第十七章 从指南针到磁浮列车
一、单选题
1.???在学习物理知识的过程中,我们也学到了许多科学研究方法,如:控制变量法、转换法、类比法、实验推理法和建立理想模型法等.下列实例:①用磁感线描述磁场;②借助水压学习电压;③在实验事实的基础上,经过科学推理得出牛顿第一定律;④研究电磁铁的磁性强弱中用吸引大头针的个数来衡量磁性的强弱.其中采用了“实验推理法”的是( )
A.?①?????????????????????????
B.?②?????????????????????????
C.?③?????????????????????????
D.?④
2.???如图所示,中国科技馆的“探索与发现A厅”中有一个“电磁感应摆”,甲、乙两线圈分别被悬挂在两个蹄形磁体的磁场中,两线圈通过导线连接在一起并构成一个闭合的回路,用手使甲线圈在磁场中摆动时,乙线圈也会随之摆动起来。关于此现象,下列说法正确的是( )
A.?甲线圈摆动的过程中电能转化为机械能????????????????????????????????????????
B.?根据乙线圈摆动的原理可以制成发电机????????????????????????????????????????
C.?乙线圈能发生摆动是因为通电导体在磁场中受力????????????????????????????????????????
D.?甲线圈相当于用电器,乙线圈相当于电源
3.???如图所示,通电螺线管的?N?极在它的( )
A.?左端?????????????????????????
B.?中间?????????????????????????
C.?右端?????????????????????????
D.?无法确定
4.???如图是某物理小组设计的拍摄机动车辆闯红灯设备的原理示意图.红灯亮时,光控开关接收到红光会闭合;机动车驶过时,安装在路面下方的压力开关受到机动车的压力会闭合.当摄像系统的电路自动拍摄违章车辆时,关于开关的状态下列说法中正确的是( )
A.?只有光控开关处于闭合状态????????????????????????????????????????
B.?只有压力开关处于闭合状态????????????????????????????????????????
C.?光控开关和压力开关同时处于闭合状态????????????????????????????????????????
D.?若将两开关并联也能达到相同的效果
5.???要改变直流电动机的转向,应采取的办法是( )
A.?改变线圈中的电流方向或改变磁场方向????????????????????????????????????????
B.?适当减小电流强度????????????????????????????????????????
C.?同时改变线圈中的电流方向和磁场方向????????????????????????????????????????
D.?适当减弱磁场
6.???关于通电导体在磁场里受力方向与电流方向和磁感线方向之间的关系,下列说法中错误的是( )
A.?电流方向改变,导体受力方向改变????????????????????????????????????????
B.?磁场方向改变,导体受力方向改变????????????????????????????????????????
C.?电流方向和磁场方向同时改变,导体的受力方向改变????????????????????????????????????????
D.?电流方向和磁场方向同时改变,导体的受力方向不变
7.???在安装直流电动机模型的实验中,要减小电动机的转速,正确的措施是( )
A.?调换磁铁的两极?????????????????????????
B.?改变线圈中的电流方向?????????????????????????
C.?减小线圈中的电流?????????????????????????
D.?以上三种措施都可以
8.???放在磁场中的通电导体( )
A.?一定受到磁场的作用力????????????????????????????????????????
B.?若受到磁场的作用力,通电导体与磁感线方向相同????????????????????????????????????????
C.?可能受到磁场的作用力????????????????????????????????????????
D.?若受到磁场的作用力,通电导体与磁感线方向垂直
9.???通电线圈在磁场里处于平衡位置时,下列说法中正确的是( )
A.?磁感线与线圈平面平行,线圈不受力????????????????????????????????????????
B.?磁感线与线圈平面垂直,线圈不受力????????????????????????????????????????
C.?磁感线与线圈平面平行,线圈受到平衡力????????????????????????????????????????
D.?磁感线与线圈平面垂直,线圈受到平衡力
10.???为了判断一节标记已模糊不清的蓄电池的正负极,手边有下列器材,其中选择用的是( )
A.?灯泡、滑动变阻器?????????????????????????
B.?条形磁铁、铁屑?????????????????????????
C.?螺线管、铁屑?????????????????????????
D.?螺线管、标有磁极的小磁针
11.???下列关于电与磁的有关说法中,正确的是( )
A.?图甲,根据小磁针静止时N极所指的方向,可知电源的右端是正极
B.?图乙,将线圈一端的漆全部刮去,另一端刮去一半放入磁场中,通电后线圈能持续转动
C.?图丙,转动风叶,电流表指针偏转,根据此原理可制成电动机
D.?图丁,磁悬浮列车利用磁极间的相互作用,达到增大摩擦力的目的
12.???关于电磁学知识,下列说法正确的是( )
A.?奥斯特实验第一次证明了磁能生电????????????????????????????????????????
