章末總結(jié)：第16章 電磁鐵與自動控制（解析版）

學(xué)而優(yōu)教有方第十六章電磁鐵與自動控制章末總結(jié)目標(biāo)導(dǎo)航目標(biāo)導(dǎo)航課程要求課標(biāo)解讀本章講述的內(nèi)容有磁體、磁極、磁感線等概念。探究通電螺線管外部磁場的方向及影響電磁鐵磁性強弱的因素，了解電磁繼電器與自動控制在生產(chǎn)和生活中的應(yīng)用內(nèi)容。磁場是貫穿電磁現(xiàn)象始終的一個重要概念，用磁感線來形象化地表示磁場是一種重要的研究方法。電流產(chǎn)生的磁場、通電螺線管產(chǎn)生的磁場等內(nèi)容，即包含重要的科學(xué)探究過程和科學(xué)研究方法，又是研究電磁鐵的理論基礎(chǔ)。知識精講結(jié)知識精講結(jié)知識點01磁體、磁場、磁感線的區(qū)別與聯(lián)系區(qū)別聯(lián)系磁體（1）具有磁性的物體叫磁體（2）磁體具有兩個磁極：N極和S極（3）同名磁極相互排斥，異名磁極相互吸引（1）磁體周圍存在著磁場（2）磁體間的相互作用是通過磁場發(fā)生的（3）磁感線用來描述磁場的強弱、方向及分布情況，磁體外部的磁感線從磁體的N極出來，回到S極；磁感線越密的地方磁場越強（4）磁場中某點的磁場方向與該點的磁感線方向以及小磁針北極受力方向一致磁場（1）磁體周圍存在的一種看不見、摸不著的物質(zhì)叫磁場（2）磁場有強弱、有方向（3）電流周圍存在磁場，通電螺線管的磁場與條形磁鐵的磁場相似磁感線（1）為了直觀形象地表示磁場而畫的曲線，不是真實存在的（2）呈立體分布的封閉曲線【即學(xué)即練1】（多選）關(guān)于電磁現(xiàn)象，下列說法正確的是（）A．磁場是由磁感線組成的B．磁場對放入其中的小磁針一定有力的作用C．導(dǎo)體中的負(fù)電荷在做定向移動時一定產(chǎn)生磁場D．利用撒在磁體周圍的鐵屑可以判斷該磁體周圍各點的磁場方向【答案】BC【解析】磁感線是為了直觀形象地表示磁場而假設(shè)的一些曲線，實際上并不存在，故不能說磁場是由磁感線組成的，選項A錯誤；磁場的性質(zhì)就是對放入其中的小磁針有力的作用，通過小磁針是否會受到力的作用可以判斷磁場的存在，選項B正確；電荷的定向移動形成電流，導(dǎo)體中負(fù)電荷的定向移動會形成電流，而電流周圍存在磁場，所以導(dǎo)體中的負(fù)電荷在做定向移動時能產(chǎn)生磁場，這是電流的磁效應(yīng)，選項C正確；磁體周圍的鐵屑雖然能大致顯示磁場的分布，但是周圍各點的具體方向卻不能確定，選項D錯誤。