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8. 巨磁电阻($GMR$)效应是指某些材料的电阻在磁场中随磁场强度的增强而急剧减小的现象.如图所示是研究巨磁电阻特性原理的示意图，闭合开关$S_1$、$S_2$，当滑动变阻器的滑片$P$向左滑动时，下列说法正确的是 ()
A.电磁铁的磁性减弱
B.电磁铁的磁极位置会改变
C.巨磁电阻两端的电压变大
D.指示灯亮度变亮
A.电磁铁的磁性减弱
B.电磁铁的磁极位置会改变
C.巨磁电阻两端的电压变大
D.指示灯亮度变亮
答案
D
解析
【分析】
我们可以分左右两个电路逐步分析：
1. 分析左侧电磁铁电路：当滑动变阻器滑片P向左滑动时，滑动变阻器接入电路的电阻减小，根据欧姆定律，左侧电路电流增大，电磁铁磁性与电流大小有关，电流越大磁性越强，因此电磁铁磁性增强，可判断A错误；电磁铁的磁极由电流方向决定，此过程电流方向不变，磁极位置不变，B错误。
2. 分析右侧巨磁电阻电路：电磁铁磁性增强，根据巨磁电阻效应，巨磁电阻的电阻会急剧减小。右侧电路中巨磁电阻与指示灯串联，总电阻减小，电源电压不变，根据欧姆定律，右侧电路电流增大。指示灯的实际功率由$P=I^2R$可知，电流增大时实际功率变大，指示灯亮度变亮，D正确；根据串联电路电压规律，指示灯电压随电流增大而变大，电源电压不变，因此巨磁电阻两端电压会变小，C错误。
【解析】
1. 分析左侧电磁铁电路：
闭合开关$S_1$，滑片P向左滑动，滑动变阻器接入电路的电阻减小，电源电压不变，由欧姆定律 $ I = \frac{U}{R} $ 可知，左侧电路电流增大。
电磁铁的磁性强弱与电流大小有关，电流越大磁性越强，故电磁铁磁性增强，A选项错误；
电磁铁的磁极由电流方向决定，电流方向未改变，因此磁极位置不变，B选项错误。
2. 分析右侧巨磁电阻电路：
电磁铁磁性增强，根据巨磁电阻效应，巨磁电阻（GMR）的电阻急剧减小。
右侧电路中GMR与指示灯串联，总电阻 $ R_{总} = R_{GMR} + R_{灯} $，$ R_{GMR} $ 减小则 $ R_{总} $ 减小，电源电压不变，由欧姆定律 $ I = \frac{U}{R} $ 可知，右侧电路电流 $ I $ 增大。
指示灯的实际功率 $ P = I^2 R_{灯} $，$ R_{灯} $ 不变，$ I $ 增大则 $ P $ 增大，指示灯亮度变亮，D选项正确；
指示灯两端电压 $ U_{灯} = I R_{灯} $，$ I $ 增大则 $ U_{灯} $ 变大，根据串联电路电压规律 $ U = U_{GMR} + U_{灯} $，电源电压 $ U $ 不变，故巨磁电阻两端电压 $ U_{GMR} = U - U_{灯} $ 变小，C选项错误。
【答案】
D
【知识点】
电磁铁磁性强弱；欧姆定律；电功率的应用
【点评】
本题结合新型材料的巨磁电阻效应，综合考查电磁铁特性、欧姆定律及电功率的应用，需要分电路梳理物理量的变化关系，对学生的电路分析能力有一定要求。
【难度系数】
0.6
我们可以分左右两个电路逐步分析：
1. 分析左侧电磁铁电路：当滑动变阻器滑片P向左滑动时，滑动变阻器接入电路的电阻减小，根据欧姆定律，左侧电路电流增大，电磁铁磁性与电流大小有关，电流越大磁性越强，因此电磁铁磁性增强，可判断A错误；电磁铁的磁极由电流方向决定，此过程电流方向不变，磁极位置不变，B错误。
2. 分析右侧巨磁电阻电路：电磁铁磁性增强，根据巨磁电阻效应，巨磁电阻的电阻会急剧减小。右侧电路中巨磁电阻与指示灯串联，总电阻减小，电源电压不变，根据欧姆定律，右侧电路电流增大。指示灯的实际功率由$P=I^2R$可知，电流增大时实际功率变大，指示灯亮度变亮，D正确；根据串联电路电压规律，指示灯电压随电流增大而变大，电源电压不变，因此巨磁电阻两端电压会变小，C错误。
