培优解析中考物理二轮提升 重难点 电与磁全国精选Word格式文档下载.docx
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实验名称
常见实验装置图示
探究的问题与结论
奥斯特实验
通电直导线周围存在着磁场。
揭示了电与磁的联系。
探究影响电磁铁磁性强弱的因素
电磁铁的磁性强弱与电流的大小、线圈的匝数多少、是否有铁芯有关。
当线圈的匝数一定时,电流越大,磁性越强;
当电流的大小一定时,线圈的匝数越多,磁性越强。
有铁芯比无铁芯磁性强。
法拉第电磁感应实验
闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线的运动时,导体中就会产生电流,这个现象叫做电磁感应。
所产生的电流叫做感应电流。
感应电流的大小与线圈的匝数、导体运动的速度、磁场的强弱有关;
方向与导体的运动方向、磁场方向有关。
是发电机的工作原理。
磁场对电流的作用
通电导体在磁场中受到力的作用。
力的方向与电流方向和磁场方向有关;
大小与电流的大小、线圈的匝数、磁场的强弱有关。
3.通电螺线管的极性判别:
用右手握螺线管,让四指弯向螺线管中电流的方向,则大拇指所指的那一端就是螺线管的N极。
4.电磁铁的优点:
①磁性的有无,可以通过电流的通断来控制;
②磁性的强弱,可以通过电流的大小来控制;
③磁体的极性,可以通过电流的方向来控制。
5.电磁继电器的工作原理:
控制电路中电源A闭合,电磁铁产生磁性,将衔铁吸引下来,衔铁上的触点接通工作电路,电动机工作。
电源A断开,电磁铁磁性消失,在弹簧的作用下,触点与工作电路脱离,电动机停止工作。
电磁继电器在远程控制和自动控制中被广泛应用。
6.电磁波可以传播信息和能量,光是电磁波中的一小部分。
波长(λ)、波速(c)、频率(f)的关系:
c=λf.波速为定值,所以波长与频率成反比。
【易混淆点】
1.电荷的种类与电极的种类:
电荷分正电荷(+)、负电荷(—);
磁极分磁北极(N)、磁南极(S)。
2.磁体吸引的是含铁、钴、镍元素的磁性物质;
电荷吸引的是一切轻小物体。
3.磁感线的方向:
从此北极发出进入磁南极;
磁场力的方向:
该点小磁针静止时北极所指的方向或磁感线切线的方向。
【典例分析】
【例1】
(2020滨州12)关于下列四幅图表述正确的是( )
A.图甲:
司南是利用地球的引力指示南北的
B.图乙:
电生磁是由法国的安培最早发现的
C.图丙:
只要导体在磁场中运动,就一定会产生电流
D.图丁:
这是电动机的工作原理
【答案】D
【分析】A.司南利用地磁场对磁体有力的作用来指示南北,A错。
B.电生磁是由丹麦物理学家奥斯特最早发现的,B错。
C.导体在磁场中运动,若不切割磁感线,就不会产生感应电流,C错。
D.图中通电导体在磁场中会受到力的作用,这是电动机的工作原理,D正确。
选D。
【思路小结】对四个实验的区别:
详见上表。
对电磁感应现象与磁场对电流作用的区分方法——有电源的是磁场对电流作用实验;
有电流表的,无电源的是感应现象实验。
电磁感应的应用:
除了发电机,还有动圈式话筒、变压器等。
【例2】
(2020甘孜13)如图所示为“探究感应电流产生条件”的实验装置示意图,将实验装置放在水平桌面上。
