课件15张PPT。第二十章 电与磁尖子生学案—人教版九年级物理下册第1节 磁现象 磁场判断物体是否具有磁性的方法(规律方法) (4)根据磁极间的相互作用规律判断:将被测物体的一端分别靠近静止小磁针的两极,若发现有一次发生排斥现象,说明该物体具有磁性,否则,便没有磁性.(1)根据磁体的吸铁性判断:将被测物体靠近铁、钴、镍等物质,若物体能够吸引这类物质,说明该物体具有磁性,否则便没有磁性.(2)根据磁体的指向性判断:把被测物体用细线吊起,若静止时总是指南北方向,说明该物体具有磁性,否则便没有磁性.(3)根据磁极的磁性最强判断:如有A,B两个外表完全相同的钢棒,已知一个有磁性,另一个没有磁性,区分它们的方法是:将A的一端从B的左端向右滑动,若在滑动过程中发现吸引力的大小不变,则说明A有磁性,若发现吸引力先变小再变大,则说明B有磁性.(如图20 - 4所示) 例1为了判断一根钢棒是否有磁性,小明进行了如下几组小实验.其中不能达到目的是 ( )
A.让钢棒靠近铁屑,铁屑被吸引,则钢棒具有磁性
B.用细线将钢棒吊起来,使它能在水平面内自由转动,静止时总是指南北方向,则钢棒具有磁性
C.让小磁性靠近钢棒,若钢棒与小磁针相互排斥,则钢棒具有磁性
D.让小磁针靠近钢棒,若钢棒与小磁针相互吸引,则钢棒具有磁性【解题归纳】 在利用磁极间的相互作用规律分析这类问题时要把握住一个原则:“斥定吸不定”.即如果互相排斥,可以断定二者均有磁性;如果互相吸引则不能确定是一个有磁性,还是两个均有磁性.〔解析〕 磁体能够吸引铁屑等,因此A正确;磁体具有指南北的性质,因此B正确;钢棒与小磁针相互排斥,即钢棒与小磁针相对的一端为同名磁极,说明钢棒有磁性,因此C正确;若钢棒没有磁性,当它靠近小磁针时,钢棒与小磁针也会相互吸引,因此D不能达到目的.故正确答案为D.
D1.(2016·南京十八中月考)如图所示,将M棒用细线自由悬挂起来使之呈静止状态.当用N棒的一端靠近M棒的一端时,若它们相互有排斥力 ( )
A.只有N棒一定是磁体
B.只有M棒一定是磁体
C.M棒和N棒都是磁体
D.无法确定哪一根棒是磁体C不能正确理解磁体的磁性强弱特点(易错点)磁体各部分磁性强弱不均,条形磁体两极磁性最强,中间部分磁性最弱.例2(2015·福建泉州晋江市二模)如图20 - 5甲所示,在水平地面上的磁体上方,有挂在弹簧测力计上的小磁体(下部N极),小辉提着弹簧测力计向右缓慢移动,挂在弹簧测力计上的小磁体下端,沿图示水平路线从A缓慢移到B.则图20 - 5乙中能反映弹簧测力计示数F随位置变化的是 ( )〔解析〕 条形磁体两极磁性最强而中间磁性最弱,且同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引,当挂着的磁体向右移动时,相互吸引力逐渐减小,而过了大磁体中点后,相互排斥力逐渐增大,故可以得出弹簧测力计的示数从A端到B端是逐渐变小的.故正确答案为A.A2.如图所示,两条形磁体A,B两端分别吸引一枚大头针,由图可知,A,B为 名磁极,若将A,B互相接触,则大头针会 (填“下落”或“仍被吸住”).?下落异〔答案〕 异 下落例1[探索创新题]磁铁都有两极,小敏想用实验证明,断磁铁A,B端必有磁极(如图20 - 6所示).设计了如图20 - 7所示的四个方案,并进行了实验操作,其中的现象不可能观察到的是 ( ) A.甲和乙 B.乙和丙
C.丙和丁 D.丁和甲〔解析〕 磁铁断开后,断裂处会产生新的磁极,A端为S极,B端为N极.这两个新磁极均可以吸引没有磁性的铁棒,故甲现象是可能出现的,丙现象是不可能出现的;拿一条形磁铁的N极分别接近断裂处产生的这两个新磁极时,应该产生不同的现象,与A端吸引,与B端排斥,故乙现象是不可能出现的;根据同名磁极相互排斥的规律可知,断磁铁的原S极与A端应相互排斥,断磁铁的原N极与B端应相互排斥,丁现象是可能出现的.故正确答案为B.B例3[探索创新题]小敏设计了如图20 - 8所示的实验.在桌子边上放一条形磁铁,用细线系一回形针缠在桌边适当位置的石头上,使回形针由于被磁铁吸引而与磁铁保持一段距离.将被探究的物体放入回形针与条形磁铁之间,如果出现 现象,说明该物质是能阻断磁场的.小敏想探究的问题是 .?〔解析〕 由受力分析可知,回形针受重力、绳子的拉力、磁铁对回形针的吸引力,回形针在重力、拉力和吸引力的作用下处于平衡状态,要阻断磁场,则磁铁不再吸引回形针,回形针受力不平衡,于是会掉落;小敏想探究的问题是:什么物质可以阻断磁场. 什么物质可以阻断磁场回形针掉落例3 [实际应用题]对农民来讲,农作物的种子中混有一些杂草的种子是一件很头疼的事情.但是这两种种子在外表上是不同的;农作物的种子比较光滑,不易吸附小颗粒物;而杂草种子表面有许多绒毛,能够吸附靠近它的小颗粒物,也能粘在走过的动物身上,因此它可以广为传播.现在有一些混有杂草种子的农作物的种子,给你一块磁铁和一些铁屑.请你替农民朋友将其中的杂草种子分离出来,说出你的办法和道理.〔答案〕 办法:将铁屑撒在种子中,并搅拌均匀,使铁屑吸附在杂草种子上.然后用磁铁将铁屑和杂草种子一起从混合种子中吸出来.道理:磁铁具有吸引铁屑的性质.〔解析〕 磁铁能够吸引铁、钴、镍等物质,但不能吸引种子,而杂草种子表面有很多绒毛,可以吸附铁屑.因此,可使铁屑吸附在杂草种子上,然后用磁铁将铁屑和杂草种子从混合种子中吸出来.例4 [实际应用题](2015·南京中考) 如图20 - 9所示,一张百元新钞票好像被一支笔“戳通”了.实际上这张新钞票依然完好无损,这里应用了磁现象的有关知识.原来,这支笔的笔杆(纸币的下方)与笔头(纸币的上方)可以互相分离,笔杆上与笔头相连的一端内部装有小磁铁,则笔头内的材料可能含有 (选填“铜”“铁”或“塑料”).若想探究笔头内的材料是否有磁性,现提供下列器材:①小磁针、②大头针、③碎纸屑,其中可用来完成探究任务的有 (填序号).?〔解析〕 磁铁只能吸引铁、钴、镍等磁性材料制成的物体,所以能被装有小磁铁的笔杆吸引的笔头内的材料可能含有铁.要探究笔头内的材料是否有磁性,可运用磁铁能够吸引磁性材料或磁极间的相互作用来验证:若笔头能够吸引大头针则说明笔头内的材料有磁性;若笔头靠近自由转动的小磁针的一个极出现排斥现象,则说明笔头内的材料有磁性.所以能完成探究任务的是①②.铁①②例5 小磁针静止时,它的N极所指的方向是“月磁”的南极.[方案评估题]关于月球上的物理现象和规律,同学们提出很多问题和猜想,有关月球周围的磁场问题,洋洋提出了自己的猜想和检验猜想的实验方案:
洋洋的猜想:月球可能像地球一样,本身就是一个巨大的磁体,在它的周围存在磁场,并且也有“月磁”南极和“月磁”北极.洋洋为检验上述猜想所拟定的实验方案:
(1)取一个小磁针用细线悬挂在月球表面附近,如果它静止时指向某一方向,则可表明月球周围存在磁场;
(2)小磁针静止时,它的N极所指的方向就是“月磁”的北极.
