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13.某实验小组用自制电磁铁探究影响电磁铁磁性强弱的因素。他们用相同的漆包线和铁钉绕制成两个电磁铁A和B,B上绕有更多匝数的线圈,实验装置如图20-3-11所示。
(1)如图20-3-11甲所示,闭合开关,电磁铁A的钉尖是
(2)如图20-3-11乙所示,把电磁铁A和B串联,闭合开关,多次移动滑动变阻器的滑片P,发现电磁铁B总能吸引更多的大头针,通过比较,得出的结论是
(3)电磁铁在生活中应用广泛,请举一例:
(1)如图20-3-11甲所示,闭合开关,电磁铁A的钉尖是
S
(选填“N”或“S”)极；将滑动变阻器的滑片P向右移动,能吸引更少
(选填“更多”“不变”或“更少”)的大头针,得出的结论是线圈的匝数相同时,通过的电流越大,电磁铁的磁性越强
。(2)如图20-3-11乙所示,把电磁铁A和B串联,闭合开关,多次移动滑动变阻器的滑片P,发现电磁铁B总能吸引更多的大头针,通过比较,得出的结论是
电流相同时,线圈的匝数越多,电磁铁的磁性越强
。(3)电磁铁在生活中应用广泛,请举一例:
电磁起重机(或电磁继电器、空气开关等)
。答案
13.(1)S 更少 线圈的匝数相同时,通过的电流越大,电磁铁的磁性越强
(2)电流相同时,线圈的匝数越多,电磁铁的磁性越强
(3)电磁起重机(或电磁继电器、空气开关等)
(2)电流相同时,线圈的匝数越多,电磁铁的磁性越强
(3)电磁起重机(或电磁继电器、空气开关等)
解析
【分析】
要解决这道题，需结合安培定则判断电磁铁磁极，利用控制变量法分析影响电磁铁磁性强弱的因素，再结合生活实例回答应用问题。
第(1)问：先根据电流方向，用安培定则判断电磁铁A的磁极；滑动变阻器滑片移动会改变电路电流，电流大小影响电磁铁磁性强弱，进而判断吸引大头针数量变化，总结对应结论。
第(2)问：乙图中A、B串联，电流相同，仅线圈匝数不同，通过吸引大头针数量差异，总结匝数对磁性的影响结论。
第(3)问：回忆电磁铁在生活中的常见应用实例即可。
【解析】
(1) 图甲中，电流从电源正极流出，经开关、滑动变阻器后流入电磁铁A的上端。根据安培定则：右手握住电磁铁A，四指指向电流方向（上端流入、下端流出），大拇指指向电磁铁上端，因此钉尖（下端）为S极。滑动变阻器滑片P向右移动时，接入电路的电阻变大，电路电流变小，电磁铁磁性减弱，所以能吸引更少的大头针。由此得出：线圈匝数相同时，通过电磁铁的电流越大，磁性越强。
(2) 图乙中，电磁铁A和B串联，通过它们的电流相等；B的线圈匝数比A多，闭合开关后B吸引更多大头针，说明B磁性更强。因此得出：电流相同时，电磁铁的线圈匝数越多，磁性越强。
(3) 电磁铁在生活中应用广泛，例如电磁起重机、电磁继电器、空气开关等，任选其一即可。
【答案】
(1) S；更少；线圈的匝数相同时，通过的电流越大，电磁铁的磁性越强
(2) 电流相同时，线圈的匝数越多，电磁铁的磁性越强
(3) 电磁起重机(或电磁继电器、空气开关等)
【知识点】
电磁铁磁性强弱、安培定则、电磁铁应用
【点评】
本题围绕影响电磁铁磁性强弱的因素展开，结合安培定则判断磁极，需运用控制变量法分析实验，是电磁学的基础考点，难度适中，考查学生对基础知识点的掌握和应用能力。
【难度系数】
0.5