知識點02磁場中的三類典型判斷問題三類典型判斷問題（1）根據(jù)小磁針的指向判斷磁體或通電螺線管（或電磁鐵）的N、S極，進(jìn)一步判斷磁感線的方向（2）根據(jù)磁感線的方向判斷磁體的磁極與小磁針的指向（3）根據(jù)小磁針的指向判斷通電螺線管（或電磁鐵）中的電流方向（或電源的正、負(fù)極），或進(jìn)一步畫出螺線管的繞線判定依據(jù)（1）同名磁極相互排斥，異名磁極相互吸引（2）磁體外部的磁感線都是從磁體的N極出發(fā)，回到S極（3）放入磁場中某點的小磁針的N極指向與該點的磁場方向、磁感線方向一致（4）右手螺旋定則【即學(xué)即練2】如圖所示，閉合開關(guān)，將滑動變阻器的滑片P向右移動時，彈簧測力計的示數(shù)變小。則下列分析正確的是（）A.電磁鐵的上端為S極B.電源左端為“＋”極C.斷開開關(guān)，彈簧測力計示數(shù)為零D.若滑動變阻器的滑片P不動，抽去電磁鐵鐵芯，彈簧測力計示數(shù)增大【答案】D【解析】當(dāng)滑片P向右移動時，滑動變阻器接入電路的電阻變小，根據(jù)歐姆定律可知，電路中的電流變大，則電磁鐵的磁性增強，而彈簧測力計的示數(shù)變小，說明彈簧測力計掛鉤上懸掛的條形磁鐵對測力計的拉力變小，說明條形磁鐵與電磁鐵之間相互排斥，所以電磁鐵上端為N極，故選項錯誤；當(dāng)電磁鐵上端為N極時，運用右手螺旋定則可判斷出電源的右端為“十”極，左端為“一”極，故選項B錯誤；斷開開關(guān)S后，電磁鐵失去磁性，與條形磁鐵之間沒有斥力的作用，條形磁鐵對彈黃測力計的拉力變大，測力計的示數(shù)增大，故選項（錯誤；電磁鐵的磁性強弱與線圈的匝數(shù)、電流的火小和有無鐵芯有關(guān)，在線圈的匝數(shù)、電流的大小一定時，抽去鐵芯，電磁鐵的磁性減弱，與條形磁鐵的相互作用力減小，則彈簧測力計的示數(shù)增大，故選項D正確?！炯磳W(xué)即練3】請在圖中畫出通電螺線管的繞法及磁感線的方向?！敬鸢浮俊窘馕觥坑深}圖可知，通電螺線管的右端為N極，電流從左端流入，右端流出，根據(jù)右手螺旋定則可以判斷螺線管的繞法；在磁場外部，磁感線是從磁體的N極出發(fā)，回到S極，從而可以作出磁感線的方向，如圖所示：。知識點03探究影響電磁鐵磁性強弱的因素電磁鐵磁性的強弱與電磁鐵線圈匝數(shù)的多少及線圈中通過的電流大小有關(guān)。實驗采用“控制變量法”，首先控制電磁鐵的線圈匝數(shù)不變，來研究電磁鐵的磁性強弱與電流大小的關(guān)系；然后控制電流大小不變，來研究電磁鐵的磁性強弱與電磁鐵線圈匝數(shù)的關(guān)系。因此，在比較實驗的過程中，注意觀察這個過程中有哪些因素是相同的，哪些因素是不同的，通過“同中求異”“異中求同”，分析、歸納出不同因素對實驗結(jié)果的影響?！炯磳W(xué)即練4】亞飛同學(xué)利用如圖所示裝置研究電磁鐵磁性的強弱與哪些因素有關(guān)。圖中A是懸掛在彈簧下的鐵塊，B是電磁鐵的鐵芯，S是轉(zhuǎn)換開關(guān)（S接1時連入電路的線圈匝數(shù)多，S接2時連入電路的線圈匝數(shù)少，線圈電阻不計）。（1）實驗過程中，彈簧伸得越長，表示電磁鐵的磁性越_________。