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4. 如图所示，条形磁体置于水平桌面上，电磁铁与条形磁体处于同一水平线，且左端固定。当开关S闭合，电路中滑动变阻器的滑片P逐渐向下移动时，条形磁体始终保持静止，则在此过程中，条形磁体受到的摩擦力（
A.方向向右，逐渐减小
B.方向向右，逐渐增大
C.方向向左，逐渐减小
D.方向向左，逐渐增大
A
）。A.方向向右，逐渐减小
B.方向向右，逐渐增大
C.方向向左，逐渐减小
D.方向向左，逐渐增大
答案
A
解析
【分析】
要解决此题，需按以下步骤思考：
1. 用安培定则判断电磁铁的磁极：先确定电流方向，右手握住螺线管，四指指向电流的环绕方向，可得出电磁铁右端为N极；
2. 判断磁极间的相互作用：电磁铁右端N极与条形磁体左端S极是异名磁极，相互吸引，因此条形磁体受到向左的吸引力；
3. 分析滑动变阻器滑片移动的影响：滑片P向下移动时，滑动变阻器接入电路的电阻变大，电路中电流变小，电磁铁磁性减弱，对条形磁体的吸引力减小；
4. 根据平衡条件判断摩擦力：条形磁体静止，水平方向受力平衡，摩擦力与吸引力大小相等、方向相反，因此摩擦力方向向右，且随吸引力减小而逐渐减小。
【解析】
1. 确定电磁铁磁极：电流从电源正极流入螺线管左端，根据安培定则，右手握住螺线管，四指沿电流环绕方向，大拇指指向螺线管右端，故电磁铁右端为N极；
2. 磁极间作用规律：异名磁极相互吸引，因此电磁铁对条形磁体施加向左的吸引力；
3. 电流与磁性的关系：滑片P向下移动，滑动变阻器接入电阻增大，电路电流减小，电磁铁磁性减弱，对条形磁体的吸引力减小；
4. 摩擦力的平衡分析：条形磁体静止，水平方向受平衡力，摩擦力与吸引力是一对平衡力，故摩擦力方向与吸引力相反（向右），大小等于吸引力，随吸引力减小而逐渐减小。
【答案】
A
【知识点】
安培定则、磁极间的相互作用、摩擦力
【点评】
本题综合考查安培定则、磁极间的相互作用和摩擦力的平衡条件，需结合电磁学和力学知识分析受力变化，是初中物理的典型综合题。
【难度系数】
0.5
要解决此题，需按以下步骤思考：
1. 用安培定则判断电磁铁的磁极：先确定电流方向，右手握住螺线管，四指指向电流的环绕方向，可得出电磁铁右端为N极；
2. 判断磁极间的相互作用：电磁铁右端N极与条形磁体左端S极是异名磁极，相互吸引，因此条形磁体受到向左的吸引力；
3. 分析滑动变阻器滑片移动的影响：滑片P向下移动时，滑动变阻器接入电路的电阻变大，电路中电流变小，电磁铁磁性减弱，对条形磁体的吸引力减小；
4. 根据平衡条件判断摩擦力：条形磁体静止，水平方向受力平衡，摩擦力与吸引力大小相等、方向相反，因此摩擦力方向向右，且随吸引力减小而逐渐减小。
【解析】
1. 确定电磁铁磁极：电流从电源正极流入螺线管左端，根据安培定则，右手握住螺线管，四指沿电流环绕方向，大拇指指向螺线管右端，故电磁铁右端为N极；
2. 磁极间作用规律：异名磁极相互吸引，因此电磁铁对条形磁体施加向左的吸引力；
3. 电流与磁性的关系：滑片P向下移动，滑动变阻器接入电阻增大，电路电流减小，电磁铁磁性减弱，对条形磁体的吸引力减小；
4. 摩擦力的平衡分析：条形磁体静止，水平方向受平衡力，摩擦力与吸引力是一对平衡力，故摩擦力方向与吸引力相反（向右），大小等于吸引力，随吸引力减小而逐渐减小。
【答案】
A
【知识点】
安培定则、磁极间的相互作用、摩擦力
【点评】
本题综合考查安培定则、磁极间的相互作用和摩擦力的平衡条件，需结合电磁学和力学知识分析受力变化，是初中物理的典型综合题。
【难度系数】
0.5
5.(2024·青海西宁中考)下图是一种水位自动报警器的原理图。当水位到达金属块A时，
红
灯亮；控制电路的电源右端为正极时，电磁铁的上端为S
极(一般的水都能导电)。答案
5.红 S
解析
【分析】
要解决该题，需分两步分析：首先理解水位自动报警器的工作原理，利用电磁继电器的控制电路通断控制工作电路，结合水的导电性判断控制电路是否接通，进而确定工作电路的灯亮情况；再根据控制电路的电流方向，运用安培定则判断电磁铁的磁极。
【解析】
