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中考物理总复习15_专题十五电和磁PPT课件（福建专用）
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这是一份中考物理总复习15_专题十五电和磁PPT课件（福建专用），共60页。
1.(2019福建,1,2分)最早发现通电导体周围存在磁场的物理学家是 ( )A.焦耳 B.欧姆 C.安培 D.奥斯特
A组 2016—2020年福建中考题
答案 D 焦耳的主要贡献是提出电流通过导体产生热量的定律即焦耳定律,A错误;欧姆的主要贡献是 发现电流与电压、电阻之间的关系即欧姆定律,B错误;安培的主要贡献是发现了安培定则,发现了电流 的相互作用规律,发明了电流计,以及提出了分子电流假说,C错误;奥斯特的主要贡献是通过实验(奥斯 特实验)发现了通电导体周围存在磁场,D正确。
解题关键 根据所学知识,知道各物理学家的主要贡献是正确解答本题的关键。
2.(2019福建,7,2分)如图的四个实验中,反映电动机工作原理的是 ( )
答案 C 图A中实验是利用小磁针来探究电磁铁磁场的方向与什么因素有关,A错误;图B中实验是探 究电磁铁磁性强弱与什么因素有关,B错误;图C是通电导体在磁场中受到力的作用,正是电动机的工作 原理,C正确;图D是探究感应电流是怎样产生的,即电磁感应现象,D错误。故选C。
3.(2016福州,11,2分)图是“混合动力汽车”原理结构的示意图,该车行驶过程中把电能转化为机械能的 部件是 ( )A.汽油发动机 B.电池C.发电机 D.电动机
答案 D 汽油发动机将内能转化为机械能,故A错误;电池对外供电时将化学能转化为电能,故B错误; 发电机工作时将机械能转化为电能,故C错误;电动机工作时将电能转化为机械能,故D正确。
4.(2020福建,19,2分)《论衡》中记载:“司南之杓,投之于地,其柢指南”。如图所示,“柢”即握柄,是磁 体的 (选填“N”或“S”)极,静止时指向地磁场的 (选填“南”或“北”)极。
解析 司南是一个磁体,司南的握柄(柢)指南,即司南的握柄是磁体的S极,地球是个大磁体,司南静止时, 受地磁场的影响,S极指向地磁场的北极。
知识拓展 磁场方向的判断:方法一,把小磁针(磁体)放在磁场中,静止时N极所指方向就是该点的磁场 方向;方法二,磁感线上某点切线方向就是该点的磁场方向。
5.(2020福建,24,2分)通电螺线管的N、S极以及外部的一条磁感线如图。在图中标出磁感线的方向,并在 括号中标出电源的正、负极。
解析 磁体外部的磁感线从磁体的N极出发回到磁体的S极。根据右手螺旋定则判断通电螺线管中的 电流方向,电流从电源的正极流出回到电源的负极。
6.(2017福建,25,4分)如图所示,是一种安全门锁的工作原理示意图。保安室里的工作人员通过开关即可 控制安全门锁的开、闭。请你根据示意图,分析安全门锁的工作原理。
解析 由图可知:闭合开关后,电磁铁中有电流通过,电磁铁具有磁性,由于插销是铁质的,磁体能吸引 铁、钴、镍等物体,当磁力大于弹簧对插销的拉力时,插销的运动状态就要改变,即被电磁铁吸起;断开 开关后,电磁铁中无电流通过,电磁铁会失去磁性,铁质插销会在弹簧弹力的作用下插入插槽,门锁关闭。
解题关键 电磁铁通电有磁性,断电无磁性。
7.(2018福建A,28,4分)图是“探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件”的实验装置。闭合开关 后,导体棒、灵敏电流计、开关、导线组成闭合电路。实验观察到的现象如下表。
(1)实验时通过观察 来判断电路中是否产生感应电流。(2)由实验可知,闭合电路中的部分导体在磁场中做 运动时,电路中产生感应电流。(3)比较第4次和第 次实验可知,导体棒运动方向相同时,感应电流的方向与磁场的方向有关。(4)比较第7次和第8次实验可知 。
答案 (1)灵敏电流计指针是否偏转 (2)切割磁感线 (3)8 (4)感应电流方向和导体棒运动方向有关
解析 (1)由题图可知,若电路中有电流产生,灵敏电流计的指针会偏转,故实验时可以通过观察灵敏电流 计的指针是否偏转来判断电路中是否产生感应电流。(2)导体棒ab所处的磁场的方向是沿竖直方向的, 由表可知,导体棒左右运动时,灵敏电流计的指针偏转,即导体做切割磁感线运动时,电路中才会产生感应 电流。(3)要判定感应电流的方向与磁场方向有关,则磁场方向应不同,而其他因素均应相同,由表知,只 有第8次实验满足条件。(4)比较第7次和第8次实验可知:磁场方向相同,导体棒运动方向不同,灵敏电流 计指针偏转方向不同,即电流的方向不同,故可知感应电流方向和导体棒运动方向有关。
B组 2016—2020年全国中考题组考点一 磁现象1.(2020广西北部湾经济区,5,2分)如图所示是磁现象的四幅示意图,其中磁感线方向错误的是 ( )
答案 C 用磁感线可以形象地描述磁场,磁体外部的磁感线都是从磁体的N极发出再回到S极的, 故A、B正确,C错误;根据电源的正负极确定螺线管中的电流方向,用右手握住螺线管,四指指向螺线管 中的电流方向,大拇指指向的右端即螺线管的N极,故D正确。
2.(2019湖北黄冈,2,3分)下列有关电和磁的判断,正确的是 ( )A.通电导体周围存在磁场B.磁场是由磁感线组成的C.互相摩擦的两个物体带同种电荷D.摩擦起电实质是创造了电荷
答案 A 通电导体的周围存在磁场,故A正确;磁感线是假想的曲线,磁感线可以形象地描述磁场,但是 磁场不是由磁感线组成的,故B错误;互相摩擦的两个物体必然有一个失去电子,另一个得到电子,两个物 体带异种电荷,故C错误;摩擦起电的实质是电荷的转移,不是创造了电荷,故D错误。
易错点拨 本题易错点是摩擦起电的实质,摩擦起电的实质是电子的转移,不是创造了电荷。
知识归纳 (1)磁场是真实存在的,磁感线是假想的,磁感线可以形象地描述磁场;(2)两个相互摩擦的物体带异种电荷。
3.(2018山西,16,3分)如今,说我们的生活是由磁铁支撑着并不为过。史上最强力的钕磁铁广泛用于手 机、电脑、冰箱等。如图所示,是小明同学用钕磁铁和曲别针进行的实验。通过实验情景,可以判定下 列说法正确的是( ) A.钕磁铁周围存在磁感线,不存在磁场B.钕磁铁对放入其磁场中的曲别针有力的作用C.钕磁铁周围各点的磁场方向都是竖直向下的D.钕磁铁周围的磁场分布是均匀的
答案 B 磁体周围存在磁场,磁感线是不存在的,是为了描述磁场而引入的,A选项错误;磁体具有吸铁 性,B选项正确;磁体周围各点磁场方向一般是不同的,C选项错误;磁体周围磁场分布是不均匀的,两极磁 性最强,中间几乎没有磁性,D选项错误。
易错警示 磁体周围空间存在一种看不见、摸不着的特殊物质,叫磁场。磁场是客观存在的,而磁感线 是为了描述磁场引入的有方向的曲线,磁场中不存在磁感线。
4.(2020河南,1,2分)我国宋代科学家沈括在《梦溪笔谈》中明确指出,指南针所指的方向“常微偏东,不 全南也”。人们把指南针指南的磁极叫 极,地磁场的 极在地理的南极附近。
答案 南(S) 北(N)
解析 人们规定,指南针指南的磁极叫南极,指北的磁极叫北极。地磁场是指地球内部存在的天然磁性 现象,根据异名磁极相互吸引的规律可知,地磁场的北极在地理南极附近。
易错警示 地磁南北极与地理南北极不是同一概念,两者的南北位置相反,且不完全重合。这是由两者 的定义不同决定的。
5.(2020四川成都,A19,4分)如图是我国古代发明的指南针——司南,能指示南北方向。因为地球周围存 在地磁场,指南针静止时它的南极指向地理的 极附近。指南针放在通电导线附近发生了轻微 偏转,是因为 产生了磁场。
解析 地磁场的N极在地理南极附近,地磁场的S极在地理北极附近,故小磁针到地磁场作用,其南极指 向地理南极附近;通电导体周围会产生磁场,因此通电导线会对指南针产生磁力的作用使指南针偏转。
知识归纳 ①磁极间的相互作用规律:同名磁极互相排斥,异名磁极互相吸引。②通电导体周围有磁场, 磁场方向与电流方向有关。
考点二 电流的磁效应1.(2020四川南充,7,3分)对下列四幅图解释正确的是 ( ) A.图1中水平放置的指南针受地磁场影响,指针N极总是指向地理南方B.图2中通电螺线管右端为N极C.图3为电动机工作原理图D.图4说明了电磁铁磁性强弱与电流大小有关
答案 B 地磁的南极在地理的北极附近,地磁的北极在地理的南极附近,水平放置的小磁针受地磁场 影响,指针的N极总指向地磁的南极,即地理的北极附近,故A错误;用右手握住螺线管,四指指向螺线管中 电流方向,大拇指指向螺线管的右端,故右端为N极,故B正确;C图中导体外接电路中连接的是灵敏电流 计,故此装置为探究电磁感应的实验装置,为发电机工作原理图,故C错误;D图中,两个电磁铁串联,通过的 电流相等,匝数越多,吸引铁钉越多,磁性越强,说明电磁铁磁性强弱与线圈匝数有关,故D错误。
2.(2020广西北部湾经济区,4,2分)下列物理学家中,在世界上第一个证实电流的周围存在着磁场的是 ( )A.法拉第 B.奥斯特 C.焦耳 D.欧姆
答案 B 奥斯特第一次揭示了电和磁的联系,发现电流周围存在磁场,故选B。
3.(2019安徽,15,3分)直线电流周围磁场的磁感线分布和磁场方向的判定方法如图所示。将一枚转动灵 活的小磁针放在水平放置的直导线正下方,直导线通电的瞬间( ) A.若电流方向从南向北,则小磁针顺时针偏转B.若电流方向从北向南,则小磁针逆时针偏转C.若电流方向从东向西,则小磁针不发生偏转D.若电流方向从西向东,则小磁针不发生偏转
答案 D 由于地磁场的作用,小磁针静止时N极指向地球的北极,小磁针N极受力方向就是磁场方向。 如果电流方向是从南向北,根据题目判定方法可知在导线正下方的磁场方向应该是从东向西,所以小磁 针将会逆时针偏转;反之将会顺时针偏转,故A、B错误。如果电流方向从东向西,根据题图判定方法可 知在导线正下方的磁场方向应该是从北向南,则小磁针将发生180°偏转,故C错误;若电流方向从西向东, 根据题图判定方法可知在导线正下方的磁场方向应该是从南向北,此时小磁针的N极的指向与磁场方向 一致,小磁针不发生偏转,故D正确。综合分析本题选D。
