磁现象第2讲电流的磁场与电磁铁学生版A级.docx
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磁现象第2讲电流的磁场与电磁铁学生版A级
电流的磁场与电磁铁
考试内容
知识点
分项细目
考试目标
了解
理解
电磁现象
电流的磁场
电流周围存在磁场
√
电磁铁
1.电磁铁的构造
√
2.电磁铁的工作原理及应用
√
电流的磁场
知识点.电流的磁场
1.1820年4月,丹麦物理学家奥斯特发现了电流周围存在着磁场,磁场的方向随电流的变化而变化.
2.通电螺线管科学家进一步探索发现,通电螺线管周围的磁场和条形磁铁周围的磁场相似,也有N、S两个磁极,磁极的极性随电流方向的变化而变化,可用安培定则(右手螺旋定则)来判定.
3.电磁铁在通电螺线管中插入铁芯(必须是软磁性材料)后制成了电磁铁.电磁铁磁性的强弱由电流的大小和线圈的匝数来决定:
(1)匝数一定时,电流越大磁性越强.
(2)电流一定时,匝数越多磁性越强,因此电磁铁相对永磁体来说有三大优点:
①磁性的有无可以由电流的通断来控制;②磁性的强弱可以由电流的大小来控制:
③磁极可以由电流的方向来控制.
4.电磁继电器电磁铁是电磁继电器的主要部分,电磁继电器的作用是用弱电流控制强电流,用低电压控制高电压,实现远距离操作和自动控制.
【例1】首先发现电流磁效应的科学家是()
A.麦克斯韦B.赫兹C.奥斯特D.法拉第
【例2】如图所示的奥斯特实验说明了( )
A.电流的周围存在着磁场B.电流在磁场中会受到力的作用
C.导线做切割磁感线运动时会产生电流D.小磁针在没有磁场时也会转动
【例3】关于如图所示电与磁部分四幅图的分析,其中正确的是( )
A.图(a)装置不能检验物体是否带电B.图(b)装置原理可以制造电动机
C.图(c)实验说明通电导线周围有磁场D.图(d)是利用电流的磁效应工作
【例4】下列说法中错误的是( )
A.电磁铁的磁性有无、磁性强弱和极性,都可以用电流来控制
B.在地磁场的南极,自由悬挂的小磁针静止时,它的S极始终竖直向下指向地面
C.扬声器与电动机都是将电能转化为动能的设备
D.做永磁体的材料不能用软铁
【例5】下列关于电磁现象的说法中,正确的是( )
A.水平放置的小磁针静止时,其N极总指向地磁北极
B.发电机是把电能转化为其它形式能的装置
C.电流周围的磁场和磁体周围的磁场一样,都是实实在在存在的物质
D.闭合电路的部分导体在磁场中运动时,一定产生感应电流
【例6】
小明同学在“制作、研究电磁铁”的过程中,使用两个相同的大铁钉绕制成电磁铁进行实验,如图所示,下列说法正确的是( )
A.若将两电磁铁上部靠近,会相互吸引
B.电磁铁能吸引的大头针越多,表明它的磁性越强
C.B线圈的匝数多,通过B线圈的电流小于通过A线圈的电流
D.要使电磁铁磁性增强,应将滑片P向右移动
【例7】如图所示,已知通电螺线管两端的磁极,请在图中标出电源的正极(在电源的正极一侧标注符号“+”).
【例8】根据给出的电流方向,标出通电螺线管的
极.
【例9】如图所示,螺线管的左端是N极,应如何绕?
【例10】如图所示是一根锰铜丝制成的软质弹簧,B是水银槽,槽内盛有水银,A的上端通过接线柱与电源相连,A的下端恰好与水银表面接触,开关S闭合后发生的现象是( )
A.弹簧伸长变大,灯持续发光B.弹簧缩短,灯熄灭
C.弹簧上下振动,灯忽亮忽灭D.弹簧静止不动,灯持续发光
【例11】
如图所示的电路中,有A.B两只线圈套在玻璃管上,可以自由地滑动,原先A.B两线圈靠在一起,接通电源后由于相互排斥,两线圈分开到图所示位置,这时如果将铁棒C插入B中,那么()
A.A.B将分别向左、右分开
B.A.B将向中间靠拢
C.B不动,A将被推开
D.B不动,A将被吸引
【例12】如图所示,是某学习小组同学设计的研究“影响通电螺线管磁性强弱的因素”的实验电路图.
