《第20章 电与磁》
一、单项选择题
1．某物体的一端靠近静止的一根小磁针，当靠近小磁针的N极和S极时都能吸引，则这物体的这端（ ）
A．可能是无磁性的 B．可能是N极
C．可能是S极 D．一定有磁性
2．关于磁铁、磁场和磁感线，以下说法正确的是（ ）
A．任何物体在磁体或电流的作用下都会获得磁性
B．磁感线是从磁体的N极发出到S极的实际曲线
C．磁场的基本性质是对放入其中的磁体产生力的作用
D．地球是一个巨大的磁体，地理的南北极与地磁场的南北极基本重合
3．下图中，小磁针在图示位置静止时，指向不正确的是（ ）
A． B． C． D．
4．如图所示的四幅图中能说明发电机工作原理的是（ ）
A． B．
C． D．
5．利用磁感线来描述磁场，是物理学中的一种重要研究问题的方法．下面的几个研究实例中，与此方法相同的是（ ）
A．用光线表示光的传播方向
B．在串联电路中，用总电阻表示同一段电路上串联的两个电阻
C．研究电流时把它与水流相类比
D．探究电磁铁磁性强弱与线圈匝数的关系时，保持电流大小相同
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6．一种自动水位显示器的原理图如图所示，对于该自动水位显示器说法正确的是（ ）
A．水位上升到B时，电磁铁断电，绿灯亮报警
B．水位上升到B时，电磁铁通电，红灯亮报警
C．水位下降到A时，电磁铁断电，红灯亮报警
D．水位下降到A时，电磁铁通电，绿灯亮报警
7．将小电动机与小灯泡按如图所示的电路连接，在小电动机转轴上绕线，然后用力拉线，使电动机转动．在电动机转动过程中，小灯泡发光，该现象中（ ）
①电产生了磁，使电动机转动 ②磁产生了电，使小灯泡发光
③电动机是电源 ④转速越快，灯泡越亮．
A．①②③ B．①③④ C．①②④ D．②③④
8．如图是两根外形完全相同的钢棒a和b，按甲图放置时，它们能够相互吸引；按乙图放置时，它们之间感觉不出有相互作用力．则可知（ ）
A．a和b都是磁铁 B．a不是磁铁，b是磁铁
C．a是磁铁，b不是磁铁 D．a和b都不是磁铁
9．在安装直流电动机模型的实验中，为了改变电动机的转动方向，可采取的措施是（ ）
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A．改变磁场的强弱
B．改变电流的大小
C．只改变电流方向或只改变磁场方向
D．同时改变电流方向和磁场方向
10．如图所示，在电磁铁正上方用弹簧挂着一条形磁铁，开关闭合后，当滑片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．电流表示数变小，弹簧长度变长
C．电流表示数变大，弹簧长度变长
D．电流表示数变大，弹簧长度变短
二、填空题
11．如图是我国早期的指南针﹣﹣司南，东汉学者王充在《论衡》中记载有：“司南之杓，投之于地，其柢指南”，这是因为司南本身是一个 ，它处在地球产生的磁场中，静止时其长柄指向地球的南方，说明司南的长柄一端是 （选填“N”或“S”）极．
12．如图所示的三个图中所蕴含的物理知识分别是：甲图说明通电导线周围存在 ；乙图说明通电导线在磁场中会受到 的作用；丙图说明同名磁极互相 ．
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13．通电螺线管附近小磁针静止时，N极指向如图所示，则螺线管的A端是
极，电源的D端是
极．
14．电动自行车备受人们喜爱．驱动自行车前进的是 （选填“电动机”或“发电机”），它是根据 的原理制成的．
15．如图是动圈式话筒的结构示意图，当人对着话筒说话时，膜片及与之相连的线圈在 中运动，产生随声音强弱不同而变化的 ，把声音信号转变成电信号．它实际应用的是 原理．
16．如图所示的电路中，电源电压不变，灯L上标有“18V 18W”的字样．当开关闭合，滑动变阻器的滑片P移到a端时，灯L正常发光，电流表示数为2.5A．当开关S断开、滑动变阻器的滑片P移到距a端ab长度处时，电压表示数为 V．此时，灯L的实际功率为 W．
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三、作图与实验探究题
17．（1）根据图1中通电螺线管的磁感线方向标出小磁针的N极以及线圈中电流的方向．