【解析】
1. 分析左侧电磁铁电路：
闭合开关$S_1$，滑片P向左滑动，滑动变阻器接入电路的电阻减小，电源电压不变，由欧姆定律 $ I = \frac{U}{R} $ 可知，左侧电路电流增大。
电磁铁的磁性强弱与电流大小有关，电流越大磁性越强，故电磁铁磁性增强，A选项错误；
电磁铁的磁极由电流方向决定，电流方向未改变，因此磁极位置不变，B选项错误。
2. 分析右侧巨磁电阻电路：
电磁铁磁性增强，根据巨磁电阻效应，巨磁电阻（GMR）的电阻急剧减小。
右侧电路中GMR与指示灯串联，总电阻 $ R_{总} = R_{GMR} + R_{灯} $，$ R_{GMR} $ 减小则 $ R_{总} $ 减小，电源电压不变，由欧姆定律 $ I = \frac{U}{R} $ 可知，右侧电路电流 $ I $ 增大。
指示灯的实际功率 $ P = I^2 R_{灯} $，$ R_{灯} $ 不变，$ I $ 增大则 $ P $ 增大，指示灯亮度变亮，D选项正确；
指示灯两端电压 $ U_{灯} = I R_{灯} $，$ I $ 增大则 $ U_{灯} $ 变大，根据串联电路电压规律 $ U = U_{GMR} + U_{灯} $，电源电压 $ U $ 不变，故巨磁电阻两端电压 $ U_{GMR} = U - U_{灯} $ 变小，C选项错误。
【答案】
D
【知识点】
电磁铁磁性强弱；欧姆定律；电功率的应用
【点评】
本题结合新型材料的巨磁电阻效应，综合考查电磁铁特性、欧姆定律及电功率的应用，需要分电路梳理物理量的变化关系，对学生的电路分析能力有一定要求。
【难度系数】
0.6
9. 现在兴起的智能手机无线充电主要是运用电磁感应技术，当电源的电流通过充电底座中的送电金属线圈产生磁场，带有金属线圈的智能手机靠近该磁场就能接收磁场，产生电流，实现充电过程.以下设备也是利用“磁生电”工作的是 ()
A.指南针
B.扬声器
C.动圈式话筒
D.电磁继电器
A.指南针
B.扬声器
C.动圈式话筒
D.电磁继电器
答案
C
解析
【分析】
本题考查电磁感应（磁生电）的应用，解题关键是明确“磁生电”的本质是电磁感应现象，即闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时产生感应电流。接下来需要逐个分析选项中设备的工作原理，对比找出符合“磁生电”原理的设备。
【解析】
A选项：指南针利用的是磁体在磁场中受到磁力作用而指向南北的性质，属于磁体的基本特性，并非“磁生电”，不符合题意。
B选项：扬声器的工作原理是通电线圈在磁场中受到力的作用而振动，将电能转化为机械能，属于“电生磁”的应用（通电导体在磁场中受力运动），不是“磁生电”，不符合题意。
C选项：动圈式话筒工作时，声音使膜片振动，带动线圈在磁场中做切割磁感线运动，从而产生感应电流，将声能转化为电能，原理是电磁感应，也就是“磁生电”，符合题意。
D选项：电磁继电器是利用电流的磁效应，通过控制电路的电流来控制工作电路的通断，属于“电生磁”的应用，不是“磁生电”，不符合题意。
【答案】
C
【知识点】
电磁感应现象，电流的磁效应，通电导体在磁场中受力
【点评】
本题重点考查电磁学中不同原理的实际应用，需要区分电磁感应（磁生电）、电流的磁效应（电生磁）、通电导体在磁场中受力这三个易混淆的知识点，要求学生熟悉常见电器的工作原理，注重对基础知识的理解与运用。
【难度系数】
0.6
本题考查电磁感应（磁生电）的应用，解题关键是明确“磁生电”的本质是电磁感应现象，即闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时产生感应电流。接下来需要逐个分析选项中设备的工作原理，对比找出符合“磁生电”原理的设备。
【解析】
