第二十章 《电与磁》达标检测
时间:45分钟 满分:100分
一.选择题(共15小题,共60分)
1.(2018 广州模拟)如图是一种磁悬浮地球仪的示意图,底座里面有一个电磁铁,可使内部有磁体的地球仪悬浮在空中。下列有关地球仪说法正确的是( )
A.如果想取下地球仪,应先切断电源
B.这种装置是根据同名磁极相互排斥的原理来工作的
C.当一个质量较大的地球仪仍要悬浮在空中原位置,地球仪受到的磁力大小不变
D.当一个质量较大的地球仪仍要悬浮在空中原位置,要改变电磁铁线圈中的电流方向
2.(2018 自贡)自贡一学生利用手中的条形磁体做了以下实验,其中结论正确的是( )
A.同名磁极互吸引
B.条形磁体能够吸引小铁钉
C.将条形磁体用细线悬挂起来,当它在水平面静止时北极会指向地理南方
D.条形磁体与小磁针之间隔了一层薄玻璃后就没有相互作用了
3.(2018 沂南县一模)关于磁场和磁感线的说法,正确的是( )
A.磁感线是磁场中确实存在的线
B.没有磁感线的区域就没有磁场
C.任何磁体的周围都存在着磁场
D.磁感线总是从磁体的N极出发回到磁体的S极
4.(2018 贵阳)如图所示,是探究“通电直导线周围是否存在磁场”实验装置的一部分,置于水平桌面的小磁针上方有一根与之平行的直导线。关于这个实验下列说法正确的是( )
A.首次通过本实验揭开电与磁关系的科学家是法拉第
B.当直导线通电时,小磁针会离开支架悬浮起来
C.小磁针用于检验通电直导线周围是否存在磁场
D.改变直导线中电流方向,小磁针N极的指向不变
5.(2018 益阳)如下图所示,通电螺线管附近放一小磁针,静止后小磁针指向正确的是( )(黑色一端表示小磁针N极)
A. B. C. D.
6.(2018 贵港)通电螺线管和磁体A磁极附近磁感线分布如图所示,小磁针处于静止。则( )
A.小磁针的b端为N极 B.通电螺线管左端为N极
C.电源“+”极为c端 D.电源“+”极为d端
7.(2018 新城区校级模拟)同学们在“探究电磁铁磁性强弱”的实验中,使用两个相同的A、B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.通过观察电磁铁能吸引的大头针个数判断它的磁性强弱,这是运用了控制变量法
B.滑片P向左滑动,电磁铁的磁性减弱
C.电磁铁A下端为S极、B的上端为N极
D.该实验不能探究电磁铁磁性的强弱与电流大小的关系
8.(2018 眉山)如图所示,闭合开关,条形磁铁静止后,将滑动变阻器滑片P从左往右滑动的过程中,弹簧将( )
A.缩短 B.伸长 C.静止不动 D.先伸长后缩短
9.(2018 滨海新区二模)如图是一种水位报警器的原理图。当水位达到金属块A时(一般的水能导电)电路中( )
A.两灯同时亮 B.两灯都不亮 C.红灯亮 D.绿灯亮
10.(2018 威海)如图是灵敏电流计的内部结构图,下列选项中与其工作原理相同的是( )
A. B.C. D.
11.(2018 德州二模)如图所示,动圈式扬声器主要由线圈、永磁体、锥形纸盆组成。当线圈中有电流通过时,处在磁场中的线圈会受到力的作用而带动纸盆振动产生声音,如图所示的实验中,与动圈式扬声器工作原理相同的是( )
A. B. C. D.
12.(2018 菏泽)如图所示的实验装置中,能说明电动机工作原理的是( )
A. B. C. D.
13.(2018 聊城)手机无线充电方便了人们的生活,其中电磁感应无线充电是应用最多的无线充电方案。如图所示,它的原理是送电线圈通过一定频率的交流电,线圈的周围形成交变的磁场,通过电磁感应在受电线圈中产生一定的感应电流,从而将能量从发射端转移到接收端。下列选项中和受电线圈工作原理相同的是( )
A.扬声器 B..电磁继电器 C..动圈式话筒 D..电动机
14.(2014 广州)如图中的a表示垂直于纸面的一根导线,它是闭合电路的一部分,它在磁场中按箭头方向运动时,下列哪种情况不会产生感应电流( )
A. B. C. D.
15.(2018 十堰)下列选项中,可以用来演示发电机原理的是( )
A. B. C. D.
二.填空题(共5小题,共10分)
16.(2018 黄石)条形磁铁放置于水平桌面上,如图所示,已知在下列变化过程中条形磁铁始终不动。当闭合电源开关,通电螺线管的右侧是_______极(选填“N”或S”),此时条形磁铁受到地面对它的摩擦力向_______(选填“左”或“右”)。若将滑动变阻器滑片P向下移动,条形磁铁受到的摩擦力将会_______(选填“变大”或“变小”)
17.(2018 黑龙江)小明用导线绕成一个螺线管,通电后小磁针指向如图所示,则通电螺线管的_______端(填“左”或“右”)为N极,B端为电源的_______极。
18.(2018 咸宁)如图所示的电路,开关S接到a后,电磁铁左端为_______极,小磁针静止时,A端是_______极;将开关S由a拨到b,调节滑动变阻器,使电流表示数不变,则电磁铁的磁性_______(选填“增强”、“不变”或“减弱”)。
19.(2018 安徽)实验发现,两条平行放置的直导线,当通以相同的电流时相互吸引(如图),这是因为电流能够产生磁场,而磁场对电流又有力的作用。我们可以这样分析它的受力,对a导线:通电导线b产生的磁场对它具有向右的作用力;对b导线:______________。
20.(2018 滨州)利用两种或两种以上能源的汽车称为混合动力型汽车,如图所示为“并联混合动力型汽车”的原理图,这种汽车在制动减速时,电动机的飞轮与汽车轮子摩擦,电动机作为发电机使用,把动能转化成了_______能,实现了对电池的充电,混合动力型汽车节约了汽油,减少了尾气排放,是节约能源的一种可行的办法。
三.作图题(共4小题,共14分)
21.(2018 云南)请在图中标出蹄形磁体的N、S极和磁感线的方向。
22.(2018 苏州)如图中,标出小磁针静止时的N极和A点处的磁感线方向。
23.(2018 陕西)请在如图所示的括号中分别标出小磁针静止时该端的磁极名称和电源该端的“+”或“﹣”极。
24.(2018 东营)如图所示,请根据小磁针静止后的指向及所标电流的方向,画出螺线管导线的绕法。
四.实验探究题(共2小题,共16分)
25.(2018 武汉)图甲是“探究通电螺线管外部的磁场分布”的实验装置。
(1)为了使通电螺线管的磁场_______,可以在螺线管中插入一根铁棒。
(2)闭合开关,小磁针A静止后的指向如图甲所示,小磁针的左端为_______极。在通电螺线管四周不同位置摆放多枚小磁针后,我们会发现通电螺线管外部的磁场与_______磁体的磁场相似。
(3)如果把一根导线绕成螺线管,再在螺线管内插入铁芯,就制成了一个电磁铁。图乙所示的实例中没有应用到电磁铁的是______________(填实例名称)。
26.(2018 福建)图是“探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件”的实验装置。闭合开关后,导体棒、灵敏电流计、开关、导线组成闭合电路。实验观察到的现象如下表
实验序号 磁场方向 导体棒ab运动方向 灵敏电流计指针偏转情况
1 向下 向上 不偏转
2 向下 不偏转
3 向左 向右偏
4 向右 向左偏
5 向上 向上 不偏转
6 向下 不偏转
7 向左 向左偏
8 向右 向右偏
(1)实验时通过观察___________________________________来判断电路中是否产生感应电流。
(2)由实验可知,闭合电路中的部分导体在磁场中做______________运动时,电路中产生感应电流。
(3)比较第4次和第_______次实验可知,导体棒运动方向相同时,感应电流的方向与磁场的方向有关。
(4)比较第7次和第8次实验可知___________________________________。
2第二十章 《电与磁》达标检测
时间:45分钟 满分:100分
一.选择题(共15小题,共60分)
1.(2018 广州模拟)如图是一种磁悬浮地球仪的示意图,底座里面有一个电磁铁,可使内部有磁体的地球仪悬浮在空中。下列有关地球仪说法正确的是( )
A.如果想取下地球仪,应先切断电源
B.这种装置是根据同名磁极相互排斥的原理来工作的
C.当一个质量较大的地球仪仍要悬浮在空中原位置,地球仪受到的磁力大小不变
D.当一个质量较大的地球仪仍要悬浮在空中原位置,要改变电磁铁线圈中的电流方向
【答案】B
【解析】A、当磁悬浮地球仪停止工作时,应先“拿开球体”再“切断电源”,防止地球仪在重力作用下会落下来而摔坏,故A错误;B、因为球体与底座是相互分离的,所以球体与底座之间是相互排斥的,即该悬浮地球仪是利用的同名磁极相互排斥的原理制成的,故B正确;C、因为球体在空中静止,处于平衡状态,所以球体受力平衡,即重力和磁力大小相等,故换用一个质量较大的地球仪时,重力增大,磁力也增大,故C错误;D、磁悬浮地球仪中的电磁铁是利用电流的电磁效应工作的,改变电磁铁线圈中的电流方向,磁力方向改变,变为相互吸引,无论地球仪的质量怎么变化,底座与地球仪之间距离减小,故D错误。故选B。
2.(2018 自贡)自贡一学生利用手中的条形磁体做了以下实验,其中结论正确的是( )
A.同名磁极互吸引
B.条形磁体能够吸引小铁钉
C.将条形磁体用细线悬挂起来,当它在水平面静止时北极会指向地理南方
D.条形磁体与小磁针之间隔了一层薄玻璃后就没有相互作用了
【答案】B
【解析】A、由磁极间的相互作用规律可知,同名磁极相互排斥,故A错误;B、由课本知识知和:磁体能吸引铁、钴、镍等物质,故条形磁体能够吸引小铁钉,故B正确;C、将条形磁体用线悬挂起来,让磁体自由转动,静止时指向地理南极的磁极叫南(或S)极,指向地理北极的是磁体的北极(N极),地磁北极在地理南极附近,地磁南极在地理北极附近,故C错误;D、玻璃不能隔离磁场,条形磁体与小磁针之间隔了一层薄玻璃后仍有互相作用,故D错误。故选B。
3.(2018 沂南县一模)关于磁场和磁感线的说法,正确的是( )
A.磁感线是磁场中确实存在的线
B.没有磁感线的区域就没有磁场
C.任何磁体的周围都存在着磁场
D.磁感线总是从磁体的N极出发回到磁体的S极
【答案】C
【解析】A、磁感线是为了描述磁场而引入的有方向的曲线,是不存在的,故A错误;B、没有磁感线的区域也有磁场,故B错误;C、任何磁体的周围都存在着磁场,故C正确;D、磁体周围的磁感线从N极出发回到S极,在内部则是从S极回到N极,故D错误。故选C。
4.(2018 贵阳)如图所示,是探究“通电直导线周围是否存在磁场”实验装置的一部分,置于水平桌面的小磁针上方有一根与之平行的直导线。关于这个实验下列说法正确的是( )
A.首次通过本实验揭开电与磁关系的科学家是法拉第
B.当直导线通电时,小磁针会离开支架悬浮起来
C.小磁针用于检验通电直导线周围是否存在磁场
D.改变直导线中电流方向,小磁针N极的指向不变
【答案】C
【解析】A、首次通过本实验揭开电与磁关系的科学家是奥斯特,故A错误;B、当直导线通电时,导线的周围存在磁场,小磁针会发生偏转,不会悬浮起来,故B错误;C、小磁针偏转,能说明通电导线周围存在磁场,故小磁针用于检验通电直导线周围是否存在磁场,故C正确;D、磁场方向与电流方向有关,改变直导线中电流方向,小磁针N极的指向改变,故错误。故选C。
5.(2018 益阳)如下图所示,通电螺线管附近放一小磁针,静止后小磁针指向正确的是( )(黑色一端表示小磁针N极)
