課時訓練(十九)電磁鐵與自動控制(限時:40分鐘)|基礎鞏固|一、選擇題1.【2019上海】第一個發現電流磁效應的物理學家是（)A. 牛頓 B.歐姆 C.安培 D.奧斯特2.【2019銅仁】某同學學習了磁現象后，畫出了如圖K19-1所示的四幅圖，其中正確的是（)圖K19-13.【2019無錫】由稀土原材料與其他金屬一起經過熔化、冷卻、破碎、燒結等復雜工藝形成毛坯，然后利用強大電流進行磁化制成的永磁體，在高溫下也能產生很強的永久磁場。這種永磁體已用于制作新能源汽車的電動機。下列關于這種永磁體的說法錯誤的是（)A. 耐高溫B.磁性弱C.制作時利用電流的磁場進行磁化D.制作時經歷了熔化和凝固過程4.探究“影響電磁鐵磁性強弱的因素”時，按如圖K19-2所示電路進行實驗，觀察到電磁鐵甲吸收大頭針的數目比電磁鐵乙多，此實驗說明影響電磁鐵磁性強弱的因素是（)圖K19-2A. 線圈的匝數B.電流的大小C.電流的方向 D.電磁鐵的極性5.如圖K19-3所示，小磁針靜止后指向正確的是（)圖K19-36.在如圖K19-4所示的電路中，磁敏電阻R的阻值隨磁場強度的增強而明顯減小，將螺線管一端靠近磁敏電阻R，閉合開關S1、S2，下列說法正確的是（)圖K19-4A. 螺線管左端為S極，右端為N極B.當R1的滑片向左端滑動時，電壓表示數減小C.當R1的滑片向右端滑動時，電流表示數增大D.在螺線管中插入鐵芯，電壓表示數增大7.【2019德陽】在如圖K19-5所示的自動控制電路中，當控制電路的開關S閉合時，工作電路的情況是（)圖K19-5A. 燈不亮，電鈴響B.燈不亮，電鈴不響C.燈亮，電鈴不響D.燈亮，電鈴響8.（多選)【2019北京】某同學探究電流產生的磁場，閉合開關前，小磁針的指向如圖K19-6甲所示;閉合開關后，小磁針的偏轉情況如圖乙中箭頭所示;只改變電流方向，再次閉合開關，小磁針的偏轉情況如圖丙中箭頭所示。下列結論中合理的是（)圖K19-6A. 由甲、乙兩圖可得電流可以產生磁場B.由甲、乙兩圖可得電流產生的磁場的方向與電流方向有關C.由乙、丙兩圖可得電流產生的磁場的強弱與電流大小有關D.由乙、丙兩圖可得電流產生的磁場的方向與電流方向有關二、填空題9.兩千多年前，人類就發現了磁體。用磁體制作的是我國古代四大發明之一，它曾為世界事業做出了很大貢獻。磁極間相互作用的規律是 。10.如圖K19-7所示是奧斯特曾經做過的實驗，觀察比較圖甲、乙，可得實驗結論是;觀察比較圖甲、丙，可得實驗結論是。圖K19-711.【2019德陽】一個空心小鐵球漂浮在盛水的燒杯中，將燒杯置于鐵棒AB的正上方，繞在鐵棒上的線圈連接如圖K19-8所示的電路，開關S閉合后，空心小鐵球仍漂浮在水面上，此時A端為電磁鐵的極，當滑片P向左滑動，空心小鐵球所受浮力（選填“增大”“減小”或“不變”)。圖K19-812.【2019黃石】釀酒坊里的發酵罐配有笨重的密封罩，為了方便操作，設計了一個杠桿和電磁鐵組合系統來升降密封罩，如圖K19-9所示。電磁鐵的工作原理是電流的磁效應，該現象最早是由（選填“法拉第”“奧斯特”或“安培”)發現的。該裝置通電后，電磁鐵上端為（選填“N”或“S”)極。若密封罩被提起并懸掛于空中，不計銜鐵、杠桿的質量，左側電磁吸力應（選填“大于”“等于”或“小于”)密封罩的重力;若提不起，則應將滑動變阻器滑片向（選填“左”或“右”)滑動。圖K19-9三、作圖、實驗探究題13.【2019貴港】如圖K19-10所示，閉合開關S后小磁針沿順時針方向偏轉90后靜止，請在圖中括號內標出電源的“+”極，并標出通過通電螺線管外A點的磁感線的方向。圖K19-1014.圖K19-11是某學習小組同學設計的探究“電磁鐵磁性強弱”的實驗電路圖。圖K19-11電磁鐵線圈匝數50匝100匝實驗次數123456電流/A0.81.21.50.81.21.5吸引鐵釘的最多數目/枚581071114（1)要改變電磁鐵線圈中的電流大小，可通過來實現;要判斷電磁鐵的磁性強弱，可觀察來確定。