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第二節 電與磁實驗及其探究
1．（2022·麗水）按如圖電路進行實驗，每次總觀察到電磁鐵A吸引大頭針的數目比電磁鐵B多。此現象說明影響電磁鐵磁性強弱的一個因素是（　　）
A．電流大小 B．線圈匝數 C．電流方向 D．電磁鐵極性
【答案】B
【知識點】影響電磁鐵磁性強弱的因素
【解析】【分析】根據圖片確定影響電磁鐵磁場強弱的哪個因素不同即可。
【解答】根據圖片可知，兩個電磁鐵串聯，則通過它們的電流相等，A的線圈匝數大于B，則說明影響電磁鐵磁場強弱的因素是線圈匝數。
故選B。
（1題圖） （2題圖）
2．（2023·杭州）按如圖所示電路進行實驗，將滑動變阻器的滑片從右向左移動，電磁鐵吸引的大頭針枚數增多。此實驗說明影響電磁鐵磁性強弱的一個因素是（　　）
A．電流的大小 B．電流的方向 C．線圈的匝數 D．鐵芯的粗細
【答案】A
【知識點】影響電磁鐵磁性強弱的因素
【解析】【分析】根據描述分析影響電磁鐵磁場強弱的因素發生改變即可。
【解答】根據圖片可知，當變阻器的滑片從右向左移動時，變阻器的阻值減小，而通過電磁鐵的電流增大，此時電磁鐵吸引大頭針的數量增多則說明磁場增大，那么得到影響電磁鐵磁場強弱的因素是電流大小，故A正確，而B、C、D錯誤。
故選A。
3．（2024八下·紹興期中）如圖所示，兩根絕緣細線懸著的導體，放在形磁鐵中央，兩端連接著導線。在虛線框中接入某種實驗器材可進行相應的實驗探究。下列說法中正確的是（　　）
A．接入電流表可探究電磁感應現象，與發電機原理相同
B．接入電流表可探究通電導體在磁場中受力，與發電機原理相同
C．接入電源可探究電磁感應現象，與電動機原理相同
D．接入電源可探究通電導體在磁場中受力，與發電機原理相同
【答案】A
【知識點】產生電磁感應現象的條件和規律
4．文文在探究“什么條件下磁可以生電”時觀察到如圖所示的現象，下列關于這一現象說法正確的是（　　）
A．丹麥物理學家奧斯特進行了多次實驗，發現了磁可以生電
B．若改變導體的運動方向，同時將磁體的N、S極對調，靈敏電流計指針的偏轉方向與圖中相反
C．若導體AB沿磁感線向上運動，靈敏電流計指針也會發生偏轉
D．發電機是利用磁生電的原理來工作的
【答案】D
【知識點】電磁感應；產生電磁感應現象的條件和規律；發電機的構造和原理
【解析】【分析】奧斯特發現了電可以生磁，法拉第發現了磁可以生電，產生感應電流的條件是：閉合回路的一部分導體在磁場中做切割磁感線運動。
【解答】A、英國物理學家法拉第進行了多次實驗，發現了磁可以生電，故A錯誤；
B、若改變導體的運動方向，同時將磁體的N、S極對調，感應電流的方向不變，則靈敏電流計指針的偏轉方向不變，故B錯誤；
C、若導體AB沿磁感線向上運動，因為沒有做切割磁感線運動，不會產生感應電流，所以靈敏電流計指針不會發生偏轉，故C錯誤；
D、發電機的原理是電磁感應現象，是利用磁生電的原理來工作的，故D正確。
故答案為：D。
（4題圖） （5題圖）
5．（2024八下·杭州期中）如圖所示是小李探究電磁鐵磁性強弱與什么因素有關的實驗裝置。下列措施中能使 電磁鐵磁性增強的是（　　）
A．滑片P向右移動，其他條件不變
B．滑片P向左移動，其他條件不變
C．開關S由1扳到2，其他條件不變
D．電源的正負極對調，其他條件不變
【答案】B
【知識點】影響電磁鐵磁性強弱的因素；電磁鐵的其他應用
6．（2024八下·義烏開學考）如圖所示，A是懸掛在彈簧下的鐵塊，B是螺線管的鐵芯，S是轉換開關（S接1時連入電路的線圈匝數多，S接2時連入電路的線圈匝數少），P是滑動變阻器的滑片。要使彈簧的長度變長，可采取的辦法是（　　）
A．不改變滑片P的位置，S由1改接到2
B．S接1不變，將滑片P向右滑
C．S接1不變，將滑片P向左滑
D．S接1不變，滑片P的位置不變，將鐵芯B抽出
【答案】C
【知識點】影響電磁鐵磁性強弱的因素
【解析】【分析】（1）影響電磁鐵磁性強弱的因素：通過電流越大，磁性越強；線圈匝數越多，磁性越強；插入軟鐵芯，磁性大大增強；
（2）通電螺線管的極性可用電流方向來改變。
【解答】通電螺線管的磁性增強時，對A的吸引力變大，彈簧變長，反之則變短。
A、當S由1改接到2時，線圈圈數減少，電磁鐵的磁性減弱，對A的引力減小，彈簧變短，A不合題意；
B、S接1不變，將滑片P向右滑時，電路中電流減小，電磁鐵的磁性減弱，對A的引力減小，彈簧變短，B不合題意；
C、當S接1不變，將滑片P向左滑時，電路中電流增大，電磁鐵的磁性增強，對A的引力增大，彈簧變長，C符合題意；
D、抽出鐵芯，電磁鐵的磁性減弱，對A的引力減小，彈簧變短，D不合題意。
故答案為：C。
（6題圖） （7題圖）
7．（2023·金華）人員密集的室內場所，容易造成二氧化碳含量偏高，對人體產生不利的影響。研究小組設計了如圖所示的電路。R2為氣敏電阻，其阻值隨CO2氣體濃度的增大而減小，當室內CO2氣體含量升高到一定濃度時，工作電路中的排風扇開始工作，把室內氣體排出。回答下列問題：
（1）在設計電路時要實現自動換氣功能，排風扇應連接在工作電路中的　 　位置；
（2）要使排風扇在二氧化碳濃度更低時就能開始工作，以下幾種改進方法正確的是 。
A．增加電磁鐵線圈匝數
B．控制電路中再串聯一個電阻
C．把滑動變阻器R1的滑片向上移
【答案】（1）AB或AD
（2）A；C
【知識點】影響電磁鐵磁性強弱的因素；電磁鐵的其他應用
【解析】【分析】（1）根據圖片分析CO2的濃度達到一定程度時銜鐵的位置和排風扇的工作狀態，進而確定排風扇的位置。
（2）電磁鐵吸合時需要的電磁力是不變的，可從影響電磁鐵磁場強度的角度分析改進方法。
【解答】（1）根據圖片可知，當CO2的濃度大到一定程度時，控制電路的電路達到一定程度時，電磁鐵將銜鐵吸下來，接通AB所在的電路，此時排風扇開始工作，因此排風扇應該接在AB或AD位置。
（2）電磁鐵吸合時需要的電磁力是不變的。當CO2的濃度降低時，氣敏電阻的阻值增大，那么總電阻增大，而通過電磁鐵的電流減小，導致電磁力減小。為了增大電磁力，此時可以增加電磁鐵的線圈匝數，故A正確；
根據上面的分析可知，此時通過電磁鐵的電流減小，要恢復原來的電流就要減小電阻，而串聯肯定不行，故B錯誤；
要恢復電磁鐵的磁力，此時可以增大電流，即減小總電阻。根據R總=R1+R2可知，此時變阻器的阻值應該減小，即滑片向上移動，故C正確。
故選AC。
8．（2022·湖州）學習了“電生磁”的知識后，小柯在家里進行實驗探究。實驗器材主要有：全新干電池若干節、鐵釘3枚、大頭針若干、長導線1根。
實驗過程：
①用細線把3枚鐵釘捆綁在一起，再用長導線纏繞鐵釘6圈，連接在1節全新干電池兩端（如右圖所示），制成簡易的電磁鐵。用電磁鐵尖端去靠近大頭針，觀察吸引大頭針的數目（通電時間不超過10秒鐘，下同）。
②將電磁鐵連接在2節串聯的全新干電池兩端，重復實驗。
③將電磁鐵連接在3節串聯的全新干電池兩端，重復實驗。
④增加電磁鐵的線圈匝數至9匝，連接在1節全新干電池兩端，重復實驗。
⑤增加電磁鐵的線圈匝數至12匝，連接在1節全新干電池兩端，重復實驗。
（1）1節全新干電池的電壓是　 　伏。
（2）小柯的實驗想要探究的問題是：　 　
（3）本實驗用電磁鐵吸引大頭針的數目來比較電磁鐵的磁性強弱，此科學方法屬于　 　（選填“類比法”或“轉換法”）。
（4）請幫助小柯設計用于記錄實驗數據的表格。
【答案】（1）1.5
（2）電磁鐵的磁性強弱是否與線圈匝數、電流大小有關
（3）轉換法
（4）
實驗次數 線圈匝數 電池節數 吸引大頭針數量
1 　 　 　
2 　 　 　
3 　 　 　
4 　 　 　
5 　 　 　
【知識點】影響電磁鐵磁性強弱的因素
【解析】【分析】（1）根據干電池的電壓知識解答；
（2）根據題目描述，分析哪些因素在發生改變，從而確定想要探究的問題；
（3）物理學中對于一些看不見摸不著的現象或不易直接測量的物理量，通常用一些非常直觀的現象去認識或用易測量的物理量間接測量，這種研究問題的方法叫轉換法。
（4）根據題目的描述，確定要記錄的物理量和現象，從而確定表格的列數，再根據實驗次數確定表格的行數即可。
【解答】（1）1節全新干電池的電壓是1.5伏。
（2）根據“2節”、“3節”可知，電源電壓改變，則通過電磁鐵的電流大小發生改變。根據“6匝”、“9匝”和“12匝”可知，電磁鐵的線圈匝數發生改變，因此小柯想要探究的問題是：電磁鐵的磁性強弱是否與線圈匝數、電流大小有關。
（3）本實驗用電磁鐵吸引大頭針的數目來比較電磁鐵的磁性強弱，此科學方法屬于轉換法。
（4）在實驗中，要記錄線圈匝數、電池節數和吸引大頭針的數量，以及實驗次數，因此表格有4
實驗次數 線圈匝數 電池節數 吸引大頭針數量
1 　 　 　
2 　 　 　
3 　 　 　
4 　 　 　
5 　 　 　
9．（2024八下·長興期中）丹麥科學家奧斯特發現電流的周圍存在磁場（圖 1），法國科學家安培發現兩根平行導線通電后有如圖2所示的現象（圖中實線、虛線分別表示通電前、后的情況）。
（1）如圖1，通電前靜止的小磁針南北指向。現要在小磁針上方拉一根直導線，使通電時小磁針會發生明顯的偏轉，直導線所指的方向應為　 　（選填“東西方向”、“南北方向”或“任意方向”）。
（2）圖2的實驗表明平行通電導線之間有力的作用，若此時改變其中一根導線的電流方向，會產生的實驗現象是　 　。
（3）安培發現平行通電導線之間相互作用力F 的大小可能跟兩根導線中的電流I1，I2， 導線之間的距離r有關，有關實驗數據如下：
實驗次數 I1/A I2/A r/m F/N
1 0.2 0.2 0.1 1.0×10-7
2 0.1 0.2 0.1 0.5×10-7
3 0.2 0.2 0.05 2.0×10-7
4 0.2 0.4 0.1 2.0×10-7
分析表格實驗數據，可獲得的結論是　 　。
【答案】（1）南北
（2）兩根導線會相互排斥
（3）平行通電導線之間相互作用力F的大小與I1、I2成正比， 與r成反比
【知識點】磁場和磁感線；通電直導線周圍的磁場
【解析】【分析】 (1) 由于小磁針靜止時要指南北方向，在驗證電流周圍有磁場時，一般也把直 導線南北放置，這樣在直導線下方的磁場向是東西方向的：
(2)電磁場的方向與電流的方向有關據此進行分析：
(3)由表中數據可知，研究平行通電導線之間力的作用與導線長度，電流大小、導線之間的距離的關系，研究與其中-個因素的關系時，要控制另外的因素不變根據表中數據得出結論。
【解答】（1）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，應使電流產生的磁場方向為東西方向，故應使把直導線南北方向放置。
