2011年中考滬科版物理第一輪復(fù)習(xí)第二十二講《從指南針到磁懸浮列車》

第二十二講：《從指南針到磁懸浮列車》知識(shí)點(diǎn)梳理一、磁現(xiàn)象：（2）南北極的規(guī)定：在水平面自由轉(zhuǎn)動(dòng)的磁體，靜止時(shí)指南的磁極叫南極（S），指北的磁極叫北極（N）（3）磁極間作用規(guī)律：同名磁極相互排斥，異名磁極相互吸引。4、磁化：使原來沒有磁性的物體獲得磁性的過程叫做磁化。（軟鐵被磁化后，磁性容易消失，稱為軟磁材料。鋼被磁化后，磁性能長期保持，稱為硬磁性材料。所以制造永磁體使用鋼，制造電磁鐵的鐵芯使用軟鐵。）二、磁場：1、定義：磁體周圍存在著的物質(zhì)，它是一種看不見、摸不著的特殊物質(zhì)，這種特殊的物質(zhì)叫做磁場。磁場看不見、摸不著我們可以根據(jù)它所產(chǎn)生的作用來認(rèn)識(shí)它。這里使用的是轉(zhuǎn)換法。通過電流的效應(yīng)認(rèn)識(shí)電流也運(yùn)用了這種方法。2、基本性質(zhì)：磁場對放入其中的磁體產(chǎn)生力的作用。磁極間的相互作用是通過磁場而發(fā)生的。3、方向規(guī)定：在磁場中的某一點(diǎn)，小磁針北極靜止時(shí)所指的方向（小磁針北極所受磁力的方向）就是該點(diǎn)磁場的方向。4、磁感應(yīng)線：在磁場中畫一些有方向的曲線。任何一點(diǎn)的曲線方向都跟放在該點(diǎn)的磁針北極所指的方向一致。（1）方向：磁體周圍的磁感線都是從磁體的北極出來，回到磁體的南極。（2）典型磁感線：（3）說明：A、磁感線是為了直觀、形象地描述磁場而引入的帶方向的曲線，不是客觀存在的。但磁場客觀存在。B、用磁感線描述磁場的方法叫建立理想模型法。6、地磁場：在地球周圍的空間里存在的磁場叫做地磁場。磁針指南北是因?yàn)槭艿降卮艌龅淖饔?。?）地磁的磁極：地磁場的北極在地理的南極附近，地磁場的南極在地理的北極附近。（2）磁偏角（地球表面任一點(diǎn)的磁子午圈同地理子午圈的夾角）：由我國宋代的沈括發(fā)現(xiàn)。三：電流的磁場1、奧斯特實(shí)驗(yàn)：說明了通電導(dǎo)線的周圍存在磁場。通電導(dǎo)線的周圍存在磁場稱為電流的磁效應(yīng)。該現(xiàn)象在1820年被丹麥的物理學(xué)家奧斯特發(fā)現(xiàn)。該現(xiàn)象說明：通電導(dǎo)線的周圍存在磁場，且磁場與電流的方向有關(guān)。（2）特點(diǎn)：電磁鐵通電時(shí)有磁性，斷電時(shí)磁性消失；線圈的匝數(shù)相同時(shí)，通過電磁鐵的電流越大，電磁鐵的磁性越強(qiáng)；當(dāng)電流一定時(shí)，電磁鐵線圈的匝數(shù)越多，磁性越強(qiáng)。即，①電磁鐵磁性的有無，可由通、斷電來控制。②電磁鐵磁性的強(qiáng)弱，可由電流大小和線圈匝數(shù)的多少來控制。③電磁鐵的極性位置，可由電流方向來控制。（3）電磁鐵的應(yīng)用：電磁繼電器、電話A、電磁繼電器：實(shí)質(zhì)由電磁鐵控制的開關(guān)。應(yīng)用：用低電壓、弱電流控制高電壓強(qiáng)電流，進(jìn)行遠(yuǎn)距離操作和自動(dòng)控制。電磁繼電器的結(jié)構(gòu)：電磁繼電器的主要部件是電磁鐵、銜鐵、彈簧和觸點(diǎn)。電磁繼電器的原理：如圖所示，是一個(gè)利用電磁繼電器來操縱電動(dòng)機(jī)的電路。其中電源E1、電磁鐵線圈、開關(guān)S1組成的控制電路；而電源E2、電動(dòng)機(jī)M、開關(guān)S2和觸點(diǎn)、開關(guān)S組成工作電路。當(dāng)S1閉合時(shí)，電磁鐵線圈中有電流通過，電磁鐵將銜鐵吸下，觸點(diǎn)開關(guān)接通，電動(dòng)機(jī)便轉(zhuǎn)動(dòng)起來；當(dāng)斷開S1時(shí)，電磁鐵中失去電流，電磁鐵失去磁性，彈簧使銜鐵上升，觸點(diǎn)開關(guān)斷開，電動(dòng)機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)。B、電話：組成：話筒、聽筒?；竟ぷ髟恚赫駝?dòng)、變化的電流、振動(dòng)。C、電鈴的工作原理：電路接通時(shí)，電路中有電流，電磁鐵有磁性，銜鐵被吸引，鈴錘敲擊電鈴，同時(shí)電路斷開，電磁失去磁性，銜鐵在彈簧的作用下被彈回，又重新接通電路。重復(fù)上面的過程，電鈴就不斷的被敲響。

