16.3 《探究电磁铁的磁性》（分层练习）解析版 -pg电子娱乐平台

16.3探究电磁铁的磁性
一、单选题
1．小明在科学拓展课上制作了一个简易喇叭（原理如图）。接通信号源后，电流的方向不断改变，导致线
圈的磁极不断变化，通过吸引或排斥磁铁，带动纸盆振动。为改变纸盆振动幅度以调节喇叭响度，下列方
法不可行的是（）
a．改变磁铁的磁极b．改变电流的大小
c．改变磁铁磁性强弱d．改变线圈的匝数
【答案】a
【解析】由题知，接通信号源后，电流的方向不断改变，导致线圈的磁极不断变化，通过吸引或排斥磁铁，
带动纸盆振动发声。
a．改变磁铁的磁极，并不能改变起到改变磁性强弱的作用，不能改变纸盆振动幅度（即不能调节喇叭响度），
所以a方法不可行。故a符合题意；
bcd．为改变纸盆振动幅度以调节喇叭响度，可以改变电磁铁的磁性强弱，具体来说可以改变电流大小或改
变线圈匝数；还可以改变永磁铁的磁性强弱（如更换永磁铁或充磁），所以bcd都可行。故bcd不符合题意。
故选a。
2．下列装置中，利用电磁铁制成的是（）
a．指南针b．白炽灯c．电铃d．发光二极管
【答案】c
【解析】指南针是磁铁制成的，白炽灯是钨丝制成的，电铃内部主要部件是电磁铁，发光二极管是用半导
体材料制成的。
故选c。
3．如图甲，2020年6月21日，我国时速600公里高速磁浮试验样车，在上海同济大学磁浮试验线上成功
试跑，标志着我国磁悬浮技术已达到世界领先水平。列车上电磁体始终通有直流电，铁轨上线圈通电后，
电磁体和线圈会变成一节节带有n极和s极的电磁铁，列车所受磁力如图乙所示。下列有关说法错误的是
（）
a．磁悬浮列车是利用同名磁极相互排斥的原理悬浮在轨道上的
b．图中列车在磁力作用下正在向右行驶
c．要保证列车一直向前行驶轨道，线圈的n极和s极就要不断变换，则铁轨上线圈中应通直流电
d．为了节约能源，列车行驶时应对铁轨上线圈分区段供电
【答案】c
【解析】a．磁场力使列车能够悬浮在轨道上，利用的是列车与轨道间同名磁极相互排斥的原理，故a正确，
a不符合题意；
b．根据力的示意图能够看出，不同磁极间受力方向是向右的，列车整体受力方向向右，故b正确，b不符
合题意；
c．要使列车一直向右运动，需要使列车与轨道间磁极始终如题中所示，列车上磁体通有直流电，磁极方向
始终不变，轨道上磁极需要改变，因此铁轨上线圈应该通有交流电，故c错误，c符合题意；
d．列车具有惯性，分区段供电，列车在无电区段可以利用惯性继续运动，从而节约能源，故d正确，d不
符合题意。
故选c。
4．如图所示，将绝缘导线绕在铁钉上并与电池相连接，铁钉将（）
a．被熔化b．有磁性c．明显伸长d．有电流通过它
【答案】b
【解析】将绝缘导线绕在铁钉上并与电池相连接就构成了一个电磁铁，铁钉将有磁性。
故选b。
5．图﹣1是一种磁悬浮地球仪摆件，地球仪内部装有磁铁，底座内部装有如图﹣2所示的电磁铁。下列说
法正确的是（）
a．图﹣1中，电磁铁周围存在着真实的磁场和磁感线
b．图﹣1中，地球仪利用异名磁极相互排斥的原理悬浮
c．图﹣2中，电磁铁的上端是s极
d．图﹣2中，将电源正负极对调后，电磁铁周围的磁场方向不变
【答案】c
【解析】a．磁体周围存在磁场，电磁铁周围也存在磁场，磁感线是为了描述磁场的分布，假想的曲线，不
存在磁感线，故a错误；
b．磁悬浮地球仪之所以能悬浮在空中，是利用了同名磁极相互排斥的原理，故b错误；
c．图﹣2中，电流从螺线管的上端流入，由安培定则和图示可知，电磁铁上端为s极，故c正确；
d．图﹣2中，将电源正负极对调后，电流的方向发生了改变，电磁铁磁极方向随之改变，电磁铁周围的磁
场方向改变。故d错误。
