专题讲座---电与磁(解析版).docx
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1、专题讲座-电与磁例题精析考点1:磁体例1若假想地磁场是由地球内部块大磁铁产生的,如图所示的四个示意图中,能合理描述这块大 磁铁的是()【答案】B【解析】(1)地球是一个大磁体,地球周围存在的磁场叫地磁场,地磁场的形状与条形磁铁相似;(2)地磁场的南北极与地理南北极相反,且不重合。【分析】地球是一个大磁体,地球周围存在的磁场叫地磁场。地磁场的形状与条形磁铁相似。【详解】地球是一个大磁体,地磁场的形状与条形磁铁相似,地磁场的南北极与地理南北极相反,即 地磁的北极在地理的南极附近,故B正确。故选:B变式1:关于磁体、磁场和磁感线,以下说法中正确的是()A.铜、铁和铝都能够被磁体所吸引B.磁感线是磁场
2、中真实存在的曲线C.磁体之间的相互作用都是通过磁场发生的I).科学中,把小磁针静止时S极所指的方向规定为该点磁场的方向【答案】C【解析】(1)磁体只能吸引铁、钻、银等磁性材料。(2)磁感线是为了描述磁场人们想象出来的曲线,磁场实际是存在的,磁感线是不存在的。(3)磁体间相互作用是通过磁场完成的。(4)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。【分析】磁场是真实存在的,磁感线不是真实存在的,为了描述磁场,人为画的磁感线。【详解】A、铜和铝都不是磁性材料,磁体都不能吸引,不符合题意;B、磁感线在磁场中不是真实存在的,只是为了便于研究磁场,人为画的一些曲线,不符合题意;C、磁体间的
3、相互作用是通过磁场发生的,符合题意;D、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,小磁针静止时S极所指的方 向与该点磁场的方向相反,不符合题意;故选:C考点2:电流的磁场例2法国科学家阿尔贝费尔和德国科学家彼得格林贝尔由于发现巨磁电阻(GMR)效应,荣获了 2007年诺贝尔物理学奖。这一发现大大提高了磁、电之间信号转换的灵敏度。如图是说明巨磁电阻 特性原理的示意图:(1)通电螺线管的右端是上极;(2)闭合开关指示灯不亮,再闭合开关Si,指示灯发光,由此可知:巨磁电阻的大小与人有关;(3)若滑片P向左移动,电磁铁的磁场上(填“增强”或“减弱”),观察到指示灯变得更亮,由此实验可
4、得出结论:Ao【答案】(1)S(2)磁场强弱(3)增强 磁场越强巨磁电阻阻值越小【解析】(1)根据安培定则分析判断确定通电螺线管的极性:(2)根据现象分析确定巨磁电阻大小与磁场有关;(3)根据滑片的移动判断电流变化,确定电磁铁磁场强弱的变化,结合灯的亮度变化分析巨磁电阻 阻值变化,得出结论;(4)根据巨磁电阻特点分析解答。【分析】本题的实验借助于探究巨磁电阻的特性,考查的知识有:欧姆定律、影响电磁铁磁性强弱的 因素,是一道基础题。【详解】(1)当开关闭合后,电磁铁中的电流是从右端流入,左端流出,根据安培定则可知,电磁 断的关键。【详解】家庭电路中灯泡的接法:火线直接进入开关,再进入灯泡顶端的金
5、属点,零线直接进入灯泡 的螺旋套;这样在更换灯泡时,断开开关,切断火线,更安全;由图知,电灯的安装及开关的连接是 正确的,A正确;洗衣机接入三孔插座后,电灯与洗衣机是独立工作、互不影响的,所以它们是并联的,B错误; 两孔插座的接法是左零右火,据图可知,两孔插座接到了零线和地线之间;图中三孔插座的左孔接零 线,上孔接地线,右孔接火线,所以两孔插座的连接错误,三孔插座的连接正确,C错误;图中M点在火线上,所以试电笔接触M点,笈管发光;N点在零线上,所以试电笔接触N点,发管不 发光,D错误;故选:A18 .如图所示,在观察奥斯特实验时,小明注意到置于通电直导线下方小磁针的N极向纸内偏转。小 明由此推
