第二十章 电与磁

-精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 1 第二十章 电与磁 一、知识点例析 中国论文网 /9/view-12783541.htm （一）磁体、磁场与磁感线 图 201【例 1】 （2015 安徽）一 个能绕中心转动的小磁针在图示位置保 持静止。某时刻开始小磁针所在区域出 现水平向右的磁场，磁感线如图 201 所 示，则小磁针在磁场出现后（ ） A.两极所受的力是平衡力，所以 不会发生转动 B. 两极所受的力方向相反，所以 会持续转动 C. 只有 N 极受力，会发生转动， 最终静止时 N 极所指方向水平向右 D.两极所受的力方向相反，会发 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 2 生转动，最终静止时 N 极所指方向水平 向右 解析：某时刻开始小磁针所在的 区域出现水平向右的磁场，小磁针将会 受到磁场力的作用，且 N 极受力方向与 磁场方向相同，水平向右；S 极受力方 向与磁场方向相反，水平向左。所以小 磁针会发生转动，最终小磁针在磁场中 静止，N 极指向水平向右。所以选项 A、B、C 错误，选项 D 正确。 答案：D （二）电流的磁场 图 202【例 2】 （2014 厦门）如 图 202 所示，给直导线通电时，其下方 的小磁针发生偏转。这说明通电导体周 围存在着 _ _ ；在直导线正下方的不同位置， 小磁针静止的 N 极指向相同，说明该区 域 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 3 _ _ 相同。 解析：在静止的小磁针上方，放 一根与磁针平行的导线，给导线通电时 磁针发生偏转，说明了通电导体周围存 在磁场，这是由丹麦的物理学家奥斯特 首先发现的。在直导线正下方的不同位 置，小磁针静止的 N 极指向相同，说明 该区域磁场方向相同。 答案：磁场 磁场方向 （三）电磁铁 【例 3】 （2015 孝感）张扬同 学在探究电磁铁磁性强弱的实验中，使 用两个相同的 A、B 大铁钉绕制成电磁 铁进行实验，如图 203 所示，下列说法 错误的是（ ） 图 203A.滑片 P 向右滑动，电磁 铁的磁性减弱 B. 电磁铁能吸引的大头针越多， 表明它的磁性越强 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 4 C. 电磁铁 A、B 的上端均为 S 极 D.该实验可以探究电磁铁磁性的 强弱与匝数多少的关系 解析： 变阻器的滑片向右滑动， 电阻的阻值增大，电路中的电流减小， 所以电磁铁的磁性减弱，所以选项 A 说 法正确。在实验中电磁铁的磁性强弱无 法直接看出，通过吸引大头针的多少来 进行判断。吸引的大头针越多，说明电 磁铁的磁性越强，否则越弱，所以选项 B 说法正确。根据安培定则，A 的上端 为 N 极，下端为 S 极，B 的上端为 N 极，下端为 S 极，所以选项 C 说法错误。 两电磁铁的线圈串联是为了使通过两线 圈的电流相等，研究电磁铁磁性强弱与 线圈匝数之间的关系，所以选项 D 说法 正确。 答案：C （四）通电导体在磁场中受到力 的作用 电动机 图 204【例 4】 （2015 江西）如 图 204 所示的是灵敏电流计内部结构示 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 5 意图，它的工作原理是利用通电导体在 _ _ 中会受到力的作用，使指针发生 偏转，此时如果改变线圈中的电流方向， 指针的偏转方向 _ _ （填“ 会” 或“不会”）发生改变。 解析：通电导体在磁场中受到力 的作用，灵敏电流计就是利用这一原理 工作的，当电流通过线圈时，受到磁场 力的作用，电流计指针发生偏转；通电 导体在磁场中的受力方向与电流方向和 磁场方向都有关系，如果保持磁场方向 不变，改变电流方向，线圈受力方向发 生变化，指针的偏转方向也会改变。 答案：磁场 会 （五）电磁感应与发电机 图 205【例 5】 （2015 济宁）如 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 6 图 205 所示是“ 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。 （1）要使灵敏电流计的指针发 生偏转，可行的操作是 _ _ 。 （2）要使灵敏电流计的指针偏 转方向发生改变，可以 _ _ 采取两种方法。 方法一： ； 方法二： 。 解析：（1）导体棒在磁体里边， 水平左右运动，正好和蹄形磁体中磁感 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 7 线的方向垂直，能做切割磁感线运动， 能产生感应电流，电流表的指针就发生 偏转； （2）要使电流表指针偏转方向 发生改变，即改变流入电流表的电流方 向，也就是要改变感应电流的方向，可 以从影响感应电流方向的两个因素（导 体的运动方向和磁场方向）考虑，只改 变其中一个因素时，感应电流的方向就 会发生改变；故调换 N 极 S 极位置可改 变磁场方向，或改变 AB 运动方向。 