(1)增大通电螺线管的电流,滑动变阻器的滑片应向(选填“左”或“右”)移动.
(2)下表是该组同学所做实验的记录:
同学们发现无铁芯组实验中没有吸引起大头针,那么通电螺线管到底有没有磁性呢?
他们通过其他方法验证了这几次都是有磁性的.他们采用的方法可能是.(写出一种即可)
(3)在与同学们交流讨论时,另一组的同学提出一个新问题:
“当线圈中的电流和匝数一定时,通电螺线管的磁性强弱是否还与线圈内的铁芯大小(粗细)有关?
”现有大小不同的两根铁芯,请根据你的猜想并利用本题电路,写出你验证猜想的简要操作方案:
.
【例13】世界上第一个证实电与磁之间联系的物理事实是( )
A.磁化现象B.地磁场的发现C.奥斯特实验D.电磁感应现象
【例14】关于图中四幅图的分析,正确的是( )
A.图(a)表明磁场产生电流B.图(b)判断出电源的左端为正极
C.图(c)是电动机的原理图D.图(d)显示线圈匝数越多电磁铁的磁性越强
【例15】如图所示的四幅图中,用来研究通电直导线的周围存在磁场的实验装置是( )
A.
B.
C.
D.
【例16】下列关于电磁现象的说法中,不正确的是( )
A.通电导线周围存在磁场
B.发电机是根据电磁感应现象制成的
C.电磁铁磁性的强弱与电磁铁线圈的匝数有关
D.只要导体在磁场中运动,就会产生感应电流
【例17】如图,甲是铜片,乙是小磁铁,当开关s闭合后( )
A.甲将受到向左的排斥力B.甲将受到向右的吸引力
C.乙将受到向右的排斥力D.乙将受到向左的吸引力
【例18】探究影响电磁铁磁性强弱的因素时,按如图电路进行实验,每次实验总观察到电磁铁A吸引大头针的数目均比B多.此实验说明影响电磁铁磁性强弱的因素是( )
A.电流的大小B.线圈的匝数C.电流的方向D.电磁铁的极性
【例19】
如图,把一根包有绝缘层的导线绕在铁钉上,把导线两端的绝缘层刮去,接上干电池后,铁钉( )
A.有磁性
B.会熔化
C.有电流流过
D.两端对小磁针北极都有吸引力
【例20】奥斯特实验表明:
通电导体的周围存在 .如图所示的两个通电螺线管会相互 选填(“排斥”或“吸引”).
【例21】在一次课外活动中,小红和小刚设计了如图4甲所示的实现当他们闭合开关S后,发现小磁针发生了偏转,这说明 的周围存在着磁场.接着小红又想用该电路判断电源的正负极.经过讨论小刚找来了一个小铁钉,把导线的一部分绕在上面,制成了一个电磁铁连在电路中,当再次闭合开关S后,小孩针静止时N极的指向如图乙所示.据此他们判断出电源的 端是正极(选填”a或“b”)
【例22】如图所示,是探究影响电磁铁磁性强弱因素的实验.如果要使电磁铁的磁性增强,应将开关S接到 位置;如果要使电磁铁没有磁性,应将开关S接到 位置.
【例23】
如图所示,是一个电磁铁,当开关S闭合后,电磁铁有了磁性,则电磁铁的N极在 端(填:
“a”或“b”).当滑动变阻器的滑片P向左移动时,电磁铁的磁性将 (填“增强”、“减弱”或“不变”).
【例24】小文设计了如图甲所示的实验研究电磁现象,当他闭合开关S后,发现小磁针发生了偏转,这说明___________的周围存在着磁场.接着小文又找来了一个小铁钉,把导线的一部分绕在上面,制成了一个电磁铁连在电路中.当再次闭合开关S后,小磁针静止时N极的指向如图乙所示.据此他判断出电源的________端是正极(选填“a”或“b”).