答题技巧 本题考查三维空间想象能力,正确识别电流、磁场和受力三个方向对学生来说是一个挑战, 可以在草稿纸上画出俯视图进行逐项分析。
知识拓展 本实验考查的知识点是奥斯特实验,导线放置的方向决定了实验能否成功。在实验中应当 使导线在水平方向上与小磁针垂直放置。
4.(2020北京,22,2分)根据图中的电流方向,可知通电螺线管的 端是N极。
解析 利用右手螺旋定则判断,A端为N极。
5.(2017湖北武汉,22,3分)如图所示是一种水位自动报警器的原理图,水位没有到达金属块A时,灯 亮;水位到达金属块A时,由于一般的水是 ,灯 亮。
答案 L1 导体 L2
解析 水位没有到达金属块A时,电磁铁所在电路断开、无磁性,衔铁被提起,L1亮;当水位到达A时,一般 的水是导体,电磁铁所在电路闭合、有磁性,衔铁被吸下,L2亮。
考点三 电动机与发电机1.(2020四川成都,A12,2分)小罗把两个玩具电机用导线连接在一起(如图),用力快速拨动甲电机的转叶, 发现乙电机的转叶也缓慢转动起来。对这个现象分析正确的是 ( ) A.“甲电机”将电能转化为机械能B.“乙电机”将机械能转化为电能C.“甲电机”依据电磁感应来工作D.两电机的工作原理是相同的
答案 C 电动机和发电机内部结构相似:线圈和磁体。拨动甲的转叶,转叶转动带动内部线圈做切割 磁感线运动,甲内部产生感应电流,电流流向乙内部线圈,乙内部通电线圈受到磁场的作用而转动,故甲相 当于发电机,将机械能转化为电能,乙相当于电动机,将电能转化为机械能,故C项正确,A、B、D错误。
2.(2020山西,17,3分)如图所示,小明用漆包线、两节干电池、磁铁等器材,成功制作了一个小小电动机。 他想改变电动机线圈转动的方向,下列方法可行的是 ( ) A.只增强磁铁的磁性B.只增加线圈的匝数C.只增大线圈中的电流D.只将磁铁的磁极对调
答案 D 电动机转动的方向与磁场方向和电流方向有关,只改变其中一个方向,则电动机转动方向改 变,若两个方向都改变,则电动机转动方向不变。对调磁极会改变磁场方向,故D项正确。增强磁铁磁 性、增加线圈匝数或增大电流只会增大线圈转速,所以A、B、C错。
知识归纳 电动机的工作原理是通电导体在磁场中受到力的作用,该力的方向与磁场方向和电流方向 有关。
3.(2020云南,7,3分)某型号动车组在到站前可以利用减速发电,原理是高速行驶的列车关闭电源后会继 续向前运行,车上的电动机线圈随车轮一起转动,产生感应电流,并自动输入电网。这既减少了机械磨损 又保护了环境。图中与此工作原理相同的是 ( )
A.司南 B.电磁起重机C.扬声器 D.话筒
答案 D 根据题意可知减速发电的原理是电磁感应,将机械能转化为电能,A项中司南是利用地磁场工 作;B项中电磁起重机是利用电流的磁效应工作;C项中扬声器是利用通电导体在磁场中受到力的作用的 原理工作;D项中话筒是利用电磁感应原理工作,将机械能转化为电能,所以选D项。
解题思路 电与磁的转化过程是可逆的,也是易混点。解答此类问题可以从能量转化角度分辨其工作 原理的不同。
4.(2019四川成都,A14,2分)如图所示的四个实验,反映电动机基本原理的是 ( )
答案 D A项为奥斯特实验,表明通电导体周围存在磁场;B项为两根带电的橡胶棒,表明同种电荷相互 排斥;C项电路没有电源,是发电机原理图;D项电路有电源,是电动机原理图。
5.(2017广东广州,4,3分)图中的a表示垂直于纸面的一根导线,它是闭合回路的一部分。它在选项图所示 各磁场中水平运动时,哪种情况不会产生感应电流 ( )
答案 B 产生感应电流的条件是闭合回路中的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动,当a做水平运 动时,在B选项中的磁场中没有切割磁感线,故选B。
易错警示 沿着磁感线运动,不切割磁感线。对“切割”的理解必须准确。`
6.(2020安徽,18,4分)在探究“什么情况下磁可以生电”的实验中,实验装置如图所示。 (1)实验现象:①保持蹄形磁体位置不动,让导线AB在磁场中静止、竖直向上或向下运动,电流表的指针 均不发生偏转;②导线AB向左或向右运动,电流表的指针发生偏转;③保持导线AB不动,让蹄形磁体向左 或向右运动,电流表的指针发生偏转。实验结论:闭合电路的一部分导体在磁场中做 运动时,导体中就会产生感应电流。(2)实验现象:①保持磁场方向不变,导线AB向右运动时,电流表指针向左偏转;导线AB向左运动时,电流表 指针向右偏转。②对调磁体两极的位置,使磁场方向发生改变,导线AB向右运动时,电流表指针向右偏 转;导线AB向左运动时,电流表指针向左偏转。实验结论:感应电流的方向与 有关。
答案 (1)切割磁感线 (2)导体运动的方向和磁场方向
解析 (1)蹄形磁体内侧的磁场的方向为竖直方向,当导线在磁场中静止或在竖直方向上运动时,没有切 割磁感线,没有感应电流产生;当导线在磁场中向左或者向右运动时,切割磁感线,有感应电流产生,故产 生感应电流的条件是:闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动。(2)由实验操作可知,保持磁 场方向不变,仅改变导体切割磁感线运动方向时,产生的感应电流方向发生改变;仅改变磁场方向,导体 切割磁感线运动方向不变时,产生的感应电流方向发生改变;故感应电流的方向与导体切割磁感线运动 的方向和磁场方向都有关。
C组 教师专用题组考点一 磁现象1.(2019湖南长沙,19,3分)指南针是我国古代的四大发明之一,有关指南针和地磁场的说法正确的是 ( )A.指南针静止时指示南北方向,是因为指南针受到地磁场的作用B.指南针静止时南极指向地理北极C.如果地磁场消失,指南针还能指示南北方向D.信鸽是靠绑在身上的小磁铁来实现导航的
答案 A 地磁场对放入其中的磁体产生磁力的作用,指南针本身有磁性,放入地磁场中,受到地磁场的 作用,总是指南北,故A正确;由于地磁北极在地理南极附近,异名磁极相互吸引,所以指南针静止时南极指 向地理的南极附近,故B错误;指南针指向南北方向是因为受地磁场的作用,如果地磁场消失,指南针就不 能指示南北方向了,故C错误;信鸽是靠识别地球的磁场来确定方位的,如果在它身上绑一块小磁铁会扰 乱它所处的地磁环境,它就会失去定向能力,故D错误。
解题关键 本题关键在于对指南针和地磁场知识的理解和运用。
2.(2017天津,6,3分)图中磁体两极间磁感线的画法正确的是 ( )
答案 A 磁体外部的磁感线从N极到S极,故选择A。
3.(2016北京,17,2分)(多选)如图展示了我国古代劳动人民的智慧成果,对其中所涉及的物理知识,下列说 法中正确的是 ( ) A.孔明灯在上升过程中只受重力B.司南能够指南北是利用了磁体受地磁场的作用C.紫砂壶属于连通器D.正在发声的编钟一定在振动
答案 BCD 孔明灯在上升过程中,受重力、浮力、空气阻力,A项错误;磁场的基本性质是对放入其中 的磁体产生磁力作用,司南能够指南北是利用了磁体受地磁场的作用,B项正确;紫砂壶的壶身和壶嘴底 部连通,上部开口,构成连通器,C项正确;一切发声的物体都在振动,D项正确。故选B、C、D。
评析 本题所选择的素材涉及力学、声学、磁学等基本知识,同时通过四幅图片,也展现了我国古代劳 动人民的智慧。
考点二 电流的磁效应1.(2019湖北武汉,17,3分)如图所示,在探究通电螺线管外部的磁场分布的实验中,开关闭合后,下列说法 正确的是 ( ) A.小磁针甲静止时N极指向右端,小磁针乙静止时N极指向左端B.小磁针甲静止时N极指向左端,小磁针乙静止时N极指向右端C.小磁针甲和小磁针乙静止时N极均指向右端D.小磁针甲和小磁针乙静止时N极均指向左端
答案 B 开关闭合后,根据安培定则可知,通电螺线管的右端为N极,左端为S极,静止时小磁针的N极指 向磁场方向,由此可知,小磁针乙的N极指向右,S极指向左;小磁针甲的N极指向左,S极指向右。综上分析 可知A、C、D错,B正确。
解题关键 通电螺线管产生的磁场与条形磁体的磁场类似,解这种类型题目的关键是熟练掌握安培定则。
方法技巧 解答这类问题时,应先标出电流方向,再利用安培定则判断出通电螺线管极性,从而判断磁场 的方向,最后根据磁场的方向判断小磁针N极的指向。
2.(2018江西,15,3分)消防应急灯在没有停电时,灯是熄灭的;停电时,标有“36 V”字样的两盏灯就会正 常发光。如图所示的电路中符合要求的是 ( )
答案 C 应急灯上标有的“36 V”字样表示其额定电压是36 V,图中电路给应急灯提供的电压是36 V,要让两灯都能正常发光,则两盏灯应当并联,所以排除B项。家庭电路的电压为220 V,所以题图中的 家庭照明电路给电磁铁提供电流。断电时,电磁铁会失去磁性,分析联动装置可以发现:A项在停电时上 面灯亮,不停电时下面灯亮,不符合要求;C项中没有停电时应急灯电路被切断,停电时,应急灯电路接通, 所以C项符合要求;D项中不停电时两盏灯亮,停电时反而不亮,所以D项不符合要求。
3.(2017山西,18,3分)小明在一块有机玻璃板上安装了一个用导线绕成的螺线管,在板面上均匀撒满铁屑, 通电后轻敲玻璃板,铁屑的排列如图所示。下列说法正确的是 ( )A.图中P、Q两点相比,P点处的磁场较强B.若只改变螺线管中的电流方向,P、Q两点处的磁场会减弱C.若只改变螺线管中的电流方向,P、Q两点处的磁场方向会改变D.若只增大螺线管中的电流,P、Q两点处的磁场方向会改变
答案 C 通电螺线管周围的磁场相当于条形磁铁周围的磁场,其周围磁感线的分布和条形磁铁周围的 相同。磁感线的疏密表示磁场的强弱,故Q点磁场较强,A项错;改变螺线管中电流方向,则通电螺线管的 磁场方向会改变,其N、S极对调,Q和P点磁场的强弱不变,B项错误,C项正确;电流大小改变,会使螺线管 的磁场强弱改变,但磁场方向不变,故D项错误。
