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课时训练十九电磁铁与自动控制限时40分钟|基础巩固|一、选择题1.【2019上海】第一个发现电流磁效应的物理学家是（A. 牛顿 B.欧姆 C.安培 D.奥斯特2.【2019铜仁】某同学学习了磁现象后，画出了如图K19-1所示的四幅图，其中正确的是（图K19-13.【2019无锡】由稀土原材料与其他金属一起经过熔化、冷却、破碎、烧结等复杂工艺形成毛坯，然后利用强大电流进行磁化制成的永磁体，在高温下也能产生很强的永久磁场。这种永磁体已用于制作新能源汽车的电动机。下列关于这种永磁体的说法错误的是（A. 耐高温B.磁性弱C.制作时利用电流的磁场进行磁化D.制作时经历了熔化和凝固过程4.探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”时，按如图K19-2所示电路进行实验，观察到电磁铁甲吸收大头针的数目比电磁铁乙多，此实验说明影响电磁铁磁性强弱的因素是（图K19-2A. 线圈的匝数B.电流的大小C.电流的方向 D.电磁铁的极性5.如图K19-3所示，小磁针静止后指向正确的是（图K19-36.在如图K19-4所示的电路中，磁敏电阻R的阻值随磁场强度的增强而明显减小，将螺线管一端靠近磁敏电阻R，闭合开关S1、S2，下列说法正确的是（图K19-4A. 螺线管左端为S极，右端为N极B.当R1的滑片向左端滑动时，电压表示数减小C.当R1的滑片向右端滑动时，电流表示数增大D.在螺线管中插入铁芯，电压表示数增大7.【2019德阳】在如图K19-5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（图K19-5A. 灯不亮，电铃响B.灯不亮，电铃不响C.灯亮，电铃不响D.灯亮，电铃响8.（多选【2019北京】某同学探究电流产生的磁场，闭合开关前，小磁针的指向如图K19-6甲所示;闭合开关后，小磁针的偏转情况如图乙中箭头所示;只改变电流方向，再次闭合开关，小磁针的偏转情况如图丙中箭头所示。下列结论中合理的是（图K19-6A. 由甲、乙两图可得电流可以产生磁场B.由甲、乙两图可得电流产生的磁场的方向与电流方向有关C.由乙、丙两图可得电流产生的磁场的强弱与电流大小有关D.由乙、丙两图可得电流产生的磁场的方向与电流方向有关二、填空题9.两千多年前，人类就发现了磁体。用磁体制作的是我国古代四大发明之一，它曾为世界事业做出了很大贡献。磁极间相互作用的规律是 。10.如图K19-7所示是奥斯特曾经做过的实验，观察比较图甲、乙，可得实验结论是;观察比较图甲、丙，可得实验结论是。图K19-711.【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的正上方，绕在铁棒上的线圈连接如图K19-8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”。图K19-812.【2019黄石】酿酒坊里的发酵罐配有笨重的密封罩，为了方便操作，设计了一个杠杆和电磁铁组合系统来升降密封罩，如图K19-9所示。电磁铁的工作原理是电流的磁效应，该现象最早是由（选填“法拉第”“奥斯特”或“安培”发现的。该装置通电后，电磁铁上端为（选填“N”或“S”极。若密封罩被提起并悬挂于空中，不计衔铁、杠杆的质量，左侧电磁吸力应（选填“大于”“等于”或“小于”密封罩的重力;若提不起，则应将滑动变阻器滑片向（选填“左”或“右”滑动。图K19-9三、作图、实验探究题13.【2019贵港】如图K19-10所示，闭合开关S后小磁针沿顺时针方向偏转90后静止，请在图中括号内标出电源的“”极，并标出通过通电螺线管外A点的磁感线的方向。图K19-1014.图K19-11是某学习小组同学设计的探究“电磁铁磁性强弱”的实验电路图。图K19-11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吸引铁钉的最多数目/枚581071114（1要改变电磁铁线圈中的电流大小，可通过来实现;要判断电磁铁的磁性强弱，可观察来确定。