2025年滬粵版九年級物理寒假復(fù)習(xí) 第21講 奧斯特的發(fā)現(xiàn)

第21講奧斯特的發(fā)現(xiàn)【學(xué)習(xí)目標】1.認識電流的磁效應(yīng)，初步了解電與磁之間的某種聯(lián)系；2.會判斷通電螺線管兩端的極性或通電螺線管的電流方向；3.了解什么是電磁鐵，知道電磁鐵的特性和工作原理；4.了解影響電磁鐵磁性強弱的因素；5.了解電磁繼電器的結(jié)構(gòu)和工作原理?！净A(chǔ)知識】要點一、電生磁1、電流的磁效應(yīng)：（1）通電導(dǎo)體跟磁體一樣，周圍也存在著磁場。（2）電流周圍的磁場方向跟電流的方向有關(guān)。2.通電螺線管的磁場：（1）螺線管：我們把用導(dǎo)線在圓柱形空心筒上繞成的螺紋狀線圈，叫做螺線管。（2）通電螺線管外部的磁場與條形磁鐵周圍的磁場很相似，其磁場的極性與螺線管中電流的方向有關(guān)。（3）右手螺旋定則：用右手握住螺線管，讓四指彎曲且跟螺線管中電流的方向一致，則大拇指所指的那端就是螺線管的N極。要點二、電磁鐵1.電磁鐵：內(nèi)部有鐵芯的螺線管叫做電磁鐵。2.電磁鐵的磁性：（1）電磁鐵磁性的有無，完全可以由通斷電來控制。（2）電磁鐵磁性的強弱可以由電流的大小、線圈匝數(shù)控制。3.電磁鐵的應(yīng)用：電磁起重機、電鈴、電話等。要點三、電磁繼電器1.認識電磁繼電器（1）主要部件：電磁鐵、銜鐵、彈簧、觸點（2）作用：①電磁鐵通電時產(chǎn)生磁性，吸下銜鐵；②銜鐵和動觸點連在一起，帶動動觸點上下運動；③彈簧電磁鐵磁性消失時，帶動銜鐵彈離電磁鐵；④觸點相當(dāng)于被控制電路的開關(guān)(A、C為靜觸點，B為動觸點）。2.自動控制（1）控制電路：低壓電源、電磁鐵、開關(guān)。（2）工作電路：高壓電源、觸點、用電器。（3）原理：電磁繼電器的核心是電磁鐵。當(dāng)電磁鐵通電時，把銜鐵吸過來，使動觸點和靜觸點接觸（或分離），工作電路閉合（或斷開）。當(dāng)電磁鐵斷電時失去磁性，銜鐵在彈簧的作用下脫離電磁鐵，切斷（或接通）工作電路。從而由低壓控制電路的通斷，間接地控制高壓工作電路的通斷，實現(xiàn)遠距離操作和自動化控制。電磁繼電器的作用相當(dāng)于一個電磁開關(guān)。【考點剖析】考點一：奧斯特實驗——電流的磁效應(yīng)例1．（2021·北京·101中學(xué)九年級階段練習(xí)）閱讀《超導(dǎo)磁懸浮列車》回答題。超導(dǎo)磁懸浮列車在中國科技館“挑戰(zhàn)與未來”A廳有一個展品—超導(dǎo)磁懸浮列車，如圖甲所示。當(dāng)工作人員給裝置通電時，超導(dǎo)磁懸浮列車處于懸浮狀態(tài)。超導(dǎo)磁懸浮列車的軌道由一組永久磁鐵材料構(gòu)成，車體內(nèi)放置了一組超導(dǎo)體和一個液氮儲藏箱。在行駛過程中，車內(nèi)超導(dǎo)體通過液態(tài)氮降溫從正常態(tài)轉(zhuǎn)為超導(dǎo)狀態(tài)，電阻降為零，可以通過很大的電流產(chǎn)生極強的磁場而導(dǎo)體中不會產(chǎn)生熱量損失。當(dāng)車體內(nèi)的導(dǎo)體與軌道磁鐵間產(chǎn)生的排斥力大于車重力時，列車就會懸浮起來，這時只要沿軌道方向給車體一個很小的推力，列車就將沿軌道方向運動。圖乙為超導(dǎo)磁懸浮列車的原理圖。目前的磁懸浮列車有利用同名磁極相排斥的電力懸浮系統(tǒng)和利用異名磁極相吸引的電磁懸浮系統(tǒng)兩種，超導(dǎo)磁懸浮屬于電力懸浮系統(tǒng)。另一種電磁懸浮系統(tǒng)的原理如圖丙所示，它是在車體底部及兩側(cè)倒轉(zhuǎn)向上的頂部安裝磁鐵，在T形導(dǎo)軌的上方和伸臂部分下方分別設(shè)反作用板和感應(yīng)鋼板，控制電磁鐵的電流，使電磁鐵和導(dǎo)軌間保持10-15毫米的間隙，并使導(dǎo)軌和鋼板之間的磁力與車輛的重力平衡，從而使車體懸浮于車道的導(dǎo)軌面上運行。我國上海磁懸浮列車屬于電磁懸浮系統(tǒng)如圖丁所示，專線西起上海軌道交通2號線的龍陽路站，東至上海浦東國際機場，專線全長29.863公里。是中德合作開發(fā)的世界第一條磁懸浮商運線。于2003年1月4日正式開始商業(yè)運營，單線運行全程只需8分鐘。設(shè)計運行時速為430km/h，轉(zhuǎn)彎處半徑達8000米，肉眼觀察幾乎是一條直線，是世界第一條商業(yè)運營的高架磁懸浮專線。請根據(jù)上述材料回答下列問題：（1）超導(dǎo)磁懸浮列車中的超導(dǎo)體在低溫液氮中轉(zhuǎn)為超導(dǎo)狀態(tài)時電阻變?yōu)開__________。