動方向推斷電流及周圍的磁場方向是( ) A
A. B． C． D．（15）
變式2：如圖，一束帶電粒子沿著水平方向平行地飛過小磁針的上方，小磁針的S極向紙內偏轉。對帶電粒子束的判斷： ①向右飛行的正離子束；②向左飛行的正離子束；③向右飛行的負離子束；④向左飛行的負離子束；⑤向右飛行的電子束；⑥向左飛行的電子束，則可能正確的是（ ） 15.A
A. ②③⑤ B. ①④⑥ C. ②④⑥ D. ①③⑤
變式3：如圖所示，在觀察奧斯特實驗時，小明注意到置于通電直導線下方小磁針的N極向紙內偏轉．小明由此推測：若電子沿著水平方向平行地飛過磁針上方時，小磁針也將發生偏轉．請你說出小明推測的依據是：　 　，你認為電子下方的磁針N極會向　 　(選填“紙內”或”紙外”)偏轉。
.【答案】電子的定向移動形成電流，電流周圍存在磁場；紙外
變式4：兩根平行導線通電后，會出現如圖甲所示的現象(圖中實線、虛線分別表示通電前、后的情況)。由此可以推斷：在圖乙所示的電路中，當開關S閉合時，螺線管的長度會　 　(填“變長”或“變短”，不考慮摩擦力)。你判斷的依據：　 　。
【答案】變短；螺線管上由于相鄰導線中的電流方向都相同，相互吸引，故變短
【解析】根據乙圖確定線圈上電流方向，弄清相鄰導線之間的電流關系，然后與甲圖進行比較，從而確定兩根導線之間的力的作用。
【解答】根據乙圖可知，線圈上的電流方向都是向上的，即相鄰導線之間電流方向相同。根據甲圖可知，當相鄰導線的電流方向相同時，二者之間相互吸引，因此螺旋管的長度會變短，那么依據是：螺線管上由于相鄰導線中的電流方向都相同，相互吸引，故變短。
變式5：（2023八下·金華期中）學習了電磁知識后，小柯了解到相互靠近的通電導線之間會產生相互作用力。那么這個力的大小和方向與哪些因素有關呢？他將兩根導線（可伸長）平行放置后固定（如圖 1 甲所示），然后依次通上如圖乙、丙、丁所示的電流，通過反復實驗證實了他的猜想。請回答：
（1）分析圖 1　 　（選填序號），可知通電導線之間作用力大小與電流大小有關。
（2）得到通電導線之間的相互作用力的方向與電流方向有關的結論，你的依據是　 。
（3）如圖 2 所示，將一柔軟的導線彎成星形，并將其置于光滑水平桌面上，然后將開關 S 閉合，則該星形回路將 。（填字母編號）
A．不會變形 B．會變形，所圍面積減小
C．會變形，所圍面積增大 D．會變形，所圍總面積不變
【答案】（1）丙、丁
（2）對比乙和丙，在電流大小相同的情況下，電流方向不同，兩根導線分別出現靠近和排斥，即作用力的方向不同
（3）C
【解析】控制變量法主要是指研究某一因素對實驗的影響時，應控制其余無關變量的相同且適宜。
【解答】（1）研究作用力大小與電流大小的因素時，需控制除電流大小外的其余條件相同且適宜，故為丙和丁；
（2） 對比乙和丙可知，在電流大小相同的情況下，電流方向不同，兩根導線分別出現靠近和排斥，即作用力的方向不同；
（3） 由圖2可知相鄰導線為相反方向電流，故其相互排斥使面積變大。
故答案為：（1） 丙、丁 ；（2） 對比乙和丙，在電流大小相同的情況下，電流方向不同，兩根導線分別出現靠近和排斥，即作用力的方向不同 ；（3）C
點二、通電螺線管的磁場
例1：（2023八下·杭州月考）如圖所示，條形磁鐵置于水平桌面上，電磁鐵右端固定并保持水平，且與條形磁鐵在同一平面和相同高度。當電路中開關S由斷開到閉合時，條形磁鐵一直保持靜止，下列說法正確的是（　　）
A．開關S閉合后，電磁鐵左端是S極
B．開關S閉合后，條形磁鐵受到摩擦力的方向向左
C．開關S閉合后，滑片P向右移動時，條形磁鐵受到的摩擦力逐漸減小
D．開關S斷開時，條形磁鐵與電磁鐵之間沒有力的作用
【答案】C
【解析】電路中開關S斷開時，電磁鐵沒有磁性，磁鐵對鐵芯有力的作用；閉合開關后，根據右手螺旋定則可判斷電磁鐵的左邊是N極，右邊是S極，與條形磁鐵的作用是同名磁極互相排斥；滑片P向右移動，電阻變大，電流變小，電磁鐵磁性減小。
【解答】A.開關S閉合后，電磁鐵左端是N極，A錯誤；