故选c。
二、填空题
6．如图所示，闭合开关，铁块、弹簧在图中位置静止，电磁铁的下端为极（选填“n”或“s”）；当滑动变阻器
的滑片向左移动时，电流表示数将，弹簧的长度将。（选填“变大”、“变小”或“不变”）
【答案】s变小变小
【解析】[1]根据安培定则可得，螺线管的上端为n极，下端为s极。
[2][3]若将变阻器的滑片p向左移动，滑动变阻器接入电路的电阻变大，所以电路中的电流变小，通电螺线
管的磁性减弱，故对铁块的作用力减小，即弹簧长度应变小。
7．通电螺线管的磁性：匝数一定时，通过越大，磁性越强；电流强度一定时，线圈越多，磁性越强；都一
定时，有铁芯的比没铁芯的磁性强；通电螺线管的极性可用来改变。
【答案】电流匝数匝数、电流电流方向
【解析】[1][2][3][4]通电螺线管的磁性和电流大小有关，和匝数多少有关，和有无铁芯有关。匝数一定时，
通过的电流越大，磁性越强；电流强度一定时，线圈匝数越多，磁性越强；匝数、电流都一定时，有铁芯
的比没铁芯的磁性强。通电螺线管的极性可用电流方向来改变。
8．丹麦物理学家奥斯特首先发现了电与磁之间存在本质联系，生产生活中的（选填“电磁起重机”“台灯”或“电
热毯”）主要是利用电流磁效应工作的．飞机起飞时，利用了空气流速越大压强越（选填“大”或“小”）的原
理．
【答案】电磁起重机小
【解析】通电导线周围有磁场，这就是的电流的磁效应，电磁起重机、电磁继电器等都是利用该原理制成
的；台灯工作时把电能转化为光和热，不是利用电流磁效应工作的；电热毯是利用电流流过导体时发热而
工作的，应用了电流的热效应．
飞机的机翼通常都做成上面凸起，下面平直的形状．这样当飞机起飞时，流过机翼上方的空气流速大，压
强小，流过机翼下方的空气流速小，压强大．机翼上下方所受到的压力差便形成向上的升力．故飞机起飞
时，利用了空气流速越大压强越小的原理．
9．在探究“电磁铁的磁性强弱与哪些因素有关”的实验中，小聪连接了如图所示的电路，电磁铁a端放有一
小磁针，闭合开关，小磁针（选填“顺”或“逆”）时针转动，向右移动滑动变阻器的滑片，电磁铁磁性（选填
“增强”、“减弱”或“不变”）。电磁铁磁性的强弱还与有关。
【答案】顺减弱线圈的匝数
【解析】[1]由图可知螺线管中电流由左侧流入，则由右手螺旋定则可知，螺线管a端为n极，b端为s极，
因异名磁极相互吸引，同名磁极相互排斥，则可知小磁针顺时针转动。
[2]若滑动变阻器的滑片p 向右移动，滑动变阻器接入电路的电阻变大，则由欧姆定律可得线圈中的电流变
小，则电磁铁的磁性减弱。
[3]电磁铁磁性的强弱除了与电流大小有关，还与线圈的匝数有关。
10．科学家已经发现了巨磁电阻（gmr）效应：微弱的磁场可以导致某种材料的电阻阻值急剧变化。如图
所示的电路是研究巨磁电阻特性的原理示意图，实验发现：闭合开关s
1
、s
2
后，在向左轻轻地移动滑片p
的过程中，指示灯明显变亮。在此过程中，电磁铁的磁场（选填“增强”或“减弱”），巨磁电阻的阻值明显（选
填“增大”或“减小”）。
【答案】增强减小
【解析】[1][2]当滑片p 向左滑动时，滑动变阻器连入电路中的电阻变小，则电路中的电流变大，通电螺线
管的磁性增强，右边电路中的指示灯明显变亮，则说明右边电路的电流变大了，巨磁电阻的电阻变小了，
即巨磁电阻的阻值随磁场的增强而减小。
三、作图题
11．如图是“探究电磁铁磁性强弱与线圈匝数关系”的实验电路，用笔画线代替导线，将电路连接完整（要求
滑动变阻器可以改变电路中的电流）。
【答案】
【解析】探究电磁铁磁性强弱与线圈匝数关系时，需要控制通过两个线圈的电流相同，线圈的匝数不同，