你认为洋洋为检验猜想所拟定的实验方案中应该改进或改正的是 .?〔解析〕 磁场对放入其中的磁体能够产生磁力的作用.要验证月球是不是一个巨大的磁体.只要取一个小磁针用细线悬挂在月球的表面的不同地点,多做几次实验,如果小磁针静止时某一磁极都指向某一个方向,表明月球周围存在磁场.但洋洋只做了一次实验就得出了结论,结论具有片面性,故应该改进.而磁针静止时,N极指的方向应该是“月磁”的南极.在月球表面的不同地点,多做几次实验,如果小磁针静止时某一磁极都指向某一个方向,表明月球周围存在磁场.例6 [实验探究题]磁体具有吸引铁、钴、镍等物质的性质.小蕊和小昌同学想探究磁体对回形针吸引力大小与放入它们之间物体的哪些因素有关.请你参与探究并解决一些问题.
(1)如图20 - 10(1)所示,保持磁体和纸片间的距离一定.在纸片上放入不同物体时,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20 - 10(2)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20 - 10(2)中 的方法.?
(2)选择正确方法后,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,观察能吸引的回形针个数,多次实验后将数据记录在下表中.
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,请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.?
(4) 日常生活中,磁卡常受外界磁场影响出现消磁现象.请你根据含有铁、镍的物体对磁性屏蔽效果明显的性质,写出一种保护磁卡磁性的方法: .?〔解析〕 (1)回形针受到两个力的作用:重力和磁体的吸引力,处于静止状态,所以这两个力是一对平衡力;甲图中,回形针受到的磁力和重力不在一条直线上,所以不是平衡力,因此选择乙图.(2)①分析数据可以得出,在其他条件相同时,放入铁板或镍板,吸引回形针的数量较少,说明铁板和镍板对吸引力的影响较大,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,原因可能是铝不是磁性物质,不能被磁化.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,铁、镍、铝都是导体,它们对吸引力影响效果却不同,因此提出的问题是:磁性屏蔽效果与物体的哪些性质有关?(3)要研究屏蔽效果与铁板面积的关系,必须保持铁板的形状、厚度一定,改变面积大小,观察回形针被吸起的数目多少.(4)由于含有铁、镍的物体对磁性屏蔽效果明显,所以可以将磁卡放在铁盒中,磁性就能长时间保持了.例6 [实验探究题]磁体具有吸引铁、钴、镍等物质的性质.小蕊和小昌同学想探究磁体对回形针吸引力大小与放入它们之间物体的哪些因素有关.请你参与探究并解决一些问题.
(1)如图20 - 10(1)所示,保持磁体和纸片间的距离一定.在纸片上放入不同物体时,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20 - 10(2)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20 - 10(2)中 的方法.?
(2)选择正确方法后,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,观察能吸引的回形针个数,多次实验后将数据记录在下表中.
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,请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.?
(4) 日常生活中,磁卡常受外界磁场影响出现消磁现象.请你根据含有铁、镍的物体对磁性屏蔽效果明显的性质,写出一种保护磁卡磁性的方法: .?二力平衡乙较少较大铝不能被磁化磁性屏蔽效果与物体的哪些性质有关厚度将磁卡放入铁盒中巧解题例7(宁波中考)如图20 - 11所示,“悬空的磁环”活动中,假设甲、乙、丙三个磁环相同,中间塑料管是光滑的.当磁环都处于静止状态时,甲对乙的作用力F1和丙对乙的作用力F2的大小关系是 ( )
A.F1小于F2 B.F1等于F2
C.F1大于F2 D.无法比较【解题归纳】 本题考查对物体的受力分析,解本题的关键是判断出磁环间的作用力是相互排斥的,然后以乙为研究对象,分析它在平衡时受到哪几个力的作用.〔解析〕 磁环中间塑料管是光滑的,说明三个磁环与塑料管之间没有摩擦,它们只受到重力和彼此间相互排斥的磁力作用.当磁环都处于静止状态时,它们均受力平衡.以乙为研究对象,则乙受到丙磁环对它向上的作用力F2、甲磁环对它向下的作用力F1和乙磁环自身向下的重力G乙,根据力的平衡可知,F2=F1+G乙,可判断出F1小于F2.故正确答案为A.
A课件13张PPT。第二十章 电与磁尖子生学案—人教版九年级物理下册第2节 电生磁“上左下右”助你学定则(规律方法)3.若外部电流方向向下,就让四指从螺线管的内侧向外握,即用右手的手心朝自己去握螺线管,则拇指所指的一端就是右端,即右端为N极;反之,若外部电流方向向上,就让四指从螺线管的外侧向里握,即用右手的手背朝自己去握螺线管,则拇指所指的一端就是左端,即左端为N极.
