八年级科学下册 一讲一练
第二讲 电生磁
基础知识讲解
1、奥斯特实验
现象:导线通电,小磁针发生偏转;断电时小磁针回到原来位置;通电电流方向改变,小磁针偏转方向相反。
结论:通电导线周围存在磁场;磁场方向与电流方向有关。
2、直线电流的磁场
(1)磁场分布规律:以导线上各点为圆心的一个个同心圆,离直线电流越近,磁性越强,反之越弱。
(2)直线电流的磁场方向的判断方法:安培定则(右手螺旋定则)
用右手握住导线,让大拇指所指的方向跟电流方向一致,那么弯曲的四指所指的方向就是磁场方向。
3、通电螺线管的磁场
(1)通电螺线管周围能产生磁场,并与条形磁铁的磁场很相似。改变了电流方向,螺线管的磁极也发生了变化。
(2)通电螺线管的极性和电流关系——安培定则(右手螺旋定则)
用右手握螺线管,让四指弯向螺线管电流的方向,则大拇指所指的那端就是螺线管的北极.
(3)通电螺线管的磁性强弱由什么因素决定?
电磁线圈的匝数越多,通过线圈的电流越大,线圈的磁性越强;插入铁芯,线圈的磁性大大增强。
巩固提升训练
1、如图所示的是一个电热器电路。电热丝、指示灯、开关构成串联电路,接在电源上,已知该电路中有一个元件断路,有一个元件短路,但不知道是哪两个有故障,今用一个校验电灯分别接在各处,得到表中所示的结果,根据表格内容可判断(??? )
校验次数
1
2
3
4
5
6
校验电灯接入点
a、f
a、b
c、d
e、f
a、d
c、f
发光情况
正常发光
不发光
亮度较暗
不发光
亮度较暗
正常发光
A.?开关断路,指示灯短路???????????????????????????????????????B.?指示灯断路,电热丝短路
C.?电热丝断路,开关短路???????????????????????????????????????D.?指示灯断路,开关短路
2、如图所示,甲站在干燥的木桌上一只手接触到相线;乙站在地上一只手接触到零线;丙站在干燥的木桌上一只手接触到相线。此时,丁站在地面上用手去拉丙。则(??? )
A.?甲、乙都会触电?????????????B.?甲、丙都会触电?????????????C.?乙、丁都会触电?????????????D.?丙、丁都会触电
3、如图所示,干电池底部吸有强磁铁(可导电),在干电池的正极上支有一“门”字形导线框,导线框B侧和套在强磁铁上导电圆环C连接,导线框和圆环C能够一起绕干电池持续转动,圆环C在转动过程中与强磁铁接触良好。导线框转动的动力来源(?? )
A.?只有线框A侧受到磁场对电流的作用
B.?只有线框B侧受到磁场对电流的作用
C.?线框A侧、B侧都受到磁场对电流的作用
D.?线框A侧、B侧都不受到磁场对电流的作用,是受到的其他外力
4、小明观察了小区入口的车辆出入自动控制闸,发现当车牌被识别系统识别后,绿灯亮,栏杆抬起,车辆通行。于是他设计了如图所示的模拟电路,车牌识别成功相当于图中开关S闭合。
(1)已知该电路电源电压为6伏,指示灯L工作时的阻值为5欧,滑动变阻器接入电路的阻值为10欧,线圈阻值不计。闭合开关后,线圈吸住铁柱时,指示灯的功率为________瓦。
(2)若电源电压下降,栏杆不能抬起。除了更换电池外,请你再写出一种能使栏杆正常抬起的方法。________?。
5、如图所示,用细线悬挂的磁体AB,磁极未知,当闭合电路开关S后,磁体的B端与通电螺线管左端相互排斥,则A端是磁体的________?极,断开开关S,磁体静止时,B端会指向地理的________?(选填“北方”或“南方”)。
6、为研究“通电螺线管磁性强弱与电流大小的关系”,小科设计了如图1电路。
(1)强弱判断:通电螺线管吸引大头针数量越多,表示其磁性越 ________?。
(2)具体操作:
①在螺线管插入铁芯接入电路,把变阻器滑片P移至最下端,闭合开关S,发现螺线管吸引大头针数量较少。
②断开开关S,将变阻器滑片P稍向上移,闭合开关S,发现螺线管吸引大头针数量较多。
评价交流:
①上述实验,得出的结论是________。
②通电螺线管磁性强弱无法用肉眼直接观察,本实验用吸引大头针数量反映磁性强弱。图2所示实验采用的方法与之相同的有________。(填序号)
7、如图所示,闭合开关电流表正常工作,在通电螺线管和条形磁体共同作用下,小磁针静止在水平位置。请标出电流表的“+”接线柱,小磁针的N极和条形磁铁磁感线的方向。
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8、如图所示,请将螺线管、滑动变阻器接入电路中,使开关闭合后,螺线管与条形磁铁相互排斥,滑动变阻器滑片P向右移动会使斥力增大。
??????