所以两个线圈应该是串联的；滑动变阻器采用一上一下的接法，实物图如下所示
12．闭合开关，小磁针静止在螺线管左侧，在图中括号内标出电源“ ”或“-”极，并用箭头标出图中磁感线方
向。
【答案】
【解析】由图可知，小磁针右侧为n 极，根据异名磁极相互吸引，则螺线管左侧对应为s 极，根据安培定
则可知，电流从右侧流入螺线管，则电源右侧为正极；在螺线管的外部，磁感线由n 极出发回到s 极，据
此画出磁感线方向，如图所示：
四、实验题
13．在“探究影响电磁铁磁性强弱的因素”实验中，实验器材有：两节新干电池、滑动变阻器、大头针、铁钉、
开关、导线等，实验过程如图所示。
（1）实验中，通过观察来比较电磁铁磁性的强弱；
（2）分析比较如图甲、乙所示两次实验现象，可以得出结论：电磁铁线圈的匝数一定时，通过电流越大，
电磁铁的磁性越；
（3）如图丙所示，将两个电磁铁串联在电路进行实验的目的是控制通过两个电磁铁的；分析实验现象可得
出结论：。
【答案】吸引大头针的数量强电流相同电流相同时，电磁铁的线圈匝数越多，磁性越强
【解析】（1）[1]电磁铁磁性强弱通过比较电磁铁吸引大头针的多少来反映，电磁铁吸引的大头针越多，电
磁铁磁性越强。
（2）[2]图乙中的滑动变阻器电阻小于甲的电阻，所以甲中通过线圈的电流小于乙中的电流；从图上可以看
出，乙中电磁铁吸引的大头针较多，表明乙中电磁铁的磁性强，说明通过电磁铁的电流越大，电磁铁的磁
性越强。
（3）[3][4]丙图中两电磁铁串联在电路中，通过的电流处处相等；右边的电磁铁的线圈匝数多，且它电磁铁
吸引的大头针较多，表明左面的电磁铁的磁性强，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。
14．小芳想探究“磁铁的磁性强弱是否与温度有关”。她设计甲电路：将一条形磁铁的一端固定在铁架台上，
另一端吸着一些小铁钉，用酒精灯给磁铁加热。
(1)经过一段时间后，当磁铁被烧红时，发现铁钉纷纷落下，从小芳的实验可得出的初步结论是；
(2)根据这一结论，他大胆设计了一个温度报警器，装置如图乙所示，图中的弹簧开关材质应该选用（选填“铜”、
“铁”或“铝”）。
【答案】磁体的温度越高，磁性越弱铁
【解析】(1)[1]磁体的磁性强弱不直观，转化为看的到的铁钉，磁性越强，吸引铁钉越多，开始铁钉较多，
给磁铁加热温度升高后，铁钉减少，磁性减弱，说明磁铁的温度越高，磁性减弱。
(2)[2]磁铁可以吸引铁、钴、镍等物质，所以弹簧开关材质应该选用铁。
一、单选题
1．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）效应而荣获2007
年度诺贝尔物理学奖。图中gmr 代表巨磁电阻，在磁场中，其阻值随磁场的逐渐变强而减小，闭合开关s
1
、
s
2
，下列说法中正确的是（ ）
a．电磁铁左端为n 极
b．电磁铁外部的磁感线从右端出发回到左端
c．将滑片p 向b 端滑动，电磁铁磁性变强
d．将滑片p 向a 端滑动，指示灯变暗
【答案】a
【解析】ab．闭合开关，电流从右端流入电磁铁，根据安培定则可得，电磁铁左端为n 极，磁感线从左端
出发回到右端，故a 正确、b 错误；
c．滑片向b 端滑动，电路中电阻变大，电流减小，电磁铁磁性变弱，故c 错误；
d．滑片向a 端滑动，电路中电阻变小，电流变大，电磁铁磁性变强，gmr 的阻值变小，指示灯所在电路的
电流变大，指示灯变亮，故d 错误。
故选a。
2．如图所示，条形磁铁放在粗糙程度相同的水平桌面上静止后，闭合开关s，滑片p 向下移动。下列说法
正确的是（ ）
a．电路中电流逐渐变小 b．条形磁铁所受摩擦力向左
