資源簡介

中小學教育資源及組卷應用平臺
【大單元整體教學】物理學科人教版九年級全一冊
第二十章 分課時設計
課題 電磁鐵 電磁繼電器
課型 新授課 √ 復習課 試卷講評課 其他課
1.教學內容分析 本節內容是“電生磁”知識的延續與應用，簡單講電磁鐵就是帶有鐵芯的通電螺線管，利用鐵芯使磁性增強。電磁鐵在實際中應用廣泛，如本節中的涉及的電磁繼電器、電鈴和自動控制電路等，所以本節重點是研究電磁鐵磁性強弱與哪些因素有關，既是為后面的應用服務，也體驗了實驗探究的過程，強化利用實驗得出結論的能力。電磁鐵與永磁體相比具有磁性可控、磁極可控的優點，電磁繼電器利用了電磁鐵磁性的有無可以利用電流的有無來控制這一特點。通過對電磁繼電器工作原理的了解，掌握利用低壓控制高壓、弱電流控制強電流的方法。雖然電磁繼電器在很多用電器中有廣泛應用，但學生獨立接觸電磁繼電器的機會較小，很難單獨來研究它的工作過程，所以利用掛圖、模型等了解電磁繼電器的工作原理及其應用是本節教學的難點。
2.學習者分析 電磁繼電器在實際應用中雖非常廣泛，但學生直接接觸的比較少，比較陌生，可以從圖片、視頻等入手，使學生對電磁繼電器有初步印象，它可以用于控制電路中，相當于一個開關，只是利用低壓控制高壓、弱電流控制強電流，所以電磁繼電器使用中大多要用到兩種電源：低壓控制電源和高壓工作電源。再展示掛圖或實物來分析電磁繼電器的工作原理，結合實例提出一些實際應用，了解它是如何控制電路的。
3.學習目標確定與教學重難點 （1）能描述電磁鐵，說明電磁鐵的工作原理。（2）通過實驗探究知道電磁鐵的磁性強弱與電流大小、線圈匝數的關系。（3）能說明電磁繼電器的結構及工作原理，了解電磁繼電器在生產、生活中的應用。本節教學的重點是實驗研究電磁鐵磁性強弱與哪些因素有關。教學難點是電磁繼電器的工作原理及其應用。
4.評價量表 《電磁鐵 電磁繼電器》的評價量表任務列表任務要求（滿分：10分）學生自評同學互評教師評價任務一：電磁鐵知道電磁鐵的特點，通過實驗知道影響電磁鐵磁性強弱的因素（5分）任務二：電磁繼電器知道電磁繼電器的原理和實質，能解釋電磁繼電器的工作過程（5分）
5.學習活動設計
教師活動 學生活動 設計意圖/學習評價
任務一：引入新課
( http: / / www.m / physics / report / detail / 3114a5c2-c8ff-4484-9f6e-77da75511d09" \t "_blank )如圖所示為電磁起重機，它能夠靈活的將笨重的鋼材吸起，卸下來。你知道電磁起重機的工作原理和構造嗎？它為什么有巨大神奇的力量？這節課我們就揭開這個謎底！ 學生積極討論、思考回答問題。 創造課堂情景，激發學生的興趣和求知欲。
任務二：電磁鐵
歸納總結：（1）把一根導線繞成螺旋管，再在螺旋管內插入鐵芯，當有電流通過時，它有磁性，沒有電流通過時，沒有磁性。這種磁體就叫電磁鐵。（2）工作特點：有電流通過時，有磁性，沒有電流時就失去磁性。歸納總結：探究方法：控制變量法研究問題方法：轉換法。實驗中通過吸引曲別針的多少來反映電磁鐵磁性的強弱。電路圖：探究步驟：（1）先控制電流不變，改變電磁鐵線圈的匝數；（2）控制線圈的匝數不變，改變通過電磁鐵電流的大小。