
\l "_Tc14943" 題型01 磁現(xiàn)象 PAGEREF _Tc14943 \h 2
\l "_Tc24297" 題型02 磁場(chǎng) PAGEREF _Tc24297 \h 3
\l "_Tc19958" 題型03 地磁場(chǎng) PAGEREF _Tc19958 \h 6
\l "_Tc32255" 題型04 奧斯特實(shí)驗(yàn) PAGEREF _Tc32255 \h 8
\l "_Tc31942" 題型05 安培定則 PAGEREF _Tc31942 \h 11
\l "_Tc120" 題型06 電磁鐵 PAGEREF _Tc120 \h 15
\l "_Tc12096" 題型07 電磁繼電器 PAGEREF _Tc12096 \h 18
\l "_Tc1917" 題型08 磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線的作用 PAGEREF _Tc1917 \h 21
\l "_Tc23163" 題型09 電動(dòng)機(jī)及其工作原理 PAGEREF _Tc23163 \h 24
\l "_Tc29202" 題型10 產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件 PAGEREF _Tc29202 \h 26
\l "_Tc20106" 題型11 發(fā)電機(jī) PAGEREF _Tc20106 \h 30
\l "_Tc4248" PAGEREF _Tc4248 \h 33
\l "_Tc16511" PAGEREF _Tc16511 \h 41
題型01 磁現(xiàn)象
1.鋼條AB的A端靠近小磁針北極,它們相互吸引;鋼條B端靠近小磁針南極,它們也相互吸引,則( )。
A.鋼條一定有磁性,且A端為北極 B.鋼條一定有磁性,且A端為南極
C.鋼條一定無磁性 D.鋼條可能有磁性,也可能無磁性
【答案】D。
【解析】鋼條AB的A端靠近小磁針北極,它們相互吸引,鋼條AB的A端可能是S極,也可能沒有磁性;鋼條B端靠近小磁針南極,它們也相互吸引,鋼條B端可能是N極,也可能沒有磁性。
故選D。
2.放在條形磁體周圍的小磁針靜止時(shí)如圖所示,三個(gè)小磁針的N極和一個(gè)小磁針的S極被涂黑,則S極被涂黑的小磁針是( )。
A甲B乙C丙D丁
【答案】A。
【解析】由于磁場(chǎng)方向的規(guī)定,小磁針靜止時(shí)N極所指向的方向?yàn)榇鸥芯€的方向。
假設(shè)條形磁體左側(cè)是N極,則磁感線由左端出發(fā)指向右側(cè),由圖知道,甲丙的左側(cè)是N極,乙丁的右側(cè)是N極,由圖知道,假設(shè)不符合題意;
假設(shè)條形磁體右側(cè)是N極,則磁感線由右端出發(fā)指向左側(cè),由圖知道,甲丙的右側(cè)是N極,乙丁的左側(cè)是N極,由圖知道,假設(shè)符合題意,且被涂黑S極的小磁針是甲,故A符合題意。故選A。
3.如圖所示,其中正確反映兩根大頭針被條形磁鐵吸起時(shí)的真實(shí)情況的是( )。
A. 圖甲 B. 圖乙 C. 圖丙 D. 圖乙和圖丙
【答案】C。
【解析】大頭針被吸到磁鐵一端后被磁化,針帽與磁極的極性相反,針尖極性與針帽相反,但同一磁極上的兩枚大頭針針尖必為同名磁極,根據(jù)同名磁極相互排斥可知,兩大頭針應(yīng)分開,故只有丙圖正確。
故選C。
4.小華同學(xué)在教室里擦黑板時(shí),發(fā)現(xiàn)當(dāng)板擦靠近黑板時(shí),會(huì)被吸附在黑板上.為了探究是黑板具有磁性還是板擦具有磁性,他設(shè)計(jì)了下列實(shí)驗(yàn),能得出正確結(jié)論的是( )。
A.用小磁針分別靠近板擦和黑板,小磁針都發(fā)生了偏轉(zhuǎn),說明黑板擦和黑板都具有磁性;
B.將板擦的正面和反面靠近黑板,板擦都能吸附在黑板上,說明板擦一定具有磁性;
C.將板擦用細(xì)線懸掛起來使其自由旋轉(zhuǎn),發(fā)現(xiàn)板擦靜止時(shí)某側(cè)邊始終的指向東方,說明板擦一定具有磁性;
D.將板擦用細(xì)線懸掛起來,發(fā)現(xiàn)板擦靠近黑板時(shí)細(xì)線偏離了豎直方向,說明黑板具有磁性
【答案】C。
【解析】ABD.因?yàn)榱Φ淖饔檬窍嗷サ?,所以,?dāng)小磁針分別靠近板擦和黑板時(shí),或者板擦和黑板相互靠近時(shí),它們之間的相互吸引,都只能說明兩物體中至少有一個(gè)物體具有磁性,而無法判斷哪個(gè)具有磁性,故ABD不符合題意。
C.將板擦用細(xì)線懸掛起來使其自由旋轉(zhuǎn),發(fā)現(xiàn)板擦靜止時(shí)某側(cè)邊始終的指向東方,則一定有某側(cè)邊始終指向南方,所以可以說明板擦一定具有磁性,故C符合題意。故選C。
5.當(dāng)懸掛的A、B、C三個(gè)鋼棒互相靠近時(shí),出現(xiàn)的現(xiàn)象如圖所示,則( )。
A.A、B棒有磁性,C棒沒有磁性;
B.A棒沒有磁性,B,C棒有磁性;
C.A棒可能有磁性也可能沒有磁性,B、C棒有磁性;
D.A、C棒有磁性,B棒可能有磁性也可能沒有磁性
【答案】C。
【解析】如圖所示,B、C棒相互排斥,B、C棒都有磁性,且磁性相同,A、B棒相互吸引,A棒可能是鐵棒,無磁性,也可能有磁性,與B棒磁性不同;故ABD不符合題意,C符合題意。故選C。
題型02 磁場(chǎng)
1.巴克球是一種磁力超強(qiáng)的小球,很多個(gè)小球可任意變換組合形狀,有極高的創(chuàng)造性,是許多人喜愛的玩具。如圖所示的幾個(gè)巴克球隨意組合,下列有關(guān)巴克球的說法正確的是( )。
A.巴克球周圍存在的磁場(chǎng)分布是均勻的;
B.巴克球周圍的磁場(chǎng)不存在磁感線;
C.巴克球周圍各點(diǎn)的磁場(chǎng)方向都是豎直向下的;
D.巴克球?qū)χ車械慕饘俣加辛Φ淖饔?br>【答案】B。
【解析】A.任何磁體都有兩個(gè)磁極,而磁極是磁場(chǎng)最強(qiáng)的地方,即巴克球周圍存在的磁場(chǎng)分布是不均勻的,故A錯(cuò)誤;
B.巴克球周圍存在磁場(chǎng),不存在磁感線,磁感線是為了描述磁場(chǎng)的性質(zhì)而引入的假想曲線,故B正確;
C.巴克球周圍各點(diǎn)的磁場(chǎng)方向是不同的,故C錯(cuò)誤;
D.磁體對(duì)含有鐵、鈷、鎳等物質(zhì)的物體有力的作用,所以巴克球不會(huì)對(duì)所有金屬都有力的作用,故D錯(cuò)誤。故選B。
2.如圖所示的磁體兩極間磁感線的畫法正確的是( )。
A.B.
C.D.
【答案】A。
【解析】A B.異名磁體的磁感線從N極出發(fā),回到S極,故A正確;B錯(cuò)誤;
C.同名磁極間都是從N極出發(fā),而不是回到N極,故C錯(cuò)誤;
D.蹄形磁鐵的磁感線從N極出發(fā),回到S極,故D錯(cuò)誤。故選A。
3.小紅梳理反思了“磁場(chǎng)和磁感線”相關(guān)知識(shí),她歸納整理如下,其中正確的有( )。
①磁場(chǎng)看不見摸不著,但是可以借助小磁針感知它的存在;
②磁感線是磁體周圍空間實(shí)際存在的曲線;
③磁感線是由鐵屑組成的;
④地磁場(chǎng)的磁感線是從地球南極附近出發(fā)回到北極附近。
A.①④B.②③C.①②D.②④
【答案】A。
【解析】①磁場(chǎng)看不見摸不著,但可以借助小磁針感知它的存在,這是典型的轉(zhuǎn)換法,故①符合題意;
②磁感線是不存在的,是為了研究方便而假象的一些有方向的曲線,故②不符合題意;
③磁感線是不存在的,磁感線是鐵屑組成的說法錯(cuò)誤,故③不符合題意;
④地球是一個(gè)巨大的磁體,地磁場(chǎng)的南極在地理北極附近,地磁場(chǎng)的北極在地理南極附近,故地磁場(chǎng)的磁感線是從地球南極附近發(fā)出回到北極附近,故④符合題意;綜上所述選項(xiàng)A符合題意。
4.通常我們用磁感線形象地描述磁場(chǎng)的強(qiáng)弱和方向,如圖所示描繪了某一磁場(chǎng)區(qū)域的部分磁感線,并在磁場(chǎng)的b點(diǎn)放置一個(gè)可自由轉(zhuǎn)動(dòng)的小磁針,由磁感線的分布特點(diǎn)可知( )。
A.b點(diǎn)的磁場(chǎng)比a點(diǎn)的磁場(chǎng)弱,小磁針靜止時(shí)N極指向Q處;
B.b點(diǎn)的磁場(chǎng)比a點(diǎn)的磁場(chǎng)弱,小磁針靜止時(shí)N極指向P處;
C.b點(diǎn)的磁場(chǎng)比a的磁場(chǎng)強(qiáng),小磁針靜止時(shí)N極指向P處;
D.b點(diǎn)的磁場(chǎng)比a點(diǎn)的磁場(chǎng)強(qiáng),小碰針靜止時(shí)N極指向Q處
【答案】D。
【解析】AB.磁感線的疏密體現(xiàn)了磁場(chǎng)的強(qiáng)弱,磁感線越密集,磁場(chǎng)越強(qiáng),由圖可知,a點(diǎn)與b點(diǎn)相比,b點(diǎn)的磁感線更密集,所以b點(diǎn)的磁場(chǎng)比a點(diǎn)的磁場(chǎng)強(qiáng),故AB不符合題意;
CD.由于磁感線上的任何一點(diǎn)的切線方向跟小磁針放在該點(diǎn)的北極指向一致,所以在b點(diǎn)放置一個(gè)可自由轉(zhuǎn)動(dòng)的小磁針,則小磁針靜止時(shí),其N極指向Q,故D符合題意,C不符合題意。故選D。
5.磁體與磁體之間會(huì)有力的作用,是因?yàn)榇朋w周圍存在______;綠海龜是著名的航海能手,它是利用______進(jìn)行導(dǎo)航的。
【答案】①磁場(chǎng);②地磁場(chǎng)。
【解析】[1]磁體間不接觸也會(huì)有力的作用,磁體間力的相互作用是通過磁場(chǎng)而發(fā)生的,磁體周圍存在磁場(chǎng)。
[2]綠海龜是著名的航海能手,綠海龜辨別方向靠的是地磁場(chǎng),故它是利用地磁場(chǎng)進(jìn)行導(dǎo)航的。
6.如圖, 畫出條形磁體N極發(fā)出的一條磁感線及其方向、標(biāo)出小磁針的S極。
【解析】根據(jù)異名磁極相互吸引,同名磁極相互排斥可知小磁針的左端是N極,右端是S極,因?yàn)樵诖朋w外部,磁感線總是從N極發(fā)出,回到S極,所以磁感線的方向是指向右的,如圖所示:
7.在我們熟悉的各種磁體的磁場(chǎng)中,通電螺線管外部的磁場(chǎng)可能與哪種磁體的相似?小偉用小磁針、條形磁體、通電螺線管來進(jìn)行探究,實(shí)驗(yàn)操作及現(xiàn)象如圖所示。
(1)比較甲、乙兩圖可知,通電螺線管的外部磁場(chǎng)與______周圍的磁場(chǎng)相似;
(2)比較乙、丙兩圖可知,通電螺線管的外部磁場(chǎng)方向與通過它的______方向有關(guān)。
【答案】條形磁體;電流。
【解析】(1)[1]比較甲、乙兩圖,小磁針在磁場(chǎng)中的受力情況相同,由此可知:通電螺線管的外部磁場(chǎng)與條形磁體周圍的磁場(chǎng)相似。
(2)[2]比較乙、丙兩圖,通電螺線管中的電流方向不同,小磁針受力情況不同,即N、S極偏轉(zhuǎn)的方向不同,說明通電螺線管的磁場(chǎng)方向不同,故通電螺線管的外部磁場(chǎng)方向與通過它的電流方向有關(guān)。
題型03 地磁場(chǎng)
1.(多選)關(guān)于地磁場(chǎng)的描述正確的是( )。
A.地磁場(chǎng)的北極在地理南極附近;
B.赤道附近地磁場(chǎng)的方向和地面平行;
C.地球上任何地方的地磁場(chǎng)方向都是和地面平行的;
D.在地面上放置一個(gè)小磁針,小磁針的南極指向地磁場(chǎng)的南極
【答案】AB。
【解析】A.地磁場(chǎng)的北極在地理南極附近,地磁場(chǎng)的南極在地理北極附近,故A正確;
B.在赤道平面上,距離地球表面相等的各點(diǎn),磁場(chǎng)強(qiáng)弱相等,且方向水平向北與地面平行,故B正確;
C.地磁場(chǎng)的水平分量總是從地理的南極指向北極,而豎直分量則南北相反,在南半球垂直地面向上,在北半球垂直地面向下,故C錯(cuò)誤;
D.在地面上放置一個(gè)小磁針,小磁針的南極指向地理的南極,地磁場(chǎng)的北極,故D錯(cuò)誤。
故選AB。
2.如圖所示,我國(guó)早期的指南針(司南),它是把天然磁石磨成勺子的形狀,放在水平光滑的“地盤”上制成的。東漢學(xué)者王充在《論衡》中記載:“司南之杓,投之于地,其柢指南”。關(guān)于指南針,下列說法中正確的是( )。
A.有的指南針只有一個(gè)磁極;
B.自由轉(zhuǎn)動(dòng)的指南針,其靜止時(shí)指南北是由于地磁場(chǎng)的作用;
C.指南針的指向不會(huì)受到附近磁鐵的干擾;
D.指南針周圍不存在磁場(chǎng)
【答案】B。
【解析】A、任何磁體都有兩個(gè)磁極,故A錯(cuò)誤;
B、指南針能夠指向南北,是由于地球具有磁場(chǎng),地磁場(chǎng)是南北指向。指南針由于受地磁場(chǎng)的作用而工作的,故B正確;
C、指南針指向會(huì)受到附近磁鐵的干擾,是由于磁鐵周圍存在著磁場(chǎng)。故C錯(cuò)誤;
D、指南針被磁化后,周圍存在磁場(chǎng),故D錯(cuò)誤。
3.如圖所示,這是一個(gè)自制的小指南針。用硬紙板和大頭針制作指南針的底座,使縫衣針磁化后,穿過按扣的兩孔,放在底座的針尖上,當(dāng)小指南針靜止后,針尖指向北方,則下列說法中正確的是( )。
A.針尖能指北,是受到磁感線的作用 B.針尖指的是地磁場(chǎng)的南極
C.針尾是指南針的N極 D.針尾所指方向,是該點(diǎn)地磁場(chǎng)的磁場(chǎng)方向
【答案】B。
【解析】ABC.地球是一個(gè)大磁體,指南針指南北的原因是由于受到了地磁場(chǎng)的作用,指南針靜止時(shí),指向南的一端是磁體的S極,指向北的一端是磁體的N極,針尖指北,所以針尖是N極,針尖所指是地磁南極,故AC錯(cuò)誤,B正確;
D.針尖是指南針的N極,所以針尖所指方向,就是該點(diǎn)地磁場(chǎng)的磁場(chǎng)方向,故D錯(cuò)誤。故選B。
