專題1　磁體和磁場(chǎng) 解析版

專題1磁體和磁場(chǎng)

◆專題精析◆...............................................................................................................................................................1

類型一磁體、磁性、磁體間相互作用的規(guī)律..............................................................................................1

類型二磁場(chǎng)和磁感線......................................................................................................................................2

類型三地磁場(chǎng)的特點(diǎn)......................................................................................................................................2

類型四直線電流磁場(chǎng)的特性及通電螺線管磁場(chǎng)的特性..............................................................................3

類型五右手螺旋定則的應(yīng)用..........................................................................................................................4

類型六電磁鐵的特性和工作原理..................................................................................................................6

類型七電磁鐵的應(yīng)用......................................................................................................................................7

◆培優(yōu)訓(xùn)練◆...............................................................................................................................................................9

◆專題精析◆

類型一磁體、磁性、磁體間相互作用的規(guī)律

【典例分析】如圖所示的三個(gè)鋼塊，下列判斷正確的是（）

A.都是磁體B.只有兩個(gè)磁體

C.可能都是磁體，也可能只有兩個(gè)磁體D.都不是磁體

【答案】C

【解析】磁極間相互作用的規(guī)律：同名磁極相互排斥，異名磁極相互吸引。B和C相互排斥說(shuō)明B和

C都是磁體，且B的右側(cè)與C的右側(cè)是同名磁極；而A和B相互吸引，由于B已確定具有磁性，所以A

可能有磁性，也可能設(shè)有磁性。

【考點(diǎn)突破】此題考查對(duì)“磁體、磁性概念的理解，以及磁體間相互作用規(guī)律的應(yīng)用”，解題的思維

流程是：(1)B和C相互排斥，所以B和C是同名磁極；

(2)注意：①兩個(gè)物體相互吸引，則有兩種可能——它們都是磁體或只有一個(gè)是磁體；②兩個(gè)物體相互排

斥，則只有一種可能——它們都是磁體且相互靠近端為同名磁極。

【跟蹤訓(xùn)練】一根鋼條接近小磁鐵，小磁鐵的N極被吸向鋼條，這一現(xiàn)象說(shuō)明鋼條原來(lái)（）

A.一定有磁性，接近磁性的一端是S極B.一定有磁性，但不能確定它的極性

C.一定沒(méi)有磁性D.不一定有磁性

【答案】D

【解析】小磁鐵與鋼條吸引，有兩種可能：①鋼條有磁性，且與小磁鐵靠近的是鋼條的S極。②鋼條

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沒(méi)有磁性，由于小磁鐵具有磁性，所以能夠吸引鐵鈷鎳等物質(zhì)，故小磁鐵吸引鋼條。

類型二磁場(chǎng)和磁感線

【典例分析】關(guān)于磁場(chǎng)和磁感線，以下說(shuō)法正確的是（）

①磁場(chǎng)看不見(jiàn)摸不著，但可以借助小磁針感知它的存在②磁感線是磁體周圍空間實(shí)際存在的曲線③

磁場(chǎng)對(duì)放入其中的磁體有力的作用④地球的周圍存在磁場(chǎng)

A.①②③B.①②④C.①③④D.②③④

【答案】C

【解析】磁場(chǎng)是一種看不見(jiàn)摸不著的但卻真實(shí)存在的物質(zhì)，而磁感線為了描述磁場(chǎng)分布及磁場(chǎng)大小和

方向而引進(jìn)的一種模型，因此②是錯(cuò)誤的。

【考點(diǎn)突破】此題考磁場(chǎng)及磁感線的相關(guān)知識(shí)：

(1)磁感線的疏密表示磁場(chǎng)強(qiáng)弱(即大小)；

(2)磁感線某點(diǎn)的切線方向表示該點(diǎn)的磁場(chǎng)方向(小磁針N極受力方向或靜止時(shí)N極所指方向就是磁場(chǎng)

