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7.(2026·烟台)如图所示是一种水位自动报警器的原理图,甲、乙是大小相同的两个金属块,当水位达到一定高度时,红灯亮报警。关于它的工作原理,下列说法正确的是 (
A.当水位达到位置a时,红灯亮
B.当水位达到位置b时,红灯亮
C.升高甲的高度可使报警器在更高的水位报警
D.降低乙的高度可使报警器在更高的水位报警
B
)A.当水位达到位置a时,红灯亮
B.当水位达到位置b时,红灯亮
C.升高甲的高度可使报警器在更高的水位报警
D.降低乙的高度可使报警器在更高的水位报警
答案
7.B
解析
【分析】
本题考查电磁继电器在水位自动报警器中的应用，解题关键是明确甲为随水位升降的浮子、乙为固定金属块，控制电路的通断由水位是否使甲、乙接触决定，进而控制电磁铁磁性有无，切换工作电路中红灯、绿灯的工作状态，逐一分析选项即可。
【解析】
1. 电路工作逻辑：甲是随水位升降的浮子，乙是固定金属块。当水位未达位置b时，甲、乙未接触，控制电路断开，电磁铁无磁性，衔铁在弹簧拉力作用下与上方触点接触，工作电路中绿灯接入，绿灯亮；当水位上升到位置b时，甲随水位到达b处，与乙接触，控制电路接通，电磁铁获得磁性，吸引衔铁向下运动，与下方触点接触，工作电路中红灯接入，红灯亮报警。
2. 选项分析：
A选项：水位达到a时，甲在a处，未与乙接触，控制电路断开，电磁铁无磁性，绿灯亮，红灯不亮，A错误；
B选项：水位达到b时，甲与乙接触，控制电路接通，电磁铁吸合衔铁，红灯亮，B正确；
C选项：甲是浮子，随水位升降，升高甲的高度仅改变甲的初始位置，水位上升到b时甲仍会与乙接触，报警水位不变，C错误；
D选项：降低乙的高度，乙位置变低，水位未到b时甲就会与乙接触，报警器在更低水位报警，D错误。
【答案】
B
【知识点】
电磁继电器应用、电路通断判断
【点评】
本题结合水位报警器考查电磁继电器的工作原理，需明确浮子随水位变化的特点，是对电磁继电器基础应用的考查，难度适中。
【难度系数】
0.5
本题考查电磁继电器在水位自动报警器中的应用，解题关键是明确甲为随水位升降的浮子、乙为固定金属块，控制电路的通断由水位是否使甲、乙接触决定，进而控制电磁铁磁性有无，切换工作电路中红灯、绿灯的工作状态，逐一分析选项即可。
【解析】
1. 电路工作逻辑：甲是随水位升降的浮子，乙是固定金属块。当水位未达位置b时，甲、乙未接触，控制电路断开，电磁铁无磁性，衔铁在弹簧拉力作用下与上方触点接触，工作电路中绿灯接入，绿灯亮；当水位上升到位置b时，甲随水位到达b处，与乙接触，控制电路接通，电磁铁获得磁性，吸引衔铁向下运动，与下方触点接触，工作电路中红灯接入，红灯亮报警。
2. 选项分析：
A选项：水位达到a时，甲在a处，未与乙接触，控制电路断开，电磁铁无磁性，绿灯亮，红灯不亮，A错误；
B选项：水位达到b时，甲与乙接触，控制电路接通，电磁铁吸合衔铁，红灯亮，B正确；
C选项：甲是浮子，随水位升降，升高甲的高度仅改变甲的初始位置，水位上升到b时甲仍会与乙接触，报警水位不变，C错误；
D选项：降低乙的高度，乙位置变低，水位未到b时甲就会与乙接触，报警器在更低水位报警，D错误。
【答案】
B
【知识点】
电磁继电器应用、电路通断判断
【点评】
本题结合水位报警器考查电磁继电器的工作原理，需明确浮子随水位变化的特点，是对电磁继电器基础应用的考查，难度适中。
