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19. 磁感应强度B被用来描述磁场的强弱，国际单位是特斯拉，符号是“T”。为了探究电磁铁外轴线上磁感应强度的大小与哪些因素有关，小鹭设计了如图14-14所示的电路，图甲电源电压6V，R为磁感应电阻，其阻值随磁感应强度变化的关系图线如图乙。
(1)当图甲S₂断开，S₁闭合时，电流表的示数为mA。闭合S₁和S₂，图甲中滑动变阻器的滑片P向右移动，电流表的示数逐渐减小，说明磁感电阻R处的磁感应强度B逐渐。
(2)闭合S₁和S₂，滑片P不动，沿电磁铁轴线向左移动磁感电阻R，测出R离电磁铁左端的距离x与对应的电流表示数I，算出R处磁感应强度B的数值如下表，请计算x=5cm时，B=T。
(3)综合以上实验数据可以得出“电磁铁外轴线上磁感应强度随电磁铁电流的增大而，离电磁铁越远，磁感应强度越。
(1)当图甲S₂断开，S₁闭合时，电流表的示数为mA。闭合S₁和S₂，图甲中滑动变阻器的滑片P向右移动，电流表的示数逐渐减小，说明磁感电阻R处的磁感应强度B逐渐。
(2)闭合S₁和S₂，滑片P不动，沿电磁铁轴线向左移动磁感电阻R，测出R离电磁铁左端的距离x与对应的电流表示数I，算出R处磁感应强度B的数值如下表，请计算x=5cm时，B=T。
(3)综合以上实验数据可以得出“电磁铁外轴线上磁感应强度随电磁铁电流的增大而，离电磁铁越远，磁感应强度越。
答案
60
增大
0.4
增大
小
增大
0.4
增大
小
解析
【解析】
(1) 当S₂断开、S₁闭合时，磁感应强度为0，由图乙知此时R=100Ω，根据欧姆定律 $ I = \frac{U}{R} = \frac{6V}{100Ω} = 0.06A = 60mA $；闭合S₁和S₂，滑片P向右移动，电流表示数减小，说明R的阻值增大，由图乙知R的阻值随磁感应强度增大而增大，故磁感电阻R处的磁感应强度B逐渐增大。
(2) 当x=5cm时，电流I=0.15A，此时 $ R = \frac{U}{I} = \frac{6V}{0.15A} = 40Ω $，由图乙知R=40Ω对应的磁感应强度B=0.4T。
(3) 滑片P向右移动，滑动变阻器接入电阻减小，电磁铁电流增大，R处磁感应强度增大，说明电磁铁外轴线上磁感应强度随电磁铁电流的增大而增大；由表格数据可知，离电磁铁越远，磁感应强度B越小。
【答案】
(1) 60；增大
(2) 0.4
(3) 增大；小
【知识点】
欧姆定律的应用；电磁铁磁性影响因素；磁感应强度探究
【点评】
本题结合欧姆定律与磁感应电阻的特性，探究电磁铁外轴线上磁感应强度的影响因素，考查了学生分析图像、表格数据及运用物理规律解决问题的能力，注重实验探究与规律应用的结合。
【难度系数】
0.6
(1) 当S₂断开、S₁闭合时，磁感应强度为0，由图乙知此时R=100Ω，根据欧姆定律 $ I = \frac{U}{R} = \frac{6V}{100Ω} = 0.06A = 60mA $；闭合S₁和S₂，滑片P向右移动，电流表示数减小，说明R的阻值增大，由图乙知R的阻值随磁感应强度增大而增大，故磁感电阻R处的磁感应强度B逐渐增大。
(2) 当x=5cm时，电流I=0.15A，此时 $ R = \frac{U}{I} = \frac{6V}{0.15A} = 40Ω $，由图乙知R=40Ω对应的磁感应强度B=0.4T。
(3) 滑片P向右移动，滑动变阻器接入电阻减小，电磁铁电流增大，R处磁感应强度增大，说明电磁铁外轴线上磁感应强度随电磁铁电流的增大而增大；由表格数据可知，离电磁铁越远，磁感应强度B越小。
【答案】
(1) 60；增大
(2) 0.4
(3) 增大；小
【知识点】
欧姆定律的应用；电磁铁磁性影响因素；磁感应强度探究
