电与磁 典型例题 (含答案).doc

一对一个性化教育口碑品牌一、知识目标1.知道磁体周围存在着磁场.2.知道磁感线可用来形象地描述磁场，知道磁感线的方向是怎样规定的.3.知道地球周围有磁场以及地磁场的南、北极.4.认识电流的磁效应，知道通电导体周围存在着磁场；通电螺线管的磁场与条形磁铁磁场相似.5.理解电磁铁的特性和工作原理；了解电磁继电器和扬声器的结构和工作原理.6.了解磁场对通电导体的作用；知道电动机的基本构造.7.知道电磁感应现象；知道产生感应电流的条件；知道发电机的原理.8.磁体有吸铁（镍、钴）性和指向性、磁极间的相互作用、磁化现象。(一) 简单的磁现象：1. 磁体和磁极：物体具有吸引铁、钴、镍等物质的性质叫做磁性。具有磁性的物体叫做磁体。能够长期保存磁性的磁体叫做永磁体。永磁体按来源又分为天然永磁体和人造永磁体两种。磁体上磁性最强的两个部分叫做磁极。每个磁体都有两个磁极，分别叫做南（S）极和北极（N）。磁极间的相互作用规律是：同名磁极互相排斥，异名磁极互相吸引。磁极的指向性是指：在水平面内可自由转动的小磁针，静止时总是南极端指南，北极端指北。使原来没有磁性的物体得到磁性的过程叫做磁化。使原来有磁性的物体失去磁性的过程叫做去磁。去磁的方法有：加热、敲击和摩擦。2. 磁场：磁体周围存在着一种特殊的物质，叫做磁场。磁场的基本性质是：磁场对放入其中的磁体有磁力的作用。磁场是有方向的。小磁针在磁场中某点静止时北极所指的方向（即北极受到的磁场力的方向）为该点的磁场方向。磁感应线可用来表示磁场的强弱和方向。磁感应线的切线方向就是该处的磁场方向。磁体周围的磁感应线的方向总是从磁体的北极出来，回到磁体的南极。3. 电流的磁场：（电流的磁效应）丹麦的奥斯特于1820年发现了电流的磁效应，即通电导体跟磁体一样，周围也存在着磁场。通电螺线管周围存在的磁场与条形磁铁周围的十分相似。它的极性跟电流的方向间的关系可用右手螺旋定则来判定。通电螺线管的磁性强弱与电流大小、线圈匝数和是否有铁芯有关。内部带有铁芯的螺线管叫做电磁铁。电磁铁磁性的有无可由通断电来控制；磁性的强弱可由电流大小来控制；电磁铁的极性由电流方向来控制。应用：电话、电铃、电磁起重机和电磁继电器等。电磁继电器是由电磁铁、衔铁、触点和弹簧组成。(二) 电磁联系：1. 磁场对电流的作用：通电导体在磁场中要受到磁场力的作用。磁力的方向与磁场方向和电流方向有关。通电导体在磁场中受力而发生运动的过程是电能转化为机械能的过程。用直流电源供电的电动机叫做直流电动机。电动机是根据通电线圈在磁场中转动的基本原理制成的。直流电动机的结构模型是由磁铁、线圈、换向器和电刷构成的。其中换向器是两个半圆形的金属半环，其作用是线圈由于惯性刚转过平衡位置时，立刻改变线圈中的电流方向，从而使线圈能够持续转动下去。直流电动机的转速可由电流大小来控制；转动方向可由电流方向或磁极位置来控制。2. 电磁感应：英国的物理学家法拉第发现了电磁感应现象，即闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中就会产生电流，这种现象叫做电磁感应。在电磁感应现象中产生的电流叫做感应电流。感应电流产生的条件是：导体必须是闭合电路的一部分；导体必须做切割磁感应线运动。感应电流的方向与导体切割磁感线运动的方向和磁场方向有关。发电机是根据电磁感应现象来发电的机器。其结构模型的主要有磁铁、线圈、滑环和电刷四个部分。例1图中，请根据小磁针静止时的指向，标出通电螺线管的N、S极，线圈中的电流方向和电源的正、负极。