7. (科学思维 科学推理) 如图甲所示,表示导线中的电流方向垂直于纸面向里,F是磁场对通电导线的作用力。则图乙的电路通电后,ab段所受到的磁场力的方向,cd段所受到的磁场力的方向。(均填“向上”或“向下”)

7.向下;向上 【点拨】根据图乙可知,通电后ab段导线中电流方向为b→a,与图甲中电流的方向相反;磁感线的方向水平向左,与图甲中的磁感线的方向相反,所以ab受到的磁场力的方向与图甲中的导线受到的磁场力的方向相同,是竖直向下的;图乙中cd段导线中的电流的方向为d→c,与ab段导线中的电流方向相反,磁感线的方向相同,所以受到的磁场力的方向与ab段导线受到的磁场力的方向相反,是竖直向上的。

【分析】
要判断通电导线在磁场中的受力方向，需明确：通电导体在磁场中受力的方向由电流方向和磁感线方向共同决定，若仅改变电流方向或仅改变磁感线方向，受力方向会改变；若同时改变电流方向和磁感线方向，受力方向不变。解题时，先对比图甲和图乙中ab段、cd段的电流方向与磁感线方向，再结合受力方向的变化规律判断。
【解析】
1. 图甲中，导线电流方向垂直纸面向里，磁感线水平向右，磁场对导线的作用力向下；
2. 图乙中ab段：电流方向为b→a，与图甲中导线的电流方向相反；磁感线方向水平向左，与图甲中磁感线方向相反。由于电流方向和磁感线方向同时改变，根据受力方向规律，ab段受力方向与图甲中导线的受力方向相同，即向下；
3. 图乙中cd段：电流方向为d→c，与ab段电流方向相反；磁感线方向与ab段相同。仅电流方向改变，因此cd段受力方向与ab段相反，即向上。
【答案】
向下；向上
【知识点】
通电导体在磁场中受力、磁感线、电流方向
【点评】
本题考查通电导体在磁场中受力方向的判断，核心是掌握受力方向与电流方向、磁感线方向的关系，属于电磁学基础应用题目，需准确分析各因素的变化。
【难度系数】
0.4

8. ★★[2025·辽宁节选] 某小组设计了一个冻雨预警电路，如图所示。闭合开关S后，当环境温度低于0 ℃（温控开关闭合）且空气湿度高于80%（湿控开关闭合）时，警示灯一直发光并出现持续的亮暗交替现象，发出预警。已知电源电压恒为6 V，定值电阻$R_0$的阻值为10 Ω，警示灯标有“6 V 0.5 A”字样。当电磁铁线圈中的电流$I≥0.1$ A时，电磁铁吸下衔铁，使动触点与下方静触点接触。为实现预警功能，温控开关与湿控开关应联，请选择合适的接线柱，用笔画线代替导线将电路连接完整。（图中温控开关与湿控开关之间已正确连接，电磁铁线圈的电阻、温控开关与湿控开关的电阻均忽略不计，只能在标有字母的接线柱上连接导线，导线不能交叉）

8.【解】串;。
【点拨】闭合开关S后,当环境温度低于0 ℃(温控开关闭合)且空气湿度高于80%(湿控开关闭合)时,警示灯一直发光并出现持续的亮暗交替现象,发出预警;说明温控开关和湿控开关同时闭合,警示灯才亮,发出预警,故温控开关与湿控开关应串联;根据题意可知,开关S闭合,温控开关与湿控开关闭合,警示灯一直亮,通过定值电阻R₀和电磁铁的短路与否来改变电路中的总电阻,改变电路中的电流,从而改变警示灯的亮暗;闭合开关S,环境温度低于0 ℃(温控开关闭合)且空气湿度高于80%(湿控开关闭合)时,警示灯与电阻串联,警示灯发光,由于电源电压为6 V,警示灯分得的电压小于额定电压6 V,警示灯发光较暗,警示灯电阻$R_{灯}=\frac{U_{灯}}{I_{灯}}=\frac{6\ \mathrm{V}}{0.5\ \mathrm{A}}=12\ \Omega$,总电阻$R_{总}=R_0+R_{灯}=10\ \Omega+12\ \Omega=22\ \Omega$,电流$I=\frac{U}{R_{总}}=\frac{6\ \mathrm{V}}{22\ \Omega}=0.27\ \mathrm{A}＞0.1\ \mathrm{A}$,衔铁被吸下,定值电阻与电磁铁被短路,此时电路为警示灯的简单电路,警示灯两端电压等于电源电压6 V,达到额定电压,发光较亮,此时由于电磁铁被短路,没有电流流过电磁铁,电磁铁磁性消失,衔铁被松开,重复以上现象,警示灯会亮暗交替,故电路连接如图所示。