【难度系数】
0.5
8.(2025·扬州)如图,根据小磁针静止时N极的指向,标出A处的磁感线方向和电源正、负极。
（
（
-
）（+
）答案
8.如图所示。
解析
【分析】
要解决本题，需结合磁场方向的规定、磁感线特点和安培定则逐步推导：
1. 磁场方向规定：小磁针静止时N极的指向为该点的磁场方向，即磁感线的方向；
2. 磁感线特点：螺线管外部的磁感线从N极出发，回到S极；
3. 安培定则：右手握住螺线管，大拇指指向螺线管的N极，四指弯曲方向为螺线管中电流的方向，据此可判断电源正负极。
步骤：先根据小磁针指向确定螺线管的磁极，再确定A处磁感线方向，最后用安培定则判断电源极性。
【解析】
1. 确定螺线管磁极：小磁针静止时N极向左，说明螺线管左侧的磁场方向向左；结合螺线管外部磁感线从N极指向S极，可知螺线管左端为N极，右端为S极。
2. 确定A处磁感线方向：螺线管上方的磁感线从N极（左端）指向S极（右端），因此A处磁感线方向水平向右。
3. 判断电源正负极：根据安培定则，右手握住螺线管，大拇指指向左端（N极），四指弯曲方向为电流方向，可知电流从螺线管右端流入、左端流出，故电源右端为正极，左端为负极。
【答案】
如图所示（）
【知识点】
磁场方向、磁感线、安培定则
【点评】
本题综合考查磁场方向、磁感线特点及安培定则的应用，解题关键是先通过小磁针指向确定螺线管磁极，再结合安培定则推导电流和电源极性，属于中等难度的电磁学基础题。
【难度系数】
0.5
要解决本题，需结合磁场方向的规定、磁感线特点和安培定则逐步推导：
1. 磁场方向规定：小磁针静止时N极的指向为该点的磁场方向，即磁感线的方向；
2. 磁感线特点：螺线管外部的磁感线从N极出发，回到S极；
3. 安培定则：右手握住螺线管，大拇指指向螺线管的N极，四指弯曲方向为螺线管中电流的方向，据此可判断电源正负极。
步骤：先根据小磁针指向确定螺线管的磁极，再确定A处磁感线方向，最后用安培定则判断电源极性。
【解析】
1. 确定螺线管磁极：小磁针静止时N极向左，说明螺线管左侧的磁场方向向左；结合螺线管外部磁感线从N极指向S极，可知螺线管左端为N极，右端为S极。
2. 确定A处磁感线方向：螺线管上方的磁感线从N极（左端）指向S极（右端），因此A处磁感线方向水平向右。
3. 判断电源正负极：根据安培定则，右手握住螺线管，大拇指指向左端（N极），四指弯曲方向为电流方向，可知电流从螺线管右端流入、左端流出，故电源右端为正极，左端为负极。
【答案】
如图所示（
）【知识点】
磁场方向、磁感线、安培定则
【点评】
本题综合考查磁场方向、磁感线特点及安培定则的应用，解题关键是先通过小磁针指向确定螺线管磁极，再结合安培定则推导电流和电源极性，属于中等难度的电磁学基础题。
【难度系数】
0.5
9.(2025·苏州)如图是控制车辆进出的电动闸门设计图。抬杆AB质量分布均匀,长度为3 m,重为20 N,在最右端B点处悬挂一重为25 N的铁柱,B点到支点O的距离为0.6 m。开关S闭合后,调节滑动变阻器使抬杆AB处于水平静止状态。(忽略支点O处的摩擦)
(1)电磁铁上端为
(2)此时电磁铁对铁柱的吸引力为
(3)要使抬杆A端从图示位置向上抬起,滑动变阻器的滑片P应向
(1)电磁铁上端为
S
(填“N”或“S”)极。(2)此时电磁铁对铁柱的吸引力为
5
N。(3)要使抬杆A端从图示位置向上抬起,滑动变阻器的滑片P应向
上
端移动。答案