（2）電流產生的磁場方向是由電流的方向決定的，當一個通電導體中電流的方向改變時，它產生的磁場方向也會發生改變；而磁場對通電導體的作用力的方向與電流的方向和磁場的方向有關，另一個通電導體中電流的方向不變，但磁場的方向變化了，它受到的磁場力的方向就會改變，所以改變其中一根導線的電流方向，產生的實驗現象是兩根導線將會相互排斥。
（3）①分析1、2實驗可知：在兩個導線中電流大小和導線之間的距離r相同時，導線越長，平行通電導線之間相互作用力F越大，說明其他條件不變時，平行通電導線之間作用力的大小F與電流成正比；②分析1、3實驗可知：在兩個導線的長度和導線之間的距離r相同時，電流越大，平行通電導線之間相互作用力F越大，說明其他條件不變時，平行通電導線之間作用力的大小F與導線的長度成正比；③分析1、4實驗可知：在導線長度和兩個導線中電流大小相同時，導線之間的距離r越小，平行通電導線之間相互作用力F越大，說明其他條件不變時，平行通電導線之間作用力的大小F與導線之間的距離r成反比。
10．（2024八下·杭州期中）小宇參加了學校“研究性學習小組”，探究了“研究磁體的磁性強弱是否與溫度有關”的 課題。他做的實驗如下：將一條形磁體的一端固定在鐵架臺上，另一端吸著一些小鐵釘，用酒 精燈給磁體加熱，如圖甲所示，經過一段時間后，當磁體被燒紅時。發現鐵釘紛紛落下。
（1）從小宇的實驗可得出的初步結論是　 　。
（2）根據這一結論，小宇大膽設計了一個溫度報警器，如圖乙所示，請簡述它的工作原理： 當溫度逐漸升高時，磁體的磁性　 　，無法　 　(選填“排斥”或“吸引”)彈簧 開關，彈簧開關向下恢復原狀，這樣下面的電路就被接通，從而使電鈴報警。
（3）根據這一現象。你認為生活中要保持磁體的磁性不減弱，應注意什么
【答案】（1）溫度越高，磁體的磁性越弱
（2）減弱；吸引
（3）不讓磁體靠近高溫熱源
【知識點】磁體、磁極、磁化
【解析】【分析】通過磁體吸引鐵釘的多少說明磁體磁性的強弱；根據實驗現象得出結論：溫度影響磁性強弱，利用這一結論解釋問題。由于溫度越高，磁性越弱，為了不減弱磁性，不讓磁體靠近高溫熱源。
【解答】 (1) 如圖甲所示，開始上磁體的右端吸引了很多的鐵釘，說明磁體的磁性很強，加熱一段時間后，當磁鐵被燒紅時，發現鐵釘紛紛落下，說明沒有了磁性。實驗表明溫度影響磁體的磁性，溫度越高，磁性越弱，高溫下可以消磁；
(2)如圖乙所示，開始時磁體吸引彈簧開關，當溫度逐漸升高時，磁鐵的磁性減弱直至消失，無法吸引彈簧開關，彈簧開關向下恢復原狀，這樣下面的電路就被接通，從而使電鈴報警；
(3)由于溫度越高，磁性越弱，為了不減弱磁性，可以不讓磁體靠近高溫熱源；
11．（2023八下·蘭溪期中）在探究“通電螺線管外部磁場特點”的實驗中，小華設計了如圖甲所示的電路，實驗時：
（1）可通過觀察　 　來判斷通電螺線管的磁極。
（2）如圖乙是通電螺線管周圍有機玻璃板上小磁針的分布狀態，通過觀察可知，通電螺線管的外部磁場與　 　的磁場相似。
（3）要探究影響通電螺線管磁場強弱的因素，除了圖中所示的器材外，還需　 　。若開關S接“1”時，電流表的示數為I，現將開關S從“1”換接到“2”上，接下來他的操作是　 　，這樣可以探究通電螺線管磁場的強弱與匝數的關系。
（4）在探究影響通電螺線管磁場強弱的因素實驗中，應用的科學方法是　 　。
【答案】（1）小磁針的指向
（2）條形磁鐵
（3）大頭針；調節滑動變阻器的滑片P，使電流表的示數仍為I
（4）控制變量法、轉換法
【知識點】磁場和磁感線；通電螺線管的磁場；右手螺旋定則；探究影響通電螺線管磁性強弱的因素的實驗；影響電磁鐵磁性強弱的因素
【解析】【解答】
（1）在磁場中，小磁針靜止時北極的指向即為該點的磁場方向，故答案為“ 小磁針的指向 ”。
（2）如圖乙是通電螺線管周圍有機玻璃板上小磁針的分布狀態可知，通電螺線管的外部磁場從北極指向南極，與條形磁鐵的磁場分布相似。
（3）磁場強弱可通過通電螺線管吸引大頭針數目來體現。要探究通電螺線管磁場的強弱與匝數的關系，需保持電流大小不變，故答案為“ 調節滑動變阻器的滑片P，使電流表的示數仍為I ”。
（4）磁場強弱可通過通電螺線管吸引大頭針數目來體現，是轉換法。要探究通電螺線管磁場的強弱與匝數的關系，需保持電流大小不變，是控制變量法。
【分析】
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。
通電螺線管周圍的磁場與條形磁體的磁場很相似。
影響通電螺線管磁場強弱的因素電流大小、線圈匝數、有無鐵芯。有通電螺線管的線圈匝數越多，電磁鐵的磁性越強；通過線圈的電流越強，電磁鐵的磁性也越強。
12．（2023八下·定海期中）甲、乙兩同學做了如圖所示的實驗：在靜止的小磁針上方平行地放一根直導線，閉合開關，原來靜止的小磁針沿順時針方向轉動了。對于小磁針轉動的原因，兩同學有如下假設：
甲：因為導線通電會發熱，造成導線周圍空氣溫度升高，空氣的對流運動使磁針偏轉。
乙：因為電流周圍會產生磁場，磁場對磁針產生了力的作用。
請據此回答：
（1）沒通電時，靜止小磁針的N極總會指向地理的　 　。（填“南方”或“北方”）
（2）兩同學討論后，設計了以下實驗來驗證哪一個觀點是正確的。他們調換電池的正負極，閉合開關，如果甲同學的假設是正確的，預計應該看到的現象是　 　。
【答案】（1）北方
（2）小磁針仍沿順時針方向(原方向)轉
【知識點】地磁場；通電直導線周圍的磁場
【解析】【分析】本實驗探究是以奧斯特實驗為基礎展開的，奧斯特實驗說明了：①通電直導線周圍存在磁場；②磁場方向與電流方向有關。（1）地球存在磁場，小磁針N極將指向北方；（2）電流的磁場方向與電流方向有關；
【解答】（1）沒通電時由于地磁場的存在，靜止小磁針的N極總會指向地理的北方；
（2）電池的正負極對調，相當于改變了導線中電流的方向，由于電流的磁場方向與電流方向有關，所以小磁針將反向偏轉。若甲同學的假設正確，則小磁針仍沿順時針方向(原方向)轉。
故答案為：（1）北方；（2）小磁針仍沿順時針方向(原方向)轉。
13．（2024八下·杭州期中）在做“探究通電螺線管外部的磁場分布”實驗中；
（1）通電螺線管周圍的小磁針N極指向如圖甲所示，由圖可以判斷，通電螺線管外部的磁場分布與　 　磁體的磁場分布相似；
（2）調換通電螺線管所接電源的正負極，發現小磁針指向轉動180°，南北極發生了對調，說明通電螺線管的磁場方向跟　 　方向有關；
（3）繼續探究，按圖乙連接電路，先將開關S接a；再將開關S從a換到b，調節變阻器的滑片P，此時調節滑動變阻器是為了　 　，來探究電磁鐵磁性強弱與　 　的關系。
【答案】條形；電流；控制電流大小不變；線圈匝數
【知識點】探究影響通電螺線管磁性強弱的因素的實驗；通電螺線管的極性和電流方向的判斷
14．（2024八下·杭州期中）為探究通電螺線管的磁性除了與是否帶鐵芯有關系之外，還跟哪些因素有關呢？
小明作了以下猜想：
①通電螺線管的磁場強度可能與電流大小有關；
②通電螺線管的磁場強度可能與___________有關；
小明設計了如圖所示的實驗裝置，請回答下列問題：
（1）請將猜測②的橫線處補充完整　 　；
（2）小明在A、B兩個鐵釘的下方均勻地撒上鐵屑，然后閉合開關觀察到A吸引的鐵屑要比B多，可以得出結論　 　；
（3）像本實驗這樣將不易觀察的磁場強弱通過觀察比較吸引鐵屑的數量來體現的方法稱為轉換法，下列實驗中運用了相同方法的是　 　。
A．研究分子的特性時，用黃豆和米粒混合實驗
B．研究電流的有無時，串聯一個小燈泡
C．研究電流的特點時，通過類比水流幫助理解
【答案】線圈匝數；在電流相等且都有鐵芯時，線圈匝數越多電磁鐵的磁性越強；B
【知識點】探究影響通電螺線管磁性強弱的因素的實驗
15．（2024·浙江期末）小明等同學利用身邊的器材進行實驗探究。他們先在鐵釘上套上薄塑料吸管，然后在薄塑料吸管上纏繞鐵絲做成螺線管，并將這個裝置固定在支架上，如圖所示。
（1）在下列現象中，可以利用圖示的實驗裝置進行探究的是____ 。
A．通電導體在磁場中受力的作用
B．電磁感應
C．電生磁
（2）該實驗裝置可以探究插有鐵芯的通電螺線管的磁性強弱與　 　的關系。
（3）實驗中當小明將開關閉合后，在將滑動變阻器滑片P從a端滑向b端的過程中，吸引大頭針的數量　 　。
【答案】（1）C
（2）電流
（3）增多
【知識點】通電直導線周圍的磁場；通電螺線管的磁場；探究影響通電螺線管磁性強弱的因素的實驗；影響電磁鐵磁性強弱的因素
【解析】【分析】影響電磁鐵磁性強弱的因素有：線圈的匝數、線圈中電流的大小、線圈中鐵芯的形狀；線圈的匝數越多，線圈中的電流越大，鐵芯越粗越長電磁鐵的磁性就越強；電磁鐵通電時，線圈中產生磁場；斷開電源則電磁鐵的磁性消失；改變電流的方向，則線圈的極性會發生改變
【解答】（1） 在下列現象中，可以利用圖示的實驗裝置進行探究的是電生磁，通電螺線管周圍產生磁場；
（2） 該實驗裝置可以探究插有鐵芯的通電螺線管的磁性強弱與電流大小的關系，因為電路中串聯了滑動變阻器。
（3） 實驗中當小明將開關閉合后，在將滑動變阻器滑片P從a端滑向b端的過程中，電阻變小，電流增大，所以吸引大頭針的數量增多；
故答案為：（1）C（2）電流（3）增多
16．（2024八下·金華期中）經過初中科學的學習已經知道：電磁鐵的磁性強弱與線圈的匝數和電流大小有關。電磁鐵的磁性強弱與鐵芯的形狀有沒有關系呢？小華圍繞這個問題進行了以下探究活動：把形狀相同的螺線管安裝上如下圖所示的不同形狀的鐵芯，給線圈通電，通電后把帶鉤的鐵盤吸在鐵芯的下面，再往鐵鉤上逐一掛鉤碼，直至鐵盤剛好落下，記錄可以懸掛鉤碼的數量如下表。
鐵芯形狀 甲 乙 丙
鉤碼數量/個 13 11 8
（1）實驗中通過　 　反映電磁鐵磁性的強弱；
（2）實驗過程中需要控制　 　相同；
（3）電磁鐵在生產生活中運用廣泛，請你說出它的一個優點：　 　。
【答案】懸掛鉤碼的數量；線圈的匝數和電流大小；能控制磁性的有無
【知識點】探究影響通電螺線管磁性強弱的因素的實驗；影響電磁鐵磁性強弱的因素
17．（2024八下·杭州期中）小實利用如圖甲所示裝置，研究通電導體在磁場中受力大小與電流大小的關系。他將一根導體接入電路。閉合開關后，導體會受到豎直方向的力，記錄相關數據，并計算導體在磁場中所受力F的大小，改變電流大小，重復實驗，并繪制出圖乙。
（1）本實驗中為了得到導體在磁場中受到力的大小，需要記錄的數據有　 　；
（2）根據圖乙得出的結論是：　 　。
【答案】彈簧測力計示數和導體的重力大小；在磁場大小不變時，通電導體在磁場中受力大小與電流大小成正比
【知識點】磁場對通電導線的作用
18．（2024·浙江期末）學習了電磁感應后，小黃課后自己又試著重新進行了實驗，仔細體會其中的細節。
（1）如圖甲所示，小黃首先將檢查過的實驗器材連接好，確認連接無誤后，讓金屬棒水平切割磁感線，實驗中卻幾乎看不出電流表指針偏轉。看不出電流表指針偏轉的原因可能是　 　。
