2019年中考物理实验专题复习——探究影响电磁铁磁性强弱的因素的实验(答案解析)

2019年中考物理实验专题复习——

探究影响电磁铁磁性强弱的因素的实验

答案解析

1．（2018?长沙）小明同学在做“探究通电螺线管外部的磁场分布”实验时，实验装置如图所示。

（1）闭合开关后，螺线管周围小磁针的指向如图所示，小明根据螺线管右端小磁针的指向判断出螺线管的右端为N极，则可知电源的A端为正极；

（2）当电源的正负极方向对换时，小磁针a的南北极指向也对换，由此可知：通电螺线管的外部磁场方向与螺线管中导线的电流方向有关。

【分析】（1）已知螺线管的右端为N极，再由绕向，结合右手螺旋定则，即可确定电源的正负极。

（2）通电螺线管外部磁场方向与螺线管中的电流方向和线圈的绕法有关。

【解答】解：（1）已知螺线管的右端为N极，根据右手螺旋定则，结合导线绕向，大拇指指向N极，四指指向电流的方向，则电源右端是正极，左端是负极。

（2）当电源的正负极方向对换时，即改变螺线管中的电流方向，小磁针a的南北极指向也对换，由此可知：通电螺线管外部磁场方向与螺线管中的电流方向有关。

故答案为：（1）正；（2）电流。

【点评】本题考查了右手螺旋定则和磁极间的相互作用规律。要求能熟练应用右手螺旋定则，由电流方向判断磁极方向，或由磁极方向判断电流方向。

2．（2018?武汉）图甲是“探究通电螺线管外部的磁场分布”的实验装置。

（1）为了使通电螺线管的磁场增强，可以在螺线管中插入一根铁棒。

（2）闭合开关，小磁针A静止后的指向如图甲所示，小磁针的左端为S 极。在通电螺线管四周不同位置摆放多枚小磁针后，我们会发现通电螺线管外部的磁场与条形磁体的磁场相似。

（3）如果把一根导线绕成螺线管，再在螺线管内插入铁芯，就制成了一个电磁铁。图乙所示的实例中没有应用到电磁铁的是动圈式话筒（填实例名称）。

【分析】（1）影响电磁铁磁性强弱的因素：电流的大小、线圈的匝数、是否有铁芯插入。电流越大，匝数越多，有铁芯插入，磁性越强；

（2）根据螺线管中的电流方向，利用安培右手定则确定通电螺线管的两极，再利用磁极间的作用规律可以确定小磁针的N、S极；

通电螺线管的磁场分布与条形磁体相似；

（3）带有铁芯的通电螺线管就是电磁铁。

【解答】解：

（1）通电螺线管磁性的强弱与电流的大小、线圈的匝数及是否有铁芯插入有关，所以为了使通电螺线管的磁场增强，可以在螺线管中插入一根铁棒；

（2）根据图示的线圈绕向可知，螺线管外侧电流的方向是从下到上，利用安培定则可知通电螺线管左侧为N 极、右侧为S极；由于异名磁极相互吸引，所以当小磁针自由静止时，所以小磁针的左端为S极，右端为N 极；通电螺线管的磁场分布与条形磁体相似，都是具有两个磁性较强的磁极；

（3）通电时，电磁铁有电流通过，产生了磁性，把小锤下方的弹性片吸过来，使小锤打击电铃发出声音，同时电路断开，电磁铁失去了磁性，小锤又被弹回，电路闭合，不断重复，电铃便发出连续击打声，应用了电磁铁；

水位自动报警器是通过控制电磁铁中电流有无来控制工作电路用电器的开关，应用了电磁铁；

动圈式话筒的原理是电磁感应现象，没有应用到电磁铁。

故答案为：（1）增强；（2）S；条形；（3）动圈式话筒。

【点评】本题考查了影响电磁铁磁性强弱的因素、磁极间的相互作用及安培定则的应用以及电磁铁的应用，属于综合性题目。

3．（2018?枣庄）在探究“通电螺线管的外部磁场”的实验中，小明在螺线管周围摆放了一些小磁针。（1）通电后小磁针静止时的分布如图甲所示，由此可看出通电螺线管外部的磁场与条形的磁场相似。（2）小明改变通电螺线管中的电流方向，发现小磁针指向转动180°，南北极发生了对调，由此可知：通电螺线管外部的磁场方向与螺线管中电流方向有关。

（3）小明继续实验探究，并按图乙连接电路，他先将开关S接a，观察电流表的示数及吸引大头针的数目；再将开关S从a换到b，调节变阻器的滑片P，再次观察电流表的示数及吸引大头针的数目，此时调节滑动变阻器是为了控制两次实验的电流大小不变，来探究通电螺线管磁场强弱与线圈匝数的关系。

【分析】（1）通电螺线管的磁场分布与条形磁体相似；

（2）通电螺线管外部磁场方向与螺线管中的电流方向和线圈的绕法有关；

（3）影响螺线管磁性强弱的因素有电流的大小和线圈匝数的多少，在实验中，应注意控制变量法的运用。【解答】解：（1）通电螺线管的磁场分布与条形磁体相似，都是具有两个磁性较强的磁极；

