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第二讲 电与磁(二)
导学目标:
1.知道电磁感应现象,知道产生感应电流的条件。
2.知道发电机的工作原理,影响感应电流强弱和方向的因素。
3.知道什么是交变电流,知道我国生产和生活用的交变电流的频率是50Hz,周期是0.02S,能把交变电流和直流电区分开来。
4.电话的结构工作原理,传感器的定义。
知识梳理:
1.什么情况下磁能生电
(1) ___________ ____导体在磁场中做__________ _____运动时,导线中会产生 ,我们把这种现象称作 。该现象中产生的电流叫 。
(2)实验过程:① 保持磁场的方向不变,改变导体的运动方向,电流表指针________。
② 保持导体的运动方向不变,改变磁场的方向,电流表指针________。
以上实验表明:产感应电流的方向与 的方向以及 的方向有关。
(3)根据实验我们可归纳产生感应电流的条件:
①电路必须是 。②导体必须在 中做 。
(4).电磁感应现象中, 能转化为 能。根据这个现象的原理,人类发明了 。
2.发电机
(1).结合下图介绍发电机的工作原理
(2).实际的发电机由 和 两部分组成。大型发电机一般采取 不动,
旋转的方式来发电。为了得到强磁场,还用 代替 。
3.如图是动圈式话筒构造示意图。当你对着话筒讲话时,产生的声音使膜片 ,与膜片相连的线圈也跟着一起 ,线圈在磁场中的这种运动,能产生随着声音的变化而变化的 ,经放大后,通过扬声器还原成声音。
4. 1876年________发明了电话,最简单的电话由________和________组成,在电话的一端________把声音变成变化的电流,电流沿着导线把信息传到远方.在另一端,电流使________的膜片振动,携带信息的电流又变成了声音.
5.电话的结构:
(1)话筒:把 信号转化为 信号。
工作原理:话筒中有一个装着 的小盒子,当对着话筒讲话时,膜片时紧时松地压迫盒子中的 ,它的 随之改变,流过碳粒的 也相应改变,于是就形成了随声音变化的 。
(2)听筒:把 信号转化为 信号。
工作原理:听筒内有一个 ,磁铁上绕着 ,磁铁吸引一块 ,传入听筒的电流流过 ,由于电流的不断变化, 对膜片的作用也不断变化,使 振动,在空气中形成 ,这样就把 信号变成了 信号。
6.传感器是将____________转化为_________的器件。
基础训练:
1.要使感应电流的方向相反,可采用的措施有 ( )
A.把磁场方向和切割磁感线的导体的运动方向都反过来
B.把磁场加强
C.加快导体切割磁感线的运动速度
D.保持磁场方向不变,将导体切割磁感线运动的方向改变
2.关于产生感生电流的说法中,正确的是( )
A.闭合导体在磁场中做切割磁感线的运动时,导体中会产生感生电流
B.闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动时,导体中会产生感生电流
C.闭合导体的一部分在磁场中沿磁感线运动时,导体中产生感应电流
D.电磁感应现象中,感应电流的方向与磁感线的方向.导体切割磁力线的运动方向无关
3.在图中,a表示垂直于纸面的一根导体的横截面,导体是闭合电路中的一部分,它在磁场中按如图所示的方向运动,其中不产生感应电流的是( )
4. 下面四个图都是反映课本内容的实验,其中表述正确的是 ( )
A.图甲是研究电磁铁磁性强弱与电流大小的关系 B.图乙是研究电磁感应现象的
C.图丙是研究磁场对电流作用的 D.图丁是研究电流的磁场的
5.(2011四川广安)如图所示,在下列有关电与磁实验的装置图中,能应用于电动机的原理的是( )
