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电与磁实验专题
《第20章电与磁》专题练习题
知识点回顾:
第1节磁现象磁场
1、磁性:
物体吸引、、等物质的性质。
2.磁体:
叫磁体。
它有指向性:
指。
3.磁极:
磁体上的部分叫磁极。
①.任何磁体都有两个磁极,一个是极(N极);另一个是极(S极)
②.磁极间的相互作用规律:
名磁极互相排斥,名磁极互相吸引。
4.磁化:
使原来没有磁性的物体的过程。
方式有:
与磁体;与磁体;通。
有些物体在磁化后磁性能长期保存,叫磁体(如钢);
有些物体在磁化后磁性在短时间内就会消失,叫磁体(如软铁)。
5. 磁体周围存在着,磁极间的相互作用就是通过发生的。
磁场看不见、摸不着我们可以根据它所产生的作用来认识它。
这里使用的是法。
通过电流的效应认识电流也运用了这种方法。
6:
磁场的基本性质:
对放入其中的磁体产生的作用。
7:
磁场的方向:
在磁场中的某一点,小磁针时极所指的方向就是该点的方向。
8:
磁感线:
描述磁场的强弱和方向而的曲线。
磁体周围的磁感线是从它极出来,回到极。
(磁感线是的,用线表示,且)
9:
磁场中某点的方向、方向、小磁针静止时极指的方向相同。
10:
地磁场:
定义:
地球也是一个磁体,周围也存在着磁场,叫磁场。
磁针指南北是因为受到磁场的作用。
磁南极与地理北极、地磁北极与地理南极并不完全重合,中间有一个夹角,叫做磁偏角,是由我国宋代学者首先发现的。
第2节电生磁
1、奥斯特实验证明:
通电导线周围存在。
2、磁场的方向与的方向有关。
3、电流的磁效应:
通电导线的周围存在与的方向有关的,这种现象叫做电流的效应。
3、把导线绕在圆筒上,做成螺线管,也叫线圈,在通电情况下会产生。
通电螺线管的磁场相当于磁体的磁场,通电螺线管的两端相当于条形磁体的两个。
其两端的极性跟方向有关,电流方向与磁极间的关系可由定则来判断。
4、安培定则:
用手握螺线管,让弯向螺线管中方向,则指所指的那端就是螺线管的极(N极)。
第三节电磁铁电磁继电器
1、电磁铁:
内部插入的。
2、工作原理:
电流的效应,通电螺线管插入铁芯后磁场大大。
3、电磁铁磁场的强弱与、、有关。
4、电磁铁的特点:
①磁性的有无可由来控制;②磁性的强弱可由改变和来调节;③磁极可由方向来改变。
5、电磁继电器
(1)、继电器是利用电压、电流电路的通断,来间接地控制电压、电流电路的装置。
实质上它就是利用电磁铁来控制工作电路的一种开关。
(2)、电磁继电器由、、、组成;
其工作电路由压控制电路和压工作电路两部分组成。
(3)、扬声器:
扬声器是把信号转化成信号的一种装置。
它主要由固定的磁体、和构成。
第四节电动机
1、磁场对电流的作用:
通电导线在磁场中要受到的作用。
通电导体在磁场中受力方向:
跟方向和方向有关。
2、电动机的基本构造:
由和两部分构成。
能够转动的部分叫;
固定不动的部分叫。
3、电动机的工作原理:
根据工作的。
4、电动机的能量转化:
把能转化成能。
5、换向器的作用:
每当线圈刚转过时,自动改变线圈中的方向。
6、电动机在电路图中用表示。
第五节磁生电
1、在1831年由英国物理学家首先发现了利用磁场产生的条件和规律。
当电路的一部分导体在磁场中做运动时,导体中就会产生。
这个现象叫电磁感应现象,产生的电流叫电流。
2、产生感应电流条件:
电路的导体在磁场中必须做磁感线运动。
3、影响感应电流方向的因素:
与导体做切割磁感线的方向和的方向有关。
4、发电机
①原理:
发电机是利用的原理制成的。
②结构:
由和两部分构成。
③能量转化:
把能转化成能。
④交流电:
改变的电流叫交变电流,简称交流。
⑤频率:
在交变电流中,电流每秒内周期性变化的次数叫做,我国电网以交变电流供电,频率是Hz。
专题练习:
一、实验探究题
第一节磁现象磁场
1.学校物理兴趣小组的同学在研究扬声器时,发现其中有一个环形磁体,为了研究环形磁体的磁极分布情况,几位同学提出了以下三种猜想:
猜想1:
磁极呈横向分布(例如图甲,左侧为N极,右侧为S极)。
猜想2:
磁极呈轴向分布(例如图乙,上面为N极,下面为S极)。
猜想3:
磁极呈上中下分布(例如图丙,上下面为N极,中部为S极)。
(1)他们经过讨论,断定猜想3是错误的,你认为他们判断的依据是 。
(2)为了验证其他猜想,他们用细线将环形磁体水平悬挂起来(如图丁所示),发现磁体在任意位置都能保持静止。
这说明猜想 是错误的。
(3)要验证剩下的一个猜想是否正确,应该怎样设计实验呢?
