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2024年物理中考復(fù)習—磁極的相互作用、電生磁的探究與應(yīng)用(思維訓(xùn)練)(思維訓(xùn)練)2024年物理中考復(fù)習—磁極的相互作用、電生磁的探究與應(yīng)用(思維訓(xùn)練)(思維訓(xùn)練)課標解讀課標解讀一、磁體與磁性、磁化一、磁體與磁性、磁化1.磁性:物體具有吸引鐵、鈷、鎳的性質(zhì)叫磁性.2.磁極:磁體上磁性最強的部分叫磁極,每個磁體都有兩個極,分別叫南極(用S表示)和北極(用N表示).磁極間存在相互作用:同名磁極相互排斥,異名磁極相互吸引.3.磁化:使原來不顯磁性的物體具有磁性的過程叫磁化.4.磁性材料:鐵、鈷、鎳的合金或鐵和其他金屬的氧化物,很容易被磁化,叫磁性材料.二、磁場與磁感線1.磁場:磁體周圍存在的一種特殊物質(zhì)叫磁場.①特點:看不見、摸不著.②基本性質(zhì):對放入其中的磁體有磁力的作用.③磁場的方向(規(guī)定):磁場中的某一點,小磁針靜止時北極所指的方向就是該點的磁場方向2.磁感線:為了描述磁場的方向,在磁場中畫一些有方向的曲線,任何一點的曲線方向都跟放在該點的磁針北極所指的方向一致.磁體周圍的磁感線都是從磁體北極出來,回到磁體的南極.三、電流的磁場1.奧斯特實驗證明電流的周圍存在磁場.2.通電螺線管磁場的判斷方法安培定則.①內(nèi)容:用右手握螺線管,讓四指彎向螺線管中電流的方向,則大拇指所指的那端就是螺線管的北極.②特點:通電螺線管的外部磁場相當于條形磁鐵的磁場,其內(nèi)部也存在磁場.在螺線管外部,磁感線從北極出發(fā)指向南極,在螺線管內(nèi)部,磁感線由南極指向北極.四、電磁鐵與電磁繼電器1.電磁鐵電磁鐵是根據(jù)通電導(dǎo)線周圍存在磁場這一性質(zhì)制成的,電磁鐵的磁場與通電螺線管的磁場一樣,遵循安培定則.電磁鐵磁性的強弱由下列因素決定:①外形:將條形電磁鐵彎成蹄形,就是為了增強磁力;②匝數(shù);③通過電流的大小:在電磁鐵外形一定時,匝數(shù)越多,通過的電流越大,電磁鐵的磁性就越強;④鐵芯:鐵芯由軟鐵制成,它被螺線管電流的磁場磁化成為磁性,所以鐵芯對增強磁性起決定性的作用.體,它的磁場方向與通電螺線管的磁場方向一致,這就大大增強了磁BDBDU2U1EC電磁鐵的優(yōu)點是:電磁鐵的磁性有無由電流的通斷決定;磁性強弱由電流的大小決定;電磁鐵的極性由電流的方向決定.電磁鐵的應(yīng)用有:電磁起重機、電磁繼電器、電報機、電話、電磁選礦機、電動機等.2.電磁繼電器電磁繼電器是通過控制低壓電路的通斷間接地控制高壓電路通斷的裝置,可實現(xiàn)遠距離操作或自動控制,也可以實現(xiàn)光自動和溫度自動控制.電磁繼電器的結(jié)構(gòu)和工作電路如圖所示:電磁鐵,B-銜鐵,C-彈簧,D-動觸點,E---靜觸點控制電路的組成:電磁鐵,低壓電源U,開關(guān);工作電路的組成:高壓電源U2,電動機M、電磁繼電器的觸點部分.電磁繼電器的工作原理:合上低壓開關(guān)→電磁鐵通電(產(chǎn)生磁性)→吸下銜鐵→動、靜觸點接觸→工作電路閉合→電動機(電燈)工作,思維方法思維方法判斷鐵質(zhì)物質(zhì)是否具有磁性的多種方法判斷鐵質(zhì)物質(zhì)是否具有磁性的多種方法判斷某一物體是否具有磁性,可利用磁體的性質(zhì)和磁體的特點采用多種方法來判斷.例:有一根條形鐵質(zhì)物體.要知道它是否為磁體,你能用哪些方法來判斷?解析:方法一:用磁體的基本性質(zhì).觀察鐵條是否能吸引鐵、鈷、鎳等物質(zhì),若能,說明它帶有磁性,即為磁體,否則沒有磁性.方法二:用磁極間的相互作用規(guī)律.讓鐵條與另一磁體的兩極分別靠近,觀察它們之間能否出現(xiàn)排斥的現(xiàn)象.如果鐵條是磁體,則它與同名極磁體靠近時會相互排斥;如果鐵條不是磁體,則當它與另外磁體的兩極靠近時,只可能是吸引現(xiàn)象,方法三:用磁性的指向性.把鐵條用線水平地懸掛起來,若它具有指南指北的特點,說明它為磁體.方法四:用磁化,讓鐵條靠近一塊不帶有磁性的軟鐵后,若軟鐵能吸引鐵、鈷、鎳等物質(zhì),則鐵條就是磁體。方法三:用磁性的指向性.把鐵條用線水平地懸掛起來,若它具有指南指北的特點,說明它為磁體.方法四:用磁化,讓鐵條靠近一塊不帶有磁性的軟鐵后,若軟鐵能吸引鐵、鈷、鎳等物質(zhì),則鐵條就是磁體。判斷物體有無磁性時,如果兩個物體相互排斥,可以肯定它們都有磁性;如果兩個物體相互吸引時,則不能肯定它們是否都有磁性,這與判斷物體是否帶電類似。問題解決典例1.由稀土原材料與其他金屬一起經(jīng)過熔化、冷卻、破碎、燒結(jié)等復(fù)雜工藝形成毛坯,然后利用強大電流進行磁化制成的永磁體,在高溫下也能產(chǎn)生很強的永久磁場。這種永磁體已用于制作新能源汽車的電動機。下列關(guān)于這種永磁體的說法錯誤的是(
)A.耐高溫 B.磁性弱
C.制作時利用電流的磁場進行磁化 D.制作時經(jīng)歷了熔化和凝固過程【答案】B
【解析】解:AB、在高溫下也能產(chǎn)生很強的永久磁場,說明耐高溫并且磁性很強,故A正確、B錯誤。
C、利用強大電流進行磁化制成的永磁體,說明利用電流獲得磁性,故C正確。
D、由稀土原材料與其他金屬一起經(jīng)過熔化、冷卻、破碎、燒結(jié)等復(fù)雜工藝形成毛坯,說明制作過程中經(jīng)歷了熔化和凝固過程。故D正確。
故選:B。思維點撥思維點撥從題干中給定的語言逐步分析,由稀土原材料與其他金屬一起經(jīng)過熔化、冷卻、破碎、燒結(jié)等復(fù)雜工藝形成毛坯,這是告訴我們它的物態(tài)變化;利用強大電流進行磁化制成的永磁體,在高溫下也能產(chǎn)生很強的永久磁場,這是強電流制成磁鐵;在高溫下也能產(chǎn)生很強的永久磁場,這是在高溫下得到磁性很強的磁鐵。從永久性磁鐵制作過程分析用到的物理知識,體現(xiàn)了生活和工作中有很多物理知識,一定要留心生活,對生活中的問題多問幾個為什么。典例2.東漢學(xué)者王充在《論衡》中記載:“司南之杓,投之于地,其柢指南”。司南即指南針,指南針由于受到
的作用,靜止時
(選填“N”或“S”)極始終指向地理的南方;如圖所示,磁懸浮音箱應(yīng)用了同名磁極相互
(選填“吸引”或“排斥”)的規(guī)律?!敬鸢浮康卮艌?/p>
S
排斥
【解析】解:東漢學(xué)者王充在《論衡》中記載:“司南之杓,投之于地,其柢指南?!彼灸霞粗改厢槪o止時S極始終指向地理的南方,指南針之所以指南北,是因為它受到地磁場的作用。
磁懸浮音箱應(yīng)用了同名磁極相互排斥的規(guī)律。
故答案為:地磁場;S;排斥。
此題考查了地磁場、磁極間的相互作用,屬于基礎(chǔ)性題目。思維點撥思維點撥(1)地球本身是一個巨大的磁體,地球周圍存在的磁場叫地磁場;地磁的南極在地理的北極附近,地磁的北極在地理的南極附近。指南針指示南北方向就是因為受到地磁場的作用。