9、如图所示,请按要求连接电路,使得开关S闭合后,两个通电螺线管相互吸引,并标出小磁针静止时的N极。
?????
10、为探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”,小明用电池(电压一定)、滑动变阻器、数量较多的大头针、铁钉以及较长导线为主要器材,进行如图所示的简易实验。
(1)他将导线绕在铁钉上制成简易电磁铁,并巧妙地通过________来显示电磁铁磁性的强弱,下面的实验也用这种方法的是________
A.认识电压时,我们可以用水压来类比
B.用光线来描述光通过的路径
C.把敲响的音义接触水面,看有没有溅起水花,来判断音叉有没有振动
D.用斜面、小车等研究阻力对物体运动的影响
(2)连接好电路,闭合开关,观察到如图所示的情景,为了探究电流大小对磁性强弱的影响,小明下一步应该进行的具体操作是________
?
11、某兴趣小组为了研究“电磁铁磁性强弱的影响因素”,设计并开展了如图所示的实验。下表是他们实验中记录的具体数据,试分析回答下列问题:
实验次序
1
2
3
4
5
6
电流/A
0.8
1.2
1.5
0.8
1.2
1.5
最多能吸引小铁钉的数目/枚
5
8
10
7
11
14
(1)根据同学们的实验,可知他们猜想影响电磁铁磁性强弱的因素有________。
(2)实验中,同学们是通过比较________来反映电磁铁磁性强弱的。
(3)比较他们的第1、2、3(或4、5、6)次实验,可得出的结论是________。
(4)知道了影响电磁铁磁性强弱因素后,同学们又在老师的指导下,制作了水位自动报警器(如图)。其中A、B为两个金属杆。当水位达到或超过警戒线时,红、绿灯及电铃的工作状态为________。
答案解析:
1、【解答】①接入af时,正常发光,则说明a向左,f向左的电路部分没有故障;
②接入ab时,没有发光,可能为:①ab部分短路;②b与f之间断路;
③接入cd时,亮度较暗,则说明c到a之间为通路,d到f之间为通路,而cd处发生断路;
④接入ef时,不发光,说明e与a之间有断路,和上面排查的cd处断路不矛盾;
⑤加入ad时,亮度较暗,此时电热丝与检验灯串联,说明ef段电热丝正常;
⑥接入cf时,指示灯和检验灯串联,正常应该是检验灯发暗。因为检验灯正常发光,所以指示灯ab被短路。
最终得到:开关cd断路,指示灯ab短路。
故选A。
2、【解答】甲:接触火线,但是不能与大地或零线形成通路,不会触电;
乙:手接触火线,脚与大地接触,形成了通路,会造成触电;
丙和丁:二者串联,一端接触火线,一端与大地相连,形成了通路,会造成触电。
因此乙、丙和丁都会触电。
故选D。
3、【解答】强磁铁会产生一个磁场,线框B与电池的正负两极相连,有电流经过,因此它会受到磁场对电流力的作用;而线框A下面与电池负极是断开的,没有电流经过,因此不会受到磁场对电流力的作用,故B正确,而A、C、D错误。
故选B。
4、【解答】(1)变阻器和指示灯串联,
电路的总电流为:I总=U总R总=6V5Ω+10Ω=0.4A;
此时指示灯的功率为:PL=IL2RL=(0.4A)2×5Ω=0.8W。
(2)栏杆不能抬起,可能是因为线圈对铁柱的吸引力太小,也就是通过线圈的电流太小,解决方法;
①当电阻不变时,根据U=IR可知,要增大电流就必须增大电池的电压;
②根据U=IR可知,当电压不变时,要增大电流必须减小电阻,即变阻器的滑片向上移动。
5、【解答】(1)闭合开关后,螺线管线圈上电流方向向上。用右手握住螺线管,四指指向上,那么大拇指指向左端,因此螺线管的左端为N极。根据“同名磁极相互排斥”可知,条形磁体的B端为N极,A端为S极。