四，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的原理1、通電導(dǎo)體在磁場中受到磁場力的作用，力的方向與磁場方向和電流方向有關(guān)。通電導(dǎo)體在磁場中受力的方向、電流方向、磁場方向（磁感線的方向）兩兩相互垂直。

若電流方向與磁感線方向平行（同向火反向）時(shí)，通電導(dǎo)體不受磁場力的作用。2、通電線圈在磁場中，當(dāng)線圈平面與磁感線不垂直時(shí)，磁場力會(huì)使線圈轉(zhuǎn)動(dòng)；當(dāng)線圈平面與磁感線垂直時(shí)，也會(huì)受到磁場力的作用，但此時(shí)線圈的兩邊受到的磁場力相互平衡，線圈不會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)，這一位置叫做平衡位置。（4）電動(dòng)機(jī)的優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單，控制方便，體積小，效率高。4、判斷通電導(dǎo)體在磁場中受力方向的方法：左手定則：伸開左手，放入磁場中，讓磁感線垂直穿過手心，四指指向電流的方向，則大拇指所指的方向就是通電導(dǎo)體所受磁場力的方向。如圖所示。重點(diǎn)、難點(diǎn)突破1、磁現(xiàn)象：例1、把鐵棒甲的一端靠近鐵棒乙的中部，發(fā)現(xiàn)兩者吸引，而把乙的一端靠近甲的中部時(shí)，兩者互不吸引，則：（）A、甲有磁性，乙無磁性B、甲無磁性，乙有磁性C、甲、乙都有磁性D、甲、乙都無磁性解析：由于磁體具有吸鐵性，如果把磁體的一個(gè)磁極靠近另一個(gè)鐵制物體的任意部位時(shí)，它都能吸引鐵制物體；如果鐵棒沒有磁性，當(dāng)它靠近一個(gè)磁體的中間時(shí)，由于磁體中間的磁性最弱，產(chǎn)生的磁力很小，因而不能相互吸引。所以鐵棒甲有磁性，鐵棒乙無磁性。答案：A小練習(xí)：1、實(shí)驗(yàn)表明，磁體能吸引1元硬幣。對這種現(xiàn)象解釋正確的是（）A.硬幣一定是鐵做的，因?yàn)榇朋w能吸引鐵B.硬幣一定是鋁做的，因?yàn)榇朋w能吸引鋁C.磁體的磁性越強(qiáng)，能吸引的物質(zhì)種類越多D.硬幣中含有磁性材料，磁化后能被吸引2、將一根條形磁鐵分為三段，則中間的一段（）A.一定沒有磁性B.一定有磁性，但只有N極C.一定有磁性，但只有S極D.有磁性且有N、S極答案：1、D2、D2、磁場與磁感應(yīng)線：例2、磁體周圍一條磁感線的方向如圖1所示，試確定磁體的N、S極和A點(diǎn)處小磁針的指向。解析：在磁體周圍磁感線從磁體北極出來，回到南極，由磁感線的方向即可判斷出磁體的兩極。又因?yàn)樾〈裴樤谀滁c(diǎn)時(shí)的N極指向與該點(diǎn)磁感線方向一致。那么就能做出一條通過小磁針?biāo)谔幍拇鸥芯€，小磁針N極指向即可得出。答案：見圖2所示。圖2小練習(xí)：1、關(guān)于磁感線說法不正確的是（）A.磁場由無數(shù)條磁感線組成B.磁感線是在磁場中畫的一些有方向的曲線，任一點(diǎn)的曲線方向都跟放在該點(diǎn)的小磁針北極所指方向一致C.磁鐵周圍的磁感線都是從磁鐵北極出來回到磁鐵的南極D.磁感線是磁場中實(shí)際存在的曲線2、下列有關(guān)磁場的說法，不正確的是：（）A.磁場能產(chǎn)生磁感線B．