A选项：指南针利用的是磁体在磁场中受到磁力作用而指向南北的性质，属于磁体的基本特性，并非“磁生电”，不符合题意。
B选项：扬声器的工作原理是通电线圈在磁场中受到力的作用而振动，将电能转化为机械能，属于“电生磁”的应用（通电导体在磁场中受力运动），不是“磁生电”，不符合题意。
C选项：动圈式话筒工作时，声音使膜片振动，带动线圈在磁场中做切割磁感线运动，从而产生感应电流，将声能转化为电能，原理是电磁感应，也就是“磁生电”，符合题意。
D选项：电磁继电器是利用电流的磁效应，通过控制电路的电流来控制工作电路的通断，属于“电生磁”的应用，不是“磁生电”，不符合题意。
【答案】
C
【知识点】
电磁感应现象，电流的磁效应，通电导体在磁场中受力
【点评】
本题重点考查电磁学中不同原理的实际应用，需要区分电磁感应（磁生电）、电流的磁效应（电生磁）、通电导体在磁场中受力这三个易混淆的知识点，要求学生熟悉常见电器的工作原理，注重对基础知识的理解与运用。
【难度系数】
0.6
10. 下列四幅图中，用来研究磁场对通电导线有力的作用的是 ()
A.图甲中，风车转动时电流表指针偏转
B.图乙中，闭合开关后线圈转动
C.图丙中，旋转启动钥匙后用电器工作
D.图丁中，闭合开关后铁钉吸引大头针
A.图甲中，风车转动时电流表指针偏转
B.图乙中，闭合开关后线圈转动
C.图丙中，旋转启动钥匙后用电器工作
D.图丁中，闭合开关后铁钉吸引大头针
答案
B
解析
【分析】
要解决此题，需先明确每个选项对应的电磁学原理，再结合题目要求“研究磁场对通电导线有力的作用”进行判断：
1. 首先回忆相关原理：磁场对通电导线有力的作用是指通电导体在磁场中会受到力的作用，将电能转化为机械能，是电动机的工作原理；电磁感应是闭合电路的一部分导体切割磁感线产生电流，将机械能转化为电能，是发电机原理；电流的磁效应是通电导体周围存在磁场。
2. 逐个分析选项：判断每个选项的实验原理，与题目要求的原理匹配的即为正确选项。
【解析】
对各选项逐一分析：
选项A：风车转动时，线圈在磁场中做切割磁感线运动，产生感应电流，电流表指针偏转，此为电磁感应现象，是发电机的工作原理，不符合题意；
选项B：闭合开关后，通电线圈在磁场中受到力的作用而转动，该实验正是研究磁场对通电导线有力的作用，符合题意；
选项C：旋转启动钥匙后，控制电路接通，电磁铁产生磁性，吸引衔铁使工作电路接通，利用的是电流的磁效应，不符合题意；
选项D：闭合开关后，通电的铁钉（螺线管）具有磁性，吸引大头针，体现了电流的磁效应，说明通电导体周围存在磁场，不符合题意。
综上，正确选项为B。
【答案】
B
【知识点】
磁场对通电导线的作用；电磁感应；电流的磁效应
【点评】
本题考查电磁学中核心实验的原理区分，需准确辨别电磁感应、磁场对通电导线的作用、电流的磁效应这三个易混淆知识点，明确各实验的能量转化或工作本质是解题关键。
【难度系数】
0.6
要解决此题，需先明确每个选项对应的电磁学原理，再结合题目要求“研究磁场对通电导线有力的作用”进行判断：
1. 首先回忆相关原理：磁场对通电导线有力的作用是指通电导体在磁场中会受到力的作用，将电能转化为机械能，是电动机的工作原理；电磁感应是闭合电路的一部分导体切割磁感线产生电流，将机械能转化为电能，是发电机原理；电流的磁效应是通电导体周围存在磁场。
2. 逐个分析选项：判断每个选项的实验原理，与题目要求的原理匹配的即为正确选项。
【解析】
对各选项逐一分析：
选项A：风车转动时，线圈在磁场中做切割磁感线运动，产生感应电流，电流表指针偏转，此为电磁感应现象，是发电机的工作原理，不符合题意；
选项B：闭合开关后，通电线圈在磁场中受到力的作用而转动，该实验正是研究磁场对通电导线有力的作用，符合题意；
选项C：旋转启动钥匙后，控制电路接通，电磁铁产生磁性，吸引衔铁使工作电路接通，利用的是电流的磁效应，不符合题意；
