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第二篇物质科学(一)第24课时电和磁一、磁场一、磁场考点考点1 1知道磁性的概念知道磁性的概念a a1具有吸引铁、钴、镍等物质的性质称为_。2具有磁性的物体叫_。考点考点2 2描述磁体周围存在着磁场描述磁体周围存在着磁场a a1磁体周围存在磁场，磁场是一种看不见，而又摸不着的_。2基本性质：它对放入其中的磁体产生_。磁体间的相互作用就是通过_发生的。3方向：磁场具有_。将一个小磁针放入磁场中任何一点，小磁针_所指的方向就是该点磁场的方向。磁性磁体特殊物质磁力的作用磁场方向性北极考点考点3 3能根据磁感线识别磁体的极性能根据磁感线识别磁体的极性a a1磁体中各部分磁性强弱不同，两端磁性最强称为磁极。磁极分为_极和_极。2磁极相互作用的规律：同名磁极_，异名磁极_。 3条形磁铁和蹄形磁铁的磁感线：在磁铁外部，_。4磁感线的_表示磁场的强弱，磁感线的切线方向表示磁场的方向。注意：磁场是一种实际存在的物质，而磁感线是人为假想的，_。NS互相排斥互相吸引磁感线从N极出来，进入S极疏密实际并不存在考点考点4 4绘制条形磁体、蹄形磁体周围的磁感线绘制条形磁体、蹄形磁体周围的磁感线b b1.(2015杭州)甲铁棒能吸引小磁针，乙铁棒能排斥小磁针，若甲、乙铁棒相互靠近，则两铁棒()A.一定互相吸引 B一定互相排斥C.可能无磁力的作用 D可能互相吸引，也可能排斥,B2.(2015嘉兴、舟山)爱因斯坦曾说，在一个现代的物理学家看来，磁场和他坐的椅子一样实在。下图所表示的磁场与实际不相符的是()C考点考点5 5绘制通电直导线周围的磁感线绘制通电直导线周围的磁感线b b描述通电描述通电直导线周围存在着磁场及磁场的分布规律直导线周围存在着磁场及磁场的分布规律a a1. 奥斯特实验_表明电流周围存在磁场。奥斯特实验2. 通电直导线周围的磁场是以导线上各点为中心的同心圆。越靠近导线，磁感线越_。磁场方向随着_的改变而改变。密集电流方向考点考点6 6绘制通电螺线管周围的磁感线绘制通电螺线管周围的磁感线b b描述通电描述通电螺线管周围存在着磁场及磁场的分布规律螺线管周围存在着磁场及磁场的分布规律a a通电螺线管的磁场和条形磁体的磁场相似。其两端的极性跟_有关，电流方向与磁极间的关系可由_来判断。电流方向安培定则考点考点7 7知道通电导体在磁场中受力方向与磁场方向、知道通电导体在磁场中受力方向与磁场方向、电流方向有关电流方向有关a a通电导体在磁场中受到力的作用，受力的方向跟_和_有关。如果这两者其中之一的方向改变，则力的方向_，如果这两者的方向同时改变，则力的方向_。改变磁场方向电流方向不变考点考点8 8概述电磁铁的特点及作用概述电磁铁的特点及作用b b 1定义：内部带_的通电螺线管。2原理：当在通电螺线管内部插入铁芯后，铁芯被通电螺线管的磁场_。磁化后的铁芯也变成了一个磁体，这样由于两个磁场互相叠加，从而使螺线管的磁性大大增强。3优点：磁性有无由_来控制，磁极方向由_来控制，磁性强弱由_、_、_来控制。4应用：电话、电磁继电器等。铁芯磁化通断电电流方向电流大小线圈匝数线圈形状3.(2015湖州)连接如图所示电路，提供足够数量的大头针，只通过控制开关和调节滑动变阻器滑片的位置，无法探究()A电流的有无对电磁铁磁场有无的影响B电流方向对电磁铁磁场方向的影响C电流大小对电磁铁磁场强弱的影响D线圈匝数对电磁铁磁场强弱的影响,B4.(2015金华)如图是一些研究电现象和磁现象的实验。