沪粤版九年级物理下册同步测试--本章核心素养提升16 电磁铁与自动控制

沪粤版九年级物理下册同步测试--本章核心素养提升

知| 识| 框| 架

重| 点| 突| 破

一、磁现象的几个重要概念

1．磁体

具有吸引__________等物质的性质叫做磁性,具有________的物体叫磁体。磁体都有两个________,一个是__________,另一个是__________。磁极间的相互作用规律是__________________________。

2．磁场：磁体周围存在着的一种看不见的物质。它的基本性质是____________________________。磁场具有强弱和方向性,磁场的方向与放入该点的小磁针静止时________所指的方向一致。

3．磁感线：为了形象地表示磁场,我们仿照铁屑在磁场中的分布图形,画出一条条带有箭头的曲线。在磁体的外部,磁感线的方向是从________________。磁感线的疏密程度反映了磁场的强弱,磁感线是立体闭合的曲线,且所有磁感线都不能够________。

二、第一个揭示电和磁联系的实验

奥斯特实验：丹麦物理学家奥斯特在1820年通过实验证明了电与磁之间是有联系的,该实验说明了______________________,而且__________________。

三、电磁铁的重要应用

1．电磁继电器：电磁继电器实质上是通过______控制电路的一种开关。通电时,电磁铁________,吸引________,使动触点和静触点接触,接通高压工作电路。断电时,电磁铁____________,复位弹簧把衔铁拉起,切断高压工作电路。

2．其他应用：电铃、老式电话的听筒、电磁起重机、电动机等。

四、四个重点实验

1．三个演示实验

图解结论或注意事项

磁化的方法

使原来没有磁性的物体获得________的过

程叫磁化

各种磁铁周围的铁屑分布

铁屑在________作用下被磁化成一个个小

磁针。根据________的规律,它们就在磁场中

形成如图所示的排列

研究通电直导线周围的磁场

通电导体周围存在________,而且它的方

向跟________有关

一个重要的探究实验

如图16－T－1所示是“探究电磁铁的磁性强弱与哪些因素有关”的实验。通过实验现象得出影响电磁铁磁性强弱的因素有：______________、______________________。电流越大、线圈的匝数越多,电磁铁的磁性________。

图16－T－1

物理研究方法该方法在本章的应用

控制变量法探究电磁铁的磁性与哪些因素有关(电流的大小、线圈的匝数)

转换法奥斯特的发现(将电流周围的磁场通过小磁针的受力转动来体现)

模型法磁场(引进磁感线模型描述磁场)

, 夯基专训——易错概念辨析) 判断下列说法的正误,并对错误的说法分析指正。

( )1.一根条形磁铁从中间断开后,每段磁铁只具有一个磁极。

分析指正：________________________________________________________________________。

( )2.任何物质只要在磁体的周围都能被磁化。

分析指正：________________________________________________________________________。

( )3.锯条的一端靠近磁针的N极时,磁针N极被吸引过来,锯条一定具有磁性,并且锯条这一端为S 极。

分析指正：________________________________________________________________________。

( )4.磁场对放入其中的物体一定有力的作用。

分析指正：________________________________________________________________________。

( )5.磁感线是磁场中真实存在的曲线。

分析指正：________________________________________________________________________。

( )6.磁体周围的磁感线从磁体的S极发出,回到磁体的N极。

分析指正：________________________________________________________________________。

( )7.地磁北极在地理北极附近,地磁南极在地理南极附近。

分析指正：________________________________________________________________________。

( )8.移去小磁针后的通电导线周围不存在磁场。

分析指正：________________________________________________________________________。

( )9.通电导线周围的磁场方向与电流方向无关。

分析指正：________________________________________________________________________。

( )10.电磁铁的铁芯,可以用铜棒代替。

分析指正：________________________________________________________________________。

( )11.电磁铁磁性的强弱只与电流的大小有关。

分析指正：________________________________________________________________________。

( )12.电磁继电器中的磁体,可以使用永磁体。

分析指正：________________________________________________________________________。

, 提能专训——重点考点剖析) 考点一磁体的性质

在判断物体是否具有磁性时要注意：(1)若被判断的物体与已知磁体相互排斥,则该物体一定有磁性；

(2)若被判断的物体与已知磁体相互吸引,则无法确定该物体有无磁性。

例1 如图16－T－2所示,有三根钢棒,其中甲、乙相互排斥,甲、丙相互吸引,如果已知甲是磁体且右端为N极,那么下列对乙、丙的判断正确的是( )