此方法可以简记为“上左下右”.1.把通电螺线管的正面即没有被铁芯挡住的部分,称为外部.2.根据电流从“正极出来,回到负极”的规律标出螺线管外部电流方向.例1如图20 - 27所示的通电螺线管的N,S极标注正确的是 ( ) 〔解析〕 根据“上左下右”的规律知,A图外部电流向上,左端是N极,A选项错误;B图外部电流向下,右端是N极,B选项错误;C图外部电流向上,左端是N极,C选项正确;D图外部电流向下,右端是N极,D选项错误.故正确答案为C.C1.下图是闭合开关S后小磁针静止在螺线管旁的情况,请标出通电螺线管的N极和小磁针的N极. 如图11所示[提示:根据通电螺线管磁极的判定方法可知,通电螺线管的左端为N极,右端为S极,再根据磁极间的相互作用规律可判断,与通电螺线管左端靠近的小磁针右端为S极,左端为N极.] 例2通电螺线管外部小磁针的指向问题(易错点)〔解析〕 根据安培定则和磁极间的相互作用规律可判断,A中三个小磁针的指向均错误;B中线圈上面的小磁针指向错误;C中三个小磁针的指向完全正确;D中线圈上面的小磁针指向错误.故正确答案为C.如图20 - 28所示,当闭合开关后,三个小磁针指向都正确的是 ( ) c2.一同学设计了一种判断电源 “+”、“-”极的方法:在水平桌面上放一枚小磁针,在小磁针的西面放一个螺线管,如图所示,接通开关后,小磁针的N极向东偏转,则下列判断中正确的是 ( )
A.电源a端是正极,在电源内部电流由b流向a
B.电源a端是正极,在电源内部电流由a流向b
C.电源b 端是正极,在电源内部电流由a流向b
D.电源b 端是正极,在电源内部电流由b流向aC[提示:接通电源,小磁针的N极向东偏转,说明通电螺线管的右端是N极,由安培定则知,通电螺线管外部电流自上向下,故电源的b端是正极,a端是负极,而在电源内部电流是从负极流向正极.] C例1[学科综合题](2015·潍坊中考)如图20 - 29所示,电源、滑动变阻器与螺线管相连.闭合开关,在通电螺线管的右端放置一个小磁针,小磁针静止时N极水平向右.则 ( )
A.电源左端为正极
B.电源右端为正极
C.滑动变阻器的滑片P向左移动,通电螺线管的磁性增强
D.滑动变阻器的滑片P向右移动,通电螺线管的磁性增强〔解析〕 由小磁针的指向可知:通电螺线管的右端是N极,根据安培定则可判断电流方向在通电螺线管的外部从上向下,因此电源左端是正极,A选项正确,B选项错误;滑动变阻器的滑片P向左移动时,滑动变阻器接入电路的电阻变大,电路中的电流变小,通电螺线管的磁性减弱,反之,滑片P向右移动时,通电螺线管的磁性增强,C选项错误,D选项正确.故正确答案为AD.AD〔解析〕 套在玻璃棒上的线圈可分为左、右两部分,右部分线圈中外部电流方向向上,根据安培定则可知,右侧螺线管左端为N极,同理,左侧螺线管右端为N极,如图20 - 31所示,因为中间相邻的磁极为同名磁极,所以会相互排斥,因此两个线圈会左右分开.故正确答案为B.
例2[创新应用题]如图20 - 30所示,两个线圈套在同一个光滑的玻璃棒上,均能自由滑动,当开关闭合时,这两个线圈将 ( )
A.向中间靠拢 B.向左右分开
C.先分开后靠拢 D.静止不动【解题归纳】 线圈到底如何运动,关键在于判断清楚相邻的磁极性质,再根据磁极间的相互作用规律进行判断.B例3[作图题](2015·兰州中考)请用笔画线代替导线连接实物图,要求:当滑片向左移动时,通电螺线管的磁性增强且小磁针静止时的指向如图20 - 32所示. 〔解析〕 若使滑片向左移动时,通电螺线管的磁性增强,则通过螺线管的电流应增大,因此滑动变阻器连入电路的电阻应减小,根据滑动变阻器连入电路时应“一上一下”选择接线柱的原则和“近下电阻变小,远下电阻变大”的调节原则,可将滑动变阻器电阻丝左端和金属杆上任一端的接线柱连入电路;根据小磁针的指向和磁极间相互作用的规律可知,通电螺线管的左端为N极,根据安培定则可知通电螺线管正面导线中的电流方向是向上的,所以电流从右端流入,连接时应从电源的正极开始,连接开关,滑动变阻器,螺线管,最后连接到电源的负极.如图20 - 33所示. 例4 [探索创新题](2016·扬州中考)通电螺线管的外部磁场与条形磁体周围磁场相似,其磁极可以用安培定则判定.
(1)图20 - 34甲中螺线管的A端是 极.?
(2)螺线管实际上就是由多个单匝圆形线圈组成,通电螺线管的磁场可以看成由每一个单匝圆形通电线圈的磁场组合而成,因此应用安培定则也可以判断单匝圆形通电线圈的磁极.现一单匝圆形通电线圈中的电流方向如图20 - 34乙所示,则其B端是 极.?
(3)地球周围存在磁场,有学者认为,地磁场是由于地球带电自转形成圆形电流引起的,地球自转的方向自西向东(如图丙所示),则形成圆形电流方向与地球自转方向 (填“相同”或“相反”),物理学规定正电荷定向移动方向为电流方向,那么地球带 (填“正”或“负”)电.〔解析〕 (1)根据安培定则,用右手握住螺线管,四指弯向电流的方向,拇指指向螺线管的A端,所以A端为N极;(2)根据安培定则,用右手握住单匝线圈,四指弯向电流的方向,拇指指向单匝线圈的B端,所以B端为N极;(3)由于地磁北极在地理南极附近,根据安培定则,拇指指向N极,四指的弯曲方向为电流的方向,所以电流自东向西,与地球自转的方向相反,物理学规定正电荷定向移动方向为电流方向,所以地球带负电.N N相反负例5 [实际应用题]医学上对病人进行脑部手术时,需要将体温降到合适的温度,准备手术之前,病人的心肺功能开始由心肺机取代.心肺机的功能之一是用“电动泵”替代心脏,推动血液循环.如图20 - 35所示,将线圈ab缠绕并固定在活塞一端,利用与固定磁铁之间的相对运动,带动电动泵中的活塞,抽送血液.图中阀门K1只能向外自由开启,反向则封闭管路;阀门K2只能向内自由开启,反向则封闭管路.请说明电动泵的工作过程:
(1)当电动泵工作时,血液从阀门 抽进,从阀门 送出.?
(2)当线圈中的电流从a流向b时,线圈的左端为 极,活塞处于 状态(填“抽血”或“送血”).?〔解析〕 (1)因阀门K1只能向外自由开启,反向则封闭管路;阀门K2只能向内自由开启,反向则封闭管路.故血液只能由阀门K2流入,从阀门K1送出.(2)由右手螺旋定则可知,线圈左端为N极,此时同名磁极相互排斥,故活塞右移,K2关闭,K1打开,处于送血状态.K2K1N送血例6[实验探究题]如图20 - 36所示,将一根直导线放在静止小磁针的正上方,并与小磁针平行.接通电路后,观察到小磁针偏转.
(1)实验探究的是通电直导线周围是否存在 .?
(2)改变直导线中的电流方向,小磁针偏转方向也发生改变,
表明 .?
(3)实验中小磁针的作用是 _.?
