最新人教版九年级物理第20章习题课件

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第二十章　电与磁
第1节　磁现象　磁场
1. 在举行沙滩排球比赛的场地上,人们往往先用磁选机来对沙子进行处理.磁选机能选走沙子中的 (　　)A.粗的沙子和小石块 B.铜、铝碎片 C.玻璃和塑料碎片 D.铁钉、铁片
知识点1 磁现象
答案
1.D　磁选机利用磁体的磁性,将铁、钴、镍等物质从别的物质中选出来,根据各个选项里的物体可知,只有用铁制成的物体(铁钉和铁片)才可以被磁体吸引,故A、B、C错,D正确.
2. 如图所示,将分别载有一根条形磁铁的两辆小车同时释放后,小车向相反方向运动,最后静止.此现象说明同名磁极相互　　　　,磁极间作用力的大小随磁极间距离的增大而　　　　(填“增大”“减小”或“不变”). 
知识点1 磁现象
答案
2.【答案】　排斥　减小【解析】　两辆小车互相远离,说明受到了排斥力,即同名磁极相互排斥;最后小车没有继续运动下去,说明磁极间作用力的大小是随磁极间距离的增大而减小的.
3. 科学推理 如图甲所示,一个条形磁铁摔成两段.取右边一段靠近小磁针,小磁针静止时的指向如图乙所示,则右边这段裂纹处的磁极是　　　　　极.如果把这两段磁铁沿裂纹吻合放在一起,这两段会相互　　　　　(填“吸引”或“排斥”). 
知识点1 磁现象
答案
3.【答案】　N(北)　吸引【解析】　一个磁体有且只有两个异名磁极,根据磁极间的相互作用规律可知,乙图中,与小磁针S极接近的是磁体的N极,即北极;如果把这两段磁铁沿裂纹吻合放在一起,则这两段会相互吸引.
4. 如图所示,有三根钢棒,其中甲、乙相互排斥,甲、丙相互吸引,如果甲是磁体且右端为N极,那么下列对乙、丙的判断正确的是 (　　)A.乙是磁体且右端是N极B.丙是磁体且右端是N极C.乙是磁体,丙不一定是磁体D.乙是磁体,丙也一定是磁体
知识点1 磁现象
答案
4.C　甲是磁体且右端为N极,因为同名磁极相互排斥,故乙是磁体且左端是N极,A错误;如果丙是磁体,则丙的左端是S极,右端是N极,如果丙没有磁性,甲与丙也可以相互吸引,所以丙不一定是磁体,C正确,BD错误.
5. 关于磁场及磁感线的描述,下列说法正确的是 (　　)A.磁感线是磁场中真实存在的曲线B.磁场对放入其中的物体有力的作用C.在用磁感线描述磁场时,磁感线都是从磁体的S极出发,回到N极D.规定小磁针静止时N极所指的方向为该点磁场的方向
知识点2 磁场　磁感线
答案
5.D　磁感线是为了形象描述磁场而引入的,所以磁感线不是真实存在的,故A错误;磁体的周围存在磁场,磁场的基本性质是对放入其中的磁体有力的作用,不是对放入其中的所有物体都有力的作用,故B错误;磁体外部的磁感线是从N极出发,回到S极的,但磁体内部的磁感线是从磁体S极出发,回到N极的,故C错误;物理学中把小磁针静止时N极所指的方向规定为该点磁场的方向,故D正确.
6. 如图所示,下列说法正确的是 (　　)A.A点处磁场不存在B.B点处磁场最强C.C点处磁场比B点处强D.D点处磁场方向为水平向左
知识点2 磁场　磁感线
答案
6.C　根据磁场特点可知A点存在磁场,B点不在两极,磁场不是最强,C点靠近N极,故该点处磁场比B点处强,故A、B错误,C正确;D点未在水平的磁感线上,故D点磁场方向不是水平向左,故D错误.
7. 新情境 “张衡一号”电磁监测试验卫星获取了全球地磁场和电离层原位数据,构建了全球地磁场参考模型.假想地磁场是由地球内部一块大磁体产生的,则如图所示的四个示意图中,能合理描述这块大磁体的是 (　　)
知识点3 地磁场
答案
7.B　审题指导 　
8. 关于地磁场,下列说法错误的是 (　　)A.地球周围的磁感线从地理南极附近出发,回到地理北极附近B.兰州地区地磁场方向由北向南C.宋代沈括在《梦溪笔谈》中最早记载了地磁偏角D.在地磁南极处,可以自由转动的小磁针的N极竖直指向地面
知识点3 地磁场
答案
8.B　地磁场的南北极和地理的南北极刚好相反,地球周围的磁感线从地理南极附近出发,回到地理北极附近,故A正确;地磁场的N极在地球的地理南极附近,地磁场的S极在地球的地理北极附近,磁场方向由地磁场N极指向地磁场S极,故兰州地区地磁场方向由南向北,故B错误;宋代沈括最早发现了地磁场的两极与地理的两极并不重合,存在地磁偏角,故C正确;根据磁极间的相互作用规律可知,自由转动的小磁针N极指向磁场的方向,故在地磁南(S)极处,可以自由转动的小磁针的N极竖直指向地面,故D正确.
1. 在研究蹄形磁体周围磁场分布的实验中,在蹄形磁体上面放一块有机玻璃,玻璃上均匀撒一层铁屑.轻轻敲打玻璃,可以看到铁屑有规则地排列起来,关于该实验的过程,下列说法不正确的是 (　　)A.撒在磁体周围的每个铁屑都被磁化,相当于一个个小磁针B.利用这些铁屑就完全可以确定蹄形磁体周围磁场的方向C.实验中为了确定蹄形磁体周围产生的磁场的方向,要在蹄形磁体不同的位置放置一些已知磁极的小磁针D.轻敲有机玻璃,可以减小铁屑与有机玻璃间的摩擦,便于铁屑转动
答案
1.B　利用撒在磁体周围的铁屑可以判断该磁体周围的磁场的分布情况,不能确定磁场方向,故B错误.
2. 科学推理 把普通钢棒磁化有多种方法,可以用强力磁铁来磁化.钢棒由大量的原子组成,每个原子都有N、S极,相当于一个磁性很弱的“小磁铁”.被磁化前,钢棒内“小磁铁”的排列杂乱无章(如图甲所示),此时钢棒对外不显磁性.用一个强力条形磁铁按图乙中的箭头方向滑动,钢棒就被磁化,磁化后各个“小磁铁”按如图乙所示同向排列,钢棒具有磁性,相当于条形磁铁.下列说法正确的是 (　　)A.被磁化后的钢棒左端是S极B.被磁化前的钢棒右端是N极C.若把小磁针放在图甲中的A点处,静止时小磁针的北极(N)一定向外D.若把小磁针放在图乙中的B点处,静止时小磁针的右端是北极(N)
答案
2.D　由图乙可知,钢棒被磁化后每个原子都按左N右S排列,所以被磁化后的钢棒左端是N极,故A错误;被磁化前,钢棒对外不显磁性,钢棒两端均无极性,故B错误;图甲中钢棒未被磁化,钢棒对外不显磁性,若把小磁针放在A点处,静止时小磁针的北极(N)指向无法确定,故C错误;由图乙可知,被磁化后的钢棒左端是N极,根据磁极间的相互作用规律可知,若把小磁针放在图乙中的B点处,静止时小磁针的右端是北极(N),故D正确.
3. 新情境 《事林广记》中记载了“指南龟”的制法:先以木刻龟,在龟体上沿首尾方向开一洞,放入条形磁石,以黄蜡填满,在龟尾部敲入一铁针与磁石一端相连. 将木龟支于竹针之上,使木龟转动,静止后,铁针指南.关于“指南龟”,下列说法正确的是 (　　)A.磁石靠近龟尾一端为磁石的北极B.铁针指向的是地理的北极附近C.铁针指向的是地磁的南极D.“指南龟”能指南是因为受到地磁场的作用
答案
3.D　铁针在龟尾,木龟静止时铁针由于受到地磁场的作用而指南,则铁针指向地理南极附近,即地磁北极,由磁极间的相互作用规律可知,磁石靠近龟尾的一端为南极,A、B、C错误,D正确.
4. [2021温州中考]“地漏”(如图甲)是连接排水管道与室内地面的接口.“磁悬浮地漏”相对于传统地漏具有很多优点,如排水速度可随积水深度自动调节、在不排水时能密封管道等.磁悬浮地漏的工作原理如图乙. (1)当密封盖上方无水时,在磁体B作用下,磁体A将密封盖顶起.若磁体A下端为N极,则磁体B上端为　　　　极. (2)当密封盖上方有水时,密封盖下移,开始排水.积水越多,则排水口越大,其原因是　　　　　　　　　　　　　　　. 
