暑假作业09 电生磁（巩固培优）科学浙教版八年级下册（原卷版）

暑假作业09电生磁

一、直线电流的磁场

1.通电指导线周围存在磁场

【奥斯特实验】

触接触接

N'

T卬通电'T乙断电1内改变电流方向

【实验方案】1.在小磁针上方放置一根与小磁针平行的直导线，当给直导线通电时，可观察到小磁针发生

了偏转。电路断电后，小磁针不发生偏转。

【实验结论】1.小磁针受到了力的作用，通电导线的周围存在磁场。

【实验方案】2.改变甩流方向，观察到小磁针偏转方向发生改变。

【实验结论】2.通电导线周围的磁场方向与电流的方向有关。

【注意事项】小磁针应与导线平行放置，而导线应该南北放置，避免地磁场的干扰。

2.电流的磁效应

(1)概念：通电导线周围存在着与电流方向有关的磁场，这种现象叫做电流的磁效应。电流磁效应是丹麦

物理学家奥斯特通过实验首先发现的。奥斯特实验第一次揭示了电与磁之间的联系，即电可以产生磁。

(2)直导线周围的磁场：以导线上各点为圆心的一个个同心圆，离直线电流越近，磁性越强，反之越弱。

安培定则(右手螺旋定则)：大拇指指向电流方向，四指环绕是磁场方向。

二、通电螺线管的磁场

1.通电螺线管的磁场

(1)形状：磁场跟条形磁体的磁场是相似的。

(2)磁场方向：通电螺线管的磁极方向跟电流方向有关。

(3)安培定则：四指环绕电流方向，大拇指指向N极。

(4)磁场强弱：电磁线圈的匝数越多，通过线圈的电流越大，线圈的磁性越强：插入铁芯，线圈的磁性大

大增强。

2.通电螺线管磁场探究

方法：转换法、控制变量法

是否有磁性：用小铁钉是否被吸引探究是否有磁性；

磁性强弱：用铁钉吸引的数目反唳通电螺线管磁性强弱；控制底数不变改变电流或控制电流不变改变匝数。

磁场分布：在穿过螺线管的有机玻璃板上均匀地撒上铁屑，通电后轻敲玻璃板(防止摩擦干扰)，观察铁

照的分布规律。

三、磁场和磁感线

1.电磁铁

(1)定义：电磁铁是一个内部插有铁芯的螺线管。

隼里印芯

JJJJ7,线菅

(2)影响电磁铁磁性强弱的因素

控制变量法：①电流大小；②有无铁芯；③线圈匝数的多少

结论①：在电磁铁线圈匝数相同时，电流越大，电磁铁的磁性越强。

结论②：电磁铁的磁性强弱跟有无铁芯有关，有铁芯的磁性越强。

结论③：当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。

(3)电磁铁的优点

①电磁铁磁性有无，可由电流的有无来控制。

②电磁铁磁性强弱，可由电流大小和线圈匝数的多少来控制。

③电磁铁的磁性可由电流方向来改变。

（4）电磁铁的应用：电磁起重机、磁悬浮列车、电磁选矿机、电铃、电磁自动门等。

2.电磁继电器

概念及作用：电磁继电器是由电磁铁控制的自动开关。使用电磁继电器可用低电压和弱电流来控制高电压

和强电流，还可以实现远距离操纵和自动控制。

构造：电磁继电器的结构如图所示，它由电磁铁A、衔铁B、弹簧C、触点D组成。

工作原理：

控制电路开关闭合一电磁铁通电有磁性一吸引衔铁一工作电路触点接通一用电器工作：

控制电路开关断开一电磁铁断电失磁一弹簧把衔铁拉回一工作电路断开一用电器停止。

四、信息的磁记录

原理：利用磁化一一磁头把电信号转为磁场变化，使磁带/磁盘表面的磁性颗粒按信号“排列”，记录信息;