1. 当水位到达金属块A时，由于一般的水能够导电，控制电路被接通，电磁铁获得磁性，吸引衔铁向下运动，使工作电路中红灯所在的支路接通，绿灯所在的支路断开，因此红灯亮。
2. 控制电路的电源右端为正极时，电流从电磁铁的下端流入、上端流出。根据安培定则：右手握住螺线管，四指指向电流的环绕方向，大拇指所指的一端为N极，由此可判断电磁铁的下端为N极，上端为S极。
【答案】
红；S
【知识点】
电磁继电器；安培定则
【点评】
本题考查电磁继电器的工作原理和安培定则的应用，属于基础题型，需掌握电磁继电器的工作逻辑和安培定则的正确使用方法，难度适中。
【难度系数】
0.6
要解决该题，需分两步分析：首先理解水位自动报警器的工作原理，利用电磁继电器的控制电路通断控制工作电路，结合水的导电性判断控制电路是否接通，进而确定工作电路的灯亮情况；再根据控制电路的电流方向，运用安培定则判断电磁铁的磁极。
【解析】
1. 当水位到达金属块A时，由于一般的水能够导电，控制电路被接通，电磁铁获得磁性，吸引衔铁向下运动，使工作电路中红灯所在的支路接通，绿灯所在的支路断开，因此红灯亮。
2. 控制电路的电源右端为正极时，电流从电磁铁的下端流入、上端流出。根据安培定则：右手握住螺线管，四指指向电流的环绕方向，大拇指所指的一端为N极，由此可判断电磁铁的下端为N极，上端为S极。
【答案】
红；S
【知识点】
电磁继电器；安培定则
【点评】
本题考查电磁继电器的工作原理和安培定则的应用，属于基础题型，需掌握电磁继电器的工作逻辑和安培定则的正确使用方法，难度适中。
【难度系数】
0.6
6. 下图为某大桥的车辆超重报警装置设计图。当路面压力达到设定值时，压力传感器就接通电路。要求车辆超重时，信号灯就发光，请在图中连好电路。
答案
如图所示：
解析
【分析】
要完成该超重报警装置的电路连接，需明确电磁继电器的工作逻辑：控制电路由压力传感器、电源和电磁铁构成，工作电路由信号灯和电源构成。当车辆超重时，压力传感器接通控制电路，电磁铁获得磁性吸引衔铁向下运动，此时需让工作电路导通使信号灯发光，因此要将信号灯的工作电路连接到衔铁被吸下时对应的下方触点，保证电磁铁吸合衔铁时工作电路接通。
【解析】
1. 区分控制电路与工作电路：控制电路包含压力传感器、电源、电磁铁；工作电路包含信号灯、电源。
2. 连接工作电路：将信号灯所在电路的一端接电源，另一端连接到下方的静触点，使衔铁的动触点能与该静触点接触，当控制电路接通，电磁铁吸下衔铁，动触点与下方静触点贴合，工作电路导通，信号灯发光。
【答案】
【知识点】
电磁继电器应用、电路连接
【点评】
本题结合实际场景考查电磁继电器的电路连接，需理解控制电路与工作电路的联动关系，是电磁知识在生活中的典型应用，难度适中。
【难度系数】
0.5
要完成该超重报警装置的电路连接，需明确电磁继电器的工作逻辑：控制电路由压力传感器、电源和电磁铁构成，工作电路由信号灯和电源构成。当车辆超重时，压力传感器接通控制电路，电磁铁获得磁性吸引衔铁向下运动，此时需让工作电路导通使信号灯发光，因此要将信号灯的工作电路连接到衔铁被吸下时对应的下方触点，保证电磁铁吸合衔铁时工作电路接通。
【解析】
1. 区分控制电路与工作电路：控制电路包含压力传感器、电源、电磁铁；工作电路包含信号灯、电源。
2. 连接工作电路：将信号灯所在电路的一端接电源，另一端连接到下方的静触点，使衔铁的动触点能与该静触点接触，当控制电路接通，电磁铁吸下衔铁，动触点与下方静触点贴合，工作电路导通，信号灯发光。
【答案】
【知识点】
电磁继电器应用、电路连接
【点评】
本题结合实际场景考查电磁继电器的电路连接，需理解控制电路与工作电路的联动关系，是电磁知识在生活中的典型应用，难度适中。
【难度系数】
0.5
7. 下图是一个颈椎按摩仪的结构示意图，ABO可以看作是一个杠杆，O为支点，B处有一个条形磁体，A处有一个按摩槌头。当电磁铁输入方向可以改变的电流时，条形磁体会受到引力或斥力，带动按摩槌头振动，按摩槌头给颈部的力大小为6 N。已知 $ l_{AB}: l_{AO}=3:5 $，则ABO可以看作一个
费力
杠杆，电磁铁的原理是电流的磁效应