9.(1)S (2)5 (3)上
解析
【分析】
解决本题需分三步：1. 利用安培定则判断电磁铁磁极；2. 通过杠杆平衡条件结合受力分析计算电磁铁吸引力；3. 根据电磁铁磁性与电流的关系，结合杠杆受力变化判断滑片移动方向。
第一步，判断磁极时，需明确电流在电磁铁中的环绕方向，用右手螺旋定则推导；第二步，计算吸引力时，要先确定抬杆重力的力臂，再用杠杆平衡求B点拉力，最后对铁柱受力分析；第三步，要使A端上抬，需增大B点向下的拉力，即增强电磁铁磁性，需增大电路电流，据此判断滑片移动方向。
【解析】
(1) 电流从电源正极流出，经电磁铁下端流入、上端流出。根据安培定则：右手握住电磁铁，四指指向电流的环绕方向，大拇指指向电磁铁N极，可知电磁铁下端为N极，上端为S极。
(2) 抬杆AB为杠杆，支点为O：
① 抬杆重力$G_{杆}=20\ \mathrm{N}$，AB总长3m，$OB=0.6\ \mathrm{m}$，故$OA=3\ \mathrm{m}-0.6\ \mathrm{m}=2.4\ \mathrm{m}$；
② 抬杆重心在AB中点，距A点1.5m，因此重心到O点的力臂$L_{杆}=2.4\ \mathrm{m}-1.5\ \mathrm{m}=0.9\ \mathrm{m}$；
③ 根据杠杆平衡条件$F_1L_1=F_2L_2$，逆时针力矩（抬杆重力产生）等于顺时针力矩（B点拉力产生），即：
$G_{杆} × L_{杆} = F_{拉} × OB$
代入数据：$20\ \mathrm{N} × 0.9\ \mathrm{m} = F_{拉} × 0.6\ \mathrm{m}$，解得$F_{拉}=30\ \mathrm{N}$；
对铁柱受力分析：铁柱受向下的重力$G_{铁}=25\ \mathrm{N}$、B点向下的拉力$F_{拉}=30\ \mathrm{N}$，向上的电磁铁吸引力$F_{吸}$，受力平衡，故：
$F_{吸}=G_{铁} + F_{拉}=25\ \mathrm{N}+30\ \mathrm{N}=5\ \mathrm{N}$。
(3) 要使A端向上抬起，需增大B点向下的拉力$F_{拉}$，即增大电磁铁对铁柱的吸引力$F_{吸}$，需增大电路电流，减小滑动变阻器接入电阻。滑动变阻器滑片向上移动时，接入电路的电阻丝变短，电阻减小，电流增大，因此滑片向上移动。
【答案】
(1) S (2)5 (3)上
【知识点】
安培定则、杠杆平衡条件、电磁铁磁性
【点评】
本题结合杠杆、电磁铁的知识，考查学生的受力分析与综合应用能力，需明确力臂计算、受力平衡及电磁铁磁性的影响因素，属于中等难度的综合题。
【难度系数】
0.5
解决本题需分三步：1. 利用安培定则判断电磁铁磁极；2. 通过杠杆平衡条件结合受力分析计算电磁铁吸引力；3. 根据电磁铁磁性与电流的关系，结合杠杆受力变化判断滑片移动方向。
第一步，判断磁极时，需明确电流在电磁铁中的环绕方向，用右手螺旋定则推导；第二步，计算吸引力时，要先确定抬杆重力的力臂，再用杠杆平衡求B点拉力，最后对铁柱受力分析；第三步，要使A端上抬，需增大B点向下的拉力，即增强电磁铁磁性，需增大电路电流，据此判断滑片移动方向。
【解析】
(1) 电流从电源正极流出，经电磁铁下端流入、上端流出。根据安培定则：右手握住电磁铁，四指指向电流的环绕方向，大拇指指向电磁铁N极，可知电磁铁下端为N极，上端为S极。
(2) 抬杆AB为杠杆，支点为O：
