《2025年零障碍导教导学案九年级物理全一册沪粤版》

7. 如图所示的电路,将电磁铁(线圈电阻不计)与滑动变阻器串联接入电路,下列说法正确的是(B)

A.当开关S拨到a时,电磁铁的左端为S极
B.当开关S拨到a时,小磁针静止时B端为N极
C.当开关S拨到a时,将滑动变阻器的滑片向右滑动,电磁铁的磁性增强
D.保持滑动变阻器滑片位置不变,开关S由a拨到b,电磁铁的磁性增强

答案： 【解析】：本题主要考查电磁铁的磁极判断、磁性强弱的影响因素以及安培定则的应用。
A选项：当开关S拨到a时，根据安培定则，用右手握住螺线管，让四指指向螺线管中电流的方向，则大拇指所指的那端就是螺线管的N极。由此可以判断出电磁铁的左端为N极，所以A选项错误。
B选项：当开关S拨到a时，电磁铁的左端为N极，根据磁极间的相互作用规律，同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，所以小磁针静止时B端会受到电磁铁的吸引而变为N极，B选项正确。
C选项：当开关S拨到a时，将滑动变阻器的滑片向右滑动，滑动变阻器接入电路的电阻变大，根据欧姆定律$I = \frac{U}{R}$（其中$I$为电流，$U$为电压，$R$为电阻），在电源电压不变的情况下，电路中的电流会变小。因为电磁铁的磁性强弱与电流大小有关，在其他条件相同时，电流越小，磁性越弱，所以电磁铁的磁性会减弱，C选项错误。
D选项：保持滑动变阻器滑片位置不变，开关S由a拨到b，此时电磁铁线圈的匝数减少。在其他条件相同时，电磁铁线圈的匝数越少，磁性越弱，所以电磁铁的磁性会减弱，D选项错误。
【答案】：B

8. 酿酒坊里的发酵罐配有笨重的密封罩,为了方便操作,设计了一个杠杆和电磁铁组合系统来升降密封罩,如图所示。电磁铁的工作原理是电流的磁效应,装置通电后,电磁铁上端为N(选填“N”或“S”)极。若密封罩被提起并悬挂于空中,不计衔铁、杠杆的质量,左侧电磁吸引力应大于(选填“大于”“小于”或“等于”)密封罩的重力,若提不起,则应将滑动变阻器滑片向左(选填“左”或“右”)滑动。

答案： 【解析】：
本题主要考查电磁铁的工作原理、磁极的判断、杠杆平衡条件以及滑动变阻器的使用。电磁铁是利用电流的磁效应来工作的，即通电导体周围存在磁场。根据安培定则，可以判断电磁铁的磁极。对于杠杆部分，需要利用杠杆平衡条件来判断电磁吸引力与密封罩重力的关系。最后，通过调整滑动变阻器的滑片位置来改变电路中的电流，从而影响电磁铁的磁性。
电磁铁的工作原理：电磁铁是利用电流的磁效应来工作的，即当电流通过导线时，导线周围会产生磁场。
判断电磁铁的磁极：根据安培定则，用右手握住螺线管，让四指指向螺线管中电流的方向，则大拇指所指的那端就是螺线管的N极。由图可知，电流从电磁铁的下端流入，上端流出，因此电磁铁的上端为N极。
判断电磁吸引力与密封罩重力的关系：若密封罩被提起并悬挂于空中，不计衔铁、杠杆的质量，根据杠杆平衡条件，左侧电磁吸引力与力臂的乘积应等于右侧密封罩重力与力臂的乘积。由于左侧力臂小于右侧力臂，因此左侧电磁吸引力应大于密封罩的重力。
调整滑动变阻器滑片位置：若提不起密封罩，说明电磁铁的磁性太小，需要增大电路中的电流。根据欧姆定律，可以通过减小滑动变阻器的电阻来增大电流。因此，应将滑动变阻器滑片向左滑动。
【答案】：
磁；N；大于；左。