(4)实验中用到的一种重要科学研究方法是 ( )
A.类比法 B.转换法
C.控制变量法 D.等效替代法〔解析〕 本实验考查的是电流的磁效应.小磁针偏转说明小磁针受到了力的作用,通电导体周围存在磁场.导线中的电流方向改变时,小磁针偏转方向也发生改变,说明电流周围的磁场方向与电流方向有关.磁场看不见,摸不着,利用小磁针的偏转判断通电导体周围是否存在磁场,采用的是转换法.磁场电流周围的磁场方向与电流方向有关 判断电流周围是否存在磁场B例7 [实验探究题]小明在探究通电直导线周围的磁场方向与电流方向的关系后,想进一步探究影响通电直导线周围磁场强弱的因素.经老师指导及查阅资料知,磁场的强弱可用物理量“B”来表示(单位为“T”),其大小与直导线中的电流I、测试点到直导线的距离r有关.小明通过实验所测得的两组实验数据如下.
表一:当测试点到直导线的距离r=0.02 m时,磁场的强弱B与电流I的实验数据
(1)分析表一中的实验数据,你能得到什么结论?
答: .?
表二:当直导线中的电流I=5 A时,磁场的强弱B与测试点到直导线的距离r的实验数据
(2)分析表二中的实验数据,你能得到什么结论?
答: .?当电流I一定时,磁场的强弱B与距离r成反比〔解析〕 从表一中的实验数据可以看出,当距离r一定时,磁场的强弱随电流的大小而变化,即磁场的强弱与电流成正比;从表二中的实验数据可以看出,当电流一定时,磁场的强弱与距离的大小有关,即磁场的强弱与距离成反比.当距离r一定时,磁场的强弱B与电流I成正比课件13张PPT。第二十章 电与磁尖子生学案—人教版九年级物理下册第3节 电磁铁 电磁继电器例1分析电磁继电器问题的基本思路(规律方法)如图20 - 54所示是一种“闯红灯违规证据模拟器”的工作原理图,光控开关接收到红光时会自动闭合,压敏电阻若同时受到车的压力,其阻值变小,电磁铁的磁性因电路中电流的改变而变 (填“强”或“弱”),当电流变化到一定值时,衔铁与触点 (填“1”或“2”)接触,电控照相机工作,拍摄违规车辆.?
〔解析〕 根据题意可知,当信号灯红灯亮时,光控开关自动闭合,控制电路接通,当压敏电阻受到汽车压力时,电阻变小,控制电路中的电流增强,电磁铁具有磁性,当电流变化到一定值时,吸引衔铁,衔铁与触点2接触,工作电路中的照相机和电源连通,照相机开始工作.【解题归纳】 此题通过一个自动控制电路来考查电磁继电器的应用,使物理知识服务于社会.分析这类自动控制作用的电磁继电器的工作原理,通常按下面的程序进行:控制元件或开关处于什么状态——控制电路的通断——电磁铁有无磁性——是否吸引衔铁——工作电路的通断. 2强1.黄勇豪家的小型养鸡场用电热孵化机孵化小鸡,但很担心半夜停电.为此他设计了一个停电提醒器(如图所示),需要时把它的插头插入电源插座并闭合开关S即可.如果停电,因为线圈 (填“得到”或“失去”)磁性,衔铁就会被 (填“吸合”或“拉起”),电铃就发声提醒主人.?失去 拉起[提示:正常情况下,电磁铁有磁性,吸引衔铁与静触点B接触,绿灯亮;如果停电,则电磁铁失去磁性,衔铁在弹簧的作用下被拉起,与静触点A接触,电铃工作.] 失去拉起电磁铁磁性强弱的理解(易错点)例2〔解析〕 电磁铁的磁性强弱与电磁铁线圈的匝数多少和通过电磁铁线圈的电流强弱有关;匝数越多,电流越强,电磁铁的磁性就越强.此题中电磁铁的线圈匝数不能任意改变,但可以通过移动滑片P来改变通过电磁铁线圈的电流,电磁铁的磁性也随之改变.开关的通断只能决定电磁铁磁性的有无,而不能改变电磁铁磁性的强弱.故正确答案为B.如图20 - 55所示,关于此电磁铁的电路,下列说法正确的是 ( )
A.电磁铁的磁性强弱,可由开关S来控制
B.电磁铁的磁性强弱,可由滑片P来控制
C.电磁铁的磁性强弱只取决于线圈的匝数,线圈的匝数不变,电磁铁的磁性强弱也不变
D.电磁铁的磁性强弱只取决于电磁铁本身的结构,结构不变,电磁铁的磁性强弱也不变B2.某同学在做“探究影响电磁铁磁性强弱的因素”实验中,使用两个相同的大铁钉绕制成电磁铁进行实验,如图所示,闭合开关后,下列说法中正确的是 ( )
A.要使电磁铁磁性增强,应将滑动变阻器的滑片向右滑动
B.电磁铁能吸引的大头针越多,表明它的磁性越强
C.电磁铁B线圈匝数多,所以通过B的电流较小
D.若将两电磁铁上部靠近,会相互吸引B例1〔解析〕 该自动控制电路的光敏电阻R0与定值电阻R串联,当人靠近到一定距离时,从光电传感器上发射的红外线经人体反射后被接收器接收,接收器中的光敏电阻R0阻值减小,两端电压减小,电路电流变大,电磁继电器磁性增强,衔铁被吸下灯泡发光;电源左端是正极,因此电磁铁的下端是电流流进端,根据安培定则,右手四指顺着电流方向握住螺线管后,大拇指指向下端,为N极,则上端是S极.[实际应用题](2016·黄冈中考)如图20 - 56所示是某宾馆走廊廊灯的自动控制电路,走廊入口上方安装有反射式光电传感器,当人靠近到一定距离时,从光电传感器上发射的红外线经人体反射后被接收器接收,接收器中的光敏电阻R0阻值减小,定值电阻R两端的电压 ,同时电磁铁磁性 ,工作电路接通,灯泡发光,图中电磁铁的上端是 极.?增大 增强S 例2 〔解析〕 由图知:羊群在羊圈中时,电磁铁通电有磁性,吸引衔铁,使动触点拉离静触点,电铃所在电路断开,电铃不响.当羊逃出羊圈冲断漆包线时,电磁铁断路不通电,弹簧将动触点拉至静触点,电铃所在报警电路接通,电铃响,发出报警声.[实际应用题]如图20 - 57所示是小明为张大爷设计的“看羊自动报警器”,羊圈周围由一圈细漆包线包围着,由图可知:当羊群在羊圈中时,电磁铁 (填“有”或“无”)磁性,电铃 (填“响”或“不响”);当羊逃出羊圈冲断漆包线时,电磁铁 磁性,电铃 .?有不响无响例3 [说理题]如图20 - 58所示是一种防汛报警器的原理图.S是触点开关,B是一个漏斗形的竹片圆筒,里面有浮子A,请你说明这种报警器的工作原理. 〔答案〕 其工作原理为:水面升至警戒水位时,浮子A上升使触点开关S接通,左边电路有电流,电磁铁吸引衔铁而使右边电路接通,指示灯亮而发出警报.〔解析〕 电磁继电器相当于指示灯电路的开关,当水面升高到警戒水位时,浮子A随着上升,触点开关S接通,电磁继电器线圈通电而具有磁性,吸引衔铁,指示灯电路接通,灯亮达到报警的目的.例4[电路设计题]为了防止粮食仓库内谷物缓慢氧化积聚热量过多而酿成火灾,用如图20 - 59所示带金属丝的水银温度计和电磁继电器安装成自动报警器.正常情况下绿灯亮,当仓内温度升高到100 ℃时红灯亮,同时电铃响.试按此要求把各元件连成电路. 〔解析〕 根据题中要求,将温度计、控制电源、电磁继电器的线圈串联成控制电路.红灯和电铃并联后再和工作电源、电磁继电器的动触点1、静触点3串联,再将绿灯和工作电源、电磁继电器的动触点1、静触点2串联组成工作电路.〔答案〕 如图20 - 60所示. 例5 [探索创新题]小明利用热敏电阻设计了一个“过热自动报警电路”,如图20 - 61甲所示.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=3 V,继电器线圈用漆包线绕成,其电阻R0为30 Ω.当线圈中的电流大于等于50 mA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像.
