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第二讲 电和磁【考点自测】一、电生磁1、奥斯特实验表明通电导线周围存在着 ；电流的磁场方向跟 有关。2、通电螺线管通电螺线管外部的磁场与 的磁场相似；通电螺线管的极性与 有关；用安培定则判定：用 握螺线管，让四指弯向螺线管中 的方向，则大拇指所指的那端就是螺线管的 。3、应用 （1）电磁铁 影响电磁铁磁性强弱的因素：同一个电磁铁， 越大，磁性 ；当电流相同螺线管外形一样时， 越多，磁性越强；通电螺线管中有铁芯比无铁芯磁性 。电磁铁的优点是磁性的有无、强弱及磁场的方向可分别由 来控制。二、磁场对电流的作用1、通电导体在磁场中受力的方向，跟 和 有关。2、电动机原理： 3、电动机的能量转化： 三、磁生电1、电磁感应： 2、感应电流的方向与导体 的方向和 方向有关。3、发电机原理： 4、发电机的能量转化： 【典型例题】例1、请在下面右图中标出通电螺线管A端、永磁体B端的磁极和磁感线的方向。解析：分析本题抓住以下三个环节：先用安培定则判断A端的极性。由图可知A、B为同名磁极，得B端极性。由磁场周围磁感线的方向标出图中磁感线方向。答案：同步练习一1、如右图所示，当闭合开关S，且将滑动变阻器滑片P向左移动时，图中的电磁铁（ D ）A. a端是N极，磁性增强 B. b端是N极，磁性增强C. a端是S极，磁性减弱 D. b端是S极，磁性减弱2、一同学设计了一种判断电源 “”、“”极的方法：在水平桌面上放一枚小磁针，在小磁针的西面放一个螺线管，如图所示，接通开关后，小磁铁的N极向东偏转，则下列判断中正确的是 （ C ）A、电源a端是正极，电源内部电流由b流向a电源Sab北NSB、电源a端是正极，在电源内部电流由流a向b C、电源b 端是正极，在电源内部电流由a流向b D、电源b 端是正极，在电源内部电流由b流向a例2、图所示是课本中的几个实验演示磁场对通电导体有力的作用的是（ ）解析：本题考查电与磁的关系。A图示电生磁，演示的是通电螺线管的磁场；B图示利用电扇的电动机发电，使电动机的线圈转动切割磁感线产生电流，灯泡发光，演示的是电磁感应现象；C图是奥斯特的实验，是电生磁；D图是演示通电线圈在磁场中受力而转动。故选D。规律方法：电与磁关系的核心是电生磁：电磁铁、电磁继电器；磁生电电磁感应：发电机、动圈式麦克分；磁对电的作用磁场对通电导体有力的作用：电动机。同步练习二1、关于图中所示电与磁部分四幅图的分析，其中正确的是（ C ）A图(a)装置不能检验物体是否带电 B图(b)装置原理可以制造电动机 C图(c)实验说明通电导线周围有磁场 D图(d)是利用电流的磁效应工作2、如图3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（ C ）中.考）.资.源.网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 甲 乙 丙 丁例3、为做好高考期间的“非典”防治工作，肇庆市考试中心决定在端州区的所有高考考场门口安装红外线测温仪，红外线测温仪的基本功能是对通过它的考生能自动测量体温，现有如下器材：“220V 15W”的红灯（一盏）；“220V 15W”的绿灯（一盏）；“220V 100W”的电铃（一个）；导线若干。根据以上器材，设计一个电路：要求当正常体温的人通过或无人通过红外线测温仪时，安装在校门口传达室里的绿灯亮，当有体温超过38的人通过红外线测温仪时，安装在校门口传达室时的绿灯熄灭同时红灯亮、电铃响（在电路中红外线测温仪相当于一个自动开关）。请你按图20-2中完成该电路，使其满足上述要求（电路图连线不得交叉）。在你完成的电路中，电磁继电器的上端相当于条形磁体的_极。（选填“N”或“S”）图20-2答案：如图20-3，N。图20-3解析：此题的新颖之处在于，用物理知识解决现实生活中迫切问题。这为考生提供了一个运用物理知识解决现实问题的机会，更能认识到科学知识的重要性。电磁继电器本质上是一个电磁开关，广泛应用于自动化控制和远距离控制。当正常体温的人通过或无人通过红外线测温仪时，要使安装在校门口传达室里的绿灯亮，表明无异常情况，从图20-2中可以看出，电磁继电器上防触点为常闭触点，电磁铁无磁性时接通，所以接绿灯；中间触点为电源触点，应接电源的一端；下方触点为常开触点，当有体温超过38的人通过红外线测温仪时（异常情况）电磁铁有磁性，接通下方触点，红灯和电铃同时工作，所以下方触点应接红灯和电铃。