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易错点 19 无形的力——磁的相互作用
目 录
01 易错陷阱
易错点一、在判断物体有无磁性时,将磁体的吸铁性与异名磁极相互吸引混淆
易错点二、磁场是磁体周围实实在在存在的物质
易错点三、小磁针若在通电螺线管的内部时,判断磁场方向容易出现错误
易错点四、电磁继电器工作原理和过程理解不清晰
易错点五、提高或降低灵敏度的方法没有掌握
02 举一反三——易错题型
题型一．磁极的相互作用
题型二．电生磁 通电螺线管的特点
题型三．电磁铁的工作原理
03 易错题通关
易错点一、在判断物体有无磁性时,将磁体的吸铁性与异名磁极相互吸引混
淆
易错点二、磁场是磁体周围实实在在存在的物质
易错点三、小磁针若在通电螺线管的内部时,判断磁场方向容易出现错误
【链接知识】
知识点一、判断物体是否具有磁性的方法
方法一：根据磁将被测物体靠近没有磁性的铁、钴、镍等磁性材料，铁、钴、镍等若能被吸引，
体的磁性判断 则说明该物体具有磁性；若不能被吸引，则说明该物体没有磁性。
方法二：根据磁用自由悬挂、自由悬浮等方式让被测物体能够在水平面内自由转动，若被测物体
体的指向性判断 静止时总是大致指向南北方向，说明该物体具有磁性，否则没有磁性。
将被测物体分别靠近静止的小磁针的两极，若发现有一端发生排斥现象，说明该
方法三：根据磁物体具有磁性；若与小磁针两极都相互吸引，则说明该物体没有磁性。
极间的相互作用注意：在利用磁极间相互作用规律判断两物体是否具有磁性时，要注意“斥定吸
规律判断 不定”原则，即如果两个物体相互排斥，则可以确定两者均有磁性，如果相互吸
引，则可能两物体均有磁性或一个有磁性、一个没有磁性。
方法四：根据磁 外形相同的A、B棒 若两次都不吸引，则A、B都没有磁性
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若两次都吸引，则A、B都有磁性
若只有甲吸引，则B有磁性，A没有磁性
若只有乙吸引，则A有磁性，B没有磁性
体各位置磁性强 若始终没有相互作用，则A、B都没有磁性
外形相同的A、B棒
弱不同判断 若吸引力保持不变，则A没有磁性，B有磁性
若吸引力由强→弱→强，则A有磁性，B没有磁性
若先吸引后排斥，或先排斥后吸引，则A、B都有磁
性
知识点二、磁场 磁感线
1.磁场的基本性质：对放入其中的磁体产生力的作用
当把小磁针放在条形磁体附近时，会看到小磁针发生偏转，这是因为小磁针处在条形磁体的磁
场中时收到了条形磁体磁场的力的作用，运动状态发生改变。
条形磁体 蹄形磁体
2.理解磁感线应注意的六个问题
磁场是真实存在于磁体周围的一种特殊物质，而磁感线是人们为了直观、形象的描
是物理模型，
述磁场的方向和分布情况而引入带有方向的曲线，它并不是真实存在的。正如探究
并不存在
光时，引入光线的概念一样。这在物理学上称为模型法。
疏密表示磁场磁感线分布的疏密程度可以表示磁场的强弱。磁体的两极处磁感线最密，表示磁体
强弱 两极处的磁场最强。
磁感线是有方向的，磁体周围任意一点的磁场方向都是沿着磁感线从 N极指向S极
有方向
的。
在磁体外部，磁感线从磁体的N极出发，回到磁体的S极；在磁体内部，磁感线从
是闭合曲线
磁体的S极出发回到N极，形成一条条闭合曲线。
在画图时，因受纸面的限制，只画了一个平面内的磁感线的分布情况。但实际上磁
立体分布
体周围的磁感线的分布是立体的，在磁体周围空间都分布有磁场。
磁体周围不管磁感线如何曲折都不会相交，因为磁场中任何一点的磁场只有一个确
任意两条不相
定的方向，如果某一点有两条磁感线相交，则该点的磁场就有两个方向，这是不可
交
能的。
【易错分析】
一、磁场概念理解误区
1、磁场存在认知错误：部分同学认为只有在磁体周围才能感受到磁场，忽略了通电导体周围也存
在磁场。实际上，奥斯特实验已经证明，电流周围存在磁场，其磁场方向与电流方向有关。比如在
判断一个通有电流的导线附近小磁针的偏转情况时，若没有考虑到导线周围磁场的存在，就无法正
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确解释小磁针的运动。
2、磁感线与磁场关系混淆：磁感线是为了形象地描述磁场而引入的假想曲线，它并不是真实存在
的。但有些同学会把磁感线等同于磁场，认为磁感线密集的地方磁场就一定强，而忽略了磁场强度
的本质定义。
二、磁极间相互作用规律运用错误
1、同名、异名磁极判断失误：磁极间相互作用规律是同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。靠
近时的受力情况，由于没有准确判断磁极的性质，导致受力分析错误。
2、忽略其他因素影响：在分析磁极间相互作用时，有些同学只考虑磁极间的相互作用力，而忽略
了其他因素的影响。
【解题技巧】
一、深化磁场概念理解
1、全面认知磁场存在：牢记磁场不仅存在于磁体周围，通电导体周围同样存在磁场。在遇到涉及