方向)；

(3)磁感線是閉合曲線，在磁體外部磁感線是從N極到S極，內(nèi)部是從S極到N極；

(4)注意：在磁場(chǎng)中，設(shè)有磁感線畫出的地方也存在磁場(chǎng)；

(5)磁感線不相交。

【跟蹤訓(xùn)練】在條形磁鐵的周圍放置8枚小磁針(其中涂紅的部分是小磁針的N極)，圖中正確的是

（）

【答案】A

【解析】磁體周圍的磁感線方向是從N極出發(fā)回到S極，且磁場(chǎng)中任一點(diǎn)小磁針北極和該點(diǎn)的磁感線

方向一致，圖中條形磁鐵周圍的磁感線分布如圖所示：

A、結(jié)合條形磁鐵周圍的磁感線分布情況可知，所有小磁針的指向均符合磁場(chǎng)規(guī)律，故A正確；B、圖

中左側(cè)小磁針的N極和條形磁鐵的N極相對(duì)、右側(cè)小磁針的S極和條形磁鐵的S極相對(duì)，不符合“同名磁

極相互排斥”，故B錯(cuò)誤；C、圖中左側(cè)小磁針的N極和條形磁鐵的N極相對(duì)、右側(cè)小磁針的S極和條形磁

鐵的S極相對(duì)，不符合“同名磁極相互排斥”，故C錯(cuò)誤；D、圖中下方三個(gè)小磁針的N極指向與磁場(chǎng)方向

相反，故D錯(cuò)誤。

類型三地磁場(chǎng)的特點(diǎn)

【典例分析】地球是一個(gè)巨大的磁體，下列有關(guān)地磁場(chǎng)的示意圖中正確的是（）

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【答案】C

【解析】地球是一個(gè)大磁體，地磁場(chǎng)的北極在地理南極附近，地磁場(chǎng)的南極在地理北極附近，但它們

之間存在一個(gè)磁偏角，設(shè)有完全重合，故A、B是錯(cuò)誤的；地磁場(chǎng)的方向是從地磁北極指向地磁南極。

【考點(diǎn)突破】此題考查地磁場(chǎng)的磁極位置及磁場(chǎng)分布情況：

(1)地磁場(chǎng)的水平分量，在南、北半球都是“從南向北”的；

(2)地磁場(chǎng)的豎直分量，在南半球是豎直向上的，在北半球是豎直向下的。

【跟蹤訓(xùn)練】根據(jù)古文《論衡?是應(yīng)篇》中的記載：“司南之杓(用途)，投之于地，其祗(握柄)指南?！?/p>

學(xué)術(shù)界于1947年想象出司南的模樣并印刷在郵票上。

(1)如圖甲所示，當(dāng)磁勺在正確指南時(shí)，其A端為該磁體的____________(填“S”或“N”)極。

(2)1952年，中國(guó)科學(xué)院物理研究所嘗試制作一具司南，如圖乙所示，制作人員根據(jù)天然磁石的磁感線

分布，將磁石的____________(填“B”“C”“D”或“E”)處打磨成磁勺的A端。

(3)把天然磁石按照正確方法打磨成磁勺后，放在粗糙的木盤上，使磁勺水平自由轉(zhuǎn)動(dòng)直至最終靜止，

但磁勺A端總不能正確指南。將粗糙木盤換成較光滑的青銅盤才略有改善。這是因?yàn)榇派缀捅P子之間的

____________影響了實(shí)驗(yàn)效果。

【答案】(1)S(2)D(3)摩擦力

【解析】(1)磁體靜止時(shí)，指南的叫南極用字母S表示；指北的叫北極，用字母N表示；

(2)磁體周圍的磁感線，都是從磁體的N極出發(fā)，回到S極；

(3)摩擦力的大小與壓力大小、接觸面的粗糙程度有關(guān)；在壓力相同的情況下，接觸面越粗糙，摩擦力

越大。

類型四直線電流磁場(chǎng)的特性及通電螺線管磁場(chǎng)的特性

【典例分析】小鵬在研究通電導(dǎo)體周圍磁場(chǎng)的情況時(shí)，將能夠自由轉(zhuǎn)動(dòng)的小磁針靜置在水平桌面上，

將一根直導(dǎo)線平行置于小磁針正上方。當(dāng)直導(dǎo)線中的通電電流由P向Q時(shí)，小磁針在水平面內(nèi)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向