歸納總結：影響電磁鐵磁性強弱的因素有電流的大小、螺線管的繞線匝數。在電流一定時，電磁鐵線圈匝數越多，它的磁性越強；在匝數一定時，通過電磁鐵的電流越大，它的磁性越強；在電流和繞線匝數一定時，有鐵芯的電磁鐵磁性較強。 活動1：桌面上提供導線、滑動變阻器、開關、電源、鐵釘、曲別針。自己設計一個能夠吸引起曲別針的電路。小組之間先討論、交流。展示：以組為單位，展示自己設計的電路。老師歸納總結。活動2：大家設計這些電路能否都能夠吸引起曲別針，吸引的曲別針個數是否相同？根據自己設計進行實驗，并記錄吸引曲別針的個數?；顒?：根據實驗情景，匯報實驗結果。并逐一點評異同的原因。活動4：根據我們所制作的電磁鐵，同學們猜想一下，影響電磁鐵磁性強弱的因素有哪些？同學們交流、討論?？偨Y：猜想1：電磁鐵通電時有磁性，斷電時沒有磁性猜想2：通過電磁鐵的電流越大，它的磁性越強猜想3：外形相同的螺線管，線圈的匝數越多，它的磁性越強活動5：根據我們的猜想，同學們進行交流、討論，分析出探究的方法和實驗方案，設計出電路圖?；顒?：各小組之間交流，展示自己的答案。老師歸納總結。 培養學生分析問題、總結的能力?！驹u價標準】知道電磁鐵的特點，通過實驗知道影響電磁鐵磁性強弱的因素（5分）
任務三：電磁繼電器
出示課件，展示電磁繼電器，介紹它的構造。總結：主要是銜鐵、電磁鐵、彈簧、觸點實質：電磁繼電器是利用電磁鐵來控制工作電路的一種開關。工作原理：如上圖所示，電磁鐵通電時，把銜鐵吸引下來，使動觸點與靜觸點接觸，工作電路閉合。電磁鐵斷電時失去磁性，彈簧把銜鐵拉起來，切斷工作電路。電磁繼電器的作用：①低壓電路控制高壓工作電路；②高溫環境下的控制；③遠距離控制；④電磁繼電器在電鈴、防盜報警、溫度自動控制、空氣開關自動控制等方面起著重要的作用。 學生的討論、交流 增強物理與生活實際的聯系。利用物理知識解釋生活現象。培養學生分析問題、總結的能力?！驹u價標準】知道電磁繼電器的原理和實質，能解釋電磁繼電器的工作過程（5分）
6.板書設計20.3 電磁鐵 電磁繼電器1、電磁鐵（1）概念：我們把插有鐵芯的螺線管叫做電磁鐵。（2）原理： ①電磁鐵通電時產生磁場，斷電時沒有磁場。 ②通過電磁鐵的電流越大，它的磁場越強。 ③在電流一定時，外形相同的螺線管，線圈匝數越多，磁場越強。2、電磁繼電器 工作原理：電磁繼電器就是利用電磁鐵來控制工作電路的一種開關
7.作業與拓展學習設計 1．如圖所示，AB兩個相同的鐵釘上繞有不同匝數的線圈，把它們接入電路中。下列說法不正確的是（　?。〢．線圈通電時，鐵釘具有磁性B．該裝置可探究電磁鐵磁性強弱與線圈匝數的關系C．電磁鐵B的磁性強于電磁鐵A的磁性D．滑片P向右移，電磁鐵A、B的磁性都增強【答案】D【詳解】A．線圈通電時，電路中有電流通過，鐵釘具有磁性，因此能將大頭針吸引起來，故A正確，不符合題意；BC．由圖可知，兩個電磁鐵串聯在電路中，所以兩個電磁鐵的電流相等B吸引的大頭針多，說明B的磁性強，這說明電流一定時，線圈匝數越多，電磁鐵磁性越強，該實驗裝置可以用來探究電磁鐵磁性強弱與繞線匝數的關系，故BC正確，不符合題意；D．當滑片向右移動時，滑動變阻器的阻值增大，電路中的電流變小，兩電磁鐵的磁性減弱，故D錯誤，符合題意。故選D。2．