（2）超導(dǎo)磁懸浮列車中的電磁鐵是利用電流的___________效應(yīng)工作的。（3）上海磁懸浮列車運行時懸浮電磁鐵與軌道電磁鐵間的相互作用為___________。A．異名磁極相互吸引B．同名磁極相互吸引C．異名磁極相互排斥D．同名磁極相互排斥（4）超導(dǎo)體的應(yīng)用具有十分誘人的前景，假如科學(xué)家已研制出室溫下的超導(dǎo)體，你認為把它用來制作下面所要求的材料中，合適的是___________。A．家用保險絲B．白熾燈泡的燈絲C．電爐的電阻絲D．遠距離輸電中的輸電導(dǎo)線考點二：電磁鐵例2．（2020·湖北·武漢市新華下路中學(xué)九年級階段練習(xí)）如圖所示，在電磁鐵正上方用彈簧掛著一條形磁鐵，開關(guān)閉合后，當(dāng)滑片P從a端向b端滑動過程中，會出現(xiàn)的現(xiàn)象是（）A．電流表示數(shù)變小，彈簧長度變短，小燈泡亮度增強B．電流表示數(shù)變小，彈簧長度變長，小燈泡亮度減弱C．電流表示數(shù)變大，彈簧長度變長，小燈泡亮度減弱D．電流表示數(shù)變大，彈簧長度變短，小燈泡亮度增強考點三：電磁繼電器例3．（2020·湖北·武漢市蔡甸區(qū)幸福路中學(xué)九年級階段練習(xí)）小明設(shè)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(zhì)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(guān)系如圖（乙）所示。當(dāng)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R=10Ω.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(dǎo)線將圖（甲）的電路連接完整；______（3）電磁繼電器中的電磁鐵上端為______極（選填N、S）；（4）隨著控制電路電流的增大，電磁鐵的磁性將______，當(dāng)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）若要提高貨架能承受的最大壓力，滑動變阻器R2接入電路的阻值應(yīng)______?！菊骖}演練】一、填空題1．（2021·山東威海·中考真題）如圖所示，物理學(xué)家羅蘭曾經(jīng)做過一個實驗，在圓形橡膠盤上注入某種電荷，當(dāng)橡膠盤沿中心軸高速旋轉(zhuǎn)時，圓盤上方原來靜止的小磁針轉(zhuǎn)動了。這個實驗現(xiàn)象說明______；請你推斷橡膠盤高速旋轉(zhuǎn)時電荷有沒有受到小磁針的力：______（選填“有”或“沒有”）。2．（2021·內(nèi)蒙古鄂爾多斯·中考真題）《論衡》中記載∶“司南之杓，投之于地，其柢指南。”如圖，司南即指南針，“柢”即握柄，是磁體的S極，靜止時指向地磁場的______（選填“南”或“北”）極。指南針在通電螺線管附近發(fā)生偏轉(zhuǎn)，是因為______產(chǎn)生了磁場。二、作圖題3．（2021·山東日照·中考真題）將通電螺線管和條形磁鐵如圖放置，開關(guān)閉合時，請在左側(cè)小虛線框內(nèi)標明通電螺線管左端的磁極，在中間大虛線框內(nèi)畫出磁感線的分布情況（三條即可）。4．（2021·山東威海·中考真題）請在下圖中畫出1條能夠描述通電螺線管外部磁場的磁感線。三、單選題5．（2021·青?！の鲗幨薪逃茖W(xué)研究院中考真題）如圖所示，用漆包線（導(dǎo)線表面涂有絕緣漆）繞在圓筒上做成了一個螺線管，用來研究通電螺線管磁性強弱與哪些因素有關(guān)。閉合開關(guān)后，發(fā)現(xiàn)該通電螺線管的磁性較弱，下列措施能夠使它的磁性增強的是（）A．在圓筒中插入一根鐵芯 B．減少線圈匝數(shù)C．滑動變阻器的滑片P向右滑動 D．將電源正負極互換四、實驗題6．（2021·山東淄博·中考真題）電與磁之間存在著相互聯(lián)系，彰顯物理現(xiàn)象的對稱、統(tǒng)一之美。（1）如圖1所示，小雨利用干電池、導(dǎo)線和小磁針進行實驗；①通電后小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，斷電后小磁針復(fù)位。實驗表明______；②若把圖甲中的小磁針換成直導(dǎo)線并通電。推測：兩條通電導(dǎo)線之間______（填“有”或“沒有”）相互作用力，依據(jù)是______（填字母）；A．