分析：这是磁场方向、磁极相互作用和电流的磁场方向判别的综合问题，通电螺线管可以看作一个条形磁铁，它与左边的小磁针相互作用，根据异名磁极相互吸引，可以判断通电螺线管左端是S极，右端是N极，再用右手螺旋定则判定电流方向，由电流流向可以确定电源的正、负极。解答：参见下图。例2 有一只细钢针，想知道它是否具有磁性，有几种方法？怎样判断？分析：根据磁体的吸铁性、指向性以及磁极间的作用规律，可以有三种方法判断钢针是否具有磁性。解答：方法一：将钢针云靠近铁屑，若能吸引铁屑，则钢针有磁性，否则钢针无磁性。方法二：用细线系住钢针中间，悬挂起来，使其可以在水平面内自由转动，当它静止时总是指向南北方向，则钢针有磁性；当它静止时指向任意方向，则磁针无磁性。方法三：将小钢针分别靠近小磁针的南北极，如果两次都吸引，说明钢针无磁性；如果一次吸引，一次排斥，说明小钢针有磁性。例3 根据下图中给出的磁场的一部分磁感线，试在方框内画出适当的磁体，并标明N、S极。分析：根据各种类型的磁体周围的磁感线分布图，可以作出正确的答案，比如条形磁铁、蹄形磁铁等。解答：答案见下图。例4 下图甲、乙所示，关于甲、乙两图，下列说法中正确的是：A. 图甲是研究电磁感应现象的装置，利用该实验的原理可以制成发电机。B. 图乙是研究磁场对电流作用的装置，利用该实验的原理可以制成发电机。C. 图甲是研究磁场对电流作用的装置，利用该实验的原理可以制成电动机。D. 图乙是研究电磁感应现象的装置，利用该实验的原理可以制成电动机。分析：本题要求能正确理解发电机和电动机的工作原理。图甲中，开关闭合后，导体AB中有电流通过，受到磁场对它的力的作用。当AB导体受到磁场的作用力大于摩擦力时发生运动。由此可知，图甲是研究磁场对电流作用的装置，利用这个原理可制成电动机。而图乙中开关闭合后，导体ab在磁场中做切割磁感线运动时，灵敏电流表指针发生偏转，这表明闭合电路中产生了感应电流。所以，图乙是研究电磁感应现象的装置，利用这个原理可制成发电机。解答：C。例1：根据图中磁铁或通电线圈旁边小磁针静止时的位置，判断磁铁的南北极，标出电源的正负极.分析根据“小磁针在磁场中静止时北极所指的方向就是该点磁感线方向”，先按条形磁铁磁感线的形状画一条磁感线，并使它通过小磁针，确定磁感线方向，再根据“磁感线在磁体外部总是从磁体的北极出发，回到南极”，便可以确定条形磁铁的南北极.用同样的方法可以确定通电螺线管的南北极，再根据安培定则确定导线中电流方向，那么电流流出的那一端便是电源的正极.两块磁体的磁极彼此靠近，根据图中小磁针的位置，可以确定两磁极同名，画出磁感线的方向均指向磁极，那么两磁极都是S极.正确答案： 例2：下列所述情况，哪些说明钢棒有磁性A.将钢棒一端接近磁针北极，两者互相吸引，再将钢棒的这端接近磁针的南极，两者相互排斥B.将钢棒一端接近磁针北极时，两者相互排斥C.将钢棒一端接近磁针北极时，两者相互吸引，再将钢棒调转，仍相互吸引D.将钢棒一端靠近磁针北极时，两者相互吸引，将钢棒调转，则互相排斥分析磁极之间相互作用规律是：“同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引”，而有磁性的物体有“吸引铁、钴、镍的性质”，就是说，磁体能吸引钢，钢棒也吸引小磁针.因此“吸引”现象有两种情况：一是磁体吸引铁、钴、镍、钢之类物体，二是异名磁极相互吸引，故以“小磁针一端吸引钢棒”不能判断出钢棒是否有磁性，而“排斥”现象只有一种可能，那就是同名磁极相互排斥，故以“小磁针一端与钢棒相排斥”可以判断出钢棒有磁性，且这端磁极与小磁针的这端磁极属同名磁极.