(2)同名磁極相互排斥,異名磁極相互吸引。典例3.根據(jù)磁極的磁性最強判斷:若有A、B兩個外形完全相同的鋼棒,如圖所示,已知一個有磁性,另一個沒有磁性,區(qū)分它們的方法是A在B的上方,將A的一端從左端向右端滑動,若在滑動過程中發(fā)現(xiàn)吸引力的大小不變,則說明有磁性的是
;若發(fā)現(xiàn)吸引力由大變小再變大,則說明
有磁性。
【答案】
A
;
B【解析】條形磁體的中間磁性最弱,兩端磁性最強;A在B的上方從左端向右端移動,若吸引力的大小不變,說明它們之間的力的作用大小不變,則B棒肯定無磁性,A棒有磁性;若吸引力的大小先由大變小,然后由小變大,說明B的兩端磁性較強,中間磁性較弱,則B肯定有磁性。思維點撥思維點撥條形磁鐵兩端磁性最強,中間最弱!典例4.如圖所示的是用來描繪某一磁體周圍磁場的部分磁感線,a點和b點磁場更強的是
點。若在b點放置一個可自由轉(zhuǎn)動的小磁針,則小磁針靜止時,其S極指向
處(選填“P”或“Q”)。
【答案】b;P。
【解答】
從圖中可以看出a點的磁感線比b點的磁感線疏,故a點和b點磁場更強的是b點。
小磁針靜止在b點時,其N極指向與該點磁感線的方向一致,故N極指向Q點,S極指向P點。
故答案為:b;P。思維點撥思維點撥本題考查了磁感線的分布疏密可以反映磁場的強弱和磁感線的方向性。
(1)磁感線的分布疏密可以反映磁場的強弱,越密越強,反之越弱。
(2)磁感線是有方向的,磁感線上的任何一點的切線方向跟小磁針放在該點的北極指向一致。典例5.如圖是我國早期的指南針--司南,它是把天然磁石磨成勺子的形狀,放在水平光滑的“地盤”上制成的。東漢學(xué)者王充在《論衡》中記載:“司南之杓,投之于地,其柢指南”?!拌堋敝傅氖撬灸祥L柄,下列說法中正確的是(
)
①司南指南北是由于它受到地磁場的作用 ②司南長柄指的是地磁場的北極
③地磁場的南極在地球地理的南極附近 ④司南長柄一端是磁石的北極。A.只有①②正確 B.只有①④正確 C.只有②③正確 D.只有③④正確【答案】A
【解答】
地球本身是一個大磁體,司南是用天然磁石磨制成的勺子,其實質(zhì)就是一塊磁鐵,在地球的磁場中受到磁力的作用,其靜止時其勺柄指向南方,指的是地磁場的北極,司南長柄一端是磁石的南極;故①②正確,③④錯誤。
故選A。思維點撥思維點撥本題考查了磁場和地磁場,磁場是一種真實存在的物質(zhì),對于磁場的認識,我們是通過它對其他物體的作用來認識的。
(1)地球本身是一個巨大的磁體,地球周圍的磁場叫做地磁場;
(2)指南針是根據(jù)地磁場的作用工作的,地磁的南極在地理的北極附近,而地磁的北極在地理的南極附近,再根據(jù)磁極間的作用規(guī)律,可判斷指南針的指向;
(3)司南實際上就是一個磁鐵;磁體靜止時,指南的叫南極,用字母S表示;指北的叫北極,用字母N表示。典例6.(1)請標出圖甲中條形磁體周圍磁感線的方向和小磁針的N、S極。
(2)要使圖乙中的通電螺線管外部的磁場方向與圖甲相同,請判定并標出電源的正、負極?!敬鸢浮拷猓?1)圖甲中條形磁體的左端為S極,吸引小磁針的N極,故小磁針N極在右側(cè),左側(cè)S極,磁體外部的磁感線從N極出發(fā)進入S極,如圖:
(2)圖乙中的通電螺線管外部的磁場方向與圖甲相同,則左端為S極,右端為N極,根據(jù)安培定則知,電流從右側(cè)外面流入螺線管,故右側(cè)為電源的正極,如圖所示:
【解析】
本題考查磁場方向和磁極間的作用規(guī)律與安培定則,屬于中檔題。思維點撥思維點撥(1)磁體外部的磁感線從N極出發(fā)進入S極,根據(jù)異名磁極相互吸引判斷小磁針的磁極;
(2)根據(jù)安培定則確定電流的方向和電源正負極。典例7.實驗室備有嵌入螺線管的玻璃板和電源,小明和小亮分別選用鐵屑和小磁針來“探究通電螺線管外部磁場的方向”。(1)小明在螺線管周圍的玻璃板上均勻地撒上一層鐵屑。給螺線管通電后,輕敲玻璃板,小明觀察到螺線管周圍鐵屑的分布情況如圖甲所示。小明的實驗說明,通電螺線管外部的磁場和___________外部的磁場相似。(2)小亮在螺線管周圍的玻璃板上整齊、均勻地放置了32個小磁針,如圖乙所示。給螺線管通電后,小亮觀察到這32個小磁針的指向更接近于下圖中的___。
(3)小明的實驗方案具有明顯的不足,其不足之處是______________________。(4)為了彌補小明實驗方案的不足,請?zhí)岢鲆粭l改進建議:_____________________?!敬鸢浮?1)條形磁體;
(2)B;
(3)無法判斷出通電螺線管外部磁場的方向;
(4)增加小磁針,把小磁針放到螺線管四周不同位置。
【解析】解:(1)通電后小磁針的指向如圖甲所示,說明通電螺線管外部的磁場與條形磁體的磁場相似;
(2)在圖中,根據(jù)周圍小磁針N極指向與該點磁感線方向一致,在通電螺線管外部,磁感線是從北極發(fā)出,最后回到南極,只有B圖所示小磁針N極指向一致,左側(cè)小磁針N極都指向外側(cè),右側(cè)小磁針N極都指向內(nèi)側(cè),其它三個圖示小磁針N極指向均有不同方向之處;
(3)根據(jù)安培定則,右手握住螺線管,四指指向電流的方向,大拇指指向螺線管的那一端,是電磁鐵N極,另一端為S極;但此方案中無法從圖示判斷出電流的方向確定四指指向,且鐵屑靜止時也不能夠通過鐵屑的分布判斷通電螺線管外部磁場的方向,故無法判斷出通電螺線管外部磁場的方向;
(4)根據(jù)周圍小磁針N極指向與該點磁感線方向一致,在通電螺線管外部,磁感線是從北極發(fā)出,最后回到南極,小磁針與鐵屑相比,能更好地顯示出各點的磁場方向,增加小磁針,把小磁針放到螺線管四周不同位置,螺線管通電后,小磁針N極所指的方向就是該點的磁場方向。
故答案為:(1)條形磁體;(2)B;(3)無法判斷出通電螺線管外部磁場的方向;(4)增加小磁針,把小磁針放到螺線管四周不同位置。
思維點撥思維點撥(1)通電螺線管的磁場分布與條形磁體相似;
(2)小磁針在磁場中靜止時北極指向與該點的磁感線方向一致,由此分析;
(3)根據(jù)安培定則內(nèi)容和鐵屑靜止時不能由轉(zhuǎn)換法判斷通電螺線管外部磁場的方向分析;
(4)小磁針靜止時N極指向的方向為該點磁場方向。
此題中在探究螺線管的磁場分布時用到了建立模型法;通過螺線管周圍小磁針的北極指向確定了螺線管周圍的磁場方向,再利用建立模型法畫出了其周圍的磁感線形狀。典例8.商場的升降電梯設(shè)置了超載自動報警系統(tǒng),其簡化電路如圖所示,電梯箱底層裝有壓敏電阻R1,R2為滑動變阻器,K為動觸點,A、B為靜觸點,電梯未超載時,動觸點K與靜觸點_________(填“A”或“B”)接觸,電梯正常運行;當出現(xiàn)超載情況時,壓敏電阻的阻值隨壓力的增大而_________(填“增大”或“減小”),觸發(fā)電鈴將發(fā)出報警聲,電梯停止運行.如果要使電梯設(shè)定的承載質(zhì)量變大,那么滑動變阻器R2的滑片P應(yīng)向_________(填“左”或“右”)滑動.