B.?发电机工作时将电能转化为机械能????????????????????????????????????????
C.?电磁继电器是由电磁铁控制的开关????????????????????????????????????????
D.?电动机是利用电磁感应原理制成的
13.???下列四种磁体中产生的磁场,其磁场分布与其他三种磁体的磁场分布不同的是( )
A.?条形磁铁?????????????????????????
B.?地磁场?????????????????????????
C.?通电直导线?????????????????????????
D.?通电螺线管
二、多选题
14.???下列关于电磁现象的说法,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.?只要导体在磁场中运动,导体中就一定产生感应电流????????????????????????????????????????
D.?通电螺线管磁性的强弱只与电流大小有关
15.???关于电磁现象,下列说法正确的是( )
A.?磁场是由疏密不同的磁感线组成的????????????????????????????????????????
B.?电流周围的小磁针会受到磁场力的作用????????????????????????????????????????
C.?磁体具有磁性,磁极是磁体上磁性最强的部分????????????????????????????????????????
D.?发电机是利用电磁感应现象制成的,工作时将电能转化为机械能
16.???下列有关电磁现象的说法中正确的是( )
A.?我国宋代学者沈括是世界上最早记述磁偏角的人????????????????????????????????????????
B.?指南针能够指南北是因为受到地磁场的作用????????????????????????????????????????
C.?用撒铁屑的方法可以判断条形磁铁N极????????????????????????????????????????
D.?洗衣机中的电动机工作时主要将电能转化为机械能
17.???如图所示,下列通电螺线管的左端为N极的是( )
A.??????????????????????????
B.??????????????????????????
C.??????????????????????????
D.?
18.???下列说法中正确的是( )
A.?用磁感线可以描述磁场的强弱
B.?只要导体在磁场中运动,该导体中就会产生感应电流
C.?通电导体产生的磁场的方向与通过该导体的电流方向有关
D.?利用撒在磁体周围的铁屑可以判断该磁体周围各点的磁场方向
三、填空题
19.???有两根外形完全相同的磁棒,一根有磁性,另一根没磁性,要确定哪根磁棒有磁性,某同学用一根钢棒的一端去接触另一根钢棒的中间部分,如图所示,若两根棒互相吸引,可以断定 ______ 钢棒有磁性,若两根钢棒互相不吸引,可以断定 ______ 钢棒有磁性.
20.???直流电动机是根据 ______ 原理制成的,直流电动机工作时,线圈中电流方向是 ______ 的.(选填“变化”或“不变化”).
21.???通电导体在磁场中要受到力的作用,如果只改变电流方向,导体的 ______ 方向随之改变;如果只改变磁感线方向,导体的 ______ 方向也随之改变,这说明通电导体在磁场中的受力方向跟 ______ 和 ______ 都有关系。
22.???通电螺线管中的电流方向如图所示,由此可以判断出通电螺线管的左端是______极。(选填“N”或“S”)
23.???图示实验装置中,磁体和导体棒均水平放置,断开S2、闭合S1,使导体棒水平向右运动,电流表G的指针向右偏,这是______现象,为使G的指针向左偏,可使导体棒向______运动,断开S1、闭合S2,导体棒能运动起来,依此可制成______(选填“电动机”或“发电机”)。
24.???如图所示,闭合开关,根据小磁针静止时的指向,可以判断出电源的左端是_______极(选填“正”或“负”),条形磁体的右端是_________极(选填“N”或“S”)。
25.???如图甲所示。一个条形磁铁摔成两段,取右边的一段靠近小磁针,小磁针静止时的指向如图乙所示,则右边这处裂纹的磁极是______极。如果把这段磁铁沿裂纹吻合放在一起(如图甲),这两段会相互______(选填吸引、排斥)。
四、实验探究题(本大题共3小题,共18.0分)
26???用如图甲、乙所示的装置,分别探究“通电螺线管外部磁场的分布”和“电磁感应现象”。
(1)在图甲中,闭合开关后,通电螺线管的右端为______极。(选填“N”或“S”)
(2)在图甲实验过程中,将电源正负极对调,发现小磁针的偏转方向发生改变。这样操作是为了探究通电螺线管外部磁场方向和______有关。
(3)图乙中,闭合电路中的一部分导体AB静止不动,当磁体左右运动时,灵敏电流计的指针______(选填“会”或“不会”)偏转。这说明闭合电路的部分导体在磁场中做______运动时,导体中会产生感应电流。
