专题162电流的磁场

第16章电磁转换16.2电流的磁场目录TOC\o"13"\h\z\u 1 2 2 4 14一、奥斯特实验（1）电流的磁效应：=1\*GB3①定义：电流周围存在磁场的现象称为电流的磁效应。=2\*GB3②方向：与电流的方向有关。=3\*GB3③发现：1820年丹麦物理学家奥斯特发现电流的磁效应。奥斯特实验：=1\*GB3①证明通电导体周围存在磁场。=2\*GB3②发现磁场的方向与电流方向有关。【重点提示】=1\*GB3①奥斯特实验是最早揭示了电与磁之间的关系。=2\*GB3②电流除了具有磁效应之外还具有热效应。二、通电螺线管周围的磁场（1）螺线管：把导线绕在圆筒上就做成了螺线管（其磁场与条形磁体相似）。（2）极性：通电螺线管的两端极性由环绕电流的方向决定（安培定则判断）。（3）安培定则：右手握住螺线管，让弯曲的四指方向与螺线管中电流方向一致，大拇指所指的一端为N极。三、电磁铁（1）定义：带有铁芯的螺线管。（2）电磁铁强弱影响因素：通过电磁铁线圈的电流越大，线圈匝数越多，电磁铁的磁性就越强。（3）电磁铁的优点：=1\*GB3①电磁铁磁性的有无可由电流的通断来控制。=2\*GB3②电磁铁的强弱，可由电流的大小和线圈的匝数来控制。=3\*GB3③电磁铁的极性位置，可由电流的方向来控制。四、电磁继电器（1）构造：主要由电磁铁、衔铁、触点开关和弹簧组成。（2）实质：由电磁铁控制工作电路通断的开关。（3）原理：电磁铁通电时，把衔铁吸下来，将工作电路的触点接通，工作电路闭合；电磁铁断电时失去磁性，弹簧把衔铁拉起来，切断工作电路。（4）应用：用电压电路控制高压电路的通断；实现远距离控制，自动控制。电磁继电器的作图（1）构造：主要由电磁铁、衔铁、触点开关和弹簧组成。（2）实质：由电磁铁控制工作电路通断的开关。（3）原理：电磁铁通电时，把衔铁吸下来，将工作电路的触点接通，工作电路闭合；电磁铁断电时失去磁性，弹簧把衔铁拉起来，切断工作电路。注意：电磁继电器的应用作图通常先连接控制电路再连接工作电路。【例1】某同学想利用电磁继电器制成一个温度自动报警器,实现对温控箱内的温度监控。用如下图所示带金属触丝的水银温度计和电磁继电器组装成自动报警器,正常情况下绿灯亮,当温控箱内温度升高到一定温度时。红灯亮(绿灯熄灭).请按此要求连接电路(红、绿灯的额定电压相同)。【答案】【解析】(1)当在正常工作的温度范围内时，水银与金属丝断开，电磁铁断电没有磁性，绿灯所在电路接通，绿灯亮；(2)当温度升高，水银达到金属丝下端时，水银是导体，电磁铁通电有磁性，把衔铁吸引下来，红灯所在电路接通，红灯亮，发出报警信号。电路图如上：【常考1】奥斯特实验【例1】如图是奥斯特实验的示意图，有关分析正确的是（

）A.通电导线周围磁场方向由小磁针的指向决定B.发生偏转的小磁针对通电导线有力的作用C.移去小磁针后的通电导线周围不存在磁场D.通电导线周围的磁场方向与电流方向无关【答案】B【解析】AD.通电导线周围磁场方向由电流的方向决定的，故AD错误；B.当将通电导体放在小磁针上方时，小磁针会发生偏转，说明了通电导线周围存在磁场，该磁场对小磁针有力的作用；因为力的作用是相互的，所以该小磁针对通电导线也有力的作用，故B正确；C.该磁场与小磁针的有无无关，故移走小磁针后，该结论仍成立，故C错误。故选：B。【例2】下列有关电和磁的判断正确的是（）A.通电导体周围存在磁场B.磁场是由磁感线组成的C.互相摩擦的两个物体带同种电荷D.摩擦起电实质是创造了电荷【答案】A；【解析】B选项，磁感线不是真实存在的，故B选项不符合题意；C选项，互相摩擦的两个物体带异种电荷，故C选项不符合题意；D选项，摩擦起电实质是电荷的转移，故D选项不符合题意；故答案选择A.【常考2】通电螺线管【例3】（2020·青海）如图所示，闭合开关后，位于通电螺线管左右两侧的小磁针静止时其指向正确的是（）A. B. C. D.【答案】A【解析】A．