B.開關S閉合后，電磁鐵左端是N極，與條形磁鐵同名磁極互相排斥，所以條形磁鐵被向左推，它受到的摩擦力方向向右，B錯誤；
C.開關閉合后，滑片P向右移動，電磁鐵磁性減小，對條形磁鐵的推力減小，所以條形磁鐵受到的摩擦力也減小（因為條形磁鐵一直保持靜止，所以條形磁鐵受到的摩擦力和推力是一對平衡力。平衡力大小相等，C正確；
D.開關S斷開時，條形磁鐵與電磁鐵之間有力的作用，D錯誤；
例2：（2023八下·吳興期中）如圖所示，電磁鐵P和Q通電后（　　）
A．P的右端是N極，Q的左端是S極，它們相互吸引
B．P的右端是S極，Q的左端是N極，它們相互吸引
C．P的右端是N極，Q的左端是N極，它們相互排斥
D．P的右端是S極，Q的左端是S極，它們相互排斥
【答案】C
【解析】根據安培定則分別確定兩個電磁鐵的磁極方向，然后根據磁極之間的相互作用規律分析二者之間的作用力即可。
【解答】左：線圈上電流方向向下。右手握住螺線管，彎曲的四指指尖向下，此時大拇指指向右端，則右端為電磁鐵的N極；
右：線圈上電流方向向上。右手握住螺線管，彎曲的四指指尖向上，此時大拇指指向左端，則左端為電磁鐵的N極；根據同名磁極相互排斥可知，此時它們之間相互排斥。
例3：如圖所示，將一根彈簧與電源相連，當開關閉合后，會發現（ ）A
A．彈簧變短 B．彈簧變長 C．彈簧長度不變 D．無法確定
例4：（2023八下·杭州期末）如圖所示，一根彈簧下端連著一個條形磁鐵，條形磁鐵的下端為N極。條形磁鐵下方有一電磁鐵。閉合開關后（　　）
A．電磁鐵左側小磁針的N極向上偏轉
B．若去掉螺線管中的鐵芯，彈簧的長度會變短
C．當滑動變阻器的滑片向右滑動時，彈簧長度會變長
D．若調換電源的正負極，小磁針的指向會發生改變
【答案】D
【解析】A.根據安培定則判斷電磁鐵的磁極方向，再根據磁極之間的相互作用規律確定小磁針的指向；
B.首先分析去掉鐵芯后電磁鐵的磁場強弱變化，再確定條形磁體受到磁力的變化，最后確定彈簧長度的變化；
C.根據滑片移動確定電流大小變化，再確定電磁鐵的磁場強弱變化，最后分析彈簧的長度變化；
D.電磁鐵的磁極方向與電流方向有關，據此分析判斷。
【解答】A.根據圖片可知，線圈上電流方向向右。根據安培定則可知，電磁鐵的上端為N極。根據“異名磁極相互排斥”可知，小磁針的N極向下偏轉，故A錯誤；
B.若去掉螺線管中的鐵芯，電磁鐵的磁場減弱，則條形磁鐵受到的排斥力減小，則彈簧受到的拉力變大，即彈簧的長度變大，故B錯誤；
C.當滑動變阻器的滑片向右滑動時，變阻器的阻值減小，則通過電磁鐵的電流變大，那么電磁鐵的磁場變強，那么條形磁鐵受到的排斥力變大，則彈簧受到的拉力減小，即長度變小，故C錯誤；
D.若調換電源的正負極，則通過電磁鐵的電流方向改變，那么電磁鐵的磁場方向發生改變，則小磁針的指向會發生改變，故D正確。
變式1：（2023八下·椒江期末）如圖裝置中，當閉合開關，滑動變阻器的滑片P向右移動時，彈簧測力計的示數變大。下列分析正確的是（　　）
A．電磁鐵的上端為N極
B．電源左端為正極
C．斷開開關，彈簧測力計的示數為零．
D．滑片P不動，若抽去鐵芯，測力計示數將變大
【答案】B
【解析】（1）首先根據變阻器的滑片移動確定電流的大小變化，進而確定電磁鐵磁場的強弱變化。然后根據彈簧測力計示數增大確定二者之間存在排斥力還是吸引力，最后根據磁極之間的相互作用規律確定電磁鐵的磁極方式。
（2）利用安培定則判斷出電磁鐵中電流的方向，從而可以確定電源的正負極。
（3）注意分析條形磁鐵不受吸引力時還受到重力作用；
（4）首先判斷抽去鐵芯后電磁鐵磁性強弱的變化，再根據磁體間的相互作用規律確定彈簧測力計示數的變化。
【解答】A.滑動變阻器的滑片P向右移動時，變阻器接入電路的電阻變小，則電路中的電流變大，電磁鐵的磁性變強。彈簧測力計的示數變大，說明電磁鐵對條形磁體產生吸引力。條形磁體的下端為N極，根據異名磁極相互吸引可知，電磁鐵的上端為S極，故A錯誤；