图16－T－2

A．乙是磁体且右端是N极

B．丙是磁体且右端是N极

C．乙是磁体,丙不一定是磁体

D．乙是磁体,丙也一定是磁体

[考点专训]见[本章中考链接考点●1 ]

考点二磁场与磁感线

学习磁感线时需要注意以下问题：(1)磁感线是假想的曲线,用虚线表示；(2)磁感线在某点的方向与放在该点的小磁针静止时N极的受力方向一致,在磁体外部,磁感线从N极出发,回到S极；(3)磁感线密集的地方表示磁场强,稀疏的地方表示磁场弱；(4)磁感线不能交叉,因为某点磁场的方向是唯一的；(5)磁感线可能是直的。

例2 如图16－T－3所示是条形磁铁的磁场分布图,下列说法正确的是( )

图16－T－3

A．该条形磁铁的左端为N极,右端为S极

B．a点的磁场强度与b点的磁场强度相同

C．置于a点的小磁针,静止时南极指向左侧

D．磁感线是为了研究方便而引入的假想曲线

[考点专训]见[本章中考链接考点●2 ]

考点三右手螺旋定则的应用

本考点重点考察如何判断通电螺线管的磁极,常以选择题、填空题、作图题的形式出现,做题时应注意：(1)决定通电螺线管极性的根本因素是通电螺线管上电流的环绕方向,而不是通电螺线管上导线的绕法和电源正、负极的接法；(2)四指的环绕方向必须是通电螺线管上电流的环绕方向。

例3 如图16－T－4所示,闭合开关后,三个小磁针的指向(涂黑端为N极)都正确的是( )

图16－T－4

[考点专训]见[本章中考链接考点●3 ]

考点四电磁铁与电磁继电器

电磁铁是带有铁芯的螺线管,当有电流通过时它具有磁性,没有电流通过时失去磁性。电磁铁的特点：可控、可调、可变。电磁继电器是利用电磁铁来控制电路的一种自动开关,通常以选择题和填空题出现,是中考的热点内容。

例4 一个空心小铁球放在盛水的烧杯中置于铁棒AB的上方,绕在铁棒上的线圈连接在如图16－T－5所示的电路中,开关S闭合后,空心小铁球仍漂浮在水面上,此时A端为电磁铁的________极,当滑片P向右滑动,空心小铁球再次静止时将________(选填“上浮”或“下沉”)一些。

图16－T－5

例5 如图16－T－6所示是一种温度自动报警器的原理图,其中热敏电阻的阻值随温度的变化而变化,当温度达到设定值时,指示灯熄灭,电铃工作,发出报警信号。下列关于报警器的说法中,正确的是( )

图16－T－6

A．电磁继电器实质是一种电路开关,可以用一个电路控制另一个电路

B．电磁继电器中的电磁铁的工作原理是电流的热效应

C．温度升高时热敏电阻的阻值增大

D．温度没有达到设定值时电磁铁无磁性

[考点专训]见[本章中考链接考点●4 ]

实验专训——重点实验突破) 实验“探究影响电磁铁磁性强弱的因素”的实验

例6 如图16－T－7所示是某学习小组同学设计的“研究电磁铁磁性强弱”的实验电路图。

图16－T－7

(1)要改变电磁铁线圈中的电流大小,可通过________________________来实现；要判断电磁铁的磁性强弱,可通过观察__________________来确定。

(2)下表是该组同学所做实验的记录：

电流____________________________；

②比较实验中的1和4(或2和5,或3和6),可得出的结论：电磁铁线圈中的电流一定时,线圈匝数____________________。

(3)在与同学们交流讨论时,另一组的一个同学提出了一个问题：“当线圈中的电流和匝数一定时,电磁铁的磁性强弱会不会还与线圈内的铁芯大小有关？”

①你对此的猜想：________。

②现有大小不同的两根铁芯,利用本题电路说出你验证猜想的方法：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。

【变式延伸】结合上例探究以下问题：

(1)电磁铁吸引的大头针下端分散开的原因是________________________________________。

(2)此实验中通过观察______________________判断电磁铁磁性的强弱,这一方法体现了“转换”的思想；实验探究时还运用了____________法。在你所学过的知识中哪个实验运用了此探究方法,请写出实验名称____________________。

