1.電流的磁場:
(1)奧斯特實驗:1820年,丹麥物理學家奧斯特通過實驗證實了通電導體和磁體一樣,周圍存在磁場,從而揭示了電和磁之間的聯(lián)系。
(2)電流的磁場方向跟電流的方向有關。電流方向改變,則磁場方向改變。
(3)電流的磁效應:任何導體中有電流通過時,其周圍空間均會產(chǎn)生磁場,這種現(xiàn)象叫做電流的磁效應。
2.通電螺線管的磁場和安培定則
(1)通電螺線管的磁場:
通過螺線管周圍存在著磁場,通電螺線管的磁感線方向在螺線管外部是從N極到S極,在螺線管內(nèi)部是從S極到N極,構(gòu)成閉合曲線。
(2)安培定則:用右手握住螺線管,讓四指彎曲的方向跟螺線管中電流的方向一致,則大拇指所指的那端就是通電螺線管的N極。
應用:a.由安培定則可知,知道了螺線管中電流的方向,可以判斷通電螺線管兩端的極性;
b.由通電螺線管兩端的極性,用安培定則可以判斷螺線管中的電流方向;
c.根據(jù)通電螺線管的南北極以及電源的正負極,畫出螺線管的繞線方向。
通電螺線管的磁場與條形磁體的磁場相似,其異同點:
磁場中的“三向一致”:在磁場中某點的磁場方向、磁感線方向、小磁針靜止時北極的指向三個方向一致。
【典型例題】
類型一、電生磁
1、(多選)如左圖,甲、乙、丙是放在通電螺線管周圍的軟鐵片,當開關閉合時,則( )
A. 甲的左端為N極 B. 乙的左端為N極
C. 丙的左端為N極 D. 丙的右端為N極
【思路點撥】熟練掌握安培定則和磁極之間的相互作用規(guī)律是解題的關鍵。
【答案】AC
【解析】看右圖,通電螺線管的磁場極性跟電流方向的關系,可以用安培定則來決定:用右手握螺線管,讓四指彎向螺線管中電流的方向,則大拇指所指的那端就是螺線管的北極。根據(jù)電源的正負極可判定螺線管中電流方向,用安培定則判斷出螺線管左端為北極,右端為南極,實驗結(jié)果表明,通電螺線管外部的磁場和條形磁鐵的磁場一樣,通電螺線管的兩端相當于條形磁鐵的兩端。磁感線從北極出來,回到南極,軟鐵片磁化后的北極方向和磁感線方向一致。甲的左端,乙的右端,丙的左端均為N極。故答案為A、C。
類型二、電磁鐵 電磁繼電器
2、(多選)關于電磁鐵的特點,以下說法正確的是( )
A. 電磁鐵通電有磁性,斷電仍能保持一部分磁性
B. 通入電磁鐵的電流越大,它的磁性越強
C. 在電流一定時,外形相同的螺線管,線圈匝數(shù)越多磁性越強
D. 當通入電磁鐵的電流方向改變后,電磁鐵就會失去磁性
【思路點撥】解答本題需了解(1)電磁鐵磁性的有無,完全可以由通斷電來控制。
(2)電磁鐵磁性的強弱可以由電流的大小、線圈匝數(shù)控制。
【答案】BC
【解析】內(nèi)部帶鐵心的通電螺線管叫做電磁鐵,它的優(yōu)點是:電磁鐵有無磁性可以由通斷電來控制;它的磁性強弱可以由電流的強弱來控制;它的N、S極可以由變換電流方向來控制。電流一定時,外形相同的螺線管,線圈匝數(shù)越多,磁性越強。故答案為B、C。
一.選擇題(共9小題)
1.以下物理規(guī)律是由丹麥物理學家奧斯特首先發(fā)現(xiàn)的是( )
A.運動物體不受力可以保持勻速直線運動狀態(tài)
B.浸在液體中物體受到的浮力等于它排開液體受到的重力
C.通電導體周圍存在著磁場
D.通電導體在磁場中會受到力的作用
【分析】丹麥物理學家奧斯特在1820年發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應。
【解答】解:
A、運動物體不受力可以保持勻速直線運動狀態(tài),這是牛頓第一定律的內(nèi)容,是牛頓總結(jié)出來的,故A錯誤;
B、浸在液體中物體受到的浮力等于它排開液體受到的重力,這是阿基米德原理,是阿基米德原理得出的,故B錯誤;
C、丹麥物理學家奧斯特在1820年發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應,即電流的周圍存在磁場,是歷史上最早發(fā)現(xiàn)電流磁效應的人,故C正確;
D、通電導體在磁場中會受到力的作用是電動機的原理,故D錯誤。
故選:C。
【點評】本題考查物理學史,是常識性問題,對于物理學上重大發(fā)現(xiàn)、發(fā)明、著名理論要加強記憶,這也是考試內(nèi)容之一.
2.1820年,丹麥物理學家奧斯特通過實驗發(fā)現(xiàn)了電流周圍存在磁場,下列關于奧斯特實驗的說法中正確的是( )
A.實驗時導線通常沿南北方向放置
B.小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn)后S極的指向為該點磁場的方向
C.小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn)方向與電流方向無關
D.切斷電源后小磁針不會回到原位
【分析】(1)進行奧斯特實驗時,小磁針放在導線的正下方,導線中沒有通電時小磁針受地磁場磁力作用指向南北,當導線中有電流通過時,小磁針受導線磁場力方向和電流方向垂直,避免小磁針受到地磁場磁力方向和受到導線磁場力方向相同。
(2)磁場對放入其中的小磁針產(chǎn)生磁力作用,小磁針靜止時N極指向和該點的磁場方向一致。
(3)小磁針受到磁力方向跟磁場方向有關,磁場方向跟電流方向有關。
(4)導線無電流通過時,小磁針受到地磁場的作用恢復原狀。
【解答】解:
A、奧斯特發(fā)現(xiàn)電流周圍存在磁場,對小磁針有磁場力的作用,但地磁場也對小磁針也有磁場力作用(指向南北);實驗時導線通常沿南北方向放置,這是由于此時電流的磁場方向沿東西方向,能回避地磁場的影響,使實驗效果更加明顯,故A正確。
B、小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn)后N極的指向與該點磁場的方向一致,S極的指向與該點磁場的方向相反,故B錯誤。
C、小磁針受到磁力方向跟磁場方向有關,而通電導線周圍的磁場方向跟電流方向有關,所以小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn)方向跟電流方向有關,故C錯誤。
D、切斷電源后,導線無電流通過時,小磁針受到地磁場的作用會回到原位,故D錯誤。
故選:A。
【點評】實驗時不但要注重實驗結(jié)論,更要注重實驗過程,這是中考命題的趨勢。
3.如圖,當通電后敲擊塑料板,觀察到鐵粉分布情況是(圖中“”為導線穿過塑料板的位置)( )
A.B.
C.D.