B.電磁鐵的上端為S極，其下端為N極。右手握住螺線管，大拇指指向下端，此時彎曲的四指指尖向左，即線圈上電流方向向左，那么電流從電磁鐵的上端流入、下端流出，所以電源左端為正極，右端為負極，故B正確。
C.斷開開關，電路中沒有電流，則電磁鐵無磁性，即電磁鐵對條形磁體既不吸引也不排斥，但條形磁體受重力，所以彈簧測力計有示數，故C錯誤。
D.滑片P不動，抽去鐵芯后，電磁鐵的磁性變弱，對條形磁體的吸引力變小，所以彈簧測力計的示數將變小，故D錯誤。
變式2：彈簧下懸掛一條形磁鐵，磁鐵下方有一通電螺線管，如圖所示，為了使彈簧長度最長，下列措施中可行的是（　　）D
A．減小線圈的匝數 B．斷開開關　 C．滑片P向右滑動 D．將電源的兩極對調
變式3：（2023八下·吳興期末）玩具小船上固定有螺線管（有鐵芯）、電源和開關組成的電路，如圖所示，把小船按圖示的方向放在水面上，閉合開關，船頭最后靜止時的指向是（ ）
A．向東 B．向南 C．向西 D．向北
【答案】D
【解析】根據安培定則判斷螺線管的磁極方向即可。
【解答】根據圖片可知，線圈上電流方向向下。右手握住螺線管，彎曲的四指指尖向下，此時大拇指指向右端，則右端船頭為螺線管的N極，左端船尾為S極，那么船頭最后靜止時指向是向北的。
變式4：（2023八下·拱墅期末）如圖甲所示為磁懸浮地球儀，球體內有一條形磁體，上端為S極，其下方環形底座內有一電磁鐵，通過磁極間的相互作用使地球儀懸浮在空中，如圖乙所示為其內部結構示意圖，下列判斷錯誤的是（　　）
A．電磁鐵下端為S極
B．電源上端為正極
C．當滑動變阻器滑片P向右滑動時，電磁鐵的磁性增強
D．若在球體正上方A處吸一小鐵塊，可適當向右滑動滑片P使球體離底座的距離保持不變
【答案】B
【解析】（1）（2）首先根據平衡力的知識判斷球體受到電磁力的方向，然后根據磁極之間相互作用判斷電磁鐵的磁極方向。接下來根據安培定則判斷線圈上電流方向，進而確定電源的正負極；
（3）電磁鐵的磁性強弱與電流大小有關；
（4）磁體之間的作用力隨距離的增大而減小，隨距離的減小而增大。首先根據平衡力的知識判斷電磁力的變化，再根據距離不變確定通過電磁鐵電流大小的變化即可。
【解答】AB.條形磁體上端為S極，則下端為N極，根據同名磁極相互排斥可知，電磁鐵的上端為N極，下端為S極。伸出右手，使大拇指指向電磁鐵的N極（電磁鐵的上端），則四指彎曲所指的方向為電流的方向，電流從螺線管的上端流入，下端流出，所以電源的上端為正極，故A錯誤符合題意，B正確不合題意；
C.當滑動變阻器滑片P向右滑動時，變阻器連入電路的電阻變小，由歐姆定律可知通過電路的電流變大，電磁鐵的磁性增強，故C正確不合題意；
D.若在球體正上方A處吸一小鐵塊，則球體的重力增大。而球體受到的重力和排斥力是平衡力，則球體排斥力也要增大。使球體離底座的距離保持不變，需要增強磁場強度，需要增大電路中的電流，可適當向右滑動滑片P，故D正確不合題意。
變式5：把一根柔軟的螺旋彈簧豎直懸掛起來，使它的下端剛好與杯里的水銀面相接觸，并組成如圖所示的電路圖，當開關接通后，將看到的現象是 （　　）
A．彈簧向上收縮 B．彈簧上下跳動 C．彈簧被拉長 D．彈簧仍靜止不動
【答案】B
【解析】根據安培定值判斷線圈上的磁極方向，根據磁極之間的相互作用規律確定線圈之間力的作用即可。
【解答】根據圖片可知，線圈上電流方向向左。右手握住螺線管，彎曲的四指指尖向左，此時大拇指指向下端，則每個線圈的下端為N極，上端為S極。根據“異名磁極相互吸引”可知，相鄰線圈相互吸引而縮短。此時彈簧與水銀面分開，整個電路沒有電流，則磁場消失，彈簧恢復原來長度，再次接觸水銀面。如此往復，預算彈簧上下跳動。
變式6：如圖所示，開關S閉合后，位于螺線管右側的小磁鐵的N極將( ) D
A．順時針轉過90° B．逆時針轉過90° C．轉過180° D．保持靜止狀態
變式7：如圖為雙線并繞的螺線管,a,b,c,d為螺線管的四個接線頭,用同一電源供電,下列連接中磁性最強的接法是：（ ）B
A．bc相連,a,d分別接電源兩極
B．ab相連,cd相連后分別接電源兩極
C．cd相連,a,b分別接在電源兩極