根据安培定则，不难判断出电磁铁的上端为N极。连接图见图20-3。用温控开关、声控开关或光控开关等替换本题中的红外测温仪，则本电路就是火警或盗警电路。同步练习三1、夜幕下，扬州“第一大道”文昌路边LED灯将道路照得犹如白昼，这种LED灯是通过光电转换来供电的。下图是扬州某小区利用太阳能给LED路灯供电的自动控制电路的原理示意图。其中，R是光敏电阻，此光敏电阻的阻值R、流过线圈电流I与光照度E（单位勒克斯，符号lx）之间的几次实验数据如下表所示光照度Elx51015202530光敏电阻R603020151210线圈中电流ImA21.427.330.031.632.633.3当线圈A中的电流I30.0mA时，动触点D与静触点G、H接触。（1）由表格中数据可知，光敏电阻的阻值R随光照度E的增强而_。（2）白天，太阳能电池板将_能转化为_能，这种能量通过再次转化储存在大容量蓄电池内。傍晚，当光照度小于_lx（勒克斯）时，路灯开始工作。（3）请用铅笔画线将电路原理图连接完整，使工作电路能正常工作（与触点的接线只能接在静触点上，图中已给出静触点E、F、G、H的四根引线；连线不能交叉）。（4）一只功率为6W的LED灯，通电后其发光亮度相当于30W的日光灯。某间教室有24盏30W的日光灯，每天平均使用2h，如果能用6W的LED灯进行照明，则一个月（按30天计算）可节约电能_kw（5）据有关部门发布消息，5年内全市小区将全面覆盖LED路灯。但目前有部分市民反映LED路灯亮度不够，请你提出一条能提高亮度的合理化的建议：_。（1）减小 （2）光（太阳） 电 15 （3）（4）3456（5）多布一些路灯、使用功率更大的LED灯、在LED灯下方加装凸透镜等。（只要建议合理均给分）中.考.资.源.网【检测反馈】1、下列说法正确的是（ C ）A电磁铁的磁性强弱与电流方向、电流大小和匝数都有关B法拉第最先发现电磁感应现象，电动机就是根据电磁感应现象制成的C通电导体在磁场中的受力方向与导体中的电流方向和磁场方向有关D在电磁感应现象中，电能转化为机械能2、如图所示，甲、乙、丙、丁是四幅实验装置图，对它们解释合理的是 ( D )A甲实验说明导体在磁场中运动时，就一定产生电流； B乙实验说明磁场能产生电流； C.丙实验说明同名磁极相吸，异名磁极相斥；D丁实验说明电磁铁的磁性强弱与电流大小有关 3、发电机和电动机的相继问世，使电能的大规模生产和利用成为现实，人类社会进入了电气化的时代。如图所示的四幅图，其中属于电磁感应现象实验图及其应用图的是( B )/ ABCD4、关于磁场的知识，以下说法正确的是： （ C ） A任何物体在磁体或电流的作用下都会获得磁性 B磁感线是磁体发出的实际曲线 c奥斯特实验说明通电导线周围存在磁场 D地球的南北极与地磁场的南北极是重合的5、小明同学在“制作、研究电磁铁”的过程中，使用两个相同的大铁钉绕制成电磁铁进行实验，如图所示，下列说法正确的是（ B ）A若将两电磁铁上部靠近，会相互吸引B电磁铁能吸引的大头针越多，表明它的磁性越强CB线圈的匝数多，通过B线圈的电流小于通过A线圈的电流D要使电磁铁磁性增强，应将滑片P向右移动6、如图所示，甲乙为条形磁体，中间是电磁体，虚线是表示磁极间磁场分布情况的磁感线。则可以判断图中A、B、C、D四个磁极依次是AN、S、N、N BS、N、S、S CS、S、N、S DN、N、S、N7、下列实验中能探究“什么情况下磁可以生电”的是（B）8、下图是一种温度自动报警器的原理图，制作 (填“酒精”、“煤油”或“水银”)温度计时插入一段金属丝，当温度达到金属丝下端所指的温度时，电磁铁具有 ，将衔铁吸引过来，使电铃发出报警信号。请你根据图中电磁铁的极性，标出控制电路中电源的“、”极。