【分析】通電導線的周圍存在磁場,通電導線相當于是一個磁體;根據(jù)安培定則判斷通電直導線周圍的磁感線分布,即鐵屑的分布情況。
【解答】解:當導線通電后,導線的周圍存在磁場,敲擊塑料板,磁化后的鐵粉會顯示磁場的分布,根據(jù)安培定則可知,磁感線是繞著導線成圓形分布的,所以鐵粉會繞著導線成圓形分布,故D正確,ABC錯誤;
故選:D。
【點評】本題考查了安培定則以及通電直導線周圍的磁場分布情況,難度不大。
4.電讓我們的生活豐富多彩。關于如圖所示情景說法正確的是( )
A.甲圖中的通電螺線管,它的B端是螺線管的S極
B.乙圖中的手搖發(fā)電機,工作時把電能轉(zhuǎn)化為機械能
C.丙圖中的插座,孔1沒有連接火線或零線,完全無用
D.丁圖中的測電筆,在使用時手應接觸測電筆尾部的金屬體
【分析】(1)安培定則:用右手握住螺線管,四指指向電流方向,大拇指所指的方向是通的螺線管的N極;據(jù)此判斷螺線管的極性;
(2)發(fā)電機工作時將機械能轉(zhuǎn)化為電能;
(3)三孔插座的接法:左孔接零線、右孔接火線、上孔接地線;最上面那個孔能將用電器的金屬外殼接地,能防止金屬外殼漏電時發(fā)生觸電事故;
(4)測電筆的正確使用方法:手一定接觸筆尾金屬體,但不能接觸筆尖金屬體。
【解答】解:
A、由圖甲可知,電流從螺線管的左側(cè)流入、右側(cè)流出,根據(jù)安培定則,用右手握住螺線管,四指指向電流方向,則大拇指指向B端,所以通電螺線管的B端是N極,故A錯誤;
B、手搖發(fā)電機工作時,消耗機械能,得到了電能,即工作時把機械能轉(zhuǎn)化為電能,故B錯誤;
C、圖丙中,插座的孔1應接地線,使用電器的金屬外殼與大地相連,若用電器的外殼萬一漏電,電流會通過地線導入大地,可防止觸電事故的發(fā)生,故C錯誤;
D、測電筆在使用時,手應接觸測電筆尾部的金屬體,使導線、人體、大地之間形成通路,這樣才能正確辨別火線和零線,故D正確。
故選:D。
【點評】本題考查了安培定則的應用、發(fā)電機工作時的能量轉(zhuǎn)化、三孔插座的接法以及試電筆的使用,綜合性強,但難度不大。
5.小磁針靜止在螺線管的附近,閉合開關S時,通電螺線管磁感線方向如圖所示,則下列判斷正確的是( )
A.通電螺線管的右端為N極
B.電源的右端為正極
C.小磁針一直保持靜止
D.小磁針N極逆時針轉(zhuǎn)動
【分析】根據(jù)磁感線的方向,可以確定螺線管的NS極;
利用螺線管的NS極,可以確定小磁針的轉(zhuǎn)動方向;
利用螺線管的NS極和線圈的繞向,利用安培定則可以確定線圈中電流方向,進而確定電源的正負極。
【解答】解:在磁體的周圍,磁感線從磁體的N極發(fā)出,回到S極,所以利用磁感線的方向,可以確定螺線管的左端為N極,右端為S極。故A錯誤。
小磁針在電磁鐵的作用下,根據(jù)異名磁極相互吸引的理論可以確定小磁針的N極向左偏轉(zhuǎn),即順時針轉(zhuǎn)動,故CD錯誤。
根據(jù)螺線管的左端為N極結(jié)合圖示的線圈繞向,利用安培定則可以確定電流從螺線管的右端流入左端流出。所以電源的右端為正極。故B正確。
故選:B。
【點評】小磁針指向還可以根據(jù)磁感線的方向來判斷。該題中小磁針所在位置磁感線向左,所以小磁針N極向左,小磁針N極所指的方向為磁場的方向。
6.如圖所示,閉合開關S,A、B、C、D四個小磁針靜止時指向正確的是( )
A.小磁針AB.小磁針BC.小磁針CD.小磁針D
【分析】首先根據(jù)電源的正負極判定電流方向,由電流方向判斷通電螺線管的磁極,利用安培定則判斷出通電螺線管周圍磁場方向,然后根據(jù)磁極間的相互作用從而判斷出小磁針靜止時方向。
【解答】解:由安培定則,右手握住螺線管,四指指向電流的方向,大拇指指向通電螺線管的左端為N極,右端為S極,由同名磁極相互排斥,異名磁極相互吸引知,小磁針A的左端應為N極,右端為S極,小磁針B的左端應為S極,右端為N極,小磁針C左端應為S極,右端為N極,小磁針D左端應為N極,右端為S極,故ABD錯誤;C正確。
故選:C。
【點評】小磁針北極的指向、螺線管的磁極、電流的方向,知道其中的一者,其他的兩者都能進行判斷。
7.一條形磁鐵放在水平桌面上,處于靜止狀態(tài),電磁鐵(內(nèi)置鐵芯)置于條形磁鐵附近并正對(如圖所示)。下列敘述中,正確的是( )
A.閉合開關前,電磁鐵與條形磁鐵間沒有力的作用
B.閉合開關后,條形磁鐵受到桌面向左的摩擦力
C.閉合開關后,滑片P向b移動時,條形磁鐵受到的摩擦力將會變小
D.閉合開關后,滑片P向a移動的過程中,條形磁鐵受到的摩擦力的方向?qū)⒏淖?br>【分析】(1)電磁鐵是由通電線圈和鐵芯組成,不通電,磁鐵對鐵芯也有力的作用。
(2)先根據(jù)安培定則判斷電磁鐵通電后的磁極,判斷電磁鐵和條形磁鐵的吸引還是排斥,再判斷條形磁鐵受摩擦力的情況。
(3)在線圈和鐵芯一定時,電流越大,電磁鐵的磁性越強。
(4)根據(jù)條形磁鐵受到吸引力的大小變化判斷條形磁鐵的運動狀態(tài),再判定摩擦力的方向。
【解答】解:
A、閉合開關前,雖然電磁鐵沒有磁性,但是條形磁鐵對電磁鐵內(nèi)置的鐵芯也有吸引力,故A錯誤。
B、閉合開關后,電磁鐵有磁性,根據(jù)圖中的電流方向結(jié)合安培定則可知,電磁鐵的左端是N極、右端是S極,因異名磁極相互吸引,則電磁鐵對條形磁鐵有向左的吸引力,條形磁鐵有向左的運動趨勢,所以條形磁鐵受到向右的靜摩擦力作用,故B錯誤。
C、閉合開關后,滑片P向b移動時,變阻器接入電路的阻值變大,通過電磁鐵的電流減小,磁性減弱,對條形磁鐵的吸引力變小,條形磁鐵仍然靜止,條形磁鐵受到的吸引力和摩擦力是一對平衡力,大小相等,所以摩擦力是變小的,故C正確;
D、閉合開關后,滑片P向a移動過程中,變阻器接入電路的阻值變小,通過電磁鐵的電流變大,磁性增強,對條形磁鐵的吸引力變大;若條形磁鐵仍處于靜止狀態(tài),其受力平衡,受到向左的吸引力和向右的靜摩擦力;若吸引力變大時條形磁鐵向左運動,則滑動摩擦力方向是向右的,即摩擦力的方向始終不變,故D錯誤。
故選:C。
【點評】本題主要考查了安培定則的應用、磁體間的相互作用、影響電磁鐵磁性強弱的因素、摩擦力大小和方向的判斷,涉及的知識點較多,有一定難度。
8.綿陽市某初中學校的小明同學,在學校實驗室模擬安培1820年在科學院的例會上做的小實驗:把螺線管水平懸掛起來,閉合開關,發(fā)現(xiàn)螺線管緩慢轉(zhuǎn)動后停了下來,改變螺線管B端的初始指向,重復操作,停止時B端的指向都相同。模擬實驗裝置如圖所示,閉合開關,螺線管停下來后B端指向( )
