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第十五讲 电和磁专题(含答案)


第十五讲 电和磁专题
第一节 磁现象
1. 磁性:物体能够吸引钢铁、钴、镍一类物质的性质叫磁性。 2. 磁体:具有磁性的物体,叫做磁体。磁体具有吸铁性和指向性。 3. 磁体的指向性: 可以在水平面内自由转动的条形磁体或磁针, 静止后总是一个磁极指南 (叫南极,用 S 表示) ,另一个磁极指北(叫北极,用 N 表示) 。 4. 磁极:磁体上磁性最强的部分叫磁极。

磁体两端的磁性最强,中间的磁性最弱。 无论磁体被摔碎成几块,每一块都有两个磁极。 5. 磁极间的相互作用:异名磁极互相吸引,同名磁极互相排斥。 6. 磁化:磁性材料在磁体或电流的作用下会获得磁性,这种现象叫做磁化。 高温和剧烈震动可以使这些物体的磁性消失。 钢和软铁的磁化:软铁被磁化后,磁性容易消失,称为软磁材料。钢被磁化后,磁性能 长期保持,称为硬磁性材料。所以制造永磁体使用钢,制造电磁铁的铁芯使用软铁。 7. 物体是否具有磁性的判断方法: ① 根据磁体的吸铁性判断。 ② 根据磁体的指向性判断。 ③ 根据磁体相互作用规律判断。 ④ 根据磁极的磁性最强判断。

第二节

磁场

1. 磁场:磁体周围的空间存在着磁场。 磁场看不见、 摸不着, 我们可以根据它所产生的作用来认识它, 这里使用的就是转换法。 2. 磁场的基本性质: 磁场对放入其中的磁体产生磁力的作用。 磁体间的相互作用就是通过 磁场而发生的。 3. 磁场的方向:把小磁针静止时北极所指的方向定位那点磁场的方向。 4. 磁感线: 在磁场中画一些有方向的曲线, 任何一点的曲线方向都跟放在该店的磁针北极 所指的方向一致。这样的曲线叫做磁感线。磁感线上某点的切线方向,就是该点的磁场 方向。 5. 对磁感线的认识: ? 在磁体外部,磁感线都是从磁体的 N 极出发,回到 S 极。在磁体内部正好相反。 ? 磁感线布满磁体周围整个空间,磁感线的疏密表示磁性强弱。 ? 磁感线是假想的闭合曲线,磁感线不是真实存在的(磁场是真实存在的) ,磁感线不交 叉、不重合,磁感线要画成虚线。 ? 用磁感线描述磁场、用光线描述光的传播的方法是模型法。 ? 磁感线立体分布在磁体周围。 6. 磁极受力:在磁场中的某点,北极所受磁力的方向跟该点的磁场方向一致,南极所受磁 力的方向跟该点的磁场方向相反。 7. 典型的磁感线:

8. 9. ? ? ?

磁场的分类:地磁场、电流的磁场(第三节) 地磁场:地球本身是一个巨大的磁体,在地球周围的空间存在着磁场,叫做地磁场。 地磁场的磁感线从地磁北极出发到地磁南极。 小磁针能够指南北是因为受到了地磁场的作用。 我国宋代的沈括首先发现: 地理的两极和地磁的两极并不重合, 地磁北极在地理南极附 近,地磁南极在地理北极附近。

第三节

电生磁

1. 最早发现电流磁效应的科学家是丹麦物理学家奥斯特。 2. 奥斯特实验:如下图所示,将一根导线平行地拉在静止的小磁针的上方(乙图) ,观察 导线通电时(甲图)小磁针是否偏转,改变电流方向(丙图) ,再观察一次。

3. 4.

5. 6.