（2）小磁针在如图2所示的位置静止，请标出磁体的磁极，并画出磁感线的方向．
（3）如图3所示，标出通电螺线管右边条形磁体的N、S极和图中磁感线方向．
（4）图中两个螺线管通电后互相排斥，而且电流表的连接正确，请在图4中画出螺线管B的绕法．
（5）在图5中，电路图未画完整，请根据所画出的磁感线，在通电螺线管上方B处填入电池的符号，并标出通电螺线管A端是N级还是S极．
18．小华学了有关电磁方面的知识后设计了如图所示的甲、乙两个装置．
（1）为了探究电磁感应现象，小华应选用 装置进行实验．
（2）小华选用甲装置探究有关知识时，进行了如下的操作：①让导线a b 静止在磁场中；②让导线a b在磁场中左右运动；③让导线a b沿竖直方向上下缓慢运动．其中能使电流计指针发生偏转的是 （填序号）．
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（3）如果在乙装置的实验中，当开关闭合时，发现直导线ab向左运动，若要使导线ab向右运动，你应该采取的措施 或 ．
19．如图所示是何桦同学探究电磁铁的磁性强弱跟哪些因素有关的实验装置，A是电磁铁，B是弹簧，C是铁块．图示中的弹簧长度为15cm．a、b两接线柱之间的线圈匝数是1500匝，a、c两接线柱之间的线圈匝数是2500匝．实验数据已记录在下表中．
实验次数
通过螺线管电流/A
螺线管的匝数（选用接线柱）
弹簧长度/cm
1
1
a、b
16
2
1.5
a、b
17
3
2
a、b
17.8
4
2
a、c
18.5
（1）此实验通过比较弹簧B被拉长的长度来判断弹簧所受拉力的大小，从而就可以判断通电螺线管 的强弱，这种科学方法通常叫做 法．
（2）通过分析第1、2、3次实验数据，你可得出的结论是：当 相同时，通过螺线管中的 越大，弹簧B被拉长的越长，通电螺线管的磁性 ．
（3）通过分析第3、4次实验数据，你可得出的结论是 ．
四、解答题（共12分）
20．如图甲所示电路，滑动变阻器的最大阻值为R1=40Ω，电源电压及灯L的电阻保持不变．当S1、S2均闭合且滑片滑到b端时，电流表A1、A2的示数分别为如图乙、丙所示；当S1、S2均断开且滑片P置于变阻器的中点时，电流表A1的示数为0.4A．
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求：（1）电源的电压；
（2）R2的电阻；
（3）灯L的电阻；
（4）整个电路消耗的最小电功率．
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新人教版九年级全册《第20章 电与磁》2015年单元测试卷（甘肃省武威市凉州区洪祥中学）
参考答案与试题解析
一、单项选择题
1．某物体的一端靠近静止的一根小磁针，当靠近小磁针的N极和S极时都能吸引，则这物体的这端（ ）
A．可能是无磁性的 B．可能是N极
C．可能是S极 D．一定有磁性
【考点】磁极间的相互作用．
【专题】磁现象、电生磁．
【分析】磁体的性质为：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引；磁性材料由于可以被磁化，而被磁体所吸引．
【解答】解：
物体的一端靠近静止的一根小磁针的N极，相互吸引，则这一端可能是S极，也可能没有磁性；
而去靠近S极时也能相互吸引，则这一端可能是S极，也可能没有磁性；物体的同一端不可能同时具有不同的磁极，故只能说明物体没有磁性．
故选A．
【点评】磁体间只有异名磁极才能相互吸引，而磁体与不带磁的磁性材料之间却总是相互吸引的．
2．关于磁铁、磁场和磁感线，以下说法正确的是（ ）
A．任何物体在磁体或电流的作用下都会获得磁性
B．磁感线是从磁体的N极发出到S极的实际曲线
C．磁场的基本性质是对放入其中的磁体产生力的作用
D．地球是一个巨大的磁体，地理的南北极与地磁场的南北极基本重合
【考点】磁感线及其特点；磁场；地磁场．
【专题】电流和电路．
【分析】（1）磁体吸引铁、钴、镍等物质，只有这三类物质能够被磁化；
（2）磁感线是人们为了形象地描述磁场而假想的一些曲线，并不是真实存在的；
（3）磁场的性质是对于放入其中的磁体产生磁力作用；