電磁感應(yīng)現(xiàn)象B．磁場對電流的作用（2）小雨又將直導(dǎo)線繞成螺線管形狀，在螺線管的兩端各放一個小磁針，并在硬紙板上均勻地撒滿鐵屑。通電后觀察小磁針的指向及鐵屑的排列情況，如圖2所示。實驗結(jié)果表明：通電螺線管外部的磁場與______的磁場一樣；（3）在螺線管中插入軟鐵棒，制成電磁鐵。下列設(shè)備中沒有用到電磁鐵的是______（填字母）。A．大型發(fā)電機B．電磁起重機C．電爐【過關(guān)檢測】一、填空題1．（2021·全國·九年級課前預(yù)習(xí)）判斷通電螺線管的磁場方向可以使用安培（右手）定則：將右手的四指順著電流方向抓住螺線管，______的方向就是該螺線管的N極。2．（2021·全國·九年級課時練習(xí)）巨磁電阻效應(yīng)是指某些材料的電阻在磁場中急劇減小的現(xiàn)象，這一發(fā)現(xiàn)大大提高了磁、電之間信號轉(zhuǎn)換的靈敏度，從而引發(fā)了現(xiàn)代硬盤生產(chǎn)的一場革命。圖是說明巨磁電阻特性原理的示意圖，圖中GMR是巨磁電阻。如果閉合S1、S2并使滑片P向左滑動，指示燈亮度會有什么變化情況是_________?；琍向右滑動，指示燈亮度會有什么變化情況是_________。3．（2021·全國·九年級課前預(yù)習(xí)）如圖所示是一種水位自動報警器的原理圖。水位沒有達到金屬塊A處時，燈___________亮；水位到達金屬塊A處時，由于一般的水是導(dǎo)體，燈___________亮。4．（2021·湖南張家界·中考真題）如圖是研究巨磁電阻（GMR電阻在磁場中急劇減?。┨匦缘脑硎疽鈭D，閉合開關(guān)S1、S2后，電磁鐵右端為______極，滑片P向左滑動過程中，指示燈明顯變______（選填“亮”或“暗”）。二、單選題5．（2021·全國·九年級單元測試）巨磁電阻（GMR）效應(yīng)是指某些材料的電阻在磁場中隨磁場的增強而急劇減小的現(xiàn)象。如圖是說明巨磁電阻特性原理的示意圖，圖中的GMR是巨磁電阻。在電源電壓U不超過指示燈額定電壓的條件下，閉合開關(guān)S1、S2，則（）A．電磁鐵A端是S極B．向左滑動滑片P，指示燈會變亮C．向右滑動滑片P，GMR兩端的電壓減小D．電磁鐵產(chǎn)生的磁感線不管外部還是內(nèi)部都是從N極出發(fā)回到S極6．（2021·全國·九年級課前預(yù)習(xí)）如圖所示，當(dāng)閉合開關(guān)S1、S2時，兩個通電螺線管的相互作用情況以及A、B端的極性分別是（）A．相吸，A端為N極，B端為S極 B．相吸，A端為S極，B端為N極C．相斥，A端為N極，B端為N極 D．相斥，A端為S極，B端為S極7．（2021·全國·九年級課前預(yù)習(xí)）如圖所示的電路，將電磁鐵與滑動變阻器串聯(lián)接入電路，閉合開關(guān)S，下列說法正確的是（）A．電磁鐵的上端為N極B．電磁鐵周圍存在磁感線C．將滑動變阻器的滑片向右滑動，電磁鐵的磁性增強D．將滑動變阻器的滑片向左滑動，電磁鐵的磁極會對調(diào)8．（2021·全國·九年級課前預(yù)習(xí)）小明設(shè)計了一款“智能照明燈”，其電路的原理圖如圖所示，光線較暗時燈泡自動發(fā)光，光線較亮?xí)r燈泡自動熄滅，控制電路中，電源電壓恒定，R0為定值電阻，R為光敏電阻，其阻值隨光照強度的增大而減小。以下說法正確的是（）A．電磁鐵的上端為S極B．當(dāng)光照強度增強，控制電路的電流變小C．當(dāng)光照強度減弱，電磁鐵的磁性增強D．燈泡應(yīng)設(shè)計在A和B兩接線柱之間三、實驗題9．（2021·全國·九年級單元測試）為了探究電磁鐵的磁性強弱跟哪些因素有關(guān)，小明同學(xué)用漆包線（表面涂有絕緣漆銅導(dǎo)線）在大鐵釘上繞若干匝，制成簡單的電磁鐵，通電后吸引大頭針，圖甲、乙、丙、丁為實驗中觀察到的四種情況。（1）實驗是通過觀察電磁鐵___________來知道電磁鐵磁性強弱的。（2）當(dāng)開關(guān)閉合后，甲圖中N極在磁體______端（選填A(yù)或B）；圖乙中若讓鐵釘再多吸一些大頭針，滑動變阻器的滑片應(yīng)向_______端移動（填“左”或“右”）。表明電磁鐵磁性強弱與________有關(guān)。（3）比較___________兩圖可知：匝數(shù)相同時，電流越大，磁性越強。（4）由圖丁可得出的結(jié)論是___________。（5）舉出一個應(yīng)用電磁鐵的實例___________。10．