第01讲磁体性质电磁铁(原卷版+解析)

第01讲磁体性质电磁铁熟练的掌握磁体的磁极与相关性质。准确的区分磁场、磁感线、磁体所受力方向判断电磁铁产生磁场和磁极的方向掌握电磁铁磁性强弱的影响因素与电磁铁的应用一.磁体与磁极1．磁性：物体具有吸引铁、钴、镍等物质的性质，这种性质叫做磁性。2．磁体：具有磁性的物体叫磁体。3．磁体的分类：①按照形状：条形磁体、蹄形磁体、磁针；②按照保持磁性时间长短：硬磁体、软磁体。4．磁体性质：磁体具有指向性和吸铁性，如指南针就是利用磁体的指向性指示方向。5．磁极：磁体各部分磁性强弱不同，磁体上磁性最强的部分叫磁极。每个磁体都有两个磁极分别为南极（S极）和北极（N极）。条形磁体的两端就是它的两个磁极。6．磁极间的相互作用规律：同名磁极相排斥，异名磁极相吸引。二.磁化1.磁化：使原来没有磁性的物体得到磁性的过程。2.磁化的方法：有磁性的物体靠近或与被磁化的物体摩擦。3.消磁：具有磁性的物体失去磁性的过程，可以通过摔打，强磁（变化）、高温。4.磁性材料：硬磁体（永磁体）：被磁化后的磁体，离开磁场之后依旧可以长时间保留磁性。软磁体：被磁化后的磁体，离开磁场之后就快速消磁。5.天然磁体与人造磁铁：天然形成与人工加磁形成的。6.断裂的磁铁：原先的磁极方向不变。三.磁场与磁感线1.磁场：磁体周围存在着一种看不见摸不着的物质。2.磁场的作用：磁体间的力的作用都是磁场的作用产生的。3.磁场的方向：小磁针N极指向的方向为磁场的方向。4.磁感线：为了形象地描述磁体周围的磁场分布，英国物理学家法拉第引入了磁感线模型。磁感线是仿照铁屑的排列情况，画出的一些带箭头的曲线。5.磁感线的方向：磁感线上的箭头表示的方向，即是磁场方向。磁体周围的磁感线总是从磁体的北极出来，回到磁体的南极。磁感线密的地方磁场强，疏的地方磁场弱。6.地磁场与方向：地球产生的磁场叫地磁场，地磁场的北极是地理的南极，地磁场的南极是地理的北极，地磁场和地理的南北极有偏差，沈括最早提出地磁偏角。7.宇宙中的磁场：宇宙中的许多天体具有磁场，且也在变化之中。四.电流的磁效应1.奥斯特实验：丹麦物理学家奥斯特发现了电流的磁现象，任何导线中有电流通过时，其周围空间都产生磁场，这种现象叫做电流的磁效应。现象：导线通电，周围小磁针发生偏转；通电电流方向改变，小磁针偏转方向相反．结论：通电导线周围存在磁场；磁场方向与电流方向有关．2．直线电流的磁场：在有机玻璃板上穿一个小孔，一根直导线垂直穿过小孔，在玻璃板上均匀撒上一些细铁屑。给直导线通电后，观察到细铁屑在直导线周围形成一个个同心圆。（1）磁场分布：以导线为中心向四周以同心圆方式分布，离圆心越近，磁场越强。（2）磁场方向(安培定则)：右手拇指与四指垂直，拇指指向电流方向，四指环绕方向为磁场方向五.通电螺线管的磁场：1.通电螺线管的磁场：通电螺线管周围能产生磁场，并与条形磁铁的磁很相似。改变了电流方向，螺线管的磁极也发生了变化。2.通电螺线管磁场方向判断（安培定则）：用右手握螺线管，让四指弯向螺线管电流的方向，则大拇指所指的那端就是螺线管的北极．3.电磁铁：电磁铁是一个内部插有铁芯的螺线管。4.判断电磁铁磁性的强弱（转换法）：根据电磁铁吸引大头针的数目的多少来判断电磁铁磁性的强弱。5.影响电磁铁磁性强弱的因素（控制变量法）：①电流大小；②有无铁芯；③线圈匝数6.结论：（1）在电磁铁线圈匝数相同时，电流越大，电磁铁的磁性越强。（2）电磁铁的磁性强弱跟有无铁芯有关，有铁芯的磁性越强。（3）当通过电磁铁的电流相同时，电磁铁的线圈匝数越多，磁性越强。7.电磁铁的优点（电磁铁自带铁芯）：有电流才有磁性、线圈匝数多少影响磁性、磁场的方向也由电流方向决定。六.电磁继电器1.电磁继电器是利用电磁铁来控制工作电路的一种自动开关；电磁继电器是利用低电压，弱电流电路的通断，来间接的控制高电压，强电流电路的装置，由电磁铁，衔铁，弹簧片，触点组成；2.电铃：闭合开关，电路接通电磁铁，由此铁产生磁性吸引弹簧片，使铁锤打击打击铁岭而发出声音，同时电路断开，电磁铁失去磁性，由于弹簧片的弹性，使电路又重新闭合，上述过程循环反复，电铃持续发声；4.磁悬浮列车：列车轨道上强电磁铁的磁极与列车上的电磁铁的磁极的排斥或吸引的作用力，使列车悬浮，消除了摩擦，减少了阻力，增加运行速度；5.信息的磁记录：记录声音，文字，图像等信息的磁带的一面都涂有一层磁粉，每一个磁粉粒就是一个小磁铁，通过磁头把磁粉磁化，把信息记录在磁带上。考点一：磁体与磁性【例1】如图，四根相同的橡皮筋下挂着等质量的小条形磁铁（橡皮筋在弹性范围内，磁铁间不会吸在一起），橡皮筋被拉得最长的是（

）A．a B．b C．c D．d【例2】《事林广记》中记载了“指南龟”（如图），木质龟的内部存在条形磁石，龟的尾部有一与磁铁相连的铁针。将木龟支于竹针之上，使木龟转动，静止后铁针指南。下列关于磁石A端说法正确的是（

）A．是磁体N极，指向地磁北极 B．是磁体S极，指向地磁北极C．是磁体N极，指向地磁南极 D．是磁体S极，指向地磁南极考点二：磁场【例1】小金发现撒在磁铁上方有机玻璃板上的铁屑能有序排列，如图所示。对此分析不正确的是（）A．铁屑在磁铁周围的磁场中被磁化成小磁体B．铁屑的排列显示出实际不存在的磁场C．铁屑分布密的位置磁场强，分布疏的位置磁场弱D.对比两种磁体周围铁屑的分布，说明磁场是有序的【例2】如图所示是条形磁体的磁场分布图。将小磁针放置在磁场某处，静止时指向如图所示，小磁针黑色端为北极。关于该磁场，下列说法正确的是（