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（4）地磁南北极和地理南北极不完全重合，存在一个偏角，叫磁偏角．
【解答】解：A、磁体吸引铁、钴、镍等物质，只有这三类物质能够被磁化，故A错误；
B、磁感线是人们为了形象地描述磁场而假想的一些曲线，并不是真实存在的，故B错误；
C、磁场的性质是对于放入其中的磁体产生磁力作用，故C正确；
D、地磁南北极和地理南北极不完全重合，存在一个偏角，叫磁偏角，故D错误．
故选C．
【点评】本题考查磁现象的基本知识，要求知道：磁感线和磁场的真实性，地磁场的特点，磁感线的方向等．
3．下图中，小磁针在图示位置静止时，指向不正确的是（ ）
A． B． C． D．
【考点】通电螺线管的磁场．
【专题】磁现象、电生磁．
【分析】首先根据电源的正负极判定电流方向，由电流方向和安培定则判断出通电螺线管的磁极．根据磁体周围的磁感线从N极出来，回到S极，画出磁感线，最后根据在磁场中任一点的小磁针北极指向和该点的磁感线一致判定小磁针指向正确性．
【解答】解：A、根据磁场中任一点小磁针N极和该点的磁感线方向一致，所以A图中小磁针N极应指向左；B图中小磁针N极应指向左；C图中小磁针N极应指向左；D图中磁针N极应指向左．因此通电螺旋管周围的小磁针指向不正确的是D图．
故选D．
【点评】安培定则为考试中的重点及难点，应能做到熟练应用安培定则判断电流及磁极的关系．小磁针北极的指向、螺线管的磁极、电流的方向，知道其中的一者，其他的两者都能进行判断．
4．如图所示的四幅图中能说明发电机工作原理的是（ ）
A． B． C． D．
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【考点】电磁感应．
【专题】应用题；电动机、磁生电．
【分析】对题目中所有有关电和磁的实验装置的原理逐个分析即可解决．
【解答】解：A、此图中没有电源，当金属棒切割磁感线运动时，电路中会产生电流，故是电磁感应实验装置，即是发电机的制作原理实验，故正确；
B、此图中有电源，通电后金属棒会受力运动，即是通电线圈在磁场中受力的作用的原理，故是电动机原理实验图，故不符合题意；
C、此图说明通电导线导线周围存在着磁场，故错误；
D、此图是探究电磁铁磁性强弱与线圈的匝数有关的实验装置，故错误；
故选A．
【点评】本题中学生容易混淆，要从有无电源上区分，有电源的是电动机，无电源的是发电机．
5．利用磁感线来描述磁场，是物理学中的一种重要研究问题的方法．下面的几个研究实例中，与此方法相同的是（ ）
A．用光线表示光的传播方向
B．在串联电路中，用总电阻表示同一段电路上串联的两个电阻
C．研究电流时把它与水流相类比
D．探究电磁铁磁性强弱与线圈匝数的关系时，保持电流大小相同
【考点】物理学方法．
【专题】应用题；其他综合题．
【分析】①通过模型来揭示原型的形态、特征和本质的方法称为模型法．
②在保证效果相同的前提下，将陌生的、复杂的、难处理的问题转换成等效的、容易的、易处理的问题的方法，叫等效法．
③物理学中对于多因素（多变量）的问题，常常采用控制因素（变量）的方法，把多因素的问题变成多个单因素的问题．每一次只改变其中的某一个因素，而控制其余几个因素不变，从而研究被改变的这个因素对事物的影响，分别加以研究，最后再综合解决，这种方法叫控制变量法．
④类比法也叫“比较类推法”，是指由一类事物所具有的某种属性，可以推测与其类似的事物也应具有这种属性的推理方法．
【解答】解：
A、光线实际不存在，以实际不存在的光线描述光的传播规律，采用的是模型法．符合题意；
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B、在研究串联电路电阻规律时，用总电阻表示同一段电路中串联的两个电阻，这种研究方法叫等效法．不符合题意；
C、电流不能直接观察，水流可以直接感知，用水流说明电流的作用，采用的是类比法．不符合题意；
D、电磁铁磁性强弱与线圈匝数和电流大小都有关系，在探究电磁铁磁性强弱与线圈匝数的关系时，保持电流大小相同，采用的是控制变量法．不符合题意．
故选A．
【点评】控制变量法、转换法、类比法、模型法、等效法等是初中物理实验中经常使用的研究方法，应该注意识别和应用．