小磁针、通电导线等的问题时，首先要考虑到所有可能产生磁场的因素。
2、正确区分磁感线与磁场：明确磁感线是用来形象化描述磁场的工具，并非真实存在。判断磁场
强弱不能仅依赖磁感线疏密，还需综合考虑磁体本身特性。比如分析不同磁体的磁场时，先了解磁
体的材质、磁性强弱等，再结合磁感线分布来判断。若遇到两个磁感线疏密程度相同但磁体材质不
同的情况，要根据磁体磁性强弱的本质差异来准确判断磁场强度。
二、准确运用磁极相互作用规律
1、精准判断磁极性质：在判断磁极间相互作用时，仔细辨别磁极的名称，依据 “同名磁极相互排
斥，异名磁极相互吸引” 的规律进行分析。
2、综合考虑其他因素：在分析磁极间相互作用问题时，不能仅局限于磁极间的作用力，要全面考
虑其他可能影响物体状态的因素。如存在外磁场时，将外磁场对物体的作用纳入分析。比如研究小
磁针在复杂磁场环境中的指向，先分析外磁场方向，再结合磁极间相互作用，综合判断小磁针最终
的稳定指向。
易错点四、电磁继电器工作原理和过程理解不清晰
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【链接知识】
知识点三、电磁继电器的工作原理
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1.实质：利用电磁铁来控制工作电路的开关。
2.核心：电磁铁
3.电磁铁的优点：
①电磁铁磁性的有无，可以用电流的通断来控制。
②电磁铁磁性的强弱，可以用电流的大小、线圈匝数的多少来控制。
③电磁铁磁极的极性，可以用电流的方向来控制。
知识点四、学会“看”电路
1.控制电路和工作电路分开看：
控制电路 + 工作电路
低电压、弱电流控制高电压、强电流工作电路。
2.控制电路——开关：控制工作电路
电磁铁——单刀双掷开关
3.工作电路——完整的电路（电源、用电器、开关、导线）
根据“关开”判断工作电路中“谁”工作。
【易错分析】
一、工作原理理解误区
1、电磁转换关系不清：电磁继电器的核心是电磁铁，它利用电流的磁效应，即通电导体周围产生
磁场。部分同学对这一电磁转换关系理解不深，在分析电磁继电器工作过程时，无法准确把握电流
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变化如何影响磁场强弱以及对衔铁的作用。
2、控制电路与工作电路混淆：电磁继电器有控制电路和工作电路两个部分。控制电路中通过较小
的电流来控制电磁铁的磁性，进而控制工作电路中较大电流的通断。有些同学在解题时会混淆这两
个电路，将控制电路的参数用于工作电路的计算，或者对两个电路的工作逻辑理解错误。
二、电路连接分析错误
接线柱连接方式错误：在涉及电磁继电器的电路连接图分析或设计题目中，部分同学对电磁继电器
的接线柱连接方式掌握不牢。电磁继电器一般有多个接线柱，分别用于连接控制电路和工作电路，
若连接错误，会导致电路无法正常工作。
【解题技巧】
一、透彻理解工作原理
1、明晰电磁转换逻辑：深刻理解电磁继电器中电流的磁效应，即电流通过电磁铁线圈时，会产生
磁场，磁场强弱与电流大小、线圈匝数等相关。解题时，先确定控制电路中电流的变化情况，再依
据电流与磁场的关系，判断电磁铁磁性的变化，进而分析对衔铁和工作电路的影响。
2、区分控制与工作电路：在分析题目时，首先明确控制电路和工作电路的组成与作用。控制电路
负责控制电磁铁的工作，工作电路则连接着需要控制的用电器。遇到问题，分别从两个电路的角度
去思考，控制电路关注电流、电磁铁，工作电路关注用电器的通断和工作状态。
二、精准分析电路连接
1、掌握接线柱连接规则：牢记电磁继电器接线柱的连接规则，控制电路的电源、开关、电磁铁等
元件按正确顺序连接到相应接线柱，工作电路的用电器、电源等也准确连接。在分析电路连接图时，
仔细检查各接线柱的连接是否正确，避免出现接反、接错位置等问题。
2、准确判断开关与电路通断：在判断开关状态对电路通断的影响时，要综合考虑电磁铁磁性、衔
铁位置等因素。控制电路开关闭合，若电磁铁磁性足够，衔铁吸合，工作电路导通；若磁性不足，
工作电路仍断开。解题时，按照这个逻辑顺序逐步分析，不要仅依据开关状态就直接判断工作电路
通断。例如，在判断一个复杂电磁继电器电路的通断时，先看控制电路开关是否闭合，再检查电磁
铁磁性情况，最后确定工作电路的状态。
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题型一．磁极的相互作用
1. 如图，用一根不知有无磁性的铁棒的 A端靠近一根悬挂的条形磁铁的N极，发现条形磁铁被
吸引。该铁棒有没有磁性呢？下列说法正确的是（ ）
A．可以确定有磁性，且A端是S极
B．不确定有无磁性，只需要将B端靠近S极，观察现象就可以判断
C．不确定有无磁性，只需要将B端靠近N极，观察现象就可以判断
D．不确定有无磁性，若将A端靠近S极，观察现象仍然无法判断