选项D：闭合开关后，通电的铁钉（螺线管）具有磁性，吸引大头针，体现了电流的磁效应，说明通电导体周围存在磁场，不符合题意。
综上，正确选项为B。
【答案】
B
【知识点】
磁场对通电导线的作用；电磁感应；电流的磁效应
【点评】
本题考查电磁学中核心实验的原理区分，需准确辨别电磁感应、磁场对通电导线的作用、电流的磁效应这三个易混淆知识点，明确各实验的能量转化或工作本质是解题关键。
【难度系数】
0.6
11. 如图所示是一通电螺线管，请在括号里标出静止小磁针的“N”或“S”极.
答案
解析
【分析】
要确定静止小磁针的极性，需按以下思路分析：
1. 先明确电路中的电流方向：由电路图可知，电流从电源正极流出，从螺线管的左端流入、右端流出。
2. 利用安培定则判断螺线管的磁极：结合螺线管的绕线方式，用右手握住螺线管，四指指向电流的环绕方向，大拇指指向即为螺线管的N极，从而确定螺线管的磁极分布。
3. 根据磁场方向规律确定小磁针极性：螺线管外部磁场方向由N极指向S极，小磁针静止时N极指向与磁场方向一致，据此即可判断小磁针的N、S极。
【解析】
1. 确定电流方向：电流从电源正极流出，经螺线管左端流入、右端流出。
2. 判断螺线管磁极：右手握住螺线管，四指弯曲方向与电流的环绕方向（左端电流向上，右端电流向下）一致，大拇指指向螺线管的左端，因此螺线管的左端为$\mathrm{N}$极，右端为$\mathrm{S}$极。
3. 判断小磁针磁极：螺线管外部磁场方向由$\mathrm{N}$极指向$\mathrm{S}$极（即从左向右），小磁针静止时$\mathrm{N}$极指向与磁场方向相同，因此小磁针的右端为$\mathrm{N}$极，左端为$\mathrm{S}$极，标注结果为：
【答案】
小磁针左端为$\mathrm{S}$极，右端为$\mathrm{N}$极（标注如图：）
【知识点】
安培定则；磁场方向；磁极间相互作用
【点评】
本题是安培定则的基础应用类题目，核心是掌握安培定则的使用方法，结合磁场方向的规律判断小磁针极性，题目难度不大，是电磁学的基础考点，需熟练掌握相关规律。
【难度系数】
0.7
要确定静止小磁针的极性，需按以下思路分析：
1. 先明确电路中的电流方向：由电路图可知，电流从电源正极流出，从螺线管的左端流入、右端流出。
2. 利用安培定则判断螺线管的磁极：结合螺线管的绕线方式，用右手握住螺线管，四指指向电流的环绕方向，大拇指指向即为螺线管的N极，从而确定螺线管的磁极分布。
3. 根据磁场方向规律确定小磁针极性：螺线管外部磁场方向由N极指向S极，小磁针静止时N极指向与磁场方向一致，据此即可判断小磁针的N、S极。
【解析】
1. 确定电流方向：电流从电源正极流出，经螺线管左端流入、右端流出。
2. 判断螺线管磁极：右手握住螺线管，四指弯曲方向与电流的环绕方向（左端电流向上，右端电流向下）一致，大拇指指向螺线管的左端，因此螺线管的左端为$\mathrm{N}$极，右端为$\mathrm{S}$极。
3. 判断小磁针磁极：螺线管外部磁场方向由$\mathrm{N}$极指向$\mathrm{S}$极（即从左向右），小磁针静止时$\mathrm{N}$极指向与磁场方向相同，因此小磁针的右端为$\mathrm{N}$极，左端为$\mathrm{S}$极，标注结果为：
【答案】
小磁针左端为$\mathrm{S}$极，右端为$\mathrm{N}$极（标注如图：
）【知识点】
安培定则；磁场方向；磁极间相互作用
【点评】
本题是安培定则的基础应用类题目，核心是掌握安培定则的使用方法，结合磁场方向的规律判断小磁针极性，题目难度不大，是电磁学的基础考点，需熟练掌握相关规律。
【难度系数】
0.7
12. 如图所示，开关闭合后，位于螺线管附近的小磁针$N$极指向如图，请在螺线管上画出导线的绕向.