在下列四种情形中,能使灵敏电流计的指针发生偏转的是( )
A.蹄形磁铁不动,导体棒沿竖直方向向下运动时
B.蹄形磁铁不动,导体棒沿竖直方向向上运动时
C.导体棒不动,蹄形磁铁沿水平方向左右运动时
D.导体棒不动,蹄形磁铁沿竖直方向上下运动时
【答案】C
【分析】A.蹄形磁铁不动,导体棒沿竖直方向向上运动时,导体未切割磁感线,不会产生感应电流,电路中无电流,电流计的指针不会发生偏转,A错。
B.蹄形磁铁不动,导体棒沿竖直方向向下运动时,导体未切割磁感线,不会产生感应电流,电路中无电流,电流计的指针不会发生偏转,B错。
C.导体棒不动,蹄形磁铁沿水平方向左右运动时,导体切割磁感线运动,产生感应电流,电路中有电流,电流计的指针发生偏转,C正确。
D.导体棒不动,蹄形磁铁沿竖直方向上下运动时,导体未切割磁感线,不会产生感应电流,电路中无电流,电流计的指针不会发生偏转,D错。
选C。
【思路小结】注意对“切割磁感线”的理解:
只要是导体的运动方向与磁现象的方向不是平行关系即可。
【真题操练】
1.(2020巴中17)如图所示的四个装置,说法正确的是( )
A.图甲装置的原理可用来制作电动机
B.图乙装置可用来演示磁场对电流的作用
C.图丙装置可用来探究电磁铁的磁性强弱与电流大小的关系
D.图丁装置在工作过程中可将电能转化为机械能
【解析】A.图甲没有电池,验证闭合电路的一部分导体切割磁感线时产生感应电流,是电磁感应现象实验,是发电机的原理图,A错。
B.图乙验证了通电导体周围存在磁场,这是奥斯特的实验,说明了电流的磁效应,B错。
C.图丙电流大小一定,匝数多的线圈吸引较多的铁钉,可用来演示电磁铁中磁性强弱与线圈匝数的关系,不能探究电磁铁的磁性强弱与电流大小的关系,C错。
D.图丁有电池,验证通电导体在磁场中受力的实验,利用此装置的原理制造了电动机,电动机在工作过程中将电能转化为机械能,D正确。
2.(2020成都12)小罗把两个玩具电机用导线连接在一起(如图),用力快速拨动甲电机的转叶,发现乙电机的转叶也缓慢转动起来。
对这个现象分析正确的是( )
A.“甲电机”将电能转化为机械能B.“乙电机”将机械能转化为电能
C.“甲电机”依据电磁感应来工作D.两电机的工作原理是相同的
【解析】A.“甲电机”相当于发电机,将机械能转化为电能,A错。
B.“乙电机”相当于电动机,将电能转化为机械能,B错。
C.“甲电机”相当于发电机,利用电磁感应工作,C正确。
D.“乙电机”相当于电动机,利用磁场对电流受力的作用工作,两电机的工作原理不同,D错。
3.(2020广东6)关于如图所示的实验装置,表述错误的是()
A.该装置可用来研究电磁感应现象B.该装置能将电能转化为机械能
C.该装置可用来研究磁场对通电导体的作用D.该装置揭示的原理可应用于电动机
【答案】A
【解析】A.图中不是电磁感应的研究装置,因此不能研究电磁感应现象,A错。
B.该装置实验过程中使电能转化为机械能,B正确。
C.图中的装置可以研究磁场对通电导体的作用力,C正确。
D.通电导体在磁场中受力是电动机的原理,D正确。
选A。
4.(2020广元6)下图能说明发电机工作原理的是( )
A.
B.
C.
D.