【解答】解：假如铁棒有磁性，异名磁极相互吸引。铁棒的 A端靠近一根悬挂的条形磁铁的N
极，铁棒和条形磁铁的N极相吸引，说明铁棒也有磁性，并且A端是S极，如果铁棒没有磁性，
磁体可以吸引磁性材料。条形磁铁具有磁性，可以吸引没有磁性的铁棒。所以铁棒是否具有磁
性不能确定；
将铁棒的B端靠近悬挂的条形磁铁的N极，磁铁远离铁棒，由于只有同名极相互排斥，因此铁
棒一定有磁性，并且B端为N极，则A端为S极。故C正确，ABD错误。
故选：C。
2. 为了判断一根铁棒是否具有磁性，小明进行了如下四个实验，根据实验现象不能确定该铁棒一
定有磁性的是（ ）
A．悬挂的铁棒转动起来后静止时指向南北
B．将铁棒一端靠近小磁针，相互吸引
C．将铁棒一端靠近没有磁性的大头针，大头针被吸引
D．水平移动铁棒，测力计示数有变化
【解答】解：
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A、因磁体具有指向性，则悬挂的铁棒转动起来后静止时指向南北，这说明该铁棒是磁体，则它
一定具有磁性；
B、即使铁棒没有磁性，因小磁针有磁性，则它们靠近时也会相互吸引，所以该现象不能确定铁
棒是否具有磁性，符合题意；
C、因为磁体具有吸铁性，则将铁棒一端靠近没有磁性的大头针，大头针被吸引，这说明铁棒一
定具有磁性；
D、磁体能够吸引铁质物体；当水平移动铁棒，测力计示数有变化，说明铁棒两端和中间部分有
磁性强弱的变化，所以铁棒是磁体，即由实验现象能确定该铁棒一定有磁性。
故选：B。
题型二．电生磁 通电螺线管的特点
3. 在物理学中，磁感应强度表示磁场强弱，用字母B表示，国际单位：特斯拉，符号T。有一种
磁敏电阻，它的阻值大小随磁场强弱的变化情况如图甲所示，某实验小组用该磁敏电阻测量通
电螺线管外部的磁感应强度，设计了图乙和丙所示的电路进行实验，电源电压 U 、U 保持不
1 2
变，请作答下列问题：
（1）由图甲可知磁敏电阻R的阻值随磁感应强度B的增大而 ；
（2）闭合S ，通电螺线管的左端为 极；
1
（3）闭合S ，调节滑动变阻器R 的滑片P在某一位置不动后，再闭合S ，移动滑动变阻器R
1 1 2 2
的滑片，电流表示数为0.02A时，电压表的示数为8V，此时该磁敏电阻所在位置的磁感应强度
为 T；
（4）若要减小通电螺线管左右两端的磁感应强度，你的方法是 。
【解答】解：（1）由图甲可以看出，磁感应强度B增大时，磁敏电阻的阻值增大；
（2）闭合S ，根据安培定则可知，通电螺线管的左端为S极；
1
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（3）闭合S ，调节滑动变阻器R 的滑片P在某一位置不动后，再闭合S ，移动滑动变阻器R
1 1 2 2
的滑片，电流表示数为0.02A时，电压表的示数为8V，此时该磁敏电阻的阻值为：
U 8V
R= = =400 ；
I 0.02A
Ω
根据图甲图像可知，此时该磁敏电阻所在位置的磁感应强度为0.6T；
（4）若要减小通电螺线管左右两端的磁感应强度，可减少通电螺线管的线圈匝数，也可以向滑
片P向右移动，使电路中的电流减小。
故答案为：（1）增大；（2）S；（3）0.6；（4）滑片P向右移动。
4. 在探究“通电螺线管外部磁场情况”的实验中：
（1）在装有螺线管的硬纸板上 撒满铁屑，通电后铁屑分布无明显变化，这时需轻敲
纸板，观察到铁屑排列成如图所示的形状。可见，通电螺线管外部磁场与 磁体的磁场
相似；
（2）用小磁针探究磁场方向时，发现小磁针没有标 N、S极，我们可以把能自由转动的小磁针
远离螺线管，当它静止时指南的那端是小磁针的 极，这是利用了 磁场的作用；
（3）对调螺线管所接电源正、负极，周围小磁针的指向也随之对调，说明通电螺线管的磁场方
向与螺线管中 有关；
（ 4 ） 根 据 图 中 实 验 现 象 推 断 ， 通 电 螺 线 管 内 部 也 有 磁 场 ， 依 据 是 ：
；
（5）实验中每一个小铁屑都相当于一枚小磁针，因为它们在磁场中已经被 ；
（6）总结出用右手判断通电螺线管的极性与线圈中电流方向之间规律的科学家是 。
【解答】解：（1）①在装有螺线管的硬纸板上均匀地撒满铁屑，通电后观察铁屑分布，发现无
明显变化；
②需轻敲纸板，减小铁屑与硬纸板的阻力，观察到铁屑排列成如图所示的形状，这形状分布与
条形磁体的磁场相似；
（2）地球是一个巨大的磁体，地磁的北极在地理的南极附近，地磁的南极在地理的北极附近，
小磁针静止时指南的那端是小磁针的S极，这是利用了地磁场的作用；
（3）对调螺线管所接电源正、负极，螺线管中电流方向发生改变，周围小磁针的指向也随之对
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调，说明通电螺线管的磁场方向与螺线管中电流的方向有关；
（4）磁感线在磁体外部由N极指向S极，在磁体内部由S极指向N极，根据图中实验现象推断，
通电螺线管内部也有磁场，依据是：内部铁屑通电后有规则排列，铁屑在螺线管内部由S极指