（2)上表是該組同學所做實驗的記錄:比較實驗中的1、2、3（或4、5、6)，可得出的結論是:電磁鐵線圈的匝數一定時，通過電磁鐵線圈中的電流越大， ; 比較實驗中的1和4（或2和5，或3和6)，可得出的結論是:電磁鐵線圈中的電流一定時，線圈匝數越多， 。（3)在與同學們交流討論時，另一組的一個同學提出一個問題:“當線圈中的電流和匝數一定時，電磁鐵的磁性強弱會不會還與線圈內的鐵芯大小有關？”你的猜想是:;現有大小不同的兩根鐵芯，利用本題電路說出你驗證猜想的方法: 。|能力提升|一、選擇題1.【2019長沙】指南針是我國古代的四大發明之一，下列有關指南針和地磁場的說法正確的是（)A. 指南針靜止時指示南北方向，是因為指南針受到地磁場的作用B.指南針靜止時南極指向地理北極C.如果地磁場消失，指南針還能指示南北方向D.信鴿是靠綁在身上的小磁鐵實現導航的2.【2019益陽】關于條形磁體、地磁場和通電螺線管的磁場，如圖K19-12所示四幅圖描述錯誤的是（)圖K19-123.【2019婁底】如圖K19-13所示，GMR是一個巨磁電阻，其阻值隨磁場的增強而急劇減小，當閉合開關S1、S2時，下列說法正確的是（)圖K19-13A. 電磁鐵的右端為N極B.小磁針將順時針旋轉C.當滑片P向左滑動時，電磁鐵的磁性增強，指示燈變暗D.當滑片P向右滑動時，電磁鐵的磁性減弱，電壓表的示數減小4.【2018云南】如圖K19-14所示，將條形磁鐵固定在靜止的小車上，電路連接完整后，閉合開關S時，小車不動。滑動變阻器的滑片P向左移動到某位置時，小車開始向左運動，則下列將滑動變阻器接入電路的方式正確的是（)圖K19-14A. a接e，d接fB.a接e，b接fC.c接e，d接fD.c接e，b接f5.【2018江西】消防應急燈在沒有停電時是熄滅的;停電時，標有“36 V”字樣的兩盞燈就會正常發光。如圖K19-15所示的電路中符合要求的是（)圖K19-156.如圖K19-16所示，電磁鐵的左下方有一鐵塊，在彈簧測力計的作用下向右做勻速直線運動。當閉合開關，同時滑片逐漸向上滑動，當讓鐵塊從電磁鐵的左下方勻速運動到正下方過程中，下列判斷正確的是（)圖K19-16A. 拉力F逐漸減小B.電磁鐵的磁性逐漸減弱C.鐵塊對地面的壓強先減小后增大D.地面對鐵塊的摩擦力逐漸變大7.（多選)【2018濰坊】圖K19-17是某同學設計的汽車啟動電路，旋轉鑰匙接通a、b間電路，電動機M啟動，下列說法正確的是（)圖K19-17A. F端為通電螺線管的N極B.R的滑片左移時通電螺線管磁性減弱C.電動機啟動說明通電螺線管產生磁性D.通電螺線管兩端電壓小于電動機兩端電壓二、填空題8.【2019天水】如圖K19-18所示電路，開關S接a后，電磁鐵左端為極，小磁針靜止時，A端是極;將開關S由a撥到b，調節滑動變阻器，使電流表示數不變，則電磁鐵的磁性（選填“增強”“不變”或“減弱”)。 圖K19-189.【2018廣東】如圖K19-19所示，條形磁鐵放在水平木桌上，電磁鐵右端固定并與條形磁鐵在同一水平面上。閉合開關S，當滑動變阻器的滑片P逐漸向右移動時，條形磁鐵仍保持靜止，此時電磁鐵的左端為極，條形磁鐵受到的摩擦力（選填“變大”“變小”或“不變”)，方向水平（選填“向左”或“向右”)。圖K19-1910.【2018揚州】如圖K19-20甲，小磁針在力的作用下發生偏轉，說明力可以改變 ，圖乙中小磁針發生偏轉，說明通電螺線管周圍存在磁場，對小磁針有力的作用，圖中通電螺線管左端為極，電源左端為極。圖K19-2011.【2019江西】如圖K19-21所示是利用被磁化的縫衣針制成的簡易指南針。若靜止時針尖指向地理位置的北方，則針尖是簡易指南針的極。此時，將指南針底座逆時針旋轉90，針尖靜止時將指向地理位置的方。圖K19-2112.【2018南京】圖K19-22甲為熱敏電阻的R-t圖像，圖乙為用此熱敏電阻R和電磁繼電器組成的一個簡單恒溫箱溫控電路（U為恒壓電源)，繼電器線圈的電阻為150 ，圖中的“電源”是恒溫箱加熱器的電源，當繼電器線圈中的電流大于或等于20 mA時，銜鐵被吸合，加熱器停止工作，實現溫控。