答案：（1）使导体棒左右运动 （2）改变导体棒的运动方向 改变磁场 的方向 （六）安培定则作图 图 206【例 6】 （2015 扬州）请 利用图 206 中给出的信息，在图中标出 通电螺线管的 N、S 极和磁感线方向。 解析：电源右侧为正极，则电流 由右侧流入， 图 207 根据安培定则：用右手握 住螺线管，使四指所指的方向为电流的 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 8 方向，则大拇指所指的左侧为 N 极，右 侧为 S 极，外部磁感线由 N 指向 S。 答案：如图 207 所示 二、习题演练 （一）课 后巩固 1.（2014 雅安）水平桌上自由 转动的小磁针，静止时指向地球北方的 那端是小磁针的 _ _ 极；地磁场的北极在地理位置的 _ _ 极附近。 2.在铜、橡胶、碳棒和硬币中， 通常属于绝缘体的是 _ _ 。如图 208 所示，当开关闭合时， -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 9 导体 AB 发生运动，这表明通电导体在 _ _ 中要受到力的作用， _ _ 机就是根据这一原理制造出来的。 图 2083.（2015 福州）下列用 到电动机的电器是（ ） A.电炉 B.电风扇 C. 日光灯 D.电热水器 4.（2014 丹东）对图 209 甲、 乙两图所示的实验，下列说法正确的是 （ ） 图 209A.甲实验可以研究电动机 的工作原理 B. 乙实验可以研究通电导体在磁 场中受力情况 C. 甲实验的过程中，电能转化为 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 10 机械能 D.乙实验的过程中，机械能转化 为电能 5.（2015 宜宾）在图 2010 中 的设备中，利用电磁感应原理工作的是 （ ） A.电磁铁 B.动圈式话筒 C. 喇叭 D.电动机 图 2010 图 20116.（2015 遂宁）如图 2011 所示，A 是悬挂在弹簧测力计下的 条形磁铁，B 是螺线管。闭合开关，待 弹簧测力计示数稳定后，将滑动变阻器 的滑片缓慢向右移动的过程中，下列说 法正确的是（ ） A.电压表示数变大，电流表示数 也变大 B. 电压表示数变小，电流表示数 也变小 C. 螺线管上端是 N 极，弹簧测力 计示数变小 D.螺线管上端是 S 极，弹簧测力 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 11 计示数变大 图 20127.（2015 成都）如图 2012 所示，为发电机的工作原理图，下 列说法中正确的是（ ） A.发电机的基本原理是通电导体 在磁场中受力的作用 B. 发电机的基本原理是电磁感应 C. 线圈在转动过程中，感应电流 的大小不变 D.线圈在转动过程中，感应电流 的方向不变 8.如图 2013 所示是国外媒体报道 的一种可发电的足球，这是用皮革包裹 的泡沫足球。每次踢这种球时，它里面 的摆锤都会摆动，而摆锤的摇摆又会促 使与一个可充电电池相连的发电机开始 旋转。其中发电机的工作原理是电磁感 应，下图中能够说明这一原理的是（ ） 图 2013 图 20149.（2014 锦州）如图 2014 所示，请根据通电螺线管的 N、S -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 12 极，标出小磁针 N 极、通电螺线管的磁 感线方向以及电源的正、负极。 10.小明同学想探究通电螺线管外 部磁场的方向。 （1）实验中，他设计的部分电 路如图 2015 所示，请根据要求用笔画 线代替导线将图中的电路补充完整。要 求：小磁针的指向满足如图所示的方 向；滑动变阻器的滑片向 A 端移动后， 通电螺线管的磁性减弱。 图 2015（2）磁场看不见、摸不 着，在探究“ 通电螺线管磁场 ”的实验中， 为了研究通电螺线管周围的磁场分布情 况，我们通常在螺线管周围摆放一些小 磁针，通电后，小磁针的分布情况如图 乙所示，由此可以看出，通电螺线管外 部的磁场分布与 _ _ 磁体相似，这里用到了哪种研究 问题的物理方法： -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 13 _ _ 。 （3）在实验过程中，小明改变 了通电螺线管中的电流方向，发现小磁 针转动了 180，由此可知，通电螺线管 外部磁场的方向与 _ _ 有关。 11.（2015 济宁）如图 2016 所 示是“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。 图 2016（1）要使灵敏电流计的 指针发生偏转，可行的操作是 。 （2）要使灵敏电流计的指针偏 转方向发生改变，可以采取两种方法。 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 14 方法一： ； 方法二： 。 （二）能力提升 1.某市科技馆有机器人和参观者 下象棋的展台。机器人取放棋子时，用 一根“手指”接触棋子表面就可以实现 （如图 2017） ，其奥秘是“手指” 内部有 电磁铁。