下列关于这些实验的叙述正确的是()A图1中小磁针被铁棒吸引，说明铁棒本身具有磁性,B.图2中小磁针发生偏转，说明电流周围存在磁场C.图3中条形磁铁静止时A端总是指向北方，说明A端是条形磁铁的南极D.图4中铁钉B吸引的大头针比A多，说明电磁铁的磁性强弱与电流大小有关B二、电磁感应现象二、电磁感应现象考点考点9 9描述电磁感应现象描述电磁感应现象a a1闭合电路的_导体在磁场中做_磁感线的运动时，导体中就会产生电流，这种现象称为电磁感应现象。 2如果电路没闭合，则没有_，仅有_。切割感应电流感应电压一部分考点考点1010说明产生感应电流的条件说明产生感应电流的条件b b1电路必须是_。2导体必须做_的运动。考点考点1111知道感应电流的方向跟磁场方向和导体运动知道感应电流的方向跟磁场方向和导体运动方向有关方向有关a a_和_。闭合切割磁感线感应电流的方向与导体运动的方向磁场方向有关5(2014台州)如图为我国新型反潜巡逻机。机尾的“棍子”叫做磁异探测器，它能将潜艇经过海域引起的磁场强弱变化转化为强弱变化的电流，从而发现潜艇的存在。下图能解释磁异探测器工作原理的是()A6.(2015衢州)如图为汽车启动原理图。汽车启动时，需将钥匙插入钥匙孔并旋转(相当于接通电路)。下列有关说法错误的是()A此时通电螺线管产生磁性B通电螺线管E端的磁极为南极C电动机是利用电磁感应原理制成的D通电螺线管两端电压与电动机两端电压不同C三、电磁知识在技术中的应用三、电磁知识在技术中的应用考点考点1212举例说出电磁知识在技术中的应用举例说出电磁知识在技术中的应用a a1发电机是利用_制成的。能量转化：_。2电动机是利用_的原理制成的。能量转化：_。3电磁起重机、电磁继电器及磁悬浮列车都是根据电磁铁的原理制成的。4磁带、磁卡等是利用磁性材料的磁化来记录信息的产品。电磁感应原理机械能转化为电能通电导体在磁场中受力电能转化为机械能考点考点1313列举在自然界或生命活动中的电现象列举在自然界或生命活动中的电现象a a1自然界有一些发电的动物，如电鳗。2人体电流：人在肌肉运动及神经传导信息至大脑时会产生极微弱的电流。人体内的心脏在每一次周期性的跳动中，心脏内某些部位间的电压发生有规律的变化。 这种生物电通过心脏周围的导电组织和体液，反应到身体各部位，使身体各部位间电压随心脏的跳动发生有规律的变化。大脑皮层中神经元的生物电活动表现为大脑皮层具有规律性的电压改变。3静电：冬天脱毛衣时有时会有火花，这是毛衣与皮肤摩擦产生了_。人体静电的电压最大可达2万伏左右，但由于电流小，没有危险。静电考点考点1414根据具体要求绘制简单的电磁控制电路根据具体要求绘制简单的电磁控制电路b b 电磁继电器是用电磁铁控制的自动开关，使用电磁继电器可以用低电压、弱电流控制高电压、强电流。7(2014金华、义乌)小明设计了一个道路限载报警器(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。(1)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_(填“灯亮”或“铃响”)。铃响(2)交通主干道的抗压能力一般比村道路要强得多。若把村道路限载报警器应用到主干道，就要适当调高报警的限载重量，下列操作可行的是_(填编号)。A把变阻器R0的滑片适当左移B把电源1的电压适当增大C把弹簧AB的A端适当左移D把电磁铁C适当右移AC8.(2015宁波)1879年10月，经过对1600多种材料进行几千次试验后，爱迪生制成了第一个可供实用的碳丝灯泡(灯丝由竹丝炭化后制成)。