5．如图9-20所示为电磁选矿机的示意图，A为电磁铁，M、N槽内的物质为 (　　 )

　　 A．M内是铁矿物质　　　　　　　　　　　 B．N内是铁矿物质

　　 C．M、N内都是非铁矿物质　　　　　　　　 D．N内是非铁矿物质

4．下列办法中不能改变电磁铁磁性强弱的是 (　　 )

　　 A．改变通过线圈中电流的强弱　　　　　　 B．改变线圈的匝数

　　 C．改变通过线圈中电流的方向　　　　　　 D．在通电螺线管中插入铁芯

3．某同学的实验装置如右图9-19所示，弹簧下端吊的是铁块，当他将开关闭合以后，弹簧的长度_______；当他将滑动变阻器的滑片向左滑动时，电流表的示数_______，弹簧的长度将　　　　　 ；如果其他条件不变，他只是将电源的正负极调换了一下，发生变化的是　　　　　　 。

2．电磁铁与普通磁铁相比的突出优点是　 　　　　　　　　　　　　　(写出一个即可)。电磁铁在生产和生活中的应用很多，在电炉、电铃、电灯中，用到电磁铁的是　　　　　 。

1.　　 内部带铁心的螺线管叫　　　　　　　 　，电磁铁的优点很多，它的磁性有无可以由　　　　　　　 　来控制；电磁铁的磁性强弱可以由　　　　　　　 　来控制；电磁铁的南北极可以由　　　　　　　　 来控制，使用起来很方便．在电流一定时，螺线管的匝数越多，它的磁性越　　　　　　 ．

3．电磁铁的应用。

2．影响电磁铁磁性强弱的因素。

1．电磁铁的特点．

9.4 电磁铁

[基础知识精讲]

(1)构造：把螺线管紧密地套在一个铁芯上，这样就构成了一个电磁铁.

(2)影响电磁铁磁性强弱的因素：电流的大小和线圈匝数的多少.

(3)电磁铁的优点：①磁性的有无可用通断电流来控制；②磁性的强弱可用电流的大小来控制；③电磁铁的极性可用变换电流的方向来控制.

(4)电磁铁的应用：电磁铁在实际中用处很多，最直接的应用是电磁起重机.电磁铁在电铃、电报机、发电机、电动机、自动控制上都有应用.

必须注意：电磁铁的铁芯是用软铁制成的，而不是用钢制成的.

[重点难点解析]

在通电螺线管内插入铁芯，由于铁芯也被磁化，磁场被大大地加强，这就是电磁铁，电磁铁的特点是：①由于铁是软性磁材料，通电时有磁性，断电时磁性马上消失.②电磁铁的磁性强弱跟电流的大小有关，当电流增大时，电磁铁的磁性增强；③对于外形相同的螺线管在电流大小相同时，线圈的匝数越多，它的磁性越强.电磁铁有广泛的应用，如：电磁起重机、电铃、电报、发电机、电动机、自动控制等.

[难题巧解点拨]

例　 如下图所示，当开关S闭合后，再将滑动变阻器滑片P向左滑动时，电流表的示数将_________，细弹簧的长度将_________.

分析　 首先应分析电路的连接方式和滑动变阻器滑片P移动时对电路电阻的影响，由题意，滑动变阻器与电磁铁串联，当滑片P向左滑动时，滑动变阻器连入电路的电阻值减小，电源电压不变，所以电路中电流增大，电流表的示数增大，电磁铁磁性增强，对铁块的吸引力增大，因此细弹簧的长度将伸长.

答案：增大，伸长.

[课本难题解答]

下图是一种温度自动报警的原理图.在水银温度计里封入一段金属丝.当温度达到金属丝下端所指的温度时，电铃就响起来，发出报警信号.试说明它的工作原理.

答案　 这种温度计叫电接点温度计.温度较低时，水银柱未长到与金属丝相接触的高度，电磁铁未通电，电铃电路的接触开关断开，电铃不响.当温度升高到危险程度时，水银柱与金属丝接触，由于水银是导体，电磁铁电路接通，把弹簧片吸住，使触点闭合，电铃就响起来，发出报警信号.

[命题趋势分析]

本节中考出现的常见题型有填空、选择、作图，其中以电磁铁的应用为重点考点.

[典型热点考题]

例1　 如下图所示，根据磁感线方向及电源极性，画出电磁铁的绕线.

分析　 本题属于已知磁体极性和电源极性来确定电磁铁的绕线，解这类题的关键是确定第一圈的上线方向，是从铁芯正面上线，还是从背面上线，判断时右手臂应从电源正极伸出，再根据安培定则确定第一圈的上线方向，本题的解题过程为：

(1)由磁感性方向确定磁体的南北极；

(2)由磁体极性和电源极性，应用安培定则确定绕线方向；

(3)在铁芯上画出绕线，画时要规范.