A.東方B.南方C.西方D.北方
【分析】根據(jù)安培定則判斷通電螺線管的磁極,然后根據(jù)通電螺線管在地磁場的作用下磁極指向。
【解答】解:電流從通電螺線管的左端進入,從右端流出,根據(jù)安培定則可以判斷,通電螺線管的B端是N極,A端是S極,通電螺線管在地磁場作用下,N極指向地磁南極,即地理北方。
故選:D。
【點評】首先根據(jù)電流方向判斷通電螺線管的磁極,然后根據(jù)地磁場作用判斷通電螺線管的磁極指向,再判斷地理方向。
9.如圖甲,通電螺線管的極性跟電流的方向有關系,可以用右手螺旋定則來判斷。環(huán)形電流可以看作是一匝線圈,如圖乙;在丙圖中,當電流由A端流入B端流出時,則環(huán)內(nèi)的小磁針會( )
A.水平轉(zhuǎn)動至N極指向紙內(nèi)
B.水平轉(zhuǎn)動至S極指向紙內(nèi)
C.順時針轉(zhuǎn)動90°至豎直位置
D.逆時針轉(zhuǎn)動90°至豎直位置
【分析】首先根據(jù)安培定則判斷單線圈的磁極,然后根據(jù)通電螺線管的內(nèi)部磁場從S極指向N極,來判斷螺線管內(nèi)部磁感線方向,最后根據(jù)磁場對放入其中的小磁針產(chǎn)生磁力作用,小磁針靜止時N極指向和該點的磁場方向一致判斷磁極指向。
【解答】解:在丙圖中,當電流由A端流入B端流出時,根據(jù)安培定則可以判斷單線圈紙內(nèi)是N極,紙外是S極,通電的單線圈內(nèi)部磁感線從紙外進入紙內(nèi),根據(jù)磁場中的小磁針受到的磁力和磁感線方向一致,所以小磁針的N極指向紙內(nèi),S極指向紙外,故選A。
故選:A。
【點評】本題把多匝線圈分解成一個單線圈,單線圈和多線圈都符合安培定則,都符合磁體周圍的磁感線從N極到S極,磁體內(nèi)部的磁感線從S極到N極。
二.填空題(共6小題)
10.如圖所示實驗最早是 奧斯特 (填物理學家)完成的,為了使實驗現(xiàn)象明顯,則導線應 南北 (選填“東西”“南北”或“任意方向”)放置,利用此實驗的結(jié)論制造出了 電磁鐵 (選填“電磁鐵”、“電動機”或“發(fā)電機”)。
【分析】奧斯特實驗通過小磁針偏轉(zhuǎn)說明了通電導體周圍存在磁場;由于小磁針靜止時要指南北方向,在驗證電流周圍有磁場時,一般也把直導線南北放置,這樣在直導線下方的磁場方向是東西方向的;
【解答】解:由圖可知,該實驗為奧斯特實驗,說明了電流的周圍存在磁場;
由于小磁針受到地磁場的作用,要指南北方向,為了觀察到明顯的偏轉(zhuǎn)現(xiàn)象,應使電流產(chǎn)生的磁場方向為東西方向,故應使把直導線南北放置;
人們利用電流的磁效應制成了電磁鐵。
故答案為:奧斯特;南北;電磁鐵。
【點評】本實驗探究是以奧斯特實驗為基礎展開的,奧斯特實驗說明了:①通電直導線周圍存在磁場;②磁場方向與電流方向有關。同時,該實驗還通過小磁針的轉(zhuǎn)動考查了力作用效果和物體間力的相互作用。
11.如圖甲所示,在通電直導線正下方小磁針的S極向紙外偏轉(zhuǎn),說明通電導線周圍存在 磁場 ,如圖乙所示,大量電子沿著水平方向由左到右飛過磁針正上方,則小磁針的S極向紙 內(nèi) (填“外”或“內(nèi)”)偏轉(zhuǎn),你判斷的依據(jù)是: 電子的方向與電流的方向相反,磁場的方向與電流的方向有關 。
【分析】(1)奧斯特實驗通過小磁針偏轉(zhuǎn)說明了通電導體周圍存在磁場,本實驗中采用可觀察的小磁針的偏轉(zhuǎn)來演示通過導體周圍的磁場,采用的是轉(zhuǎn)換法;
(2)電流是電荷的定向移動形成的,正電荷定向移動的方向為電流的方向,負電荷定向移動的方向與電流的方向相反;電流的磁場方向與電流的方向有關。
【解答】解:(1)圖中所示的是奧斯特實驗,在通電直導線正下方小磁針的S極向紙外偏轉(zhuǎn),說明通電導線周圍存在磁場;
(2)乙圖中一束電子沿著水平方向平行向右飛過磁針上方時,電子定向移動形成電流,負電荷定向移動的方向與電流的方向相反,故此時電流的方向是從右到左,故此時小磁針也會偏轉(zhuǎn);由于電流的磁場方向與電流的方向有關,所以此時電流的方向改變,即磁場的方向也會改變,故小磁針轉(zhuǎn)動方向會發(fā)生變化,磁針的S極會向紙內(nèi)偏轉(zhuǎn)。
故答案為:磁場;內(nèi);電子的方向與電流的方向相反,磁場的方向與電流的方向有關。
【點評】本題考查了磁場的性質(zhì)是對放在磁場中的磁體有力的作用,電流周圍存在著磁場和磁場的方向與電流方向有關。更加深入的研究了電流的磁效應,在物理學習中不能只注重了結(jié)論的學習,還要注意過程的學習。
12.如圖所示,開關閉合后,通電螺線管與條形磁體相互 排斥 (選填“吸引”或“排斥”);滑動變阻器滑片P向右移動時,通電螺線管周圍的磁場會 增強 (選填“增強”“減弱”或“不變”)。
【分析】(1)條形磁體的右端為S極、左端是N極,根據(jù)安培定則判定螺線管的極性,然后根據(jù)磁極間的相互作用規(guī)律分析;
(2)由滑片的移動可知滑動變阻器接入電阻的變化,再由歐姆定律可知通過螺線管的電流的變化,得出通電螺線管磁性強弱的變化。
【解答】解:(1)如圖,條形磁體的右端為S極、左端是N極;根據(jù)安培定則可知螺線管的左端為S極,右端為N極,同名磁極相互排斥;
(2)當滑片向右移動時,滑動變阻器連入電阻減小,則由歐姆定律可得,電路中電流增大,故通電螺線管的磁性增強。
故答案為:排斥;增強。
【點評】本題考查了磁極間的相互作用規(guī)律:同名磁極相互排斥,異名磁極相互吸引。同時也考查了變阻器電阻的變化,對電磁鐵磁性影響,是一道基礎題。
13.在研究如圖所示的“通電螺線管周圍磁場強弱”的實驗中。要改變通電螺線管線圈中的電流大小,可通過 移動滑動變阻器滑片 來實現(xiàn);要判斷通電螺線管周圍磁場強弱,可通過觀察 吸引小鐵釘?shù)臄?shù)目 來確定。
【分析】決定電流大小的因素:在電壓一定的情況下,根據(jù)I=,電阻的大小決定電流的大小;磁場越強,吸引鐵釘?shù)谋绢I會越強。
【解答】解:根據(jù)I=可知,電壓一定時,電阻越大的,電流越?。煌ㄟ^移動滑動變阻器的滑片P的位置,可以改變電磁鐵中電流的大小。
電磁鐵磁性越強的,吸引鐵釘?shù)谋绢I會越強;電磁鐵磁性的強弱可用吸引大頭針數(shù)目的多少來體現(xiàn)。
故答案為:移動滑動變阻器滑片;吸引小鐵釘?shù)臄?shù)目。
【點評】本題的解題關鍵是了解影響電磁鐵磁性強弱的因素(有無鐵芯、電流大小、線圈匝數(shù)的多少)和會使用控制變量法設計實驗。
14.