【答案】A;減?。挥?/p>
【解答】
解:正常情況下(未超載時),電梯工作,銜鐵被彈簧拉起,K與靜觸點A接觸;
電梯超載時,壓敏電阻受到的壓力變大,電梯不工作,電鈴報警,此時銜鐵被吸下,電磁鐵的磁性變強,在電磁鐵線圈匝數(shù)不變的情況下,通過電磁鐵的電流變大,根據(jù)歐姆定律可知,控制電路中的總電阻變小,根據(jù)串聯(lián)電路的電阻關(guān)系可知,壓敏電阻的阻值減小,所以壓敏電阻的阻值隨壓力的增大而減?。?/p>
電磁鐵的吸合電流不變,電磁鐵被吸下時的電流不變,電路的總電阻不變,要使電梯設(shè)定的承載質(zhì)量變大,壓敏電阻受到的壓力變大,壓敏電阻的阻值變小,根據(jù)串聯(lián)電路的電阻關(guān)系可知,需要增大滑動變阻器接入電路的電阻,滑片應(yīng)向右移動。
故答案為:A;減小;右。思維點撥思維點撥此題主要考查的是學(xué)生對電磁鐵和電磁繼電器的原理、磁性強弱的影響因素、歐姆定律的理解和掌握,知識點較多,但都是基礎(chǔ)性題目。
電梯未超載時,電梯正常工作,據(jù)此分析電路的連接方式;電梯超載時,壓敏電阻受到的壓力變大,電梯不工作,根據(jù)電路的工作狀態(tài)分析銜鐵的位置和電磁鐵磁性的大小,根據(jù)影響電磁鐵磁性大小的因素分析電路中電流的變化,根據(jù)歐姆定律分析壓敏電阻阻值的變化;
電磁鐵的吸合電流不變,電磁鐵被吸下時的電流不變,電路的總電阻不變,要使電梯設(shè)定的承載質(zhì)量變大,根據(jù)壓敏電阻阻值的變化分析滑動變阻器滑片的移動方向。思維方法天地思維方法天地一、單選題1.把普通鋼棒磁化有多種方法,可以用強力磁鐵來磁化。鋼棒是由大量的原子組成,每個原子相當于一個磁性很弱的“小磁鐵”,都有N、S極,如圖甲所示。被磁化前,鋼棒內(nèi)“小磁鐵”的排列雜亂無章,如圖乙所示,此時鋼棒對外不顯磁性。用一個強力條形磁鐵按圖丙中的箭頭方向移動,鋼棒就被磁化,磁化后各個“小磁鐵”按圖丙所示同向排列,鋼棒具有磁性。下列說法正確的是(
)
A.被磁化后的鋼棒左端是S極
B.強力磁鐵的左端是S極
C.若把小磁針放在圖乙中的A點處,靜止時,小磁針的北極(N極)一定向外
D.若把小磁針放在圖丙中的B點處,靜止時,小磁針的右端是北極(N極)【答案】D
【解析】解:由圖丙可知,每個原子都按左N右S排列,所以被磁化后的鋼棒左端是N極,根據(jù)磁極間的相互作用規(guī)律可知,強力磁鐵的左端是N極,此時若把小磁針放在圖丙中的B點處,靜止時,小磁針的右端是北極(N極),故A、B錯誤,D正確;被磁化前,鋼棒對外不顯磁性,若把小磁針放在圖乙中的A點處,靜止時,小磁針的北極(N極)不一定向外,故C錯誤。選D。2.小明用水平放置的一根條形磁鐵的一端吸起一根較重的鐵釘,如圖所示,若他用一根同樣的條形磁鐵的S極與原來磁鐵的N極靠近合并時,下列說法正確的是(
)
A.鐵釘?shù)募舛吮晃蛴叶舜盆F B.鐵釘?shù)募舛吮晃蜃蠖舜盆F
C.鐵釘將落下 D.鐵釘被吸得更牢【答案】C
【解析】磁體周圍的磁場分布是不均勻的,磁體的兩端磁性最強,中間磁性最弱,幾乎沒有.鐵釘被吸在磁鐵的一端,當兩磁鐵靠近合并時,兩個磁鐵相當于一個磁鐵,鐵釘所在位置為磁鐵的中間位置,磁性最弱,幾乎為零,所以鐵釘會落下來.3.如圖所示,粗糙的水平桌面上有兩塊相同的磁體甲和乙,它們之間有相互作用力且保持靜止。以下對圖中甲、乙兩塊磁體的磁極和它們的受力情況分析正確的是(
)A.如果甲、乙兩個磁體的左端均為N極,則桌面對甲、乙的
摩擦力方向相同
B.如果甲、乙兩個磁體的左端均為S極,則桌面對甲、乙的摩擦力大小不同
C.如果甲、乙兩個磁體相互吸引,則甲的右端一定為N極,乙的左端一定為S極
D.如果甲、乙兩個磁體相互排斥,則甲的左端可能為N極,此時乙的左端為S極【答案】D
【解析】解:A、如果甲、乙兩個磁體的左端均為N極,則甲磁體的右端為S極,甲磁體與乙磁體互相吸引,桌面對甲的摩擦力的方向向左,桌面對乙的摩擦力方向向右,故A錯誤;
B、如果甲、乙兩個磁體的左端均為S極,則甲磁體的右端為N極,甲磁體與乙磁體互相吸引,甲磁體對乙磁體的吸引力與乙磁體對甲磁體的吸引力是一對相互作用力,大小相等;甲磁體對乙磁體的吸引力與桌面對乙的摩擦力是一對平衡力,大小相等;乙磁體對甲磁體的吸引力與桌面對甲的摩擦力是一對平衡力,大小相等;因此桌面對甲、乙的摩擦力大小相等,故B錯誤;
C、如果甲、乙兩個磁體相互吸引,則甲的右端與乙的左端一定為異名磁極,可能甲的右端為N極,乙的左端為S極,也可能甲的右端為S極,乙的左端為N極,故C錯誤;
D、如果甲、乙兩個磁體相互排斥,則甲的右端與乙的左端一定為同名磁極,可能甲的左端為N極,乙的左端為S極,也可能甲的左端為S極,乙的左端為N極,故D正確。
故選:D。
(1)摩擦力的方向與物體相對運動的方向相反;
(2)相互作用力大小相等,方向相反,作用在同一條直線上,但不作用在同一個物體上;互相平衡的兩個力大小相等,方向相反,作用在同一條直線上,作用在同一個物體上;
(3)(4)同名磁極互相排斥,異名磁極互相吸引。
此題考查了摩擦力的方向、磁極間的相互作用規(guī)律,稍有難度,屬易錯題目。4.如圖所示,在一塊環(huán)形磁鐵上面放兩個瓶蓋,瓶蓋上方水平放置玻璃板,在玻璃板上旋轉(zhuǎn)一個由磁鐵組成的陀螺,用玻璃板將陀螺抬起,然后拿掉瓶蓋和玻璃板,陀螺也可以保持懸空旋轉(zhuǎn)。下列說法正確的是(
)A.陀螺是利用同名磁極相互吸引的原理懸浮的
B.環(huán)形磁鐵對放入其磁場中的陀螺有向上的作用力
C.環(huán)形磁鐵周圍各點的磁場方向都是豎直向上的
D.陀螺周圍不存在磁場,但存在磁感線【答案】B
【解析】解:A、陀螺是利用同名磁極相互排斥的原理懸浮的,故A錯誤;
B、陀螺受到豎直向下的重力,陀螺能懸浮在空中,受到平衡力的作用,此時陀螺受到豎直向上的磁力作用,故B正確;
C、磁場的方向是這樣規(guī)定的:放在磁場中某點的小磁針,靜止時北極所指的方向就是該點的磁場方向,小磁針位置不同,N極的方向不同,說明環(huán)形磁鐵周圍各點的磁場方向是不同的,故C錯誤;
D、陀螺周圍存在磁場,不存在磁感線,磁感線是為了描述磁場的性質(zhì)而引入的假想曲線,故D錯誤。
故選:B。
(1)同名磁極相互排斥,異名磁極相互吸引;