D．ad相連,bc相連后分別接在電源兩極
變式8：（2023八下·柯橋期末）如圖所示，盛水的燒杯放在電磁鐵上方，當電磁鐵的開關斷開時，空心小鐵球自由地浮在水面上：開關閉合時，小磁針發生偏轉，此時電磁鐵上端為　 　極，要使小鐵球下沉些，滑動變阻器的滑片應向　 　(填”上”或”下”)移動：斷開開關時，小磁針又回到最初的狀態是因為　 　的作用。
【答案】N；下；地磁場
【解析】用右手握住通電螺線管，讓四指指向電流的方向，那么大拇指所指的那一端是通電螺線管的N極。電磁鐵磁性的強弱與電流大小，線圈匝數有關，線圈匝數不變時，電流越大，磁性越強。小磁針在地球表面受到地磁場的作用，所以一直南北指向。
【解答】閉合開關時，電流從電磁鐵的下端流入上端流出，根據右手螺旋定則可知電磁鐵上端為N極，下端為S極。空心小鐵球下沉一些，受到的浮力就會增大，需要增大電磁鐵對小鐵球的吸引力，應增大電磁鐵的磁性，需要將滑動變阻器的滑片向下移動，以減小變阻器連入電路的電阻，從而增大通過電磁鐵的電流；斷開開關時，電磁鐵的磁性消失，小磁針又回到南北指向，是因為受到地磁場的作用。
變式9：如圖所示，彈簧測力計甲、乙的掛鉤上分別掛著一個條形磁體和一個鐵塊，開關閉合后，當滑動變阻器的滑片向右移動時，彈簧測力計甲的示數　 　，彈簧測力計乙的示數　 　(均填“變大”“變小”或“不變”)。
【答案】變小；變大
【解析】根據安培定則判斷電磁鐵的磁極方向，再根據磁極之間的相互作用規律判斷懸掛的物體受到磁力的方向。當變阻器的滑片向右移動時，根據電流變化確定它們受到磁力的變化，弄清彈力的變化，最終確定彈簧的長度變化。
【解答】根據圖片可知，以左端為例，線圈上電流方向向右。右手握住螺線管，彎曲的四指指尖向上，則上端為N極，下端為S極。那么甲下面的條形磁鐵受到向上的排斥力。當滑片向右移動時，變阻器的阻值減小，而電流增大，那么磁場變強，排斥力增大，因此甲受到的拉力減小。
同理，右端上面為S極，則對鐵塊產生向下的吸引力。當滑片向右移動時，變阻器的阻值減小，而電流增大，那么磁場變強，吸引力增大，因此乙測力計的示數變大。
考點四、電磁鐵
例1：（2023八下·椒江期末）在”探究電磁鐵磁性強弱的影響因素”實驗中，小科用細線將電磁鐵M懸掛在鐵架臺上，將條形磁鐵放在電子臺秤上，如圖所示。實驗步驟如下：
①斷開開關S，將電磁鐵1、3接線柱按圖示接入電路：
②按下臺秤上的清零按鈕使臺秤示數為零。將滑片移到最大阻值處，閉合開關S，多次移動滑片位置，讀出相應的電流值和臺秤示數，并記錄在表格中。
③斷開開關S，將接線柱1改接至2，重復步驟②。
④分析數據，得出結論。
接線柱 實驗次數 1 2 3
1、3 電流/A 0.34 0.40 0.44
臺秤示數/N -0.81 -0.82 -0.84
2、3 電流/A 0.34 0.40 0.44
臺秤示數/N -0.75 -0.76 -0.78
（1）小科通過　 　來推斷電磁鐵磁性強弱
（2）分析表中數據可得出的實驗結論是　 　。
（3）滑動變阻器除了保護電路外，還具有　 　的作用。
（4）若想要使臺秤的壓力值顯示為正，可進行的操作是　 　 (寫出一種即可)
【答案】（1）臺秤示數大小
（2）電磁鐵磁性強弱與電流大小和線圈匝數有關，電流越大，線圈匝數越多，磁性越強
（3）改變電流大小和控制電流相同
（4）對調電源正負極、對調條形磁鐵南北極、改變線圈纏繞方式、互換1、3或2、3接線柱等
【解析】（1）臺秤上的條形磁鐵受到電磁鐵的吸引力，從而時臺秤的示數發生改變。臺秤示數的變化量越大，則說明電磁鐵的磁場越強。
（2）根據表格數據分析電磁鐵的磁場強弱與電流大小和線圈匝數的關系；
（3）根據變阻器的工作原理解答；
（4）要使臺秤的壓力值為正，就要改變電磁鐵的磁場方向，而電流方向和繞線方式會改變磁場方向，據此分析解答。
【解答】（1）小科通過臺秤示數大小來推斷電磁鐵磁性強弱；
（2）第一行數據可知，當線圈匝數相同時，電流越大，臺秤示數變化越大，說明電磁鐵的磁場越強；
根據第3列數據可知，當電流相同時，線圈匝數越多，則臺秤示數變化越大，說明電磁鐵的磁場越強。