答案
解析
【分析】
要确定螺线管的导线绕向，可按以下思路推导：
1. 判断螺线管的磁极：小磁针N极的指向为磁场方向，因此螺线管左侧磁场方向向上；根据螺线管外部磁场由N极指向S极的规律，可确定螺线管下端为N极，上端为S极。
2. 确定电流方向：电源正极在下，开关闭合后，电流从螺线管的上端流入，下端流出。
3. 利用安培定则确定绕向：右手握住螺线管，大拇指指向螺线管的N极（下端），四指弯曲的方向与电流方向一致，据此可画出导线的绕向。
【解析】
1. 磁极判断：小磁针N极向上，说明螺线管左侧磁场方向向上，结合螺线管外部磁场的分布，得出螺线管下端为N极，上端为S极。
2. 电流方向：电源正极接螺线管上端（经开关），负极接螺线管下端，因此电流从螺线管上端流入，下端流出。
3. 绕线绘制：右手握住螺线管，大拇指指向N极（下端），四指弯曲方向为电流方向，因此导线绕向为：从螺线管上端的正面绕入，沿螺线管向下绕制，从下端的背面绕出（直观表现为：从螺线管上端右侧向左下绕，绕至下端左侧）。
【答案】
绕线如图所示（具体绕向：螺线管上端正面进，向下绕，下端背面出，从左侧观察为顺时针绕制）。
【知识点】
安培定则的应用、磁极间相互作用
【点评】
本题考查安培定则的逆向应用，需要结合磁场方向、磁极相互作用规律和电流方向综合分析，核心是准确推导螺线管的磁极与电流方向的对应关系。
【难度系数】
0.6
要确定螺线管的导线绕向，可按以下思路推导：
1. 判断螺线管的磁极：小磁针N极的指向为磁场方向，因此螺线管左侧磁场方向向上；根据螺线管外部磁场由N极指向S极的规律，可确定螺线管下端为N极，上端为S极。
2. 确定电流方向：电源正极在下，开关闭合后，电流从螺线管的上端流入，下端流出。
3. 利用安培定则确定绕向：右手握住螺线管，大拇指指向螺线管的N极（下端），四指弯曲的方向与电流方向一致，据此可画出导线的绕向。
【解析】
1. 磁极判断：小磁针N极向上，说明螺线管左侧磁场方向向上，结合螺线管外部磁场的分布，得出螺线管下端为N极，上端为S极。
2. 电流方向：电源正极接螺线管上端（经开关），负极接螺线管下端，因此电流从螺线管上端流入，下端流出。
3. 绕线绘制：右手握住螺线管，大拇指指向N极（下端），四指弯曲方向为电流方向，因此导线绕向为：从螺线管上端的正面绕入，沿螺线管向下绕制，从下端的背面绕出（直观表现为：从螺线管上端右侧向左下绕，绕至下端左侧）。
【答案】
绕线如图所示（具体绕向：螺线管上端正面进，向下绕，下端背面出，从左侧观察为顺时针绕制）。
【知识点】
安培定则的应用、磁极间相互作用
【点评】
本题考查安培定则的逆向应用，需要结合磁场方向、磁极相互作用规律和电流方向综合分析，核心是准确推导螺线管的磁极与电流方向的对应关系。
【难度系数】
0.6