（2）如圖乙所示，另一組的小巖采用了圖示裝置進行實驗，發現讓金屬棒在磁場中水平左右切割磁感線時，靈敏電流計指針的擺動方向在不斷地發生變化，于是他意識到感應電流的方向發生了變化。除此之外，你還有什么方法能讓靈敏電流計指針的擺動方向發生變化？
（3）其他組的同學在實驗中還發現靈敏電流計指針擺動的角度大小也發生變化，于是猜想感應電流的大小可能與導體切割磁感線運動的速度有關。小黃為了驗證自己的猜想，重新進行了實驗，測得的數據如下表。
實驗序號 1 2 3 4 5 6
速度 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0
電流 5.2 10.1 15.0 20.0 25.0 29.8
分析數據可得出結論：　 　。
【答案】（1）產生的感應電流太小，無法使電流表的指針偏轉
（2）改變磁場的方向(將磁鐵的磁極對調)
（3）在磁場強弱相同時，導體切割磁感線的速度越大，產生的感應電流越大
【知識點】電磁感應；產生電磁感應現象的條件和規律；探究電磁感應現象的實驗
【解析】【分析】 電磁感應現象是指閉合電路中，一部分導體做切割磁感線運動產生感應電流的現象；
【解答】（1） 如圖甲所示，小黃首先將檢查過的實驗器材連接好，確認連接無誤后，讓金屬棒水平切割磁感線，實驗中卻幾乎看不出電流表指針偏轉。看不出電流表指針偏轉的原因可能是 產生的感應電流太小，無法使電流表的指針偏轉 ；
（2）電流的方向和磁場的方向和切割磁感線的方向有關，所以改變磁場的方向(將磁鐵的磁極對調)也能讓靈敏電流計指針的擺動方向發生變化；
（3）根據表格的信息得出的結論是：在磁場強弱相同時，導體切割磁感線的速度越大，產生的感應電流越大 ；
故答案為：（1） 產生的感應電流太小，無法使電流表的指針偏轉 （2） 改變磁場的方向(將磁鐵的磁極對調) （3） 在磁場強弱相同時，導體切割磁感線的速度越大，產生的感應電流越大
1．（2023·南潯模擬）在項目化學習中，小科用條形磁體，大號縫衣針，硬卡紙，橡皮，大頭針制作簡易指南針，指南針制作過程如下：
步驟Ⅰ ：取2枚大號鋼質縫衣針，分別將條形磁體沿同一方向摩擦縫衣針10余次(如圖甲)，使縫衣針磁化。
步驟Ⅱ ：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，如圖乙所示，用1塊橡皮和1枚大頭針做成支座，將插有縫衣針的卡紙水平支起。
步驟Ⅲ：用當地的地圖確定簡易指南針所指的方向。
步驟Ⅳ：在老師的指導下，針對制作指南針的科學性設計了評價表(如圖丙)
“自制指南針”評價量表(節選)
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，能保持平衡 能指示南北方向，不能保持平衡 不能指示南北方向，不能保持平衡
（1）將條形磁鐵的S極靠近圖乙中縫衣針的針尖，縫衣針被排斥，則縫衣針針尖位置應標為　 　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“指標一”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）多次撥動自制的指南針，靜止時總是指示南北方向
（3）硬殼卡紙折成直角時要對折，大頭針做成支座時要找準卡紙的重心位置
【知識點】磁極間的相互作用
【解析】【分析】（1）根據磁極之間的相互作用規律解答；
（2）在沒有外界影響的情況下，無論撥動多少次，指南針靜止下來時，它都會指向南北方向。
（3）根據評價量表中的要求分析解答。
【解答】（1）將條形磁鐵的S極靠近圖乙中縫衣針的針尖，縫衣針被排斥，根據“同名磁極相互排斥”可知，縫衣針針尖位置應該為S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，那么操作為：多次撥動自制的指南針，靜止時總是指示南北方向。
（3）對該指南針提出合理的改進建議：硬殼卡紙折成直角時要對折，大頭針做成支座時要找準卡紙的重心位置。
2．在物理學中，磁感應強度(用字母B表示，國際單位是特斯拉，符號是T)表示磁場的強弱，磁感應強度B越大，磁場越強；磁感線形象、直觀描述磁場，磁感線越密，磁場越強。
（1）圖A為某磁極附近磁感線的方向和分布的示意圖。若在1處放一枚小磁針，當小磁針靜止時，其指向應是圖B中的　 　(選填“甲”“乙”“丙”“丁”)。
（2）如果電阻的大小隨磁場的強弱變化而變化，則這種電阻叫磁敏電阻。某磁敏電阻R的阻值隨磁感應強度B變化的圖像如圖C所示。根據圖線可知，磁敏電阻的阻值隨磁感應強度B的增大而　 　。圖線沒有過坐標原點，是因為　 　。
（3）利用該磁敏電阻的R﹣B特性曲線可以測量圖中磁場中各處的磁感應強度。
①將該磁敏電阻R放置在磁場中的位置1處。小陽設計了一個可以測量該磁敏電阻R的電路，所提供的實驗器材如圖D所示，其中磁敏電阻所處的磁場未畫出。請你將該實驗電路連接完整　 　。
　 1 2 3
U/V 1.50 3.00 4.50
I/mA 3.00 6.00 9.00
②正確接線后，測得的數據如表所示。該磁敏電阻的測量值為　 　Ω。
③根據該磁敏電阻的R—B特性曲線可知，1處的磁感應強度為　 　T。
（4）就現有的實驗器材和電路，請提出一個有意義的可供探究的物理問題：　 　。
【答案】（1）乙
（2）增大；沒有磁場時，磁敏電阻的阻值也不為零故圖像不過原點。
（3）；500；1.0
（4）磁敏電阻的阻值與磁場方向有關嗎？(或磁極受撞擊后磁場強弱是否改變？)
【知識點】歐姆定律及其應用；磁場和磁感線
【解析】【分析】（1）根據磁場方向的定義解答；
（2）根據圖C，確定磁敏電阻的阻值隨磁感應強度的變化規律，根據圖像在縱軸上截距的含義解答。
（3）①根據“伏安法”測電阻的電路分析解答；
②根據公式計算即可；
③根據圖像確定此時的磁感應強度。
（4）根據自己對磁場的疑問，結合現有器材，提出相應的可探究的問題即可。
【解答】（1）在磁場中，某點的小磁針靜止時N極所指的方向規定為磁場方向。根據圖片可知，1處的磁場沿水平方向，且向左，因此該點小磁針靜止時沿水平方向，且N極向左，故選乙。
（2）根據圖線可知，磁敏電阻的阻值隨磁感應強度B的增大而增大。圖線沒有過坐標原點，是因為：沒有磁場時，磁敏電阻的阻值也不為零故圖像不過原點
（3）①只要測出磁敏電阻的阻值，就能根據圖像確定對應的磁感應強度。根據“伏安法”測電阻的電路可知，除了電壓表與待測電阻并聯，其它的都是串聯，且變阻器接線“一上一下”。根據圖D可知，只需將電流表的+接線柱與變阻器左上角的接線柱相接，再將變阻器左下角的接線柱與電源正極相接即可，如下圖所示：
②此時磁敏電阻的阻值為：；
③根據圖像可知，此時1處的磁感線強度為500Ω。
（4）就現有的實驗器材和電路，提出一個有意義的可供探究的物理問題：
①磁敏電阻的阻值與磁場方向有關嗎？
②磁極受撞擊后磁場強弱是否改變？
3．（2020·臺州）磁控防盜裝置都裝有干簧管(如圖甲)，千簧管由兩個軟鐵片和玻璃管組成，軟鐵片的觸點在彈力的作用下處于斷開狀態。當磁體靠近干簧管時，軟鐵片觸點狀態會會發生變化。
把條形磁體分別成置在乙圖中的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三個位置時，觸點的開合狀態和軟鐵片的極性情況如下表。
磁體位置 豎直放置并靠近 豎直放置并靠近
Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ
觸點狀態 閉合 斷開 閉合 ？
軟鐵片的極性情況 /
（1）鐵片被磁化后.鐵片與條形磁體相鄰兩端的磁極極性關系是　 　。
（2）當條形磁體水平放置并靠近干簧管時(圖乙Ⅳ位置)，干簧管觸點狀態為　 　。
（3）如圖丙，門上磁控防盜裝置內有一個緊直放置的干簧管，其內部簡化電路如圖丁、磁控防盜裝置的工作原理是：夜間關上門，閉合開關S，啟動防盜報警器、此時報警電鈴不響；當盜賊打開門時，干簧管遠離磁體，電鈴響起。圖丁虛線框中四種磁體擺放方式能滿足工作要求的有　 　(選填圖中的字母)。
【答案】（1）互為異名磁極
（2）閉合
（3）ACD
【知識點】磁體、磁極、磁化；磁極間的相互作用
【解析】【分析】（1）鐵片被磁化后，鐵片與磁鐵吸引在一起，根據磁極之間的相互作用分析；
（2）確定上下兩個鐵片被磁化后的磁極，然后根據磁極之間的相互作用分析；
（3）根據上面得出的結論分析解答。
【解答】（1）鐵片被磁化后，鐵片與磁鐵吸引在一起，根據“異名磁極相互吸引”可知，鐵片與條形磁體相鄰兩端的磁極極性關系是：互為異名磁極；
（2）當條形磁體水平放置并靠近干簧管時，靠近條形磁鐵的N極這端的鐵片被磁化成S極，而靠近磁鐵的S極這端的鐵片被磁化為N極，根據“異名磁極相互吸引”可知，干簧管的觸點狀態為閉合；
（3）根據上面的分析可知，當條形磁體與干簧管平行放置時，兩個觸點可以閉合，故D正確；當條形磁鐵與干簧管垂直放置時，只有在兩端時才能閉合，故A和C正確，B錯誤。
因此能夠滿足工作要求的有ACD。
4．（2024八下·義烏期末）設計人員要開發一款倒懸的酷懸浮發光月球裝飾品，如圖甲所示。
甲 乙 丙
（1）【材料組裝】如圖乙，球內裝入磁體，燈泡等元件，底座內裝入電磁鐵等元件；
電源的上端應為　 　極；
（2）【問題呈現】在試驗過程中難以找到發光月球的磁懸浮位置。離底座過遠，球會掉落；離底座過近，球直接吸附在底座上。
【原因分析】球離底座過遠時，底座中的電磁鐵對球內磁體的吸引力小于重力，所以球會掉落。過近則吸引力大于重力，球直接吸附在底座上。
【解決方案】設計人員在電路中加入了開關型霍爾傳感器H來檢測磁場強弱，并控制電路的通斷，經簡化的電路圖如圖丙所示。
當球與底座距離過近，傳感器H檢測到磁場過強時，傳感器H應　 　（選填“閉合”或“斷開”）電路；
（3）【產品優化】
經調試，成功實現月球懸浮。若需增大懸浮時月球與底座的距離來增強觀賞效果，在適當調整傳感器H的位置后，對底座電路的處理方式可以是　 　（寫出兩種即可）。
【答案】（1）負
（2）斷開
（3）增加線圈匝數，增大電源電壓、滑動變阻器滑片向左移
【知識點】磁場和磁感線；影響電磁鐵磁性強弱的因素；通電螺線管的極性和電流方向的判斷
【解析】【分析】（1）首先根據磁極之間的相互作用規律確定電磁鐵的磁極方向，再根據安培定則判斷電流方向即可；
（2）磁力隨距離的增大而減小，隨距離的減小而增大，據此分析磁場過強時需要磁場變大還是減小即可；
（3）當距離增大后，根據平衡力的知識分析磁力的變化，進而確定電磁鐵的磁場強弱變化，最后根據影響電磁鐵磁場強弱的因素的知識解答。
【解答】（1）根據乙圖可知，條形磁鐵的上端為N極，根據“異名磁極相互吸引”可知，電磁鐵的下端為S極，上端為N極。右手握住螺線管，大拇指指向上端，此時彎曲的四指指尖向向右，那么電流從下端流入，上端流出，因此電源的上端為負極；