那么得到結論：電磁鐵磁性強弱與電流大小和線圈匝數有關，電流越大，線圈匝數越多，磁性越強。
（3）滑動變阻器除了保護電路外，還具有改變電流大小和控制電流相同的作用。
（4）若想要使臺秤的壓力值顯示為正，可進行的操作是：
①對調電源正負極，從而改變電磁鐵的電流方向，進而改變電磁鐵的磁場方向；
②對調條形磁鐵南北極，從而改變磁力的方向；
③改變線圈纏繞方式，從而改變電磁鐵的磁場方向；
④互換1、3或2、3，改變電流方向，從而改變電磁鐵的磁場方向。
變式1：（2023八下·婺城期末）小科為驗證“影響電磁鐵磁性強弱的因素”，設計了如圖實驗，右側底端固定有小磁鐵的指針能繞轉軸O轉動。
實驗1：將變阻器滑片P移至最上端，閉合開關S至a處，再將滑片P逐漸向下移動，觀察指針示數的變化。
實驗2：先將變滑片P移至最上端，閉合開關S至a處，記下指針示數和電流表示數；再閉合開關S到b處，調節滑動變阻器滑片P，使電流強度保持不變，指針示數比之前更偏右。請回答：
（1）實驗1的目的是研究電磁鐵磁性強弱與　 　的關系，實驗過程中指針向　 （填“左”或“右”）偏轉。
（2）實驗2的目的是研究電磁鐵磁性強弱與　 　的關系；根據實驗數據可以得出的結論是　 　。
【答案】（1）電流大小；右
（2）線圈匝數多少；當電流大小不變時，電磁鐵線圈匝數越多，磁性越強
【解析】（1）①根據題目描述分析哪個因素發生改變，從而確定研究目的；
②根據電磁鐵的磁場變化確定小磁體受到磁力的變化，進而確定指針的偏轉角度變化。
（2）①根據題目描述分析哪個因素發生改變，從而確定研究目的。
②根據指針的示數變化確定電磁鐵的磁場強弱變化，進而確定磁場強弱與線圈匝數的關系時。
【解答】（1）①根據“再將滑片P逐漸向下移動”可知，通過電磁鐵的電流大小發生改變，那么實驗1的目的是探究電磁鐵磁場強弱與電流大小的關系。
②將滑片P逐漸向下移動時，變阻器的阻值減小，通過電磁鐵的電流變大，那么磁場變強，于是小磁體受到的吸引力增大，于是指針向右偏轉。
（2）①根據“再閉合開關S到b處”可知，電磁鐵的線圈匝數增多，那么實驗2的探究目的是研究電磁鐵的磁場強弱與線圈匝數的關系；
②指針示數比之前更偏右，說明電磁鐵的磁場強度更大，那么得到結論：當電流大小不變時，電磁鐵線圈匝數越多，磁性越強。
變式2：（2023八下·義烏期中）為探究電磁鐵的磁性強弱跟哪些因素有關，小科做了如下的實驗。
步驟1：在水平桌面上放置一小車，小車上固定一塊條形磁鐵（如圖）。
步驟2：當閉合開關時，小車會沿水平方向向右運動，記錄小車在水平桌面上運動的距離S1。
步驟3：斷開開關，把小車重新放在起始位置，依次向右移動變阻器滑片，閉合開關，記錄小車在水平桌面上運動的距離。實驗數據如下：
（1）請你在圖中用一根導線（用筆畫線代替）完成實驗電路的連接。
（2）通過本實驗可得出的結論是：　 　。
實驗次數 1 2 3 4 5 6
電流的大小（安） 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0 2.2
小車運動的距離（厘米） 15 19 24 30 ？ ？
（3）電磁鐵的磁性不僅跟電流的大小有關，而且還與線圈的匝數有關，若要研究電磁鐵磁性與線圈匝數的關系，已知線圈的電阻不能忽略，那么將滑動變阻器的連接線從a處移動到b處后，閉合開關后下一步的操作是　 　，然后再記錄小車運動的距離。
【答案】（1）
（2）線圈匝數一定時，電流越大，電磁鐵的磁性越強
（3）移動滑動變阻器保持線圈中的電流不變
【解析】（1）根據滑動變阻器的使用方法解答；
（2）根據小車運動的距離大小確定電磁鐵的磁性強弱，根據表格確定哪個變量相同，那個變量不同，據此描述實驗結論。
（3）探究線圈匝數對電磁鐵磁場強弱的影響時，必須控制通過線圈的電流相等，而改變線圈匝數，據此分析解答。
【解答】（1）滑動變阻器應該與開關串聯，且接線“一上一下”，如下圖所示：
