8.1.2.2影响电磁铁磁性强弱的因素（解析版）

第2节电生磁第2课时影响电磁铁磁性强弱的因素基础聚焦1.下列因素中，不会对通电螺线管磁性强弱产生影响的是（▲）A.电流的强弱B.电流的方向C.线圈匝数的多少D.通电螺线管中是否有铁芯【答案】B【解析】【分析】连接通电螺线管的磁性强弱跟什么有关是此题的关键。通电螺线管的磁性强弱跟电流的强弱、线圈的匝数多少以及通电螺线管中是否有铁心有关。【详解】通电螺线管的磁性强弱跟电流的强弱、线圈的匝数多少以及通电螺线管中是否有铁心有关。电流的方向的变化不会影响它磁性的强弱，会影响通电螺线管的NS极。故选B。2.连接如图所示电路，提供足够数量的大头针，只通过控制开关和调节滑动变阻器滑片P的位置，下列实验无法探究的是（▲）A.电流的有无对电磁铁磁场有无的影响B.电流方向对电磁铁磁场方向的影响C.电流大小对电磁铁磁性强弱的影响D.线圈匝数对电磁铁磁性强弱的影响【答案】B【解析】电磁铁的特点有三个：磁性的有无由通断电控制；磁性的强弱由电流大小和线圈匝数控制；磁场方向由电流方向控制。【分析】此题考查的是我们对电磁铁磁性强弱因素及探究过程的掌握和应用，要重点掌握控制变量法和转换法在实验中的应用。【详解】A.闭合开关，电路中有电流通过，大头针被吸引，说明电磁铁有磁性；断开开关，电路中无电流，大头针没有被吸引，说明电磁铁没有磁性，故可完成A的探究；B.只通过控制开关和调节滑动变阻器滑片P的位置，无法改变电流的方向，且磁场方向不便于判断；所以，无法探究电流方向对电磁铁磁场方向的影响，故不能完成B的探究；C.闭合开关，调节滑动变阻器滑片，电路电流改变，大头针被吸起的数目发生改变，说明电磁铁磁场强弱与电流大小有关，故可完成C的探究；D.两个线圈串联，通过的电流相等，但吸起大头针的数目不同，说明电磁铁磁场强弱与线圈匝数有关，故可完成D的探究。故选：B。3.关于如图所示的探究电生磁的装置，下列说法错误的是（▲）A.根据图甲可知：电流的磁场方向与电流方向有关B.根据图乙可知：通电螺线管外部的磁场与条形磁体的磁场相似C.根据图丙可知：电磁铁磁性的强弱跟线圈匝数有关D.要使图丙中右边的电磁铁磁性增强，可以将滑动变阻器滑片右移【答案】D【解析】（1）看电流方向与小磁针偏转方向的关系。（2）通电螺线管的磁场分布情况与条形磁体相似，磁性来源于导体中有电流，由电流的磁效应得到磁场。（3）控制变量法的实验中，要探究哪一个物理量对实验的影响，就要让哪个物理量改变，控制其他量保持一致，图3中，铁钉串联电流相等，线圈匝数不同；（4）当滑片向右移动时，电路中电阻变大，电源电压不变，所以电路中电流减小，则电磁铁磁性减弱；【分析】本题考查了影响电磁铁磁性大小的因素、电流的磁效应，属于基础知识。【详解】A.根据图甲可知：电流方向改变，小磁针偏转方向发生改变，这说明电流的磁场方向与电流方向有关，故A正确；B.据图乙可知：通电螺线管外部的磁场与条形磁体的磁场相似的，故B正确；C.根据图丙可知：在电流相同时，线圈匝数越多的，吸引的大头针个数越多，这说电磁铁磁性的强弱跟线圈匝数有关，故C正确；D.通过增大电流可以增大电磁铁的磁性，故可以将滑动变阻器的滑片向左移动，滑动变阻器接入电路的电阻减小，电路中的电流变大，故D错误。故选：D。4.如图所示，A是悬挂在弹簧下的铁块，B是螺线管的铁芯，S是转换开关（S接1时连入电路的线圈匝数多，S接2时连入电路的线圈匝数少），P是滑动变阻器R´的滑片。要使弹簧的长度变长，可采取的方法是（▲）A.