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第二节 电生磁 专题复习与巩固训练
【要点详解】
知识点1: 直线电流的磁场
1.奥斯特实验
(1)1820年,丹麦物理学家奥斯特发现电生磁现象。
(2)奥斯特实验表明:①直线电流(或通电直导线)周围存在磁场;②电流周围的磁场方向与 有关。21·世纪*教育网
(3)电流的磁效应
任何导线中有电流通过时,其周围空间都会产生磁场,这种现象叫做电流的
。电流的磁效应是由奥斯特通过实验首先发现的。奥斯特实验揭示了电现象和磁现象不是孤立的,而是有密切的联系,它是第一个揭示电和磁联系的实验。
2.直线电流的磁场分布规律
通电直导线的周围存在磁场,且磁场方向与电流方向有关;直线电流磁场的磁感线分布是以导线上各点为圆心的 ,导线与这些同心圆的平面垂直,距离直线电流越近,磁场越 ,反之越弱。如图所示。【出处:21教育名师】
例1 小鹏在研究通电导体周围磁场的情况时,将能够自由转动的小磁针静置在水平桌面上,将一根直导线平行置于小磁针正上方。当直导线中的通电电流由P向Q时,小磁针在水平面内的转动方向如图所示,当改变直导线中的电流方向时,小磁针转动方向也发生了改变,下列说法错误的是( )2-1-c-n-j-y
A.历史上第一个发现这一现象的科学家是奥斯特
B.上述现象说明了电流有磁效应
C.上述现象说明电流的磁场方向与电流方向有关
D.只改变通过直导线的电流大小时,小磁针的转动方向也会改变
知识点2 通电螺线管的磁场
1.通电螺线管的磁场
(1)通电螺线管:将直导线绕成螺旋状,然后通电,就构成了通电螺线管。
实验发现带铁芯的通电螺线管的磁性比不带铁芯的通电螺线管的磁性要强得多,这是因为铁芯在磁场中被磁化后相当于一根磁体,通电螺线管产生的磁场与被磁化的铁芯磁场的叠加,就产生了更强的磁场。带有铁芯的通电螺线管叫做电磁铁。
(2)通电螺线管的磁场特点:通电螺线管外部的磁场和条形磁铁的磁场一样,螺线管的两端相当于条形磁铁的两极,通电螺线管外部的磁场由N极出发,回到S极,内部由S极指向N极。www-2-1-cnjy-com
(3)通电螺线管两端的磁极跟螺线管中的电流方向(根本因素)有关,改变电流方向,螺线管的磁极会发生变化。【版权所有:21教育】
说明:改变电源正负极或改变线圈绕法都能改变电流方向。
2.右手螺旋定则(也叫安培定则)
(1)直线电流周围的磁场方向与 之间的关系
如图甲所示,用右手握住直导线,大拇指伸出,大拇指所指的方向为 的方向,四指弯曲的方向为 的方向。21教育名师原创作品
(2)通电螺线管的磁极与电流方向之间的关系
如图乙所示,用右手握住螺线管,让四指弯向螺线管中的电流方向,大拇指所指的那一端就是通电螺线管的 。21*cnjy*com
例2小刚学习了磁的知识后,标出了下列四种情况下磁体的磁极(小磁针的黑端为N极),其中正确的是( )
知识点3 影响电磁铁磁性强弱的因素
电磁铁的磁性强弱除了与是否带铁芯有关外,还与以下因素有关:
(1)与 有关:当电磁铁线圈的匝数一定时,通过线圈的电流越大,磁性越强。
(2)与 的多少有关:当电流一定时,电磁铁线圈的匝数越多,它的磁性越强。
例3如图所示,当滑动变阻器的滑片P向右移动时,悬挂磁铁的弹簧的长度( )
A.将变长
B.将变短
C.先变长后变短
D.先变短后变长
【易错点拨】
易错点: 通电螺线管的极性和电流方向的判断
例4 在制造精密电阻时,常常采用双线绕法,即把电阻丝从螺线管一端绕到另一端,再从另一端绕回来。如果电流方向如图所示,那么( )21cnjy.com
A.螺线管左、右两端都没有磁极
B.螺线管左端为N极,右端为S极
C.螺线管左端为S极,右端为N极
D.螺线管左端有磁极,右端无磁极
【巩固提升】
1.为了研究通电螺线管周围的磁场分布情况,小红找来实验器材并连接好实验电路,使用小磁针来进行探究。她先在螺线管一端摆放了九个小磁针,通电后发现这九个小磁针的指向如图所示,若用虚线来描述磁场的分布情况,在选项中可能正确的是( )【来源:21·世纪·教育·网】
2.开关S闭合后,小磁针静止时的指向如图所示,由此可知( )
A.a端是电磁铁的N极,c端是电源正极
B.b端是电磁铁的N极,d端是电源负极
C.b端是电磁铁的N极,d端是电源正极
D.a端是电磁铁的N极,c端是电源负极
3.如图所示,闭合开关使螺线管通电,可以观察到左边弹簧 ,右边弹簧 (填“伸长”、“缩短”或“不变”)。21教育网