(1)如圖1所示,物體長度的測量值為 3.20 cm。
(2)圖2是溫度計的一部分,它指示的溫度是 ﹣26 ℃。
(3)圖3所示,通電螺線管的A端為 N 極(選填“N”或“S”)。
(4)圖4所示,O點為杠桿的支點,拉力F作用在杠桿B點。圖中的線段 OA 表示拉力F對支點O的力臂L(選填“OA”、“OB”或“AB”)。
【分析】(1)刻度尺的使用要首先觀察它的量程和分度值,起始端從零開始,讀出末端對應刻度可得物體長度,注意刻度尺要估讀到分度值的下一位。
(2)溫度計的讀數(shù):首先確定是零上還是零下,然后確定每一個大格和每一個小格代表的示數(shù),最后根據(jù)液面位置讀數(shù)。
(3)根據(jù)安培定則判斷通電螺線管的N、S極。
(4)力臂是從支點到力的作用線的距離。
【解答】解:
(1)圖中刻度尺1cm又分為10個小刻度,故分度值為1mm;起始端從零開始,物體長度為3.20cm;
(2)圖示溫度計的分度值是1℃,刻度越往上越小,液面在零刻度線的下方,溫度計示數(shù)是零下,示數(shù)為﹣26℃。
(3)由圖知電流從圖中右側(cè)流入、左側(cè)流出,結(jié)合圖中導線的繞法,用右手握住螺線管,使四指環(huán)繞的方向與電流的方向相同,此時拇指所指的方向就是螺線管的N極,則A端為N極。
(4)圖中OA是從支點到力F的作用線的距離,故OA是力F的力臂。
故答案為:(1)3.20;(2)﹣26;(3)N;(4)OA。
【點評】本題考查了刻度尺的讀數(shù)、溫度計的讀數(shù)、安培定則的應用、力臂的畫法,屬于基礎題目。
15.根據(jù)古文《論衡?是應篇》中的記載:“司南之杓(用途),投之于地,其柢(握柄)指南”,學術界于1947年想象出司南的模樣并印刷在郵票上。
(1)如圖(甲)所示,當磁勺在正確指南時,其A端為該磁體的 S (N/S)極。
(2)為達到理想的指向效果,制作人將磁勺靠近一電磁鐵,如圖(乙)所示。閉合開關S,磁勺和電磁鐵相互吸引,由此增加磁勺的磁性,H為電源的 正 極。
【分析】(1)磁體靜止時,指南的叫南極用字母S表示;指北的叫北極,用字母N表示;
(2)磁極間的作用規(guī)律是:同名磁極相互排斥,異名磁極相互吸引。
【解答】解:(1)磁勺在正確指南時,地磁的N極在地理的南極附近,由于異名磁極相互吸引,故其A端為該磁體S極;
(2)因為異名磁極相互吸引,則與磁勺柄所靠近的下端是通電螺線管的N極,用安培定則可判斷通電螺線管中的電流方向是向左的,即電流是從H極出來的,故H端為電源的正極。
故答案為:(1)S;(2)正。
【點評】本題考查了安培定則的應用、磁極間的相互作用規(guī)律,屬于基礎知識,要掌握。
電磁鐵 電磁繼電器
1.電磁鐵:
(1)構(gòu)造:帶有鐵芯的通電螺線管;(2)工作原理:鐵芯被磁化,使磁性增強;
(3)影響磁性強弱的因素:電流大小、線圈匝數(shù)(外形相同)、有無鐵芯;
(4)優(yōu)點:
a.磁性的有無可以由通、斷電流來控制;
b.磁性強弱可以由電流大小或線圈匝數(shù)來控制;
c.磁極的轉(zhuǎn)換可以由改變電流方向來控制。
2.電磁繼電器:
(1)概念:電磁繼電器是利用低電壓、弱電流電路的通斷,來間接控制高電壓、強電流電路通斷的裝置。
(2)構(gòu)造:

(3)電磁繼電器的工作原理:電磁鐵通電時,把銜鐵吸下來,使動觸點和靜觸點接觸,工作電路閉合,開始工作。電磁鐵斷電時失去磁性,彈簧把銜鐵拉起來,切斷工作電路。
(4)電磁繼電器的應用:a.通過低電壓、弱電流電路的通斷來間接控制高電壓、強電流電路;b.進行遠距離操縱;c.實現(xiàn)自動控制。
一.選擇題(共12小題)
1.如圖是“探究電磁鐵磁性強弱的影響因素”的實驗裝置,閉合開關后,則下列說法錯誤的是( )
A.甲電磁鐵的磁性比乙強
B.向左移動滑片P,發(fā)現(xiàn)甲、乙吸引大頭針的數(shù)量均變多
C.本實驗過程中運用了控制變量法和轉(zhuǎn)換法
D.乙電磁鐵的上端為N極
【分析】(1)電磁鐵磁性的強弱與電流的大小和線圈的匝數(shù)有關,故該實驗中利用控制變量的思維分析即可解決;電磁鐵吸引大頭針的多少,說明的磁性的大小這是一種轉(zhuǎn)換的方法。
(2)將兩個匝數(shù)不同的電磁鐵串聯(lián)在同一電路中,串聯(lián)電路的電流是相同的可以研究電磁鐵磁性強弱與線圈匝數(shù)的關系。
(3)根據(jù)安培定則判定電磁鐵的兩極。
【解答】解:A、用如圖所示的裝置進行實驗,閉合開關后,調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片,電路中電流相同,發(fā)現(xiàn)電磁鐵甲吸引大頭針的數(shù)目比乙多,說明甲的磁性強,故A正確;
B、閉合開關后,向左調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片,電阻減小,電路中電流增大,電磁鐵磁性增強,電磁鐵甲、乙吸引大頭針的數(shù)目增多,故B正確;
C、電磁鐵磁性的強弱與電流的大小和線圈的匝數(shù)有關,故該實驗中利用控制變量法;電磁鐵吸引大頭針的多少,說明的磁性的大小這是一種轉(zhuǎn)換的方法,故C正確;
D、由安培定則可知,電磁鐵上端為S極,下端為N極,故D錯誤;
故選:D。
【點評】本題考查了探究影響電磁鐵磁性大小的因素以及安培定則的使用,屬于基礎題。
2.圖是某小組的同學研究“影響電磁鐵磁性大小的因素”實驗的裝置圖,其中甲、乙、丙三圖中,線圈的匝數(shù)相同,而丁圖中線圈的匝數(shù)是前面三圖的2倍。已知I2>I1,則下列結(jié)論中不正確的是( )
A.比較圖甲、圖乙,可知電磁鐵通電時才有磁性
B.比較圖甲、圖丙,可知電磁鐵通電電流增大,磁性增強
C.比較圖乙、圖丁,可知電磁鐵通電電流增大,磁性增強
D.比較圖丙、圖丁,可知電磁鐵通電電流相同時,線圈匝數(shù)越多,磁性越強