【开放探究】

如图16－T－8所示是老师设计的一个实验装置,用来探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”,它是由电源、滑动变阻器、开关、带铁芯的螺线管(线圈电阻忽略不计)和自制的针式刻度板组成,通过观察指针偏转角度的大小,来判断电磁铁磁性的强弱。在用竹片削制的指针下方加装固定一物体E,导线a与接线柱2相连。

图16－T－8

(1)为了使指针受磁场力的作用绕O点转动,需在E处加装________(选填“铜块”“铝块”或“铁块”)；加装物体后,为了确保指针能正确指示且具有一定的灵敏度,老师在O点转轴处涂抹润滑油,目的是____________,使指针转动更灵活。

(2)按如图所示连接好电路,闭合开关,调节变阻器的滑片P到某一位置,记下此时指针偏转的角度,保持滑片P位置不变,导线a改为与接线柱1相连,可以探究电磁铁磁性强弱与____________的关系；保持接线方式不变,移动滑动变阻器的滑片P,可以探究电磁铁磁性强弱与____________的关系。

(3)保持滑片P位置不变,导线a改为与接线柱1相连时,闭合开关后,指针偏转的角度将会________。当滑动变阻器的滑片P向左滑动时,指针偏转的角度将会________。(均选填“增大”或“减小”)

(4)细心观察的小锋同学发现在实验过程中该自制装置的指针均向右偏转,只是偏转角度不同,该同学向老师提出能否让指针向左偏转,老师马上将一块小磁体换装在E处,且让小磁体的右端为________极,闭合开关后,同学们发现指针果然向左偏转。

(5)你认为该装置中指针的偏转角度大小可能还与哪些因素有关？________________。(写出一个即可)

[考点专训]见[本章中考链接考点●5 ]

考点●1 磁体的性质

1．2018·自贡自贡一学生利用手中的条形磁铁做了以下实验,其中结论正确的是( )

A．同名磁极相互吸引

B．条形磁铁能够吸引小铁钉

C．将条形磁铁用细线悬挂起来,当它在水平面静止时北极会指向地理南极

D．条形磁铁与小磁针之间隔了一层薄玻璃后就没有相互作用了

2．2018·金华小科在实验室发现一枚钢针,为能快速利用小磁针判断：①钢针是否有磁性,②若有磁性则磁极如何分布。小科画出思维导图如图16－T－10所示,请补充完整。

图16－T－10

考点●2 磁场与磁感线

3．2018·恩施州下列有关磁场的说法错误的是( )

A．磁体周围的磁场是真实存在的

B．磁感线是为了描述磁场虚拟的封闭曲线

C．通电导体周围存在着磁场

D．地面上指南针的N极总是指向地理的南极

4．[2017·天津] 图16－T－11中磁体两极间磁感线的画法正确的是( )

图16－T－11

考点●3 右手螺旋定则的应用

5．2018·临沂小磁针静止时的指向如图16－T－12所示,由此可知( )

图16－T－12

A．a端是通电螺线管的N极,c端是电源正极

B．a端是通电螺线管的N极,c端是电源负极

C．b端是通电螺线管的N极,d端是电源正极

D．b端是通电螺线管的N极,d端是电源负极

6．2018·盐城如图16－T－13所示在探究“通电螺线管外部磁场的方向”实验中,闭合开关,小磁针发生偏转,说明通电螺线管周围有________,通过小磁针静止时________极的指向确定该点磁场的方向,调换电源正、负极,小磁针偏转方向改变,说明磁场方向与________有关。

图16－T－13

7．2018·达州如图16－T－14所示是小明同学在研究通电螺线管极性时的情形,请标出开关闭合后通电螺线管的N极、螺线管内小磁针的N极和磁感线上A点的磁场方向。

图16－T－14

考点●4 电磁铁与电磁继电器

8．2018·威海如图16－T－15所示,GMR是一个巨磁电阻,其阻值随磁场的增强而急剧减小,当闭合开关S1、S2时,下列说法正确的是( )

图16－T－15

A．电磁铁的右端为N极

B．小磁针将顺时针旋转

C．当P向左滑动时,电磁铁的磁性增强,指示灯变暗

D．当P向右滑动时,电磁铁的磁性减小,电压表的示数减小

9．2018·江西消防应急灯在没有停电时,灯是熄灭的；停电时,标有“36 V”字样的两盏灯就会正常发光。如图16－T－16所示的电路中符合要求的是( )