A. B. C. D.
【答案】
【解析】根据右手螺旋定则,右手握住螺线管,四指弯曲且与螺线管中电流方向一致,则大拇指指向通电螺线管的左端为N极,右端为S极;由“同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引”可知:A、图中小磁针静止时,右端应该为S极,左端为N极,故A错误;B、图中小磁针静止时,左端应该为N极,右端为S极,故B错误C、图中小磁针静止时,左端应该为S极,右端为N极,故C正确。D、图中小磁针静止时,左端应该为S极,右端为N极;故D错误。故选C。
6.(2018 贵港)通电螺线管和磁体A磁极附近磁感线分布如图所示,小磁针处于静止。则( )
A.小磁针的b端为N极 B.通电螺线管左端为N极
C.电源“+”极为c端 D.电源“+”极为d端
【答案】C
【解析】AB、由于在磁体外部磁感线从磁体的北极出来,回到南极,所以左边磁体A为S极,右边通电螺线管的左端为S极,则右端N极;根据磁极之间的作用规律,小磁针的a端为N极、b端为S极;故AB错;CD、由安培定则可知,大拇指指向右端N极,四指环绕方向为电流方向,电流从螺线管的左边流入、右边流出,则c为正极、d为负极,故C正确、D错。故选C。
7.(2018 新城区校级模拟)同学们在“探究电磁铁磁性强弱”的实验中,使用两个相同的A、B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.通过观察电磁铁能吸引的大头针个数判断它的磁性强弱,这是运用了控制变量法
B.滑片P向左滑动,电磁铁的磁性减弱
C.电磁铁A下端为S极、B的上端为N极
D.该实验不能探究电磁铁磁性的强弱与电流大小的关系
【答案】C
【解析】A、通过观察电磁铁吸引大头针的个数判断它的磁性强弱,这是运用了转换法。故A错误。B、变阻器的滑片向左滑动,电阻的阻值变小,电路中的电流变大,电磁铁的磁性增强。故B错误。C、根据安培定则,A的上端为N极,下端为S极,B的上端为N极,下端为S极,所以电磁铁A、B的上端均为N极。故C正确。D、读图可知,两只电磁铁是串联在电路中的,所以流经它们的电流是相同时,同时还可以看到,它们线圈的匝数是不同的,因此,本实验可以研究的是电磁铁磁性强弱与匝数的关系。故D错误。故选C。
8.(2018 眉山)如图所示,闭合开关,条形磁铁静止后,将滑动变阻器滑片P从左往右滑动的过程中,弹簧将( )
A.缩短 B.伸长 C.静止不动 D.先伸长后缩短
【答案】B
【解析】(1)滑片从左往右滑动的过程中,滑动变阻器接入电路的电阻变小,所以电路中的电流变大,通电螺线管的磁性增强;(2)由图知,电流从螺线管的下方流入,根据安培定则可知,螺线管的上端为N极,下端为S极,则螺线管和条形磁铁相对的磁极为异名磁极,异名磁极相互吸引,所以螺线管对磁铁的吸引力增大,弹簧的长度变长。故选B。
9.(2018 滨海新区二模)如图是一种水位报警器的原理图。当水位达到金属块A时(一般的水能导电)电路中( )
A.两灯同时亮 B.两灯都不亮 C.红灯亮 D.绿灯亮
【答案】C
【解析】当水位没有达到A时,电磁铁没有磁性,只有绿灯亮;当水位到达A时电路接通,电磁继电器有磁性,衔铁就会在电磁力吸引的作用下与红灯接通,红灯亮;该报警器的红、绿灯不会同时亮。故选C。
10.(2018 威海)如图是灵敏电流计的内部结构图,下列选项中与其工作原理相同的是( )
A. B.C. D.
【答案】C
【解析】灵敏电流计的工作原理:通电线圈在磁场中受力而转动,并且电流越大,线圈受到的力越大,其转动的幅度越大;因此可以利用电流表指针的转动幅度来反映电路中电流的大小。A、电磁铁是利用电流的磁效应制成的,与电流表的工作原理无关,故A错误。B、图中是奥斯特实验,说明通电导体的周围存在磁场,与电流表的工作原理无关,故B错误。C、图中通电导体在磁场中受力而运动,与电流表的工作原理相同,故C正确。D、发电机是利用电磁感应现象制成的,与电流表的工作原理无关,故D错误。故选C。
11.(2018 德州二模)如图所示,动圈式扬声器主要由线圈、永磁体、锥形纸盆组成。当线圈中有电流通过时,处在磁场中的线圈会受到力的作用而带动纸盆振动产生声音,如图所示的实验中,与动圈式扬声器工作原理相同的是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】A、该图是奥斯特实验,即通电导体周围存在磁场;故A不合题意;B、该图是电磁感应原理,即闭合回路中的一部分导体做切割磁感线运动,产生电流的现象;故B不合题意;C、该图是探究电磁铁磁性强弱与电流大小的关系;故C不合题意;D、该图是电动机的原理图,即通电导体在磁场中受力运动;故D符合题意。故选D。
12.(2018 菏泽)如图所示的实验装置中,能说明电动机工作原理的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】A、奥斯特实验,说明了通电导体周围存在磁场,故A不符合题意;B、当闭合开关后,通电导体在磁场中受力运动,是电动机的原理,故B符合题意;C、图为电磁继电器的原理图,是利用电流的磁效应制成的,故C不符合题意;D、当导体在磁场中做切割磁感线运动时,检流计的指针会发生偏转,说明会产生感应电流,这是电磁感应现象,是发电机的原理,故D不符合题意。故选B。
13.(2018 聊城)手机无线充电方便了人们的生活,其中电磁感应无线充电是应用最多的无线充电方案。如图所示,它的原理是送电线圈通过一定频率的交流电,线圈的周围形成交变的磁场,通过电磁感应在受电线圈中产生一定的感应电流,从而将能量从发射端转移到接收端。下列选项中和受电线圈工作原理相同的是( )
A.扬声器 B..电磁继电器 C..动圈式话筒 D..电动机
【答案】C
【解析】A、扬声器是利用通电导体在磁场中受力运动的原理工作的,故A错误;B、电磁继电器利用的是电流的磁效应,故B错误;C、动圈式话筒是利用电磁感应原理将声音信号转化为电信号的装置,故C正确;D、电动机利用通电导体在磁场中受力运动的原理工作的,故D错误。故选C。
14.(2014 广州)如图中的a表示垂直于纸面的一根导线,它是闭合电路的一部分,它在磁场中按箭头方向运动时,下列哪种情况不会产生感应电流( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】磁极间的磁感线是从N极指向S极,由图可知,A、B、C中的导体运动时都会切割磁感线,所以会产生感应电流;只有D没有切割磁感线,所以不会产生感应电流;故选D。
15.(2018 十堰)下列选项中,可以用来演示发电机原理的是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】发电机是根据电磁感应原理制成的。A、图中实验是奥斯特实验,说明通电导线导线周围存在着磁场,是电流的磁效应;故A不符合题意;BD、图中有电源,通电后金属棒会受力运动,即是通电线圈在磁场中受力的作用的原理,故是电动机原理实验图,故BD不符合题意;C、此图中没有电源,当金属棒切割磁感线运动时,电路中会产生电流,故是电磁感应实验装置,即是发电机的制作原理,故C符合题意。故选C。
二.填空题(共5小题,共10分)
16.(2018 黄石)条形磁铁放置于水平桌面上,如图所示,已知在下列变化过程中条形磁铁始终不动。当闭合电源开关,通电螺线管的右侧是_______极(选填“N”或S”),此时条形磁铁受到地面对它的摩擦力向_______(选填“左”或“右”)。若将滑动变阻器滑片P向下移动,条形磁铁受到的摩擦力将会_______(选填“变大”或“变小”)
【答案】S;右;变大。
【解析】由安培定则得,电磁铁右端为S极,则与条形磁铁的异名极相对,相互吸引,则条形磁铁受到电磁铁向左的吸引力,因条形磁铁条形磁铁始终保持静止,所以它受到的吸引力和桌面给它的摩擦力是一对平衡力,大小相等,方向相反,所以条形磁铁受到的摩擦力的方向是向右的;当滑片逐渐向下移动时,连入电路的电阻逐渐减小,由欧姆定律可得线圈中电流逐渐变大,则磁场逐渐变强,条形磁铁受到电磁铁的吸引力逐渐变大,因条形磁铁受的是平衡力,故摩擦力的大小也会逐渐变大。
17.(2018 黑龙江)小明用导线绕成一个螺线管,通电后小磁针指向如图所示,则通电螺线管的_______端(填“左”或“右”)为N极,B端为电源的_______极。
【答案】右;正。