根据安培定则可知螺线管的右端为N极，左端为S极；异名磁极相互吸引，则左边小磁针的右端为N极，右边小磁针的左端为S极，故A正确；B．根据安培定则可知螺线管的右端为N极，左端为S极；异名磁极相互吸引，则左边小磁针的右端为N极，右边小磁针的左端为S极，故B错误；C．根据安培定则可知螺线管的右端为S极，左端为N极；异名磁极相互吸引，则左边小磁针的右端为S极，右边小磁针的左端为N极，故C错误；D．根据安培定则可知螺线管的右端为S极，左端为N极；异名磁极相互吸引，则左边小磁针的右端为S极，右边小磁针的左端为N极，故D错误。故选A。【例4】（2020·自贡）弹簧测力计挂住一条形磁铁置于螺线管的正上方，如图所示。闭合开关K，弹簧测力计示数将（）A.变小B.不变 C.变大D.无法确定【答案】A【解析】闭合开关K，电流从螺线管的上端流入，根据安培定则可知，螺线管的上端是N极，条形磁铁的下端是N极，因为同名磁极相互排斥，所以当闭合开关K，弹簧测力计的示数将变小。故选A。【常考3】电磁继电器及应用【例5】（2020·武汉）如图所示是一种温度自动报警器的原理图。制作水银温度计时，在玻璃管的两端分别封入一段金属丝。电池的两极分别与金属丝相连，当温度达到与电池正极相连的金属丝下端所指的温度时，电铃就响起来，发出报警信号下列说法正确的是（）A.温度计中的水银是绝缘体B.电铃响时，电磁铁右端是N极C.温度降低到74℃以下，电铃响D.电铃响且滑片P向左移动时，电磁铁磁性减弱【答案】B【解析】A．水银属于金属，金属是导体，故A错误；B．由安培定则知，电磁铁的右端为N极，故B正确；C．由电路图知，温度降到74℃时，控制电路断开，电磁铁无磁性，衔铁被释放，电铃不响，故C错误；D．由电路图知，当滑片向左移动时，变阻器接入电路的阻值减小，由欧姆定律知，电路中的电流增大，电磁铁的磁性增强，故D错误。故选B。【例6】（2020·湘潭）小明设计了一款“智能照明灯”，其电路的原理图如图所示，光线较暗时灯泡自动发光，光线较亮时灯液所示制电路中，电源电压恒定，R0为定值电阻，R为光敏电阻，其阻值随光照强度的增大而减小。以下说法正确的是（）A．电磁铁的上端为S极 B．当光照强度增强，控制电路的电流变小 C．当光照强度减弱，电磁铁的磁性增强 D．灯泡应设计在A和B两接线柱之间【答案】D【解析】A、由图可知，根据安培定则可知，电磁铁的上端为N极，故A错误；B、当光照强度增强，光敏电阻的阻值减小，总电阻减小，根据欧姆定律可知，控制电路的电流变大，故B错误；C、当光照强度减弱时，光敏电阻的阻值变大，总电阻变大，根据欧姆定律可知，控制电路的电流变小，电磁铁磁性大小与电流大小、线圈匝数有关，电流减小，则磁性变弱，故C错误；D、光线较暗时，光敏电阻的阻值大，则控制电路中的电流小，电磁铁的磁性弱，衔铁在弹簧的作用下被拉起，灯泡自动发光，说明灯泡在A和B两接线柱之间，故D正确。故选：D。1.（2020·青岛）下列用电器，利用电流磁效应工作的是（）A.电铃B.手摇发电机C.电动玩具车D.电熨斗【答案】A【解析】A．电铃是利用电流的磁效应工作的，故A符合题意；B．手摇发电机的工作原理是电磁感应现象，故B不符合题意；C．电动玩具车的工作原理是通电导体在磁场中受到力的作用，将电能转化为机械能，故C不符合题意；D．电熨斗是利用电流的热效应工作的，故D不符合题意。故选D。（2020·聊城）关于下面四幅图的说法错误的是（）B.C.D.A.拇指所指那端就是通电螺线管的N极B.地磁场的两极与地理的两极不重合C.奥斯特实验证实电流的周围存在着磁场D.司南之杓，投之于地，其柢指北【答案】D【解析】A．由图可知，电流从螺线管的左端流入，由安培定则可知螺线管的右端是N极，故A正确，不符合题意；B．地磁场的南北极与地理南北极相反，并不重合，故B正确，不符合题意；C．奥斯特实验说明通电导线周围存在磁场，故C正确，不符合题意；D．司南之杓，投之于地，其柢指南，司南的长柄指南，故D错误，符合题意。故选D。3.