要解决这道题，需结合安培定则判断电磁铁磁极，利用控制变量法分析影响电磁铁磁性强弱的因素，再结合生活实例回答应用问题。
第(1)问：先根据电流方向，用安培定则判断电磁铁A的磁极；滑动变阻器滑片移动会改变电路电流，电流大小影响电磁铁磁性强弱，进而判断吸引大头针数量变化，总结对应结论。
第(2)问：乙图中A、B串联，电流相同，仅线圈匝数不同，通过吸引大头针数量差异，总结匝数对磁性的影响结论。
第(3)问：回忆电磁铁在生活中的常见应用实例即可。
【解析】
(1) 图甲中，电流从电源正极流出，经开关、滑动变阻器后流入电磁铁A的上端。根据安培定则：右手握住电磁铁A，四指指向电流方向（上端流入、下端流出），大拇指指向电磁铁上端，因此钉尖（下端）为S极。滑动变阻器滑片P向右移动时，接入电路的电阻变大，电路电流变小，电磁铁磁性减弱，所以能吸引更少的大头针。由此得出：线圈匝数相同时，通过电磁铁的电流越大，磁性越强。
(2) 图乙中，电磁铁A和B串联，通过它们的电流相等；B的线圈匝数比A多，闭合开关后B吸引更多大头针，说明B磁性更强。因此得出：电流相同时，电磁铁的线圈匝数越多，磁性越强。
(3) 电磁铁在生活中应用广泛，例如电磁起重机、电磁继电器、空气开关等，任选其一即可。
【答案】
(1) S；更少；线圈的匝数相同时，通过的电流越大，电磁铁的磁性越强
(2) 电流相同时，线圈的匝数越多，电磁铁的磁性越强
(3) 电磁起重机(或电磁继电器、空气开关等)
【知识点】
电磁铁磁性强弱、安培定则、电磁铁应用
【点评】
本题围绕影响电磁铁磁性强弱的因素展开，结合安培定则判断磁极，需运用控制变量法分析实验，是电磁学的基础考点，难度适中，考查学生对基础知识点的掌握和应用能力。
【难度系数】
0.5
1. 如图20-3-12所示，两电池的规格相同，S是转换开关，S接2时电磁铁的左端是
N
极；当开关S由触点2转到触点1时，螺线管磁性增强
。 答案
1.N 增强
解析
【分析】
要解决这道题，需分两步思考：第一步，判断开关S接2时电磁铁的磁极，需先确定螺线管中的电流方向，再用安培定则（右手螺旋定则）判断；第二步，判断开关转换时电磁铁磁性的变化，需根据电磁铁磁性强弱与电流大小的关系，分析电路中电流的变化（电池串联后电压改变，电流随之变化）。
【解析】
1. 当开关S接2时，电路由一节电池供电，先确定螺线管中的电流方向，再根据安培定则：右手握住螺线管，四指指向螺线管中电流的方向，大拇指所指的一端为N极，由此可判断电磁铁的左端是N极；
2. 当开关S由触点2转到触点1时，两节电池串联，电路总电压变大，根据欧姆定律，电路中的电流变大；电磁铁的磁性强弱与电流大小有关，在匝数和铁芯不变时，电流越大，磁性越强，因此螺线管磁性增强。
【答案】N；增强
【知识点】安培定则；电磁铁磁性强弱的影响因素
【点评】本题考查安培定则的应用和影响电磁铁磁性强弱的因素，属于电磁学基础题，需熟练掌握安培定则的操作方法，以及电磁铁磁性强弱与电流大小的关系规律。
【难度系数】0.6
要解决这道题，需分两步思考：第一步，判断开关S接2时电磁铁的磁极，需先确定螺线管中的电流方向，再用安培定则（右手螺旋定则）判断；第二步，判断开关转换时电磁铁磁性的变化，需根据电磁铁磁性强弱与电流大小的关系，分析电路中电流的变化（电池串联后电压改变，电流随之变化）。
【解析】