6.(2011山东聊城)用右图所示的电路研究“磁场对通电导体的作用”时,下列做法可以改变导体受力方向的是( )
A.只改变电流方向
B.增大电流
C.减小电流
D.对调磁极同时改变电流方向
7.(2011江苏南京)如图所示的四幅图中能说明发电机工作原理的是( )
8.(2011甘肃兰州)关于电磁感应现象,下列说法正确的是( )
A.电磁感应现象中机械能转化为电能
B.感应电流的方向只跟导体运动方向有关
C.感应电流的方向只跟磁场方向有关
D.导体在磁场中运动,就能产生感应电流
9.(2011江苏苏州)如图所示,导体AB水平置于蹄形磁铁的磁场中,闭合开关后,导体AB在下列运动情况中,能使图中小量程电流表指针发生偏转的是( )
A.静止不动
B.水平向右运动
C.竖直向上运动
D.竖直向下运动
10.(2011江苏无锡)如图所示为“探究感应电流产生条件”的实验装置.回顾探究过程,以下说法正确的是( )
A.让导线ab在磁场中静止,蹄形磁体的磁性越强,灵敏电流计指针偏转角度越大
B.用匝数较多的线圈代替单根导线ab,且使线圈在磁场中静止,这时灵敏电流计指针偏转角度增大
C. 蹄形磁体固定不动.当导线ab沿水平方向左右运动时,灵敏电流计指针会发生偏转
D.蹄形磁体固定不动,当导线ab沿竖直方向运动时,灵敏电流计指针会发生偏转
二、填空题
11.(2011四川成都)发电机是利用___________现象制成的。要改变通电导线在磁场中的受力方向,可以通过改变磁场方向或改变____________来实现。
12.(2011山东聊城)如图所示,将一根导体棒ab两端用细导线与灵敏电流计组成一个闭合回路。让导体棒ab水平向左运动时,电流计的指针向右偏转;导体棒ab水平向右运动时电流计的指针向左偏转,说明感应电流的方向与 有关。让导体棒ab沿竖直方向上下运动时,电路中 感应电流。
13.(2011四川绵阳)如图所示实验装置,是用来研究 (选填“电流的磁效应”、“电磁感应现象”或“磁场对通电导体的作用”)的。实验中把导线ab放在磁场里,接通电源,让电流通过导线ab,会观察到导线向右运动;如果把电源正、负极对调后接入电路,会观察到导线ab向 (选填“左”或“右”)运动;如果不对调电源正、负极,但把蹄形磁体上下磁极调换一下,会观察到导线ab向 (选填“左”或“右”)运动;如果把电源正、负极对调,同时把蹄形磁体上下磁极也调换一下,则会观察到导线ab向 (选填“左”或“右”)运动。
14.(2011广州)电磁感应现象是英国物理学家 首先发现的.探究这个现象应选用如图6中 (填“甲”或“乙”)所示的装置进行实验.在这个现象中感应电流的方向与____ 的方向和磁感应线方向有关.利用电磁感应现象可以制成 ,实现机械能转化为电能。
三、实验探究题
15.(2010山东临沂)如图所示,将一根导体棒ab的两端用细导线与灵敏电流计组成一个闭合电路,并用绝缘细线悬挂起来放在U形磁铁的磁场中。
(1)让导体棒ab水平向左运动时,灵敏电流计指针向右偏转;导体棒ab水平向右运动时,指针向左偏转,说明感应电流的方向与 有关;
(2)让导体棒ab水平向右缓慢运动时,灵敏电流计的指针向左偏转的角度较小;导体棒ab水平向右快速运动时,灵敏电流计的指针向左偏转的角度较大。
说明感应电流的大小与 有关。
(3)让导体棒ab沿竖直方向上下运动时,电路中 感应电流产生;
(4)下列电器中,应用电磁感应原理制成的是 。
A.电铃 B.电风扇 C.动圈式话筒 D.动圈式扬声器
16.(2011湖北武汉)如图所示,在探究“什么情况下磁可以生电”的实验中,保持磁体不动:
(1)若使导线ab竖直向下运动,则灵敏电流计指针______。
(2)若使导线ab水平向右运动,发现灵敏电流计指针向左偏转;现让导线ab水平向左运动,则灵敏电流计指针向______。