（2）保持滑片P位置不變，先后讓開關(guān)S接1和2，可以研究電磁鐵磁性的強弱與線_______________圈的多少是否有關(guān)。（3）請?zhí)岢鲆粋€還可以用該裝置驗證的猜想并設(shè)計驗證方案。猜想：電磁鐵磁性的強弱還與________________有關(guān)；驗證方案___________：【答案】（1）強（2）匝數(shù)（3）通過線圈的電流大?。ɑ蚓€圈內(nèi)是否有鐵芯）保持開關(guān)接在1或2處不變，移動滑片P，觀察彈簧的伸長情況（或保持開關(guān)及滑片P位置不變，抽出鐵芯，觀察彈簧的伸長情況）【解析】（1）磁體具有吸鐵性，從圖示裝置可知，電磁鐵磁性越強，對鐵塊的吸引力越大，則彈簧的伸長越長。（2）滑片位置不變，即控制電流不變，把開關(guān)先后置于1和2是改變了線圈的匝數(shù)，所以是研究電磁鐵磁性的強弱與線圈匝數(shù)的關(guān)系。（3）電路中的滑動變阻器可以改變電路中的電流，將開關(guān)置于1或2不動，移動滑動變阻器滑片，改變通過電磁鐵線圈的電流大小，觀察彈簧的伸長情況。或保持其他參量不變，抽出鐵芯觀察彈簧的伸長情況。真題演練真題演練1．（2022·山東青島·中考真題）下列實驗現(xiàn)象的解釋或?qū)嶒炘淼年U述，正確的是（）A．將導(dǎo)線平行置于小磁針上方，通電時小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，是因為通電導(dǎo)線周圍存在磁場B．向自由下垂的兩張紙中間吹氣，它們相互靠攏，是因為氣體中流速越大的位置壓強越大C．托盤天平是一種等臂杠桿，用它測量物體質(zhì)量時，運用了杠桿平衡原理D．用刻度尺和秒表測量小車在斜面上運動的平均速度，運用的原理是【答案】ACD【解析】A．將導(dǎo)線平行置于小磁針上方，通電時小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，磁針受到了磁場的作用而偏轉(zhuǎn)，說明說明通電導(dǎo)線周圍存在磁場，受到了磁場的作用，小磁針發(fā)生了偏轉(zhuǎn)，故A正確；B．氣體中流速越大的位置壓強越小，故B錯誤；C．托盤天平動力臂等于阻力臂，是一種等臂杠桿，用它測量物體質(zhì)量時，處于平衡狀態(tài)，運用了杠桿平衡原理，故C正確；D．測量物體運動速度的原理是，運用刻度尺測量物體運動的路程，運用秒表測量物體運動的時間，故D正確。故選ACD。2．（2022·西藏·中考真題）如圖所示，將一枚轉(zhuǎn)動靈活的小磁針置于水平桌面上，在小磁針上方放一條直導(dǎo)線，使導(dǎo)線與電池觸接，電路連通瞬間，會看到小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，這個實驗說明通電導(dǎo)線周圍存在______，這個現(xiàn)象是1820年丹麥物理學(xué)家______首先發(fā)現(xiàn)的。【答案】