机器人取放棋子是利用了电磁 铁的 _ _ （填“ 磁性有无” 或 “磁极方向”） 可以控制的特点，制作象棋棋子的材料 应该是下列常见金属材料中的 _ _ （填“ 铁”“铜” 或“ 铝”） 。 图 2017 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 15 图 20182.在图 2018 所示的 _ _ 实验中，电流计的偏转 方向和摆动幅度都是不相同的。请你根 据小明同学的发现提出一个可探究的物 理问题： _ _ 。 3.电动自行车的“ 心脏 ”是电动机， 它是利用 _ _ 的原理工作的；关闭电源，人用 力踩脚踏板，电动机就变成了“发电机” ， 从而实现“自发电 ”，它的发电原理是 _ _ -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 16 。 图 20194.（2015 连云港）如图 2019 所示的为科研人员研制的“发电鞋” ， 鞋的内部安装了磁铁和线圈，当人体带 动磁铁运动时，磁铁产生的磁场通过线 圈，从而产生感应电流。当人以 5km/h 的速度行走时，其发电的功率为 0.4W。下列说法正确的是（ ） A.发电鞋工作时将电能转化为机 械能 B. 发电鞋是利用电磁感应原理工 作的 C. 发电鞋是利用电流的磁效应原 理工作的 D.在人以 5km/h 的速度行走的过 程中，发电鞋可以产生 0.4J 的电能 图 20205.（2015 安徽）一个能 绕中心转动的小磁针在图中位置保持静 止。某时刻开始小磁针所在区域出现水 平向右的磁场，磁感线如图 2020 所示， 则小磁针在磁场出现后（ ） A.两极所受的力是平衡力，所以 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 17 不会发生转动 B. 两极所受的力方向相反，所以 会持续转动 C. 只有 N 极受力，会发生转动， 最终静止时 N 极所指方向水平向右 D.两极所受的力方向相反，会发 生转动，最终静止时 N 极所指方向水平 向右 6.（2015 菏泽）刷卡机广泛应 用于银行、超市等。如图 2021 所示的 POS 刷卡机读出信息的原理是：当带有 磁条的信用卡在刷卡机上刷过时，刷卡 机的检测头就会产生感应电流，便可读 出磁条上的信息。图 2022 所示装置的 工作原理与刷卡机读取信息原理相同的 是（ ） 图 2021 图 20227.根据图 2023 中通电螺 线管的南北极，请标出小磁针的 N 极和 电源的“+”极。 8.如图 2024 所示，根据通电线圈 的扭转方向在图中画出左边螺线管的绕 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 18 线方向并标出两个螺线管的 N、S 极和 电源的正负极。 图 2023 图 2024 9.小明和小华用相同的实验器材， 验证电与磁的关系，实验过程分别如下 图 2025 所示。 （1）小明（如图甲）： 图 2025 根据小明的实验现象， 可验证： _ _ 周围存在磁场，且 。 （2）小华（如图乙）： 指出小华的实验验证过程中的不 足之处（写出两条）： _ _ 。 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 19 _ _ 。 小华的实验过程中，小磁针静止 时 N 极所指方向未发生改变的原因可能 是 。 10.（2015 福州）小华在探究 怎样产生感应电流的实验中，设计了如 图 2026 所示的实验装置。 图 2026（1）将磁体向右插入螺 线管中时，观察到灵敏电流计的指针向 右偏转，由此可知： _ _ 。 （2）将磁体从螺线管中向左拔 出时，会观察到灵敏电流计的指针向 _ _ -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 20 （填“ 左” 或“右”）偏转。 （3）通过前两步实验，可得出 感应电流的方向与 方向有关。 图 202711.（2015 福州）磁场 的强弱可用磁感应强度 B 表示，单位为 特斯拉（T） 。小华设计了磁感应强度测 量仪，图 2027 为其原理图。该仪器显 示计由电流表改装，电源电压 6V，定 值电阻 R。为 40，磁敏电阻 RB 在常 温下的阻值随外加磁感应强度变化的对 应关系如下表所示。求： （1）当待测磁感应强度为 0T 时， 磁敏电阻 RB 是多少？ （2）用该测量仪测得某处的磁 感应强度是 0.08T，电路中的电流是多 少？磁敏电阻 RB 两端的电压是多少？ （3）若把该测量仪放在某处， 闭合开关，电路消耗的总功率为 0.12W，则该处磁感应强度是多少？ 习题演练参考答案 （一）课后巩固 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 21 1.N（北） 南 2.橡胶 磁场 电动 3.B 4.B 5.B 6.C 7.B 8.C 9 题答案图 10.（1）如图所示 （2）条形 转换法 （3）螺线管中的电 流方向 解析：（1）如图，根据同名 磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，所 以螺线管的右端是 N 极，左端是 S 极； 根据安培定则判