c．通电螺线管的右端为s 极 d．滑片p 向下移动过程中，条形磁铁可能向左运动
【答案】d
【解析】bc．由图知，闭合开关s，电流从螺线管右侧流入；根据安培定则，右手握住螺线管，四指指向电
流的方向，则大拇指指向螺线管的右端，即为n 极；由于异名磁极相互吸引相互吸引，所以条形磁铁受到
水平向左的吸引力的作用，条形磁铁处于静止状态，水平方向上受力平衡，所以受到的吸引力和摩擦力是
一对平衡力，摩擦力的方向是水平向右的，故bc 错误；
ad．当滑片p 逐渐向下移动时，滑动变阻器连入电路的电阻逐渐变小，电路的总电阻变小，由欧姆定律可
知线圈中电流逐渐变大，则通电螺线管的磁性变强，对条形磁铁的吸引力变大，当大于摩擦力时，条形磁
铁可能会向左移动，故a 错误，d 正确。
故选d。
3．如图是说明巨磁电阻特性原理的示意图，其中gmr 是一个巨磁电阻，其阻值随磁场的增强而急剧减小。
闭合开关s
1
、s
2
，下列说法正确的是（ ）
a．电磁铁的右端为n 极
b．当滑片p 向左滑动时，电磁铁磁性减弱
c．当滑片p 向左滑动时，巨磁电阻的阻值增大
d．当滑片p 向左滑动时，指示灯变亮
【答案】d
【解析】a．如左图所示，利用安培定则判断电磁铁的左端为n 极、右端为s 极，故a 错误；
b．当滑片p 向左滑动时，滑动变阻器连入电路中的电阻变小，根据欧姆定律可知，左图电路中的电流变大，
电磁铁的磁性会增强，故b 错误；
cd．当滑片p 向左滑动时，滑动变阻器连入电路中的电阻变小，根据欧姆定律可知，电路中的电流变大，
电磁铁的磁性增强，gmr 的阻值变小，指示灯所在电路的总电阻变小，根据欧姆定律可知，通过指示灯的
电流变大，灯泡变亮，故c 错误，d 正确。
故选d。
4．如图是利用磁悬浮原理浮在空中的盆栽，盆栽底部有永磁体，底座内装有电磁铁。给盆栽慢慢浇水且水
没有渗出，盆栽始终处于悬浮状态，下列说法正确的是（ ）
a．盆栽受到的磁场力保持不变
b．底座对水平桌面的压强逐渐增大
c．若底座上端为n 极，盆栽下端可能为s 极
d．只改变底座内电流方向，盆栽还会处于悬浮状态
【答案】b
【解析】a．该盆栽悬浮的原理利用了同名磁极相互排斥，当盆栽悬浮在空中静止不动时，受的力是平衡力，
即盆栽的总重力和磁力大小相等，当浇水后重力变大，故磁力也变大，故a 错误；
b．影响压强的因素是压力和受力面积，当浇水后重力变大，磁力也变大，对桌面的压力也变大，根据
f
p
s

在压力变大，受力面积不变时，压强变大，故b 正确；
c．盆栽悬浮利用的同名磁极相互排斥，所以若底座上端为n 极，盆栽下端应为n 极，故c 错误；
d．改变底座内电流的方向，底座的磁极方向就会改变，底座与盆栽之间就会由同名磁极相互排斥改变为异
名磁极相互吸引，盆栽不会处于悬浮状态，故d 错误。
故选b。
【点睛】本题结合科技产品考查相关的物理知识，注重了物理知识的运用，体现了物理和科技的联系。
5．巨磁电阻（gmr）效应是指某些材料的电阻在磁场中随磁场的增强而急剧减小的现象，如图是说明巨磁
电阻特性原理图（电磁铁磁性随电流增大而增强），图中的gmr 是巨磁电阻，在电源电压u不超过指示灯
额定电压的条件下，闭合开关s
1
、s
2
，下列说法正确的是（ ）
a．当滑片向右滑动时，灯泡变亮
b．当滑片向右滑动时，灯泡变暗
c．当滑片向左滑动时，电磁铁磁性减弱
d．当滑片向左滑动时，gmr 两端电压增大
【答案】b
【解析】ab．当滑片向右滑动时，左边电路中滑动变阻器接入电路的电阻变大，根据欧姆定律可知，电路
中的电流变小，电磁铁的磁性减弱，gmr 的电阻变大。在右边电路中根据串联电路的分压规律可知，gmr