7.3电磁铁
知识梳理
1.电磁铁实际上就是一个的 螺线管。工作原理是电流的 。
2. 电磁铁的特点：①磁性的有无可由 来控制；②磁性的强弱可由改变 和 来调节；③磁极可由 和 来改变。
3.电磁铁特点磁性强弱可以由 来控制；磁性的有无可以由 来控制；极性可以由 来控制。
基础知识
1．如图所示，用漆包线（导线表面涂有绝缘漆）绕在圆筒上做成了一个螺线管，用来研究通电螺线管磁性强弱与哪些因素有关。闭合开关后，发现该通电螺线管的磁性较弱，下列措施能够使它的磁性增强的是
A．在圆筒中插入一根铁芯
B．减少线圈匝数
C．滑动变阻器的滑片向右滑动
D．将电源正负极互换
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
3．如图所示，电磁铁的左下方有一永磁体，且该永磁体的上端为极、下端为极。该永磁体在弹簧测力计作用下向右始终做匀速直线运动。当永磁体从电磁铁的左下方运动到正下方的同时，滑动变阻器的滑片逐渐向上滑动，下列判断正确的是
A．电磁铁的磁性逐渐减弱
B．电磁铁的上端是极
C．永磁体对地面的压强逐渐变小
D．弹簧测力计的示数逐渐增大
4．如图，在“探究电磁铁磁性特点“的实验中，使用两个相同的大铁钉绕制成电磁铁、进行实验，可得实验结论：通过电磁铁电流相同时，电磁铁线圈匝数越多， 。在保持铁钉不变时，利用该实验装置 “能”或“否” 研究电磁铁磁性与通过电磁铁电流的关系。
5．如图所示是探究电磁铁磁性特点的电路图，闭合开关后，其电磁铁的端是 极，当滑动变阻器的滑片向端滑动时，电流表的示数 （选填“变大”“变小”或“不变” ，电磁铁的磁性 （选填“变强”“变弱”或“不变” 。
重难点突破
6．巨磁电阻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），图中的是巨磁电阻，在电源电压不超过指示灯额定电压的条件下，闭合开关、，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，两端电压增大
7．在一次物理实验中，小明同学连接了如图所示的电路，电磁铁的右端有一个可自由转动的小磁针，闭合开关后，下列说法正确的是
A．电磁铁的右端为极
B．利用这一现象所揭示的原理可制成的设备是发电机
C．小磁针极向右旋转
D．当滑动变阻器滑片向上端移动时，电磁铁磁性会变弱
8．如图，在竖直放置的电磁铁上方用弹簧悬挂条形磁体，开关闭合后，移动滑片时，若弹簧变短，则滑片应该是向 端移动（填“”或“” ，灯泡的亮度 。
9．如图甲所示，闭合开关，当滑片向右滑动时，电磁铁的磁性变 。如图乙所示，装置的竖直杆顶上有一小球，由于装置开始沿某一水平方向做直线运动，小球从杆上落下，刚离开杆时的俯视图如图乙所示，由此判断装置是向“东南西北”的 方运动。
10．如图所示，、两个相同的铁钉上绕有不同匝数的线圈，把它们接入电路中。
（1）铁钉能吸引更多的大头针，这是因为绕在它上面的线圈匝数较多，而线圈中的电流
（填“大于”“等于”或“小于” 绕在铁钉上的线圈中的电流；
（2）不改变线圈匝数，要想铁钉能吸引更多的大头针，可以将滑片向 （填“左”或“右” 移。
能力提升
11．如图所示，闭合开关后将滑动变阻器的滑片向右移动，下列说法正确的是
A．电磁铁的磁性增强 B．电流表读数变大
C．通电螺线管上端为极 D．弹簧测力计示数变小
12．法国科学家阿尔贝和德国科学家彼得由于发现了巨磁电阻效应，荣获诺贝尔物理学奖。如图是研究巨磁电阻特性的原理示意图。实验发现，当闭合、后，使滑片向左滑动过程中，指示灯变亮，则下列说法错误的是
A．巨磁电阻两端的电压变大
B．电磁铁左端为极
C．巨磁电阻所在的电路电流增大
D．巨磁电阻随磁场增强而变小
13．如图甲所示的“聪明电梯”在有、无人乘坐时会以不同的速度运行，这样可以节约用电。图乙所示是其控制电路图，是一个压敏电阻，其阻值随压力的增大而减小。当所有人走出电梯后，则图中电磁铁的磁性将 （选填“增强”、“减弱”或“不变” 。当小明在电梯上匀速上升时，它的机械能 。