（2019·福建）最早发现通电导体周围存在磁场的物理学家是（）A.焦耳B.欧姆C.安培D.奥斯特【答案】D；【解析】奥斯特最早通过实验发现了电流周围存在磁场，所以选D。如图2所示，用漆包线（导线表面涂有绝缘漆）绕在纸筒上做成了一个螺线管，用来研究螺线管磁性强弱与哪些因素有关。闭合开关后，发现螺线管能够吸引一些铁钉，要使它能吸引更多铁钉的办法是（）A．在纸筒中插入一根铁芯B．减少线圈匝数C．使滑动触头P向右滑动D．将电源正负极互换【答案】A；【解析】增大磁性强弱的方法：增大电流，增加线圈的匝数。如图所示，在探究通电螺线管外部的磁场分布的实验中，开关闭合后，下列说法正确的是（）A.小磁针甲静止时N极指向右端，小磁针乙静止时N极指向左端B.小磁针甲静止时N极指向左端，小磁针乙静止时N极指向右端C.小磁针甲和小磁针乙静止时N极均指向右端D.小磁针甲和小磁针乙静止时N极均指向左端【答案】B；【解析】通电螺线管的左端为S极，右端为N极，再根据同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，故B选项符合题意；答案选择B6.（2020·毕节）下面所做探究实验与得出结论相匹配的是（）A.实验：马德堡半球实验→结论：液体内部存在压强而且很大B.实验：奥斯特实验→结论：通电导体周围存在磁场C.实验：用铁屑探究磁体周围的磁场→结论：磁感线是真实存在的D.实验：探究带电体间的相互作用→结论：同种电荷相互吸引，异种电荷相互排斥【答案】B【解析】A．马德堡半球实验证明气体内部存在压强而且很大，故A不符合题意；B．奥斯特实验说明通电导体周围存在磁场，故B符合题意；C．磁感线是理想化的物理模型，磁感线实际上并不存在，故C不符合题意；D．同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引，故D不符合题意。故选B。7.在图中所示的自动控制电路中，当控制电路的开关S闭合时，工作电路的情况是（）A．灯不亮，电铃响B．灯不量，电铃不响C．灯亮，电铃不响D．灯亮，电铃响【答案】A；【解析】当控制电路的开关S闭合时，控制电路中有电流，电磁铁具有磁性，吸引衔铁，动触头和下面电路接通，电铃工作，和上面的电路断开，所以电灯不亮。8.（2020·天津）图中，静止在通电螺线管周围的小磁针，其中指向错误的是______（填标号）｡【答案】①【解析】由图示知，电流从通电螺线管的右边流入，据安培定则知，通电螺线管的N极在左端，而名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，所以①号小磁针的N极应指向左边。9.（2019·成都）如图所示，用细线悬挂的磁体AB，磁极未知，当闭合电路并关S后，磁体的B端与通电螺线管左端相互排斥，则B端是磁体的极，断开开关S，磁体静止时，B端会指向地理的（选填“北方”或南方”）。【答案】N；北方；【解析】当闭合电路并关S后，电流从螺线管右端流入，左端流出，根据安培定则可知，螺线管左端为N极，右端为S极，由于磁体的B端与通电螺线管左端相互排斥，根据同名磁极相互排斥可知，B端是磁体的N极；由于地磁的N极在地理的南极附近，地磁的S极在地理的北极附近，由于受地磁场的影响，磁体静止时，B端（N极）会指向地理的北方。10.（2019·达州）如图是研究电磁铁磁性的电路图，则电磁铁的S极为____（选填“A”或“B”)端。当滑动变阻器的滑片P向右移动时，电磁铁的磁性变(选填“强”或“弱”).【答案】B；弱；【解析】（1）由图看出，电流从电磁铁上端流入，依据安培定则，四指顺着电流方向，大拇指应向上握住电磁铁，所以下端为N极，A端的磁极为S极。（2）滑动变阻器的滑片P向右移动时，连入电路的电阻变大，电路中的电流变小，电磁铁的磁性减弱。11.