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第二部分物質(zhì)科學(xué) 物理 第23講電和磁 一 知道簡單的磁現(xiàn)象1 知道磁體及其性質(zhì)2 知道磁極間的相互作用3 知道磁化的概念4 理解磁場的基本性質(zhì) 知道磁場的方向和判斷方法5 知道地磁場的存在 知道地理的南北極與地磁南北極間的關(guān)系二 電流的磁場及電磁鐵的應(yīng)用1 知道電流周圍存在磁場及直線電流周圍磁場特性2 知道通電螺線管周圍存在磁場并能描述磁感線的形狀3 知道影響通電螺線管磁性強弱的因素4 知道電磁鐵的組成 特點和應(yīng)用三 理解電動機和發(fā)電機原理及應(yīng)用 磁現(xiàn)象 1 磁性與磁體 磁體能吸引鐵 鈷 鎳等物質(zhì)的性質(zhì)叫 磁性 具有磁性的物體叫磁體 2 磁極及其相互作用規(guī)律 磁體有兩極 即南 S 極和北 N 極 同名磁極 相互排斥 異名磁極 相互吸引 3 磁場 磁體周圍存在著磁場 磁場有方向 磁體外部磁場的方向 在磁場的某一點 小磁針靜止時 北極 所指的方向就是該點的磁場方向 為從 北極到南極 4 磁化 使原來沒有磁性的物體變成有磁性的過程 5 磁感線 為了形象地描述磁場而在磁場中畫出的有方向 與磁場方向一致 的假想曲線 注意 1 磁體兩端磁性最強 中間最弱 2 一個永磁體分成多部分后 每一部分仍存在兩個磁極 3 磁場是一種實際存在的物質(zhì) 磁體間的相互作用是通過磁場發(fā)生的 磁感線是人為規(guī)定的 4 鋼和軟鐵的磁化 軟鐵被磁化后 磁性容易消失 稱為軟磁材料 鋼被磁化后 磁性能長期保持 稱為硬磁性材料 所以制造永磁體使用鋼 制造電磁鐵的鐵芯使用軟鐵 1 2013 雅安 關(guān)于磁體 磁場和磁感線 以下說法中正確的是 C A 銅 鐵和鋁都能夠被磁體所吸引B 磁感線是磁場中真實存在的曲線C 磁體之間的相互作用都是通過磁場發(fā)生的D 科學(xué)中把小磁針靜止時S極所指的方向規(guī)定為該點磁場的方向 解析 A 沒有準確地把握磁性 磁體的概念 故選項錯 B 磁感線是為了形象地描述磁場而在磁場中畫出的有方向 與磁場方向一致 的假想曲線 故選項錯 C 磁場對放入其中的磁體產(chǎn)生力的作用 磁極間的相互作用是通過磁場而發(fā)生的 故選項對 D 在磁場的某一點 小磁針靜止時北極所指的方向就是該點的磁場方向 故選項錯 1 2013 舟山 為了得出條形磁體的磁性兩端強 中間弱的特性 某同學(xué)設(shè)計了以下四個實驗 其中不能達到目標的是 B A 將甲實驗中的條形磁體平移靠近三顆小鐵球B 將乙實驗中的兩根條形磁體相互平移靠近C 將丙實驗中的條形磁體從掛有鐵塊的彈簧秤下向右移動D 將丁實驗中放在一堆大頭針上的條形磁體提起 2 2013 襄陽 如圖所示 重為G的小鐵塊在水平方向力F的作用下 沿條形磁體的表面從N極滑到S極 在此過程中小鐵塊對磁體的壓力大小變化情況是 先減小后增大 電流的磁場及電磁鐵的應(yīng)用 1 1820年被丹麥的物理學(xué)家 奧斯特 發(fā)現(xiàn)電流的磁效應(yīng) 通電導(dǎo)體周圍存在著 磁場 奧斯特實驗證明了電流的磁效應(yīng) 2 通電螺線管的磁場與條形磁體相似 3 電磁鐵 磁性的有無可由 通 斷電控制 磁性的強弱影響因素 電流大小 線圈匝數(shù)多少 4 電磁繼電器電磁繼電器是用電磁鐵控制的自動開關(guān) 使用電磁繼電器可以用低電壓 弱電流控制高電壓 強電流 注意 通電導(dǎo)體和螺線管周圍存在的磁場的方向與電流的方向有關(guān) 