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(共71张PPT)
考点五 电磁学
第24讲 从指南针到磁浮列车 电能从哪里来
2024年中考复习专题
考点梳理
1
素材应用
2
重点突破
3
实验剖析
4
真题试做
5
目录
考点梳理
1
考点1
磁现象
考点2
电生磁
考点3
电磁铁 电磁继电器
考点4
电动机与发电机
1.磁体
(1)磁性:物体能够吸引铁、钴、镍等物质的性质,具有磁性的物体叫做磁体。
(2)磁极:磁体上磁性 的两个部位。能够自由转动的磁体,如悬吊着的磁针,静止时指南的那个磁极叫做 极(S极),指北的那个磁极叫做 极(N极)。
(3)磁极间相互作用规律:同名磁极相互 ,异名磁极相互 。
(4)磁化:使物体在磁体或电流作用下获得 的现象。
考点1
磁现象
·核心考点梳理·
最强
南
北
排斥
吸引
磁性
2.磁场
概念 磁体周围存在着一种看不见、摸不着的物质,我们把它叫做磁场
基本性质 对放入其中的磁体产生 的作用,磁体间的相互作用通过 发生
方向 小磁针静止时 所指的方向规定为该点的磁场方向
磁感线 作用:用来描述磁场的分布情况,实际并不存在
方向:磁体外部的磁感线都是从磁体的 极出
发,回到 极
特点:磁感线疏密反映磁场的强弱,越密的地方
磁场越 。图甲中 点磁场较强,图乙中___ 甲 条形磁体 乙 蹄形磁体
点磁场较弱(后两空选填图中字母)
力
磁场
N极
N
S
强
A
D
续表
地磁场 概念:地球本身就是一个巨大的磁体,周围存在着磁场,地球
的磁场叫做地磁场
特点:如右图所示,地磁北极在地理 附近,地磁南极在
地理 附近,地磁场的两极与地理的两极不重合,略有
偏离,我国宋代学者 最早记述了这一现象
判断物体有无磁性,不能根据两个物体相互吸引来断定,只有当两个物体靠近时发生排斥现象,才可以断定两个物体均有磁性。
易错提醒
北极
沈括
南极
电流的磁效应 发现:丹麦物理学家 最早证实了电流
周围存在磁场,且第一个发现了电与磁之间
的联系
内容:通电导线周围存在与 有关的磁场 奥斯特实验示意图
通电 螺线管 磁场特点:通电螺线管外部的磁场与 磁体的磁场相似
磁极影响因素:通电螺线管两端的极性与螺线管中 的方向有关
安培 定则 如图甲所示,用 握住螺线管,让四指指向螺
线管中 的方向,则大拇指所指的那端就是
螺线管的 极。图乙中的螺线管下端是 极
奥斯特
考点2
电生磁
电流方向
条形
电流
右手
电流
N
S
甲 乙
考点3
电磁铁 电磁继电器
1.电磁铁
结构 内部插入铁芯的通电螺线管
原理 电流的 效应
特点 磁性有无可以通过 来控制;磁性强弱可以通过线圈中________和 来控制;磁极方向可以由 方向和线圈绕向来控制
影响因素 线圈匝数一定时,通过的 越大,磁性越强;通过的电流一定时,____
____越多,磁性越强
应用 电磁继电器、电磁起重机、电铃、磁浮列车等
通断电
电流大小
线圈匝数
电流
电流
磁
线圈
匝数
2.电磁继电器
实质 利用 来控制工作电路的一种开关
作用 利用低电压、弱电流控制高电压、强电流工作电路
工作原理 如右图所示,当开关闭合时,电磁铁 磁性,衔铁
B被吸下,使动触点D与静触点E ,工作电路接
通;当开关断开时,电磁铁 磁性,衔铁B在弹簧C
的作用下返回原位,动触点D 静触点E,工作
电路_____
有
接触
无
离开
断开
电磁铁
考点4
电动机与发电机
1.磁场对通电导线的作用
(1)内容:磁场对通电导线有力的作用,力的方向与 方向和 方向有关。当其中一个的方向变得相反时,通电导线受力的方向也变得_____。
(2)应用:电动机、扬声器等。
磁场
电流
相反
法拉第
2.电磁感应现象(磁生电)
(1)发现:英国物理学家 发现了电磁感应现象。
(2)内容: 的 导体在磁场中做 运动时,导体中就产生 。
(3)感应电流产生条件:a. 电路;b.一部分导体做 。
(4)影响感应电流方向的因素:感应电流的方向跟 的方向和_______
_________的方向有关。
(5)应用:发电机、动圈式话筒等。
闭合电路
一部分
切割磁感线
感应电流
闭合
切割磁感线运动
磁场
导体切
割磁感线
3.电动机与发电机
类型 电动机 发电机
实验装置