【解析】A.小磁针发针偏转说明通电导体周围有磁场,A错。
B.开关闭合后,导体中存在电流,电流在磁场中受到安培力作用,从而产生运动,故属于电动机原理,B错。
C.在外力作用下导体棒切割磁感线,从而产生感应电流使电流表发生偏转,属于电磁感应现象,所以为发电机的原理,C正确。
D.此图是电磁继电器的原理图:
开关闭合后,电路中有电流,电磁铁吸引衔铁,是电流的磁效应;
触电将电热器接通时,电热器产生热量,是电流的热效应;
触点将电动机接通时,电动机转动,电能转化为机械能,D错。
5.(2020宜昌15)世界上第一个发现电与磁之间联系的物理学家是
A.欧姆B.焦耳C.奥斯特D.法拉第
【解析】1820年,丹麦物理学家奥斯特发现了电流的磁效应,发现电流周围存在磁场,是第一个发现电与磁之间联系的人。
6.(2020南京10)如图是一台正在工作的电扇。
下图四个实验能反映其工作原理的是( )
【解析】电风扇的工作原理是通电导线在磁场中受力运动。
A.该实验是奥斯特实验,说明通电导体周围存在磁场,是电流的磁效应,A错。
B.该实验中,闭合开关,拨动风扇,小灯泡会发光,说明闭合电路中的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,会产生感应电流,是机械能转化为电能,B错。
C.该实验中,当给导体中通电时,通电导体在磁场中受力的作用而运动,与电扇的工作原理相同,C正确。
D.该实验是探究影响电磁铁磁性大小因素的实验,利用的电流的磁效应,D错。
7.(2020北京18)(多选)某同学研究磁体周围的磁场情况,将一根条形磁体放在水平桌面上,在它周围放置一些小磁针,小磁针的指向情况如图甲所示;
将小磁针拿掉之后,在条形磁体上面放一块有机玻璃,玻璃上均匀撒一层铁屑,轻轻敲打玻璃,可以看到铁屑的分布情况如图乙所示;
根据甲图和乙图所示的实验现象,用磁感线描述条形磁体周围的磁场情况如图丙所示。
下列说法正确的是()
A.图甲所示的实验,研究的是条形磁体周围的磁场方向特点
B.图乙所示的实验,研究的是条形磁体周围的磁场分布特点
C.图丙所示的条形磁体周围的磁感线,是人们为了描述磁场建立的物理模型
D.由图丙可知,条形磁体周围的磁场是由磁感线组成的
【答案】ABC
【解析】A.图甲中,条形磁体周围不同位置上放一些小磁针,小磁针N极所指的方向不同,可以研究条形磁体周围的磁场方向特点,A正确。
B.图乙中,利用撒在磁体周围的铁屑可以判断该磁体周围磁场的分布,B正确。
C.图丙中条形磁体周围的磁感线,是人们利用建模的方法画出来的并不真实存在的曲线,C正确。
D.磁场是一种物质,为了描述磁场的分布引入了磁感线,磁感线其实不存在,D错。
选ABC。
8.(2020河南14)(多选)在科学晚会上,小明所在的科技小组示了一个“隔板推物”的节日,其原理如图所示:
甲、乙两线圈分别悬挂在两个蹄形磁铁的磁场中,两线圈通过导线连接构成一个闭合电路,用手推动甲线圈摆动时,乙线圈会随之摆动,对于这个过程,下列说法正确的是()
A.甲线图相当于电源,乙线圈相当于用电器B.推动甲线圈摆动时电能转化为机械能
C.乙线圈随之摆动时机械能转化为电能D.乙线圈摆动是因为通电导线在磁场中受力
【答案】AD
【解析】A.由题意知,甲线圈摆动的过程做切割磁感线运动,闭合的回路中有感应电流产生,相当于电源;
乙线圈摆动的原理是通电导体在磁场中受力,相当于用电器,A正确。
B.推动甲线圈摆动时,是把机械能转化为电能,B错。
C.乙线圈随之摆动时把电能转化为机械能;
C错。
D.乙线圈相当于电动机,乙线圈摆动的原理是通电导体在磁场中受力。
D正确。
选AD。
9.(2020成都19)图是我国古代发明的指南针——司南,能指示南北方向。
因为地球周围存在地磁场,指南针静止时它的南极指向地理的极附近。
指南针放在通电导线附近发生了轻微偏转,是因为产生了磁场。
【答案】南电流
【解析】指南针静止时,南极所指的方向是地理的南极附近,是地磁场的北极。
将指南针放在通电导线附近,指南针会发生偏转,说明电流产生了磁场。
10.(2020甘孜27)如图所示,闭合开关S,小磁针静止时N极指向(选填“左”或“右”).向左移动滑动变阻器的滑片,螺线管的磁性(选填“增强”或“减弱”)。