图16－T－16

10．2018·烟台请在图16－T－17乙的流程图中填入后面所列出的短语,来解释电铃(图甲)是怎样利用电磁铁工作的。短语：弹簧片恢复原状；电磁铁无磁性；电路接通；电路断开；电磁铁吸引衔铁,锤子敲击铃碗；电磁铁有磁性。

图16－T－17

考点●5 重点实验

11．2018·青岛探究电生磁：

图16－T－18

(1)通电后小磁针静止时的分布如图16－T－18甲所示,由此可看出通电螺线管外部的磁场与________的磁场相似。

(2)小明改变通电螺线管中的电流方向,发现小磁针指向转动180°,南北极发生了对调,由此可知：通电螺线管外部的磁场方向与螺线管中的________方向有关。

(3)小明继续实验探究,并按图乙连接电路,他先将开关S接a,观察电流表的示数及螺线管吸引大头针

的数目；再将开关S从a换到b,调节变阻器的滑片P,再次观察电流表的示数及螺线管吸引大头针的数目,此时调节滑动变阻器是为了____________________,来探究____________________________的关系。

详解详析

【科学知识梳理】[重点突破]

一、1.铁、钴、镍磁性磁极北(N)极

南(S)极同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引

2．对放入其中的磁体产生力的作用N极

3．它的N极出来,回到它的S极相交

二、通电导体周围存在磁场磁场的方向跟电流的方向有关

三、1.电磁铁具有磁性衔铁失去磁性

四、1.磁性磁场磁极间相互作用磁场电流方向

2．电流的大小线圈匝数的多少越强

【科学应用举例】

夯基专训

1．×,一个条形磁铁从中间断开后,每段磁铁的磁极个数都是两个,即都具有N极和S极

2．×,自然界中只有磁性材料才能被磁化,非磁性材料不能被磁化

3．×,锯条的一端与小磁针的N极相互吸引,出现这种现象有两种可能：①锯条具有磁性,根据异名磁极相互吸引可知这一端为S极；②锯条没有磁性,由于小磁针有磁性而吸引锯条

4．×,磁体的周围存在磁场,磁场的基本性质是对放入其中的磁体产生力的作用

5．×,磁感线是人们为了形象地表示磁场,仿照铁屑在磁场中的分布图形,画出的一条条带箭头的曲线,实际是不存在的

6．×,磁体外部的磁感线是从磁体的N极发出,回到磁体的S极,而磁体内部的磁感线是从S极指向N 极

7．×,地球是一个大磁体,地磁南极在地理北极附近,地磁北极在地理南极附近

8．×,通电导线周围的磁场与小磁针的有无无关

9．×,通电导线周围的磁场方向由电流方向决定

10．×,电磁铁的铁芯需用软磁性材料制成,铜不是磁性材料,不可以用铜棒代替

11．×,电磁铁的磁性强弱与电流的大小和线圈匝数的多少有关

12．×,电磁铁不是永久磁铁,它的磁性有无通过电流的通断控制,所以电磁继电器中的磁体,不能使用永磁体。

提能专训

例1 C [解析] 左图中,甲是磁体且右端为N极,因为同名磁极相互排斥,故乙是磁体且左端是N极,故A错误；右图中,甲是磁体且右端为N极,因为异名磁极相互吸引,故如果丙是磁体,则左端是S极,又因为磁体可吸引磁性物质,若丙没有磁性,甲与丙也可以相互吸引,所以丙可能是磁体也可能不是磁体,故C正确,B、D错误。

例2 D [解析] 本题考查对磁感线、磁极和磁场方向的认识和理解,属于一道基础题。磁体周围的磁感线从磁体的N极出发,回到磁体的S极,构成闭合曲线。由图可知,该条形磁铁的右端为N极,左端为S极；磁感线的疏密程度反映了磁场的强弱,磁感线分布越密的地方,其磁场越强,故a点磁场比b点弱,故A、B 错误；小磁针静止时北极所指的方向与该点的磁感线方向一致,所以a点的小磁针静止时南极应指向右侧,故C错误；磁感线不是真实存在的,而是为了研究方便而引入的假想曲线,故D正确。

例3 A [解析] 本题考查了右手螺旋定则的灵活应用。由图可知电流的绕向,根据右手螺旋定则可知通电螺线管的极性,再根据通电螺线管周围的磁感线都是从N极出发,回到S极,来判断每个小磁针的N极指向与该点的磁感线方向是否一致。