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如圖所示，當(dāng)改變直導(dǎo)線中的電流方向時(shí)，小磁針轉(zhuǎn)動(dòng)方向也發(fā)生了改變，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）

A.歷史上第一個(gè)發(fā)現(xiàn)這一現(xiàn)象的科學(xué)家是奧斯特

B.上述現(xiàn)象說(shuō)明了電流有磁效應(yīng)

C.上述現(xiàn)象說(shuō)明電流的磁場(chǎng)方向與電流方向有關(guān)

D.此實(shí)驗(yàn)說(shuō)明通電直導(dǎo)線周圍的磁場(chǎng)強(qiáng)弱與電流大小有關(guān)

【答案】D

【解析】直線電流周圍存在磁場(chǎng)是奧斯特發(fā)現(xiàn)的，故A是正確的；改變直導(dǎo)線上通過(guò)的電流方向，小

磁針的偏轉(zhuǎn)方向就會(huì)改變，說(shuō)明電流周圍存在磁場(chǎng)，且磁場(chǎng)方向與電流方向有關(guān)，故B、C正確；實(shí)驗(yàn)中并

沒(méi)有體現(xiàn)磁場(chǎng)強(qiáng)弱發(fā)生改變，故D是錯(cuò)誤的。

【考點(diǎn)突破】此題考查直線電流周圍磁場(chǎng)的特點(diǎn)。

(1)磁場(chǎng)大?。洪L(zhǎng)直導(dǎo)線電流周圍某點(diǎn)的磁場(chǎng)大小與該點(diǎn)離長(zhǎng)直導(dǎo)線的距離有關(guān)，與通過(guò)長(zhǎng)直導(dǎo)線的電

流大小有關(guān)；

(2)磁場(chǎng)市向：長(zhǎng)直導(dǎo)線電流周圍某點(diǎn)的磁場(chǎng)向與通過(guò)長(zhǎng)直導(dǎo)線中的電流方向有關(guān)，與該點(diǎn)的空間位置

有關(guān)。

(3)注意：同學(xué)們，你知道做這個(gè)實(shí)驗(yàn)時(shí)，導(dǎo)線和磁針為什么一定要南北方向放置嗎?

【跟蹤訓(xùn)練】下圖中，關(guān)于通電螺線管旁的小磁針受到通電螺線管磁力作用靜止后指向正確的是（）

【答案】C

【解析】已知A中小磁針左端為N，右端為S極，根據(jù)磁極間的相互作用可知，通電螺線管左側(cè)為N

極，右端為S極，由安培定則知電源右端為正極，左端為負(fù)極，錯(cuò)誤。由安培定則可知，B中通電螺線管

左端為S極，右端為N極，根據(jù)磁極間的相互作用可知，小磁針應(yīng)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)直到水平方向，錯(cuò)誤。已知C

中小磁針右端為N，左端為S極，根據(jù)磁極間的相互作用可知，通電螺線管左側(cè)應(yīng)為S極，右端為N極，

正確。由安培定則可知，D中通電螺線管左端為S極，右端為N極，根據(jù)磁極間的相互作用可知，小磁針

應(yīng)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)直到水平方向，故D錯(cuò)誤。

類型五右手螺旋定則的應(yīng)用

【典例分析】如圖所示，條形磁鐵置于水平桌面上，電磁鐵水平放置且左端固定，當(dāng)電路中滑動(dòng)變

阻器的滑片P逐漸向左移動(dòng)時(shí)，條形磁鐵仍靜止，在此過(guò)程中條形磁鐵受到的摩擦力（）

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A.逐漸增大，方向向右B.逐漸減小，方向向右

C.逐漸增大，方向向左D.逐漸減小，方向向左

【答案】A

【解析】(1)根據(jù)右手螺旋定則判定出通電螺線管的右側(cè)為N極，與磁鐵相互吸引；(2)由于滑片P向右

移動(dòng)，電阻減小，電流增大，螺線管磁性增強(qiáng)，吸引力變大；(3)根據(jù)二九平衡可知，摩擦力變大，且方向

水平向右。

【考點(diǎn)突破】此題考查右手螺旋定則的應(yīng)用。

(1)千萬(wàn)不能用“手”來(lái)判定通電螺線管的磁極、繞線及電流方向；

(2)你知道“右手”是用來(lái)判斷什么的嗎?