（2上表是该组同学所做实验的记录比较实验中的1、2、3（或4、5、6，可得出的结论是电磁铁线圈的匝数一定时，通过电磁铁线圈中的电流越大， ; 比较实验中的1和4（或2和5，或3和6，可得出的结论是电磁铁线圈中的电流一定时，线圈匝数越多， 。（3在与同学们交流讨论时，另一组的一个同学提出一个问题“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 。|能力提升|一、选择题1.【2019长沙】指南针是我国古代的四大发明之一，下列有关指南针和地磁场的说法正确的是（A. 指南针静止时指示南北方向，是因为指南针受到地磁场的作用B.指南针静止时南极指向地理北极C.如果地磁场消失，指南针还能指示南北方向D.信鸽是靠绑在身上的小磁铁实现导航的2.【2019益阳】关于条形磁体、地磁场和通电螺线管的磁场，如图K19-12所示四幅图描述错误的是（图K19-123.【2019娄底】如图K19-13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（图K19-13A. 电磁铁的右端为N极B.小磁针将顺时针旋转C.当滑片P向左滑动时，电磁铁的磁性增强，指示灯变暗D.当滑片P向右滑动时，电磁铁的磁性减弱，电压表的示数减小4.【2018云南】如图K19-14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。滑动变阻器的滑片P向左移动到某位置时，小车开始向左运动，则下列将滑动变阻器接入电路的方式正确的是（图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】消防应急灯在没有停电时是熄灭的;停电时，标有“36 V”字样的两盏灯就会正常发光。如图K19-15所示的电路中符合要求的是（图K19-156.如图K19-16所示，电磁铁的左下方有一铁块，在弹簧测力计的作用下向右做匀速直线运动。当闭合开关，同时滑片逐渐向上滑动，当让铁块从电磁铁的左下方匀速运动到正下方过程中，下列判断正确的是（图K19-16A. 拉力F逐渐减小B.电磁铁的磁性逐渐减弱C.铁块对地面的压强先减小后增大D.地面对铁块的摩擦力逐渐变大7.（多选【2018潍坊】图K19-17是某同学设计的汽车启动电路，旋转钥匙接通a、b间电路，电动机M启动，下列说法正确的是（图K19-17A. F端为通电螺线管的N极B.R的滑片左移时通电螺线管磁性减弱C.电动机启动说明通电螺线管产生磁性D.通电螺线管两端电压小于电动机两端电压二、填空题8.【2019天水】如图K19-18所示电路，开关S接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”。 图K19-189.【2018广东】如图K19-19所示，条形磁铁放在水平木桌上，电磁铁右端固定并与条形磁铁在同一水平面上。闭合开关S，当滑动变阻器的滑片P逐渐向右移动时，条形磁铁仍保持静止，此时电磁铁的左端为极，条形磁铁受到的摩擦力（选填“变大”“变小”或“不变”，方向水平（选填“向左”或“向右”。图K19-1910.【2018扬州】如图K19-20甲，小磁针在力的作用下发生偏转，说明力可以改变 ，图乙中小磁针发生偏转，说明通电螺线管周围存在磁场，对小磁针有力的作用，图中通电螺线管左端为极，电源左端为极。图K19-2011.【2019江西】如图K19-21所示是利用被磁化的缝衣针制成的简易指南针。若静止时针尖指向地理位置的北方，则针尖是简易指南针的极。此时，将指南针底座逆时针旋转90，针尖静止时将指向地理位置的方。图K19-2112.【2018南京】图K19-22甲为热敏电阻的R-t图像，图乙为用此热敏电阻R和电磁继电器组成的一个简单恒温箱温控电路（U为恒压电源，继电器线圈的电阻为150 ，图中的“电源”是恒温箱加热器的电源，当继电器线圈中的电流大于或等于20 mA时，衔铁被吸合，加热器停止工作，实现温控。