（2）根據題意可知， 當球與底座距離過近，傳感器H檢測到磁場過強時， 此時吸引力大于重力.如果不控制的話球會被吸附在底座上，則此時要減小磁場，那么傳感器H應該斷開電路。
（3）當月球懸浮時，磁力的大小等于重力，即磁力大小不變。由于球與底座的距離增大，那么需要增大電磁鐵的磁場強度，可以增加線圈匝數、或增大電源電源，適當滑片右移，從而增大電流。
5．（2024八下·杭州期中）科學興趣小組做了一個有趣的紙盒實驗：在水平桌面的右端放有一個封閉紙盒， 一輛綁有 磁鐵的小車從斜面上靜止下滑后在水平桌面上向右運動。在靠近紙盒的過程中小車的速度越 來越小，最后停在了A位置，如圖所示。
小組同學對這一現象展開了討論：
（1）小科認為小車速度減小除了受到了摩擦力的作用外，可能還受到紙盒的影響。為了證 實他的猜想，小科應該如何設置實驗
（2）小科通過實驗發現，紙盒能使小車運動速度減小得更快。那紙盒里有什么呢 小芳提 出了以下假設：
假設1：紙盒中有鐵塊。
假設2：紙盒中有磁體。
假設3：紙盒中有閉合的線圈。
小強根據已學的知識否認了　 　(選填“假設1”、 “假設2”、 “假設3”)。
（3）小強打開紙盒，發現里面是一個閉合的線圈。為什么閉合的線圈會使小車的速度減小得更快 帶磁鐵的小車靠近閉合的線圈時，閉合線圈的部分導體　 　產生　 　 ， 小車的動能轉化為線圈的電能，動能減小，速度減小得更快。
【答案】（1）拿掉紙盒后重復實驗，觀察小車停止的位置，并與原來比較。
（2）假設1
（3）切割磁感線；感應電流
【知識點】磁極間的相互作用；通電螺線管的磁場
【解析】【分析】探究紙盒是否對小車有影響，只需拿掉紙盒進行控制變量實驗就可以了。假設1中紙盒內有鐵塊，由于磁力的作用，小車加速運動，顯然不符合題意。磁生電，電生磁，由于小車在接近線圈，所以線圈內的磁通量是在變化的，產生的感應電流產生的磁場會與小車的磁鐵產生排斥作用。
【解答】（1）拿掉紙盒后重復實驗，觀察小車停止的位置，并與原來比較。
（2）否認假設1。 鐵塊 和磁體相互吸引，速度會越來越大。
（3）帶磁鐵的小車靠近閉合的線圈時，閉合線圈切割磁感線產生感應電流，而線圈的感應電流又產生磁場且與磁鐵相斥，導致小車的阻力增大。
6．（2024八下·溫州期中）小明同學想探究磁體對回形針的吸引力的大小是否與放入它們之間物體的種類有關，設計了如圖甲所示的裝置，他保持磁體和紙片間的距離一定，在紙片上放入形狀、面積和厚度相同，材料不同的鐵板、鋁板等，觀察能吸引的回形針個數，多次實驗后將數據記錄在下表中。
磁體與紙片之間放入的物體 不放物體 鐵板 鎳板 鋁板 塑料板
吸引回形針數量/個 4 1 1 3 3
（1）分析數據可知，吸引回形針數量越少，說明該材料對吸引力的影響　 　。
（2）鐵、鎳、鋁都是導體，而鋁對磁性屏蔽效果不明顯，原因可能是　 　。
（3）他們在紙片上分別放入形狀和厚度相同、面積不同的鐵板，目的是要探究　 　。
（4）其實小明同學所研究的現象叫“磁屏障”，如圖乙所示，一個放在磁場中的鐵質球殼（截面有一定厚度），外面磁場的絕大部分沿鐵質球殼壁“通過”，只有極少部分會進入球內空間，從此現象想到，為使精密儀器不受外面的影響，可以將儀器放在什么地方？答：　 　。
【答案】（1）較大
（2）鋁不能被磁化
（3）磁體對回形針的吸引力大小與放入它們之間鐵板的面積的關系 （或屏蔽效果與鐵板面積的關系）
（4）可以放在鐵盒子中
【知識點】磁體、磁極、磁化；磁場和磁感線
【解析】【分析】我們把物質吸引鐵、鈷、鎳等物質的性質叫磁性，而鐵、鈷、鎳就是鐵磁性物質；根據題目的描述分析哪個因素發生改變即可；根據鐵質球體對磁場的屏蔽作用分析即可。
【解答】(1)分析數據可知，吸引回形針數量越少，說明該材料對吸引力的影響越大。
(2)鐵、鎳、鋁都是導體，而鋁對磁性屏蔽效果不明顯，原因可能是鋁不能被磁化，不能被磁體吸引，
(3)他們在紙片上分別放入形狀和厚度相同、面積不同的鐵板，可見，變化的因素是鐵板的面積，因此目的是探究：磁體對回形針的吸引力的大小是否與金屬的面積大小有關；
(4)其實小金同學所研究的現象叫“磁屏蔽”，如圖乙所示，--個放在磁場中的鐵質球殼(截面有一定厚度)，外面磁場的絕大部分沿鐵質球殼壁“通過”，只有極少部分會進入球內空間。從此現象想到，為使精密儀器不受外面的影響，可以將儀器放在鐵盒子中。
7．（2024八下·吳興期中）早在19世紀，安培對于地磁場的形成提出如下假設：地球的磁場是由圍繞地軸的環形電流I引起的（如圖甲）。小黃學習了電和磁的知識后，知道了通電直導線周圍的磁場分布符合安培定則，那么環形電流內部的磁場是否也符合如圖乙所示的安培定則呢？他展開了以下探究。
【建立猜想】環形電流內部的磁場可能也符合安培定則。
【實驗過程】連接如圖丙所示的電路（外部電路未畫出）。
【實驗現象】位于圓環中心的小磁針N極垂直紙面向里轉動。
（1）小黃同學的探究實驗中放置小磁針的作用是 　 　。
（2）根據實驗現象，小黃的結論 　 　。
（3）根據安培提出的假設，則赤道這一通電圓環的電流方向為 　 　。
【答案】（1）確定環形電流的磁場方向
（2）環形電流內部的磁場符合安培定則
（3）B
【知識點】地磁場；通電直導線周圍的磁場
【解析】【分析】（1）本實驗中小磁針的作用是為了確定磁場的方向。
（2）根據實驗現象分析。
（3）根據安培定則確定環形電流的方向。
【解答】（1）小黃同學的探究實驗中放置小磁針的作用是：確定環形電流的磁場方向。
（2）根據實驗現象，小黃的結論：環形電流的磁場符合安培定則。
（3）根據安培提出的假設，環形電流的磁場符合安培定則，則赤道這一通電圓環的電流方向為B，因為只有B符合安培定則和地磁場的分布。
8．（2024八下·臨海期中）為了研究“電磁鐵磁性的強弱哪些因素有關”，小科利用電源、電流表、開關、滑動變阻器、導線、細鐵釘、指針（帶刻度）、電磁鐵（用漆包線制作的一個六抽頭電磁鐵，每20匝抽出一個接線端）等器材設計了如圖甲、乙所示的裝置進行探究。
（1）圖甲實驗中小科是根據　 　來判斷磁性的強弱。
（2）如圖乙，電磁鐵通電時，電磁鐵的右端是　 　（填“S極”或“N極”）。
（3）與甲圖實驗方案相比，乙圖實驗方案的優點是　 　。
（4）小科利用圖乙實驗裝置研究電磁鐵磁性強弱與線圈匝數關系的實驗。當線圈匝數從10匝換成100匝后，接下來應該進行的操作是：　 　。
【答案】（1）電磁鐵吸引小鐵釘的數量
（2）S極
（3）當電流較小時也能反映電磁鐵磁性強弱的變化。
（4）將滑動變阻器的滑片向左移動直至電流表示數與線圈為10匝時的電流相同。
【知識點】磁極間的相互作用；通電螺線管的磁場；右手螺旋定則；探究影響通電螺線管磁性強弱的因素的實驗；影響電磁鐵磁性強弱的因素
【解析】【分析】 電磁鐵磁性的強弱和電流大小、線圈匝數以及是否插入鐵芯有關。
【解答】（1）題中甲圖中，電磁鐵下方有小鐵釘，故答： 電磁鐵吸引小鐵釘的數量
（2）根據右手螺旋定則，電流從電磁鐵右側前方流入，大拇指指向左側，所以，左側為N極，右側為S極，故答：S極
（3）甲圖是用電磁鐵吸引小鐵釘的數量來顯示磁性強弱，而乙圖是利用鐵芯指針的轉動角度來顯示磁性的強弱，鐵芯指針的轉動能將輕微的磁場變化，通過較長的指針，把微小的磁性變化放大，所以更有優越性。故答： 當電流較小時也能反映電磁鐵磁性強弱的變化。
（4）控制變量法中，要求變量只能是需要探究的變量，而當增加線圈匝數時，也增加了導線的長度，根據電阻與導體長度有關的因素，電阻會也會變大，那么根據歐姆定律，電流會變小，所以為了保證變量唯一，根據圖中變阻器接法，只能通過向左調節滑動變阻器滑片，使電流和原先匝數時相同。故答： 將滑動變阻器的滑片向左移動直至電流表示數與線圈為10匝時的電流相同。
9．（2024八下·吳興期中）學習了電磁知識后，英英同學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。請你根據圖中的實驗現象回答問題。
（1）分析圖1　 　（選填序號），可知通電導線之間作用力方向與電流方向有關。
（2）得到通電導線之間的相互作用力的大小與電流大小有關的結論，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　 　。
A．不會變形
B．會變形，所圍面積增大
C．會變形，所圍面積減小
D．會變形，所圍總面積不變
【答案】乙、丙；對比丙丁，（在電流方向相同的情況下），電流越大，導線彎曲程度越大；B
【知識點】磁極間的相互作用；通電直導線周圍的磁場
10．（2024八下·臨平月考）小陽在探究“磁體間相互作用規律”時發現：磁體間的距離不同，作用力大小也不同。他想：磁體間作用力的大小與磁極間的距離有什么關系呢？
（1）你的猜想是　 　。
（2）小陽用如圖所示的實驗進行探究。由于磁體間作用力的大小不便測量，他通過觀察細線與豎直方向的夾角的變化，來判斷磁體間力的變化，用到的科學方法是　 　法。
（3）小陽分析三次實驗現象，得出結論：磁極間距離越近，相互作用力越大。小陽認為：這個結論還需要進一步實驗論證，聯想到磁體間的相互作用規律，利用上述裝置和器材，還須研究　 　。
【答案】（1）磁體間的距離越近，作用力越大
（2）轉換
（3）甲、乙兩塊磁鐵相互排斥時，磁體間作用力與距離的關系
【知識點】磁極間的相互作用
【解析】【分析】（1）根據自己的生活經驗對作用力大小與磁體間距離的關系進行猜想；
（2）物理學中對于一些看不見摸不著的現象或不易直接測量的物理量，通常用一些非常直觀的現象去認識或用易測量的物理量間接測量，這種研究問題的方法叫轉換法。
（3）磁極之間的作用力可以表現為吸引力，也可以表現為排斥力，而這個實驗只研究了吸引力和距離的關系，沒有研究排斥力和距離的關系，據此分析解答。
【解答】（1）我的猜想是：磁體間的距離越近，作用力越大；
（2）陽用如圖所示的實驗進行探究。由于磁體間作用力的大小不便測量，他通過觀察細線與豎直方向的夾角的變化，來判斷磁體間力的變化，用到的科學方法是轉換法。
（3）小陽認為：這個結論還需要進一步實驗論證，聯想到磁體間的相互作用規律，利用上述裝置和器材，還須研究：甲、乙兩塊磁鐵相互排斥時，磁體間作用力與距離的關系。
11．（2024八下·余杭期末）小科猜想電磁鐵磁性的強弱與電流大小、線圈匝數有關，于是他利用學生電源、電流表、開關、滑動變阻器、導線、電子測力計、軟鐵塊P、電磁鐵（用漆包線制作的電磁鐵，每20匝抽出一個接線端a、b、c、d，內阻不計）等器材設計了如圖所示的裝置進行探究（電子測力計掛上鐵塊P后再調零），實驗數據如表所示。
電源正極所接接線柱 a b c d
電流表示數/A 0.40 0.40 0.40 0.40
電子測力計示數/N 0.10 0.08 0.06 0.04
（1）實驗中小科是通過　 　來判定電磁鐵磁性強弱的。