对比甲图、乙图,可以说明通电导线的周围有磁场; 对比甲图、丙图,可以说明磁场的方向跟电流的方向有关。 通电螺线管的磁场: 通电螺线管外部的磁场方向与条形磁体的磁场相似。 磁极可用安培 定则来判断。 安培定则: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。 螺线管的极性只与电流方向有关,与线圈绕法无关。 安培定则的应用:判断通电螺线管的磁极、根据磁极判断电流方向、根据磁极和电流方 向判断线圈绕法。 典型图:

第四节

电磁铁

1. 电磁铁:插有铁芯的通电螺线管,在有电流通过时有磁性,没有电流时失去磁性,这种 磁体就是电磁铁。 2. 电磁铁的工作原理:电流的磁效应、磁化 3. 影响电磁铁(通电螺线管)磁性强弱的因素:线圈匝数、电流大小、 (是否插入铁芯) 。 电磁铁的电流越大,它的磁性越强;外形相同的螺线管,电流大小相同时,线圈匝数越 多,它的磁性越强。 4. 电磁铁的应用:电磁起重机、电磁继电器、空气开关、磁悬浮列车、电话等。 磁悬浮列车利用了“同名磁极互相排斥”的原理。 5. 电磁铁与永久磁体相比,所具有的优点有: ① 可以改变电流的大小以改变磁性的强弱; ② 可以改变电流方向以改变磁极; ③ 可以通过控制电流的有无来控制磁性的有无。

【经典练习】

一、选择题: 1.下列用电器中,不属于电磁铁的应用是 ( ) (A)电铃 (B)电炉 (C)电磁起重机 (D)电磁继电器 2.以下说法正确的是 ( ) (A)低于 220 伏的电压是安全电压 (B)保险丝应接在火线和零线之间 (C)家庭电路中电流过大的原因之一是用电器的总功率过大 (D)只有人体直接接触火线时才会发生触电事故 3.下列说法中错误的是 ( ) (A)电铃是利用电流的磁效应来工作的 (B)奥斯特实验说明了通电导线周围有磁场 (C)发电机是利用通电线圈在磁场中受力转动的原理制成的 (D)电动机是把电能转化为机械能的装置 4.表演台上,某人声称具有“不怕电”的特异功能。把灯泡接到家庭电路的两根电线上, 灯泡亮。取下灯泡后,他用双手同时抓住这两根电线芯,并让别人用测电笔触其肌肤,众 人 见 氖 管发 光 而瞠 目 结舌 。 对 此同 学 们展 开 讨论 后 形 成以 下 观点 ,其中 错 误的是 ( ) (A)这是伪科学的撞骗行为 (B)此人也许真有不导电的特异功能 (C)此人与大地之间一定有良好的绝缘 (D)他握住的是火线 5.下列四幅图中哪一幅图所示的做法没有违反安全用电的原则 ( )

6.一台电动割草机应该在插头中装上 10 安的保险丝,可是小玲误装了 3 安的保险丝。这台 割草机将 ( ) (A)正常运转 (B)烧断保险丝 (C)割起来快 (D)割起来慢 7.如下图所示的四个实验装置中,用来研究电磁感应现象的是 ( )

8.能使直流电动机转动方向改变的办法是 ( ) (A)改变电流方向的同时改变磁场方向 (B)改变电流方向或改变磁场方向 (C)改变电流的大小或磁场的强弱 (D)电流大小和方向都要改变 9.如右图所示,当滑动变阻器滑片从 a 滑向 b 时,通电螺线管的 磁场将 ( ) (A)不变 (B)减弱 (C)增强 (D)减到零

10. 我们曾用下列方法研究过如下的问题: ①用磁感线描绘空间的磁场 ②用水流来类比电 流 ③通过电灯的发光来认识电流的存在 ④用光线表示光的传播路线 ⑤研究压强 和受力面积的关系时,保持压力的大小不变。 在这些问题的研究过程中,所用方法相 同的是 ( ) (A)②③⑤ (B)①④ (C)②③ (D)①③ 11.如右图所示,可以使电流表 C 指针发生偏转的情况是 ( ) (A)开关断开,导体 ab 竖直向下运动 (B)开关断开,导体 ab 垂直纸面向外运动 (C)开关闭合,导体 ab 竖直向上运动 (D)开关闭合,导体 ab 垂直纸面向纸内运动 12.我国供生产和生活用的交流电,频率是 50 赫,每秒钟电流方向改变次数是 ( ) (A)50 (B)25 (C)200 (D)100 13.家庭电路中的保险丝烧断了,下列原因中不可能的是 ( ) (A)插座中两根线头相碰 (B)电路中接人功率过大的用电器 (C)保险丝太粗了 (D)保险丝太细了 14.圆纸盒里藏放着一个条形磁铁,在盒子周围放置一些小磁针(小磁针涂黑端为 N 极),这 些 小磁针静止时的指向如下图甲所示, 则图乙中能正确反映盒中条形磁铁放置情况的是 ( )