【答案】左增强
【解析】根据右手定则,右手四指弯曲指向电流方向握住螺线管,则大拇指指向左,因此电磁铁的N极向左,根据同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引,则小磁针S极向右,N极指向左。
滑动变阻器滑片向左移动后,滑动变阻器的电阻丝接入电路部分变短,电阻变小,使得电路中电流增大,因此电磁铁的磁性增强。
11.(2020河南1)我国宋代科学家沈括在《梦溪笔谈》中明确指出,指南针所指的方向“常微偏东,不全南也”。
人们把指南针指南的磁极叫极,地磁场的极在地理的南极附近。
【答案】南北
【解析】人们把指南针指南的磁极叫南极。
地磁场的北极在地理的南极附近。
12.(2020黄冈13【2】)请完成下列问题。
(2)做奥斯特实验时(图乙),若将小磁针替换成一根与导线ab部分平行的直导线cd并通电。请根据已学知识推测,通电导线ab与cd之间(选填“有”或“没有”)相互作用力,依据是。
【答案】有磁场对电流有力的作用
【解析】通电导体周围存在磁场,通电导线ab部分周围和通电直导线cd周围都会产生磁场,根据磁场对电流有力的作用,通电导线ab与cd之间有相互作用力。
13.(2020北京22)根据图中的电流方向,可知通电螺线管的端是N极。
【解析】用右手握住螺线管,四指的方向和电流方向相同,那么大拇指所指的A端即为螺线管的N极。
14.(2020达州20)如图所示是一电磁铁和条形磁铁相互作用时的磁场分布,请根据图中静止的小磁针的N、S极标出条形磁铁左端的磁极、电源的正极(电源的正极用“+”表示)和A点磁感应线的方向。
【答案】
【解析】根据图中静止的小磁针的N、S极,由磁极间的相互作用可知,条形磁铁左端为N极;
由磁感线的形状可知,通电螺线管的右端和条形磁铁左端为同名磁极,所以通电螺线管的右端为N极,结合安培定则可知,电流从电源的左端流出,所以电源的左端为正极;
根据以上分析,结合磁感线分布的特点得出A点的磁感线方向为向下,如答案图所示。
15.(2020南京30)科技小组为灯暖型浴霸(一种取暖用的电器)设计了一个可自动控制温度的装置。
如图甲所示,控制电路电压U1恒为12V,继电器线圈的电阻R0为20Ω,定值电阻R1为40Ω,热敏电阻R2的阻值随温度变化的图像如图乙所示;
工作电路电压U2恒为220V,安装两只标有“220V275W”的灯泡。
闭合开关S,当继电器线圈中的电流大于或等于50mA时,继电器的衔铁被吸合,工作电路断开。
(1)工作电路工作时,A端应与(选填“B”或“C”)端相连接;
(2)工作电路工作时的总电流为多大?
(3)浴室里控制的温度t0为多高?
(4)为使利用R2控制的浴室温度t0高低可调,需要对控制电路进行改进,请在图丙的虚线框内画出改进后的部分电路。
添加的器材需说明规格要求。
【答案】
(1)B
(2)2.5A(3)38℃
(4)
最大电阻大于40Ω,允许通过的最大电流不小于50mA
【解析】
(1)闭合开关S,当继电器线圈中的电流大于或等于50mA时,继电器的衔铁被吸合,工作电路断开,说明工作电路工作时,A端应与B端相连接。
(2)工作电路工作时,两个灯泡并联,工作电路的电压是220V,灯泡的额定电压是220V,两个灯泡正常发光,工作电路工作时的总电流为:
I总=2IL=2P/U=275W/220V=2.5A。
(3)由题意可知:
当继电器中的电流最大为50mA=0.05A时,浴室内温度最高,此时电路的总电阻:
R=U1/I′=12V/0.05A=240Ω,此时热敏电阻的阻值:
R2=R-R0-R1=240Ω-20Ω-20Ω=180Ω。
由图乙可知,浴室内最高温度为38℃。
(4)利用R2控制的浴室温度t0高低可调,将定值电阻R1替换为滑动变阻器,如答案图所示。
继电器中的电流最大为50mA,所以通过变阻器的最大电流不得小于50mA,定值电阻R1为40Ω,变阻器替换R1,变阻器的最大电阻大于40Ω
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