磁性的強弱與電流的大小有關(guān) 2 2014 黃岡 在一次實驗中 小宇連接了如圖所示的電路 電磁鐵的B端有一個小磁針 閉合開關(guān)后 下列說法正確的是 A A 電磁鐵的A端為N極B 小磁針靜止時 S極水平指向左C 當滑動變阻器的滑動片P向左端移動 電磁鐵磁性增強D 利用這一現(xiàn)象所揭示的原理可制成的設(shè)備是發(fā)電機 解析 開關(guān)閉合后 根據(jù)電流方向利用安培定則可判斷螺線管的磁極 則由磁極間的相互作用可判出小磁針的指向 由滑動變阻器的滑片移動可得出電路中電流的變化 則可得出螺線管中磁場的變化 A 電流從右端流入 左端流出 故據(jù)安培定則可知 此時電磁鐵的A端是N極 B端是S極 故正確 B 據(jù)磁極間的作用規(guī)律可知 小磁針靜止時 左端是N極 右端是S極 故錯誤 C 滑動變阻器的滑動片P向左端移動 電阻變大 電流變小 故電磁鐵的磁性變?nèi)?故錯誤 D 該實驗表明了電能生磁 此現(xiàn)象與發(fā)電機無關(guān) 故錯誤 3 2014 南昌 家庭電路中常用帶有開關(guān)的移動插座 插座上的開關(guān)與插座是 串 聯(lián) 插座與插座之間是 并 聯(lián) 如圖所示 A B彈簧下方分別吊著軟鐵棒和條形磁體 閉合開關(guān) 將滑動變阻器的滑片逐漸向右移動時 A彈簧的長度將 伸長 B彈簧的長度將 縮短 填 伸長 縮短 或 不變 4 2014 麗水 如圖為探究通電直導(dǎo)線周圍磁場分布的實驗 實驗時先在有機玻璃板上均勻地撒上鐵屑 然后給直導(dǎo)線通電 為了更好地通過鐵屑客觀描述出磁場分布情況 接下去的操作是 敲有機玻璃板 該操作的主要目的是減小鐵屑與玻璃板之間的摩擦 使鐵屑在磁場力作用下動起來 說明力能 改變物體的運動狀態(tài) 為了進一步探究通電直導(dǎo)線周圍磁場的方向 可用 小磁針 代替鐵屑進行實驗 電動機與發(fā)電機 1 磁場對電流的作用 通電導(dǎo)體在磁場會受到 力 的作用 其受力方向與 電流 方向 磁場 方向有關(guān) 2 電動機的原理 直流電動機是根據(jù)通電線圈在磁場中受力而轉(zhuǎn)動的原理工作的 它是將 電 能轉(zhuǎn)化為 機械 能 3 電磁感應(yīng) 閉合 電路中的一部分導(dǎo)體在磁場中作 切割 磁感線運動時 導(dǎo)體中就會產(chǎn)生電流 這種現(xiàn)象叫做電磁感應(yīng)現(xiàn)象 產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向與 磁場 方向 切割磁感線的運動 方向有關(guān) 4 發(fā)電機 發(fā)電機是利用 電磁感應(yīng) 原理制成的 工作時將 機械 能轉(zhuǎn)化為 電 能 動圈式話筒 麥克風(fēng) 是通過 電磁感應(yīng)現(xiàn)象 將聲音變成電流 3 2013 山西 與下圖中的動圈式話筒工作原理相同的是 C 解析 動圈式話筒的工作原理是電磁感應(yīng)現(xiàn)象 揚聲器和電動機的工作原理是通電導(dǎo)體在磁場中受到力的作用 手搖發(fā)電機的工作原理是電磁感應(yīng)現(xiàn)象 電磁起重機是利用電流的磁效應(yīng)工作的 故選C 5 關(guān)于電動機和發(fā)電機 下列說法正確的是 D A 電動機是利用電磁感應(yīng)現(xiàn)象制成的B 家用電器中 電風(fēng)扇和電飯鍋應(yīng)用了電動機C 發(fā)電機是利用通電線圈在磁場中受力轉(zhuǎn)動的原理制成的D 