4.如图为探究通电直导线周围磁场分布的实验。实验时先在有机玻璃板上均匀地撒上铁屑,然后给直导线通电,为了更好地通过铁屑客观描述出磁场分布情况,接下去的操作是 ,该操作的主要目的是减小铁屑与玻璃板之间的摩擦,使铁屑在磁场力作用下动起来。为了进一步探究通电直导线周围磁场的方向,可用
代替铁屑进行实验。
5.1820年丹麦物理学家奥斯特通过实验发现通电导体周围存在着磁场。在图甲中电路通电时,小磁针的指向如图所示,则小磁针a的右端为 (填“N”或“S”)极。在原子内部,核外电子绕原子核运动会形成一种环形电流,该环形电流产生的磁场使物质微粒(原子)的两侧相当于两个磁极。若图乙中箭头表示的是电子绕原子核运动的方向,则环形电流的左侧应为 (填“N”或“S”)极。2·1·c·n·j·y
6. 在光滑的水平面上放着甲、乙两辆同样的小车,甲车上放着一个通电螺线管,乙车上放着一块相同质量的条形磁铁,让小车相距一定距离,然后同时放开小车,如图所示,则下列说法中正确的是( )21*cnjy*com
A.甲车不动,乙车向甲车方向运动
B.乙车不动,甲车向乙车方向运动
C.甲、乙两车同时反向运动
D.甲、乙两车同时相向运动
7.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。21·cn·jy·com
(3)在图中,电磁铁的上端是 极(填“N”或“S”)。
8.如图所示是研究“影响电磁铁磁性强弱因素”的装置图,通过观察指针B的偏转角度的大小来判断电磁铁的磁性强弱。21世纪教育网版权所有
(1)指针下方的物体A应是 (填“铁”、“铝”或“塑料”)材料制成的。
(2)当开关闭合后,电磁铁的右端为 极。
(3)当导线a由接线柱1改为与接线柱2相连时,闭合开关后,可发现指针B偏转角度将会 (填“变大”或“变小”)。【来源:21cnj*y.co*m】
9.在探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”实验中,小明制成简易电磁铁甲、乙,并设计了如图所示的电路。
(1)当滑动变阻器滑片向左移动时,电磁铁甲、乙吸引大头针的个数 (填“增加”或“减少”),说明电流越 ,电磁铁磁性越强。
(2)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。
(3)根据右手螺旋定则,可判断出乙铁钉的上端是电磁铁的 极。
(4)电磁铁吸引的大头针下端分散的原因是 。
10.某宿舍楼一单元的几家住户为增强安全感,在单元楼梯口安装了防盗门。如图所示为单元防盗门门锁的原理图,各家住户都安有一个控制开关S,用来控制门锁,图中只画出了其中一家住户的控制开关,该门锁的工作过程是:楼上的人闭合控制开关S,门锁上通电后的电磁铁吸引卡入右侧门上门扣中的衔铁,衔铁脱离门扣,门可打开。关于该门锁,下列说法中正确的是( )
①闭合开关后,电磁铁的右端为S极;②闭合开关后,电磁铁的右端为N极;③该单元的各住户控制门锁的开关是并联的;④该单元的各住户控制门锁的开关是串联的。
A. ①③ B. ①④ C. ②③ D. ②④
11.为了探究“电磁铁的磁性强弱与哪些因素”有关,做了以下几次实验,实验现象如图所示。根据图所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)通过观察图甲中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,
铁芯的电磁铁,它的磁性就越强。(填“有”或“无”)
(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:影响电磁铁磁性强弱的因素有 。
第二节 电生磁 专题复习与巩固训练参考答案
【要点详解】
知识点1:电流方向 磁效应 同心圆 强
例1 D 知识点2:电流方向 电流 磁场 北极
例2 C 知识点3:电流的大小 线圈匝数 例3 A
【易错点拨】
例4 A
【巩固提升】
1—2. BC
3. 伸长 缩短
4. 轻轻敲击玻璃板 小磁针
5. S S 6. C
7. (1)电磁铁吸引铁钉的多少 (2)a (3)S
8. (1)铁 (2)S(南) (3)变小
9. (1)增加 大 (2)甲 线圈匝数越多 (3)S (4)大头针被磁化,同名磁极相互排斥www.21-cn-jy.com
10. A
11. (1)强 (2)有 (3)大 (4)线圈的匝数、电流的大小、铁芯的有无
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