(3)注意，此題思維的流程是：①定方向：看電池正負(fù)極→螺線管中電流方向→右手螺旋定則→螺線管

的N極→與條形磁鐵S極的作用力方向→條形磁鐵摩擦力方向；

②定大?。嚎醋冏杵鳌?，相信同學(xué)們一定能自己完成!

【跟蹤訓(xùn)練】在治療心臟疾病患者時(shí)，通常用一種被稱為“血泵”的體外裝置來(lái)代替心臟，以維持

血液循環(huán)。其簡(jiǎn)化示意圖如下圖所示：線圈固定在軟鐵桿上，兩者組成一個(gè)電磁鐵，活塞筒在閥門S1、S2

處與血管相連，其中S1只能向外打開(kāi)，S2只能向內(nèi)打開(kāi)。

(1)在該裝置工作中的某時(shí)刻，若電流從a端流進(jìn)線圈，從b端流出線圈，則電磁鐵受到左側(cè)永磁體向

____________(填“左”或“右”)的作用力。

(2)要使該裝置能維持人體血液循環(huán)，線圈a、b間所接電源應(yīng)為_(kāi)___________(填序號(hào))。

A.直流電源

B.交流電源(電流大小和方向發(fā)生周期性變化)

C.交流、直流電源均可

【答案】(1)右(2)B

【解析】(1)由右手螺旋定則可知，通電螺線管左端為N極，此時(shí)同名磁極相對(duì)，則電磁鐵受到左側(cè)永

磁體向右的作用力。(2)人的心臟是推動(dòng)血液循環(huán)流動(dòng)的泵，左心室與右心室同時(shí)收縮，左心室射出的血液

經(jīng)主動(dòng)脈、各級(jí)動(dòng)脈流往全身各處，最后經(jīng)上、下腔靜脈流回右心房，這條血液循環(huán)路線就是體循環(huán)；右

心室射出的血液，經(jīng)肺動(dòng)脈流向肺，再經(jīng)肺靜脈流回左心房，這條血液循環(huán)路線就是肺循環(huán)。因此要使該

裝置能維持人體血液循環(huán)，線圈a、b間所接電源應(yīng)為交流電。

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類型六電磁鐵的特性和工作原理

【典例分析】電梯為居民上下樓帶來(lái)很大的便利，出于安全考慮，電梯設(shè)置了超載自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)，

其工作原理如圖所示，電梯廂底層裝有壓敏電阻R1，R2為保護(hù)電阻。K為動(dòng)觸點(diǎn)，A、B為靜觸點(diǎn)，當(dāng)出

現(xiàn)超載情況時(shí)，電鈴將發(fā)出報(bào)警聲，電梯停止運(yùn)行，下列說(shuō)法不正確的是（）

A.電梯工作時(shí)電磁鐵的上端為S極

B.電磁鐵磁性的強(qiáng)弱與電流的大小有關(guān)

C.電梯未超載時(shí)動(dòng)觸點(diǎn)K與靜觸點(diǎn)A接觸

D.電梯超載時(shí)報(bào)警說(shuō)明壓敏電阻的阻值隨壓力的增大而增大

【答案】D

【解析】根據(jù)右手螺旋定則可以判定電磁鐵的上端為S極，A正確；電磁鐵磁性的強(qiáng)弱與電流大小有

關(guān)，B正確；電梯未超載時(shí)電動(dòng)機(jī)正常工作，說(shuō)明K與A接觸，C正確；超載時(shí)報(bào)警說(shuō)明壓力大時(shí)電流大，