（2021·全國·九年級單元測試）在“探究通電螺線管外部磁場”的實驗中：（1）小明將小磁針放在螺線管周圍不同的位置如圖（a）所示，放小磁針的目的是___________，閉合開關(guān)后觀察到如圖（b）所示的現(xiàn)象，說明通電螺線管周圍存在___________；（2）如圖（c）所示是通電螺線管周圍的有機玻璃板上的小磁針分布狀態(tài)，觀察可知通電螺線管的外部磁場與________的磁場相似；（3）通電螺線管周圍的磁場方向和電流方向有關(guān)，你怎樣驗證，方法是___________；（4）小明猜想通電螺線管磁場強弱可能與線圈匝數(shù)和電流大小都有關(guān)。為此他又設(shè)計了如圖（d）所示的實驗。實驗中，他將開關(guān)S從l換到2上時，調(diào)節(jié)變阻器的滑片P，再次觀察電流表示數(shù)及吸引的大頭針數(shù)目，此時調(diào)節(jié)滑動變阻器是為了___________，來研究通電螺線管磁場強弱與線圈匝數(shù)的關(guān)系。第21講奧斯特的發(fā)現(xiàn)【學(xué)習(xí)目標】1.認識電流的磁效應(yīng)，初步了解電與磁之間的某種聯(lián)系；2.會判斷通電螺線管兩端的極性或通電螺線管的電流方向；3.了解什么是電磁鐵，知道電磁鐵的特性和工作原理；4.了解影響電磁鐵磁性強弱的因素；5.了解電磁繼電器的結(jié)構(gòu)和工作原理?！净A(chǔ)知識】要點一、電生磁1、電流的磁效應(yīng)：（1）通電導(dǎo)體跟磁體一樣，周圍也存在著磁場。（2）電流周圍的磁場方向跟電流的方向有關(guān)。2.通電螺線管的磁場：（1）螺線管：我們把用導(dǎo)線在圓柱形空心筒上繞成的螺紋狀線圈，叫做螺線管。（2）通電螺線管外部的磁場與條形磁鐵周圍的磁場很相似，其磁場的極性與螺線管中電流的方向有關(guān)。（3）右手螺旋定則：用右手握住螺線管，讓四指彎曲且跟螺線管中電流的方向一致，則大拇指所指的那端就是螺線管的N極。要點二、電磁鐵1.電磁鐵：內(nèi)部有鐵芯的螺線管叫做電磁鐵。2.電磁鐵的磁性：（1）電磁鐵磁性的有無，完全可以由通斷電來控制。（2）電磁鐵磁性的強弱可以由電流的大小、線圈匝數(shù)控制。3.電磁鐵的應(yīng)用：電磁起重機、電鈴、電話等。要點三、電磁繼電器1.認識電磁繼電器（1）主要部件：電磁鐵、銜鐵、彈簧、觸點（2）作用：①電磁鐵通電時產(chǎn)生磁性，吸下銜鐵；②銜鐵和動觸點連在一起，帶動動觸點上下運動；③彈簧電磁鐵磁性消失時，帶動銜鐵彈離電磁鐵；④觸點相當(dāng)于被控制電路的開關(guān)(A、C為靜觸點，B為動觸點）。2.自動控制（1）控制電路：低壓電源、電磁鐵、開關(guān)。（2）工作電路：高壓電源、觸點、用電器。（3）原理：電磁繼電器的核心是電磁鐵。當(dāng)電磁鐵通電時，把銜鐵吸過來，使動觸點和靜觸點接觸（或分離），工作電路閉合（或斷開）。當(dāng)電磁鐵斷電時失去磁性，銜鐵在彈簧的作用下脫離電磁鐵，切斷（或接通）工作電路。從而由低壓控制電路的通斷，間接地控制高壓工作電路的通斷，實現(xiàn)遠距離操作和自動化控制。電磁繼電器的作用相當(dāng)于一個電磁開關(guān)?！究键c剖析】考點一：奧斯特實驗——電流的磁效應(yīng)例1．（2021·北京·101中學(xué)九年級階段練習(xí)）閱讀《超導(dǎo)磁懸浮列車》回答題。超導(dǎo)磁懸浮列車在中國科技館“挑戰(zhàn)與未來”A廳有一個展品—超導(dǎo)磁懸浮列車，如圖甲所示。當(dāng)工作人員給裝置通電時，超導(dǎo)磁懸浮列車處于懸浮狀態(tài)。超導(dǎo)磁懸浮列車的軌道由一組永久磁鐵材料構(gòu)成，車體內(nèi)放置了一組超導(dǎo)體和一個液氮儲藏箱。在行駛過程中，車內(nèi)超導(dǎo)體通過液態(tài)氮降溫從正常態(tài)轉(zhuǎn)為超導(dǎo)狀態(tài)，電阻降為零，可以通過很大的電流產(chǎn)生極強的磁場而導(dǎo)體中不會產(chǎn)生熱量損失。當(dāng)車體內(nèi)的導(dǎo)體與軌道磁鐵間產(chǎn)生的排斥力大于車重力時，列車就會懸浮起來，這時只要沿軌道方向給車體一個很小的推力，列車就將沿軌道方向運動。圖乙為超導(dǎo)磁懸浮列車的原理圖。目前的磁懸浮列車有利用同名磁極相排斥的電力懸浮系統(tǒng)和利用異名磁極相吸引的電磁懸浮系統(tǒng)兩種，超導(dǎo)磁懸浮屬于電力懸浮系統(tǒng)。