【例25】在图中所示电路,当开关
断开时,螺旋管中小磁针的
极指向如左图中所示,当开关
闭合后小磁针的
极将指向.
【例26】根据图中给出的电流方向,标出通电螺线管的N、S极.
【例27】判断图中两点的静止小磁针的指向.
【例28】如图两通电螺线管
之间存在相互斥力,请标出通电螺线管
的电路中电源的正负极.
【例29】
实验室有一个旧的学生直流电源,输出端的符号模糊不清,无法分辨正负极.小明设计了下面的判断电源两极的方法.在桌面上放一个小磁针,在磁针东面放一个螺线管,如图所示.闭合开关后,磁针指南的一端向东偏转.下述判断正确的是()
A.电源A端是正极,在电源内电流由A流向B
B.电源A端是正极,在电源内电流由B流向A
C.电源B端是正极,在电源内电流由A流向B
D.电源B端是正极,在电源内电流由B流向A
【例30】电路中电流通过时,螺线管周围的小磁针静止如下图所示,根据小磁针静止时的指向和导线中的电流方向,标明通电螺线管的N极并画出螺线管的绕线.
【例31】
如图所示的图中,两个线圈,套在一根光滑的玻璃管上,导线柔软,可自由滑动,开关S闭合后,则()
A.两线圈左右分开
B.两线圈向中间靠拢
C.两线圈静止不动
D.两线圈先左右分开,然后向中间靠拢
【例32】
如图所示,给电磁铁通电,铁块及弹簧在图中位置静止,当滑动变阻器的滑片向b端滑动时,关于电流表示数和弹簧长度变化情况是()
A.电流表的示数增大,弹簧的长度增加
B.电流表的示数增大,弹簧的长度减小
C.电流表的示数减小,弹簧的长度增加
D.电流表的示数减小,弹簧的长度减小
【例33】下列说法正确的是()
A.磁感线是真实存在的,磁场由无数条磁感线组成
B.在地磁场作用下能自由转动的小磁针,静止时N极指向北方
C.要使通电螺线管的磁性减弱,应该在螺线管中插入铁芯
D.奥斯特实验表明,铜导线可以被磁化
【例34】
如图所示,在电磁铁正上方用弹簧挂着一条形磁铁,开关闭合后,当滑片P从a端向b端滑动过程中,会出现的现象是()
A.电流表示数变小,弹簧长度变短
B.电流表示数变小,弹簧长度变长
C.电流表示数变大,弹簧长度变长
D.电流表示数变大,弹簧长度变短
【例35】如图所示,闭合开关S,小磁针的N极指向通电螺线管的左侧,请判断螺线管左侧上端的磁极为
极,电源的A端为极.
【例36】
通电螺线管的附近放置了一枚小磁针,小磁针静止时的位置如图所示.图中小磁针的a端为极.
【例37】一个空心小铁球放在盛水的烧杯中置于铁棒AB的上方,绕在铁棒上的线圈连接如图所示的电路,开关S闭合后,空心小铁球仍漂浮在水面上,此时A端为电磁铁的极,当滑片P向左滑动,空心小铁球所受浮力(选填“增大”、“减小”或“不变”)
【例38】
如图所示,开关闭合后,铁钉的上端是__________极(选填“N”或“S”),当滑片向左移动时,铁钉吸引大头针的数目将_______________(选填“增加”或“减少”).
【例39】小华同学用导线绕在铁钉上,接入如图所示的电路中,制成了一个.闭合开关S,小磁针静止时左端应为极,当滑动变阻器的滑片P向左移动时,它的磁性将.
【例40】奥斯特实验表明:
通电导体的周围存在_____________.如图所示的两个通电螺线管会相互____________________选填“排斥”或“吸引”).