某商場新安裝了一種智能電梯，如圖甲所示。當無乘客乘坐時，電梯以較小的速度運行；當有乘客乘坐時，電梯以較大的速度運行。圖乙是其工作原理圖，電源電壓保持不變，其中M為帶動電梯運行的電動機，為定值電阻，R的阻值隨其所受壓力大小的改變而改變。下列分析正確的是（ ）A．R的阻值隨其所受壓力的增大而減小B．減小的阻值，可減小無乘客乘坐時電動機消耗的電功率C．有乘客乘坐時與無乘客乘坐時相比，相同時間內電磁鐵線圈產生的熱量較少D．當有乘客乘坐時，銜鐵上的動觸點與觸點1接觸【答案】A【詳解】AD．當有乘客乘坐時，R受到的壓力增大，電梯以較大的速度運行，說明此時電動機工作電流較大，轉速較快，分析圖乙可知此時銜鐵上的動觸點與觸點2接觸，即有乘客乘坐時，電磁鐵的磁性增強，吸下銜鐵，說明控制電路中的電流變大，由歐姆定律可得，控制電路的總電阻減小，即R的阻值減小，因此R的阻值隨所受壓力的增大而減小 ，故A正確，D錯誤；B．當無乘客乘坐時，銜鐵上的動觸點與觸點1接觸，電 阻R與電動機串聯，減小R的阻值，由歐姆定律可得工作電路中的電流增大；根據串聯電路的分壓規律可得，R分得的電壓減小，則電動機分得的電壓增大。由P=UI得，電動機消耗的電功率增大，也即減小R1的阻值，無乘客乘坐時電動機消耗的電功率增大，故B錯誤；C．當有乘客乘坐時，通過電磁鐵的電流增大，由于電磁 鐵線圈的電阻一定，根據Q=I2Rt可得，相同時間內電磁鐵線圈產生的熱量較多，故C錯誤。故選A。3．如圖所示，閉合開關后，電磁鐵的右端為 極，當滑動變阻器的滑片向左移動時，電磁鐵的磁性 （選填“增強” “不變” “減弱”） 【答案】 S 減弱【詳解】[1][2]根據安培判斷通電螺線管極性的方法可以判斷出通電螺線管的左端為N，所以它的右端為S極。當滑動變阻器的滑片向左移動時，滑動變阻器接入電路中的電阻增大，電路中的電流變?。划斅菥€管的線圈匝數一定時，電流變小，電磁鐵的磁性減弱。4．如圖所示電路，小磁針靜止時，A端是 （選填“N”或“S”）極。將開關S由a換到b，調節變阻器的滑片P，保持電流表的示數不變，電磁鐵的磁性 （選填“增強”“減弱”或“不變”）?！敬鸢浮? N 減弱【詳解】[1]伸出右手握住螺線管，四指彎曲指示電流的方向，大拇指所指的方向即螺線管的左端為通電螺線管的N極，據同名磁極相互排斥，異名磁極相互吸引的規律可知，小磁針的A端是N極。[2]在此實驗裝置中，保持電流不變，將開關S由a換到b，則減少了線圈的匝數，因此電磁鐵的磁性減弱。5．小明想要探究“電磁鐵磁性強弱與那些因素有關”，他設計的實驗電路圖如圖所示。若要探究電磁鐵磁性強弱與電流大小是否有關，在不改變電路和試驗器材的情況下，小明接下來的操作是 ；實驗過程中若觀察到 的現象，則可得出：電磁鐵線圈的匝數一定時，通過電磁鐵線圈中的電流越大，電磁鐵的磁性就越強?！敬鸢浮? 將滑動變阻器的滑片P分別向左或右移動 向左移動時電磁鐵吸引大頭針的數量增加，向右移動時電磁鐵吸引大頭針的數量減少【詳解】[1]探究電磁鐵磁性的強弱與電流大小是否有關時，采用的是控制變量法，需要控制電磁鐵的線圈的匝數不變，通過調節滑動變阻器來改變電流的大小。[2]由圖可知，要判斷電磁鐵的磁性強弱，可通過觀察吸引大頭針的數量來確定。