主要器材:
;
简要做法:
;
如何判断:
。
2.小魏同学在观察磁体周围小磁针指向时,有了两个困惑:
如果用铁盒将磁体包围起来,小磁针的指向会变化吗?
如果用纸盒将磁体包围起来呢?
他经过思考作出了以下猜想:
猜想A:
用铁盒或用纸盒包围磁体,磁体周围的小磁针的指向没有什么变化;
猜想B:
用铁盒包围磁体时,磁体周围的小磁针的指向与没有用铁盒包围时不一样;
猜想C:
用纸盒包围磁体时,磁体周围的小磁针的指向与没有用纸盒包围时不一样。
为了检验上述猜想是否正确,小魏设计了以下实验方案:
①将小磁针置于条形磁体周围的不同位置,观察小磁针的指向。
②将磁体放入铁盒内,小磁针置于铁盒外的不同位置,观察小磁针的指向。
③将磁体放入纸盒内,小磁针置于纸盒外的不同位置,观察小磁针的指向。
小魏通过实验收集到如下证据:
磁体周围小磁针的指向如图所示,而用铁盒包围磁体时,铁盒外不同位置小磁针的指向均是指南
北,用纸盒包围磁体时,纸盒外不同位置的小磁针的指向与没有用纸盒包围磁体时一样。
根据小魏的猜想和实验,完成下面填空:
(1)用铁盒包围磁体时,盒外小磁针指南北,说明 。
(2)用纸盒包围磁体时,盒外小磁针指向与没有用纸盒包围磁体时一样,说明 。
(3)得出结论:
。
(4)为使精密仪器不受外界磁场的影响,采取的措施是 。
3.学校物理兴趣小组的同学想探究磁体对回形针的吸引力的大小与放入它们之间物体的哪些因素有关。
(1)如图a,保持磁体和纸片间的距离一定,在纸片上放入不同的物体时,通过比较纸片下面能吸附的回形针数量,显示磁体对回形针吸引力的大小。
回形针的放置有图b中的甲、乙两种方法,依据 的原理,回形针在磁场中某点受到的吸引力等于它的重力,应选择图中 的方法。
(a) (b)
(2)选择正确的方法后,他们在纸片上分别放入形状、面积和厚度相同、材料不同的铁板、铝板等,观查能吸引的回形针个数,多次实验后将数据记录在下表中。
磁体与纸片之间放入的物体
不放物体
铁板
镍板
铝板
陶瓷板
玻璃板
塑料板
吸引回形针数量/个
4
1
1
3
3
3
3
①分析数据,可以得出:
在其他条件相同时,放入铁板或镍板,吸引回形针的数量 ,说明铁板和镍板对吸引力的影响 ,即对磁性屏蔽效果明显。
②铁、镍、铝都是导体,而铝对磁性屏蔽效果不明显,原因可能是 。
③铝是导体,陶瓷、玻璃和塑料是绝缘体,从表中数据知道,它们对吸引力影响效果相同。
据此,你提出一个值得探究的问题:
。
(3)他们在纸片上分别放入形状和 相同、面积不同的铁板,发现铁板面积越大,吸住的回形针数量越少。
第三节电磁铁电磁继电器
1.为了探究影响电磁铁磁性强弱的因素,学校物理兴趣小组的同学用电池(电压一定)、滑动变阻器、数量较多的大头针、铁钉以及较长导线为主要器材,进行下图所示的实验。
(1)将导线绕在铁钉上制成简易电磁铁,并巧妙地通过来显示电磁铁磁性的强弱,这种实验方法的是 ,下面(填写字母)也采用了这种方法。
A.认识电压时,我们可以用水压来类比
B.用光线来描述光通过的路径
C.把敲响的音叉接触水面,看有没有溅起水花,来判断音叉有没有振动
(2)连接好电路,使变阻器连入电路的阻值较大,闭合开关,观察到如图甲所示的情景。