9. 【科技发展】2021年7月20日,由中国中车承担研制、具有完全自主知识产权的世界首套设计时速600公里高速磁浮交通系统在山东青岛成功下线(如图)。高速磁浮交通系统采用的是成熟可靠的常导技术,高速磁浮运行时,通过精确控制电磁铁中的电流,车体与轨道之间始终保持约10毫米的悬浮间隙。车辆底部的悬浮架装有电磁铁,利用电流的磁效应产生强磁场,且通过精确控制电流的大小控制电磁铁磁性强弱,与铺设在轨道下方的铁芯由于异名磁极相互吸引,产生向上的吸引力,从而克服地心引力,使车辆“悬浮”起来。再利用直流电机驱动列车前行,把电能转化为机械能。
]

答案： 【解析】：本题考查了电磁铁的应用、磁场对通电导体的作用、电磁铁的优点、电流的磁效应。
高速磁浮交通系统的电磁铁通电时，电流通过导体产生磁场，这正是电流的磁效应。
电磁铁的磁性强弱与电流大小有关，在其他条件相同时，电流越大，电磁铁的磁性越强，反之则越弱，所以通过精确控制电流的大小可以控制电磁铁磁性的强弱。
磁悬浮列车利用了磁极间的相互作用规律，同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，车辆底部的电磁铁与铺设在轨道下方的铁芯由于异名磁极相互吸引，产生向上的吸引力，从而克服地心引力，使车辆“悬浮”起来。
直流电机工作时，消耗电能，获得机械能，把电能转化为机械能。
【答案】：磁；大小；异名；机械。

10. 核磁共振仪使用时,需要注入液氦以降低内部超导线圈的温度,减小超导线圈的电阻,从而增大电流,进而增大(选填“增大”或“减小”)磁场,所以禁止携带金属物品进入检查室。

答案： 【解析】：
本题主要考察超导体的性质以及电磁铁磁性强弱的影响因素，核磁共振仪使用液氦降低超导线圈温度，目的是减小超导线圈的电阻，因为超导体在超导状态下电阻几乎为零，但此处考虑的是温度降低使普通导体电阻减小，根据欧姆定律，在电压一定时，电阻减小，电流会增大，而对于电磁铁，电流越大，磁性越强，所以电流增大从而增大电磁铁的磁性。
【答案】：
电阻；电流；增大

11. 如图所示为小海自制的简易电磁门锁,其中条形磁体为锁栓,锁栓与连动片固定在一起,构成了电磁锁的活动部分。闭合开关,向左移动变阻器的滑片P,锁栓由静止变为向左滑动,压缩复位弹簧,同时与锁扣分离,门锁被打开；断开开关,复位弹簧使门锁关闭。

(1)通电后,螺线管的磁场与条形磁体的磁场相似,电磁铁b端极性为N极。
(2)电极c为电源的负极。
(3)滑片P向左移动过程中,电磁铁的磁性增强(选填“增强”或“减弱”)。
(4)若用铜或铁制作锁扣,且用较小的电流就能打开门锁,则应选择铁制作锁扣。

答案： 【解析】：
本题主要考查电磁铁的性质、安培定则、滑动变阻器对电路的影响以及电磁铁磁性强弱的影响因素，同时涉及到不同金属在磁场中的特性。
（1）通电后，螺线管的磁场与条形磁体的磁场相似，这是电磁铁的基本性质。根据安培定则，用右手握住螺线管，让四指指向螺线管中电流的方向，则大拇指所指的那端就是螺线管的$N$极。由图可知，电流从螺线管的$a$端流入，$b$端流出，因此电磁铁的$a$端为$S$极，$b$端为$N$极。
（2）根据安培定则和电磁铁的$N$、$S$极，可以确定电流的方向。由于电磁铁的$b$端为$N$极，所以电流从电磁铁的后端流入，前端流出，即电极$c$为电源的负极。
（3）滑片$P$向左移动过程中，滑动变阻器接入电路的电阻变小，根据欧姆定律，电路中的电流变大。由于电磁铁的磁性强弱与电流大小有关，电流越大，磁性越强，所以电磁铁的磁性增强。
（4）若用铜或铁制作锁扣，且用较小的电流就能打开门锁，需要考虑金属在磁场中的特性。铜不是磁性材料，不能被电磁铁吸引；而铁是磁性材料，容易被电磁铁吸引。因此，为了用较小的电流就能打开门锁，应选择铁制作锁扣，因为铁能被电磁铁强烈吸引，从而更容易打开门锁。
【答案】：
（1）条形；$N$；（2）负；（3）增强；（4）铁。