）A．该条形磁体的左端为S极，右端为N极 B．a点没有磁感线经过，所以a点没有磁场C．b点的磁场方向向左 D．c点的磁场比b点强考点三：电流的磁效应【例1】如图所示实验装置，弹簧测力计下面挂着条形磁铁，螺线管中插有铁芯。现开关拨在触点②位置且电流表示数为。要使弹簧测力计的示数变小，下列操作方法能够实现的是（）A．开关位置不动，将铁芯从螺线管中取出B．开关位置不动，将滑片向端滑动C．将开关拨到①位置，可通过调节仍使电流表示数为D．将开关拨到③位置，可通过调节仍使电流表示数为【例2】如图所示，将条形磁铁固定在静止的小车上，电路连接完整后，闭合开关S时，小车不动，变阻器的滑片P向左移动到左某位置时，小车开始向左运动。则下列变阻器接入电路的方式正确的为（）A．a接e、d接f B．a接e、b接f C．c接e、d接f D．c接e、b接f考点四：电磁铁的应用【例1】2021年夏季，我国南方普降暴雨，城市内涝给人们生活带来很大影响。小明设计了一种利用电磁继电器来自动控制抽水机工作的电路：当水位在安全位置以下时绿灯亮，抽水机不工作；当水位到达安全位置上限时红灯亮，抽水机开始工作。如图是小明还未连接完成的电路，小明接下去的电路连接应该是（）

A．M接A，N接B B．M接B，N接D C．M接B，N接C D．M接A，N接D【例2】如图为一种温度自动报警器的原理图，图中的水银温度计在制作时，玻璃管中封入了一段金属丝，电源和金属丝相连，当温度达到设定值，电铃报警。下列说法不正确的是（）A．电磁铁的工作原理是电流的磁效应B．温度升高至78°C时，电铃报警C．若将温度计上端的金属丝向下调整，则报警温度会降低D．电铃工作时，电磁铁a端为N极1．通常我们用磁感线形象地描述磁场的强弱和方向。如图描绘了某一磁场区域的部分磁感线，并在磁场的b点放置一个可自由转动的小磁针，由磁感线的分布特点可知（）A．a点的磁场比b点的磁场强，小磁针静止时N极指向M处B．a点的磁场比b点的磁场强，小磁针静止时N极指向N处C．a点的磁场比b点的磁场弱，小磁针静止时N极指向M处D．a点的磁场比b点的磁场弱，小磁针静止时N极指向N处2．将自由转动的指南针放在地球表面的赤道上，下图中能够表示其静止时的示意图的是（）A．B．C．D．3．小金利用如图所示装置探究磁化过程，图中容器内装的是一些铁屑，架上所夹的是一根铁棒。以下关于此实验的观点不正确的是（）A．甲图到乙图的过程叫磁化B．乙图中软铁棒的上端是S极C．若把乙图中磁体移走，铁棒的磁性将消失D．若将乙图中铁棒换成钢棒，被吸引的铁屑会减少4．用一块条形磁体的N极沿同一方向摩擦一枚粗缝衣针若干次，使缝衣针磁化，如图甲。然后把这枚缝衣针用细线悬挂起来，如图乙。下列说法中正确的是（）A．缝衣针磁化后，针尖部分是S极 B．缝衣针停止运动后，针尖指向南方C．缝衣针停止运动后，针尖指向北方 D．缝衣针停止运动后，针尖指向不确定5．有两根外形完全相同的钢棒a和b：按图甲放置，手拿住a时，b不会掉下来：按图乙放置，手拿住b时，a会掉下来，这说明（

）A．钢棒a具有磁性B．钢棒b具有磁性C．钢棒a和b都具有磁性 D．钢棒a和b都不具有磁性6．为了取出某一较深缝隙中的铁钉，小明想到了以下方案，其中不可行的是（

）A．B．C． D．7．如图某科学兴趣小组在实验室模拟奥斯特实验，该实验说明了（

）A．小磁针在没有磁场时也会转动 B．通电导体周围存在磁场C．磁场的转动会产生电流 D．磁场方向与电流大小有关8.如图所示，电磁铁左侧的C为条形磁铁，右侧的D为铁棒，A、B是电源的两极。下列判断中正确的是（）

A．若A为电源正极，则C，D都被吸引B．若A为电源正极，则C被排斥，D被吸引C．若B为电源正极，则C，D都被排斥D．若B为电源正极，则C被吸引，D被排斥9．小岩同学学习了通电螺线管的知识后，想到弹簧的形状和螺线管上导线的形状很类似，就将一个弹簧的两端接入电路，如图所示。闭合开关后，下列选项中正确的是（）A．通电后，弹簧的长度可能不变B．通电后，弹簧的长度一定变长C．在图中所示位置放小磁针，通电后小磁针N极朝右D．在图中所示位置放小磁针，通电后小磁针N极垂直于纸面向外10．如图所示，下列关于磁现象的分析中，说法正确的是（

）A．图甲中，在条形磁铁周围撒上铁屑后轻敲玻璃板，所观察到的是条形磁铁的磁感线B．图乙中，U形磁铁靠近磁极处的磁感线分布比较密，说明靠近磁极处的磁场比较弱C．图丙中，地面附近能自由转动的小磁针静止时，N极指向地理南极附近D．图丁中，导体通电后小磁针发生了偏转，说明通电导体周围存在着磁场11．学习完电与磁的内容后，小科做了如下两个实验，实验一如图左，他取一个橡胶圆环，用毛皮摩擦，使其带上负电，然后绕圆心在纸面内逆时针转动，在圆环的外部与内部有两只可以自由转动的小磁针甲、乙。实验二如图右，小明用一块强磁体和若干曲别针进行实验，则下列说法正确的是（

）①图左，磁针甲的N极转向纸面内，磁针乙的N极转向纸面外②图左，磁针甲的N极转向纸面外，磁针乙的N极转向纸面内③图右，该强磁体也具有N极和S极④图右，该强磁体周围的磁感线分布是均匀的A．①③ B．①④ C．②③ D．②④12.如图是磁悬浮玩具，底座和小球均由磁体制成，下列底座和小球的磁极分布情况能实现小球悬浮的是（