（2）由表中數據可以得出的實驗結論是　 　。
（3）若要探究電磁鐵磁性強弱與電流大小的關系，請將實驗步驟補充完整：
①斷開開關，按圖組裝實驗電路，電源正極接a接線柱，將滑動變阻器的滑片置于最右端，掛上軟鐵塊P，對電子測力計進行調零；　 　。
【答案】（1）電子測力計的示數大小
（2）其他條件相同時，線圈匝數越多，電磁鐵的磁性越強
（3）向左移動滑動變阻器的滑片，記錄電流表示數大小和電子測力計的示數，分析數據得出結論
【知識點】影響電磁鐵磁性強弱的因素
【解析】【分析】（1）根據題意可知，電磁鐵的磁性越強，則鐵塊受到的吸引力越大，那么電子測力計的示數越大；
（2）根據表格數據確定哪個因素相同，哪個因素不同，根據控制變量法的要求描述結論；
（3）根據控制變量法的要求可知，探究電磁鐵的磁場強弱與電流大小的關系時，需要控制線圈匝數相同，只改變電流大小，據此設計實驗即可。
【解答】（1）實驗中小科是通過電子測力計的示數大小來判定電磁鐵磁性強弱的。
（2）根據表格數據可知，電流大小相同，a到b的線圈匝數逐漸減小，則電子測力計的示數逐漸減小，那么得到結論： 其他條件相同時，線圈匝數越多，電磁鐵的磁性越強 。
（3）若要探究電磁鐵磁性強弱與電流大小的關系，請將實驗步驟補充完整：
①斷開開關，按圖組裝實驗電路，電源正極接a接線柱，將滑動變阻器的滑片置于最右端，掛上軟鐵塊P，對電子測力計進行調零；
②向左移動滑動變阻器的滑片，記錄電流表示數大小和電子測力計的示數，分析數據得出結論。
12．（2024八下·臨海期末）圖甲是歐姆在研究電學原理時，設計的一款能測量電流大小的電流扭秤（內部結構如圖乙）。容器A、B中裝有不同溫度的水銀，以導線相連構成溫差電源，AB兩端存在電壓，其電壓大小由溫差決定。利用懸絲在直線導體上方懸掛磁針，導體中有電流通過時，磁針偏轉，為保證測量的可靠性，歐姆對電流扭秤進行了多次測試，數據如下表：
組別 水銀溫度/℃ 磁針偏轉情況
A B 方向 角度
1 40 10 順時針 3θ
2 40 20 順時針 2θ
3 40 30 順時針 θ
4 40 50 逆時針 θ
（1）實驗中若要保持溫差電源電壓不變，則必須控制溫差電源的　 　不變。
（2）實驗過程導體中有電流通過時，磁針會偏轉的原因是　 　。
（3）根據以上實驗推測，若控制A、B中水銀溫度分別為30℃和50℃，則磁針偏轉方向和角度分別為　 　。
【答案】（1）溫度差
（2）磁針受到了電流產生的磁場的力的作用
（3）逆時針以及轉過
【知識點】磁場對通電導線的作用；通電導體在磁場中的受力方向的判斷
【解析】【分析】電可以產生磁場，實驗中運用轉換法通過觀察磁針偏轉的角度來得到電流的大小。
【解答】（1） AB兩端存在電壓，其電壓大小由溫差決定 ， 實驗中若要保持溫差電源電壓不變，則必須控制溫差電源的溫度差不變。
（2）因為通電導線周圍存在磁場，當把小磁針放置其中后小磁針因受磁場力而發生偏轉。
（3）根據表格數據分析可知，當A溫度大于B溫度時，小磁針順時針偏轉，當A的溫度小于B的溫度時，小磁針逆時針偏轉，當溫度差相同時，產生的電流相同，磁針偏轉的角度相同，因此若控制A、B中水銀溫度分別為30℃和50℃，磁針偏轉方向及角度為逆時針轉過。
12．（2024八下·杭州月考）項目學習小組實驗發現，裝在筒內的電動機帶動風葉轉動，電動機轉動方向，改變氣流的方向也改變，如圖甲所示。于是想利用帶風葉的電動機制作一款“書桌神器”：既能收集書桌上的小紙屑，又能吹風納涼。他們制定的產品評價表如下：
評價指標 評價等級
優秀 合格 待改進
指標一 能吸紙屑、吹風且風速可調 能吸紙屑、吹風， 風速不可調 只能吸紙屑或只能吹風
指標二 吸紙屑后， 吹風時無紙屑吹出 吸紙屑后， 吹風時有部分紙屑吹出 吸紙屑后，吹風時全部紙屑吹出
小組同學設計如圖乙電路，利用帶風葉的電動機、電池、旋鈕式電阻等材料制作模型，其工作原理示意圖如圖丙。
（1）圖乙中，通過切換開關S，可以改變電動機轉向的原因是　 　。
（2）將開關S與“1”連接，旋鈕OP繞O點沿箭頭方向轉動時，電動機轉速如何變化
（3）對模型丙進行測試時，其“指標一”為優秀。結合評價表，判斷該模型的“指標二”評價等級為
【答案】（1）改變通過電動機電流的方向
（2）變慢
（3）合格；由圖丙可知，吸紙屑時收集盒右側的閥門打開，從而將紙屑吸入收集盒，同時也有一部分紙屑被吸到隔板下面，吹風時，收集盒右側的閥門關閉，收集盒內的紙屑不會被吹出，但隔板下面的紙屑會被吹出，結合表中的指標二可知，吸紙屑后，吹風時有部分紙屑被吹出，因此該模型的“指標二”評價等級為合格。
【知識點】實驗步驟的探究；直流電動機的構造原理與工作過程
【解析】【分析】（1）根據圖乙分析切換開關S時通過電動機電流方向的變化，進而分析電動機轉向改變的原因；
（2）根據圖乙分析旋鈕OP繞O點沿箭頭方向轉動時變阻器接入電路的電阻變化，根據歐姆定律分析電路中電流的變化，進而分析電動機轉速的變化；
（3）根據圖丙分析吹風時有無紙屑吹出，進而判斷該模型的“指標二”評價等級。
【解答】 （1）由圖乙可知，開關S與“1”連接時，電流從電動機的上方流入，開關S與“2”連接時，電流從電動機的下方流入，即切換開關S后，通過電動機電流的方向發生改變，因此電動機轉向改變的原因是改變通過電動機電流的方向；
（2）他圖乙可知，將開關S與“1”連接，旋鈕OP繞O點沿箭頭方向轉動時，變阻器接入電路的電阻變大，由歐姆定律可知，此時通過電動機的電流變小，電動機的轉速變慢；
（3）由圖丙可知，吸紙屑時收集盒右側的閥門打開，從而將紙屑吸入收集盒，同時也有一部分紙屑被吸到隔板下面，吹風時，收集盒右側的閥門關閉，收集盒內的紙屑不會被吹出，但隔板下面的紙屑會被吹出，結合表中的指標二可知，吸紙屑后，吹風時有部分紙屑被吹出，因此該模型的“指標二”評價等級為合格。
故答案為：（1）改變通過電動機電流的方向；（2）變慢；（3）合格；由圖丙可知，吸紙屑時收集盒右側的閥門打開，從而將紙屑吸入收集盒，同時也有一部分紙屑被吸到隔板下面，吹風時，收集盒右側的閥門關閉，收集盒內的紙屑不會被吹出，但隔板下面的紙屑會被吹出，結合表中的指標二可知，吸紙屑后，吹風時有部分紙屑被吹出，因此該模型的“指標二”評價等級為合格。
13．（2024八下·杭州期末）小濱在探究“感應電流大小與哪些因素有關”的實驗中，連接了如圖所示的實驗裝置，并提出了以下猜想：
①可能與線圈匝數有關。
②可能與磁場的強弱有關。
③可能與切割磁感線的速度有關。
（1）小濱將磁鐵勻速向下插入螺線管，觀察到電表指針偏轉；換用一個線圈匝數更多的螺線管重復試驗　 　（填編號）；
（2）要使產生的感應電流的方向發生變化，可以采取的方法有　 　；
（3） 要驗證猜想②，需要進行的操作是　 　；小濱得出結論：在線圈匝數和切割磁感線速度相同時，磁場越強，感應電流越大。
【答案】（1）①
（2）改變磁極的方向
（3）換用更強的磁體，觀察靈敏電流計的示數是否變大
【知識點】產生電磁感應現象的條件和規律
【解析】【分析】（1）感應電流的大小與線圈的匝數和磁場的強弱、導體切割磁感線的速度有關。
（2）感應電流的方向與磁場方向和導體切割磁感線運動的方向有關。
【解答】（1）將磁鐵勻速向下插入螺線管，觀察到電表指針偏轉；換用一個線圈匝數更多的螺線管重復試驗，指針偏轉角度增大，說明感應電流的大小可能與線圈的匝數有關，此時他想驗證的是猜想①。
（2）要使產生的感應電流的方向發生變化，可以使磁場的方向改變，采取的方法有對調磁極的方向。
（3）要得出結論：在線圈匝數和切割磁感線速度相同時，磁場越強，則他進行的操作以及觀察到的實驗現象是：換用更強的磁體，觀察靈敏電流計的示數是否變大。
（1）將磁鐵勻速向下插入螺線管，觀察到電表指針偏轉；換用一個線圈匝數更多的螺線管重復試驗，指針偏轉角度增大，說明感應電流的大小可能與線圈的匝數有關，此時他想驗證的是猜想①。
（2）要使產生的感應電流的方向發生變化，可以使磁場的方向改變，采取的方法有對調磁極的方向。
（3）要得出結論：在線圈匝數和切割磁感線速度相同時，磁場越強，則他進行的操作以及觀察到的實驗現象是：換用更強的磁體，觀察靈敏電流計的示數是否變大。
14．（2024八下·越城期末）學校開展項目化學習挑戰賽——為夜跑者設計制作節能夜跑燈。
【提供器材】塑料水管、膠塞、圓柱形強磁體、漆包線、LED燈(圖甲，LED燈具有單向導電性，當電流從“+”極流入時，LED燈會發光，當電流從“-”極流入時，LED燈不發光)等。
【方案設計】乙圖為小柯設計的節能夜跑燈結構圖，當磁體在水管中來回移動時，塑料水管外與線圈相連的LED燈發光。
【產品制作】小柯用磁性相同的磁體，以正常跑步時甩臂的速度切割磁感線，得到感應電壓大小和線圈匝數關系如丙所示。
【項目評價】
節能夜跑燈產品性能評價量表(節選)
評價指標 5分 3分 1分
發光情況 兩盞LED燈交替發光 兩盞LED燈發光 一盞LED燈發光
使用情況 日常跑步甩臂發光 快于日常跑步甩臂發光 手中搖動發光
（1）如圖丁，為使節能夜跑燈跑步時自動發光，將其佩戴在　 　(選填“A”或“B”)位置比較合適，請簡述理由　 　；
（2）若LED燈正常發光需要的電壓為18V、根據表中數據分析，在其他條件不變的情況下，小組同學至少要繞制　 　匝的線圈：
（3）根據評價表，小科設計的夜跑燈“發光情況”一項評分為1分.請在圖戊所示虛線框內畫出改進后的設計圖，使該指標達到5分。
【答案】（1）B；B位置擺動幅度大，磁體切割磁感線數量更多，產生的電流越強，越容易發光
（2）5000
（3）
【知識點】發電機的構造和原理；探究電磁感應現象的實驗
【解析】【分析】（1）感應電流的大小與線圈的匝數和切割磁感線的數量有關。
（2）根據表格進行解答。
【解答】（1）為使節能夜跑燈跑步時自動發光，將其佩戴在B處，B位置擺動幅度大，磁體切割磁感線數量更多，產生的電流越強，越容易發光。
（2）根據丙圖可知，50圈時電壓為0.18V，則5000圈的電壓為18V。
（3）答案為：
15．（2023八下·義烏期中）小科對手機無線充電的原理感到好奇。查閱資料后得知：充電時充電器內的發射線圈產生磁場，手機內的接收線圈會產生感應電流給電池充電，結構如圖甲。學過電磁感應原理的小科提出質疑：手機和充電器在充電過程中都不動，并沒有做切割磁感線運動，為何會產生感應電流？對此，他設計了圖乙實驗進行驗證。
（1）閉合開關后靈敏電流計指針被沒有發生偏轉。小科認為，可能是P線圈中的電流過小，于是他將滑片向左移。他的這一操作是基于什么猜想？　 　
（2）滑片左移后，仍未觀察到指針偏轉，但再斷開開關、閉合開關、移動滑片時靈敏電流計指針有明顯偏轉。指教老師后得知當閉合電路圍成的平面內，磁感線數量發生改變時，電路中能產生感應電流。請根據上述事實，解釋在該實驗中若導體ab上下運動時，則閉合電路中不產生感應電流的原因（圖丙）　 　.