實驗過程中若觀察到向左移動時電磁鐵吸引大頭針的數量增加，向右移動時電磁鐵吸引大頭針的數量減少，則可得出：電磁鐵線圈的匝數一定時，通過電磁鐵線圈中的電流越大，電磁鐵的磁性就越強。6．如圖是水位自動報警器電路圖，容器中裝有鹽水，和分別是規格為“2.5V、0.3A”和“2.5V、0.5A”的燈泡，當水位到達金屬塊B之后， 燈亮；說明鹽水是 。（填“導體”或者 “絕緣體”）。L1正常工作1min電流做功 J?！敬鸢浮? 導體 45【詳解】[1]金屬塊AB都是金屬，金屬是導體，當鹽水接觸B金屬塊，電磁鐵工作，吸下銜鐵，燈泡L2發光。[2]此時通過電磁鐵有電流，說明鹽水是導體。[3] L1正常工作時間為L1正常工作電流做功7．如圖為一款“智能照明燈”的電路，燈L天暗時自動發光，天亮時自動熄滅。控制電路中，電源電壓恒定，R 為定值電阻，R2為光敏電阻，其阻值隨光照強度而變化。R2的阻值應隨光照強度的增大而 （選填“增大”、“不變”或“減小”），當R 的阻值增大時，燈L （選填“發光”或“熄滅”）?！敬鸢浮? 減小 發光【詳解】[1]若光照強度減弱時，R2的阻值增大，則電路中的電流減小，電磁鐵的磁性減弱，不能吸引銜鐵，動觸點與靜觸點接觸，燈所在電路被接通，燈亮，滿足燈L天暗時自動發光，天亮時自動熄滅的要求，所以R2的阻值應隨光照強度的增大而減小。[2]當R 的阻值增大時，電路中電流減小，電磁鐵的磁性減弱，不能吸引銜鐵，動觸點與靜觸點接觸，燈所在電路被接通，燈亮。8．如圖所示為電磁繼電器，閉合開關S，電磁鐵的上端為 極， （填“燈”或“電動機”）開始工作。【答案】 S 電動機【詳解】[1]根據圖示可知，電流從電磁鐵的上端流入，下端流出，根據安培定則可知，電磁鐵的下端為N極，上端為S極。[2]閉合開關S，電磁鐵具有磁性，銜鐵被吸下，使得電動機的電路接通，電動機開始工作。
8.教學反思與改進在課堂上我們應重視學生的情感體驗和科學方法的滲透，重視知識的發生發展過程而不是只注重于一些結論性的知識，留出空白讓學生多活動、多思考，盡可能讓學生成為學習的主人，讓教學目標有機整合、同步達成。本節課是一堂老師啟發講解與學生自主思考相結合的常態課、務實的課，一定程度上反映了新課程下的物理教學的課堂現狀。當然，在學生自主提出問題、獨立分析問題上還要增強一點，即老師的講與導還可隱退一點，把質疑、出錯、反思的機會留給學生多一些，教學中應最大限度的利用好學生的本能，充分信任學生的學習潛能。
作業設計
20.3電磁鐵 電磁繼電器課時作業（時間：20min）
【基礎訓練】
知識點1：電磁鐵
1．小明為了模擬電磁起重機的工作原理，用表面涂有絕緣漆的導線繞在大鐵芯上制成電磁鐵，接入電路，如圖所示，閉合開關S，電磁鐵有了磁性，A端是 極。將滑動變阻器的滑片向左移動一段距離后，鐵釘才陸續被吸起，這說明電流越大，電磁鐵的磁性越 ；斷開開關S，電磁鐵磁性 （選填“會”或“不會”）消失。
【答案】 N 強 會
【詳解】[1]如圖所示，開關閉合，電流從螺線管的上端流入、下端流出，由安培定則可知，電磁鐵的A端為N極。
[2] 將滑動變阻器的滑片向左移動一段距離，滑動變阻器連入電路的阻值變小，通過電磁鐵的電流變大，磁性變強，鐵釘陸續被吸起。說明電流越大，電磁鐵的磁性越強。