???如图所示,图甲是课本上“通电导线在磁场中受力”的实验示意图,小谦同学实际探究时,在电路上连接了一个滑动变阻器,实验记录如下表:
实验序号
磁场方向
ab中电流方向
ab运动方向
1
向下
无电流
静止不动
2
向下
由a向b
向左运动
3
向上
由a向b
向右运动
4
向下
由b向a
向右运动
(1)用笔画线代替导线,在乙图中将变阻器正确连入电路,小谦在电路中接入滑动变阻器的作用是______。
(2)比较实验2和3,说明通电导线在磁场中受力方向与______有关,比较实验______,说明通电导线在磁场中受力方向与电流方向有关。
(3)小谦通过观察导线运动方向,来判断导线在磁场中受力方向,用到的科学方法是______。
(4)小谦想在甲图的基础上对实验进行改造,来探究影响感应电流方向的因素,为了观察到明显的实验现象,他要把图甲中的电源换成图丙中的______。
28.???(1)如图甲是奥斯特实验装置,接通电路后,观察到小磁针偏转,此现象说明了______;断开开关,小磁针在______的作用下又恢复到原来的位置,改变直导线中电流方向,小磁针的偏转方向发生了改变,说明了______。
(2)探究通电螺线管外部磁场分布的实验中,在嵌入螺线管的玻璃板上均匀撒些细铁屑,通电后______(填写操作方法)玻璃板,细铁屑的排列如图乙所示,由此可以判断,通电螺线管外部的磁场分布与______周围的磁场分布是相似的,将小磁针放在通电螺线管外部,小磁针静止时______(N/S)极的指向就是该点处磁场的方向。
五、简答题
29.???小明设计了一个道路限载报警器,原理如图甲,R0是变阻器,R是压敏电阻,R的电阻大小随压力大小变化关系如图乙,当超载车辆通过压敏电阻时,限载报警器就会报警.调试好电路,闭合开关S1和S2,当超载车辆通过时,限载报警器会 灯 亮还是 铃 响?请解释其设计的原理.
30.???磁记录
铁棒和钢棒本来不能吸引钢铁,当磁体靠近它或者与它接触时,它便有了吸引钢铁的性质,也就是被磁化了.软铁被磁化后,磁性很容易消失,称为软磁性材料.而钢等物质在磁化以后,磁性能够保持,成为硬磁性材料.硬磁性材料可以做成永磁体,还可以用来记录信息.
录音机的磁带上就附有一层硬磁性材料制成的小颗粒.
录音时,声音先转变成强弱变化的电流,这样的电流通过录音磁头,产生了强弱变化的磁场.磁带划过磁头时,磁带上的小颗粒被强弱不同地磁化,于是记录了一连串有关磁性变化的信息.
请回答:
(1)磁性材料分为哪两类?磁记录应选用哪一类磁性材料?
答: ______ .
(2)哪些地方用到了磁记录?
答: ______ .
第十七章 从指南针到磁浮列车
【答案】
1.??C???????2.??C???????3.??A???????4.??C???????5.??A???????
6.??C???????7.??C???????8.??C???????9.??D???????10.??D???????
11.??B???????12.??C???????13.??C???????14.??AB???????15.??BC???????
16.??ABD???????17.??BC???????18.??AC???????
19.??乙;甲???????
20.??通电线圈在磁场中受力转动;变化???????
21.??受力;受力;电流方向;磁感线方向???????
22.??S???????
23.??电磁感应;左;电动机 ????????
24.??
负;S
???????
25.??N ? 吸引 ????????
26.??(1)N;
(2)电流方向;
?(3)会;切割磁感线???????
27.??保护电路 ? 磁场方向 ? 2、4 ? 转换法 ? 灵敏电流计 ????????
28.??(1)通电导体周围存在磁场;地磁场;电流的磁场方向与电流方向有关;(2)轻敲;条形磁铁;N。???????
29.??答:当超载车辆通过时,限载报警器的电铃会响.因为闭合开关S1和S2,当超载车辆通过时,压敏电阻的阻值减小,通过电磁铁电路的电流增大,衔铁就会被吸下来,电铃电路接通,因此电铃会响.???????
30.??分为软磁性材料和硬磁性材料,磁记录应选用硬磁性材料;磁卡、磁盘、磁带、收音机里面的天线磁棒、录音机的磁头???????
【解析】
1.??
解:
①磁感线实际不存在,用磁感线描述磁场,采用的是模型法;
②电压无法直接观察,借助水压学习电压,说明其作用和特点,采用的是类比法;
③牛顿第一定律的内容是:一切物体不受力时保持静止或做匀速直线运动.但现实生活中没有不受力的物体,所以牛顿第一定律是在实验事实的基础上,经过科学推理得出的.采用的是实验推理法;
④研究电磁铁的磁性强弱时,磁性强弱不能直接观察,用吸引大头针的个数来衡量磁性的强弱.采用的是转换法.
故选C.
有不少实验由于条件限制难以实现,在大量可靠实验基础上经过概括、抽象、推理得出规律的一种研究问题的方法,但得出的某些规律却又不能用实验直接验证,这种研究方法叫实验推理法,又称理想实验法.