磁體間的相互作用是通過磁場發(fā)生的C．磁針能指南北，是因?yàn)槭艿降卮艌龅淖饔肈．地磁北極在地理南極附近，地磁南極在地理北極附近答案：1、B2、A3、電流的磁場：例3、如圖3所示，當(dāng)電鍵S閉合后，小磁針的N、S極按箭頭方向轉(zhuǎn)動(dòng)到與螺線管軸線方向一致時(shí)靜止不動(dòng)，試判斷電源的正、負(fù)極。解析：本題要綜合運(yùn)用到磁體間的作用規(guī)律、安培定則、電流的基本知識(shí)分析。螺線管通電后兩端出現(xiàn)N、S極，根據(jù)同名磁極相斥、異名磁極相吸這一特點(diǎn)，可以判定螺線管的左端一定為N極。由安培定則畫出螺線管中的電流方向，再由電流總是由電源正極流出，通過螺線管回到電源負(fù)極，便可確定電源正、負(fù)極。答案：電源右端為正極，左端為負(fù)極。小練習(xí)：1、首先發(fā)現(xiàn)電流磁效應(yīng)現(xiàn)象的科學(xué)家是[]A．沈括B．伏特C．安培 D．奧斯特2、關(guān)于電磁鐵，下列說法中正確的是（）A、電磁鐵的磁性強(qiáng)弱跟通過它的電流強(qiáng)弱無關(guān)B、通過電磁鐵的電流方向改變，其磁性強(qiáng)弱也隨之改變C、在同一個(gè)電磁鐵中加銅芯時(shí)比加鐵芯時(shí)的磁性弱D、相同形狀的電磁鐵的磁性強(qiáng)弱跟線圈匝數(shù)無關(guān)答案：1、D2、C4、電磁鐵：例4、如圖4所示，閉合開關(guān)后，若閉合開關(guān)，則電磁鐵的磁性將（）圖4A.增強(qiáng) B.減弱 C.不變 D.無法判斷解析：當(dāng)電路中的開關(guān)S1閉合時(shí)，兩個(gè)電阻并聯(lián)在電路中，電路中的總電阻變小，電流變大；由于電磁鐵的磁性強(qiáng)弱與電流的大小、線圈的匝數(shù)有關(guān)，所以當(dāng)通過電磁鐵的電流變大時(shí)，電磁鐵的磁性就會(huì)增強(qiáng)。，答案：A小練習(xí)：1、電話機(jī)聽筒里發(fā)生的主要能量轉(zhuǎn)化是（）A.電能變成機(jī)械能B.機(jī)械能變成電能C.內(nèi)能變成電能D.電能變成內(nèi)能2、如圖5所示，L是電磁鐵，在電磁鐵上方用彈簧懸掛一條形磁體。當(dāng)S閉合后，彈簧的長度將___________，如果變阻器的滑動(dòng)片P向右移動(dòng)，彈簧的長度又將___________。（填變長、變短或不變）圖5答案：1、A2、變小；變長5、電動(dòng)機(jī)：例5、一臺(tái)小型直流電動(dòng)機(jī)，標(biāo)有“36V24W”字樣，測得此線圈的電阻為2Ω，設(shè)電動(dòng)機(jī)除電熱損失外，其它損失不計(jì)。求此電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)，輸出的機(jī)械功率多大？解析：理解幾個(gè)功率公式的意義是正確解題的關(guān)鍵，不要混淆電動(dòng)機(jī)做功的幾個(gè)功率的計(jì)算公式。電動(dòng)機(jī)做的總功功率（即消耗電能功率）大小，而其電熱功率只能根據(jù)焦耳定律計(jì)算，當(dāng)然，輸出的機(jī)械功率。答案：小練習(xí)：1、在安裝直流電動(dòng)機(jī)模型的實(shí)驗(yàn)中，要改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向，通常采用的方法有：（1）____________；（2）____________。2、安裝一臺(tái)直流電動(dòng)機(jī)模型，接入實(shí)驗(yàn)電路后能正常轉(zhuǎn)動(dòng)，如果分別作下述調(diào)整，哪一種做法不能改變直流電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)方向（）A.