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N

N
A
B
D
D
D
【分析】
要解决此题,可分两步推导:
1. 判断螺线管的磁极:根据小磁针静止时N极的指向,利用磁极间“异名磁极相互吸引”的规律,小磁针N极指向右,说明螺线管左端与小磁针N极相互吸引,因此螺线管左端为S极,右端为N极。
2. 判断电源的正负极:利用安培定则(右手螺旋定则),右手握住螺线管,大拇指指向螺线管的N极(右端),四指弯曲的方向即为电流的方向,由此可判断电流从螺线管左端流入、右端流出;结合“电流从电源正极流出,负极流入”的规律,即可确定电源的正负极。
【解析】
1. 标注通电螺线管的N极:
根据磁极间的相互作用,小磁针N极指向右,说明螺线管左端为S极,右端为N极,在螺线管的右端标注“N”。
2. 标注电源的正极:
右手握住通电螺线管,大拇指指向螺线管的N极(右端),四指弯曲方向为电流方向,可判断电流从螺线管左端流入、右端流出;由于电流从电源正极流出,因此电源的左端为正极,在电源左端标注“+”。
【答案】
通电螺线管右端标注“N”,电源左端标注“+”(标注位置符合上述推导即可)
【知识点】
磁极间相互作用、安培定则
【点评】
本题是电磁学基础题型,核心考查磁极间的相互作用规律与安培定则的综合应用,需要熟练掌握这两个知识点来分析磁极和电流方向的对应关系。
【难度系数】
0.6
【分析】
解题思路分三步:
1. 根据磁体外部磁感线的方向(从N极出发回到S极),判断通电螺线管的磁极;
2. 利用安培定则(右手螺旋定则),结合螺线管的磁极和绕线方式,判断电流方向,进而确定电源的正负极;
3. 根据磁感线方向与小磁针N极指向一致的特点,判断小磁针的磁极。
【解析】
1. 判断螺线管的磁极:
在磁体外部,磁感线总是从N极出发,回到S极。由图中磁感线方向可知,通电螺线管的左端为N极,右端为S极。
2. 判断电源的极性:
根据安培定则(右手握住螺线管,大拇指指向螺线管的N极,四指弯曲的方向为电流的方向),可判断出螺线管中电流从右端流入、左端流出,因此电源的a端为负极,右端为正极。
3. 判断小磁针的磁极:
小磁针静止时N极指向与磁感线方向一致,图中螺线管上方的磁感线方向是从左向右,所以小磁针的b端为N极。
【答案】
N;负;N
【知识点】
磁感线的特点;安培定则;磁极间的相互作用
【点评】
本题综合考查了磁感线的特点、安培定则以及磁极间的相互作用,是磁学部分的基础综合题,需要熟练掌握相关规律并能灵活应用。
【难度系数】
0.6
【分析】
要标注通电螺线管的N、S极,需先确定螺线管的电流方向:根据电流表的正确连接,电流从电流表的正接线柱流出,流入螺线管的左端,即电流从螺线管左端流入、右端流出;再利用安培定则(右手螺旋定则),右手握住螺线管,四指指向电流的环绕方向,大拇指指向的一端为N极,即可判断出螺线管的N、S极。
【解析】
1. 判断电流方向:由电流表的“+”“-”接线柱可知,电流从螺线管的左端流入,右端流出;
2. 应用安培定则:右手握住螺线管,使四指指向电流的环绕方向(四指顺着电流流入的方向,沿螺线管的绕线方向),大拇指所指的一端为N极,由此可得螺线管的右端为N极,左端为S极;
3. 标注磁极:在螺线管的左端标注“S”,右端标注“N”。
【答案】
螺线管左端为S极,右端为N极(在图中对应位置标注即可)
【知识点】
安培定则、电流方向判断
【点评】
本题核心考查安培定则的应用,解题的关键是通过电流表准确判断螺线管的电流方向,再结合安培定则确定磁极,属于电磁学基础题型,侧重对基本定则的理解与应用。
【难度系数】
0.8
【分析】
首先明确电流的磁效应:通电导体周围会产生磁场。开关闭合前,螺线管无电流,周围无磁场,小磁针保持静止;开关闭合后,螺线管中有电流通过,其周围产生磁场。小磁针是磁体,根据磁场的基本性质——磁场对放入其中的磁体有力的作用,右侧的小磁针会受磁场力作用而偏转。再分析选项:B选项“向上移动”不符合磁场对小磁针的作用效果;C、D选项忽略了通电螺线管磁场的影响,均错误。
【解析】
1. 开关闭合后,螺线管中有电流通过,根据电流的磁效应,通电螺线管周围存在磁场;
2. 小磁针属于磁体,处于螺线管右侧的磁场中,根据磁场的基本性质,磁场对放入其中的磁体有力的作用;
3. 因此小磁针会受到磁力作用发生偏转,结合选项可知只有A选项正确。
【答案】
A
【知识点】
电流的磁效应、磁场对磁体的作用
【点评】
本题属于基础题,考查电流的磁效应和磁场的基本性质。解题核心是理清“通电螺线管产生磁场→磁场对小磁针施力→小磁针偏转”的逻辑关系,掌握相关基本概念即可快速判断。
【难度系数】
0.8
【分析】