【解析】小磁针静止时,其S极靠近螺线管的右端,根据异名磁极相互吸引可知,通电螺线管的右端为N极。根据螺线管的右端为N极以及图示的线圈绕向,利用安培定则可知,电流从螺线管的右端流入、左端流出,从而可以确定B端为电源的正极,A端为负极。
18.(2018 咸宁)如图所示的电路,开关S接到a后,电磁铁左端为_______极,小磁针静止时,A端是_______极;将开关S由a拨到b,调节滑动变阻器,使电流表示数不变,则电磁铁的磁性_______(选填“增强”、“不变”或“减弱”)。
【答案】S;S;减弱。
【解析】(1)伸出右手握住螺线管,四指弯曲指示电流的方向,大拇指所指的方向即螺线管的左端为通电螺线管的S极,据同名磁极相互排斥、异名磁极相互吸引的道理可知,小磁针的C端是S极;(2)在此实验装置中,保持电流不变,将开关S由a换到b,则减少了线圈的匝数,因此通电螺线管的磁性减弱。
19.(2018 安徽)实验发现,两条平行放置的直导线,当通以相同的电流时相互吸引(如图),这是因为电流能够产生磁场,而磁场对电流又有力的作用。我们可以这样分析它的受力,对a导线:通电导线b产生的磁场对它具有向右的作用力;对b导线:______________。
【答案】通电导线a产生的磁场对它具有向左的作用力。
【解析】由题知,两直导线通以相同的电流时相互吸引;对a导线:通电导线b产生的磁场对它具有向右的作用力;由于物体间力的作用是相互的,对b导线:通电导线a产生的磁场对它具有向左的作用力。
20.(2018 滨州)利用两种或两种以上能源的汽车称为混合动力型汽车,如图所示为“并联混合动力型汽车”的原理图,这种汽车在制动减速时,电动机的飞轮与汽车轮子摩擦,电动机作为发电机使用,把动能转化成了_______能,实现了对电池的充电,混合动力型汽车节约了汽油,减少了尾气排放,是节约能源的一种可行的办法。
【答案】电。
【解析】混合动力型汽车制动时,由于要克服摩擦做功,所以汽车的一部分动能转化为内能,而另一部分动能通过发电机转化为电能。
三.作图题(共4小题,共14分)
21.(2018 云南)请在图中标出蹄形磁体的N、S极和磁感线的方向。
【答案】
【解析】小磁针静止时,其N极所指方向为磁感线的方向,据此标出磁感线的方向;在磁体的外部,磁感线是从磁体的北极出来,回到南极,所以蹄形磁体的下端为N极,其上端为S极,如图所示:
22.(2018 苏州)如图中,标出小磁针静止时的N极和A点处的磁感线方向。
【答案】
【解析】由图知,磁体的右端为S极、左端为N极,根据异名磁极相互吸引可知,小磁针的右端为N极;因为在磁体外部,磁感线总是从N极出发,回到S极,所以图中A点处的磁感线方向是指向左下的。如图所示:
23.(2018 陕西)请在如图所示的括号中分别标出小磁针静止时该端的磁极名称和电源该端的“+”或“﹣”极。
【答案】
【解析】由图可知,螺旋管的左端为N极,右端为S极,根据安培定则可知,螺旋管中电流的方向是向上的,故电源的右端为正极;根据磁极间的相互作用可知,小磁针的右端为S极,左端为N极;如图:
24.(2018 东营)如图所示,请根据小磁针静止后的指向及所标电流的方向,画出螺线管导线的绕法。
【答案】
【解析】小磁针的左端为S极、右端为N极,根据异名磁极相互吸引,同名磁极相互排斥,所以通电螺线管左端为N极、右端为S极;而电流从左端流入、从右端流出,则由安培定则可知螺线管的绕向如图所示:
。
四.实验探究题(共2小题,共16分)
25.(2018 武汉)图甲是“探究通电螺线管外部的磁场分布”的实验装置。
(1)为了使通电螺线管的磁场_______,可以在螺线管中插入一根铁棒。
(2)闭合开关,小磁针A静止后的指向如图甲所示,小磁针的左端为_______极。在通电螺线管四周不同位置摆放多枚小磁针后,我们会发现通电螺线管外部的磁场与_______磁体的磁场相似。
(3)如果把一根导线绕成螺线管,再在螺线管内插入铁芯,就制成了一个电磁铁。图乙所示的实例中没有应用到电磁铁的是______________(填实例名称)。
【答案】(1)增强;(2)S;条形;(3)动圈式话筒。
【解析】(1)通电螺线管磁性的强弱与电流的大小、线圈的匝数及是否有铁芯插入有关,所以为了使通电螺线管的磁场增强,可以在螺线管中插入一根铁棒;
(2)根据图示的线圈绕向可知,螺线管外侧电流的方向是从下到上,利用安培定则可知通电螺线管左侧为N极、右侧为S极;由于异名磁极相互吸引,所以当小磁针自由静止时,所以小磁针的左端为S极,右端为N极;通电螺线管的磁场分布与条形磁体相似,都是具有两个磁性较强的磁极;
(3)通电时,电磁铁有电流通过,产生了磁性,把小锤下方的弹性片吸过来,使小锤打击电铃发出声音,同时电路断开,电磁铁失去了磁性,小锤又被弹回,电路闭合,不断重复,电铃便发出连续击打声,应用了电磁铁;水位自动报警器是通过控制电磁铁中电流有无来控制工作电路用电器的开关,应用了电磁铁;动圈式话筒的原理是电磁感应现象,没有应用到电磁铁。
26.(2018 福建)图是“探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件”的实验装置。闭合开关后,导体棒、灵敏电流计、开关、导线组成闭合电路。实验观察到的现象如下表
实验序号 磁场方向 导体棒ab运动方向 灵敏电流计指针偏转情况
1 向下 向上 不偏转
2 向下 不偏转
3 向左 向右偏
4 向右 向左偏
5 向上 向上 不偏转
6 向下 不偏转
7 向左 向左偏
8 向右 向右偏
(1)实验时通过观察___________________________________来判断电路中是否产生感应电流。
(2)由实验可知,闭合电路中的部分导体在磁场中做______________运动时,电路中产生感应电流。
(3)比较第4次和第_______次实验可知,导体棒运动方向相同时,感应电流的方向与磁场的方向有关。
(4)比较第7次和第8次实验可知___________________________________。
【答案】(1)灵敏电流计指针是否偏转;(2)切割磁感线;(3)8;(4)感应电流的方向和导体运动的方向有关。
1第二十章 电与磁
考点分布 考查频率 考点内容 命题趋势
1.磁现象、磁场 ★★★ 1.了解磁现象,知道磁极间的相互作用规律。2.知道导体周围存在磁场,知道磁感线的方向是怎样规定的,知道螺线管的磁场与条形磁体的磁场相似,会判断通电螺线管的极性。3.知道电磁铁的特性和工作原理,认识影响电磁铁磁性的因素,知道如何使用电磁继电器。4.知道电磁感应现象,知道产生感应电流的条件。5.了解通电导体在磁场中受到力的方向与电流方向及磁场方向的关系。了解直流电动机结构和原理。6.知道发电机的原理。 本章内容常考:磁场方向、地磁场磁场概念磁体(司南)的性质、电动机及发电机原理和能量转化、电磁感应(扬声器),2019会出现电生磁、磁生电、发电机综合选择题,分值约4分。
2.电生磁 ★★★
3.电磁铁、电磁继电器 ★★★
4.电动机 ★★★★
5.磁生电 ★★★★
知识点一:磁现象、磁场
1.磁体:物体能吸引铁、钴、镍等物质,我们就说该物体具有磁性,具有磁性的物体叫磁体。
2.磁极:磁体上磁性最强部分叫磁极,一个磁体有两个磁极,分别叫做北极(N极)和南极(S极)。
3.磁极间的相互作用规律:同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引。
4.磁化:使原来没有磁性的物体获得磁性的过程叫磁化,磁化后磁性容易消失的物体叫_软磁体,磁性能长久保持的物体叫硬磁体(永磁体),消磁、退磁方法:高温加热、敲击。
5.磁场:磁体周围空间存在着磁场,其基本性质是对放入其中的磁体产生磁力(力)的作用,磁体之间的相互作用是通过磁场发生的。
6.磁场方向:磁场中的某一点,小磁针静止时北极所指的方向就是该点的磁场方向。同一磁铁的不同地方,磁场方向不同
7.磁感线:我们可以用光滑的曲线来方便形象地描述磁体周围的磁场分布情况,磁体周围的磁感线都是从磁体的N极出发,回到S极,磁感线越密集的区域,磁性越强。
8.几种常见的磁感线的分布。
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9.地磁场:地球本身是一个大磁体,其周围空间存在着地磁场,地磁南极在地理北极附近,地磁北极在地理的南极附近。
10.注意:
(1)磁场看不见,摸不着,但我们可以通过它对其他物体的作用来认识,应用了转换法。