6．一种自动水位显示器的原理图如图所示，对于该自动水位显示器说法正确的是（ ）
A．水位上升到B时，电磁铁断电，绿灯亮报警
B．水位上升到B时，电磁铁通电，红灯亮报警
C．水位下降到A时，电磁铁断电，红灯亮报警
D．水位下降到A时，电磁铁通电，绿灯亮报警
【考点】电磁继电器的组成、原理和特点．
【专题】应用题；磁现象、电生磁．
【分析】首先应弄清图中所示的自动报警器工作原理：当水位到达B时，由于一般水具有导电性，那么电磁铁所在电路被接通，吸引衔铁向下，从而接通红灯所在电路，此时红灯亮，而绿灯不亮．
【解答】解：当水位没有达到B时，电磁铁没有磁性，只有绿灯亮；当水位到达B时电路接通，电磁继电器有磁性，衔铁就会在电磁力吸引的作用下与红灯接通，红灯亮；该报警器的红、绿灯不会同时亮．
故选B．
【点评】（1）本题考查了电磁铁在电磁继电器上的应用，电磁继电器实质上是一个由电磁铁来控制的自动开关；
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（2）在解答此类题目时，要从电磁铁通电有磁性，断电无磁性的原理进行分析．
7．将小电动机与小灯泡按如图所示的电路连接，在小电动机转轴上绕线，然后用力拉线，使电动机转动．在电动机转动过程中，小灯泡发光，该现象中（ ）
①电产生了磁，使电动机转动 ②磁产生了电，使小灯泡发光
③电动机是电源 ④转速越快，灯泡越亮．
A．①②③ B．①③④ C．①②④ D．②③④
【考点】电磁感应．
【分析】电动机如果不通电，用外力使它转动，那么电动机就变为发电机．电动机相当于电源．
【解答】解：如图所示的电路连接，在小电动机转轴上绕线，然后用力拉线，使电动机转动，此时电动机相当于发电机，把机械能转化为电能，转动停止，灯泡就熄灭．故②③④正确．
故选D．
【点评】解决本题的关键是对电动机和发电机的构造和原理的区别和联系的了解和掌握．
8．如图是两根外形完全相同的钢棒a和b，按甲图放置时，它们能够相互吸引；按乙图放置时，它们之间感觉不出有相互作用力．则可知（ ）
A．a和b都是磁铁 B．a不是磁铁，b是磁铁
C．a是磁铁，b不是磁铁 D．a和b都不是磁铁
【考点】磁性、磁体、磁极．
【专题】磁现象、电生磁．
【分析】磁体具有两极性，任何磁体都具有两个磁极，磁北极N，磁南极S，磁体中磁极部分磁性最强，中间部分磁性最弱．
【解答】解：
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磁体的两端磁性最强，中间最弱，几乎没有；在图甲中，钢棒a的中间位置也几乎没有磁性，b却能吸引a，说明钢棒b具有磁性；
在图乙中无论钢棒b是否具有磁性，它的中间位置几乎没有磁性，钢棒a不能吸引b，所以钢棒a不是磁铁．
故选B．
【点评】根据物体间的相互作用判断物体是否具有磁性是同学们必须掌握的一项技能，它考查了灵活应用磁体间的相互作用的性质．
9．在安装直流电动机模型的实验中，为了改变电动机的转动方向，可采取的措施是（ ）
A．改变磁场的强弱
B．改变电流的大小
C．只改变电流方向或只改变磁场方向
D．同时改变电流方向和磁场方向
【考点】直流电动机的构造和工作过程．
【专题】应用题．
【分析】电动机的原理是通电线圈在磁场中受力转动，电动机线圈的转动方向与磁场方向和电流方向有关；据此分析．
【解答】解：因为电动机线圈转动的方向与磁场方向和电流方向有关，因此要改变电动机的转动方向有两种方法：①可保持磁场方向不变，改变电流方向；②可保持电流方向不变，改变磁场方向．因此选项C符合题意．
故选C．
【点评】知道电动机转动方向与电流方向、磁场方向有关，注意只能改变其中一个因素，如果两个因素同时改变时，线圈转动的方向不变．
10．如图所示，在电磁铁正上方用弹簧挂着一条形磁铁，开关闭合后，当滑片P从a端向b端滑动过程中，会出现的现象是（ ）
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A．电流表示数变小，弹簧长度变短
B．电流表示数变小，弹簧长度变长
C．电流表示数变大，弹簧长度变长
D．电流表示数变大，弹簧长度变短
【考点】欧姆定律的应用；磁极间的相互作用；影响电磁铁磁性强弱的因素；滑动变阻器的使用．
【专题】压轴题；动态预测题；图析法．