(1)如图甲所示，当磁体的磁极靠近正常工作的碳丝灯泡时，灯丝上端被磁体吸引，这是因为通电后的灯丝在磁场里受到了_的作用。(2)要从图甲现象变为图乙中灯丝上端被排斥的现象，可以改变_方向磁场力电流或磁场高频点高频点1 1磁场的基本性质磁场的基本性质例1(2015荆州)如图所示，弹簧测力计下挂着铁块P，其正下方的水平地面上放着一块条形磁铁Q，P和Q均处于静止状态。已知P和Q的重力分别为G和3G，若弹簧测力计的示数为2G，则下列说法正确的是 ()AP对弹簧测力计的拉力大小为GB.P对Q的吸引力和Q对P的吸引力是一对平衡力，大小均为GC.P对Q的吸引力和地面对Q的支持力大小分别为G和2GD.弹簧测力计对P的拉力和Q对P的吸引力是一对平衡力，大小均为2GC【解析】处于静止状态，因此P受到弹簧测力计的拉力和Q对P向下的吸引力和P自身的重力相互平衡，弹簧测力计的示数是2G，P对弹簧测力计的拉力为2G，A错；P对Q的吸引力和Q对P的吸引力不是一对平衡力，而是一对相互作用力，大小均为G，B错；条形磁铁Q受到竖直向下的重力3G，P对Q向上的吸引力G，则地面对Q的支持力为2G，C是正确的；弹簧测力计对P的拉力为2G，Q对P的吸引力为G，不是一对平衡力，D错；故选C。1. (2013襄阳)如图所示，重为G的小铁块在水平方向力F的作用下，沿条形磁铁的表面从N极滑到S极，在此过程中小铁块对磁铁的压力大小变化情况是_。先减小后增大【解析】小铁块在左端时，受到N极的引力较大，铁块对磁铁的压力较大；越靠近中间，磁性减弱，磁铁对铁块的作用减小，铁块对磁铁的压力减小；靠近S极，磁性增强，引力增大，铁块对磁铁的压力增大。高频点高频点2 2通电螺线管磁性的变化通电螺线管磁性的变化例2(2015遂宁)如图所示，A是悬挂在弹簧测力计下的条形磁铁，B是螺线管。闭合开关，待弹簧测力计示数稳定后，将滑动变阻器的滑片缓慢向右移动的过程中，下列说法正确的是()A.电压表示数变大，电流表示数也变大B.电压表示数变小，电流表示数也变小C.螺线管上端是N极，弹簧测力计示数变小D.螺线管上端是S极，弹簧测力计示数变大C【解析】由图知道，定值电阻R0与滑动变阻器、螺线管串联，电压表测量的是R两端的电压；当将滑动变阻器的滑片P向右滑动时，滑动变阻器R阻值变小，由串联电路电阻的特点可知，则电路中的总电阻变小，电路的电流变大，由串联电路分压特点得电压表示数变小，通电螺线管的磁性增强，由右手螺旋法则判断螺线管的上端为N极，和上面的磁极相互排斥，通电螺线管的磁性增强，排斥力变大，弹簧测力计示数变小。故选C。2(2013泸州)如图所示是简易压力传感器的原理图，弹簧甲连接在A、B两绝缘板之间，B板固定，滑动变阻器R的滑片P与A板相连，并可随A板一起运动。弹簧乙下端挂有一永磁体，永磁体正下方有一电磁铁，E为电源，R0为定值电阻。开关S闭合，电路接通后，电压表示数为U1，弹簧乙的总长度为l1；当用力F向下压弹簧甲后，电压表示数为U2，弹簧乙的总长度为l2，则U1_U2，l1 _l2(以上两空选填“”、“”或“”)。【解析】开关S闭合，定值电阻与滑动变阻器串联，电压表测量滑动变阻器两端电压，此时滑动变阻器接入电路的阻值最小，因此电路中电流最大，电压表示数最小；根据右手螺旋定则可知，螺线管的下方为N极，上方为S极；当用力F向下压弹簧甲后，滑动变阻器接入电路的电阻变大，因此电压表示数变大，故U1U2，电路中电流变小，因此螺线管的磁性减弱，磁体N极与螺线管的S极相互吸引的力减小，弹簧乙伸长的长度变小，即l1l2。高频点高频点3 3电磁感应现象电磁感应现象例3(2015武汉)如图是一种充电鞋的结构示意图。