磁場

奧斯特【解析】[1][2]當(dāng)直導(dǎo)線接觸電池通電時，可以看到小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，即小磁針受到磁場力的作用，說明通電導(dǎo)線周圍存在磁場；這個現(xiàn)象最早是由1820年丹麥物理學(xué)家奧斯特發(fā)現(xiàn)。3．（2022·山東淄博·中考真題）某些商場里的自動扶梯在無人和有人乘坐時運行速度不同，從而節(jié)約電能。小明根據(jù)所學(xué)知識，設(shè)計了扶梯工作時的模擬電路。如圖所示是扶梯上無人時電路的工作狀態(tài)，R是壓敏電阻，其阻值隨壓力的增大而減小。當(dāng)扶梯上有人時，R所受壓力增大，控制電路中的電流_______，電磁鐵的磁性___________，將銜鐵吸下，使動觸點與靜觸點“2”接觸，工作電路中的電動機轉(zhuǎn)速變大。小紅站在扶梯上勻速上行的過程中，她的動能___________、機械能___________。（均選填“變大”“變小”或“不變”）【答案】

變大

變大

不變

變大【解析】[1][2]控制電路的壓敏電阻與電磁鐵串聯(lián)。當(dāng)扶梯上有人時，R所受壓力增大，根據(jù)已知條件，壓敏電阻變小，由串聯(lián)電阻的規(guī)律，電路的電阻變小，由歐姆定律可知控制電路中的電流變大，電磁鐵的磁性變大，將銜鐵吸下，使動觸點與靜觸點“2”接觸，工作電路中的電動機轉(zhuǎn)速變大。[3][4]小紅站在扶梯上勻速上行的過程中，因人的質(zhì)量和速度保持不變，故她的動能不變；因小紅的高度變大，故小紅的重力熱能變大，故機械能變大。4．（2022·貴州銅仁·中考真題）1）如圖（a）所示，一束光斜射向玻璃磚，并穿過玻璃磚。畫出這束光進(jìn)入玻璃和離開玻璃后的光線（注意標(biāo)出法線）；（2）如圖（b）所示為一根“”形杠桿，O為支點，左端懸掛一重物M，現(xiàn)要在A端施加一個最小的力，使M在圖示位置保持平衡。某同學(xué)在A點畫出了最小力F的示意圖，請對該同學(xué)的作圖結(jié)果予以評價（用作圖方式體現(xiàn)）；（3）如圖（c）所示，根據(jù)小磁針的指向，用物理符號標(biāo)出螺線管左端和電源左端極性?！敬鸢浮恳娊馕觥窘馕觥浚?）過入射點先作法線，當(dāng)光從空氣斜射入玻璃時，折射光線和入射光線分居法線的兩側(cè)，折射角小于入射角，由此在法線右側(cè)的玻璃中畫出折射光線；當(dāng)光從玻璃斜射入空氣時，折射光線和入射光線分居法線的兩側(cè)，折射角大于入射角，由此在法線右側(cè)的空氣中畫出折射光線。如圖所示：（2）根據(jù)杠桿平衡條件可知，阻力與阻力臂的乘積不變，要使得動力F最小，則動力臂最大，從圖看出，連接O點到A點，OA即為動力臂，此線段最長，即動力臂OA最長，作過A與OA垂直的垂線段，根據(jù)力的示意圖畫出F，此時F最小，故該同學(xué)的畫法不符合題意，應(yīng)為如圖所示：（3）小磁針靜止時，根據(jù)磁極間的相互作用規(guī)律可知，相互靠近的一定是異名磁極，因此螺線管的右端是S極，左端是N極；根據(jù)右手定則，右手握住螺線管，使拇指指向N極。則四指環(huán)繞的方向就是電流的方向，可以判斷出，電流的整體走向是從螺線管的右端流進(jìn)，因此電源右端是正極，左端是負(fù)極；如圖所示：5．（2022·江蘇淮安·中考真題）依據(jù)靜止小磁針的指向，標(biāo)出圖中磁體右端的磁極?！敬鸢浮俊窘馕觥坑蓤D可知，小磁針的左端為N極，右端為S極，因為異名磁極相互吸引，同名磁極相互排斥可得，磁體右端的磁極為S極，如圖所示：6．（2022·江蘇淮安·中考真題）如圖所示，探究通電螺線管外部磁場的方向。（1）玻璃板上均勻撒上鐵屑，放上小磁針。閉合開關(guān)后，______玻璃板，鐵屑分布情況表明，螺線管的外部磁場與______磁體周圍的磁場相似；（2）接通電路，小磁針靜止時______極的指向是該點的磁場方向；（3）調(diào)換電源的正負(fù)極，閉合開關(guān)，小磁針反方向偏轉(zhuǎn)，說明通電螺線管外部的磁場方向與______有關(guān)。【答案】