操作序號 開關及滑動變阻器狀態 靈敏電流計指針偏轉方向
1 開關由斷開變為閉合 向左
2 開關由閉合變為斷開 向右
3 開關閉合時，滑片向左移動 向左
4 開關閉合時，滑片向右移動 向右
5 開關閉合后，滑片不移動 不偏轉
6 改變電源正負極，閉合開關，滑片向左移動 向左
7 改變電源正負極，閉合開關，滑片向右移動 向右
（3）小科發現不同情況下靈敏電流計指針偏轉方向不同。他猜測與Q線圈中的電流方向改變有關，于是進行實驗并記錄現象。請判斷小科的說法是否正確，并合理選擇上表格中的兩次實驗說明理由。　 　.
【答案】（1）磁場強度越強，P線圈中的感應電流越大
（2）該閉合電路內磁感線數量未發生改變
（3）不正確，比較3、6或4、7可知，Q線圈中的電流方向改變，其他條件不變，靈敏電流計指針偏轉方向不改變，說明感應電流方向與Q線圈中的電流方向無關
【知識點】產生電磁感應現象的條件和規律
【解析】【分析】（1）當滑片向左移動時，變阻器的阻值變小，通過Q線圈的電流變大，那么Q線圈產生的磁場變強，此時P線圈產生的感應電流應該增大，據此確定小科的猜想；
（2）根據丙圖可知，當導體ab在磁場中上下運動時，閉合電路圍成的平面內磁感線的數量保持不變，自然不會生成感應電流。
（3）探究靈敏電流計的指針偏轉方向與Q線圈中電流方向的關系時，應該改變電流方向而控制開關的閉合情況與變阻器滑片的移動方向一致，據此選擇對比實驗，確定小科的說法是否正確。
【解答】（1）閉合開關后靈敏電流計指針被沒有發生偏轉。小科認為，可能是P線圈中的電流過小，于是他將滑片向左移。他的這一操作是基于猜想：磁場強度越強，P線圈中的感應電流越大。
（2）在該實驗中若導體ab上下運動時，則閉合電路中不產生感應電流的原因：該閉合電路內磁感線數量未發生改變。
（3）小科的說法不正確，理由：比較3、6或4、7可知，Q線圈中的電流方向改變，其他條件不變，靈敏電流計指針偏轉方向不改變，說明感應電流方向與Q線圈中的電流方向無關。
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第二節 電與磁實驗及其探究
1．（2022·麗水）按如圖電路進行實驗，每次總觀察到電磁鐵A吸引大頭針的數目比電磁鐵B多。此現象說明影響電磁鐵磁性強弱的一個因素是（　　）
A．電流大小 B．線圈匝數 C．電流方向 D．電磁鐵極性
（1題圖） （2題圖）
2．（2023·杭州）按如圖所示電路進行實驗，將滑動變阻器的滑片從右向左移動，電磁鐵吸引的大頭針枚數增多。此實驗說明影響電磁鐵磁性強弱的一個因素是（　　）
A．電流的大小 B．電流的方向 C．線圈的匝數 D．鐵芯的粗細
3．（2024八下·紹興期中）如圖所示，兩根絕緣細線懸著的導體，放在形磁鐵中央，兩端連接著導線。在虛線框中接入某種實驗器材可進行相應的實驗探究。下列說法中正確的是（　　）
A．接入電流表可探究電磁感應現象，與發電機原理相同
B．接入電流表可探究通電導體在磁場中受力，與發電機原理相同
C．接入電源可探究電磁感應現象，與電動機原理相同
D．接入電源可探究通電導體在磁場中受力，與發電機原理相同
4．文文在探究“什么條件下磁可以生電”時觀察到如圖所示的現象，下列關于這一現象說法正確的是（　　）
A．丹麥物理學家奧斯特進行了多次實驗，發現了磁可以生電
B．若改變導體的運動方向，同時將磁體的N、S極對調，靈敏電流計指針的偏轉方向與圖中相反
C．若導體AB沿磁感線向上運動，靈敏電流計指針也會發生偏轉
D．發電機是利用磁生電的原理來工作的
（4題圖） （5題圖）
5．（2024八下·杭州期中）如圖所示是小李探究電磁鐵磁性強弱與什么因素有關的實驗裝置。下列措施中能使 電磁鐵磁性增強的是（　　）
A．滑片P向右移動，其他條件不變
B．滑片P向左移動，其他條件不變
C．開關S由1扳到2，其他條件不變
D．電源的正負極對調，其他條件不變
6．（2024八下·義烏開學考）如圖所示，A是懸掛在彈簧下的鐵塊，B是螺線管的鐵芯，S是轉換開關（S接1時連入電路的線圈匝數多，S接2時連入電路的線圈匝數少），P是滑動變阻器的滑片。要使彈簧的長度變長，可采取的辦法是（　　）
A．不改變滑片P的位置，S由1改接到2
B．S接1不變，將滑片P向右滑
C．S接1不變，將滑片P向左滑
D．S接1不變，滑片P的位置不變，將鐵芯B抽出
（6題圖） （7題圖）
7．（2023·金華）人員密集的室內場所，容易造成二氧化碳含量偏高，對人體產生不利的影響。研究小組設計了如圖所示的電路。R2為氣敏電阻，其阻值隨CO2氣體濃度的增大而減小，當室內CO2氣體含量升高到一定濃度時，工作電路中的排風扇開始工作，把室內氣體排出。回答下列問題：
（1）在設計電路時要實現自動換氣功能，排風扇應連接在工作電路中的　 　位置；
（2）要使排風扇在二氧化碳濃度更低時就能開始工作，以下幾種改進方法正確的是 。
A．增加電磁鐵線圈匝數
B．控制電路中再串聯一個電阻
C．把滑動變阻器R1的滑片向上移
8．（2022·湖州）學習了“電生磁”的知識后，小柯在家里進行實驗探究。實驗器材主要有：全新干電池若干節、鐵釘3枚、大頭針若干、長導線1根。
實驗過程：
①用細線把3枚鐵釘捆綁在一起，再用長導線纏繞鐵釘6圈，連接在1節全新干電池兩端（如右圖所示），制成簡易的電磁鐵。用電磁鐵尖端去靠近大頭針，觀察吸引大頭針的數目（通電時間不超過10秒鐘，下同）。
②將電磁鐵連接在2節串聯的全新干電池兩端，重復實驗。
③將電磁鐵連接在3節串聯的全新干電池兩端，重復實驗。
④增加電磁鐵的線圈匝數至9匝，連接在1節全新干電池兩端，重復實驗。
⑤增加電磁鐵的線圈匝數至12匝，連接在1節全新干電池兩端，重復實驗。
（1）1節全新干電池的電壓是　 　伏。
（2）小柯的實驗想要探究的問題是：　 　
（3）本實驗用電磁鐵吸引大頭針的數目來比較電磁鐵的磁性強弱，此科學方法屬于　 　（選填“類比法”或“轉換法”）。
（4）請幫助小柯設計用于記錄實驗數據的表格。
9．（2024八下·長興期中）丹麥科學家奧斯特發現電流的周圍存在磁場（圖 1），法國科學家安培發現兩根平行導線通電后有如圖2所示的現象（圖中實線、虛線分別表示通電前、后的情況）。
（1）如圖1，通電前靜止的小磁針南北指向。現要在小磁針上方拉一根直導線，使通電時小磁針會發生明顯的偏轉，直導線所指的方向應為　 　（選填“東西方向”、“南北方向”或“任意方向”）。
（2）圖2的實驗表明平行通電導線之間有力的作用，若此時改變其中一根導線的電流方向，會產生的實驗現象是　 　。
（3）安培發現平行通電導線之間相互作用力F 的大小可能跟兩根導線中的電流I1，I2， 導線之間的距離r有關，有關實驗數據如下：
實驗次數 I1/A I2/A r/m F/N
1 0.2 0.2 0.1 1.0×10-7
2 0.1 0.2 0.1 0.5×10-7
3 0.2 0.2 0.05 2.0×10-7
4 0.2 0.4 0.1 2.0×10-7
分析表格實驗數據，可獲得的結論是　 　。
10．（2024八下·杭州期中）小宇參加了學校“研究性學習小組”，探究了“研究磁體的磁性強弱是否與溫度有關”的 課題。他做的實驗如下：將一條形磁體的一端固定在鐵架臺上，另一端吸著一些小鐵釘，用酒 精燈給磁體加熱，如圖甲所示，經過一段時間后，當磁體被燒紅時。發現鐵釘紛紛落下。
（1）從小宇的實驗可得出的初步結論是　 　。
（2）根據這一結論，小宇大膽設計了一個溫度報警器，如圖乙所示，請簡述它的工作原理： 當溫度逐漸升高時，磁體的磁性　 　，無法　 　(選填“排斥”或“吸引”)彈簧 開關，彈簧開關向下恢復原狀，這樣下面的電路就被接通，從而使電鈴報警。
（3）根據這一現象。你認為生活中要保持磁體的磁性不減弱，應注意什么
11．（2023八下·蘭溪期中）在探究“通電螺線管外部磁場特點”的實驗中，小華設計了如圖甲所示的電路，實驗時：
（1）可通過觀察　 　來判斷通電螺線管的磁極。
（2）如圖乙是通電螺線管周圍有機玻璃板上小磁針的分布狀態，通過觀察可知，通電螺線管的外部磁場與　 　的磁場相似。
（3）要探究影響通電螺線管磁場強弱的因素，除了圖中所示的器材外，還需　 　。若開關S接“1”時，電流表的示數為I，現將開關S從“1”換接到“2”上，接下來他的操作是　 　，這樣可以探究通電螺線管磁場的強弱與匝數的關系。
（4）在探究影響通電螺線管磁場強弱的因素實驗中，應用的科學方法是　 　。
12．（2023八下·定海期中）甲、乙兩同學做了如圖所示的實驗：在靜止的小磁針上方平行地放一根直導線，閉合開關，原來靜止的小磁針沿順時針方向轉動了。對于小磁針轉動的原因，兩同學有如下假設：
甲：因為導線通電會發熱，造成導線周圍空氣溫度升高，空氣的對流運動使磁針偏轉。
乙：因為電流周圍會產生磁場，磁場對磁針產生了力的作用。
請據此回答：
（1）沒通電時，靜止小磁針的N極總會指向地理的　 　。（填“南方”或“北方”）
（2）兩同學討論后，設計了以下實驗來驗證哪一個觀點是正確的。他們調換電池的正負極，閉合開關，如果甲同學的假設是正確的，預計應該看到的現象是　 　。
13．（2024八下·杭州期中）在做“探究通電螺線管外部的磁場分布”實驗中；
（1）通電螺線管周圍的小磁針N極指向如圖甲所示，由圖可以判斷，通電螺線管外部的磁場分布與　 　磁體的磁場分布相似；
（2）調換通電螺線管所接電源的正負極，發現小磁針指向轉動180°，南北極發生了對調，說明通電螺線管的磁場方向跟　 　方向有關；
（3）繼續探究，按圖乙連接電路，先將開關S接a；再將開關S從a換到b，調節變阻器的滑片P，此時調節滑動變阻器是為了　 　，來探究電磁鐵磁性強弱與　 　的關系。