原理 _________________________ _________
判断依据 电路中有电源 电路中无电源
能量转化 ___能转化为 能 _____能转化为 能
磁场对通电导线有力的作用
电磁感应
电
机械
机械
电
1.两个物体相互吸引,两个物体一定都有磁性。 ( )
2.磁感线是磁体周围真实存在的曲线。 ( )
3.磁场中某点的磁场方向是由放在该点的小磁针决定的。 ( )
4.地球周围的磁场从地理南极附近出发,回到地理北极附近。 ( )
5.改变线圈中的电流方向,通电螺线管的磁场强弱改变。 ( )
6.电磁铁的铁芯对磁性的强弱没有影响。 ( )
7.放在磁场中的导体一定受磁场力的作用。 ( )
8.导体在磁场中做切割磁感线运动时一定会产生感应电流。 ( )
9.利用电磁感应原理可以制成扬声器。 ( )
·易错速判·
×
×
×
√
×
×
×
×
×
素材应用
2
应用1
磁现象与磁场
应用2
电生磁
应用3
电动机与发电机
1.(2022版课标活动建议)小明用硬纸板和大头针制作底座,把两根缝衣针磁化后,穿过按扣的两个孔,放在底座的针尖上,就制成了一个如图所示的指南针。该指南针静止后,针尖指南方,是因为它受到 的作用,指向的是地磁场的 极,则针尖是指南针的 极。
(RJ九年级P123)
应用1
磁现象与磁场
地磁场
1
2
北
南
2.如图所示,图甲中磁体旁的小磁针静止时所指方向已标明,请在括号中标出磁体的磁极,并标出图甲中磁感线的方向;图乙中画出了两个磁极间的磁感线,请在括号中标出磁极名称,并画出位于A点的小磁针静止时北极所指方向。
1
2
N
甲 乙
N
N
3.探究小组为了模拟电磁起重机的工作原理,用表面涂有绝缘漆的导线绕在大铁钉上,再按图连接电路,制成电磁铁。闭合开关S,电磁铁有了磁性,A端是 极。将滑动变阻器的滑片向右移动一段距离后,硬币才被吸起,这说明电流越大,电磁铁的磁性______,断开开关S,电磁铁的磁性 (选填“会”或“不会”)消失。
电生磁
应用2
N
3
4
(HK九年级P147改编)
越强
会
4.如图所示的是某蔬菜大棚使用的温度报警器,在特制的 (选填“酒精”“煤油”或“水银”)温度计中插入一段金属丝,当温度达到金属丝下端所指温度时,电路中的衔铁被吸引,这是利用了电流的 效应,同时电铃发出报警声。若温度计上端的金属丝向下调整,则报警温度将 (选填“升高”或“降低”)。
水银
3
4
(HK九年级P155)
磁
降低
5.如图所示的是小亮制作的简易电动机模型。
(1)其中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,一端全部刮掉,一端只刮掉半周。按这种方法刮漆的目的是使线圈能够 。
电动机与发电机
应用3
持续转动
6
7
5
(2)闭合开关,线圈不转动。若小亮用手轻轻一推线圈,线圈就转动起来,则线圈不转的原因是 (写出一点)。
(3)线圈正常转动后,若把电源两极对调一下,观察到线圈转动方向 。
(4)小亮想设计一个能调节电动机转速的实验装置,他还需要的主要器材是 。
启动前线圈刚好处于平衡位置
相反
滑动变阻器
6
7
5
6.如图所示,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。如果它在四个磁场中水平运动,哪种情况不会产生感应电流
___(填序号)。
②
6
7
5
7.如图所示的是动圈式话筒内部结构图。对着话筒说话时,声带 发出声音,使膜片带动线圈做 ,将 能转化为电能,产生随着声音的变化而变化的电流,经放大后,再通过扬声器还原成声音。与动圈式话筒原理相似的是 (选填“电动机”或“发电机”),是利用 原理制成的。
(RJ九年级P142)
振动
6
7
5
切割磁感线运动
机械
发电机
电磁感应
重难突破
3
重难点
磁场力、磁场中的能量转化
重难点
重难点
磁场力、磁场中的能量转化
例1 如图所示,虚线区域内的“ ”为垂直纸面的磁感线,当金属
框沿光滑绝缘斜面的顶端,由静止开始滑到底端时,具有的动能为
E1;若将金属框换成质量相同的塑料框,其他条件不变,塑料框滑
到底端时,具有的动能为E2。则E1 (选填“>”“<”或“=”)E2,