6、测:若电子沿着水平方向平行地飞过磁针上方时,小磁针也将发生偏转。请你说出小明推测 的依据是金,你认为磁针的N极会向上(填“纸内”或“纸外”)偏转。【答案】电子的定向移动形成电流,电流周围存在磁场纸外【解析】要解决此题,需要搞清电流的形成原因,知道电流是由电荷的定向移动形成的。导线能够 导电靠的就是自由电子的定向移动。同时要掌握电流的磁效应,知道电流周围存在磁场,磁场方向与电流方向有关。【分析】此题主要考查了奥斯特实验的现象及结论,一定要掌握电流的磁效应。同时考查了学生利用 所学知识解决问题的能力,关键是找出两者间的共同点,将复杂的问题简单化。同时在此题中定要 注意电流方向与电子的定向移动方向相
7、反。【详解】如图所示,奥斯特实验表明,当导线中有电流通过时,小磁针会发生偏转。说明了电流周围 存在磁场。当电子沿着水平方向平行地飞过磁针上方时,由于电子发生定向移动而形成电流,又因为电流周围存 在磁场,所以小磁针会发生偏转。由图知,当电流向右时,小磁针的N极向纸内偏转,右图电子定向向右移动,而电流方向与电子定向 移动方向相反,所以电流方向向左。因此小磁针受力方向与左图相反。N极将向纸外偏转。故答案为:电子的定向移动形成电流,电流周围存在磁场纸外.神奇的铜盘:将个圆形铜盘放置在个马蹄形磁铁两极的中间,并从铜盘的中心和位于磁铁两 极之间的铜盘边缘处各引出一根导线,如图所示,当快速转动铜盘时,电路中
8、的灵敏电流计就会偏 转。(1)铜盘的工作原理与图的哪一个装置原理一样?(2)下列哪些圆盘还可以达到铜盘的作用? AoA.铁盘B.塑料盘C.木盘D.铝盘【答案】(1)乙(2) A、I)【解析】(1)闭合电路的部分导体在磁场中切割磁感线,此时会在电路中产生感应电流。这就是 电磁感应现象,据此判断;(2)由题意知,圆盘必须是导体,所以判断选项中的材料哪些是导体即可。【分析】能正确认识电磁感应的原理,并结合图中的装置做出分析,是解答此题的关键。同时要注意 电磁感应与其它电磁相关实验的区分。【详解】(1)由题意可知,图1中的装置反映了闭合电路的一部分导体在磁场中切割磁感线,此时 会在电路中产生感应电流,
9、这是电磁感应现象。图2的选项中甲是通电导体在磁场中受力,不合题意;乙符合电磁感应的原理,符合题意;丙是电流 的磁效应实验,不合题意;丁是通电导体在磁场中受力,不合题意;(2)由题意知,圆盘必须是导体,则选项中A.铁盘,D.铝盘是导体,而B.塑料盘,C.木盘是绝 缘体,只有A、D符合题意.故答案为:(1)乙(2) A、D20.用压敏电阻可制成压力传感器,它受到的压力越大,输出的电压就越大,用它可以对汽车称重。压力/ X10和01.22.43.64.86.0输出电压/V01.02.03.04.05.0经实测,某压力传感器输出电压与力的关系如表:将该压力传感器水平放置,并和电阻箱R (最大电阻999