(2)用磁感线表示磁场分布,利用了模型法。
(3)磁感线的画法:
①画三至五条即可,且所画磁感线N极与S极对称,并在磁感线上用箭头标明方向。
②所画的磁感线不能相交,也不能相切。
11.注意:
(1)判断物体是否具有磁性的四种方法:①根据磁体的吸铁性判断;②根据磁体的指向性(指南北方向)判断;③根据磁体两端磁性最强中间最弱来判断;④根据磁极间的相互作用判断。
(2)一个磁体有且只有两个磁极。一个永磁体截成若干段,每一部分仍有两个磁极。
(3)物体与磁体相互排斥,则物体一定具有磁性;物体与磁体相互吸引,则物体不一定具有磁性。
知识点二:电生磁
1.电流磁效应:奥斯特实验表明通电导线周围存在着磁场,其方向与电流方向有关,这种现象叫做电流的磁效应。
2.通电螺线管:通电螺线管外部的磁场同条形磁体相似,螺线管的极性跟螺线管中电流方向有关,可以用安培定则来判定二者的关系。
3.电磁铁:内部带铁芯的通电螺线管叫电磁铁,铁芯只能用软铁制成,电磁铁的工作原理:利用电流的磁效应和通电螺线管中插入铁芯后磁场大大增加的原理工作的。
4.影响电磁铁磁性强弱的因素:电流大小、线圈匝数多少、是否插入铁芯。
5.电磁铁的优点:磁性的有无可以由电流的通断来控制,磁性的强弱可以由电流大小或线圈匝数的多少来控制;磁极的方向可以由电流方向来控制。
6.电磁继电器:电磁继电器就是利用电磁铁来控制工作电路的一种开关,它可以用低电压、弱电流控制高电压、强电流,还可实现远距离操纵或自动控制等。
7.注意:电磁铁的铁芯用软铁而不用钢制作的原因:软铁磁化后磁性容易消失,可方便地控制电磁铁磁性的有无;钢磁化后磁性不易消失,无法控制电磁铁磁性的有无。
知识点三:磁场对电流的作用、电动机
1.磁场对电流的作用:通电导体在磁场中会受到力的作用,其受力方向与电流方向、磁场方向有关。
2.电动机的原理:直流电动机是根据通电线圈在磁场中受力而转动的原理工作的,它是将电能转化为机械能,为使线圈持续地转动下去,用换向器使线圈转过平衡位置时自动改变线圈中的电流方向。它其实就是两个互相绝缘的铜制半环。
3.电动机的优点:构造简单,控制方便,体积小、效率高、无污染等。
4.扬声器:动圈式扬声器是通过通电线圈在磁场中运动实现将电信号转换成声信号的装置。
知识点四:磁生电
1.电磁感应:闭合电路中的一部分导体在磁场中作切割磁感线运动时,导体中就会产生电流,这种现象叫电磁感应现象,产生的感应电流方向与磁场方向、导体切割磁感线的运动方向有关。
2.发电机:发电机是利用电磁感应原理制成的,工作时将机械能转化为电能。动圈式话筒(麦克风)是通过电磁感应现象将声音变成电流。
3.交流电:周期性改变方向和大小的电流,电流1秒钟内周期性变化的次数叫做频率,我国交流电的频率是50Hz,周期是0.02s,电流方向每秒改变100次。
4.电动机与发电机的比较
直流电动机 交流发电机
原理 利用通电线圈在磁场中受到力的作用的原理制成的 利用电磁感应原理制成的
原理图 INCLUDEPICTURE"C905A.TIF" INCLUDEPICTURE "../../../../物理教学资源/物理总复习/2015复习备课/C905A.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE"C906A.TIF" INCLUDEPICTURE "../../../../物理教学资源/物理总复习/2015复习备课/C906A.TIF" \* MERGEFORMAT
主要构造 直流电动机主要由磁体、线圈、换向器、电刷构成 交流发电机主要由转子和定子以及滑环、电刷构成
能量的转化 将电能转化为机械能 将转化为电能机械能
在电路中的作用 用电器 电源
电磁应用上 电生磁现象的应用 磁生电现象的应用
5.电磁现象的综合比较
项目 电生磁 磁生电 磁场对电流的作用
实物图 INCLUDEPICTURE"C907A.TIF" INCLUDEPICTURE "../../../../物理教学资源/物理总复习/2015复习备课/C907A.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE"C908A.TIF" INCLUDEPICTURE "../../../../物理教学资源/物理总复习/2015复习备课/C908A.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE"C909A.TIF" INCLUDEPICTURE "../../../../物理教学资源/物理总复习/2015复习备课/C909A.TIF" \* MERGEFORMAT
产生的结果 产生磁 产生感应电流 受力的作用(运动或转动)
判断方法 安培定则 右手定则 左手定则
影响因素 磁场方向与电流方向有关 电流方向与磁场方向和导体切割磁感线运动方向有关 受力方向与磁场方向和电流方向有关
导体中电流 由电源通电提供 因感应而生 由电源通电提供
能的转化 电能→磁能 机械能→电能 电能→机械能
应用 电磁铁、电磁继电器 发电机、话筒 电动机
6.注意:
①电生磁:无条件,只要有电流,在其周围就存在磁场;②磁生电:有条件,有外力的参与且做切割磁感线运动;③磁场对电流的作用:有条件,电流必须在磁场中且电流方向与磁场方向不平行;④机械能和电能的相互转化离不开磁场这个媒介物,即都是在磁场中完成的.
易错点1 误认为两相互吸引的钢棒一定是异名磁极
典例1:(2017秋 宁江区期末) ( http: / / www.m / physics / report / detail / cc456200-2a6d-469f-a7fb-268b39577487" \t "_blank )一根锯条的A端靠近磁针的N极时,磁铁N极被吸引过来,则( )
A.锯条一定具有磁性,并且锯条A端为N极 B.锯条一定没有磁性
C.锯条可能有磁性,也可能没有磁性 D.锯条一定具有磁性,并且锯条A端为S极
【错解】选D,理由:两相互吸引的钢棒一定是异名磁极.
【析错】(1)同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引。(2)排斥的只有同名磁极;吸引的可能是异名磁极,也可能是磁体吸引磁性材料.
【正解】选C,理由:铁棒AB的A端靠近小磁针N极时发现小磁针被吸引,铁棒可能是磁体,铁棒和磁针的接触端是异名磁极相互吸引。铁棒也可能不具有磁性,被磁体吸引造成的。故选C。
易错点2 误认为地面上小磁针静止后北极的指向是指向地磁场的北极
典例2: (2018 绵阳) ( http: / / www.m / physics / report / detail / 1a07ccb8-6218-42a9-b078-1d97febfd673" \t "_blank )指南针是我国四大发明之一,《论衡》记载:司南之杓,投之于地,其柢指南。如图所示的司南放在水平光滑的“地盘”上,静止时它的长柄指向南方。司南长柄所指方向是( )
A.地理南极,地磁北极 B.地理南极,地磁南极
C.地理北极,地磁北极 D.地理北极,地磁南极
【错解】选A,理由:小磁针静止后北极的指向是指向地磁场的北极.
【析错】(1)地球本身是一个巨大的磁体,地球周围的磁场叫做地磁场;
(2)指南针是根据地磁场的作用工作的,地磁的南极在地理的北极附近,而地磁的北极在地理的南极附近,再根据磁极间的作用规律,可判断指南针的指向。
【正解】选A,理由:地球本身是一个大磁体,司南是用天然磁石磨制成的勺子,即其实质就是一块磁铁,在地球的磁场中受到磁力的作用,其静止时其勺柄指向南方,即指南的南极用S表示;地理上的南极是地磁的北极,故长柄所指方向是地磁北极,地理南极。故BCD错误、A正确。故选A。
易错点3 不清楚电铃的工作原理
典例3:(2018 武汉模拟) ( http: / / www.m / physics / report / detail / 9395bd42-9c1f-491f-987a-ddd5f9fd9462" \t "_blank )如图是直流电铃的原理图。下列关于电铃工作时说法正确的是( )
A.电流通过电磁铁时,电磁铁有磁性且A端为N极
B.如果改变通过电磁铁电流的方向,电铃就不响了
C.电铃是利用电磁感应的原理制成的
D.小锤击打铃碗时,蹄形电磁铁仍具有磁性
【错解】选C,理由:电铃是利用电磁感应的原理制成的.