这是因为金属框是导体,有电阻,所以它在通过磁场的过程中会因切割磁感线产生_________,使一部分 转化为电能(电能又转化为内能),故存在上述E1和E2的大小关系。(因为斜面光滑,所以塑料框的机械能守恒)
<
例4
例5
例3
例2
例1
感应电流
机械能
重难点
答：不计空气阻力时,塑料框B自由落下时重力势能全部转化为动能;而金属框A在进入磁场和离开磁场时,由于做切割磁感线运动会产生感应电流,一部分机械能转化为电能,机械能减小,重力势能转化的动能减小;已知两线框落地的动能相等,说明金属框A最初的高度更高一些,即h1>h2。
例4
例5
例3
例2
例1
例2 (2023贵阳模拟)如图所示,质量和形状完全相同的金
属框A和塑料框B,分别从距地面h1和h2的位置,同时自由落
下(释放位置未画出),途中经过某一磁场区域。已知两线
框落地的动能分别为EA和EB ,不计空气阻力,若EA=EB ,请结
合能量的角度分析并比较h1和h2的大小关系。
例3 (2023贵阳开阳县模拟)如图所示,光滑弧形轨道被固
定,轨道所在的平面竖直,靠近轨道底部有一定区域的磁
场,磁场方向与竖直面垂直。现将一个光滑小铁环从轨道
左侧h高处由静止释放,小铁环第一次从左侧A点释放,向右侧运动能否到达右侧等高处B点 请从能量转化的角度分析原因。
答：小铁环不能到达右侧等高处B点。因为小铁环在磁场区域切割磁感线会产感应电流,使小铁环在磁场中受力,这个力会一定程度上阻碍小铁环的运动,因此小铁环到达右侧的高度一定小于h。
例4
例5
例3
例2
例1
例4 如图所示,AB、CD是固定在水平绝缘桌面上的两根光滑长金属导轨,EF 和GH是静止在导轨上的两根金属杆,它们与导轨接触良好。现加上一垂直于桌面的磁场后,用力向右拉动金属杆GH,磁场随即给GH 施加一个向左的力。请结合电磁感应和通电导体在磁场中受力的相关知识,判断EF向左还是向右运动 并说明理由。
答：EF 向右运动。金属杆EF 和GH 与两根金属导轨围成一个闭合回路,当用力向右拉动金属杆GH 时,闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动,产生感应电流,于是金属杆EF 和GH 成为通电导体而受到磁场施加的作用力。因为磁场给GH 施加的力向左,且EF 与GH 中的电流方向相反,磁场方向不变,所以EF 受磁场施加的力与GH 相反,方向向右,所以EF 向右运动。
例4
例5
例3
例2
例1
例5 (2023贵阳白云区模拟)如图所示,将两根竖直放置的光滑金属轨
道(足够长)与电路连接,两轨道间有一均匀磁场区域(图中“ ”表
示垂直于竖直面的磁感线);重为G的金属杆ab与上端固定的绝缘轻质
弹簧相连接,并与两轨道接触良好,闭合开关,当ab静止时弹簧无形变,
若仅改变磁场方向,请你判断ab再次静止时,弹簧被拉伸还是被压缩,为什么
答：若仅改变电流方向,ab再次静止时弹簧被拉伸。由题意可知,闭合开关,当ab静止时弹簧无形变,则ab受到的重力和磁场对ab的力是一对平衡力,磁场对ab的力竖直向上;当流过ab的电流方向改变时,磁场对其作用力方向变为竖直向下,与重力方向相同,由力的平衡条件可知,此时弹簧对ab的作用力为竖直向上的拉力,即弹簧被拉伸。
例4
例5
例3
例2
例1
实验剖析
4
实验2
探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件
实验1
探究通电螺线管外部磁场的方向
实验器材 螺线管、小磁针、玻璃板、铁屑、电源、开关、导线
实验方法 转换法
注意事项 1.小磁针的作用:_______________
2.在螺线管周围的不同位置放小磁针的目的:便于观察不同点的________
3.增强通电螺线管磁场的方法:_________
实验1
探究通电螺线管外部磁场的方向(2022版课标要求)
·实验梳理·
显示磁场的方向
磁场方向
增大电流
续表
实验操作 1.在通电螺线管(放在白纸板上)的左右两侧各放一个
小磁针,并在螺线管的周围均匀撒适量铁屑
2.闭合开关,观察 来判断通电螺线
管的极性;轻敲玻璃板,观察 来判断
磁场的强弱
3.改变螺线管中电流的方向(交换电源正、负极),再次重复上述实验
铁屑的分布情况
小磁针N极的指向
续表