【分析】由右手螺旋定则可得出螺线管上端磁极，则由磁极间的相互作用可知电磁铁与条形磁铁的作用；
根据滑片的移动可知滑动变阻器接入电阻的变化，由欧姆定律可得出电流的变化，进而可知通电螺线管磁场强弱的变化，则可知条形磁极的受力变化，由力的合成可知弹簧长度的变化．
【解答】解：电流由下方流入，则由右手螺旋定则可知，螺线管上端为N极；
因同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，两磁铁同名相对，故相互排斥；
当滑片P从a端向b端滑动过程中，滑动变阻器接入电阻减小，由欧姆定律可得，电路中电流变大，则条形磁铁受向上的力增强；
条形磁铁受重力、拉力及向上的磁场力，向下的重力与向上的弹簧的弹力及磁场力之和相等，因重力不变，磁场力增强，故弹簧的弹力减小，故弹簧长度变短．
故选D．
【点评】本题巧妙地将力学问题及电磁场的知识相互联系，综合性考查了欧姆定律、影响通电螺线管磁性强弱的因素及弹簧的弹力，对学生的审题能力及分析能力要求较高，是道好题．
二、填空题
11．如图是我国早期的指南针﹣﹣司南，东汉学者王充在《论衡》中记载有：“司南之杓，投之于地，其柢指南”，这是因为司南本身是一个 磁铁 ，它处在地球产生的磁场中，静止时其长柄指向地球的南方，说明司南的长柄一端是 S （选填“N”或“S”）极．
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【考点】地磁场．
【专题】应用题；磁现象、电生磁．
【分析】（1）司南实际上就是一个磁铁；
（2）磁体静止时，指南的叫南极用字母S表示；指北的叫北极，用字母N表示．
【解答】解：中国是世界上最早研究磁现象的国家．并制成了指向仪器司南，它是用天然磁石磨制成的勺子，即其实质就是一块磁铁，其静止时其勺柄指向南方，即指南的南极用S表示．
故答案为：磁铁；S．
【点评】此题考查了磁现象的多个知识点，需将磁现象的多个知识点有机结合，融会贯通，方可解答此题．
12．如图所示的三个图中所蕴含的物理知识分别是：甲图说明通电导线周围存在 磁场 ；乙图说明通电导线在磁场中会受到 力 的作用；丙图说明同名磁极互相 排斥 ．
【考点】通电直导线周围的磁场；磁性、磁体、磁极；磁场对通电导线的作用．
【专题】磁现象、电生磁．
【分析】（1）通电导体周围存在着磁场，小磁针放出磁场中受到磁力作用，小磁针发生偏转．
（2）通电导体在磁场中受到力的作用．
（3）同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引．
【解答】解：导线中有电流通过时，小磁针发生偏转，说明小磁针受到磁力的作用，说明通电导体周围存在着磁场；乙图开关闭合，导体中有电流，通电导体在磁场中受力而运动，这是电动机的工作原理，说明通电导线在磁场中会受到力的作用；
丙图当同名磁极靠近时排斥，说明同名磁极互相排斥；
故答案为：磁场；力；排斥．
【点评】对于电磁部分课本上的各图都要明确探究的问题或明确其工作原理，这是中考中经常出现的习题．
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13．通电螺线管附近小磁针静止时，N极指向如图所示，则螺线管的A端是
S 极，电源的D端是
正 极．
【考点】通电螺线管的极性和电流方向的判断；磁极间的相互作用；安培定则．
【专题】压轴题．
【分析】由小磁针的指向可知电磁铁的极性，由安培定则可得到电流的方向．
【解答】解：小磁针静止时，N极向右，则电磁铁的B端为N极，A端为S极；由安培定则知，电流由D流入电磁铁，即D端为电源正极．
故答案为：S，正．
【点评】安培定则内容为：用右手握住线圈，四指指向电流方向，大拇指所指的方向为电磁铁N极方向．
14．电动自行车备受人们喜爱．驱动自行车前进的是 电动机 （选填“电动机”或“发电机”），它是根据 通电线圈在磁场中受力运动 的原理制成的．
【考点】发电机的构造和原理．
【专题】电动机、磁生电．
【分析】通电导体在磁场中受力原理说明电能转化成机械能，据此制成了电动机；
【解答】解：驱动电动自行车前进的是电动机；电动机的原理是通电线圈在磁场中受力运动；
故答案为：电动机；通电线圈在磁场中受力运动
【点评】知道发电动机的制作原理是解决该题的关键，是一道基础题，比较简单．
