第十六章 电磁铁与自动控制一、选择题(每题4分，共24分)1小红梳理反思了“磁场和磁感线”的相关知识，归纳整理如下，其中正确的有()磁场看不见摸不着，但是可以借助小磁针感知它的存在磁感线是磁体周围空间实际存在的曲线磁感线是铁屑组成的地磁场的磁感线是从地球南极附近发出回到北极附近A BC D2如图1G1所示电路，开关S闭合后，下列说法正确的是()A小磁针静止时，A端为N极B小磁针静止时，B端为N极C电磁铁左端为N极D向左移动滑片P，电磁铁磁性减弱图1G13.张扬同学在“探究电磁铁磁性强弱”的实验中，使用两个相同的A、B大铁钉绕制成电磁铁进行实验，如图1G2所示，下列说法错误的是()图1G2A滑片P向右滑动，电磁铁的磁性减弱B电磁铁能吸引的大头针数目越多，表明它的磁性越强C电磁铁A、B的上端均为S极D该实验可以探究电磁铁的磁性强弱与线圈匝数多少的关系4有一环形电流，相当于一匝线圈。当电流从A端流入，B端流出时，原本处于如图1G3所示位置静止的小磁针会()图1G3A水平转动至N极指向纸内B水平转动至S极指向纸内C顺时针转动90度至竖直位置D逆时针转动90度至竖直位置5如图1G4所示，在电磁铁正上方用弹簧挂着一条形磁体，开关闭合后，在滑片P从a端向b端滑动过程中，会出现的现象是()A电流表示数变小，弹簧长度变短B电流表示数变大，弹簧长度变短C电流表示数变大，弹簧长度变长D电流表示数变小，弹簧长度变长图1G46如图1G5所示是一种水位自动报警器的原理图，当水位到达金属块A时(一般的水能导电)，电路中()图1G5A绿灯亮，红灯不亮 B红灯亮，绿灯不亮C红灯和绿灯都亮 D红灯和绿灯都不亮二、填空题(每空3分，共42分)7能在水平面内自由转动的小磁针静止后总是指向南北方向，是因为受到_场的作用，小磁针不指向正南、正北方向是因为地磁南北极与地理南北极并不重合，当小磁针静止后，小磁针的北极实际上指向_(选填“地磁北极”或“地磁南极”)。8如图1G6所示的电路中，闭合开关S后，要使螺线管吸引大头针的数量增多，滑动变阻器的滑片P应向_(选填“a”或“b”)端移动，此时灯泡的亮度_(选填“变亮”“变暗”或“不变”)，螺线管的_(选填“上”或“下”)端是N极。图1G69如图1G7所示，铁钉下方有许多大头针，闭合开关S，会看到_，断开开关S，会看到_，这说明电磁铁通电时_，断电时_。当开关S闭合后，滑动变阻器的滑片向右移动，会看到_，这说明通过电磁铁的电流越_，电磁铁的磁性越_。图1G710课外兴趣小组自制了一个“温度自动报警器”(原理如图1G8所示)。使用时发现电磁铁磁性不够强，改进的办法有_(只需填出一种方法)。要使图中电磁铁通电时左端为N极，a点应接电源的_极。图1G8三、作图题(共10分)11(4分)如图1G9所示，已知螺线管的极性，请画出小磁针的极性及电源的正、负极。图1G912(6分)请你在如图1G10所示的电磁继电器上把电源连在电路里，使它成为一个电铃。(这样的电铃没有铃碗，通常叫做蜂鸣器)图1G10四、实验探究题(共24分)13(12分)在探究通电螺线管外部磁场的实验中，采用了如图1G11甲所示的实验装置。图1G11(1)当闭合开关S后，小磁针_(选填“会”或“不会”)发生偏转，说明通电螺线管与小磁针之间是通过_发生力的作用的。(2)用铁屑来做实验，得到了如图乙所示的情形，它与_的磁场分布相似。为描述磁场而引入的磁感线_真实存在的。(3)闭合开关S，通电螺线管周围的小磁针N极指向如图丙所示，由图可知：在通电螺线管外部，磁感线是从_极发出，最后回到_极。(4)为了研究通电螺线管的磁极性质，老师与同学们一起对螺线管可能的电流方向和绕线方式进行了实验，得到了如图1G12所示的四种情况。实验说明通电螺线管的磁极极性只与它的_有关，且这个关系可以用_判断。图1G12要练说，得练看。看与说是统一的，看不准就难以说得好。练看，就是训练幼儿的观察能力，扩大幼儿的认知范围，让幼儿在观察事物、观察生活、观察自然的活动中，积累词汇、理解词义、发展语言。在运用观察法组织活动时，我着眼观察于观察对象的选择，着力于观察过程的指导，着重于幼儿观察能力和语言表达能力的提高。