輕輕敲擊

條形

N

電流方向【解析】（1）[1][2]實驗中輕敲玻璃板的目的是減小鐵屑與玻璃板的摩擦，使鐵屑受到磁場的作用力而有規(guī)律地排列；實驗探究的結(jié)果是：通電螺線管外部磁場與條形磁體相似。（2）[3]物理學(xué)中規(guī)定：將小磁針放在通電螺線管外部，小磁針靜止時N極的指向就是該點處磁場的方向。（3）[4]調(diào)換電源的正負(fù)極后閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)小磁針反方向偏轉(zhuǎn)，即磁場方向發(fā)生了偏轉(zhuǎn)，故有此可得通電螺線管外部的磁場方向與通電導(dǎo)線的電流方向有關(guān)。7．（2022·江蘇鎮(zhèn)江·中考真題）小華制作的蓄水池水位報警模擬裝置如圖所示：浮子由銅片E、空心桿F和木塊Q構(gòu)成。在低水位時，觸點C、D位于E的正上方h0處，Q的下表面距池底的高度為h。當(dāng)水位上升到使E與C、D接觸后，蜂鳴器R發(fā)出忽強忽弱的報警音，報警音的強弱取決于其兩端電壓大小。電源電壓U=6V，定值電阻R0=3Ω，R可視為9Ω的定值電阻，不計其它電阻。（1）當(dāng)E與C、D接觸時，電路接通，銜鐵吸下與觸點___________接觸（選填“A”或“B”），線圈和R0被___________（選填“短路”或“斷路”）；（2）在被釋放和吸下的過程中，銜鐵與A、B的接觸時間分別為0.5s和1.5s，不考慮銜鐵在AB之間切換的時間。在未解除報警的情況下，求開始報警后1min內(nèi)電路所消耗的電能；()（3）Q為邊長10cm的正方體，密度為0.5×103kg/m3，h0=12cm，h=20cm，g取10N/kg。不計E、F的質(zhì)量及F與支架間的摩擦。①求剛開始報警時水面距池底的高度H；()②下列措施中，可使①中H值增大的有___________。A．將池中水換為密度更大的液體B．僅適當(dāng)減小Q的邊長C．僅在空心管F中裝入適量沙子D．僅適當(dāng)減小Q的密度【答案】

B

短路

225J

37cm

C【解析】（1）[1][2]當(dāng)水位上升到一定高度時E與C、D接觸，電路接通，電磁鐵開始工作，銜鐵被吸下來與B點接觸，R0及線圈被短路，蜂鳴器開始報警。（2）[3]已知tA=0.5s，tB=1.5s，U=6V，R0=3Ω，R=9Ω，那么完成一個周期需要2s，消耗的電能完成一個周期需要的時間是2s，則1min完成30個周期，故W總=30×WAB=30×7.5J=225J（3）[4]①已知L木=10cm，ρ木=0.5×103kg/m3，木頭漂在水面上，故F浮=G木=ρ木V木g=0.5×103kg/m3×103×10﹣6m3×10N/kg=5N木塊浸入液體的體積木塊浸入液體的深度則剛開始報警時水面距池底的高度H=h0+h+h排=12cm+20cm+5cm=37cm[5]②A．由題意可知，h0和h大小不變，則由H=h0+h+h排可知，能夠變化的只有h0，即木塊浸入液體的深度變大時，水面距池底的高度H就變大，已知木塊在水面漂浮，浮力等于自身重力，將池中水換為密度更大的液體時，木塊的浮力仍然等于其重力，由可知，物體浸入液體的體積變小，因此h0變小，H變小，故A不符合題意；B．僅減小Q的邊長，則Q的體積減小，則由G=ρVg可知，木塊的重力減小，則所受浮力變小，V排變小，因此h0變小，H變小，故B不符合題意；C．僅在空心管F中裝入適量沙子，則木塊受到的向下的壓力變大，則木塊受到的浮力變大，由公式F浮=ρ水V排g可知，V排變大，因此h0變大，H變大，故C符合題意；D．僅適當(dāng)減小Q的密度，則由G=ρVg可知，木塊的重力減小，則所受浮力變小，因此V排變小，h0變小，H變小，故D不符合題意。故選C。8．（2022·貴州遵義·中考真題）遵義某現(xiàn)代農(nóng)業(yè)園內(nèi)，一批名貴果樹苗急需持續(xù)澆灌。正在園區(qū)研學(xué)的某中學(xué)創(chuàng)客小組為園區(qū)設(shè)計了一個自動給水系統(tǒng)，電路如圖甲所示?？刂齐娐返碾娫措妷篣1恒為24V，線圈電阻不計，定值電阻R0為50Ω，R為壓敏電阻，其阻值隨所受壓力的變化圖像如圖乙所示。工作電路電源電壓U2恒為220V，包括注水裝置和給水裝置兩部分（圖中未明確）。圖丙為系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡圖，其中壓敏電阻位于圓柱形水箱底部的受力板正下方，受力板面積S1和水箱底面積S2分別為0.02m2和0.45m2。給水裝置始終不停歇給水，當(dāng)通過線圈的電流I＝0.16A時，銜鐵剛好被吸下，注水裝置停止注水，此時電流表示數(shù)I1＝0.2A，當(dāng)水箱水位下降至0.5m時，銜鐵剛好被拉回，注水裝置又開始向水箱注水，此時電流表示數(shù)I2＝2.2A。（ρ水＝1.0×103kg/m3，g取10N/kg）（1）圖甲中，甲、乙分別為______裝置；A．給水、注水