(1)由图乙可知,当环境温度为40 ℃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 (后两空填“增大”“减小”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(均填“A”或 “B”).?
(3)图甲中线圈下端P的磁极是 (填“N”或“S”)极.?
(4)请计算说明,环境温度在什么范围内时,警铃报警.〔解析〕 (1)从图乙中可以看出,当温度为40 ℃时,对应的热敏电阻的阻值为70 Ω,且从图像的变化趋势看,热敏电阻的阻值随温度的升高而减小,则控制电路中的电流将变大,电磁铁的磁性将增大.(2)根据题设条件可知,警铃工作时,继电器的下触点接触,故接线柱C应与接线柱B相连,同理可知,指示灯的接线柱D应与接线柱A相连.(3)根据安培定则容易判断出线圈的上端为N极,下端为S极.(4)当线圈中的电流为50 mA时,继电器的衔铁刚好被吸合,警铃响,此时控制电路的总电阻为 =60 Ω,则热敏电阻的阻值为R=R总-R0=60 Ω-30 Ω=30 Ω,结合图乙可以判断出此时热敏电阻的温度为80 ℃.再结合前面的分析可知,只有当热敏电阻的温度大于等于80 ℃,警铃才会报警.例5 [探索创新题]小明利用热敏电阻设计了一个“过热自动报警电路”,如图20 - 61甲所示.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=3 V,继电器线圈用漆包线绕成,其电阻R0为30 Ω.当线圈中的电流大于等于50 mA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像.
(1)由图乙可知,当环境温度为40 ℃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 (后两空填“增大”“减小”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(均填“A”或 “B”).?
(3)图甲中线圈下端P的磁极是 (填“N”或“S”)极.?
(4)请计算说明,环境温度在什么范围内时,警铃报警.70减小增大 BAS当线圈中的电流等于50 mA时,继电器的衔铁刚好被吸合,警铃报警.此时控制电路总
电阻 =60 Ω,
热敏电阻的阻值为R=R总-R0=60 Ω-30 Ω=30 Ω,由图像可知,此时t=80 ℃,所以当温度t大于等于80 ℃时警铃报警.例6 [实验探究题]如图20 - 62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 (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实验中通电螺线管都是有磁性的.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: .? 按本题电路图接好电路,调节滑动变阻器的滑片于一定的位置,首先放入大的铁芯,观察大头针被吸引的数目,记录数据;再放入小的铁芯,观察大头针被吸引的数目,记录数据,两者进行比较.左将大头针换成小磁针(或者用细铁屑等)〔解析〕 (1)为增大通电螺线管的电流,应减小滑动变阻器连入电路的阻值,则滑片应向左移动.(2)该实验中通电螺线管一定是有磁性的,无铁芯组实验中没有吸引起大头针,应是通电螺线管的磁性比较弱或者大头针过重造成的,为了验证通电螺线管是否有磁性,可以换用一些更容易吸起的物体,如小磁针或细铁屑等.(3)控制通电螺线管中的电流大小不变,即保持滑片位置,通过往螺线管内插入大小不同的铁芯,观察比较吸引大头针的数目,即可判断通电螺线管的磁性强弱是否与线圈内的铁芯大小(粗细)有关.课件15张PPT。第二十章 电与磁尖子生学案—人教版九年级物理下册第4节 电动机例1通电导体在磁场中受力方向的判断(规律方法) 【解题归纳】 通电导体在磁场中受到力的作用,受力方向与两个因素有关:一个是磁场方向,另一个是电流方向.如果只改变其中一个因素,则导体受力方向改变,如果同时改变两个因素,则导体受力方向不变.借助如图20 - 75所示的实验装置,小明探究“磁场对通电直导线的作用”.闭合开关S0,原本静止的轻质硬直导线AB水平向右运动,要使AB水平向左运动,下列措施中可行的是 ( )
A.将导线A,B两端对调
B.将滑动变阻器的滑片P向右移动
C.换用磁性更强的蹄形磁体
D.将蹄形磁体的N,S极对调〔解析〕 将导线A,B两端对调,电流的方向不变,磁场的方向也不变,故导线AB受力方向不变,运动方向也不变,A项错误;将滑动变阻器的滑片P向右移动,滑动变阻器连入电路中的阻值变大,电路中的电流变小,则导线AB所受磁场力减弱,但仍会向右运动,B项错误;同样,换用磁性更强的蹄形磁体,只能使导线AB所受磁场力增强,也不会改变导线AB的运动方向,C项错误;将蹄形磁体的N,S极对调,只改变一个影响因素(磁场方向),导线AB的运动方向改变,故D项正确.故正确答案为D.D1.如图所示的实验中,闭合开关后,导体棒ab向右运动,这说明 对通电导体有力的作用;若要使ab向左运动,你的方法是 .? 改变电流的方向或改变磁场的方向 磁场[答案] 磁场 改变电流的方向或改变磁场的方向
例2误判电动机的转动方向(易错点)〔解析〕 电动机的转动方向与电流方向有关,电流方向改变,电动机的转动方向改变;电动机的转动方向与磁场方向有关,磁场方向改变,电动机的转动方向改变;若电流方向、磁场方向同时改变时,电动机的转动方向不变.故正确答案为C.如图20 - 76所示是直流电动机的示意图,下列说法正确的是 ( )
A.只改变电流方向,不能改变其转动方
B.只改变磁场方向,不能改变其转动方向
C.同时改变磁场和电流方向,不能改变其转动方向
D.同时改变磁场和电流方向,可以改变其转动方向C2.在安装直流电动机模型的实验中,为了改变电动机的转动方向,可采取的措施是 ( )
A.改变磁场的强弱
B.改变电流的大小