1. 当开关S接2时，电路由一节电池供电，先确定螺线管中的电流方向，再根据安培定则：右手握住螺线管，四指指向螺线管中电流的方向，大拇指所指的一端为N极，由此可判断电磁铁的左端是N极；
2. 当开关S由触点2转到触点1时，两节电池串联，电路总电压变大，根据欧姆定律，电路中的电流变大；电磁铁的磁性强弱与电流大小有关，在匝数和铁芯不变时，电流越大，磁性越强，因此螺线管磁性增强。
【答案】N；增强
【知识点】安培定则；电磁铁磁性强弱的影响因素
【点评】本题考查安培定则的应用和影响电磁铁磁性强弱的因素，属于电磁学基础题，需熟练掌握安培定则的操作方法，以及电磁铁磁性强弱与电流大小的关系规律。
【难度系数】0.6
2.(2024,达州)小张同学想知道家里空气开关的限流装置是如何工作的,他仔细阅读说明书,图20-3-13是限流装置的工作原理图,S为开关,Q为可绕O点旋转的衔铁,当电流流向如图20-3-13所示时,电磁铁左端为
N
极。当电流超过限定电流时,S会处于断开
(选填“断开”或“闭合”)状态,保证电路安全。答案
2.N 断开 【解析】由安培定则可知,电磁铁左端为N极。当电流超过限定电流时,电磁铁磁性增强,吸引衔铁的力变大,使衔铁Q向左转动,闸刀开关在弹簧的拉力作用下自动开启,切断电路,起到保险作用。
解析
【分析】要确定电磁铁左端的磁极，需运用安培定则（右手螺旋定则）：右手握住螺线管，让四指指向电流的方向，大拇指所指的一端即为N极。分析开关状态时，需结合电磁铁磁性强弱与电流大小的关系：电流越大，电磁铁磁性越强，对衔铁的吸引力越大，进而判断开关的状态。
【解析】根据安培定则，电流从电磁铁右端流入、左端流出，右手握住螺线管，四指沿电流方向，大拇指指向左端，因此电磁铁左端为N极。当电流超过限定电流时，电磁铁磁性显著增强，吸引衔铁Q向左转动，使开关S在弹簧拉力作用下自动断开，切断电路，保障安全。
【答案】N；断开
【知识点】安培定则，电磁铁的磁性，空气开关的工作原理
【点评】本题结合实际生活中的空气开关装置，考查安培定则的应用及电磁铁磁性与电流的关系，将物理知识与实际应用结合，难度适中，侧重基础知识点的掌握。
【难度系数】0.6
【解析】根据安培定则，电流从电磁铁右端流入、左端流出，右手握住螺线管，四指沿电流方向，大拇指指向左端，因此电磁铁左端为N极。当电流超过限定电流时，电磁铁磁性显著增强，吸引衔铁Q向左转动，使开关S在弹簧拉力作用下自动断开，切断电路，保障安全。
【答案】N；断开
【知识点】安培定则，电磁铁的磁性，空气开关的工作原理
【点评】本题结合实际生活中的空气开关装置，考查安培定则的应用及电磁铁磁性与电流的关系，将物理知识与实际应用结合，难度适中，侧重基础知识点的掌握。
【难度系数】0.6
3. 图20-3-14是一种江河水位自动报警的原理图；当水位低于金属块A时，工作电路中绿灯$\mathrm{L}_1$亮；当水位达到金属块A时，衔铁被吸下，工作电路中红灯$\mathrm{L}_2$亮。某次水位超过了金属块A，但由于电磁铁磁性太弱，衔铁没被吸下来，为了让其恢复正常工作，下列做法中合理的是（
图20-3-14
A.更换弹性更好的弹簧
B.减少电磁铁线圈匝数
C.增加控制电路的电源电压
D.增加工作电路的电源电压
C
）。图20-3-14
A.更换弹性更好的弹簧
B.减少电磁铁线圈匝数
C.增加控制电路的电源电压
D.增加工作电路的电源电压