4.《論衡》中記載:“司南之杓、投之于地,其柢指南”。如圖?!拌堋奔次毡?,是磁體的_______極,司南之所以能指南北,是由于受到_______的作用。
【答案】①S(南);②地磁場(chǎng)。
【解析】[1]由題意知,司南放在地上時(shí),握柄指向地理的南方,而地磁極的N極在地理南方附近,據(jù)同名磁極相互排斥,異名磁極相互吸引,所以握柄是磁體的S(南)極。
[2]司南靜止時(shí)指南北是由于它受到地磁場(chǎng)的作用。
5.如圖所示的司南是我國(guó)的四大發(fā)明之一,司南靜止時(shí)能夠指南北說明地球是一個(gè)巨大的______;如圖所示,地磁的南極在地理的______附近,地理的兩極和地磁的兩極并不重合,這一現(xiàn)象是我國(guó)宋代學(xué)者沈括發(fā)現(xiàn)的,比西方早400多年。
【答案】磁體;北極。
【解析】[1]司南能夠指南北,說明司南在地球附近受到磁力的作用,所以地球是一個(gè)巨大的磁體來的。
[2]司南在地面靜止時(shí),其N極指向地理北極附近,據(jù)同名磁極相互吸引,異名磁極相互排斥知,地磁的南極在地理北極附近。
題型04 奧斯特實(shí)驗(yàn)
1.關(guān)于如圖所示的實(shí)驗(yàn),下列說法中正確的是( )。
A這是模擬法拉第電磁感應(yīng)實(shí)驗(yàn)的場(chǎng)景;
B移走小磁針,電流的磁場(chǎng)消失;
C根據(jù)這一現(xiàn)象的原理,制成了電磁鐵;
D將導(dǎo)線斷開,小磁針N極將指向地磁場(chǎng)的北極
【答案】C。
【解析】A.這是探究通電導(dǎo)體周圍存在磁場(chǎng),即奧斯特實(shí)驗(yàn)的場(chǎng)景,故A錯(cuò)誤;
B.該磁場(chǎng)是電流的磁場(chǎng),只有電路中有電流,導(dǎo)線周圍就存在磁場(chǎng),小磁針的作用是證實(shí)通電導(dǎo)體周圍有磁場(chǎng),故B錯(cuò)誤;
C.該實(shí)驗(yàn)說明通電導(dǎo)體周圍存在磁場(chǎng),這種現(xiàn)象是電流的磁效應(yīng),根據(jù)這一現(xiàn)象人們發(fā)明了電磁鐵,故C正確;
D.將導(dǎo)線斷開,導(dǎo)線中沒有電流通過,電流的磁場(chǎng)消失。由于受地磁場(chǎng)的影響,小磁針N極將指向地磁場(chǎng)的南極,故D錯(cuò)誤。故選C。
2.在探究通電螺線管的磁場(chǎng)特點(diǎn)時(shí),通電螺線管在某狀態(tài)下的兩個(gè)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象如圖所示,其中小磁針(黑色一端為N極)靜止時(shí)的指向情況如圖甲所示。鐵屑靜止時(shí)的分布情況如圖乙所示。圖中能正確用磁感線描述這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的是( )。
A.B.C.D.
【答案】C。
【解析】通電螺線管的外部磁場(chǎng)和條形磁體的磁場(chǎng)相似,由甲圖中小磁針的分布情況可以判斷該通電螺線管的左側(cè)為S極,右側(cè)為N極。
我們規(guī)定小磁針靜止時(shí)的N極指向?yàn)樵擖c(diǎn)的磁場(chǎng)方向,所以在磁體外部,磁感線總是從N極出發(fā)回到S極。而在磁體內(nèi)部,磁感線的分布和磁體的N、S極一致,由此判斷,A、B、D不符合題意;C符合題意。
故選C。
3.奧斯特實(shí)驗(yàn):
(1)如圖甲所示,將導(dǎo)線放在靜止的小磁針上方且平行,觸接電源負(fù)極后發(fā)現(xiàn)小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn),由此可得出結(jié)論,通電導(dǎo)體周圍有___________。
(2)如圖乙所示,將電源正負(fù)極對(duì)調(diào),重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)步驟,發(fā)現(xiàn)小磁針___________改變。由此可以得出結(jié)論 ;___________方向,與電流方向有關(guān)。
【答案】磁場(chǎng);偏轉(zhuǎn)方向;磁場(chǎng)。
【解析】(1)[1]導(dǎo)線通電后,發(fā)現(xiàn)小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn),說明小磁針受到了力的作用,故得出通電導(dǎo)線周圍存在磁場(chǎng)。
(2)[2][3]改變電流的方向,小磁針偏轉(zhuǎn)的方向發(fā)生變化,說明磁場(chǎng)的方向發(fā)生了變化,故得出的結(jié)論是磁場(chǎng)的方向與電流的方向有關(guān)。
4.小明在課下通過查閱資料,知道通電線圈相當(dāng)于一匝通電螺線管,其兩側(cè)的磁極與線圈中電流方向的關(guān)系也符合安培定則--用右手握住線圈,讓四指指向線圈中電流的方向,則大拇指所指的那端就是線圈的N極。
(1)請(qǐng)你猜想,如圖所示,把兩個(gè)線圈A和B掛在水平光滑的固定細(xì)桿MN上,且平行靠近放置,當(dāng)線圈通入如圖所示的方向相同的電流,線圈A和B將互相______(選填:“靠近”“遠(yuǎn)離”)。
(2)你猜想的依據(jù)是______。
【答案】靠近;同名磁極相互排斥,異名磁極相互吸引。
【解析】[1][2]從圖可知兩個(gè)線圈A和B中電流的方向向上,用右手握住線圈A、B,讓四指指向線圈中電流的方向,則大拇指所指的那端就是螺線管的N極,則線圈A的左端為N極,右端為S極;線圈B的左端為N極,右端為S極,根據(jù)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??芍?,線圈A和B將互相靠近。
5.如圖示是探究通電直導(dǎo)線周圍磁場(chǎng)的實(shí)驗(yàn)裝置。
(1)小磁針放置在桌面上靜止時(shí),將直導(dǎo)線AB沿______(選填“東西”“南北”或“任意”)方向放置在小磁針正上方,實(shí)驗(yàn)時(shí)效果最明顯;
(2)接通電路后,觀察到小磁針偏轉(zhuǎn),說明電流周圍存在______,此現(xiàn)象最早是由物理學(xué)家______發(fā)現(xiàn)的,此時(shí)若移去小磁針,上述結(jié)論是否成立?______(選填“是”或“否”);
(3)改變直導(dǎo)線中電流方向,小磁針的偏轉(zhuǎn)方向發(fā)生了改變,說明電流周圍的磁場(chǎng)方向與______有關(guān);
(4)實(shí)驗(yàn)中小磁針的作用是______。
【答案】南北;磁場(chǎng);奧斯特;是;電流的方向;檢測(cè)磁場(chǎng)是否存在。
【解析】(1)[1]因?yàn)榈厍虼嬖诘卮艌?chǎng),小磁針靜止時(shí),N極指向地理上的北極,所以直導(dǎo)線AB應(yīng)沿南北方向放置,則實(shí)驗(yàn)時(shí),可避免地磁場(chǎng)對(duì)小磁針轉(zhuǎn)動(dòng)的影響。
(2)[2]接通電路后,本來靜止的小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn),說明小磁針受到了力的作用,這說明電流周圍產(chǎn)生了磁場(chǎng),小磁針放在磁場(chǎng)中受到力的作用。
[3]電流周圍存在磁場(chǎng)最早是由物理學(xué)家奧斯特發(fā)現(xiàn)的。
[4]小磁針在通電導(dǎo)體周圍會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng),這是為了表明電流周圍存在著磁場(chǎng),而這個(gè)磁場(chǎng)的有無跟導(dǎo)體中有無電流有關(guān),那么即使移去小磁針,電流周圍的磁場(chǎng)仍然存在,所以上述結(jié)論仍是成立的。
(3)[5]改變電流方向,則小磁針偏轉(zhuǎn)的方向發(fā)生改變,說明小磁針?biāo)艿牧Φ姆较虬l(fā)生了改變,而引起這個(gè)變化的是電流周圍的磁場(chǎng)方向改變了,所以電流周圍的磁場(chǎng)方向與電流方向有關(guān)。
(4)[6]通電導(dǎo)體周圍是否有磁場(chǎng),無法直接觀察,通過轉(zhuǎn)換法,讓小磁針的轉(zhuǎn)動(dòng)說明電流周圍存在磁場(chǎng),所以小磁針能證明磁場(chǎng)是否存在。
6.小華和小軍在老師辦公室看到一個(gè)如圖甲所示的儀器,用一根銅線和一個(gè)有兩排孔的平板玻璃制成,銅線依次穿過相鄰的孔繞成一個(gè)線圈。老師告訴他這是螺線管。于是,在老師的指導(dǎo)下,他和同學(xué)們一起把螺線管接入電路,探究其特點(diǎn)。
(1)他們把一個(gè)小磁針放在桌面上,小磁針靜止時(shí)指向南北方向。將螺線管通電后靠近該小磁針,發(fā)現(xiàn)小磁針發(fā)生_______,說明通電螺線管周圍存在磁場(chǎng)。
(2)接著,小華將細(xì)鐵屑均勻地灑在玻璃板上,輕輕敲擊玻璃板后,細(xì)鐵屑的排列情況如圖乙所示。
①觀察發(fā)現(xiàn)靠近螺線管兩端的地方鐵屑分布比較密集,說明螺線管兩端磁場(chǎng)比較_______。
②小華繼續(xù)仔細(xì)觀察細(xì)鐵屑的整體分布情況,發(fā)現(xiàn)通電螺線管外部的磁場(chǎng)分布與我們學(xué)過的_______磁體的磁場(chǎng)分布情況相似。
③隨后小軍在未通電的螺線管外部放置了八個(gè)小磁針,閉合開關(guān)磁針指向如圖丙所示,放入小磁針是為了顯示_______。
(3)法國(guó)科學(xué)家安培認(rèn)為,通電螺線管的磁場(chǎng)可以看成多個(gè)圓形通電線圈的磁場(chǎng)組合而成。他研究提出了著名的分子電流假說:在原子、分子等物質(zhì)微粒內(nèi)部,存在著一種_______電流——分子電流(由原子內(nèi)部電子的繞核運(yùn)動(dòng)形成的),分子電流使每個(gè)物質(zhì)微粒都成為微小的磁體,它的兩側(cè)相當(dāng)于兩個(gè)磁極。
【答案】偏轉(zhuǎn);強(qiáng);條形;磁場(chǎng)的方向;環(huán)形。
【解析】(1)[1]根據(jù)題意知道,靠近該小磁針,發(fā)現(xiàn)小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn),這是因?yàn)樾〈裴樖艿酱帕Φ淖饔?,運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生了改變,說明通電螺線管周圍存在磁場(chǎng)。
(2)①[2]磁鐵兩端的鐵屑較密集,說明磁鐵兩端的磁性較強(qiáng)。
②[3]由實(shí)驗(yàn)探究的結(jié)果知道,電螺線管外部磁場(chǎng)與條形磁體的磁場(chǎng)相似。
③[4]小磁針靜止時(shí)N極的指向與該點(diǎn)磁場(chǎng)的方向相同,所以小磁針的作用是顯示通電螺線管周圍磁場(chǎng)方向。
(3)[5]通電螺線管的磁場(chǎng)可以看成多個(gè)圓形通電線圈的磁場(chǎng)組合而成,所以安培認(rèn)為,在物質(zhì)內(nèi)部存在著一種環(huán)形電流——分子電流,分子電流使每個(gè)物質(zhì)微粒都成為微小的磁體。
題型05 安培定則
1.(多選)小磁針靜止在通電螺線管內(nèi)部,小磁針涂黑的一端為N極,如圖所示。則( )。
A.電源的a端是正極,通電螺線管的右端是N極;
B.電源的a端是負(fù)極,通電螺線管的右端是S極;
C.電源的b端是正極,通電螺線管的左端是N極;
D.電源的b端是負(fù)極,通電螺線管的左端是S極
【答案】BC。
【解析】由圖可知,小磁針的左端為N極,小磁針N極指向?yàn)榇艌?chǎng)的方向,小磁針在通電螺線管的內(nèi)部,所以通電螺線管內(nèi)部的磁場(chǎng)方向向左,通電螺線管外部磁場(chǎng)方向由N極指向S極,通電螺線管內(nèi)部磁場(chǎng)方向由S極指向N極,所以通電螺線管的右端為S極,左端為N極,由右手螺旋定則可知,電流從通電螺線管的右端流入,左端流出,所以電源的b端是正極,a端是負(fù)極。
故選BC。
2.如圖所示,閉合開關(guān)S,滑片P向右移動(dòng),則螺線管( )。
A.左端為S極,磁性增強(qiáng) B.左端為S極,磁性減弱
C.左端為N極,磁性增強(qiáng) D.左端為N極,磁性減弱
【答案】A。
【解析】電流從正極流向負(fù)極,從螺線管的右邊流向左邊,根據(jù)安培定則,四指彎曲方向與電流方向一致,大拇指所指就是N極方向,因此右端為N極左端為S極?;蛴乙苿?dòng),滑動(dòng)變阻器變大,電流變小,磁性減弱,故B符合題意,ACD不符合題意。故選B。
3.如圖甲是“奮斗”小組制作的“磁浮地球儀”。在地球儀中裝入條形磁鐵,底座中的電磁鐵就可將其穩(wěn)定地“漂浮”在空中,其工作原理如圖乙所示。下列判斷正確的是( )。
A.電磁鐵的上端為N極;
B.電源的左端為正極;
C.地球儀是通過異名磁極互相排斥實(shí)現(xiàn)“漂浮”的;
D.滑片P向左移動(dòng)可增加地球儀“漂浮”的高度
【答案】B。
【解析】A.懸浮地球儀的工作原理是同名磁極相互排斥,由圖乙可知,電磁鐵的上端是S極,故A錯(cuò)誤;
B.由安培定則可知,電流從螺線管的上端流入,所以電源的左端為正極,右端為負(fù)極,故B正確;
C.懸浮地球儀是通過同名磁極相互排斥來實(shí)現(xiàn)懸浮的,故C錯(cuò)誤;
D.滑片P向左移動(dòng)時(shí),滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻變大,電路中電流變小,電磁鐵磁性減弱,地球儀的懸浮高度減小,故D錯(cuò)誤。故選B。