当人走动时，会驱动磁性转子旋转，使线圈中产生电流，产生的电流进入鞋面上锂聚合物电池。这种充电鞋的工作原理是()A电磁感应现象B电流的磁效应C磁极间的相互作用D通电线圈在磁场中受力转动A【解析】根据题意可知当人走动时，会驱动磁性转子旋转，使线圈中产生电流，产生的电流进入鞋面上锂聚合物电池，即在走路的过程中把机械能转化为电能，该装置就是一个发电机，而发电机的原理为电磁感应；故选A。3(2013雅安)同学们做实验的装置如图所示，闭合开关，先将导体ab水平用力向右移动，导体cd也随之运动起来。则在以上的实验中下列说法正确的是( )A实验装置中的甲装置运用的原理是电磁感应现象B实验装置中的甲装置把电能转化为机械能C实验装置中的乙装置产生的现象在生活中的应用是发电机D若将导体ab水平用力向左移动，导体cd的运动方向不变A【解析】A.闭合电路中的导体ab在磁场中做切割磁感线运动，从而产生了感应电流，这是一种电磁感应现象。故A正确；B.在电磁感应现象中，是将机械能转化为电能，故B错误；C.导体ab产生的感应电流通过位于磁场中的导体cd时，cd在磁场中受力而运动起来，体现了通电导体在磁场中受力的理论，利用该理论制成了电动机，故C错误；D.感应电流的方向与导体的运动方向有关，所以导体ab的运动方向改变，ab中的电流方向也改变，即cd中的电流方向发生了改变；通电导体在磁场中受力的方向与电流的方向有关，所以cd中电流方向的改变，导致了cd受力的方向也改变，故运动方向发生了改变。故D错误。【提醒】本题把能量转化和电磁学知识联系起来。 例4(义乌中考)如图所示，质量、形状相同的铝线框A和塑料线框B从同一高度自由下落并经过某一磁场区域( “”代表磁感线垂直于纸面向里)。若不计空气阻力，两线框落地时具有的动能分别为EA 和EB，则EA 和EB大小关系是_。EAEB【解析】金属框由静止自由下落到地面的过程中，金属框通过磁场会产生感应电流，有一部分能量转化为电能，所以在此过程中金属框的重力势能转化为动能和电能；塑料框由静止自由下落到地面的过程中，塑料框通过磁场不会产生感应电流，所以重力势能全部转化为动能；又因为金属框和塑料框质量相等，在最高点时，重力势能相等，所以EAEB。【提醒】本题考查了电动机和发电机的工作原理以及灯泡的亮度与实际功率的关系，熟练掌握基础是解题关键。 例5(2014哈尔滨)小明以塑料为连接轴将两个玩具电机的转轴连接起来，并连接如图所示的电路，开关S闭合后，灯泡发光，下列说法不正确的是()A甲、乙电机转动B甲电机相当于发电机C乙电机相当于电动机D将电源正负极对调，灯泡亮度发生改变D【解析】A.闭合开关，乙电机转动，乙带动甲电机转动；B.开关S闭合后，灯泡发光，说明电路中有电流，由甲电机提供，甲电机相当于发电机；C.闭合开关，乙电机转动，乙电机相当于电动机；D.将电源正负极对调，甲乙电机的转速不变，甲电机产生的感应电流大小不变，灯泡的实际功率不变，亮度不变。例6(2015台州)1901年，挪威人伯克兰造出世界上第一台电磁发射器，首开电磁炮先河。为了认识电磁炮的一些特性，小柯制作了一个电磁炮模型，其原理如图。螺线管通电后，铁制撞针迅速前移，推动炮弹射出炮管。(1)小柯要增强电磁炮中螺线管磁场，下列方法可行的是_(选填字母)。A.增加螺线管的线圈匝数B.改变线圈中的电流方向C.增大通过螺线管的电流,AC(2)炮弹的动能影响它的威力。直接测量动能小柯遇到困难，所以，他通过测量同一炮弹的射程(炮弹出射点离落地点间的水平距离)来间接比较。此研究方法与下列_(选填字母)实验所用方法相同。