(2)断开开关后,磁体静止时,B端为N极,因此指向地理的北方。
6、【解答】(1) 强弱判断:通电螺线管吸引大头针数量越多,表示其磁性强;
(2)评价交流:
① 上述实验,得出的结论是 : 其他条件相同吋,电流越大,磁性越强 ;
② 本实验用吸引大头针数量反映磁性强弱,使用了转换法;
A.用木块移动距离反应钢球动能的大小,使用了转换法,故A符合题意;
B.用海绵形变程度反映压力的作用效果,使用了转换法,故B符合题意;
C.?用黄豆和芝麻混合后量筒读数变形反映分子间存在空隙,使用了类比法,故C不合题意。
故选AB。
7、【答案】 解:
【解答】根据通电螺线管中的安培定则可知,右侧为通电螺线管的N极,左侧为通电螺线管的S极,在通电螺线管和条形磁体共同作用下,小磁针静止在水平位置,异名磁极相互吸引,即小磁针的左侧为S极,右侧为N极,条形磁铁的左侧为S极,右侧为N极;磁感线是闭合的,在磁铁外部由N极指向S极,即可画出条形磁铁磁感线的方向;电流表的接法为:从电流表“+”接线柱流入,“-”接线柱流出,根据图示电流的流向即可标出电流表的“+”接线柱。
8、【答案】 解:
【解答】开关闭合后,螺线管与条形磁铁相互排斥,所以通电螺线管的左侧为S极,右侧为N极,滑动变阻器滑片P向右移动时,斥力增大, 说明通电螺线管的磁性增强,即当滑片P向右移动时,闭合回路中的电流增大,所以导线应连接滑动变阻器的D端和A端。
9、【答案】 解:
【解答】根据通电螺线管的安培定则可知,左边螺线管的左侧为N极,右侧S极,磁铁周围的磁感线都是从N极出来进入S极,小磁针的北极所指的方向为磁感线的方向,故小磁针的左侧为N极。右侧为S极;由于开关S闭合后,两个通电螺线管相互吸引,所以右侧螺线管的左侧为N极,右侧S极,再根据安培定则可知,电流从右边螺线管的右侧流入,左侧流出。
10、【答案】 (1)吸引大头针的数目;CD
(2)断开开关,移动滑动变阻器的滑片
10、【解答】(1)他将导线绕在铁钉上制成简易电磁铁,并巧妙地通过吸引大头针的数量来显示电磁铁磁性的强弱,这种方法叫转换法。
A.认识电压时,我们可以用水压来类比,使用了类比法,故A不合题意;
B.用光线来描述光通过的路径,使用了模型法,故B不合题意;
C.把敲响的音义接触水面,看有没有溅起水花,来判断音叉有没有振动,使用了转换法,故C符合题意;
D.用斜面、小车等研究阻力对物体运动的影响,用小车在水平面上运动的距离反应物体运动受影响的程度,使用了转换法,故D符合题意。
故选CD。
(2)连接好电路,闭合开关,观察到如图所示的情景,为了探究电流大小对磁性强弱的影响,小明下一步应该进行的具体操作是:断开开关,移动滑动变阻器的滑片。
11、【答案】 (1)线圈匝数、电流大小
(2)最多吸引的小铁钉数目
(3)线圈匝数相同时,电流越大,电磁铁磁性越强
(4)绿灯不工作;红灯、电铃工作
【解答】(1)根据表格可知,1、2、3或4、5、6中改变的是电流,而1和4比较,则改变的是线圈匝数,因此同学们猜想影响电磁铁磁性强弱的因素有:电流大小和线圈匝数;
(2)实验中,同学们是通过比较最多吸引的小铁钉数目来反映电磁铁磁性强弱的。
(3)实验1、2、3中,线圈匝数相同,电流不断增大,电磁铁吸引大头针的数量不断增大,那么得到结论:线圈匝数相同时,电流越大,电磁铁磁性越强;
(4)当水位达到或超过警戒线时,A、B被接通,控制电路中产生电流,电磁铁产生磁场,将衔铁向左吸合,接通红灯和电铃所在的电路,断开绿灯所在的电路,因此工作状态为:绿灯不工作;红灯、电铃工作。