答案：ABD例3：用图所示装置进行实验探究，研究对象有：铁片、铝片、玻璃片、纸片、钢片，将这些研究对象分别置于U形磁铁与回形针之间，请将实验探究的结果填写在下表中：哪些物质插入后回形针会下落哪些物质插入后回形针不会下落分析能够被磁化的物质像铁、钢等物质插入后，马上被磁化有磁性，中间磁性很弱，回形针会落下来，像玻璃片、铝片、纸片等物质不会被磁化，放入后磁性不变，则回形针不会掉下来.答案：左侧填：铁片、钢片；右侧填：铝片、玻璃片、纸片例4：关于磁感线，正确的说法是A.用磁感线可以形象地表示磁场的方向和它的分布情况B.磁感线是磁场中真实存在的线C.磁铁外面的磁感线是从磁铁的南极出来，回到北极D.在磁场中画出许多曲线，此曲线叫磁感线分析磁体的周围存在磁场，是从放在磁体外的小磁针的指向发生变化判断出来的，因为磁场对放入其中的另一个磁体有力的作用，小磁针正是在这个力的作用下发生了偏转，如果沿着众多小磁针北极所指的方向连成曲线，就得到了假想的磁感线，这根磁感线的方向是从磁体的北极出来，回到南极，它是用来帮助我们研究磁场的情况.答案：A例5：下图为奥斯特实验示意图，比较甲与乙可得出的结论是： ；比较甲与丙可得出的结论是： .分析该实验中的甲、丙图表明，当有电流通过导体时，就有磁场产生，可通过电流的方向不同，说明小磁针偏转不同，即电流的磁场方向跟电流的方向有关.乙图断开，无电流，则小磁针不偏转.答案：通电导体周围存在着磁场（或电流的磁效应）；电流的磁场方向跟电流方向有关.例6：如图是张磊同学在研究性学习的活动中为某仓库设计的一种防盗报警器，其踏板放在仓库的门口，电铃和灯泡放在值班室内，观察电路可知，这个报警器的原理是：（1）有人踩踏板时 .（2）无人踩踏板时 .分析当有人踩踏板时，低压电路上触点接触，线圈有电流通过产生磁性，把衔铁吸下来，则电铃响；若无人踩踏板时，低压电路不通，灯泡电路工作，灯亮.答案：（1）电磁铁有磁性，电铃电路工作，铃响报警（2）电磁铁无磁性，灯泡电路工作，灯亮安全例7：如图所示，闭合电路的一部分导体在磁极间运动，图中小圆圈表示导体的横截面，下列说法中正确的是A.图a的导线中电流方向相同 B.图b和图c的导线中电流方向相同C.图b和图c的导线中电流方向相反 D.图a和图b的导线中电流方向相同分析感应电流产生的条件：闭合电路里的一部分导体；在磁场中做切割磁感线运动.由图可知，a、b、c中导线都在磁场中做切割磁感线运动，且又是闭合电路里的一部分导体，所以导线中都有感生电流产生.图a、b中导体运动方向相同，但磁感线方向相反，故电流方向相反.图b、c中导体运动方向和磁感线方向都相同，故电流方向也相同.答案：B例8：关于直流电动机和发电机，下列说法正确的是A.电动机是利用磁场对电流作用的现象制成的，工作时把机械能转化为电能B.发电机是利用法拉第的发现制成的，工作时把机械能转化为电能C.电动机是利用电磁感应现象制成的，工作时把电能转化为机械能D.交流发电机和直流电动机构造相同，因此它们的工作原理是一样的分析闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中就产生电流，这种现象叫做电磁感应，利用这种现象制成了发电机，实现机械能转化为电能.通电线圈在磁场里受到力的作用，在磁场里会发生转动，利用这一现象发明了电动机，实现了电能转化为机械能.答案：B例9：如图所示，当手摇交流发电机线圈以每秒钟5转的速度转动时A.电流表指针向右偏转，小灯泡正常发光 B.电流表指针向左偏转，小灯泡闪烁发光C.电流表指针左右大幅度摆动，小灯泡不亮 D.电流表指针左右小幅度摆动，小灯泡闪烁分析我们知道，线圈以每秒5转的速度旋转，产生的交流电的频率为5 Hz，即每秒线圈中的电流方向改变10次，电流表的指针由于受惯性的作用，不可能做大幅度的左右摆动，只能小幅度左右摆动，而小灯泡是根据电流的热效应工作的，交流发电机的线圈在与磁场方向垂直