实验结论 过程通电螺线管外部的磁场与 的磁场相似;通电螺线管外部的磁场方向与螺线管中的电流方向有关,电流方向改变,通电螺线管的极性_____
交流与 反思 1.实验过程中轻敲玻璃板的作用:减小铁屑与玻璃板之间的摩擦,使铁屑受到磁场的作用力时有规律的排列
2.不能用可自由转动的大头针代替小磁针的原因:大头针 ,不能指示磁场方向
改变
没有磁性
条形磁体
·典例精练·
实践小组的同学在固定有螺线管的纸板上均匀撒满铁屑,并放置小磁针(如图甲所示),将其与电源、定值电阻和开关等组装成如图乙所示的装置进行通电螺线管外部磁场方向的探究。
甲 乙 丙 丁
(1)该实验通过 判断磁场的方向。
小磁针静止时N极的指向
(2)图乙装置中闭合开关,观察小磁针的指向,同时轻敲纸板,观察铁屑的分布情况,发现通电螺线管外部的磁场与 (选填“条形”或“蹄形”)磁体外部的磁场分布相似。
(3)实验过程中小晋发现小磁针偏转不明显,为了使其偏转明显,你认为可以对图乙装置进行的改进是 (或增加线圈匝数或在通电螺线管中插入铁芯等)。
(4)对调电源正、负极的接线重复上述实验,小磁针N、S极的指向改变,说明 。
条形
增加电池节数
通电螺线管外部磁场的方向与电流的方向有关
(5)某次实验时,闭合开关后,小磁针的指向没有发生变化。经检查,电路完好,各器材规格均符合要求,那么你认为小磁针指向不变的原因可能是____________________________________________________。
(6)小晋还想探究通电螺线管周围磁场强弱与电流大小的关系,你认为可行的方法是 。
(7)实验结束后,同组的小雯设计了如图丙和图丁所示的电路图进行实验,然后得出“通电螺线管的磁场方向与导线的环绕方向有关”的结论。你认为该结论是 (选填“正确”或“错误”)的,理由是_____________
___________________________________。
小磁针原来的指向与通电螺线管磁场的方向一致(合理即可)
在电路中串联一个滑动变阻器(合理即可)
错误
没有控制通电螺线管中电流的方向不变
在进行实验时,
实验器材 金属棒、开关、灵敏电流计、蹄形磁体
实验原理 电磁感应
实验方法 转换法和控制变量法
实验操作 1.转换法的应用
(1)用灵敏电流计的指针 来判断是否产生感应
电流
(2)根据灵敏电流计指针的 来判断电流的方向
(3)根据灵敏电流计指针的 来判断电流的大小
实验2
探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件
(2022版课标要求,2019.25)
·实验梳理·
是否偏转
偏转方向
偏转幅度
续表
实验操作 2.控制变量法的应用
(1)探究感应电流方向与磁场方向的关系:控制导体AB 做切割磁感线运动的方向不变,把两个磁极对调(即改变磁场方向)
(2)探究感应电流方向与导体运动方向的关系:控制磁场方向不变,改变导体AB 做切割磁感线运动的方向
(3)探究感应电流大小与导体运动速度的关系:控制导体AB 做切割磁感线运动的方向和磁场方向不变,改变导体AB 做切割磁感线运动的速度(或磁场强度)
实验分析 1.做切割磁感线运动的导体在电路中的作用相当于_____
2.实验过程中的能量转化: 能转化为 能
电源
机械
电
续表
实验分析 3.灵敏电流计指针偏转不明显的原因及改进措施
(1)原因:感应电流太小
(2)措施:用多匝线圈代替单根导体棒、加快导体切割磁感线的速度、换磁性更强的蹄形磁体等
4.灵敏电流计指针不偏转(电路中没有感应电流)的原因:电路不是闭合电路(开关没有闭合);导体处于静止状态或导体运动但没有切割磁感线
实验结论 闭合电路的一部分导体在磁场中做 运动时,会产生感应电流,感应电流的方向与 的方向和 方向有关;感应电流的大小跟磁场强度和导体做切割磁感线的运动速度有关,磁场越强,速度越快,感应电流_____
磁场
导体运动
越大
切割磁感线
创新小组的同学在蹄形磁体中放置一根金属
棒ab,并将其与开关和灵敏电流计连接成如
图甲所示的装置,用来做“探究导体在磁场
中运动时产生感应电流的条件”的实验。 甲 乙
(1)实验时,通过观察 来判断电路中是否有感应电流产生。若闭合开关后并未发现灵敏电流计的指针偏转,经检查器材均完好,各器材间连接无误,接下来应该进行的操作是将____________