(2)根據(jù)陀螺的受力情況進行分析;
(3)放在磁場中某點的小磁針靜止時北極所指的方向就是該點的磁場方向;
(4)磁場是客觀存在的,具有一定的方向,磁感線是為了描述磁場的性質(zhì)而引入的假想曲線。
本題主要考查了磁極間的相互作用、平衡力、磁場、磁感線,難度不大。5.有三根形狀完全相同的磁體或鐵棒,將它們懸掛在天花板下,如圖所示。已知cd是磁體,由此可以判斷
(
)
A.ab是磁體,ef是鐵棒 B.ab是鐵棒,ef是磁體
C.ab可能是磁體,也可能是鐵棒 D.ef可能是磁體,也可能是鐵棒【答案】C
【解析】異名磁極相互吸引,但并不意味著相互吸引的物體一定都是磁體,還有可能一個物體是磁體,另一個物體是磁性材料。判斷物體是否具有磁性的方法很多,可以根據(jù)磁體的吸鐵性、磁體的指向性、磁極間的相互作用規(guī)律、磁極的磁性最強等來判斷。6.巴克球又名巴基球,是一種直徑約5mm的強磁鐵小球,可隨意組合成各種形狀,是鍛煉抽象思維與放松解壓很好的選擇,下列關(guān)于巴克球的說法正確的是(
)A.巴克球周圍存在磁場,不存在磁感線
B.巴克球?qū)Ψ湃肫浯艌龅膶?dǎo)體一定有力的作用
C.巴克球周圍的磁場分布是均勻的
D.拋向高空的巴克球能落回地面是因為受到地磁場的作用【答案】A
【解析】解:A、巴克球周圍存在磁場,不存在磁感線,磁感線是為了描述磁場的性質(zhì)而引入的假想曲線,故A正確;
B、磁場對通電導(dǎo)體有力的作用,而巴克球?qū)Ψ湃肫浯艌龅膶?dǎo)體不一定有力的作用,故B錯誤;
C、由生活經(jīng)驗可知,靠近巴克球的地方磁場強,離巴克球遠的地方磁場弱,即巴克球周圍存在的磁場分布是不均勻的,故C錯誤;
D、拋向高空的巴克球能落回地面是因為受到重力的作用,故D錯誤。
故選:A。
A、巴克球周圍存在磁場,不存在磁感線,磁感線是為了描述磁場的性質(zhì)而引入的假想曲線。
B、通電導(dǎo)體在磁場中才會受力運動。
C、巴克球是一種磁力超強的小球,其實就是一個磁體,與條形磁鐵類似,據(jù)此可知巴克球周圍的磁場分布。
D、拋向高空的巴克球能落回地面是因為受到重力的作用。
本題主要考查了學(xué)生對磁性、磁場、磁感線等基本概念的理解與判斷,難度不大7.人類最早的磁化技術(shù)出現(xiàn)在我國宋代。據(jù)《武經(jīng)總要》記載,如圖所示,古人先將魚形鐵燒紅,令鐵魚頭尾指向南北,然后將其放入水中冷卻,依靠地磁場獲得磁性,再將其放入水中漂浮,制成指南魚,圖中是它靜止時的指向。下列判斷正確的是(
)A.魚形鐵不能被磁體吸引 B.指南魚周圍存在磁感線
C.指南魚魚頭應(yīng)標注“N” D.指南魚的腹部磁性最強【答案】C
【解析】解:A、磁性是指能夠吸引鐵、鈷、鎳等物質(zhì)的性質(zhì);魚形鐵是用鐵制成的,能被磁體吸引,故A錯誤;
B、指南魚被磁化后,周圍存在磁場,而磁感線實際不存在,是為了描述磁場的分布假想的曲線,故B錯誤;
C、地磁場的南極在地球的北極附近,地磁場的北極在地球的南極附近,如圖所示,指南魚魚頭指向北方,根據(jù)異名磁極相互吸引,指南魚魚頭應(yīng)標注“N”,故C正確;
D、指南魚是一個磁體,兩個磁極位置的磁性最強,中間最弱,故D錯誤。
故選:C。
(1)磁性是指能夠吸引鐵、鈷、鎳等物質(zhì)的性質(zhì),不是所有物體都能被吸引;
(2)磁感線實際不存在,是為了描述磁場的分布假想的曲線;
(3)異名磁極相互吸引;
(4)磁極位置磁性最強,中間位置磁性最弱。
本題考查了指南魚和地磁場的有關(guān)知識,屬于識記性知識,將課本內(nèi)容記憶清楚是關(guān)鍵。8.直線電流周圍磁場的磁感線分布和磁場方向的判定方法如圖所示。將一枚轉(zhuǎn)動靈活的小磁針放在水平放置的直導(dǎo)線正下方,直導(dǎo)線通電的瞬間(
)
A.若電流方向從南向北,則小磁針順時針偏轉(zhuǎn) B.若電流方向從北向南,則小磁針逆時針偏轉(zhuǎn)
C.若電流方向從東向西,則小磁針不發(fā)生偏轉(zhuǎn) D.若電流方向從西向東,則小磁針不發(fā)生偏轉(zhuǎn)【答案】D
【解析】解:由圖知,判斷通電直導(dǎo)線周圍磁場方向用到了右手螺旋定則,即:用右手握住直導(dǎo)線,使大拇指指向電流的方向,則四指環(huán)繞的方向就是通電直導(dǎo)線周圍的磁場方向;
A、若電流方向從南向北,如下圖(即圖中電流從左到右),根據(jù)上面的方法可知,通電直導(dǎo)線下面的磁場指向紙的里面,而紙的里面是西,則小磁針的N極指向也指向西面(如圖中紅色磁針),小磁針的N極原來指向北面(如圖中藍色磁針),所以,小磁針從北往西轉(zhuǎn)動,俯視時,會發(fā)現(xiàn)小磁針逆時針轉(zhuǎn)動,故A錯誤。
B、若電流方向從北向南,即下圖中電流從左到右,根據(jù)上面的方法可知,通電直導(dǎo)線下面的磁場指向紙的里面,紙的里面是東,小磁針N極指向也指向東面(如圖中紅色磁針),小磁針的N極原來指向北面(如圖中藍色磁針),所以,小磁針從北往東轉(zhuǎn)動,俯視時,會發(fā)現(xiàn)小磁針順時針轉(zhuǎn)動。故B錯誤。
C、若電流方向從東向西,即下圖中電流從左到右,通電直導(dǎo)線下面的磁場指向紙的里面,紙的里面是南,小磁針N極指向也指向南面如圖中紅色磁針,小磁針原來指向北面如圖中藍色磁針,所以小磁針會轉(zhuǎn)動到相反的方向,故C錯誤。
D、若電流方向從西向東,即下圖中電流從左到右,通電直導(dǎo)線下面的磁場指向紙的里面,紙的里面是北,小磁針N極指向也指向北面如圖藍色磁針,小磁針原來指向北面(如圖藍色磁針),所以小磁針不轉(zhuǎn)動。故D正確。
故選:D。
由圖知,判斷通電直導(dǎo)線周圍磁場方向用到了右手螺旋定則,即:用右手握住直導(dǎo)線,使大拇指指向電流的方向,則四指環(huán)繞的方向就是通電直導(dǎo)線周圍的磁場方向;
則可知:水平放置的通電直導(dǎo)線,當電流從左到右時,在通電直導(dǎo)線的下面的磁場是垂直指向紙的里面,通電直導(dǎo)線下面放小磁針,小磁針的N極指向和磁場方向相同。由小磁針原來指向北面到現(xiàn)在的位置,判斷小磁針的轉(zhuǎn)動方向。