【分析】(1)電磁鐵有無磁性可以通過電磁鐵是否吸引大頭針進行判斷;電磁鐵磁性強弱可以通過比較電磁鐵吸引大頭針的多少來判斷,電磁鐵吸引大頭針越多,電磁鐵磁性越強;
(2)電磁鐵磁性強弱影響因素:電流大小、線圈匝數(shù)多少,探究與某一因素關系時,應使用控制變量法;
(3)在電流一定時,線圈的匝數(shù)越多,電磁鐵磁性越強;在線圈一定時,電流越大,電磁鐵磁性越強。
【解答】解:A、比較圖甲、圖乙,電磁鐵通電流,電磁鐵能吸引大頭針,說明電磁鐵具有磁性,不通電流,電磁鐵不吸引大頭針,電磁鐵不具有磁性,所以比較圖甲、圖乙可以得出:電磁鐵通電時才有磁性,故A正確,不符合題意;
B、甲、丙兩圖中,電磁鐵線圈匝數(shù)相同,丙圖電磁鐵中電流大,吸引大頭針數(shù)量多,磁性強,比較圖甲、圖丙,可知電磁鐵通電電流增大,磁性增強,故B正確,不符合題意;
C、乙圖電磁鐵不吸引大頭針,是因為線圈中無電流;要探究電磁鐵磁性強弱與電流關系應兩電磁鐵中均有電流且線圈匝數(shù)相同,故C錯誤,符合題意;
D、圖丙和圖丁,電流大小相同,線圈匝數(shù)越多,電磁鐵吸引大頭針越多,電磁鐵磁性越強。所以比較圖C和圖D,可知電磁鐵通電電流相同時,線圈匝數(shù)增多,磁性增強。故D正確,不符合題意。
故選:C。
【點評】掌握電磁鐵磁性強弱的影響因素,利用控制變量法和轉(zhuǎn)換法探究電磁鐵磁性強弱跟各因素之間的關系。
3.自從第一次發(fā)現(xiàn)電能生磁以來,很多科學家投身于研究電與磁的關聯(lián),并推動著科技的發(fā)展,下列關于電與磁的說法正確的是( )
A.電磁鐵的鐵芯可以用銅棒代替
B.電磁鐵是根據(jù)電流的磁效應制成的
C.磁場中的磁感線是真實存在的
D.磁感線總是從磁體的N極出來,回到S極
【分析】(1)鐵鈷鎳是磁性材料,而銅不是磁性材料;
(2)電磁鐵是利用電流的磁效應的原理制成的。
(3)磁感線是為了描述磁場存在,引入的理想模型;
(4)根據(jù)磁場的特點進行分析,磁場包括磁體內(nèi)部和外部。
【解答】解:A、電磁鐵的鐵芯需用軟磁性材料制成,銅不是磁性材料,故不可以用銅棒代替,故A錯誤;
B、電磁鐵是利用電流的磁效應制成的,故B正確;
C、磁感線是為了描述磁場存在,引入的理想模型,故C錯誤;
D、磁體外部的磁感線是從N極出發(fā),回到S極的,但磁體內(nèi)部的磁感線是從S極出發(fā),回到磁體N極的,故D錯誤。
故選:B。
【點評】了解電磁鐵的構(gòu)造與應用以及磁感線和磁感線的方向,是一道綜合題,但難度不大。
4.許多自動控制的電路中都安裝有電磁鐵。有關電磁鐵,下列說法中正確的是( )
A.電磁鐵的鐵芯,可以用銅棒代替
B.電磁繼電器中的磁體,可以使用永磁鐵
C.電磁鐵磁性的強弱只與電流的大小有關
D.電磁鐵是根據(jù)電流的磁效應制成的
【分析】電磁鐵是利用電流的磁效應制成的,電流的通斷可以控制磁性的有無。電磁鐵有電流有磁性,無電流時無磁性。鐵芯需用軟磁性材料制成,因為軟磁性材料的磁性不能保留下來。
影響電磁鐵磁性強弱的因素:電流的大小和線圈的匝數(shù)。電流越大、線圈匝數(shù)越多,電磁鐵的磁性越強。
【解答】解:A、電磁鐵的鐵芯需用軟磁性材料制成,銅不是磁性材料,故不可以用銅棒代替,故A錯誤;
B、電磁鐵不是永久磁鐵,它的磁性的有無跟電流的通斷有關,所以電磁繼電器中的磁體,不能使用永磁鐵,故B錯誤;
C、電磁鐵的磁性強弱與電流的大小和線圈的匝數(shù)有關,故C錯誤;
D、電磁鐵是利用電流的磁效應制成的,故D正確。
故選:D。
【點評】了解電磁鐵的構(gòu)造與應用,同時知道電流的通斷可以控制磁性的有無,電流的大小和線圈的匝數(shù)可控制電磁鐵磁性的大小。
5.如圖所示,電磁鐵的B端有一個可自由轉(zhuǎn)動的小磁針,閉合開關,小磁針靜止時N極水平向右。則下列說法正確的是( )
A.電磁鐵的A端為N極
B.利用這一現(xiàn)象所揭示的原理可制成的設備是發(fā)電機
C.電源的右端是正極
D.當滑動變阻器滑動片P向右端移動,電磁鐵磁性增強
【分析】(1)由磁極間的相互作用規(guī)律可判出電磁鐵的極性;
(2)電磁鐵的原理是電流的磁效應,而發(fā)電機的原理是電磁感應;
(3)根據(jù)安培定則判定電磁鐵中電流的方向,從而判定出電源的極性;
(4)由滑動變阻器的滑片移動可得出電路中電流的變化,則可得出電磁鐵的磁性變化。
【解答】解:
A、小磁針靜止時,右端是N極,左端是S極,由磁極間的作用規(guī)律可知,電磁鐵的B端為N極,A端為S極,故A錯誤;
B、電磁鐵的原理是電流的磁效應,而發(fā)電機的原理是電磁感應,即二者的工作原理不同,故B錯誤;
C、電磁鐵的B端為N極,A端為S極,根據(jù)安培定則可知,電源的右端為正極,故C正確;
D、當滑動變阻器滑動片P向右端移動時,變阻器接入電路的電阻變大,電路中電流變小,則電磁鐵的磁性變?nèi)?,故D錯誤;
故選:C。
【點評】該題考查了安培定則的應用、磁極間的相互作用規(guī)律的應用、電磁鐵磁性強弱的影響因素等知識點,是一道綜合題。
6.在學習了電生磁知識后,小明制作了一個簡易的電磁鐵,如圖,他制作完成后發(fā)現(xiàn)可以吸引大頭針,他想使電磁鐵的吸引能力更強些,下列方法不可行的是( )
A.鋼釘上增加線圈匝數(shù)B.電池正負極對調(diào)
C.滑動變阻器滑片向右移D.串聯(lián)一節(jié)干電池
【分析】(1)利用轉(zhuǎn)換法,通過電磁鐵吸引大頭針的多少來認識其磁性強弱;電流一定時,線圈匝數(shù)越多,電磁鐵磁性越強。
(2)將電池正負極對調(diào),改變了電流方向,電磁鐵的極性也會改變,但不能改變電磁鐵的磁性強弱;
(3)當滑動變阻器的滑片向右移動時,根據(jù)變阻器連入電路中的電阻變化,由歐姆定律分析電路中的電流變化,若電流越大,則電磁鐵磁性越強。
(4)串聯(lián)一節(jié)干電池,電源電壓增大,電流變大。
【解答】解:
A、鋼釘上增加線圈匝數(shù),因線圈的電阻比較小,對電流的影響不大,但線圈匝數(shù)增加,所以該電磁鐵的磁性增強,故A可行;