【分析】要让电路只有当温控开关和湿控开关同时闭合时才工作，需利用串联电路中各开关互相影响、同时闭合电路才通路的特点，因此两开关应串联。结合电磁继电器的工作原理，当电磁铁线圈电流达到0.1A时吸下衔铁，改变电路总电阻，进而改变电路电流，使警示灯出现亮暗交替，需正确连接电路实现这一过程。
【解析】根据题意，只有温控开关和湿控开关同时闭合，预警电路才工作，串联电路中开关需同时闭合电路才导通，故温控开关与湿控开关应串联。电路连接时，将温控开关与湿控开关按串联要求接入控制电路，使工作电路中，当两开关闭合时，先经R₀和警示灯形成通路，电流足够大时电磁铁吸下衔铁，短路R₀，电流减小后衔铁松开，重复过程，实现警示灯亮暗交替，连接方式如图所示。
【答案】串；
【知识点】串联电路、电磁继电器
【点评】本题结合冻雨预警电路，考查串联电路的应用和电磁继电器的工作原理，需理解开关连接方式与电路工作逻辑的联系，难度适中。
【难度系数】0.5

9. [2026·广州模拟] 如图所示，两光滑平行圆弧导轨竖直放置，下端与MN和PQ两根光滑平行水平导轨平滑连接，水平导轨处在竖直向上的磁场中。已知AB和CD两金属棒初始时静止。现让AB从圆弧导轨由静止释放，当AB进入磁场时，CD开始向右运动(两棒未碰撞)，此时AB中(填“会”或“不会”)产生感应电流；CD从静止开始水平运动的原理和(填“发电机”或“电动机”)相同。若将磁场方向改为竖直向下，并固定CD在导轨上，再重复上述操作，流过AB的电流方向，CD受到磁场力的方向。(后两空均填“改变”或“不变”)

9.会;电动机;改变;不变
【点拨】让金属棒AB从圆弧导轨(离水平导轨一定高度)由静止释放,当金属棒AB进入磁场时,做切割磁感线运动,金属棒AB中会产生感应电流;金属棒CD也会有电流通过,CD会受到磁场力的作用,从静止开始水平运动,其原理和电动机相同;若将磁场方向改为竖直向下,重复以上的操作,流过金属棒AB的电流方向改变;金属棒CD中电流方向改变,磁场方向改变,受到磁场力的方向不变。

【分析】
要解决这道题，需结合电磁感应、通电导体在磁场中受力的相关原理分析：首先判断AB进入磁场时是否产生感应电流，再分析CD运动的原理，最后根据感应电流和受力方向的影响因素判断后续变化。
【解析】
1. AB从圆弧导轨滑下进入磁场时，AB是闭合电路的一部分，且做切割磁感线运动，满足感应电流产生的条件，因此AB中会产生感应电流；
2. CD中有AB产生的电流通过，通电导体在磁场中会受到力的作用，CD因此运动，这一原理与电动机（利用通电导体在磁场中受力运动工作）相同；
3. 感应电流的方向与磁场方向、导体运动方向有关，当磁场方向改为竖直向下，AB运动方向不变，因此AB中电流方向改变；
4. CD的受力方向由电流方向和磁场方向决定，AB电流方向改变（即CD中电流方向改变），同时磁场方向也改变，两个影响因素同时改变时，CD受到磁场力的方向不变。
【答案】
会；电动机；改变；不变
【知识点】
电磁感应、通电导体在磁场中受力、电动机原理
【点评】
本题考查电磁感应与电动机原理的基础应用，需明确感应电流产生的条件、感应电流及受力方向的影响因素，属于电磁学基础综合题，侧重对核心概念的理解。
【难度系数】
0.5

三、实验题（第10题9分，第11题16分，共25分）
10. [2025·淮安节选]“探究通电螺线管外部磁场的特点”的实验装置如图甲所示。

(1)在用铁屑探究螺线管外部磁场分布时，需要经历下列步骤：①轻敲有机玻璃板，观察铁屑分布；②将铁屑均匀撒在有机玻璃板上；③闭合开关。三个步骤合理的顺序是（填序号）。
(2)把小磁针放在螺线管四周不同的位置，通电后，小磁针分布如图乙所示，发现通电前后A、B两个小磁针未发生明显偏转，此时的螺线管可能是向（填“南北”或“东西”）方向放置的。
(3)未来，科学家想研究月球是否也像地球一样是一个磁体，在月球科研站内将小磁针放在不同位置，若观察到的现象，则说明月球也是一个磁体。

10.(1)②③① (2)南北 (3)小磁针N极总是指向某一方向
【点拨】(3)若月球是一个磁体,则会对放入其中的小磁针产生磁场力的作用,所以在月球科研站内将小磁针放在不同位置,若观察到小磁针N极总是指向某一方向,则说明月球也是一个磁体。