答案
4.【答案】　(1)N　(2)深度越深,液体的压强越大【解析】　(1)找题眼——在磁体B作用下,磁体A将密封盖顶起;抓本质——磁体A、B有相互排斥力;解答——磁体A下端为N极,则磁体B上端也为N极.(2)积水深度越深,压强越大,对密封盖的压力越大,密封盖下移,排水口就越大.
5. 标出磁感线的方向及磁铁的N极和S极.
答案
5.【答案】　如图所示.【解析】　方法一:根据同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引,可判断出磁体的N、S极,再根据磁体的外部磁感线从N极出发,回到S极,判断出磁感线方向.方法二:根据小磁针N极的指向,判断出磁感线方向,再根据磁体的外部磁感线从N极出发,回到S极,判断出磁体的N、S极.
第2节　电生磁
1. 教材P124想想做做改编 课堂上教师做了如图所示的演示实验,同学们根据实验现象得到如下结论,其中不正确的是 (　　)A.甲、乙两次实验表明通电导线周围存在磁场B.甲、丙两次实验表明电流有热效应C.甲、丙两次实验表明通电导线周围的磁场方向与电流方向有关D.甲、乙、丙三次实验现象共同表明电能生磁,且磁场方向与电流方向有关
知识点1 电流的磁效应
答案
1.B　甲中通电时小磁针发生了转动,而乙中断开后小磁针没有转动,说明只有导线通电才能产生磁场,A说法正确.甲、丙两实验说明电流反向时对小磁针的作用方向不同,与电流的热效应无关,B说法错误.甲和丙两次实验能证明通电导线周围的磁场方向与电流方向有关,C说法正确.通过三次实验比较,可以得出通电导线能产生磁场(即电能生磁),并且磁场方向与电流方向有关,D说法正确.
2. 如图是奥斯特实验的示意图,下列有关分析正确的是 (　　)A.通电导线周围磁场方向由小磁针的指向决定B.发生偏转的小磁针对通电导线有力的作用C.移去小磁针后的通电导线周围不存在磁场D.通电导线周围的磁场方向与电流方向无关
知识点1 电流的磁效应
答案
2.B　 通电导线周围的磁场与小磁针是否存在及其方向无关,由其本身决定,通电导线对小磁针有力的作用,根据力的相互性可知,小磁针对通电导线有力的作用.
3. 在探究“通电螺线管外部的磁场分布”实验中,小明进行如下操作:(1)如图,在螺线管的两端各放一个小磁针,并在硬纸板上均匀地撒满铁屑.①由图可知通电螺线管外部的磁场与　　　　　　　　相似. ②放入小磁针的作用是　 . ③实验时小明发现现象不明显,为了增强磁场的强度,在不改变电流大小的情况下,可以采取　　　　　　　的办法. (2)改变电流方向,小明发现,铁屑的分布形状　　　　(填“没有改变”或“发生改变”),而小磁针指向与原来　　　(填“相同”或“相反”). (3)实验用铁屑,　　　　(填“能”或“不能”)用铜屑代替铁屑.闭合开关后为了更好地通过铁屑客观地描述磁场分布情况,接下来的操作是　　　　　,这样做的主要目的是减小铁屑与玻璃板之间的摩擦,使铁屑在磁场力的作用下动起来. 
知识点2 通电螺线管外部的磁场
答案
3.【答案】　(1)①条形磁体的磁场　②显示磁场的方向　③增加线圈的匝数　(2)没有改变　相反　(3)不能　轻敲玻璃板
4. 如图所示为四位同学判断通电螺线管极性时的做法,正确的是 (　　)
知识点3 安培定则
答案
4.A　A中右手四指的方向和电流的方向相同,大拇指所指的一端即为通电螺线管的N极,故A正确;B、D中用的不是右手,故B、D错误;C中四指的方向和电流的方向相反,故C错误.
5. 教材P126图20.2-6改编 如图所示为通电螺线管的电流绕向及其磁场的磁感线分布,其中正确的是 (　　)
知识点3 安培定则
答案
5.B　由安培定则可以确定通电螺线管的极性,再根据磁感线在磁体的周围应该从N极出发回到S极,确定磁感线的方向.
6. 如图所示,通电螺线管附近的小磁针处于静止状态,则通电螺线管B端是　　　　极,电源的D端是　　　　极. 
知识点3 安培定则
答案
6.【答案】　N　负【解析】　根据磁极间的相互作用规律,通过小磁针的磁极判断出通电螺线管的B端是N极,A端是S极,根据安培定则,由磁极判断电流方向,由电流方向判断出电源的C端是正极,D端是负极.
1. [2021北京中考]在探究通电螺线管的磁场特点时,通电螺线管在某状态下的两个实验现象如图所示,其中小磁针(黑色一端为N极)静止时的指向情况如图甲所示,铁屑静止时的分布情况如图乙所示.下列选项中能正确用磁感线描述这两个实验现象的是 (　　)
答案
1.C　由图甲中小磁针N极的指向可知,通电螺线管的左端为S极,右端为N极;磁体外部的磁感线是从N极出发,回到S极的,磁体内部的磁感线是从S极指向N极的,磁感线是封闭的曲线.由以上分析可知,C项中的图正确.
2. 如图所示,在通电螺线管(导线中箭头表示电流方向)附近放置的小磁针(黑端为N极),静止时其指向正确的是 (　　)
答案
2.A　对于A选项,根据安培定则可知,通电螺线管N极在右端,由同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引,可知小磁针左端为S极,右端为N极,故A正确;同理可知B、C、D错误.
3. 如图甲所示,通电螺线管的极性跟电流的方向有关系,可以用右手螺旋定则来判断.环形电流可以看成是单匝通电螺线管,如图乙所示;在丙图中,把两个线圈A和B挂在水平光滑的固定绝缘细杆MN上,平行靠近放置且保持静止状态.当两线圈通入如图丙所示方向相反的电流时,则两个线圈A和B之间的距离将 (　　)A.变大 B.变小C.保持不变 D.无法判断
答案
3.A　由题图可知,两个线圈A和B中的电流方向不同,用右手握住线圈A、B,让四指指向线圈中电流的方向,则大拇指所指的那端就是线圈的N极,所以线圈A的左端为N极、右端为S极,线圈B的左端为S极、右端为N极,根据磁极间的相互作用规律可知,线圈A和B会相互排斥,则它们将互相远离,距离变大.
4. 如图所示的装置中,当开关S闭合后,下列判断正确的是 (　　)A.通电螺线管外A点的磁场方向向左B.通电螺线管的左端为N极C.向左移动滑片P,通电螺线管的磁性减弱D.小磁针静止后,其N极的指向沿水平向右
答案
4.B　根据安培定则可知,通电螺线管的左侧为N极,右侧为S极,在通电螺线管外部,磁感线方向从N极指向S极,所以A点的磁场方向向右,A错误,B正确;磁场中小磁针静止时N极所指的方向为磁场的方向,所以该小磁针的N极指向左侧,D错误;向左移动滑片P,滑动变阻器连入电路中的电阻减小,电路中的电流增大,通电螺线管的磁性变强,C错误.
5. 为了判断一节标记已模糊不清的蓄电池的正负极,手边除了连接用的导线外,还有下列器材,应选用的是 (　　)A.灯泡、滑动变阻器 B.条形磁铁、铁屑 C.螺线管、铁屑 D.螺线管、标有磁极的小磁针
答案
5.D　滑动变阻器、灯泡与蓄电池连接后灯泡可以发光,但无法确定电流方向,故A错误;易知,B错误;蓄电池和螺线管连接后,螺线管有磁性,用铁屑可以模拟螺线管磁场的形状,但无法确定磁场方向,也就无法确定螺线管的极性和电流方向,无法确定蓄电池的正负极,如果有标有磁极的小磁针,则可以确定蓄电池的正负极,故C错误,D正确.
6. 探究通电螺线管的磁场形状时,采用了观察细铁屑分布来研究磁场的方法,下列研究中,运用方法与此类似的是(　　)A.在研究电流与电压的关系时,要控制导体的电阻一定B.利用磁感线来形象地表示磁场C.探究影响动能大小因素的实验通过比较木块被推动的距离,比较小车动能的大小D.通过水流的形成来认识电流的形成
答案
6.C　通电螺线管的磁场看不见、摸不着,但我们可以通过它对外表现的作用来认识它,这是一种转换法.在研究电流与电压的关系时,要控制导体的电阻一定,这是利用控制变量的物理方法;利用磁感线来形象地表示磁场,这是利用了模型法,给磁场建立了一个模型;通过水流的形成来认识电流的形成,这是利用了类比的方法.选项C中运用的是转换法,故选C.
7. 小磁针静止时的指向如图所示.请你标出通电螺线管的极性,并用笔画线代替导线给通电螺线管绕线.