4.(2017新疆乌鲁木齐,2,3分)人类在电磁领域的重大发现中,下列哪一项是法拉第首先发现的 ( )A.电磁波 B.磁生电C.电生磁 D.超导体
答案 B 麦克斯韦预言了电磁波的存在,赫兹证明了电磁波的存在,A项错;法拉第发现了磁生电的电 磁感应现象,B正确;奥斯特用实验证明了电流周围存在磁场,即电生磁,C项错;1911年荷兰科学家海克·卡 末林·昂内斯发现了超导现象,D项错,故选B。
5.(2019四川成都,A19,4分)如图所示,用细线悬挂的磁体AB,磁极未知。当闭合电路开关S后,磁体的B端 与通电螺线管左端相互排斥,则B端是磁体的 极。断开开关S,磁体静止时,B端会指向地理的 (选填“北方”或“南方”)。
解析 电流从电源正极流出,根据安培定则可以判断通电螺线管左端为N极,磁体的B端与通电螺线管左 端相互排斥,故B端为磁体北极;断开开关S,磁体在地磁场作用下会静止在南北方向,磁体B端会指向地磁 S极,故会指向地理的北方。
知识归纳 1.安培定则:用右手握住螺线管,让四指指向螺线管中电流的方向,则拇指所指的那端就是螺 线管的N极。2.同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引。3.地磁场的N极在地理南极附近,地磁场的S极在地理北极附近;磁体受地磁场作用而静止,此时磁体两端 指向地磁南北极。
6.(2019湖北黄冈,11,3分)如图所示是某车间自动除尘装置的简化电路图。空气中尘埃量较少时,光源发 出来的光被挡板挡住了。当空气中尘埃量达到一定值时,由于尘埃的反射,部分光越过挡板射到光敏电 阻上,光敏电阻的阻值 ,电路中的电流增大,电磁铁的磁性 ,在衔铁的作用下,开启自动 除尘模式。若图中a、b一个是除尘器,一个是指示灯,则 是除尘器。
答案 减小 增强 b
解析 控制电路的电源电压一定,当光照射到光敏电阻上时,电路中的电流增大,说明光敏电阻的阻值减 小,电磁铁的磁性增强,吸引衔铁,b所在的电路接通,开始自动除尘,说明b是除尘器。
方法技巧 电磁继电器的实质就是一个开关,根据题目给出的信息判断出电磁铁磁性增强,衔铁被吸下, 与下面触点连接的用电器工作,据此判断用电器的位置。
7.(2017黑龙江哈尔滨,47,2分)图示为通电螺线管,请标出A点的电流方向,并在螺线管外画出经过B点的 磁感线。
解析 根据安培定则判断电流方向。通电螺线管外部磁感线从N极发出,回到S极。
考点三 电动机与发电机1.(2019广东广州,6,3分)导线a是闭合电路的一部分,a在磁场中按图中v的方向运动时,能产生感应电流的 是(a在A、B选项中与磁感线平行,在C、D选项中垂直于纸面) ( )
答案 D 产生感应电流的条件是:闭合电路中的一部分导体,在磁场中做切割磁感线运动。四个图中, 只有D项中的导线a做切割磁感线运动,故A、B、C错误,D正确。
2.(2019黑龙江齐齐哈尔,8,2分)如图所示是动圈式话筒和扬声器的构造示意图。讲话时的声音使膜片振 动,与之相连的线圈也跟着一起振动,线圈中产生随声音变化的电流。变化的电流通过扬声器的线圈,线 圈就会在磁场中来回振动,带动纸盆也来回振动发出声音。根据以上叙述思考,下列说法正确的是 ( ) A.扬声器的线圈振动是因为通电导线在磁场中受到力的作用B.动圈式话筒是把电能转化成机械能的一种装置C.电风扇的工作原理与动圈式话筒的工作原理相同D.扬声器的工作原理是法拉第发现的电磁感应现象
答案 A 随着声音变化的电流进入扬声器,扬声器线圈周围产生磁场,所以线圈会受到永久磁体的作 用而振动,A项正确;讲话时空气振动引起膜片振动,使话筒中的线圈在磁场中做切割磁感线运动,产生感 应电流,因此动圈式话筒是把机械能转化为电能的一种装置,B项错误;电风扇工作时将电能转化为机械 能,与话筒工作原理不同,C项错误;扬声器工作原理为通电导线在磁场中受力运动,D项错误。故选A。
3.(2018广东深圳,12,1.5分)我国航母舰载机起飞将采用自行研制的电磁弹射器。电磁弹射器的弹射车 与舰载机前轮连接,并处于强磁场中,当弹射车的导体有强电流通过时,就可以受到强大的推力。下列各 图中与弹射车工作原理一致的是 ( )
答案 A 由题意可知弹射车工作原理是通电导体在磁场中受力而运动。电风扇的主要部件是电动机, 是利用通电导体在磁场中受力而运动的原理工作的,A对;手摇发电机的工作原理是电磁感应现象,B错; 电热水壶是利用电流的热效应来工作的,C错;电磁起重机是利用电磁铁工作的,D错。
4.(2017内蒙古呼和浩特,6,2分)在科学研究的道路上经常会出现令人惋惜的遗憾。例如1825年日内瓦年 轻物理学家科拉顿一个人在研究电磁现象时,其类似的实验装置如图甲所示,示意图如图乙。为避免磁 铁的磁场对小磁针的作用,把实验装置放在两个房间,在右边房间里把磁铁反复插入线圈,然后科拉顿跑 到左边房间里观察,结果没有看到小磁针偏转。下列说法中正确的是 ( ) 甲 乙
A.该实验过程中没有发生电磁感应现象B.通电导线周围产生磁场的现象叫电磁感应现象C.科拉顿没看到小磁针偏转,是因为线圈中没有产生电流,所以看不到小磁针偏转D.科拉顿没看到小磁针偏转,是因为当他切割完磁感线再跑到另一个房间时,线圈中产生的电流已经消 失,所以小磁针也停止偏转
答案 D 实验过程中,把磁铁反复插入线圈,发生了电磁感应现象,A错误;通电导线周围产生磁场的现 象叫电流的磁效应,B错误;科拉顿没有看到小磁针偏转是因为他跑到另一房间时,产生的电流已经消失, C错误,D正确。
5.(2017湖北黄冈,10,3分)如图是一款能发电的魔方充电器,转动魔方时,它根据 (选填“电流的 磁效应”、“电磁感应”或“通电导体在磁场中受力”)的原理发电,这个过程将 能转化为电 能,产生的电能储存于魔方内。魔方还能通过USB端口给移动设备充电,给移动设备充电时魔方相当于 电路中的 (选填“电源”或“用电器”)。
答案 电磁感应 机械(动) 电源
解析 电磁感应现象中把机械能转化为电能,转动这种魔方能发电说明它是利用电磁感应原理工作 的。电源的作用是提供电能,用电器的工作过程是消耗电能,魔方在给其他设备充电过程中提供了电能, 所以相当于电源。
知识归纳 应用电流磁效应的有:电铃、电磁铁、电磁起重机、电磁继电器等;应用电磁感应的有:发电 机、动圈式话筒、录音机等;应用通电导体在磁场中受力的有:电动机、扬声器、电流表、电压表、电 磁炮、磁悬浮列车等。
1.(2020泉州质检,9)如图,两磁极间磁感线的画法正确的是 ( )
答案 B 在磁体外部,磁感线由N极指向S极,在磁体内部,磁感线由S极指向N极,故A、C、D错误,B正确。
2.(2018泉州质检,9)如图所示,甲、乙两根同样的条形磁铁的一端分别有一根较重的铁钉。若磁铁甲不 动,用磁铁乙S极去接触磁铁甲的N极,则出现的现象是( ) A.两根铁钉都会掉落B.两根铁钉都不会掉落C.只有磁铁甲的铁钉会掉落D.只有磁铁乙的铁钉会掉落
答案 A 将磁铁乙的S极靠近磁铁甲的N极,则相当于两个条形磁体变成一个大条形磁体,条形磁体中 间磁性最弱,故位于中部的铁钉均会掉落。故A正确,B、C、D错误,选A。
3.(2019泉州质检,24)根据图中小磁针静止时的指向,在虚线上标出通电螺线管的磁感线方向并标出电源 的正极。
解析 由题图可知,小磁针的右端为S极,则左端为N极,根据同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引可知, 通电螺线管的右端为S极,左端为N极,故磁感线应从N极出发,回到S极,磁感线的方向如答案图所示。
考点二 电流的磁效应1.(2020漳州质检,12)图中有关磁的判断正确的是 ( )
答案 A 根据右手螺旋定则,可判断A正确,C错误。在磁体外部,磁感线方向从N极指向S极,B、D错误。
2.(2019宁德质检,13)如图所示,静止于光滑水平面的小车上放有一条形磁铁,左侧有一电磁铁,闭合开关, 下列判断正确的是 ( ) A.电磁铁右端为N极B.小车向右运动C.只将滑片P向右移动,电磁铁磁性减弱D.只将电源正负极交换,电磁铁磁性增强
答案 C 利用右手螺旋定则可以判定,电磁铁的左端为N极,A错误;由于电磁铁的左端为N极,右端为S 极,异名磁极相互吸引,小车向左运动,B错误;由题图可知,只将滑片P向右移动,滑动变阻器连入电路的电 阻变大,在电源电压不变时,电路中的电流变小,因此电磁铁的磁性减弱,C正确;只将电源正、负极交换, 只会改变电磁铁的极性,而不会改变电磁铁磁性强弱,D错误。故选C。
3.(2019三明质检,13)如图,闭合开关S,当滑片P向b端移动时,下列有关电磁铁的磁性强弱和条形磁体对 水平地面压力大小变化判断正确的是 ( ) A.磁性减弱,压力减小 B.磁性减弱,压力增大C.磁性增强,压力减小 D.磁性增强,压力增大
答案 A 由题图可知,当滑片P向b端移动时,滑动变阻器连入电路的电阻变大,通过电磁铁的电流变小, 电磁铁的磁性减弱,因此C、D错误;根据右手螺旋定则可知,电磁铁的下端为N极,同名磁极相互排斥,因 为电磁铁的磁性减弱,所以条形磁体对水平地面的压力减小,A正确。故选A。
4.(2020福州质检,20)如图所示,在电磁铁正上方用弹簧挂着一条形磁体,当开关S闭合后,电磁铁上端是 极;滑动变阻器的滑片P向左滑动,弹簧的长度 (选填“变长”或“缩短”)。
解析 根据右手螺旋定则知,电磁铁上端为N极。同名磁极相互排斥,条形磁体受到一个向上的力F。滑 片P左移滑动,变阻器连入电路的阻值变小,I变大,F变大,弹簧长度缩短。
5.(2019漳州质检,19)如图所示的电路中,开关S1闭合,电磁铁的A端为 (选填 “N”或“S”) 极。 磁敏电阻(GMR) 的阻值随所处空间磁场的增强而增大,再闭合开关S2,要使指示灯变亮些,滑动变阻器的 滑片需向 (选填 “左”或“右”) 滑动。
解析 电流从电源正极流出,根据右手螺旋定则可知,电磁铁的A端为N极。要使指示灯变亮,应该使磁 敏电阻的阻值变小,因而磁敏电阻所处空间的磁场应减小,即通过电磁铁线圈的电流应减小,滑动变阻器 连入电路的电阻应变大,滑动变阻器连入电路部分长度要变长,所以滑动变阻器的滑片需向右滑动。