C.只改变电流方向或只改变磁场方向
D.同时改变电流方向和磁场方向C[提示:电动机的转动方向与线圈中电流的方向和磁场的方向有关,因此,要改变其转动方向,应改变电流方向或磁场方向,若两者同时改变,转动方向不变.]C对换向器的作用不理解(疑难点)例3关于换向器,以下说法中错误的是 ( )
A.直流电动机中的换向器是由两个彼此绝缘的半圆金属环制成的
B.当直流电动机的线圈转过平衡位置时,换向器能立即改变线圈中的电流方向
C.线圈在磁场内每转动一周,换向器就将线圈中的电流方向改变2次
D.直流电动机的换向器是将线圈中的直流电变成外电路的交流电〔解析〕 换向器的作用就是换向,是换电流的方向,它是由两个彼此绝缘的半圆金属环制成的,当线圈转过平衡位置时及时改变线圈中电流的方向,从而改变线圈的受力方向,使线圈能够保证持续转动,线圈在磁场中每转动一周,线圈就两次经过平衡位置,所以改变两次电流方向.值得注意的是,直流电动机的换向器的作用是线圈在平衡位置时,改变通过线圈中的电流方向,并不能将直流电变为交流电,故D选项是错误的.故正确答案为D.D3.直流电动机中换向器的作用是 ( )
A.自动改变磁场的N极和S极
B.自动改变线圈中的电流方向
C.自动改变线圈中的电流方向,也能改变磁场的N极和S极
D.以上说法都不对B例1 [实际应用题]在物理实验课上,小明想观察直流电动机模型的工作情况,将其接入电路,结果电动机却不工作.在尝试调整电刷和铜半环的松紧程度后,直流电动机模型开始正常转动,其原因可能是 ( )
A.直流电动机的铜半环与电刷接触不良
B.磁体的磁场太弱
C.线圈刚好处于平衡位置
D.线圈中的电流太小〔解析〕 在尝试调整电刷和铜半环的松紧程度后,直流电动机模型开始正常转动,故原来电动机不转的原因在电刷和铜半环上,即可能是电刷与铜半环接触太紧,导致两者之间摩擦力过大,线圈磁场力不能驱动线圈转动,也可能是电刷与铜半环接触太松,导致电路断路,使得线圈中无电流,线圈不受磁场力作用.故正确答案为A.A例2【解题归纳】 图中的电流表实际上是一种磁电式电流表,该题主要通过了解它的内部构造的原理,来感受物理知识之间的联系.[实际应用题]如图20 - 77所示为我们实验室所用电流表的内部结构示意图.当接入电路,有电流通过线圈时,线圈带动指针偏转.该电流表的工作原理是 .?图20 - 77〔解析〕 注意到图中电流表内部有一永磁体,在磁极间有磁场,在磁场中有一个线圈.那么,当将电流表接入电路并有电流通过时,通电线圈就会受到磁场力的作用而转动,并带动指针偏转,显示出电流的大小. 通电线圈在磁场中受到力的作用(或磁场对电流有力的作用例3[综合应用题](2015·泰州中考)(1)按图20 - 78甲组装实验器材,给直导线通电,直导线向左运动,这说明 对通电直导线有力的作用;只对调电源正负极接线,通电直导线会向 运动,这说明通电导体的受力方向与 有关.?
(2)如图乙是某兴趣小组制作的神奇转框,框的上部中央与电池正极相连,下部紧贴在与电池负极相连的柱形物两侧,金属框就可以绕电池持续转动.据此,你认为构成柱形物的材料应具有较好 、 (填物理属性).?〔解析〕 (1)如题图甲所示,直导线吊在磁场中,当给直导线通电时,直导线向左运动,说明直导线受到向左的力,这个力是磁场施加的;当只对调电源的正负极接线时,直导线中电流的方向改变,磁场方向保持不变,直导线受力的方向也随之改变,故直导线会向右运动,这说明通电导体的受力方向与电流方向有关.(2)如题图乙所示,电池通过柱形物给金属框中提供电流,所以柱形物必须具有良好的导电性,金属框转动的原理是磁场对电流有力的作用,所以在金属框周围存在磁场,故柱形物具有较好的磁性.磁场右电流方向磁性导电性例4〔解析〕 (1)在实验中,需要改变电流的大小,因此除添加一块电流表外,还需要添加滑动变阻器.(2)根据实验目的,可设计实验步骤为:断开开关,将电流表和滑动变阻器串联接入电路,调节滑动变阻器的滑片到适当的位置,闭合开关记录电流表示数,同时观察导体棒ab滑行的距离(或滚动的快慢),调节滑动变阻器的滑片位置重复实验并记录.(3)实验中,需要记录电流的强弱、导体棒滑行的距离,以及磁场对电流的作用力的大小,并进行至少三次实验,从而设计出表格.[实验设计题](2015·北京东城区期末)如图20 - 79所示为探究“磁场对通电导体作用”的实验装置图.所用到的实验器材有:电源(可以用干电池替换)、U形磁铁、导体棒ab、金属导轨、开关、导线,若利用该装置探究“磁场对通电导体作用力的大小与电流大小是否有关”: (1)除添加一块电流表外,还需要添加什么实验器材?
(2)写出实验步骤.
(3)画出实验数据记录表格. (2)断开开关,将电流表和滑动变阻器串联接入电路,调节滑动变阻器的滑片到适当的位置,闭合开关记录电流表示数,同时观察导体棒ab滑行的距离(或滚动的快慢),调节滑动变阻器的滑片位置重复实验并记录. 〔答案〕 (1)滑动变阻器. (3)见下表.例5〔解析〕 (1)电磁炮的原理是:位于磁场中的导线在通电时会受到一个力的推动,它与生活中电动机的原理是相同的.(2)电磁炮发射过程中,将电磁能转化为机械能.(3)隐蔽性好.电磁炮在发射时不产生火焰和烟雾,也不产生冲击波,所以作战中比较隐蔽,不易被敌人发现.比较经济.与常规武器比较,由于不用火药,因而减小了发射成本和暴露目标的危险性.[阅读理解题](2015·北京门头沟区二模)电磁炮
电磁炮是利用电磁发射技术制成的一种先进动能杀伤武器.与传统大炮将火药燃气压力作用于弹丸不同,电磁炮是利用力来对金属炮弹进行加速,使其达到打击目标所需的动能,与传统的火药推动的大炮相比,电磁炮可大大提高弹丸的速度和射程.
如果说到电磁炮的基本原理其实并不神秘.不过是在弹丸中产生一个电流,在发射轨道上产生一个强磁场.由于不用火药,因而减小了发射成本和暴露目标的危险性.电磁炮不仅用于军事用途,科学家甚至设想应用这一原理发射卫星呢.
(1)电磁炮是利用电流在磁场中 的原理工作的,这与我们学习过的 工作原理是一样的.?
(2)电磁炮发射过程中,将电磁能转化为 能.?