【析错】(1)电磁铁通电时有磁性,断电时无磁性,电铃就是利用电磁铁的这个特性工作的;(2)通电时,电磁铁有电流通过,产生了磁性,把小锤下方的衔铁吸过来,使小锤打击铃碗发出声音,同时电路断开,电磁铁失去了磁性,小锤又被弹性片弹回,电路闭合,不断重复,电铃便发出连续击打声。
【正解】选A,理由:A.电流通过电磁铁时,电磁铁有磁性,根据图中的电流方向和安培定则可知,A端为N极,故A正确;B.如果改变通过电磁铁电流的方向,电磁铁的磁极会发生变化,通电时电磁铁仍然会吸引衔铁,电铃仍然会响,故B错误;C.电铃是利用电流的磁效应来工作的,故C错误;D.小锤击打铃碗时,弹性片与螺钉是分离的,电路处于断路状态,蹄形电磁铁不具有磁性,故D错误。故选A。
易错点4 易将电动机、发电机的工作原理、工作过程弄混淆。
典例4:(2018 东营) ( http: / / www.m / physics / report / detail / 4fd306a9-874f-4bc9-8e19-d61778fa69c6" \t "_blank )电动汽车越来越多地进入普通家庭,电动汽车的核心部件是电动机,下面图中能正确反映电动机工作原理的是( )
A. B. C. D.
【错解】选B,理由:B装置是电动机。
【析错】电动机的原理是利用通电导体在磁场中受到力的作用的原理制成的。发电机的工作原理是电磁感应,即闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,导体中就会产生感应电流。
【正解】选D, A、图中没有电源,当导体在磁场中做切割磁感线运动时,电流表的指针会发生偏转,说明会产生感应电流,这是电磁感应现象,是发电机的原理,故A不符合题意;B、图中是奥斯特实验的装置图,说明了通电导体周围存在磁场,故B不符合题意;C、图为电磁铁的原理图,是探究磁性强弱与线圈匝数的关系,是根据电流的磁效应制成的,故C不符合题意;D、当闭合开关后,通电导体在磁场中受力运动,是电动机的原理,故D符合题意。故选D。
易错点5 易将电生磁、磁生电、磁场对电流的作用中有关知识点弄混淆。
典例5:(2018 温州) ( http: / / www.m / physics / report / detail / b428b7f5-19bf-4417-8a0e-daacf4b40ff5" \t "_blank )如图所示的小制作中,装置A中有磁铁和可转动的线圈,当有风吹向风扇时扇叶转动,引起灯泡发光,装置A的工作原理是( )
A.通电线圈周围存在磁场 B.电磁感应
C.通电线圈能在磁场中转动 D.磁极间相互作用
【错解】选D,理由:A利用了磁极间相互作用。
【析错】当闭合电路中的部分导体做切割磁感线运动时,电路中可以产生感应电流,这就是电磁感应现象。
【正解】选B,理由:装置A中有磁铁和可转动的线圈,当有风吹向风扇时扇叶转动,相当于线圈在磁场中转动切割磁感线,会产生感应电流,引起灯泡发光,是利用电磁感应现象的原理工作的,故B正确。故选B。
知识点一:磁场和磁感线
典例1:(2018 苏州)在探究蹄形磁体周围磁场的实验中,老师将玻璃板平放在磁体上,并均匀地撒上一层铁屑,轻敲玻璃板,铁屑就会有序地排列起来,如图。对实验中有关现象的分析不正确的是( )
A.撒铁屑的目的是将原来不存在的磁场显示出来
B.铁屑在磁场中被磁化成一个个小磁体
C.轻敲玻璃板,铁屑由于具有惯性会与玻璃板分离
D.轻敲玻璃板,铁屑与玻璃板分离后,不受摩擦力,铁屑在磁力作用下排列有序
【考查方向】磁场 ( http: / / www.m / physics / ques / detail / 1c4e1257-39b3-4a9f-bfb8-06040945ce0f ).
【名师点睛】①在磁体周围空间存在一种特殊的物质,这种物质能对放入其中的磁体产生力的作用,这就是磁场;②在磁体或电流的作用下,使原来没有磁性的物体获得磁性的过程叫磁化;③一切物体都具有保持原来运动状态不变的性质,叫惯性。惯性与质量有关,质量越小,惯性越小,运动状态越容易改变。
典例2:(2018 上海) ( http: / / www.m / physics / report / detail / 01d304bb-42a3-407c-86cd-d2ffedb50132" \t "_blank )以下正确的图是(通电螺线管的磁极方向和NS极)( )
A. B. C. D.
【考查方向】磁感线及其特点 ( http: / / www.m / physics / ques / detail / 3808c372-513d-47b8-a913-75d8a0a2b361 ).
【名师点睛】在磁体的周围,磁感线从磁体的N极出发,回到S极。
知识点二:安培定则的应用
典例3:(2018 临沂) ( http: / / www.m / physics / report / detail / d6019541-4757-4540-9e4b-16bf4db7fde4" \t "_blank )小磁针静止时的指向如图所示,由此可知( )
A.a端是通电螺线管的N极,c端是电源正极
B.a端是通电螺线管的N极,c端是电源负极
C.b端是通电螺线管的N极,d端是电源正极
D.b端是通电螺线管的N极,d端是电源负极
【考查方向】安培定则 ( http: / / www.m / physics / ques / detail / 3fa1b5ea-1e15-4ffd-a33a-cc18cc50b7f3 ).
【名师点睛】据小磁针的NS极,据磁极间的作用规律可以判断出电磁铁的NS极,而后据安排定则判断出电流的方向,进而得出正确的选项即可。
典例4:(2018 德城区一模) ( http: / / www.m / physics / report / detail / f73f68ad-84b4-4a4a-8706-4f8faac8e1e2" \t "_blank )在下列所示的四个图中,正确地表示出通电螺线管极性关系的是( )
A. B. C. D.
【考查方向】安培定则 ( http: / / www.m / physics / ques / detail / 456cebda-01d5-439a-8eb9-756be9e17cd1 )
【名师点睛】已知螺线管中电流方向,则由右手螺旋定则可知螺线管中正确的磁极方向。
知识点三:探究影响电磁铁的磁性强弱的因素
典例5:(2018 绥化) ( http: / / www.m / physics / report / detail / 971f0b53-e95a-4efa-85f0-a363fff8583f" \t "_blank )在“探究影响电磁铁磁性强弱的因素”的实验中,电源电压恒定,大、小铁钉各自完全相同,进行如图所示的甲、乙、丙三次实验。甲图中大铁钉的N极是________(选填“钉尖”或“钉帽”)。通过观察甲、乙两次实验现象,得出的结论是________________________________;通过观察丙图实验现象得出的结论是________________________________。将甲图中的小铁钉换成小钢钉进行实验,断开开关后,发现的有趣的实验现象是________________。
【考查方向】探究影响电磁铁磁性强弱的因素的实验 ( http: / / www.m / physics / ques / detail / f76ad956-9ca9-404b-954c-8913849fea64 ).
【名师点睛】根据安培定则判定大铁钉的N极;根据甲乙中的相同点和不同点,利用控制变量法分析;钢是永磁体。
知识点四:电磁继电器
典例6:(2018 江西) ( http: / / www.m / physics / report / detail / 05578647-7fb7-4bf4-a52c-0f67f0d587ba" \t "_blank )消防应急灯在没有停电时,灯是熄灭的;停电时,标有“36V”字样的两盏灯就会正常发光。如图所示的电路中符合要求的是( )
A. B. C. D.
【考查方向】电磁继电器的组成、原理和特点 ( http: / / www.m / physics / ques / detail / 156e56e4-6e8a-4133-9636-29f371d5dc77 ).
【名师点睛】电磁继电器的实质是一个开关,根据其控制电路中电磁铁的工作情况,可进一步判断工作电路中灯泡的发光情况。
典例7:(2018 大庆)图是汽车启动装置电路简图,当钥匙插入钥匙孔并转动时,电磁铁得到磁性,此时电磁铁上端为_______极,触点B与C_______(填“接通”或“断开”),汽车启动。
【考查方向】电磁继电器的组成、原理和特点 ( http: / / www.m / physics / ques / detail / a01158dd-3840-469c-8a27-cb8b42491a61 ).
【名师点睛】(1)知道电流方向,根据安培定则判断出电磁铁的极性;(2)当电磁铁电路接通时,电磁铁具有磁性,将上边的触电A吸下,使BC触电接通,汽车启动。
知识点五:三种电磁现象及辨析
典例8 (2018 泰安) ( http: / / www.m / physics / report / detail / 5215e254-5651-4907-b9b2-982e3aa50675" \t "_blank )下列实验中,能说明电动机工作原理的是( )
A. B. C. D.
【考查方向】电磁感应 ( http: / / www.m / physics / ques / detail / 64d69d8e-0ce5-4236-8e47-10c67b5772f8 )、电动机、电生磁.
【名师点睛】电动机的工作原理是:通电导体在磁场中受到力的作用。电磁感应现象的内容是:闭合电路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;明确选择项中提到的这四个电学设备的制成原理,然后与题目要求对应,从而可以得到答案。
典例9:(2018 临沂) ( http: / / www.m / physics / report / detail / d6019541-4757-4540-9e4b-16bf4db7fde4" \t "_blank )如图所示中是探究发电机原理的是( )
A. B. C. D.
【考查方向】电磁感应 ( http: / / www.m / physics / ques / detail / 66667623-cc9b-4f49-860f-6a92beea7298 )、电动机、电生磁.
【名师点睛】发电机的工作原理是电磁感应现象,分析清楚图示实验原理,然后答题。要解决此题,需要掌握发电机和电动机的制作原理。知道发电机是根据电磁感应现象制成的,将机械能转化为电能。
知识点六:电磁感应现象的探究及应用
典例10:(2018 乌拉特前旗校级模拟) ( http: / / www.m / physics / report / detail / 455b1b72-a279-4057-8536-bdb8418f63b7" \t "_blank )某同学探究“什么情况下磁可以生电”的实验装置如图所示,ab是一根直铜丝,通过导线接在量程为0~3A电流表的两接线柱上,电流表指针指零。当把直铜丝ab迅速向右运动时,并未发现电流表的指针明显偏折,你认为最可能的原因是( )
A.电流表量程太大,换用灵敏电流计能使指针明显偏转
B.直铜丝ab太细,换用粗铜棒便能使指针明显偏转
C.磁体的磁性太强,换用强磁体便能使指针明显偏转
D.直铜丝ab运动方向不对,应让直铜丝ab上下迅速运动
【考查方向】探究电磁感应现象的实验 ( http: / / www.m / physics / ques / detail / 2a053e34-0829-4cec-87c1-2bdcc82b3f9b ).