6.(2019漳州质检,25)如图a是一种自动太阳能灯。白天阳光通过太阳能电池给蓄电池充电,夜晚蓄电池 的电能自动使LED发光二极管发光。(1)图b是这种灯的简化原理图。请根据图b电路说明充电原理。(2)如何在明亮的环境中检查电路是否正常? 图a 图b
解析 (1)白天阳光照射时太阳能电池发电,使螺线管通电,电磁铁产生磁性吸引衔铁,锂蓄电池负极通过 触点3、触点5连接到太阳能电池的负极,与太阳能电池连通,进行充电。(2)在明亮的环境中发光二极管不发光,这时用手或其他物体遮挡太阳能电池,LED自动亮起,电路正常。
7.(2020厦门质检,28)探究影响电磁铁磁性强弱的因素时,将漆包线绕在铁钉上自制简易电磁铁,连接如 图所示的电路。 (1)实验时用电磁铁吸引大头针的数量来反映 。(2)闭合开关,电磁铁的下端为 极。(3)断开开关,铁钉上仍吸附有少许大头针,这是因为铁钉被 了。
(4)为了探究电磁铁磁性的强弱与电流大小是否有关,应进行的操作是 。
答案 (1)磁性的强弱 (2)S (3)磁化 (4)闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,改变电路中电流,同时观 察电磁铁吸引大头针的数量
解析 (1)电磁铁磁性越强,吸引大头针越多,所以可以用电磁铁吸引大头针的数量来反映磁性的强弱。 (2)由图像可知,电流从简易电磁铁下端流入,由安培定则可知电磁铁的下端为S极。(3)闭合开关,铁钉处 于简易电磁铁的磁场当中被磁化,断开开关,铁钉的磁性无法立即消失,因此铁钉上仍吸附有少许大头 针。(4)探究电磁铁磁性的强弱与电流大小是否有关,应改变电路中的电流大小,因此应移动滑动变阻器 的滑片,改变电路中电流,同时观察电磁铁吸引大头针的数量。
考点三 电动机与发电机1.(2020三明质检,7)如图是新型智能手机无线充电技术,主要是应用电磁感应原理,下列设备工作原理与 它相同的是 ( ) A.电烙铁 B.电铃C.发电机 D.电动机
答案 C 从题意可知,手机中的线圈能将底座产生的变化的磁场转化为电流给手机电池充电,是利用 电磁感应原理工作的。电烙铁利用电流的热效应工作,A不合题意;电铃利用磁场对通电导体有力的作 用工作,B不合题意;发电机利用电磁感应原理工作,故C符合题意;电动机利用磁场对通电导体有力的作 用工作,D不合题意。
2.(2020莆田质检,13)“微笑”共享单车前部安装有LED车灯,当自行车车轮转动时,带动线圈高速旋转 使车灯发光,依据的原理是 ( )A.电磁感应 B.电流的磁效应C.电流的热效应 D.磁场对电流的作用
答案 A 当自行车车轮转动时,带动线圈旋转,相当于导体在磁场中不断切割磁感线,可以产生感应 电流,让单车前部的LED车灯发光。所以其根据的原理是电磁感应。
3.(2020漳州质检,6)今年3月国务院出台延长购置新能源汽车的补贴和免税政策,加快电动汽车的普及。 电动汽车的动力装置是电动机,其工作原理与图中相同的是 ( )
答案 C 电动机的工作原理是:通电导体在磁场中受力运动,电能转化为机械能。A选项工作原理是 电磁感应,机械能转化为电能,A错;B选项是电生磁,B错;C选项工作原理是电磁感应,C正确;D选项是电能 转化为内能,D错。
4.(2020南平质检,11)如图所示,动圈话筒(动圈式麦克风)是把声音转变为电信号的装置,图中的四幅图能 够反映它的工作原理的是 ( )
答案 D 动圈式话筒的工作原理是电磁感应,A选项是验证通电导体周围存在磁场的装置,不合题意; B选项是探究电磁铁磁性大小影响因素的装置,不合题意;C选项是电动机原理图,不合题意;D选项是电 磁感应原理装置,能产生感应电流,与题意相符。
5.(2020福州质检,12)如图所示是探究电磁感应现象的实验装置,磁铁放置在水平面上,下列说法正确的 是 ( ) A.感应电流的方向与磁场方向无关B.线圈ab边竖直运动时,感应电流最大C.若线圈不动,磁铁运动,也可能产生感应电流D.若线圈无论如何运动灵敏电流计指针均不偏转,一定是磁场太弱
答案 C 当电路闭合,部分导体做切割磁感线运动时,导体中就会产生感应电流,感应电流方向与导 体运动方向和磁场方向有关,故A错。线圈ab边竖直运动时,并没有切割磁感线,没有感应电流产生,故B 错。线圈不动,磁铁运动,若线圈切割磁感线,会产生感应电流,因此C正确。没有产生感应电流也有可能 是电路某处断路,因此D错误。
6.(2020厦门质检,18)如图所示,有一种“能量收集船”通过波浪推动两侧的“工作臂”获得电能。“能 量收集船”的发电原理是 ,将 能转化为电能。
解析 “工作臂”带动船内线圈切割磁感线,从而获得电能,是电磁感应现象,机械能转化为电能。
7.(2019莆田质检,18)我国自主研发了全球首段光伏高速公路,该高速路面下铺设了一层太阳能电池板和 金属线圈,如图所示,利用太阳能电池板给路面线圈供电时,路面线圈周围会产生 ;当电动汽车在 路面上行驶时,车内线圈因做切割磁感线运动会产生 ,从而实现对电动汽车的无线充电。
解析 通电导体周围存在磁场,故给路面线圈供电时,路面线圈周围会产生磁场。当电动汽车在路面上 行驶时,车内线圈属于闭合电路的一部分导体,在磁场中做切割磁感线运动时,导体中就会产生感应电流, 这是电磁感应现象。
8.(2020宁德质检,27)电磁的相互转换是人类进入电力时代的标志。(1)小明用如图甲所示装置探究通电螺线管外部的磁场。实验时接通电路,通电螺线管的 (选填 “A”或“B”)端相当于条形磁铁的N极。将电源的正负极互换,再重复实验,是为了探究通电螺线管外 部磁场方向与 方向的关系。(2)接着小明又做了图乙所示的实验。保持直导线AB不动,向右移动蹄形磁体,电流表指针 ( 选 填“能”或“不能”)发生偏转,实验中直导线应选用 (选填“铜棒”或“塑料棒”)。
答案 (1)B 电流 (2)能 铜棒
解析 (1)由图可知,通电螺线管中的电流方向向下,根据右手定则,可判断出B端相当于条形磁铁的N极; 将电源正负极互换,则螺线管中的电流方向改变。所以是为了探究通电螺线管外部磁场方向与电流方 向的关系。(2)产生感应电流的条件是闭合电路中的部分导体在磁场中做切割磁感线运动,所以必须让 导线切割磁感线,所以电流表指针能发生偏转;铜棒是导体,塑料棒是绝缘体。
一、选择题(每小题2分,共4分)
1.(2018龙岩质检,11)如图所示的装置中,利用电磁感应原理工作的是 ( )
答案 B 电动机是先通电,后转动,是利用通电导体在磁场中受力的作用原理制成的,A错误;话筒是声 音通过空气将振动传递给话筒,使话筒线圈振动后产生电流,应用了电磁感应的原理,B正确;电磁继电器 是利用电磁铁通电后具有磁性来实现对电路的控制,C错误;扬声器是先通电,后振动,利用的是通电导体 在磁场中受力作用的原理,D错误。故选B。
2.(2019福州质检,14)如图所示是小明为居民楼门口设计的智能照明电路,L是“220 V 22 W”的节能 灯,天暗时自动发光,天亮时自动熄灭。控制电路中,电源由两节干电池串联而成,R1是定值电阻,R2是光敏 电阻,其阻值会随着光强的变化而变化。下列说法正确的是 ( ) A.晚上电磁铁的磁性应该比白天时更强B.光敏电阻的阻值随光照强度的增大而增大C.当光照强度增大时,电压表示数将减小D.若提高控制电路电源电压,灯白天也可能发光
答案 C 节能灯天暗时自动发光,天亮时自动熄灭,因此晚上电磁继电器的动触点应与静触点相接触, 即电磁铁应该失去磁性,A错误;若光敏电阻阻值随光照强度的增大而增大,则白天光照强度增大时,光敏 电阻阻值增大,控制电路的电流减小,电磁铁磁性减弱,电磁继电器的动触点与静触点接触,受控电路接 通,节能灯发光,这与节能灯天暗时自动发光,天亮时自动熄灭不符,B错误;由前面分析可知,当光照强度 增大时,光敏电阻阻值减小,电路中的电流I增大,则R1两端的电压U1增大,因此R2两端电压U2减小,C正确; 若提高控制电路的电源电压,电路中的电流会增大,从而使电磁铁的磁性增大,将电磁继电器的衔铁吸下, 使受控电路断开,灯熄灭,D错误。故选C。
二、填空题(每空1分,共2分)3.(2020龙岩质检,20)如图是一种充电鞋的结构示意图。当人走动时,会驱动磁性转子旋转,使线圈中产 生电流,产生的电流进入鞋面上锂聚合物电池。这种充电鞋的工作原理是 ,当人前进时,地面对 人的摩擦力方向与人的前进方向 (选填“相同”“相反”)。
解析 磁性转子转动,使线圈中产生电流,利用电磁感应原理;人走路时,脚往后蹬地,地面对脚的摩擦力 向前,与人的前进方向相同。
三、作图题(共4分)4.(2020三明质检,24)(2分)在图中,标出通电螺线管的N、S极和A点的电流方向。
解析 通电螺线管磁场分布与条形磁铁相似,磁体外部的磁感线从N极出发回到S极,所以螺线管的左边 是N极,用右手螺旋定则可判断电流方向。
5.(2018南平质检,24)(2分)如图所示,开关S闭合,发现弹簧缩短,小磁针旋转到如图中所示位置静止,请在 图中括号内标出电源的正、负极和小磁针的N极。(电源正、负极用“+”“-”表示)
解析 由闭合开关后弹簧缩短可知,通电螺线管的上端为S极,下端为N极,根据同名磁极相互排斥,异名 磁极相互吸引可知,小磁针下端为N极;运用右手螺旋定则可以判断出电源的左边为“+”极,右边为 “-”极。
四、实验题(共10分)6.(2019厦门质检,29)(10分)学习小组想探究“通电导体在磁场中受力的大小与导体在磁场中长度的关系”。【实验目的】探究通电导体在磁场中受力大小与导体在磁场中长度的关系。 【实验器材】边长不同的矩形线圈2个,足够宽的U形磁铁、弹簧测力计、电源、导线、开关。【实验步骤】(1)如图所示,用弹簧测力计测量矩形线圈a的重力G1,再将a放入磁场中。通电后,弹簧测力 计示数变为F1。发现F1小于G1,则磁场对线圈a作用力的方向是 。(2)换用矩形线圈b,重复步骤(1)中的实验,每次实验时AB边在磁场中的 相同。记录线圈b受到的 重力G2和拉力值F2。应比较 和 的关系,得出结论。(3)某次实验时,发现弹簧测力计的示数比该矩形线圈的重力大,你觉得可能的原因是: 。