(3)简述电磁炮发射成本低和暴露危险小的理由: .?电磁炮在发射时不产生火焰和烟雾,也不产生冲击波,所以作战中比较隐蔽,不易被敌人发现;与常规武器比较,由于不用火药,因而减小了发射成本和暴露目标的危险性受力电动机机械例6 [实验探究题]在复习“电流的磁场”和“磁场对电流的作用”时,小刚想:既然通电导体周围存在磁场,磁场又会对通电导体产生力的作用,那么互相靠近的两个通电导体间是否会产生力的作用呢?
(1)于是,他和小强商议通过实验来研究这一问题.他们找到了两根柔软的导线,相距较近地并排固定在接线板上,实验电路如图20 - 80甲所示.通过实验观察到的现象如图乙所示.
该实验表明:两个通电导体之间 .?
(2)小强认为,如果改变其中一个通电导体的电流方向,则它们之间作用力的方向也会发生改变.
小强这样想的理由是:电流产生的磁场方向是由 的方向决定的,当一个通电导体中电流的方向改变时,它产生的磁场方向也会发生改变;而磁场对通电导体的作用力的方向与 的方向和 的方向有关,另一个通电导体中电流的方向不变,但它所处磁场方向变化了,它受到的磁场力方向就会改变.?
(3)如果开始实验时,小刚和小强没有找到柔软的导线,而是用较硬的普通铝芯导线进行实验,你认为会出现怎样的情况?通过这个问题,你得到了怎样的启示?例6〔解析〕 (1)两根柔软的导线通电后能够相互吸引,这说明两个通电导体之间有力的作用.(2)根据奥斯特实验可知,当电流的方向发生改变时,电流所产生的磁场的方向也发生改变;而根据磁场对通电导体作用的规律,当电流方向或磁场方向改变时,通电导体的受力运动方向也随之发生改变.(3)实验中采用柔软的导线,通电后导线之间的吸引力能够明显地通过导线的形变表现出来,若采用较硬的普通铝芯导线,就会出现铝芯导线不能相互吸引或者相互排斥的现象.通过这个实验我们可以得到的启示是,在物理实验中选择适当的器材设计实验是至关重要的.例6 [实验探究题]在复习“电流的磁场”和“磁场对电流的作用”时,小刚想:既然通电导体周围存在磁场,磁场又会对通电导体产生力的作用,那么互相靠近的两个通电导体间是否会产生力的作用呢?
(1)于是,他和小强商议通过实验来研究这一问题.他们找到了两根柔软的导线,相距较近地并排固定在接线板上,实验电路如图20 - 80甲所示.通过实验观察到的现象如图乙所示.
该实验表明:两个通电导体之间 .?
(2)小强认为,如果改变其中一个通电导体的电流方向,则它们之间作用力的方向也会发生改变.
小强这样想的理由是:电流产生的磁场方向是由 的方向决定的,当一个通电导体中电流的方向改变时,它产生的磁场方向也会发生改变;而磁场对通电导体的作用力的方向与 的方向和 的方向有关,另一个通电导体中电流的方向不变,但它所处磁场方向变化了,它受到的磁场力方向就会改变.?
(3)如果开始实验时,小刚和小强没有找到柔软的导线,而是用较硬的普通铝芯导线进行实验,你认为会出现怎样的情况?通过这个问题,你得到了怎样的启示? 可能观察不到(或电流很大才能观察到)两通电导体间的相互作用.合理选用实验器材非常重要(体现实验器材的选择对实验结果的重要性即可).产生了力的作用电流磁场(磁感线)电流课件12张PPT。第二十章 电与磁尖子生学案—人教版九年级物理下册第5节 磁生电例1感应电流方向的判断(规律方法)【解析】在原来的操作中,磁场方向是向下的,导体ab水平向右运动,此时电流表的指针向左偏转.A项的操作中,磁场方向不变,ab不动,磁体向右运动,根据运动和静止的相对性,就相当于ab向左运动,与原来的操作相比,有一个因素发生了改变,所以感应电流的方向应该改变,即电流表的指针应向右偏转,故A错误;B项的操作中磁体不动,ab向左运动,与原操作相比,导体的运动方向发生了改变,故感应电流的方向要改变,所以电流表的指针应向右偏转,故B错误;C项的操作中,导体的运动方向与磁场的方向平行,没有切割磁感线,根据感应电流产生的条件可知,此时电路中不产生感应电流,电流表的指针没有发生偏转,故C错误;D项的操作中,对调磁体的磁极,ab向左运动,导体的运动方向和磁场的方向都发生了改变,所以感应电流的方向不变,故电流表的指针仍向左偏转,故D正确.故正确答案为D.如图20 - 90所示,当导体ab水平向右运动时,电流表指针向左偏转.下列情况中,电流表指针偏转方向正确的是 ( )
A.ab不动,磁体向右运动,指针向左偏转
B.磁体不动,ab向左运动,指针向左偏转
C.磁体不动,ab向上运动,指针向左偏转
D.对调磁体的磁极,ab向左运动,指针向左偏转D1.(2016·咸宁中考)下图是小明在学习电磁感应现象时,探究产生感应电流的方向与哪些因素有关的实验情景(图中箭头表示导体的运动方向).下列分析、比较以及结论正确的是 ( )
A.比较甲、乙两图,说明感应电流方向与磁场方向无关
B.比较乙、丙两图,说明感应电流方向与导体运动方向有关
C.比较甲、丙两图,说明感应电流方向与磁场方向和导体运动方向均无关
D.由图丁可得出结论:感应电流方向与导体是否运动无关B.[提示:通过甲,乙两图比较可以看出,导体的运动方向相同,而磁场的方向相反,电流表的指针偏转方向相反,说明感应电流的方向与磁场方向有关;图乙与图丙中磁场方向相同,而导体的运动方向相反,电流表指针偏转方向相反,说明感应电流的方向与导体运动的方向有关;图甲与图丙中磁场与导体运动方向均不同,故不能判断;图丁中,导体没有做切割磁感线运动,不能产生感应电流.]B感应电流产生的条件(易错点)例2感应电流产生的条件(易错点)关于感应电流产生的条件,下列说法正确的是 ( )
A.闭合电路中的部分导体在磁场中运动
B.导体在磁场中做切割磁感线运动
C.闭合电路中的部分导体在磁场中做切割磁感线运动
D.仅把闭合电路中的部分导体放在磁场中〔解析〕 要全面掌握产生感应电流的条件:闭合电路中的一部分导体;在磁场中做切割磁感线运动.二者都具备时才能产生感应电流.故正确答案为C.C2.(福州中考)在探究怎样产生感应电流的实验中,蹄形磁体水平放置,如图所示.闭合开关,要使灵敏电流计的指针发生偏转,导体ab应 ( )
A.竖直向上运动 B.水平向右运动
C.保持静止不动 D.竖直向下运动B[提示:磁感线方向是竖直向下的,当导体ab竖直向上运动、保持静止、竖直向下运动均不切割磁感线,故不会产生感应电流;当导体ab水平向右运动时,会切割磁感线,所以产生感应电流,故选B.]