解决此类物理学方法问题,要结合研究对象判断所用的研究方法.物理学方法的考查是中考中的热点,需要同学们仔细分析.
2.??
解:
A、由题意知,甲线圈摆动的过程做切割磁感线运动,闭合的回路中有感应电流产生,所以是机械能转化为电能,故A错误;
B、乙线圈摆动的原理是通电导体在磁场中受力,是电动机的原理,故B错误;
C、乙线圈能发生摆动是因为通电导体在磁场中受力,故C正确;
D、由前面分析可知,甲线圈中产生了感应电流,则甲线圈相当于电源,乙线圈相当于用电器,故D错误。
故选:C。
根据通电导体在磁场中受力的原理来对图中的装置进行分析。电动机的制作原理是通电导体在磁场中受力,发电机的原理是电磁感应,电动机工作时消耗电能,得到机械能;发电机工作时将机械能转化为电能。
本题考查了电与磁之间的两个联系及其应用,注意通电导体在磁场中的受力,易错点。
3.??
解:电流从螺线管的右端流入,左端流出,结合线圈的绕向,利用安培定则可以确定螺线管的左端为N极,右端为S极.如图所示:
故选A.
利用安培定则结合螺线管的绕向和电流的方向可以确定螺线管的磁极.
安培定则中,涉及三个方向:电流方向、磁场方向、线圈绕向,告诉其中的两个可以确定第三个.在此题中,就是告诉了电流方向和线圈绕向,确定磁场方向.
4.??
解:当摄像系统的电路自动拍摄违章车辆时,工作电路工作,电磁铁有磁性,控制电路工作,光控开关和压力开关同时闭合;如果光控开关和压力开关是并联的,只有红灯亮,或只有车超过停止线,摄像头就拍摄.
故选C.
左边是控制电路,右边是工作电路,光控开关和压力开关串联在电路在,只有当红灯亮,并且车超过停止线时,光控开关和压力开关同时闭合,控制电路接通,电磁铁有磁性吸引衔铁,工作电路接通,摄像头拍摄.
红灯亮,并且车超过停止线时,才是机动车违章.
5.??
解:A、当改变线圈中电流方向或改变磁场方向时,线圈中受力的方向将变化,则直流电机的转向将发生变化,故A正确;
B、减小电流只会改变力的大小,不会改变力的方向,故不会改变电机的转向,故B错误;
C、若同时改变电流方向及磁场方向,线圈的受力方向是不变的;故C错误;
D、减弱磁场也只能改变力的大小,不能改变力的方向,故D错误;
故选A.
电流在磁场中的受力方向,取决于线圈中电流的方向及线圈所在的磁场方向,则可知要改变电动机的转向应采取的措施.
若电流方向或磁场方向中的一个改变方向时,电流在磁场中的受力方向改变,但若两者同时改变时,电流的受力不会发生改变.
6.??
解:通电导体在磁场中受力方向与电流方向和磁场方向有关,
若只改变电流方向,则导体受力方向会随之改变,故A正确;
若只改变磁感线方向,则导体的受力方向也随之改变,故B正确;
若电流方向和磁场方向同时改变,通电导体的受力方向将不发生改变,故C错误,D正确.
故选C.
解答本题应掌握:通电导体在磁场中受到磁场力的作用,力的方向由电流的方向和磁场的方向有关.
本题考查磁场对电流作用力的方向,应明确电流的方向与磁场的方向共同决定了通电导体的受力方向.
7.??
【分析】
此题主要考查了电动机的转速与什么因素有关,同时也考查了影响电动机转动方向的因素。
(1)电动机是根据通电线圈在磁场中受力转动的原理制成的,工作时将电能转化成机械能;
(2)影响电动机转动速度的因素有磁场的强弱、线圈的匝数、线圈电阻和通过线圈的电流。
【解答】
A.调换磁铁的两极,只能改变电动机转动的方向,不能改变转速,故A不符合题意;
B.改变线圈中的电流方向,只能改变电动机转动的方向,不能改变转速,故B不符合题意;
C.减小线圈中的电流,电动机转动的速度就会变慢,故C符合题意;
D.因为选项C正确,故D错误。
故选C。
8.??
解:
AB、当通电导线在磁场中与磁感线平行时,是不受磁场力的,故AB错;
CD、通电导体在磁场中,只要通电导体与磁感线不平行,一定受到磁场的作用力,故C正确、D错.
故选C.
通电导体在磁场中的受到力的作用,导体受力方向与电流方向和磁感线的方向有关.具体关系可以利用左手定则判断.
通电导线在磁场中是不一定受力的,注意条件,易错题!
9.??