（2020·长沙）小英看到某小区车库积水造成大量财产损失的新闻后，设计了如图所示的车库积水自动报警器，图中A、B位置可以安装电铃或LED灯，车库没有积水时，LED灯亮；车库有积水时，左侧控制电路接通，电磁铁通电，具有性，把衔铁吸下，电铃发出声音。电铃应该安装在图中的位置。【答案】磁；B。【解析】车库没有积水时，电磁铁不具有磁性，不会吸引衔铁，LED灯亮，说明A为LED灯；车库有积水时，左侧控制电路接通，电磁铁通电，电磁铁会具有磁性，能吸引衔铁，使得B的电路接通，电铃发出声音，所以电铃应安装在图中的B位置。故答案为：磁；B。12.如图为某电磁继电器的工作原理图，开关S闭合时，电磁铁_________(有/无)磁性，_________(电灯/电铃)通电工作。【答案】有；电灯。【解析】开关s闭合后会形成闭合回路，电磁铁有磁性，电灯通电工作13.（1）（2020·福建）通电螺线管的N、S极以及外部的一条磁感线如图。在图中标出磁感线的方向，并在括号中标出电源的正、负极。【答案】【解析】磁体外部的磁感线从N极出发回到S极，由安培定则可知电流从螺线管的下端流入，电源的下端是正极，如图所示：（2）（2020·衡阳）如图所示，当开关S闭合后，弹簧测力计示数变大。请标出水磁体A的下端和通电螺线管B的上端的极性。【答案】【解析】根据安培定则可知，螺线管B的上端为N极，下端为S极；当开关S闭合后，弹簧测力计示数变大，则A的下端受到了B的上端的吸引力的作用，根据异名磁极相互吸引可知，A的下端为S极，如图所示：14.（2020·青岛）小明在课堂上给同学们展示了一个装置如图所示的实验。请完成下列问题：(1)闭合开关后，标出通电螺线管的N、S极及磁感线的方向（）；(2)闭合开关后，螺线管右侧的小磁针将______（选填序号）①顺时针旋转90°②逆时针旋转90°③顺时针旋转180°④逆时针旋转180°(3)要增强此螺线管的磁性，可采用______方法（写出一条即可）。【答案】(1).；(2).①；(3).增大电路电流。【解析】(1)[1]根据安培定则可判断出，螺线管上电流方向向上，螺线管的左端为N极，右端为S极，磁体外部的磁感线由磁体的N极出发，回到S极，如图所示(2)[2]已判断出螺线管右端为S极，根据磁极间异名磁极相互吸引的作用规律可知，小磁针顺时针旋转90°，故应选择①。(3)[3]题干中要增强此螺线管的磁性，说明螺线管已经固定，不可改变螺线管的匝数，若改变匝数就不是此螺线管了，故可采用增大电路电流的方法来增强螺线管的磁性。15.（2020·贵港）为了探究通电螺线管外部磁场的方向，小明设计了如图甲所示实验。(1)闭合开关，小磁针转动到如图乙所示位置；断开开关，小磁针又回到原来位置（指向南北），这说明通电螺线管周围有______，通电螺线管的a端为______极。(2)调换电源正负极接线后再闭合开关，发现小磁针转动情况与图乙所示相反。这说明通电螺线管的磁场方向与电流的______有关。【答案】(1)磁场；(2)S；(3)方向。【解析】(1)[1]由图乙可知，闭合开关，小磁针发生偏转，断开开关，小磁针又回到原来位置，说明通电螺线管周围磁场，使小磁针发生了偏转。[2]左边小磁针的右端是N极，由异名磁极相互吸引可知，通电螺线管的a端为S极。(2)[3]将电源的正负极对调，电流的方向发生了改变，闭合开关后发现小磁针偏转的方向发生了改变，这说明磁场的方向与电流方向有关。16.（2020·云南）某医院的全自动消毒柜能对医疗用品进行高温、高压、湿热灭菌消毒，部分参数如下表，消毒柜中电磁继电器控制电加热器实现加热、保温自动切换的原理图如图所示，R为热敏电阻，其电阻值随消毒柜内温度的升高而减小。消毒柜利用20kg、20℃的水正常工作50min可完成一次消毒。已知水的比热容为。（1）求每次消毒时水温从20℃上升到工作温度水吸收的热量；（2）电加热器正常工作时，将水从20℃加热到工作温度的时间为16min，求电加热器加热的效率；（3）保温电阻是图中的_______。【答案】(1)8.4×106J；(2)87.5%；(3)R2；。