圖K19-22（1)恒溫箱內的加熱器應接在（選填“A、B”或“C、D”)之間。（2)要實現對50100 之間任一溫度的控制，該裝置恒壓電源U至少為V。若恒壓電源U為6 V，則滑動變阻器R的最大阻值至少為。三、作圖、實驗探究題13.（1)【2019岳陽】請標出圖K19-23中通電螺線管外部磁感線的方向，小磁針的N極和電源的“+”極。圖K19-23（2)【2019黔東南州】將圖K19-24中的電磁鐵連入你設計的電路中（在方框內添加電源和滑動變阻器)，閉合開關后，使得小磁針靜止時如圖所示，且向右移動滑動變阻器滑片時，電磁鐵的磁性變弱。圖K19-2414.【2019衢州】為探究通電螺線管磁性強弱與有無鐵芯的關系，小科設計了如圖K19-25甲所示電路。圖K19-25（1)強弱判斷:通電螺線管吸引大頭針數量越多，表示其磁性越。（2)具體操作:將無鐵芯的螺線管接入電路，把滑動變阻器滑片P移至最下端，閉合開關S，發現螺線管吸引大頭針數量較少。斷開開關S，在螺線管中插入鐵芯，將滑動變阻器滑片P稍向上移，閉合開關S，發現螺線管吸引大頭針數量較多。（3)評價交流:上述實驗，沒有進行多次實驗，且存在的錯誤是 。（多選)通電螺線管磁性強弱無法用肉眼直接觀察，本實驗用吸引大頭針數量來反映磁性強弱。圖乙所示實驗采用的方法與之相同的有。15.磁感應強度B用來描述磁場的強弱，國際單位是特斯拉，符號是T，為了探究磁鐵外軸線上磁感應強度的大小與哪些因素有關，小鷺設計了如圖K19-26所示的電路，圖甲電源電壓6 V，R為磁感電阻，其阻值隨磁感應強度變化的關系圖線如圖丙所示。圖K19-26（1)當開關S2斷開，S1閉合時，電流表的示數為mA。閉合開關S1和S2，滑動變阻器的滑片P向右移動，電流表的示數逐漸減小，說明磁感電阻R處的磁感應強度B逐漸。（2)閉合開關S1和S2，滑片P不動，沿電磁鐵軸線向左移動磁感電阻R，測出R離電磁鐵左端的距離x與對應的電流表示數I，算出R處磁感應強度B的數值如下表。請計算x=5 cm時，B=T。x/cm123456I/mA101215203046B/T0.680.650.600.510.20（3)綜合以上實驗可以得出:電磁鐵外軸線上磁感應強度隨電磁鐵電流的增大而;離電磁鐵越遠，磁感應強度越。【參考答案】基礎鞏固1.D2.C【解析】磁體外部,磁感線從N極出發,回到S極,A錯誤；兩個N極,磁感線方向都應向外,B錯誤；電磁鐵正面電流方向向上,由安培定則可知,電磁鐵左端為N極,右端為S極,C正確；電磁鐵正面電流方向向下,由安培定則可知,電磁鐵左端為S極,右端為N極,D錯誤。3.B4.A5.C6.B7.A【解析】由圖可知,當控制電路的開關S閉合時,左邊控制電路中有電流,電磁鐵具有磁性,吸引銜鐵,使動觸頭與下面電路接通,與上面的電路斷開,所以,電鈴工作,燈不亮,即只有A正確。8.AD【解析】由題意可知,圖甲中小磁針指向南北,圖乙中開關閉合后,小磁針會發生偏轉,說明電流周圍可以產生磁場,但甲、乙兩圖中沒有改變電流的方向,所以不能說明磁場的方向與電流的方向有關,故A正確,B錯誤。對比乙、丙兩圖可知,圖丙中只改變了電流的方向,沒有改變電流的大小,小磁針偏轉的方向改變了,所以由乙、丙兩圖可以說明電流產生的磁場的方向與電流的方向有關,但不能說明磁場的強弱與電流的大小有關,故C錯誤,D正確。9.指南針航海同名磁極相互排斥,異名磁極相互吸引10.通電導體周圍有磁場磁場方向與電流方向有關11.S（或南）增大12.奧斯特N大于左13.如圖所示14.（1）調節滑動變阻器的滑片位置電磁鐵吸引鐵釘的多少 （2）電磁鐵磁性越強電磁鐵磁性越強（3）電磁鐵的磁性強弱與線圈內的鐵芯大小有關,鐵芯越大,電磁鐵磁性越強將大小不同的鐵芯分別插入通電螺線管中,觀察鐵芯吸引鐵釘的多少 能力提升1.A【解析】地球是一個巨大的磁體,指南針能夠指示南北方向是因為受到地磁場的作用,故A正確。