B、電池正負極對調(diào),改變了電流方向,電磁鐵的極性也會改變,但不能改變電磁鐵的磁性強弱,故B不可行;
C、當滑動變阻器的滑片向右移動時,變阻器連入電路中的電阻變小,由歐姆定律可知電路中的電流變大,電磁鐵的磁性增強,故C可行;
D、串聯(lián)一節(jié)干電池,電源電壓增大,電流變大,該電磁鐵的磁性增強,故D可行;
故選:B。
【點評】本題考查了影響電磁鐵磁性強弱的因素,比較簡單。
7.如圖所示是某科技小組設計的一種溫度自動控制報警裝置電路圖,以下說法中正確的是( )
A.溫度達到90℃,綠燈亮
B.自動報警器的觸點類似一種開關
C.自動報警器中的電磁鐵運用了電磁感應現(xiàn)象
D.把水銀溫度計換成煤油溫度計同樣可以工作
【分析】(1)根據(jù)電磁繼電器的工作原理分析哪個燈亮;
(2)電磁繼電器的實質(zhì)是一個利用電磁鐵來工作的開關;
(3)電磁鐵通電時有磁性,斷電時無磁性,運用的是電流的磁效應;
(4)水銀是導體,煤油是絕緣體。
【解答】解:根據(jù)圖片可知,當溫度達到90℃時,溫度計里的水銀柱與上面的金屬絲接通,控制電路產(chǎn)生電流,此時電磁鐵將銜鐵吸下來接通紅燈所在的電路,紅燈亮、電鈴響,完成報警。
A.溫度達到90℃,控制電路接通,電磁鐵產(chǎn)生磁性,銜鐵被吸下來,此時紅燈亮,故A錯誤;
B.自動報警器的觸點類似一種開關,故B正確;
C.自動報警器中的電磁鐵運用了電流的磁效應,故C錯誤;
D.把水銀溫度計里面的水銀是導體,而煤油是絕緣體,因此不能換成煤油溫度計,故D錯誤。
故選:B。
【點評】此題主要考查了電磁繼電器的工作原理。其實質(zhì)相當于工作電路中的開關。解決此類題目的關鍵是了解電磁繼電器的構(gòu)造,并搞清各部分的作用,同時要搞清控制電路和工作電路。
8.如圖所示為一款“智能照明燈”的電路,燈L天暗時自動發(fā)光,天亮時自動熄滅,控制電路中,電源電壓恒定,R1為定值電阻,R2為光敏電阻,其阻值隨光強度而變化,以下說法錯誤的是( )
A.R2的阻值隨光照強度的增大而減小
B.當光照強度增大時,電壓表示數(shù)減小
C.當光照強度減小時,電磁鐵的磁性減小
D.若將R1換成阻值稍大的電阻,可縮短燈L的發(fā)光時間
【分析】(1)要使天亮時自動熄滅,電流需增大達到一定數(shù)值時,銜鐵被吸合,燈L所在電路斷開,燈L自動熄滅,進而得出R2的阻值隨光照強度的變化而發(fā)生怎樣的變化;
(2)(3)由于R2的阻值隨光照強度的增大而減小,根據(jù)光照強度的變化判定電阻的變化;根據(jù)歐姆定律判定電流、電壓的變化;電磁鐵磁性大小與電流大小和線圈的匝數(shù)有關;
(4)由于控制電路的電源電壓不變,銜鐵被吸合的電流不變,根據(jù)R=可知,控制電路的總電阻不變,若R1換成阻值較大的電阻,R2的阻值變小,進而分析得出燈L的發(fā)光時間變化。
【解答】解:
A、要使燈L在天亮時自動熄滅,電流需增大達到一定數(shù)值,銜鐵被吸合,燈L所在電路斷開,燈L自動熄滅,則可知天亮時光照強度增大,控制電路中電流增大,光敏電阻R2的阻值減小,所以,R2的阻值隨光照強度的增大而減小,故A正確;
B、由于R2的阻值隨光照強度的增大而減小,當光照強度增大時,R2的阻值減小,根據(jù)串聯(lián)分壓的規(guī)律可知,R2兩端的電壓減小,即電壓表示數(shù)減小,故B正確;
C、當光照強度減小時,R2的阻值變大,根據(jù)歐姆定律可知,電路中的電流變小,則電磁鐵的磁性減小,故C正確;
D、由于控制電路的電源電壓不變,銜鐵被吸合的電流不變,根據(jù)R=可知,銜鐵被吸合時控制電路的總電阻不變,若R1換成阻值較大的電阻,則R2的阻值變小,此時光照強度增強,即在天很亮時才自動關閉。由此可見,將R1換成阻值較大的電阻,可延長燈L的發(fā)光時間,故D錯誤。
本題選錯誤的,故選:D。
【點評】本題一道以敏感電阻變化引起的動態(tài)電路分析,關鍵要明確電磁繼電器的工作原理,熟練應用歐姆定律即可正確解題,屬于動態(tài)電路分析的典型題目,有一定難度。
9.2016年5月6日,中國首條完全擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的中低速磁浮商業(yè)運營鐵路﹣﹣長沙磁浮快線載客試運營,標志著中國磁浮技術實現(xiàn)了從研發(fā)到應用的全覆蓋,成為世界上少數(shù)幾個掌握該項技術的國家之一。這種磁懸浮列車的車廂和鐵軌上分別安放著磁體,車廂用的磁 體大多是通有強大電流的電磁鐵,下列說法組合正確的是( )
①磁懸浮列車利用了同名磁極互相排斥
②磁懸浮列車利用了異名磁極互相排斥
③磁懸浮列車消除了車體與軌道之間的摩擦
④磁懸浮列車增大了與軌道之間的摩擦。
A.①和③B.①和④C.②和③D.②和④
【分析】要解答本題需掌握:磁懸浮列車利用了同名磁極互相排斥,減小摩擦力。
【解答】解:磁懸浮列車利用了同名磁極互相排斥,使列車和鐵軌間分離,大大減小了摩擦力。故①③組合正確。
故選:A。
【點評】本題主要考查學生對:磁懸浮列車的原理和特點的了解和掌握。
10.如圖是拍攝機動車輛闖紅燈的工作原理圖,光控開關接收到紅燈發(fā)出的光會自動閉合,壓力開關受到機動車的壓力會閉合,攝像系統(tǒng)在電路接通時可自由拍攝違章車輛,下列有關說法正確的是( )
A.機動車只要駛過埋有壓力開關的路口,攝像系統(tǒng)就會自動拍照
B.只有光控開關和壓力開關都閉合時,攝像系統(tǒng)才會自動拍照
C.若將光控開關和壓力開關并聯(lián),也能起到相同的作用
D.以上說法都不正確
【分析】(1)只有在紅燈亮的期間,光控開關才閉合,若此時車輛違規(guī)闖紅燈行駛時,會壓上壓力開關,壓力開關受到機動車的壓力會閉合;
(2)光控開關和壓力開關都閉合后,電磁鐵中有電流通過,產(chǎn)生磁性,電磁鐵會將銜鐵吸下,使攝像系統(tǒng)所在的電路接通,攝像機會對違規(guī)車輛進行拍照。