图K19-22（1恒温箱内的加热器应接在（选填“A、B”或“C、D”之间。（2要实现对50100 之间任一温度的控制，该装置恒压电源U至少为V。若恒压电源U为6 V，则滑动变阻器R的最大阻值至少为。三、作图、实验探究题13.（1【2019岳阳】请标出图K19-23中通电螺线管外部磁感线的方向，小磁针的N极和电源的“”极。图K19-23（2【2019黔东南州】将图K19-24中的电磁铁连入你设计的电路中（在方框内添加电源和滑动变阻器，闭合开关后，使得小磁针静止时如图所示，且向右移动滑动变阻器滑片时，电磁铁的磁性变弱。图K19-2414.【2019衢州】为探究通电螺线管磁性强弱与有无铁芯的关系，小科设计了如图K19-25甲所示电路。图K19-25（1强弱判断通电螺线管吸引大头针数量越多，表示其磁性越。（2具体操作将无铁芯的螺线管接入电路，把滑动变阻器滑片P移至最下端，闭合开关S，发现螺线管吸引大头针数量较少。断开开关S，在螺线管中插入铁芯，将滑动变阻器滑片P稍向上移，闭合开关S，发现螺线管吸引大头针数量较多。（3评价交流上述实验，没有进行多次实验，且存在的错误是 。（多选通电螺线管磁性强弱无法用肉眼直接观察，本实验用吸引大头针数量来反映磁性强弱。图乙所示实验采用的方法与之相同的有。15.磁感应强度B用来描述磁场的强弱，国际单位是特斯拉，符号是T，为了探究磁铁外轴线上磁感应强度的大小与哪些因素有关，小鹭设计了如图K19-26所示的电路，图甲电源电压6 V，R为磁感电阻，其阻值随磁感应强度变化的关系图线如图丙所示。图K19-26（1当开关S2断开，S1闭合时，电流表的示数为mA。闭合开关S1和S2，滑动变阻器的滑片P向右移动，电流表的示数逐渐减小，说明磁感电阻R处的磁感应强度B逐渐。（2闭合开关S1和S2，滑片P不动，沿电磁铁轴线向左移动磁感电阻R，测出R离电磁铁左端的距离x与对应的电流表示数I，算出R处磁感应强度B的数值如下表。请计算x5 cm时，BT。x/cm123456I/mA101215203046B/T0.680.650.600.510.20（3综合以上实验可以得出电磁铁外轴线上磁感应强度随电磁铁电流的增大而;离电磁铁越远，磁感应强度越。【参考答案】基础巩固1.D2.C【解析】磁体外部,磁感线从N极出发,回到S极,A错误；两个N极,磁感线方向都应向外,B错误；电磁铁正面电流方向向上,由安培定则可知,电磁铁左端为N极,右端为S极,C正确；电磁铁正面电流方向向下,由安培定则可知,电磁铁左端为S极,右端为N极,D错误。3.B4.A5.C6.B7.A【解析】由图可知,当控制电路的开关S闭合时,左边控制电路中有电流,电磁铁具有磁性,吸引衔铁,使动触头与下面电路接通,与上面的电路断开,所以,电铃工作,灯不亮,即只有A正确。8.AD【解析】由题意可知,图甲中小磁针指向南北,图乙中开关闭合后,小磁针会发生偏转,说明电流周围可以产生磁场,但甲、乙两图中没有改变电流的方向,所以不能说明磁场的方向与电流的方向有关,故A正确,B错误。对比乙、丙两图可知,图丙中只改变了电流的方向,没有改变电流的大小,小磁针偏转的方向改变了,所以由乙、丙两图可以说明电流产生的磁场的方向与电流的方向有关,但不能说明磁场的强弱与电流的大小有关,故C错误,D正确。9.指南针航海同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引10.通电导体周围有磁场磁场方向与电流方向有关11.S（或南）增大12.奥斯特N大于左13.如图所示14.（1）调节滑动变阻器的滑片位置电磁铁吸引铁钉的多少 （2）电磁铁磁性越强电磁铁磁性越强（3）电磁铁的磁性强弱与线圈内的铁芯大小有关,铁芯越大,电磁铁磁性越强将大小不同的铁芯分别插入通电螺线管中,观察铁芯吸引铁钉的多少 能力提升1.A【解析】地球是一个巨大的磁体,指南针能够指示南北方向是因为受到地磁场的作用,故A正确。