(4)在铁芯的绕线上标出电流方向，再用安培定则进行检验，看绕线是否符合题意.

例2　 如下图是一种水位自动报警器的原理图，水位没有到达金属块B时，绿灯亮；水位到达金属块B时，红灯亮.试说明它的工作原理.注意：纯净的水不导电，但一般的水都是导电的.

答案：　 一般情况下，水是导体，当水位没有达到金属块B所悬挂的高度时，电磁铁中无电流，衔铁未被吸引，绿灯电路的触头与衔铁接触，绿灯亮(红灯因电路不通而不亮).当水位上升到金属块B所悬挂的高度时，金属块A、B被能导电的水接通，电磁铁中有电流，衔铁被电磁铁吸引，使绿灯电路的触头与衔铁触头断开，绿灯不亮，而红灯电路触头与衔铁触头接通，红灯亮，发出报警信号.

2．电磁铁

(1)电磁铁是利用通电螺线管内部插入铁芯后，由于铁芯被磁化也具有了磁性而使通电螺线管周围的磁场大大增强的特性制成的．电磁铁的铁芯通常用软磁材料(软铁)制作，使得电磁铁通电时具有磁性，断电时磁性立即消失．

(2)电磁铁通常做成U形，这样可以使通电时电磁铁的两个磁极同时起作用，吸引钢铁-类物质的能力更强．

(3)电磁铁的优点：①磁性有无可以由通、断电来控制；②磁性强弱可以由电流大小和匝数多少来控制；③磁极性质可以由电流方向控制．

(4)电磁铁被广泛应用于工业生产中．如电磁起重机、电磁选矿机等，在电铃、发电机、电动机、电话听筒上都要用到电磁铁．利用电磁铁还可以制作电磁继电器，用于自动控制．

[典型热点考题]

例1　 图8-8是奥斯特实验的示意图．分别做甲和乙所示实验，说明____________；分别做甲和丙所示实验，说明_____________________________.

　　 (2003年，甘肃)

分析与解答：图8-8所示的奥斯特实验表明，导线通电时磁针发生偏转；切断电流时磁针又回到原位．这说明通电导线和磁体一样，周围存在着磁场，即电流周围存在着磁场．导线中的电流方向改变，磁针的偏转方向和原来的相反，这说明电流的磁场方向跟电流的方向有关系．

根据以上分析可知，甲和乙所示实验表明：电流周围存在磁场；甲和丙所示实验表明：电流的磁场方向和电流的方向有关．

点评：本题考查对实验现象进行分析归纳得出物理规律的能力．

解题时要善于对不同物理现象进行分析比较，从中找出这些不同现象所反映出的物理规律．

例2　 如图8-9所示，根据通电螺线管的磁感线方向，可判断通电螺线管的左端为________极，电源的a端为________极，小磁针的b端为________极．　　

(2003年，广东)

分析与解答：已知通电螺线管周围的磁感线是从螺线管左端出来，回到右端，根据磁体周围的磁感线都是从北极出来，回到南极，可得通电螺线管的左端为N极；根据通电螺线管的极性跟电流方向的关系可判断螺线管中的电流是从右侧导线流入，从左端导线流出；根据电源外部的电流都是从正极流出，流回负极可判断电源的a端为负极；根据磁场方向的规定，磁场中某-点的磁场方向，跟放在该点的小磁针静止时北极指向相同，也跟过该点的磁感线的方向相同，可判断小磁针的b端为N极．

由以上分析可知，通电螺线管的左端为N极，电源的a端为负极，小磁针的b端为N极．

点评：本题考查能否熟练运用通电螺线管的极性和电流方向的关系判定通电螺线管中的电流方向，并根据磁场方向的规定和电路中电流方向的规定判断磁针的N、S极和电源的正负极．解题过程中要注意按因果关系进行逆向思维．由结果寻求原因．

例3　 关于电磁铁，下列说法中正确的是　　 (　　 )

(A)电磁铁的磁性强弱跟通过它的电流强弱无关

(B)通过电磁铁的电流方向改变，其磁性强弱也随之改变

(C)在同一个电磁铁中加铜芯时比加铁芯时的磁性弱

(D)相同形状的电磁铁的磁性强弱跟线圈匝数无关

(2003年，重庆)