電磁鐵的磁性強(qiáng)，吸引銜鐵，使電鈴響，因此壓力大時(shí)，電阻要減小，故D的說(shuō)法不正確。

【考點(diǎn)突破】(1)分析電磁鐵的工作原理時(shí)，可將整個(gè)電磁鐵分成三個(gè)部分：控制電路、機(jī)械傳動(dòng)裝

置和工作電路。分析的順序根據(jù)已知條件可以從控制電路開(kāi)始分析，也可以從工作電路開(kāi)始分析。改變控

制電路的本質(zhì)是一樣的，即通過(guò)光控、聲控、壓力控等，改變控制電路的總電阻，從而改變控制電路的電

流，進(jìn)而改變電磁鐵吸力的大小。

(2)影響電磁鐵磁性強(qiáng)弱的因素有：線圈的匝數(shù)、橫截面積、長(zhǎng)度、通過(guò)線圈的電流大小、有無(wú)鐵芯等。

【跟蹤訓(xùn)練】小明設(shè)計(jì)了一個(gè)道路限載報(bào)警器(如圖甲)，R0是變阻器，R是壓敏電阻。R的電阻大小

隨壓力大小變化關(guān)系如圖乙。當(dāng)超載車輛通過(guò)壓敏電阻時(shí)，限載報(bào)警器就會(huì)報(bào)警。

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(1)調(diào)試好電路，閉合開(kāi)關(guān)S1和S2，當(dāng)超載車輛通過(guò)時(shí)，限載報(bào)警器會(huì)____________(填“燈亮”或“鈴

響”)。

(2)交通主干道的抗壓能力一般比村道路要強(qiáng)得多。若把村道路限載報(bào)警器應(yīng)用到主干道，就要適當(dāng)調(diào)

高報(bào)警的限載重量，下列操作可行的是____________(填序號(hào))。

A.把變阻器R0的滑片適當(dāng)左移

B.把電源1的電壓適當(dāng)增大

C.把彈簧AB的A端適當(dāng)左移

D.把電磁鐵C適當(dāng)右移

【答案】(1)鈴響(2)AC

【解析】(1)閉合開(kāi)關(guān)S1和S2，當(dāng)超載車輛通過(guò)時(shí)，壓敏電阻的阻值減小，通過(guò)電磁鐵電路的電流增大，

銜鐵就會(huì)被吸下來(lái)，電鈴電路接通，因此電鈴會(huì)響。

(2)由乙圖可知，壓敏電阻的阻值隨著壓力的增大而減小，因此要想提高報(bào)警器的限載重量，必須增大

電路中的電阻，減小電磁鐵電路中的電流，故A正確，B錯(cuò)誤；觀察甲圖發(fā)現(xiàn)，銜鐵和彈簧的部分實(shí)際上

是一個(gè)杠桿，電磁鐵的吸引力為動(dòng)力，彈簧的拉力為阻力；要適當(dāng)調(diào)高報(bào)警器的限載重量(即壓敏電阻受到

的壓力增大)，由圖乙可知壓敏電阻的值減小，在變阻器R。接入阻值不變時(shí)，總電阻減小，控制電路中電

流增大，則電磁鐵對(duì)銜鐵的吸引力增大；要讓銜鐵不那么容易被吸下來(lái)，由杠桿平衡條件可知，應(yīng)增大左

端的力臂，所以可以增大A端與支點(diǎn)間的距離，即把彈簧AB的A端適當(dāng)左移。故C正確，D錯(cuò)誤。

類型七電磁鐵的應(yīng)用

【典例分析】如圖是利用太陽(yáng)能給LED路燈供電的自動(dòng)控制電路的原理示意。其中，R是光敏電阻，

光敏電阻的阻值R隨光照的增強(qiáng)而減小。白天，通過(guò)太陽(yáng)能電池板與蓄電池構(gòu)成回路將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為化學(xué)