地球是一個巨大的磁體,地磁場的南極在地理北極附近,地磁場的北極在地理南極附近,故地磁場的磁感線是從地理南極附近出發回到地理北極附近,根據對指南針的認識可知,指南針靜止時南極指向地理的南極附近,故B錯誤。如果地磁場消失,指南針不受地磁場的作用,不能指示南北方向,故C錯誤。信鴿是靠地磁場來實現導航的,如果信鴿身上綁上小磁鐵,會干擾地磁場,信鴿不能實現導航,故D錯誤。2.B【解析】在條形磁體的外部,磁感線是從N極指向S極的,故A正確,不符合題意；地磁南極在地理的北極附近,地磁北極在地理的南極附近,地球附近的磁感線應從地理南極（地磁北極）出發回到地理北極（地磁南極）,故B錯誤,符合題意；用右手握住螺線管,使四指指向電流的方向,大拇指所指的左端為螺線管的N極,右端為螺線管的S極,則小磁針的S極靠近螺線管的N極,故C正確,不符合題意；用右手握住螺線管,使四指指向電流的方向,則大拇指所指的左端為螺線管的N極,右端為螺線管的S極,則小磁針的N極靠近螺線管的S極,即右端,故D正確,不符合題意。3.D【解析】根據安培定則可知,電磁鐵的左端為N極,故A錯誤；由于電磁鐵左端為N極,根據同名磁極相互排斥,異名磁極相互吸引可知,小磁針將逆時針旋轉,故B錯誤；當滑片P向左滑動時,左側電路電阻減小,則電流增大,電磁鐵的磁性增強,則巨磁電阻的阻值減小,右側電路中的電流增大,指示燈變亮,故C錯誤；當滑片P向右滑動時,左側電路電阻變大,則電流變小,電磁鐵的磁性減弱,則巨磁電阻的阻值變大,由串聯分壓原理可知,指示燈分得的電壓減小,即電壓表的示數減小,故D正確。4.A5.C6.A7.CD8.S（或南）S（或南）減弱【解析】由電路圖可知,滑動變阻器與電磁鐵串聯,當S接a時,由安培定則可知,電磁鐵左端為S極,右端為 N極。由于同名磁極相互排斥,異名磁極相互吸引,所以小磁針靜止時,A端為S極。將開關S由a撥到b時,電磁鐵線圈的匝數減少,由于電流表的示數不變,即線圈中電流大小不變,所以電磁鐵的磁性減弱。9.N變大向左10.物體的運動狀態N負11.北（或N）北12.（1）A、B（2）4.8100【解析】（2）由圖甲可知,當溫度為50100 時,R的阻值從90 降至50 ,當銜鐵被吸合時,電路中電流I=20 mA=0.02 A,U為恒壓電源,則R吸=UI=R磁+R+R為一定值,滑動變阻器接入電路的阻值越大,熱敏電阻R的阻值越小,該裝置的控制溫度越高。當電壓最小時,要實現對50100 之間任一溫度的控制,應使此電壓下滑動變阻器接入電路電阻最小時,控制溫度為50 ,滑動變阻器接入電路的電阻最大時,控制溫度為100 。則R接入電阻為0時,U小=IR吸=I（R磁+Rt小）=0.02 A（150 +90 ）=4.8 V。當U=6 V時,控制溫度為100 時,R接入電路的電阻最大,此時R吸=UI=R磁+Rt大+R,則R=UI-R磁-Rt大=6V0.02A-150 -50 =100 ,即滑動變阻器R的最大阻值至少為100 。13.（1）如圖所示（2）如圖所示14.（1）強（3）沒有控制電流大小相同AB【解析】（1）實驗中通過通電螺線管吸引大頭針數目的多少來反映通電螺線管磁性的強弱,通電螺線管能吸引大頭針的數量越多,通電螺線管的磁性越強。（3）本實驗的目的是探究通電螺線管磁性強弱與有無鐵芯的關系,沒有進行多次實驗；實驗中,沒有插入鐵芯時把滑動變阻器滑片P移至最下端,插入鐵芯后將滑動變阻器滑片P稍向上移,導致兩次的電流不同,即沒有控制電流大小相同,這是錯誤的。為判斷通電螺線管的磁性強弱,實驗時用吸引大頭針多少來反映磁性強弱,這種科學研究方法是轉換法。用木塊移動距離反映鋼球的動能大小,也采用了轉換法,故A正確；海綿的形變程度越大,表示壓力作用效果越明顯,也采用了轉換法,故B正確；分子間存在間隙,但肉眼不能直接觀察到,用黃豆和芝麻混合后量筒讀數變小來反映,不是轉換法,而是類比法,故C錯誤。15.（1）60增大（2）0.40（3）增大小