【解答】解:(1)由圖可知:光控開關和壓力開關串聯(lián),只有光控開關和壓力開關都閉合時,攝像系統(tǒng)才會自動拍攝,故A錯誤,B正確;
(2)分析可見,只有違章車輛出現(xiàn),攝像系統(tǒng)電路接通拍攝,所以光控開關和壓力開關是相互牽制,相互影響的,因此這兩個開關只能串聯(lián),不能并聯(lián),故C錯誤;
由上分析可知D是錯誤的。
故選:B。
【點評】(1)要使攝像系統(tǒng)工作,要同時具備兩個條件:紅燈亮起,光控開關因接受紅光而閉合;車輛要違規(guī)行駛,壓上壓力開關,兩個條件同時具備,缺一不可。
(2)此題也是電磁繼電器在生活中的應用,明白它的工作原理是解決問題的關鍵。
11.下面四幅圖中,其工作原理不涉及電磁鐵應用的是( )
A.指南針B.電鈴
C.磁懸浮列車D.移動硬盤
【分析】(1)指南針應用了磁體可以指示南北的性質(zhì);
(2)電鈴、空氣開關、電磁繼電器、揚聲器、電磁起重機等里面都有電磁鐵;
(3)電磁鐵通電后具有磁性;
(4)移動硬盤中含有電磁鐵。
【解答】解:A、指南針應用了磁體可以指示南北的性質(zhì),與電磁鐵無關,故A不符合題意;
B、在電鈴中,有鐵芯的通電螺線管組成了電磁鐵;通電時,電磁鐵有電流通過,產(chǎn)生了磁性,把銜鐵吸下來,使小錘敲擊鈴碗發(fā)出聲音,同時電路斷開,電磁鐵失去了磁性,小錘又被彈回,電路閉合,不斷重復,電鈴便發(fā)出連續(xù)擊打聲了。故B不符合題意;
C、磁懸浮列車利用的是磁極間的相互作用規(guī)律,列車通電后,具有磁性,用到了電磁鐵,故C不符合題意;
D、移動硬盤中含有電磁鐵,利用了電磁鐵的原理,故D不符合題意。
故選:A。
【點評】本題主要考查了電磁鐵應用的判斷,注意將電磁鐵的應用與磁體的性質(zhì)加以區(qū)分。
12.小明利用鐵釘與漆包銅線制成一個電磁鐵,并將其接入電路,如圖所示。當開關閉合后( )
A.鐵釘中有電流產(chǎn)生B.鐵釘?shù)臏囟燃眲∩?br>C.鐵釘能吸引大頭針D.鐵釘能吸引小紙屑
【分析】(1)磁鐵能吸引鐵鈷鎳等物質(zhì)的性質(zhì)叫磁性;帶電體能吸引輕小物體;
(2)根據(jù)電磁鐵的原理和性質(zhì)分析解答。
【解答】解:A、鐵釘與漆包銅線制成電磁鐵,并將其接入電路時,由于電流的磁效應,鐵釘會產(chǎn)生磁性,但不會在鐵釘里產(chǎn)生電流,故A錯誤;
B、由于漆包銅線的電阻較小,當導線中有電流時,電流產(chǎn)生的熱量較少,鐵釘?shù)臏囟炔粫眲∩?,故B錯誤;
CD、鐵釘與漆包銅線制成電磁鐵,電磁鐵通電后鐵釘有磁性,吸引大頭針,不能吸引小紙屑,故C正確,D錯誤。
故選:C。
【點評】知道磁體、帶電體的性質(zhì)以及電磁鐵的原理和性質(zhì)是解題的關鍵。
二.填空題(共5小題)
13.電磁鐵中有電流通過時 有 磁性,沒有電流通過時 沒有 磁性。
【分析】電磁鐵由鐵芯和線圈兩部分構(gòu)成,電磁鐵的磁性的有無可以通過電流的通斷來控制;當線圈中有電流通過時,電磁鐵會產(chǎn)生磁性;當線圈中沒有電流通過時,電磁鐵沒有磁性。
【解答】解:當導線中有電流通過時,導線的周圍會產(chǎn)生磁場;當導線中沒有電流通過時,導線的周圍沒有磁場。因此電磁鐵中有電流通過時有磁性,沒有電流通過時沒有磁性。
故答案為:有;沒有。
【點評】本題考查了電磁鐵的優(yōu)點,屬于基礎題目。
14.如圖所示,為某同學探究通電螺線管磁性強弱的實驗圖。下列說法中正確的是 C 。理由 電流表示數(shù)變大時,電磁鐵磁性變強,故排斥力變大,彈簧測力計示數(shù)變小 。
A.通電螺線管上端為S極
B.閉合開關,彈簧測力計示數(shù)變大
C.電流表示數(shù)變大時,彈簧測力計示數(shù)變小
D.調(diào)換磁鐵的N、S極,彈簧測力計示數(shù)不變
【分析】(1)由電流的方向根據(jù)安培定則判斷通電螺線管的極性;
(2)根據(jù)同名磁相互排斥分析;
(3)電流表示數(shù)變大時,通電螺線管磁性變強,根據(jù)排斥力變大分析;
(4)調(diào)換磁鐵的 N、S 極,根據(jù)異名磁極相互分析。
【解答】解:
A、根據(jù)電流的方向,由安培定則可知,螺線管上端為N極,下端為S極,故A錯誤;
B、閉合開關,電磁鐵具有磁性,根據(jù)同名磁相互排斥可知,磁鐵受到一個向上的排斥力,則彈簧測力計示數(shù)變小,故B錯誤;
C、電流表示數(shù)變大時,電磁鐵磁性變強,故排斥力變大,彈簧測力計示數(shù)變小,故C正確;
D、調(diào)換磁鐵的 N、S 極,根據(jù)異名磁極想到吸引,彈簧測力計示數(shù)變大,故D錯誤。
故答案為:C;電流表示數(shù)變大時,電磁鐵磁性變強,故排斥力變大,彈簧測力計示數(shù)變小。
【點評】本題考查安培定則、磁極的相互作用、影響電磁鐵磁性大小的因素等知識,都是基礎知識,要掌握。
15.小英看到某小區(qū)車庫積水造成大量財產(chǎn)損失的新聞后,設計了如圖所示的車庫積水自動報警器,圖中A、B位置可以安裝電鈴或LED燈,車庫沒有積水時,LED燈亮;車庫有積水時,左側(cè)控制電路接通,電磁鐵通電,具有 磁 性,把銜鐵吸下,電鈴發(fā)出聲音。電鈴應該安裝在圖中的 B 位置。
【分析】電磁繼電器的實質(zhì)是一個間接開關,它連接兩個電路,是通過控制電路的通斷來控制工作電路的通斷的開關。此題中的控制電路的通斷是由水位的變化來控制的。分析時要從控制電路入手。
【解答】解:車庫沒有積水時,電磁鐵不具有磁性,不會吸引銜鐵,LED燈亮,說明A為LED燈;車庫有積水時,左側(cè)控制電路接通,電磁鐵通電,電磁鐵會具有磁性,能吸引銜鐵,使得B的電路接通,電鈴發(fā)出聲音,所以電鈴應安裝在圖中的B位置。
故答案為:磁;B。
【點評】本題中的問題都是對電磁繼電器電路的工作過程進行分析,一般的思路是,先明確控制電路與工作電路,再從控制電路入手,看電磁鐵磁性的有無對工作電路觸點連接情況的影響,最后確定工作電路中的工作情況。