读取时反向还原。

应用：磁带、硬盘、信用卡磁条等。

优点：可反复擦写；缺点：怕强磁场、怕高温潮湿（磁化/消磁）。

一、直线电流的磁场（共3小题）

1.为了形象地描述磁体周围的磁场分布，英国物理学家法拉第引入了磁感线模型。下列磁体周围磁感线画

法正确的是（）

2.甲、乙两同学做了如图所示的实验：在静止的小磁针上方平夕亍地放一根直导线，闭合开关，原来静止的

小磁针沿顺时针方向转动了。对于•小磁针转动的原因，两同学有如下假设；

T

甲：因为导线通电会发热，造成导线周围空气温度升高，空气的对流运动使磁针偏转。

乙：因为电流周围会产生磁场，磁场对磁针产生了力的作用。

请据此回答：

（1）没通中.时，静止小磁针的N极总会指向地理的o（填“南方”或“北方”）

（2）两同学讨论后，设计了以下实验来验证哪一个观点是正确的。他们调换电池的正负极，闭合开关，如

果乙同学的假设是正确的，预计应该看到的现象是小磁针沿（填“顺时针”或“逆时针”）方向偏

转。

3.科学家奥斯特在1820年发现了电流的磁效应。某学习小组，想重现奥斯特的发现，进行了实验一：他

们将一根通甩导线放置于东西方向（如图甲），观察到导线下方的小磁针偏转不明显。

电流周围的磁场到底是怎么分布的呢？学习小组又进行了实验二：把•根直导线穿过•块水平放置的硬纸

板，在纸板上均匀撒上一薄层铁粉，在导线中通以电流并轻轻敲击纸板，结果出现了如图乙所示的现象。

1/1/

甲乙丙

（1）实验一，为了使小磁针偏转明显，考虑地磁场的影响，该如何放置通电导线：；

（2）实验二，敲击纸板的目的是；

（3）上下移动纸板重复实验二，得到了类似的现象，由此可知，在直线电流周围的磁场中，磁感线分布在

垂直于通电导线的所有平面上，是以电流为中心的一系列：

（4）在纸板上围着导线对称地放上四枚小磁针，先后在导线中接通自下而上和自上而下的电流，小磁针指

向如图丙所示，由此可以得到的结论是o

二、通电螺线管的磁场（共5小题）

4.如图所示，小磁针处于静止状态，闭合开关，小磁针几乎不发生偏转的是（）

5.如图，一条形磁铁放在水平桌面上，电磁铁固定于条形磁铁附近并正对条形磁铁。开关闭合前后，条形

磁铁均处于静止状态。下列说法中正确的是（）

A.闭合开关前，条形磁铁受到桌面向左的摩擦力

B.闭合开关后，电磁铁的左端为N极，右端为S极

C.滑片P向4移动过程中，若条形磁铁始终处于静止状态，则它受到桌面的摩擦力大小保持不变

D.滑片P向4移动过程中，若条形磁铁开始在桌面上运动，则它受到桌面的摩擦力大小保持不变

6.实验小组在“探究通电螺线管的磁场”实验中，采用了如图甲所示的实验装置…

甲乙

（1）在嵌有螺线管的硬纸板.上均匀地撒满铁屑，给螺线管通电后，只有少量铁屑发生移动；此时应