[3]斷開開關S，電路中沒有電流，由于鐵是軟磁性材料，電磁鐵磁性很快消失。
2．如圖所示，在探究“影響電磁鐵磁性強弱因素”的實驗中，未閉合開關時，靜止在彈簧下端的鐵塊質量為0.1kg，此時鐵塊受到彈簧的拉力是 N；閉合開關后，彈簧的長度會 。（g=10N/kg）
【答案】 1 變長
【詳解】[1]鐵塊的重力
G=mg=0.1kg×10N/kg=1N
所以鐵塊受到彈簧的拉力是1N。
[2]閉合開關后，電磁鐵產生磁性，吸引鐵塊，所以彈簧的長度會變長。
知識點2：電磁繼電器
3．如圖所示是一種水位自動報警器的原理圖。當水位到達金屬塊A時， 燈亮；控制電路的電源右端為正極時，電磁鐵的上端為 極（一般的水都能導電）。
【答案】 紅 S
【詳解】[1]當水位到達金屬塊時，左端的控制電路接通，電磁鐵有磁性，吸引銜鐵，使紅燈電路接通，紅燈亮。
[2]根據安培定則，用右手握住螺線管，讓四指指向螺線管中電流的方向（控制電路電源右端為正極，電流從電磁鐵上端流入），則大拇指所指的那端（電磁鐵下端）為N極，上端為S極。
4．小寶同學利用電磁繼電器設計了一個自動恒溫加熱魚缸，如圖所示，左側的溫度計是電接點水銀溫度計，右側為一段軟導線，B為一個小型電熱器，當溫度達到或超過 ℃時，電磁鐵具有磁性，電熱器B （填“開始工作”或“停止工作”），使用水銀溫度計是因為水銀是 （填“導體”或“半導體”）。
【答案】 26 停止工作 導體
【詳解】[1][2][3]溫度計的分度值為1℃，導線的末端在26℃處，由于水銀是導體，當溫度升高到26℃時，控制電流接通，電磁鐵有磁性，吸引銜鐵，電路斷開，加熱器B停止工作；當溫度下降低于26℃時，控制電流斷開，電磁鐵無磁性，銜鐵被彈簧拉起，電路接通，電阻絲發熱；所以該裝置能使魚缸中的水溫大致保持在26℃，用水銀溫度計是因為水銀是導體。
【能力提升】
5．小明在學習完電與磁的知識后，自己動手用鐵釘、電池和導線制作了幾個電磁鐵，已知I1>I2，請你判斷下列電磁鐵中磁性最強的是（　?。?br/>A． B． C． D．
【答案】D
【詳解】B．線圈中無電流，電磁鐵沒有磁性，故B不符合題意；
ACD．線圈中電流越大，線圈匝數越多，電磁鐵磁性越強，由圖可知，D中電磁鐵電流最大、線圈匝數最多，所以它的磁性最強，故AC不符合題意，D符合題意。
故選D。
6．學習了電與磁的知識后，小華完成了如下實驗，下面說法中不正確的是（　　）
A．甲圖中小華將鐵棒靠近小磁針時，小磁針發生偏轉，鐵棒不一定具有磁性
B．乙圖中的小磁針發生偏轉，說明電流周圍存在磁場
C．丙圖條形磁體靜止時B端總是指向地理北方，說明B端是條形磁體的南極
D．丁圖鐵釘B吸引的大頭針比A多，說明電磁鐵的磁性強弱與線圈匝數有關
【答案】C
【詳解】A．小磁針具有磁性，即小磁針是磁體，磁體具有吸引鐵、鈷、鎳等物質的性質；該圖中鐵棒靠近小磁針，即使鐵棒沒有磁性，小磁針也會吸引鐵棒，而力的作用是相互的，則小磁針也會被鐵棒吸引，所以不能確定鐵棒是否具有磁性，故A正確，不符合題意；
B．該圖所示實驗是奧斯特實驗，說明通電導體周圍存在磁場，故B正確，不符合題意；
C．磁體都具有指向性，圖中條形磁鐵靜止時B端總是指向地理的北方，說明B端是條形磁鐵的北極，故C錯誤，符合題意；