（2）根據表格可知，線圈的匝數相同，電流越大，則小車運動的距離越大，那么得到結論：線圈匝數一定時，電流越大，電磁鐵的磁性越強。
（3）若要研究電磁鐵磁性與線圈匝數的關系，已知線圈的電阻不能忽略，那么將滑動變阻器的連接線從a處移動到b處后，閉合開關后下一步的操作是：移動滑動變阻器保持線圈中的電流不變，然后再記錄小車運動的距離。
變式3：某小組在探究“電磁鐵磁性強弱與哪些因素有關”的實驗中，設計了如圖所示電路，并進行了實驗，當電磁鐵通電時會對磁體產生力的作用，使指針繞O點轉動，記錄指針A所指的刻度值大小，實驗結果如下表。
線圈接線點 接線柱1 接線柱2 接線柱3
實驗次數 1 2 3 4 5 6 7 8 9
電流/A 0.8 1.2 1.6 0.8 1.2 1.6 0.8 1.2 1.6
指針所指的刻度值大小 0.8 1.2 1.6 0.6 0.9 1.2 0.4 0.6 0.8
（1）進行1、4、7實驗基于的假設是　 　。
（2）實驗中，他們將開關S從接線柱“1”換到“2”上時，調節變阻器的滑片P，再次觀察電流表示數及指針A所指的刻度值大小，此時調節滑動變阻器是為了　 　。
（3）寫出能使指針反向偏轉的具體措施　 　(寫出一條即可)。
【答案】（1）電磁鐵磁性強弱可能與線圈匝數多少有關
（2）控制電流大小相等
（3）對調磁體的磁極(或對調電源的正、負極，或改變線圈的纏繞方向)
【解析】（1）根據表格數據分析哪個因素發生改變，根據指針的偏轉幅度判斷磁場強弱變化，據此作出猜想即可；
（2）根據控制變量法的要求解答；
（3）指針反向偏轉，即它受到磁力的方向相反，那么電磁鐵產生的磁場方向發生改變，根據影響電磁鐵磁場方向的因素分析解答。
【解答】（1）分析實驗數據1、4、7可知，通過電磁鐵的電流大小相同而線圈匝數不同，那么基于的猜想為：電磁鐵磁性強弱可能與線圈匝數多少有關。
（2）實驗中，他們將開關S從接線柱“1”換到“2”上時，線圈匝數發生改變，即探究電磁鐵的磁場強弱與線圈匝數的關系，此時需要控制電流相同，因此調節滑動變阻器是為了控制電流大小相等。
（3）能使指針反向偏轉的具體措施：對調磁體的磁極(或對調電源正、負極，或改變線圈的纏繞方向)。
考點五、電磁繼電器
例1：（2023八下·仙居期末）水位自動報警器是利用電磁繼電器工作的裝置。
（1）請按以下要求連接水位自動報警器的工作電路：當水位在安全位置以下時，綠燈亮；水位到達安全位置上限時，紅燈亮。
（2）請用所學科學知識說明水位報警器的工作原理。
【答案】（1）
（2）當水位在安全位置以下時，控制電路斷開，電磁鐵無磁性，銜鐵被彈開，與上靜觸點接觸，此時工作電路中綠燈接入電路，綠燈亮。當水位到達安全位置上限時，控制電路接通，電磁鐵有磁性，銜鐵被吸引，與下靜觸點接觸，此時工作電路中紅燈接入電路，紅燈亮。
【解析】（1）根據題目要求分析銜鐵的位置與兩個燈泡的連接情況即可；
（2）根據圖片，結合題目要求，分析整個裝置的工作原理即可。
【解答】（1）當水位在安全位置以下時，為斷路，電磁鐵沒有磁場，銜鐵在上面接通綠燈所在的電路，那么上面的靜觸點與綠燈相連。當水位在安全位置以上時，電路接通，則電磁鐵有磁性，將銜鐵吸下來接通紅燈而發光，那么下面的靜觸點應該與紅燈相連，而電源的另一端與銜鐵上的動觸點相連，如下圖所示：
（2）水位報警器的工作原理：當水位在安全位置以下時，控制電路斷開，電磁鐵無磁性，銜鐵被彈開，與上靜觸點接觸，此時工作電路中綠燈接入電路，綠燈亮。當水位到達安全位置上限時，控制電路接通，電磁鐵有磁性，銜鐵被吸引，與下靜觸點接觸，此時工作電路中紅燈接入電路，紅燈亮。
例2：如圖是電加熱恒溫箱的原理圖。控制電路由電源U1、電磁繼電器、滑動變阻器R2和熱敏電阻R1組成，其中熱敏電阻R1隨溫度升高阻值減小；工作電路由電源U2和加熱器R0組成。請按照題意用筆畫線代替導線將圖中的控制電路和工作電路連接完整。
答案
例3：法國科學家阿爾貝 費爾由于發現了巨磁電阻（GMR）效應，榮獲了諾貝爾物理學獎．如圖是研究巨磁電阻特性的原理示意圖．實驗發現，當閉合S1，S2后使滑片P向右滑動的過程中，指示燈明顯變暗，則下列說法正確的是（　　）C