【名师点睛】本题考查对电磁感应现象实验的经验体会,题中说电流表指针未明显偏转,即偏转了,但幅度不大,也就是他的做法产生了感应电流,只是感应电流很小。
典例11:(2018 遂宁) ( http: / / www.m / physics / report / detail / c52042f4-11aa-40c5-8cdf-1715ce0504fc" \t "_blank )KTV丰富了人们的业余文化生活,唱歌时用的麦克风(动圈式话筒)如图所示,它的工作原理是:对着话简说话时,话简将声音转变为随声音变化的电流,然后经扬声器(喇叭)还原为声音。麦克风工作原理与下列装置的工作原理相同的是( )
A. B. C.D.
【考查方向】动圈式话筒的构造和原理 ( http: / / www.m / physics / ques / detail / 8351ab2d-7844-4171-876f-e56d63155d6a ).
【名师点睛】动圈式话筒工作过程是:声波振动→引起膜片振动→带动线圈振动→线圈切割永久磁体的磁场产生感应电流→经放大传给扬声器。由此可知其工作原理是电磁感应现象。分析各个选项的内容,找出符合题意的答案。
1第二十章 电与磁
考点分布 考查频率 考点内容 命题趋势
1.磁现象、磁场 ★★★ 1.了解磁现象,知道磁极间的相互作用规律。2.知道导体周围存在磁场,知道磁感线的方向是怎样规定的,知道螺线管的磁场与条形磁体的磁场相似,会判断通电螺线管的极性。3.知道电磁铁的特性和工作原理,认识影响电磁铁磁性的因素,知道如何使用电磁继电器。4.知道电磁感应现象,知道产生感应电流的条件。5.了解通电导体在磁场中受到力的方向与电流方向及磁场方向的关系。了解直流电动机结构和原理。6.知道发电机的原理。 本章内容常考:磁场方向、地磁场磁场概念磁体(司南)的性质、电动机及发电机原理和能量转化、电磁感应(扬声器),2019会出现电生磁、磁生电、发电机综合选择题,分值约4分。
2.电生磁 ★★★
3.电磁铁、电磁继电器 ★★★
4.电动机 ★★★★
5.磁生电 ★★★★
知识点一:磁现象、磁场
1.磁体:物体能吸引铁、钴、镍等物质,我们就说该物体具有磁性,具有磁性的物体叫磁体。
2.磁极:磁体上磁性最强部分叫磁极,一个磁体有两个磁极,分别叫做北极(N极)和南极(S极)。
3.磁极间的相互作用规律:同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引。
4.磁化:使原来没有磁性的物体获得磁性的过程叫磁化,磁化后磁性容易消失的物体叫_软磁体,磁性能长久保持的物体叫硬磁体(永磁体),消磁、退磁方法:高温加热、敲击。
5.磁场:磁体周围空间存在着磁场,其基本性质是对放入其中的磁体产生磁力(力)的作用,磁体之间的相互作用是通过磁场发生的。
6.磁场方向:磁场中的某一点,小磁针静止时北极所指的方向就是该点的磁场方向。同一磁铁的不同地方,磁场方向不同
7.磁感线:我们可以用光滑的曲线来方便形象地描述磁体周围的磁场分布情况,磁体周围的磁感线都是从磁体的N极出发,回到S极,磁感线越密集的区域,磁性越强。
8.几种常见的磁感线的分布。
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9.地磁场:地球本身是一个大磁体,其周围空间存在着地磁场,地磁南极在地理北极附近,地磁北极在地理的南极附近。
10.注意:
(1)磁场看不见,摸不着,但我们可以通过它对其他物体的作用来认识,应用了转换法。
(2)用磁感线表示磁场分布,利用了模型法。
(3)磁感线的画法:
①画三至五条即可,且所画磁感线N极与S极对称,并在磁感线上用箭头标明方向。
②所画的磁感线不能相交,也不能相切。
11.注意:
(1)判断物体是否具有磁性的四种方法:①根据磁体的吸铁性判断;②根据磁体的指向性(指南北方向)判断;③根据磁体两端磁性最强中间最弱来判断;④根据磁极间的相互作用判断。
(2)一个磁体有且只有两个磁极。一个永磁体截成若干段,每一部分仍有两个磁极。
(3)物体与磁体相互排斥,则物体一定具有磁性;物体与磁体相互吸引,则物体不一定具有磁性。
知识点二:电生磁
1.电流磁效应:奥斯特实验表明通电导线周围存在着磁场,其方向与电流方向有关,这种现象叫做电流的磁效应。
2.通电螺线管:通电螺线管外部的磁场同条形磁体相似,螺线管的极性跟螺线管中电流方向有关,可以用安培定则来判定二者的关系。
3.电磁铁:内部带铁芯的通电螺线管叫电磁铁,铁芯只能用软铁制成,电磁铁的工作原理:利用电流的磁效应和通电螺线管中插入铁芯后磁场大大增加的原理工作的。
4.影响电磁铁磁性强弱的因素:电流大小、线圈匝数多少、是否插入铁芯。
5.电磁铁的优点:磁性的有无可以由电流的通断来控制,磁性的强弱可以由电流大小或线圈匝数的多少来控制;磁极的方向可以由电流方向来控制。
6.电磁继电器:电磁继电器就是利用电磁铁来控制工作电路的一种开关,它可以用低电压、弱电流控制高电压、强电流,还可实现远距离操纵或自动控制等。
7.注意:电磁铁的铁芯用软铁而不用钢制作的原因:软铁磁化后磁性容易消失,可方便地控制电磁铁磁性的有无;钢磁化后磁性不易消失,无法控制电磁铁磁性的有无。
知识点三:磁场对电流的作用、电动机
1.磁场对电流的作用:通电导体在磁场中会受到力的作用,其受力方向与电流方向、磁场方向有关。
2.电动机的原理:直流电动机是根据通电线圈在磁场中受力而转动的原理工作的,它是将电能转化为机械能,为使线圈持续地转动下去,用换向器使线圈转过平衡位置时自动改变线圈中的电流方向。它其实就是两个互相绝缘的铜制半环。
3.电动机的优点:构造简单,控制方便,体积小、效率高、无污染等。
4.扬声器:动圈式扬声器是通过通电线圈在磁场中运动实现将电信号转换成声信号的装置。
知识点四:磁生电
1.电磁感应:闭合电路中的一部分导体在磁场中作切割磁感线运动时,导体中就会产生电流,这种现象叫电磁感应现象,产生的感应电流方向与磁场方向、导体切割磁感线的运动方向有关。
2.发电机:发电机是利用电磁感应原理制成的,工作时将机械能转化为电能。动圈式话筒(麦克风)是通过电磁感应现象将声音变成电流。
3.交流电:周期性改变方向和大小的电流,电流1秒钟内周期性变化的次数叫做频率,我国交流电的频率是50Hz,周期是0.02s,电流方向每秒改变100次。
4.电动机与发电机的比较
直流电动机 交流发电机
原理 利用通电线圈在磁场中受到力的作用的原理制成的 利用电磁感应原理制成的
原理图 INCLUDEPICTURE"C905A.TIF" INCLUDEPICTURE "../../../../物理教学资源/物理总复习/2015复习备课/C905A.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE"C906A.TIF" INCLUDEPICTURE "../../../../物理教学资源/物理总复习/2015复习备课/C906A.TIF" \* MERGEFORMAT
主要构造 直流电动机主要由磁体、线圈、换向器、电刷构成 交流发电机主要由转子和定子以及滑环、电刷构成
能量的转化 将电能转化为机械能 将转化为电能机械能
在电路中的作用 用电器 电源
电磁应用上 电生磁现象的应用 磁生电现象的应用
5.电磁现象的综合比较
项目 电生磁 磁生电 磁场对电流的作用
实物图 INCLUDEPICTURE"C907A.TIF" INCLUDEPICTURE "../../../../物理教学资源/物理总复习/2015复习备课/C907A.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE"C908A.TIF" INCLUDEPICTURE "../../../../物理教学资源/物理总复习/2015复习备课/C908A.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE"C909A.TIF" INCLUDEPICTURE "../../../../物理教学资源/物理总复习/2015复习备课/C909A.TIF" \* MERGEFORMAT
产生的结果 产生磁 产生感应电流 受力的作用(运动或转动)
判断方法 安培定则 右手定则 左手定则
影响因素 磁场方向与电流方向有关 电流方向与磁场方向和导体切割磁感线运动方向有关 受力方向与磁场方向和电流方向有关
导体中电流 由电源通电提供 因感应而生 由电源通电提供
能的转化 电能→磁能 机械能→电能 电能→机械能
应用 电磁铁、电磁继电器 发电机、话筒 电动机
6.注意:
①电生磁:无条件,只要有电流,在其周围就存在磁场;②磁生电:有条件,有外力的参与且做切割磁感线运动;③磁场对电流的作用:有条件,电流必须在磁场中且电流方向与磁场方向不平行;④机械能和电能的相互转化离不开磁场这个媒介物,即都是在磁场中完成的.
易错点1 误认为两相互吸引的钢棒一定是异名磁极
典例1:(2017秋 宁江区期末) ( http: / / www.m / physics / report / detail / cc456200-2a6d-469f-a7fb-268b39577487" \t "_blank )一根锯条的A端靠近磁针的N极时,磁铁N极被吸引过来,则( )
A.锯条一定具有磁性,并且锯条A端为N极 B.锯条一定没有磁性
C.锯条可能有磁性,也可能没有磁性 D.锯条一定具有磁性,并且锯条A端为S极
【错解】选D,理由:两相互吸引的钢棒一定是异名磁极.