D．由圖知道，兩電磁鐵串聯，則通過的電流大小相同，只有線圈的匝數不同，且吸引大頭針的數量不同，說明電磁鐵磁性強弱與線圈匝數是有關系的，故D正確，不符合題意。
故選C。
7．如圖所示是一種溫度自動報警器的原理圖，在水銀溫度計中封入一段金屬絲，金屬絲下端所指示的溫度為90℃，下列說法錯誤的是（　　）
A．報警器中水銀溫度計和電磁鐵串聯在電路中
B．報警器利用了電磁鐵通電時有磁性、斷電時磁性消失的特點
C．溫度達到90℃時，報警器中的燈不亮，電鈴響
D．報警時，電磁鐵的上端為S極
【答案】D
【詳解】A．如圖所示，報警器中，水銀溫度計和電磁鐵首尾相連，故串聯在電路中，故A正確，不符合題意；
BC．水銀導電，溫度未達到90℃時，電磁鐵所在電路斷路，電磁鐵不通電，沒有磁性，此時燈亮，電鈴不響；溫度達到90℃時，水銀與金屬絲聯通，構成了閉合回路，電磁鐵通電產生磁性，銜鐵被吸引，此時燈不亮，電鈴響，所以報警器利用了電磁鐵通電時有磁性、斷電時磁性消失的特點，故BC正確，不符合題意；
D．報警時，電流從電磁鐵的上端流入，根據安培定則，電磁鐵的上端為N極，故D錯誤，符合題意。
故選D。
8．小夢設計了一款電梯超載自動報警系統，其簡化工作原理如圖所示，電梯廂底控制電路中裝有壓敏電阻，滑動變阻器。在工作電路中，K為動觸點，A、B為靜觸點，當出現超載情況時，電鈴將發出報警聲，電梯停止運行。下列說法正確的是（ ）
A．電梯未超載時動觸點K與靜觸點A接觸
B．電梯超載時，壓敏電阻的阻值隨壓力的增大而增大
C．電磁鐵未通電時，彈簧被拉長
D．若要使電梯設定的承載質量變大，變阻器的滑片應向左移動
【答案】A
【詳解】 A．當出現超載情況時，電鈴將發出報警聲，電梯停止運行，說明電鈴工作，電動機不工作，動觸點K與靜觸點B接觸。電梯未超載時，電動機工作，電鈴不工作，所以電梯未超載時動觸點K與靜觸點A接觸，故A正確；
B．當出現超載情況時，電鈴將發出警報聲，此時K觸點被吸引下來，說明當出現超載情況時，電磁鐵所在電路電流增大，所以電梯超載時報警說明壓敏電阻的阻值隨壓力增大而減小，故B錯誤；
C．根據題意知道，超載時，銜鐵被吸下，銜鐵的左端上升，彈簧被拉長，電磁鐵未通電時，彈簧未被拉長，故C錯誤；
D．電磁鐵的吸合電流不變，電磁鐵被吸下時的電流不變，電路的總電阻不變，要使電梯設定的承載質量變大，壓敏電阻受到的壓力變大，壓敏電阻的阻值變小，根據串聯電路的電阻關系知道，需要增大滑動變阻器接入電路的電阻，滑片應向右移動，故D錯誤。
故選A。
9．巨磁電阻（GMR）效應是指某些材料的電阻在磁場中急劇減小的現象，且磁場越強電阻越小。如圖是說明巨磁電阻特性原理的示意圖，下列說法正確的是（ ）
A．電磁鐵的原理是電磁感應
B．閉合，滑片P向左移動，電磁鐵的磁性將減小
C．閉合和，滑片P置于最右端時，指示燈最亮
D．閉合和，滑片P向左移動，指示燈將變亮
【答案】D
【詳解】A．電磁鐵的工作原理是電流的磁效應，故A錯誤；
B．閉合，滑片P向左移動，滑動變阻器連入電路中的電阻變小，則電路中的電流變大，電磁鐵的磁性增強，故B錯誤；
C．閉合和，滑片P置于最右端時，滑動變阻器連入電路中的電阻最大，則電路中的電流最小，電磁鐵的磁性最弱，則巨磁電阻(GMR)的電阻最大，右側電路中電流最小，指示燈最暗，故C錯誤；
