一、作品名称：实验研究：通电螺线管的特性
作者：姬翔宇
作者单位：山东省滕州市北辛中学
指导教师：姬忠志
二、制作的目的：利用自制的实验器材研究通电螺线管的特性，使实验现象更明显，实验效果变得更理想，研究的内容更全面。
三、仪器及用品：干电池6节、电流表、滑动变阻器、开关、螺线管、软铁、指针、细铁屑。
四、作品装置图及说明：
五、操作过程
1、研究影响磁性强弱的因素：
（1）、按图连接实物，把接线柱1、3连入电路：
当线圈中无铁芯时。
闭合开关，观察指针转动幅度。
（注：为了使实验效果明显，闭合开关后滑片P打在最小阻值处，让电路中的电流最大）
在线圈中插入铁芯，观察指针转动幅度。
结论：前后比较后发现：加入铁芯后磁性显著增强。
（2）、逐渐移动滑片P，当电流变大或变小时，观察指针转动幅度，
结论：磁场的强弱与电流的大小有关。
（3）、移动滑片P至电流表示数为一定值（如:让电流为0.4A），观察指针转动幅度；
把接线柱2、3连入电路，移动滑片P至电流表示数仍为一定值（如:让电流仍为0.4A）即只改变线圈匝数，观察指针转动幅度；
结论：磁场的强弱与线圈的匝数有关。
2、研究通电螺线管的极性：
把指针改换成磁针，可以很方便地判定出通电螺线管的极性。
3、研究通电螺线管的磁场分布规律
把实验板平放，均匀地撒上细铁屑，可清晰地观察到通电螺线管周围的磁场分布。
六、作品创新点及意义
本实验中利用转换法、组合法使实验现象更明显，实验效果变得更理想，研究的内容更全面。
（物理）物理电与磁测试题（含答案解析）(1)一、选择题1．如图中的a表示垂直于纸面的一根导线，它是闭合回路的一部分．它在下图所示各磁场中水平运动时，哪种情况不会产生感应电流（）A. B. C. D.【答案】B【解析】【解答】解：磁极间的磁感线是从N极指向S极，由图可知，ACD中的导体运动时都会切割磁感线，所以会产生感应电流；只有B没有切割磁感线，所以不会产生感应电流；故选B．【分析】能否产生感应电流，就要看图示的情景能否满足①闭合电路；②导体切割磁感线运动这两个条件．2．以下探究实验装置中，不能完成探究内容的是（）A. 磁极间相互作用规律B. 通电直导线周围存在磁场C. 磁性强弱与电流大小的关系D. 产生感应电流的条件【答案】C【解析】【解答】解：A、如图，据小磁针偏转的情况可以判断磁极间的作用规律，A选项能探究，故不符合题意；B、如图，该实验装置是奥斯特实验装置图，可探究通电导线周围存在着磁场，B选项能探究，但不符合题意；C、如图，该实验电路中电流大小不能改变，所以不能研究电磁铁磁性的强弱与电流大小的关系．故符合题意；D、如图，此时电路是闭合，导体在磁场中做切割磁感线运动时，能产生感应电流，D能探究，故不符合题意．故选C．【分析】（1）磁极间的作用规律是：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引；（2）据奥斯特实验可知，通电导线周围存在着磁场；（3）电磁铁磁性的强弱与电流的大小和线圈的匝数有关；（4）闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，电路中就会产生感应电流，该现象叫电磁感应现象．3．如图所示四个实验中，能说明电动机工作原理的是（）A.B.C.D.【答案】 D【解析】【解答】解：电动机的工作原理是：通电导体在磁场中受到力的作用；A、该装置是奥斯特实验，表明通电导线周围有磁场，A不符合题意；B、该装置没有电源，是发电机原理图，其原理是电磁感应现象，B不符合题意；C、该装置是研究电磁铁磁性强弱的实验装置，是电流的磁效应，C不符合题意；D、该装置有电源，是电动机原理图，表明通电的导体在磁场中受力的作用，D符合题意。