首先观察电路连接方式,电磁铁A与B串联,根据串联电路的特点,通过两者的电流大小、电流方向均相同,因此电磁铁的极性也相同,可排除选项A、C、D;再看两者的不同点:线圈匝数不同,且A吸引的大头针更多,说明A的磁性更强,由此可知在电流相同的情况下,线圈匝数影响电磁铁的磁性强弱。
【解析】
由图可知,电磁铁A和B串联在电路中,根据串联电路的电流规律,通过A、B的电流大小相等、电流方向相同,因此电磁铁A、B的极性也相同,故可排除A、C、D选项;
电磁铁A的线圈匝数比B多,且实验中A吸引大头针的数目更多,说明在电流相同的条件下,线圈匝数越多,电磁铁的磁性越强,因此影响电磁铁磁性强弱的因素是线圈匝数,故选B。
【答案】
B
【知识点】
电磁铁磁性影响因素、串联电路电流规律
【点评】
本题考查电磁铁磁性强弱的影响因素,运用了控制变量法,通过串联电路控制电流相同,改变线圈匝数来探究磁性强弱与匝数的关系,注重对实验探究方法和基础知识的考查。
【难度系数】
0.8
【分析】
要解决此题,需分两步分析:
1. 磁性强弱判断:开关由a改接到b时,电路中增加了电阻R,总电阻增大,电源电压相同,根据欧姆定律$I=\frac{U}{R}$,电路电流减小。电磁铁磁性强弱与电流大小有关(匝数、铁芯不变),电流越小磁性越弱,因此磁性减弱。
2. 磁极判断:利用安培定则,开关接a时,电流从螺线管左端流入,右手握住螺线管,四指指向电流环绕方向,可判断A端为南极;开关接b时,电流从螺线管右端流入,同理判断A端为北极,即极性由南极变为北极。
综上,对应选项D。
【解析】
1. 磁性强弱分析:
当开关由触点a改接到触点b时,电路中接入电阻$R$,电路总电阻$R_{总}$增大。已知电源电压$U$不变,由欧姆定律$I=\frac{U}{R_{总}}$可知,电路中的电流$I$减小。
由于电磁铁的磁性强弱与电流大小有关(螺线管匝数、铁芯均不变),电流越小,磁性越弱,因此电磁铁的磁性减弱。
2. 磁极判断(安培定则应用):
开关接a时:电流从螺线管左端流入、右端流出。右手握住螺线管,四指指向电流的环绕方向,大拇指指向螺线管的左端,故A端(右端)为南极。
开关接b时:电流从螺线管右端流入、左端流出。右手握住螺线管,四指指向电流的环绕方向,大拇指指向螺线管的右端(A端),故A端为北极。
因此,电磁铁磁性减弱,A端极性由南极变为北极,答案选D。
【答案】
D
【知识点】
电磁铁磁性影响因素、安培定则
【点评】
本题综合考查了电磁铁磁性强弱的影响因素和安培定则的应用,需要结合电路变化判断电流大小,再通过安培定则判断磁极,对知识点的综合应用能力有一定要求。
【难度系数】
0.6
【分析】
要解决这道题,首先需明确电磁铁的工作原理是电流的磁效应(通电产生磁性,断电失去磁性),然后逐一分析各选项设备的工作原理,判断是否用到电磁铁:
1. 先回忆各选项设备的工作机制:电磁起重机、电磁继电器、电铃都是利用电流磁效应,依靠电磁铁的通断磁性来实现功能;而电热毯是利用电流的热效应将电能转化为内能。
2. 逐个排查选项,排除用到电磁铁的选项,剩下的即为正确答案。
【解析】
逐一分析各选项:
A. 电磁起重机:利用电流的磁效应,通过电磁铁通电产生磁性吊运重物,断电后磁性消失放下重物,用到了电磁铁;
B. 电磁继电器:核心部件是电磁铁,通过电磁铁的通断电控制工作电路的通断,用到了电磁铁;
C. 电铃:工作时电磁铁通电吸引衔铁,使小锤敲击铃体发声,断电后衔铁复位,循环实现铃响,用到了电磁铁;
D. 电热毯:利用电流的热效应,将电能转化为内能来取暖,工作过程中未用到电磁铁。
因此没有用到电磁铁的是电热毯,答案选D。
【答案】
D
【知识点】
电磁铁的应用、电流的热效应
【点评】
本题主要考查电磁铁的应用与电流热效应的区分,需要学生熟悉常见电气设备的工作原理,明确电流磁效应和热效应的不同应用场景,属于基础概念考查题。
【难度系数】
0.8
【分析】
要解决此题,需结合电磁继电器的工作原理,梳理火警报警的完整流程:首先火警发生时温度升高,双层金属片因铜、铁热胀冷缩程度不同向下弯曲,接通控制电路;控制电路接通后电磁铁获得磁性,吸下衔铁;衔铁带动触点闭合,接通工作电路,最终触发警报。需按这一逻辑顺序判断步骤先后。
【解析】
1. 发生火警时,温度升高,由于铜的热膨胀系数大于铁,双层金属片向下弯曲(①),接通控制电路;
2. 控制电路接通后,电磁铁中有电流通过,电磁铁具有磁性(④);
3. 电磁铁产生磁性后,将衔铁吸下(③);
4. 衔铁被吸下,使工作电路的触点相互接触,工作电路中有电流通过(②);
5. 工作电路接通,红灯亮、电铃响,发出警报(⑤)。
综上,正确顺序为①④③②⑤,对应选项D。
【答案】
D
【知识点】
电磁继电器原理;金属热胀冷缩差异
【点评】
本题考查电磁继电器的实际应用,需要明确控制电路与工作电路的触发逻辑,理清温度变化到警报触发的完整流程,要求学生熟练掌握电磁继电器的工作过程,并结合热胀冷缩的知识分析初始触发环节。
【难度系数】
0.6