對調(diào)直流電動(dòng)機(jī)磁鐵的兩極B.改變線圈中電流的方向C.調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，改變電流的大小D.對調(diào)電源的正、負(fù)極答案：1、（1）調(diào)換磁鐵兩極；（2）調(diào)換電源兩極2、C綜合訓(xùn)練一：填空題：1、.磁懸浮列車是利用同名磁極相互＿＿＿＿＿的原理實(shí)現(xiàn)懸浮，從而大大減少摩擦，來提高列車速度的。2、我國宋代的學(xué)術(shù)著作(夢溪筆談》中有如下一段敘述：“方家(指精通某種學(xué)問的行家)以磁石磨針鋒，則能指南，然常微偏東，不令南也(不是正南方向)?！币陨蠑⑹龅默F(xiàn)象證明地球是一個(gè)，并且以事實(shí)說明了地球的地理南北極與地磁南北極。3、地球上，指南針能指南北是因?yàn)槭艿剑撸撸撸撸叩淖饔?。人類將在本世紀(jì)登上火星。目前，火星上的磁場情況不明，如果現(xiàn)在登上火星，你認(rèn)為在火星上的宇航員能依靠指南針來導(dǎo)向嗎？＿＿＿（選填“能”、“不能”或“不知道”）。4、奧斯特實(shí)驗(yàn)表明，通電導(dǎo)線和磁體一樣，周圍存在著___________。在磁場中的某一點(diǎn)，小磁針靜止時(shí)其____________(選填“南”或“北”)極所指的方向就是該點(diǎn)的磁場方向。5、從發(fā)現(xiàn)通電導(dǎo)體在磁場中受力到電動(dòng)機(jī)的發(fā)明，換向器起了關(guān)鍵的作用，它能使線圈剛剛轉(zhuǎn)過平衡位置時(shí)就自動(dòng)改變線圈中的電流方向，從而實(shí)現(xiàn)了通電線圈在磁場中的＿＿＿?？梢姡瑢⑽锢碇R(shí)應(yīng)用于實(shí)際還需要技術(shù)作橋梁。6、通電螺線管相當(dāng)于條形磁鐵，當(dāng)增大通過的電流時(shí)，它的磁性＿＿＿；當(dāng)減少線圈的匝數(shù)時(shí)，它的磁性＿＿＿；當(dāng)在螺線管中插人鐵芯時(shí)，它的磁性＿＿＿（填“增強(qiáng)”或“減弱”）。7、如圖所示，水平桌面上有一靜止的鐵塊，當(dāng)一條形磁鐵沿豎直方向逐漸靠近鐵塊時(shí)，鐵塊對桌面的壓力將_____，鐵塊受到的重力將_____．（選填“變大”、“變小”或“不變”）8、如圖7所示，當(dāng)開關(guān)S閉合時(shí)，通電螺線管旁的小磁針如圖1所示方向轉(zhuǎn)動(dòng)，則通電螺線管的a端為_______極，電源的d端為_______極．當(dāng)圖中滑動(dòng)片P向左滑動(dòng)時(shí)，小磁針受到的磁場力_______（選填“變大”、“變小”或“不變”）。二：選擇題：1、關(guān)于磁感線，下列說法正確的是：（）磁感線是磁場中實(shí)際存在的曲線；磁體周圍的磁感線都是從磁體北極出發(fā)，回到磁體南極；小磁針南極在某處受磁場力的方向，跟該處磁感線方向相同；D、磁感線只分布在磁場外，不分布在磁體內(nèi)；2、判斷兩根鋼條甲和乙是否有磁性時(shí)，可將它們的一端靠近小磁針的N極或S極．當(dāng)鋼條甲靠近時(shí)，小磁針自動(dòng)遠(yuǎn)離；當(dāng)鋼條乙靠近時(shí)，小磁針自動(dòng)接近．由此可知：（）A．兩根鋼條均有磁性D．兩根鋼條均無磁性C．鋼條甲一定有磁性，鋼條乙一定無磁性D，鋼條甲一定有磁性，鋼條乙可能有磁性3、下列有關(guān)磁場的說法，不正確的是：（）A.磁場能產(chǎn)生磁感線B．磁體間的相互作用是通過磁場發(fā)生的C．磁針能指南北，是因?yàn)槭艿降卮艌龅淖饔肈．地磁北極在地理南極附近，地磁南極在地理北極附近圖8.4、如圖8，在電磁鐵正上方用彈簧掛著一條形磁鐵，開關(guān)閉合后，當(dāng)滑片P從a端向b端滑動(dòng)過程中，會(huì)出現(xiàn)的現(xiàn)象是（）圖8A.