解:通电线圈在磁场中受力而转动,当线圈转到平面与磁感线方向垂直时,据左手定则能判断出此时线圈受到大小相等、方向相反、作用在同一个线圈上,作用在同一条直线的两个磁场力的作用,故据二力平衡的知识知,这两个力是平衡力.
故选D.
要解决此题,需要掌握二力平衡条件:作用在同一物体上的两个力,大小相等、方向相反、作用在同一直线上;
要掌握通电导体在磁场中受力的大小和方向与电流的关系.
直流电动机的通电线圈在磁场中受力转到平衡位置,或由于惯性转过平衡位置时,都受到平衡力的作用,使线圈处于静止状态.要使线圈继续转动,必须使用换向器在线圈刚转过平衡位置,改变线圈中的电流方向.
10.??
解:A、滑动变阻器与灯泡连接后灯泡可以发光,但是无法确定电流方向,故A错误;
B、条形磁铁吸引可以吸引铁屑,但是不能确定电流的方向,故B错误;
C、螺线管可以通电后可以吸引铁屑,但是不能确定电流的方向,故C错误;
D、通电螺线管的极性与电流的方向有关:我们先根据小磁针静止时N极的指向判断出通电螺线管的N极,然后用安培定则就可以判断螺线管中的电流方向,进而根据电流方向就可以判断出电池的正、负极;故D正确;
故选D.
电池有两极:正极和负极,电路中的电流方向是从正极出发经过用电器回到负极.要判断电池的正、负极,我们可以利用与电流方向有关的,在使用过程中要考虑电流方向的器材来进行辨别.
本题考查利用电流方向解决实际问题的能力,应通过所学物理知识找出能确定电流方向的方法,并能利用相关仪器进行实验验证.
11.??
解:A、由小磁针N极靠近螺线管的左端,所以螺线管的左端为S极,右端为N极,根据安培螺旋定则,螺线管中的电流应由上向下流,所以电源左端为正极,右端为负极,故A错误;
B、该线圈之所以能转动,是据通电导线在磁场中受力的作用的原理来工作的,但是该线圈在转过平衡位置时,若不改变电流的方向,此时所受到的磁场力会阻碍线圈的转动,故为了使线圈持续转动,将线圈两端引线的漆皮一端全部刮掉,另一端只刮半周,这样在一个半周内受到磁场的力的作用,另一个半周利用惯性转动;而真正的直流电动机工作时,为了让线圈持续的转动下去,即是通过换向器在平衡位置及时的改变线圈中的电流的方向,即改变线圈所受力的方向,使线圈持续的转动下去,故B正确;
C、据图可知,转动风叶,电流表指针偏转,根据此原理可制成电动机,故C错误;
D、磁悬浮列车利用磁极间的相互作用,通过使得接触面彼此分离的方法,达到减小摩擦力的目的,故D错误;
故选:B。
(1)先由小磁针的指向判断出螺线管两端的极性,再根据安培螺旋定则:右手弯曲的四指与大拇指垂直,四指指向与螺线管电流方向一致,大拇指所指的方向为螺线管的N极,找出电流的方向,再标出电源的正负极;
(2)通电导线在磁场中受力的作用,此图中的线圈就是利用该原理制成的,故据其制作过程分析即可判断;
(3)通电导线在磁场中受力的作用,利用该原理制成了电动机;
(4)磁悬浮列车利用磁极间的相互作用,达到减小摩擦力的目的;
此题考查了安培定则、电动机的原理、减小摩擦力的方法等知识点,是一道综合题。
12.??
解:A、据课本可知,奥斯特实验第一次证明了电流周围存在磁场,故A错误;
B、发电机工作时将机械能转化为电能,故B错误;
C、电磁铁通电时有磁性,断电时无磁性,电磁继电器就是由电磁铁控制的开关,故C正确;
D、发电机才是利用电磁感应原理制成的,故D错误.
故选C.
(1)奥斯特实验第一次说明了通电导体周围存在磁场,电流周围的磁场方向与电流的方向有关系;
(2)发电机工作时将机械能转化为电能;
(3)电磁继电器是利用电磁铁控制工作电路通断的开关;
(4)电动机是利用通电线圈在磁场中受力转动的原理制成的,工作时把电能转化成机械能。
本题考查了电磁学的几个知识,属于识记性内容,要求学生必须牢记。
13.??
解:
条形磁铁的中间没有磁性,但在两端磁性最强;地磁场和通电螺线管的磁场特点与条形磁铁磁体的磁场相似;
通电直导线磁场的分布就是以通电直导线为圆心的一个个同心圆,越靠近通电直导线,磁性越强,磁场越强。
所以通电直导线磁场分布与其他三种磁体的磁场分布不同。
故选C。
根据条形磁铁的磁场特点、地磁场的磁场特点、通电直导线的磁场特点和通电螺线管的磁场特点进行比较,得出答案。
本题考查了不同磁体的磁场特点,是一道基础性题目。
14.??