A．電磁鐵右端為N極
B．滑片P向右滑動過程中電磁鐵的磁性增強
C．巨磁電阻的阻值隨磁場的減弱而明顯增大
D．巨磁電阻的阻值隨磁場的減弱而明顯減小
例4：（2023八下·杭州月考）如圖所示是小明利用光敏電阻為居民樓門口設計的一種智能照明電路，L為“220V，22W”的照明燈，天暗時自動發光，天亮時自動熄滅。控制電路中，電源由兩節干電池串聯而成。R1為定值電阻。R2為光敏電阻，其阻值會隨著光強的變化而變化。下列說法不正確的是（　　）
A．受控電路中，導線a端應連接照明電路的火線
B．光敏電阻的阻值隨光照強度的增大而減小
C．如果提高控制電路電源電壓，照明燈白天也可能發光
D．控制電路長時間使用后電壓下降，天亮時燈自動熄滅時間變晚
【答案】C
【解析】（1）在家庭電路中，為了用電安全，開關必須接在火線上；
（2）根據電磁鐵的磁場變化確定電流變化，弄清阻值變化即可；
（3）電磁鐵吸合時的電流大小不變，據此推算控制電壓增大時光敏電阻的阻值變化即可；
（4）根據（3）中的方法分析判斷。
【解答】A.根據圖片可知，銜鐵控制的開關直接與a相連，則a應為火線，故A正確不合題意；
B.根據圖片可知，天亮時自動熄滅，即此時銜鐵電磁鐵吸下來，切斷燈泡所在電路，那么此時電磁鐵的磁場變強，通過的電流變大，而光敏電阻的阻值減小，那么得到結論：光敏電阻的阻值隨光照強度的增大而減小，故B正確不合題意；
C.如果提高控制電路電源電壓，而吸合時電流大小不變，那么總電阻的阻值要增大，即光敏電阻的阻值要增大。根據“光敏電阻的阻值隨光照強度的增大而減小”可知，此時光照強度減弱，因此在白天不可能發光，故C錯誤符合題意；
D.如果控制電路電壓降低，而吸合時電流大小不變，那么總電阻的阻值要減小，即光敏電阻的阻值要減小。根據“光敏電阻的阻值隨光照強度的增大而減小”可知，此時光照強度變大，即熄燈的時間變晚，故D正確不合題意。
1．下列設備或電器中，其主要工作原理與電磁鐵無關的是（　　）
A．電鈴 B．電熨斗 C．電磁選礦機 D．電磁起重機
【答案】B
【解析】A.電鈴的主要結構為電磁鐵，利用電磁鐵的磁性有無控制小錘不斷擊打鈴蓋發出聲音，故A不合題意；
B.電熨斗的主要結構為發熱絲，故B符合題意；
C.電磁選礦機的主要結構為電磁鐵，利用磁性將鐵礦石分揀出來，故C不合題意；
D.電磁起重機的主要結構為電磁鐵，利用磁性將鋼材直接吸起來，不用捆綁，故D不合題意。
2上海的磁懸浮列車示意圖如圖甲所示，軌道線圈上端是S極，要使列車懸浮起來，車身線圈上端是　 　極，列車是靠電磁鐵　 　(填“同名”或“異名”)磁極相互　 　而懸浮起來。圖乙是一種磁懸浮列車的設計原理圖，A是磁性穩定的電磁鐵，安裝在鐵軌上，B是安裝在車身上(緊靠鐵軌上方)的電阻非常小的螺線管。B中電流方向如圖乙所示，螺線管B與電磁鐵A之間相互　 　(填“排斥”或“吸引”)，從而使列車懸浮在鐵軌上方。
例6、S；異名；吸引；排斥
3．新建的居民住宅大多安裝了自動空氣開關．其原理如圖所示，當電路由于電流過大時，電磁鐵P的磁性將變　 　（選填“強”或“弱”），吸引銜鐵Q的力變大，使銜鐵轉動，閘刀在彈力作用下自動開啟，切斷電路，起到保險作用．某周末，文強同學在家開著空調看電視，媽媽打開電飯鍋做飯時，家里的自動空氣開關“跳閘”．則此時“跳閘”的原因最可能是　 　．
4、小明設計了一種“自動限重器”，如圖（甲）所示．該裝置由控制電路和工作電路組成，其主要元件有電磁繼電器、貨物裝載機（實質是電動機）、壓敏電阻R1和滑動變阻器R2等．壓敏電阻R1的阻值隨壓力F變化的關系如圖（乙）所示．當貨架承受的壓力達到限定值，電磁繼電器會自動控制貨物裝載機停止向貨架上擺放物品．已知控制電路的電源電壓U=6V，電磁繼電器線圈的阻值忽略不計．請你解答下列問題：
（1）由圖（乙）中的圖象可知，隨著壓力F的增大，壓敏電阻R1的阻值將______．
（2）用筆畫線代替導線將圖（甲）的電路連接完整．