B．注水、給水（2）求當(dāng)注水裝置停止注水時，水箱內(nèi)水位的高度；()（3）若注水裝置每分鐘向水箱注水0.3m3，給水裝置每分鐘給水量為0.12m3，求注水裝置從最低水位加注至最高水位的過程中所消耗的電能。()【答案】

A

2.5m

1.32×105J【解析】（1）[1]因為給水裝置始終不停歇給水，甲裝置不受銜鐵影響，所以甲裝置是給水裝置；當(dāng)銜鐵剛好被吸下，此時動觸點與靜觸點斷開，乙裝置不工作，注水裝置停止注水，所以乙裝置是注水裝置，故A符合題意，B不符合題意。故選A。（2）[2]當(dāng)通過線圈的電流I＝0.16A時，銜鐵剛好被吸下，注水裝置停止注水，此時控制電路的總電阻此時壓敏電阻的阻值由圖象乙可知，當(dāng)壓敏電阻的阻值為100Ω時，受力板受到的壓力F=500N，此時受力板的壓強則水箱內(nèi)水的的高度（3）[3]由工作電路可知，注水和給水系統(tǒng)是并聯(lián)的，都工作時干路電流I2＝2.2A，當(dāng)水箱水位下降至0.5m時，注水系統(tǒng)又開始注水，則注水系統(tǒng)從水位0.5m開始注水到2.5m，注水的總體積注水的同時給水系統(tǒng)一直工作，所以注水時間注水裝置工作時的電流注水裝置從最低水位加注至最高水位的過程中所消耗的電能過關(guān)檢測過關(guān)檢測一、單選題1．（2022·江蘇·宜興外國語學(xué)校二模）許多日常用品都應(yīng)用了物質(zhì)的物理屬性，下列說法錯誤的是（）A．冰箱門吸應(yīng)用了磁鐵的磁性B．撐桿跳高應(yīng)用了撐桿的彈性好C．炒鍋用鐵物質(zhì)制造是應(yīng)用了鐵的導(dǎo)熱性好D．汽車輪胎是應(yīng)用了橡膠的硬度大【答案】D【解析】A．冰箱門吸是磁鐵制成的，利用了磁鐵的磁性，能夠使冰箱門保持良好的密封，故A正確，不符合題意；B．撐桿跳高時，運動員對撐桿的作用力讓其發(fā)生彈性形變，由于撐桿的彈性較好，彈性限度較大，受到較大的作用力仍發(fā)生彈性形變，對運動員有較大的彈力，運動員借助這個彈力躍過橫桿，故B正確，不符合題意；C．炒鍋用鐵制造，是因為鐵具有良好的導(dǎo)熱性，能將吸收的熱量很好地傳遞給所煮的食物，故C正確，不符合題意；D．汽車輪胎用橡膠制作，是因其彈性較好，彈性限度較大，受到較大壓力，發(fā)生的仍是彈性形變，故D錯誤，符合題意。故選D。2．（2022·江蘇無錫·二模）在實驗中，用膠頭滴管吸取液體，其物理原理與下列現(xiàn)象中“吸”相同的是（）A．平滑的鉛柱擠壓后“吸”在一起 B．客車行駛時窗簾被“吸”出窗外C．磁鐵可以“吸”引釘子等鐵制品 D．拔火罐時玻璃罐“吸”在皮膚上【答案】D【解析】A．用膠頭滴管吸取化學(xué)藥液，要先把滴管橡膠內(nèi)的空氣擠出，在外界大氣壓的作用下，藥液就被壓進(jìn)滴管里。平滑的鉛柱擠壓后“吸”在一起，是由于分子間有引力的作用，與大氣壓無關(guān)，故A不符合題意；B．客車行駛時窗外空氣流速快壓強小，車內(nèi)空氣流速慢壓強大，在壓力差的作用下，窗簾被“吸”出窗外，與大氣壓無關(guān)，故B不符合題意；C．