）A．B．C．D．13．如图是某同学发明的“铁皮自动分开装置”。将强磁铁靠近一叠铁皮，被磁化后的铁皮会自动分开。以下说法正确的是（

）A．铁皮的左端为S极B．铁皮的右端为N极C．异名磁极相互排斥 D．同名磁极相互排斥14．图甲为干簧管开关的结构图，其中磁簧片是一种有弹性、易被磁化的软铁材料，被固定于玻璃管内。将条形磁体靠近并与干簧管平行放置时，干簧管的磁簧片触点就会闭合，电路接通如图乙；当条形磁体远离干簧管时，触点就会断开。则下列说法正确的是（）A．根据需要软铁簧片可以用塑料片替换B．触点相互接触利用的是同名磁极相互排斥的原理C．利用条形磁体使软铁簧片被磁化，触点相互吸引使电路处于导通状态D．条形磁体远离干簧管时，触点相互排斥使电路处于断路状态15．如图，当闭合开关时，小车被向右推出。保持每次实验中条形磁铁和线圈的距离不变，则下列操作能使小车推出更远的是（）A．小车上磁铁的N极在左侧，并增加电磁铁线圈的匝数B．小车上磁铁的N极在左侧，并将滑片P向左端移动C．小车上磁铁的S极在左侧，并增加电磁铁线圈的匝数D．小车上磁铁的S极在左侧，并将滑片P向左端移动16．图甲是磁悬浮台灯，在底座通电时可以悬浮在底座上方，断电时灯泡会自动吸附在底座上，拆开底座后发现里面的电路如图乙所示，若要调高灯泡悬浮的高度可通过（

）A．减少线圈的匝数 B．电源正负极调换C．电路中再串联一个定值电阻 D．滑动变阻器滑片向a端移动17．图甲所示为上海的磁悬浮列车示意图，图乙的A是安装在铁轨上的轨道线圈的电磁铁（线圈绕法没标出）；B是安装在车身上（紧靠铁轨下方）的电阻非常小的螺线管。B中电流方向如图乙所示，下列正确的是（）A．该列车是利用同名磁极相互排斥的原理 B．该列车只能用直流电提供电源C．该列车的线圈可以用超导材料 D．依据B的电流方向可知A的下端为北极18.如图所示的天平可用来测定磁铁间相互作用的磁力F，天平的右臂下挂有磁铁A，其南、北两极如图所示，磁铁A的正上方挂有另一未知南、北极的磁铁B，将其上下两端标为b、a，在如图所示情况下，天平左、右两边加上质量各为m1、m2的砝码，天平平衡。若将磁铁B翻转180°（a端在上b端在下），磁铁B仍挂在原来位置，右边再加上质量为m的砝码后，天平重新平衡，已知重力和质量的比值为g，由此知（）A．磁铁B的a端为S极，力F的大小为(m1-m2)gB．磁铁B的a端为N极，力F的大小为C．磁铁B的a端为N极，力F的大小为(m1-m2)gD．磁铁B的a端为S极，力F的大小为19．桌面上放有一定量的铁屑，现将两根完全相同的条形磁体A的N极和条形磁体B的S极按如图甲所示放置在靠近铁屑的上方，吸附一定量的铁屑。若将吸附有铁屑的两极靠在一起，则吸附在连接处的铁屑会______（填“增加”“不变”或“减少”）；将如图乙所示一根长度略大于两磁体间距的软铁棒轻轻搁在两磁体上，则被吸附的铁屑会______（填“增加”“不变”或“减少”）。20．如图所示，闭合开关使螺线管通电，A螺线管的上端相当于磁体的___________极，可以观察到右边弹簧___________（选填“伸长”“不变”或“缩短”）。21．小明用自制电磁小船对地磁场的方向进行判断，如图所示，闭合开关S，将小船按如图放在平静的水中，发现船头慢慢转动，但小船最后停止的位置并不是正南或正北。（1）要使小船运动更加灵敏，可以将滑动变阻器滑片往______（填“左”或“右”）移动；（2）将小船按如图所示放在平静的水中后，船头偏转的方向是______（填“顺时针”或“逆时针”）；（3）小船最后的指向不是正南或者正北的原因是地球存在着______。22．校项目小组利用干簧管设计制作了一款水位自动报警器。干簧管是一种利用磁场信号来控制的线路开关器件，也叫磁控开关。如图当磁体远离干簧管时，磁控开关断开；当磁体靠近干簧管时，开关闭合。浮球与永久磁体连接，随着水位的变化二者的位置随之改变。当水箱内的水位过高或过低时，亮起不同的灯警示。请结合图片说明干簧管和水位自动报警器的工作原理。23．小明猜想：“既然电流周围存在着磁场，那么两根互相靠近的通电导线之间是否会发生相互吸引或排斥的作用？”他们将两根导线（可伸长）平行放置后固定（如图1所示），然后依次通上如图乙、丙、丁所示的电流，通过反复实验证实了他们的猜想。请你根据图中的实验现象回答问题。（1）分析图1中的______（选填序号），可知通电导线之间作用力方向与电流方向有关；（2）小明认为通电导线之间的相互作用力的大小与电流大小有关，你是否认同他的观点，并说明依据；______（3）如图2所示，将一柔软的导线弯成星形，并将其置于光滑水平桌面上，然后将开关S闭合，则该星形回路将______。A．不会变形

B．会变形，所围面积增大C．会变形，所围面积减小

D．会变形，所围总面积不变24．在探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”实验中，小科用铁钉制成简易电磁铁甲、乙，并设计了如图所示的电路。（1）实验中通过吸引大头针的数量来显示电磁铁磁性的强弱，当滑动变阻器滑片向左移动时，电路中的电流______（选填“增大”、“不变”或“减小”），电磁铁吸引大头针的个数增多，这说明电流越大，电磁铁磁性越强；（2）根据图示的情景可知，电磁铁甲的上端是______极；电磁铁______（选填“甲”或“乙”）的磁性较强，说明电流一定时，线圈匝数越多，电磁铁磁性越强；（3）该实验用了控制变量法和______法。25．1820年，奥斯特用铂丝连接伏打堆（相当于电源）的两端，铂丝水平地沿南北方向放置，下方放置一个被玻璃罩封闭的小磁针，闭合电路后，小磁针发生了轻微的偏转，如图甲所示。他做出以下猜想：猜想1：可能是因为电流使导线产生了热，加热玻璃罩内的空气，引起了对流，从而导致磁针的偏转；猜想2：可能是因为电流产生了磁场，从而导致磁针的偏转。奥斯特通过实验很快就否定了猜想1，又做了乙、丙两组实验。（1）丙组中小磁针将___________。A．顺时针偏转，偏转角度变大