16.2019年5月23日,我國首輛速度可達600km/h的高速磁浮試驗車在青島下線,實現(xiàn)了高速磁浮技術領域的重大突破。磁浮列車中的電磁鐵是利用電流的 磁 效應工作的。該車采用使接觸面分離的方法來 減小 (填“增大”或“減小”)摩擦力,可使其行駛速度遠遠大于普通列車。列車高速行駛時,車窗外的空氣流速 大 ,壓強小。
【分析】(1)磁懸浮列車中的電磁鐵是利用電流的磁效應;
(2)減小摩擦力的方法:在接觸面粗糙程度一定時,通過減小壓力來減小摩擦力;在壓力一定時,通過減小接觸面的粗糙程度來減小摩擦力;使接觸面脫離;用滾動摩擦代替滑動摩擦;
(3)流體壓強與流速的關系:流速越大,壓強越??;流速越小,壓強越大。
【解答】解:(1)電磁鐵的特點是有電流時才有磁性,是利用電流的磁效應工作的;
(2)磁懸浮列車的車身和軌道不接觸,是通過使接觸面彼此分離的方法來減小摩擦力;
(3)在列車高速行駛時,車窗外的空氣流速大,壓強小。
故答案為:磁;減??;大。
【點評】本題考查磁懸浮列車的有關知識,流速與壓強,摩擦力,難度不大。
17.在中國科技館“探索與發(fā)現(xiàn)”展廳“電磁之奧”展區(qū),有一種很特殊的磁液體(即在液體中加入了具有磁性的物質(zhì))。如圖所示,圓形展臺的圓柱形容器中裝有磁液,磁液中有電磁鐵,通過按圓形展臺上不同的按鈕可以選擇不同的樂曲,當音樂聲響起時,磁液隨著旋律不斷變化翩翩起舞。材料中,“電磁之奧“涉及到的物理知識有 磁性 、 磁場 、 影響電磁鐵磁性大小的因素 。
【分析】(1)磁性材料可以具有磁性,也可以被磁體吸引;
(2)磁場對放入其中的磁性材料會產(chǎn)生磁力的作用;
(3)電磁鐵磁性的強弱與電磁鐵中電流的大小以及線圈的匝數(shù)有關。
【解答】解:(1)由材料內(nèi)容可知,所謂磁液就是在液體中加入了具有磁性材料的物質(zhì);
(2)因為磁場對放入其中的磁性材料會產(chǎn)生磁力的作用,所以磁液能夠隨音樂翩翩起舞是由于它受到了磁場對它產(chǎn)生的磁力作用;
(3)電磁鐵磁性的強弱與電磁鐵中電流的大小以及線圈的匝數(shù)有關。由題意可知,磁液中的磁場強弱發(fā)生變化的原因是通過電磁鐵的電流發(fā)生了改變。
故答案為:磁性;磁場;影響電磁鐵磁性大小的因素。
【點評】本題考查了磁現(xiàn)象的理解,能讀懂材料,找出其中包含的物理知識是解答的關鍵。
三.實驗探究題(共1小題)
18.在探究“影響電磁鐵磁性強弱的因素”實驗中,小明制成簡易電磁鐵甲、乙,并設計了如圖所示的電路。
(1)實驗中是通過觀察電磁鐵 吸引大頭針的多少 來判定其磁性強弱的。
(2)圖中甲、乙串聯(lián)的目的是 使通過兩電磁鐵線圈的電流相同 。
(3)根據(jù)圖示的情境可知, 甲 (填“甲”或“乙”)的磁性強,說明電流一定時, 線圈匝數(shù)越多 ,電磁鐵磁性越強。
(4)若讓乙鐵釘再多吸一些大頭針,滑動變阻器的滑片應向 左 端移動。(選填“左”或“右”)。
(5)通過圖示電路, 能 (選填“能”或者“不能”)研究電磁鐵磁性強弱跟電流大小的關系。
(6)試驗中,大頭針的下端都是分開的原因是 同名磁極相互排斥 。
【分析】(1)通過電磁鐵吸引大頭針數(shù)目的不同來反映磁性強弱的不同的,采用了轉(zhuǎn)換的方法;
(2)串聯(lián)電路中各處的電流是相同的,可以控制兩電磁鐵中通過的電流大小相等;
(3)分析圖中相同量和不同量,根據(jù)電磁鐵吸引大頭針數(shù)目的多少來判斷電磁鐵磁性的強弱;
(4)在匝數(shù)不變的情況下,通過增大電流可增強電磁鐵的磁性;
(5)根據(jù)滑動變阻器的作用和控制變量法進行分析;
(6)同名磁極相互排斥。
【解答】解:
(1)磁性的強弱是無法直接觀察的,此題中是利用電磁鐵吸引大頭針數(shù)目的不同來反映磁性強弱的不同的,這是一種轉(zhuǎn)換的方法;
(2)圖中將兩電磁鐵串聯(lián),是為了使通過兩電磁鐵線圈的電流相同,這樣才能比較線圈匝數(shù)與磁性強弱的關系;
(3)電磁鐵甲吸引的大頭針數(shù)目多,說明甲的磁性強;兩電磁鐵串聯(lián),電流相同,所以得出的結(jié)論是:電流一定時,線圈匝數(shù)越多,磁性越強;
(4)若讓乙鐵釘再多吸一些大頭針,即增強其磁性,根據(jù)在匝數(shù)不變的情況下,通過增大電流可增大電磁鐵的磁性,故滑動變阻器的滑片應向左端移動
(5)圖中有滑動變阻器,滑動變阻器能改變電路中的電流,用同一電磁鐵做實驗進行對比,所以能研究電磁鐵磁性強弱跟電流大小的關系;
(6)大頭針被磁化,同一端的磁性相同,同名磁極相互排斥,所以下端分散。
故答案為:(1)吸引大頭針的多少;(2)使通過兩電磁鐵線圈的電流相同;(3)線圈匝數(shù)越多;(4)左;(5)能;(6)同名磁極相互排斥。
【點評】本題研究“影響電磁鐵磁性強弱的因素”實驗,考查了串聯(lián)電路電流的規(guī)律、歐姆定律、轉(zhuǎn)換法和控制變量法的運用,同時涉及到磁極間的相互作用規(guī)律的應用。
聲明:試題解析著作權(quán)屬菁優(yōu)網(wǎng)所有,未經(jīng)書面同意,不得復制發(fā)布
條形磁體
通電螺線管
不同點
磁性長期保持,是永久磁體
通電時才有磁性,斷電時沒有磁性
N、S極是固定不變的
N、S極與電流方向有關,能夠改變
磁性強弱是不變的
磁性強弱與電流大小和線圈匝數(shù)有關
相同點
= 1 \* GB3 \* MERGEFORMAT ①它們都具有吸鐵性; = 2 \* GB3 \* MERGEFORMAT ②它們都具有指向性; = 3 \* GB3 \* MERGEFORMAT ③它們的磁場分布相同;
= 4 \* GB3 \* MERGEFORMAT ④它們都有兩個磁極,且都具有同名相斥、異名相吸的特點。

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