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初中物理磁学综合 学案 （含答案）
学习目标：了解并掌握初中物理磁体、电流周围的磁场及电动机原理；电磁感应现象及发电机原理。
一、磁体周围存在磁场
1、磁场是一种看不见、摸不着的物质；但是磁感线是为了描述磁场而假想的封闭的曲线，它是不存在。
2、磁场方向：处于磁场中的小磁针N极指向的方向为磁场方向（磁体的N极指向S极）。
3、磁场的强弱：磁感应线密的地方磁场强；磁感应线疏的地方磁场弱（铁屑多少表示磁场强弱方法即转换法）。
4、地球周围存在磁场：地球就是一个很大的磁体。地球南极附近是磁体的N极；地球北极附近是磁体的S极
二、电流周围存在磁场（磁场强弱与电流强弱有关；磁场方向与电流方向有关）
1、直线电流（通电直导线）周围磁场（丹麦奥斯特实验）
判断方法：安培定则是表示电流和电流激发磁场之间关系的定则，又称右手螺旋定则
通电直导线中的安培定则（安培定则一）：用右手握住通电直导线，让大拇指指向电流的方向，
那么四指的指向就是磁感线的环绕方向；
2、环形电流（通电螺线管）周围磁场
判断方法通电螺线管中的安培定则（安培定则二）：用右手握住通电螺线管，让四指指向电流的方向，
那么大拇指所指的那一端是通电螺线管的N极。
3、带电粒子的运动产生磁场：
（1）直线运动：带电粒子直线运动形成直线电流，直线电流产生磁场： 如图1、如图2.
（2）圆周运动：带电粒子圆周运动形成环形电流，环形电流产生磁场： 如图3.
图1 图2 图3
4、应用：电磁铁与电磁继电器
（1）、改变电磁铁磁场强度方法：ⅰ 改变通过线圈电流大小；ⅱ 改变线圈匝数； ⅲ 铁芯。
（2）、电磁继电器是利用 电磁铁 来控制工作电路通、断的 自动开关 。
三、电动机
1、磁场对 电流有力 的作用，其作用的力的方向与 磁场方向 、 电流方向 有关；（磁+电=生力）
其大小与 磁场强度B 、 导体长度L 、 电流强度I 有关。
2、左手定则（电动机定则）：是判断通电导线在磁场中的受力方向的法则，说的是磁场对电流的作用力，或者是磁场对运动电荷的作用力。
3、左手定则内容：将左手放入磁场中，使四个手指的方向与导线中的电流方向一致，
那么大拇指所指的方向就是受力方向（如图1）。
图1图2
4、电动机（如图2）
电动机机是指将 电能 转换成 机械能 的机械设备，工作原理都基于 磁场对通电导体有力的作用
四、磁感应现象与发电机
1、电磁感应现象： 闭合电路 的部分导体在磁场中作切割磁感线运动时产生电流的现象。如：动圈式话筒
（1）感应电流方向与 磁场方向 、 导体切割磁感线运动方向 有关。（磁+力=生电）
（2）感应电流的强弱与 磁场强度B 、 导线切割磁感线速度v 、 导线长度L 有关。
2、右手定则（发电机定则）：是判断磁场中做切割磁感应线运动的导体产生感应电流的方向与磁场方向、导体运动方向的关系。
3、右手定则内容：将右手放入磁场中，让磁感线从手心进入，并使拇指指向导线运动方向，
这时四指所指的方向就是感应电流的方向。
4、发电机
发电机是指将其他形式的能源转换成 电能 的机械设备，工作原理都基于 电磁感应
【习题精选】（“红色”标志为答案）
一、选择题
请标出通电螺线管两端的极性，并画出图中放置的小磁针北极在螺线管通电时的旋转方向（黑色部分表示小磁针的N极）
（右旋）
第 1 题 第 2 题 第 3 题
2、如图所示电路，开关S接到a后，小磁针静止时，A端是 N 极．将开关S由a换到b，调节变阻器的滑片P，保持电流表的示数不变，电磁铁的磁性 （选填“增强”、“减弱”或“不变”）．
3、通电螺线管的附近放置了一枚小磁针，小磁针静止时的位置如图所示，则图中小磁针的a端应为 极
（选填“N”或“S”）
4、如图所示装置中，当开关S闭合后，会看到金属杆AB在磁场中运动，这一现象说明通电导体在磁场中受到
力 的作用
第 4 题 第 5 题 第 6 题
5、如图所示，通电螺线管的 端为N极（选填“A”或“B”）
6、如图所示通电螺线管的左端为N极右端为S极，则电源的a端为 极（选填“正”或“负”）。通电螺线管上方的小磁针静止时的指向如图所示，则小磁针的左端为 极
（选填“N”或“S”）； 通电螺线管周围的磁场分布情况与 条形磁铁 相似。
