16.3　探究电磁铁的磁性 同步练习

第十六章电磁铁与自动控制16.3探究电磁铁的磁性基础过关全练知识点1电磁铁1.(2021江西赣县四中联考)许多自动控制的电路中都安装有电磁铁。关于电磁铁,下列说法中正确的是()A.电磁铁的铁芯,可以用铜棒代替B.电磁铁磁性的强弱与电流的方向有关C.电磁铁磁性的强弱只与电流的大小有关D.电磁铁是根据电流的磁效应制成的2.如图是自制的电磁铁,下列关于自制电磁铁的描述中不正确的是()A.自制的电磁铁不能长时间直接接在电池上B.制作电磁铁时线圈要沿同一个方向缠绕C.将没有绝缘皮的铜丝绕在铁芯上也能做成电磁铁D.仅改变电磁铁线圈的缠绕方向就能改变电磁铁的南北极3.如图所示是电磁选矿机的示意图,其中M为矿石,D为电磁铁,落入B中的是,落入C中的是。(均选填“铁矿石”或“非铁矿石”)

知识点2影响电磁铁磁性强弱的因素4.(2022浙江丽水中考)按如图电路进行实验,每次总观察到电磁铁A吸引大头针的数目比电磁铁B多。此现象说明影响电磁铁磁性强弱的一个因素是()A.电流大小 B.线圈匝数 C.电流方向 D.电磁铁极性5.如图所示是某同学探究电磁铁磁性强弱与什么因素有关的实验装置。下列措施中,能使电磁铁磁性减弱的是()A.滑片P向右移动 B.滑片P向左移动C.开关S由2扳到1 D.电源的正负极对调6.(2022广东江门蓬江一模)小明为了模拟电磁起重机的工作原理,用表面涂有绝缘漆的导线绕在大铁芯上制成电磁铁,接入电路,如图所示,闭合开关S,电磁铁有了磁性,A端是极。将滑动变阻器的滑片向左移动一段距离后,铁钉才陆续被吸起,这说明电流越大,电磁铁的磁性越;断开开关S,电磁铁磁性(选填“会”或“不会”)消失。

7.(2022陕西武功三模)如图所示的电路中,当开关S拨到a后,电磁铁左端为极,小磁针静止时如图,则A端为极;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,则电磁铁的磁性会(选填“增强”“不变”或“减弱”)。

8.(2022陕西兴平段考)电源电压恒定不变,闭合开关S,小磁针静止时其N、S极如图所示,且电路能改变电磁铁磁性的强弱,请在虚线框内将电路图补充完整。9.(2022江西抚州崇仁二中模拟)探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”。小雨同学准备利用电压一定的电池、滑动变阻器、6枚大头针、铁钉以及长导线作器材,进行简易实验。(1)他将导线绕在铁钉上制成简易电磁铁,并通过来显示电磁铁磁性的强弱。

(2)他把制作的电磁铁连接成如图所示的电路,闭合开关,发现无论怎样移动滑片P,两个电磁铁吸引大头针数量都超过6枚,小雨灵机一动,在原有器材规格、结构和数量的基础上,采用方法顺利完成了实验。

(3)通过实验现象可知:在相同时,的电磁铁磁性越强。

能力提升全练10.下列选项中,能减弱通电螺线管磁性的措施是()A.改变线圈中的电流方向 B.增加线圈的匝数C.减小通过线圈的电流 D.在线圈中插入铁芯11.如图所示,是某同学自制的简易电磁锁原理图。闭合开关S,滑片P向左移动,使静止在水平桌面的条形磁体滑动,打开门锁。下列说法正确的是()A.通电后电磁铁a端为S极B.滑片向左移动的过程中电磁铁的磁性增强C.条形磁体在滑动过程中受到向左的摩擦力D.条形磁体在滑动过程中受到的摩擦力变小12.如图是研究巨磁电阻(GMR电阻阻值在磁场中急剧减小)特性的原理示意图,闭合开关S1、S2后,电磁铁右端为极,滑片P向左滑动过程中,电磁铁磁性变,指示灯明显变(选填“亮”或“暗”)。