C(3)小柯测得的一项实验数据(取多次实验的平均值)如下表。小柯得出了“当其他条件相同的情况下，撞针质量为0.3克时电磁炮的射程最远”的结论。,小妍觉得这个结论还不可靠，建议再取不同质量的撞针进行实验。你认为选择撞针质量范围在_克之间进行进一步实验比较合理。实验次数第1次第2次第3次第4次第5次撞针质量(克)0.10.20.30.40.5射程(米)0.480.540.810.460.41“0.20.3和0.30.4”或“0.20.4”【解析】(1)通电螺线管磁场的强弱与电流的大小、线圈的多少和铁芯的有无有关；(2)把测量动能的大小，转化成测量同一炮弹的射程，这是利用了转换思想，把不易测量的物理量转换成易测量的物理量。这与利用压强计测量液体的压强方法类似，把液体内部压强的大小转化成U型管中液面的高度差，形象易于比较；(3)根据表格中信息知道撞针在0.20.4克之间时，电磁炮的射程能达到最远。(友情提示：本栏目建议午休时间完成)1.(2015北京)若假想地磁场是由地球内部一块大磁铁产生的，如图所示的四个示意图中，能合理描述这块大磁铁的是()B2(2015常德)如图所示的实验中，演示磁场对通电导体有力的作用的是()A3. (2015济南)如图所示是一种环保型手电筒。使用它时只要将它来回摇晃。就能使灯泡发光。下列四幅图中能反映这种手电筒的工作原理的是()A第3题图【解析】选项A是电磁感应现象，证明了磁可以生电，发电机的原理就是电磁感应现象；选项B是奥斯特实验说明电可以生磁；选项C是研究电磁铁的磁性的强弱与电流强弱的关系；选项D是磁场对通电导线有力的作用，电动机就是根据此原理制成的。使用手电筒时只要将它来回摇晃，就能使灯泡发光，消耗了机械能，获得了电能，此过程将机械能转化为电能，是电磁感应现象，故选项A符合题意。4(2014黄冈)在一次实验中，小宇连接了如图所示的电路，电磁铁的B端有一个小磁针，闭合开关后，下列说法正确的是()A电磁铁的A端为N极B小磁针静止时，S极水平指向左C当滑动变阻器的滑片P向左端移动，电磁铁磁性增强D利用这一现象所揭示的原理可制成的设备是发电机A第4题图【解析】A.电流从右端流入，左端流出，故据安培定则可知，此时电磁铁的A端是N极，B端是S极；B.据磁极间的作用规律可知，小磁针静止时，左端是N极，右端是S极；C.滑动变阻器的滑片P向左端移动，电阻变大，电流变小，故电磁铁的磁性变弱；D.该实验表明了电能生磁，此现象与发电机无关。5(2013株洲)如图，电源电压恒定，R1为磁敏电阻，磁敏电阻的阻值随所处磁场的强弱变化而变化，实验测得其变化关系如甲图所示，其中B表示磁场的强弱，单位为特斯拉(T)。则在乙图中当R1所处的磁场逐渐减弱时() AR1的阻值变大 B电压表的示数变小C电流表的示数变小 D电流表的示数变大D第5题图【解析】根据图甲可知，R1的电阻随磁场的增强而变大；所以当R1所处的磁场逐渐减弱时，由甲图可知，R1的阻值变小，故A错误；因为电源电压不变，而电压表测量电源电压，故电压表示数不变，故B错误；因为电源电压不变，R1的阻值变小，由IU/R可知，通过R1的电流变大，即电流表的示数变大，故D正确。6. (2015广州)巨磁电阻(GMR)在磁场中，电阻会随着磁场的增大而急剧减小，用GMR组成的电路图如图所示，S断开，A2有示数，电源电压恒定，则()A.S闭合时，A2示数减小B.S闭合时，A2示数不变C.A1示数减小时，A2示数不变D.A1示数增大时，A2示数增大D第6题图【解析】当S闭合时，电磁铁磁性增强，巨磁电阻的阻值减小，A2示数增大，故A、B错；当A1示数减小时，电磁铁的磁性减弱，巨磁电阻的电阻增大，A2示数变小，故C错；当A1示数增大时，电磁铁的磁性增强，巨磁电阻的电阻减小，A2示数增大，故D正确；应选D。