這屬于材料題目,根據(jù)題干中給定的結(jié)論進行解題,很考查學(xué)生的能力,考查學(xué)生的應(yīng)用能力和地理知識。屬于學(xué)科間綜合。這也是拉分的習題類型。9.如圖,閉合開關(guān)S,磁鐵及彈簧在圖中位置靜止。當滑動變阻器的滑片P向A端移動時(
)A.電磁鐵磁性增強,彈簧長度增加 B.電磁鐵磁性增強,彈簧長度減小
C.電磁鐵磁性減弱,彈簧長度增加 D.電磁鐵磁性減弱,彈簧長度減小【答案】C
【解析】解:由圖知,電流由螺線管的下端流入、上端流出,根據(jù)安培定則可得,螺線管的上端為N極,下端為S極;
若將變阻器的滑片P向左移動,滑動變阻器接入電路的電阻變大,所以電路中的電流變小,通電螺線管的磁性減弱;故對鐵塊的排斥力減小,即彈簧長度應(yīng)變大,故C正確,ABD錯誤。
故選:C。
(1)由電源的正負極可知電流方向,則由右手螺旋定則可知螺線管的磁極;
(2)當滑動變阻器的滑片向左移動時,可知滑動變阻器的接入電阻變化,則由歐姆定律可知電流的變化,則可知螺線管磁性強弱的變化,根據(jù)螺線管的磁性變化以及磁鐵的性質(zhì)判斷彈簧長度的變化。
本題將電路知識及磁場知識結(jié)合在一起考查了學(xué)生綜合分析的能力,要求學(xué)生能靈活運用所學(xué)知識進行綜合分析從而找出正確答案。10.電梯為居民上下樓帶來很大的便利,出于安全考慮,電梯設(shè)置了超載自動報警系統(tǒng),其工作原理如圖所示,梯底層裝有壓敏電阻R1,R2為保護電阻,K為動觸點,A、B為靜觸點,當出現(xiàn)超載情況時,電鈴將發(fā)出報聲,電梯停止運行,下列說法正確的是(
)A.電梯工作時電磁鐵的下端為N端 B.電磁鐵磁性的強弱與電流的大小無關(guān)
C.電梯未超載時動觸點K與靜觸點B接觸 D.電梯超載時報警說明壓敏電阻的阻值隨壓力增大而減小【答案】D
【解析】解:A、工作時,電流從電磁鐵的下面導(dǎo)線流入,利用安培定則判斷出電磁鐵的上端為N極,下端為S極,故A錯誤;
B、電磁鐵磁性的強弱與電流的大小有關(guān),故B錯誤;
C、正常情況下(未超載時),銜鐵被彈簧拉起,K與靜觸點A接觸,故C錯誤;
D、電梯超載時報警,說明電鈴的電路接通,此時銜鐵被吸下,這說明通過電磁鐵的電流變大,根據(jù)歐姆定律可知,壓敏電阻的阻值減小,所以壓敏電阻的阻值隨壓力增大而減小,故D正確;
故選:D。
(1)知道電流的方向,根據(jù)安培定則判斷出電磁鐵的N、S極;
(2)電磁鐵是根據(jù)電流的磁效應(yīng)制成的;電磁鐵的磁性強弱和電流大小、線圈匝數(shù)多少有關(guān);
(3)正常情況下(未超載時),銜鐵被彈簧拉起,K與靜觸點A接觸。
(4)R1二、填空題11.如圖所示為電磁選礦機的示意圖,漏斗M中裝的是礦石,電磁鐵固定在轉(zhuǎn)筒內(nèi),當?shù)V石從漏斗經(jīng)轉(zhuǎn)筒落入A、B兩容器時,落入A中的是______落入B中的是______,(選填“鐵磁性物質(zhì)”或“非鐵磁性物質(zhì)”).其原因是______。
【答案】非鐵磁性物質(zhì)
鐵磁性物質(zhì)
磁鐵能夠吸引鐵磁性物質(zhì)
【解析】解:如圖所示是電磁選礦機的示意圖,其中M為礦石,轉(zhuǎn)筒內(nèi)有電磁鐵,即由于電磁鐵能吸引鐵磁性物質(zhì),故落入B中的是鐵礦石,而非鐵礦石在重力的作用下,在A處就下落。
故答案為:非鐵磁性物質(zhì);鐵磁性物質(zhì);磁鐵能夠吸引鐵磁性物質(zhì)。
電磁鐵具有磁性,可以吸引鐵,電磁選礦的原理是利用磁鐵能吸引鐵的性質(zhì)。
本題主要考查學(xué)生對:電磁鐵的應(yīng)用,以及電磁選礦機的原理。是一道基礎(chǔ)題。12.用橡皮和大頭針制作底座,把兩根縫衣針磁化后,穿過按扣的兩個孔,放在底座的針尖上,制成一個指南針。指南針能指南北是因為受到
的作用;若靜止時針尖指向南方,則針尖是指南針的
極;此實驗中縫衣針所用的材料最好是
(填“鋁”、“鋼”或“銅”)?!敬鸢浮康卮艌?/p>
S
鋼
【解析】解:指南針能指南北是因為受到地磁場的作用;若靜止時針尖指向南方,則針尖是指南針的S極;此實驗中縫衣針所用的材料最好是鋼,因為鋁和銅都不能被磁化。
故答案為:地磁場;S;鋼。
(1)指南針指示南北是因為受到地磁場的作用。
(2)鋼容易被磁化,且能長時間保持磁性。
知道指南針指示南北是因為受到地磁場的作用。13.如圖所示,重為G的小鐵塊在水平方向力F的作用下,沿條形磁鐵粗糙的表面從N極緩慢滑到S極,在此過程中F大小變化情況是__________。
【答案】先減小后增大。
【解析】【分析】(1)條形磁體的兩端磁性最強,中間磁性最弱;(2)磁鐵的兩極磁性最強,鐵塊在兩端時,受到磁鐵的作用較大,中間磁性最弱,鐵塊受到磁鐵的作用較小。本題考查了磁體上磁性強弱的分布,屬于基礎(chǔ)知識的考查,相對比較簡單?!窘獯稹啃¤F塊在左端時,受到N極的引力較大,鐵塊對磁鐵的壓力較大;越靠近中間,磁性減弱,磁鐵對鐵塊的作用減小,鐵塊對磁鐵的壓力減??;靠近S極,磁性增強,引力增大,鐵塊對磁鐵的壓力較大。故答案為:先減小后增大。14.如圖為一種橢球體磁鐵,該磁鐵磁性最強的部位在哪里呢?小明認為在磁鐵的兩端。為了驗證自己的猜想,他做了如下的實驗:
步驟1:將兩個磁鐵如甲圖放置,手拿住上面的磁鐵,將下面磁鐵的兩端分別接觸上面磁鐵的下端,下面磁鐵均掉落。
步驟2:將兩個磁鐵如圖乙放置,手拿住上面的磁鐵,下面的磁鐵不會掉落。
(1)根據(jù)小明的實驗,可判斷出小明的猜想是______(選填“正確”或“錯誤”)的。
(2)要確定該磁鐵磁性最強的部位,你的實驗方案是______?!敬鸢浮垮e誤
用該磁鐵吸引鐵屑,吸引鐵屑最多的部位就是磁性最強的部位
【解析】解:(1)按步驟1操作,如果磁極在兩端(磁極的磁性最強),做兩次實驗,總有一次是吸引的,兩次都不吸引,說明磁鐵兩端的磁性比較弱,所以磁極不在兩端;按步驟2操作,下面的磁鐵不會掉落(可以吸引),說明磁極在側(cè)面,則小明的猜想是錯誤的;
(2)磁體上磁性最強的部分是磁極,為了更直觀的確定磁鐵磁性強弱,方法是:用該磁鐵吸引鐵屑,吸引鐵屑最多的部位就是磁性最強的部位。
故答案為:
(1)錯誤;