。若按摩槌头向下运动，此时电磁铁的上端为S
极，条形磁体受到的引力或斥力为15
N（按摩槌头、条形磁体和杠杆所受的重力忽略不计）。答案
7. 费力 电流的磁效应 S 15
【解析】杠杆在使用的过程中,O为支点,A点受到的力为阻力,B点受到的力为动力,阻力臂大于动力臂,为费力杠杆。电磁铁通电后具有磁性,利用的是电流的磁效应。若按摩槌头向下运动,则电磁铁的上端与磁体的N极相互吸引,所以电磁铁的上端为S极。根据题意可知,$l_{AB}:l_{AO}=3:5$,则$l_{AO}:l_{BO}=5:2$;根据杠杆平衡条件可知$F_A × l_{AO}=F × l_{BO}$,得
$F=\frac{F_A × l_{AO}}{l_{BO}}=\frac{6\ \mathrm{N} × 5}{2}=15\ \mathrm{N}。$
【解析】杠杆在使用的过程中,O为支点,A点受到的力为阻力,B点受到的力为动力,阻力臂大于动力臂,为费力杠杆。电磁铁通电后具有磁性,利用的是电流的磁效应。若按摩槌头向下运动,则电磁铁的上端与磁体的N极相互吸引,所以电磁铁的上端为S极。根据题意可知,$l_{AB}:l_{AO}=3:5$,则$l_{AO}:l_{BO}=5:2$;根据杠杆平衡条件可知$F_A × l_{AO}=F × l_{BO}$,得
$F=\frac{F_A × l_{AO}}{l_{BO}}=\frac{6\ \mathrm{N} × 5}{2}=15\ \mathrm{N}。$
解析
【分析】首先确定杠杆的支点、动力臂和阻力臂：支点为O，A处按摩槌头的力是阻力，阻力臂为AO；B处条形磁体的力是动力，动力臂为BO。结合已知的长度比例判断杠杆类型；电磁铁利用电流的磁效应工作，结合磁极间的相互作用判断电磁铁极性；最后根据杠杆平衡条件计算作用力大小。
【解析】1. 判断杠杆类型：支点为O，阻力臂是AO，动力臂是BO。由$l_{AB}:l_{AO}=3:5$，可得$l_{BO}=l_{AO}-l_{AB}$，即动力臂小于阻力臂，因此该杠杆为费力杠杆。
2. 电磁铁原理：电磁铁通电后产生磁性，利用的是电流的磁效应。
3. 判断电磁铁极性：按摩槌头向下运动，说明A点向下，杠杆绕O转动时B点向上；条形磁体下端为N极，要使B点向上，电磁铁需对条形磁体产生吸引力，根据异名磁极相互吸引，可知电磁铁上端为S极。
4. 计算作用力大小：根据杠杆平衡条件$F_Al_{AO}=Fl_{BO}$，已知$l_{AO}:l_{BO}=5:2$，$F_A=6\ \mathrm{N}$，代入得$F=\frac{F_A × l_{AO}}{l_{BO}}=\frac{6\ \mathrm{N} ×5}{2}=15\ \mathrm{N}$。
【答案】费力；电流的磁效应；S；15
【知识点】杠杆分类、电流的磁效应、杠杆平衡条件
【点评】本题结合生活中的颈椎按摩仪，将杠杆和电磁铁的知识点与实际应用结合，考查基础概念和规律的应用，难度适中。
【难度系数】0.6
【解析】1. 判断杠杆类型：支点为O，阻力臂是AO，动力臂是BO。由$l_{AB}:l_{AO}=3:5$，可得$l_{BO}=l_{AO}-l_{AB}$，即动力臂小于阻力臂，因此该杠杆为费力杠杆。
2. 电磁铁原理：电磁铁通电后产生磁性，利用的是电流的磁效应。
3. 判断电磁铁极性：按摩槌头向下运动，说明A点向下，杠杆绕O转动时B点向上；条形磁体下端为N极，要使B点向上，电磁铁需对条形磁体产生吸引力，根据异名磁极相互吸引，可知电磁铁上端为S极。
4. 计算作用力大小：根据杠杆平衡条件$F_Al_{AO}=Fl_{BO}$，已知$l_{AO}:l_{BO}=5:2$，$F_A=6\ \mathrm{N}$，代入得$F=\frac{F_A × l_{AO}}{l_{BO}}=\frac{6\ \mathrm{N} ×5}{2}=15\ \mathrm{N}$。
【答案】费力；电流的磁效应；S；15
【知识点】杠杆分类、电流的磁效应、杠杆平衡条件
【点评】本题结合生活中的颈椎按摩仪，将杠杆和电磁铁的知识点与实际应用结合，考查基础概念和规律的应用，难度适中。
【难度系数】0.6