能儲(chǔ)存在大容量蓄電池內(nèi)。傍晚，當(dāng)光照強(qiáng)度小于一定值時(shí)，通過(guò)蓄電池與LED路燈構(gòu)成回路，路燈開(kāi)

始工作。請(qǐng)用筆畫線將電路原理圖連接完整，使工作電路能正常工作。(與觸點(diǎn)的接線只能接在靜觸點(diǎn)上，

圖中已給出靜觸點(diǎn)D、E、F、G的四根引線；連線不能交叉)

答圖

【答案】如答圖所示

【解析】光敏電阻的阻值R隨光照的增強(qiáng)而減小，所以白天時(shí)，光敏電阻的阻值減小，電路中的電流

增大，電磁鐵的磁性增強(qiáng)，銜鐵被吸下，與靜觸點(diǎn)G、F接觸，此時(shí)太陽(yáng)能電池板與蓄電池組成閉合電路；

夜晚光照強(qiáng)度減弱，光敏電阻的阻值增大，電路中的電流減小，電磁鐵的磁性減弱，銜鐵被彈拉起，使銜

鐵與靜觸點(diǎn)E、D接觸，此時(shí)蓄電池與LED路燈組成閉合電路，據(jù)此連接電路如圖所示。

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【考點(diǎn)突破】本題考電磁鐵工作電路的連接。

(1)分析試題的思維入口：從光敏電阻在“白天”和“傍晚”的阻值不同開(kāi)始分析；

(2)控制電路變部分可以是：光敏電阻、壓敏電阻、熱敏電阻、聲控開(kāi)關(guān)等，總之是改變電路中的“電

阻”大小。

【跟蹤訓(xùn)練】電梯為居民出入帶來(lái)很大的便利，出于安全考慮，電梯都設(shè)置了超載自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)，

其工作原理如圖甲所示。已知控制電路的電源電壓U=6伏，保護(hù)電阻R1=100歐，壓敏電阻R2的阻值隨壓

力F大小變化的情況如圖乙所示，電梯底架自重和電磁鐵線圈的阻值都忽略不計(jì)。

(1)當(dāng)壓敏電阻R2受到的壓力F增大時(shí)，其阻值減小，控制電路中的電流增大，從而使電磁鐵的磁性增

強(qiáng)。電梯超載時(shí)，銜鐵被電磁鐵吸住，觸點(diǎn)K與觸點(diǎn)____________接觸，電鈴發(fā)出警報(bào)聲。

(2)已知電磁鐵線圈中電流達(dá)到20毫安時(shí)，銜鐵剛好被吸住。若該電梯廂內(nèi)站立總質(zhì)量為1000千克的

乘客，試計(jì)算說(shuō)明電梯是否超載。

【答案】(1)B

(2)I=20毫安=0.02安，U1=IR1=0.02安×100歐=2伏，

U2=U-U1=6伏-2伏=4伏，R2=U2/I=4伏/0.02安=200歐。

由圖乙查得R2=200歐對(duì)應(yīng)的壓力F=9000牛，G乘客=m乘客g=1000千克×10牛/千克=10000牛，10000

牛>9000牛，因此電梯已超載。

【解析】（1）電梯超載時(shí)，壓敏電阻R2受到的壓力F增大時(shí)，其阻值減小，控制電路中的電流增大，

從而使電磁鐵的磁性增強(qiáng)，磁性達(dá)到一定程度時(shí)，銜鐵被電磁鐵吸住，觸點(diǎn)K與觸點(diǎn)B接觸，電鈴報(bào)警，

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電梯不工作。

（2）根據(jù)乘客質(zhì)量求出乘客重力，對(duì)電梯的壓力等于乘客重力，找出圖象中壓力對(duì)應(yīng)的R2電阻值，根

據(jù)歐姆定律表示出電路中的電流，并求出R1的阻值。

◆培優(yōu)訓(xùn)練◆

(一)磁極間的相互作用規(guī)律

1.如圖所示，當(dāng)彈簧測(cè)力計(jì)吊著一磁鐵沿水平方向從水平放置的條形磁鐵的A端移到B端，此過(guò)程中

測(cè)力計(jì)示數(shù)與水平位置的關(guān)系可表示為（）

【答案】D

【解析】水平放置的條形磁鐵兩邊磁場(chǎng)強(qiáng)，中間磁場(chǎng)弱，從A端到條形磁鐵的中間，表現(xiàn)為斥力，且

斥力逐漸減小，所以彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)逐漸增大，從磁鐵中間到B端，表現(xiàn)為引力，且引力逐漸增大，所

以彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)繼續(xù)逐漸增大?？芍麄€(gè)過(guò)程中，彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)一直增大。故D正確，A、B、C

錯(cuò)誤。故選：D。

2.在“懸空的磁環(huán)”實(shí)驗(yàn)中，若所用的磁環(huán)都一樣，中間的塑料管是光滑的。當(dāng)甲、乙兩個(gè)磁環(huán)處于靜

止?fàn)顟B(tài)時(shí)，它們之間的距離為h1，如圖所示。再往乙的正上方套入丙磁環(huán)，當(dāng)丙懸空并靜止后，甲、乙之

間的距離變?yōu)閔2，乙、丙之間的距離為h3。已知磁環(huán)間的斥力隨它們距離的減小而增大，則h1、h2、h3之

間的大小關(guān)系滿足（）

A.h1>h2>h3B.h1>h2，h2<h3C.h1<h2=h3D.h1<h2<h3

【答案】B

【解析】設(shè)每個(gè)磁環(huán)的重力為G，則當(dāng)甲乙兩磁環(huán)處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，甲乙之間的力大小為G，此時(shí)所

對(duì)應(yīng)的距離為h1；當(dāng)丙磁環(huán)套在乙上方，甲、乙、丙都處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，乙丙之間力的大小為G，對(duì)應(yīng)的

距離為h3，甲乙之間力的大小為2G，對(duì)應(yīng)的距離為h2，根據(jù)磁環(huán)間的斥力隨距離的減小而增大的原理可知，

h1>h2，h2<h3。

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(二)磁與力的綜合分析

3.一個(gè)能繞中心轉(zhuǎn)動(dòng)的小磁針在如圖所示位置保持靜止，某時(shí)刻開(kāi)始小磁針?biāo)诘膮^(qū)域出現(xiàn)水平向右的

磁場(chǎng)，磁感線方向如圖所示，則小磁針在磁場(chǎng)出現(xiàn)后（）

A.兩極所受的力是平衡力，所以不會(huì)發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)

B.兩極所受的力方向相反，所以會(huì)持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)

C.只有N極受力，會(huì)發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，最終靜止時(shí)N極所指方向水平向右

D.兩極所受的力方向相反，會(huì)發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，最終靜止時(shí)N極所指方向水平向右

【答案】D

【解析】某時(shí)刻開(kāi)始小磁針?biāo)诘膮^(qū)域出現(xiàn)水平向右的磁場(chǎng)，小磁針將會(huì)受到磁場(chǎng)力的作用，且N極

受力方向與磁場(chǎng)方向相同，水平向右；S極受力方向與磁場(chǎng)方向相反，水平向左。

所以小磁針會(huì)發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，最終小磁針在磁場(chǎng)中靜止，N極指向水平向右。所以ABC錯(cuò)誤，D正確。

4.如圖所示“懸空的磁環(huán)”活動(dòng)中，假甲設(shè)甲、乙、丙三個(gè)磁環(huán)相同，中間塑乙料管是光滑的。當(dāng)磁環(huán)

都處于靜丙止?fàn)顟B(tài)時(shí)，甲對(duì)乙的作用力F1和丙對(duì)乙的作用力F2的大小關(guān)系是（）

A.F1小于F2B.F1等于F2C.F1大于F2D.無(wú)法比較

【答案】A

【解析】對(duì)乙磁環(huán)進(jìn)行受力分析：乙磁環(huán)受到豎直向下的重力G和甲對(duì)乙的作用力F1；受到豎直向上

的力只有丙對(duì)乙的作用力F2。又因?yàn)橐掖怒h(huán)處于靜止?fàn)顟B(tài)屬于平衡狀態(tài)，它受到合力為零，即F2=G+F1．所