14．（2024八下·杭州期中）為探究通電螺線管的磁性除了與是否帶鐵芯有關系之外，還跟哪些因素有關呢？
小明作了以下猜想：
①通電螺線管的磁場強度可能與電流大小有關；
②通電螺線管的磁場強度可能與___________有關；
小明設計了如圖所示的實驗裝置，請回答下列問題：
（1）請將猜測②的橫線處補充完整　 　；
（2）小明在A、B兩個鐵釘的下方均勻地撒上鐵屑，然后閉合開關觀察到A吸引的鐵屑要比B多，可以得出結論　 　；
（3）像本實驗這樣將不易觀察的磁場強弱通過觀察比較吸引鐵屑的數量來體現的方法稱為轉換法，下列實驗中運用了相同方法的是　 　。
A．研究分子的特性時，用黃豆和米粒混合實驗
B．研究電流的有無時，串聯一個小燈泡
C．研究電流的特點時，通過類比水流幫助理解
15．（2024·浙江期末）小明等同學利用身邊的器材進行實驗探究。他們先在鐵釘上套上薄塑料吸管，然后在薄塑料吸管上纏繞鐵絲做成螺線管，并將這個裝置固定在支架上，如圖所示。
（1）在下列現象中，可以利用圖示的實驗裝置進行探究的是____ 。
A．通電導體在磁場中受力的作用
B．電磁感應
C．電生磁
（2）該實驗裝置可以探究插有鐵芯的通電螺線管的磁性強弱與　 　的關系。
（3）實驗中當小明將開關閉合后，在將滑動變阻器滑片P從a端滑向b端的過程中，吸引大頭針的數量　 　。
16．（2024八下·金華期中）經過初中科學的學習已經知道：電磁鐵的磁性強弱與線圈的匝數和電流大小有關。電磁鐵的磁性強弱與鐵芯的形狀有沒有關系呢？小華圍繞這個問題進行了以下探究活動：把形狀相同的螺線管安裝上如下圖所示的不同形狀的鐵芯，給線圈通電，通電后把帶鉤的鐵盤吸在鐵芯的下面，再往鐵鉤上逐一掛鉤碼，直至鐵盤剛好落下，記錄可以懸掛鉤碼的數量如下表。
鐵芯形狀 甲 乙 丙
鉤碼數量/個 13 11 8
（1）實驗中通過　 　反映電磁鐵磁性的強弱；
（2）實驗過程中需要控制　 　相同；
（3）電磁鐵在生產生活中運用廣泛，請你說出它的一個優點：　 　。
17．（2024八下·杭州期中）小實利用如圖甲所示裝置，研究通電導體在磁場中受力大小與電流大小的關系。他將一根導體接入電路。閉合開關后，導體會受到豎直方向的力，記錄相關數據，并計算導體在磁場中所受力F的大小，改變電流大小，重復實驗，并繪制出圖乙。
（1）本實驗中為了得到導體在磁場中受到力的大小，需要記錄的數據有　 　；
（2）根據圖乙得出的結論是：　 　。
18．（2024·浙江期末）學習了電磁感應后，小黃課后自己又試著重新進行了實驗，仔細體會其中的細節。
（1）如圖甲所示，小黃首先將檢查過的實驗器材連接好，確認連接無誤后，讓金屬棒水平切割磁感線，實驗中卻幾乎看不出電流表指針偏轉。看不出電流表指針偏轉的原因可能是　 　。
（2）如圖乙所示，另一組的小巖采用了圖示裝置進行實驗，發現讓金屬棒在磁場中水平左右切割磁感線時，靈敏電流計指針的擺動方向在不斷地發生變化，于是他意識到感應電流的方向發生了變化。除此之外，你還有什么方法能讓靈敏電流計指針的擺動方向發生變化？
（3）其他組的同學在實驗中還發現靈敏電流計指針擺動的角度大小也發生變化，于是猜想感應電流的大小可能與導體切割磁感線運動的速度有關。小黃為了驗證自己的猜想，重新進行了實驗，測得的數據如下表。
實驗序號 1 2 3 4 5 6
速度 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0
電流 5.2 10.1 15.0 20.0 25.0 29.8
分析數據可得出結論：　 　。
1．（2023·南潯模擬）在項目化學習中，小科用條形磁體，大號縫衣針，硬卡紙，橡皮，大頭針制作簡易指南針，指南針制作過程如下：
步驟Ⅰ ：取2枚大號鋼質縫衣針，分別將條形磁體沿同一方向摩擦縫衣針10余次(如圖甲)，使縫衣針磁化。
步驟Ⅱ ：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，如圖乙所示，用1塊橡皮和1枚大頭針做成支座，將插有縫衣針的卡紙水平支起。
步驟Ⅲ：用當地的地圖確定簡易指南針所指的方向。
步驟Ⅳ：在老師的指導下，針對制作指南針的科學性設計了評價表(如圖丙)
“自制指南針”評價量表(節選)
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，能保持平衡 能指示南北方向，不能保持平衡 不能指示南北方向，不能保持平衡
（1）將條形磁鐵的S極靠近圖乙中縫衣針的針尖，縫衣針被排斥，則縫衣針針尖位置應標為　 　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“指標一”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：　 　。
2．在物理學中，磁感應強度(用字母B表示，國際單位是特斯拉，符號是T)表示磁場的強弱，磁感應強度B越大，磁場越強；磁感線形象、直觀描述磁場，磁感線越密，磁場越強。
（1）圖A為某磁極附近磁感線的方向和分布的示意圖。若在1處放一枚小磁針，當小磁針靜止時，其指向應是圖B中的　 　(選填“甲”“乙”“丙”“丁”)。
（2）如果電阻的大小隨磁場的強弱變化而變化，則這種電阻叫磁敏電阻。某磁敏電阻R的阻值隨磁感應強度B變化的圖像如圖C所示。根據圖線可知，磁敏電阻的阻值隨磁感應強度B的增大而　 　。圖線沒有過坐標原點，是因為　 　。
（3）利用該磁敏電阻的R﹣B特性曲線可以測量圖中磁場中各處的磁感應強度。
①將該磁敏電阻R放置在磁場中的位置1處。小陽設計了一個可以測量該磁敏電阻R的電路，所提供的實驗器材如圖D所示，其中磁敏電阻所處的磁場未畫出。請你將該實驗電路連接完整。
　 1 2 3
U/V 1.50 3.00 4.50
I/mA 3.00 6.00 9.00
②正確接線后，測得的數據如表所示。該磁敏電阻的測量值為　 　Ω。
③根據該磁敏電阻的R—B特性曲線可知，1處的磁感應強度為　 　T。
（4）就現有的實驗器材和電路，請提出一個有意義的可供探究的物理問題：　 　。
3．（2020·臺州）磁控防盜裝置都裝有干簧管(如圖甲)，千簧管由兩個軟鐵片和玻璃管組成，軟鐵片的觸點在彈力的作用下處于斷開狀態。當磁體靠近干簧管時，軟鐵片觸點狀態會會發生變化。
把條形磁體分別成置在乙圖中的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三個位置時，觸點的開合狀態和軟鐵片的極性情況如下表。
磁體位置 豎直放置并靠近 豎直放置并靠近
Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ
觸點狀態 閉合 斷開 閉合 ？
軟鐵片的極性情況 /
（1）鐵片被磁化后.鐵片與條形磁體相鄰兩端的磁極極性關系是　 　。
（2）當條形磁體水平放置并靠近干簧管時(圖乙Ⅳ位置)，干簧管觸點狀態為　 　。
（3）如圖丙，門上磁控防盜裝置內有一個緊直放置的干簧管，其內部簡化電路如圖丁、磁控防盜裝置的工作原理是：夜間關上門，閉合開關S，啟動防盜報警器、此時報警電鈴不響；當盜賊打開門時，干簧管遠離磁體，電鈴響起。圖丁虛線框中四種磁體擺放方式能滿足工作要求的有　 　(選填圖中的字母)。
4．（2024八下·義烏期末）設計人員要開發一款倒懸的酷懸浮發光月球裝飾品，如圖甲所示。
甲 乙 丙
（1）【材料組裝】如圖乙，球內裝入磁體，燈泡等元件，底座內裝入電磁鐵等元件；
電源的上端應為　 　極；
（2）【問題呈現】在試驗過程中難以找到發光月球的磁懸浮位置。離底座過遠，球會掉落；離底座過近，球直接吸附在底座上。
【原因分析】球離底座過遠時，底座中的電磁鐵對球內磁體的吸引力小于重力，所以球會掉落。過近則吸引力大于重力，球直接吸附在底座上。
【解決方案】設計人員在電路中加入了開關型霍爾傳感器H來檢測磁場強弱，并控制電路的通斷，經簡化的電路圖如圖丙所示。
當球與底座距離過近，傳感器H檢測到磁場過強時，傳感器H應　 　（選填“閉合”或“斷開”）電路；
（3）【產品優化】
經調試，成功實現月球懸浮。若需增大懸浮時月球與底座的距離來增強觀賞效果，在適當調整傳感器H的位置后，對底座電路的處理方式可以是　 　（寫出兩種即可）。
5．（2024八下·杭州期中）科學興趣小組做了一個有趣的紙盒實驗：在水平桌面的右端放有一個封閉紙盒， 一輛綁有 磁鐵的小車從斜面上靜止下滑后在水平桌面上向右運動。在靠近紙盒的過程中小車的速度越 來越小，最后停在了A位置，如圖所示。
小組同學對這一現象展開了討論：
（1）小科認為小車速度減小除了受到了摩擦力的作用外，可能還受到紙盒的影響。為了證 實他的猜想，小科應該如何設置實驗
（2）小科通過實驗發現，紙盒能使小車運動速度減小得更快。那紙盒里有什么呢 小芳提 出了以下假設：
假設1：紙盒中有鐵塊。
假設2：紙盒中有磁體。
假設3：紙盒中有閉合的線圈。
小強根據已學的知識否認了　 　(選填“假設1”、 “假設2”、 “假設3”)。
（3）小強打開紙盒，發現里面是一個閉合的線圈。為什么閉合的線圈會使小車的速度減小得更快 帶磁鐵的小車靠近閉合的線圈時，閉合線圈的部分導體　 　產生　 　 ， 6．（2024八下·溫州期中）小明同學想探究磁體對回形針的吸引力的大小是否與放入它們之間物體的種類有關，設計了如圖甲所示的裝置，他保持磁體和紙片間的距離一定，在紙片上放入形狀、面積和厚度相同，材料不同的鐵板、鋁板等，觀察能吸引的回形針個數，多次實驗后將數據記錄在下表中。