例4 S(南) 上浮

例5 A [解析] 电磁继电器实质是一种电路开关,可以用一个电路控制另一个电路,从而实现远程控制和自动控制,故A正确；电磁继电器中的电磁铁的工作原理是电流的磁效应,与电流的热效应无关,故B 错误；当温度达到设定值(温度升高)时,热敏电阻的阻值减小,电磁铁的磁性增强,将衔铁吸下来,指示灯熄灭,电铃工作,发出报警信号,故C错误；温度没有达到设定值时电磁铁仍有磁性,只是磁性较小,不能将衔铁吸下来,故D错误。

实验专训

例6 (1)调节滑动变阻器滑片的位置

电磁铁吸引大头针数目的多少

(2)①越大,电磁铁的磁性越强(或越小,电磁铁的磁性越弱)

②越多,电磁铁的磁性越强(或越少,电磁铁的磁性越弱)

(3)①有关(或无关) ②将大小不同的铁芯分别插入同一通电螺线管中组成电磁铁,观察电磁铁吸引大头针数目的多少

[变式延伸]

(1)大头针被磁化,同一端的磁性相同,互相排斥(2)电磁铁吸引大头针的多少控制变量电流通过导体时产生热量的多少跟哪些因素有关

[开放探究]

(1)铁块减小摩擦(2)线圈匝数电流大小(3)增大减小(4)N (5)铁芯大小、通电螺线管(或电磁铁)与指针间的距离或指针质量(合理即可)

[解析] (1)磁铁可以吸引铁块,但不吸引铜、铝物质,故需要加装铁块；在O点转轴处涂抹润滑油可以使接触面变光滑,减小摩擦。(2)保持滑片P位置不变,也就是电流不变,导线a改为与接线柱1相连,增加了线圈匝数,因此可以探究电磁铁磁性强弱与线圈匝数的关系；保持接线方式不变,也就是线圈匝数不变,移动变阻器滑片P,可以改变电流,因此可以探究电磁铁磁性强弱与电流大小的关系。(3)保持滑片P位置不变,即电流不变,导线a改为与接线柱1相连时,线圈匝数增多,闭合开关后,电磁铁磁性增强,指针偏转的角度将会增大；当滑动变阻器的滑片P向左滑动时,接入电路的电阻增大,电流减小,磁性减弱,所以指针偏转的角度将会减小。(4)由图中通电线圈电流流入方向,利用右手螺旋定则可以判断出通电线圈左端为N极,

右端为S极,在E处放小磁体时让小磁体的右端为N极、左端为S极,通电线圈右端S极与小磁体左端S极就会相互排斥,指针就会向左偏转。(5)该装置中指针的偏转角度大小要受磁力大小、指针质量和电磁铁距离指针的距离等因素影响,所以可以通过改变铁芯的大小来改变磁性,也可以改变用竹片削制的指针质量,这样摆动起来更轻松。

【本章中考链接】

1．B [解析] 由磁极间的相互作用规律可知,同名磁极相互排斥,A错误；磁体能吸引铁、钴、镍等物质,故条形磁铁能够吸引小铁钉,B正确；将条形磁铁用细线悬挂起来,让磁体自由转动,静止时指向地理南极的磁极叫南(S)极,指向地理北极的磁极叫北(N)极,地磁北极在地理南极附近,地磁南极在地理北极附近,C错误；玻璃不能隔离磁场,条形磁铁与小磁针之间隔了一层薄玻璃后仍有相互作用,D错误。

2．(1)相互排斥(2)钢针没有磁性

[解析] 根据小磁针和磁极间的相互作用判断钢针是否有磁性；将钢针靠近小磁针的N极,若相互排斥,则钢针一定有磁性；若相互吸引可能是异名磁极也可能没有磁性,再用a端靠近S极,若相互吸引,则钢针没有磁性,若相互排斥,则钢针有磁性。

3．D [解析] 磁体周围存在磁场,磁场是真实存在的,A正确；磁感线是为了形象地描述磁场的分布引入的物理模型,是虚拟的封闭曲线,B正确；根据奥斯特实验可知,通电导体周围存在着磁场,C正确；地球是一个大磁体,地磁的南北极与地理的南北极相反,所以指南针静止时,指南针的N极指向地磁的南极即地理的北极附近,D错误。