1.(2019福建,1,2分)最早发现通电导体周围存在磁场的物理学家是 ( )A.焦耳 B.欧姆 C.安培 D.奥斯特
A组 2016—2020年福建中考题
答案 D 焦耳的主要贡献是提出电流通过导体产生热量的定律即焦耳定律,A错误;欧姆的主要贡献是 发现电流与电压、电阻之间的关系即欧姆定律,B错误;安培的主要贡献是发现了安培定则,发现了电流 的相互作用规律,发明了电流计,以及提出了分子电流假说,C错误;奥斯特的主要贡献是通过实验(奥斯 特实验)发现了通电导体周围存在磁场,D正确。
解题关键 根据所学知识,知道各物理学家的主要贡献是正确解答本题的关键。
2.(2019福建,7,2分)如图的四个实验中,反映电动机工作原理的是 ( )
答案 C 图A中实验是利用小磁针来探究电磁铁磁场的方向与什么因素有关,A错误;图B中实验是探 究电磁铁磁性强弱与什么因素有关,B错误;图C是通电导体在磁场中受到力的作用,正是电动机的工作 原理,C正确;图D是探究感应电流是怎样产生的,即电磁感应现象,D错误。故选C。
3.(2016福州,11,2分)图是“混合动力汽车”原理结构的示意图,该车行驶过程中把电能转化为机械能的 部件是 ( )A.汽油发动机 B.电池C.发电机 D.电动机
答案 D 汽油发动机将内能转化为机械能,故A错误;电池对外供电时将化学能转化为电能,故B错误; 发电机工作时将机械能转化为电能,故C错误;电动机工作时将电能转化为机械能,故D正确。
4.(2020福建,19,2分)《论衡》中记载:“司南之杓,投之于地,其柢指南”。如图所示,“柢”即握柄,是磁 体的 (选填“N”或“S”)极,静止时指向地磁场的 (选填“南”或“北”)极。
解析 司南是一个磁体,司南的握柄(柢)指南,即司南的握柄是磁体的S极,地球是个大磁体,司南静止时, 受地磁场的影响,S极指向地磁场的北极。
知识拓展 磁场方向的判断:方法一,把小磁针(磁体)放在磁场中,静止时N极所指方向就是该点的磁场 方向;方法二,磁感线上某点切线方向就是该点的磁场方向。
5.(2020福建,24,2分)通电螺线管的N、S极以及外部的一条磁感线如图。在图中标出磁感线的方向,并在 括号中标出电源的正、负极。
解析 磁体外部的磁感线从磁体的N极出发回到磁体的S极。根据右手螺旋定则判断通电螺线管中的 电流方向,电流从电源的正极流出回到电源的负极。
6.(2017福建,25,4分)如图所示,是一种安全门锁的工作原理示意图。保安室里的工作人员通过开关即可 控制安全门锁的开、闭。请你根据示意图,分析安全门锁的工作原理。
解析 由图可知:闭合开关后,电磁铁中有电流通过,电磁铁具有磁性,由于插销是铁质的,磁体能吸引 铁、钴、镍等物体,当磁力大于弹簧对插销的拉力时,插销的运动状态就要改变,即被电磁铁吸起;断开 开关后,电磁铁中无电流通过,电磁铁会失去磁性,铁质插销会在弹簧弹力的作用下插入插槽,门锁关闭。
解题关键 电磁铁通电有磁性,断电无磁性。
7.(2018福建A,28,4分)图是“探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件”的实验装置。闭合开关 后,导体棒、灵敏电流计、开关、导线组成闭合电路。实验观察到的现象如下表。
(1)实验时通过观察 来判断电路中是否产生感应电流。(2)由实验可知,闭合电路中的部分导体在磁场中做 运动时,电路中产生感应电流。(3)比较第4次和第 次实验可知,导体棒运动方向相同时,感应电流的方向与磁场的方向有关。(4)比较第7次和第8次实验可知 。
答案 (1)灵敏电流计指针是否偏转 (2)切割磁感线 (3)8 (4)感应电流方向和导体棒运动方向有关
解析 (1)由题图可知,若电路中有电流产生,灵敏电流计的指针会偏转,故实验时可以通过观察灵敏电流 计的指针是否偏转来判断电路中是否产生感应电流。(2)导体棒ab所处的磁场的方向是沿竖直方向的, 由表可知,导体棒左右运动时,灵敏电流计的指针偏转,即导体做切割磁感线运动时,电路中才会产生感应 电流。(3)要判定感应电流的方向与磁场方向有关,则磁场方向应不同,而其他因素均应相同,由表知,只 有第8次实验满足条件。(4)比较第7次和第8次实验可知:磁场方向相同,导体棒运动方向不同,灵敏电流 计指针偏转方向不同,即电流的方向不同,故可知感应电流方向和导体棒运动方向有关。
B组 2016—2020年全国中考题组考点一 磁现象1.(2020广西北部湾经济区,5,2分)如图所示是磁现象的四幅示意图,其中磁感线方向错误的是 ( )
答案 C 用磁感线可以形象地描述磁场,磁体外部的磁感线都是从磁体的N极发出再回到S极的, 故A、B正确,C错误;根据电源的正负极确定螺线管中的电流方向,用右手握住螺线管,四指指向螺线管 中的电流方向,大拇指指向的右端即螺线管的N极,故D正确。
2.(2019湖北黄冈,2,3分)下列有关电和磁的判断,正确的是 ( )A.通电导体周围存在磁场B.磁场是由磁感线组成的C.互相摩擦的两个物体带同种电荷D.摩擦起电实质是创造了电荷
答案 A 通电导体的周围存在磁场,故A正确;磁感线是假想的曲线,磁感线可以形象地描述磁场,但是 磁场不是由磁感线组成的,故B错误;互相摩擦的两个物体必然有一个失去电子,另一个得到电子,两个物 体带异种电荷,故C错误;摩擦起电的实质是电荷的转移,不是创造了电荷,故D错误。
易错点拨 本题易错点是摩擦起电的实质,摩擦起电的实质是电子的转移,不是创造了电荷。
知识归纳 (1)磁场是真实存在的,磁感线是假想的,磁感线可以形象地描述磁场;(2)两个相互摩擦的物体带异种电荷。
3.(2018山西,16,3分)如今,说我们的生活是由磁铁支撑着并不为过。史上最强力的钕磁铁广泛用于手 机、电脑、冰箱等。如图所示,是小明同学用钕磁铁和曲别针进行的实验。通过实验情景,可以判定下 列说法正确的是( ) A.钕磁铁周围存在磁感线,不存在磁场B.钕磁铁对放入其磁场中的曲别针有力的作用C.钕磁铁周围各点的磁场方向都是竖直向下的D.钕磁铁周围的磁场分布是均匀的
答案 B 磁体周围存在磁场,磁感线是不存在的,是为了描述磁场而引入的,A选项错误;磁体具有吸铁 性,B选项正确;磁体周围各点磁场方向一般是不同的,C选项错误;磁体周围磁场分布是不均匀的,两极磁 性最强,中间几乎没有磁性,D选项错误。
易错警示 磁体周围空间存在一种看不见、摸不着的特殊物质,叫磁场。磁场是客观存在的,而磁感线 是为了描述磁场引入的有方向的曲线,磁场中不存在磁感线。
4.(2020河南,1,2分)我国宋代科学家沈括在《梦溪笔谈》中明确指出,指南针所指的方向“常微偏东,不 全南也”。人们把指南针指南的磁极叫 极,地磁场的 极在地理的南极附近。
答案 南(S) 北(N)
解析 人们规定,指南针指南的磁极叫南极,指北的磁极叫北极。地磁场是指地球内部存在的天然磁性 现象,根据异名磁极相互吸引的规律可知,地磁场的北极在地理南极附近。
易错警示 地磁南北极与地理南北极不是同一概念,两者的南北位置相反,且不完全重合。这是由两者 的定义不同决定的。
5.(2020四川成都,A19,4分)如图是我国古代发明的指南针——司南,能指示南北方向。因为地球周围存 在地磁场,指南针静止时它的南极指向地理的 极附近。指南针放在通电导线附近发生了轻微 偏转,是因为 产生了磁场。
解析 地磁场的N极在地理南极附近,地磁场的S极在地理北极附近,故小磁针到地磁场作用,其南极指 向地理南极附近;通电导体周围会产生磁场,因此通电导线会对指南针产生磁力的作用使指南针偏转。
知识归纳 ①磁极间的相互作用规律:同名磁极互相排斥,异名磁极互相吸引。②通电导体周围有磁场, 磁场方向与电流方向有关。
考点二 电流的磁效应1.(2020四川南充,7,3分)对下列四幅图解释正确的是 ( ) A.图1中水平放置的指南针受地磁场影响,指针N极总是指向地理南方B.图2中通电螺线管右端为N极C.图3为电动机工作原理图D.图4说明了电磁铁磁性强弱与电流大小有关
答案 B 地磁的南极在地理的北极附近,地磁的北极在地理的南极附近,水平放置的小磁针受地磁场 影响,指针的N极总指向地磁的南极,即地理的北极附近,故A错误;用右手握住螺线管,四指指向螺线管中 电流方向,大拇指指向螺线管的右端,故右端为N极,故B正确;C图中导体外接电路中连接的是灵敏电流 计,故此装置为探究电磁感应的实验装置,为发电机工作原理图,故C错误;D图中,两个电磁铁串联,通过的 电流相等,匝数越多,吸引铁钉越多,磁性越强,说明电磁铁磁性强弱与线圈匝数有关,故D错误。
2.(2020广西北部湾经济区,4,2分)下列物理学家中,在世界上第一个证实电流的周围存在着磁场的是 ( )A.法拉第 B.奥斯特 C.焦耳 D.欧姆
答案 B 奥斯特第一次揭示了电和磁的联系,发现电流周围存在磁场,故选B。
3.(2019安徽,15,3分)直线电流周围磁场的磁感线分布和磁场方向的判定方法如图所示。将一枚转动灵 活的小磁针放在水平放置的直导线正下方,直导线通电的瞬间( ) A.若电流方向从南向北,则小磁针顺时针偏转B.若电流方向从北向南,则小磁针逆时针偏转C.若电流方向从东向西,则小磁针不发生偏转D.若电流方向从西向东,则小磁针不发生偏转
答案 D 由于地磁场的作用,小磁针静止时N极指向地球的北极,小磁针N极受力方向就是磁场方向。 如果电流方向是从南向北,根据题目判定方法可知在导线正下方的磁场方向应该是从东向西,所以小磁 针将会逆时针偏转;反之将会顺时针偏转,故A、B错误。如果电流方向从东向西,根据题图判定方法可 知在导线正下方的磁场方向应该是从北向南,则小磁针将发生180°偏转,故C错误;若电流方向从西向东, 根据题图判定方法可知在导线正下方的磁场方向应该是从南向北,此时小磁针的N极的指向与磁场方向 一致,小磁针不发生偏转,故D正确。综合分析本题选D。
答题技巧 本题考查三维空间想象能力,正确识别电流、磁场和受力三个方向对学生来说是一个挑战, 可以在草稿纸上画出俯视图进行逐项分析。