B．顺时针偏转，偏转角度变小C．逆时针偏转，偏转角度变大

D．逆时针偏转，偏转角度变小（2）奥斯特通过在玻璃罩和上方的导线之间加入金箔、玻璃等介质，观察到___________的现象，从而否定猜想1。（3）许多科学家在探究电流能否产生磁场的过程中，将导线放置在小磁针上方，位置关系如丁图所示，发现小磁针始终不发生偏转，请简要说明理由___________。第01讲磁体性质电磁铁熟练的掌握磁体的磁极与相关性质。准确的区分磁场、磁感线、磁体所受力方向判断电磁铁产生磁场和磁极的方向掌握电磁铁磁性强弱的影响因素与电磁铁的应用一.磁体与磁极1．磁性：物体具有吸引铁、钴、镍等物质的性质，这种性质叫做磁性。2．磁体：具有磁性的物体叫磁体。3．磁体的分类：①按照形状：条形磁体、蹄形磁体、磁针；②按照保持磁性时间长短：硬磁体、软磁体。4．磁体性质：磁体具有指向性和吸铁性，如指南针就是利用磁体的指向性指示方向。5．磁极：磁体各部分磁性强弱不同，磁体上磁性最强的部分叫磁极。每个磁体都有两个磁极分别为南极（S极）和北极（N极）。条形磁体的两端就是它的两个磁极。6．磁极间的相互作用规律：同名磁极相排斥，异名磁极相吸引。二.磁化1.磁化：使原来没有磁性的物体得到磁性的过程。2.磁化的方法：有磁性的物体靠近或与被磁化的物体摩擦。3.消磁：具有磁性的物体失去磁性的过程，可以通过摔打，强磁（变化）、高温。4.磁性材料：硬磁体（永磁体）：被磁化后的磁体，离开磁场之后依旧可以长时间保留磁性。软磁体：被磁化后的磁体，离开磁场之后就快速消磁。5.天然磁体与人造磁铁：天然形成与人工加磁形成的。6.断裂的磁铁：原先的磁极方向不变。三.磁场与磁感线1.磁场：磁体周围存在着一种看不见摸不着的物质。2.磁场的作用：磁体间的力的作用都是磁场的作用产生的。3.磁场的方向：小磁针N极指向的方向为磁场的方向。4.磁感线：为了形象地描述磁体周围的磁场分布，英国物理学家法拉第引入了磁感线模型。磁感线是仿照铁屑的排列情况，画出的一些带箭头的曲线。5.磁感线的方向：磁感线上的箭头表示的方向，即是磁场方向。磁体周围的磁感线总是从磁体的北极出来，回到磁体的南极。磁感线密的地方磁场强，疏的地方磁场弱。6.地磁场与方向：地球产生的磁场叫地磁场，地磁场的北极是地理的南极，地磁场的南极是地理的北极，地磁场和地理的南北极有偏差，沈括最早提出地磁偏角。7.宇宙中的磁场：宇宙中的许多天体具有磁场，且也在变化之中。四.电流的磁效应1.奥斯特实验：丹麦物理学家奥斯特发现了电流的磁现象，任何导线中有电流通过时，其周围空间都产生磁场，这种现象叫做电流的磁效应。现象：导线通电，周围小磁针发生偏转；通电电流方向改变，小磁针偏转方向相反．结论：通电导线周围存在磁场；磁场方向与电流方向有关．2．直线电流的磁场：在有机玻璃板上穿一个小孔，一根直导线垂直穿过小孔，在玻璃板上均匀撒上一些细铁屑。给直导线通电后，观察到细铁屑在直导线周围形成一个个同心圆。（1）磁场分布：以导线为中心向四周以同心圆方式分布，离圆心越近，磁场越强。（2）磁场方向(安培定则)：右手拇指与四指垂直，拇指指向电流方向，四指环绕方向为磁场方向五.通电螺线管的磁场：1.通电螺线管的磁场：通电螺线管周围能产生磁场，并与条形磁铁的磁很相似。改变了电流方向，螺线管的磁极也发生了变化。2.通电螺线管磁场方向判断（安培定则）：用右手握螺线管，让四指弯向螺线管电流的方向，则大拇指所指的那端就是螺线管的北极．3.电磁铁：电磁铁是一个内部插有铁芯的螺线管。4.判断电磁铁磁性的强弱（转换法）：根据电磁铁吸引大头针的数目的多少来判断电磁铁磁性的强弱。5.影响电磁铁磁性强弱的因素（控制变量法）：①电流大小；②有无铁芯；③线圈匝数6.结论：（1）在电磁铁线圈匝数相同时，电流越大，电磁铁的磁性越强。（2）电磁铁的磁性强弱跟有无铁芯有关，有铁芯的磁性越强。（3）当通过电磁铁的电流相同时，电磁铁的线圈匝数越多，磁性越强。7.电磁铁的优点（电磁铁自带铁芯）：有电流才有磁性、线圈匝数多少影响磁性、磁场的方向也由电流方向决定。六.电磁继电器1.电磁继电器是利用电磁铁来控制工作电路的一种自动开关；电磁继电器是利用低电压，弱电流电路的通断，来间接的控制高电压，强电流电路的装置，由电磁铁，衔铁，弹簧片，触点组成；2.电铃：闭合开关，电路接通电磁铁，由此铁产生磁性吸引弹簧片，使铁锤打击打击铁岭而发出声音，同时电路断开，电磁铁失去磁性，由于弹簧片的弹性，使电路又重新闭合，上述过程循环反复，电铃持续发声；4.磁悬浮列车：列车轨道上强电磁铁的磁极与列车上的电磁铁的磁极的排斥或吸引的作用力，使列车悬浮，消除了摩擦，减少了阻力，增加运行速度；5.信息的磁记录：记录声音，文字，图像等信息的磁带的一面都涂有一层磁粉，每一个磁粉粒就是一个小磁铁，通过磁头把磁粉磁化，把信息记录在磁带上。考点一：磁体与磁性【例1】如图，四根相同的橡皮筋下挂着等质量的小条形磁铁（橡皮筋在弹性范围内，磁铁间不会吸在一起），橡皮筋被拉得最长的是（

）A．a B．b C．c D．d【答案】D【解析】由图可知，四根相同的橡皮筋下挂着等质量的小条形磁铁，全部N极向下，由磁极间的相互作用，同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，则下方条形磁铁与a、b悬挂的小磁铁排斥，与c、d悬挂的小磁铁吸引，又因为条形磁铁两端磁性最强，所以d悬挂的小磁铁受到的引力最大，故d最长。【例2】《事林广记》中记载了“指南龟”（如图），木质龟的内部存在条形磁石，龟的尾部有一与磁铁相连的铁针。将木龟支于竹针之上，使木龟转动，静止后铁针指南。下列关于磁石A端说法正确的是（