15．如图是动圈式话筒的结构示意图，当人对着话筒说话时，膜片及与之相连的线圈在 磁场 中运动，产生随声音强弱不同而变化的 电流 ，把声音信号转变成电信号．它实际应用的是 电磁感应 原理．
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【考点】动圈式话筒的构造和原理．
【专题】电动机、磁生电．
【分析】动圈式话筒的工作原理是：电磁感应现象的应用，工作过程是：声波振动→引起膜片振动→带动线圈振动→线圈切割永久磁体的磁场产生感应电流→经放大传给扬声器．
【解答】解：声波引起膜片振动，线圈和膜片是连在一起的，连在膜片上的线圈就一起振动，线圈在永久磁体的磁场里振动，切割磁感线产生感应电流，这就是电信号，因此应用了电磁感应的原理．
故答案为：磁场；电流；电磁感应．
【点评】本题考查了动圈式话筒的工作过程及原理，动圈式话筒是根据电磁感应现象工作的，将声音信号转变成电信号．
16．如图所示的电路中，电源电压不变，灯L上标有“18V 18W”的字样．当开关闭合，滑动变阻器的滑片P移到a端时，灯L正常发光，电流表示数为2.5A．当开关S断开、滑动变阻器的滑片P移到距a端ab长度处时，电压表示数为 6 V．此时，灯L的实际功率为 8 W．
【考点】欧姆定律的应用；电功率的计算．
【专题】计算题；欧姆定律；电能和电功率．
【分析】如图所示，当开关S闭合，滑片P在a端时，灯泡L与滑动变阻器R并联，根据灯泡的正常发光可求出电路中的电流和电源电压；并求出此时滑动变阻器的阻值；
当开关S断开、滑动变阻器的滑片P移到距a端ab长度处时，小灯泡与滑动变阻器R串联，先根据Rab的阻值求出此时接入电路的阻值，然后根据欧姆定律求出电路中的电流，最后根据串联电路电压的特点和P=UI即可求出灯L的功率．
【解答】解：当开关S闭合，并且滑片P在a端时，灯泡L与滑动变阻器R并联，由于灯L正常发光，
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则电源的电压为18V，由P=UI得：灯泡中的电流IL===1A；
因为并联电路的总电流等于各支路电流之和可知：
此时通过变阻器的电流：I滑=I﹣IL=2.5A﹣1A=1.5A，
由欧姆定律得：
滑动变阻器的阻值Rab===12Ω；
当开关S断开、滑动变阻器的滑片P移到距a端ab长度处时，此时R滑′=R滑=×12Ω=9Ω；
由P=得：灯泡电阻RL===18Ω，
因为串联电路的总电阻等于各电阻之和，则总阻值R=Rab+RL=9Ω+18Ω=27Ω；
则电路的电流：I′===A，
由欧姆定律得：
变阻器两端的电压U′=I′R滑′=A×9Ω=6V；即电压表示数为6V；
因为串联电路两端电压等于各部分电压，所以灯泡两端电压UL=18V﹣6V=12V，
灯泡实际功率：P实=ULI′=12V×A=8W．
故答案为：6；8．
【点评】本题考查了串联电路和并联电路的特点，以及欧姆定律的计算；关键是能分清开关闭合、断开时，滑动变阻器处于不同位置时电路的串并联情况．
三、作图与实验探究题
17．（1）根据图1中通电螺线管的磁感线方向标出小磁针的N极以及线圈中电流的方向．
（2）小磁针在如图2所示的位置静止，请标出磁体的磁极，并画出磁感线的方向．
（3）如图3所示，标出通电螺线管右边条形磁体的N、S极和图中磁感线方向．
（4）图中两个螺线管通电后互相排斥，而且电流表的连接正确，请在图4中画出螺线管B的绕法．
（5）在图5中，电路图未画完整，请根据所画出的磁感线，在通电螺线管上方B处填入电池的符号，并标出通电螺线管A端是N级还是S极．
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【考点】通电螺线管的极性和电流方向的判断；磁感线及其特点．
【专题】磁现象、电生磁．
【分析】（1）根据磁感线的方向可确定螺线管的NS极，再根据安培定则求出螺线管中电流的方向，再根据磁极间的相互作用可确定小磁针的N极
（2）由于磁体周围的磁感线从N极出发回到S极，磁感线上的任何一点的切线方向跟小磁针放在该点的北极指向一致，故可标出磁感线的方向．根据磁感线方向即可确定磁铁的N、S极；
（3）由右手螺旋定则可知螺线管的磁极，由磁感线的特点可知条形磁体的磁极及磁感线的方向；