14(12分)如图1G13所示是某学习小组同学设计的“研究电磁铁磁性强弱”的实验电路图。图1G13(1)要判断电磁铁的磁性强弱，可观察_来确定。(2)下表是该组同学所做实验的记录：电磁铁(线圈匝数)50匝100匝实验次数123456电流/A0.81.21.50.81.21.5吸引大头针的最大数量/枚581071114比较实验中的1、2、3(或4、5、6)，可得出的结论：电磁铁的匝数一定时，通过电磁铁线圈中的电流_，磁性越强；比较实验中的1和4(或2和5，或3和6)，可得出的结论：电磁铁线圈中的电流一定时，线圈匝数_，磁性越强。(3)在与同学们交流讨论时，另一组的一名同学提出一个问题：“当线圈中的电流和匝数一定时，电磁铁的磁性强弱会不会还与线圈内的铁芯大小有关？”你的猜想是_；现有大小不同的两根铁芯，利用本题电路说出你验证猜想的方法：_。详解详析1A解析 磁场看不见摸不着，但可以借助小磁针感知它的存在，这是典型的转换法，故正确；磁感线是不存在的，是为了研究方便而假想的一些有方向的曲线，故错误；磁感线是不存在的，不是铁屑组成的，故错误；地球是一个巨大的磁体，地磁场的南极在地理北极附近，地磁场的北极在地理南极附近，故地磁场的磁感线是从地球南极附近发出回到北极附近，故正确。2B3C解析 滑动变阻器的滑片向右滑动，电阻的阻值变大，电路中的电流变小，电磁铁的磁性减弱，故A选项正确；在实验中电磁铁的磁性强弱无法直接看出，可通过吸引大头针的数目多少来进行判断。吸引的大头针数目越多，说明电磁铁的磁性越强，否则越弱，故B选项正确；根据右手螺旋定则，A的上端为N极，下端为S极，B的上端为N极，下端为S极，所以电磁铁A、B的上端均为N极，故C选项错误；由图可知，两只电磁铁串联在电路中，流经它们的电流相同，同时还可以看到，它们线圈的匝数是不同的，因此，本实验研究的是电磁铁磁性强弱与线圈匝数的关系，故D选项正确。4A解析 闭合开关S后，环形导线中通有顺时针方向的电流，相当于一匝线圈，根据右手螺旋定则可判定纸面向里为N极，纸面向外为S极，在线圈内部磁感线方向由S极到N极，即小磁针所在位置磁场方向为垂直于纸面向里，则小磁针N极在磁场力的作用下转到垂直于纸面向里的位置，使N极指向和该点磁场方向一致。5C6.B7地磁地磁南极解析 能在水平面内自由转动的小磁针静止后总是指向南北方向，是因为受到地磁场的作用，小磁针的北极指向地理北极，实际上是地磁南极。8b变亮上9大头针被吸引大头针掉落有磁性无磁性有更多的大头针被吸引大强10增大电源电压负解析 据图可知，该“温度自动报警器”使用时发现电磁铁磁性不够强，可以增大电源电压或增大线圈的匝数；确定电源的正、负极要利用右手螺旋定则来确定，由电磁铁的左端是N极和线圈的绕向，根据右手螺旋定则可以确定电流是从线圈的右端流入，左端流出。在电源外部，电流从电源正极流向电源负极。故知电源的右端为正极，左端为负极。11如图所示12如图所示13(1)会磁场(2)条形磁体不是(3)北(N)南(S)(4)电流的环绕方向右手螺旋定则14(1)电磁铁吸引大头针的数目多少(2)越大越多(3)在电流和线圈匝数一定时，铁芯越大，磁性越强使电路中的电流、线圈匝数保持不变，换用大小不同的铁芯插入螺线管中，观察电磁铁吸引大头针的多少并进行比较，验证猜想正确与否解析 (1)要判断电磁铁的磁性强弱，可观察电磁铁吸引大头针的多少。(2)比较实验中的1、2、3(或4、5、6)可以看出，在线圈的匝数相同时，电流从0.8 A增加到1.5 A，吸引大头针的数目由5枚增加到10枚，说明在线圈的匝数一定时，通过电磁铁的电流越大，电磁铁的磁性越强；比较实验中的1和4(或2和5，或3和6)可以得出通过电磁铁的电流都为0.8 A时，线圈匝数为50匝的吸引5枚大头针，线圈匝数为100匝的吸引7枚大头针，说明在通过电磁铁的电流相同时，线圈的匝数越多，电磁铁的磁性越强。(3)电磁铁的磁性强弱跟铁芯大小有关。探究电磁铁磁性强弱跟铁芯大小关系时，控制电流和线圈匝数不变，改变铁芯大小。验证方案：保证两次电路中的线圈匝数和电流相同，让两次插入的铁芯的大小不同，观察吸引大头针数目的多少，如果两次吸引的数目不同，则说明磁性的强弱与铁芯的大小有关。第 5 页