解:A、据奥斯特实验知,通电导线周围是存在着磁场的,故该选项正确;
B、发电机是利用磁生电的原理制成的,即是利用电磁感应现象的原理制成的,故该选项正确;
C、磁生电的条件是:闭合电路的部分导体必须在磁场中做切割磁感线的运动才能产生电流,故该选项不符合题意;
D、通电螺线管的磁性的强弱与三个因素有关,一是电流的大小;二是线圈的匝数;三是有无铁芯,故该选项是错误的.
故选:AB.
知道电和磁中常见的实验及原理:
(1)奥斯特实验说明了通电导线周围存在着磁场;
(2)磁生电实验装置即电磁感应现象装置,即闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动,此时会产生感应电流,利用该现象制成电流发电机;
(3)对于通电螺线管的磁性的强弱与三个因素有关,一是电流的大小;二是线圈的匝数;三是有无铁芯.
知道《电和磁》这一章中重要的实验,并理解这些实验原理在生活中的具体应用是解决该题的关键.
15.??
解:A、磁感线是科学家为了研究起来形象、直观,是通过想象而描绘出来的,所以不是真实存在的,故A错误;
B、磁极间的相互作用是通过磁场而发生的,故B正确;
C、磁体具有磁性,磁体上磁性最强的部分叫做磁极,故C正确;
D、发电机是利用电磁感应现象制成的,工作时将机械能转化为电能,故D错误.
故选BC.
(1)根据理想模型方法的思路进行分析,即为了人们可以形象直观的认识磁场,科学家通过想象引入了磁感线;
(2)磁场的基本性质:对放入其中的磁体产生磁力作用;
(3)磁体具有磁性,磁体上磁性最强的部分叫做磁极;
(4)发电机是利用电磁感应现象制成的,工作时将机械能转化为电能.
关于磁场要知道磁极间的相互作用是通过磁场产生的,发电机是将机械能转化为电能.
16.??
解:
A、我国宋代学者沈括是世界上最早记录磁偏角的人,故A正确;
B、指南针在地磁场的作用下指南北,故B正确;
C、用撒铁屑的方法可以模拟磁感线,但它无法显示磁场的方向,故C错误;
D、电动机工作时,主要的能量转化是将电能转化为机械能,故D正确.
故选ABD.
(1)世界上最早记述“地理的两极与地磁的两极并不重合”这一现象的人是我国宋代学者沈括;
(2)地球也是一个大磁体,它周围的磁场叫地地磁场;
(3)磁感线是假想的曲线,可以用撒铁屑的方法模拟,但它无法显示磁场的方向;
(4)电动机的工作原理是通电导线在磁场中要受到力的作用,能量转化是电能转化为机械能.
此题考查了电磁学中的多个知识点,都是基础内容,是必须掌握的.
17.??
解:A、据电流的方向和线圈的绕法,该通电螺线管右是N极,故A错误;
B、据电流的方向和线圈的绕法,该通电螺线管左是N极,故B正确;
C、据电流的方向和线圈的绕法,该通电螺线管左是N极,故C正确;
D、据电流的方向和线圈的绕法,该通电螺线管右是N极,故D错误;
故选:BC。
利用图示的线圈绕向和电流方向,根据安培定则即可确定螺线管的左端的极性。
此题考查了安培定则的应用,题目的难度不大,考查的知识点较单一。
18.??
解:
A、用磁感线可以描述磁场的强弱,磁感线越密集的地方,磁场越强,故A正确;
B、导体中产生感应电流的条件是:闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动;导体在磁场中运动,不一定会产生感应电流,故B错误;
C、奥斯特实验说明了通电导体周围存在磁场,该实验还表明电流方向改变时,其磁场方向也随之改变,所以,通电导体产生磁场的方向与通过该导体的电流方向有关,故C正确;
D、利用铁屑可以看到磁体周围磁场的分布情况,但看不到磁场方向,磁场方向是人为规定的,故D错误。
故选:AC。
磁场是一种抽象的物质,学习磁场的概念要从客观存在性、描述方法、基本性质,等多方面理解。
19.??
解:如果甲有磁性,则甲中间部分磁性最弱,乙没有磁性,两者不会产生吸引力.
如果乙有磁性,则乙两端磁性最强,甲没有磁性,两者会产生吸引力.
故答:乙,甲.
具有磁性的物体可以对钢棒具有吸引力,在两端磁极的位置上,吸引力最强.
本题考查学生对磁体磁极位置和磁性强弱概念的理解情况.
20.??