【例41】图丙所示是通电螺线管磁感线分布图,标出螺线管的磁极和磁感线A的方向
【例42】自动报警器的工作原理如右图所示,在水银温度计的上方封入一段金属丝,当温度达到金属丝下端所指示的温度时,红色报警灯亮,平时绿灯亮.请根据以上要求,用笔画线代替导线,完成工作电路部分的连接
【例43】标出图中通电螺线管和小磁针的南北极(用“N”和“S”表示)
【例44】在如图所示的电路中,甲、乙线圈套在同一个玻璃棒上能够自由移动,当开关
闭合后()
A.两个线圈将左右分开
B.两个线圈将向中间靠拢
C.两个线圈都静止不动
D.两个线圈先向左右分开,后向中间靠拢
【例45】
如图所示,当开关S闭合时,螺线管与左边始终静止的磁铁互相;当图滑动变阻器的滑片P由左端向右端滑动时,左端磁铁所受的摩擦力将
(选填“变大”、“变小”或“不变”).
【例46】
如图所示,条形磁铁置于水平面上,电磁铁与其在同一水平面上,右端固定并保持水平,当电路中滑动变阻器滑片
逐渐向左移动时,条形磁铁仍保持静止,在此过程中条形磁铁受到的摩擦力的方向和大小是()
A.方向向左,逐渐增大B.方向向左,逐渐减小
C.方向向右,逐渐增大D.方向向右,逐渐减小
【例47】
(多选)在如图所示的实验装置中,玻璃球内的导线是分开的,小磁针处于静止状态,当用酒精灯把玻璃球加热到红炽状态时,发现小磁针发生了偏转.根据以上现象可知()
A.小磁针
极将向螺线管偏转
B.加热到红炽状态时的玻璃球变成了导体
C.小磁针和螺线管间的相互作用是通过磁场发生的
D.玻璃球内能的改变是通过热传递的方法实现的
【例48】
图为一用电磁铁控制的水位报警器的原理图.其中
为连着电极可绕
点转动的浮球,
为铁质簧片,
为警戒水位线.则关于它的工作过程,下列说法中错误的是()
A.水位低于警戒水位时,绿灯亮,红灯灭
B.水位上升但仍低于警戒水位时,红绿灯均亮
C.水位升高超过警戒水位时,红灯亮,绿灯灭
D.红灯和绿灯不会同时亮
【例49】
(多选)如图所示,电磁铁的左下方有一铁块,在弹簧测力计作用下向右作匀速直线运动.当铁块从电磁铁的左下方运动到正下方过程中,同时滑片逐渐向上滑动,下列判断正确的是()
A.电磁铁的磁性逐渐增强
B.电磁铁的磁性逐渐减弱
C.铁块对地面的压强逐渐减小
D.铁块对地面的压强逐渐增大
【例50】如图所示,通电螺线管周围小磁针静止时,小磁针N极指向正确的是()
A.A.B.cB.A.B.dC.A.C.dD.B.C.d
【例51】如图所示,通电螺线管左端小磁针N极指向正确的是()
【例52】(多选)电磁铁在生活和生产中有着广泛的应用.图中应用到电磁铁的设备有()
【例53】
如图是直流电铃的原理图.关于电铃工作时的说法不正确的是()
A.电流通过电磁铁时,电磁铁有磁性且A端为N极
B.电磁铁吸引衔铁,弹性片发生形变具有弹性势能
C.小锤击打铃碗发出声音,是由于铃碗发生了振动
D.小锤击打铃碗时,电磁铁仍具有磁性
【例54】
如图所示,M、N两个线圈套在一根光滑绝缘杆ab上,它们受力时都能自由移动.当闭合电键K后,M、N两线圈将()
A.互相靠拢B.互相离开
C.静止不动D.先靠拢后分开
【例55】如图是一种水位报警器的原理图,当水位到达金属块A时(一般的水能导电),电路中()
A.绿灯亮B.红灯亮
C.两灯同时亮D.两灯都不亮
【例56】小王利用光敏电阻受到光照时电阻变小的特性,设计了一个如图所示的自动控制电路,要求光暗时灯亮,光亮时灯灭.在实际调试时,发现灯始终亮着,而光敏电阻和其他电路元件都正常.下列调节能使控制电路达到要求的是()
A.减少螺线管线圈的匝数B.抽出螺线管中的铁芯
C.滑动变阻器滑片P向右移动D.减小控制电路电源电压
【例57】
如图所示,在天平左盘中央放入铁块,当天平平衡后,将开关
闭合,这时天平的指针指向分度盘的哪一侧?