10、. 9 Q )及部分其他器材组成 了图(a)所示的电路,闭合开关S,当线圈中的电流1220mA时,电磁继电器的衔铁被吸合。已知继电器线圈的电阻为25C,继电器控制电路的 电压由传感器的输出电压U提供。(假设U不受继电器电路影响)(1)根据表格中数据,请在图(b)给定的坐标系中描绘出压力传感器的输出电压随压力变化的图像;(2)当压力增加到一定程度时,电铃报警,说明汽车超载,则图(a)中电铃应接在(填“A、B” 或“C、D” )两端:(3)为使车重(123.0X10即时启动报警系统,则电阻箱R的电阻应调节到上。(4)通过调整电阻箱R的阻值,可以调整报警车重,能使该装置报的最小车重为上汽【答案】(1
11、)如图(2) C, I)(3) 100(4) 6.0X101【解析】【分析】【详解】(1)纵坐标为输出电压,横坐标为压力,注意单位,根据表格数据描点, 然后用直线连接尽可能多点,见图(2)由数据知压力越大输出电压就越大,电磁铁的磁性就越大,电磁铁把衔铁吸下来,电路就通 故接C、D;(3)由图可知当压力为3.0X105N时,电压为2.5V,JJ ? 5R a=2=Q=125Q/20x10-3Rr=R *-R=125Q-250=100 Q;(4)电压最小为U=IR=0.02AX25Q=0. 5V,此时最小压力为0.6X10%,所以汽车的最小重力为6X10%;故答案为:(1)如图(4) 6. 0X1
12、04(2) C、I)(3) 100拓展训练1.如图所示为某兴趣小组为学校办公楼空调设计的自动控制装置,R是热敏电阻,其阻值随温度变化 关系如下表所示。己知继电器的线圈电阻R产10Q,左边电源电压为6V恒定不变。当继电器线圈中的 电流大于或等于15mA时,继电器的衔铁被吸合,右边的空调电路正常工作。温度t/0510152025303540(1)请说明该自动控制装 置的工作原理。(2)计算说明该空调的启电阻R/Q600550500450420390360330300动温度是多少?(3)为了节省电能,将空调启动温度设定为30C,控制电路中需要再串联多大的电阻?(4)改变控制电路的电阻可以给空调设定不
13、同的启动温度,除此之外,请你再提出种方便可行的 调节方案。【答案】(1)随室内温度的升高,热敏电阻的阻值减小,控制电路中电流增大,当电流达到15mA时, 衔铁被吸合,右侧空调电路连通,空调开始工作.当温度下降时,控制电路电阻增大,电流减小,减 小到一定值,使空调电路断开,这样就实现了自动控制(2) 25 (3) 30Q (4)可以将左边电源改为可调压电源【解析】【分析】本装置的实质是一个电磁继电器,对电磁继电器工作原理的了解是解题的基础。通 过这装置,重点考查了对电路中电流、电阻变化的分析,既要理解装置的工作过程,同时还要会从 表格的数据中获取有用的信息,具有一定的综合性,难度较大。【详解】(
14、1)随室内温度的升高,热敏电阻的阻值减小,控制电路中电流增大,当电流达到15mA时, 衔铁被吸合,右侧空调电路连通,空调开始工作。当温度下降时,控制电路电阻增大,电流减小,减 小到一定值,使空调电路断开,这样就实现了自动控制;(2)电路启动时的总电阻:R6= 6V MOOQ,I ().015A(3)此时热敏电阻的阻值:Rfi-Ro=4OO Q-10Q =390 Q ,(4)对照表格数据可知,此时的启动温度是25C;(5) (3)因为电路启动时的总电阻为400Q,(6)由表中数据可知,空调启动温度设定为30C时,热敏电阻的阻值为360。,(7)则电路中还应串联的电阻:R=R总-RJ -Ro=4O