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理南极附近出发回到地理北极附近,根据对指南针的认识可知,指南针静止时南极指向地理的南极附近,故B错误。如果地磁场消失,指南针不受地磁场的作用,不能指示南北方向,故C错误。信鸽是靠地磁场来实现导航的,如果信鸽身上绑上小磁铁,会干扰地磁场,信鸽不能实现导航,故D错误。2.B【解析】在条形磁体的外部,磁感线是从N极指向S极的,故A正确,不符合题意；地磁南极在地理的北极附近,地磁北极在地理的南极附近,地球附近的磁感线应从地理南极（地磁北极）出发回到地理北极（地磁南极）,故B错误,符合题意；用右手握住螺线管,使四指指向电流的方向,大拇指所指的左端为螺线管的N极,右端为螺线管的S极,则小磁针的S极靠近螺线管的N极,故C正确,不符合题意；用右手握住螺线管,使四指指向电流的方向,则大拇指所指的左端为螺线管的N极,右端为螺线管的S极,则小磁针的N极靠近螺线管的S极,即右端,故D正确,不符合题意。3.D【解析】根据安培定则可知,电磁铁的左端为N极,故A错误；由于电磁铁左端为N极,根据同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引可知,小磁针将逆时针旋转,故B错误；当滑片P向左滑动时,左侧电路电阻减小,则电流增大,电磁铁的磁性增强,则巨磁电阻的阻值减小,右侧电路中的电流增大,指示灯变亮,故C错误；当滑片P向右滑动时,左侧电路电阻变大,则电流变小,电磁铁的磁性减弱,则巨磁电阻的阻值变大,由串联分压原理可知,指示灯分得的电压减小,即电压表的示数减小,故D正确。4.A5.C6.A7.CD8.S（或南）S（或南）减弱【解析】由电路图可知,滑动变阻器与电磁铁串联,当S接a时,由安培定则可知,电磁铁左端为S极,右端为 N极。由于同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引,所以小磁针静止时,A端为S极。将开关S由a拨到b时,电磁铁线圈的匝数减少,由于电流表的示数不变,即线圈中电流大小不变,所以电磁铁的磁性减弱。9.N变大向左10.物体的运动状态N负11.北（或N）北12.（1）A、B （2）4.8100【解析】（2）由图甲可知,当温度为50100 时,R的阻值从90 降至50 ,当衔铁被吸合时,电路中电流I20 mA0.02 A,U为恒压电源,则R吸UIR磁RR为一定值,滑动变阻器接入电路的阻值越大,热敏电阻R的阻值越小,该装置的控制温度越高。当电压最小时,要实现对50100 之间任一温度的控制,应使此电压下滑动变阻器接入电路电阻最小时,控制温度为50 ,滑动变阻器接入电路的电阻最大时,控制温度为100 。则R接入电阻为0时,U小IR吸I（R磁Rt小）0.02 A（150 90 ）4.8 V。当U6 V时,控制温度为100 时,R接入电路的电阻最大,此时R吸UIR磁Rt大R,则RUI-R磁-Rt大6V0.02A-150 -50 100 ,即滑动变阻器R的最大阻值至少为100 。13.（1）如图所示（2）如图所示14.（1）强（3）没有控制电流大小相同AB【解析】（1）实验中通过通电螺线管吸引大头针数目的多少来反映通电螺线管磁性的强弱,通电螺线管能吸引大头针的数量越多,通电螺线管的磁性越强。（3）本实验的目的是探究通电螺线管磁性强弱与有无铁芯的关系,没有进行多次实验；实验中,没有插入铁芯时把滑动变阻器滑片P移至最下端,插入铁芯后将滑动变阻器滑片P稍向上移,导致两次的电流不同,即没有控制电流大小相同,这是错误的。为判断通电螺线管的磁性强弱,实验时用吸引大头针多少来反映磁性强弱,这种科学研究方法是转换法。用木块移动距离反映钢球的动能大小,也采用了转换法,故A正确；海绵的形变程度越大,表示压力作用效果越明显,也采用了转换法,故B正确；分子间存在间隙,但肉眼不能直接观察到,用黄豆和芝麻混合后量筒读数变小来反映,不是转换法,而是类比法,故C错误。15.（1）60增大（2）0.40（3）增大小
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