（4）通过电流表的正负接线柱，确定了电流方向，然后利用线圈的绕向和电流方向，结合安培定则，确定螺线管A的右端的极性．
根据题目的要求两个螺线管相斥，确定螺线管B的左端的极性．再利用安培定则根据电流方向和螺线管的磁极来确定螺线管的绕向．
（5）根据磁感线特点可确定螺线管的NS极，再由安培定则可确定电源的正负极
【解答】解：（1）根据磁感线的方向可以判断螺线管的右端为N极，左端为S极，大拇指指向N极，其余四指弯向电流的方向，可知电流方向向上，根据磁极间的相互作用规律可知，小磁针的右端为N极；如图：
（2）由图可知：小磁针静止时N极指向的方向为该点磁感线的方向一致；再根据磁感线在磁体的周围是从N极出来，回到S极；如图：
（3）根据右手螺旋定则，伸出右手四指弯曲指向电流的方向，大拇指所指的方向﹣﹣通电螺线管的左端为N极，则右端为S极．
磁体外部磁感线由N极指向S极，根据图中磁感线的形状可知，两磁极间一定为异名磁极，故条形磁铁的左端为N极，右端为S极；
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（4）由于电流表的连接正确，根据电流表的使用规则，可以确定电流从左边螺线管的右端流入，即电源的右端为正极．再结合左边螺线管的绕向，根据安培定则可知，该螺线管的左端为N极，右端为S极．
由于要使两个螺线管相互排斥，所以右边螺线管的右端也为N极．电流从右边螺线管的右端流入，左端流出．
根据安培定则可以确定右端螺线管的具体绕法如下图所示
（5）由磁感线在磁体外部是从N极发出，回到S极，可知A端为S极，右端为N极，再由右手螺旋定则知，电源的左端为正极，右端为负极．如图所示
【点评】对于一个通电螺线管，只要知道电流的方向、线圈的绕法、螺旋管的N、S极这三个因素中的任意两个，我们就可以据安培定则判断出另一个．
18．小华学了有关电磁方面的知识后设计了如图所示的甲、乙两个装置．
（1）为了探究电磁感应现象，小华应选用 甲 装置进行实验．
（2）小华选用甲装置探究有关知识时，进行了如下的操作：①让导线a b 静止在磁场中；②让导线a b在磁场中左右运动；③让导线a b沿竖直方向上下缓慢运动．其中能使电流计指针发生偏转的是 ② （填序号）．
（3）如果在乙装置的实验中，当开关闭合时，发现直导线ab向左运动，若要使导线ab向右运动，你应该采取的措施 磁铁N，S极对调 或 电源正负极接线柱对调 ．
【考点】探究电磁感应现象的实验．
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【专题】探究型实验综合题．
【分析】（1）电磁感应现象的前提是运动，结果是产生电流，通电导体在磁场中受力的前提是通电，结果是受力运动；
（2）产生感应电流的条件是：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，会产生感应电流，本题判断电流表指针偏转就是产生感应电流，关键是看导体是否切割磁感线；
（3）通电导体在磁场中受力，受力方向与磁场方向、电流方向两个因素有关，只改变其中一个因素，可以改变运动方向，同时改变两个因素，运动方向不会改变．
【解答】解：（1）前者因动而生电，后者因电而生动，故二者的实验装置区别在于前者没有直接供电的电源，后者有直接供电的电源；
（2）甲图中磁感线方向是从上到下，导体ab在磁场中静止不会切割磁感线，上下运动也不会切割磁感线，左右运动会切割磁感线；
（3）要改变导线的受力方向，可改变磁场方向或线圈中电流方向；乙图中改变磁场的方法，可以调换磁极，改变电流的方法，可以调换电源正负极．
故答案为：（1）甲；（2）②；（3）磁铁N，S极对调；电源正负极接线柱对调．
【点评】对比记忆：
（1）电磁感应现象实验装置没有电源直接供电；通电导体在磁场中受力实验装置有电源直接供电．
（2）电磁感应现象实验影响电流方向的因素是运动方向和磁场方向；通电导体在磁场中受力实验影响受力方向的因素是电流方向和磁场方向．
（3）电磁感应现象实验中机械能转化为电能；通电导体在磁场中受力实验中电能转化为机械能．
（3）发电机利用电磁感应现象原理；电动机利用通电导体在磁场中受力原理．