【解析】(1)[1]每次消毒时，水温从20℃上升到工作温度120℃，水吸收的热量：(2)[2]将20kg水从20℃加热到工作温度，消耗的电能：电加热器加热的效率，[3]随着消毒柜内温度的升高时，热敏电阻R阻值减小，电磁铁电路的总电阻减小，电源电压不变，根据欧姆定律可知，电磁铁电路电流增大，电磁铁磁性增强，对衔铁吸力增大，将衔铁吸下，动触点与下面的静触点接通，即电阻R2接入电路，处于保温状态，所以电阻R2为保温电阻。17.（2020·苏州）阅读下列材料，回答问题伽利略的温度计及热电阻16世纪，伽利略利用热胀冷缩的原理制作过一种最早的温度计。据他学生描述：伽利略取一个鸡蛋大小的玻璃泡，将其接到一根约半米长的细玻璃管一端，用手掌将玻璃泡握住，使之受热，然后倒转插入水中，松开手待玻璃泡冷却后，水会升高二三十厘米，用水柱上升的高度来表示手掌的温度，如图甲所示。温度能明显影响金属导体和半导体的导电性能。金属的导电性能会随温度增加而减弱，与金属不同，有些半导体的导电性能会随温度增加而增强。如图乙所示是一种金属导体和一种半导体的电阻﹣温度特性图线。根据这一特性，它们不仅可以用来测量温度，还能作为热传感器运用到自动控制电路中。（1）伽利略的温度计测温物质是（玻璃泡中的空气/玻璃管中的水），他在用温度计测量手掌温度时，玻璃管中的水柱越高，表明手掌的温度越（高/低）；（2）如图丙所示，是一款利用热传感器设计的高温报警器电路，启动报警器，当环境温度过高时，电铃会被接通发出报警声，通过断开开关S可关闭铃声。电铃应接在电路中的（a/b/c）位置，热传感器接在电路中的（a/b/c）位置，热传感器应使用图乙中的（金属导体/半导体）。【答案】（1）玻璃泡中的空气；高；（2）b；c；半导体。【解析】（1）用手掌将玻璃泡握住，玻璃泡中气体受热膨胀，部分气体会逸出，将装置倒转插入水中，玻璃泡冷却后，玻璃泡中的气体体积变小，压强变小，大气压强会把一部分水压入玻璃管中，所以玻璃管中水柱越高，表明手掌温度越高；（2）如图丙所示的是高温报警器，当环境温度升高到一定程度时，电磁继电器的衔铁被吸合，动触点和下面的静触点接触，电铃接在b位置时就会被接通发出报警声，断开开关S，电路中没有电流，电磁铁失去磁性，弹簧将衔铁拉起，接在b处的电铃不再工作，可关闭铃声；当温度低时，低压控制电路断开，电路中没有电流，电磁铁失去磁性，弹簧将衔铁拉起，接在b处的电铃不再工作，可关闭铃声，所以热传感器接在电路中的c位置；因为热传感器在温度低时能断开开关，说明热传感器的电阻随温度的降低而增大，所以热传感器应使用图乙中的半导体。故答案为：（1）玻璃泡中的空气；高；（2）b；c；半导体。1.有一小磁针静止在通电螺线管上方，如图所示，则通电螺线管（）A．左侧为N极，a端为正极 B．左侧为S极，a端为正极 C．左侧为N极，b端为正极 D．左侧为S极，b端为正极【答案】C【解析】由于小磁针静止时，其左端为S极，右端为N极，根据磁极间的作用规律可知，螺线管的右端为S极，左端为N极。根据螺线管的N、S极和螺线管的线圈绕向。利用安培定则可以确定电流是从螺线管的右端流入左端流出。由于电流是从电源的正极流出，经过外电路回到电源负极。所以可以确定电源的右端为正极，左端为负极。2.如图所示，小磁针静止在螺线管附近，闭合开关后，下列判断正确的是（）A．通电螺线管的左端为N极 B．通电螺线管外A点磁场的方向向右 C．小磁针N极指向左 D．小磁针S极指向左【答案】D；【解析】A、闭合开关后，电流由螺线管的左侧流入、右侧流出，根据安培定则，用右手握住螺线管，四指指向电流的方向，则大拇指指向右端，即通电螺线管的右端为N极、左端为S极，故A错误；B、在磁体的外部，磁感线从N极指向S极，所以通电螺线管外A点的磁场方向向左，故B错误；CD、通电螺线管的右端是N极，根据异名磁极相互吸引可知，小磁针的S极应靠近螺线管的右端，即小磁针的S极指向左，故C错误，D正确；故选：D。