① 抬杆重力$G_{杆}=20\ \mathrm{N}$，AB总长3m，$OB=0.6\ \mathrm{m}$，故$OA=3\ \mathrm{m}-0.6\ \mathrm{m}=2.4\ \mathrm{m}$；
② 抬杆重心在AB中点，距A点1.5m，因此重心到O点的力臂$L_{杆}=2.4\ \mathrm{m}-1.5\ \mathrm{m}=0.9\ \mathrm{m}$；
③ 根据杠杆平衡条件$F_1L_1=F_2L_2$，逆时针力矩（抬杆重力产生）等于顺时针力矩（B点拉力产生），即：
$G_{杆} × L_{杆} = F_{拉} × OB$
代入数据：$20\ \mathrm{N} × 0.9\ \mathrm{m} = F_{拉} × 0.6\ \mathrm{m}$，解得$F_{拉}=30\ \mathrm{N}$；
对铁柱受力分析：铁柱受向下的重力$G_{铁}=25\ \mathrm{N}$、B点向下的拉力$F_{拉}=30\ \mathrm{N}$，向上的电磁铁吸引力$F_{吸}$，受力平衡，故：
$F_{吸}=G_{铁} + F_{拉}=25\ \mathrm{N}+30\ \mathrm{N}=5\ \mathrm{N}$。
(3) 要使A端向上抬起，需增大B点向下的拉力$F_{拉}$，即增大电磁铁对铁柱的吸引力$F_{吸}$，需增大电路电流，减小滑动变阻器接入电阻。滑动变阻器滑片向上移动时，接入电路的电阻丝变短，电阻减小，电流增大，因此滑片向上移动。
【答案】
(1) S (2)5 (3)上
【知识点】
安培定则、杠杆平衡条件、电磁铁磁性
【点评】
本题结合杠杆、电磁铁的知识，考查学生的受力分析与综合应用能力，需明确力臂计算、受力平衡及电磁铁磁性的影响因素，属于中等难度的综合题。
【难度系数】
0.5
10.(2025·江西)探究通电螺线管外部磁场的方向。
某组同学通过探究,已了解通电螺线管的两端相当于条形磁体的两极,它们的极性可以用小磁针的指向来判定后,接着探究通电螺线管两端的极性由什么因素决定。
【猜想】
A.可能由螺线管的绕向决定
B.可能由电源正负极的接法决定
C.可能由螺线管中电流的方向决定
(注解:螺线管两接线柱和电源正负极的接法简称电源正负极的接法)
【证据】用
【解释】
(1)观察分析图乙A、B两图,螺线管的绕向相同,通电螺线管的同一端磁极
(2)观察分析图乙A、C两图,电源正负极的接法相同,通电螺线管的同一端磁极
(3)观察分析图乙
(4)分析以上证据可知,通电螺线管的极性由螺线管中
某组同学通过探究,已了解通电螺线管的两端相当于条形磁体的两极,它们的极性可以用小磁针的指向来判定后,接着探究通电螺线管两端的极性由什么因素决定。
【猜想】
A.可能由螺线管的绕向决定
B.可能由电源正负极的接法决定
C.可能由螺线管中电流的方向决定
(注解:螺线管两接线柱和电源正负极的接法简称电源正负极的接法)
【证据】用
导线
将如图甲所示的器材连接成电路,把小磁针放在螺线管两端,闭合开关,观察并记录小磁针静止时N极的指向、螺线管的绕向、电源正负极的接法、螺线管中电流的方向。如图乙所示,是本组同学用画图的方法呈现出的四次实验现象。【解释】
(1)观察分析图乙A、B两图,螺线管的绕向相同,通电螺线管的同一端磁极
不同
。(2)观察分析图乙A、C两图,电源正负极的接法相同,通电螺线管的同一端磁极
不同
。(3)观察分析图乙
A、D(或 B、C)