4．A

5．B [解析] 小磁针左端是N极,右端是S极,所以电磁铁的a端为N极,b端为S极,由右手螺旋定则可知,电流从d端流出后进入电磁铁,故d端是电源的正极,c端是负极,B正确。

6．磁场N 电流方向

[解析] 如题图所示的实验,闭合开关前,小磁针静止且能指向南北,这是因为地磁场的作用；闭合开关后,小磁针发生偏转,说明通电导体周围存在磁场；小磁针静止时N极的指向为该点磁场的方向；调换电源正、负极,即改变螺线管中的电流方向,发现小磁针偏转方向改变,说明磁场方向与螺线管中的电流方向有关。

7．如图所示

[解析] 由右手螺旋定则可知,右手握住螺线管,四指指向电流的方向,大拇指指向螺线管的右端为N极,螺线管外部磁感线由N极发出,回到S极,故A点磁感线向左,内部磁感线方向由S极指向N极,故小磁针右侧为N极。

8．D [解析] 根据右手螺旋定则可知,电磁铁的左端为N极,右端为S极,根据磁极间的相互作用规律

可知,小磁针将会逆时针旋转,A、B选项错误；闭合开关S1、S2,使滑片P向左滑动,电阻变小,电流变大,电磁铁的磁性增强,巨磁电阻的阻值减小,电路中的电流变大,所以指示灯的亮度会变亮,C选项错误；使滑片P向右滑动,电阻变大,电流变小,电磁铁的磁性减弱,巨磁电阻的阻值变大,电路中的电流变小,根据U＝IR 可知,灯泡两端的电压减小,电压表示数减小,D选项正确。

9．C [解析] 观察图可知,220 V的电路肯定是照明电路,而36 V的电路才是应急灯所在的电路；两盏灯都在停电后会正常发光,可判断两灯并联,且在照明电路工作时不连通,分析各图可知,当照明电路正常工作时,电磁铁具有磁性,吸引衔铁,使消防应急灯所在电路断开,而当停电后,电磁铁失去磁性,衔铁在弹簧的作用下向上弹起,与触点接触,两灯泡发光,因此,只有图C符合要求。

10．(1)电磁铁有磁性(2)电路断开(3)弹簧片恢复原状

11．①电流②条形③如图所示

④线圈匝数⑤将滑动变阻器的滑片向左移动

[解析] ①根据图(a)可知：电流方向改变,小磁针偏转方向发生改变,这说明电流的磁场方向与电流方向有关。②根据图(b)小磁针的分布可知：通电螺线管外部的磁场与条形磁铁的磁场相似。③小磁针静止时N极的指向与磁感线的方向是相同的,磁感线是从N极出来,然后回到S极的,所以通电螺线管的右端为N 极,根据右手螺旋定则可知,螺线管中的电流从右端流入,即电源右端为正极。④根据图(c)可知：电流相同时,线圈匝数越多,吸引的大头针个数越多,这说明电磁铁磁性的强弱跟线圈匝数有关。⑤在匝数和铁芯不变的情况下,可以通过增大电流来增大电磁铁的磁性,所以可以将滑动变阻器的滑片向左移动,滑动变阻器接入电路的电阻减小,电路中的电流变大。

12．(1)条形磁铁(2)电流(3)控制两次实验中的电流大小不变通电螺线管的磁场强弱与线圈匝数

[解析] (1)在通电螺线管外部,小磁针N极的指向就是该点磁场的方向,由图甲小磁针的指向可知,通电螺线管外部的磁场从螺线管右端出发,回到左端,这与条形磁铁的磁场相似。(2)改变通电螺线管中的电流方向,小磁针的指向转动180°,螺线管的南北极发生了对调,由此可知：通电螺线管外部的磁场方向与螺线管中的电流方向有关。(3)根据图乙,先将开关接a,观察电流表的示数及螺线管吸引大头针的数目；再将开关接b,并调节滑动变阻器的滑片P,再次观察电流表的示数及螺线管吸引大头针的数目,此时调节滑动变阻器是为了控制两次实验中的电流大小不变,来探究通电螺线管的磁场强弱与线圈匝数的关系。