纸板（填写操作方法），利用惯性使铁屑与纸板微微分离，从而减小铁屑与纸板间的,细铁屑的

排列如图乙所示；

（2）由此可以判断，通电螺线管外部的磁场分布与磁铁（选填“条形''或“蹄形”）周围的磁场分布是

相似的；

（3）小明还想探究通电螺线管外部磁场的方向与电流方向是否有关，必须增加的器材是______o

7.如图所示，在“探究通电螺线管外部磁场的方向”实验中：

（1）小磁针的作用：。

（2）将电池的正、负极对调，重复上述实验，是为了探究通电螺线管外部磁场的方向与方向的关系。

（3）在螺线管外部A、B两处放置小磁针，闭合开关，发现A处小磁针发生偏转，而B处小磁针不偏转，

试说明B处小磁针不偏转的可能原因：o

（4）观察到实验现象后，应立即断开开关，是为了。

8.为了探究电磁铁的磁性强弱跟哪些因素有关，小科同学用漆包线（表面涂有绝缘漆的导线）在大铁钉上

绕若干匝，连接电路，如图中甲、乙、丙、丁为实验中观察到的四种情况。

（1）比较乙、丙两图，可通过观察来判断电磁铁磁性的强弱；

（2）利用图丁探究电磁铁磁性强弱与线圈师数的关系，将两个电磁铁串联的目的是:小科

将滑动变阻器滑片移到最右端时，两个电磁铁吸引铁钉的数量均为0,小明认为此时两个电磁铁的磁性

都消失了。请你写出简要的实验思路来检验小明的观点：o

（3）利用上述结论分析图戊，下列措施中能使图中电磁铁磁性减弱的是一。

A.滑片P向右移动，其他条件不变

B.滑片P向左移动，其他条件不变

C.开关S由1扳到2,其他条件不变

D.电源的正负极对调，其他条件不变

三、电磁铁和电磁继电器（共5小题）

9.搬运杂乱的废钢铁是件很麻烦的事，用电磁铁就省事多了。通电时电磁铁能吸引废旧钢铁，搬到别处时

断开电流，废旧钢铁自动落下。这是因为（）

A.电磁铁的磁性有无由电流的有无来控制

B.电磁铁的磁力强弱由电流的大小决定

C.电磁铁的磁极由电流的方向决定

D.电磁铁也具有普通磁铁的特点，有两个磁极

10.冬季，汽车后风窗玻璃上常会形成一层薄霜，为保障行车安全，后风窗玻璃需装有加热除霜电路。图

中是榕榕设计的加热除霜电路，它由控制电路和受控电路组成。R/的阻值随温度的升高而增大，当开

关S闭合时，加热过程中，玻璃温度升高至设定温度时，触点D、E恰好脱开。

（1）开关S闭合后，线圈A通电后具有磁性，A的上端磁极是一极。

（2）电磁铁是电磁继电器的重要部件，其工作主要原理是一（填字母）。

A.电磁感应

B.电流周围存在磁场

C.通电线圈在磁场中转动

（3）使用一段时间后，控制电路电压U/变小了，除雾效果变差了，为了能达到良好的除雾的效果，提出

一种改进措施。

H.为保证旅客上下车安全，需在车门开启警示灯。小宁选用湿敏电阻设计了如图乙所示的模拟电路。问:

选择图甲中的（填“R广或“&”）湿敏电阻，将它串联在图乙电路中的（填或位置,

闭合开关，当空气潮湿，能见度低时警示灯随湿度变化自动调整亮度，并不断闪烁。

12.小宇同学参加了学校研究性学习小组，探究了“研究磁体的磁性强弱是否与温度有关”的课题。他的实验

如下：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，如图甲

所示，经过一段时间后，当磁铁被烧红时，发现铁钉纷纷落卜工

¥

（1）从小宇的实验可得出的初步结论是

（2）根据这一结论，小宇大胆设计了一个温度报警器，如图乙所示，请简述它的工作原理.：当温度逐渐升

高时，磁铁无法（填：“排斥”或“吸引”）弹簧开关，从而使电铃报警。

（3）同组的同学却认为小宇设计的温度报警器没有如图丙所示的这种设计好。请你比较两种温度报警器，

指出小宇设计中的不足之处0

13.小科同学利用热敏电阻设计了一个“过热自动报警电路”，如图甲。将热敏电阻R安装在得要探测温度

的地方，当环境温度正常时，继电器的衔铁与上触点接触，与卜触点分离，指示灯亮；当环境温度超

过某一值时，继电器的衔铁与上触点分离，与下触点接触，警铃响。图乙是热敏电阻A的阻值随温度

变化的图像。

（1）由图乙知，热敏电阻的阻值随温度升高而（填“增大”或“减小”）。

（2）图甲中警铃的接线柱。应与接线柱__________（选填或"B”）相连，指示灯的接线柱D应与余下的接

线柱相连。

（3）图甲中已知控制电路中的电源电压为8伏特，当电磁铁线圈中电流达到200亳安时，衔铁刚好被吸住。

%电阻为10欧，请列式计算警铃报警时最低的环境温度。

（4）若要提高警铃报警的最低环境温度，请你提出一种电路改进方法：

1.赭觅电磁寐电寤而应用

（1）水位自动报警器的逻辑拆解

装置结构：一个水槽，里面竖着一根导线（金属棒），水槽底部有另一根导线。当水位上升淹没金属棒时，

水和金属棒构成导体，接通控制电路。

工作逻辑：

水位低时（金属棒未接触水面）一控制电路断开一电磁铁无磁性->弹簧拉回衔铁一动触片与上方触

点接触一绿灯亮（表示安全）。

水位上升到淹没金属棒时一水和金属棒接通控制电路一电磁铁有磁性一吸下衔铁一动触片与下方

触点接触一红灯亮（或电铃响）（表示报警）。

（2）温度自动报警器的类似逻辑

水银温度计中有一段金属丝插入水银柱上方。

当温度升高到设定值时，水银柱上升到接触金属丝一控制电路接通一电磁铁吸衔铁一电玲响（报警）。

注意：水银是金属（液态），能导电，所以水银柱本身充当了控制电路的“开关”。

2.要点提炼

遇到电磁继电器装置图，第一步：找到电磁铁线圈，圈出控制电路：第二步：找到衔铁和弹簧，判断“吸

下时”和“弹回时”分别接通哪条支路；第三步：根据题目条件（水位/温度/光照变化），判断控制电路是

通还是断，进而推出哪个用电器工作。

不要被装置图的复杂外观迷惑，本质就是“低压控制高压、小电流控制大电流”。

wa巩固提升练

一、选择题

1.如图，A是悬挂在弹簧测力计下的条形磁铁，B是螺线管，闭合开关，待弹簧测力计示数检定后，将滑

动变阻器的滑片缓慢向右移动的过程中，下列说法正确的是（）

A.电压表示数变大，电流表示数也变大

B.电路中电流变小

C.螺线管上端是N极，弹簧测力计示数变小

D.电压表与电流表示数比值不变

2.用表面涂有绝缘漆的漆包线绕在铁钉上做成了电磁铁。如图所示是电磁铁和其他实验器材组成的电路来

研究电磁铁磁性的实验。闭合开关后，下列说法正确的是（）

A.实验中用电流表示数的大小来反映电磁铁磁性的强弱

B.电磁铁的上端是N极

C.将铁钉换成铜棒会使磁性增强

D.滑片P向右移动，电磁铁吸引大头针的数目会增多

3.根据小磁针的指向和磁感线的方向判断，下图所示的四幅图中错误的是（）

SO-NS<►N

D.皿

C.