15、OQ-360。-100=30。(8) (4)因为本装置启动的电流是一定的,因此,既可通过改变电阻来改变电流,可以通过将左边 电源改为可调压电源来实现对其控制。(9)故答案为:(1)随室内温度的升高,热敏电阻的阻值减小,控制电路中电流增大,当电流达到 15mA时,衔铁被吸合,右侧空调电路连通,空调开始工作.当温度下降时:控制电路电阻增大,电 流减小,减小到一定值,使空调电路断开,这样就实现了自动控制(2)该空调的启动温度是25(3)将空调启动温度设定为30时,控制电路中需要再串联30。的电阻(4)可以将左边电源改为可调压电源.医学上对病人进行脑部手术时,需要将体温降到合适的温度。准备手术之前,病
16、人的心肺功能开始 由心肺机取代。心肺机的功能之一是用“电动泵”替代心脏,推动血液循环。如图所示,将线圈ab 缠绕并固定在活塞一端,利用与固定磁铁之间的相对运动,带动电动泵中的活塞,抽送血液。图中阀 门络只能向外自由开启,反向则封闭管路:阀门K?只能向内自由开启,反向则封闭管路。请说明电 动泵的工作过程:(1)当电动泵工作时,血液从阀门上抽进,从阀门上送出。(2)当线圈中的电流从a流向b时,线圈的左端为上极,活塞处于上状态(填“抽血”或“送血。【答案】K2 K. (2) N 送血【解析】(1)由题意可知M只能向外开,只能向里开,故可知血的流动方向只能是儿进,(出; (2)由右手螺旋定则可知电磁铁
17、的磁极,由磁极间的相互作用可知活塞的移动方向,则可知血液的 流动方向。【分析】本题为物理知识在生产生活中的应用题,题目中给出了必要的信息,应注意提取有用信息并 结合相关物理知识求解。【详解】(1)因阀门M只能向外自由开启,反向则封闭管路;阀门”只能向内自由开启,反向则封 闭管路.故血只能由L流入从K送出:(2)由右手螺旋定则可知,螺线管左端为N极,此时同名磁极相对,故活塞右移,儿关闭,Ki打开, 处于送血状态.故答案为:(1)K? K. (2) N 送血.如图所示的家庭照明电路,已知其中一只灯泡的灯头接线处存在故障。电工师傅为台明故障,在保 险丝处接入一只额定电压为220V的灯泡当只闭合开关S
18、、Si时,灯泡屋和L都呈暗红色(比正常 发光状态暗得多);当只闭合开关S、S2时,灯泡L正常发光,Lz不发光。由此可以确定()A. L.灯头接线处断路B. L.灯头接线处短路C. L?灯头接线处断路D. Lz灯头接线处短路【答案】D【解析】将220V的电灯按表格中提供的接法接入电路,是把此灯串连接入电路。若电灯恰能正常发光,说明开关闭合的那条支路短路,使该灯直接接在电源上;若电灯比正常发光暗,说明开关闭合的那条支路的灯与该灯串连接入电路,所分电压低于220V,这 条支路正常;若电灯不发光,说明开关闭合的那条支路有开路。据此分析判断。【分析】明确当把检测灯串连接在保险丝处时,出现三种现象(检测灯
19、正常发光、发光暗、不发光) 的原因是本题的关键。【详解】当只闭合s、Si时L和Li都呈暗红色,是因为L与该灯串连接入电路,所分电压低于220V, 所以L正常;当只闭合S、S2时,L。正常发光,L2不发光,是因为L2被短路,使L。直接接在电源上,正常发光。 故选:I)铁的左端为N极,右端为S极;(2)闭合开关S7指示灯不亮,说明巨磁电阻阻值很大,再闭合开关Si,指示灯发光,说明巨磁电阻 变小,由此可知:巨磁电阻的大小与磁场强弱有关;(3)若滑片P向左移动,电路空的电流增大,电磁铁的磁性增强,观察到指示灯变得更亮,说明电 路中的电流明显增强,由欧姆定律可知,电路中GMR的阻值显著减小。由此实验可得