(2)用該磁鐵吸引鐵屑,吸引鐵屑最多的部位就是磁性最強的部位。
磁體上磁性最強的部叫磁極,每個磁體有兩個磁極,磁極間的相互作用規(guī)律是同名磁極相排斥,異名磁極相吸引。
本題是對磁體基本知識的應(yīng)用判斷,磁體上磁性最強的部分叫磁極,同名磁極相排斥,異名磁極相吸引。15.某省科技館展出的磁動輪是根據(jù)異名磁極相互吸引的原理制成的,每個輪的邊緣裝有12個側(cè)放的柱形磁體,如圖所示。當推動A輪轉(zhuǎn)動時,其他3個輪會隨之轉(zhuǎn)動。若A輪磁體外側(cè)是N極,則C輪磁體外側(cè)是
極。如果A輪順時針轉(zhuǎn)動,C輪將
時針轉(zhuǎn)動,D輪將
(均選填“順”或“逆”)時針轉(zhuǎn)動。
【答案】S逆順【解析】解析
該磁動輪的工作原理是:異名磁極相互吸引。若A輪磁體外側(cè)是N極,那么C輪的外側(cè)必然是S極。你可以假設(shè)A的最上端那一點為a,那么它對應(yīng)C上最下端的一點b,當A順時針轉(zhuǎn)動,那么a點會偏離至A輪軸線的右側(cè),此時a會吸引b也偏離至C輪軸線的右側(cè),那么C就是逆時針轉(zhuǎn)動,同理,D是順時針轉(zhuǎn)動。16.桌面上放有一定量的鐵屑,現(xiàn)將兩根完全相同的條形磁體A的N極和條形磁體B的S極放置在靠近鐵屑的上方,吸附一定量的鐵屑,如圖甲所示。若將吸附有鐵屑的兩極靠在一起,則吸附在連接處的鐵屑會
(選填“增加”“不變”或“減少”)。如圖乙所示,將一根長度略大于兩磁體間距的軟鐵棒,輕輕擱在兩磁體上,則被吸附的鐵屑會
(選填“增加”“不變”或“減少”)。
【答案】減少
減少【解析】略17.如圖甲所示是生活中常用來固定房門的門吸,它由磁體和金屬兩部分組成,該金屬能被磁體吸引,是因為可能含有
(選填“銀”“鐵”或“鋅”)。若在B點放置一個可自由轉(zhuǎn)動的小磁針,則小磁針靜止時,其N極指向
(選填“P”或“Q”)處?!敬鸢浮胯F
Q
【解析】解:生活中常用來固定房門的門吸,它由磁體和金屬兩部分組成,該金屬能被磁體吸引,是因為可能含有鐵。若在B點放置一個可自由轉(zhuǎn)動的小磁針,則小磁針靜止時,其N極指向該點的磁場方向,即Q處。
故答案為:鐵;Q。
(1)磁體能夠吸引鐵、鈷、鎳等磁性材料。
(2)磁場方向的規(guī)定:在磁場中的某點磁場方向與放在該處的小磁針N極所指的方向一致。
知道磁場方向的規(guī)定;知道磁體的基本性質(zhì)。18.磁場具有能量,磁場中單位體積所具有的能量叫磁能量密度,其值為B22u,式中B是描述磁場強弱的物理量,u為常數(shù),為了近似地測量條形磁鐵端面附近的B,王華用一根端面面積為A的條形磁鐵吸住相同面積的鐵片P,再用力將鐵片拉開微小的距離ΔL,并測出拉力的值為F,如圖所示。因為F所做的功等于ΔL間隙中磁場的能量,則B=
?!敬鸢浮?uF【解析】解:在用力將鐵片與磁鐵拉開一段微小距離ΔL的過程中,拉力F可認為不變,因此F所做的功為:W=F?ΔL;
以ω表示間隙中磁場的能量密度,由題給條件ω=B22u,根據(jù)磁能量密度的定義可得:
ΔL間隙中磁場的能量E=ωV=B22u?A?ΔL;
由題意可知:F所做的功等于ΔL間隙中磁場的能量,即W=E;
∴F?ΔL=B22u?A?ΔL
解得:B=2uF19.兩根平行導(dǎo)線通電后,會出現(xiàn)如圖甲所示的現(xiàn)象(圖中實線、虛線分別表示通電前、后的情況)。請由此推斷:在圖乙所示的電路中,當開關(guān)S閉合時,螺線管的長度會________(選填“變長”或“變短”)。你判斷的依據(jù)是:_________________________________。
【答案】變短;螺線管上由于相鄰導(dǎo)線中電流方向都相同,相互吸引,故變短
【解析】【分析】
本題考查了電流的磁場、磁場對電流的作用,看似復(fù)雜,仔細審題,是可以用初中所學(xué)知識解決的,要求靈活運用所學(xué)知識。
奧斯特實驗向人們揭示:通電導(dǎo)線周圍存在磁場,磁場方向與導(dǎo)線中的電流方向有關(guān),由甲圖可知當兩根平行導(dǎo)線中的電流方向相同時,兩根導(dǎo)線所受磁場力會使導(dǎo)線吸引到一起,據(jù)此分析螺線管中各匝線圈間的受力情況可解答本題。
仔細觀察兩根平行導(dǎo)線通電前后它們之間的距離可分析出導(dǎo)線相互作用規(guī)律。
【解答】
根據(jù)圖甲所示的現(xiàn)象(圖中實線、虛線分別表示通電前、后的情況)可知,同向電流相互吸引,異向電流相互排斥;故當開關(guān)S閉合時,螺線管上由于相鄰導(dǎo)線中電流方向都相同,相互吸引,故螺線管的長度會變短。
故答案為:變短;螺線管上由于相鄰導(dǎo)線中電流方向都相同,相互吸引,故變短。20.如圖所示,在螺線管的兩端各放一個小磁針,并在硬紙板上均勻地撒上鐵屑,通電后觀察小磁針的指向,敲擊紙板,觀察鐵屑的排列情況,與
磁體周圍鐵屑的排列情況進行比較,會發(fā)現(xiàn)兩者非常相似,通電螺線管的兩端相當于
磁體的兩極,它的極性可以用小磁針的指向來確定。當改變電流方向時,發(fā)現(xiàn)通電螺線管的南北極正好對調(diào),說明
?!敬鸢浮織l形
條形
通電螺線管兩端的極性與電流方向有關(guān)
【解析】解:通電螺線管周圍的鐵屑分布與條形磁體類似,所以通電螺線管外部磁場與條形磁體相似,通電螺線管的兩端相當于條形磁體的兩極;
改變螺線管中的電流方向,發(fā)現(xiàn)通電螺線管的南北極正好對調(diào),可知通電螺線管兩端的極性與通電螺線管中的電流方向有關(guān)。
故答案為:條形;條形;通電螺線管兩端的極性與電流方向有關(guān)。
(1)通電螺線管外部的磁場與條形磁體相似;
(2)改變通電螺線管中的電流方向,發(fā)現(xiàn)通電螺線管的南北極發(fā)生了改變,據(jù)此得出結(jié)論。
此題考查了通電螺線管的磁場特點,難度不大,屬基礎(chǔ)題目。21.某飲水機具有恒溫功能,其內(nèi)部簡化電路如圖所示(R1、R2均為加熱電阻),閉合S,電磁鐵上端為
(選填“N”或“S”)極;而當溫控區(qū)溫度達到60℃時,通過溫度傳感器與電磁鐵共同作用,使飲水機進入保溫狀態(tài),此時電磁鐵銜鐵應(yīng)與