另一種電磁懸浮系統(tǒng)的原理如圖丙所示，它是在車體底部及兩側(cè)倒轉(zhuǎn)向上的頂部安裝磁鐵，在T形導(dǎo)軌的上方和伸臂部分下方分別設(shè)反作用板和感應(yīng)鋼板，控制電磁鐵的電流，使電磁鐵和導(dǎo)軌間保持10-15毫米的間隙，并使導(dǎo)軌和鋼板之間的磁力與車輛的重力平衡，從而使車體懸浮于車道的導(dǎo)軌面上運行。我國上海磁懸浮列車屬于電磁懸浮系統(tǒng)如圖丁所示，專線西起上海軌道交通2號線的龍陽路站，東至上海浦東國際機場，專線全長29.863公里。是中德合作開發(fā)的世界第一條磁懸浮商運線。于2003年1月4日正式開始商業(yè)運營，單線運行全程只需8分鐘。設(shè)計運行時速為430km/h，轉(zhuǎn)彎處半徑達8000米，肉眼觀察幾乎是一條直線，是世界第一條商業(yè)運營的高架磁懸浮專線。請根據(jù)上述材料回答下列問題：（1）超導(dǎo)磁懸浮列車中的超導(dǎo)體在低溫液氮中轉(zhuǎn)為超導(dǎo)狀態(tài)時電阻變?yōu)開__________。（2）超導(dǎo)磁懸浮列車中的電磁鐵是利用電流的___________效應(yīng)工作的。（3）上海磁懸浮列車運行時懸浮電磁鐵與軌道電磁鐵間的相互作用為___________。A．異名磁極相互吸引B．同名磁極相互吸引C．異名磁極相互排斥D．同名磁極相互排斥（4）超導(dǎo)體的應(yīng)用具有十分誘人的前景，假如科學(xué)家已研制出室溫下的超導(dǎo)體，你認為把它用來制作下面所要求的材料中，合適的是___________。A．家用保險絲B．白熾燈泡的燈絲C．電爐的電阻絲D．遠距離輸電中的輸電導(dǎo)線【答案】0磁AD【解析】（1）[1]在行駛過程中，車內(nèi)超導(dǎo)體通過液態(tài)氮降溫從正常態(tài)轉(zhuǎn)為超導(dǎo)狀態(tài)，電阻降為零。（2）[2]電磁鐵的特點是：有電流時有磁性，利用的是電流的磁效應(yīng)。（3）[3]由材料得，目前的磁懸浮列車有利用同名磁極相排斥的電力懸浮系統(tǒng)和利用異名磁極相吸引的電磁懸浮系統(tǒng)兩種，上海磁懸浮列車屬于電磁懸浮，故A符合題意，BCD不符合題意。故選A。（4）[4]超導(dǎo)材料的電阻為0，工作過程中不會產(chǎn)生熱量。A．當(dāng)電流過大時，家用保險絲產(chǎn)生熱量，使溫度升高到保險絲的熔點，熔斷，起到保護電路的作用，故A不符合題意；B．白熾燈泡的燈絲會發(fā)光，是因為燈絲工作時產(chǎn)生熱量，將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為光能，故B不符合題意；C．電爐的電阻絲工作時，將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，給食物加熱，故C不符合題意；D．遠距離輸電中的輸電導(dǎo)線的電阻越小，產(chǎn)生的熱量越小，損失的電能越小，采用超導(dǎo)體制成輸電導(dǎo)線，電能運輸過程中，產(chǎn)生的熱量為0，電能損耗最小，故D符合題意。故選D。考點二：電磁鐵例2．（2020·湖北·武漢市新華下路中學(xué)九年級階段練習(xí)）如圖所示，在電磁鐵正上方用彈簧掛著一條形磁鐵，開關(guān)閉合后，當(dāng)滑片P從a端向b端滑動過程中，會出現(xiàn)的現(xiàn)象是（）A．電流表示數(shù)變小，彈簧長度變短，小燈泡亮度增強B．電流表示數(shù)變小，彈簧長度變長，小燈泡亮度減弱C．電流表示數(shù)變大，彈簧長度變長，小燈泡亮度減弱D．電流表示數(shù)變大，彈簧長度變短，小燈泡亮度增強【答案】D【解析】電流由下方流入，則由安培定則可知，螺線管上端為N極；因同名磁極相互排斥，異名磁極相互吸引，所以，兩磁鐵同名相對，相互排斥；當(dāng)滑片P從a端向b端滑動過程中，滑動變阻器接入電阻減小，電路中的總電阻減小，由可知，電路中電流變大，即電流表的示數(shù)變大，小燈泡亮度增強；此時條形磁鐵受向上的力增強，彈簧長度變短，故ABC不符合題意，D符合題意。故選D。考點三：電磁繼電器例3．（2020·湖北·武漢市蔡甸區(qū)幸福路中學(xué)九年級階段練習(xí)）小明設(shè)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(zhì)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(guān)系如圖（乙）所示。當(dāng)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R=10Ω.