【点评】
本题结合欧姆定律与磁感应电阻的特性，探究电磁铁外轴线上磁感应强度的影响因素，考查了学生分析图像、表格数据及运用物理规律解决问题的能力，注重实验探究与规律应用的结合。
【难度系数】
0.6
20. 请画出图14-15中螺线管线的绕法。
答案
解析
【解析】
1. 由小磁针N极指向，根据异名磁极相互吸引，可知螺线管右端为S极，左端为N极；
2. 根据安培定则，右手握住螺线管，大拇指指向N极（左端），四指弯曲方向为电流方向；结合电源正负极，电流从螺线管右端正面流入、左端背面流出，据此完成绕线。
【答案】
如图所示：
【知识点】
安培定则；磁极间的相互作用
【点评】
本题考查安培定则与磁极间相互作用的综合应用，需先判断螺线管磁极，再利用安培定则确定绕线方向，注重对电磁学基本规律的应用能力考查。
【难度系数】
0.6
1. 由小磁针N极指向，根据异名磁极相互吸引，可知螺线管右端为S极，左端为N极；
2. 根据安培定则，右手握住螺线管，大拇指指向N极（左端），四指弯曲方向为电流方向；结合电源正负极，电流从螺线管右端正面流入、左端背面流出，据此完成绕线。
【答案】
如图所示：
【知识点】
安培定则；磁极间的相互作用
【点评】
本题考查安培定则与磁极间相互作用的综合应用，需先判断螺线管磁极，再利用安培定则确定绕线方向，注重对电磁学基本规律的应用能力考查。
【难度系数】
0.6
21. 如图14-16所示，请将螺线管、滑动变阻器接入电路中，使开关闭合后，螺线管与条形磁铁相互排斥，滑动变阻器滑片P向右移动会使斥力增大。
答案
解析
【解析】
1. 根据同名磁极相互排斥，条形磁铁右端为S极，因此螺线管左端需为S极；由安培定则可判断，电流应从螺线管的右端流入、左端流出，故螺线管右端接电源正极侧（开关），左端接滑动变阻器。
2. 滑动变阻器滑片P向右移动斥力增大，说明电路中电流增大，滑动变阻器接入电路的电阻需减小，因此滑动变阻器应选择右下接线柱（D）和右上接线柱（B）接入电路，使滑片右移时接入电阻丝长度变短，电阻减小，电流增大，螺线管磁性增强，斥力增大。
连接方式：电源正极→开关→螺线管右端→螺线管左端→滑动变阻器B接线柱→滑动变阻器D接线柱→电源负极。
【答案】
电路连接为：螺线管右端与开关相连，开关接电源正极；螺线管左端接滑动变阻器的B接线柱，滑动变阻器的D接线柱接电源负极（对应参考答案的连接图）
【知识点】
安培定则的应用；滑动变阻器的工作原理；磁极间的相互作用
【点评】
本题综合考查磁极间的相互作用规律、安培定则以及滑动变阻器的使用，需结合多个知识点分析电路连接，明确电流方向、磁极极性与电阻变化的关系，对逻辑分析能力有一定要求。
【难度系数】
0.6
1. 根据同名磁极相互排斥，条形磁铁右端为S极，因此螺线管左端需为S极；由安培定则可判断，电流应从螺线管的右端流入、左端流出，故螺线管右端接电源正极侧（开关），左端接滑动变阻器。
2. 滑动变阻器滑片P向右移动斥力增大，说明电路中电流增大，滑动变阻器接入电路的电阻需减小，因此滑动变阻器应选择右下接线柱（D）和右上接线柱（B）接入电路，使滑片右移时接入电阻丝长度变短，电阻减小，电流增大，螺线管磁性增强，斥力增大。
连接方式：电源正极→开关→螺线管右端→螺线管左端→滑动变阻器B接线柱→滑动变阻器D接线柱→电源负极。
【答案】
电路连接为：螺线管右端与开关相连，开关接电源正极；螺线管左端接滑动变阻器的B接线柱，滑动变阻器的D接线柱接电源负极（对应参考答案的连接图）
【知识点】
安培定则的应用；滑动变阻器的工作原理；磁极间的相互作用
【点评】
本题综合考查磁极间的相互作用规律、安培定则以及滑动变阻器的使用，需结合多个知识点分析电路连接，明确电流方向、磁极极性与电阻变化的关系，对逻辑分析能力有一定要求。
【难度系数】
0.6