（2）如果改变螺线管中的电流方向，发现小磁针转动180°，南北极所指方向发生了改变，由此可知：通电螺线管外部磁场方向与螺线管中的电流方向有关。

（3）实验中，他将开关S从a换到b上时，连入电路的线圈匝数发生了变化，为了保证电流不变，应调节变阻器的滑片P，控制两次实验的电流大小不变，再次观察电流表示数及吸引的回形针数目，这样才能探究出通电螺线管磁场强弱与线圈匝数的关系。

故答案为：（1）条形；（2）电流；（3）控制两次实验的电流大小不变；通电螺线管磁场强弱与线圈匝数。【点评】本题考查了螺线管磁场的特点、磁极方向的判断等，注意通电螺线管的磁极极性与电流的方向和线圈的绕法有关。

4．（2018?绥化）在“探究影响电磁铁磁性强弱的因素”的实验中，电源电压恒定，大、小铁钉各自完全相同，进行如图所示的甲、乙、丙三次实验。甲图中大铁钉的N极是钉帽（选填“钉尖”或“钉帽”）。通过观察甲、乙两次实验现象，得出的结论是在线圈匝数相同时，电流越大，磁性越强；通过观察丙图实验现象得出的结论是在电流一定时，线圈的匝数越多，磁性越强。将甲图中的小铁钉换成小钢钉进行实验，断开开关后，发现的有趣的实验现象是小钢钉不会掉下来。

【分析】根据安培定则判定大铁钉的N极；

根据甲乙中的相同点和不同点，利用控制变量法分析；

钢是永磁体。

【解答】解：

由图可知，甲图中铁钉的电流的方向是从左向右的，根据安培定则可知，钉帽端为N极；

通过观察甲、乙两次实验可知，线圈的匝数相同，滑动变阻器接入电路的电阻不同，乙的电阻小，通过的电

流大，乙中铁钉吸引的大头针个数多，故结论为：在线圈匝数相同时，电流越大，磁性越强；

由丙图可知，该电路为串联电路，电流相同，线圈匝数不同，匝数越多的吸引的大头针多，故结论为：在电流一定时，线圈的匝数越多，磁性越强；

将甲图中的小铁钉换成小钢钉进行实验，由于钢是永磁体，被铁钉磁化后，断开开关，仍具有磁性，故小钢钉不会掉下来。

故答案为：钉帽；在线圈匝数相同时，电流越大，磁性越强；在电流一定时，线圈的匝数越多，磁性越强；小钢钉不会掉下来。

【点评】此题是探究影响电磁铁磁性强弱的因素实验，实验中应用了转换法，利用电磁铁吸引大头针的多少来判断电磁铁磁性的强弱；同时应用了控制变量法，要知道电磁铁的磁性强弱与电流的大小和线圈匝数有关，要研究电磁铁磁性与其中一个量的关系，需要控制另一个量。

5.（2017年菏泽）电磁铁的磁性强弱与它的匝数和通过它的电流有关。为了证明“电磁铁的磁性强弱与匝数有关”，小美用两个匝数不同的电磁铁（电阻不同）设计了二种连接方式：

A.将两个电磁铁直接串联在电路中

B.将两个电磁铁直接并联在电路中

（1）以上二种设计中，你认为正确的是（）

（2）简述你的理由___________________。

【解答】解：

（1）A （2）电磁铁的磁性强弱与它的匝数和通过它的电流有关，那么要想研究“电磁铁的磁性强弱与匝数有关”，就必须控制通过它们的电流相同，由于它们的电阻不同，并联时的电流就不同，而串联可以使它们的电流相同。

6、（2017年通辽）为了探究电磁铁的磁性强弱跟哪些因素有关，小明同学用漆包线（表面涂有绝缘漆的导线）在大铁钉上绕若干匝，制成简单的电磁铁，如图所示．用此装置去吸引大头针，甲、乙、丙、丁为实验

中观察到的四种情况．

（1）实验中通过电磁铁；判断电磁铁磁性的强弱，这一方法体现了转换的思想．

（2）比较两图可知：线圈匝数相同时，电流越大磁性越强．

（3）根据图丁可以得出的结论是．

【考点】探究影响电磁铁磁性强弱的因素的实验．

【分析】（1）磁性的强弱是无法直接观察的．利用磁性的不同产生的磁力不同来认识电磁铁磁性的强弱不同，此题中就是利用电磁铁吸引大头针数目的不同来反映磁性强弱的不同的，这是一种转换的方法；（2）（3）电磁铁磁性强弱的影响因素：电流大小、线圈匝数多少、有无铁芯．电流越大，匝数越多，有铁芯时电磁铁的磁性越强．

【解答】解：

（1）线圈的磁性越强，吸引的大头针越多；所以可以根据吸引大头针的多少判断电磁铁磁性的强弱，这是转换法．

（2）乙图和丙图线圈的匝数相同，丙的电流大，磁性强．说明电磁铁的电流越大，磁性越强．

（3）由丁图可知，两个线圈串联，通过的电流相同．线圈匝数多的吸引大头针多，说明磁性强．

故答案为：（1）吸引大头针数目的多少；（2）乙、丙；（3）电流一定时，匝数越多，磁性越强．