7、如图是电学中很重要的两个实验，其中甲图装置是研究 磁场对电流有力作用 的规律；乙图装置是研究 电磁感应 的规律。其中学校多媒体教室里的大屏幕能控制升或降，用到机器利用 甲 图中的原理，它控制升或降实际上是通过改变 电流 来实现的。
第 7 题 第 8 题 第 9 题
8、在探究产生感应电流条件时，小明采用了如图所示的实验装置。闭合开关后，小明左右移动金属棒AB，发现灵敏电流计的指针偏转角度较小，即产生的感应电流较小。请你写出增大感应电流的方法： 增大磁体的磁性强度或增大导体做切割磁感应线的运动速度 （写出一种即可）
9、如图所示，这是物理实验室中常用的电流表的内部结构图，它是由多匝金属线圈悬置在磁体的两极之间圈与一根指针相连接。当线圈中有电流通过时，线圈就会带动指针一起转动，其中线圈的转动是由于 磁场对通电导体有力的作用 的缘故。
如图所示，通电线圈处于异名磁极之间，若CD边受力F1的方向指向纸外，则AB边所受力F2方向
指 （选填“纸外”或“纸内”）
第10 题 第 11 题
11、在原子内部，核外电子绕原子核运动会形成环形电流，环形电流产生的磁场使原子的两侧相当于两个磁极，
如图，若纸面外表示N极，请在图中标出电子绕原子核运动的方向。
二、填空题
12、学校的多媒体教室里的大屏幕能通过开关控制升降的，下图的实验与它的原理一样的是（ ）
A B C D
13、如图所示四个实验现象中，揭示了发电机工作原理的是（ ）
A B C D
14、如图所示，下列说法中正确的是（ ）
A 当开关S闭合后螺线管下端是N极； B、当开关S闭合时，小磁针将逆时针转动，静止后S极向上
C、当开关S闭合时，小磁针将顺时针转动，静止后N极向上
D、当开关S闭合后滑动变阻器滑片向右移动，电磁铁磁性将减弱
第 14 题 第 15 题
15、如图所示，轻弹簧下悬挂一个条形磁铁，磁铁下方有一通电螺线管，为使悬挂磁铁的弹簧伸得最长，
下列措施正确的是（ ）
A．S2闭合 B．滑片P向b移动
C．螺线管内插入铁芯 D．把电源两极对调后，接入原电路
16、在物理学中，通常用小磁针静止时其N极的指向表示其所在位置的磁场方向，如图所示，下列四幅图中能正确表示出小磁针所处位置磁场方向的是（　　）
A． B． C． D．
17、直线电流周围磁场的擦感线分布和磁场方向的判断方法如图所示，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
第 17 题图 第 18 题图
三、实验探究题
18、（1）探究电磁感应现象应选用如图 （选填“甲”或“乙”）所示的装置进行实验．在这个现象中感应电流的方向与 导体切割磁感应线的运动方向 的方向和磁感应线方向有关．
（2）探究电动机原理应选用如图 （选填“甲”或“乙”）所示的装置进行实验．在这个现象中力的方向与 电流 的方向和磁场方向有关．
（3）如图丙所示， A 为弹簧测力计（量程足够大）， B 为条形磁铁（下端为 S 极）， C 为螺线管．现将 S1断开， S2由“1”改接到“2”，则弹簧测力计的示数将 变小 ；若 S2接“2” 不变，再闭合S1 ，弹簧测力计的示数将 变大 ．（都选填“变大”、“变小”或“不变”）
19、如图所示，圆柱形金属导体棒AB平放在处于磁场中两个彼此平行的水平光滑金属轨道上，小明同学利用如图所示的实验装置，探究通电导体在磁场中受力运动的情况
（1）闭合开关后，导体棒AB水平向左运动，如果想让导体棒AB水平向右运动，则可以保持磁场方向不变，改变导体棒AB中的 电流方向 来实现；在这个过程中，电能主要转化为机械能，利用这个现象可制成
（选填“热机”、“电动机”或“发电机”）
（2）如图所示，若保持其它条件都不变，将滑动变阻器的滑片向左移动，则通电金属导体棒AB所受到的磁场力
将 （选填“变大”、“变小”或“不变”）
第 19 题图 第 20题图
20、A、B是两个电磁铁，闭合开关后，小磁针在如图所示的位置静止，C是两个电磁铁之间的一条磁感线，请标出：
（1）电磁铁间磁感线的方向。（A的右端S极，C处磁感线指向A）
（2）电源右端的极性（用“+”或“-”表示）。（A、B两磁极间为异名磁极，B左端为N极，左“+”右“-”）
（3）电磁铁B上方小磁针的N极。（右N极）