接着,移动变阻器滑片,使其连入电路的阻值变小,观察到图乙所示的情景,比较图甲和乙,可知 图中的电流较小,从而发现,通过电磁铁的电流越 (选填“大”或“小”),磁性越 (选填“强”或“弱”)。
2.某桥梁的入口处安装了“超载检测报警系统”。
检测时,当车辆所受重力小于105N时,绿灯亮、红灯灭,表示可以通行;当车辆重力大于等于105N时,红灯亮、绿灯灭,表示禁止通行。
系统中的电路元件如图甲所示,其中压力传感器Rx在检测时承受车辆的全部重力,它的阻值随所受压力F变化的图象如图乙所示;R0为定值电阻;电磁继电器线圈的阻值为10Ω。
当流过线圈的电流大于等于30mA时,通电线圈的作用效果大于弹簧的作用效果,衔铁被吸下,动触点P和静触点M断开并和静触点N接通;电池组的电压为6V;绿灯、红灯的正常工作电压均为220V。
(1)请在图甲中用笔画线代替导线完成电路连接。
(2)定值电阻R0的阻值为 Ω。
3.实验室有如下器材:
电源、开关、滑动变阻器、两根完全相同的铁钉、表面绝缘的铜线、大头针若干。
小林利用上述器材,制成简易电磁铁甲、乙,并设计了下图所示的电路。
(1)实验中通过观察电磁铁 的不同,可以判断电磁铁的磁性强弱不同。
(2)当滑动变阻器滑片向右移动时,电磁铁甲、乙吸引大头针的个数 (填“增加”或“减少”),说明电流越 ,电磁铁磁性越弱。
(3)根据图示的情境可知, (填“甲”或“乙”)的磁性强,说明电流一定时, ,电磁铁磁性越强。
4.如图甲所示,学校物理兴趣小组的同学设计了一个“过热自动报警电路”。
将热敏电阻R安装在需要探测温度的地方,当环境温度正常时,继电器的上触点接触,下触点分离,指示灯亮;当环境温度超过某一值时,继电器的下触点接触,上触点分离,警铃响。
图甲中继电器的供电电压U1=3V,继电器线圈的电阻R0为30Ω。
当线圈中的电流大于等于50mA时,继电器的衔铁将被吸合,警铃响。
图乙是热敏电阻的阻值随温度变化的图象。
(1)由图乙可知,当环境温度为20℃时,热敏电阻阻值为Ω。
当环境温度升高时,热敏电阻阻值将,继电器的磁性将(选填“增强”“减弱”或“不变”)。
(2)图甲中警铃的接线柱C应与接线柱相连,指示灯的接线柱D应与接线柱相连(均选填“A”或“B”)。
(3)环境温度高于时,警铃报警。
5.物理实验小组的同学为了探究“电磁铁的磁性强弱与哪些因素有关”,进行了如下图所示的实验。
根据图示现象回答下列问题:
(1)通过观察图甲中A与B两个电磁铁,当通过线圈的电流相同、有无铁芯相同时,电磁铁线圈的匝数越多,它的磁性就越。
(2)观察图甲中B与C两个电磁铁,当通过线圈的电流相同、线圈的匝数相同时,(选填“有”或“无”)铁芯的电磁铁,它的磁性更强。
(3)通过观察图乙与图丙,当线圈的匝数相同、有无铁芯相同时,电磁铁的电流越,它的磁性就越强。
(4)结论:
电磁铁磁性强弱与通过电磁铁的大小、、有无有关。
6.小浩要研究电磁铁的磁性强弱跟什么因素有关.他用匝数分别为50匝和100匝的线圈绕成两个外形相同的电磁铁,先后将这两个电磁铁接入下图的电路中.闭合开关S后用电磁铁吸引大头针,并移动滑动变阻器的滑片P.重复了多次实验,记录如下:
50匝的电磁铁
100匝的电磁铁
实验次数
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