以F1小于F2。

(三)右手螺旋定則的應(yīng)用

5.如圖所示為一臺(tái)非鐵磁性物質(zhì)制成的天平，天平左盤中的A是一鐵塊，B是電磁鐵。未通電時(shí)天平平

衡，給B通以圖示方向的電流(a端接電源正極，b端接電源負(fù)極)，調(diào)節(jié)線圈中電流的大小，使電磁鐵對(duì)鐵

塊A的吸引力大于鐵塊受到的重力，鐵塊A被吸起。當(dāng)鐵塊A向上加速運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，下列判斷正確的是

（）

A.電磁鐵B的上端為S極，天平仍保持平衡

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B.電磁鐵B的上端為S極，天平右盤下降

C.電磁鐵B的下端為N極，天平左盤下降

D.電磁鐵B的下端為N極，無(wú)法判斷天平的平衡狀態(tài)

【答案】C

【解析】由圖可知，電流的方向從上到下，由安培定則可知，電磁鐵B的上端為S極，下端為N極。

當(dāng)鐵塊A向上加速運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，鐵塊處于超重狀態(tài)，可知左側(cè)的物體整體對(duì)天平的壓力增大，天平左盤

下降。故C正確，ABD錯(cuò)誤。故選：C。

6.為避免汽車超速行駛帶來(lái)的危害，某?？萍紕?chuàng)新小組設(shè)計(jì)了如下圖所示的一個(gè)裝置來(lái)自動(dòng)限制車速。

電路中電源電壓為6V，保護(hù)電阻R0的阻值是5Ω，Rx是一個(gè)阻值隨車速增大而減小的電阻元件(裝置中其

他電阻不計(jì))。開(kāi)關(guān)S閉合后，螺線管A的上端相當(dāng)于電磁鐵的____________極；當(dāng)車速增大時(shí)，電磁鐵的

磁性會(huì)____________(填“增強(qiáng)”“減弱”或“不變”)；如果車速達(dá)到130km/h時(shí)，電路中電流恰好為1A，

電磁鐵A剛好能吸下銜鐵B，使油門C噴油量受到限制而控制車速，此時(shí)Rx的阻值是____________。

【答案】S增強(qiáng)1

【解析】由圖示電路圖可知，閉合開(kāi)關(guān)S后，電流從電磁鐵上端流入，從下端流出，由安培定則可知，

螺線管A的上端相當(dāng)于電磁鐵的S極；

當(dāng)車速增大時(shí)，電阻Rx阻值減小，電路總電阻減小，電源電壓不變，由歐姆定律可知，電路電流增大，

電磁鐵的磁性會(huì)增強(qiáng)；由I=U/R可知，電路總電阻：R=U/I=6V/1A=6Ω，Rx=R-R0=6Ω-5Ω=1Ω.

(四)電磁鐵的應(yīng)用與電路計(jì)算

7.物體被照明的程度可用照度表示，單位是1x。某光敏電阻的阻值隨照度變化的關(guān)系如圖1所示。圖2

是一種燈光和電鈴的控制電路圖，要求當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合，光敏電阻上的照度小于0.9lx時(shí)，只有燈L1亮；照

度大于等于0.9lx時(shí)，燈L2亮、電鈴響。已知控制電路的電源電壓是220V，電磁繼電器的線圈電阻可以忽

略不計(jì)，其中電流達(dá)到20mA時(shí)才能把金屬片吸下。試通過(guò)計(jì)算說(shuō)明在虛線框內(nèi)并聯(lián)接人一個(gè)多大的電阻

才能使控制電路正常工作。

【答案】24.4千歐

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U220V

【解析】由圖知，當(dāng)照度等于時(shí)，電阻為Ω，通過(guò)光敏電阻的電流為：

10.9lx20kI光==3

R光2010