解:直流电动机是根据通电线圈在磁场中受力转动原理制成的,直流电动机工作时,在电动机上安装了换向器,当线圈转过平
衡位置时,换向器自动改变线圈中电流的方向,让线圈能够持续转动.
故答案为:通电线圈在磁场中受力转动;变化.
本题主要考查对电动机原理的记忆和对线圈中电流方向的了解.
本题是一道关于电动机原理的习题,能够了解让电动机持续转动的解决方法是本题的解题关键所在.
21.??
【分析】
解答本题应掌握:通电导体在磁场中受到磁场力的作用,力的方向由电流的方向和磁场的方向有关。
本题考查磁场对电流作用力的方向,应明确电流的方向与磁场的方向共同决定了通电导体的受力方向,可根据左手定则进行判定。
【解答】
通电导体在磁场中受力方向与电流方向和磁场方向有关,若只改变电流方向,则导体受力方向会随之改变;若只改变磁感线方向,则导体的受力方向也随之改变。
故答案为:受力;受力;电流方向;磁感线方向。
22.??
解:电流从螺线管的左端流入,右端流出,根据螺线管的线圈绕向,再利用安培定则即可确定螺线管的右端为N极,左端为S极。如图所示:
故答案为:S。
利用图示的线圈绕向和电流方向,根据安培定则即可确定螺线管的左端的极性。
此题考查了安培定则的应用,题目的难度不大,考查的知识点较单一。
23.??
解:断开S2、闭合S1,使导体棒水平向右运动,此时导体在磁场中做切割磁感线运动,电路中就会产生感应电流,电流表G的指针向右偏,这是电磁感应现象;
感应电流的方向与导体运动方向有关,为使G的指针向左偏,可使导体棒向左运;
断开S1、闭合S2,导体棒有电流,在磁场中受到到力的作用,能运动起来,这就是电动机的原理。
故答案为:电磁感应;左;电动机。
(1)产生感应电流的条件:闭合的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动,导体中有感应电流产生;感应电流的方向跟导体切割磁感线方向、磁场方向有关。
(2)通电导体在磁场中受力的作用;将电能转化为机械能,由此发明了电动机。
本题通过产生感应电流的条件和感应电流的方向的影响因素来推导出实验现象,是学以致用的典型题目。
24.??
【分析】
本题主要考查的是安培定则的运用以及磁极间的相互作用规律的运用等,难度不大。
已知小磁针下端极性,可知其上端极性;小磁针静止,根据磁极间的相互作用判断螺线管右端和条形磁体左端的极性,再判断条形磁体右端的极性;利用安培定则可判断螺线管中的电流方向和电源左端的极性。
【解答】
观察图中小磁针可知,其下端是N极,上端是S极;小磁针处于静止状态,因异名磁极相互吸引,螺线管的右端和条形磁体的左端都吸引小磁针下端,所以螺线管的右端和条形磁体的左端都是N极,则条形磁体的右端为S极。
用右手握住螺线管,大拇指指向螺线管的N极,四指指向就是电流的方向,所以电流从螺线管的右端流向左端;在电源外部,电流从电源的正极流向负极,所以电源左端为负极。
故答案为:负;S。
25.??
解:
如图乙,由于异名磁极相互吸引,所以右边裂纹的磁极是N极。
如图甲,如果把这段磁铁沿裂纹吻合放在一起,由于左边裂纹的磁极是S极、右边裂纹的磁极是N极,所以这两段会相互吸引。
故答案为:N;吸引。
任何磁体都有两个磁极:磁北极(N极)和磁南极(S极);磁体分成若干份,每一份又是一个新的磁体。
理解掌握磁体的性质、磁极间的相互作用规律是解决此类问题的关键。
26.??
解:(1)由图知:闭合开关,电流从螺线管左侧流入,从右侧流出。用右手握住螺线管,四指指向电流方向,则大拇指所指的方向即通电螺线管的右端为N极,另一端为S极。如下图所示:
(2)改变电源的正负极后,螺线管中的电流方向发生了改变,小磁针的N极指向与原来相反,说明磁场的方向相反,由此可以确定,螺线管磁场的方向与电流方向有关。
(3)闭合电路中的一部分导体左右运动时,在磁场中做切割磁感线的运动,导体中就会产生感应电流,灵敏电流计的指针会偏转。
故答案为:(1)N;(2)电流方向;(3)会;切割磁感线。
(1)闭合开关,明确电流的方向,由右手螺旋定则即可判断出通电螺线管的N、S极。
(2)通电螺线管周围磁场的方向与电流方向和线圈的绕向这两个因素有关,若只改变其中的一个,磁场方向发生改变;若两个因素同时改变,磁场方向不变;
(3)产生感应电流同时具备三个条件:闭合电路、一部分导体、做切割磁感线运动。
本题考查了右手螺旋定则,利用安培定则时,一定要用右手握住螺线管,四指指向电流方向,当电流流入的导线在螺线管背面时,手心在上;反之,手背在上。明确产生感应电流的条件是闭合电路的一部分导体,在磁场中做切割磁感线运,是此题判断的关键因素。
27.??