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(dǎo)線將圖（甲）的電路連接完整；______（3）電磁繼電器中的電磁鐵上端為______極（選填N、S）；（4）隨著控制電路電流的增大，電磁鐵的磁性將______，當(dāng)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）若要提高貨架能承受的最大壓力，滑動變阻器R2接入電路的阻值應(yīng)______?！敬鸢浮繙p小N增強110變大【解析】（1）[1]由圖乙中的圖象知道，壓敏電阻R1的阻值隨壓力的增大而減小。（2）[2]根據(jù)題意知道，將貨物裝載機和上觸點串聯(lián)組成工作電路，將R1、滑動變阻器R2、電磁鐵串聯(lián)接入控制電路，電路如下圖（3）[3]結(jié)合圖中電源正負極，根據(jù)電流流向及安培定則知道，電磁繼電器中電磁鐵上端為N極，下端是S極。（4）[4]電磁鐵的磁性強弱與電流大小有關(guān)，隨著控制電路電流的增大，電磁鐵的磁性將增強。[5]因為和線圈電阻及變阻器串聯(lián)，所以，電路中的電流由圖乙知道時，，由知道，R1兩端的電壓故則即滑動變阻器的最大阻值至少為120Ω-10Ω=110Ω（5）[6]想“提高貨架能承受的最大壓力”，同時還應(yīng)防止“裝載機停止向貨架上擺放物品”，故應(yīng)在增大壓力的同時，不能增大電流，故從歐姆定律的角度能分析出，此時滑動變阻器接入電路的阻值應(yīng)變大?！菊骖}演練】一、填空題1．（2021·山東威?！ぶ锌颊骖}）如圖所示，物理學(xué)家羅蘭曾經(jīng)做過一個實驗，在圓形橡膠盤上注入某種電荷，當(dāng)橡膠盤沿中心軸高速旋轉(zhuǎn)時，圓盤上方原來靜止的小磁針轉(zhuǎn)動了。這個實驗現(xiàn)象說明______；請你推斷橡膠盤高速旋轉(zhuǎn)時電荷有沒有受到小磁針的力：______（選填“有”或“沒有”）?！敬鸢浮侩姾啥ㄏ蛞苿有纬呻娏?、電流的周圍存在磁場、電生磁、小磁針受磁場的作用、小磁針受到磁力的作用、電與磁之間有聯(lián)系等有【解析】[1]高速旋轉(zhuǎn)時，橡膠盤中的電荷形成了定向移動，即在橡膠盤中形成了電流，而電流周圍存在磁場，于是小磁針轉(zhuǎn)動起來。[2]小磁針受到電荷形成電流的周圍磁場的力的作用開始旋轉(zhuǎn)，因為力的作用是相互的，所以，小磁針對電荷也有力的作用。2．（2021·內(nèi)蒙古鄂爾多斯·中考真題）《論衡》中記載∶“司南之杓，投之于地，其柢指南?！比鐖D，司南即指南針，“柢”即握柄，是磁體的S極，靜止時指向地磁場的______（選填“南”或“北”）極。指南針在通電螺線管附近發(fā)生偏轉(zhuǎn)，是因為______產(chǎn)生了磁場?！敬鸢浮勘彪娏鳎ɑ蛲妼?dǎo)線或通電螺線管）【解析】[1]勺柄為該磁體S極，磁體指示南北是因為受到地磁場的作用，由于異名磁極相互吸引，所以，磁勺靜止時指向地磁場的北極。[2]指南針放在通電導(dǎo)線附近發(fā)生了輕微偏轉(zhuǎn)，說明指南針受到磁場作用，說明通電導(dǎo)體周圍存在磁場，也就是電流周圍存在磁場。二、作圖題3．（2021·山東日照·中考真題）將通電螺線管和條形磁鐵如圖放置，開關(guān)閉合時，請在左側(cè)小虛線框內(nèi)標明通電螺線管左端的磁極，在中間大虛線框內(nèi)畫出磁感線的分布情況（三條即可）?！敬鸢浮俊窘馕觥坑蓤D可得，通電螺線管表面的電流方向為下往上，根據(jù)右手螺旋定則得，通電螺線管左端的磁極N極，右端為S極端，磁場外部磁感線方向為N極流向S極，如下圖所示：4．（2021·山東威?！ぶ锌颊骖}）請在下圖中畫出1條能夠描述通電螺線管外部磁場的磁感線。【答案】【解析】由圖示知，電流從螺線管的左端流入，右端流出，據(jù)安培定則知，螺線管的右端為N極，而螺線管外部磁感線從N極出來回到S極，所以作圖如下：三、單選題5．（2021·青?！の鲗幨薪逃茖W(xué)研究院中考真題）如圖所示，用漆包線（導(dǎo)線表面涂有絕緣漆）繞在圓筒上做成了一個螺線管，用來研究通電螺線管磁性強弱與哪些因素有關(guān)。閉合開關(guān)后，發(fā)現(xiàn)該通電螺線管的磁性較弱，下列措施能夠使它的磁性增強的是（）A．在圓筒中插入一根鐵芯 B．減少線圈匝數(shù)C．滑動變阻器的滑片P向右滑動 D．將電源正負極互換【答案】A【解析】影響通電螺線管磁性強弱的因素有：電流的強弱、線圈的匝數(shù)及鐵芯的有無。A．在圓筒中插入鐵芯，能增強通電螺線管的磁性，故A符合題意；B．減少線圈匝數(shù)，會減小通電螺線管的磁性，故B不符合題意；C．