（2019·广州）在图中，表示导线中的电流方向垂直于纸面向里，☉表示导线中的电流方向垂直于纸面向外。F是磁场对通电导线的作用力。下列哪个选项中，磁场对通电导线的作用力与图中的F的方向相同（）【答案】B；【解析】影响磁场对通电导线作用力方向的因素有二：一是磁场方向，二是导体中的电流方向。若只改变磁场方向，磁场对通电导线作用力的方向发生改变；若只改变电流方向，磁场对通电导线作用力的方向发生改变；若同时改变磁场方向和电流方向，磁场对通电导线作用力的方向不改变。由图8知，磁场方向为向右，电流方向为垂直纸面向里，磁场对通电导线的作用力方向向下；由安培定则可判定磁场方向向左，而电流方向垂直纸面向里，则磁场对通电导线的作用力方向与图8相反，即向上。由安掊定则得磁场方向向左，而电流方向垂直纸面向外，则磁场对通电导线的作用力方向与图8相同，即向下。由安培定则得磁场方向向右，而电流方向垂直纸面向外，则磁场对通电导线的作用力方向与图8相反，即向上。D．由于缺少电源，通电导线所处空间没有磁场，所以通电导线没有受到磁场力的作用。综上所述，应选B。4.探究影响电磁铁磁性强弱的因素时,按如图电路进行实验,每次实验总观察到电磁铁A吸引大头针的数目均比B多。此实验说明影响电磁铁磁性强弱的因素是()A.电流的大小B.线圈的匝数C.电流的方向D.电磁铁的极性【答案】B【解析】由图知，A.B线圈串联，所以通过A.B的电流相等，A的线圈匝数明显比B的线圈匝数多。每次实验总观察到电磁铁A吸引大头针的数目均比B多。所以此实验说明电磁铁的磁性强弱与线圈匝数有关。故选B。5.一条形磁铁放在水平桌面上，处于静止状态，电磁铁置于条形磁铁附近并正对（如图所示）。下列叙述中，正确的是（）A．闭合开关前，电磁铁与条形磁铁间没有力的作用B．闭合开关后，条形磁铁受到桌面向左的摩擦力C．闭合开关后，滑片P向a移动时电磁铁与条形磁铁间的作用力增大D．闭合开关后，滑片P向a移动过程中，若条形磁铁始终处于静止状态，则它受到桌面的摩擦力大小保持不变【答案】C；【解析】通电螺线管的磁性强弱与电流大小有关，电流越大，磁性越强。A．闭合开关前，电磁铁与条形磁铁间会产生力的作用，同极相斥，异极相吸；故A错误。B．闭合开关后，通电螺线管根据安培定则，判断左侧是N极，因此右侧是S极，右侧与条形磁铁N极，会相吸，条形磁体收到向左的力，而桌面会给磁体一个向右的反作用力，故B错误；C．闭合开关后，滑片P向a移动时，电流增大，螺线管磁性增强，电磁铁与条形磁铁间的作用力增大，故C正确。D．闭合开关后，滑片P向a移动过程中，若条形磁铁始终处于静止状态，则它受到桌面的摩擦力会逐渐增大。故D错误。6.（2019·安徽）直线电流周围磁场的磁感线分布和磁场方向的判定方法加图所示。将一枚转动灵活的小磁针放在水平放置的直导线正下方，直导线通电的瞬间（）A.若电流方向从南向北，则小磁针顺时针偏转B.若电流方向从北向南，则小磁针逆时针偏转C.若电流方向从东向西，则小磁针不发生偏转D.若电流方向从西向东，则小磁针不发生偏转【答案】D【解析】A.由于地球磁场的作用,小磁针静止时N极指向地球的北极,如果通电导线中电流方向是从南向北根据如图判定方法在导线正下方的磁场方向应该是从东向西,所以小磁针将会逆时针偏转,故A错误；B.同理,若电流从北向南,则小磁针将会顺时针偏转,故B错误。C.若电流方向从东向西,根据如图判定方法在导线正下方的磁场方向应该是从北向南,所以此时小磁针将会发生180°偏转,故C错误。D.若电流方向从西向东,根据如图判定方法在导线正下方的磁场方向应该是从南向北,所以此时小磁针N极刚好指向磁场方向,将不发生偏转,故D正确。7.（2020·潍坊）人工心脏泵可短时间代替心脏工作，其结构如图所示，线圈AB固定在活塞的柄上，泵室通过单向阀门与血管相通。阀门S1只能向泵室外侧开启；阀门S2只能向泵室内侧开启。人工心脏泵工作时，以下说法正确的是（）（多选）A.线圈AB中应通入方向周期性改变的电流B.线圈AB中应通入方向不变电流C.