向N极；
（5）铁屑被磁化后变成小磁针，实验中每一个小铁屑都相当于一枚小磁针，因为它们在磁场中
已经被磁化；
（6）总结出用右手判断通电螺线管的极性与线圈中电流方向之间规律的科学家是安培，这个规
律就是著名的安培定则。
故答案为：（1）均匀；条形；（2）S；地；（3）电流的方向；（4）螺线管通电后内部铁屑有
规则排列；（5）磁化；（6）安培。
题型三．电磁铁的工作原理
5. 某中学九（2）班物理小组的同学们一起设计了一种具有加热和保温功能的电热器，内部简化
电路如图所示。其中R 为半导体制成的热敏电阻，当它周围的温度升高时，控制电路中的电
t
流会增大。R 、R 、R 均为电热丝，且R ＝R ＝100 ，电磁铁线圈的电阻不计，闭合开关
1 2 3 1 2
S 、S ，电热器开始工作。则： Ω
1 2
（1）在控制电路中，热敏电阻R 的温度越高，它的电阻值越 。
t
（2）加热时，动触点a与上方静触点b、c接通，此时工作电路中的电流是多少？
（3）保温状态下，R 的功率为81W，则工作电路30s消耗的电能是多少？
1
（4）用了一段时间控制电路的电源电压略微降低了，电热器控制的最高温度将如何变化？请解
释说明。
【解答】解：（1）当热敏电阻R 周围的温度升高时，控制电路中的电流会增大，根据欧姆定律
t
可知，电路中总电阻减小，故热敏电阻R 的电阻值越小；
t
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（2）加热时，动触点a与上方静触点b、c接通，由图可知，此时R 与R 并联在电路中，根据
1 2
欧姆定律和并联电路电流规律可知，电路中的电流大小为：
U U 220V 220V
I ＝I +I = + = + = 4.4A；
0 1 2 R R 100Ω 100Ω
1 2
（3）保温状态下，动触点a与下方静触点d接通，由图可知，R 与R 串联在电路中，此时R
1 3 1
的功率为81W，根据P＝I2R可知，电路中的电流为：
I √P √ 81W 0.9A，
= 1= =
R 100Ω
1
则工作电路30s消耗的电能为：
W＝UIt＝220V×0.9A×30s＝5940J；
（4）当控制电路电源电压减小，会导致电路中的电流减小，衔铁不能被吸下来；要使衔铁被吸
下，热敏电阻R 的电阻值应减小，而热敏电阻R 的电阻随温度的升高而减小，故电热器控制的
t t
最高温度将会升高。
6. 图甲是某型号能设定加热温度的家用空气炸锅，其简化电路如图乙所示。它是通过电阻丝 R
1
来加热空气，从而加热食物，通过调节变阻器 R 接入电路的阻值来设置加热温度，电阻R 置
3 2
于温度监测区域，它的阻值随温度变化。求：
（1）电磁铁的上端为 （选填“N”或“S”）极。闭合开关S，当电磁继电器的衔铁被吸
下时， （选填“开始”或“停止”）加热。
（2）将5×10﹣3kg 的空气从20℃加热到200℃需要吸收的热量。c空气 取1.0×103J/（kg•℃）；
（3）工作电路中电热丝 R 与指示灯支路并联。已知 R 的额定电压为 220V，额定功率为
1 1
1210W。正常工作时，工作电路的总电流为5.55A，此时指示灯支路消耗的功率。
【解答】解：（1）已知电源正负极，根据电流流向，由安培定则可知，电磁继电器中电磁铁上
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端为S极，下端是N极；
闭合开关S，当电磁继电器的衔铁被吸下时，工作电路闭合，有电流通过电热丝，故开始加热；
（2）将5×10﹣3kg的空气从20℃加热到200℃需要吸收的热量：
Q吸 ＝c空气mΔt＝1.0×103J/（kg•℃）×5×10﹣3kg×（200℃﹣20℃）＝900J；
（3）根据P＝UI可得，R
1
的额定电流：I额= P
额 =
1210W
=
5.5A；
U 220V
额
根据并联电路干路电流等于各支路电流之和可知，指示灯支路的电流为：
I指 ＝I﹣I额 ＝5.55A﹣5.5A＝0.05A；
指示灯支路消耗的功率：P指 ＝UI指 ＝220V×0.05A＝11W。
答：（1）S；开始；
（2）将5×10﹣3kg的空气从20℃加热到200℃需要吸收的热量是900J；
（3）指示灯支路消耗的功率是11W。
1. 小华同学在教室里擦黑板时，发现当板擦靠近黑板时，会被吸附在黑板上。为了探究是黑板具
有磁性还是板擦具有磁性，他设计了下列实验，能得出正确结论的是（ ）
A．用小磁针分别靠近板擦和黑板，小磁针都发生了偏转，说明黑板擦和黑板都具有磁性
B．将板擦的正面和反面靠近黑板，板擦都能吸附在黑板上，说明板擦一定具有磁性
C．将板擦用细线悬挂起来使其自由旋转，发现板擦静止时某侧边始终的指向东方，说明板擦一
定具有磁性
D．将板擦用细线悬挂起来，发现板擦靠近黑板时细线偏离了竖直方向，说明黑板具有磁性
【解答】解：