【分析】
(1) 探究通电螺线管外部磁场分布时，需先准备实验材料，再通电产生磁场，最后让铁屑按磁场规律排列，据此确定步骤顺序；
(2) 地球是大磁体，地磁场沿南北方向，小磁针静止时N极指向北。若螺线管磁场方向与地磁场一致，小磁针受力不变则不偏转，由此判断螺线管放置方向；
(3) 磁体周围存在磁场，磁场对小磁针有力的作用，若月球是磁体，其磁场会使小磁针N极指向固定方向，据此分析现象。
【解析】
(1) 探究通电螺线管磁场分布的步骤：先将铁屑均匀撒在有机玻璃板上（②），再闭合开关使螺线管通电产生磁场（③），最后轻敲玻璃板减小铁屑摩擦力，让铁屑在磁场力作用下按规律排列（①），故顺序为②③①；
(2) 地磁场沿南北方向，小磁针静止时N极指向地理北极。若螺线管沿南北方向放置，其磁场方向也沿南北，与地磁场方向一致，原来指向南北的小磁针受力不变，通电后不偏转，故螺线管向南北方向放置；
(3) 磁体周围存在磁场，会对小磁针产生力的作用。若月球是磁体，其周围磁场会使小磁针在不同位置时N极总是指向某一固定方向，类似地球指南针的指向，因此观察到该现象说明月球也是磁体。
【答案】10.(1)②③① (2)南北 (3)小磁针N极总是指向某一方向
【知识点】通电螺线管的磁场、地磁场、磁体的磁场性质
【点评】本题围绕“探究通电螺线管外部磁场”的实验展开，考查实验步骤设计、磁场与地磁场的关系、磁体磁场特点，属于基础实验题，侧重对实验原理和磁场基本性质的理解，难度适中。
【难度系数】0.6

11.探究什么情况下磁可以生电的实验装置如图所示。

(1)本实验是通过观察电流表来判断是否有感应电流产生的。
(2)闭合开关,实验探究过程记录如表格所示。

根据实验现象,初步得出电路中产生感应电流的条件是闭合电路的一部分导体在磁场中做运动,应用此实验原理可制成(填“电磁铁”“发电机”或“电动机”)。
(3)进一步分析表中现象可知,感应电流方向与有关。在不增加器材的情况下,为了探究感应电流方向与磁场方向的关系,最简单的做法是。
(4)实验结束后,有同学提出电流表指针偏转角度较小,有什么办法能使指针偏转更明显呢?你的方法是。
(5)若用小灯泡代替电流表进行实验,将观察到的现象是,出现这种现象的原因可能是。

11.(1)指针是否偏转 (2)切割磁感线;发电机 (3)导体运动方向;保持导体AB的运动方向不变,仅将磁体N、S极对调 (4)增大导体的运动速度(或换用磁性更强的磁体) (5)小灯泡不亮;产生的感应电流太小,不足以使小灯泡发光

【分析】
本题围绕“磁生电”（电磁感应）实验展开，需掌握转换法判断感应电流、感应电流的产生条件、感应电流方向的影响因素、电磁感应的应用，以及实验改进方法和现象分析。首先，感应电流的有无无法直接观察，需通过电流表指针是否偏转判断（转换法）；其次，通过实验现象总结感应电流产生条件，区分电磁感应与其他电磁现象的应用；探究感应电流方向的影响因素需用控制变量法；感应电流大小的改进需结合影响因素；小灯泡不亮的原因是感应电流过小。
【解析】
(1) 实验中感应电流的存在无法直接观察，利用转换法，通过电流表指针是否偏转判断是否有感应电流产生，指针偏转说明有感应电流，不偏转则无。
(2) 分析实验现象：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，电路产生感应电流，因此感应电流产生条件是闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动；发电机利用电磁感应原理制成，电磁铁利用电流的磁效应，电动机利用通电导体在磁场中受力运动的原理，故应用为发电机。
(3) 对比实验中导体运动方向改变时电流表指针偏转方向改变，可知感应电流方向与导体运动方向有关；探究感应电流方向与磁场方向的关系时，需控制导体运动方向不变，仅改变磁场方向，即保持导体AB的运动方向不变，将磁体N、S极对调。
(4) 感应电流大小与导体运动速度、磁场强弱有关，要使电流表指针偏转更明显，可增大导体的运动速度，或换用磁性更强的磁体，从而增大感应电流。
(5) 小灯泡额定电流较大，实验中产生的感应电流太小，不足以使小灯泡发光，因此用小灯泡代替电流表时，观察到小灯泡不亮。
【答案】
11.(1)指针是否偏转 (2)切割磁感线;发电机 (3)导体运动方向;保持导体AB的运动方向不变,仅将磁体N、S极对调 (4)增大导体的运动速度(或换用磁性更强的磁体) (5)小灯泡不亮;产生的感应电流太小,不足以使小灯泡发光
【知识点】
电磁感应现象、感应电流产生条件、影响感应电流方向的因素
【点评】
本题是初中物理电磁学的基础实验探究题，考查转换法、控制变量法的应用，以及电磁感应核心知识点，属于常考题型，注重实验过程的理解和知识点的实际应用。
【难度系数】
0.6