4.攀枝花市某學(xué)校研學(xué)小組在探究通電螺線管磁場(chǎng)的實(shí)驗(yàn)中,小磁針和螺線箮放置于同水平面內(nèi),螺線管為東西朝向,小磁針可在水平面內(nèi)自由轉(zhuǎn)動(dòng)。開關(guān)S閉合后,小磁針的指向如圖所示,則電源A端為______(選填“正”或“負(fù)”)極。當(dāng)開關(guān)S斷開時(shí),小磁針N極將______(選填“不”、“向北”或“向南”)偏轉(zhuǎn)。
【答案】負(fù);向北。
【解析】[1]由小磁針靜止時(shí),其左端為N極,右端為S極,根據(jù)磁體間的相互作用規(guī)律可知,螺線管左端為N極,右端為S極;根據(jù)螺線管的線圈繞向,利用右手螺旋定則可以確定電流從螺線管的右端流入,左端流出,由于電流是從電源的正極流出,經(jīng)過外電路回到電源的負(fù)極,所以可以確定電源的A端為負(fù)極。
[2] 由于未斷開開關(guān)時(shí),小磁針是東西走向,斷開開關(guān)時(shí),小磁針由于受到地磁場(chǎng)的影響,N指向地磁南極,即地理北極,小磁針N極將向北偏轉(zhuǎn)。
5.在如圖所示的電路中,請(qǐng)用筆畫線代替導(dǎo)線將電路補(bǔ)全。要求:將滑動(dòng)變阻器和螺線管組成串聯(lián)電路,閉合開關(guān)后,螺線管左端為N極,且滑動(dòng)變阻器的滑片向左移動(dòng)時(shí),螺線管的磁性增強(qiáng)。
【解析】滑動(dòng)變阻器的滑片向左移動(dòng)時(shí),螺線管的磁性增強(qiáng),說明此過程通過螺線管的電流增大,此過程變阻器接入電路的阻值變小,所以變阻器下邊的接線柱接在左邊。螺線管左端為N極,據(jù)安培定則知,螺線管中的電流是向上的,即電流是由螺線管右端流入左端流出的,那么螺線管的右端與變阻器的下接線柱相連,左端與電源的負(fù)極相連,作圖如下:
6.放有條形磁體的小車靜止在水平地而上,閉合開關(guān)S,條形磁體因受磁力向左運(yùn)動(dòng),請(qǐng)?jiān)趫D中括號(hào)里標(biāo)明電源左端的極性和電磁鐵右端的磁極。
【解析】閉合開關(guān)S,條形磁體因受磁力向左運(yùn)動(dòng),說明條形磁體受到了一個(gè)向左的排斥力,已知條形磁體左端為S極、右端為N極,根據(jù)同名磁極相互排斥可確定通電螺線管的左端是N極、右端為S極;根據(jù)安培定則,大拇指指向通電螺線管的N極,則電流從電磁鐵右側(cè)流入,所以電源的右端為正極,左端是負(fù)極,如圖所示:
7.通電螺線管左側(cè)放一條形磁體,閉合開關(guān)后,小磁針靜止在如圖所示的位置。請(qǐng)標(biāo)出:(1)電源右側(cè)的極性(用“+”或“-”表示);(2)a點(diǎn)磁感線方向;(3)小磁針靜止時(shí)右端的磁極(用“N”或“S”表示)。
【解析】根據(jù)通電螺線管和條形磁體之間的磁感線可判斷,通電螺線管的左端與條形磁體的右端是同名磁極,都是S極,根據(jù)安培定則可判斷,電源的左側(cè)為正極、右側(cè)為負(fù)極;磁體周圍的磁感線是從磁體N極出來,回到磁體的S極,所以a點(diǎn)的磁感線方向指向條形磁體的S極;根據(jù)異名磁極相互吸引的規(guī)律可知,小磁針靜止時(shí)左端為S極,右端為N極。如圖所示
題型06 電磁鐵
1.圖甲是磁懸浮臺(tái)燈,燈泡內(nèi)部裝有磁體和半導(dǎo)體芯片,燈座內(nèi)有如圖乙所示電磁鐵。燈座通電后,燈泡會(huì)懸浮在燈座上方,半導(dǎo)體芯片發(fā)光。下列說法正確的是( )。
A. 發(fā)光的半導(dǎo)體芯片電阻為零;
B. 燈泡懸浮是利用同名磁極相互排斥的原理;
C. 通電后電磁鐵具有磁性說明磁能生電;
D. 通電后電磁鐵的下端為S極
【答案】B。
【解析】A.半導(dǎo)體的導(dǎo)電性能介于導(dǎo)體和絕緣體之間,具有一定的電阻值,因此半導(dǎo)體芯片的電阻不為0,故A錯(cuò)誤;
B.同名磁極相互排斥、異名磁極相互吸引,燈泡懸浮利用了同名磁極相互排斥的原理,故B正確;
C.電磁鐵是利用電流的磁效應(yīng)工作的,當(dāng)電流流過電磁鐵線圈時(shí),電磁鐵就具有磁性,說明電能生磁,故C錯(cuò)誤;
D.電流從電磁鐵線圈的上端流入,由安培定則可判斷電磁鐵的下端為N極,故D錯(cuò)誤。故選B。
2.如圖所示,用漆包線(導(dǎo)線表面涂有絕緣漆)繞在圓筒上做成了一個(gè)螺線管,用來研究通電螺線管磁性強(qiáng)弱與哪些因素有關(guān)。閉合開關(guān)后,發(fā)現(xiàn)該通電螺線管的磁性較弱,下列措施能夠使它的磁性增強(qiáng)的是( )。
A.在圓筒中插入一根鐵芯B.減少線圈匝數(shù)
C.滑動(dòng)變阻器的滑片P向右滑動(dòng)D.將電源正負(fù)極互換
【答案】A。
【解析】影響通電螺線管磁性強(qiáng)弱的因素有:電流的強(qiáng)弱、線圈的匝數(shù)及鐵芯的有無。
A.在圓筒中插入鐵芯,能增強(qiáng)通電螺線管的磁性,故A符合題意;
B.減少線圈匝數(shù),會(huì)減小通電螺線管的磁性,故B不符合題意;
C.圖示中的滑動(dòng)變阻器滑片向右移動(dòng)是,變阻器接入電路的阻值變大,則通過電路的電流減小,那么螺線管的磁性會(huì)減弱,故C不符合題意;
D.將電源正負(fù)極互換,只能改變通過螺線管的電流,不會(huì)影響其磁性的強(qiáng)弱,故D不符合題意。
故選A。
3.如圖所示電路,開關(guān)S接到a后,電磁鐵左端為______極,小磁針靜止時(shí),A端是______極。將開關(guān)S由a換到b,調(diào)節(jié)變阻器的滑片P,保持電流表的示數(shù)不變,電磁鐵的磁性______(選填“增強(qiáng)”、“減弱”或“不變”)。
【答案】N;N;減弱。
【解析】[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。
[2]通電螺線管的左端為N極,右端為S極;根據(jù)同名磁極相互排斥,異名磁極相互吸引可知,小磁針的A端是N極。
[3]在此實(shí)驗(yàn)裝置中,保持電流不變,將開關(guān)S由a換到b,則減少了線圈的匝數(shù),因此通電螺線管的磁性減弱。
4.在“研究電磁鐵”實(shí)驗(yàn)的一組示意圖中,其中 A、B、C三圖線圈的匝數(shù)相同,而D圖中線圈的匝數(shù)是前面圖的2倍,已知I2>I1,則比較圖 A、C可知:外形相同的電磁鐵,______一定時(shí),電流越 ______,電磁鐵磁性越強(qiáng)。
【答案】線圈匝數(shù);大。
【解析】[1][2]比較圖A、C可知:外形相同的電磁鐵,線圈的匝數(shù)相同,電流不同,電流越大,電磁鐵吸引的大頭針的個(gè)數(shù)越多,磁性越強(qiáng),故結(jié)論為:在線圈匝數(shù)一定時(shí),電流越大,電磁鐵磁性越強(qiáng)。
5.如圖是研究電磁鐵磁性強(qiáng)弱的實(shí)驗(yàn)裝置,其中E是電磁鐵。只利用此裝置可以研究電磁鐵磁性強(qiáng)弱與______是否有關(guān)。閉合開關(guān)S后,發(fā)現(xiàn)電磁鐵吸引起少量大頭針。為了讓電磁鐵能吸引起更多的大頭針,只利用圖中的器材,可以將滑動(dòng)變阻器滑片向______移動(dòng)。(選填“左”或“右”)
【答案】電流強(qiáng)度;左。
【解析】[1]由圖中可知,移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片的位置,可以改變滑動(dòng)變阻器接入電路中阻值的大小,從而改變電路中電流的大小,故利用此裝置可以用來探究電磁鐵磁性強(qiáng)弱與電流強(qiáng)度是否有關(guān)。
[2]為了讓電磁鐵能吸引更多的大頭針,應(yīng)增大電磁鐵的磁性,即要增大電路中的電流,應(yīng)減小滑動(dòng)變阻器接入電路中的阻值,故應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片向左移動(dòng)。
6.在探究“影響電磁鐵磁性強(qiáng)弱的因素”的實(shí)驗(yàn)中,小明制成簡(jiǎn)易電磁鐵甲、乙,并設(shè)計(jì)了如圖所示的電路。
(1)實(shí)驗(yàn)中,通過觀察_______來判斷電磁鐵磁性的強(qiáng)弱;
(2)根據(jù)圖示的情景可知,_______(選填“甲”或“乙”)吸引的大頭針個(gè)數(shù)較多,說明電流一定時(shí),線圈的匝數(shù)越多,電磁鐵的磁性越_______(選填“強(qiáng)”或“弱”);當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片向左移動(dòng)時(shí),電磁鐵甲、乙吸引大頭針的個(gè)數(shù)增加,說明電流越_______,電磁鐵的磁性越強(qiáng);
(3)根據(jù)右手螺旋定則,可判斷出乙電磁鐵的上端是_______(選填“N”或“S”)極;
(4)電磁鐵吸引的大頭針下端分散的原因是_______。
【答案】吸引大頭針的數(shù)量;甲;強(qiáng);大;S;見解析。
【解析】(1)[1]電磁鐵的磁性強(qiáng)弱無法用眼睛直接觀察,通過電磁鐵吸引大頭針的多少來反映磁性的強(qiáng)弱。
(2)[2][3]由圖知,兩電磁鐵串聯(lián),電流相等,甲的線圈匝數(shù)較多,甲吸引的大頭針較多,說明電流相同,線圈匝數(shù)越多,電磁鐵的磁性越強(qiáng);
[4]由圖知,當(dāng)滑動(dòng)變阻器滑片向左移動(dòng)時(shí),滑動(dòng)變阻器的電阻變小,電路中的電流變大,電磁鐵甲、乙的磁性增強(qiáng),吸引大頭針的個(gè)數(shù)都增加,所以在線圈匝數(shù)一定時(shí),電流越大,電磁鐵磁性越強(qiáng);
(3)[5]電流從電源的正極流出,經(jīng)滑動(dòng)變阻器后從乙的上端流入,根據(jù)右手螺旋定則,讓右手四根手指順著電流的方向握住螺線管,伸開大拇指后指向乙電磁鐵的下端,故下端為乙電磁鐵的N極,上端是S極。
(4)[6]大頭針被磁化,大頭針下端的磁極相同,互相排斥,所以下端分散。
題型07 電磁繼電器
1.如圖是一種溫度自動(dòng)報(bào)警器的原理圖,在水銀溫度計(jì)中封入一段金屬絲下端所指示的溫度為90℃,下列說法錯(cuò)誤的是( )。
A.報(bào)警器利用了水銀導(dǎo)電和熱脹冷縮的性質(zhì);
B.報(bào)警器利用了電磁鐵通電時(shí)有磁性斷電時(shí)磁性消失的特點(diǎn);
C.報(bào)警器中,水銀溫度計(jì)和電磁鐵串聯(lián)在電路中;
D.溫度達(dá)到90℃時(shí),報(bào)警器中的燈亮同時(shí)鈴響
【答案】D。
【解析】A.報(bào)警器利用水銀導(dǎo)電,即當(dāng)?shù)竭_(dá)警戒溫度時(shí),水銀與金屬絲聯(lián)通,構(gòu)成了閉合回路,故電鈴響,故利用的是水銀的導(dǎo)電性,溫度計(jì)的工作原理就是水銀的熱脹冷縮,故A正確,A不符合題意;
B.報(bào)警器就是利用了電磁鐵通電時(shí)有磁性,電鈴響,斷電時(shí)磁性消失,燈泡亮的特點(diǎn)的,故B正確,B不符合題意;
C.如圖所示,報(bào)警器中,水銀溫度計(jì)和電磁鐵首尾相連,故串聯(lián)在電路中,故C正確,C不符合題意;
D.溫度達(dá)到90℃時(shí),報(bào)警器中的鈴響燈滅,而沒有到達(dá)警戒水位時(shí),電鈴不響,燈泡亮,故D錯(cuò)誤,D符合題意。故選D。
2.創(chuàng)新小組的同學(xué)們?yōu)閷W(xué)校食堂設(shè)計(jì)了一個(gè)可自動(dòng)注水的儲(chǔ)水池。如圖是它的簡(jiǎn)化裝置圖,電源電壓一定。控制電路中,RN為壓敏電阻,其阻值隨壓力的變化而變化,R0為定值電阻。閉合開關(guān)S1、S2,當(dāng)池中水位上升到一定高度時(shí),觸點(diǎn)分離,工作電路斷開,注水裝置自動(dòng)停止注水,當(dāng)池中水位下降到一定位置時(shí),觸點(diǎn)連接,工作電路接通,注水裝置自動(dòng)開始注水。下列分析正確的是( )。
A水位上升時(shí),電磁鐵磁性變?nèi)魾水位上升時(shí),通過R0電流變小
C水位下降時(shí),R0的電功率變大D水位下降時(shí),RN的阻值會(huì)變大
【答案】D。
【解析】AB.水位上升時(shí),向池中注水,觸點(diǎn)接觸,當(dāng)注滿水時(shí),觸點(diǎn)分離,說明RN電阻逐漸減小,電流變大,磁性變強(qiáng),將銜鐵吸引到下面,故AB錯(cuò)誤;
CD.水位下降時(shí),需要注水,觸點(diǎn)接觸,電磁鐵磁性減弱,故RN的阻值會(huì)變大,電流變小,根據(jù)P=I2R可知,R0的電功率變小,故C錯(cuò)誤,D正確。故選D。
3.(多選)如圖所示是燃油汽車啟動(dòng)裝置的電路簡(jiǎn)圖。汽車啟動(dòng)時(shí),需將鑰匙插入儀表盤上的鑰匙孔并旋轉(zhuǎn),則下列分析正確的是( )。
A.旋轉(zhuǎn)鑰匙相當(dāng)于閉合開關(guān);
B.電磁鐵是利用電流的熱效應(yīng)來工作的;
C.電磁鐵通電后電磁鐵的上端為N極;
D.電動(dòng)機(jī)工作時(shí)將電能全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能
【答案】AC。
【解析】A.將鑰匙插入儀表板上的鑰匙孔并旋轉(zhuǎn),汽車啟動(dòng),所以旋轉(zhuǎn)鑰匙相當(dāng)于閉合開關(guān),故A正確;
B.電磁鐵是利用電流的磁效應(yīng)來工作的,故B錯(cuò)誤;
C.讀圖可知,電流從電磁鐵的上端流入,用右手握住電磁鐵,使彎曲的四指指向電流的方向,則大拇指所指的上端為電磁鐵的N極,故C正確;
D.電動(dòng)機(jī)能夠?qū)㈦娔艽蟛糠洲D(zhuǎn)化為機(jī)械能,但也會(huì)產(chǎn)生一少部分內(nèi)能,故D錯(cuò)誤。
故選AC。
4.如圖所示,R0是一個(gè)光敏電阻,光敏電阻的阻值隨光照強(qiáng)度的增加而減小,R是電阻箱(已調(diào)至合適阻值),它們和繼電器組成自動(dòng)控制電路來控制路燈,白天燈熄,夜晚燈亮。下列說法正確的是( )。