A、用小磁针分别靠近板擦和黑板，小磁针都发生了偏转，说明黑板擦和黑板可能有磁性；由于
磁铁可以吸引铁、钴、镍等物质，黑板擦和黑板也可能没有磁性，故A错误；
B、板擦不具有磁性，黑板具有磁性，将板擦的正面和反面靠近黑板，板擦都能吸附在黑板上；
板擦具有磁性，黑板不具有磁性，将板擦的正面和反面靠近黑板，板擦都能吸附在黑板上，故B
错误；
C、将板擦用细线悬挂起来使其自由旋转，若板擦不具有磁性，其指向无法判定，若发现板擦静
止时某侧边始终的指向东方，说明板按擦受到了磁力的作用，则板擦一定具有磁性，故C正确；
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D、当板擦有磁性、黑板无磁性时，将板擦用细线悬挂起来，发现板擦靠近黑板时细线偏离了竖
直方向；当板擦无磁性、黑板有磁性时，将板擦用细线悬挂起来，也会发现板擦靠近黑板时细
线偏离了竖直方向，故D错误。
故选：C。
2. 如图，用“电池+磁铁+铜线圈”可以手工制作会跑的“小火车”，首先将两个强磁铁分别吸
附在电池正负两极，然后再将它们放进铜线圈，电池就成了能够在铜线圈内部跑得“飞快”的
“小火车”（见小火车组装示意图）。分析小火车组装示意图发现，在铜线圈内，电流从“电
池正极→磁铁→部分线圈→磁铁一电池负极”形成回路，于是，通电的铜线圈内部产生磁场，
这个磁场对两个强磁铁产生力的作用，所以“小火车”就能在铜线圈内部运行了。则下列各图
中，“小火车”能向右运行的是（ ）
A． B．
C． D．
【解答】解：AC、小火车是因为“一吸一斥”而运动，即两端的磁铁外侧的磁极是相同的，故
AC错误；
B、“小车”全部推入螺线管后，与磁铁接触的那一段螺线管通电产生磁场，螺线管内部的磁场
向右，与电池负极相吸的磁铁受到向左的引力，与电池正极相吸的磁铁受到向左的斥力，小车
向左运动，故B错误；
D、“小车”全部推入螺线管后，与磁铁接触的那一段螺线管通电产生磁场，螺线管内部的磁场
向左，与电池负极相吸的磁铁受到向右的斥力，与电池正极相吸的磁铁受到向右的引力，小车
向右运动，故D正确。
故选：D。
3. （多选）如图所示，将A、B两个磁环先后套在光滑的木支架上，此时可以看到上方的磁环
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A“悬浮”在空中。两磁环受到的重力相等都为G，则下列分析正确的是（ ）
A．两磁环相对面（即A的下端和B的上端）为同名磁极
B．B对A的作用力大于G，方向竖直向上
C．木架底座对B的支持力等于2G
D．木架底座对B的支持力和B对木架底座的压力是一对平衡力
【解答】解：AB．因为A悬浮在空中静止，则A受重力和B对 A的斥力作用，满足二力平衡条
件，则G＝F ，则A、B相对面是同名磁极，故A正确；
BA
A静止不动，因此B对A的作用力等于G，方向竖直向上，故B错误；
C．B环受重力、A对B向下的斥力和木架底座对B的支持力，故G+F
AB
＝F支
又F ＝F ＝G
AB BA
所以F支 ＝2G，故C正确；
D．因为木架底座对B的力和B对木架底座的力满足大小相等，方向相反，作用在同一条直线上，
作用在两个物体上，所以木架底座对B的支持力和B对木架底座的压力是一对相互作用力，故
D错误。
故选：AC。
4. 如图甲所示为俯视图：粗糙的水平桌面上，在同一直线上相距较远地放置两个条形磁体 A、
B。现在A上施加水平力F使其沿直线向磁体B运动，假设当A运动一段时间后，两磁体间才
出现吸引力，直至它们吸在一起后共同向右运动一段时间。若整个过程保持A做匀速直线运
动。请在图乙中画出在上述过程中作用于磁体 A上的力F其大小随时间t变化关系的大致图象。
（只需画出一种可能的情况）。
【解答】解：开始时推着A做匀速直线运动，推力等于A受到的摩擦力f；由图可知：靠近后两
个磁铁出现异名磁极相互吸引，所以，一段时间后，存在引力，摩擦力不变，推力减小；当两
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块磁铁吸引后在一起时，再推着AB共同做匀速直线运动，此时因为对水平桌面的压力增大，变
为原来的两倍，所受到的摩擦力变为原来的两倍2f，所以此时的推力也变为原来的两倍2f，所
以图像如图所示：
。
5. 如图所示，是条形磁体的磁场分布图，下列说法正确的是（ ）
A．该条形磁体的左端为N极
B．磁场不是真实存在的
C．磁感线是真实存在于该条形磁体周围的
D．磁感线是为了研究方便引入的假想曲线
【解答】解：
A、在磁体的外部，磁感线都是从N极出发，回到S极，所以由图可知该条形磁体的右端为N
极，左端为S极，故A错误；
BCD、为了形象、方便地描述磁场，人们用一些带箭头的曲线来表示磁场的方向和强弱，这样
的曲线叫磁感线，磁感线是假想出来的，不是真实存在的；但磁场是真实存在的，故 BC错误，
D正确；
故选：D。
6. 如图所示是一根锰铜丝制成的软质弹簧，B是水银槽，槽内盛有水银，A的上端通过接线柱与