D．閉合和，滑片P向左移動，滑動變阻器連入電路中的電阻變小，則電路中的電流變大，電磁鐵的磁性增強，巨磁電阻(GMR)的電阻變小，右側電路中的電流變大，指示燈變亮，故D正確。
故選D。
10．一條形磁鐵放在水平桌面上，處于靜止狀態，電磁鐵置于條形磁鐵附近并正對（如圖所示），正確的是（　?。?br/>①閉合開關前，電磁鐵與條形磁鐵間沒有力的作用
②閉合開關后，條形磁鐵受到桌面向右的摩擦力
③閉合開關后，滑片P向a移動時電磁鐵與條形磁鐵間的作用力增大
④閉合開關后，滑片P向a移動過程中，若條形磁鐵始終處于靜止狀態，則它受到桌面的摩擦力大小保持不變
A．只有②④正確 B．只有③④正確
C．只有①②正確 D．只有②③正確
【答案】D
【詳解】閉合開關前，雖然電磁鐵沒有磁性，但條形磁鐵對鐵芯是有吸引力作用的，①錯誤；
閉合開關后，電磁鐵有磁性，電磁鐵的左端是N極，因異名磁極相互吸引，條形磁鐵有向左運動趨勢，②正確；
閉合開關后，滑片P向a移動時，通過電磁鐵的電流增大，對條形磁鐵的吸引力增大，受到向左的吸引力和向右的靜摩擦力是平衡力，則摩擦力也增大，③正確，④錯誤。
故D正確，ABC錯誤。
故選D。
11．下列說法錯誤的是（　　）
A．在探究“通電螺線管外部磁場的分布”實驗中，螺線管通電后小磁針靜止時的分布如圖甲所示，由此可以看出通電螺線管外部的磁場與條形磁體的磁場相似
B．改變甲圖中通電螺線管中的電流方向，發現小磁針指向轉動180°，南北極發生了對調，由此可知，通電螺線管外部的磁場方向與螺線管中電流的方向有關
C．圖乙實驗中，調節滑動變阻器改變電路中的電流，可以探究“電磁鐵磁性強弱與電流大小的關系”
D．圖乙實驗中，小明將開關S從a換到b，觀察電磁鐵吸引大頭針數目的多少，可以探究“電磁鐵磁性強弱與線圈匝數的關系”
【答案】D
【詳解】A．通電螺線管的磁場分布與條形磁體相似，都具有兩個磁性較強的磁極。故A正確，不符合題意；
B．通電螺線管外部磁場方向與螺線管中的電流方向有關，如果改變螺線管中的電流方向，發現小磁針轉動，南北極所指方向發生了180°改變，由此可知：通電螺線管外部磁場方向與螺線管中的電流方向有關。故B正確，不符合題意；
C．當滑動變阻器的滑片向某一方向移動時，接入電路中的電阻會發生變化，進而導致通過電路的電流變化。此時，我們可以觀察并記錄電磁鐵吸引大頭針的數量，來判斷電磁鐵磁性的強弱。圖乙實驗中，調節滑動變阻器改變電路中的電流，可以探究“電磁鐵磁性強弱與電流大小的關系”，故C正確，不符合題意；
D．實驗中，小明將開關S從a換到b時，連入電路的線圈匝數發生了變化，電路的總電阻也發生了變化，為了控制兩次實驗的電流大小不變，應調節變阻器的滑片P，使電流表示數不變，再次觀察電磁鐵吸引的大頭針數目，這樣才能探究通電螺線管磁性強弱與線圈匝數的關系。故D錯誤，符合題意。
故選D。
12．如圖所示，在電磁鐵的正上方用彈簧懸掛一條形磁鐵，閉合開關后，將滑片P從a端向b端滑動過程中，下列判斷正確的是（　?。?br/>A．小燈泡變亮，彈簧伸長
B．小燈泡變暗，彈簧伸長
C．電流表示數變大，彈簧收縮
D．電流表示數變小，彈簧收縮
【答案】A