A.白天流過R0的電流比夜晚大;
B.給路燈供電的電源應(yīng)接在b、c兩端;
C.白天R0兩端的電壓比夜晚大;
D.白天,如果將電阻箱R的阻值調(diào)大則路燈也可能變成亮
【答案】AD。
【解析】A.由電路圖可知,兩個(gè)電阻串聯(lián),因?yàn)榘滋鞎r(shí),光敏電阻的阻值隨光照強(qiáng)度的增加而減小,可知白天電路中的總電阻小,則流過R0的電流比夜晚大,故A正確;
B.光敏電阻的電阻值隨光照強(qiáng)度的增大而減小,所以白天時(shí)光敏電阻的電阻值小,電路中的電流值大,電磁鐵將被吸??;繼電器的動(dòng)觸點(diǎn)與c接通;晚上時(shí)的光線暗,光敏電阻的電阻值大,電路中的電流值小,所以繼電器的動(dòng)觸點(diǎn)與b接通,所以要達(dá)到晚上燈亮,白天燈滅,則路燈應(yīng)接在ab之間,故B錯(cuò)誤;
C.白天時(shí),有光照,光敏電阻阻值較小,由上述分析可知電路中的電流較大,根據(jù)U=IR可知,電阻箱兩端電壓會(huì)比晚上的大,且電源電壓不變,根據(jù)串聯(lián)分壓可知,白天R0兩端的電壓比夜晚小,故C錯(cuò)誤;
D.由電路結(jié)構(gòu)可知,當(dāng)電阻箱R的阻值變大時(shí),電路中的電流變小,路燈亮,因此白天如果將電阻箱R的阻值調(diào)大,路燈也可能發(fā)光,故D正確。故選AD。
5.如圖甲所示的智能電梯在有、無人乘坐時(shí)會(huì)以不同的速度運(yùn)行,這樣可以節(jié)約用電。圖乙所示是其控制電路圖,R是一個(gè)壓敏電阻,其阻值隨壓力的減小而增大。當(dāng)有人走下電梯后,左側(cè)電路中電流______(選填“增大”、“減小”或“不變”),則圖中電磁鐵的磁性將______(選填“增強(qiáng)”、“減弱”或“不變”),電動(dòng)機(jī)的功率將______(選填“變大”、“變小”或“不變”)。
【答案】減??;減弱;變小。
【解析】[1][2]當(dāng)有人走下電梯后,壓力減小,壓敏電阻阻值增大,故左側(cè)電路中電流減小,電磁鐵磁性減弱。
[3]電磁繼電器銜鐵與觸頭1接通,電動(dòng)機(jī)與R1串聯(lián),R1分壓,電動(dòng)機(jī)電壓變小,功率變小。
6.2021年12月9日,三位航天員在我國(guó)自己的空間站為我們上了一堂生動(dòng)的太空課,葉光富老師讓我們親眼目睹了心肌細(xì)胞跳動(dòng)有力,心肌細(xì)胞需要在恒溫箱中培養(yǎng),如圖甲所示為一恒溫箱溫控電路,控制電路電源電壓為24V,電熱絲和熱敏電阻R均置于恒溫箱內(nèi),熱敏電阻R的阻值隨溫度變化關(guān)系如圖乙所示。恒溫箱溫控電路工作原理是:當(dāng)電流小于0.6A時(shí),電熱絲通電加熱;當(dāng)電流大于0.8A時(shí),電熱絲停止加熱。
(1)則加熱電路電源應(yīng)接在______(選填“a、b”“c、d”或“e、f”)兩端;
(2)當(dāng)滑動(dòng)變阻器R' =20Ω時(shí),通過計(jì)算說明恒溫箱內(nèi)的溫控范圍;( )
(3)當(dāng)溫度為30℃,R' =25Ω時(shí),滑動(dòng)變阻器工作1min產(chǎn)生的熱量。( )
【答案】a、b;20~50℃;540J。
【解析】(1)由圖可知,加熱電路的通斷依靠電磁繼電器實(shí)現(xiàn)的,當(dāng)電流小于0.6A時(shí),電磁鐵磁性很弱,不足以將銜鐵吸下,此時(shí)動(dòng)觸點(diǎn)將加熱絲的電路接通,若在a、b處接電源,加熱電熱絲通電加熱;當(dāng)電流大于0.8A時(shí),電磁鐵磁性增強(qiáng),將銜鐵吸下,加熱絲電路切斷,電熱絲停止加熱。若電源接c、d則電熱絲一直通電加熱;若電源接e、f則電熱絲與電源不通。綜上可得,應(yīng)將電源接在a、b兩端。
(2)滑動(dòng)變阻器R'=20Ω,電流I1=0.6A時(shí),由可知電路的總電阻
此時(shí)熱敏電阻的阻值R1=R總-R'=40Ω-20Ω=20Ω
由圖像知,熱敏電阻的阻值為20Ω時(shí),對(duì)應(yīng)的溫度為20℃,即溫度為20℃時(shí),電熱絲通電加熱;當(dāng)電流I2=0.8A時(shí),由可知電路的總電阻;
此時(shí)熱敏電阻的阻值R1'=R總'-R'=30Ω-20Ω=10Ω
由圖像知,熱敏電阻的阻值為10Ω時(shí),對(duì)應(yīng)的溫度為50℃,即溫度為50℃時(shí),電熱絲停止加熱。所以恒溫箱內(nèi)的溫控范圍為20℃~50℃。
(3)根據(jù)圖乙知,當(dāng)溫度為30℃時(shí),熱敏電阻R的阻值為15Ω,由串聯(lián)電路電阻的規(guī)律和歐姆定律知,此時(shí)電路的電流為
滑動(dòng)變阻器工作1min產(chǎn)生的熱量為Q=(I3)2R″t=(0.6A)2×25Ω×60s=540J
答:(1)加熱電路電源應(yīng)接在a、b兩端;(2)當(dāng)滑動(dòng)變阻器R'=20Ω時(shí),恒溫箱內(nèi)的溫控范圍為20℃~50℃;(3)當(dāng)溫度為30℃,R'=25Ω時(shí),滑動(dòng)變阻器工作1min產(chǎn)生的熱量為540J。
題型08 磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線的作用
1.下列家用電器中,主要利用“磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)體有力的作用”這一原理工作的是( )。
A.電風(fēng)扇B.電飯煲C.微波爐D.冰箱
【答案】A。
【解析】A.電風(fēng)扇利用了通電線圈在磁場(chǎng)中受力從而產(chǎn)生了運(yùn)動(dòng),故A符合題意;
B.電飯煲主要利用了電流的熱效應(yīng)發(fā)熱,故B不符合題意;
C.微波爐利用食物在微波場(chǎng)中吸收微波能量而使自身加熱的烹飪器具,故C不符合題意;
D.電冰箱用低沸點(diǎn)的制冷劑,汽化時(shí)吸收熱量以達(dá)到制冷的目的制成的,故D不符合題意。
故選A。
2.如圖所示,閉合開關(guān),銅棒向右運(yùn)動(dòng),為使開關(guān)閉合后銅棒向左運(yùn)動(dòng),下列操作可行的是( )。
A.換用更細(xì)的銅棒 B.將磁體的N、S極對(duì)調(diào)
C.向左移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片 D.將電源正、負(fù)極和磁體N、S同時(shí)對(duì)調(diào)
【答案】B。
【解析】A.換用更細(xì)的銅棒,使電阻變大電流變小,但不能改變受力的方向,所以A錯(cuò)誤,故A不符合題意;
B.將磁體的N、S極對(duì)調(diào),磁場(chǎng)方向改變,則通電導(dǎo)體的受力方向改變,銅棒向左運(yùn)動(dòng),所以B正確,故B符合題意;
C.向左移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片,只能改變電流的大小,不能改變電流的方向,所以C錯(cuò)誤,故C不符合題意;
D.將電源正負(fù)極對(duì)調(diào),同時(shí)將磁體磁極對(duì)調(diào),影響磁場(chǎng)力方向的兩個(gè)因素同時(shí)改變,則通電導(dǎo)體的受力方向不變,銅棒仍然向右運(yùn)動(dòng),所以D錯(cuò)誤,故D不符合題意。故選D。
3.如圖所示,磁鐵上下擺放形成穩(wěn)定磁場(chǎng),取閉合回路的一部分直導(dǎo)體ab沿東西方向放置于兩磁鐵中間,當(dāng)閉合開關(guān),該磁場(chǎng)對(duì)導(dǎo)體ab產(chǎn)生向北的作用力,則下列哪種方式可以使得該磁場(chǎng)對(duì)導(dǎo)體ab的作用力方向向東( )。
導(dǎo)體ab沿東西方向放置
A.導(dǎo)體ab沿南北方向B.導(dǎo)體ab沿南北方向
C.導(dǎo)體ab沿東西方向 D.導(dǎo)體ab沿東西方向
【答案】B。
【解析】A.根據(jù)左手定則,電流由南向北,磁感線朝下,受力向西,故A不符合題意;
B.根據(jù)左手定則,電流由北向南,磁感線朝下,受力向東,故B符合題意;
C.根據(jù)左手定則,電流由東向西,磁感線朝下,受力向南,故C不符合題意;
D.根據(jù)左手定則,電流由東向西,磁感線朝上,受力向北,故D不符合題意。故選B。
4.如圖所示的實(shí)驗(yàn)中,閉合開關(guān),觀察到鋁棒向左運(yùn)動(dòng),實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象說明磁場(chǎng)對(duì)____________有力的作用,利用這一原理可以制成____________機(jī);斷開開關(guān),對(duì)調(diào)電源正、負(fù)兩極,重新接入電路,再次閉合開關(guān),觀察到鋁棒向____________運(yùn)動(dòng)。
【答案】①通電導(dǎo)體;②電動(dòng);③右。
【解析】[1]通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受到力的作用。鋁棒在磁場(chǎng)中,閉合開關(guān),鋁棒通電,鋁棒由靜止向左運(yùn)動(dòng),說明磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)體有力的作用。
[2]電動(dòng)機(jī)就是利用了通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受到力的作用這一原理制成的。
[3]對(duì)調(diào)電源正、負(fù)兩極,改變了導(dǎo)體中電流的方向,再次閉合開關(guān),鋁棒將向與之前相反的方向運(yùn)動(dòng),故鋁棒向右運(yùn)動(dòng)。
5.如圖所示,放在磁場(chǎng)中的導(dǎo)體棒ab通過水平光滑金屬導(dǎo)軌與螺線管、開關(guān)和電源構(gòu)成閉合回路,可自由轉(zhuǎn)動(dòng)的小磁針靜止在圖示位置。
(1)在圖中標(biāo)出閉合開關(guān)瞬間螺線管中電流方向、螺線管左端的極性和小磁針N極的偏轉(zhuǎn)方向______;
(2)閉合開關(guān)后導(dǎo)體棒將沿______(選填“水平”或“豎直”)方向運(yùn)動(dòng)。
【答案】如圖;水平。
【解析】(1)[1]由圖可知,電流從螺線管的右側(cè)流入,左側(cè)流出,根據(jù)安培定則可知,螺線管的左端為S極,右端為N極;異名磁極相互吸引,同名磁極相互排斥,則小磁針順時(shí)針偏轉(zhuǎn);如圖所示:
題型09 電動(dòng)機(jī)及其工作原理
1.下列裝置,主要部件不是電動(dòng)機(jī)的是( )。
A.電飯鍋 B.吸塵器 C.洗衣機(jī) D.吸排油煙機(jī)
【答案】A。
【解析】電動(dòng)機(jī)在工作過程中將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能
A.電飯鍋主要是把電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,故A符合題意;
BCD.吸塵器、洗衣機(jī)、吸排油煙機(jī)工作時(shí)都是將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,與電動(dòng)機(jī)原理相同,故BCD不符合題意。
2.圖示為直流電動(dòng)機(jī)的工作原理圖。線圈abcd處于向右的磁場(chǎng)中,兩個(gè)銅半環(huán)E和F跟線圈兩端相連,可隨線圈一起轉(zhuǎn)動(dòng),兩半環(huán)中間斷開,彼此絕緣;A和B是電刷,它們分別跟兩個(gè)半環(huán)接觸,使電源和線圈組成閉合電路。在圖示位置,電流沿dcba流過線圈,dc邊受到磁場(chǎng)的作用力向下,則( )。
A.線圈在圖示位置時(shí),ab邊受到磁場(chǎng)的作用力向下;
B.線圈由圖示位置轉(zhuǎn)過180時(shí),電流沿dcda流過線圈;
C.線圈由圖示位置轉(zhuǎn)過180°時(shí),dc邊受到磁場(chǎng)的作用力向下;
D.線圈由圖示位置轉(zhuǎn)過180°時(shí),ab邊受到磁場(chǎng)的作用力向下
【答案】D。
【解析】通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受力方向與電流方向、磁場(chǎng)方向有關(guān),其中之一發(fā)生改變,則受力方向發(fā)生改變。
A.根據(jù)題意知道,此時(shí)dc邊受到磁場(chǎng)的作用力向下,由于ab邊中電流方向與dc中電流方向相反,而磁場(chǎng)方向相同,所以ab邊受到磁場(chǎng)的作用力與dc邊受到磁場(chǎng)的作用力相反,即ab邊受到磁場(chǎng)的作用力向上,故A錯(cuò)誤;
B.由圖知道,線圈由圖示位置轉(zhuǎn)過180時(shí),電流沿abcd流過線圈,故B錯(cuò)誤;
C.線圈由圖示位置轉(zhuǎn)過180°時(shí),dc邊中電流的方向反向,則受力方向改變,即dc邊受到磁場(chǎng)的作用力向上,故C錯(cuò)誤;
D.線圈由圖示位置轉(zhuǎn)過180°時(shí),ab邊中電流的方向反向,則受力方向改變,即ab邊受到磁場(chǎng)的作用力向下,故D正確。故選D。
3.如圖所示,小明同學(xué)做了一個(gè)小直流電動(dòng)機(jī)模型。同學(xué)們圍著觀看線圈的持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng),一起分享著他的成果。下列關(guān)于此直流電動(dòng)機(jī)模型的說法,你認(rèn)為正確的是( )。
A.此電動(dòng)機(jī)模型是根據(jù)電磁感應(yīng)的原理制成的;