调整右盘砝码,使天平平衡后,向左移动滑动变阻器的滑片
,此时欲使天平再次平衡,应在天平右盘中增加还是减少砝码?
为什么?
【例58】
如图所示,是一种温度自动报警器的原理图.在水银温度计中封入一段金属丝.当温度达到金属丝下端所指示的温度时,就可以发出报警信号.这种温度自动报警器既可以进行高温报警(即温度达到或超过设定的温度时报警),也可以进行低温报警(即温度低于设定的温度时报警).请你根据上面的介绍,并结合图分析回答下面的问题.
(1)水银温度计在电路中的作用相当于一个_________;
(2)若设定报警灯为红色,正常状态指示灯为绿色,该装置设定为高温报警时,则灯
应为_____
色.
【例59】
(1)参见图在电磁继电器中,除电磁铁的铁芯外,必须用铁制作的部件是________(填标号).
(2)图是未完成的恒温箱电路图.其中
是用于加热的电热器,
是用于散热、换气的吹风机.S是温控开关,箱内温度高于设定温度时,S自动闭合;箱内温度低于设定温度时,S自动断开.电热器
和吹风机
交替工作,以保证箱内温度无明显变化.请根据要求完成电路图的连接.
【例60】为探究电磁铁的磁性强弱跟哪些因素有关,小明所在的实验小组用漆包线(表面涂有绝缘漆的导线)在大铁钉上绕若干圈,制成简单的电磁铁,结合其他实验器材做了如图所示的实验(图中线圈匝数的疏密表示线圈匝数的多少,各图中的滑动变阻器、电源和大铁钉均相同).实验中通过观察电磁铁吸引大头针数目的多少,来判断它的磁性强弱.
根据图中观察到的情况,完成下面填空:
(1)通过比较图中的___________两种情况可知,通过电磁铁的电流越大,它的磁性越强.(选填图中的序号)
(2)通过比较图D中甲、乙两个电磁铁吸引大头针的情况,发现外形结构相同的电磁铁,当通过的电流相同时,线圈匝数越___________,磁性越强.
【例61】如图所示的是恒温箱的简易电路图.其工作原理是,接通工作电路后,电热丝加热,箱内温度升高,当箱内温度达到温度计金属丝A所指的温度时,控制电路接通,电磁铁有磁性,衔铁被吸下,工作电路,电热丝停止加热.当箱内温度低于金属丝A所指的温度时,控制电路断开,衔铁被,工作电路再次工作,电热丝加热,从而保持恒温箱内温度恒定.
【例62】
如图是小杨探究“影响电磁铁磁性强弱因素”的装置图,它是由电源、滑动变阻器、开关、带铁心的螺线管(线圈电阻忽略不计)和自制的针式刻度板组成,通过观察指针偏转角度的大小,来判断电磁铁磁性的强弱.在指针下方固定一物体E,导线a与接线柱2相连,闭合开关后,指针发生偏转.
(1)物体E应由下列________材料制成.
A.铜B.铁C.铝D.塑料
(2)电磁铁右端应为______极.
(3)当滑动变阻器的滑片P向左滑动时,指针偏转的角度将会______;保持滑片P位置不变,导线a改为与接线柱1相连,闭合开关后,指针偏转的角度将会______.(填“增大”或“减小”).
【例63】
右图为一种椭球体磁铁,该磁铁磁性最强的部位在哪里呢?
小明认为在磁铁的两端.为了验证自己的猜想,他做了如下的实验:
步骤1:
将两个磁铁如甲图放置,手拿住上面的磁铁,将下面磁铁的两端分别接触上面磁铁的下端,下面磁铁均掉落.
步骤2:
将两个磁铁如图乙放置,手拿住上面的磁铁,下面的磁铁不会掉落.
(1)根据小明的实验,可判断出小明的猜想是(选填“正确”或“错误”)的.
(2)要确定该磁铁磁性最强的部位,你的实验方案是.
【例64】如图所示的奥斯特实验中,闭合开关,原来静止的小磁针发生了偏转.造成小磁针偏转的原因是什么呢?
猜想一:
可能是通电后导线产生的热量使空气对流引起.