电流从线圈A端流入过程，血液流入泵室D.人工心脏泵每分钟“跳动”的次数由线圈中电流的大小决定【答案】AC【解析】AB．线圈AB中若通入直流电，根据图结合题意可知，活塞只能向一个方向移动，完不成泵血任务，因此要使该装置能维持人体血液循环，线圈间所接电源应为交流电，即：活塞可以左右移动，血液既能流回心脏也能从心脏输出去。故A正确，B错误；C．电流从线圈A端流入过程中，根据安培定则，螺线管左端为S极，此时异名磁极相互吸引，活塞左移，S1关闭，S2打开，血液从S2流入；故C正确；D．图中的线圈移动快慢与交流电的频率有关，交流电电流方向改变的快慢影响跳动次数，与电流大小无关，故D错误。故选AC。8.（2019·娄底）如图所示，GMR是一个巨磁电阻，其阻值随磁场的增强而急剧减小，当闭合开关S1、S2时，下列说法正确的是（）A.电磁铁的右端为N极

B.小磁针将顺时针旋转

C.当p向左滑动时，电磁铁的磁性增强，指示灯变暗

D.当P向右滑动时，电磁铁的磁性减小，电压表的示数减小【答案】D；【解析】（1）根据安培定则可知，电磁铁的左端为N极，右端为S极，根据磁极间的相互作用可知，右侧的小磁针将会逆时针旋转，故AB错误；

（2）闭合开关S1和S2，使滑片P向左滑动，电阻变小，电流变大，磁场的磁性增强，巨磁电阻的阻值减小，电路电流变大，所以指示灯的亮度会变亮，故C错误。

使滑片P向右滑动，电阻变大，电流变小，磁场的磁性变弱，巨磁电阻的阻值变大，电路电流变小，根据U=IR可知，灯泡两端的电压减小，电压表示数变小，故D正确。9.（2020·荆门）如图所示的电路中，当开关S拨到a后，电磁铁左端为______极，小磁针静止时，B端是______极；当开关S由a拨到b，调节滑动变阻器，使电流表的示数仍保持不变，则电磁铁的磁性______（选填“增强”、“不变”或“减弱”）。【答案】N；S；减弱；【解析】从图可知，当开关S拨到a时，电流从螺线管的右端流入，左端流出，根据安培定则可知，螺线管左端是N极，右端是S极。由磁极间的相互作用可知，小磁针静止时B端为N极。在此实验装置中，保持电流不变，将开关S由a换到b，则减少了线圈的匝数，因此通电螺线管的磁性减弱。10.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】N；N；减弱；【解析】（1）伸出右手握住螺线管，四指弯曲指示电流的方向，大拇指所指的方向即螺线管的左端为电磁铁的N极，据同名磁极相互排斥、异名磁极相互吸引的道理可知，小磁针的A端是N极；（2）在此实验装置中，保持电流不变，将开关S由a换到b，则减少了线圈的匝数，因此通电螺线管的磁性减弱。11.（2019·德阳）一个空心小铁球漂浮在盛水的烧杯中，将烧杯置于铁棒AB的上方，绕在铁棒上的线圈连接如图所示的电路，开关S闭合后，空心小铁球仍漂浮在水面上，此时A端为电磁铁的________极，当滑片P向左滑动，空心小铁球所受浮力________（选填“增大”、“减小”或“不变”）【答案】S；增大；【解析】电流由A流向B，则由右手螺旋定则可知螺线管B端为N极，则A端为S极（南极）；当滑片向左移动时，滑动变阻器接入电阻减小，则由欧姆定律可知电路中电流增大，则螺线管中的磁性增强，故小铁球所受磁力增强；小铁球受重力、磁力及浮力，因小球处于静止状态，故向下的磁力与重力之和应等于向上的浮力，因磁力增加，故浮力也将增大。12.（2020·咸宁）虽然纯净的水是不导电的，但一般的水都能导电。根据水的导电性可以设计一种水位自动报警器，其原理如图所示｡图中的螺线管中插入了一根软铁棒，通电后磁性会更_____(选填“强”或“弱”)；当水位到达金属块A时，_____(选填“红”或“绿”)灯亮。【答案】强；红；【解析】螺线管中插入了一根软铁棒，通电后磁性会更强，原因是因为铁芯被通电螺线管的磁场磁化，磁化后的铁芯也变成了一个磁体，这样由于两个磁场互相叠加，从而使螺线管的磁性大大增强。