__________________________________________。
·典例精练·
灵敏电流计的指针是否偏转
不同方向移动,观察灵敏电流计的指针是否偏转
金属棒ab向
(2)小晋通过一系列实验,观察并记录了如下表所示的现象。
实验 次数 开关 状态 磁体摆 放方向 金属棒ab 运动方向 灵敏电流计指
针偏转情况
1 断开 N极在上 水平向右运动 不偏转
2 闭合 N极在上 水平向右运动 向左偏转
3 闭合 N极在上 水平向左运动 向右偏转
4 闭合 N极在上 竖直上下运动 不偏转
5 闭合 N极在下 水平向右运动 向右偏转
6 闭合 N极在下 水平向左运动 向左偏转
7 闭合 N极在下 竖直上下运动 不偏转
(3)创新小组的同学对表内实验现象进行分析:
①比较实验1和2可知:感应电流产生的条件是电路必须是 (选填“断开”或“闭合”)的。
②比较实验2、3、4可知,闭合电路的一部分导体在磁场中做___________运动时,电路中才会产生感应电流。
③综合上述结论可知,产生感应电流的条件是_______________________
_______________________。
④比较实验2、3(或5、6)可知,感应电流的方向与____________________有关。
⑤比较实验2、5(或3、6)可知,感应电流的方向与 有关。
闭合
切割磁感线
闭合电路的一部分导体在
磁场中做切割磁感线运动
导体切割磁感线的方向
磁场的方向
(4)小晋想要改变灵敏电流计指针偏转的方向,可采取的方法是__________
_________________________________________________。
(5)若金属棒ab在磁场中运动时,灵敏电流计的指针没有发生偏转,原因可能是___________________________________________________________
______________。
(6)同组的小雯认为,可以通过观察小灯泡的亮度来反映电路中电流的大小,即可以用小灯泡替换灵敏电流计。你认为小雯的观点 (选填“合理”或“不合理”),理由是 。
将蹄形磁体
上下颠倒(或让金属棒ab切割磁感线的方向与原来相反)
开关未闭合(或产生的感应电流太小,或金属棒ab运动的方向与磁场
的方向平行等)
不合理
电路中电流很小,小灯泡可能不会发光
(7)整理器材时,同组的小媛未断开开关就先撤去蹄形磁铁,她发现灵敏电流计的指针又偏转了,指针偏转是因为闭合电路的一部分导体在磁场中相对于磁体做 运动。由此可以得出的结论是_______________
______________________________________________________________
_____。
(8)完成实验后,小晋又设计了如图乙所示的电路验证感应电流产生的条件,他应进行的实验步骤是_______________________________________
_________________________。
切割磁感线
属棒cd是否运动(合理即可)
保持导线松弛,将金属棒ab左右移动,观察金
在闭合电路中,不
论是导体运动还是磁体运动,只要运动过程切割磁感线,就可以产生感应
电流
（2018~2023）
真题试做
5
电流的磁效应
命题点2
命题点1
磁现象与磁场
电动机与发电机
命题点3
电磁作图
命题点4
电磁感应及其应用
命题点5
探究感应电流产生的条件
命题点6
1.(传统文化)(2023贵州5题,3分)北宋时期沈括在《梦溪笔谈》中记载:“以磁石磨针锋,则能指南。”这一现象可说明 ( )
A.地球存在磁场　　　　B.针尖受到重力
C.针尖受到浮力 D.空气吸引针尖
命题点1
磁现象与磁场(2023.5)
1
A
2.(2018贵阳9题,3分)如图所示的是“探究通电直导线周围是否存在磁场”实验装置的一部分,置于水平桌面的小磁针上方有一根与之平行的直导线,关于这个实验下列说法正确的是( )
A.首次通过此实验揭开电与磁关系的科学家是法拉第
B.当直导线通电时,小磁针会离开支架悬浮起来
C.小磁针用于检验通电直导线周围是否存在磁场
D.改变直导线中电流方向,小磁针N极的指向不变
电流的磁效应(2018.9)