不改变滑片P的位置，S由1改接到2B.S接1不变，将滑片P向右滑C.S接1不变，将滑片P向左滑D.S接1不变，滑片P的位置不变，将铁芯B抽出【答案】C【解析】电路接通后，磁铁对铁块的力为吸引，故可知弹簧应处于伸长状态，若要使弹簧长度变长只能增大磁场的强度，则可分析各选项是否能使磁场变强即可。【分析】本题考查安培定则的应用和决定电磁铁的磁场强弱的因素，要知道决定电磁铁的磁场强弱的因素有：电流、线圈匝数、有无铁芯等。【详解】A、S由1接到2时，线圈匝数减小，则磁场变弱，弹簧长度减小，故A错误；B、滑片向右滑动，电阻增大电流减小，则磁场变弱，弹簧长度减小，故B错误；C、滑片向左滑动，电阻减小电流变大，故磁场变强，弹簧长度增大，故C正确；D、其他条件不变，将铁芯抽出后，磁场变弱，弹簧长度减小，故D错误；故选C。5.如图所示的电路，开关S接到a后，电磁铁左端为▲极，小磁针静止时，A端是▲极；将开关S由a拨到b,调节滑动变阻器，使电流表示数不变，则电磁铁的磁性▲（选填“增强”“不变”或“减弱”）。【答案】NN减弱【解析】影响电磁铁的磁性强弱的因素；右手螺旋定则，磁极间的相互作用。【分析】本题抓住根据安培定则判断通电螺线管的极性；道电磁铁的磁性强弱与电流大小和线圈匝数有关。【详解】由电源的正负极可判断电磁铁的线圈电流方向从右端流入，从左端流出，根据右手螺旋定则可判断电磁铁的左端为N极，根据磁极间的相互作用规律：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引可得A与电磁铁的右端（S）吸引，所以A端为N极，将开关S由a换到b，电磁铁的线圈匝数减小，调节变阻器的滑片P，保持电流表的示数不变，因电磁铁的磁性与线圈匝数有关，在其他条件不变时，匝数减小电磁铁的磁性减弱。故答案为：NN减弱。6.把超强磁铁分别吸附在干电池的正负极两端，制成电磁动力“小车”（如图甲所示），并将它全部放人铜质螺线管中（螺线管的铜线表面没有绝缘层），如图乙“小车”就能沿螺线管运动。图丙为图乙等效模型图的纵切面，螺线管产生的磁场对“小车”左端N极产生斥力，对右端N极产生引力，“小车”就能沿着螺线管向右运动。（1）根据图乙中线圈周围磁场分布，画出螺线管中的电流方向。（2）下列四辆“小火车”放入如图的线圈中，能向左运动的是▲（填字母）。要使“小车”运动速度增大，请提出一种方法：▲。【答案】（1）如图所示（2）A（3）增强磁铁磁性（使螺线管的绕线更密集，或增加电池电压以增大电流）【解析】（1）根据安培定则判定螺线管中电流的方向；（2）要使小车向左运动，则小车左端应受到向左的吸引力、右端受到向左的排斥力，据此分析；（3）要使“小车”运动速度增大，请要想办法增大磁场强弱，以增大它们之间的作用力。【分析】本题以电磁动力“小车”背景考查对通电螺线管磁场的认识和理解、安培定则的应用，是一道好题。【详解】（1）由图可知，螺线管的左端为N极，右端为S极，根据安培定则可知，螺线管中的电流从右侧流入、左侧流出，所以螺线管中的电流方向是向上的，如图所示：（2）由图可知，电流从左侧流入，根据安培定则可知，螺线管的左侧为N极、右侧为S极；要使小车向左运动，则小车左端应受到向左的吸引力、右端受到向左的排斥力，所以小车的右端为N极、左端为N极，故A正确；（3）磁极间相互作用力越大，小车速度就越大，所以可以增强磁铁的磁性（或者使螺线管的绕线更密集以增加与磁铁接触的那一段螺线管匝数、或增加电池电压以增大螺线管中电流从而增强其磁场）。故答案为：（1）如图所示（2）A（3）增强磁铁磁性（使螺线管的绕线更密集，或增加电池电压以增大电流）。思维拓展7.在探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”时，柯柯设计了如图所示的电路。下列相关说法不正确的是（▲）A.电磁铁A、B上方都是S极B.通过电磁铁A和B的电流相等C.电磁铁A的磁性强于电磁铁B的磁性D.向右移动滑片P,电磁铁A、B的磁性都减弱【答案】A【解析】（1）根据安培定则判定电磁铁的极性；（2）串联电路中，各处的电流是相同的；（3）（4）磁性的大小与电流和线圈的匝数有关。【分析】