21、为了探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”。小明同学用电池（电压一定）、滑动变阻器、数量较多的大头针、铁钉以及较长导线为主要器材，进行如图所示的简易实验．
（1）如图所示，他将导线绕在铁钉上制成简易电磁铁，在如图（a）中铁钉的上端（钉帽）相当于电磁铁的 极（选填“N”或“S”）实验过程中，他并巧妙地通过 吸引大头针的数目 来显示电磁铁磁性的强弱；实验中，大头针的下端都是分开的原因是 同名磁极相互排斥 。
（2）连接好电路，使变阻器连入电路的阻值较大，闭合开关，观察到图（a）所示的情景；接着，移动变阻器滑片，使其连入电路的阻值变小，观察到图（b）所示的情景，比较图（a）和（b），可知在线圈的匝数相同的情况下，通过电磁铁的电流越 （填“大”或“小”）磁性越强．
（3）如图（c），将导线绕在两枚铁钉上，构成两个简易电磁铁串联的电路．从图（c）的情景初步得出：在通过电磁铁的电流相同的情况下，线圈的匝数越多，磁性越强 的实验结论．
22．利用如图所示的实验装置探究电动机的工作原理，请你完成下列问题。
（1）通电后图甲中ab段导线受磁场力的方向竖直向上，请在图丙中作出ab段导线所受到的磁场力F′的示意图；
（2）当线圈转过图乙所示位置时，通过改变 电流方向 的办法使线圈靠磁场力的作用可以继续顺时针转动至少半周；
（3）生产实际中，为使直流电动机的转子能持续不停地转动，在此结构的基础上主要是通过加装 换向器 来实现的（填直流电动机的结构名称）。
（1）答案
21、将下图中的电磁铁铁连入你设计的电路中（请在方框内完成），要求：
答案
（1）使小磁针静止时如图所示；
（2）电路能改变电磁铁磁性的强弱
22、如图是小明探究“影响电磁铁磁性强弱因素”的装置图，该装置由电源、滑动变阻器、开关、电流表、带铁芯的螺丝线管和指针式刻度板（指针下方固定一铁块A）组成。通过观察指针B偏转角度的大小来判断电磁铁磁性的强弱。导线a与接线柱1相连，闭合开关，指针B绕固定点O点发生偏转。实验中忽略线圈电阻的影响。
（1）实验前，应将导线b与滑动变阻器的哪个接线柱连接？ （选填“c”或“d”）
（2）实验中，导线a与接线柱1相连改为与接线柱2相连，重新闭合开关，此时需要保持滑动变阻器的滑片P的位置不变，目的是控制电路中的 电流大小 保持不变。
（3）导线a从接线柱1换到接线柱2后，滑片P如何移动才有可能使指针在刻度板上偏转角度保持不变。写出P移动方向并说明理由。 滑片P向左滑动；a从接线柱1换到接线柱2后，线圈匝数减小，需要将滑片向左滑动使电阻减小，从而使电路电流增大，可能使指针在刻度板上偏转角度保持不变 。
23、小谦在探究“磁体间相互作用规律”时发现：磁体间的距离不同，作用力大小也不同。他想：磁体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 磁体间的距离越近，作用力越大 。
（2）小谦用如图所示的实验进行探究。由于磁体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的变化，来判断磁体间力的变化，用到的科学方法是 转换法 。
（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，联想到磁体间的相互作用规律，还须研究甲、乙两块磁铁相互 排斥 时，磁体间作用力与距离的关系。
第23 题 第 24 题
24、如图甲，将玩具电动机、电池、小电灯、开关用导线连接起来。
（1）闭合开关，电动机转动，这是利用通电线圈在 磁场里 受力转动的原理工作的；如果只改变电流方向，电动机转动方向 改变 （选填“不变”或“改变”）。
（2）刚闭合开关时，小电灯发出明亮的光，但随着电动机转得越来越快，小电灯的亮度逐渐减弱；当转速正常时，小电灯的亮度稳定不变，此时用手指轻轻捏住电动机的转轴，使电动机的转速减慢，你猜想这时小电灯的亮度将
变亮 （选填“变亮”“变暗”或“不变”），理由是 电流变大 。
（3）如果将小电灯换成灵敏电流表，电路连接如图乙，当用手快速转动电动机转轴时，发现灵敏电流表指针
偏转 （选填“偏转”或“不偏转”），它在生活中的应用有 发电机 （举出一例即可）。

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