2019-2020学年春季人教版初中物理第一轮专题复习第二十章《电与磁》测试卷一、单选题(共15小题)1.如图所示的E、F、P、Q四点中，与图中A点磁场方向一致的是( )A．E点B．F点C．P点D．Q点2.如图所示，蹄形磁铁用悬线悬于O点，在磁铁正下方，固定一水平放置的长直导线，当导线中通以自左向右的电流时，蹄形磁铁发生的运动将是垂直纸面向外还是向里偏转( )A． N、S极同时向外偏转B． N、S极同时向里偏转C． N极转向外，S极转向里D． N极转向里，S极转向外3.如图所示是扬声器(喇叭)的结构图．当扬声器的线圈中通入携带声音的信息、时刻变化的电流时，线圈会在永久磁体的作用下受到力的作用并带动纸盆振动发声．下列说法中正确的是( )A．扬声器工作时是将机械能转化为电能B．扬声器的工作原理是通电线圈在磁场中受力运动C．扬声器中的永久磁体不会对线圈有作用力D．扬声器的工作原理与发电机的工作原理相同4.如图所示，在将磁铁插入铜质漆包线绕制的线圈的过程中，灵敏电流计(量程很小的电流表)的指针会向右摆动．则下列说法中正确的是( )A．条形磁体相当于“电源”B．若将磁铁拔出来，则灵敏电流计的指针将不会摆动C．上述过程中是把电能转化为机械能D．上述过程中的原理是电磁感应5.研究电磁感应现象的实验中，不需要使用的器材是( )A．电源B．磁体C．导线D．电流表6.电磁学的基本现象和规律在生产生活中有着广泛的应用，下列哪些器件工作时主要用到了电磁感应现象的是( )A．质谱仪B．电磁流量计C．金属探测仪D．电视机显像管7.用如图所示的实验装置，可以研究( )A．电磁铁的磁性强弱与电流大小的关系B．电磁感应现象及感应电流产生的条件C．通电导体在磁场中受到磁场力的作用D．通电导体所受磁场力方向与电流方向的关系8.扬声器发出悠扬的声音是将( )A．声信号转化为电信号B．电信号转化为声信号C．电信号进行放大D．声信号进行放大9.如图所示，用一弹簧测力计吊着一铁块，使铁块的下端靠近磁体的A端，并从A端慢慢地移动到B端，则在弹簧测力计移动的过程中，弹簧测力计示数的变化是( )A．先由大变小，后由小变大B．先由小变大，后由大变小C．由大变小D．由小变大10.关于扬声器的下列叙述正确的是( )A．扬声器是由铁芯、线圈和纸盆构成的B．扬声器的线圈中通有直流电，一定能发声C．扬声器中的线圈不振动，纸盆来回振动，才发出声音D．扬声器是根据同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引的原理制成的11.如图是“追风者”磁悬浮列车悬浮原理的示意图．该列车通过磁体之间的相互作用，悬浮在轨道上方，以提高运行速度，这里的相互作用是指( )A．异名磁极相互吸引B．同名磁极相互吸引C．异名磁极相互排斥D．同名磁极相互排斥12.下列是判断一根钢棒是否有磁性的几种方法，其中错误的是( )A．将钢棒的一端靠近大头针，若大头针被吸引，则钢棒有磁性B．将钢棒的一端靠近小磁针的S极，小磁针的S极被排斥，则钢棒有磁性C．用细线系在钢棒的中间并将钢棒悬挂起来，钢棒静止后总是指向南北，则钢棒有磁性D．将钢棒的一端靠近小磁针的N极，小磁针的N极被吸引，则钢棒有磁性13.把一根导线平行的拉到静止小磁针的上方，如图所示，当通有如图所示电流时，小磁针N极垂直纸面向里偏转，若电流方向改变时，小磁针的N极将( )A．向里偏转B．静止不动C．向外偏转D．不能确定14.通电螺线管磁性的强弱与下列哪个因素无关？( )A．螺线管的匝数多少B．电流的大小C．螺线管中电流的方向D．有无铁芯15.如图是一种水位自动报警器的原理示意图，当水位升高到金属块A处时( )A．