(3)若使导线ab从图中所示位置斜向上运动,则灵敏电流计指针______。
四、综合计算题
17.(2008 山西太原)小明设计了一种“自动限重器”如图(甲)所示,该装置由控制电路和工作电路组成,其主要元件有电磁继电器、货物装载机(实际是电动机)、压敏电阻R1和滑动变阻器R2等,压敏电阻R1的阻值随压力F变化的关系如图(乙)所示,当货物承受的压力达到限定值,电磁继电器会自动控制货物装载机停止向货架上摆放物品,已知控制电路的电源电压U=6V,电磁继电器线圈的阻值忽略不计,请你解答下列问题:
⑴.由图(乙)中的图像可知,随着压力F的增大,压敏电阻R1的阻值将_______;
⑵.用笔线代替导线将图(甲)的电路连接完整;
⑶.随着控制电路电流的增大,电磁铁的磁性将________,当电磁继电器线圈中的电流大小为30mA时,衔铁被吸下,若货架能承受的最大压力为800N,则所选滑动变阻器R2的最大阻值至少为_________Ω。
电与磁综合练习
一、典型例题:
1. 如图1所示,弹簧悬挂的软铁下方有一电磁铁,闭合开关S后,弹簧伸长,为使弹簧的长度缩短一些,可采用的方法是( )
A. 将变阻器的滑块P向右移 B. 将变阻器的滑块P向左移
C. 减少电源的电池个数 D. 闭合S1
2.如图2所示,当(甲)图中闭合电路的部分导体向上运动,产生向纸里的感应电流,判断闭合电路的部分导体按(乙)图情况运动时感生电流的方向。
3.(09威海)(多选题).法国和德国的科学家费尔和格林贝格尔由于发现了巨磁电阻(GMR)效应,荣获了2007年诺贝尔物理学奖,图3是研究巨磁电阻特性的电路示意图,当闭合S1.S2后使滑片P向左滑动过程中,指示灯明显变亮,则下列说法正确的是:( )
A.滑片P向左滑动过程中电磁铁的磁性减弱 B.滑片P向左滑动过程中电磁铁的磁性增强C.巨磁电阻的阻值随磁场的增强而明显减小 D.巨磁电阻的阻值随磁场的增强而明显增大
4.(09义乌)如图4所示,甲乙为条形磁体,中间是电磁体,虚线是表示磁极间磁场分布情况的磁感线。则可以判断图中A、B、C、D四个磁极依次是( )
A.N、S、N、N B.S、N、S、S
C.S、S、N、S D.N、N、S、N
二、巩固练习
1.(2011四川内江)下列说法正确的是( )
A.磁感线是磁场中真实存在的一些曲线,还可以通过实验来模拟
B.磁体周围的磁感线从磁体的S极出来,回到磁体的N极,构成闭合曲线
C.磁感线上某一点的切线方向与放在该点的小磁针静止时南极所指的方向相反
D.磁感线分布越密的地方,其磁场越弱
2. 在图5所示的通电螺线管中,电流方向与螺线管南北极标注正确的是( )
3. 在图6所示的装置中,闭合S后悬挂磁铁a的弹簧长度变小,闭合S后向右移动变阻器滑块P,下面叙述正确的是( )
A.a的下方是南极,弹簧长度变短
B. a的下方是北极,弹簧长度变短
C. a的下方是南极,弹簧长度变长
D. a的下方是北极,弹簧长度变长
4. (多选) 下列电磁感应的说法中错误的是( )
A. 电磁感应是指电流的磁效应 B. 电磁感应进一步揭示了电和磁这间的联系
C. 电磁感应中机械能转化为电能 D. 电磁感应中电能转化为机械能
5. 关于产生感应电流的条件,下面叙述正确的是( )
A. 任何导体在磁场中运动都能产生电流
B. 当闭合电路的一部分导体在磁场中做相对运动时就能产生感应电流
C. 当闭合电路的一部分在磁场中只有垂直于磁感线运动时才能产生感应电流
D. 当闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时就能产生感应电流
6. (多选)如图6磁场内的导体均为闭合电路的一部分,在磁场中以一定的速度运动其中不能产生感应电流的有( )