答案
7.【答案】　如图所示.【解析】　小磁针处在通电螺线管的磁场中,N极所指的方向就是通电螺线管在该处的磁场方向,所以通电螺线管的右端为N极,根据安培定则,可得出通电螺线管中电流的方向.
第3节　电磁铁　电磁继电器
1. 下列有关电磁起重机中电磁铁的说法正确的是 (　　)A.电磁铁的铁芯,可以用铜棒代替B.电磁铁是永久磁铁C.电磁铁磁性的强弱只与电流的大小有关D.电磁铁是根据电流的磁效应制成的
知识点1 电磁铁
答案
1.D　电磁铁的铁芯需用磁性材料制成,铜不是磁性材料,故不可以用铜棒代替,故A错误;电磁铁不是永磁铁,它的磁性的有无跟电流的通断有关,故B错误;电磁铁的磁性强弱与电流的大小和线圈的匝数有关,故C错误;电磁铁是利用电流的磁效应制成的,故D正确.
2. 批判质疑 如图所示是某学习小组的同学研究“电磁铁磁性强弱”的实验电路图.(1)要改变电磁铁线圈中的电流大小,可通过　　　　　　　　　　　　　　来实现;要判断电磁铁的磁性强弱,可通过观察　　　　　　　　　　　　　来确定. (2)下表是该组同学所做的实验记录.
知识点2 电磁铁的磁性强弱
①比较第1、2、3次实验(或第4、5、6次实验),可得出的结论是:电磁铁的线圈匝数一定时,通过电磁铁线圈中的电流　　　　(填“越大”或“越小”),电磁铁磁性越强. ②比较第1和第4次实验(或第2和第5次实验或第3和第6次实验),可得出的结论是:电磁铁线圈中的电流一定时,线圈匝数　　　　(填“越多”或“越少”),电磁铁磁性越强. (3)在与同学们交流讨论时,另一组的一个同学提出一个问题:当线圈中的电流和匝数一定时,电磁铁的磁性强弱会不会还与线圈内的铁芯大小有关?你对此的猜想是: 　 . 
答案
2.【答案】　(1)调节滑动变阻器滑片的位置　电磁铁吸引大头针的多少　(2)①越大　②越多　(3)电磁铁在通过线圈中的电流和线圈匝数一定时,铁芯越大磁性越强
3. 下面是几位同学关于电磁继电器的几种说法,你认为不正确的是(　　)A.电磁继电器是利用电流的磁效应工作的B.我们操作时直接控制的是低电压、弱电流电路的通断C.电磁继电器是利用电磁铁控制工作电路的一种开关D.使用电磁继电器可以直接控制工作电路的通断
知识点3 电磁继电器
答案
3.D　我们操作时直接控制的是低电压、弱电流电路的通断,B说法正确,不符合题意.电磁继电器的实质是一个利用电磁铁间接控制工作电路的开关,是自动控制电路的重要部件,A、C说法正确,不符合题意.使用电磁继电器可以间接控制工作电路的通断,故D错误,符合题意.
4. 如图所示为一种温度自动报警器的原理图,水银温度计的玻璃管中封入一段金属丝,电源的两极分别与水银和金属丝相连,当温度达到金属丝下端所指的温度时,电流通过电磁铁的线圈产生　　　　,吸引衔铁,电铃响起,发出报警信号,电磁铁的a端为　　　　极,若将温度计上端的金属丝向下调整,则报警温度将　　　　(填“升高”或“降低”).  
知识点3 电磁继电器
答案
4.【答案】　磁性　S　降低【解析】　温度自动报警器的工作原理是:温度升高时,玻璃泡中的水银膨胀,液柱上升,当升高到报警温度即金属丝下端对应的温度时,控制电路接通,电磁铁有磁性,吸引衔铁,从而使工作电路接通,发出报警信号.由电路可知电磁铁中的电流是从左端流入、右端流出,利用安培定则可以确定,电磁铁的a端为S极,如果将金属丝的下端向下调整,则报警温度会降低.
1. 科学推理 如图所示,A是悬挂在弹簧下的铁块,B是螺线管的铁芯,S是转换开关(S接1时连入电路的线圈匝数多,S接2时连入电路的线圈匝数少),P是滑动变阻器的滑片.要使弹簧的长度变长,可采取的办法是 (　　)　　　　　　　　　　　　　　　　A.开关S接1不变,滑片P位置不变,抽出铁芯BB.滑片P位置不变,开关S由1改接到2C.开关 S接1不变,将滑片P向左移动D.开关S由1改接到2,将滑片P向右移动
答案
1.C　开关S接1不变,滑片P位置不变,抽出铁芯B,则电磁铁的磁性减弱,弹簧变短,故A错误;滑片P位置不变,开关S由1改接到2,接入电路中的线圈匝数变少,电磁铁磁性变弱,弹簧长度变短,故B错误;开关S接1不变,将滑片P向左移动,滑动变阻器连入电路的电阻变小,电路中电流变大,电磁铁磁性变强,弹簧变长,故C正确;开关S由1改接到2,接入电路中线圈匝数变少,将滑片P向右移动,滑动变阻器连入电路的电阻变大,电路中电流变小,电磁铁磁性变弱,弹簧变短,故D错误.
2. [2021南京中考改编,多选]人工心脏泵可短时间代替心脏工作,其结构如图所示,线圈AB固定在轻质活塞的柄上,泵室通过单向阀门与血管相通.阀门S1只能向泵室外侧开启,阀门S2只能向泵室内侧开启.人工心脏泵工作时,以下说法正确的是 (　　)A.线圈AB中应通入方向周期性改变的电流B.线圈AB中应通入方向不变的电流C.电流从线圈A端流入时,血液流入泵室D.人工心脏泵每分钟“跳动”的次数由线圈中电流的大小决定
答案
2.AC　依题意,在线圈AB中通入方向周期性改变的电流时,线圈的磁极方向发生周期性变化,在其左侧永磁体的作用下,线圈带动活塞沿水平方向做往复运动,使该人工心脏泵“跳动”起来,该人工心脏泵每分钟“跳动”的次数由线圈AB中所通入的方向周期性改变的电流的频率决定,A正确,B、D错误;当电流从线圈A端流入时,根据安培定则可判断出电磁铁的左端是S极,异名磁极相互吸引,则活塞会在其左侧永磁体的作用下向左运动,泵室内的压强变小,此时S1关闭、S2打开,血液流入泵室,C正确.
3. 如图所示是老师设计的一个实验装置,用来探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”,它由电源、滑动变阻器、开关、带铁芯的螺线管(线圈电阻忽略不计)和自制的针式刻度板组成,通过观察指针偏转角度的大小,来判断电磁铁磁性的强弱.【制定计划与设计实验】(1)为了使指针在受磁场力的作用时能绕B点转动,需在A处加装　　　　(填“铜块”“铝块”或“铁块”),加装物体后,为了确保指针能正确指示且具有一定的灵敏度,老师在B点转轴处涂抹润滑油,目的是　　　　　　　　,使指针转动更灵活. 【进行实验与收集证据】(2)按如图所示连接好电路,闭合开关,调节滑动变阻器滑片P到某一位置,记下此时指针偏转的角度,保持滑片P位置不变,导线a改为与接线柱1相连,可以探究电磁铁磁性强弱与　　　　的关系;保持接线方式不变,移动变阻器滑片P,可以探究电磁铁磁性强弱与　　　　的关系. 
(3)保持滑片P位置不变,导线a改为与接线柱1相连时,闭合开关后,指针偏转的角度将会　　　　　;当滑动变阻器的滑片P向左滑动时,指针偏转的角度将会　　　　.(均填“增大”或“减小”) 【评估交流】(4)细心观察的小锋发现在实验过程中该自制装置的指针均向右偏转,只是偏转角度不同,他向老师提出能否让指针向左偏转,老师马上将一块小磁铁换装在A处,且让小磁铁的右端为　　　　极,闭合开关后,同学们发现指针果然向左偏转. (5)你认为该装置中指针的偏转角度大小可能还与哪些因素有关?(只写出一个即可)　 . 
答案
3.【答案】　(1)铁块　减小摩擦　(2)线圈匝数　电流大小　(3)增大　减小　(4)N　(5)铁芯大小(答案合理即可)
专项　电磁作图
1. 在图中标出右边磁体的磁极和磁场的磁感线方向.
类型1　简单磁现象作图
答案
1.【答案】　如图所示.【解析】　首先根据磁感线的形状判断出这是异名磁极间的磁场,标出右侧磁极是S极,然后根据磁体外部磁感线从N极到S极,标出磁感线的方向.
2. 根据小磁针的指向(小磁针被涂黑的一端为N极)判断蹄形磁铁的磁极并标出磁感线的方向.