答案
3.C 【解析】更换弹性更好的弹簧,则需要磁性更大的电磁铁才能把衔铁吸下来,选项A不符合题意;减少电磁铁线圈的匝数,电磁铁磁性会减小,选项B不符合题意;增加控制电路的电源电压,电路中的电流会变大,可以增大电磁铁的磁性,选项C符合题意;增加工作电路的电源电压不影响控制电路,选项D不符合题意。
解析
【分析】
本题是电磁继电器的应用问题，核心是利用电磁铁磁性强弱控制衔铁动作。当水位达到金属块A时，控制电路接通，需要电磁铁磁性足够大才能吸下衔铁，使红灯$\mathrm{L}_2$亮。当前电磁铁磁性太弱，无法吸下衔铁，需增强电磁铁磁性。电磁铁磁性强弱与线圈匝数、电流大小有关：线圈匝数越多、电流越大，磁性越强。需结合各选项分析是否能增强电磁铁磁性，同时注意区分控制电路和工作电路，工作电路的变化不影响控制电路。
【解析】
1. 明确原理：电磁继电器中，控制电路的电磁铁磁性决定衔铁是否被吸下，磁性不足时无法触发工作电路切换。
2. 分析选项：
A选项：更换弹性更好的弹簧，会使吸下衔铁需要更大的力，即需要更强的电磁铁磁性，无法解决当前磁性弱的问题，不符合题意。
B选项：减少电磁铁线圈匝数，会使电磁铁磁性减弱，更难吸下衔铁，不符合题意。
C选项：增加控制电路的电源电压，根据欧姆定律，控制电路中的电流会增大，从而增强电磁铁的磁性，能够吸下衔铁，使工作电路切换为红灯$\mathrm{L}_2$亮，符合题意。
D选项：工作电路的电源电压仅影响工作电路的电流，不影响控制电路，无法改变电磁铁的磁性，不符合题意。
【答案】
C
【知识点】
电磁铁磁性影响因素、电磁继电器
【点评】
本题结合实际水位报警场景，考查电磁继电器的工作原理及电磁铁磁性强弱的影响因素，需准确区分控制电路与工作电路，掌握电磁铁磁性的决定条件，是初中物理电磁部分的典型应用题目。
【难度系数】
0.5
本题是电磁继电器的应用问题，核心是利用电磁铁磁性强弱控制衔铁动作。当水位达到金属块A时，控制电路接通，需要电磁铁磁性足够大才能吸下衔铁，使红灯$\mathrm{L}_2$亮。当前电磁铁磁性太弱，无法吸下衔铁，需增强电磁铁磁性。电磁铁磁性强弱与线圈匝数、电流大小有关：线圈匝数越多、电流越大，磁性越强。需结合各选项分析是否能增强电磁铁磁性，同时注意区分控制电路和工作电路，工作电路的变化不影响控制电路。
【解析】
1. 明确原理：电磁继电器中，控制电路的电磁铁磁性决定衔铁是否被吸下，磁性不足时无法触发工作电路切换。
2. 分析选项：
A选项：更换弹性更好的弹簧，会使吸下衔铁需要更大的力，即需要更强的电磁铁磁性，无法解决当前磁性弱的问题，不符合题意。
B选项：减少电磁铁线圈匝数，会使电磁铁磁性减弱，更难吸下衔铁，不符合题意。
C选项：增加控制电路的电源电压，根据欧姆定律，控制电路中的电流会增大，从而增强电磁铁的磁性，能够吸下衔铁，使工作电路切换为红灯$\mathrm{L}_2$亮，符合题意。
D选项：工作电路的电源电压仅影响工作电路的电流，不影响控制电路，无法改变电磁铁的磁性，不符合题意。
【答案】
C
【知识点】
电磁铁磁性影响因素、电磁继电器
【点评】
本题结合实际水位报警场景，考查电磁继电器的工作原理及电磁铁磁性强弱的影响因素，需准确区分控制电路与工作电路，掌握电磁铁磁性的决定条件，是初中物理电磁部分的典型应用题目。
【难度系数】
0.5