知识拓展 本实验考查的知识点是奥斯特实验,导线放置的方向决定了实验能否成功。在实验中应当 使导线在水平方向上与小磁针垂直放置。
4.(2020北京,22,2分)根据图中的电流方向,可知通电螺线管的 端是N极。
解析 利用右手螺旋定则判断,A端为N极。
5.(2017湖北武汉,22,3分)如图所示是一种水位自动报警器的原理图,水位没有到达金属块A时,灯 亮;水位到达金属块A时,由于一般的水是 ,灯 亮。
答案 L1 导体 L2
解析 水位没有到达金属块A时,电磁铁所在电路断开、无磁性,衔铁被提起,L1亮;当水位到达A时,一般 的水是导体,电磁铁所在电路闭合、有磁性,衔铁被吸下,L2亮。
考点三 电动机与发电机1.(2020四川成都,A12,2分)小罗把两个玩具电机用导线连接在一起(如图),用力快速拨动甲电机的转叶, 发现乙电机的转叶也缓慢转动起来。对这个现象分析正确的是 ( ) A.“甲电机”将电能转化为机械能B.“乙电机”将机械能转化为电能C.“甲电机”依据电磁感应来工作D.两电机的工作原理是相同的
答案 C 电动机和发电机内部结构相似:线圈和磁体。拨动甲的转叶,转叶转动带动内部线圈做切割 磁感线运动,甲内部产生感应电流,电流流向乙内部线圈,乙内部通电线圈受到磁场的作用而转动,故甲相 当于发电机,将机械能转化为电能,乙相当于电动机,将电能转化为机械能,故C项正确,A、B、D错误。
2.(2020山西,17,3分)如图所示,小明用漆包线、两节干电池、磁铁等器材,成功制作了一个小小电动机。 他想改变电动机线圈转动的方向,下列方法可行的是 ( ) A.只增强磁铁的磁性B.只增加线圈的匝数C.只增大线圈中的电流D.只将磁铁的磁极对调
答案 D 电动机转动的方向与磁场方向和电流方向有关,只改变其中一个方向,则电动机转动方向改 变,若两个方向都改变,则电动机转动方向不变。对调磁极会改变磁场方向,故D项正确。增强磁铁磁 性、增加线圈匝数或增大电流只会增大线圈转速,所以A、B、C错。
知识归纳 电动机的工作原理是通电导体在磁场中受到力的作用,该力的方向与磁场方向和电流方向 有关。
3.(2020云南,7,3分)某型号动车组在到站前可以利用减速发电,原理是高速行驶的列车关闭电源后会继 续向前运行,车上的电动机线圈随车轮一起转动,产生感应电流,并自动输入电网。这既减少了机械磨损 又保护了环境。图中与此工作原理相同的是 ( )
A.司南 B.电磁起重机C.扬声器 D.话筒
答案 D 根据题意可知减速发电的原理是电磁感应,将机械能转化为电能,A项中司南是利用地磁场工 作;B项中电磁起重机是利用电流的磁效应工作;C项中扬声器是利用通电导体在磁场中受到力的作用的 原理工作;D项中话筒是利用电磁感应原理工作,将机械能转化为电能,所以选D项。
解题思路 电与磁的转化过程是可逆的,也是易混点。解答此类问题可以从能量转化角度分辨其工作 原理的不同。
4.(2019四川成都,A14,2分)如图所示的四个实验,反映电动机基本原理的是 ( )
答案 D A项为奥斯特实验,表明通电导体周围存在磁场;B项为两根带电的橡胶棒,表明同种电荷相互 排斥;C项电路没有电源,是发电机原理图;D项电路有电源,是电动机原理图。
5.(2017广东广州,4,3分)图中的a表示垂直于纸面的一根导线,它是闭合回路的一部分。它在选项图所示 各磁场中水平运动时,哪种情况不会产生感应电流 ( )
答案 B 产生感应电流的条件是闭合回路中的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动,当a做水平运 动时,在B选项中的磁场中没有切割磁感线,故选B。
易错警示 沿着磁感线运动,不切割磁感线。对“切割”的理解必须准确。`
6.(2020安徽,18,4分)在探究“什么情况下磁可以生电”的实验中,实验装置如图所示。 (1)实验现象:①保持蹄形磁体位置不动,让导线AB在磁场中静止、竖直向上或向下运动,电流表的指针 均不发生偏转;②导线AB向左或向右运动,电流表的指针发生偏转;③保持导线AB不动,让蹄形磁体向左 或向右运动,电流表的指针发生偏转。实验结论:闭合电路的一部分导体在磁场中做 运动时,导体中就会产生感应电流。(2)实验现象:①保持磁场方向不变,导线AB向右运动时,电流表指针向左偏转;导线AB向左运动时,电流表 指针向右偏转。②对调磁体两极的位置,使磁场方向发生改变,导线AB向右运动时,电流表指针向右偏 转;导线AB向左运动时,电流表指针向左偏转。实验结论:感应电流的方向与 有关。
答案 (1)切割磁感线 (2)导体运动的方向和磁场方向
解析 (1)蹄形磁体内侧的磁场的方向为竖直方向,当导线在磁场中静止或在竖直方向上运动时,没有切 割磁感线,没有感应电流产生;当导线在磁场中向左或者向右运动时,切割磁感线,有感应电流产生,故产 生感应电流的条件是:闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动。(2)由实验操作可知,保持磁 场方向不变,仅改变导体切割磁感线运动方向时,产生的感应电流方向发生改变;仅改变磁场方向,导体 切割磁感线运动方向不变时,产生的感应电流方向发生改变;故感应电流的方向与导体切割磁感线运动 的方向和磁场方向都有关。
C组 教师专用题组考点一 磁现象1.(2019湖南长沙,19,3分)指南针是我国古代的四大发明之一,有关指南针和地磁场的说法正确的是 ( )A.指南针静止时指示南北方向,是因为指南针受到地磁场的作用B.指南针静止时南极指向地理北极C.如果地磁场消失,指南针还能指示南北方向D.信鸽是靠绑在身上的小磁铁来实现导航的
答案 A 地磁场对放入其中的磁体产生磁力的作用,指南针本身有磁性,放入地磁场中,受到地磁场的 作用,总是指南北,故A正确;由于地磁北极在地理南极附近,异名磁极相互吸引,所以指南针静止时南极指 向地理的南极附近,故B错误;指南针指向南北方向是因为受地磁场的作用,如果地磁场消失,指南针就不 能指示南北方向了,故C错误;信鸽是靠识别地球的磁场来确定方位的,如果在它身上绑一块小磁铁会扰 乱它所处的地磁环境,它就会失去定向能力,故D错误。
解题关键 本题关键在于对指南针和地磁场知识的理解和运用。
2.(2017天津,6,3分)图中磁体两极间磁感线的画法正确的是 ( )
答案 A 磁体外部的磁感线从N极到S极,故选择A。
3.(2016北京,17,2分)(多选)如图展示了我国古代劳动人民的智慧成果,对其中所涉及的物理知识,下列说 法中正确的是 ( ) A.孔明灯在上升过程中只受重力B.司南能够指南北是利用了磁体受地磁场的作用C.紫砂壶属于连通器D.正在发声的编钟一定在振动
答案 BCD 孔明灯在上升过程中,受重力、浮力、空气阻力,A项错误;磁场的基本性质是对放入其中 的磁体产生磁力作用,司南能够指南北是利用了磁体受地磁场的作用,B项正确;紫砂壶的壶身和壶嘴底 部连通,上部开口,构成连通器,C项正确;一切发声的物体都在振动,D项正确。故选B、C、D。
评析 本题所选择的素材涉及力学、声学、磁学等基本知识,同时通过四幅图片,也展现了我国古代劳 动人民的智慧。
考点二 电流的磁效应1.(2019湖北武汉,17,3分)如图所示,在探究通电螺线管外部的磁场分布的实验中,开关闭合后,下列说法 正确的是 ( ) A.小磁针甲静止时N极指向右端,小磁针乙静止时N极指向左端B.小磁针甲静止时N极指向左端,小磁针乙静止时N极指向右端C.小磁针甲和小磁针乙静止时N极均指向右端D.小磁针甲和小磁针乙静止时N极均指向左端
答案 B 开关闭合后,根据安培定则可知,通电螺线管的右端为N极,左端为S极,静止时小磁针的N极指 向磁场方向,由此可知,小磁针乙的N极指向右,S极指向左;小磁针甲的N极指向左,S极指向右。综上分析 可知A、C、D错,B正确。
解题关键 通电螺线管产生的磁场与条形磁体的磁场类似,解这种类型题目的关键是熟练掌握安培定则。
方法技巧 解答这类问题时,应先标出电流方向,再利用安培定则判断出通电螺线管极性,从而判断磁场 的方向,最后根据磁场的方向判断小磁针N极的指向。
2.(2018江西,15,3分)消防应急灯在没有停电时,灯是熄灭的;停电时,标有“36 V”字样的两盏灯就会正 常发光。如图所示的电路中符合要求的是 ( )
答案 C 应急灯上标有的“36 V”字样表示其额定电压是36 V,图中电路给应急灯提供的电压是36 V,要让两灯都能正常发光,则两盏灯应当并联,所以排除B项。家庭电路的电压为220 V,所以题图中的 家庭照明电路给电磁铁提供电流。断电时,电磁铁会失去磁性,分析联动装置可以发现:A项在停电时上 面灯亮,不停电时下面灯亮,不符合要求;C项中没有停电时应急灯电路被切断,停电时,应急灯电路接通, 所以C项符合要求;D项中不停电时两盏灯亮,停电时反而不亮,所以D项不符合要求。
3.(2017山西,18,3分)小明在一块有机玻璃板上安装了一个用导线绕成的螺线管,在板面上均匀撒满铁屑, 通电后轻敲玻璃板,铁屑的排列如图所示。下列说法正确的是 ( )A.图中P、Q两点相比,P点处的磁场较强B.若只改变螺线管中的电流方向,P、Q两点处的磁场会减弱C.若只改变螺线管中的电流方向,P、Q两点处的磁场方向会改变D.若只增大螺线管中的电流,P、Q两点处的磁场方向会改变
答案 C 通电螺线管周围的磁场相当于条形磁铁周围的磁场,其周围磁感线的分布和条形磁铁周围的 相同。磁感线的疏密表示磁场的强弱,故Q点磁场较强,A项错;改变螺线管中电流方向,则通电螺线管的 磁场方向会改变,其N、S极对调,Q和P点磁场的强弱不变,B项错误,C项正确;电流大小改变,会使螺线管 的磁场强弱改变,但磁场方向不变,故D项错误。
4.(2017新疆乌鲁木齐,2,3分)人类在电磁领域的重大发现中,下列哪一项是法拉第首先发现的 ( )A.电磁波 B.磁生电C.电生磁 D.超导体