类型1　简单磁现象作图
答案
2.【答案】　如图所示.【解析】　小磁针的N极靠近蹄形磁铁的下端,所以蹄形磁铁的下端为S极,则其上端为N极;在磁体的外部磁感线从磁体的N极出发回到S极.
3. [2020黄石中考]指南针是利用地磁场指示方向的,如图所示,地球是一个大磁体,类似条形磁铁,请在图中标出地磁场的N、S极,静止小磁针的N、S极,用箭头标出P点的地磁场方向.
类型1　简单磁现象作图
答案
3.【答案】　如图所示.
4. [2022朝阳一中期末]如图所示,箭头表示通电螺线管周围磁感线的方向,请在图中标出通电螺线管中的电流方向和小磁针静止时的N极.
类型2　通电螺线管作图
答案
4.【答案】　如图所示.【解析】　在磁体外部,磁感线从磁体N极出发回到S极,由题图可知通电螺线管的左端为N极;根据同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引,可知小磁针静止时左端为N极;由右手螺旋定则可判断在通电螺线管的正面,电流方向向上,即电流从螺线管的左端流入,右端流出.
5. 图示的A、B为两个通电螺线管,ab处是电池,通电时小磁针(黑端为N极)能在图示位置静止.标出电池的正、负极并画出通电螺线管A的线圈绕法.
类型2　通电螺线管作图
答案
5.【答案】　如图所示.【解析】　因小磁针静止时,N极向下,故A螺线管的右端为S极,B螺线管的左端为S极,由安培定则可知电源b端为正极,a端为负极,电流应从A螺线管的右前方流入.
6. 如图所示,在电磁铁上方用弹簧挂着一个条形磁体,开关闭合后,滑片P向右滑动时弹簧伸长.请标出电磁铁上端的极性及电源的正负极.
类型3　电磁铁作图
答案
6.【答案】　如图所示.
7. [2020营口中考]如图甲所示是一个磁悬浮地球仪,球体内有一个条形磁体,其磁场方向与地磁场的磁场方向相同,下方环形底座内有一个电磁铁,通过磁极间的相互作用使地球仪悬浮在空中,图乙是其内部结构示意图.请在图中标出:(1)球体内条形磁体的N极;(2)开关闭合后,电磁铁的磁感线方向;(3)电源的“+”“-”极.
类型3　电磁铁作图
答案
7.【答案】　如图所示.
8. 新情境 2021年7月20日,河南郑州遭遇特大暴雨,造成了严重的洪涝灾害.小张同学根据所学知识,利用如图所示的器材,为三防指挥部设计了一个水位自动报警器:当水位尚未达到金属块A所在的高度时,工作电路中绿灯亮,表示水位正常;当水位达到A所在高度时(河水含有杂质,属于导体),红灯亮(发出报警信号).请按照上述要求将图中的电路连接完整.
类型4　电磁继电器作图
答案
8.【答案】　如图所示.审题指导 　首先应弄清图中所示的自动报警器的工作原理:当水位到达A处时,由于河水具有导电性,电磁铁所在电路被接通,吸引衔铁向下,从而接通红灯所在电路,此时红灯亮,而绿灯不亮.【解析】　根据题意可知,当水位未到达A处时,控制电路未接通,电磁铁无磁性,上方的绿灯接通;当水位到达A处时,控制电路接通,电磁铁有磁性,衔铁被吸下来,红灯所在电路接通.
第4节　电动机
1. 如图所示,进行通电导体在磁场中受力运动实验,回答下列问题:(1)把导体放在磁场里,接通电源,让电流通过导体ab,会发现导体ab　　　(填“运动”或“静止”); (2)把电源的正负极对调后接入电路,使通过导体的电流方向与原来相反,这时导体ab　　　　　　; (3)保持电源的正负极不变,对调磁体的磁极,使磁场的方向与原来相反,这时导体ab　　　　　　　; (4)由(2)(3)可以得出通电导体在磁场中要受到力的作用,而且受力的方向跟　　　　的方向和　　　　的方向都有关系; (5)若增大电源电压或增强磁体的磁性,导体的运动速度会　　　　(填“加快”或“减慢”),这说明导体在磁场中受到力的作用,力的大小跟　　　　的大小和　　　　的大小有关; (6)通电后导体ab运动的过程中,是把　　　　能转化为　　　　能. 
知识点1 磁场对通电导线的作用
答案
1.【答案】　(1)运动　(2)向相反方向运动　(3)向相反方向运动　(4)电流　磁场　(5)加快　电流　磁场磁性　(6)电　机械
2. 请结合图示回答下列有关电动机工作过程的问题.　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(1)电动机的工作原理是磁场对　　　　　有力的作用.甲图中,线圈左右两边框ab、cd的受力方向相反,其原因是　 . (2)乙图中的线圈所在的位置　　　(填“是”或“不是”)平衡位置,图中C、D组成的装置叫　　　　,它的作用是在线圈　　　　(填“刚转到”“即将转到”或“刚转过”)平衡位置时,自动改变线圈中的电流方向,从而使线圈持续转动.电动机工作时是把电能转化为　　　　　. 
知识点2 电动机
答案
2.【答案】　(1)通电线圈　电流方向不同　(2)是　换向器　刚转过　机械能　
3. 科学推理 如图所示是自制简易电动机模型.(1)绕制线圈的铜丝外表有漆皮,必须对线圈引出线的两端(搁置于铜质弯钩的部位)进行刮漆处理,刮漆方法见放大图.按这种方法刮漆,目的是使线圈能够　　　　. (2)如果整个制作没有问题,但接上电源后线圈不动,这时应做哪些尝试?　　　　(多选).  A.使线圈中电流减小 B.将线圈转动一定角度C.增大电源电压 D.更换一块磁性更强的磁体(3)通电后线圈能转动,如要改变转动方向,可采取的做法是:①　 ; ②　 . 
知识点2 电动机
答案
3.【答案】　(1)持续转动　(2)BCD　(3)①只改变电流方向　②只改变磁场方向【解析】　(2)电动机不转动的原因可能是在通电前线圈刚好处于平衡位置,所以可以试着将线圈转动一定角度,看其能否转动起来;电动机不转动的原因还可能是线圈所受力的作用太小,即线圈中电流太小或磁体磁性较弱,所以应试着增大电源电压或换一块磁性更强的磁体.(3)通电线圈在磁场中的受力方向与电流方向和磁场方向都有关系,所以要想改变线圈的转动方向,可以采取只改变电流方向或只改变磁场方向的做法.
1. [2022南昌三中期末]如图所示是实验室中电流表的内部结构图,处在磁场中的线圈有电流通过时,线圈会带动指针一起偏转.线圈中的电流越大,指针偏转角度越大.则下列说法正确的是(　　)A.该装置利用了电流的热效应原理B.线圈中有电流通过时,把电能全部转化为内能C.改变线圈中的电流方向,其转动方向不会改变D.线圈中的电流越大,其所受的磁场力越大
答案
1.D　电流表的内部构造显示电流表的制作原理——通电线圈在磁场中受力而转动,故A错误;线圈中有电流通过时,电能转化为机械能和内能,故B错误;改变线圈中的电流方向,其转动方向会发生改变,故C错误;电流越大,线圈受到的力越大,其转动的幅度越大,因此可以利用电流表指针的转动幅度来体现电路中电流的大小,故D正确.
2. 图甲为一台简易电动机,由一节旧电池、小块铷磁铁和线框组成,铷磁铁吸在电池下端,线框由裸铜导线绕制;图乙为原理图,箭头表示磁感线方向.根据图乙可知,磁铁上端为　　　　(填“N”或“S”)极;已知磁场对线框左边的作用力垂直于纸面向里,则线框右边受到的磁场力垂直于纸面　　　　(填“向外”或“向里”).线框在转动过程中将　　　能转化为　　　　能. 
答案
2.【答案】　N　向外　电　机械【解析】　磁感线总是从磁体的N极出发再回到S极,根据题图乙中的箭头指向可知铷磁铁的上端为N极;磁场对通电导体有力的作用,力的方向跟电流的方向和磁场的方向有关,线框右边与线框左边中的电流方向相同但磁场方向相反,因此受力方向相反.线框在转动时消耗电能,将电能转化为机械能.
3. 新考法·开放性探究 在复习“电流的磁场”和“磁场对电流的作用”时,小刚想:“既然通电导体周围存在磁场,磁场又会对通电导体产生力的作用,那么互相靠近的两个通电导体间是否会产生力的作用呢?” (1)小刚和小强商议通过实验来研究这一问题.他们找到了两根柔软的导线,相距较近并排固定在接线板上,实验电路如图甲所示,通过实验观察到接线板上导线如图乙所示.该实验表明:两个通电导体之间　　　　　　　　　.  (2)小强认为,如果改变其中一个通电导体中的电流方向,则它们之间作用力的方向也会发生改变.小强这样想的理由是电流产生的磁场方向是由　　　的方向决定的.当一个通电导体中电流的方向改变时,它产生的磁场方向也会发生改变;而磁场对通电导体的作用力的方向与　　　的方向和　　　的方向有关,另一个通电导体中电流的方向不变,但磁场方向变化了,它受到的磁场力的方向就会改变. 