20、出结论:磁场越 强巨磁电阻的阻值越小;故答案为:(1) S(2)磁场强弱(3)增强 磁场越强巨磁电阻阻值越小变式2:小柯同学利用如图所示装置研究通电螺线管磁场强弱与哪些因素有关,图中A是悬挂在弹簧下的铁块,B是螺线管,S是转换开关(S接1时连入电路的线圈匝数多,S接2 时连入电路的匝数少)。(1)实验过程中弹簧的伸长越大,表示螺线管的磁场越上;(2)保持滑片P位置不变,先后让开关S接1和2,可以研究螺线管磁场强弱与线圈上的多少是否有 关;(3)请提出一个还可以用该装置验证的猜想并设计验证方案。猜想:螺线管的磁场强弱还与上有关; 验证方法:Ao【答案】(I)强(2)匝数(3)线圈中电流的大小 保
21、持开关接在1或2处不变,移动滑片P,观察弹簧伸长情况【解析】(1)电磁铁磁性的强弱跟电流的大小、线圈的匝数、有无铁芯有关。电流越大,线圈的匝 数越多,有铁芯,电磁铁的磁性越强。(2)电磁铁的磁性强弱跟三个因素有关,用控制变量法探究电磁铁磁性的强弱的影响因素。(3)电磁铁的磁性强弱通过吸引铁块A,使弹簧的伸长情况来反映。【分析】掌握电磁铁磁性强弱的影响因素。掌握用控制变量法和转换法探究电磁铁磁性强弱的影响因 素。【详解】(1)实验中,弹簧的伸长最越大,说明电磁铁吸引铁块的力越大,电磁铁的磁性越强。(2)在电流一定、铁芯一定时,开关接1的匝数和接2匝数不同,观察弹簧的伸长,探究电磁铁的 磁性跟匝数
22、的关系。(3)如图还能验证电磁铁磁性强弱跟电流大小的关系:保持开关接在1或2处不变,移动滑动变阻 器的滑片位置,改变电路中的电流大小,观察弹簧的伸长情况。故答案为:(1)强(2)匝数(3)线圈中电流的大小保持开关接在1或2处不变,移动滑片P,观察弹簧伸长情况 考点3:电动机例3如图所示,川漆包线绕成矩形线圈,将线圈两端的漆全部刮去后放入磁场。(1)闭合开关,由于磁场对上有力的作用,线圈会转动;线圈在磁场中(填“能”或“不能”) 持续转动。(2)将电源和开关换成小量程电流表,缓慢转动线圈,发现电流表的指针左右摆动,说明线圈在磁 场中转动时产生了(填“直流”或“交流”)电。根据此原理可制成人机。【
23、答案】(1)电流 不能(2)交流 发电【解析】电动机的原理是通电线圈在磁场中受到力的作用,通电线圈要想持续转动,就需要用到换向 器。发电机是根据电磁感应原理制成的,电磁感应现象是闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动时会产 生感应电流。【分析】本题考查了直流电动机、发电机的工作过程,相对比较简单,属于基础题。【详解】(1)闭合开关,通电线圈在磁场中能够转动,说明磁场对电流有力的作用,线圈会转动; 线圈两端的漆全部刮去,转到平衡位置时,由于电流的方向不能改变,所以不能持续转动。(2)将电源和开关换成小量程电流表,组成闭合电路,缓慢转动线圈,线圈在磁场中做切割磁感线 运动时,电流表的指针左右摆动,说
24、明线圈在磁场中转动时产生了感应电流,而且电流方向随时间发 生变化,属于交流电,根据此原理可制成发电机。故答案为:(1)电流不能(2)交流发电变式3:下面四幅图中反映电动机工作原理的是()【答案】C【解析】本题涉及的实验内容较多,解题时苜先要弄清四个选项所研究的是哪些实验或现象,再进行 判断。电动机的原理是通电导体在磁场中受力,或者说通电线圈在磁场中受力转动。【分析】电动机是将电能转化为机械能的机械,它在工作时要消耗电能,因此解题时观察图形中有无 电源是此题的解题关键。【详解】A、该实验装置说明了通电导线周围存在着磁场。不符合题意;B、该实验是研究电磁铁磁性强弱与线圈匝数的关系。不符合题意;C、
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