磁體與紙片之間放入的物體 不放物體 鐵板 鎳板 鋁板 塑料板
吸引回形針數量/個 4 1 1 3 3
（1）分析數據可知，吸引回形針數量越少，說明該材料對吸引力的影響　 　。
（2）鐵、鎳、鋁都是導體，而鋁對磁性屏蔽效果不明顯，原因可能是　 　。
（3）他們在紙片上分別放入形狀和厚度相同、面積不同的鐵板，目的是要探究　 　。
（4）其實小明同學所研究的現象叫“磁屏障”，如圖乙所示，一個放在磁場中的鐵質球殼（截面有一定厚度），外面磁場的絕大部分沿鐵質球殼壁“通過”，只有極少部分會進入球內空間，從此現象想到，為使精密儀器不受外面的影響，可以將儀器放在什么地方？答：　 　。
7．（2024八下·吳興期中）早在19世紀，安培對于地磁場的形成提出如下假設：地球的磁場是由圍繞地軸的環形電流I引起的（如圖甲）。小黃學習了電和磁的知識后，知道了通電直導線周圍的磁場分布符合安培定則，那么環形電流內部的磁場是否也符合如圖乙所示的安培定則呢？他展開了以下探究。
【建立猜想】環形電流內部的磁場可能也符合安培定則。
【實驗過程】連接如圖丙所示的電路（外部電路未畫出）。
【實驗現象】位于圓環中心的小磁針N極垂直紙面向里轉動。
（1）小黃同學的探究實驗中放置小磁針的作用是 　 　。
（2）根據實驗現象，小黃的結論 　 　。
（3）根據安培提出的假設，則赤道這一通電圓環的電流方向為 　 　。
8．（2024八下·臨海期中）為了研究“電磁鐵磁性的強弱哪些因素有關”，小科利用電源、電流表、開關、滑動變阻器、導線、細鐵釘、指針（帶刻度）、電磁鐵（用漆包線制作的一個六抽頭電磁鐵，每20匝抽出一個接線端）等器材設計了如圖甲、乙所示的裝置進行探究。
（1）圖甲實驗中小科是根據　 　來判斷磁性的強弱。
（2）如圖乙，電磁鐵通電時，電磁鐵的右端是　 　（填“S極”或“N極”）。
（3）與甲圖實驗方案相比，乙圖實驗方案的優點是　 　。
（4）小科利用圖乙實驗裝置研究電磁鐵磁性強弱與線圈匝數關系的實驗。當線圈匝數從10匝換成100匝后，接下來應該進行的操作是：　 　。
9．（2024八下·吳興期中）學習了電磁知識后，英英同學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。請你根據圖中的實驗現象回答問題。
（1）分析圖1　 　（選填序號），可知通電導線之間作用力方向與電流方向有關。
（2）得到通電導線之間的相互作用力的大小與電流大小有關的結論，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　 　。
A．不會變形 B．會變形，所圍面積增大
C．會變形，所圍面積減小 D．會變形，所圍總面積不變
10．（2024八下·臨平月考）小陽在探究“磁體間相互作用規律”時發現：磁體間的距離不同，作用力大小也不同。他想：磁體間作用力的大小與磁極間的距離有什么關系呢？
（1）你的猜想是　 　。
（2）小陽用如圖所示的實驗進行探究。由于磁體間作用力的大小不便測量，他通過觀察細線與豎直方向的夾角的變化，來判斷磁體間力的變化，用到的科學方法是　 　法。
（3）小陽分析三次實驗現象，得出結論：磁極間距離越近，相互作用力越大。小陽認為：這個結論還需要進一步實驗論證，聯想到磁體間的相互作用規律，利用上述裝置和器材，還須研究　 　。
11．（2024八下·余杭期末）小科猜想電磁鐵磁性的強弱與電流大小、線圈匝數有關，于是他利用學生電源、電流表、開關、滑動變阻器、導線、電子測力計、軟鐵塊P、電磁鐵（用漆包線制作的電磁鐵，每20匝抽出一個接線端a、b、c、d，內阻不計）等器材設計了如圖所示的裝置進行探究（電子測力計掛上鐵塊P后再調零），實驗數據如表所示。
電源正極所接接線柱 a b c d
電流表示數/A 0.40 0.40 0.40 0.40
電子測力計示數/N 0.10 0.08 0.06 0.04
（1）實驗中小科是通過　 　來判定電磁鐵磁性強弱的。
（2）由表中數據可以得出的實驗結論是　 　。
（3）若要探究電磁鐵磁性強弱與電流大小的關系，請將實驗步驟補充完整：
①斷開開關，按圖組裝實驗電路，電源正極接a接線柱，將滑動變阻器的滑片置于最右端，掛上軟鐵塊P，對電子測力計進行調零；　 　。
12．（2024八下·臨海期末）圖甲是歐姆在研究電學原理時，設計的一款能測量電流大小的電流扭秤（內部結構如圖乙）。容器A、B中裝有不同溫度的水銀，以導線相連構成溫差電源，AB兩端存在電壓，其電壓大小由溫差決定。利用懸絲在直線導體上方懸掛磁針，導體中有電流通過時，磁針偏轉，為保證測量的可靠性，歐姆對電流扭秤進行了多次測試，數據如下表：
組別 水銀溫度/℃ 磁針偏轉情況
A B 方向 角度
1 40 10 順時針 3θ
2 40 20 順時針 2θ
3 40 30 順時針 θ
4 40 50 逆時針 θ
（1）實驗中若要保持溫差電源電壓不變，則必須控制溫差電源的　 　不變。
（2）實驗過程導體中有電流通過時，磁針會偏轉的原因是　 　。
（3）根據以上實驗推測，若控制A、B中水銀溫度分別為30℃和50℃，則磁針偏轉方向和角度分別為　 　。
12．（2024八下·杭州月考）項目學習小組實驗發現，裝在筒內的電動機帶動風葉轉動，電動機轉動方向，改變氣流的方向也改變，如圖甲所示。于是想利用帶風葉的電動機制作一款“書桌神器”：既能收集書桌上的小紙屑，又能吹風納涼。他們制定的產品評價表如下：
評價指標 評價等級
優秀 合格 待改進
指標一 能吸紙屑、吹風且風速可調 能吸紙屑、吹風， 風速不可調 只能吸紙屑或只能吹風
指標二 吸紙屑后， 吹風時無紙屑吹出 吸紙屑后， 吹風時有部分紙屑吹出 吸紙屑后，吹風時全部紙屑吹出
小組同學設計如圖乙電路，利用帶風葉的電動機、電池、旋鈕式電阻等材料制作模型，其工作原理示意圖如圖丙。
（1）圖乙中，通過切換開關S，可以改變電動機轉向的原因是　 　。
（2）將開關S與“1”連接，旋鈕OP繞O點沿箭頭方向轉動時，電動機轉速如何變化
（3）對模型丙進行測試時，其“指標一”為優秀。結合評價表，判斷該模型的“指標二”評價等級為
13．（2024八下·杭州期末）小濱在探究“感應電流大小與哪些因素有關”的實驗中，連接了如圖所示的實驗裝置，并提出了以下猜想：
①可能與線圈匝數有關。
②可能與磁場的強弱有關。
③可能與切割磁感線的速度有關。
（1）小濱將磁鐵勻速向下插入螺線管，觀察到電表指針偏轉；換用一個線圈匝數更多的螺線管重復試驗　 　（填編號）；
（2）要使產生的感應電流的方向發生變化，可以采取的方法有　 　；
（3） 要驗證猜想②，需要進行的操作是　 　；小濱得出結論：在線圈匝數和切割磁感線速度相同時，磁場越強，感應電流越大。
14．（2024八下·越城期末）學校開展項目化學習挑戰賽——為夜跑者設計制作節能夜跑燈。
【提供器材】塑料水管、膠塞、圓柱形強磁體、漆包線、LED燈(圖甲，LED燈具有單向導電性，當電流從“+”極流入時，LED燈會發光，當電流從“-”極流入時，LED燈不發光)等。
【方案設計】乙圖為小柯設計的節能夜跑燈結構圖，當磁體在水管中來回移動時，塑料水管外與線圈相連的LED燈發光。
【產品制作】小柯用磁性相同的磁體，以正常跑步時甩臂的速度切割磁感線，得到感應電壓大小和線圈匝數關系如丙所示。
【項目評價】
節能夜跑燈產品性能評價量表(節選)
評價指標 5分 3分 1分
發光情況 兩盞LED燈交替發光 兩盞LED燈發光 一盞LED燈發光
使用情況 日常跑步甩臂發光 快于日常跑步甩臂發光 手中搖動發光
（1）如圖丁，為使節能夜跑燈跑步時自動發光，將其佩戴在　 　(選填“A”或“B”)位置比較合適，請簡述理由　 　；
（2）若LED燈正常發光需要的電壓為18V、根據表中數據分析，在其他條件不變的情況下，小組同學至少要繞制　 　匝的線圈：
（3）根據評價表，小科設計的夜跑燈“發光情況”一項評分為1分.請在圖戊所示虛線框內畫出改進后的設計圖，使該指標達到5分。
15．（2023八下·義烏期中）小科對手機無線充電的原理感到好奇。查閱資料后得知：充電時充電器內的發射線圈產生磁場，手機內的接收線圈會產生感應電流給電池充電，結構如圖甲。學過電磁感應原理的小科提出質疑：手機和充電器在充電過程中都不動，并沒有做切割磁感線運動，為何會產生感應電流？對此，他設計了圖乙實驗進行驗證。
（1）閉合開關后靈敏電流計指針被沒有發生偏轉。小科認為，可能是P線圈中的電流過小，于是他將滑片向左移。他的這一操作是基于什么猜想？　 　
（2）滑片左移后，仍未觀察到指針偏轉，但再斷開開關、閉合開關、移動滑片時靈敏電流計指針有明顯偏轉。指教老師后得知當閉合電路圍成的平面內，磁感線數量發生改變時，電路中能產生感應電流。請根據上述事實，解釋在該實驗中若導體ab上下運動時，則閉合電路中不產生感應電流的原因（圖丙）　 　.
操作序號 開關及滑動變阻器狀態 靈敏電流計指針偏轉方向
1 開關由斷開變為閉合 向左
2 開關由閉合變為斷開 向右
3 開關閉合時，滑片向左移動 向左
4 開關閉合時，滑片向右移動 向右
5 開關閉合后，滑片不移動 不偏轉
6 改變電源正負極，閉合開關，滑片向左移動 向左
7 改變電源正負極，閉合開關，滑片向右移動 向右
（3）小科發現不同情況下靈敏電流計指針偏轉方向不同。他猜測與Q線圈中的電流方向改變有關，于是進行實驗并記錄現象。請判斷小科的說法是否正確，并合理選擇上表格中的兩次實驗說明理由。　 　.
21世紀教育網 www.21cnjy.com 精品試卷·第 2 頁 （共 2 頁）
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