B.線圈兩端(作為轉(zhuǎn)軸)的漆皮應(yīng)全部刮去,這樣才可持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng);
C.轉(zhuǎn)動(dòng)過程中,CD邊始終受方向不變的磁場(chǎng)力;
D.線圈兩端(作為轉(zhuǎn)軸)的漆皮應(yīng)一端全部刮去,另一端刮去半周,這樣才可持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)下去
【答案】D。
【解析】A.電動(dòng)機(jī)是利用通電線圈在磁場(chǎng)中受力的作用制成的,工作時(shí)將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。故A錯(cuò)誤;
B.線圈兩端(作為轉(zhuǎn)軸)的漆皮若全部刮去,則線圈轉(zhuǎn)過平衡位置時(shí),由于線圈中的電流方向不變,則線圈始終受到一個(gè)方向不變的力,因此線圈不能持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng),故B錯(cuò)誤;
CD.為了使線圈能持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng),采取的辦法是將線圈兩端引線的漆皮一端全部刮掉,另一端只刮半周,這樣就可以讓線圈轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)有半周通電受力轉(zhuǎn)動(dòng),另外半周不通電依靠慣性繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng),從而實(shí)現(xiàn)連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)。故C錯(cuò)誤,D正確。故選D。
4.下列與電動(dòng)機(jī)工作原理相同的是( )。
A.B. C.D.
【答案】D。
【解析】A.奧斯特實(shí)驗(yàn)說明通電導(dǎo)體周圍存在磁場(chǎng),故A不符合題意;
B.電磁繼電器利用了電磁鐵原理,故B不符合題意;
C.電磁感應(yīng)現(xiàn)象是發(fā)電機(jī)的原理,故C不符合題意;
D.通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受力運(yùn)動(dòng),是電動(dòng)機(jī)的原理,故D符合題意。
5.在直流電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)中,換向器的作用是( )。
A.改變磁感線的方向 B.改變線圈的轉(zhuǎn)動(dòng)方向
C.改變線圈中的電流方向 D.使線圈中的電流方向和轉(zhuǎn)動(dòng)方向同時(shí)改變
【答案】C。
【解析】換向器的作用就是自動(dòng)改變線圈中的電流方向,使線圈能夠持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)。
6.如圖所示,是某同學(xué)在科技節(jié)上展示的作品結(jié)構(gòu)圖。該作品的工作原理是通電線圈在______中受力轉(zhuǎn)動(dòng),它就是一個(gè)自制的______機(jī)模型圖。
【答案】①磁場(chǎng);②電動(dòng)。
【解析】[1]通電線圈中有電流通過,線圈在磁體的磁場(chǎng)周圍,線圈能受力轉(zhuǎn)動(dòng),說明磁場(chǎng)對(duì)電流有力的作用。
[2]該模型是先通電,然后線圈轉(zhuǎn)動(dòng)起來,將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,是一個(gè)自制的電動(dòng)機(jī)模型。
7.如圖所示是一種動(dòng)圈式耳機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。當(dāng)音圈中有大小和方向反復(fù)變化的電流通過時(shí),音圈帶動(dòng)音膜振動(dòng)發(fā)聲,這是由于磁場(chǎng)對(duì)______有力的作用,此現(xiàn)象中能量的轉(zhuǎn)化情況是______。
【答案】通電導(dǎo)體(電流);電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。
【解析】[1]由于電流周圍存在磁場(chǎng),磁場(chǎng)與磁場(chǎng)間有力的作用,所以通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中會(huì)受到力的作用,音圈帶動(dòng)音膜振動(dòng)發(fā)聲,這是由于磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)體有力的作用。
[2]耳機(jī)工作的過程中,消耗電能,使音膜振動(dòng),即將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。
題型10 產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件
1.下列關(guān)于電與磁的說法中正確的是( )。
A.發(fā)電機(jī)能夠把機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能;
B.導(dǎo)體中的負(fù)電荷在做定向移動(dòng)時(shí)不一定產(chǎn)生磁場(chǎng);
C.導(dǎo)體在磁場(chǎng)中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí),導(dǎo)體中就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流;
D.電磁鐵磁性強(qiáng)弱只與通過電磁鐵線圈的電流大小有關(guān)
【答案】A。
【解析】A.發(fā)電機(jī)的工作原理是電磁感應(yīng)現(xiàn)象,工作時(shí)機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能,故A正確;
B.正負(fù)電荷的定向移動(dòng)都能形成電流,電流的周圍存在磁場(chǎng),故B錯(cuò)誤;
C.閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場(chǎng)中做切割磁感線運(yùn)動(dòng),會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流,故C錯(cuò)誤;
D.電磁鐵磁性強(qiáng)弱與通過電磁鐵線圈的電流大小和匝數(shù)有關(guān),故D錯(cuò)誤。故選A。
2.在科學(xué)晚會(huì)上,小明所在的科技小組展示了一個(gè)“隔物推物”的節(jié)目,其原理如圖所示,甲、乙兩線圈分別懸掛在兩個(gè)蹄形磁鐵的磁場(chǎng)中,兩線圈通過導(dǎo)線連接構(gòu)成一個(gè)閉合電路。用手推動(dòng)甲線圈擺動(dòng)時(shí),乙線圈會(huì)隨之?dāng)[動(dòng)。對(duì)于這個(gè)過程下列說法正確的是( )。
A.甲線圈相當(dāng)于用電器,乙線圈相當(dāng)于電源 B.推動(dòng)甲線圈擺動(dòng)時(shí)機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能
C.乙線圈隨之?dāng)[動(dòng)時(shí)機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能 D.乙線圈擺動(dòng)是電磁感應(yīng)現(xiàn)象
【答案】B。
【解析】A.推動(dòng)甲線圈擺動(dòng)時(shí),甲線圈做切割磁感線的運(yùn)動(dòng),產(chǎn)生感應(yīng)電流;乙線圈通電,在磁場(chǎng)中受力的作用而運(yùn)動(dòng),所以甲相當(dāng)于電源,乙相當(dāng)于用電器,故A錯(cuò)誤;
B.推動(dòng)甲線圈擺動(dòng)時(shí),甲線圈做切割磁感線的運(yùn)動(dòng),產(chǎn)生感應(yīng)電流,相當(dāng)于發(fā)電機(jī),機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能,故B正確;
C.乙線圈通電,在磁場(chǎng)中受力的作用而運(yùn)動(dòng),相當(dāng)于電動(dòng)機(jī)的原理,是電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,故C錯(cuò)誤;
D.乙線圈通電后擺動(dòng)是通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受力的作用,相當(dāng)于電動(dòng)機(jī)的原理,故D錯(cuò)誤。
故選B。
3.(多選)手機(jī)無線充電方便了人們的生活,如圖所示,它的原理是送電線圈通過一定頻率的交流電,線圈的周圍形成交變的磁場(chǎng),通過電磁感應(yīng)在受電線圈中產(chǎn)生一定的感應(yīng)電流,從而將能量從發(fā)射端轉(zhuǎn)移到接收端。關(guān)于無線充電下列說法中正確的是( )。
A.利用受電線圈的原理可以制成電動(dòng)機(jī) B.送電線圈是利用電磁感應(yīng)原理工作的
C.受電線圈的原理與發(fā)電機(jī)工作原理相同 D.手機(jī)充電時(shí)將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能
【答案】CD。
【解析】ABC.充電板內(nèi)的送電線圈產(chǎn)生交變磁場(chǎng),利用的是電流的磁效應(yīng);手機(jī)內(nèi)的受電線圈感應(yīng)到電磁信號(hào),產(chǎn)生感應(yīng)電流給手機(jī)電池充電,這是電磁感應(yīng)現(xiàn)象,即受電線圈是利用電磁感應(yīng)原理產(chǎn)生感應(yīng)電流的;發(fā)電機(jī)也是利用電磁感應(yīng)原理工作的,但電動(dòng)機(jī)不是利用該原理工作的,故AB錯(cuò)誤,C正確;
D.手機(jī)充電的過程中,消耗了電能,將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能,故D正確。
故選CD。
4.如圖所示,AB和CD是兩根固定且平行的水平金屬導(dǎo)軌,符號(hào)“×”表示垂直于紙面指向紙而里的磁場(chǎng)的磁感線?,F(xiàn)將銅棒EF和GH垂直放在金屬導(dǎo)軌上,當(dāng)拉動(dòng)GH使其向左或向右移動(dòng)時(shí),發(fā)現(xiàn)EF也向左或向右移動(dòng)。則GH棒上發(fā)生的能量的轉(zhuǎn)化是__________;請(qǐng)解釋發(fā)生上述現(xiàn)象的原因_______。
【答案】機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能;EF導(dǎo)體,有電流通過,通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受力,會(huì)運(yùn)動(dòng)。
【解析】[1]因?yàn)镚H運(yùn)動(dòng),在磁場(chǎng)中切割磁感線,在GH中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流,故發(fā)生的能量轉(zhuǎn)化是把機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能。
[2]拉動(dòng)GH使其向左或向右移動(dòng)時(shí),GH在磁場(chǎng)中切割磁感線,會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流,可以把GH當(dāng)作電源,把電流提供給EF,這時(shí)EF相當(dāng)于通電導(dǎo)體放入磁場(chǎng)中,通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受力,所以也會(huì)向左或向右運(yùn)動(dòng)。
5.同學(xué)們做實(shí)驗(yàn)的裝置如圖所示,閉合開關(guān),先將導(dǎo)體ab靜止,導(dǎo)體cd也靜止;然后將導(dǎo)體ab豎直上下移動(dòng),導(dǎo)體cd還靜止;再將導(dǎo)體ab水平向右移動(dòng),導(dǎo)體cd也隨之運(yùn)動(dòng)起來。初步可知:閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場(chǎng)中做______運(yùn)動(dòng)時(shí),導(dǎo)體中就產(chǎn)生電流。實(shí)驗(yàn)裝置右側(cè)這部分相當(dāng)于______(選填“電動(dòng)機(jī)”或“發(fā)電機(jī)”);如果導(dǎo)體ab水平變?yōu)橄蜃筮\(yùn)動(dòng),則導(dǎo)體cd的運(yùn)動(dòng)方向______(選填“會(huì)”或“不會(huì)”)改變。
【答案】切割磁感線;電動(dòng)機(jī);會(huì)。
【解析】[1]先將導(dǎo)體ab靜止,導(dǎo)體ab豎直上下移動(dòng),都沒有產(chǎn)生感應(yīng)電流,再將導(dǎo)體ab水平向右移動(dòng),切割磁感線時(shí),會(huì)產(chǎn)生電流,故結(jié)論是閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場(chǎng)中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí),產(chǎn)生感應(yīng)電流。