發(fā)電機可以把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能 電動機可以把電能轉(zhuǎn)化成機械能 1 下列通電螺線管周圍的小磁針北極的標注方向正確的是 C 3 如圖所示為條形磁體和電磁鐵 虛線表示磁感線 則甲 乙 丙 丁的極性依次是 A A S N S SB N N S NC S S N ND N S N N 4 電梯為居民出入帶來很大的便利 出于安全考慮 電梯設(shè)置有超載自動報警系統(tǒng) 其工作原理如圖所示 R1為保護電阻 R2為壓敏電阻 其阻值隨壓力增大而減小 下列說法正確的 B A 電磁鐵是根據(jù)電磁感應(yīng)原理制成的B 工作時 電磁鐵的上端為S極C 超載時 電磁鐵的磁性減小D 正常情況下 未超載時 K與B接觸 5 2013 廣州 如圖所示 磁感應(yīng)線豎直向下 AB棒運動 電流表指針偏轉(zhuǎn) B A AB棒可能是豎直向下運動的B AB棒可能是水平向左運動的C 開關(guān)斷開 電流表指針也會偏轉(zhuǎn)D 實驗說明電路有電流不一定需要電源 6 如圖所示是小李探究電磁鐵磁性強弱與什么因素有關(guān)的實驗裝置 下列措施中能使電磁鐵磁性增強的是 B A 滑片P向右移動 其他條件不變B 滑片P向左移動 其他條件不變C 開關(guān)S由1扳到2 其他條件不變D 電源的正負極對調(diào) 其他條件不變7 2014 重慶 1820年 丹麥科學(xué)家 奧斯特 在課堂上做實驗時偶然發(fā)現(xiàn) 當導(dǎo)線中有電流通過時 它旁邊的小磁針發(fā)生了偏轉(zhuǎn) 他進而繼續(xù)研究 終于證實了電流周圍存在 磁場 8 2013 雅安 如圖所示 在電磁鐵的正上方用彈簧掛一條形磁體 當開關(guān)閉合后 條形磁體與電磁鐵的相互作用為 排斥 填 吸引 或 排斥 當滑片P從b端到a端的滑動過程中 彈簧的長度會變 長 填 長 或 短 9 如圖所示是簡易壓力傳感器的原理圖 彈簧甲連接在A B兩絕緣板之間 B板固定 滑動變阻器R的滑片P與A板相連 并可隨A板一起運動 彈簧乙下端掛有一永磁體 永磁體正下方有一電磁鐵 E為電源 R0為定值電阻 開關(guān)S閉合 電路接通后 電壓表示數(shù)為U1 彈簧乙的總長度為l1 當用力F向下壓彈簧甲后 電壓表示數(shù)為U2 彈簧乙的總長度為l2 則U1 U2 l1 l2 以上兩空均填 或 10 實驗探究題如圖所示 請用筆畫線代替導(dǎo)線將實物圖補充完整 要求 小磁針的指向滿足如圖所示方向 滑動變阻器的滑片向右端移動后 通電螺線管的磁性減弱 原有導(dǎo)線不得更改 解 11 2014 南昌 探究導(dǎo)體在磁場中運動時產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件 如圖所示 實驗時 控制磁場方向相同 改變導(dǎo)體ab的運動方向 步驟一 導(dǎo)體水平左右運動 如圖甲所示 靈敏電流計指針 不偏轉(zhuǎn) 這是因為 開關(guān)沒有閉合 步驟二 導(dǎo)體豎直上下運動 如圖乙所示 靈敏電流計指針 不偏轉(zhuǎn) 這是因為 導(dǎo)線ab沒有切割磁感線 步驟三 導(dǎo)體水平左右運動 如圖丙所示 靈敏電流計指針偏轉(zhuǎn) 電路中有電流產(chǎn)生 綜合上面實驗現(xiàn)象 可以得出感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件是 閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場中做切割磁感線運動