分析与解答：电磁铁的磁性强弱跟电磁铁中的电流大小、匝数多少和内部有无铁芯有关．电磁铁中的电流越大，磁性越强，电流增大，磁性增强；在电流一定的情况下，相同形状的电磁铁的匝数越多，磁性越强，匝数增加，磁性增强；电磁铁内部插入铁芯后，铁芯被磁化也获得了磁性，使电磁铁的磁性显著增强．而插入铜芯后。铜芯不能被磁化，电磁铁的磁性保持不变；电磁铁中的电流方向改变时，只能使电磁铁的南北极对调，使周围的磁场方向和原来的方向相反，不能改变电磁铁的磁性强弱．

由以上分析可知，选项C正确．

点评：本题考查对电磁铁磁性强弱的决定因素的认识和理解．掌握电磁铁磁性强弱和电流大小、匝数多少、有无铁芯的关系是解答本题的关键．

例4　 为探究电磁铁的磁性跟哪些因素有关，小丽同学作出以下猜想：

猜想A：电磁铁通电时有磁性，断电时没有磁性

猜想B：通过电磁铁的电流越大，它的磁性越强

猜想C：外形相同的螺线管，线圈的匝数越多，它的磁性越强

为了检验上述猜想是否正确，小丽所在实验小组通过交流与合作设计了以下实验方案：

用漆包线(表面涂有绝缘漆的导线)在大铁钉上绕制若干圈，制成简单的电磁铁．图8-10所示的a、b、c、d为实验中观察到的四种情况．

根据小丽的猜想和实验，完成下面填空：

(1)通过观察电磁铁吸引大头针数目多少的不同，来判断它______________的不同．

(2)通过比较_________两种情况，可以验证猜想A是正确的．

(3)通过比较_________两种情况，可以验证猜想B是正确的．

(4)通过比较d中甲、乙两电磁铁，发现猜想C不全面，应补充__________________________________．　　

(2003年，辽宁)

分析与解答：在制作、研究电磁铁的实验中，是用电磁铁对大头针的吸引作用及其吸引大头针的数目多少来显示电磁铁的磁性和磁性强弱的．采用的实验方法是控制变量法．分别控制电流有无和大小，探究电磁铁的磁性和线圈匝数的关系，控制电磁铁的线圈匝数，研究电磁铁的磁性和电流有无、电流大小的关系．

(1)通过观察电磁铁吸引大头针数目多少的不同，来判断它们磁性强弱的不同，吸引大头针越多，电磁铁的磁性越强．

(2)通过比较a和b(或a和c，或a和d)两种情况，可以验证猜想A是正确的，电磁铁通电时有磁性，断电时没有磁性．　　

(3)通过比较b和c两种情况，可以验证猜想B是正确的．对于给定的电磁铁(匝数-定)，通过的电流越大，磁性越强．

(4)通过比较d中甲、乙两电磁铁，发现猜想C不全面，应补充为：外形相同的螺线管，在电流相同时，线圈的匝数越多，它的磁性越强．

点评：本题从能否运用研究物理问题的方法进行实验设计；能否规范地进行物理实验操作；能否分析实验现象得出结论等方面考查探究问题的能力．解题的关键是熟练掌握进行科学探究过程中的“提出问题、猜想与假设、制定计划和设计实验、进行实验与收集证据、分析和论证、归纳结论、交流评价”的七个环节．

例5　 如图8-11所示，A是螺线管内的铁芯，B是悬挂在弹簧下的铁块，S是转换开关，要使弹簧的长度变短，可采取的办法有：

①_________________________；

②_________________________；

③_________________________．

(2002年，云南)

分析与解答：由图8-11可知，开关S闭合，电路中有电流通过，电磁铁具有磁性，吸引铁块B，弹簧被拉长．若要使弹簧的长度变短，也就是要使电磁铁对铁块的吸引作用减弱，电磁铁的磁性必须减弱．根据电磁铁磁性强弱的决定因素，可以通过减小通电线圈的匝数和通过线圈中的电流来实现，也可以将螺线管内的铁芯拔出来减弱它的磁性．

由以上分析可知，要使弹簧的长度变短，可采用的办法有：①减少通电线圈的匝数(或开关S由1拨到2或3)；②减小通电线圈中的电流(或滑动变阻器的滑片向右移动)；③把螺线管内的铁芯抽去.