）A．是磁体N极，指向地磁北极 B．是磁体S极，指向地磁北极C．是磁体N极，指向地磁南极 D．是磁体S极，指向地磁南极【答案】B【解析】地球是一个大磁体，指南龟就是一个磁铁，它指南北的原因是由于受到了地磁场的作用，同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，指南龟静止时，指向南的一端是磁体的南（S）极，指向地理南极附近，是地磁的北极，所以A端为磁体的S极，指向地磁北极，故B正确，ACD错误。考点二：磁场【例1】小金发现撒在磁铁上方有机玻璃板上的铁屑能有序排列，如图所示。对此分析不正确的是（）A．铁屑在磁铁周围的磁场中被磁化成小磁体B．铁屑的排列显示出实际不存在的磁场C．铁屑分布密的位置磁场强，分布疏的位置磁场弱D．对比两种磁体周围铁屑的分布，说明磁场是有序的【答案】B【解析】A.铁屑原来没有磁性，但在磁场的作用下能够获得磁性，说明被磁化了，故A正确。B.磁体周围始终存在磁场，借助细铁屑可以显示磁体周围的磁场分布特点，但不是将原来不存在的磁场显示出来，故B错误。C.铁屑分布密的位置磁场强，分布疏的位置磁场，故C正确。D.铁屑在磁场中会被磁体磁化，成为一个个小磁体，从而在磁场中有序地排列起来，故D正确。故选B。【例2】如图所示是条形磁体的磁场分布图。将小磁针放置在磁场某处，静止时指向如图所示，小磁针黑色端为北极。关于该磁场，下列说法正确的是（

）A．该条形磁体的左端为S极，右端为N极 B．a点没有磁感线经过，所以a点没有磁场C．b点的磁场方向向左 D．c点的磁场比b点强【答案】D【解析】A．小磁针黑色端为北极，根据异名磁极相互吸引，故该条形磁体的右端为S极，左端为N极，故A错误；B．磁体周围存在磁场，所以a点有磁场，故B错误；C．磁体外部磁感线从磁体的N极发出回到S极，磁感线的切线方向为这点的磁场方向，故b点的磁场方向向右，故C错误；D．磁体的磁性两极最强，中间最弱，c点的磁场比b点强，故D正确。考点三：电流的磁效应【例1】如图所示实验装置，弹簧测力计下面挂着条形磁铁，螺线管中插有铁芯。现开关拨在触点②位置且电流表示数为。要使弹簧测力计的示数变小，下列操作方法能够实现的是（）A．开关位置不动，将铁芯从螺线管中取出B．开关位置不动，将滑片向端滑动C．将开关拨到①位置，可通过调节仍使电流表示数为D．将开关拨到③位置，可通过调节仍使电流表示数为【答案】C【解析】A．由图知，条形磁铁下端为N极，根据右手定则知螺线管上端为N极，则它们是同名磁极相互排斥。开关S位置不动，将铁芯从电磁铁里面拔出，使电磁铁的磁性减弱，造成电磁铁对条形磁铁的排斥力减小，测力计的示数变大。故A不符合题意；B．开关S位置不动，滑片P向端滑动，滑动变阻器接入电路的阻值变大，电路中的电流减小，从而导致了电磁铁的磁性减弱，造成电磁铁对条形磁铁的排斥力减小，测力计的示数变大。故B不符合题意；C．开关拨到①位置，虽然通过电磁铁的电流不变，但电磁铁的线圈匝数在增加，所以电磁铁的磁性增强，从而造成电磁铁对条形磁铁的排斥力增大，测力计的示数减小。故C符合题意；D．开关拨到③位置，电磁铁的线圈匝数减小，所以电磁铁的磁性减弱，从而造成造成电磁铁对条形磁铁的排斥力减小，测力计的示数变大。故D不符合题意。故选C。【例2】如图所示，将条形磁铁固定在静止的小车上，电路连接完整后，闭合开关S时，小车不动，变阻器的滑片P向左移动到左某位置时，小车开始向左运动。则下列变阻器接入电路的方式正确的为（）A．a接e、d接f B．a接e、b接f C．c接e、d接f D．c接e、b接f【答案】A【解析】根据安培定则，右手握住螺线管，四指指向电流的方向，大拇指指向螺线管的左端为N极，与固定在静止的小车上的条形磁铁相互排斥，当变阻器的滑片P向左移动到某位置时，小车开始向左运动，说明斥力增大，则此时电路中的电流变大，磁性增强，则电阻变小，根据变阻器的接法一上一下可知，a接e、d接f。故A符合题意，BCD不符合题意。考点四：电磁铁的应用【例1】2021年夏季，我国南方普降暴雨，城市内涝给人们生活带来很大影响。小明设计了一种利用电磁继电器来自动控制抽水机工作的电路：当水位在安全位置以下时绿灯亮，抽水机不工作；当水位到达安全位置上限时红灯亮，抽水机开始工作。如图是小明还未连接完成的电路，小明接下去的电路连接应该是（）

