二十一 电与磁

考点一磁现象1．磁性：磁铁能吸引铁、钴、镍等物质的性质。磁体：具有磁性的物体。2．磁极：磁体上磁性最强的部位，任何磁体都有两个磁极，分别是南(S)极和北(N)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．磁场的基本性质：对放入其中的磁体产生磁力作用。磁场方向的规定：放在磁场中某点的小磁针静止时北极所指的方向，就是该点的磁场方向。5．磁感线：为方便，形象描述磁场而假想的曲线。在磁体外部，磁感线从北极出来，回到南极。磁场是真实存在的，而磁感线不是客观存在的真实曲线。考点二电生磁6．最早揭示电和磁之间有联系的是奥斯特实验，这个实验表明：通电导线和磁体一样，周围存在着磁场，磁场的方向跟电流方向有关，这种现象叫做电流的磁效应。7．通电螺线管外部磁场和条形磁体磁场一样，其极性可用安培定则来判断：用右手握螺线管，让四指指向螺线管中电流的方向，则大拇指所指的那端就是螺线管的N极。8．电磁铁：在通电螺线管和它里面的铁芯构成一个电磁铁。影响电磁铁磁性强弱的因素：(1)电流的强弱；(2)线圈匝数的多少；(3)有无铁芯。工作原理：利用了电流的磁效应。9．电磁继电器利用低压、弱电流电路的通断，间接控制高压、强电流电路。电磁继电器就是利用电磁铁来控制工作电路的开关。10．扬声器是把电信号转换成声信号的一种装置。扬声器的线圈中通时刻变化的电流，产生不同方向的磁场，线圈就不断地来回振动，纸盆也振动起来，就发出了声音。考点三磁场对通电导线的作用11．通电导线在磁场中受到力的作用，力的方向跟磁场方向和电流方向都有关，当电流方向或磁场方向变得相反时通电导线受力的方向也变得相反。12．电动机(1)结构：主要由定子和转子组成。(2)原理：通电导体在磁场中受力的作用的原理制成。(3)能量转化：电动机工作时将电能转化成机械能。(4)换向器的作用：当线圈转过平衡位置时，自动改变线圈中电流方向，使线圈能连续转动下去。考点四磁生电13．电磁感应：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，电路中会产生电流，这种现象叫电磁感应，导体中产生的电流，叫感应电流，其方向与磁场方向和切割磁感线的方向有关。如果两个方向中任意一个改变，感应电流方向发生改变。14．发电机(1)原理：利用电磁感应现象制成的。(2)能量转化：发电机工作时将机械能转化成电能。15．交流电：交流发电机产生的是大小和方向不断做周期性变化的电流，叫交流电。我国交流电的频率是50_Hz，电流方向每秒改变100次。(2010·舟山)在研究“磁极间的相互作用规律”时，实验小组的同学分别设计了如下四个方案，其中最合理的是()A．两人各拿一块条形磁铁，并将各自的一个磁极相互靠近B．用一块条形磁铁的一个磁极靠近另一块条形磁铁中间C．将放在粗糙桌面上的两块条形磁铁的磁极相互靠近D．用条形磁铁的一个磁极靠近另一块用细线悬挂并静止的条形磁铁的一个磁极解析：两人各拿一块条形磁铁，并将各自的一个磁极相互靠近，由于两人手拿磁铁的力不一样，现象不明显；条形磁铁的磁性两端最强，中间最弱，因此无法得出结论；在粗糙桌面上，可能摩擦力太大，现象也不一定明显，因此A、B、C都不正确。答案：D两个外形完全相同的条形铁条a、b。如图甲，用手拿住b，a掉不下来；如图乙，用手拿a，b会掉下来，这个现象说明(B)A．a、b均是磁铁B．b是磁铁，a不是C．a是磁铁，b不是D．a、b均不是磁铁(2010·义乌)如图所示，闭合开关S，小磁针的N极指向通电螺线管的左侧，请判断螺线管左侧上端的磁极为________极，电源的A端为________极。解析：根据异名磁极相互吸引，由小磁针判断螺线管左侧上端的磁极为S极，再根据右手定则，大拇指所指的方向为N极，四指所指的方向为电流方向，因此A端为负极。答案：S(南)负(“－”)如图所示，电磁铁的左下方有一铁块，在弹簧测力计作用下向右做匀速直线运动。当铁块从电磁铁的左下方运动到正下方过程中，同时滑片逐渐向上滑动，下列判断正确的是(AC)A．