15、如右图所示的装置中弹簧秤下面挂了一铁块,开关 S 初始合在 b 上,现要使弹簧秤读 数减小,下列可行的办法是 ( ) (A)将滑片 P 向右移 (B)改变电流方向 (C)将 S 合在 a 上 (D)把铁芯拔出 16、在右上图中所示的电路中,要使螺线管 显示 最强磁性,电键 S, 、S2 的连接状态应是( ) (A)S1 接 l,S2 接 3 (B)S1 接 2,S2 接 4 (C)S1 接 1,S2 接 4 (D)S1 接 2,S2 接 3 17、如右图所示是火警自动报警原理图。发生火警时,将会发生下列变化:(a)温度升高使 双层金属片弯曲;(b)接通触点使工作电路中有电流通过;(c)电磁铁有磁性;(d)衔铁被吸 下;(e)接通触点使控制电路中有电流通过;(f)电灯亮、电铃响,发出警报。这些变化的 正确顺序是 ( ) (A)a、b、c、d、e、f (B)a、e、c、d、b、f (C)a、b、d、c、e、f (D)a、e、d、c、b、 f 18.如右图所示,火线和零线均完好,但 S 闭合后灯不亮,用测电笔测试图中 a、b、c、d、 e、f 各点,结果只有 a 点能使测电笔氖管发光,则故障是 ( )

(A)ab 间电线断路 (B)cd 间电线断路 (C)ef 间电线断路 (D)灯泡的灯丝断了 19.关于闭合电路的一部分导体,在磁场中运动产生感生 电流的说法,正确的是 ( ) (A)做任何运动时,都会有感生电流 (B)与磁体相对运动时,一定有感生电流 (C)沿磁感线运动时,一定有感生电流 (D)切割磁感线运动时,一定有感生电流 20.某兴趣小组练习安装照明电路,接通电源之前,教师将火线上的保险丝取下,把一个额 定电压为 220 伏的灯泡作为检验灯泡, 连接在原来安装保险丝的位置, 同时要求同学将电 路中所有的开关都断开,用这种方法可以检查电路中是否有短路,则在接通电源后,下列 说法中正确的是 ( ) (A)若检验灯泡正确发光,表明电路连接无误 (B)若检验灯泡不亮,但将某一电灯的开关闭合后,检验灯泡正常发光,表明这盏电灯所 在的支路上发生短路 (C)若检验灯泡不亮,但将某一电灯的开关闭合。这盏电灯和检验灯泡都能发光,只是亮 度不够,这表明电路中出现了短路现象 (D)不论将电路中电灯的开关断开或闭合,检验灯泡均不发光,这表明电路中有短路 二、填空题: 21. 如下图所示, 将磁铁的两极分别靠近小磁针某一磁极时, 原来静止的小磁针均发生偏转, 该实验表明了_________________________.

22.地球是一个巨大的磁体,如右上图所示,它的 磁 场 方 向 是 ________, 磁针指南北,是因为受到______________的作用。 23.电话的基本原理是:人对着话筒说话,话筒把_________转化成____________;电流流 经听筒,听筒又把它转化成振动,使人听到了声音。 24.一个处在均匀磁场中的矩形闭合线圈,绕通过它的一组对边的中点的轴转动,轴与磁感 线方向平行, 则在该闭合线圈中__________感应电流产生; 如将轴改成与磁感线方向垂直, 则在该闭合线圈中______________-感应电流产生。(填有或无) 25.如右图所示,这是一个研究电磁铁的磁 性强弱与哪些因素有关的实验,图中甲、 丙、丁的线圈匝数相同,乙的匝数比它们 少,甲、乙通过的电流相等,丙没有通电 流,而通过丁的电流比甲、乙大。则: (1) 比 较 甲 与 乙 , 可 以 得 到 的 结 论 是 _________________________________ (2)比较甲与丁,可以得到的结论是__________________________________. 26.在照明电路里,电灯和其他用电器的连接方式都是__________联的,电灯和电键的连接 方式是___________联的。