A．M接A，N接B B．M接B，N接D C．M接B，N接C D．M接A，N接D【答案】B【解析】由题意可知，绿灯亮时，红灯不亮且抽水机不工作，红灯亮时，绿灯不亮且抽水机工作，故可知，红灯与抽水机应串联，然后再与绿灯并联，故正确的接法是M接B，N接D。故选B。【例2】如图为一种温度自动报警器的原理图，图中的水银温度计在制作时，玻璃管中封入了一段金属丝，电源和金属丝相连，当温度达到设定值，电铃报警。下列说法不正确的是（）A．电磁铁的工作原理是电流的磁效应B．温度升高至78°C时，电铃报警C．若将温度计上端的金属丝向下调整，则报警温度会降低D．电铃工作时，电磁铁a端为N极【答案】D【解析】A．电磁铁是利用电流的磁效应工作的，故A不符合题意。B．温度升高到时，水银柱与上方金属丝连通，使左侧形成通路，电磁铁中有电流通过，电磁铁吸引衔铁，使触点接触，右侧电路接通，电铃发出报警信号，故B不符合题意。C．若将温度计上端的金属丝向下调整，则报警温度将低于78℃，即报警温度将降低，故C不符合题意。D．当电铃工作时，电流从电磁铁的左端流入，由安培定则可知，端为极．故D符合题意。1．通常我们用磁感线形象地描述磁场的强弱和方向。如图描绘了某一磁场区域的部分磁感线，并在磁场的b点放置一个可自由转动的小磁针，由磁感线的分布特点可知（）A．a点的磁场比b点的磁场强，小磁针静止时N极指向M处B．a点的磁场比b点的磁场强，小磁针静止时N极指向N处C．a点的磁场比b点的磁场弱，小磁针静止时N极指向M处D．a点的磁场比b点的磁场弱，小磁针静止时N极指向N处【答案】C【解析】AB．磁场中磁性越强的位置，磁感线越密集读图可知，a点与b点相比，b点的磁感线更密集，所以a点的磁场比b点的磁场弱，故AB错误；CD．同时，根据磁场中的小磁针静止时，N极所指的方向就是该点的磁场方向可知，小磁针静止时N极所指的方向与磁场的方向一致，故指向M处，故C正确，D错误。故选C。2．将自由转动的指南针放在地球表面的赤道上，下图中能够表示其静止时的示意图的是（）A．B．C．D．【答案】C【解析】地理北极附近是地磁南极，地理南极附近是地磁北极，根据同名磁极相互排斥、异名磁极相互吸引的原理，小磁针的北极（N极）应指向地磁南极，即指向地理北极附近；小磁针的南极（S极）应指向地磁北极极，即指向地理南极附近。另外，地磁两极连线与地理两极连线存在夹角（磁偏角），所以小磁针的指向不会与地理两极连线重合。故选C。3．小金利用如图所示装置探究磁化过程，图中容器内装的是一些铁屑，架上所夹的是一根铁棒。以下关于此实验的观点不正确的是（）A．甲图到乙图的过程叫磁化B．乙图中软铁棒的上端是S极C．若把乙图中磁体移走，铁棒的磁性将消失D．若将乙图中铁棒换成钢棒，被吸引的铁屑会减少【答案】D【解析】A．由两图示情景可知：当磁极靠近软铁棒时，软铁棒因为被磁化而显出磁性，故A正确，不符合题意；B．软铁棒被磁化后，根据同名磁极相排斥，异名磁极相吸引，由乙图可知上端是S极，故B正确，不符合题意；C．软铁棒磁化后，很容易退磁，磁体移走后，铁棒的磁性将消失，故C正确，不符合题意；D．钢棒被磁化后，不容易退磁，但是磁化后，磁性强弱不能比较，所以不能确定吸引的铁屑是否会减少，故D错误，符合题意。故选D。4．用一块条形磁体的N极沿同一方向摩擦一枚粗缝衣针若干次，使缝衣针磁化，如图甲。然后把这枚缝衣针用细线悬挂起来，如图乙。下列说法中正确的是（）A．缝衣针磁化后，针尖部分是S极 B．缝衣针停止运动后，针尖指向南方C．缝衣针停止运动后，针尖指向北方 D．缝衣针停止运动后，针尖指向不确定【答案】C【解析】用磁铁的一极在缝衣针上从针尖向针尾反复摩擦几次后，缝衣针被磁化；在磁铁和缝衣针最后接触的位置上，即磁铁的N极与缝衣针的针尾相互接触时的位置，缝衣针的针尾与磁铁的N极相互吸引，根据磁极间的相互作用：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引知道，针尾为S极，则针尖为N极，把这枚缝衣针用细线悬挂起来，缝衣针停止运动后，针尖（N）极指向北方，故C正确。故选C。5．有两根外形完全相同的钢棒a和b：按图甲放置，手拿住a时，b不会掉下来：按图乙放置，手拿住b时，a会掉下来，这说明（

）A．钢棒a具有磁性 B．钢棒b具有磁性C．钢棒a和b都具有磁性 D．钢棒a和b都不具有磁性【答案】A【解析】甲图，如果b是磁体，b的中间部分几乎没有磁性，b不会掉下来，说明a一定有磁性，b不能确定是否有磁性；乙图，用手拿住b，a会掉下来，说明b不具有磁性；综上，a钢棒具有磁性，b钢棒不具有磁性。故选A。6．为了取出某一较深缝隙中的铁钉，小明想到了以下方案，其中不可行的是（

）A．B．C． D．【答案】D【解析】ABC．铁棒是磁性材料，可以被磁化，磁铁能吸引磁性材料，故A、B、C三种方法都能取出铁钉，故ABC不符合题意；D．铜棒不是磁性材料，它不能被磁化，磁铁不能吸引铜棒，故D符合题意。故选D。7．如图某科学兴趣小组在实验室模拟奥斯特实验，该实验说明了（

）A．小磁针在没有磁场时也会转动 B．通电导体周围存在磁场C．磁场的转动会产生电流 D．磁场方向与电流大小有关【答案】B【解析】A．小磁针在没有磁场时没有受到力的作用，不会转动，故A不符合题意；B．图中装置是奥斯特实验，在平行直导线下方平行地放置着小磁针，当导线中有电流通过时，小磁针发生偏转，说明通电导体周围存在磁场，故B符合题意；CD．磁场的转动不会产生电流，磁场的方向与电流的方向有关，与电流的大小无关，故CD不符合题意。故选B。8.如图所示，电磁铁左侧的C为条形磁铁，右侧的D为铁棒，A、B是电源的两极。下列判断中正确的是（）

A．若A为电源正极，则C，D都被吸引B．若A为电源正极，则C被排斥，D被吸引C．若B为电源正极，则C，D都被排斥D．若B为电源正极，则C被吸引，D被排斥【答案】B【解析】AB．若A为电源正极，那么线圈上电流方向向下。右手握住螺线管，弯曲的四指指尖向向下，大拇指指向右端，则右端为电磁铁的N极，左端为S极。根据“同名磁极相互排斥”可知，此时C被排斥，而D被吸引，故A错误，B正确；CD．若B为电源负极，那么线圈上电流方向向上。右手握住螺线管，弯曲的四指指尖向向上，大拇指指向左端，则左端为电磁铁的N极，右端为S极。根据“异名磁极相互吸引”可知，此时C被吸引，D被吸引，故CD错误。故选B。9．小岩同学学习了通电螺线管的知识后，想到弹簧的形状和螺线管上导线的形状很类似，就将一个弹簧的两端接入电路，如图所示。闭合开关后，下列选项中正确的是（）A．通电后，弹簧的长度可能不变B．通电后，弹簧的长度一定变长C．在图中所示位置放小磁针，通电后小磁针N极朝右D．在图中所示位置放小磁针，通电后小磁针N极垂直于纸面向外【答案】C【解析】AB．通电后，螺线管的每一圈导线相当于一个小磁体，这些小磁体的N和S极靠在一起，相互吸引，弹簧的长度会缩短，故AB错误；CD．螺线管中电流从右端流入，左端流出，根据安培定则可知，螺线管的左端为N极，右端为S极，根据异名磁极相互吸引可知，小磁针的N极朝右，故C正确，D错误。故选C。10．如图所示，下列关于磁现象的分析中，说法正确的是（