命题点2
2
C
电动机与发电机
命题点3
3
4
3.(2023贵阳清镇市模拟)如图所示,将铜丝绕成线圈后,用强磁铁吸在
电池两端做成“小火车”,当用力将小火车推入线圈的一端,干电池、
强磁体和线圈就构成了一个闭合电路,它就会自动跑起来,直到抵达线
圈另一端。下列与“小火车”运行原理相同的是( )
A.通电发热的电暖炉 B.自制手摇发电机 C.自制电动机 D.动圈式话筒
补充考法
C
4.(2023江苏无锡)某幼儿园游乐室里有一块能发电的地板,当小朋友们在上面跳跃时,小灯泡便会一闪一闪,地板下方铺设的结构如图所示,当踩踏地板时,固定在地板下方的磁铁往复运动,使固定在地面上的弹簧线圈做 磁感线运动,闭合电路中产生 ,小灯泡发光。
3
4
切割
感应电流
5.(2020贵阳22题,2分)如图所示,条形磁体静置于水平面,将两枚相同的小磁针分别置于磁体周围的A、B 区域。请在图中两虚线框内画出小磁针静止时的情形。(用“ ”表示小磁针,涂黑端表示N极)
电磁作图(6年2考)
命题点4
7
8
6
5
A区域
B区域
类型1 磁现象作图
6.(2018贵阳24题,2分)如图甲所示为俯视图,粗糙的水平桌面上,在同一直线上相距较远地放置两个条形磁体A、B,现在A上施加水平力F使其沿直线向B运动,假设当A运动一段时间后,两磁体间才出现吸引力,直至它们吸在一起后共同向右运动一段时间。若整个过程保持A做匀速直线运动,请你在图乙中画出在上述过程中,作用于A上的力F其大小随时间t变化关系的大致图象。(只需画出一种可能的情况)
7
8
6
5
甲 乙
f
2f
7.(2023黑龙江绥化)请在图中标出通电螺线管的N极,并在P点用箭头标出通电螺线管磁感线的方向。
补充考法
7
8
6
5
类型2 通电螺线管作图
N
8.(2022版课标活动建议)如图所示的是一种磁浮列车的悬浮原理,工作时两线圈的磁极相互作用将车厢与轨道的接触面分离,请在放大的图中标出下方电磁铁的N极和电源下端的电极(用符号表示)。
7
8
6
5
N
-
9.(2020贵阳12题,3分)铜质金属框在光滑水平面上以一定速度向右滑动,其右侧有一足够大的均匀磁场区域(磁感线方向垂直于纸面),如图所示。关于金属框从刚进入磁场到完全离开磁场的过程中,若不计空气阻力,下列说法正确的是( )
A.由于水平面光滑金属框能保持匀速直线运动状态
B.金属框由于被磁化而受到磁场对它水平向左的力
C.金属框一直在做切割磁感线运动而产生感应电流
D.金属框的运动体现力是改变物体运动状态的原因
电磁感应及其应用(6年2考)
命题点5
9
10
D
10.(2022贵阳19题,3分)如图所示,铜质金属框ABCD正下方有一
均匀磁场区域(磁感线方向与纸面垂直)。某时刻金属框开始自
由下落,下落过程中金属框始终保持竖直状态。请判断金属框
BC边进入磁场后,AD边进入磁场前,金属框是否有可能做加速运动 请从能量转化的角度阐述理由。(不计空气阻力)
有可能。金属框BC 竖直下落进入磁场,重力势能不断转化为动能,因切割磁感线,电路中产生感应电流,动能转化为电能;若转化的动能中只有一部分转化为电能,则动能增大,质量不变,速度增大,金属框做加速运动。
9
10
11.(2019贵阳25题,9分)小明在“探究怎样产生感应电流”
的实验中,用导线将金属棒、开关、灵敏电流计连接成如图
所示的电路。请你参与探究并回答下列问题:
(1)悬挂金属棒静置于U形磁铁的磁场中,此时两极正对区域
磁感线的箭头方向是竖直向 (选填“上”或“下”)的。
(2)灵敏电流计的作用是用来检测 。若闭合开关后并未发现灵敏电流计指针偏转,经检查器材均完好,各器材间连接无误,那么接下来你认为最应该关注的器材是 。
探究感应电流产生的条件(2019.25)
命题点6
11
下
感应电流
金属棒
(3)小明认为是原来磁铁的磁性太弱所致,他提出更换磁性更强的磁铁,就在他移动原磁铁时,发现灵敏电流计的指针出现了晃动,你认为接下来最应该做什么来找到让灵敏电流计指针偏转的原因:_______________________
(仅写出最应该进行的一步操作)。
(4)只根据上述探究过程,小明就说:“我们找到产生感应电流的秘密了!”此时你对小明的“成果发布”作何评价 _____________________________