电磁铁的磁性逐渐增强B．电磁铁的磁性逐渐减弱C．铁块对地面的压强逐渐减小D．铁块对地面的压强逐渐增大(2010·台州)如图，风速计是由风叶和改装的电流表构成。风速越大，风叶转动越快，电流表读数也越大。下图与这一过程的工作原理相同的是()解析：风速越大，风叶转动越快，电流表读数也越大，也就是运动越快，指针偏转角度越大，这个与电磁感应现象相似，因此选B。答案：B关于电与磁的讨论，下列说法正确的是(C)A．电能生磁，磁不能生电B．电动机是根据电流的热效应制成的C．在电磁感应现象中产生的电流叫感应电流D．导体在磁场中往复运动产生的电流方向不变专题训练21电与磁（时间：50分钟分值：100分）一、选择题(每小题4分，共48分)1．(2010·杭州)有关电和磁的说法正确的是()A．两个条形磁铁靠近时一定会相互排斥B．指南针静止时它的北极总是指向地理的南极C．电磁铁磁性强弱可以用改变电流大小来控制D．直流电动机转动方向不能由电流方向来控制解析：本题为电和磁的综合分析题。分析各选项，C为正确选项。如果两个条形磁铁的异名磁极靠近时相互吸引；地理的北极附近是地磁的南极，所以指南针静止时它的北极总是指向地磁的南极也就是地理的北极；直流电动机是根据通电线圈在磁场中转动的原理制成的，电流方向改变，通电线圈在磁场中转动的方向也改变。答案：C2．(2010·温州)如图是U形磁铁周围的磁感线。根据磁感线方向，下列对磁极的判断正确的是()A．甲是N极，乙是S极B．甲是S极，乙是N极C．甲、乙都是S极D．甲、乙都是N极解析：本题考查学生对磁感线的理解。磁感线在磁铁外部总是从磁体的N极出发回到磁体的S极。所以甲是N极，乙是S极。答案：A3．(2010·绍兴)小王利用光敏电阻受到光照时电阻变小的特性，设计了一个如图所示的自动控制电路，要求光暗时灯亮，光亮时灯灭。在实际调试时，发现灯始终亮着，而光敏电阻和其他电路元件都正常。下列调节能使控制电路达到要求的是()A．减少螺线管线圈的匝数B．抽出螺线管中的铁芯C．滑动变阻器滑片P向右移动D．减小控制电路电源电压解析：本题考查影响电磁铁磁性强弱的因素。分析题意可知：各电路元件均正常，而图中的电磁铁不能控制灯的亮灭，其原因就是由于电磁铁的磁性较弱而不能将衔铁吸下所致。A、B、D项中的方法均会使电磁铁的磁性减弱，只有C项中的方法能够增强电磁铁的磁性，以达到控制电路的要求。答案：C4．(2010·咸宁)如下图所示的四个图的装置可以用来演示物理现象，则下列表述正确的是()A．图甲可用来演示电磁感应现象B．图乙可用来演示磁场对电流的作用C．图丙可用来演示电流的磁效应D．图丁可用来演示电磁铁的磁性强弱与电流大小的关系解析：甲图演示的是通电导线在磁场受到力的作用；乙图演示的是电磁感应现象；丁图演示的是电磁铁磁性强弱与线圈匝数的关系。答案：C5．(2010·临沂)如图所示，通电螺线管左端小磁针N极指向正确的是()解析：根据安培定则可以判断出通电螺丝管的左端是N极，它吸引小磁针的S极，因此小磁针的指向应该是左N右S。答案：A6．(2010·德州)如图所示，在电磁铁正上方用弹簧挂着一条形磁铁，开关闭合后，当滑片P从a端向b端滑动过程中，会出现的现象是()A．电流表示数变小，弹簧长度变短B．电流表示数变小，弹簧长度变长C．电流表示数变大，弹簧长度变长D．电流表示数变大，弹簧长度变短解析：根据安培定则，通电螺线管的上端为N极，与永磁体相互排斥，当滑片向右移动时，电阻减小，电流增大，电流表示数变大，螺线管磁性增强，弹簧长度变短。答案：D7．(2010·黄冈)2010年5月1日，上海世博会开幕，如下图所示是上海世博会门票，门票中有中国自主知识产权的芯片——“世博芯”，它记录着参观者的资料，并能以无线方式与遍布世博园区的传感器交换信息，在交换信息时，应用了大量的物理知识，下列知识得到应用的是()A．回声B．电流的热效应C．电磁感应D．