圖示中的滑動變阻器滑片向右移動是，變阻器接入電路的阻值變大，則通過電路的電流減小，那么螺線管的磁性會減弱，故C不符合題意；D．將電源正負極互換，只能改變通過螺線管的電流，不會影響其磁性的強弱，故D不符合題意。故選A。四、實驗題6．（2021·山東淄博·中考真題）電與磁之間存在著相互聯(lián)系，彰顯物理現(xiàn)象的對稱、統(tǒng)一之美。（1）如圖1所示，小雨利用干電池、導(dǎo)線和小磁針進行實驗；①通電后小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，斷電后小磁針復(fù)位。實驗表明______；②若把圖甲中的小磁針換成直導(dǎo)線并通電。推測：兩條通電導(dǎo)線之間______（填“有”或“沒有”）相互作用力，依據(jù)是______（填字母）；A．電磁感應(yīng)現(xiàn)象B．磁場對電流的作用（2）小雨又將直導(dǎo)線繞成螺線管形狀，在螺線管的兩端各放一個小磁針，并在硬紙板上均勻地撒滿鐵屑。通電后觀察小磁針的指向及鐵屑的排列情況，如圖2所示。實驗結(jié)果表明：通電螺線管外部的磁場與______的磁場一樣；（3）在螺線管中插入軟鐵棒，制成電磁鐵。下列設(shè)備中沒有用到電磁鐵的是______（填字母）。A．大型發(fā)電機B．電磁起重機C．電爐【答案】通電導(dǎo)線周圍存在磁場有B條形磁體C【解析】（1）①[1]通電后小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，斷電后小磁針復(fù)位。實驗表明表明通電導(dǎo)線周圍存在磁場。②[2][3]由于通電導(dǎo)線周圍有磁場，磁場對電流有力的作用，故若把圖甲中的小磁針換成直導(dǎo)線并通電，兩條通電導(dǎo)線之間有相互作用力。故選B。（2）[4]通電后觀察小磁針的指向及鐵屑的排列情況，畫出通電螺線管的磁感線，根據(jù)通電螺線管的磁感線分布形狀可知，通電螺線管外部的磁場和條形磁體外部的磁場一樣，通電螺線管的兩端相當(dāng)于條形磁體的兩個極。（3）[5]電爐是完全的發(fā)熱裝置，而發(fā)電機和電磁起重機均需要電磁鐵產(chǎn)生磁性進行工作。故選C?！具^關(guān)檢測】一、填空題1．（2021·全國·九年級課前預(yù)習(xí)）判斷通電螺線管的磁場方向可以使用安培（右手）定則：將右手的四指順著電流方向抓住螺線管，______的方向就是該螺線管的N極?！敬鸢浮看竽粗傅闹赶?．（2021·全國·九年級課時練習(xí)）巨磁電阻效應(yīng)是指某些材料的電阻在磁場中急劇減小的現(xiàn)象，這一發(fā)現(xiàn)大大提高了磁、電之間信號轉(zhuǎn)換的靈敏度，從而引發(fā)了現(xiàn)代硬盤生產(chǎn)的一場革命。圖是說明巨磁電阻特性原理的示意圖，圖中GMR是巨磁電阻。如果閉合S1、S2并使滑片P向左滑動，指示燈亮度會有什么變化情況是_________?；琍向右滑動，指示燈亮度會有什么變化情況是_________。【答案】指示燈的亮度會明顯變亮指示燈的亮度會明顯變暗【解析】[1]如果閉合S1、S2并使滑片P向左滑動，左端的控制電路電流增大，電磁鐵磁性增強，工作電路中的巨磁電阻在磁場中急劇減小，電路電流增大，指示燈明顯變亮。[2]如果閉合S1、S2并使滑片P向右滑動，左端的控制電路電流減小，電磁鐵磁性減弱，工作電路中的巨磁電阻在磁場中急劇增大，電路電流減小，指示燈明顯變暗。3．（2021·全國·九年級課前預(yù)習(xí)）如圖所示是一種水位自動報警器的原理圖。水位沒有達到金屬塊A處時，燈___________亮；水位到達金屬塊A處時，由于一般的水是導(dǎo)體，燈___________亮?！敬鸢浮縇1L2【解析】[1]水位沒有達到金屬塊A處時，電磁鐵沒有磁性，銜鐵被彈簧拉上去，和L1接通，L1亮。[2]水位達到金屬塊A處時，電磁鐵具有磁性，銜鐵被吸引下來，和L2接通，L2亮。4．（2021·湖南張家界·中考真題）如圖是研究巨磁電阻（GMR電阻在磁場中急劇減?。┨匦缘脑硎疽鈭D，閉合開關(guān)S1、S2后，電磁鐵右端為______極，滑片P向左滑動過程中，指示燈明顯變______（選填“亮”或“暗”）?！敬鸢浮縎亮【解析】[1]根據(jù)右手螺旋定則，四指的方向為電流的方向，大拇指為N極，故電磁鐵的右端為S極。[2]滑片P向左滑動過程中，電阻變小，電流變大，磁性變強，GMR電阻變小，總電阻變小，電流變大，故燈泡變亮。二、單選題5．（2021·全國·九年級單元測試）巨磁電阻（GMR）效應(yīng)是指某些材料的電阻在磁場中隨磁場的增強而急劇減小的現(xiàn)象。