B例1[创新应用题]如图20 - 91为探究“磁生电”的实验装置.
(1)闭合开关,让悬着的导体AB (填“左右”“上下”“沿A向B”或“沿B向A”)运动时,电流表会发生偏转.?
(2)若保持导体AB不动,要产生感应电流,正确的操作是
.?
(3)实验中发现电流表指针偏转不明显,为了使指针偏转明显,请你从实验装置和操作上各提一条改进建议.
装置改进: ,
操作改进: .?〔解析〕 (1)由图知磁感线方向在竖直方向上,所以导体AB左右运动会切割磁感线,电路中会有感应电流;(2)AB不动,可以左右移动磁铁,AB仍切割磁感线;(3)电流表指针偏转不明显,是电流太弱,可能是磁铁的磁场弱或导体(或磁铁)运动慢.快速移动导体(或磁铁)左右左右移动磁铁换强磁铁(或绕制线圈)例2 [实际应用题]我们唱卡拉OK时,要用到话筒.如图20 - 92所示是动圈式话筒构造示意图,其工作原理是 ( )
A.电流周围存在磁场
B.电磁感应现象
C.磁场对通电导线有力的作用
D.电能转化为机械能〔解析〕 当对着话筒说话或唱歌时,产生的声音引起膜片振动,线圈和膜片是连在一起的,连在膜片上的线圈就一起振动,线圈在磁场里的振动,会切割磁感线产生感应电流,这就是电信号;这种感应电流随着声音的变化而变化,这个记载声音信号的感应电流经放大后传给扬声器,就通过扬声器还原成声音.所以动圈式话筒的工作原理是电磁感应现象.故正确答案为B.B例3(2016·张家界中考)POS刷卡机的广泛应用给人们的生活带来了便利.POS机的刷卡位置有一个绕有线圈的小铁环制成的检测头(如图20 - 93所示).在使用时,将带有磁条的信用卡在POS机指定位置刷一下,检测头的线圈中就会产生变化的电流,POS机便可读出磁条上的信息,图20 - 94中能反映POS刷卡机读出信息原理的是 ( ) 〔解析〕 根据题意可知,POS刷卡机读出信息的原理就是电磁感应现象.A图反映了电流周围存在着磁场,故A选项错误.B图电路中有电源,说明了通电导体在磁场中受力运动,故B选项错误.C图电路中有滑动变阻器,是研究电磁铁磁性强弱与电流大小的关系的实验,故C选项错误.D图电路中没有电源,当闭合开关后,闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,导体中有感应电流产生,这是电磁感应现象,故D选项正确.故正确答案为D.D例4 [综合创新题]很长一段时间里,人们认为电现象和磁现象是不相关的,但也有人注意到电和磁之间有很多相似之处,他们相信:二者之间存在某种内在的联系.许多科学家为寻找这种联系进行了不懈的努力.
(1)1820年4月,丹麦物理学家 发现了“电生磁”现象;1831年,英国科学家 又发现了电磁感应现象,实现了“磁生电”,揭示了电和磁之间确实存在不可分割的联系.?
(2)你一定也发现了电和磁之间存在很多相似之处,下表将电现象和磁现象的某些相似点作出对比,请仿照示例完成下表.
〔解析〕 揭示电与磁有联系的两个重要科学家是奥斯特和法拉第.奥斯特是第一个揭示电与磁有联系的人,通过实验得出了电流周围存在磁场;法拉第受奥斯特实验的启发,通过大量实验得出磁也可以产生电,他对电的大规模使用作出了巨大的贡献.对比带电体与磁体,它们具有许多相似的性质,如吸引、排斥等. (2)如下表所示.奥斯特法拉第例5[开放题]如图20 - 95所示,应用这些器材可以完成哪些电磁学实验,请你写出两个,把实验名称及器材序号填入表格.〔解析〕 本题答案不唯一.答案见下表.例6[实验设计题]探究利用磁场产生电流的实验中,连接了如图20 -96所示的实验装置. 〔解析〕 (1)将磁铁向下插入螺线管时,灵敏电流计的指针向左偏转,说明电路中产生了电流;在这个过程中以磁铁为参照物,即相对于磁铁,螺线管向上运动.(2)将磁铁从螺线管中向上拔出,相对于磁铁,螺线管向下运动,切割磁感线的导体的运动方向变化,产生的电流方向变化,灵敏电流计的指针向右偏转.(3)在上面(1)(2)两步实验中,将磁铁从螺线管中向下插入、向上拔出,磁场的方向不变,改变切割磁感线的导体的运动方向,产生的电流方向变化,由此可知感应电流的方向与导体运动方向有关.(4)要探究感应电流方向与磁场方向的关系,要控制导体运动方向不变,改变磁场方向,设计实验步骤:保持线圈的位置不动,先将磁铁的一端(N极)向下插入线圈,观察电流计指针的偏转方向;然后对调磁极,用另一端(S极)向下插入线圈,观察电流计指针的偏转方向,比较两次电流计指针的偏转方向是否相同得出结论(4)要探究感应电流方向与磁场方向的关系,你设计的实验做法是 .?(3)通过(1)(2)两步实验,可以得出感应电流的方向与 有关.?(2)将磁铁从螺线管中向上拔出,你会观察到灵敏电流计
的指针 (填“向左偏转”“向右偏转”或“不偏转”);?(1)将磁铁向下插入螺线管时,观察到灵敏电流计的指针向左偏转,这表明 .在这个过程中以磁铁为参照物,螺线管是 的(填“静止”“向上运动”或“向下运动”);?电路中产生了电流向上运动向右偏转导体运动方向保持线圈的位置不动,先将磁铁的一端(N极)向下插入线圈,观察电流计指针的偏转方向;然后对调磁极,用另一端(S极)向下插入线圈,观察电流计指针的偏转方向,比较两次电流计指针的偏转方向是否相同得出结论例7[实验探究题](2015·厦门中考)如图20 - 97所示,某小组探究导体在磁场中产生感应电流的条件,实验时保持磁体位置不变.
(1)如图甲所示,电流计指针不偏转,这是因为导体ab .?
(2)如图乙所示,电流计指针也不偏转,这是因为 .?
?〔解析〕 (1)观察题图甲知,导体ab在磁场中静止,没有切割磁感线,此时电路中没有电流产生,电流计指针不偏转;(2)观察题图乙知,开关断开,电路没闭合,此时电路中没有电流产生,电流计指针不偏转;(3)观察题图丙知,导体ab向上运动,没有切割磁感线,此时电路中没有电流产生,电流计指针不偏转;(4)由实验知,产生感应电流的条件:闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动.(3)如图丙所示,电流计指针仍不偏转,这是因为导体ab虽有运动,但没有 .?(4)分析比较图中四个实验现象,可以初步得出产生感应电流的条件: 的部分导体,在磁场中做 运动.没有运动没有闭合开关切割磁感线闭合电路切割磁感线