________________________________________________________________
___________________。
11
让金属棒在水平方向运动
不合理,因为只做了一次实验,得
出的结论具有偶然性,不具有普遍性,应该换用不同种类的金属棒,还要使金
属棒朝各个方向运动
素养综合训练
1.(2023山东临沂)2023年5月18日,第七届世界智能大会在天津拉开帷幕,我国自主研发的电力组塔机器人展示了自主攀爬越障等一系列施工作业。机器人灵活的动作均是由电动机带动的,下列实验,能说明电动机工作原理的是( )
A B C D
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3
2
1
11
基础过关
C
2.(2023新疆)如图所示,a 表示垂直于纸面的一根导线,它是闭合电路的一部分。它在磁场中按箭头方向运动时,导线a 中会产生感应电流且方向相反的两种情况是( )
① ② ③ ④
A. ①和② B. ①和③ C. ②和④ D. ③和④
D
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3
2
1
11
AD
3.(2023湖南湘潭)(多选)如图所示的是汽车尾气中CO浓度的检测电路示意图。气敏电阻R1的阻值随CO浓度的增大而减小,R2是滑动变阻器,开关S闭合,当CO浓度高于某一设定值时,电铃报警。下列说法正确的是( )
A.电磁铁的上端是N极
B.电铃应接在A和B之间
C.当CO浓度升高时电磁铁的磁性减弱
D.电源用久后,U1减小,CO的报警浓度会变高
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4
3
2
1
11
顺
4.(2023辽宁鞍山)在“探究电磁铁的磁性强弱与哪些因素有关”的实验中,小聪连接了如图所示的电路,电磁铁A端放有一小磁针,闭合开关,小磁针 (选填“顺”或“逆”)时针转动,向右移动滑动变阻器的滑片,电磁铁的磁性 (选填“增强”“减弱”或“不变”)。电磁铁磁性的强弱还与 有关。
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4
3
2
1
11
减弱
线圈的匝数
振动
5.(2023湖北黄冈)如图所示的是动圈式话筒内部结构图。对着话筒说
话时,声带 发出声音,使膜片带动线圈做切割磁感线运动,产生的感应电流进入扬声器,将声音放大,改变了声音的 (选填“音调”或“响度”)。线圈切割磁感线运动的过程中,将 能转化为电能。
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1
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响度
机械
S
6.(2023甘肃武威)小明用自制电磁小船放在水中判断方向,如图所示,开关S闭合前,小船船头(右端)指向东边。闭合开关S,电磁小船的船头(右端)为电磁铁的 (选填“N”或“S”)极;船头在地磁场的作用下,将 (选填“顺时针”或“逆时针”)偏转。
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3
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1
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顺时针
7.(2023湖南岳阳)将图中通电螺线管左端磁极和小磁针右端磁极
标在对应括号内。
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3
2
1
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S
N
8.(2023湖北随州)五一假期小聪和父母到随州大洪山旅游,茂密的森林里丰富的物种深深地吸引着他们,可走着走着迷路了。小聪镇定地找出电池和导线在一根短木棒上密密匝匝地绕制成通电螺线管,又找来一个塑料圆盘用几根细线悬吊起来,然后将螺线管放在这个可以自由水平转动的圆盘上。小聪依靠这个自制装置的引导成功地走出了森林。如图所示的是小聪的自制指南针,图中规定了通电螺线管的N极,请用笔画线代替导线画出绕线(画3匝示意即可)并在螺线管周围画出一条磁感线。