13.如图所示,用笔画线代替导线将电路连接完整,并在括号中标出小磁针静止时右端的磁极名称(要求:闭合开关,移动滑片P时,螺线管磁性强弱改变)。14.某实验小组用自制电磁铁探究影响电磁铁磁性强弱的因素。他们用相同的漆包线和铁钉绕制成两个电磁铁A和B,B铁钉上绕有更多匝数的线圈,实验装置如图所示。甲乙(1)如图甲,闭合开关,电磁铁A的钉尖是极(选填“N”或“S”);将滑动变阻器的滑片P向右移动,能吸引的大头针(选填“更多”“不变”或“更少”)。

(2)如图乙,把电磁铁A和B串联,闭合开关,多次移动滑动变阻器的滑片P,发现电磁铁B总能吸引更多的大头针,通过比较,得出的结论是。

(3)电磁铁在生活中应用广泛,请举一例:。

素养探究全练15.法国科学家阿尔贝·费尔和德国科学家彼得·格林贝格尔由于发现了巨磁电阻(GMR)效应,荣获了诺贝尔物理学奖。巨磁电阻效应是指某些材料的电阻在磁场中急剧变化的现象,这一发现大大提高了磁电之间信号转换的灵敏度,从而引发了现代硬盘生产的一场革命。实验小组设计了如图所示的电路,来探究某GMR的阻值与磁场的关系。(1)闭合开关S1,电磁铁的左边是(选填“N”或“S”)极。滑动变阻器R1的滑片向右端滑动,电磁铁的磁性会(选填“增强”或“减弱”)。

(2)断开开关S1,闭合开关S2,无论怎样移动滑动变阻器R2的滑片,电流表指针几乎不偏转,电压表有示数但不变。请分析电路故障:。

(3)排除电路故障后,闭合开关S1、S2,保持R2滑片位置不变,将滑动变阻器R1的滑片向左端滑动,观察到电流表示数增大,电压表示数(选填“增大”“减小”或“不变”)。