）A．图甲中，在条形磁铁周围撒上铁屑后轻敲玻璃板，所观察到的是条形磁铁的磁感线B．图乙中，U形磁铁靠近磁极处的磁感线分布比较密，说明靠近磁极处的磁场比较弱C．图丙中，地面附近能自由转动的小磁针静止时，N极指向地理南极附近D．图丁中，导体通电后小磁针发生了偏转，说明通电导体周围存在着磁场【答案】D【解析】A．在条形磁铁周围撒上铁屑后轻敲玻璃板，所观察到的是铁屑的排列方向，而不是磁感线，故A错误；B．U形磁铁靠近磁极处的磁感线分布比较密，磁感线分布的越密集则磁场越强，所以靠近磁极处的磁场更强，故B错误；C．地理北极是地磁场的南极，所以地面附近能自由转动的小磁针静止时，N极指向地理北极，故C错误；D．通电导体周围存在磁场，可以使小磁针发生偏转，故D正确。故选D。11．学习完电与磁的内容后，小科做了如下两个实验，实验一如图左，他取一个橡胶圆环，用毛皮摩擦，使其带上负电，然后绕圆心在纸面内逆时针转动，在圆环的外部与内部有两只可以自由转动的小磁针甲、乙。实验二如图右，小明用一块强磁体和若干曲别针进行实验，则下列说法正确的是（

）①图左，磁针甲的N极转向纸面内，磁针乙的N极转向纸面外②图左，磁针甲的N极转向纸面外，磁针乙的N极转向纸面内③图右，该强磁体也具有N极和S极④图右，该强磁体周围的磁感线分布是均匀的A．①③ B．①④ C．②③ D．②④【答案】C【解析】①②一橡胶圆环经过毛皮摩擦后带负电荷，绕圆心在纸面内逆时针转动；因电流方向与负电荷定向移动的方向相反，所以橡胶圆环中的电流方向沿顺时针方向；由安培定则可知，橡胶圆环的N极指向纸内，其S极指向纸外，故在圆环内部磁感线的方向是垂直于纸面向里，因小磁针静止时的N极指向与该处磁感线的方向是一致的，所以磁针乙的N极转向纸面内；而在圆环外部磁感线的方向是垂直于纸面向外的，所以磁针甲的N极转向纸面外，故②正确，①错误；③磁体有两极，该强磁体也具有N极和S极，故③正确；④强磁体周围存在磁场，人们为了形象地描述磁场的性质引入了磁感线，磁感线是不存在的，实验不能得出该强磁体周围的磁感线分布是均匀的，故④错误；故选C。12.如图是磁悬浮玩具，底座和小球均由磁体制成，下列底座和小球的磁极分布情况能实现小球悬浮的是（

）A．B．C．D．【答案】B【解析】如图所示，磁悬浮玩具悬浮于空气中，受到的竖直向下的重力与竖直向上的磁力是一对平衡力，玩具受到的磁力由于小球与底座之间产生了排斥力。AD．由于条形磁铁两端磁性最强，中间最弱，根据磁极间的相互作用规律可知，A图中小球受到的引力和D图中小球受到的斥力都比较小，达不到小球悬浮的条件，故AD不符合题意；BC．根据磁极间的相互作用规律可知，B图小球受到的是向上的磁力作用，因此可以悬浮；而C图小球受到的是向下的引力作用，因此不悬浮，故B符合题意，D不符合题意。故选B。13．如图是某同学发明的“铁皮自动分开装置”。将强磁铁靠近一叠铁皮，被磁化后的铁皮会自动分开。以下说法正确的是（

）A．铁皮的左端为S极 B．铁皮的右端为N极 C．异名磁极相互排斥 D．同名磁极相互排斥【答案】D【解析】这个装置的工作原理是：铁皮在强磁场中被磁化，都成为磁体，因为同名磁极间的相互排斥而分开。在这个过程中，对磁场的方向没有要求。故ABC错误，D正确。故选D。14．图甲为干簧管开关的结构图，其中磁簧片是一种有弹性、易被磁化的软铁材料，被固定于玻璃管内。将条形磁体靠近并与干簧管平行放置时，干簧管的磁簧片触点就会闭合，电路接通如图乙；当条形磁体远离干簧管时，触点就会断开。则下列说法正确的是（）A．根据需要软铁簧片可以用塑料片替换B．触点相互接触利用的是同名磁极相互排斥的原理C．利用条形磁体使软铁簧片被磁化，触点相互吸引使电路处于导通状态D．条形磁体远离干簧管时，触点相互排斥使电路处于断路状态【答案】C【解析】A.磁铁能够吸引铁、钴、镍等物质，不能吸引塑料，故不可以用塑料片替换软铁簧片，故A错误；B．触点相互接触利用的是异名磁极相互吸引的原理，故B错误；C．左侧磁簧片的最左端靠近条形磁铁的N极，所以磁化后该端为S极，则另一端为N极；同理可以确定右侧磁簧片的右端为N极，另一端为S极，所以两磁簧片中间靠近的部分因异名磁极相互吸引而触接，利用条形磁体使软铁簧片被磁化，触点相互吸引使电路处于导通状态，故C正确；D．当条形磁铁移开时，磁性消失，磁簧片因弹性而断开，故D错误。故选C。15．如图，当闭合开关时，小车被向右推出。保持每次实验中条形磁铁和线圈的距离不变，则下列操作能使小车推出更远的是（）A．小车上磁铁的N极在左侧，并增加电磁铁线圈的匝数B．小车上磁铁的N极在左侧，并将滑片P向左端移动C．小车上磁铁的S极在左侧，并增加电磁铁线圈的匝数D．小车上磁铁的S极在左侧，并将滑片P向左端移动【答案】C【解析】由图可知电流从电磁铁的左端流入、右端流出，根据安培定则可知电磁铁的左端为N极，右端为S极。当闭合开关时，小车被向右推出，是因为同名磁极相互排斥，所以小车左端为S极。为了使小车推出更远，则电磁铁磁性要增强，可以选择增加电磁铁线圈的匝数或增加通过电磁铁的电流，当滑动变阻器向右移动时，滑动变阻器接入电路中的电阻变小，根据可知，电路中的电流变大，故C符合题意。故选C。16．图甲是磁悬浮台灯，在底座通电时可以悬浮在底座上方，断电时灯泡会自动吸附在底座上，拆开底座后发现里面的电路如图乙所示，若要调高灯泡悬浮的高度可通过（