(選填“a”或“b”)觸點接觸;已知R1:R2=1:2,若加熱和保溫產(chǎn)生相等的熱量,則所需時間之比t加水:【答案】N
a
1:3
【解析】解:由圖可知控制電路中的電流是從電磁鐵的下端流入、上端流出,由安培定則可知,電磁鐵上端為N極,下端為S極;
由電路圖可知,銜鐵接b觸點位置時,只有電阻R1接入電路,此時電路中電阻最小,電源電壓U一定,由P=U2R可知,此時電路的功率最大,飲水機處于加熱狀態(tài);
當銜鐵接a觸點位置時,R1、R2串聯(lián),電路中總電阻最大,此時電路的總功率最小,飲水機處于保溫狀態(tài);
已知R1:R2=1:2,
若加熱和保溫產(chǎn)生相等的熱量,即Q1=Q2=Q,
飲水機處于加熱狀態(tài)時產(chǎn)生的熱量為:
Q1=U2R1t加熱,
則:t加熱=Q1U2R1,
飲水機處于保溫狀態(tài)時產(chǎn)生的熱量為:
Q2=U2R1+R2t保溫,
則:t保溫=Q三、作圖題22.如圖所示,根據(jù)小磁針靜止時的指向(小磁針被涂黑端為N極),標出U形磁體的N、S磁極和磁感線的方向?!敬鸢浮拷猓?1)小磁針的N極靠近蹄形磁鐵的下端,所以蹄形磁鐵的下端為S極,則其上端為N極;
(2)在磁體的周圍磁感線從磁體的N極出發(fā)回到S極,因此蹄形磁鐵周圍磁感線的方向是向下的。答案如下圖所示:
。
【解析】(1)磁極間的作用規(guī)律:同名磁極相互排斥,異名磁極相互吸引。因此當磁體周圍的小磁針自由靜止時,相互靠近的兩端一定是異名磁極。
(2)在磁體的周圍磁感線從磁體的N極出發(fā)回到S極。
(1)此題考查了磁極間的作用規(guī)律、磁感線的特點。
(2)在此題中,涉及到磁感線的方向、磁體的NS極、小磁針的NS極,只要知道其中的一個,就可以確定另外兩個。23.請畫出地磁場兩極和小磁針的S極?!敬鸢浮拷猓河蓤D知,上方是地理北極,所以是地磁南極,也就是S極,下端為地磁北極,也就是N極;
由于同名磁極相互排斥,異名磁極相互吸引,所以小磁針的上端是N極,下端是S極。如圖所示:
【解析】地球本身是一個大磁體,地磁北極在地理南極附近,地磁南極在地理北極附近。
同名磁極相互排斥,異名磁極相互吸引。
此題考查了地磁場的方向和磁極間相互作用,是一道基礎(chǔ)題,注意地磁兩極與地理兩極的區(qū)別。24.如圖甲所示是一個磁懸浮地球儀以及其內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。請在圖乙中的兩個虛線框內(nèi)分別標出通電螺線管的磁極以及電源的“+”極或“-”極。
【答案】解:已知條形磁體上端為N極,則下端為S極,根據(jù)同名磁極相互排斥,可知,電磁鐵的上端為S極,下端為N極。根據(jù)安培定則,伸出右手使大拇指指向電磁鐵的N極(電磁鐵的下端),則四指彎曲所指的方向為電流的方向,電流從螺線管的下端流入,所以電源的下端為正極,如圖所示:
。
【解析】根據(jù)同名磁極相互排斥確定螺線管上面的極性,最后根據(jù)安培定則確定電流的方向;從而確定電源的正負極。
磁極間的相互作用規(guī)律與安培定則相結(jié)合是電磁學(xué)方面的常見題型,明確磁懸浮地球儀的工作原理是解答此題的關(guān)鍵。25.大棚栽種蔬菜需要嚴格控制溫度,為了幫助菜農(nóng)進行蔬菜育苗播種工作,小明咨詢了相關(guān)農(nóng)業(yè)技術(shù)專家,設(shè)計了大棚栽種蔬菜的溫度自動報警器電路。棚內(nèi)溫度正常時“溫控開關(guān)”處于斷開狀態(tài),綠燈亮;棚內(nèi)溫度不正常時“溫控開關(guān)”處于閉合狀態(tài),電磁鐵通電工作,電鈴響、紅燈亮。小明使用中發(fā)現(xiàn)電鈴和紅燈只要拆卸掉任意一個,另一個也“沒有電”。請你在圖中畫幾匝電磁鐵的繞線并將綠燈、紅燈、電鈴接入電路?!敬鸢浮拷猓?1)先把電磁鐵的線圈連接好,導(dǎo)線都在螺線管的同側(cè),繞螺線管時一端在螺線管的上面繞,一端從螺線管的下面繞如圖。
(2)棚內(nèi)溫度正常時“溫控開關(guān)”處于斷開狀態(tài),電磁繼電器斷電,銜鐵被彈簧拉起,動觸頭和上面的靜觸頭接通,綠燈電路工作,所以綠燈、電源、動觸頭和上面靜觸頭構(gòu)成通路,連接如圖。
(3)棚內(nèi)溫度不正常時“溫控開關(guān)”處于閉合狀態(tài),電磁鐵通電工作,電磁鐵具有磁性,說明電源、銜鐵、電磁鐵連成一個通路。
(4)電鈴和紅燈只要拆卸掉任意一個,另一個也“沒有電”,說明兩者是串聯(lián)的,首先把紅燈和電鈴串聯(lián)起來。
棚內(nèi)溫度不正常時“溫控開關(guān)”處于閉合狀態(tài),電磁鐵通電工作,電磁鐵具有磁性吸引銜鐵,動觸頭和下面的靜觸頭接通,電源、紅燈、電鈴、動觸頭、下面靜觸頭組成一個通路,如下所示:
【解析】電磁繼電器斷電時銜鐵被彈簧拉起,動觸頭和上面的靜觸頭接通,綠燈電路工作,所以綠燈和電源構(gòu)成通路。
電磁繼電器通電時電磁鐵具有磁性,動觸頭和下面的靜觸頭接通,紅燈和電鈴電路工作,所以紅燈、電鈴和電源構(gòu)成通路,電鈴和紅燈只要拆卸掉任意一個,另一個也“沒有電”,說明兩者是串聯(lián)的。
對于電磁繼電器的問題一定要分清哪是控制電路,哪是工作電路,有幾個工作電路,電磁鐵有磁性時哪個電路工作,電磁鐵無電流時哪個電路工作。四、實驗探究題26.在物理學(xué)中,磁感應(yīng)強度(用字母B表示,國際單位是特斯拉,符號是T)表示磁場的強弱,磁感應(yīng)強度B越大,磁場越強;磁感線形象、直觀描述磁場,磁感線越密,磁場越強。
(1)圖1為某磁極附近磁感線的方向和分布的示意圖。由圖可知,該磁極為
極,若在1處放置一個小磁針,當小磁針靜止時,其指向應(yīng)是圖2中的
。
(2)如果電阻的大小隨磁場的強弱變化而變化,則這種電阻叫磁敏電阻。某磁敏電阻R的阻值隨磁感應(yīng)強度B變化的圖象如圖3所示,根據(jù)圖線可知,磁敏電阻的阻值隨磁感應(yīng)強度B的增大而
。
(3)利用該磁敏電阻的R-B特性曲線可以測量圖1磁場中各處的磁感應(yīng)強度。123U/V1.503.004.50I/mA3.006.009.00①將該磁敏電阻R放置在磁場中的位置1處。吳力設(shè)計了一個可以測量該磁敏電阻R的電路,所提供的實驗器材如圖4所示,其中磁敏電阻所處的磁場未畫出,實驗電路連接如圖所示。