14．如图，用笔画线代替导线将图中实物连接起来。要求：闭合开关后，使电磁铁的右端为极，并且当滑动变阻器的滑片向右移动时，电磁铁的磁性增强。
15．阅读下列材料，回答下列问题
电磁继电器与扫地机器人
某智能扫地机器人（如图甲）可通过灰尘传感器自动寻找灰尘清扫，通过电动机旋转、产生高速气流将灰尘等吸入集尘盒。因乙为其部分工作原理图，为光敏电阻，其阻值随光照强度增大而减小。下表为其部分工作参数（注：电池总容量是指在额定电压下以的电流可工作1小时）
额定电压 额定功率
电池总容量 工作噪音
（1）图乙中电磁铁是根据电流的 效应做成的。
（2）接通电源，机器人工作，当清扫到一定程度，地面灰尘减少，使照射到光敏电阻上的光照强度增强，通过电磁铁的电流将 （选填“增强”、“不变”或“减弱“，则电磁铁磁性 （选填“增强”、“不变“或“减弱“，触头将与 （选填“ “或“ “触头接触。
（3）充满电后电池储存的电能为 ；求充满电后最多可以供扫地机器人工作？ 小时。
参考答案与解析
知识梳理
1.带有铁芯 磁效应
2.① 通断电流 ② 电流大小 线圈匝数 ③ 电流方向 螺线管的绕法
3. 电流的大小 通断电 电流方向
基础知识
1．【解答】解：通电螺线管的磁性强弱与电流大小、线圈匝数的多少和有无铁芯有关，
.在纸筒中插入一根铁芯可以使通电螺线管的磁性增强，能吸引更多铁钉，故符合题意；
.减少线圈匝数会使通电螺线管的磁性减弱，不能吸引更多铁钉，故不符合题意；
.使滑动触头向右滑动，滑动变阻器接入电路的电阻变大，电路中的电流变小，通电螺线管的磁性减弱，不能吸引更多铁钉，故不符合题意；
.将电源正负极互换，不能增强螺线管的磁性，不能吸引更多铁钉，故不符合题意；
故选：。
2．【解答】解：电铃是利用电磁铁来工作的，指南针是根据磁极间的作用指南北的，白炽灯是利用电流的热效应来发热、发光的；发光二极管是利用半导体材料制成的；故正确。
故选：。
3．【解答】解：
.由电路图知，滑片逐渐向上滑动，滑动变阻器接入电路的阻值变小，电路电流变大，通过电磁铁的电流逐渐增大，电磁铁的磁性逐渐增强，故错误；
.由安培定则（伸出右手，弯曲的四指指向电流方向，大拇指方向就是极）可以判断，电磁铁的下端是极，上端是极，故错误；
.当永磁体从电磁铁的左下方运动到正下方时，同名磁极相互排斥，则永磁体受到向下的排斥力的作用，排斥力变大，同时滑动变阻器的滑片逐渐向上滑动，滑动变阻器接入电路的电阻减小，电路中的电流变大，螺线管的磁性增强，增大了对永磁体的排斥力，则永磁体对地面的压力增大，受力面积不变，则压强增大，故错误；
.由于压力增大，接触面的粗糙程度不变，则永磁体与地面之间的摩擦力变大，根据二力平衡可知，拉力增大，即弹簧测力计示数变大，故正确。
故选：。
4．【解答】解：如图，通电后，两个电磁铁有磁性，由于两个电磁铁串联，通过它们的电流相同，而绕线多匝的大铁钉吸的小铁钉多，说明匝数多的电磁铁磁性强；
当滑片左右滑动时，滑动变阻器的阻值改变，则电流中的电流改变，此时，电磁铁下面小铁钉的数目会发生变化，说明电磁铁的匝数不变时，电磁铁的磁场强度与电流的大小有关，所以该实验可以用来研究电磁铁磁性与通过电磁铁电流的关系。
故答案为：电磁铁磁性越强；能。
5．【解答】解：（1）伸出右手握住螺线管，四指弯曲指示电流的方向，大拇指所指的方向即螺线管的端为通电螺线管的极，端是极；
（2）当滑动变阻器的滑片向端滑动时，接入电路中的电阻变大，电流减小，所以电流表示数减小，当匝数一定时，电流减小，电磁铁的磁性减弱。
故答案为：；变小；变弱。
重难点突破
6．【解答】解：当滑片向右滑动时，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，的电阻变大，根据串联电路的分压规律可知，其分担的电压变大；由于巨磁电阻阻值变大，电路的总电阻变大，根据欧姆定律可知，电路中的电流变小，滑动变阻器电阻变大，其分担的电压变大，根据串联电路的分压规律可知，灯泡两端的电压变小，通过灯泡的电流变小，根据可知，灯泡的实际功率变小，灯泡变暗；同理可知，当滑片向左滑动时，电磁铁磁性增强，
两端电压变小，故正确，错误。
故选：。
7．【解答】解：.图中电流从电磁铁的左端流入，右端流出，根据安培定则可知，电磁铁的左端是极，右端是极，故错误；