答案 B 麦克斯韦预言了电磁波的存在,赫兹证明了电磁波的存在,A项错;法拉第发现了磁生电的电 磁感应现象,B正确;奥斯特用实验证明了电流周围存在磁场,即电生磁,C项错;1911年荷兰科学家海克·卡 末林·昂内斯发现了超导现象,D项错,故选B。
5.(2019四川成都,A19,4分)如图所示,用细线悬挂的磁体AB,磁极未知。当闭合电路开关S后,磁体的B端 与通电螺线管左端相互排斥,则B端是磁体的 极。断开开关S,磁体静止时,B端会指向地理的 (选填“北方”或“南方”)。
解析 电流从电源正极流出,根据安培定则可以判断通电螺线管左端为N极,磁体的B端与通电螺线管左 端相互排斥,故B端为磁体北极;断开开关S,磁体在地磁场作用下会静止在南北方向,磁体B端会指向地磁 S极,故会指向地理的北方。
知识归纳 1.安培定则:用右手握住螺线管,让四指指向螺线管中电流的方向,则拇指所指的那端就是螺 线管的N极。2.同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引。3.地磁场的N极在地理南极附近,地磁场的S极在地理北极附近;磁体受地磁场作用而静止,此时磁体两端 指向地磁南北极。
6.(2019湖北黄冈,11,3分)如图所示是某车间自动除尘装置的简化电路图。空气中尘埃量较少时,光源发 出来的光被挡板挡住了。当空气中尘埃量达到一定值时,由于尘埃的反射,部分光越过挡板射到光敏电 阻上,光敏电阻的阻值 ,电路中的电流增大,电磁铁的磁性 ,在衔铁的作用下,开启自动 除尘模式。若图中a、b一个是除尘器,一个是指示灯,则 是除尘器。
答案 减小 增强 b
解析 控制电路的电源电压一定,当光照射到光敏电阻上时,电路中的电流增大,说明光敏电阻的阻值减 小,电磁铁的磁性增强,吸引衔铁,b所在的电路接通,开始自动除尘,说明b是除尘器。
方法技巧 电磁继电器的实质就是一个开关,根据题目给出的信息判断出电磁铁磁性增强,衔铁被吸下, 与下面触点连接的用电器工作,据此判断用电器的位置。
7.(2017黑龙江哈尔滨,47,2分)图示为通电螺线管,请标出A点的电流方向,并在螺线管外画出经过B点的 磁感线。
解析 根据安培定则判断电流方向。通电螺线管外部磁感线从N极发出,回到S极。
考点三 电动机与发电机1.(2019广东广州,6,3分)导线a是闭合电路的一部分,a在磁场中按图中v的方向运动时,能产生感应电流的 是(a在A、B选项中与磁感线平行,在C、D选项中垂直于纸面) ( )
答案 D 产生感应电流的条件是:闭合电路中的一部分导体,在磁场中做切割磁感线运动。四个图中, 只有D项中的导线a做切割磁感线运动,故A、B、C错误,D正确。
2.(2019黑龙江齐齐哈尔,8,2分)如图所示是动圈式话筒和扬声器的构造示意图。讲话时的声音使膜片振 动,与之相连的线圈也跟着一起振动,线圈中产生随声音变化的电流。变化的电流通过扬声器的线圈,线 圈就会在磁场中来回振动,带动纸盆也来回振动发出声音。根据以上叙述思考,下列说法正确的是 ( ) A.扬声器的线圈振动是因为通电导线在磁场中受到力的作用B.动圈式话筒是把电能转化成机械能的一种装置C.电风扇的工作原理与动圈式话筒的工作原理相同D.扬声器的工作原理是法拉第发现的电磁感应现象
答案 A 随着声音变化的电流进入扬声器,扬声器线圈周围产生磁场,所以线圈会受到永久磁体的作 用而振动,A项正确;讲话时空气振动引起膜片振动,使话筒中的线圈在磁场中做切割磁感线运动,产生感 应电流,因此动圈式话筒是把机械能转化为电能的一种装置,B项错误;电风扇工作时将电能转化为机械 能,与话筒工作原理不同,C项错误;扬声器工作原理为通电导线在磁场中受力运动,D项错误。故选A。
3.(2018广东深圳,12,1.5分)我国航母舰载机起飞将采用自行研制的电磁弹射器。电磁弹射器的弹射车 与舰载机前轮连接,并处于强磁场中,当弹射车的导体有强电流通过时,就可以受到强大的推力。下列各 图中与弹射车工作原理一致的是 ( )
答案 A 由题意可知弹射车工作原理是通电导体在磁场中受力而运动。电风扇的主要部件是电动机, 是利用通电导体在磁场中受力而运动的原理工作的,A对;手摇发电机的工作原理是电磁感应现象,B错; 电热水壶是利用电流的热效应来工作的,C错;电磁起重机是利用电磁铁工作的,D错。
4.(2017内蒙古呼和浩特,6,2分)在科学研究的道路上经常会出现令人惋惜的遗憾。例如1825年日内瓦年 轻物理学家科拉顿一个人在研究电磁现象时,其类似的实验装置如图甲所示,示意图如图乙。为避免磁 铁的磁场对小磁针的作用,把实验装置放在两个房间,在右边房间里把磁铁反复插入线圈,然后科拉顿跑 到左边房间里观察,结果没有看到小磁针偏转。下列说法中正确的是 ( ) 甲 乙
A.该实验过程中没有发生电磁感应现象B.通电导线周围产生磁场的现象叫电磁感应现象C.科拉顿没看到小磁针偏转,是因为线圈中没有产生电流,所以看不到小磁针偏转D.科拉顿没看到小磁针偏转,是因为当他切割完磁感线再跑到另一个房间时,线圈中产生的电流已经消 失,所以小磁针也停止偏转
答案 D 实验过程中,把磁铁反复插入线圈,发生了电磁感应现象,A错误;通电导线周围产生磁场的现 象叫电流的磁效应,B错误;科拉顿没有看到小磁针偏转是因为他跑到另一房间时,产生的电流已经消失, C错误,D正确。
5.(2017湖北黄冈,10,3分)如图是一款能发电的魔方充电器,转动魔方时,它根据 (选填“电流的 磁效应”、“电磁感应”或“通电导体在磁场中受力”)的原理发电,这个过程将 能转化为电 能,产生的电能储存于魔方内。魔方还能通过USB端口给移动设备充电,给移动设备充电时魔方相当于 电路中的 (选填“电源”或“用电器”)。
答案 电磁感应 机械(动) 电源
解析 电磁感应现象中把机械能转化为电能,转动这种魔方能发电说明它是利用电磁感应原理工作 的。电源的作用是提供电能,用电器的工作过程是消耗电能,魔方在给其他设备充电过程中提供了电能, 所以相当于电源。
知识归纳 应用电流磁效应的有:电铃、电磁铁、电磁起重机、电磁继电器等;应用电磁感应的有:发电 机、动圈式话筒、录音机等;应用通电导体在磁场中受力的有:电动机、扬声器、电流表、电压表、电 磁炮、磁悬浮列车等。
1.(2020泉州质检,9)如图,两磁极间磁感线的画法正确的是 ( )
答案 B 在磁体外部,磁感线由N极指向S极,在磁体内部,磁感线由S极指向N极,故A、C、D错误,B正确。
2.(2018泉州质检,9)如图所示,甲、乙两根同样的条形磁铁的一端分别有一根较重的铁钉。若磁铁甲不 动,用磁铁乙S极去接触磁铁甲的N极,则出现的现象是( ) A.两根铁钉都会掉落B.两根铁钉都不会掉落C.只有磁铁甲的铁钉会掉落D.只有磁铁乙的铁钉会掉落
答案 A 将磁铁乙的S极靠近磁铁甲的N极,则相当于两个条形磁体变成一个大条形磁体,条形磁体中 间磁性最弱,故位于中部的铁钉均会掉落。故A正确,B、C、D错误,选A。
3.(2019泉州质检,24)根据图中小磁针静止时的指向,在虚线上标出通电螺线管的磁感线方向并标出电源 的正极。
解析 由题图可知,小磁针的右端为S极,则左端为N极,根据同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引可知, 通电螺线管的右端为S极,左端为N极,故磁感线应从N极出发,回到S极,磁感线的方向如答案图所示。
考点二 电流的磁效应1.(2020漳州质检,12)图中有关磁的判断正确的是 ( )
答案 A 根据右手螺旋定则,可判断A正确,C错误。在磁体外部,磁感线方向从N极指向S极,B、D错误。
2.(2019宁德质检,13)如图所示,静止于光滑水平面的小车上放有一条形磁铁,左侧有一电磁铁,闭合开关, 下列判断正确的是 ( ) A.电磁铁右端为N极B.小车向右运动C.只将滑片P向右移动,电磁铁磁性减弱D.只将电源正负极交换,电磁铁磁性增强
答案 C 利用右手螺旋定则可以判定,电磁铁的左端为N极,A错误;由于电磁铁的左端为N极,右端为S 极,异名磁极相互吸引,小车向左运动,B错误;由题图可知,只将滑片P向右移动,滑动变阻器连入电路的电 阻变大,在电源电压不变时,电路中的电流变小,因此电磁铁的磁性减弱,C正确;只将电源正、负极交换, 只会改变电磁铁的极性,而不会改变电磁铁磁性强弱,D错误。故选C。
3.(2019三明质检,13)如图,闭合开关S,当滑片P向b端移动时,下列有关电磁铁的磁性强弱和条形磁体对 水平地面压力大小变化判断正确的是 ( ) A.磁性减弱,压力减小 B.磁性减弱,压力增大C.磁性增强,压力减小 D.磁性增强,压力增大
答案 A 由题图可知,当滑片P向b端移动时,滑动变阻器连入电路的电阻变大,通过电磁铁的电流变小, 电磁铁的磁性减弱,因此C、D错误;根据右手螺旋定则可知,电磁铁的下端为N极,同名磁极相互排斥,因 为电磁铁的磁性减弱,所以条形磁体对水平地面的压力减小,A正确。故选A。
4.(2020福州质检,20)如图所示,在电磁铁正上方用弹簧挂着一条形磁体,当开关S闭合后,电磁铁上端是 极;滑动变阻器的滑片P向左滑动,弹簧的长度 (选填“变长”或“缩短”)。
解析 根据右手螺旋定则知,电磁铁上端为N极。同名磁极相互排斥,条形磁体受到一个向上的力F。滑 片P左移滑动,变阻器连入电路的阻值变小,I变大,F变大,弹簧长度缩短。
5.(2019漳州质检,19)如图所示的电路中,开关S1闭合,电磁铁的A端为 (选填 “N”或“S”) 极。 磁敏电阻(GMR) 的阻值随所处空间磁场的增强而增大,再闭合开关S2,要使指示灯变亮些,滑动变阻器的 滑片需向 (选填 “左”或“右”) 滑动。
解析 电流从电源正极流出,根据右手螺旋定则可知,电磁铁的A端为N极。要使指示灯变亮,应该使磁 敏电阻的阻值变小,因而磁敏电阻所处空间的磁场应减小,即通过电磁铁线圈的电流应减小,滑动变阻器 连入电路的电阻应变大,滑动变阻器连入电路部分长度要变长,所以滑动变阻器的滑片需向右滑动。
6.(2019漳州质检,25)如图a是一种自动太阳能灯。白天阳光通过太阳能电池给蓄电池充电,夜晚蓄电池 的电能自动使LED发光二极管发光。(1)图b是这种灯的简化原理图。请根据图b电路说明充电原理。(2)如何在明亮的环境中检查电路是否正常? 图a 图b