②正確接線后,測得的數(shù)據(jù)如表所示。該磁敏電阻的測量值為
Ω。
③根據(jù)該磁敏電阻的R-B特性曲線可知,1處的磁感應(yīng)強度為
T。
④在實驗過程中,僅將磁敏電阻從1處移至2處,其它條件不變,那么電流表的示數(shù)
,電壓表的示數(shù)
。(填“增大”、“減小”或“不變”)
(4)就現(xiàn)有的實驗器材和電路,請?zhí)岢鲆粋€有意義的可供探究的物理問題:
。
(5)在上述電路中,將該磁敏電阻從待測磁場中移出,閉合開關(guān),移動滑動變阻器的滑片,當電流表的示數(shù)為10.0mA時,求滑動變阻器接入電路的阻值
Ω,設(shè)電源電壓為5.50V?!敬鸢浮縉
甲
增大
500
1.0
增大
減小
磁敏電阻的阻值與磁場方向是否有關(guān)
450
【解析】解:(1)在磁鐵的周圍,磁感線從磁體的N極出來回到S極,由此可知該磁極是N極。放在1位置的小磁針,靠近磁體的N極,由于異名磁極相互吸引,所以該磁針靜止時,其S極向左N極向右。故甲圖正確。
(2)根據(jù)圖4所示的磁敏電阻R的阻值隨磁感應(yīng)強度B變化的圖象可知,磁敏電阻的阻值隨磁感應(yīng)強度B的增大而增大。
(3)②由表中數(shù)據(jù)知,當在磁敏電阻兩端加的電壓U為1.50V時,通過磁敏電阻的電流I為3.00mA,即:3×10-3A,
所以磁敏電阻的阻值R=UI=1.5V3×10-3A=500Ω,
③根據(jù)圖4所示的磁敏電阻R的阻值隨磁感應(yīng)強度B變化的圖象可知,磁敏電阻的阻值為500Ω時,對應(yīng)的磁感應(yīng)強度為1.0T。
④在實驗過程中,僅將磁敏電阻從1處移至2處,磁感線變稀,磁敏電阻所在磁場處的磁性減弱,所以磁敏電阻的阻值變小,其它條件不變,電路中電阻變小,由歐姆定律可得電路中電流變大,故電流表示數(shù)增大;由U=IR知,滑動變阻器分得電壓變大,所以磁敏電阻分得電壓減??;
(4)磁場有強弱,磁敏電阻與磁場強弱有關(guān),磁場是有方向的,由此可猜想磁敏電阻與磁場方向是否有關(guān)?所以可以探究磁敏電阻的阻值與磁場方向是否有關(guān)。
(5)由歐姆定律可得,將該磁敏電阻從待測磁場中移出,磁敏電阻所在處磁感應(yīng)強度為0,由圖3知此時磁敏電阻的阻值R'=100Ω,
電流表的示數(shù)為10.0mA時電路的總電阻:
R總=UI'=5.50V10.0×10-3A=550Ω,
所以滑動變阻器此時連入電路的阻值:
R滑=R總-R'=550Ω-100Ω=450Ω。
故答案為:(1)N;甲;(2)增大;(3)②500;③1.0;
④增大;減?。?4)磁敏電阻的阻值與磁場方向是否有關(guān);(5)450。
(1)利用磁極間的作用規(guī)律可以確定在1處放置的小磁針靜止時的指向。
27.圖1是小華為學(xué)校設(shè)計的樓道照明系統(tǒng)自動控制裝置,已知控制電路電壓U恒為6?V,電磁繼電器線圈電阻R1為20?Ω,R2為光敏電阻,其阻值隨光照強度的增大而減?。畧D中AC可繞O點轉(zhuǎn)動,OA長為0.5?cm,OB長為1?cm,AC(1)閉合控制電路中開關(guān)S,電磁鐵上端為_________極.(2)為了實現(xiàn)光照減弱時,受控電路接通,燈L發(fā)光,圖中導(dǎo)線M應(yīng)接_________(填“觸點1”或“觸點2”).(3)電磁鐵對銜鐵的吸引力F等效集中作用在B點,吸引力F與控制電路中電流I的關(guān)系如圖2所示,當銜鐵剛好被吸下時,彈簧對A點的拉力為2.4?N,則此時光敏電阻R2的阻值為_________Ω.【答案】S
觸點1
230
【解析】解:(1)閉合控制電路中開關(guān)S,由右手螺旋法則,電磁鐵下端為N極,電磁鐵上端為S極;
(2)光照減弱時,光敏電阻變大,由歐姆定律,控制電路的電流變小,電磁鐵磁性變?nèi)?,C與觸點1連通,要求燈L發(fā)光,圖中導(dǎo)線M應(yīng)接觸點1;
(3)電磁鐵對銜鐵的吸引力F等效集中作用在B點,吸引力F與控制電路中電流I的關(guān)系如圖所示,當銜鐵剛好被吸下時,彈簧對A點的拉力為2.4N,根據(jù)杠桿的平衡條件:
FA×OA=FB×OB,
FB=OA×FAOB=12×2.4N=1.2N,
由圖2知,吸引力F與控制電路中電流I成正比,故當引力為1.2N時,對應(yīng)的電流大小為:
I=1.2N2N×40mA=24mA
根據(jù)串聯(lián)電路的規(guī)律及歐姆定律,光敏電阻:
R2=UI-R1=6V0.024A-20Ω=230Ω。
故答案為:(1)S應(yīng)用探究樂園應(yīng)用探究樂園28.圖1是自動注水噴灑循環(huán)工作裝置示意圖:可繞O點自由轉(zhuǎn)動的輕質(zhì)杠桿A端通過輕繩懸掛一圓柱體,B端固定一輕質(zhì)三角支架,支架與固定不動的壓力敏感電阻RF保持水平接觸擠壓,杠桿保持水平平衡。已知OA:OB=1:4,圓柱體的底面積為0.01m2,高度為2m,質(zhì)量為16kg,圓柱體底面到水箱底部的距離為0.2m,圓柱體水箱的底面積S=0.41m2,水箱高度足夠;閉合S1和S2,當電磁鐵線圈中的電流I≥0.2A時,吸引銜鐵K,噴灑系統(tǒng)將水箱中的水抽出,向外噴灑;當電磁鐵線圈中的電流I≤0.12A時,釋放銜鐵K,注水系統(tǒng)向水箱中注水,線圈電阻不計;電壓U=6V,電阻箱R調(diào)至某一阻值;RF的阻值與支架所施加壓力F的關(guān)系圖線如圖2所示,g取10N/kg。
(1)從如圖1所示的水位開始注水,隨著水位上升,圓柱體受到的浮力將______,電磁鐵的磁性______(以上兩空均選填“增大”或“減小”)。
(2)已知水箱內(nèi)的初始水位即為所設(shè)定的最低水位0.4m(如圖1);注水系統(tǒng)正常工作時,其功率100W,每秒鐘給水箱注水量恒為0.004m3;噴灑系統(tǒng)正
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