(4)分析上述实验现象可知:该GMR的阻值随其周围磁场的增强而(选填“增大”“减小”或“不变”)。

答案全解全析基础过关全练1.D电磁铁的铁芯需用磁性材料制成,铜不是磁性材料,不可以用铜棒代替,故A错误;电磁铁磁性的强弱与电流的方向无关,与电流的大小和线圈的匝数有关,故B、C错误;电磁铁是利用电流的磁效应制成的,故D正确。2.C不要把电磁铁长时间直接接在电池上,因为电磁铁电阻很小,通过的电流很大,A正确;制作电磁铁时,线圈可以按顺时针方向缠绕,也可以按逆时针方向缠绕,B正确;没有绝缘皮的铜丝不能制作电磁铁的线圈,C错误;电磁铁的两极与电流的方向有关,通过改变电磁铁线圈的缠绕方向来改变电流方向就能改变电磁铁的南北极,D正确。3.铁矿石非铁矿石解析电磁选矿机在工作过程中,从漏斗中落下的非铁矿石受重力作用落入C中,铁矿石在电磁铁的作用下,转过竖直位置落入B中。4.B图中A、B两电磁铁串联,通过两电磁铁的电流相等;A的线圈匝数比B的线圈匝数多,实验观察到电磁铁A吸引大头针的数目比B多,说明电磁铁的磁性强弱与线圈匝数有关。5.A滑片P向右移动时,变阻器接入电路中的电阻增大,电路中电流减小,则电磁铁的磁性会减弱,A正确;滑片P向左移动,变阻器接入电路中的电阻减小,电路中电流增大,则电磁铁的磁性会增强,B错误;开关S由2扳到1时,线圈的匝数增加,则电磁铁的磁性会增强,C错误;仅将电源的正负极对调,会改变电流的方向,只能改变电磁铁的磁极,对电磁铁的磁性强弱不会有影响,D错误。6.N强会解析开关闭合后,电流由螺线管的上端流入,下端流出,由安培定则可知,螺线管的A端为N极,B端为S极;滑片向左移动,滑动变阻器接入电路的电阻变小,通过线圈的电流增大,电磁铁的磁性增强;断开开关S,电磁铁中无电流通过,电磁铁磁性消失。7.NN减弱解析当开关S拨到a后,电流由电磁铁的右端流入,左端流出,根据安培定则可知,电磁铁的左端为N极,右端为S极,由异名磁极相互吸引可知,小磁针的A端为N极;在此实验装置中,保持电流不变,将开关S由a拨到b时,线圈匝数减少,因此电磁铁的磁性减弱。8.如图所示解析根据磁极间的相互作用规律可知,通电螺线管的左端应为N极,再由右手螺旋定则得出,电流从左边的导线流入,同时在电路中串联滑动变阻器来改变电磁铁磁性的强弱。9.(1)吸引大头针的数量(2)减少电池节数(3)通过电磁铁的电流线圈匝数越多解析(1)电磁铁磁性的强弱通过电磁铁吸引大头针数量的多少来反映,电磁铁吸引的大头针越多,电磁铁磁性越强;(2)由于无论怎样移动滑片都无法达到目的,故采用减少电池节数降低电源电压的办法,减小电路中的电流,使电磁铁磁性减弱从而顺利完成实验;(3)图中两电磁铁串联在电路中,通过的电流相等,电磁铁A的线圈匝数多,且它吸引的大头针较多,表明电磁铁A的磁性强,说明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。能力提升全练10.C改变通过线圈的电流方向,只能改变通电螺线管的磁极,不能改变通电螺线管的磁性强弱,A不符合题意;其他条件相同时,增加线圈的匝数,螺线管的磁性增强,B不符合题意;其他条件相同时,减小通过线圈的电流,螺线管的磁性减弱,C符合题意;其他条件相同时,在线圈中插入铁芯,螺线管的磁性增强,D不符合题意。11.B电流从电磁铁的右端流入,左端流出,据安培定则可知,此时电磁铁的a端是N极,A错误;滑动变阻器的滑动片P向左端移动,电路中的电阻变小,电流变大,电磁铁的磁性变强,B正确;电磁铁的右端为S极,条形磁体受到向左的吸引力,条形磁体向左滑动,条形磁体受到向右的摩擦力,C错误;压力大小和接触面的粗糙程度不变,因此条形磁体在滑动过程中受到的摩擦力不变,D错误。12.S强亮解析根据安培定则可知,电磁铁的左端为N极,右端为S极;滑片P向左滑动过程中,滑动变阻器连入电路中的电阻变小,则图中左侧电路中的电流变大,通电螺线管的磁性增强;图中巨磁电阻和指示灯串联,因巨磁电阻阻值在磁场中急剧减小,则右侧电路中的总电阻急剧变小,右侧电路中的电流急剧变大,通过指示灯的电流急剧变大,指示灯明显变亮。13.如图所示解析根据要求,移动滑片时,螺线管的磁性强弱能改变,即移动滑片能改变滑动变阻器连入电路的电阻大小,从而改变电路中的电流大小,所以将滑动变阻器与螺线管串联,且滑动变阻器采用“一上一下”接法。通过安培定则判断螺线管的左端为N极,右端为S极,则根据异名磁极相互吸引可知,小磁针静止时左端为N极,右端为S极。14.(1)S更少(2)电流相同时,线圈的匝数越多,电磁铁的磁性越强(3)电铃解析(1)由安培定则可知,电磁铁A的上端是N极,下端钉尖是S极;将滑动变阻器的滑片P向右移动,电路中电阻变大,电流变小,电磁铁的磁性变弱,能吸引更少的大头针。(2)如图乙所示,电磁铁A和B串联,故通过它们的电流大小相同,铁芯相同,线圈的匝数越多,电磁铁吸引的大头针越多,即电磁铁的磁性越强。所以可以得出的结论是电流相同时,线圈的匝数越多,电磁铁的磁性越强。(3)电磁铁的应用十分广泛,如电铃、电磁起重机等都利用了电磁铁。素养探究全练15.(1)S减弱(2)与电压表并联的支路断路(3)减小(4)减小解析(1)当闭合开关S,电流从左端流入电磁铁,根据安培定则可知电磁铁右端为N极,左端为S极;将滑动变阻器R1的滑片向右移动时,滑动变阻器R1连入电路的电阻变大,电路中的电流变小,则电磁铁的磁性减弱;(2)电流表指针几乎不偏转,说明电路可能断路;电压表有示数但不变,说明电压表与电源连通,则与电压表并联的支路以外的电路是完好的,则与电压表并联的支路断路了;(3)闭合开关S1、