【析错】(1)同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引。(2)排斥的只有同名磁极;吸引的可能是异名磁极,也可能是磁体吸引磁性材料.
【正解】选C,理由:铁棒AB的A端靠近小磁针N极时发现小磁针被吸引,铁棒可能是磁体,铁棒和磁针的接触端是异名磁极相互吸引。铁棒也可能不具有磁性,被磁体吸引造成的。故选C。
易错点2 误认为地面上小磁针静止后北极的指向是指向地磁场的北极
典例2: (2018 绵阳) ( http: / / www.m / physics / report / detail / 1a07ccb8-6218-42a9-b078-1d97febfd673" \t "_blank )指南针是我国四大发明之一,《论衡》记载:司南之杓,投之于地,其柢指南。如图所示的司南放在水平光滑的“地盘”上,静止时它的长柄指向南方。司南长柄所指方向是( )
A.地理南极,地磁北极 B.地理南极,地磁南极
C.地理北极,地磁北极 D.地理北极,地磁南极
【错解】选A,理由:小磁针静止后北极的指向是指向地磁场的北极.
【析错】(1)地球本身是一个巨大的磁体,地球周围的磁场叫做地磁场;
(2)指南针是根据地磁场的作用工作的,地磁的南极在地理的北极附近,而地磁的北极在地理的南极附近,再根据磁极间的作用规律,可判断指南针的指向。
【正解】选A,理由:地球本身是一个大磁体,司南是用天然磁石磨制成的勺子,即其实质就是一块磁铁,在地球的磁场中受到磁力的作用,其静止时其勺柄指向南方,即指南的南极用S表示;地理上的南极是地磁的北极,故长柄所指方向是地磁北极,地理南极。故BCD错误、A正确。故选A。
易错点3 不清楚电铃的工作原理
典例3:(2018 武汉模拟) ( http: / / www.m / physics / report / detail / 9395bd42-9c1f-491f-987a-ddd5f9fd9462" \t "_blank )如图是直流电铃的原理图。下列关于电铃工作时说法正确的是( )
A.电流通过电磁铁时,电磁铁有磁性且A端为N极
B.如果改变通过电磁铁电流的方向,电铃就不响了
C.电铃是利用电磁感应的原理制成的
D.小锤击打铃碗时,蹄形电磁铁仍具有磁性
【错解】选C,理由:电铃是利用电磁感应的原理制成的.
【析错】(1)电磁铁通电时有磁性,断电时无磁性,电铃就是利用电磁铁的这个特性工作的;(2)通电时,电磁铁有电流通过,产生了磁性,把小锤下方的衔铁吸过来,使小锤打击铃碗发出声音,同时电路断开,电磁铁失去了磁性,小锤又被弹性片弹回,电路闭合,不断重复,电铃便发出连续击打声。
【正解】选A,理由:A.电流通过电磁铁时,电磁铁有磁性,根据图中的电流方向和安培定则可知,A端为N极,故A正确;B.如果改变通过电磁铁电流的方向,电磁铁的磁极会发生变化,通电时电磁铁仍然会吸引衔铁,电铃仍然会响,故B错误;C.电铃是利用电流的磁效应来工作的,故C错误;D.小锤击打铃碗时,弹性片与螺钉是分离的,电路处于断路状态,蹄形电磁铁不具有磁性,故D错误。故选A。
易错点4 易将电动机、发电机的工作原理、工作过程弄混淆。
典例4:(2018 东营) ( http: / / www.m / physics / report / detail / 4fd306a9-874f-4bc9-8e19-d61778fa69c6" \t "_blank )电动汽车越来越多地进入普通家庭,电动汽车的核心部件是电动机,下面图中能正确反映电动机工作原理的是( )
A. B. C. D.
【错解】选B,理由:B装置是电动机。
【析错】电动机的原理是利用通电导体在磁场中受到力的作用的原理制成的。发电机的工作原理是电磁感应,即闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,导体中就会产生感应电流。
【正解】选D, A、图中没有电源,当导体在磁场中做切割磁感线运动时,电流表的指针会发生偏转,说明会产生感应电流,这是电磁感应现象,是发电机的原理,故A不符合题意;B、图中是奥斯特实验的装置图,说明了通电导体周围存在磁场,故B不符合题意;C、图为电磁铁的原理图,是探究磁性强弱与线圈匝数的关系,是根据电流的磁效应制成的,故C不符合题意;D、当闭合开关后,通电导体在磁场中受力运动,是电动机的原理,故D符合题意。故选D。
易错点5 易将电生磁、磁生电、磁场对电流的作用中有关知识点弄混淆。
典例5:(2018 温州) ( http: / / www.m / physics / report / detail / b428b7f5-19bf-4417-8a0e-daacf4b40ff5" \t "_blank )如图所示的小制作中,装置A中有磁铁和可转动的线圈,当有风吹向风扇时扇叶转动,引起灯泡发光,装置A的工作原理是( )
A.通电线圈周围存在磁场 B.电磁感应
C.通电线圈能在磁场中转动 D.磁极间相互作用
【错解】选D,理由:A利用了磁极间相互作用。
【析错】当闭合电路中的部分导体做切割磁感线运动时,电路中可以产生感应电流,这就是电磁感应现象。
【正解】选B,理由:装置A中有磁铁和可转动的线圈,当有风吹向风扇时扇叶转动,相当于线圈在磁场中转动切割磁感线,会产生感应电流,引起灯泡发光,是利用电磁感应现象的原理工作的,故B正确。故选B。
知识点一:磁场和磁感线
典例1:(2018 苏州)在探究蹄形磁体周围磁场的实验中,老师将玻璃板平放在磁体上,并均匀地撒上一层铁屑,轻敲玻璃板,铁屑就会有序地排列起来,如图。对实验中有关现象的分析不正确的是( )
A.撒铁屑的目的是将原来不存在的磁场显示出来
B.铁屑在磁场中被磁化成一个个小磁体
C.轻敲玻璃板,铁屑由于具有惯性会与玻璃板分离
D.轻敲玻璃板,铁屑与玻璃板分离后,不受摩擦力,铁屑在磁力作用下排列有序
【考查方向】磁场 ( http: / / www.m / physics / ques / detail / 1c4e1257-39b3-4a9f-bfb8-06040945ce0f ).
【名师点睛】①在磁体周围空间存在一种特殊的物质,这种物质能对放入其中的磁体产生力的作用,这就是磁场;②在磁体或电流的作用下,使原来没有磁性的物体获得磁性的过程叫磁化;③一切物体都具有保持原来运动状态不变的性质,叫惯性。惯性与质量有关,质量越小,惯性越小,运动状态越容易改变。
【答案】A
【解析】A、磁体周围始终存在磁场,借助细铁屑可以显示磁体周围的磁场分布特点,但不是将原来不存在的磁场显示出来。故A错误;B、铁屑原来没有磁性,但在磁场的作用下能够获得磁性,说明被磁化了。故B正确;C、铁屑质量较小,惯性小,运动状态容易改变。所以轻敲玻璃板,铁屑由于具有惯性会与玻璃板分离。故C正确;D、铁屑受到磁场的作用,轻敲玻璃板,铁屑与玻璃板分离后,不受摩擦力,铁屑逐渐有序排列。故D正确。故选A。
典例2:(2018 上海) ( http: / / www.m / physics / report / detail / 01d304bb-42a3-407c-86cd-d2ffedb50132" \t "_blank )以下正确的图是(通电螺线管的磁极方向和NS极)( )
A. B. C. D.
【考查方向】磁感线及其特点 ( http: / / www.m / physics / ques / detail / 3808c372-513d-47b8-a913-75d8a0a2b361 ).
【名师点睛】在磁体的周围,磁感线从磁体的N极出发,回到S极。
【答案】B
【解析】在磁体的外部,磁感线总是从磁体的N极出来回到S极;A、图中的磁感线是从磁体的S极出来回到N极,故A错误;B、图中的磁感线是从磁体的N极出来回到S极,故B正确;C、图中的磁感线是从磁体的S极出来回到N极,故C错误;D、图中左侧N极的磁感线是回到N极,故D错误;故选B。
知识点二:安培定则的应用
典例3:(2018 临沂) ( http: / / www.m / physics / report / detail / d6019541-4757-4540-9e4b-16bf4db7fde4" \t "_blank )小磁针静止时的指向如图所示,由此可知( )
A.a端是通电螺线管的N极,c端是电源正极
B.a端是通电螺线管的N极,c端是电源负极
C.b端是通电螺线管的N极,d端是电源正极
D.b端是通电螺线管的N极,d端是电源负极
【考查方向】安培定则 ( http: / / www.m / physics / ques / detail / 3fa1b5ea-1e15-4ffd-a33a-cc18cc50b7f3 ).