.该实验表明了电能生磁，此现象与发电机无关，发电机利用的是电磁感应现象，故错误；
.根据异名磁极相互吸引可知，小磁针静止时，左端是极，右端是极，即小磁针极向左旋转，故错误；
.滑动变阻器的滑动片向上端移动，电阻变大，根据欧姆定律可知，电路中的电流变小，故电磁铁的磁性变弱，故正确。
故选：。
8．【解答】解：由图知，电流从螺线管的上端流入、下端流出，根据安培定则，右手握住螺线管，使四指指向电流方向，则螺线管的下端为极，其上端为极；
开关闭合后，移动滑片时，若弹簧变短，说明电磁铁磁性减弱，说明电流变小，
当滑片从端移动到端滑动过程中，变阻器的阻值变大，变阻器与灯泡并联的总电阻变大，而电路中滑动变阻器与灯泡并联后再与定值电阻串联，由串联分压的规律可知灯泡两端分得的电压变大，则灯泡的实际功率增大，灯泡的亮度变亮。
故答案为：；变亮。
9．【解答】解：闭合开关，当滑片向右滑动时，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，电磁铁的线圈匝数不变，则电磁铁的磁性变弱；
忽略杆和球间的摩擦，装置开始沿某一水平方向做直线运动时，小球由于惯性仍然要保持原来的静止状态，所以小球会向装置运动的相反方向运动；从图2的俯视图可知，小球由于具有惯性而向北运动，则说明装置是向南运动的。
故答案为：弱；南。
10．【解答】解：
（1）、两个相同的铁钉上绕有不同匝数的线圈，串联在电路中，串联电路中电流处处相等；故铁钉的线圈中的电流等于绕在铁钉上的线圈中的电流；
（2）不改变线圈匝数，要想铁钉能吸引更多的大头针，则需要增强电磁铁的磁性，在线圈匝数一定时，需要增大通过电磁铁的电流，根据欧姆定律可知，要想增大电流，需要减小滑动变阻器接入电路的电阻，即滑片应该向左移动。
故答案为：（1）等于；（2）左。
能力提升
11．【解答】解：开关闭合，根据安培定则判断通电螺线管的下端为极，上端为极，当滑动变阻器滑片向右移动时，电路中的电阻变大，电流变小，电磁铁磁性减弱，铁球受到的吸引力减小，所以弹簧长度变短，弹簧测力计示数变小。
故选：。
12．【解答】解：.当滑片向左滑动时，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，则巨磁电阻两端的电压变小，巨磁电阻的阻值随磁场的增强而减小，故错误，正确。
.电流从电磁铁的右端流入，左端流出，利用安培定则判断电磁铁的左端为极、右端为极，故正确；
.滑片向左滑动时，滑动变阻器连入电路中的电阻变小，则控制电路的电流变大，巨磁电阻电路的电流是通过灯泡的亮度判断的，右边电路中的指示灯明显变亮，则说明巨磁电阻所在的电路电流增大，故正确；
故选：。
13．【解答】解：
当人从电梯上走下后，压力减小，则压敏电阻的阻值增大，左侧控制电路中的电流减小，电磁铁磁性变弱；
当小明在电梯上匀速上升时，小明的质量不变，速度不变，动能不变，同时高度增加，重力势能增大，而机械能为动能和势能之和，所以，机械能增加。
故答案为：减弱；变大。
14．【解答】解：
闭合开关后，使电磁铁的右端为极，根据安培定则可知，电流从通过螺线管的左端流入，右端流出，故应将电源正极与开关右接线柱相连，开关的左接线柱与螺线管的左接线柱相连，螺线管的右接线柱与变阻器的接线柱相连（即变阻器应串联接入电路）；
因滑动变阻器的滑片向右移动时，电磁铁的磁性增强，说明电路中的电流增大，则此时滑动变阻器接入电路的阻值减小，故应将电源的负极与变阻器的接线柱相连，如图所示。
15．【解答】解：（1）图乙中电磁铁根据电流的磁效应做成；
（2）当清扫到一定程度，地面灰尘减少，使照射到光敏电阻上的光照强度增强，光敏电阻变小，电流变大，电磁铁磁性增强，弹簧将衔铁吸下，触头与静触头接触，电动机停止工作；
（3）电池总容量为，额定工作电压为，
则充满电后电池储存的电能：，
根据可得，能持续供应该机器人正常工作的时间：；
故答案为：（1）磁；（2）增强；增强；；（3）；1。
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