解:滑动变阻器按“一上一下”的接;接法如图所示:
滑动变阻器起到保护电路的作用防止电源被短路;
(2)比较实验2和3,电流方相相同,磁场方向不同,导体运动的方向不同,说明通电导线在磁场中受力方向与磁场方向有关;
比较实验2、4,磁场方向相同,电流方向不同,导体运动方向不同,说明通电导线在磁场中受力方向与电流方向有关。
(3)实验中通过观察导线运动方向,来判断导线在磁场中受力方向,用到的科学方法是转换法;
(4)探究影响感应电流方向的因素,为了观察到明显的实验现象,需要用灵敏电流计代替电源来显示产生感应电流的方向。
故答案为:(1)见上图;保护电路;(2)磁场方向;2、4;(3)转换法;(4)灵敏电流计。
(1)滑动变阻器按“一上一下”的接;滑动变阻器起到保护电路的作用;
(2)通电导体在磁场中受力,受力方向与磁场方向、电流方向两个因素有关,只改变其中一个因素,可以改变运动方向,同时改变两个因素,运动方向不会改变;
(3)导线在磁场中受力方向是通过观察导线运动方向,用到了转换法;
(4)要探究影响感应电流方向的因素需要用灵敏电流计来显示产生的感应电流。
本题考查了滑动变阻器的连接和作用、通电导体在磁场中受力方向影响的因素、产生感应电流的器材等知识,注意结合控制变量法分析和转换法的应用。
28.??
解:(1)①这是著名的奥斯特实验,实验中,开关闭合时,小磁针发生偏转,说明通电导体周围存在着磁场;
②断开开关,小磁针在地磁场的作用下又恢复到原来的位置;
③改变电流方向,小磁针的方向也发生了偏转,说明了产生的磁场方向也改变,即表明了通电导体周围的磁场方向与电流方向有关;
(2)①由于周围铁屑会被磁化,但由于其与纸板的摩擦力太大,它不能自己转动,因此实验中轻敲玻璃板的目的是减小铁屑与玻璃板的摩擦,使铁屑受到磁场的作用力而有规律地排列。
②由以上实验探究的结果是:通电螺线管外部磁场与条形磁体相似;
改变螺线管中的电流方向,发现小磁针转动,南北所指方向发生了改变,可知通电螺线管外部磁场方向与螺线管中的电流方向有关。
③将小磁针放在通电螺线管外部,小磁针静止时N极的指向就是该点处磁场的方向
故答案为:(1)通电导体周围存在磁场;地磁场;磁场方向与电流方向有关;(2)轻敲;条形磁铁;N。
(1)①奥斯特实验通过小磁针偏转说明了通电导体周围存在磁场;
②小磁针在地磁场的作用下指示南北;
③当电流方向改变时,产生的磁场方向也改变,所以小磁针的偏转方向也改变;
(2)①周围铁屑会被磁化,但由于其与纸板的摩擦力太大,它不能自己转动,因此实验中轻敲玻璃板;
②通电螺线管的磁场分布与条形磁体相似;根据改变螺线管中的电流方向,发现小磁针转动,南北所指方向发生了改变可得出结论。
③小磁针静止时N极的指向就是该点处磁场的方向。
本题考查了磁场的性质是对放在磁场中的磁体有力的作用;电流周围存在着磁场和磁场的方向与电流方向有关;通电螺线管的磁场与条形磁铁相类似。更加深入的研究了电流的磁效应,在物理学习中不能只注重了结论的学习,还要注意过程的学习。
29.??
分析车辆超载时电磁铁中是否有电流通过,只有电磁铁中有电流通过时电铃才会报警.
本题考查了学生对电磁继电器的工作原理的掌握,注重了物理和生活的联系,加强了学生应用能力的考查,是中考的热点.
30.??
答:(1)磁性材料分为软磁性材料和硬磁性材料,磁记录应选用硬磁性材料.
(2)磁卡、磁盘、磁带、收音机里面的天线磁棒、录音机的磁头等都用到了磁记录.
(1)磁性材料分为硬磁材料和软磁材料,硬磁性材料(永磁体)指磁化后能长久保持磁性的材料;软磁性材料指磁化后,不能保持原有的磁性.
(2)磁性材料在我们生活中应用广泛,如:磁卡、磁盘、磁带、收音机里面的天线磁棒、录音机的磁头等.
本题考查学生对磁性材料的了解和掌握.硬磁性材料(永磁体)指磁化后能长久保持磁性的材料;软磁性材料指磁化后,不能保持原有的磁性.