4. 图14-4-3是直流电铃的工作原理图，闭合开关，下列说法不正确的是()。


A.该电铃利用电流的磁效应工作
B.电流通过电磁铁时，电磁铁有磁性，且A端为N极
C.小锤打击铃碗时，电磁铁仍具有磁性
D.电磁铁吸引衔铁，与衔铁相连的弹性片发生弹性形变，具有弹性势能

4. C

【分析】
要解决本题，需明确直流电铃的工作原理，逐一分析各选项：电铃利用电流的磁效应，通过电路的通断控制电磁铁磁性的有无，实现小锤反复敲击铃碗。需结合安培定则判断磁极，理解弹性势能的产生条件，再判断选项说法的正误。
【解析】
对各选项分析如下：
1. 选项A：电铃的核心是电磁铁，工作时利用电流的磁效应产生磁性，该说法正确，不符合题意。
2. 选项B：根据安培定则，右手握住U形电磁铁，电流从左端流入、右端流出，可判断A端为N极，该说法正确，不符合题意。
3. 选项C：当小锤打击铃碗时，衔铁被电磁铁吸引，此时电路断开，电磁铁中无电流，磁性消失，并非仍具有磁性，该说法错误，符合题意。
4. 选项D：电磁铁吸引衔铁时，弹性片发生弹性形变，因此具有弹性势能，该说法正确，不符合题意。
【答案】
C
【知识点】
电流的磁效应、安培定则、电磁铁应用
【点评】
本题考查直流电铃的工作原理，需掌握电铃循环工作的逻辑：通电时电磁铁吸衔铁→电路断开→电磁铁失磁→衔铁复位→电路再通，反复循环。解题关键是理清电磁铁磁性与电路通断的关系，以及安培定则的应用。
【难度系数】
0.6

5.【时代科技】人工心脏泵可短时间代替心脏工作，图14-4-4是该装置的示意图，磁体固定在左侧，线圈AB固定在用软铁制成的活塞柄上，活塞筒通过阀门与血管相通。阀门$S_1$只能向外开启，$S_2$只能向内开启。线圈中的电流从A流向B时，线圈AB左端是（选填“N”或“S”）极，血液会（选填“流入”或“流出”）活塞筒。该装置工作时，线圈AB中的电流方向（选填“需要”或“不需要”）改变。

图14-4-4

5. S 流入 需要

【分析】
要解决本题，需分三步推导：1. 利用安培定则判断线圈的磁极；2. 结合磁极间的相互作用确定活塞运动方向，进而判断血液流向；3. 分析装置泵血时电流方向的变化需求。首先根据电流方向和线圈绕向，用安培定则确定线圈磁极；再结合左侧磁体的磁极，判断线圈受力与活塞运动，结合阀门开启规则得到血液流向；最后分析交替泵血的条件，确定电流方向是否需要改变。
【解析】
1. 判断线圈磁极：根据安培定则，右手握住线圈，四指指向电流方向（从A流向B），大拇指指向线圈右端，因此线圈AB的左端为S极。
2. 判断血液流向：左侧磁体的右端为N极，线圈左端为S极，异名磁极相互吸引，线圈带动活塞向左移动，活塞筒内容积增大、气压减小。由于阀门$S_2$只能向内开启，$S_1$只能向外开启，此时外界血液会推开$S_2$流入活塞筒。
3. 判断电流方向是否需要改变：当线圈磁极反转（左端为N极）时，与左侧磁体的N极（右端）为同名磁极，相互排斥，活塞向右移动，活塞筒内容积减小、气压增大，血液推开$S_1$流出。因此，要交替实现血液流入和流出，线圈AB中的电流方向需要改变。
【答案】
S；流入；需要
【知识点】
安培定则；磁极间的相互作用
【点评】
本题结合人工心脏泵的实际装置，考查安培定则应用、磁极间的相互作用规律，将物理知识与实际医疗装置结合，需要学生具备知识迁移和分析实际问题的能力。
【难度系数】
0.5

1. 在“探究影响电磁铁磁性强弱的因素”实验中，小明用两根相同的铁钉制作了简易电磁铁甲、乙，并设计了如图14-4-5所示的电路。

(1)当滑动变阻器的滑动头P向左移动时，电磁铁乙吸引大头针的数量（选填“增加”或“减少”），说明：对于同一电磁铁，通过线圈的电流越大，其磁性。
(2)比较电磁铁甲与乙可知，当一定时，越多，电磁铁的磁性越强。
(3)根据右手螺旋定则可知，电磁铁甲的下端是（选填“N”或“S”）极。
(4)断开开关S后，小明发现大头针没有完全掉落下来，原因是。