【詳解】由圖可知，電流由上方流入，根據安培定則可知螺線管下端為N極，上端為S極；因同名磁極相互排斥，異名磁極相互吸引，兩磁鐵異名磁極相互吸引；當滑片P從a端向b端滑動過程中，滑動變阻器接入電阻減小，由可知，電流表示數變大，燈泡變亮，螺線管磁性增強，此時條形磁鐵受向下的力增強，則彈簧伸長，故A正確，BCD錯誤。
故選A。
13．如圖甲是物理創新小組設計的“闖紅燈違規模擬記錄器”，控制電路電源電壓為6V，電磁繼電器線圈電阻為10Ω，R為力敏電阻，其阻值大小隨壓力F的變化關系如圖乙所示。當光控開關接收到綠光時斷開，工作電路中指示燈亮，電控照相機不工作，當光控開關接收到紅光時自動閉合，且當力敏電阻受到車的壓力增大到一定數值，控制電路中電流等于或大于0.06A時，電控照相機開始拍照，g取10N/kg。下列說法中不正確的是（ ）
A．若使質量較小的車闖紅燈也能被拍下，可以適當減小線圈的匝數
B．當控制電路中電流等于0.06A時，闖紅燈的車對力敏壓阻的壓力為4000N
C．當質量為1200kg的車闖紅燈時，控制電路消耗的總功率為0.9W
D．a處是指示燈，b處是電控照相機
【答案】A
【詳解】A．可以適當增加線圈的匝數，磁鐵的吸引力變強，控制電路的更小的電流就能夠把銜鐵吸引下來，則總電阻可以更大些，力敏電阻也可以更大一些，壓力可以更小一些，即使質量較小的車闖紅燈也能被拍下，故A錯誤，符合題意；
B．當控制電路中電流等于0.06A時，總電阻為
力敏電阻的阻值為
闖紅燈的車對力敏壓阻的壓力為4000N，故B正確，不符合題意；
C．當質量為1200kg的車闖紅燈時，力敏電阻所受的壓力為
此時力敏電阻為30Ω，總電阻為
控制電路的電流為
控制電路消耗的總功率為
故C正確，不符合題意；
D．當力敏電阻受到車的壓力增大到一定數值，控制電路中電流等于或大于0.06A時，銜鐵吸下來，b處接通，電控照相機開始拍照，b處是電控照相機，則a處是指示燈。故D正確，不符合題意。
故選A。
14．如圖所示是某車間自動除塵裝置的簡化電路圖，空氣中的塵埃量較少時，光源發出的光被擋板擋住了。當空氣中的塵埃量達到一定值時，由于塵埃反射，部分光越過擋板射到光敏電阻上，該光敏電阻的阻值與光照強度成反比，此時在銜鐵的作用下，開啟自動除塵模式。若a、b處一個是指示燈、一個處是除塵器，以下判斷正確的是（　?。?br/>A．a處是除塵器，b處是指示燈
B．除塵器開始啟動時，控制電路功率變大
C．當塵埃量逐漸增大時，電磁鐵磁性減弱，開啟自動除塵模式
D．當塵埃量逐漸減小時，電磁鐵磁性增強，開啟自動除塵模式
【答案】B
【詳解】當空氣中塵埃量達到一定值時，塵埃反射的光線增多，光照強度變大，光敏電阻阻值減小，根據歐姆定律可知，電路中的電流變大，通過電磁鐵的電流變大，電磁鐵磁性變強，銜鐵被吸下，開啟自動除塵模式，所以除塵器應接在b處。根據P=UI可知此時控制電路功率變大；同理可知，當塵埃量逐漸減小時，電磁鐵磁性減弱，銜鐵被拉起，關閉自動除塵模式，所以a處為指示燈。
故選B。
21世紀教育網 www.21cnjy.com 精品試卷·第 2 頁 （共 2 頁）
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