7(2013嘉兴、舟山)科学研究需要“大胆猜测、小心求证”。下面是对“感应电流的大小跟哪些因素有关？”所作的猜测与求证。 猜测1：可能与导线切割磁感线的速度有关猜测2：可能与导线切割磁感线的方向有关猜测3：可能与切割磁感线的导线条数有关第7题图(1)为了验证以上猜测，某同学先后用图甲和图乙的装置进行实验。你认为他的实验是为了验证上述哪个猜测？ _(2)要利用图甲的装置来验证猜测1，在进行对照实验时，其操作上的区别是_。【解析】(1)根据图甲和图乙可知，线圈的匝数不同，因此探究感应电流的大小与切割磁感线的导线条数有关；(2)猜测1是感应电流的大小可能与导线切割磁感线的速度有关，要利用图甲探究猜测1，需改变磁铁运动的速度。猜测3磁铁运动的速度不同8. (2015德州)如图所示，电路中Rx为压敏电阻，阻值随所受压力增大而减小，开关S闭合后，螺线管的上端相当于电磁铁的_极；当压力增大时，电磁铁的磁性会_。【解析】根据安培定则知道开关S闭合后，螺线管的上端相当于电磁铁的S极；当压力增大时，Rx的阻值随所受压力增大而减小，电路中的电流会增加，电磁铁的磁性会增强。第8题图S增强9.(2015嘉兴、舟山)学校的走廊、消防通道内都应安装应急灯(如图甲所示)。外接电源断电时，应急灯自动点亮，此时由蓄电池供电；外接电源正常供电时应急灯自动熄灭。应急灯的主要参数见表。第9题图蓄电池规格6V2400mAh灯泡规格6V3.6W灯泡数量2个应急灯的主要参数(1)图乙是某款应急灯的工作原理示意图，其中灯L1和L2的连接方式是_联。当电路处于图乙所示的状态时，外接电路的状态为_(填“供电”或“断电”)。(2)断电后，应急灯正常发光时，通过其中一个小灯泡的电流是多少安？(3)“2400mAh”是指当工作电流为2400毫安，电池能持续供电1小时。国家规定：消防应急照明产品的应急照明时间不得少于90分钟，请通过计算说明该应急灯是否符合国家标准。(4)在某次断电事故中，当两盏灯同时工作一段时间后，灯L1突然熄灭，灯L2的亮度却不变，请解释该现象。并供电【答案】(2)答：通过其中一个小灯泡的电流是0.6安。(3)解法(一)：电池储存的能量：WUIt6伏2.4安3600秒51840焦120分90分，符合国家标准。解法(二)：两盏灯并联电路中I总I1I21.2安 2小时120分120分90分，符合国家标准。(4)当其中一盏灯烧坏时，由于是并联电路，两灯互不影响，故通过的电流与电压均不变，其电功率不变，所以灯的亮度不变。P3.6=0.6U6I瓦安伏W51840=7200=120UI61.2t焦秒分伏安24001200AhmA10.(2015郴州)法国科学家阿尔贝费尔和德国科学家彼得格林贝尔由于发现巨磁电阻(GMR)效应，荣获了2007年诺贝尔物理学奖。这一发现大大提高了磁、电之间信号转换的灵敏度。如图是说明巨磁电阻特性原理的示意图：第10题图(1)通电螺线管的右端是_极；(2)闭合开关S2，指示灯不亮，再闭合开关S1，指示灯发光，由此可知：巨磁电阻的大小与_有关；(3)若滑片P向左移动，电磁铁的磁场_(填“增强”或“减弱”)，观察到指示灯变得更亮，由此实验可得出结论：_；(4)请举出一个应用巨磁电阻效应相关的实例_。S磁场强弱增强磁场越强，巨磁电阻阻值越小电脑读卡器
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