三、中考对接
1.(09福州)物理学中用光线来描述光的传播路径,用磁感线来描述磁场,以下正确的是( )
A.光线是真实存在的 B.磁感线是真实存在的
C.光作为一种电磁波是真实存在的 D.磁感线描述的磁场不是真实存在的
2.(09山东临沂).下列说法错误的是( )
A.磁场是由无数条磁感线组成的
B.磁感线在磁体的外部从磁体N极出发,最后回到S极
C.将条形磁铁分成若干段,每段磁体均有N、S极
D.大头针被磁铁吸引的同时也被磁化成小磁体
3.(09广州)探究产生感应电流条件的实验步骤如图9、10、11所示
( http: / / physics. / )
(1)本实验中,我们通过观察什么现象来判断电路是否有感应电流?_______
(2)通过比较图_______与图_______可知,产生感应电流的一个条件是电路要闭合;通过比较图_______与图_______可知,产生感应电流的另一个条件是导体要在磁场中做切割磁感线运动
(3)若图9中AB棒不动,磁铁左右水平运动,电路_______感应电流(选择“有”或“无”)
4.(09成都).在图下所示的实验装置图中,能够说明电磁感应现象的是( )
5.(09山东潍坊)(多选题).如图7所示,是小明同学探究“磁场对通电导体的作用”的实验装置,ab是一根金属棒,通过金属导轨连接到电路中,闭合开关后,金属棒没有运动(仪器、电路都完好),要想使金属棒运动起来,下列措施可行的是( )
A.将蹄形磁体的N、S极对调
B.换用磁性强一些的蹄形磁体
C.换用能提供较大电流的直流电源
D.使用轻质金属棒,减小金属棒与导轨之间的摩擦力
6.(09南昌)(多选).如图8所示,下列实验仪器工作时,把电能转化为机械能的是 ( )
7.(09湖南娄底).小明同学在“制作、研究电磁铁”的过程中,使用两个相同的大铁钉绕制成电磁铁进行实验,如图9所示,下列说法正确的是( )
A.若将两电磁铁上部靠近,会相互吸引
B.电磁铁能吸引的大头针越多,表明它的磁性越强
C.B线圈的匝数多,通过B线圈的电流小于通过A线圈的电流
D.要使电磁铁磁性增强,应将滑片P向右移动
8.(09丽水). 科学家研究发现:某些材料有巨磁电阻效应,即微弱的磁场变化可以导致电阻大小的急剧变化。根据这一原理可以制成( )
A.能储存、释放大量电能的蓄电池
B.通过微弱电流就能产生强大磁场的电磁铁
C.家庭电路过载或短路时能自动熔断的保险丝
D.能“读”出微弱的磁场变化并转换成电流变化的灵敏磁头
四、综合计算
1.(09绍兴)小敏设计了一种“闯红灯违规证据模拟记录器”,如图甲,拍摄照片记录机动车辆闯红灯时的情景。工作原理:当光控开关接收到某种颜色光时,开关自动闭合,且当压敏电阻受到车的压力,它的阻值变化引起电流变化到一定值时,继电器的衔铁就被吸下,工作电路中的电控照相机工作,拍摄违规车辆。光控开关未受到该种光照射自动断开,衔铁没有被吸引,工作电路中的指示灯发光。
回答下列问题:
(1)根据工作原理,将电路连接完整。
(2)要记录违规闯红灯的情景,光控开关应在接收到_______光(填“红”、“绿”或“黄”)时,自动闭合。
(3)由图乙可知,压敏电阻R的阻值随受到压力的增大而________________。
(4)已知控制电路电压为6V,继电器线圈电阻10欧,当控制电路中电流大于0.06安时,衔铁被吸引。通过计算说明,只有质量超过多少千克的车辆违规时才会被拍照记录。
甲
图6
-
N
P
+
S
乙
图1
图3
图2
图4
图6
图7
图8
A.电流表 B.电压表 C.发电机 D.电动机
图9
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第二讲 电与磁(二)