電流表示數(shù)變大，彈簧長度變長B.電流表示數(shù)變大，彈簧長度變短C.電流表示數(shù)變小，彈簧長度變長D.電流表示數(shù)變小，彈簧長度變短5、關(guān)于電磁鐵，下列說法中正確的是（）A.電磁鐵的磁性強(qiáng)弱跟通過它的電流強(qiáng)弱無關(guān)B.通過電磁鐵的電流方向改變，其磁性強(qiáng)弱也隨之改變C.在同一個(gè)電磁鐵中加銅芯時(shí)比加鐵芯時(shí)的磁性弱D.相同形狀的電磁鐵的磁性強(qiáng)弱跟線圈匝數(shù)無關(guān)6、如圖9所示，在光滑支架上套有兩個(gè)線圈，閉合開關(guān)S后，兩個(gè)螺線管的情況是（）圖9A.靜止不動(dòng) B.互相排斥C.互相吸引 D.不能確定7、安裝一臺(tái)直流電動(dòng)機(jī)模型，接入實(shí)驗(yàn)電路后能正常轉(zhuǎn)動(dòng)，如果分別作下述調(diào)整，哪一種做法不能改變直流電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)方向（）A.對調(diào)直流電動(dòng)機(jī)磁鐵的兩極B.改變線圈中電流的方向C.調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，改變電流的大小D.對調(diào)電源的正、負(fù)極8、用小鐵棒的一端去靠近小磁針，若小磁針被吸引過來，則（）A.小鐵棒一定有磁性B.小鐵棒一定沒有磁性C.小鐵棒可能有磁性D.以上說法都不對9、圖10中對a、b兩點(diǎn)的磁性描述正確的是（）圖10A.b點(diǎn)有磁場，a沒有磁場B.a點(diǎn)有磁場，b沒有磁場C.a、b兩點(diǎn)都有磁場D.a、b兩點(diǎn)都沒有磁場10、一根長直銅導(dǎo)線在靠近一個(gè)原來靜止的小磁針的過程中，下列說法正確的是[]A．小磁針不動(dòng)，導(dǎo)線不可能有電流通過

B．小磁針發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，導(dǎo)線一定通有電流C．小磁針發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，導(dǎo)線不一定通有電流

D．小磁針不動(dòng)，導(dǎo)線一定沒有電流通過三、作圖題：1、小磁針在通電螺線管右端靜止時(shí)的指向如圖6所示，請?jiān)趫D中標(biāo)出通電螺線管的N、S極，電流的方向和電源的正負(fù)極。SSN電源2、如圖9所示，標(biāo)出小磁針的N極和電源的正、負(fù)極。電源電源3、如圖是一個(gè)通電螺線管電路，開關(guān)S合上時(shí)，小磁針靜止在圖示位置，請?jiān)俳Y(jié)合圖上提供的其它信息，標(biāo)出電源的“+”．“-”負(fù)極，畫出螺線管的繞法。四：綜合題1、有一臺(tái)直流電動(dòng)機(jī)在220V的電壓下工作時(shí)，電流為35A用它來提升1400kg的貨物，在2s內(nèi)提升了1m。設(shè)電動(dòng)機(jī)輸出的能量全部用來提升貨物，問：（1）2s內(nèi)電動(dòng)機(jī)對貨物做了多少功？（2）這期間電動(dòng)機(jī)的效率是多少？（3）電動(dòng)機(jī)消耗的電能轉(zhuǎn)化成了哪些形式的能量？2、1991年《新聞晚報(bào)》報(bào)道一則消息：“上海的信鴿從內(nèi)蒙古放飛，歷經(jīng)20余天，返回上海市區(qū)鴿巢.信鴿這種驚人的遠(yuǎn)距離辨認(rèn)方向的本領(lǐng)，實(shí)在令人稱奇.”人們對信鴿有高超的認(rèn)識(shí)本領(lǐng)提出了如下猜想：A.信鴿對地形地貌有超強(qiáng)的記憶力B.信鴿能發(fā)射并能接收某種超聲波C.信鴿能發(fā)射并能接