（3）隨著控制電路電流的增大，電磁鐵的磁性將______，當電磁繼電器線圈中的電流大小為30mA時，銜鐵被吸下．若貨架能承受的最大壓力為800N，則所選滑動變阻器R2的最大阻值至少為______Ω．
答案：（1）減小；（2） ；（3）增強，120．
5．（2023八下·洞頭期中）體感平衡車是一種時尚代步工具，采用站立式駕駛方式，可通過操控桿控制車體運行，如圖甲。乙圖為平衡車的轉向指示燈電路，電路中電源電壓恒為U，L為指示燈，R0為定值電阻，當開關S接通后，指示燈L會亮暗交替閃爍。已知同-燈泡，其亮度與燈泡兩端的電壓大小有關。請你根據所學知識解釋：“當開關S 接通后，指示燈L會亮暗交替閃爍”的原因。
【答案】根據乙圖可知，閉合開關后，指示燈L與電磁鐵和定值電阻R0串聯，此時燈泡兩端的電壓小于電源電壓，燈較暗，同時電磁鐵有電流通過產生磁場，將銜鐵吸下來；AB兩個觸點的接通導致電磁鐵和定值電阻R0被短路，此時燈泡電壓等于電源電壓，燈較亮；同時電磁鐵失去磁性，銜鐵在彈簧的拉力作用下向上移動，AB觸點分開，恢復到開始時的狀態，如此循環往復。由于燈泡電壓出現變大→變小→變大的變化，所以它的亮度不斷改變，出現亮暗交替閃爍的情形。
【解析】當電磁鐵有電流通過時，電磁鐵產生磁性，將銜鐵吸下來，動觸頭A與靜觸頭B接觸；當電磁鐵沒有電流通過時，電磁鐵沒有磁性，彈簧會將銜鐵往上拉，動觸頭A與靜觸頭B分離。
【解答】閉合開關后，電磁鐵有電流通過時，電磁鐵產生磁性，將銜鐵吸下來，動觸頭A與靜觸頭B接觸，電流的流經如圖所示
電路中的電阻較小，通過燈泡的電流大，指示燈較亮，此時電磁鐵中沒有電流通過，電磁鐵失去磁性，彈簧會將銜鐵往上拉，動觸頭A與靜觸頭B分離，此時的電流流經 如下圖所示
此時電路中的電阻較大，通過燈泡的電流較小，指示燈較暗，電磁鐵中有電流通過，電磁鐵有磁性，又會將銜鐵吸下來，如此循環往復，出現了亮暗閃爍的情形。
6．（2023八下·吳興期中）有電磁繼電器（線圈電阻不計）、滑動變阻器R2和熱敏電阻R1，控制電路電壓U2＝9伏的電源、，工作電路電壓U＝220伏的電源和電阻R0＝44歐的電熱絲組成的一種電加熱恒溫箱，工作原理如圖甲所示。圖乙是熱敏電阻R1阻值隨溫度變化的圖像。通過實驗測得當電磁繼電器線圈的電流達到60毫安時，電磁繼電器的銜鐵被吸下來。
（1） 請用筆畫線代替導線，按照題意將圖中的工作電路連接完整。
（2）在升溫過程中，電阻R1兩端的電壓會　 　 （填“變大”“變小”或“不變”，下同）。要使恒溫箱設定的溫度升高，調節滑動變阻器R2的滑片，使其接入電路的阻值　 　.
（3）當滑動變阻器R2接入電路中的電阻為 50 歐時，可使恒溫箱的溫度保持多高？
【答案】（1）
（2）變小；變大
（3）已知U1=9V，I=60mA=0.06A，
由可知，電路的總電阻：，
此時熱敏電阻的阻值：R1=R總-R2=150Ω-50Ω=100Ω，
由圖象知，熱敏電阻的阻值為100Ω時，對應的溫度為50℃。
則此時可使恒溫箱溫度保持50℃。
【解析】（1）當電磁繼電器線圈的電流達到60mA時，電磁繼電器的銜鐵被吸下來，則恒溫箱停止工作，說明工作電路電源與電阻R0通過上面兩個觸點組成電路；
（2）①根據圖乙分析溫度升高時R1的阻值變化，再根據串聯電路的分壓規律確定它的電壓變化；
②從圖乙可知，要提高恒溫箱的設定溫度，就要減小熱敏電阻的阻值，但為了使銜鐵吸合工作電流即線圈中的電流仍為60mA，就要保證電路的總電阻保持不變，根據R總=R1+R2分析解答。
（3）根據電源電壓、R2接入電路中的電阻和控制電路中的臨界電流，求得熱敏電阻的阻值，然后利用該阻值結合圖象可以得到此時的恒溫箱的溫度值。
【解答】（1）當電磁繼電器線圈的電流達到60mA時電磁繼電器的銜鐵被吸下，這時恒溫箱停止工作，所以恒溫箱工作電路是由電源與電阻R0通過上面兩個觸點組成；如圖所示：
（2）①根據圖乙可知，在升溫過程中，電阻R1的電阻會變小，根據串聯電路電壓與電阻成正比可

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