【名师点睛】据小磁针的NS极,据磁极间的作用规律可以判断出电磁铁的NS极,而后据安排定则判断出电流的方向,进而得出正确的选项即可。
【答案】B
【解析】据题目可知,小磁针左端是N极,右端是S极,所以电磁铁的左端,即a端为N即,右端为S极,据安培定则可知,电流从d端流出后进入电磁铁,故d端是电源的正极,c端是负极,故B正确。故选B。
典例4:(2018 德城区一模) ( http: / / www.m / physics / report / detail / f73f68ad-84b4-4a4a-8706-4f8faac8e1e2" \t "_blank )在下列所示的四个图中,正确地表示出通电螺线管极性关系的是( )
A. B. C. D.
【考查方向】安培定则 ( http: / / www.m / physics / ques / detail / 456cebda-01d5-439a-8eb9-756be9e17cd1 )
【名师点睛】已知螺线管中电流方向,则由右手螺旋定则可知螺线管中正确的磁极方向。
【答案】D
【解析】A、用右手握住螺线管,四指应指向电流方向,则大拇指向右,即右侧为N极,故A错误;B、用右手握住螺线管,四指指向电流方向,则大拇指向左,即左侧为N极,故B错误;C、用右手握住螺线管,四指指向电流方向,则大拇指向右,则右侧为N极,故C错误;D、用右手握住螺线管,四指指向电流方向,则大拇指向右,则右侧为N极,故D正确;故选D。
知识点三:探究影响电磁铁的磁性强弱的因素
典例5:(2018 绥化) ( http: / / www.m / physics / report / detail / 971f0b53-e95a-4efa-85f0-a363fff8583f" \t "_blank )在“探究影响电磁铁磁性强弱的因素”的实验中,电源电压恒定,大、小铁钉各自完全相同,进行如图所示的甲、乙、丙三次实验。甲图中大铁钉的N极是________(选填“钉尖”或“钉帽”)。通过观察甲、乙两次实验现象,得出的结论是________________________________;通过观察丙图实验现象得出的结论是________________________________。将甲图中的小铁钉换成小钢钉进行实验,断开开关后,发现的有趣的实验现象是________________。
【考查方向】探究影响电磁铁磁性强弱的因素的实验 ( http: / / www.m / physics / ques / detail / f76ad956-9ca9-404b-954c-8913849fea64 ).
【名师点睛】根据安培定则判定大铁钉的N极;根据甲乙中的相同点和不同点,利用控制变量法分析;钢是永磁体。
【答案】钉帽;在线圈匝数相同时,电流越大,磁性越强;在电流一定时,线圈的匝数越多,磁性越强;小钢钉不会掉下来。
【解析】由图可知,甲图中铁钉的电流的方向是从左向右的,根据安培定则可知,钉帽端为N极;通过观察甲、乙两次实验可知,线圈的匝数相同,滑动变阻器接入电路的电阻不同,乙的电阻小,通过的电流大,乙中铁钉吸引的大头针个数多,故结论为:在线圈匝数相同时,电流越大,磁性越强;由丙图可知,该电路为串联电路,电流相同,线圈匝数不同,匝数越多的吸引的大头针多,故结论为:在电流一定时,线圈的匝数越多,磁性越强;将甲图中的小铁钉换成小钢钉进行实验,由于钢是永磁体,被铁钉磁化后,断开开关,仍具有磁性,故小钢钉不会掉下来
知识点四:电磁继电器
典例6:(2018 江西) ( http: / / www.m / physics / report / detail / 05578647-7fb7-4bf4-a52c-0f67f0d587ba" \t "_blank )消防应急灯在没有停电时,灯是熄灭的;停电时,标有“36V”字样的两盏灯就会正常发光。如图所示的电路中符合要求的是( )
A. B. C. D.
【考查方向】电磁继电器的组成、原理和特点 ( http: / / www.m / physics / ques / detail / 156e56e4-6e8a-4133-9636-29f371d5dc77 ).
【名师点睛】电磁继电器的实质是一个开关,根据其控制电路中电磁铁的工作情况,可进一步判断工作电路中灯泡的发光情况。
【答案】C
【解析】A、由图知,没有停电时(即220V的电路接通),电磁铁有磁性,吸引衔铁,使下面的一只灯泡发光,故A不合题意;B、由图知,右侧电路的电源电压为36V,而两盏灯的额定电压均为36V,要使外部电路停电时,两盏灯都能正常发光,则两盏灯应并联,而图中两盏灯串联,不能正常发光,故B不合题意;C、由图知,没有停电时,电磁铁有磁性,吸引衔铁,上面的两只灯泡都不发光(即熄灭);停电时,衔铁被弹簧拉起,上面两只并联的灯泡可以在36V的电压下正常发光,故C符合题意;D、由图知,没有停电时,电磁铁有磁性,吸引衔铁,下面的两只灯泡都发光,而停电时,衔铁被弹簧拉起,则两只灯泡都不发光,故D不合题意。故选C。
典例7:(2018 大庆)图是汽车启动装置电路简图,当钥匙插入钥匙孔并转动时,电磁铁得到磁性,此时电磁铁上端为_______极,触点B与C_______(填“接通”或“断开”),汽车启动。
【考查方向】电磁继电器的组成、原理和特点 ( http: / / www.m / physics / ques / detail / a01158dd-3840-469c-8a27-cb8b42491a61 ).
【名师点睛】(1)知道电流方向,根据安培定则判断出电磁铁的极性;(2)当电磁铁电路接通时,电磁铁具有磁性,将上边的触电A吸下,使BC触电接通,汽车启动。
【答案】N;接通。
【解析】(1)当钥匙插入钥匙孔并转动时,左侧控制电路接通,电磁铁中的电流是从下边导线流入的,根据安培定则可以判断出电磁铁的上端为N极;(2)当电磁铁电路接通时,电磁铁具有磁性,将上边的触点A吸下,则图中的直角杠杆会逆时针转动,所以触点B与C接通,电动机工作,汽车启动。
知识点五:三种电磁现象及辨析
典例8 (2018 泰安) ( http: / / www.m / physics / report / detail / 5215e254-5651-4907-b9b2-982e3aa50675" \t "_blank )下列实验中,能说明电动机工作原理的是( )
A. B. C. D.
【考查方向】电磁感应 ( http: / / www.m / physics / ques / detail / 64d69d8e-0ce5-4236-8e47-10c67b5772f8 )、电动机、电生磁.
【名师点睛】电动机的工作原理是:通电导体在磁场中受到力的作用。电磁感应现象的内容是:闭合电路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;明确选择项中提到的这四个电学设备的制成原理,然后与题目要求对应,从而可以得到答案。
【答案】B
【解析】A、该装置是研究电磁铁磁性的实验装置,是电流的磁效应,故A错误。B、该装置是电动机原理图,表明通电的导体在磁场中受力的作用,故B正确;C、该装置是奥斯特实验,表明通电导线周围有磁场,故C错误;D、该装置是发电机原理图,表示电磁感应现象,故D错误。故选B。
典例9:(2018 临沂) ( http: / / www.m / physics / report / detail / d6019541-4757-4540-9e4b-16bf4db7fde4" \t "_blank )如图所示中是探究发电机原理的是( )
A. B. C. D.
【考查方向】电磁感应 ( http: / / www.m / physics / ques / detail / 66667623-cc9b-4f49-860f-6a92beea7298 )、电动机、电生磁.
【名师点睛】发电机的工作原理是电磁感应现象,分析清楚图示实验原理,然后答题。要解决此题,需要掌握发电机和电动机的制作原理。知道发电机是根据电磁感应现象制成的,将机械能转化为电能。
【答案】A
【解析】发电机的工作原理是电磁感应现象;A、图中没有电源,是电磁感应现象,电磁感应现象是发电机的工作原理,故A正确;B、图示是奥斯特实验,是电流的磁效应实验,不是发电机的工作原理,故B错误;C、图中有电源,是通电导线在磁场中受到力而运动的实验,是电动机的工作原理,不是发电机的工作原理,故C错误;D、图示是探究电磁铁磁性强弱的实验,它的原理是电流的磁效应,故D错误。故选A。
知识点六:电磁感应现象的探究及应用
典例10:(2018 乌拉特前旗校级模拟) ( http: / / www.m / physics / report / detail / 455b1b72-a279-4057-8536-bdb8418f63b7" \t "_blank )某同学探究“什么情况下磁可以生电”的实验装置如图所示,ab是一根直铜丝,通过导线接在量程为0~3A电流表的两接线柱上,电流表指针指零。当把直铜丝ab迅速向右运动时,并未发现电流表的指针明显偏折,你认为最可能的原因是( )
A.电流表量程太大,换用灵敏电流计能使指针明显偏转
B.直铜丝ab太细,换用粗铜棒便能使指针明显偏转
C.磁体的磁性太强,换用强磁体便能使指针明显偏转
D.直铜丝ab运动方向不对,应让直铜丝ab上下迅速运动
【答案】A
【解析】A、题中实验只有一根导体在切割磁感线运动,很少,电流表也不是灵敏电流表,实验的过程是正确的,所以产生的电流很小,使电流表指针偏转幅度很少,故A正确;B、感应电流大小是不受切割导体的粗细影响的,故B错误;C、磁体的磁性太强,换用强磁体本身磁场没有太大变化,所以仍然偏转不明显,故C错误;D、导体改为上下运动,是不切割磁感线的,不会产生感应电流,故D错误。故选A。
典例11:(2018 遂宁) ( http: / / www.m / physics / report / detail / c52042f4-11aa-40c5-8cdf-1715ce0504fc" \t "_blank )KTV丰富了人们的业余文化生活,唱歌时用的麦克风(动圈式话筒)如图所示,它的工作原理是:对着话简说话时,话简将声音转变为随声音变化的电流,然后经扬声器(喇叭)还原为声音。麦克风工作原理与下列装置的工作原理相同的是( )
A. B. C.D.
【考查方向】动圈式话筒的构造和原理 ( http: / / www.m / physics / ques / detail / 8351ab2d-7844-4171-876f-e56d63155d6a ).
【名师点睛】动圈式话筒工作过程是:声波振动→引起膜片振动→带动线圈振动→线圈切割永久磁体的磁场产生感应电流→经放大传给扬声器。由此可知其工作原理是电磁感应现象。分析各个选项的内容,找出符合题意的答案。
【答案】C
【解析】A、该装置是电磁铁,是利用了电流的磁效应工作的,故A不符合题意;B、此图是奥斯特实验,说明了通电导线周围存在着磁场,故B不符合题意;C、此图中没有电源,当导体做切割磁感线运动时,电路中会产生感应电流,即电磁感应现象,故C符合题意;D、此装置中有电源,即通电后,磁场中的金属棒会受力运动,故说通电导线在磁场中受力的作用,故D不符合题意。故选C。
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