此题主要考查的是学生对电磁铁磁性强弱影响因素的了解和掌握，以及对滑动变阻器在电路中的作用的理解，注意控制变量法的熟练运用。【详解】A、由安培定则可知，电磁铁A的上方为N极，B的上方为S极，故A错误；B、由图可知，电磁铁A和B串联接入电路中，所以电流相等，故B正确；C、电磁铁A和B的电流相同，由图可知A的线圈匝数多于B的线圈匝数，故A的磁性强于B的磁性，故C正确；D、向右移动滑片P，滑动变阻器接入电路的电阻变大，根据欧姆定律可知，电流减小，电磁铁A、B磁性都减弱，故D正确。故选：A。8.如图所示，条形磁铁放在粗糙程度相同的水平桌面上静止后，闭合开关S,滑片P向下移动。下列说法正确的是（▲）A.通电螺线管的右端为S极B.滑片P向下移动过程中，通电螺线管的磁性变弱C.滑片P向下移动过程中，条形磁铁所受摩擦力一直不变D.滑片P向下移动过程中，条形磁铁可能静止，也可能向左运动【答案】D【解析】（1）由安培定则可判断电磁铁的极性；（2）由磁极间的相互作用可判断条形磁铁受力方向；由滑片的移动可知接入电阻的变化及电流的变化，则可知磁性强弱的变化，从而求得磁铁受力大小的变化，根据二力平衡可知所受摩擦力的方向；（3）静摩擦力与吸引力是一对平衡力，大小相等；滑动摩擦力与压力和接触面的粗糙程度有关。【分析】本题是电磁学和二力平衡知识的综合分析题，涉及的知识规律要掌握清楚：磁极间的相互作用规律，影响电磁铁磁性强弱的因素，二力平衡的判断及应用等等。【详解】A、由图知，闭合开关S,电流从螺线管右侧流入；根据安培定则，右手握住螺线管，四指指向电流的方向，则大拇指指向螺线管的右端，即为N极，故A错误；B、当滑片P逐渐向下移动时，变阻器连入电路的电阻逐渐变小，由欧姆定律可知线圈中电流逐渐变大，则通电螺线管的磁性变强，故B错误；CD、当滑片P逐渐向下移动时，由于通电螺线管的磁性变强，且螺线管和条形磁铁相对的磁极为异名磁极，所以条形磁铁受到电磁铁的吸引力逐渐变大，则条形磁铁可能静止，也可能向左运动；当条形磁铁静止时，静摩擦力和吸引力平衡，吸引力增大时，静摩擦力也随着增大；当条形磁铁运动时，因压力大小和接触面的粗糙程度不变，则条形磁铁所受滑动摩擦力的大小不变；所以，条形磁铁所受摩擦力不是一直不变，故C错误，D正确。故选：D。9.为了探究“通电螺线管的磁性强弱与哪些因素有关”，圆圆做了下列几次实验，实验现象如图所示。根据图示现象回答下列问题：（1）观察图甲中A与B两个通电螺线管，当有相同铁芯、通过线圈的电流相同时，通电螺线管线圈的匝数越多，它的磁性就越▲。（2）观察图甲中B与C两个电磁铁，当通过线圈的电流相同、线圈的匝数相同时，▲（选填“有”或“无”）铁芯的通电螺线管磁性更强。（3）观察图乙、丙，当线圈的匝数相同、有无铁芯相同时，通过线圈的电流越▲，它的磁性就越强。（4）结论：影响通电螺线管磁性强弱的因素有▲。【答案】（1）强（2）有（3）大（4）线圈的匝数、通过电磁铁的电流大小、有无铁芯【解析】【分析】【详解】（1）图甲中A、B两电磁铁，通过线圈的电流相同时、有无铁芯相同时，线圈的匝数越多，吸引大头针数目越多，表明它的磁性就越强。（2）图甲中B、C两电磁铁，通过线圈的电流相同时、线圈匝数相同时，有铁芯的电磁铁吸引大头针数目多，表明它的磁性就越强。