解析 (1)白天阳光照射时太阳能电池发电,使螺线管通电,电磁铁产生磁性吸引衔铁,锂蓄电池负极通过 触点3、触点5连接到太阳能电池的负极,与太阳能电池连通,进行充电。(2)在明亮的环境中发光二极管不发光,这时用手或其他物体遮挡太阳能电池,LED自动亮起,电路正常。
7.(2020厦门质检,28)探究影响电磁铁磁性强弱的因素时,将漆包线绕在铁钉上自制简易电磁铁,连接如 图所示的电路。 (1)实验时用电磁铁吸引大头针的数量来反映 。(2)闭合开关,电磁铁的下端为 极。(3)断开开关,铁钉上仍吸附有少许大头针,这是因为铁钉被 了。
(4)为了探究电磁铁磁性的强弱与电流大小是否有关,应进行的操作是 。
答案 (1)磁性的强弱 (2)S (3)磁化 (4)闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,改变电路中电流,同时观 察电磁铁吸引大头针的数量
解析 (1)电磁铁磁性越强,吸引大头针越多,所以可以用电磁铁吸引大头针的数量来反映磁性的强弱。 (2)由图像可知,电流从简易电磁铁下端流入,由安培定则可知电磁铁的下端为S极。(3)闭合开关,铁钉处 于简易电磁铁的磁场当中被磁化,断开开关,铁钉的磁性无法立即消失,因此铁钉上仍吸附有少许大头 针。(4)探究电磁铁磁性的强弱与电流大小是否有关,应改变电路中的电流大小,因此应移动滑动变阻器 的滑片,改变电路中电流,同时观察电磁铁吸引大头针的数量。
考点三 电动机与发电机1.(2020三明质检,7)如图是新型智能手机无线充电技术,主要是应用电磁感应原理,下列设备工作原理与 它相同的是 ( ) A.电烙铁 B.电铃C.发电机 D.电动机
答案 C 从题意可知,手机中的线圈能将底座产生的变化的磁场转化为电流给手机电池充电,是利用 电磁感应原理工作的。电烙铁利用电流的热效应工作,A不合题意;电铃利用磁场对通电导体有力的作 用工作,B不合题意;发电机利用电磁感应原理工作,故C符合题意;电动机利用磁场对通电导体有力的作 用工作,D不合题意。
2.(2020莆田质检,13)“微笑”共享单车前部安装有LED车灯,当自行车车轮转动时,带动线圈高速旋转 使车灯发光,依据的原理是 ( )A.电磁感应 B.电流的磁效应C.电流的热效应 D.磁场对电流的作用
答案 A 当自行车车轮转动时,带动线圈旋转,相当于导体在磁场中不断切割磁感线,可以产生感应 电流,让单车前部的LED车灯发光。所以其根据的原理是电磁感应。
3.(2020漳州质检,6)今年3月国务院出台延长购置新能源汽车的补贴和免税政策,加快电动汽车的普及。 电动汽车的动力装置是电动机,其工作原理与图中相同的是 ( )
答案 C 电动机的工作原理是:通电导体在磁场中受力运动,电能转化为机械能。A选项工作原理是 电磁感应,机械能转化为电能,A错;B选项是电生磁,B错;C选项工作原理是电磁感应,C正确;D选项是电能 转化为内能,D错。
4.(2020南平质检,11)如图所示,动圈话筒(动圈式麦克风)是把声音转变为电信号的装置,图中的四幅图能 够反映它的工作原理的是 ( )
答案 D 动圈式话筒的工作原理是电磁感应,A选项是验证通电导体周围存在磁场的装置,不合题意; B选项是探究电磁铁磁性大小影响因素的装置,不合题意;C选项是电动机原理图,不合题意;D选项是电 磁感应原理装置,能产生感应电流,与题意相符。
5.(2020福州质检,12)如图所示是探究电磁感应现象的实验装置,磁铁放置在水平面上,下列说法正确的 是 ( ) A.感应电流的方向与磁场方向无关B.线圈ab边竖直运动时,感应电流最大C.若线圈不动,磁铁运动,也可能产生感应电流D.若线圈无论如何运动灵敏电流计指针均不偏转,一定是磁场太弱
答案 C 当电路闭合,部分导体做切割磁感线运动时,导体中就会产生感应电流,感应电流方向与导 体运动方向和磁场方向有关,故A错。线圈ab边竖直运动时,并没有切割磁感线,没有感应电流产生,故B 错。线圈不动,磁铁运动,若线圈切割磁感线,会产生感应电流,因此C正确。没有产生感应电流也有可能 是电路某处断路,因此D错误。
6.(2020厦门质检,18)如图所示,有一种“能量收集船”通过波浪推动两侧的“工作臂”获得电能。“能 量收集船”的发电原理是 ,将 能转化为电能。
解析 “工作臂”带动船内线圈切割磁感线,从而获得电能,是电磁感应现象,机械能转化为电能。
7.(2019莆田质检,18)我国自主研发了全球首段光伏高速公路,该高速路面下铺设了一层太阳能电池板和 金属线圈,如图所示,利用太阳能电池板给路面线圈供电时,路面线圈周围会产生 ;当电动汽车在 路面上行驶时,车内线圈因做切割磁感线运动会产生 ,从而实现对电动汽车的无线充电。
解析 通电导体周围存在磁场,故给路面线圈供电时,路面线圈周围会产生磁场。当电动汽车在路面上 行驶时,车内线圈属于闭合电路的一部分导体,在磁场中做切割磁感线运动时,导体中就会产生感应电流, 这是电磁感应现象。
8.(2020宁德质检,27)电磁的相互转换是人类进入电力时代的标志。(1)小明用如图甲所示装置探究通电螺线管外部的磁场。实验时接通电路,通电螺线管的 (选填 “A”或“B”)端相当于条形磁铁的N极。将电源的正负极互换,再重复实验,是为了探究通电螺线管外 部磁场方向与 方向的关系。(2)接着小明又做了图乙所示的实验。保持直导线AB不动,向右移动蹄形磁体,电流表指针 ( 选 填“能”或“不能”)发生偏转,实验中直导线应选用 (选填“铜棒”或“塑料棒”)。
答案 (1)B 电流 (2)能 铜棒
解析 (1)由图可知,通电螺线管中的电流方向向下,根据右手定则,可判断出B端相当于条形磁铁的N极; 将电源正负极互换,则螺线管中的电流方向改变。所以是为了探究通电螺线管外部磁场方向与电流方 向的关系。(2)产生感应电流的条件是闭合电路中的部分导体在磁场中做切割磁感线运动,所以必须让 导线切割磁感线,所以电流表指针能发生偏转;铜棒是导体,塑料棒是绝缘体。
一、选择题(每小题2分,共4分)
1.(2018龙岩质检,11)如图所示的装置中,利用电磁感应原理工作的是 ( )
答案 B 电动机是先通电,后转动,是利用通电导体在磁场中受力的作用原理制成的,A错误;话筒是声 音通过空气将振动传递给话筒,使话筒线圈振动后产生电流,应用了电磁感应的原理,B正确;电磁继电器 是利用电磁铁通电后具有磁性来实现对电路的控制,C错误;扬声器是先通电,后振动,利用的是通电导体 在磁场中受力作用的原理,D错误。故选B。
2.(2019福州质检,14)如图所示是小明为居民楼门口设计的智能照明电路,L是“220 V 22 W”的节能 灯,天暗时自动发光,天亮时自动熄灭。控制电路中,电源由两节干电池串联而成,R1是定值电阻,R2是光敏 电阻,其阻值会随着光强的变化而变化。下列说法正确的是 ( ) A.晚上电磁铁的磁性应该比白天时更强B.光敏电阻的阻值随光照强度的增大而增大C.当光照强度增大时,电压表示数将减小D.若提高控制电路电源电压,灯白天也可能发光
答案 C 节能灯天暗时自动发光,天亮时自动熄灭,因此晚上电磁继电器的动触点应与静触点相接触, 即电磁铁应该失去磁性,A错误;若光敏电阻阻值随光照强度的增大而增大,则白天光照强度增大时,光敏 电阻阻值增大,控制电路的电流减小,电磁铁磁性减弱,电磁继电器的动触点与静触点接触,受控电路接 通,节能灯发光,这与节能灯天暗时自动发光,天亮时自动熄灭不符,B错误;由前面分析可知,当光照强度 增大时,光敏电阻阻值减小,电路中的电流I增大,则R1两端的电压U1增大,因此R2两端电压U2减小,C正确; 若提高控制电路的电源电压,电路中的电流会增大,从而使电磁铁的磁性增大,将电磁继电器的衔铁吸下, 使受控电路断开,灯熄灭,D错误。故选C。
二、填空题(每空1分,共2分)3.(2020龙岩质检,20)如图是一种充电鞋的结构示意图。当人走动时,会驱动磁性转子旋转,使线圈中产 生电流,产生的电流进入鞋面上锂聚合物电池。这种充电鞋的工作原理是 ,当人前进时,地面对 人的摩擦力方向与人的前进方向 (选填“相同”“相反”)。
解析 磁性转子转动,使线圈中产生电流,利用电磁感应原理;人走路时,脚往后蹬地,地面对脚的摩擦力 向前,与人的前进方向相同。
三、作图题(共4分)4.(2020三明质检,24)(2分)在图中,标出通电螺线管的N、S极和A点的电流方向。
解析 通电螺线管磁场分布与条形磁铁相似,磁体外部的磁感线从N极出发回到S极,所以螺线管的左边 是N极,用右手螺旋定则可判断电流方向。
5.(2018南平质检,24)(2分)如图所示,开关S闭合,发现弹簧缩短,小磁针旋转到如图中所示位置静止,请在 图中括号内标出电源的正、负极和小磁针的N极。(电源正、负极用“+”“-”表示)
解析 由闭合开关后弹簧缩短可知,通电螺线管的上端为S极,下端为N极,根据同名磁极相互排斥,异名 磁极相互吸引可知,小磁针下端为N极;运用右手螺旋定则可以判断出电源的左边为“+”极,右边为 “-”极。
四、实验题(共10分)6.(2019厦门质检,29)(10分)学习小组想探究“通电导体在磁场中受力的大小与导体在磁场中长度的关系”。【实验目的】探究通电导体在磁场中受力大小与导体在磁场中长度的关系。 【实验器材】边长不同的矩形线圈2个,足够宽的U形磁铁、弹簧测力计、电源、导线、开关。【实验步骤】(1)如图所示,用弹簧测力计测量矩形线圈a的重力G1,再将a放入磁场中。通电后,弹簧测力 计示数变为F1。发现F1小于G1,则磁场对线圈a作用力的方向是 。(2)换用矩形线圈b,重复步骤(1)中的实验,每次实验时AB边在磁场中的 相同。记录线圈b受到的 重力G2和拉力值F2。应比较 和 的关系,得出结论。(3)某次实验时,发现弹簧测力计的示数比该矩形线圈的重力大,你觉得可能的原因是: 。
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