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1
11
电磁弹射装置的弹射车与战斗机前轮连接,并处于强磁场中。当弹射车内的导体通以强大电流时,通电导体在磁场中受力的作用向前运动,战斗机就会受到强大的推力而向前弹射飞出。
9.如图甲所示的是我国自主设计建造的首艘弹射型航空母舰——福建舰,配备了全球领先的电磁弹射装置。如图乙所示,电磁弹射装置的弹射车与战斗机前轮连接,并处于强磁场中。当弹射车内的导体通以强大电流时,战斗机就会受到强大的推力而向前弹射飞出。请你解释电磁弹射装置的工作原理。
甲 乙
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2
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条形磁体
10.(2023山东济南)实验室备有嵌入螺线管的玻璃板和电源,小明和小亮分别选用铁屑和小磁针来“探究通电螺线管外部磁场的方向”。
甲 乙
(1)小明在螺线管周围的玻璃板上均匀地撒上一层铁屑。给螺线管通电后,轻敲玻璃板,小明观察到螺线管周围铁屑的分布情况如图甲所示。
小明的实验说明,通电螺线管外部的磁场和 外部的磁场相似。
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2
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B
(2)小亮在螺线管周围的玻璃板上整齐、均匀地放置了32个小磁针,如图乙所示。给螺线管通电后,小亮观察到这32个小磁针的指向更接近于下图中的 (填选项字母)。
A B C D
(3)小明的实验方案具有明显的不足,其不足之处是_____________________________
_________。
(4)为了弥补小明实验方案的不足,请提出一条改进建议:________________________
___________________。
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无法判断出通电螺线管外部磁场
大的方向
增加小磁针,把小磁针放到
螺线管四周不同位置
11.(2023湖北鄂州)物理小组的同学们利用如图所示的实验装置,探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件。
(1)磁铁不动,闭合开关,导体棒沿 (选填“上下”“左右”或“前后”)方向运动时,灵敏电流计指针会发生偏转。
左右
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5
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3
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11
闭合
(2)断开开关,无论磁铁如何放置、导体棒怎样运动,灵敏电流计指针都不发生偏转。由此得出结论: 电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,电路中就产生感应电流。
(3)该实验在探究过程中,是将 能转化成电能,生活中的 (选填“电动机”或“发电机”)是根据这一原理制成的。
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机械
发电机
能力提升
12.如图所示,铜质金属框在光滑水平面上A点以一定速度v0向右滑动,其右侧有一足够大的均匀磁场区域(磁感线方向垂直于纸面)。请作出金属框从A点到完全离开磁场运动一段距离的过程中速度与时间关系的大致图象。不计空气阻力。
12
v0

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