光的反射解析：“世博芯”进入磁场后，接收解读器发出的射频信号，凭借感应电流所获得的能量发送出存储在芯片中的信息，解读器读取信息并解码后，送至中央信息系统进行有关数据处理，由此可见C正确。答案：C8．(2010·扬州)小明将直流电动机模型接入电路，闭合开关后，发现电动机不工作。他用手轻轻地碰了一下线圈后，直流电动机模型开始正常转动，其原因可能是()A．直流电动机的铜半环与电刷接触不良B．电源电压太低C．线圈刚好处于平衡位置D．线圈中的电流太小解析：题目所给的选项都是可能引起电动机模型不转的原因，但是用手轻轻地碰了一下线圈后，线圈的位置发生微小的变化既不会增大电源电压，也不会增大线圈中的电流，更不会使铜半环与电刷接触变良好，因此可以排除A、B、D选项；而当线圈处于平衡位置时磁场对它的力是平衡力，线圈在平衡力的作用下运动状态不变仍会静止不动，但用手轻轻地碰一下线圈，它就偏离了平衡位置，便会受力转动了，故选C。答案：C9．(2010·咸宁)法国科学家阿尔贝和德国科学家彼得由于发现了巨磁电阻(GMR)效应，荣获诺贝尔物理学奖。如下图是研究巨磁电阻特性的原理示意图。实验发现，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．电磁铁右端为N极B．滑片P向左滑动过程中电磁铁的磁性减弱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减弱而明显减小解析：根据安培定则判断出电磁铁的左端为N极，故A错；滑片P向左滑动过程中通过电磁铁的电流增大，所以电磁铁的磁性增强，故B错；巨磁电阻的阻值随磁场的增强而明显减小，故D错。答案：C10．要使通电螺线管的磁性减弱，可以()A．改变通电电流的方向B．减小通电电流的大小C．在通电螺线管中插入铁芯D．增加通电螺线管线圈的匝数解析：影响通电螺线管磁性强弱的因素是：电流的大小；线圈的匝数；有无铁芯。电流的方向影响螺线管的极性。答案：B11．(2011中考预测题)如图所示，弹簧测力计下端悬挂一小条形磁体，使弹簧测力计沿着水平放置的大条形磁体从左端N极开始，向右端S极处逐渐移动时，弹簧测力计示数将()A．逐渐增大B．逐渐减小C．先减小后增大D．先增大后减小解析：开始靠近的磁极是同名磁极，相互排斥，弹簧长度较短，向右移动时，N极与S极靠近，相互吸引，弹簧长度变长。答案：A12．(2011中考预测题)下列说法中，正确的是()A．学习电学知识的过程中，只有在研究“决定电阻大小的因素”时用到过“控制变量法”B．法拉第从奥斯特实验中受到启发，发现了电磁感应现象，这是一处逆向思维法C．用安培定则判定通电螺线管的极性跟电流方向的关系，可按照上图那样操作D．伏安法测电阻是伏特和安培共同发现的方法解析：学习电学知识时，在探究电流与电压、电阻的关系时也用到了控制变量法；C项握法错误；“伏安法”是指用伏特表(电压表)和安培表(电流表)测出有关电压和电流求解有关量的一种方法。答案：B二、填空题(每空3分，共27分)13．如图是奥斯特曾经做过的实验。观察比较甲、乙两图，可得实验结论是__________________________________________；观察比较甲、丙两图，可得实验结论是_________________________________________。答案：通电导线周围有磁场磁场方向与电流方向相关14．如图所示，当开关S闭合时，通电螺线管旁的小磁针按如图所示方向转动，则通电螺线管的a端为______极，电源的d端为______极。当图中滑片P向左滑动时，磁针受到的磁场力________。(选填“变大”“变小”或“不变”)解析：根据磁体间的相互作用知：小磁针逆时针转动，说明b端为S极，螺线管上电流方向向上，所以d为电源负极；滑片P向左移动，电阻减小电流增大，螺线管磁性增强，小磁针受到的磁场力变大。答案：N负变大15．(2010·安徽)如图为我们实验室所用电流表的内部结构示意图。当接入电路，有电流通过线圈时，线圈带动指针偏转。该电流表的工作原理是_______________________