红灯亮，绿灯灭B．红灯灭，绿灯亮C．红灯亮，绿灯亮D．红灯灭，绿灯灭二、填空题(共3小题)16.磁性材料在现代生活和科学技术中有着广泛的应用，研制新的磁性材料及其应用是现代高科技的一个重要方面，请你列举出两个磁性材料在生活或生产中应用的例子：______、______.17.如图所示的实验装置是研究________现象的．某同学在做这一实验时，他将磁铁的N、S极对调，然后观察导体的运动情况，其目的是研究________________，他要研究导体受力方向与电流方向的关系，应保持________方向不变，改变________方向，观察________得出结论．18.如图所示，当动圈式话筒工作时，声音使得膜片______，与膜片相连的线圈跟着做切割______运动产生感应电流，这就是________现象．三、实验题(共3小题)19.在探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”时，同学们提出了如下猜想：猜想A：电磁铁通电时有磁性，断电时没有磁性；猜想B：电磁铁磁性强弱与电流大小有关猜想C：电磁铁磁性强弱与线圈匝数有关．为了检验上述猜想是否正确，通过讨论同学们设计了以下方案：用漆包线(表面涂有绝缘漆的导线)在大铁钉上缠绕若干圈，制成简单的电磁铁，用电磁铁吸引大头针．实验中观察到如图所示的四种情景．根据实验方案和现象，完成下面问题：(1)通过观察________________，比较电磁铁的磁性强弱．(2)比较图中两图的实验现象，可以验证猜想的是____________________________________．20.小波在“探究通电螺线管外部磁场的方向”实验中，组装了如图(1)所示电路，实验时：(1)可通过观察________判断通电螺线管的磁极．(2)为了探究通电螺线管外部磁场的方向与电流方向是否有关？实验中是通过________来改变通电螺线管中电流的方向．(3)如图(2)所示是通电螺线管周围的有机玻璃板上的小磁针分布状态，观察可知通电螺线管的外部磁场与________的磁场相似．(4)本实验经过改进，还可以探究通电螺线管外部磁场的强弱与电流大小的关系．请说出一种你的改进方法______________________________________________．21.为了探究导体在磁场中怎样运动，才能在电路中产生电流，采用了图中所示的实验装置：(1)将细导线悬挂的导体放入蹄形磁体中，闭合开关，电流计指针不偏转，让导体在蹄形磁体中左右运动，电流计指针______偏转；断开开关，让导体在蹄形磁体中左右运动，电流计指针______偏转．(填”会“或”不会“)(2)将细导线悬挂的导体放入蹄形磁体中，闭合开关，让导体在蹄形磁体中竖直上下运动，电流计指针______偏转；让导体在蹄形磁体中斜向上或斜向下运动，电流计指针______偏转．(填”会“或”不会“)(3)综合以上实验现象可知，导体在磁场中运动产生电流的条件是：导体必须是______电路的一部分，且一定要做______的运动．(4)在这个试验中______能转化为了电能．四、简答题(共3小题)22.小明安装好直流电动机模型后，接通电源，发现线圈不转，请你帮他分析线圈不转的原因可能有哪些？至少写出三种？23.若把扬声器的线圈直接接在一节干电池的两端，那么扬声器能否发出持续的声音？为什么？24.如图所示，是一种安全门锁的工作原理示意图．保安室里的工作人员通过开关即可控制安全门锁的开、闭．请你根据示意图，分析安全门锁的工作原理．答案解析1.【答案】C【解析】磁体周围的磁感线是从磁体的N极出来，回到磁体的S极的；E、F的方向是水平向右的，Q的方向是斜向下指向S极，P点与A点是相同的，都水平向左．