[2]左邊切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流,故左邊是發(fā)電機(jī),右邊裝置通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受力而運(yùn)動(dòng),故右邊的裝置是電動(dòng)機(jī)。
[3]如果導(dǎo)體ab水平變?yōu)橄蜃筮\(yùn)動(dòng),產(chǎn)生感應(yīng)電流的方向發(fā)生變化,則導(dǎo)體cd的受力發(fā)生變化,故導(dǎo)體cd的運(yùn)動(dòng)方向會(huì)發(fā)生改變。
6.如圖甲所示是探究“感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件”的實(shí)驗(yàn)裝置。
(1)閉合開關(guān),導(dǎo)體ab上下運(yùn)動(dòng)時(shí),靈敏電流計(jì)的指針______(選填“偏轉(zhuǎn)”或“不偏轉(zhuǎn)”);
(2)在實(shí)驗(yàn)中,發(fā)現(xiàn)靈敏電流計(jì)的指針偏轉(zhuǎn)角度較小,請(qǐng)寫出一種增大感應(yīng)電流的方法______;
(3)同學(xué)們把實(shí)驗(yàn)裝置改裝成圖乙所示,閉合開關(guān),當(dāng)讓導(dǎo)體棒ab做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí),導(dǎo)體棒cd將會(huì)______(選填“運(yùn)動(dòng)”或“靜止”),原因是______。
【答案】不偏轉(zhuǎn);增強(qiáng)磁場(chǎng);運(yùn)動(dòng);導(dǎo)體ab中有電流產(chǎn)生,相當(dāng)于電源;通電的導(dǎo)體棒cd在磁場(chǎng)中受到力的作用。
【解析】(1)[1]導(dǎo)體沿豎直方向運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)方向與磁場(chǎng)平行,故不切割磁感線,不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流,指針不發(fā)生偏轉(zhuǎn)。
(2)[2]感應(yīng)電流的大小與磁場(chǎng)的強(qiáng)弱、導(dǎo)體切割磁感線的速度有關(guān),因此要增大靈敏電流計(jì)的偏轉(zhuǎn)角度,應(yīng)該增強(qiáng)磁場(chǎng)或加快導(dǎo)體切割磁感線的速度。
(3)[3][4]圖乙所示,閉合開關(guān),當(dāng)讓導(dǎo)體棒做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí),導(dǎo)體中有電流產(chǎn)生,相當(dāng)于電源;通電的導(dǎo)體棒在磁場(chǎng)中受到力的作用將會(huì)運(yùn)動(dòng)。
7.如圖,在“探究什么情況下磁可以生電”實(shí)驗(yàn)中:
(1)比較1、2(或1、3)實(shí)驗(yàn)想象可知,閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場(chǎng)中做________運(yùn)動(dòng)時(shí),導(dǎo)體中就產(chǎn)生電流;
(2)要使感應(yīng)電流方向發(fā)生改變,可采取的具體措施是:___________;(選填字母)
A.使用磁性更強(qiáng)的磁體
B.保持磁體靜止,只改變導(dǎo)體水平運(yùn)動(dòng)的方向
C.上下調(diào)換磁極,同時(shí)改變導(dǎo)體水平運(yùn)動(dòng)的方向
(3)從能量的角度來分析,感應(yīng)電流的產(chǎn)生過程是___________能轉(zhuǎn)化為電能:
(4)如果將電流表換成___________,可以探究磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)體的作用。
【答案】①切割磁感線;②B;③機(jī)械;④電源。
【解析】(1)[1]比較1、2(或1、3)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可知,保持磁體和導(dǎo)體不動(dòng),電路中不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流,但是保持磁體不動(dòng),導(dǎo)體水平切割磁感線時(shí)會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流,故可得出閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場(chǎng)中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)電路中就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流。
(2)[2]感應(yīng)電流方向與磁場(chǎng)方向和導(dǎo)體切割磁感線方向有關(guān),所以想要改變感應(yīng)電流的方向,可以只上下調(diào)換磁極,或者只改變導(dǎo)體水平運(yùn)動(dòng)的方向,如果上下調(diào)換磁極,同時(shí)改變導(dǎo)體水平運(yùn)動(dòng)的方向,感應(yīng)電流的方向不會(huì)發(fā)生變化。
故選B。
(3)[3]閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場(chǎng)中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)電路中就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流,所以是機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能。
(4)[4]如果將電流表換成電源,則構(gòu)成一個(gè)完整的閉合回路,這樣可以探究磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)體的作用。
題型11 發(fā)電機(jī)
1.家用電磁爐的內(nèi)部有一金屬線圈,當(dāng)線圈中通入交流電后會(huì)產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)。金屬器皿放在電磁爐上時(shí),金屬器皿內(nèi)就會(huì)產(chǎn)生電流,將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能來加熱食物。下列設(shè)備中利用“磁生電”原理工作的是( )。
A.電風(fēng)扇B.電飯鍋C.電磁繼電器D.動(dòng)圈式話筒
【答案】D。
【解析】A.電風(fēng)扇的主要部件是交流電動(dòng)機(jī),其工作原理是通電線圈在磁場(chǎng)中受力而轉(zhuǎn)動(dòng),從而令風(fēng)扇葉片轉(zhuǎn)動(dòng),故A不符合題意;
B.電飯鍋利用電流的熱效應(yīng)來加熱食物,故B不符合題意;
C.電磁繼電器的主要部件是電磁鐵,是利用電流磁效應(yīng)工作的,故C不符合題意;
D.動(dòng)圈式話筒利用的是電磁感應(yīng)原理,將導(dǎo)線線圈搭載于振膜上,再置于磁鐵的磁場(chǎng)間,隨著聲壓的變化在磁場(chǎng)中不斷運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生感應(yīng)電流,從而將聲音訊號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娪嵦?hào),利用的是“磁生電”原理,故D正確。故選D。
2.細(xì)心的同學(xué)發(fā)現(xiàn)許多地區(qū)的很多山頭都安裝有如圖所示的風(fēng)力發(fā)電機(jī),下列說法正確的是( )。
A.風(fēng)力發(fā)電機(jī)是根據(jù)電磁感應(yīng)原理制成的;
B.風(fēng)力發(fā)電機(jī)是根據(jù)通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受力運(yùn)動(dòng)的原理制成;
C.風(fēng)力發(fā)電是根據(jù)電流的磁效應(yīng)制成的;
D.風(fēng)力發(fā)電是把電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能
【答案】A。
【解析】ABC.風(fēng)力發(fā)電機(jī)是通過風(fēng)機(jī)葉片的選裝帶動(dòng)線圈在磁場(chǎng)中旋轉(zhuǎn),做切割磁感線運(yùn)動(dòng),產(chǎn)生電能,是根據(jù)電磁感應(yīng)原理制成的,故A正確,B錯(cuò)誤,D錯(cuò)誤;
D.風(fēng)力發(fā)電,通過葉片的旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生電能,是將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能,故C錯(cuò)誤。故選A。
3.如圖所示為直流電動(dòng)機(jī)的工作原理圖,以下相關(guān)的分析中正確的是( )。
A.電動(dòng)機(jī)的工作原理是電磁感應(yīng);
B.電動(dòng)機(jī)工作過程中,消耗的電能全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能;
C.電動(dòng)機(jī)工作過程中,線圈中的電流方向保持不變;
D.電動(dòng)機(jī)工作過程中,線圈中也產(chǎn)生感應(yīng)電流
【答案】D。
【解析】A.電動(dòng)機(jī)是利用通電線圈在磁場(chǎng)中受力轉(zhuǎn)動(dòng)的原理制成的,故A錯(cuò)誤;
B.電動(dòng)機(jī)工作時(shí),電流通過線圈(有電阻)時(shí)會(huì)產(chǎn)生熱量,消耗一部分電能,消耗的電能主要轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,故B錯(cuò)誤;
C.電動(dòng)機(jī)分直流電動(dòng)機(jī)和交流電動(dòng)機(jī),直流電動(dòng)機(jī)中有換向器,線圈中的電流方向按設(shè)計(jì)要求不斷改變;交流電動(dòng)機(jī)使用的是交流電源,電動(dòng)機(jī)中沒有換向器,電流方向本身在不斷改變,故C錯(cuò)誤;
D.電動(dòng)機(jī)工作過程中,線圈是閉合電路的一部分導(dǎo)體,轉(zhuǎn)動(dòng)過程中切割磁感線,所以會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流,故D正確。故選D。
4.(多選)圖中的a表示垂直于紙面的一根導(dǎo)線,它是閉合電路的一部分。當(dāng)它在磁場(chǎng)中按箭頭方向運(yùn)動(dòng)時(shí),能夠產(chǎn)生感應(yīng)電流的是( )。
A.B.C.D.
【答案】ACD。
【解析】A.磁感線由N極指向S極,圖中導(dǎo)線在磁場(chǎng)中按箭頭方向運(yùn)動(dòng)時(shí),做切割磁感線運(yùn)動(dòng),可以產(chǎn)生感應(yīng)電流,故A符合題意;
B.磁感線由N極指向S極,圖中導(dǎo)線在磁場(chǎng)中按箭頭方向運(yùn)動(dòng)時(shí),導(dǎo)線運(yùn)動(dòng)方向與磁感線方向相同,沒有切割磁感線,不能產(chǎn)生感應(yīng)電流,故B不符合題意;
C.磁感線由N極指向S極,圖中導(dǎo)線在磁場(chǎng)中按箭頭方向運(yùn)動(dòng)時(shí),做切割磁感線運(yùn)動(dòng),可以產(chǎn)生感應(yīng)電流,故C符合題意;
D.磁感線由N極指向S極,圖中導(dǎo)線在磁場(chǎng)中按箭頭方向運(yùn)動(dòng)時(shí),做切割磁感線運(yùn)動(dòng),可以產(chǎn)生感應(yīng)電流,故D符合題意;故選ACD。
5.如圖所示,一種環(huán)保型手電筒,筒內(nèi)有一個(gè)能滑動(dòng)的圓柱形永磁鐵,外圈套著一個(gè)線圈。只要將手電簡(jiǎn)沿圖中箭頭方向來回?fù)u動(dòng),手電筒的小燈就能發(fā)光。下列與此手電筒工作原理相同的是( )。
A. 電動(dòng)機(jī)B. 電熱水壺
C. 發(fā)電機(jī)D. 揚(yáng)聲器
【答案】C。
【解析】手搖電筒是利用電磁感應(yīng)現(xiàn)象制成的,磁鐵在線圈中來回運(yùn)動(dòng),使線圈切割磁感線,從而產(chǎn)生了感應(yīng)電流,使小燈泡發(fā)光。
A.電動(dòng)機(jī)是根據(jù)通電線圈在磁場(chǎng)中受到力轉(zhuǎn)動(dòng)制成的,故A不符合題意;
B.電熱水壺利用電流的熱效應(yīng)工作的,故B不符合題意;
C.發(fā)電機(jī)是根據(jù)電磁感應(yīng)現(xiàn)象制成的,故C符合題意;
D.揚(yáng)聲器是利用通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受力的原理,故D不符合題意。故選C。
6.圖是一種手壓電筒,按壓手柄,塑料齒輪帶動(dòng)線圈內(nèi)磁性飛輪高速旋轉(zhuǎn),使燈泡發(fā)光。圖中能反映這一過程工作原理的是( )。
A.B.C. D.