19．如图所示是何桦同学探究电磁铁的磁性强弱跟哪些因素有关的实验装置，A是电磁铁，B是弹簧，C是铁块．图示中的弹簧长度为15cm．a、b两接线柱之间的线圈匝数是1500匝，a、c两接线柱之间的线圈匝数是2500匝．实验数据已记录在下表中．
实验次数
通过螺线管电流/A
螺线管的匝数（选用接线柱）
弹簧长度/cm
1
1
a、b
16
2
1.5
a、b
17
3
2
a、b
17.8
24
4
2
a、c
18.5
（1）此实验通过比较弹簧B被拉长的长度来判断弹簧所受拉力的大小，从而就可以判断通电螺线管 磁性 的强弱，这种科学方法通常叫做 转换 法．
（2）通过分析第1、2、3次实验数据，你可得出的结论是：当 线圈匝数 相同时，通过螺线管中的 电流 越大，弹簧B被拉长的越长，通电螺线管的磁性 越强 ．
（3）通过分析第3、4次实验数据，你可得出的结论是 通过螺线管中的电流相同时，线圈匝数越多，通电螺线管磁性越强 ．
【考点】探究影响电磁铁磁性强弱的因素的实验．
【专题】探究型实验综合题．
【分析】（1）通过弹簧的伸长得知螺线管磁性的强弱，用到的是转换法；
（2）分析1、2、3中相同的量和不同的量，得出磁性强弱与电流大小的关系；
（3）分析第3、4次实验数据，得出磁性强弱与线圈匝数的关系．
【解答】解：（1）实验通过比较弹簧B被拉长的长度来判断弹簧所受拉力的大小，根据拉力的大小判断通电螺线管磁性的强弱，这种科学方法通常叫做转换法．
（2）第1、2、3次实验数据，线圈匝相同，电流越大，弹簧越长，说明所受拉力越大，螺线管的磁性越强，可得出的结论是：当线圈匝数相同时，通过螺线管中的电流越大，弹簧B被拉长的越长，通电螺线管的磁性越强．
（3）第3、4次实验数据，通过的电流相等，线圈的匝数不同，且匝数越多，弹簧越长，所受拉力越大，螺线管的磁性越强，可得出的结论是：通过螺线管中的电流相同时，线圈匝数越多，通电螺线管磁性越强．
故答案为：（1）磁性；转换； （2）线圈匝数；电流；越强；（3）通过螺线管中的电流相同时，线圈匝数越多，通电螺线管磁性越强．
【点评】此题是探究影响电磁铁磁性强弱的因素试验，注意转换法和控制变量法在实验中的应用．
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四、解答题（共12分）
20．如图甲所示电路，滑动变阻器的最大阻值为R1=40Ω，电源电压及灯L的电阻保持不变．当S1、S2均闭合且滑片滑到b端时，电流表A1、A2的示数分别为如图乙、丙所示；当S1、S2均断开且滑片P置于变阻器的中点时，电流表A1的示数为0.4A．
求：（1）电源的电压；
（2）R2的电阻；
（3）灯L的电阻；
（4）整个电路消耗的最小电功率．
【考点】欧姆定律的应用；滑动变阻器的使用；电阻的串联；电阻的并联．
【专题】计算题；压轴题．
【分析】分别画出当S1、S2均闭合且滑片滑到b端时和当S1、S2均断开且滑片P置于变阻器的中点时的等效电路图，利用串并联电路的特点和欧姆定律求电源的电压、R2的电阻、灯L的电阻，再利用计算整个电路消耗的最小电功率（电阻最大）；
【解答】解：（1）当S1、S2均闭合且滑片滑到b端（连入电阻最大，R1=40Ω）时，等效电路如图，
∵电流表A1测量的是干路电流，A2测量的是R2所在支路的电流，
∴A1用的是大量程，A2用的是小量程
∴I=0.9A，I2=0.6A，I1=I﹣I2=0.9A﹣0.6A=0.3A
U=U2=U1=I1R1=0.3A×40Ω=12V；
（2）；
（3）当S1、S2均断开且滑片P置于变阻器的中点（连入电阻R1′=R1=20Ω）时，等效电路图如图，
∴RL=10Ω；
（4）如右下图，当S1、S2均断开，且滑片P置于b端（全连入R1=40Ω），此时电路中的电阻最大（R=R1+RL=40Ω+10Ω=50Ω），整个电路的最小电功率：
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；
答：（1）电源的电压为12V；
（2）R2的电阻20Ω；
（3）灯L的电阻10Ω；
（4）整个电路消耗的最小电功率2.88W．
【点评】本题串并联电路的特点、欧姆定律和电功率的计算是基础，画等效电路图确认连接方式及电路组成是关键，属于难题．
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