）A．减少线圈的匝数 B．电源正负极调换C．电路中再串联一个定值电阻 D．滑动变阻器滑片向a端移动【答案】D【解析】A．减少线圈的匝数，电流产生的磁场减弱，根据磁极间的相互作用的特点可知，灯泡悬浮的高度变小，故A不符合题意；B．电源正负极调换，线圈两端的磁极会发生变换，根据磁极间的相互作用的特点可知，此时灯泡会被吸引下来，高度变小，故B不符合题意；C．电路中串联一个定值电阻，电路的总电阻变大，根据欧姆定律可知，电路总电压不变，电路的电流变小，电流产生的磁场变弱，根据磁极间的相互作用的特点可知，灯泡悬浮的高度变小，故C不符合题意；D．滑动变阻器滑片向a端移动，变阻器接入电路的电阻变小，电路的总电阻变小，根据欧姆定律可知，电路总电压不变，电路的电流变大，电流产生的磁场变强，根据磁极间的相互作用的特点可知，灯泡悬浮的高度变大，故D符合题意。故选D。17．图甲所示为上海的磁悬浮列车示意图，图乙的A是安装在铁轨上的轨道线圈的电磁铁（线圈绕法没标出）；B是安装在车身上（紧靠铁轨下方）的电阻非常小的螺线管。B中电流方向如图乙所示，下列正确的是（）A．该列车是利用同名磁极相互排斥的原理 B．该列车只能用直流电提供电源C．该列车的线圈可以用超导材料 D．依据B的电流方向可知A的下端为北极【答案】C【解析】A．因为列车悬浮，与铁轨是相互分离的，所以列车车身线圈的上方与铁轨线圈下方的极性应该是异名的，所以车身线圈的上方应该是S极，是利用异名磁极互相吸引的原理将车身托起的；故A错误；B．列车前进时，线圈里流动的电流方向就反过来，则轨道电磁铁线圈内应通入交流电；故B错误；C．磁悬浮列车通常采用超导材料做成线圈，由于线圈电阻为零，因此可通过强大电流而获得极强的磁场；故C正确；D．在乙中，根据右手螺旋定则知，通电螺线管的上端是N极，下端是S极，要使车悬浮起来，相对的两个磁极应相互吸引，故A的上端是N极，下端为S极，故D错误。故选C。18.如图所示的天平可用来测定磁铁间相互作用的磁力F，天平的右臂下挂有磁铁A，其南、北两极如图所示，磁铁A的正上方挂有另一未知南、北极的磁铁B，将其上下两端标为b、a，在如图所示情况下，天平左、右两边加上质量各为m1、m2的砝码，天平平衡。若将磁铁B翻转180°（a端在上b端在下），磁铁B仍挂在原来位置，右边再加上质量为m的砝码后，天平重新平衡，已知重力和质量的比值为g，由此知（）A．磁铁B的a端为S极，力F的大小为(m1-m2)gB．磁铁B的a端为N极，力F的大小为C．磁铁B的a端为N极，力F的大小为(m1-m2)gD．磁铁B的a端为S极，力F的大小为【答案】B【解析】AD．由图结合题意可知，磁铁B的a端在下面时，天平左、右两边加上质量各为m1、m2的砝码，天平平衡；磁铁B的b端在下面，且磁铁B仍挂在原来位置时，右边再加上质量为m的砝码后，天平才能重新平衡；说明磁铁B的a端与磁铁A的N极相互排斥，磁铁B的b端与磁铁A的N极相互吸引，所以磁铁B的a端为N极，故AD不符合题意；BC．当磁体B的b端在上a端在下时，两磁铁相互排斥，根据天平是等臂杠杆可知，天平两侧受到的力相等，即m1g=m2g+Ga+F①当磁体B的a端在上b端在下时，两磁铁相互吸引，根据天平是等臂杠杆可知，天平两侧受到的力相等，即m1g=m2g+Ga+mg-F②由①②两式可得故B符合题意，C不符合题意。故选B。19．桌面上放有一定量的铁屑，现将两根完全相同的条形磁体A的N极和条形磁体B的S极按如图甲所示放置在靠近铁屑的上方，吸附一定量的铁屑。若将吸附有铁屑的两极靠在一起，则吸附在连接处的铁屑会______（填“增加”“不变”或“减少”）；将如图乙所示一根长度略大于两磁体间距的软铁棒轻轻搁在两磁体上，则被吸附的铁屑会______（填“增加”“不变”或“减少”）。【答案】减少减少【解析】当两个磁体靠在一起时，可以看成一个大磁体，接触位置是大磁体中间部位，磁性最弱的位置，因此吸引的铁屑会减少。当软铁棒放在两磁体上方，软铁棒会被磁化，将3个磁体看成一个大磁体中间仍然是磁性最弱的位置，所以吸引的铁屑会减少。20．如图所示，闭合开关使螺线管通电，A螺线管的上端相当于磁体的___________极，可以观察到右边弹簧___________（选填“伸长”“不变”或“缩短”）。【答案】N缩短【解析】根据安培定则可知，A螺线管的上端相当于磁体的N极。根据电源的正负极，可以确定电流从右螺线管的上端流入，下端流出，结合螺线管线圈的绕向，利用安培定则可以确定螺线管的上端为N极，下端为S极，根据同名磁极相互排斥可知，右端弹簧会缩短。21．小明用自制电磁小船对地磁场的方向进行判断，如图所示，闭合开关S，将小船按如图放在平静的水中，发现船头慢慢转动，但小船最后停止的位置并不是正南或正北。（1）要使小船运动更加灵敏，可以将滑动变阻器滑片往______（填“左”或“右”）移动；（2）将小船按如图所示放在平静的水中后，船头偏转的方向是______（填“顺时针”或“逆时针”）；（3）小船最后的指向不是正南或者正北的原因是地球存在着______。【答案】左顺时针磁偏角【解析】（1）根据安培定则的内容判定线电流的磁感线的方法和题中图片可知：右手握住导线，让弯曲的四指指尖向上，此时，大拇指所指的方向是左端，左端就是通电螺线管的N极，右端（船头）是S极；要使小船运动更加灵敏，必须增大电磁铁的磁场，即增大电流减小电阻，将滑动变阻器滑片往左移动。（2）将小船按如图所示放在平静的水中后，因为船头为电磁铁的S极，所以最终它会指向南方，船头偏转的方向是顺时针。（3）地磁的北方与地图所指示的地理北方产生的夹角叫做磁偏角，小船最后的指向不是正南或者正北的原因是地球存在着磁偏角。22．校项目小组利用干簧管设计制作了一款水位自动报警器。干簧管是一种利用磁场信号来控制的线路开关器件，也叫磁控开关。如图当磁体远离干簧管时，磁控开关断开；当磁体靠近干簧管时，开关闭合。浮球与永久磁体连接，随着水位的变化二者的位置随之改变。当水箱内的水位过高或过低时，亮起不同的灯警示。请结合图片说明干簧管和水位自动报警器的工作原理。【答案】见解析【解析】干簧管的工作原理：通常情况下，玻璃管内的两片铁片是分离的，这相当于