(3)如果开始实验时,小刚和小强没有找到柔软的导线,而是用较硬的普通铝芯电线进行实验,你认为会出现怎样的情况?你得到了怎样的启示?　 . 
答案
3.【答案】　(1)产生力的作用　(2)电流　电流　磁场　(3)观察不到(或电流很大才能观察到)两通电导体间的相互作用,从中可得到的启示是合理选用实验器材非常重要【解析】　(1)图乙中两根导线中的电流方向相同,且两根导线向中间靠拢,说明两根导线相互吸引,产生力的作用.(2)通电导线周围的磁场方向与导线中电流的方向有关,两根导线平行时,电流方向有两种情况:同向和反向.所以小强的判断依据是电流产生的磁场方向是由电流的方向决定的,当一个通电导体中电流的方向改变时,它产生的磁场方向也会发生改变;而磁场对通电导体的作用力的方向与电流的方向和磁场的方向有关,另一个通电导体中电流的方向不变,但磁场的方向变化了,它受到的磁场力的方向就会改变.(3)用较硬的普通铝芯电线进行实验,导线在力的作用下,形变太小,可能观察不到(或电流很大才能观察到)两通电导体间的相互作用,所以可以得到的启示是合理选用实验器材非常重要.
第5节　磁生电
1. 如图所示,某小组探究导体在磁场中产生感应电流的条件,实验时保持磁体的位置不变. 　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　 　　(1)如图甲所示,电流计指针不偏转,这是因为导体ab　　　　　　　　. (2)如图乙所示,电流计指针也不偏转,这是因为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　. (3)如图丙所示,电流计指针仍不偏转,这是因为导体ab虽有运动,但没有　　　　　　　　　. (4)分析比较四个实验现象,可以初步得出产生感应电流的条件:　　　　　　　　　的部分导体,在磁场中做　 运动. 
知识点1 什么情况下磁能生电
1.【答案】　(1)没有运动　(2)没有闭合开关　(3)切割磁感线　(4)闭合电路　切割磁感线
答案
2. 质疑创新 用如图所示的实验装置探究“产生感应电流的条件”.(1)实验中,通过观察　　　　　　　　　　　　　来判断电路中是否有感应电流. (2)实验中发现,当导体ab向左运动时,电流计指针向右偏转,当导体ab向右运动时,电流计指针向　　　(填“左”或“右”)偏转,说明　　　　　　　　　　　　　. (3)闭合开关,若导体ab不动,左右水平移动磁铁,电路中　　　　(填“有”或“无”)感应电流. 【拓展】在仪器和电路连接都完好的情况下,某小组的实验现象不太明显.请提出一条改进措施:　　　　　　　　. 
知识点1 什么情况下磁能生电
2.【答案】　(1)灵敏电流计的指针是否偏转　(2)左　感应电流的方向与导体运动方向有关　(3)有　【拓展】将导体ab换成多匝线圈;使用磁性更强的磁铁;增大导体ab切割磁感线运动的速度等(答案合理,只写一条即可)【解析】　(3)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,磁铁左右水平运动,以磁铁为参照物,导体就是水平运动的,做的是切割磁感线的运动,所以会产生感应电流.【拓展】指针没有明显偏转,是由于产生的感应电流太小,或者灵敏电流计的量程太大.由于感应电流是导体在磁场中做切割磁感线运动而产生的,其大小与导体运动的速度、磁场的强弱、切割磁感线的线圈的匝数有关.可采取的措施:采用灵敏度较高的小量程灵敏电流计;用多匝线圈代替单根导体;加快导体的切割速度;使用磁性更强的磁铁等.
答案
3. 如图所示为发电机的工作原理图,下列说法正确的是 (　　)A.发电机的工作原理是电磁感应B.发电机的工作原理是通电导体在磁场中受到力的作用C.线圈在转动过程中,感应电流的方向不变D.发电机工作时把电能转化成机械能
答案
3.A　发电机的工作原理是电磁感应,故A正确,B错误;线圈在转动过程中,感应电流的方向是变化的,故C错误;发电机工作时,消耗机械能,产生电能,即将机械能转化为电能,故D错误.
知识点2 发电机
4. 如图所示是交流发电机原理示意图,线圈abcd逆时针转动时产生了感应电流,ab边的电流方向和cd边恰好相反,其原因是(　　)A.ab边靠近S极,cd边靠近N极B.两边切割磁感线运动方向相反C.两边所处的磁场方向相反D.线圈在做逆时针转动,若改为顺时针转动,则方向相同
答案
4.B　线圈abcd逆时针转动时产生了感应电流,据题图可知,ab边和cd边切割磁感线的方向相反,所处的磁场方向相同,所以感应电流的方向相反,故B正确.
知识点2 发电机
1. 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
1.D　只有闭合电路中的一部分导线做切割磁感线运动,导线中才会产生感应电流.A、B、C项中导线运动时均没有切割磁感线;D项中导线垂直于纸面向下运动时,切割磁感线,产生感应电流.
2. 如图所示是一款“绿色节能”型路障.其原理是:汽车若以超过规定的速度行驶,通过此路障时会被“强制”降速至安全速度范围.而此时路障内的装置会将这部分能量转化为电能.则下列四幅图所示原理与其相同的是 (　　)
答案
2.C　由题意可知,此“路障”可以将机械能转化为电能,与发电机的工作原理相同,是利用电磁感应原理工作的.A选项图说明通电导体周围存在磁场,A不符合题意;B选项图,闭合开关,通电导体在磁场中会受到力的作用,是电动机的工作原理,B不符合题意;C选项图,闭合开关,当导体ab在磁场中做切割磁感线运动时,电路中会产生感应电流,是电磁感应原理,C符合题意;D选项图为探究影响电磁铁磁性强弱因素的实验装置图,D不符合题意.
3. 如图所示,导体棒AB、CD分别水平放置在两个磁场均竖直的蹄形磁体中,两个蹄形磁体的N极和S极标识都没有了.拉动AB向左移动时,发现CD向右移动,下列判断正确的是(　　)A.若拉动AB向右移动,则CD向右移动B.若拉动AB向右移动,则CD向左移动C.调换右边磁体上下磁极,拉动AB向左移动,则CD向右移动D.调换右边磁体上下磁极,拉动AB向右移动,则CD向左移动
答案
3.B　若拉动AB向右移动,磁场的方向不变,则感应电流的方向改变了,通过CD的电流的方向改变,CD所处的磁场的方向不变,则CD会向左移动,故A错误,B正确;拉动AB向左移动,磁场的方向不变,产生的感应电流方向不变,调换右边磁体上下磁极,CD所处的磁场的方向改变,受到磁场力的方向改变,CD向左移动,故C错误;拉动AB向右移动,磁场方向不变,产生的感应电流方向改变,调换右边磁体上下磁极,CD所处的磁场的方向改变,则CD受力方向不变,所以CD向右移动,故D错误.
4. 模型建构 如图所示,将较长软电线的两端与灵敏电流计的两接线柱连接起来.两位同学手持电线像摇跳绳一样在空中摇动电线,使电线切割地磁场的磁感线,灵敏电流计的指针发生偏转,则可以断定两同学站立在地面上的　 方向(填“东西”或“南北”),这个实验的原理是　　　　. 
答案
4.【答案】　东西　电磁感应
5. 新考法·创新装置 发光二极管只允许电流从二极管的正极流入,负极流出.如图所示,将两只二极管与线圈连成并联电路,并将两只二极管的正负极接成相反情形.使磁铁在线圈中左右移动,此时会看见两只发光二极管轮流发光.(1)该装置是根据　　　　原理制成的,应用这一原理工作的机器有　　　　(答出一种即可). (2)小波认为该实验装置用一只发光二极管也可以,为什么要用两只呢?我们可以这样说服小波:实验中用两只发光二极管的好处是可以方便地研究　　　　　　　　　　　的关系. (3)科学研究中经常把一些不易直接测量的物理量,用一些非常直观的现象去认识或用易测量的物理量间接测量,下面做法与之相似的有　　　　　. A.研究电磁铁磁性强弱时运用了大量的大头针B.研究电磁铁磁性强弱时运用了滑动变阻器
5.【答案】　(1)电磁感应　发电机(答案合理,答出一种即可)　(2)感应电流的方向与导体切割磁感线运动的方向　(3)A【解析】　(1)磁铁和线圈之间发生了相对运动,线圈做切割磁感线的运动,就会产生感应电流,使二极管发光;发电机就是利用电磁感应现象的原理制成的.(2)线圈的运动方向发生改变时,感应电流的方向就会发生改变,从而使连接方式不同的发光二极管发光,即用两个发光二极管可以探究感应电流的方向与导体切割磁感线运动的方向的关系.(3)电磁铁磁性强弱不能直接观察,通过观察被吸引的大头针数目可间接了解电磁铁磁性的强弱,这采用的是转换法,故A正确;研究电磁铁磁性强弱时运用了滑动变阻器,目的是改变电路中的电流,与本题无关,故B错误.