【答案】B。
【解析】A.手壓電筒,按壓手柄,塑料齒輪帶動(dòng)線圈內(nèi)磁性飛輪高速旋轉(zhuǎn),使燈泡發(fā)光,是電磁感應(yīng)現(xiàn)象,A圖中,通電導(dǎo)線周圍小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn),說明通電導(dǎo)線周圍存在磁場(chǎng),不可以反映手壓電筒工作原理,故A不符合題意;
B.B圖中,導(dǎo)體棒在磁場(chǎng)中做切割磁感線運(yùn)動(dòng),電表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn),是電磁感應(yīng)現(xiàn)象,可以反映手壓電筒工作原理,故B符合題意;
C.C圖中,閉合開關(guān)后,導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng),說明通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中會(huì)受到力的作用,不可以反映手壓電筒工作原理,故C不符合題意;
D.D圖中,套有線圈的鐵釘可以吸引大頭針,說明電流的磁效應(yīng),不可以反映手壓電筒工作原理,故D不符合題意。故選B。
1. (2023·深圳)下列現(xiàn)象中可以證明地磁場(chǎng)客觀存在的是( )。
A. 如圖A兩個(gè)綁著磁鐵的小車他們相對(duì)的兩面分別是N級(jí)和S級(jí)他們相互吸引;
B. 如圖B“司南之杓,投之于地,其柢指南”;
C. 如圖C通電螺線管吸引鐵釘;
D. 如圖D小白同學(xué)制作的手搖發(fā)電機(jī)
【答案】B。
【解析】A.兩個(gè)綁著磁鐵的小車他們相對(duì)的兩面分別是N級(jí)和S級(jí)他們相互吸引,證明異名磁極相吸引,故A不符合題意;
B.“司南之杓,投之于地,其柢指南”,杓的柄始終指南是受到地磁場(chǎng)的作用,證明地磁場(chǎng)客觀存在,故B符合題意;
C.通電螺線管吸引鐵釘,證明電流具有磁效應(yīng),故C不符合題意;
D.手搖發(fā)電機(jī)證利用電磁感應(yīng)現(xiàn)象,證明導(dǎo)體切割磁感線,能產(chǎn)生感應(yīng)電流,故D不符合題意。
故選B。
2. (2023·武威)如圖所示的現(xiàn)象中,下列說法不正確的是( )。
A. 圖甲中,驗(yàn)電器的金屬箔片張開,是因?yàn)楫惙N電荷相互吸引;
B. 圖乙中,放在通電導(dǎo)線下方的小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn),說明電流周圍存在磁場(chǎng);
C. 圖丙中,導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)時(shí)靈敏電流計(jì)指針發(fā)生偏轉(zhuǎn),說明利用磁場(chǎng)可以產(chǎn)生電流;
D. 圖丁中,閉合開關(guān)后,向右移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片時(shí),電磁鐵的磁性會(huì)減弱
【答案】A。
【解析】A.由電荷間的作用規(guī)律可知,圖甲中,驗(yàn)電器的金屬箔片張開,是因?yàn)橥N電荷相互排斥,故A錯(cuò)誤,符合題意;
B.圖乙中,放在通電導(dǎo)線下方的小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn),是因?yàn)殡娏鞯拇判?yīng),說明電流周圍存在磁場(chǎng),故B正確,不符合題意;
C.圖丙中,導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí),靈敏電流計(jì)指針發(fā)生偏轉(zhuǎn),是電磁感應(yīng)現(xiàn)象,說明利用磁場(chǎng)可以產(chǎn)生電流,故C正確,不符合題意;
D.圖丁中,閉合開關(guān)后,向右移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片時(shí),滑動(dòng)變阻器接入電路中的阻值變大,電路中的電流變小,電磁鐵的磁性會(huì)減弱,故D正確,不符合題意。故選A。
3. (2023·龍東)如圖所示的四個(gè)實(shí)驗(yàn),反映揚(yáng)聲器的工作原理的是( )。
A. B.
C. D.
【答案】D。
【解析】A.揚(yáng)聲器是利用通電線圈在磁場(chǎng)中受到力的作用來工作的;該圖是奧斯特實(shí)驗(yàn),說明通電導(dǎo)體周圍存在磁場(chǎng),故A不符合題意;
B.該圖毛皮摩擦過的橡膠棒都帶負(fù)電,所以它們相互排斥,故B不符合題意;
C.該圖是探究電磁感應(yīng)現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn),即閉合回路中的一部分導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動(dòng),會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流的現(xiàn)象,故C不符合題意;
D.圖中是通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受力而運(yùn)動(dòng),與揚(yáng)聲器的原理相同,故D符合題意。故選D。
4. (2023·廣東)如題圖所示,小明用線圈、條形磁鐵和靈敏電流計(jì)來驗(yàn)證電磁感應(yīng)現(xiàn)象,下列不能使靈敏電流計(jì)指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)的操作是( )。
A. 線圈不動(dòng),磁鐵快速向上B. 線圈不動(dòng),磁鐵快速向下
C. 磁鐵不動(dòng),線圈快速向上D. 線圈和磁鐵同時(shí)同速向上
【答案】D。
【解析】A.線圈不動(dòng),磁鐵快速向上,閉合回路的磁通量發(fā)生變化,會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流,電流計(jì)指針會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn),故A不符合題意;
B.線圈不動(dòng),磁鐵快速向下,閉合回路磁通量發(fā)生變化,會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流,電流計(jì)指針會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn),故B不符合題意;
C.磁鐵不動(dòng),線圈快速向上,閉合回路的磁通量發(fā)生變化,會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流,電流計(jì)指針會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn),故C不符合題意;
D.線圈和磁鐵同時(shí)同速向上,線圈和磁鐵保持相對(duì)靜止,閉合回路的磁通量不會(huì)發(fā)生變化,不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流,電流計(jì)指針不會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn),故D符合題意。故選D。
5. (2023·牡丹江)下列設(shè)備中,利用磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)體的作用而工作的是( )。
A. 發(fā)電機(jī)B. 電動(dòng)機(jī)C. 電磁繼電器D. 電水壺
【答案】B。
【解析】A.發(fā)電機(jī)是利用電磁感應(yīng)現(xiàn)象,使導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動(dòng),產(chǎn)生感應(yīng)電流,故A不符合題意;
B.電動(dòng)機(jī)利用通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受力而運(yùn)動(dòng),即磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)體的作用,故B符合題意;
C.電磁繼電器是利用電流的磁效應(yīng),故C不符合題意;
D.電水壺是利用電流的熱效應(yīng),故D不符合題意。故選B。
6. (2023·綏化)如圖是巨磁電阻(GMR)的特性原理示意圖,巨磁電阻的阻值隨所在磁場(chǎng)強(qiáng)度的增強(qiáng)而減小,如果閉合S1、S2并使滑片P向右滑動(dòng),下列說法正確的是( )。
A. 電壓表示數(shù)變小B. 指示燈亮度變暗
C. 電流表示數(shù)變大D. 巨磁電阻(GMR)阻值變小
【答案】B。
【解析】由圖可知,巨磁電阻與指示燈串聯(lián),電壓表測(cè)量巨磁電阻的電壓,電流表測(cè)量巨磁電阻和指示燈的電流。
閉合S1、S2并使滑片P向右滑動(dòng),滑動(dòng)變阻器連入電路的阻值變大,根據(jù)歐姆定律可知,通過電磁鐵電流變小,磁性變?nèi)?,則巨磁電阻阻值增大,巨磁電阻所在電路的電流變小,電流表示數(shù)變小,小燈泡亮度變暗;根據(jù)串聯(lián)分壓規(guī)律可知,巨磁電阻所分電壓變大,電壓表示數(shù)變大,故B正確,ACD錯(cuò)誤。
故選B。
7. (2023·宜昌)如圖甲把一臺(tái)手搖發(fā)電機(jī)跟小燈泡連接起來,使線圈在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng),可以看到小燈泡會(huì)發(fā)光。下列說法正確的是( )。
A. 發(fā)電機(jī)是利用電流的磁效應(yīng)來工作的;
B. 發(fā)電機(jī)將電能轉(zhuǎn)化為了機(jī)械能;
C. 線圈轉(zhuǎn)得越快,小燈泡越亮;
D. 如果將小燈泡換成如圖乙的電流表,指針一直偏向右邊
【答案】C。
【解析】A.發(fā)電機(jī)的工作原理是電磁感應(yīng),不是利用電流的磁效應(yīng),故A錯(cuò)誤;
B.發(fā)電機(jī)消耗機(jī)械能獲得電能,是將機(jī)械能能轉(zhuǎn)化為了電能,故B錯(cuò)誤;
C.發(fā)電機(jī)線圈轉(zhuǎn)得越快,切割磁感線的速度就越大,則產(chǎn)生的感應(yīng)電流越大,小燈泡越亮,故C正確;
D.如果將小燈泡換成如圖乙的電流表,當(dāng)線圈在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí),在前半圈和后半圈,線圈切割磁感線的方向是相反的,則產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向也不斷交替改變,故電流表的指針會(huì)不斷左右交替偏轉(zhuǎn),故D錯(cuò)誤。故選C。
8. (2023·湘潭)(多選)圖是汽車尾氣中CO濃度的檢測(cè)電路示意圖。氣敏電阻R1的阻值隨CO濃度增大而減小,R2是滑動(dòng)變阻器,開關(guān)S閉合,當(dāng)CO濃度高于某一設(shè)定值時(shí),電鈴報(bào)警。下列說法正確的是( )。
A. 電磁鐵的上端是N極;
B. 電鈴應(yīng)接在A和B之間;
C. 當(dāng)CO濃度升高時(shí)電磁鐵的磁性減弱;
D. 電源用久后,U1減小,CO的報(bào)警濃度會(huì)變高
【答案】AD。
【解析】A.由圖可知,電流從電磁鐵的下端流入,上端流出,根據(jù)安培定則可判斷出,電磁鐵的上端為N極,故A正確;
B.氣敏電阻R1的阻值隨CO濃度增大而減小,開關(guān)S閉合,電磁鐵通電,當(dāng)CO濃度高于某一設(shè)定值時(shí),氣敏電阻R1的阻值較小,通過電磁鐵的電流比較大,電磁鐵的磁性最大,銜鐵被吸下來,CD接入電路,電鈴報(bào)警。所以電鈴應(yīng)接在C和D之間,故B錯(cuò)誤;
C.氣敏電阻R1的阻值隨CO濃度增大而減小,當(dāng)CO濃度升高時(shí),氣敏電阻R1的阻值減小,通過電流變大,電磁鐵的磁性增強(qiáng),故C錯(cuò)誤;
D.當(dāng)CO濃度高于某一設(shè)定值時(shí),電鈴報(bào)警,此時(shí)控制電路的電流一定。電源用久后,U1減小,根據(jù)可知,電鈴發(fā)聲報(bào)警時(shí),控制電路的總電阻減小,氣敏電阻R1的阻值減小,CO濃度增大,所以報(bào)警濃度會(huì)變高,故D增強(qiáng)。故選AD。
9. (2023·恩施州)如圖所示,學(xué)習(xí)奧斯特,探究通電導(dǎo)體周圍的磁場(chǎng)。
(1)當(dāng)閉合開關(guān)的瞬間,會(huì)觀察到小磁針___________;通過改變電池___________的連接,可以改變電路中的電流方向;
(2)此現(xiàn)象說明,電流方向會(huì)影響電流所產(chǎn)生磁場(chǎng)的___________。
【答案】①偏轉(zhuǎn);②正負(fù)極;③方向。
【解析】(1)[1][2]接通電路后,觀察到小磁針偏轉(zhuǎn),說明電流周圍存在磁場(chǎng);將電池的正負(fù)極對(duì)調(diào),可以改變電路中的電流方向。
(2)[3]電流方向改變,小磁針的偏轉(zhuǎn)方向發(fā)生了改變,說明電流周圍的磁場(chǎng)方向與電流方向有關(guān)。
10. (2023·懷化)法拉第發(fā)現(xiàn)“閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場(chǎng)中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí),導(dǎo)體中就產(chǎn)生感應(yīng)電流”的現(xiàn)象,能產(chǎn)生這一現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)裝置是圖_______(選填“甲”或“乙”)。丙圖是電動(dòng)機(jī)的工作原理,該電動(dòng)機(jī)工作時(shí)能量轉(zhuǎn)化是______________(選填“機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能”或“電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能”)。
【答案】①乙;②電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。
【解析】[1]圖甲是奧斯特實(shí)驗(yàn):電流的磁效應(yīng),圖乙中,導(dǎo)體AB在磁場(chǎng)中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí),能產(chǎn)生感應(yīng)電流,電磁感應(yīng)現(xiàn)象。所以圖乙符合題意。
[2]電動(dòng)機(jī)的工作原理是:通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受到力的作用而轉(zhuǎn)動(dòng),是電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的過程。
11. (2023·南京)利用大頭針可以說明一些物理知識(shí)。
(1)圖甲所示,小明所說“多”是指鐵釘?shù)腳_____比大頭針大;
(2)圖乙所示,燈泡發(fā)光,說明大頭針具有______性;
(3)圖丙所示,大頭針被吸引,說明通電線圈周圍存在______。
【答案】①質(zhì)量;②導(dǎo)電;③磁場(chǎng)。
【解析】(1)[1]一根鐵釘比一枚大頭針含有的鐵多,這里的多是指鐵釘中含有的物質(zhì)比大頭針中含有的物質(zhì)多,即鐵釘?shù)馁|(zhì)量比大頭針大。
(2)[2]圖乙中,燈泡發(fā)光,說明有電流經(jīng)過燈泡,電路是通路,所以大頭針是導(dǎo)體,具有導(dǎo)電性。
(3)[3]由丙圖可知,鐵釘上纏有導(dǎo)線,通電后成為電磁鐵,大頭針被吸引,說明通電線圈周圍存在磁場(chǎng)。
12. (2023·大慶)如圖,用筆畫線代替導(dǎo)線將圖中實(shí)物連接起來。要求:閉合開關(guān)后,通電螺線管的上端為N極,當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片P向左移動(dòng)時(shí),通電螺線管的磁性增強(qiáng)。
【解析】根據(jù)安培定則可知電流從通電螺線管的下端流入時(shí),通電螺線管的上端為N極; 當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片P向左移動(dòng)時(shí),通電螺線管的磁性增強(qiáng),可知電路的電流變大,變阻器連入電路的電阻變小,故滑動(dòng)變阻器應(yīng)接左下接線柱。如圖所示:
13. (2023·吉林)請(qǐng)?jiān)趫D中標(biāo)出通電螺線管的電流方向和磁感線方向。
【解析】由圖可知,磁感線呈相互吸引狀態(tài),條形磁鐵的左端為N極,由異名磁極相互吸引可知,通電螺線管的右端為S極,左端為N極,由安培定則可知,電流從螺線管的右端流入,左端流出,在磁體的周圍,磁感線方向從N極指向S極,所以圖中磁感線的方向向左,如圖所示:
14. (2023·鄂州)物理小組的同學(xué)們利用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置,探究導(dǎo)體在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件。
(1)磁鐵不動(dòng),閉合開關(guān),導(dǎo)體棒沿___________(選填“上下”、“左右”或“前后”)方向運(yùn)動(dòng)時(shí),靈敏電流計(jì)指針會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn);
(2)斷開開關(guān),無論磁鐵如何放置、導(dǎo)體棒怎樣運(yùn)動(dòng),靈敏電流計(jì)指針都不發(fā)生偏轉(zhuǎn)。由此得出結(jié)論:___________電路的一部分導(dǎo)體在磁場(chǎng)中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí),電路中就產(chǎn)生感應(yīng)電流;
(3)該實(shí)驗(yàn)在探究過程中,是將___________能轉(zhuǎn)化成電能,生活中的___________(填“電動(dòng)機(jī)”或“發(fā)電機(jī)”)是根據(jù)這一原理制成的。
【答案】①左右;②閉合;③機(jī)械;④發(fā)電機(jī)。
【解析】(1)[1]磁鐵不動(dòng),閉合開關(guān),導(dǎo)體棒沿左右方向運(yùn)動(dòng)時(shí),導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動(dòng),會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流,電流表指針會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)。
(2)[2]斷開開關(guān),不是閉合電路,無論磁鐵如何放置、導(dǎo)體棒怎樣運(yùn)動(dòng),都不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流,電流表指針都不發(fā)生偏轉(zhuǎn),由此得出結(jié)論:閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場(chǎng)中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí),電路中就產(chǎn)生感應(yīng)電流。
(3)[3][4]產(chǎn)生感應(yīng)電流的過程中,消耗了機(jī)械能,轉(zhuǎn)化為電能,人們利用電磁感應(yīng)現(xiàn)象制成了發(fā)電機(jī)。
15. (2023·濟(jì)南)實(shí)驗(yàn)室備有嵌入螺線管的玻璃板和電源,小明和小亮分別選用鐵屑和小磁針來“探究通電螺線管外部磁場(chǎng)的方向”。
(1)小明在螺線管周圍的玻璃板上均勻地撒上一層鐵屑。給螺線管通電后,輕敲玻璃板,小明觀察到螺線管周圍鐵屑的分布情況如圖甲所示。
小明的實(shí)驗(yàn)說明,通電螺線管外部的磁場(chǎng)和_________外部的磁場(chǎng)相似;
(2)小亮在螺線管周圍的玻璃板上整齊、均勻地放置了32個(gè)小磁針,如圖乙所示。給螺線管通電后,小亮觀察到這32個(gè)小磁針的指向更接近于下圖中的_________。