电源相连，A的下端恰好与水银表面接触，开关S闭合后发生的现象是（ ）
A．弹簧伸长变大，灯持续发光
B．弹簧缩短，灯熄灭
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C．弹簧上下振动，灯忽亮忽灭
D．弹簧静止不动，灯持续发光
【解答】解：开关闭合后电路接通，灯泡发光；由锰铜丝构成的螺线管两磁极会互相吸引，弹
簧会收缩而变短；变短后电路断路；灯泡熄灭；依此规律反复，弹簧上下振动，灯泡灯忽亮忽
灭。
故选：C。
7. 小明探究通电螺线管外部的磁场。
（1）小明将小磁针放在螺线管周围，静止时如图甲所示，闭合开关后静止时如图乙所示，说明
通电螺线管周围存在 。观察图乙可知通电螺线管的外部磁场与 磁体的磁场
相似。
（2）他将通电螺线管插入铁芯制成电磁铁，用图丙所示电路探究电磁铁的磁性。当小磁针在图
中位置静止时，开关S 接的是接线柱 。他接着探究电磁铁磁性强弱与电流大小的关系，
1
接通开关S
1
，保证 不变，改变 ，观察电流表示数及电磁
铁吸引的大头针数目。
【解答】解：（1）本实验通过小磁针转动来证明磁场的存在；由图可看出，通电螺线管外部的
磁场与条形磁体的磁场相似；
（2）根据异名磁极相互吸引，螺线管的右侧为S极，左侧为N极，根据安培定则知，电流从左
侧流入，左侧接电源正极，故与2相连；探究电磁铁磁性强弱与电流大小的关系，根据控制变量
法，必须控制线圈匝数不变，改变电流，因而S 接线柱不变，改变变阻器滑片的位置，观察电
2
流表示数及电磁铁吸引的大头针数目。
故答案为：（1）磁场；条形；（2）2；S 接线柱；变阻器滑片的位置。
2
8. 在“探究通电螺线管外部磁场”的实验中：
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（1）小明将小磁针放在螺线管周围不同的位置如图（a）所示，闭合开关后观察到如图（b）所
示的现象，说明通电螺线管周围存在 。
（2）如图（c）所示是通电螺线管周围的有机玻璃板上的小磁针分布状态，观察可知通电螺线
管的外部磁场与 的磁场相似。
（3）小明猜想通电螺线管磁场强弱可能与线圈匝数和电流大小都有关。为此他又设计了如图
（d）所示的实验。实验中，他将开关S从1换到2上时，调节变阻器的滑片P，再次观察电流
表示数及吸引的大头针数目，此时调节滑动变阻器是为了控制两次实验中的 大小相同，
来研究通电螺线管磁场强弱与 的关系。
【解答】解：（1）因为小磁针放入磁场中，小磁针静止时N极指向和该点磁场方向相同，所以
实验中使用小磁针是为了确定通电螺线管周围磁场的方向；闭合开关后观察到小磁针按一定的
规律发生偏转，说明通电螺线管周围存在磁场；
（2）由图（c）有机玻璃板上的小磁针分布状态可知，通电螺线管的外部磁场与条形磁体的磁
场相似；
（3）实验中，他将开关S从l换到2上时，连入电路的线圈匝数发生了变化，为了保证电流大
小不变，应调节变阻器的滑片P，再次观察电流表示数以及吸引大头针的数目，这样才能探究出
通电螺线管磁场强弱与线圈匝数的关系。
故答案为：（1）磁场；（2）条形磁体；（3）电流；线圈匝数。
9. 为了应对即将到来的汛期，某课外兴趣小组设计了一个检测水库水位的装置，其原理如图所示。
L为安全指示灯，R 为定值电阻，R 为竖直放置、粗细均匀且足够长的电阻棒，滑片P可以在
1 2
电阻棒上自由滑动，并与浮子用竖直的绝缘杆连接 接入电路的阻值，从而可通过电流表的示
2
数来反映水位的高低。当滑片P指向R的中点时，水位达到警戒值（ ）
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A．电磁铁的上端为N极
B．水位较低时，电磁铁的磁性较强
C．若减小R 的阻值，警戒水位会变高
1
D．电流表示数越大，表示水位越高
【解答】解：A、由图可知：电流从电磁铁的下端线圈流入，由安培定则可知，电磁铁的上端为
S极，故A不符合题意；
B．由图可知：控制电路是定值电阻R 和滑动变阻器R 组成的串联电路，当水位较低时，滑片
1 2
向下滑动，电路电阻较大，由欧姆定律知控制电路电流较小，电磁铁的磁性弱，故 B不符合题
意；
C．假设控制电路中使电磁铁吸下衔铁报警时的电流不变，在电源电压不变的情况下，由串联电
路电阻规律R＝R +R 知，若减小R 的阻值，则要增大R 的阻值，即滑动变阻器的滑片要向下
1 2 1 2
移动，警戒水位会变低，故C不符合题意；
D．由图可知，水位越高，滑动变阻器的滑片就会越向上移动，R 接入电路的电阻越小，电路总
2
电阻越小，在电源电压不变的情况下，电流表示数越大，故D符合题意。
故选D。
10. 如图所示是一种温度自动报警器的原理图，在水银温度计中封入一段金属丝，金属丝下端所指
示的温度为95℃。下列说法错误的是（ ）
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A．电路工作时电磁铁上端为S极