答案
专项　三种电磁现象的辨析
1. 在如图所示的实验装置中,当单刀双掷开关向右合上时,接线柱1与2连通,同时与3断开;向左合上时,接线柱1与3连通,同时与2断开.那么该实验装置 (　　)A.既可以研究电磁感应现象,又可以研究磁场对电流的作用B.既可以研究电磁感应现象,又可以研究电流的磁效应C.既可以研究磁场对电流的作用,又可以研究电流的磁效应D.不可以研究上述三种电磁现象中的任意一种
答案
1.A　当单刀双掷开关向右合上时,接线柱1与2连通,同时与3断开,这时相当于将通电的导体放入磁场中,因受到力的作用,导体在磁场中运动,这是电动机的工作原理;当单刀双掷开关向左合上时,接线柱1与3连通,同时与2断开,这时,闭合电路的一部分导体在磁场中,如果它做切割磁感线运动,导体中就会产生感应电流,这是电磁感应现象.故该实验装置既可以研究电磁感应现象,又可以研究磁场对电流的作用.
2. 下列现象中,电能转化为机械能的是 (　　)
答案
2.A　通电金属棒在磁场中受力运动,将电能转化为机械能,A正确;通电的导体产生了磁性,此过程中电能没有转化为机械能,B错;把声信号转化成电信号,即将机械能转化为电能,C错;电磁感应现象中,机械能转化为电能,D错.
3. 如图的装置中,利用电磁感应原理工作的是 (　　)
答案
3.B　对着动圈式话筒说话时,声波引起膜片振动,膜片的振动使线圈在磁场中做切割磁感线运动,产生感应电流,从而将声信号转换成电信号.
4. 新情境 电磁轨道炮是一种新概念武器,利用电磁轨道进行发射.电磁轨道主要由导轨、电枢和电源三部分组成,导轨是一对平行的金属轨道,用于传导电流,金属轨道镶嵌在用高强度材料制成的绝缘筒内,构成炮管.电磁轨道炮发射时,通过磁场与电流相互作用,将弹丸以极高的初速发射出去.下列选项中与电磁轨道炮的发射原理相同的是 (　　)
答案
4.D　由题中的“它通过磁场与电流相互作用,将弹丸以极高的初速发射出去”可知电磁轨道炮的发射原理是通电导体在磁场中受力运动.
5. 下列设备(或机器)可依据其主要原理进行分类,请将尚未归类的三个设备(或机器)的序号填写在相应的原理后面.①电磁铁;②电磁继电器;③电动机;④发电机;⑤直流电铃;⑥动圈式扬声器(喇叭);⑦动圈式话筒(麦克风);⑧放音磁头;⑨磁悬浮列车;⑩磁电式仪表(如指针式电流表和指针式电压表); 电话听筒.
答案
5.【答案】　(1)⑨　(2)③　 (3)⑦
易错疑难集训
1. 甲铁棒能吸引小磁针,乙铁棒能排斥小磁针,若甲、乙铁棒相互靠近,则两铁棒 (　　)A.一定相互吸引B.一定相互排斥C.可能无磁力的作用D.可能相互吸引,也可能相互排斥
答案
1.D　本题易错之处是误认为铁棒能吸引小磁针就一定有磁性.甲铁棒能吸引小磁针,甲铁棒可能有磁性(异名磁极相互吸引),也可能无磁性(磁体可以吸引铁、钴、镍等物质);乙铁棒能排斥小磁针,说明乙铁棒一定有磁性.若甲、乙铁棒相互靠近,则两铁棒可能相互吸引,也可能相互排斥.
易错点1 磁性有无的判断
2. 为了判断一根钢棒是否有磁性,小明进行了如下几组小实验,其中不能达到目的的是 (　　)A.让钢棒靠近铁屑,铁屑被吸引,则钢棒具有磁性B.用细线将钢棒吊起来,使它能在水平面内自由转动,若钢棒静止时总是指南北方向,则钢棒具有磁性C.让小磁针靠近钢棒,若钢棒与小磁针相互排斥,则钢棒具有磁性D.让小磁针靠近钢棒,若钢棒与小磁针相互吸引,则钢棒具有磁性
答案
2.D　本题易错之处是误认为与磁体相互吸引的物体一定具有磁性.磁体具有吸引铁制品的性质,具有指向性且同名磁极相互排斥,故选项A、B、C的实验都能够达到目的,而D中钢棒与小磁针相互吸引时,钢棒可能没有磁性.
易错点1 磁性有无的判断
3. 关于磁场和磁感线,下列说法正确的是 (　　)A.磁场是由磁感线组成的B.磁感线是磁场中真实存在的一些曲线,还可通过实验来模拟C.利用撒在磁体周围的铁屑不能判断该磁体周围各点的磁场方向D.磁体在两条磁感线的中间时,不受磁场力的作用
答案
3.C　 磁场是一种物质,不是由磁感线组成的;磁感线是假想曲线,不是真实存在的;利用撒在磁体周围的铁屑可以模拟磁场的情况,但无法确定磁场方向,确定磁场方向需要用到小磁针;磁体在两条磁感线中间时依然受磁场力的作用.
易错点2 磁场、磁感线的理解
1. 如图所示,图甲为一直导线,图乙、丙为导线绕成的线圈,“·”表示垂直纸面向外的磁感线,则 (　　)A.只有图甲可以产生感应电流B.只有图乙可以产生感应电流C.只有图丙可以产生感应电流D.都能产生感应电流
答案
1.B　图甲中只是直导线运动,没有组成闭合电路,所以不能产生感应电流;图丙是整个闭合电路在磁场中运动,不是部分导体在磁场中做切割磁感线运动,所以也不能产生感应电流;图乙中可以产生感应电流,因此选项B正确.
疑难点1 感应电流产生的条件和能量转化
2. 如图所示,一轻杆左端挂一矩形塑料框A,右端挂一外形相同的金属框B,以O为支点在水平位置静止.现使此装置竖直匀速下降,其下方有一方向垂直纸面向里的磁场区域(用“×”表示磁感线),当A、B框下端一同刚进入磁场时,发现杆沿逆时针方向转动,请你分析并推测此现象产生的原因:　　　　　　　　　　.若将磁场方向改为垂直纸面向外,重复上述操作,杆将沿　　　　(填“顺时针”或“逆时针”)方向转动. 
答案
2.【答案】　金属框下端进入磁场时,切割磁感线产生感应电流,受到向上的磁场力　逆时针【解析】　当A、B两框一同进入磁场时,金属框B由于做切割磁感线运动而产生感应电流,受到一个竖直向上的磁场力,塑料框A在磁场中切割磁感线不会产生感应电流,不受磁场力的作用,故此时杆不再平衡,沿逆时针方向转动;若将磁场方向改为垂直纸面向外,则金属框中产生的感应电流的方向也发生改变,由于磁场方向和电流方向都发生了改变,所以金属框B受到的磁场力的方向不变,仍竖直向上,故杆仍沿逆时针方向转动.
疑难点1 感应电流产生的条件和能量转化
章末培优专练
1. 通电导线在磁场中受到的磁场的作用力方向可以用左手定则来判断:伸开左手,使拇指与四个手指垂直,并且都与手掌在同一个平面内,让磁感线垂直穿过掌心,并使四指指向电流的方向,这时拇指所指的方向就是通电导线所受磁场力的方向,如图1所示.在图2中,一根垂直于纸面的导线P放置在一水平放置的条形磁铁的正上方,若导线受到磁铁给它的作用力的方向竖直向下,则导线中电流的方向是垂直纸面　　　　　　(填“向外”或“向内”). 
答案
1.【答案】　向内【解析】　在磁体外部,磁感线由N极出发,回到S极,所以题图中导线P处磁感线的方向是从左向右的;由题知,垂直于纸面的导线P放置在一水平放置的条形磁铁的正上方,导线受到磁铁给它的作用力的方向竖直向下,根据左手定则,伸开左手,使拇指与四个手指垂直,并且都与手掌在同一个平面内,让磁感线垂直穿过掌心,且大拇指指向磁场力的方向(即竖直向下),则四指垂直于纸面指向内,即此时电流的方向是垂直于纸面向内.