2.【答案】C【解析】假设磁体不动，导线运动，则有：根据右手螺旋定则可知，通电导线左边的磁场斜向下，而右边的磁场是斜向上，那么在导线两侧取两小段，根据左手定则可知，左边一小段所受的安培力方向垂直纸面向里，右侧一小段所受安培力的方向垂直纸面向外，从上往下看，知导线顺时针转动，当转动90度时，导线所受的安培力方向向上，所以导线的运动情况为，顺时针转动，同时上升．如今导线不动，磁体运动，根据相对运动，则有磁体逆时针转动(从上向下看)，即N极向纸外转动，S级向纸内转动．故C正确，ABD错误；3.【答案】B【解析】A、动圈式扬声器在工作过程中消耗了电能，把电能转化为机械能，故A错误；B、动圈式扬声器是把强弱变化的电流变成声音信号的装备，它利用了磁场对电流有力的作用的原理，故B正确；C、当线圈中有电流通过时，扬声器中的永久磁体会对线圈有作用力，故C错误；D、发电机的制作原理是电磁感应，而扬声器的工作原理是磁场对电流有力的作用，故D错误．4.【答案】D【解析】由于磁体的磁极磁性最强，即磁感线最为密集，故将条形磁体插入或拔出线圈时，相当于线圈做切割磁感线运动，故电路中会产生感应电流，该现象就是电磁感应现象，即消耗了机械能，产生了电能，且此时的线圈就相当于电源，故上述说法中D是正确的．5.【答案】A【解析】电磁感应现象实验装置如图：需要的器材有电流表、开关、导线、蹄形磁铁，没有电源．6.【答案】C【解析】A、质谱仪是利用电场加速，磁场使粒子偏转，不是电磁感应现象．故A错误．B、电磁流量计是利用电荷在磁场受力而偏转原理，不是电磁感应现象．故B错误；C、金属探测仪是利用了电磁感应现象而工作的．故C正确．D、电视机显像管利用了电流在磁场中的偏转原理，不是电磁感应现象；故D错误；7.【答案】B【解析】图中没有电源，即是闭合电路的一部分导体切割磁感线，从而产生感应电流，是研究电磁感应的现象及感应电流产生的条件的实验装置，与ACD选项无关，故故B正确．8.【答案】B【解析】扬声器是把电信号转换成声信号的一种装置．它主要由固定的永久磁体、线圈和锥形纸盆构成．由于通过线圈的电流是交变电流，它的方向不断变化，线圈就不断地来回振动，带动纸盆也来回振动，于是扬声器就发出了声音．9.【答案】A【解析】磁体的不同位置磁性的强弱不同，其中，两端最强称为磁极，中间最弱，几乎没有磁性．当铁块从条形磁铁的左端移动到右端过程中，在到达磁体中间的过程中，磁体对铁块的吸引力变小；从中间到最右端的过程中，磁体对铁块的吸引力变大．所以A端慢慢地移动到B端，弹簧测力计示数先由大变小，后由小变大．10.【答案】D【解析】A、扬声器组成部分有：永久磁体、线圈、锥形纸盆，故A错误；B、扬声器的线圈中通有变化的电流，产生变化的磁场，与永久磁体发生相互作用而带动纸盆运动而发声，故B错误；C、扬声器的线圈中通有变化的电流产生变化的磁场，与磁体发生相互作用而振动，从而带动纸盆运动而发声，故C错误；D、扬声器的线圈中通有变化的电流产生变化的磁场，和永久磁体通过磁极间的相互作用，而带动纸盆运动发出声音，故D正确．11.【答案】A【解析】同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引；据图可知，“追风者”磁悬浮列车悬浮是靠异名磁极相吸的原理工作的．12.【答案】D【解析】A、钢棒能够吸引铁屑，说明了钢棒具有磁体才具有的性质：能够吸引铁钴镍等物质，即钢棒有磁性．故A正确．B、小磁针具有磁性，而相斥说明了钢棒也具有磁性，因为只有同名磁极才会相斥．故B能达到目的，故B正确；C、具有磁体由于受到地磁场的作用，当其自由静止时，要指向南北方向，即磁体的指向性．