猜想二:
可能是通电后导线周围产生了磁场引起.
(1)小柯看到小磁针偏转,认为它一定受到力的作用,他判断的理由是.
(2)为了验证猜想一,下到方案可行的是(可能不止一个正确选项)
①将整个装置放在玻璃箱中进行实验
②将小磁针罩在烧杯中,导线置于烧杯上方并平行于小磁针进行实验
③改变导线中的电流方向
(3)如果实验中小磁针偏转不明显,请提供一条改进的建议.
【例65】小宇同学参加了学校“研究性学习小组”,探究了“研究磁体的磁性强弱是否与温度有关”的课题.他做的实验如下:
将一条形磁铁的一端固定在铁架台上,另一端吸着一些小铁钉,用酒精灯给磁铁加热,如图甲所示,经过一段时间后,当磁铁被烧红时,发现铁钉纷纷落下.
(1)从小宇的实验可得出的初
步结论是___________________________________________.
(2)根据这一结论,小宇大胆设计了一个温度报警器,如图乙所示,请简述它的工作原理:
当温
度逐渐升高时,磁铁的减弱直至消失,无法(填:
“排斥”或
“吸引”)弹簧开关,弹簧开关向下恢复原状,这样下面的电路就被接通,从而使电铃报警.
(3)同组的小明同学却认为小宇设计的温度报警器没有如图丙所示的这种设计好.请你比较两种温度报警器,指出小宇设计中的不足之处________________________________________.
【例66】如图所示,是某同学探究“电磁铁磁性强弱跟电流大小关系”的电路图.
(1)电磁铁磁性的强弱是通过观察________________________来确定的.
(2)闭合开关后,当滑动变阻器滑片P向(填“a”或“b”)端移动时,电磁铁磁性增强;由实验可得到的结论是:
当线圈匝数不变时,通过线圈的电流,电磁铁磁性越强.
(3)在图中,电磁铁的上端是极(选填“N”或“S”).
【例67】小明用如图所示的装置探究电磁铁磁性的强弱跟哪些因素有关.
(1)下表是小明的实验记录,根据表中数据回答下列问题:
①通过比较第_________和第________两次实验,可知电磁铁的磁隆强弱跟线圈匝数有关.
②电磁铁的磁性强弱除了跟线圈匝数有关外,还跟____________有关.
(2)实验中,小明通过观察___________________来判断电磁铁磁性的强弱.
知识点.电流的磁场
【作业1】如图所示是研究电磁现象的四个实验装置,其中奥斯特实验装置是( )
A.
B.
C.
D.
【作业2】如图所示是有关电与磁实验的装置图,能用来探究影响电流的磁场强弱因素的是( )
A.
B.
C.
D.
【作业3】下列有关电和磁的说法正确的是( )
A.通电导线周围磁场的方向与电流方向有关
B.玩具电动车的电动机是利用电磁感应现象制成的
C.通电导体在磁场中受力的方向只与电流的方向有关
D.闭合电路的部分导体在磁场中运动时一定产生感应电流
【作业4】通电螺线管外部的磁场和 磁体外部的磁场一样,它的磁极可用 来判定.
【作业5】如图所示,根据图中静止小磁针
极的指向,标出通电螺线管
极的正、负极.
【作业6】根据小磁针静止时
、
极的指向,在图中标出通电螺线管电源的正、负极.
【例68】受通电螺线管产生磁场的作用,小磁针静止时处于如图所示的状态,请画出螺线管导线的绕向.
【作业7】如图所示,开关S闭合,螺线管的右端是 极,要使它的磁性增强,可将滑片P向 端移动.
【作业8】干簧管(也叫干簧继电器)比一般机械开关结构简单,体积小,工作寿命长;而与电子开关相比,它又有抗负载冲击能力强的特点,工作可靠性很高.如图甲所示,是干簧管的结构简图,其中磁簧片是一种有弹性的薄铁片,被固定于玻璃管上.
(1)如图乙所示,当将一个条形磁铁与干簧管平行放置时,干簧管的两磁簧片被磁化,则磁簧片ab的b端为极;磁簧片cd的c端为极,它们将因相互而触接.
(2)
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