2. 如图所示,倾斜固定在水平面上的MN、PQ是两根足够长的光滑平行金属导轨(不计电阻),M、P端接有一个电阻R,均匀磁场B垂直于导轨所在平面.将金属棒ab垂直于导轨放置后,由静止释放.(1)在下滑过程中金属棒会受到磁场对它的作用力,请分析此力产生的原因.(2)已知金属棒速度越大,磁场对它的力就越大,且该力方向与金属棒的运动方向相反,请说明释放后金属棒速度大小的变化情况及其原因.
2.【答案】　(1)金属棒与导轨构成闭合回路,在下滑的过程中金属棒切割磁感线产生感应电流,磁场对有感应电流通过的金属棒产生力的作用.(2)金属棒速度先变大后保持不变.释放后,金属棒由于重力的作用速度先逐渐变大,随着金属棒的速度逐渐增大,金属棒受到的沿导轨平面向上的磁场力增大,直至金属棒受力平衡,最终金属棒做匀速直线运动.
答案
3. 新情境 阅读下列短文,回答问题.强大的四合一音乐充电宝 随着通信业的发展和手机的普遍使用,各种配套设备应运而生,如图所示是一款新型的充电宝,它糅合了无线手机充电、智能手表充电、USB有线充电、蓝牙音箱四种功能.充电宝上面采用磁吸式可以供智能手表进行充电;充电宝下面是无线充电设备,利用电流流过送电线圈产生磁场,手机中的受电线圈靠近该磁场时就会产生电流,给智能手机充电;充电宝配有蓝牙音箱,可以与手机无线连接播放音乐.充电宝采用4 000 mA·h超大容量电池,并且采用“超级快充”技术,不到半小时可把充电宝电池电量充到一半以上,极大地方便了人们的使用.(1)充电宝在给智能手表充电时采用了磁吸固定触点,磁吸是利用　　　　磁极相互吸引的原理制成的. 
(2)下列选项中的实验,与手机受电线圈的工作原理相同的是　　　　(填字母序号);蓝牙音箱中的扬声器发声是由于纸盆的　　　　,而纸盆能发声是根据　　　　(填字母序号)实验原理制成的. (3)已知该充电宝电池的部分参数如表所示. ①电池充满电储存的电能为　　　　J. ②若用一个标注“输出5 V　4 A”的快速充电器来给充电宝充电,假设充电效率为90%,用快速充电器将电池从零充满需要的时间为　　　　s. 
3.【答案】　(1)异名　(2)B　振动　C　(3)①5.328×104　②2 960【解析】　(3)①电池充满电储存的电能W=UIt=3.7 V×4 000×10-3 A×3 600 s=5.328×104 J.②W=U'I't'×90%,5.328×104 J=5 V×4 A×t'×90%,解得充电时间t'=2 960 s.
答案
全章综合检测
一、选择题(每小题5分,共35分)1. 科学推理 巴克球是一种磁力超强的小球,很多个小球可任意变换组合形状,有极高的创造性,是许多人喜爱的玩具.如图所示的几个巴克球随意组合,下列有关巴克球的说法正确的是(　　)A.巴克球周围存在磁场,不存在磁感线B.巴克球对周围所有的金属都有力的作用C.巴克球周围各点的磁场方向都是竖直向下的D.巴克球周围的磁场分布是均匀的
答案
1.A　巴克球是磁体,周围存在磁场,磁感线是为了描述磁场引入的假想的曲线,A项正确;磁体可以吸引铁、钴、镍等金属,但不能对所有金属都有力的作用,B项错误;巴克球可变换组合形状,说明其周围磁场方向不都是竖直向下的,C项错误;磁体磁极附近磁场最强,磁场分布不均匀,D错误.
2. [2022天津红桥区期末改编,多选]勤思考、爱交流的小琴对电磁的知识进行了总结,并与小文进行交流.小文认为小琴的结论有的正确,有的错误.小琴总结的下列结论中正确的是 (　　)A.导体中的负电荷在定向移动时一定产生磁场B.改变磁场的方向,通电导线在磁场中的受力方向就发生改变C.闭合回路的导体在磁场中做切割磁感线运动时,导体中就产生感应电流D.指南针在地磁场中静止时,指南针受到地磁场的作用力
答案
2.AD　导体中的负电荷在定向移动时会形成电流,根据奥斯特实验可知,电流周围存在磁场,A正确;通电导线在磁场中的受力方向与电流方向和磁场方向均有关,改变磁场的方向时,通电导线在磁场中的受力方向不一定发生改变,B错误;闭合回路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,导体中就产生感应电流,C错误;指南针在地磁场中静止时,指南针受到地磁场的作用力,D正确.
3. 为了得出条形磁体的磁性两端强、中间弱的特性,某同学设计了以下四个实验,其中不能达到目的的是 (　　) A.将甲实验中的条形磁体平移靠近三颗相同的小铁球B.将乙实验中的两根条形磁体相互平移靠近C.将丙实验中的条形磁体从挂有铁块的弹簧测力计下向右移动D.将丁实验中放在一堆大头针上的条形磁体提起
答案
3.B　A选项,将甲实验中的条形磁体平移靠近三颗小铁球,可以发现条形磁体的两端对小铁球的作用力大,中间对小铁球的作用力小,可以得出条形磁体的磁性两端强、中间弱的特性.B选项,将乙实验中的两根条形磁体相互平移靠近,二者相互吸引,但不能分辨条形磁体哪个部位磁性最强.C选项,将丙实验中的条形磁体从挂有铁块的弹簧测力计下向右移动,会发现条形磁体两端对铁块的吸引力比中间对铁块的吸引力大,可以得出条形磁体的磁性两端强、中间弱的特性.D选项,将丁实验中放在一堆大头针上的条形磁体提起,会发现条形磁体的两端比中间吸引的大头针多,可以得出条形磁体的磁性两端强、中间弱的特性.
4. [2021云南中考]对如图所示四幅图的说明中,错误的是 (　　) A.图甲中地磁场的N极在地理北极附近B.图乙中电风扇的工作原理是通电导体在磁场中受到力的作用C.图丙中电磁起重机吸起大量钢铁利用的是电流的磁效应D.图丁中摇动发电机的手柄,线圈快速转动、切割磁感线,小灯泡发光
答案
4.A　地磁场的N极在地理南极附近,故A错误,符合题意;电风扇的主要部件是电动机,其工作原理是通电导体在磁场中受到力的作用,故B正确;电磁起重机的工作原理是电流的磁效应,通电后电磁起重机中的电磁铁具有磁性,能吸起大量钢铁,故C正确;题图丁中摇动发电机的手柄,线圈快速转动,在磁场中做切割磁感线运动,电路中会产生感应电流,使小灯泡发光,故D正确.
5. 某同学在做“探究电磁铁的特点”的实验中,使用两个规格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 (　　)A.要使电磁铁磁性增强,应将滑动变阻器的滑片向右滑动B.图中实验现象表明,通过线圈的电流一定时,线圈匝数越多,电磁铁的磁性越强C.图中两电磁铁的线圈串联,是为了探究电磁铁的磁性强弱与电流大小的关系D.若将两电磁铁上部靠近它们会相互排斥
答案
5.B　要使电磁铁磁性增强,需要减小电阻来增大电流,故滑动变阻器的滑片要向左移动, A错误.在此实验中,通过吸引大头针的多少来判断电磁铁的磁性强弱,吸引的大头针越多,说明磁性越强,B正确.两电磁铁的线圈串联,通过它们的电流相等,是为了探究电磁铁的磁性强弱与线圈匝数的关系,C错误.根据安培定则可知,左侧电磁铁上方是S极,右侧电磁铁上方是N极,所以若将两电磁铁上部靠近,它们会相互吸引, D错误.
6. 磁共振成像是一种较新的医学成像技术,它采用强静磁场和变化磁场使人体组织成像.若携带金属物做磁共振成像,强静磁场会吸引铁质物品,变化磁场会使携带的金属物中产生感应电流,从而使金属物发热而灼伤病人,重则危及生命.上述说明中,没有涉及的知识是 (　　)A.铁在磁场里会被磁化B.磁能生电C.电流的热效应D.同名磁极相互排斥
答案
6.D　强静磁场会吸引铁制物品是因为铁制物品在磁场中被磁化变成小磁体,磁场对放入其中的磁体有力的作用,A项有涉及,不合题意.变化的磁场会使携带的金属物中产生感应电流,说明磁能生电,B项有涉及,不合题意.电流通过金属物会产生热量,使金属物的温度升高而灼伤病人,这是电流的热效应带来的危害,C项有涉及,不合题意.