故C能达到目的，故C正确．D、小磁针靠近钢棒，即使钢棒没有磁性，小磁针也会吸引钢棒．所以不能确定钢棒是否具有磁性．故D错误．13.【答案】C【解析】当如图所示通电时，小磁针N极垂直纸面向里偏转，说明磁针处在磁场中，即说明通电导体周围存在着磁场；电流方向改变时，通电导线的磁场方向也改变，磁场中小磁针的偏转方向也随之改变，故小磁针N极垂直纸面向外偏转．14.【答案】C【解析】影响通电螺线管磁性强弱的因素有：线圈的匝数、电流的强弱、螺线管中是否有铁芯，磁性的强弱与线圈中电流的方向无关，电流的方向可以改变螺线管的磁极．15.【答案】A【解析】当水位达到金属块A时，控制电路接通．电路中有了电流，电磁铁有磁性，向下吸引衔铁，使动触点与绿灯所在电路的静触点分开，绿灯灭．与红灯所在电路的静触点接通，导致了红灯所在的电路接通，红灯亮．故现象为：红灯亮，绿灯灭．16.【答案】磁卡磁盘【解析】17.【答案】通电导体在磁场中受力通电导体受力方向和磁场方向是否有关磁场电流导体的运动方向【解析】图示的实验装置中，有电源，通电导体在磁场中，研究通电导体在磁场中受力情况．某同学在做这一实验时，将磁铁的N、S极对调，电流方向不变，其目的是研究通电导体受力方向和磁场方向是否有关；他要研究导体受力方向与电流方向的关系，应保持磁场方向不变，改变通过导体的电流方向，观察导体的运动方向，从而得出结论．18.【答案】振动磁感线电磁感应【解析】(1)声音由物体的振动产生；当动圈式话筒工作时，声音使得膜片振动；(2)线圈在磁场中的振动，实际上是线圈在做切割磁感线运动，从而产生感应电流，这是电磁感应现象．19.【答案】(1)电磁铁吸引大头针的多少(2)图AB验证猜想A 图BC可以验证猜想B图D可以验证猜想C【解析】(1)磁铁磁性强弱用电磁铁吸引大头针的多少来反映．(2)图AB，电磁铁通电流，电磁铁有磁性，断电流，电磁铁没有磁性．图BC，电磁铁线圈相同，图B中滑动变阻器接入电路电阻大，电流小，电磁铁吸引大头针少，所以在线圈一定时，探究电磁铁磁性跟电流大小有关．图D，两个电磁铁串联在电路中，电流相同，线圈匝数越多，吸引大头针越多，所以在电流一定时，探究电磁铁磁性强弱跟线圈多少有关．20.【答案】(1)小磁针N极的指向(2)对调电源正负极(3)条形磁体(4)增加电池节数或串联一个滑动变阻器(或电阻等)【解析】(1)利用通电螺线管周围的小磁针N极的指向可以确定通电螺线管的极性；(2)小明改变电源的正负极后，螺线管中的电流方向发生了改变，小磁针的N极指向与原来相反，说明磁场的方向相反，由此可以确定，螺线管磁场的方向与电流方向有关．(3)根据图示的通电螺线管周围的小磁针的排布情况和螺线管周围磁感线的形状，可以确定通电螺线管周围磁感线的形状是纺锤形的，这与条形磁体周围磁场分布相似．(4)要探究螺线管的磁场强弱与电流大小的关系，就要改变螺线管中的电流大小，而在原电路中，电流的大小是无法改变的，因此要在电路中再串联入一个滑动变阻器即可，因为滑动变阻器可以通过改变其接入电路的电阻的大小来改变电路中的电流大小．21.【答案】(1)会不会(2)不会会(3)闭合切割磁感线(4)机械【解析】(1)将细导线悬挂的导体放入蹄形磁体中，闭合开关，没有切割磁感线，电流计指针不偏转；让导体在蹄形磁体中左右运动，导体切割磁感线，有感应电流产生，电流计指针会偏转；断开开关，让导体在蹄形磁体中左右运动，虽然导体切割磁感线，但由于开关断开，电路没有电流，电流计指针不会偏转；(2)将细导线悬挂的导体放入蹄形磁体中，闭合开关，让导体在蹄形磁体中竖直上下运动，导体没有切割磁感线，没有感应电流产生，电流计指针不会偏转；闭合开关，让导体在蹄形磁体中斜向上或斜向下运动，导体做切割磁感线运动，有感应电流产生，电流计指针会偏转；(3)综合(1)(2)中的实验现象可知，导体在磁场中运动产生电流的条件是：导体必须是闭合电路的一部分，且一定要做切割磁感线的运动．