A. B. C. D.
(3)小明的實(shí)驗(yàn)方案具有明顯的不足,其不足之處是_________;
(4)為了彌補(bǔ)小明實(shí)驗(yàn)方案的不足,請(qǐng)?zhí)岢鲆粭l改進(jìn)建議:_________。
【答案】①條形磁體;②B;③無法判斷出(通電螺線管外部)磁場(chǎng)的方向;④增加小磁針。
【解析】(1)[1]通電后小磁針的指向如圖甲所示,通電螺線管的兩端磁性最強(qiáng),中間磁性最弱,說明通電螺線管外部的磁場(chǎng)與條形磁體的磁場(chǎng)相似。
(2)[2]在圖中,根據(jù)周圍小磁針N極指向與該點(diǎn)磁感線方向一致,在通電螺線管外部,磁感線是從北極發(fā)出,最后回到南極,只有B圖所示小磁針N極指向一致,左側(cè)小磁針N極都指向外側(cè),右側(cè)小磁針N極都指向內(nèi)側(cè),其它三個(gè)圖示小磁針N極指向均有不同方向之處,故選B。
(3)[3]此方案中無法從圖示判斷出通過螺線管電流的方向,鐵屑靜止時(shí)也不能夠通過鐵屑的分布判斷通電螺線管外部磁場(chǎng)的方向,故無法判斷出通電螺線管外部磁場(chǎng)的方向。
(4)[4]根據(jù)周圍小磁針N極指向與該點(diǎn)磁感線方向一致,在通電螺線管外部,磁感線是從北極發(fā)出,最后回到南極,小磁針與鐵屑相比,能更好地顯示出各點(diǎn)的磁場(chǎng)方向,增加小磁針,把小磁針放到螺線管四周不同位置,螺線管通電后,小磁針N極所指的方向就是該點(diǎn)的磁場(chǎng)方向。
1. (2023·濟(jì)寧)現(xiàn)在醫(yī)學(xué)上使用的心肺機(jī)的功能之一是用“電動(dòng)泵”替代心臟,推動(dòng)血液循環(huán)。如圖所示,當(dāng)線圈中的電流從a流向b時(shí),線圈的左端為______極,此時(shí)活塞將向______運(yùn)動(dòng)。
【答案】①N;②右。
【解析】[1]由右手螺旋定則可知,螺線管左端為N極。
[2]根據(jù)磁極間的相互作用規(guī)律,同名磁極相互排斥,如圖,此時(shí)同名磁極相對(duì),故活塞右移。
2. (2023·株洲)根據(jù)人教版初中物理教材電與磁內(nèi)容繪制的知識(shí)結(jié)構(gòu)如圖甲所示。
(1)圖甲中A為發(fā)電機(jī)的原理,即______;B為廣播、移動(dòng)電話傳遞信息的載體,即______;
(2)圖乙為兩個(gè)磁極間的磁感線分布情況。根據(jù)磁感線的方向可知,這是一對(duì)______(填“同名”或“異名”)磁極,位于圖中C點(diǎn)的小磁針靜止時(shí)北極指向______(填“上”或“下”)方。
【答案】①電磁感應(yīng);②電磁波;③同名;④上。
【解析】(1)[1]發(fā)電機(jī)是根據(jù)電磁感應(yīng)原理制成的。圖甲中A為發(fā)電機(jī)的原理,即電磁感應(yīng)。
[2]電磁波可以傳遞各種信息,廣播、電視、移動(dòng)電話都是利用電磁波傳遞信息的。
(2)[3][4]根據(jù)磁體外部,磁感線是由磁鐵的N極出發(fā)回到磁鐵的S極,故圖乙中兩個(gè)磁極都是N極,是一對(duì)同名磁極;某點(diǎn)磁場(chǎng)的方向?qū)嶋H就是小磁針靜止時(shí)北極所指的方向,所以C點(diǎn)的小磁針靜止時(shí)北極所指的方向向上。
3. (2023·廣州)用電動(dòng)機(jī)豎直提升重物。
(1)圖1中重物上升過程經(jīng)過M、N、O、P點(diǎn),其速度在MN段不斷增大,在NO段不變,在OP段不斷減小,忽略空氣阻力,則重物在( )。
A.MN段動(dòng)能不變 B.MN段機(jī)械能不變
C.NO段機(jī)械能增大 D.OP段重力勢(shì)能減小
(2)圖1中ab邊所受磁場(chǎng)的作用力為F。把電源的正負(fù)極對(duì)調(diào)再接入電路,閉合開關(guān),線圈abcd轉(zhuǎn)至圖2所示位置,則( )。
A.圖1中流過ab邊的電流方向是從b到a
B.圖1中cd邊受到磁場(chǎng)作用力的方向與F的相同
C.圖2中ab邊受到磁場(chǎng)作用力的方向與F的相反
D.圖2中cd邊受到磁場(chǎng)作用力的方向與F的相反
【答案】①C;②D。
【解析】(1)[1]A.動(dòng)能與質(zhì)量、速度有關(guān),質(zhì)量、速度越大,動(dòng)能越大。MN段速度增大,質(zhì)量不變,動(dòng)能增大,故A不符合題意;
B.MN段動(dòng)能增大,同時(shí)高度升高,質(zhì)量不變,重力勢(shì)能增大,所以機(jī)械能增大,故B不符合題意;
C.在NO段速度不變,質(zhì)量也不變,動(dòng)能不變,但高度升高,重力勢(shì)能增大,所以在NO段機(jī)械能增大,故C符合題意;
D.OP段高度升高,質(zhì)量不變,所以重力勢(shì)能增大,故D不符合題意。故選C。
(2)[2]A.圖1中,電流從正極流出,經(jīng)開關(guān),從a流向b,所以電流方向是從a到b,故A不符合題意;
B.導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受力的方向與磁場(chǎng)方向和電流方向有關(guān),當(dāng)磁場(chǎng)方向相同是,電流反向,導(dǎo)體受力也會(huì)反向,故圖1中cd邊受到磁場(chǎng)作用力的方向與F的相反,故B不符合題意;
C.把電源的正負(fù)極對(duì)調(diào)再接入電路,閉合開關(guān),ab邊的電流方向仍是從a到b,磁場(chǎng)方向沒有發(fā)生變化,所以圖2中,ab邊受到磁場(chǎng)作用力的方向與F的相同,故C不符合題意;
D.把電源的正負(fù)極對(duì)調(diào)再接入電路,閉合開關(guān),cd邊的電流方向仍是從c到d,與圖2中ab電流方向相反,磁場(chǎng)方向沒有發(fā)生變化,所以圖2中,cd邊受到磁場(chǎng)作用力的方向與F的相反,故D符合題意。
故選D。
4.(2023·牡丹江)【細(xì)心觀察,勤于思考】
(1)如圖甲所示,將小鐵釘靠近磁鐵N極,小鐵釘被吸引獲得______性。此時(shí),小鐵釘相當(dāng)于一個(gè)______,釘尖是______極。如圖乙所示,給磁鐵加熱一段時(shí)間后,小鐵釘會(huì)掉落,表明磁鐵的磁性可能與______有關(guān);
(2)用一個(gè)磁性很強(qiáng)的磁鐵球靠近一塊鋁板,鋁板______(選填“能”或“不能”)被吸引。如圖丙所示,把磁鐵球做成單擺懸掛起來,使其來回?cái)[動(dòng),將鋁板放到擺的下方,當(dāng)磁鐵球靠近鋁板時(shí),擺動(dòng)速度明顯變小,并且很快停止擺動(dòng)。磁鐵球在鋁板上方擺動(dòng),相當(dāng)于鋁板在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng),可能會(huì)產(chǎn)生______。
【答案】①磁;②磁體;③S;④溫度;⑤不能;⑥電流。
【解析】(1)[1]小鐵釘靠近磁鐵N極,小鐵釘被磁化,所以小鐵釘獲得磁性。
[2][3]磁化后的小鐵釘相當(dāng)于一個(gè)磁體,小鐵釘靠近磁鐵N極,所以釘尖是S極。
[4]加熱一段時(shí)間后,溫度升高,小鐵釘?shù)袈洌判詼p弱,說明磁鐵的磁性可能與溫度有關(guān)。
(2)[5]鋁不是磁性材料,所以鋁板不能被磁化,所以鋁板不能被吸引。
[6]鋁是導(dǎo)體,鋁板在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng),根據(jù)電磁感應(yīng)原理可知,會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流。
5. (2023·寧夏)如圖甲是電接水銀溫度計(jì)某結(jié)構(gòu)時(shí),在水銀溫度計(jì)的密封玻璃管中裝入一段金屬絲,金屬絲上端與調(diào)溫相連,轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)溫螺桿金屬絲在管內(nèi)上下移動(dòng),水銀和金屬絲分別與電源兩極相連。有的同學(xué)制作了一個(gè)電磁鐵利用此溫度計(jì)及其他元件,設(shè)計(jì)了一個(gè)恒溫電熱器,如圖乙所示,當(dāng)溫度升高到設(shè)定值,電熱絲停止加熱,溫度低于設(shè)定值,電熱絲開始加熱,達(dá)到保持恒溫的目的。
(1)水銀溫度計(jì)相當(dāng)于電路中的______(填組成電路的元件名稱);
(2)工作原理:
①當(dāng)溫度升高到設(shè)定值,______,電熱絲停止工作;
②當(dāng)溫度低于設(shè)定值,______,電熱絲開始工作;
(3)按照該設(shè)計(jì)組裝好電路測(cè)試時(shí)發(fā)現(xiàn),當(dāng)溫度上升,控制電路接通后,動(dòng)靜觸點(diǎn)沒有斷開試分析原因(寫出一條即可)______
(4)若電熱絲的額定功率為500w,正常工作10分鐘產(chǎn)生的熱量是多少?( )
【答案】①開關(guān);②控制電路接通,電磁鐵產(chǎn)生磁性,吸引銜鐵,動(dòng)、靜觸點(diǎn)分開,工作電路斷開;③控制電路斷開,電磁鐵磁性消失,釋放銜鐵,動(dòng)、靜觸點(diǎn)接觸;④電磁鐵匝數(shù)較少;⑤×105J。
【解析】(1)[1]當(dāng)溫度升高到設(shè)定值,電熱絲停止加熱,溫度低于設(shè)定值,電熱絲開始加熱,所以水銀溫度計(jì)相當(dāng)于電路中的開關(guān)。
(2)[2]由圖乙知,當(dāng)溫度升高到設(shè)定值,控制電路接通,電磁鐵產(chǎn)生磁性,吸引銜鐵,動(dòng)、靜觸點(diǎn)分開,工作電路斷開,電熱絲停止工作。
[3]當(dāng)溫度低于設(shè)定值,控制電路斷開,電磁鐵磁性消失,釋放銜鐵,動(dòng)、靜觸點(diǎn)接觸,工作電路接通,電熱絲開始工作。
(3)[4]控制電路接通后,動(dòng)、靜觸點(diǎn)沒有斷開,可能是電磁鐵產(chǎn)生的磁性較弱造成的,原因可能是:電磁鐵匝數(shù)較少、電源電壓過低,使得通過線圈中電流過小。
(4)[5]電熱絲正常工作10分鐘產(chǎn)生的熱量:Q=W=Pt=500W×10×60s=3×105J。序號(hào)
實(shí)驗(yàn)操作
電流表指針偏轉(zhuǎn)情況
1
保持導(dǎo)體與磁體靜止
不偏轉(zhuǎn)
2
保持磁體靜止,導(dǎo)體水平向左切割磁感線
向右偏轉(zhuǎn)
3
保持磁體靜止,導(dǎo)體水平向右切割磁感線
向左偏轉(zhuǎn)
…
這是一份中考物理第一輪復(fù)習(xí)專題20 電與磁(測(cè)試)(解析版),共18頁。試卷主要包含了選擇題,填空題,作圖題,實(shí)驗(yàn)題,綜合題等內(nèi)容,歡迎下載使用。
這是一份中考物理第一輪復(fù)習(xí)專題11 浮力(7題型)(練習(xí))(解析版),共52頁。試卷主要包含了6N=10等內(nèi)容,歡迎下載使用。
這是一份中考物理一輪復(fù)習(xí)講練測(cè)專題20 電與磁(11題型)(練習(xí))(2份,原卷版+解析版),文件包含中考物理一輪復(fù)習(xí)講練測(cè)專題20電與磁測(cè)試原卷版docx、中考物理一輪復(fù)習(xí)講練測(cè)專題20電與磁11題型練習(xí)解析版docx等2份試卷配套教學(xué)資源,其中試卷共56頁, 歡迎下載使用。
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