B．报警器利用了水银导电和热胀冷缩的性质
C．温度达到95℃时，报警器中的红灯亮同时铃响
D．报警器利用了电磁铁通电时有磁性、断电时磁性消失的特点
【解答】解：A．电路工作时电流从电磁铁的下端流入，根据安培定则可知电磁铁上端为N极，
故A错误；
B．液体温度计的原理是液体的热胀冷缩，同时水银导电，当温度上升到一定程度时可以使得控
制电路连通，故B正确；
C．当温度升高到95℃时，水银和金属丝接通，由于水银和金属丝都是导体，所以控制电路接通，
电磁铁有磁性，电磁铁吸引衔铁，报警器中的红灯亮同时铃响，故C正确；
D．电磁继电器的核心是电磁铁，利用了电磁铁通电时有磁性、断电时磁性消失的特点，故D正
确。
故选：A。
11. 如图﹣1所示是物理创新小组设计的“闯红灯违规模拟记录器”，控制电路电源电压为6V，
电磁继电器线圈电阻为10 ，R为压敏电阻，其阻值大小随压力F的变化关系如图﹣2所示。
当光控开关接收到绿光时断Ω开，工作电路中指示灯亮，电控照相机不工作，当光控开关接收到
红光时自动闭合，且当压敏电阻受到车的压力增大到一定数值，控制电路中电流等于或大于
0.06A 时，电控照相机开始拍照，g 取 10N/kg。下列说法中正确的是（ ）
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A．若要使质量较小的车闯红灯也能被拍下，可以适当减小线圈的匝数
B．a处是指示灯，b处是电控照相机
C．当控制电路中电流等于0.06A时，闯红灯的车对压敏电阻的压力为12000N
D．当质量为1200kg的车闯红灯时，控制电路消耗的总功率为1.2W
【解答】解：
A．车的质量较小时，压敏电阻所受的压力也较小，由图像可知其电阻较大，根据欧姆定律可知
此时控制电路中的电流较小；若适当减小线圈的匝数，则电磁铁的磁性会更弱，衔铁更不易被
吸下，所以质量较小的车闯红灯时不能被拍下，故A错误；
B．由题意和图1可知，光控开关接收到绿光时断开时，控制电路处于断开状态，电磁铁线圈中
无电流，衔铁向上弹起，a支路接通，指示灯亮，所以a处是指示灯；光控开关接收到红光时自
动闭合时，电磁铁线圈中有电流通过，当电流等于或大于 0.06A时，衔铁被吸下，b支路接通，
照相机开始工作，所以b处是电控照相机，故B正确；
C．当控制电路中的电流为 0.06A 时，电控照相机拍照，则控制电路的总电阻：R 总
U 6V
= = =100 ，
I 0.06A
Ω
由串联电路的电阻规律可知，此时压敏电阻的阻值：R＝R总 ﹣R线圈 ＝100 ﹣10 ＝90 ，
由图2可知此时压敏电阻所受压力为4000N，即闯红灯的车对压敏电阻的压Ω 力为Ω4000NΩ，故C错
误；
D．当车的质量为1200kg时，闯红灯的车对压敏电阻的压力：F＝G＝mg＝1200kg×10N/kg＝
12000N，
由图2可知此时压敏电阻的阻值为30 ，此时控制电路的总电阻：R总 ′＝R′+R线圈 ＝30 +10
＝40 ， Ω Ω Ω
Ω
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此时控制电路消耗的总功率为：P总= U2
=
(6V) 2
=
0.9W，故D错误。
R ' 40Ω
总
故选：B。
12. 如图甲是小明为家庭养殖场设计的电热孵化器的工作原理图，R 、R 和R 为阻值相同的加热
1 2 3
电阻。控制电路中，电源电压恒为6V，R为滑动变阻器，热敏电阻R 置于孵化器内，其阻值
t
随温度的变化如图乙所示。当孵化器内温度升高到孵化温度时，衔铁被吸合，触点a与触点c
接触，此时通过电磁铁的电流为20mA。下列说法正确的是（电磁铁线圈的电阻忽略不计）（
）
A．热敏电阻R 的阻值随温度的升高而增大
t
B．衔铁被吸合后，工作电路中的电流变大
C．孵化温度为37℃时，R连入电路的阻值为50
D．若想将孵化温度调高，应将R的滑片P向右调Ω
【解答】解：A．由乙图可知，R 随温度升高而减小，故A错误；
t
B．衔铁被吸合前，工作电路R 接入电路，衔铁被吸合后，工作电路R 、R 串联接入电路，电
1 2 3
路总电阻变大，总电流变小，故B错误；
C．当温度为37℃时，R＝50 ，则R的阻值为：
t
U 6V Ω
R= −Rt= −50Ω=250Ω
I 0.02A
故C错误；
D．温度升高，R 阻值减小，控制电路的吸合电流、电源电压均不变，则变阻器 R的阻值应增大，
t
应将R的滑片向右调，故D正确。
故选：D。
13. 兴趣小组设计了一个电梯超载自动报警系统，其工作原理图如图﹣1所示，在控制电路中，已
知电源电压U＝6V，保护电阻R ＝100 ，电阻式压力传感器R 压敏电阻的阻值随压力F大小
1 2
Ω
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变化如图﹣2所示，电梯底架自重和电磁铁线圈的阻值都忽略不计，闭合开关S、S ，下列分
1
析不正确的是（g取10N/kg）（ ）