【章内专题阅读】

学习“磁”从“方法”入手

有关“磁”的知识比较抽象,学生对“磁”在理解上有一定的难度,故可利用以下几种方法对“磁”进行理解。

1．转换法：磁场看不见、摸不着,我们可以根据它产生的作用(根据它对小磁针的作用情况)认识它；

电磁铁的磁性强弱我们看不到、摸不着,实验中利用吸引大头针的数目来显示磁性的强弱,吸引的大头针数目越多,表示磁性越强；吸引的大头针数目越少,则磁性越弱。物理学中将一些看不见、摸不着的现象转换为我们熟知的看得见、摸得着的现象来认识它们,这种方法在科学上叫“转换法”,又叫“间接推断法”。

2．模型法：因为磁场看不见、摸不着,所以在研究磁场时,根据磁场对放入其中的磁体产生力的作用和磁场的方向性,用磁感线来形象地描述磁场。就像用光线来描述光的传播路径一样,这种研究问题的方法叫“理想模型法”。它是为了研究问题方便而建立的物理模型,它们实际并不存在。

3．控制变量法：由于影响电磁铁磁性强弱的因素有多个,所以必须运用控制变量法进行探究。在探究线圈的匝数对磁性强弱的影响时,必须保持线圈中电流的大小不变；在探究电流大小对磁性强弱的影响时,应保持线圈匝数相等。

“电和磁”问题辨析

1．正确认识磁场

在磁体周围存在着看不见、摸不着的磁场,对于磁场的存在、磁场的方向和磁场的性质,我们可以通过放在磁体周围的小磁针的指向和受力偏转等现象来认识磁场。小磁针在一般情况下是指示南北方向的,若小磁针不再指示南北方向,则可以判断小磁针所在的空间必有其他磁场存在。当把小磁针放在磁场中不同位置时,小磁针N极的指向不同,所以磁场中各点的方向一般也是不同的。在磁场中某一点,小磁针静止时北极所指的方向就是该点磁场的方向。磁场的基本性质是它对放入其中的磁体或易磁化物质能产生磁力的作用,磁体间的相互作用就是通过磁场而产生的。放在磁场中的小磁针能发生偏转,就是因为小磁针受到了磁场中磁力的作用。

2．正确理解磁感线

磁感线是为了形象地描述磁体周围空间磁场的分布情况而在磁场中所画的一些有方向的、疏密不等的封闭曲线,以便用来描述磁场的方向和强弱。这些曲线不是实际存在的,而是假想的曲线,任何一点的切线方向都跟放在该点的小磁针北极所指的方向一致,磁感线不会相交,磁感线布满磁体周围空间而不是在一个平面内,磁感线是闭合的。

3．怎样判断磁体的N、S极

若手边有已知N、S极的小磁针,我们可以利用磁体具有的“同名磁极相互排斥、异名磁极相互吸引”的性质进行判断。即将已知N、S极的小磁针的其中一个磁极靠近未知磁极的磁体的一端(如图甲所示),若小磁针被吸引,则说明未知磁体的这一磁极与小磁针的这一磁极是异名磁极；若相互排斥,则说明相互靠近的这两个磁极是同名磁极。

若没有已知磁极的小磁针,可以利用以下两种方法进行判别：

(1)如图乙所示,用一根细软线将待判别磁体悬挂起来,待其静止后,则磁体指北的一极为该磁体的北(N)极,指南的一极为南(S)极。

(2)如图丙所示,将待判别N、S极的磁体一端靠近已知电源正、负极的通电螺线管附近,先根据电流的方向应用右手螺旋定则判断出通电螺线管的N、S极,然后再根据“同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引”的性质判断磁体的N、S极；或像图乙那样用一根细软线吊着磁体制成一个能自由转动的磁体靠近通电螺线管,然后根据磁体的转动情况

判断该磁体的N、S极,则转向通电螺线管N极的一端就是磁体的S极,转向通电螺线管S极的一端就是该磁体的N极。

4．通电螺线管的磁感线

对于普通磁体而言,其周围的磁感线都是从磁体的N极出来,回到磁体S极,而在通电螺线管的内部和外部都分布着磁场(如图所示),处在通电螺线管内部的小磁针N、S极的指向与分布在通电螺线管外部的小磁针N、S极的指向恰恰相反。由处在通电螺线管内部和外部小磁针N、S极的指向可以看出,在通电螺线管的外部,磁感线总是从螺线管的N极出来,回到通电螺线管的S极；而在通电螺线管的内部,磁场的方向则恰恰与外部相反,是从螺线管的S极流向螺线管的N极的。