磁鐵具有磁性，它能吸引釘子、大頭針等鐵制品，不是大氣壓引起的，故C不符合題意；D．拔火罐時，先把酒精在罐內(nèi)燒一下，罐內(nèi)空氣受熱排出，此時迅速把罐扣在皮膚上，使罐內(nèi)氣體溫度升高，等到罐內(nèi)的空氣冷卻后壓強降低，小于外面的大氣壓，外面的大氣壓就將罐緊緊地壓在皮膚上，所以這是由于大氣壓引起的，故D符合題意。故選D。3．（2022·湖南·長沙市華益中學(xué)一模）小波家的蔬菜批發(fā)部進(jìn)了一批香蕉，需要在庫房中保鮮一段時間，要求將溫度控制在一定的范圍內(nèi)。小波請教了物理老師后，設(shè)計了如圖所示的溫度自動報警器原理圖，在水銀溫度計的頂端封入一段金屬絲，以下說法正確的是（）A．溫度升高至-4℃時，燈L亮報警B．報警器中的電磁鐵利用的是電流的熱效應(yīng)C．報警器中水銀溫度計中水銀是半導(dǎo)體D．報警器利用了電磁鐵通電時有磁性、斷電時磁性消失的特點【答案】D【解析】A．當(dāng)溫度升高到6℃時，水銀和金屬絲接通，所以溫度升高至6℃時，燈L亮報警，故A錯誤；BD．控制電路接通，電磁鐵有磁性，電磁鐵吸引銜鐵，動觸頭和電鈴的電路接通，電鈴響，燈不亮；報警器利用了電磁鐵通電時有磁性、斷電時無磁性的特點，故B錯誤，D正確；C．水銀和金屬絲接通，電路中有電流，所以水銀和金屬絲都是導(dǎo)體，故C錯誤。故選D。4．（2022·浙江杭州·一模）如圖所示，條形磁鐵置于水平桌面上，電磁鐵水平放置且左端固定，電路中滑動變阻器的滑片P逐漸向左移動，條形磁鐵從靜止到開始運動的過程中，下列說法中正確的是（）A．電磁鐵右端是N極B．靜止時，條形磁鐵受到的摩擦力方向向左，大小不變C．移動時，條形磁鐵受到的摩擦力方向向左，逐漸變大D．條形磁鐵受到兩對平衡力的作用【答案】D【解析】A．由圖可知，螺線管中的電流方向是從右端流入左端流出，結(jié)合螺線管的繞向，由安培定則可知，螺線管左端為N極，右端為S極，故A錯誤；BC．根據(jù)磁極間作用規(guī)律可知，條形磁鐵左端要受到電磁鐵對它一個向右的排斥力，條形磁鐵在向右排斥力的作用下靜止時處于平衡狀態(tài)，在水平方向上受到平衡力的作用，由此可知，桌面對條形磁鐵有一個向左的摩擦力來平衡排斥力；當(dāng)滑片P向左滑動時，滑動變阻器接入電路的阻值減小，電源電壓不變，根據(jù)歐姆定律可知，電路中的電流增大，所以電磁鐵的磁性增強，電磁鐵對條形磁鐵的排斥力增大；由于條形磁鐵仍然靜止，摩擦力始終等于電磁鐵的排斥力，所以摩擦力也隨之增大；運動時，條形磁鐵對水平面的壓力不變，接觸面的粗糙程度不變，受到的滑動摩擦力不變，方向向左，故BC錯誤；D．條形磁鐵在水平方向上受到排斥力和摩擦力的作用，這兩個力是一對平衡力；在豎直方向上受到重力和支持力的作用，這兩個力是一對平衡力，因此受到兩對平衡力的作用，故D正確。故選D。5．（2022·吉林長春·一模）如圖所示，小磁針處于靜止?fàn)顟B(tài)，關(guān)于甲、乙兩磁極的判斷正確的是（）A．N極