A．在控制电路中，当压敏电阻R 受到的压力F增大时，电磁铁的磁性增强
2
B．某次电梯正常运行时，通过电磁铁线圈的电流为10mA，此时压敏电阻所受压力为4000N
C．当电梯载重为900kg时，控制电路电源的输出功率为0.12W
D．控制电路中的电源电压在使用较长时间后会稍有下降，报警时的载重量大于设定载重量
【解答】解：A.当压敏电阻R 受到的压力增大时，由图﹣2可知R 变小，控制电路中电流变大
2 2
电磁铁磁性增强。故A正确。
U 6V
B.线圈中的电流I＝10mA＝0.01A，控制电路中的总电阻R= = =600 ，则R ＝600 ﹣
2
I 0.01A
Ω Ω
100 ＝500 ，由图﹣2可知，此时压敏电阻所受压力为8000N。故B错误。
C.电Ω梯载重Ω为 900kg，受到的重力 G＝mg＝900×10N/kg＝9000N，即压敏电阻所受压力为
U 6V
9000N，由图﹣2可知，R ＝200 ，控制电路中电流I= = =0.02A。电路电源的
2 R 200Ω+100Ω
Ω
输出功率P＝UI＝6V×0.02A＝0.12w.故C正确。
D.电梯报警时电流是一定的，当电源电压降低后，控制电路中的总电阻也减小。R 是定值电阻，
1
说明R 的值减小，由图﹣2可知R 压力增大，即电梯载重重力变大，报警载重质量变大，大于
2 2
设定载重量。故D正确。
故选：B。
14. 物理老师为生物实验室的胭脂鱼鱼缸设计了一款自动控温装置，它可以根据水温自动启动和关
闭加热棒。如图﹣1，控制电路电源电压恒为6V，R是电阻箱，R 是置于鱼缸里检测水温的热
N
敏电阻，其阻值与温度的关系如图﹣2。当电磁铁线圈中的电流I≥75mA时，铁质开关K被吸
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起，当电流I≤60mA时，K被释放，从而控制缸内水温保持在一定范围内，电磁铁线圈电阻
忽略不计。水温降低时，电磁铁的磁性 （选填“变强”“变弱”或“不变”）；此
电路能控制鱼缸内水的最高温度为20℃，能控制的最低温度为 ℃；若将电阻箱R的
阻值调大，可实现最高水温值变 （选填“高”或“低”），同时鱼缸内水的温度差将
（选填“变大”“变小”或“不变”）。
【解答】解：水温降低时，R 接入电路中的阻值变大，根据欧姆定律可知，电路中的电流变小，
N
电磁铁的磁性变弱。
当电磁铁线圈中的电流 I≥75mA 时，铁质开关 K 被吸起，电路中的最大电阻是
U 6V
R = 总= =80Ω；
总 1 0.075A
最高温度为20℃，则R 接入电路中的阻值50 ，根据串联电路电阻的特点可知，R的电阻是
N
80 ﹣50 ＝30 ， Ω
Ω Ω Ω U 6V
当电流I≤60mA时，此时电路中的电阻是R '= 总= =100Ω；
总 I'' 0.06A
所以R ＝100 ﹣30 ＝70 ，由图可知，温度为15℃。
N
温度最高和最Ω低时对Ω应的总Ω电阻不变，当R增大时，温度最高和最低时对应的R
N
减小量相同，
由图﹣2可知，最高水温值变高，且最高温度升高量小，最低温度升高量大，所以温度差变小。
故答案为：变弱；15；高；变小。
15. 电梯为居民出入带来很大的便利，出于安全考虑，电梯都设置超载自动报警系统，其工作原理
如图甲所示。已知控制电路的电源电压U＝6V，保护电阻R ＝100 ，压敏电阻R 的阻值随压
1 2
力F大小变化如图乙所示，电梯底架自重和电磁铁线圈的阻值都忽略Ω不计。
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（1）电梯超载时，触点K与触点 接触（填写“A”或“B”）；
（2）若电梯在20s内将一位重500N的乘客从一楼匀速提升到五楼（每层楼高3m），电梯对乘
客做功的功率为 W；
（3）当电磁铁线圈电流达到20mA时，衔铁刚好被吸住。请判断：若该电梯厢内站立总质量为
1000kg的乘客时，电梯是否超载： 。（填“超载”或“不超载”，g取10N/kg）
【解答】解：（1）电梯超载时，压敏电阻R 受到的压力F增大时，其阻值减小，控制电路中的
2
电流增大，从而使电磁铁的磁性增强，磁性达到一定程度时，衔铁被电磁铁吸住，触点K与触
点B接触，电铃报警，电梯不工作。
（2）电梯克服乘客的重力做功，在20s内将一位重500N的乘客匀速提升的高度h＝（5﹣1）
×3m＝12m，
W Gh 500N×12m
做功的功率为P= = = =300W；
t t 20s
（3）电梯厢内站立总质量为1000千克的乘客时，电梯受到的压力等于乘客的重力，即
F＝G＝mg＝1000kg×10N/kg＝10000N
由图乙，当压力F＝10000N，对应的压敏电阻阻值R ＝100
2
U 6V
控制电路中的电流为I = = = 0.03A＝3 Ω 0mA，
R +R 100Ω+100Ω
1 2
因30mA＞20mA，故此时电梯超载。
故答案为：（1）B；（2）300W；（3）超载。
23