7. 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,其阻值会随着光照强度的变化而变化.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,节能灯白天也可能发光
答案
7.C　天暗时灯发光,说明天暗时工作电路为通路,上触点接通,电磁铁的磁性较弱,通过线圈的电流较小,则光敏电阻R2的阻值较大,所以光敏电阻的阻值随光照强度的增大而减小,晚上电磁铁的磁性比白天时弱,A、B错误.当光照强度增大时,光敏电阻的阻值减小,由于串联电路中电阻两端的电压与其阻值成正比,所以光敏电阻两端的电压减小,则电压表的示数减小,C正确.白天,光敏电阻的阻值较小,控制电路中的电流较大,电磁铁的磁性较强,吸引衔铁,使工作电路为断路状态,节能灯无法发光,若提高电源电压,会增大控制电路中的电流,电磁铁的磁性会更强,节能灯白天依然无法发光,D错误.
二、填空题(每空2分,共18分)8. 新情境 如图所示是某机器人正在下围棋的情景.机器人通过内部有电磁铁的“手指”接触棋子表面来实现棋子的取放.机器人取放棋子利用了电磁铁的　　　　(填“磁性有无”或“磁极方向”)可以控制的特点,所用棋子　　　　(填“有”或“不”)可能是纯塑料的. 
答案
8.【答案】　磁性有无　不【解析】　根据机器人取放棋子的特点可以推断,它是靠电磁铁磁性有无来控制“手指”的——当通电时“手指”有磁性,将棋子取出,当断电时“手指”无磁性,将棋子放下.
9. 如图甲是一款“悬浮月球灯”,它能悬浮发光.球体内装有用闭合线圈连接的LED灯和永磁铁,底座内有一个电磁铁和无线供电模块,其简化电路如图乙所示.(1)其无线供电的原理是:电流通过底座的线圈时产生磁场,球体内的线圈靠近该磁场时就会产生感应电流,从而使LED灯发光,这利用了　　　　现象; (2)当底座的电路接通电源后,月球灯能克服重力悬浮在空中是因为同名磁极　　　　; (3)若底座的线圈匝数增加,可支持的灯重　　　　(填“增大”“减小”或“不变”). 
答案
9.【答案】　(1)电磁感应　(2)相互排斥　(3)增大　【解析】　(1)由题意可知,球体内线圈能将底座线圈产生的变化磁场转化为电流,故悬浮月球灯是利用电磁感应原理工作的.(3)若底座的线圈匝数增加,电磁铁磁性增强,相同条件下,两电磁铁之间的排斥力增大,可支持的灯重增大.
10. [2021嘉兴中考]电动机在现代生产、生活中有广泛的应用.(1)如图所示是电动机原理图,将通电线圈abcd置于磁场中,线圈的ab、cd边受到　　　　　　,使线圈转动起来. (2)某电动车是利用电动机来驱动车轮转动的,遇到障碍时,只要按下倒车开关就能改变线圈中　　　　来实现倒车. 
答案
10.【答案】　(1)力的作用　(2)电流的方向【解析】　(1)电动机是利用通电导体在磁场中受到力的作用的原理而工作的,线圈的ab、cd边受到力的作用,使线圈转动起来.(2)倒车时,需改变电动机中线圈的受力方向.通电导体在磁场中的受力方向与磁场方向和电流方向有关,故可以通过改变线圈中的电流方向来实现倒车.
11. 如图所示,两根足够长的粗糙金属直角导轨并列放置,金属细杆ab放在水平导轨上,用手使金属细杆cd靠在竖直导轨的右侧,金属细杆ab、cd与导轨垂直放置并与导轨形成闭合回路,整个装置处于方向竖直向下的磁场中.当ab杆水平向左匀速运动时,放手后cd杆也正好向下匀速运动,此时cd杆受到的磁场的作用力向　　　　(填 “左”或“右”),请写出你的推理过程:　 　 . 
答案
11.审题指导 　解答本题的关键是根据cd杆的运动状态分析cd杆的受力情况,然后结合摩擦力产生的条件判断磁场力的方向,属于力学与电磁学的综合应用,有一定难度.【答案】　左　cd杆做匀速直线运动,在竖直方向上,cd杆受到的重力和摩擦力是一对平衡力,由摩擦力产生的条件可知,cd杆一定受到向左的磁场的作用力
三、作图题(每小题3分,共6分)12. [2021重庆中考A卷]图中小磁针处于自由静止状态,在括号内标上“N”或“S”.
答案
12.【答案】　如图所示.【解析】　根据“小磁针在磁场中静止时N极的指向就是该点的磁场方向”可知,小磁针的右端为N极.
13. [2021福建中考]如图所示,当闭合开关S后,用细线悬挂的条形磁体与通电螺线管相互吸引,请在图中实线上标出磁感线的方向,并在括号内标出条形磁体左端的极性.
答案
13.【答案】　如图所示.【解析】　根据安培定则可知,通电螺线管的左端为N极、右端为S极,在磁体外部,磁感线从N极出发,回到S极,所以通电螺线管下方磁感线方向向右;异名磁极相互吸引,由于条形磁体与通电螺线管相互吸引,故条形磁体左端为N极、右端为S极.
四、实验探究题(第14小题8分,第15小题10分,共18分)14. 小谦在探究“磁极间相互作用规律”时发现:磁极间的距离不同,作用力大小也不同.他想:磁极间作用力的大小与磁极间的距离有什么关系呢?(1)你的猜想是 　 . (2)小谦用如图所示的实验进行探究.由于磁极间作用力的大小不便测量,他通过观察细线与竖直方向的夹角θ的变化,来判断磁极间力的变化,用到的科学方法是　　　　法. (3)小谦分析三次实验现象,得出结论:磁极间距离越近,相互作用力越大.小月认为这个结论还需要进一步实验论证,联想到磁极间的相互作用规律,还需研究甲、乙两块磁铁相互　　　　时,磁极间作用力与距离的关系. 
14.【答案】　(除标注外,每空2分)(1)磁极间的距离越近,磁极间的作用力越大(围绕磁极间作用力和磁极间距离关系的猜想都可以,4分)(2)转换　(3)排斥【解析】　(3)实验只探究了异名磁极间吸引力大小与磁极间距离的关系,为了使结论更有普遍性,还应探究同名磁极间排斥力的大小与磁极间距离的关系.
答案
15. 在历史的长河中,有相当长的一段时间,人们认为电现象和磁现象是互不相关的,直到1820年,丹麦物理学家　　 (填“安培”“奥斯特”或“法拉第”)发现,电流周围存在磁场,成为世界上第一个发现电与磁联系的科学家.如图是“探究导体在磁场中运动时产生感应电流条件”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 (实验中电流由左进入电流计,指针向左偏,电流由右进入电流计,指针向右偏)
(1)实验表明,闭合电路中的部分导体在磁场中做下列哪种运动时,电路中产生感应电流?　　　　. A.平行磁感线运动 B.切割磁感线运动(2)导体中产生的电流方向,与导体的运动方向以及磁场的方向都有关系,根据题给信息,分析判断下列方向关系正确的是　　　　　. 
答案
15.【答案】　(除标注外,每空3分)奥斯特　(1)B　(2)C(4分)
五、简答题(共8分)16. 在中国科技馆“探索与发现”展厅里,有一件十分神奇的展品——磁液宝塔,如图所示.磁液是一种具有磁性的液体,它既具有液体的流动性,又具有固体磁性材料的磁性.磁液槽中有三个圆锥体,当用手转动展台下方的手柄时,磁液就会沿圆锥体爬升,手柄转动速度越大,磁液爬升的速度也越大.手柄停止转动后,爬上圆锥体的磁液会落回磁液槽.请根据以上介绍,从电磁学角度提出一个物理问题,并用所学的物理知识进行解释.
答案
16.【答案】　问题:为什么手柄转动的速度越大,磁液爬升的速度也越大?答:由题意可知,转动手柄时会产生感应电流,电流通过电磁铁产生磁场,从而使磁液沿圆锥体爬升,手柄转动的速度越大,产生的感应电流越大,通过电磁铁的电流越大,电磁铁的磁性越强,对磁液的作用力就越大,磁液爬升的速度就越大.
六、计算题(共15分)17. [2020嘉兴中考]图甲是一款深受人们喜爱的便携式充电喷雾小风扇(部分参数如表),具有只扇风不喷雾和既扇风又喷雾两挡工作状态.　  (1)小风扇喷出的水雾在空气中发生了　　　　(填物态变化的名称),从周围吸热,起到降温作用. (2)图乙是小风扇喷雾时水位自动报警器的工作原理图,当水箱内的水位较低时,红灯亮报警,请结合上图说明其工作原理.(3)小风扇在只扇风状态下工作10分钟消耗的电能是多少?(4)商家宣称此款小风扇充满电后,在既扇风又喷雾状态下可持续工作5小时.通过计算判断他们的宣传与实际是否相符.
答案