当水位到达金属块A时，电磁铁所在电路被接通，电磁铁向下吸引衔铁，从而接通红灯所在电路，此时红灯亮，而绿灯不亮。13.（2020·自贡）如图甲所示的“聪明电梯”在有、无人乘坐时会以不同的速度运行，这样可以节约用电。图乙所示是其控制电路图，R是一个压敏电阻，其阻值随压力的增大而减小。当所有人走出电梯后，则图中电磁铁的磁性将______（选填“增强”、“减弱”或“不变"），电动机的转速将______（选填“变快”、“变慢”或“不变”）。【答案】减弱；变慢；【解析】当所有人走出电梯后，压力减小，则压敏电阻R的阻值增大，左侧控制电路中的电流减小，电磁铁磁性变弱，则衔铁被拉起，与触点1接触，此时电动机与电阻R1串联，通过电动机的电流减小，电动机的转速变慢。14.（2020·遂宁）小聪给同学们表演了一个非常有趣的魔术，将装有水的玻璃杯放在木质暗盒上，杯中放入一空心铁球，如下图甲所示，小聪操作暗盒上的旋钮，就能看到铁球在水中上下运动。同学们很好奇，于是小聪进行了揭秘:玻璃杯和水总重20N，玻璃杯与暗盒接触面积为100cm2，铁球质量60g，体积100cm3，玻璃杯正下方是电磁铁。闭合开关前，铁球漂浮在水面受到的浮力是______N；闭合开关后，电磁铁的上端是______极，调节暗盒上的旋钮，减小变阻器接入阻值，电流增大，电磁铁磁性______（选填“增强”、“减弱”或“不变”），小球向下运动。电磁铁中电流I与电磁铁对小球吸引力F的关系如下图乙所示（未考虑小球与电磁铁距离远近对吸引力F的影响），当电流为______A时，小球刚好浸没于水中，此时暗盒受到杯底的压强是______Pa（g=10N/kg，不考虑水的阻力）。【答案】0.6；S；增强；0.8；2100。【解析】[1]铁球漂浮在水面，故铁球受到的浮力等于其重力：F浮=mg=0.06kg×10N/kg=0.6N[2]闭合开关后，根据电流方向和安培定则知，电磁铁的上端是S极。[3]调节暗盒上的旋钮，减小变阻器接入阻值，电路中总电阻变小，由得电路中电流增大，电磁铁磁性增强，小球向下运动。[4]小球刚好浸没于水中，由阿基米德原理，小球受到的浮力：F浮=ρ水gV排=ρ水gV物=1.0×103kg/m3×10N/kg×100×106m3=1N由力的平衡，F浮=G+F吸，故：F吸=F浮G=1N0.6N=0.4N根据电磁铁中电流I与电磁铁对小球吸引力F的关系知，此时的电流为0.8A。[5]小球刚好浸没于水中，此时暗盒受到杯底的压力为：F=G杯水+G铁+F吸=20N+0.6N+0.4N=21N故暗盒受到杯底的压压强是：。15.（1）（2020·苏州）如图，请根据小磁针静止时N极的指向标出A处的磁感线方向和电源正、负极。【答案】【解析】小磁针在磁场中受到磁力作用，小磁针静止时N极指向和磁感线方向相同，所以可以判断磁感线方向如图中箭头方向，根据磁体周围的磁感线都是从N极出发回到S极，可以判断通电螺线管的左端是N极，右端是S极，根据安培定则可以判断电流从通电螺线管的右端进入、从左端流出，可以判断电源的右端是正极、左端是负极，如图。故答案为：如上图。（2）（2020·毕节）将一个通电螺线管AB用单线悬挂起来，如图所示，闭合开关，最后静止时A端指南、B端指北。画出螺线管上过导线环绕图示，并在螺线管两端标出N、S极。【答案】【解析】通电螺线管水平悬吊静止时一端指南一端指北，指北的是N极，指南的是S极，如图所示，电流方向如图所示，根据安培定则用右手握住螺线管，四指指向电流方向，大拇指指向通电螺线管的N极，所以先从螺线管的后面开始绕螺线管，如图所示。（3）（2020·赤峰）如图3所示，在虚线框内填一个合适的电路元件（用规定的元件符号表示），并把电路连接完整，使得电磁铁磁性强弱可以改变。闭合开关，使电磁铁通电，在图中标出小磁针静止时的N极。

【答案】【解析】电流是从螺线管的右端流入，左端流出，要能改变电磁铁的磁性强弱则应在电路中串联滑动变阻器，利用安培定则可知，螺线管的左端为N极，