S極 B．S極

N極 C．S極

S極 D．N極

N極【答案】C【解析】磁感線的方向與小磁針靜止時北極所指的方向一致，且磁感線從磁體的北極出來回到南極；由圖可知，小磁針的N極是向上的，說明磁感線的方向向上，磁體周圍的磁感線是從N極出發(fā)，回到S極，所以磁感線分別進(jìn)入甲和乙，所以甲和乙都是S極，故ABD錯誤，C正確。故選C。二、多選題6．（2022·廣西柳州·三模）如下圖所示，閉合開關(guān)S，將滑片P緩慢向右移動的過程中，下列分析正確的是（）A．電磁鐵的磁性變?nèi)?B．彈簧測力計示數(shù)將減小C．電磁鐵的上端是N極 D．彈簧測力計示數(shù)將增大【答案】AD【解析】A．將滑片P緩慢向右移動時，滑動變阻器接入電路的阻值變大，電路中的電流變小，電磁鐵的磁性隨電流的變小而變?nèi)酰蔄正確；BCD．由圖可知，電流從電磁鐵的右端流入，根據(jù)安培定則可知，四指指向電流方向，則拇指指向電磁鐵的下端，為N極，所以電磁鐵的上端為S極；根據(jù)同名磁極相互排斥可知，電磁鐵上端與條形磁體的下端相互排斥，由于電磁鐵的磁性隨電流的變小而變?nèi)?，電磁鐵上端與條形磁體的下端的排斥力減小，條形磁體向下運動，所以彈簧測力計的示數(shù)將增大，故BC錯誤，D正確。故選AD。三、作圖題7．（2021·貴州·凱里一中一模）如圖已知小磁針靜止，請在括號中分別標(biāo)出電源的”+、﹣”極和通電螺線管的極性?！敬鸢浮俊窘馕觥扛鶕?jù)小磁針的指示情況可判斷出通電螺線管上方為S極，下方為N極，再根據(jù)右手螺旋定則可判斷出電流方向，由此可判斷出電源上方為正極，下方為負(fù)極，如圖所示8．（2022·江蘇無錫·二模）如圖所示，小磁針靜止在通電螺線管旁，請在虛線框內(nèi)標(biāo)出對應(yīng)位置的電流方向和磁感線方向。【答案】【解析】小磁針靜止時，根據(jù)磁極間的相互作用規(guī)律可知，相互靠近的一定時異名磁極，因此螺線管的上端是S極，磁感線方向是指向S極的；根據(jù)右手定則，右手握住螺線管，使拇指指向N極。則四指環(huán)繞的方向就是電流的方向，可以判斷出，電流的整體走向是從螺線管的底端流出，如圖所示：9．（2022·新疆·烏市一中模擬預(yù)測）如圖所示，電流表正確連接在電路中，通電時，請你標(biāo)出小磁針和螺線管的N極?！敬鸢浮俊窘馕觥侩娏鞅碚_連接在電路中，根據(jù)電流的流動方向和安培定則可知圖中通電螺線管的左端為N極，右端為S極；根據(jù)同名磁極相互排斥，異名磁極相互吸引，可以判定小磁針的左端為N極，右端為S極，如圖所示：10．（2022·江蘇·無錫市河埒中學(xué)二模）請在圖中標(biāo)出通電螺線管周圍的磁感線方向及小磁針的N極?！敬鸢浮俊窘馕觥侩娏鲝挠覀?cè)流向左側(cè)，根據(jù)安培定則可判斷出通電螺線管的右端為N極，左端為S極，磁感線在磁體外部是由N極指向S極的；由磁極間的相互作用可知，小磁針的右端為N極，左端為S極；如圖所示：四、填空題11．（2022·湖北咸寧·