两图,螺线管中电流的方向相同,通电螺线管的同一端磁极相同。(4)分析以上证据可知,通电螺线管的极性由螺线管中
电流方向
决定,而不决定于螺线管的绕向
,也不决定于电源正负极的接法
。答案
10.导线
(1)不同
(2)不同
(3)A、D(或 B、C)
(4)电流方向 螺线管的绕向 电源正负极的接法
(1)不同
(2)不同
(3)A、D(或 B、C)
(4)电流方向 螺线管的绕向 电源正负极的接法
解析
【分析】
本题探究通电螺线管外部磁场极性的决定因素，解题思路为：首先明确电路连接需用导线，再运用控制变量法分析实验：对比不同实验中改变的因素，观察磁极变化，从而得出结论。具体步骤：1. 确定电路连接器材；2. 分析A、B两图，控制绕向相同，改变电源接法（电流方向），判断磁极变化；3. 分析A、C两图，控制电源接法相同，改变绕向，判断磁极变化；4. 找出电流方向相同的两组实验，验证磁极是否相同；5. 总结极性的决定因素及无关因素。
【解析】
【证据】电路连接需用导线，故此处填导线。
(1) 图乙A、B中，螺线管绕向相同，电源正负极接法不同（电流方向不同），小磁针静止时N极指向不同，说明通电螺线管同一端磁极不同。
(2) 图乙A、C中，电源正负极接法相同，螺线管绕向不同，小磁针静止时N极指向不同，说明通电螺线管同一端磁极不同。
(3) 要找螺线管中电流方向相同的两组，即A、D（或B、C），此时通电螺线管同一端磁极相同。
(4) 综合以上分析，通电螺线管的极性由螺线管中电流方向决定，与螺线管的绕向、电源正负极的接法无关。
【答案】
导线；(1)不同；(2)不同；(3)A、D(或B、C)；(4)电流方向；螺线管的绕向；电源正负极的接法
【知识点】
通电螺线管的极性；控制变量法；电路连接
【点评】
本题通过控制变量法探究通电螺线管极性的影响因素，考查学生对实验方法的理解和实验数据的分析能力，是电磁学的基础实验题，注重实验探究过程的考查。
【难度系数】
0.6
本题探究通电螺线管外部磁场极性的决定因素，解题思路为：首先明确电路连接需用导线，再运用控制变量法分析实验：对比不同实验中改变的因素，观察磁极变化，从而得出结论。具体步骤：1. 确定电路连接器材；2. 分析A、B两图，控制绕向相同，改变电源接法（电流方向），判断磁极变化；3. 分析A、C两图，控制电源接法相同，改变绕向，判断磁极变化；4. 找出电流方向相同的两组实验，验证磁极是否相同；5. 总结极性的决定因素及无关因素。
【解析】
【证据】电路连接需用导线，故此处填导线。
(1) 图乙A、B中，螺线管绕向相同，电源正负极接法不同（电流方向不同），小磁针静止时N极指向不同，说明通电螺线管同一端磁极不同。
(2) 图乙A、C中，电源正负极接法相同，螺线管绕向不同，小磁针静止时N极指向不同，说明通电螺线管同一端磁极不同。
(3) 要找螺线管中电流方向相同的两组，即A、D（或B、C），此时通电螺线管同一端磁极相同。
(4) 综合以上分析，通电螺线管的极性由螺线管中电流方向决定，与螺线管的绕向、电源正负极的接法无关。
【答案】
导线；(1)不同；(2)不同；(3)A、D(或B、C)；(4)电流方向；螺线管的绕向；电源正负极的接法
【知识点】
通电螺线管的极性；控制变量法；电路连接
【点评】
本题通过控制变量法探究通电螺线管极性的影响因素，考查学生对实验方法的理解和实验数据的分析能力，是电磁学的基础实验题，注重实验探究过程的考查。
【难度系数】
0.6