(4)此实验中消耗了机械能，获得了电能，是将机械能转化为电能的过程．22.【答案】电动机模型通电后不能转动，则发生故障的原因可能是：线圈此时可能处在平衡位置，磁铁可能失去磁性或磁性减弱，换向器中电刷、铜半环之间可能接触不良等．【解析】电动机的原理是利用了通电线圈在磁场中受力转动，故应从磁铁是否有磁性及线圈中是否有电流、线圈是否在平衡位置检查．23.【答案】答：若把扬声器的线圈直接接在一节干电池的两端，那么扬声器不能发声，因为虽然扬声器是把电信号转化为声信号的装置，但所转化的电流的大小和方向都是变化的，而干电池输入扬声器的电流大小和方向都是不变的．【解析】解答本题要对扬声器的工作过程有清楚的了解．扬声器的线圈中通过携带声音信息、时刻变化的电流，使得在一个瞬间和下一个瞬间产生不同方向的磁场，线圈就不断地来回振动，纸盆也就振动动起来，便发出了声音．24.【答案】闭合开关后，电磁铁中有电流通过，电磁铁具有磁性，能吸引铁质插销使门锁打开，并且弹簧被拉长；断开开关后，电磁铁中无电流通过，电磁铁会失去磁性，铁质插销会在弹簧弹力的作用下插入插槽，门锁关闭．【解析】电磁铁通电后具有磁性，能够吸引铁等物质，电磁铁中没有电流时，电磁铁不具有磁性．。
浙教版八年级下科学同步学习精讲精练第1章电与磁1.2-2电与磁——电磁铁磁性的强弱目录 (1) (1) (2) (3) (6)影响电磁铁磁性强弱的因素电磁铁的磁性强弱除了与是否带铁芯有关外，还与以下因素有关：(1)与电流的大小有关：当电磁铁线圈的匝数一定时，通过线圈的电流越大，磁性越强。
可用如图所示电路进行探究。
(2)与线圈匝数的多少有关：当电流一定时，电磁铁线圈的匝数越多，它的磁性越强。
可用如图所示电路进行探究。
活动：探究影响电磁铁磁性强弱的因素提出问题：影响电磁铁磁性强弱的因素有哪些?建立假设：影响电磁铁(带有铁芯的通电螺线管叫做电磁铁)磁性强弱的因素可能有：①电流的大小；②电磁线圈的匝数；③电流的方向；④电磁线圈中是否插人铁芯…设计实验：①将“电磁铁的磁性强弱”转换为“吸引小铁钉的个数”来判断；②因为涉及多个自变量，所以研究的主要方法是控制变量法；③设计的实验电路图如图所示。
实验现象及分析：①其他条件不变，当电流越大时，电磁铁吸引的小铁钉个数越多，说明电磁铁的磁性随电流的增大而增强；②其他条件不变，线圈匝数越多的电磁铁的磁性越强，说明电磁铁的磁性强弱随线圈匝数的增多而增强；③改变电流方向对电磁铁的磁性强弱没影响，说明电磁铁的磁性强弱与电流方向无关；④其他条件不变，在线圈中插入铁芯，电磁铁的磁性增强，说明电磁铁的磁性与线圈中有无铁芯有关，有铁芯时磁性比没铁芯时强。
结论：电磁线圈的匝数越多，通过线圈的电流越强，线圈磁性越强；插入铁芯，线圈的磁性大大增强。
【常考1】电磁铁【例2】许多自动控制的电路中都安装有电磁铁。
有关电磁铁，下列说法中正确的是( )A.电磁铁的铁芯，可以用铜棒代替B.电磁继电器中的磁体，可以使用永磁铁C.电磁铁磁性的强弱只与电流的大小有关D.电磁铁是根据电流的磁效应制成的【答案】D【解析】本题主要考查电流的磁效应以及影响电磁铁磁性强弱的因素。
解A.电磁铁的铁芯需用软磁性材料制成，铜不是磁性材料，故不可以用铜棒代替，故A错误；B.电磁铁不是永久磁铁，它的磁性的有无跟电流的通断有关，所以电磁继电器中的磁体，不能使用永磁铁，故B错误；C.电磁铁的磁性强弱与电流的大小和线圈的匝数有关，故C错误；D.电磁铁是利用电流的磁效应制成的，故D正确。