点评：本题考查对通电螺线管磁性强弱的决定因素的理解和灵活应用能力．解题的关键是要理解：通电螺线管的磁性强弱是由电流大小、匝数多少和有无铁芯三个因素共同决定，改变其中任何-个因素都能控制通电螺线管的磁性强弱．对通电螺线管来说，这是永久磁铁无法比拟的优点．

例6　 在图8-12所示的电路中，请用笔画线代替导线将电路补完．

要求：将滑动变阻器和螺线管组成串联电路，闭合开关后，螺线管左端为N极，且滑动变阻器的滑片向左移动时，螺线管的磁性增强．　　

(2003年，南通)

分析与解答：由图8-12可知，要使螺线管通电后左端为N极，根据通电螺线管的极性和电流方向的关系可判断电流必须从螺线管的右端流入；要使电路连通后滑动变阻器的滑片向左移动时，螺线管的磁性增强，螺线管中的电流必须增大，变阻器连入电路的电阻应该减小，滑动变阻器电阻线左端的接线柱连入电路中才能符合要求．

由以上分析可得符合题设条件的电路如图8-13所示．

点评：本题考查对通电螺线管磁性强弱的决定因素的理解和运用通电螺线管的极性和电流方向关系判断电流方向的能力．正确分析开关闭合后电路中的电流方向和根据滑动变阻器滑片移动情况及电路中的电流变化要求选择变阻器连入电路的接线柱是解答本题的关键．

例7　 实验室有-个旧的学生直流电源，输出端的符号模糊不清，无法分辨正负极．小刚设计了下面的判断电源两极的方法．在桌面上放一个小磁针，在磁针东面放一个螺线管，如图8-14所示，闭合开关后，磁针指南的一端向西偏转．则输出端A端为______________________极．　　

(2003年，泰安)

分析与解答：图8-14所示电路闭合后，小磁针指南的磁极，即南极向西(图中向左)偏转，说明小磁针所在处的磁场方向，也是过该处的磁感线方向是自西向东(图中自左向右)的；根据磁体周围的磁感线是从磁体北极出来回到南极的，可判断通电螺线管的左端为S极，右端为N极；根据通电螺线管的磁极性质和电流方向的关系可以判断电流是从螺线管的右端导线流入，从左端导线流出的；根据电源外部的电流是从正极流出流回负极可以判断电源的A端是负极，B端是正极．

由以上分析可知输出端A端为负极．

点评：本题考查使用通电螺线管的极性和电流方向的关系判断电流方向、根据电流方向判断电源正负极的能力．解答本题的切入点是根据小磁针偏转方向判断通电螺线管周围的磁感线方向进而确定通电螺线管的N、S极．本题给我们提供了利用小磁针和通电螺线管辨别电源正负极的方法．

例8　 在图8-15中画出甲、乙两个通电螺线管的绕线方向，要求开关闭合后甲、乙两通电螺线管互相排斥．

(2002年，河南)

分析与解答：解答本题可以先画出甲螺线管的绕线方法，据通电螺线管的极性和电流方向的关系判定甲螺线管右端的磁极性质，再根据同名磁极相互排斥确定乙螺线管左端的磁极性质，最后根据通电螺线管的极性和电流方向的关系确定乙螺线管的绕线方法；也可以先确定甲、乙螺线管相靠近端均为N极或均为S极，再根据通电螺线管的极性和电流方向的关系确定甲、乙螺线管的绕线方法．

甲、乙两个通电螺线管的绕线方向如图8-16(a)或(b)

点评：此题考查运用通电螺线管的磁极性质和电流方向的关系、磁极间相互作用规律解决问题的能力和作图能力．是一个结论开放题．从解题过程可知，通电螺线管的极性不仅和电流从螺线管哪端流入有关，而且和螺线管的绕线方向也有关系．

[易错例题分析]

例　 要增强通电螺线管的磁性，下列方法中可以采用的是(　　 )

(A)改变电流方向

(B)减少螺线管的匝数

(C)在螺线管内插入铁芯

(D)减小电流

(2003年，达州)

错解：因为通电螺线管的磁性强弱跟电流大小有关．电流越大，磁性越强；电流增大．磁性增强．减少螺线管的匝数，螺线管因连入电路的电阻线长度减小而使电路的电阻减小，电路中的电流增大而使通电螺线管的磁性增强．选项B正确．

警示：通电螺线管的磁性强弱跟匝数有关，在电流一定时，匝数越多，磁性越强，匝数减少，磁性减弱．螺线管是用带绝缘漆的漆包线绕在圆筒上制成，漆包线的电阻很小，匝数改变时长度改变，电阻改变很小，对电路中的电流影响很小，研究电流时可以不考虑．

正解：通电螺线管的磁性强弱跟电流大小、匝数多少、内部有无铁芯有关．要增强通电螺线管的磁性，可以增大螺线管中的电流，也可以增加螺线管的匝数，还可以在螺线管中插入铁芯．

由以上分析可知，选择C正确．

点评：本题考查对影响通电螺线管磁性强弱的因素的认识和理解．分析此类题目应当明确：①寻求改变通电螺线管磁性强弱的方法措施必须从影响通电螺线管磁性强弱的因素入手；②为突出所研究的主要物理问题，必须把对研究的问题影响很小的次要问题忽略，不予考虑．