如圖是說明巨磁電阻特性原理的示意圖，圖中的GMR是巨磁電阻。在電源電壓U不超過指示燈額定電壓的條件下，閉合開關(guān)S1、S2，則（）A．電磁鐵A端是S極B．向左滑動滑片P，指示燈會變亮C．向右滑動滑片P，GMR兩端的電壓減小D．電磁鐵產(chǎn)生的磁感線不管外部還是內(nèi)部都是從N極出發(fā)回到S極【答案】B【解析】A．由圖示知，閉合開關(guān)S1，則電流由電磁鐵的B端流入，A端流出，據(jù)安培定則知，電磁鐵的A端為N極，故A不符合題意；B．同時閉合開關(guān)S1、S2，滑片P向左滑動時，變阻器接入電路的阻值變小，通過電磁鐵的電流變大，磁性變強，而巨磁電阻的阻值在磁場中隨磁場的增強而急劇減小，那么巨磁電阻所在電路的電流變大，指示燈變亮，故B符合題意；C．兩開關(guān)都閉合，滑片向右滑動時，變阻器接入電路的阻值變大，通過電磁鐵的電流變小，磁性變?nèi)?，則巨磁電阻的阻值增大，而指示燈的電阻不變，據(jù)串聯(lián)電路的分壓特點知，巨磁電阻兩端的電壓會變大，故C不符合題意；D．磁感線在電磁鐵外部是由N極出來，回到S極，而在電磁鐵的內(nèi)部，是由S極出發(fā)回到N極，故D不符合題意。故選B。6．（2021·全國·九年級課前預(yù)習(xí)）如圖所示，當(dāng)閉合開關(guān)S1、S2時，兩個通電螺線管的相互作用情況以及A、B端的極性分別是（）A．相吸，A端為N極，B端為S極 B．相吸，A端為S極，B端為N極C．相斥，A端為N極，B端為N極 D．相斥，A端為S極，B端為S極【答案】B【解析】由安培定則可知，左邊通電螺線管的A端為S極，右端為N極，右邊通電螺線管的B端為N極，左端為S極，故由異名磁極相互吸引可知，兩個通電螺線管相吸，故ACD不符合題意，B符合題意。故選B。7．（2021·全國·九年級課前預(yù)習(xí)）如圖所示的電路，將電磁鐵與滑動變阻器串聯(lián)接入電路，閉合開關(guān)S，下列說法正確的是（）A．電磁鐵的上端為N極B．電磁鐵周圍存在磁感線C．將滑動變阻器的滑片向右滑動，電磁鐵的磁性增強D．將滑動變阻器的滑片向左滑動，電磁鐵的磁極會對調(diào)【答案】A【解析】A．由圖知道，電流從電磁鐵的上端流入，由安培定則知道，電磁鐵的下端是S極，上端是N極，故A正確；B．電磁鐵通電后周圍存在磁場，不存在磁感線，磁感線是為了描述磁場的性質(zhì)而引入的假想曲線，故B錯誤；C．由電路圖知道，滑動變阻器與電磁鐵串聯(lián)，將滑動變阻器的滑片向右滑動的過程中，接入電路中的電阻變大，電路中的總電阻變大，由知道，電路中的電流變小，所以，電磁鐵的磁性減小，故C錯誤；D．將滑動變阻器的滑片向左滑動，電流方向不變，由安培定則知道，電磁鐵的磁極不變，故D錯誤。故選A。8．（2021·全國·九年級課前預(yù)習(xí)）小明設(shè)計了一款“智能照明燈”，其電路的原理圖如圖所示，光線較暗時燈泡自動發(fā)光，光線較亮?xí)r燈泡自動熄滅，控制電路中，電源電壓恒定，R0為定值電阻，R為光敏電阻，其阻值隨光照強度的增大而減小。以下說法正確的是（）A．電磁鐵的上端為S極B．當(dāng)光照強度增強，控制電路的電流變小C．當(dāng)光照強度減弱，電磁鐵的磁性增強D．燈泡應(yīng)設(shè)計在A和B兩接線柱之間【答案】D【解析】A．由圖可知，根據(jù)安培定則可知，電磁鐵的上端為N極，故A錯誤；B．當(dāng)光照強度增強，光敏電阻的阻值減小，總電阻減小，根據(jù)歐姆定律可知，控制電路的電流變大，故B錯誤；C．當(dāng)光照強度減弱時，光敏電阻的阻值變大，總電阻變大，根據(jù)歐姆定律可知，控制電路的電流變小，電磁鐵磁性大小與電流大小、線圈匝數(shù)有關(guān)，電流減小，則磁性變?nèi)?，故C錯誤；D．光線較暗時，光敏電阻的阻值大，則控制電路中的電流小，電磁鐵的磁性弱，銜鐵在彈簧的作用下被拉起，燈泡自動發(fā)光，說明燈泡在A和B兩接線柱之間，故D正確。故選D。三、實驗題9．（2021·全國·九年級單元測試）為了探究電磁鐵的磁性強弱跟哪些因素有關(guān)，小明同學(xué)用漆包線（表面涂有絕緣漆銅導(dǎo)線）在大鐵釘上繞若干匝，制成簡單的電磁鐵，通電后吸引大頭針，圖甲、乙、丙、丁為實驗中觀察到的四種情況。（1）實驗是通過觀察電磁鐵___________來知道電磁鐵磁性強弱的。（2）當(dāng)開關(guān)閉合后，甲圖中N極在磁體______端（選填A(yù)或B）；圖乙中若讓鐵釘再多吸一些大頭針，滑動變阻器的滑片應(yīng)向_______端移