4.下列实验操作中，不能验证“电磁铁磁极与电流方向有关''的是（）

A.改变电池正负极连接

B.增加线圈匝数

C.调换铁钉两端导线

D.观察指南针偏转方向

5.如图所示，用水平恒力/拉着一块磁性物体在水平面上做匀速直线运动，当磁性物体到达电磁铁AB的

正下方时，立即闭合开关S,则对磁性物体运动状态的判断正确的是（）

A.仍保持匀速

B.立即加速

C.立即减速

D.立即停止

6.酒精测试仪是一种测试驾驶员是否酒后驾驶机动车的电子仪器。闭合开关，当驾驶员持续对测试仪吹气

时，若仪器显示红灯亮绿灯灭，说明其体内酒精含量超标涉嫌酒后驾驶：若仪器显示绿灯亮红灯灭,

说明未酒后驾驶。下列电路设计中气敏电阻凡的阻值随酒精含量的增大而减小，其中符合上述要求的

是（）

7.某款儿童防走丢手环内部电路如图所示，电源电压U=3V,磁敏电阻心的阻值随孩子与家长的距离增

大而减小。当控制电路中的电流220mA时，衔铁吸合，电铃工作，实现报警，若需更近距离实现报警,

下列做法可行的是（）

A.适当增大控制电路电源电压■

B.适当增大滑动变阻器R的阻值

C.适当减少电磁铁线圈的匝数

D.适当增大电磁铁与衔铁的距离

8.利用电磁继电器设计的自动水位控制系统如图所示。当水池内的水位较低时，电机M自动启动抽水；当

水位达到一定高度时，电机自动停止。下列说法正确的是（）

:L-OO---ll—oo

电源电源

A.该控制系统的传感器是电磁铁，执行器是电机

B.水位升高至水与B接触时，控制电路接通，电机开始工作

C.电磁继电器的工作原理是电流的磁效应，可以利用控制电路的弱电流来控制工作电路的强电流，实

现自动控制

D.若要实现“水位降低时抽水，水位过高时报警”，则只需将工作电路中的电机替换为报警灯即可

9.关于如图所示的实验，下列说法中正确的是（）

触接一

一

A.这是模拟法拉第电磁感应实验的场景

B.移走小磁针，电流的磁场消失

C.根据这现象的原理，制成了电磁铁

D.将导线断开，小磁针N极将指向地磁场的北极

10.图甲是兴趣小组设计的天然气泄漏报警电路原理图，正常状态下绿色指示灯亮起，当天然气浓度增大

到一定程度时电铃会发出报警声。图乙为气敏电阻凡的阻值与天然气浓度的关系图像。下列说法正确

的是（）

r

-s

a

LA

A.虚线框a中应为绿色指示灯，b中应为电铃

B.将滑片P向上移动，可使天然气的报警浓度降低

C.当开关和闭合后，通电螺线管的上端为S极

D.滑动变阻器的滑片P向上移动，电磁铁磁性增强

二、非选择题

11.如图所示，将一根直导线放在静止小磁针的正上方，并与小磁针平行。

（1）小磁针上方的直导线应沿（选填“南北”或“东西'’）方向放置：

（2）闭合开关后，小磁针北极偏转方向为（选填“垂直纸面向外”或“垂直纸面向内”）；

（3）实验中小磁针除了能验证通电直导线周围存在磁场，还能验证o

12.为了确保鱼正常的生命活动，通常在鱼池内使用增氧泵（如图甲）。其中图乙为气室和橡皮碗的局部

放大图。弹性金属片左端固定一固体A,当A被电磁铁吸引时，橡皮碗被压缩，气室内的空气被压入

水中：当A被电磁铁排斥时，橡皮碗恢复原状，空气被吸进气室。a和b是与气室相连的导管。增氧泵

工作时能不断地将空气压入水中，从而增加水体的溶解氧。

（1）为使增氧泵正常工作，固体A应选用（选填“磁体”或“铁块”）。

（2）当弹性金属片向下压缩橡皮碗时，0、K,的开闭情况为，

（3）增氧泵工作时，为使氧气充分的溶解在水中，以下措施可行的是（选填序号）。

«能力培优练

1.燃气灶常配备有熄火保护装置。当火焰正常燃烧时，热电偶的一端受火焰加热，另一端温度较低，能产

生一定的电压，与其连接的电磁铁产生磁场，吸合衔铁使活塞向左运动，从而保持燃气阀门开肩，维

持燃气供应（图甲）。当火焰意外熄灭时，热电偶两端的温度差迅速下降，影响电磁铁的磁性，衔铁

在弹簧作用下复位，关闭燃气阀门，切断燃气供应（图乙）。

电磁铁

甲乙

（1）图甲中电磁铁的左端是_____极。

（2）实验中若加热端温度升高，热电偶产生的电压会如何变化？。

（3）热电偶可以把温度信号转化为电信号，利用这种性质可以汜热电偶做成（填“电子温

度计''或“电热水壶”）。

2.为研究影响电磁铁磁性强弱的因素，小柯进行了如下实验。

【实验器材】学生电源、电流表、开关、滑动变阻器、导线、电子测力计、铁块P、电磁铁（用漆包线制作

的电磁铁，每50匝抽出一个接线端a、b、c、d,线圈电阻不计）等。

【装置简图】如图所示连接各项器材。

【实验过程】

①电子测力计挂上铁块P后再调零，悬挂在铁架台上，并保持可磁铁与铁块P的距离不变。

②断开开关S,将电磁铁。、e接线柱按图示接入电路，将滑动变阻器的滑片置于最右端。

③闭合开关S,调节滑片，测得3组电流表的示数/和电子测力计的示数E并将数据记录在表格中。

【拓展思考】

（1）若利用此装置，继续探究电磁铁的磁性强弱与线圈匝数的关系。在第③步骤后面再加步骤④，④步

骤是:

（2）下列探究活动中与上述实验探究方法相同的是（）

A.研究磁场时，用磁感线形象的描述

B.研究液体内部压强时，借助压强计

C.研究分子特性时，用黄豆和芝麻混合实验

D.研究电流的有无时，串联一个小灯泡

3.图1是欧姆设计的•款能测量电流大小的电流扭秤，其内部结构如图2。容器A、B中装有不同温度的

水银，以导线相连构成温差电源，AB两端存在电压，其电压大小由温差决定。利用悬丝在直线导体上

方悬挂磁针，导体中有电流通过时•，磁针偏转，欧姆对电洸扭秤进行了多次测试