1. (1) 增加 越强
(2) 通过线圈的电流大小 线圈匝数
(3) N
(4) 铁钉被磁化，获得磁性

【分析】
本题围绕“探究影响电磁铁磁性强弱的因素”实验展开，需结合电路变化、电磁铁磁性的影响因素、安培定则及磁化的知识逐一分析：
1. 分析滑动变阻器滑片移动对电路电流的影响，判断电磁铁磁性变化；
2. 对比甲、乙电磁铁的连接特点与线圈匝数，推导磁性与匝数的关系；
3. 利用右手螺旋定则判断电磁铁磁极；
4. 结合磁化现象解释断开开关后大头针未完全掉落的原因。
【解析】
(1) 滑动变阻器滑片P向左移动时，接入电路的电阻减小，电路电流增大。电磁铁乙的线圈匝数不变，电流越大磁性越强，因此吸引大头针数量增加，说明同一电磁铁，通过线圈的电流越大，磁性越强。
(2) 甲、乙电磁铁串联，通过它们的电流大小相同；乙的线圈匝数更多，吸引大头针数量更多，说明当通过线圈的电流大小一定时，线圈匝数越多，电磁铁磁性越强。
(3) 根据右手螺旋定则：右手握住电磁铁甲，四指指向电流方向（电流从甲上端流入、下端流出），大拇指指向的下端为N极，因此甲的下端是N极。
(4) 断开开关后，铁钉被磁化，仍具有磁性，所以大头针不会完全掉落。
【答案】
(1) 增加；越强
(2) 通过线圈的电流大小；线圈匝数
(3) N
(4) 铁钉被磁化，获得磁性
【知识点】
电磁铁磁性强弱、安培定则、磁化现象
【点评】
本题是探究电磁铁磁性强弱的基础实验题，考查了实验原理、磁极判断及磁化知识，注重对实验现象和结论的理解，难度适中。
【难度系数】
0.6

2. 将如图14-4-6所示的电磁铁连入你设计的电路中(在虚线框内完成设计，器材自选)。要求：①电磁铁磁性的有无可以控制；②能改变电磁铁磁性的强弱；③接通电路后，小磁针(可自由转动)静止时稳定在如图所示的位置。

图14-4-6

解：
1. 确定电磁铁磁极：小磁针静止时N极指向右，根据磁极间的相互作用规律，可知电磁铁的左端为N极，右端为S极。
2. 判断电流方向：根据安培定则，右手握住螺线管，大拇指指向左端的N极，可判断出电流需要从电磁铁的右端接线柱流入，从左端接线柱流出。
3. 电路元件选择与连接：
串联接入开关，通过开关的通断控制电路通断，实现控制电磁铁磁性有无的要求；
串联接入滑动变阻器，通过改变接入电路的电阻大小改变电路电流，实现改变电磁铁磁性强弱的要求；
将电源、滑动变阻器、开关依次串联在电磁铁的两个外接引线之间，电源正极连接电磁铁右侧的引出线，电源负极依次连接滑动变阻器、开关后，连接电磁铁左侧的引出线。
最终虚线框内的电路为：电源、滑动变阻器、开关三者串联，电流从电磁铁右端流入、左端流出，满足全部设计要求。

【分析】
解题时，首先根据小磁针静止时的指向，利用磁极间的相互作用规律确定电磁铁的磁极；再通过安培定则判断出电磁铁中电流的方向；最后结合题目要求（控制磁性有无需开关、改变磁性强弱需滑动变阻器），选择合适的电路元件，按照电流方向将元件串联，完成电路设计。
【解析】
1. 确定电磁铁磁极：小磁针静止时N极指向右，根据“异名磁极相互吸引”，可知电磁铁的右端为S极，左端为N极。
2. 判断电流方向：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，因此电流需从电磁铁的右端接线柱流入，左端接线柱流出。
3. 电路设计：
控制磁性有无：串联开关，通过开关通断控制电路通断，实现磁性有无的控制；
改变磁性强弱：串联滑动变阻器，通过改变接入电路的电阻大小，改变电路电流，从而改变电磁铁磁性强弱；
连接电路：将电源、滑动变阻器、开关、电磁铁串联，电源正极连接电磁铁右侧接线柱，电源负极依次连接开关、滑动变阻器后，连接电磁铁左侧接线柱，满足所有要求。
【答案】
虚线框内的电路为：电源、开关、滑动变阻器与电磁铁串联，电流从电磁铁右端流入、左端流出（具体连接：电源正极接电磁铁右端，电源负极经开关、滑动变阻器后接电磁铁左端）。
【知识点】
安培定则、电磁铁磁性、电路设计
【点评】
本题综合考查磁极间的相互作用、安培定则及电磁铁的特性，要求学生结合题目条件完成电路设计，需掌握相关知识点的灵活应用，属于中等难度的电路设计题。
【难度系数】
0.5