答案：水银磁性控制电路电源的正负极如图：9、如图所示是磁带录音机磁头工作原理图录音机的磁带上附有一层硬磁性材料的小颗粒录音时，动圈话筒将声音转变成强弱变化的电流，这样的电流通过录音磁头，产生了强弱变化的磁场磁带划过磁头时，磁带上的小颗粒被强弱不同地磁化，于是记录了一连串有关磁性变化的信息 放音时，磁带贴着放音磁头运动，磁性强弱变化的磁带使磁头中产生变化的感应电流，电流经放大后使扬声器发声，便“读”出了录音带中记录的信息 阅读上文，回答下列问题 (1)在图中标出此时录音磁头线圈中电流的方向 (2)说出录音和放音过程主要运用了哪些物理原理 (3)请你再列举一个用磁来记录信息的生活实例 答案：(1)线圈中的电流方向见图2 (2)电流的磁效应 磁化 电磁感应 (3)磁盘、磁卡、银行卡、电话卡、信用卡等(答出1项即可)10、小明去超市，走到电梯前发现电梯运动较慢，当他站在电梯上时又快了起来小明根据所学的知识，画出如图所示的电路（R是一个压敏电阻）小明分析：当人站在电梯上，压敏电阻的阻值减小，则电磁铁的磁性变 ，衔铁与触点 （填“1”或“2”）接触，电动机的转速变 答案：强 2 快11、如图所示，当开关闭合后通电螺线管上方的小磁针受力的作用保持静止，则通电螺线管的右端是 极（填“N”或“S”），电源的右端是 极。（填“正”或“负”）答案：S +13、图甲是电动窗帘的结构简图，它通过一台直流电动机来带动两片窗帘沿轨道来回运动。 左边窗帘的一端固定在A点， 另一端连在绳子上的D点、 并随着绳子在AD之间来回运动；右边窗帘的一端固定在B点，另一端连在绳子上的C点、并随着绳子在BC之间来回运动，且ADBC=2m。这样通过控制电动机的正反转就可实现窗帘的开与合。 (1)该电动窗帘的开与合，是通过改变电动机中_的方向来实现的。(2)如果窗帘打开一次历时4s，那么窗帘运动的平均速度是_m/s。(3)图乙是小明为窗帘电动机设计的电路，该电路存在缺陷，现给你一个手动开关，请仿照图乙在图丙中将该开关加入，并将电路连接完整，使电动窗帘能正常工作。 (4)电动机的效率为80，两端电压为15V，通过的电流为1A，则窗帘运动时，所受到的平均阻力是多少?答案：14、小明利用实验室的电磁继电器、阻值随温度变化的电阻瓦、滑动变阻器R2等器件设计了一个恒温箱控制电路。如图甲所示，恒温箱加热器的电源电压为220V，加热电热丝尺。和电阻尺。处于恒温箱内。图乙是电阻尺。的阻值随温度变化的关系曲线。电磁继电器所在的控制电路的电源电压U9 V，电磁继电器线圈的电阻可不计，通过实验测得当电磁继电器线圈的电流达到30mA时，电磁继电器的衔铁被吸下来。 (1)请用笔画线代替导线，按照题意将图中的电路连接完整。(2)当滑动变阻器R：接人电路中的电阻为250时，接通电路，加热电热丝加热使恒温箱的温度升高到大约 并保持不变。在升温的过程中，电阻R1两端的电压会 (填“变大”、“变小”或“不变”)。(3)如果要使恒温箱内保持的温度升高，合理的操作方法是 。答案：（5分）电路连接如图所示：50；变大将R2的滑片向左移动【作业与反思】 1、 关于磁场、电磁波，下列说法正确的是（ C ）A电磁波在真空中传播的速度是3105m/sB通电直导线周围存在磁场，通电弯曲导线周围不存在磁场C光纤通信是利用光经多次反射进行传输光信号的D发电机是利用磁场对电流作用的原理进行工作的2、如图2所示，下列说法中不正确的是（ A ）A当s1闭合时，电流表测L1的电流B使用测电笔时，手指应按住笔卡C当导体ab左右移动时，电表指针会偏转D当滑片P向右移动时，电磁铁磁性减弱3、下列说法错误的是（ B ）（）考.资.源.网A电磁铁是利用电流的磁效应来工作的B电铃是利用电流的热效应来工作的C发电机是根据电磁感应现象制成的D磁带是利用磁性材料记录信息的4、验室内设置有四辆脚踏车，每逢下课同学们就会排队来骑脚踏车，因为骑车不仅可以健身，同时还可以发电供学校使用。装在自行车上的发电机工作时把 能转化成电能。同学们用如图所示实验装置探究发电机的工作原理，探究中有同学们提出了问题：“感应电流的大小会跟哪些因素有关呢？” 小红猜想：“可能跟磁场的方向有关。”小华猜想：“可能跟导体切割磁感线运动的方向有关。”小丽猜想：“可能跟导体切割磁感线运动的快慢有关。”请你根据图13所示的实验装置，帮助小丽设计实验来验证她的猜想，简述你的实验方法： 。请你也猜猜看，感应电流大小还可能跟 有关。答案：机械 在相同条件下，让导体以不同的速度做切割磁感线运动，观察灵敏电流计的指针偏转程度如：磁场强弱5、小明用导线烧在铁钉上，接入图1所示的电路中，制成了一个电磁铁。闭合开关S，小磁针静止时左端应为极，当滑动变阻器的滑片P向左移动时，电磁铁的磁性将。答案：S 增强6、如图所示，是演示巨磁电阻(GMR)特性的原 理示意图开关S1、S2闭合时，向左稍微移