27.安装闸刀开关时,务必使电源线连接在静触头上,而静触头一定要在_________(填“上 边”或“下边”),切不可倒装。若小明家电路最大的正常工作电流为 5 安,那么根据下 表应选择用直径为_____________毫米的保险丝。

28.如图甲所示是测电笔的结构,图乙 和图丙中,正确使用试电笔的是图 _________,当用它插入插座的左孔 时氖管不亮,插入右孔时氖管发 光,则说明火线在插座的_________ 孔。测电笔内部有一个大电阻,它 的作用是_____________________。 若测电笔氖管发光放电时的电流为 0.36 毫安, 人体的安全电压为 36 伏,则当测电笔 的笔尖接触家庭电路的火线时要使人能处于安全状态,此大电阻的阻值至少应为 _______欧。(不计氖管发光时的电阻) 三、作图: 29. 小磁针在磁场中静止时所指的方向如上图所示(小磁针黑端为/V 极),请标出磁感线方 向 和 磁 体 的 N、 S 极。

30.如右上图所示,闭合开关后, 磁针 N 极向右偏转,请标出螺线管的 N、S 极和电源的正、 负极。 四、论述题: 31.如图所示装置为一监测锅炉内的压力大小的报警器,在压力小于某个安 全值时绿灯常亮;当压力超过安全值时,红灯亮、电铃响而报警。试说明 其工作原理。

32.如下图所示,在玩具小船上装一个由电池、电键和螺线管组成的闭合电路,把小船沿东 西方向静置在水面上。试分析闭合电键后小船的 A 端将如何偏转? 一、奥斯特实验 规律:①通电导线周围存在磁场. ②磁场方向与电流方向有关. 总结奥斯特实验: 现象:导线通电,周围小磁针发生偏转;通电电流方向改变,小磁针偏转方向相反. 规律:通电导线周围存在磁场;磁场方向与电流方向有关. 二、通电螺线管的磁场 提问:

(1)通电前小磁针如何指向,通电后发生什么现象. (原指南北,通电后磁针偏转) (2) 通电后, 轻轻敲板, 铁屑为什么会产生规则排列?铁屑的排列与什么现象一样. (铁 屑磁化变成“小磁针”,轻敲使铁屑可自由转动.使铁屑按磁场进行排列.其排列与条形磁体 的排列相同,通电螺线管相当于条形磁体) (3)改变通电方向,小磁针的指向有什么不同,说明什么?(小磁针指向相反,说明 通电螺线管两端的极性与通电电流有关) 三、通电螺线管的极性和电流关系——安培定则. 通电螺线管相当于一个条形磁体, 其极性和电流方向的关系符合安培定则——右手螺旋 定则.用右手握螺线管,让四指弯向螺线管电流的方向,则大拇指所指的那端就是螺线管的 北极. 四、小结 1.奥斯特实验:说明电流周围存在磁场. 2.安培定则:说明如何由线圈电流方向确定螺线管的极性. 答案: 1、B 2、C 3、C 4、B 5、C 6、B 7、A 8、B 9、B 10、B 11、D 12、D 13、C 14、C 15、D 16、D 17、A 18、A 19、D 20、B 21、同名磁极相斥,异名磁极相吸 22、由地理南极指向地理北极 地磁场 23、声音的大小 强弱变化的电流 24、无 有 25、 (1)在电流相同的条件下,电 磁铁线圈匝数越多,磁性越强 (2)电磁铁线圈匝数相同,电流越大,磁性越强 26、并 串 27、上边 0.95 28、丙 右 限制电流 105 29、略 30、略 31、锅炉内的压力增大,1 与 2 两触点接通,电磁铁产生磁性, 使触点 3 与 5 接通,红灯亮,电铃响而报警;如压力小,1 与 2 两触点断开,电磁铁磁 性消失,使触点 3 与 4 接通,绿灯亮 32、电键闭,螺线管西端为 N 极,在地磁场的作用下,小船的 A 端向南偏转


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