（3）线圈的匝数相同、有无铁芯相同，图丙中滑动变阻器连入电路的电阻变短，电阻变小，电路中电流增大，电磁铁吸引大头针增多，电磁铁的磁性增强。说明通过电磁铁的电流越大，它的磁性就越强。（4）结论：影响电磁铁磁性强弱的因素有通过电磁铁的电流大小、线圈的匝数、有无铁芯。故答案为：（1）强（2）有（3）大（4）线圈的匝数、通过电磁铁的电流大小、有无铁芯10.如图所示，用漆包线做成螺线弹簧，挂在铁架台下，A处刮去漆皮与电源正极导线相连，B处刮去漆皮刚好接触水银面，另一线端C插入水银槽内，与电源、开关形成闭合回路。当闭合开关S后会观察到弹簧▲。【答案】不停地上下振动【解析】【分析】【详解】开关闭合后电路接通。电路中有电流。漆包线构成的螺线弹簧两磁极会互相吸引、弹簧会收缩而变短。变短后电路断路。依此规律反复弹簧不停地上下振动。创新应用11.如图所示是乐乐研究“影响电磁铁磁性强弱的因素”的装置图，它由电源、滑动变阻器、开关、带铁芯的螺线管和自制的针式刻度板组成。在指针下方固定一物体A,当把导线a与接线柱2相连时，闭合开关后，指针B发生偏转。（1）A可能是一块▲。（2）乐乐在实验时通过观察来判断电磁铁磁性的强弱，这种方法称之为▲。（3）实验发现：①当滑动变阻器的滑片P向左滑动时，指针B偏转的角度将会随之发生变化；②保持滑片P位置不变，当导线a由接线柱2改为与接线柱1相连时，闭合开关后，可发现指针B偏转的角度将会▲（选填“变大”或“变小”）。（4）通过以上实验可得出的结论是▲。【答案】（1）软铁（2）指针B偏转的角度转换法（3）②变大（4）电磁铁磁性强弱与电流大小和线圈的匝数有关。当通过电磁铁的电流一定时，电磁铁线圈的匝数越多，磁性越强【解析】（1）电磁铁磁性的强弱可以通过指针的是否偏转角度来体现。当电磁铁有磁性时，会对右边的A有一个吸引力，且磁性越强，吸引力越大，A向左偏转的程度越大，导致指针向右偏转的角度大。所以通过指针B的偏转角度的大小，来认识电磁铁的磁性增强。（2）电磁铁的磁性的强弱与电流大小、线圈匝数、有无铁芯有关，利用控制变量法研究时要控制一个量变化，其余的量不变。将铁芯抽出后，电磁铁的磁性减弱，指针的偏转角度会变化。【分析】电磁铁磁性的强弱可由其吸引大头针的多少来体现，也可由对A的吸引力的大小来认识，都是一种转换的方法。【详解】（1）磁铁具有吸引铁钴镍等物质，A可能是一块软铁。（2）当电磁铁磁性强时，对右边的A吸引力大而向左运动幅度大，从而使指针向右偏转的角度大。即：指针B的偏转角度变大，电磁铁的磁性增强。这是一种转换法，电磁铁磁性的强弱可以通过指针的偏转角度来体现。（3）在此题中当导线a由接线柱2改为与接线柱1相连时，造成电磁铁线圈匝数改变，就要保证铁芯不变、电流大小不变。要控制电流大小不变。就要控制电流表示数跟接1时相同，由指针B的偏转角度变大，说明了电磁铁的磁性增强。（4）电磁铁磁性强弱与电流大小和线圈的匝数有关。由此得出结论：当通过电磁铁的电流一定时，电磁铁线圈的匝数越多，磁性越强。故答案为：（1）软铁（2）指针B偏转的角度转换法（3）②变大（4）电磁铁磁性强弱与电流大小和线圈的匝数有关。当通过电磁铁的电流一定时，电磁铁线圈的匝数越多，磁性越强。12.为了研究通电螺线管周围不同位置的磁场强弱，某小组同学将通电螺线管放置在水平玻璃板正下方，在玻璃板上均匀撒上铁屑，轻敲玻璃板后发现在不同位置处铁屑的分布不同，铁屑的疏密表示了磁场的强弱。他们选取通电螺线管两端对称的A、B、C、D、E和F六个区域，如图甲所示，为便于观察，图乙所示为放大的这六个区域的铁屑分布情况。（1）分析比较图乙中▲可知：在通电螺线管周围，距离螺线管两端越远磁场越弱。（2）分析比较图乙中A、F或B、