第16章 电磁转换专题复习与方法指导.docx
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第16章电磁转换专题复习与方法指导
第十六章电磁转换专题复习与方法指导
专题一磁体与磁极
【知识点梳理】
1.磁性：
能够吸引等物质的性质。
2.磁体：
具有的物体叫磁体。
3.磁极：
磁体上磁性分布，磁性最强的部分叫；由于自由转动的小磁针静止时总是一端指，一端指，所以把指南的一极叫极，指北的一极叫极。
（磁体上两极磁性最强，中间磁性最弱，几乎没有磁性）。
4.磁极间的作用规律：
，。
5.磁化：
使原来没有磁性的物体的过程叫磁化。
（使物体磁化可用与磁体摩擦或接触的方式，但撞击或火烧会使有磁性的物体失去磁性，称为去磁）
6.磁场：
（1）叫磁场；（磁场看不见摸不着，但是客观存在的特殊物质）
（2）磁场的方向：
小磁针在磁场中静止时极所指的方向为该处磁场方向。
（3）地磁场：
地球相当于一个庞大的，我们把这个磁体产生的磁场叫地磁场。
地磁场的南极在地理的极附近，地磁场的北极在地理极附近；地磁两极和地理两极（重合/不重合），这一现象是由我国的宋代学者最先发现的。
7.磁感线：
（1）磁感线是人们为了方便研究磁场而引入的的曲线，是一个物理模型，实际上并不存在－－－研究方法是_______________法（学过的知识中用到此方法的是__________）。
（2）磁感线的方向：
在磁体外部磁感线的方向从磁体极出来，回到磁体的极。
（3）磁感线的作用：
磁感线上任意一点的切线方向代表该点的磁场方向，磁感线的疏密程度描述磁场的强弱，磁感线越密表示磁场越__________（填“强”或“弱”）。
（4）四个方向的一致性：
磁场中某一点的磁场方向、磁感线方向、小磁针静止时北极的指向、小磁针北极的受力方向是指同一个方向，但小磁针北极的运动方向与之不同。
【重点题型分析】
【题型一】：
磁性与磁极
1.判断一个物体是否具有磁性的方法
方法1：
方法2：
方法3：
方法4：
2.判断磁体磁极的方法
方法1：
方法2：
3.把铁棒甲一端靠近铁棒乙的中部，发现两者吸引，而把乙的一端靠近甲的中部时，
两者不吸引，则（）
A.甲有磁性乙无磁性B.甲无磁性乙有磁性C.甲、乙都有磁性D.甲、乙都无磁性
4.甲、乙两个磁极之间有一个小磁针，小磁针静止时的指向如图所示。
那么（）
A．甲、乙都是N极B．甲、乙都是S极
C．甲是N极，乙是S极D．甲是S极，乙是N极
5.如图所示，在水平地面上的磁体上方，有挂在弹簧测力计上的小
磁体。
小辉提着弹簧测力计向右缓慢移动，挂在弹簧测力计上的小磁体下端，沿图示水平路线从A缓慢移到B。
则图乙中能反映弹簧测力计示数F随位置变化的是（）
【题型二】：
磁场与磁感线
6.关于磁场和磁感线下列说法正确的是（）
A.磁场和磁感线都是人们假想的的曲线B.小磁针南极在某处受磁场力的方向，跟该处磁感线方向相同
C.地磁场的外部磁感线是从地理的北极出发，回到地理的南极
D.磁体周围的磁感线都是从北极出来，回到南极的
7．对于磁场和磁感线，下列说法中错误的是（）
A.磁场的基本性质是对放入其中的磁体产生磁力的作用
B.磁场看不见摸不着，但我们可以借助小磁针的偏转和指向来判断
C.磁感线是磁体周围空间实际存在的曲线
D.在磁体的外部，磁感线都是从磁体的北极出发回到南极
8.有一种如图1所示的环形磁铁，磁极的分布有以下两种可能情况
①磁极呈横向分布，如图2-甲，外侧为N极，内侧为S极。
②磁极呈轴向分布，如图2-乙，上面为N极，下面为S极。
为确定这种环形磁铁磁极的分布情况，小李进行了以下实验：
取两个完全相同的环形磁铁，将它们按图3那样沿中心轴线互相靠近，发现它们相互排斥。
接着将其中一个环形磁铁翻转，如果它们相互，则磁极呈横向分布；如果它们相互，则磁极呈轴向分布。
9.磁场具有能量，磁场中单位体积所具有的能量叫磁能量密度，其值为B２/2u，式中B是描述磁场强弱的物理量，u为常数，为了近似地测量条形磁铁端面附近的B，王华用一根端面面积为A的条形磁铁吸住相同面积的铁片P，再用力将铁片拉开微小的距离⊿L，并测出拉力的值为F，如图所示。
因为F所做的功等于⊿L间隙中磁场的能量，则B＝ 。
10.随着“神舟五号”载人飞船的成功巡天，华夏儿女的下一个目标是登上月球．关于月球上的物理现象和规律，同学们提出了很多问题和猜想．有关月球周围的磁场问题，安琪同学提出了自己的猜想和检验猜想的实验方案．安琪同学的猜想：
月球可能像地球一样，本身就是一个巨大的磁体，在它的周围存在磁场，并且也有“月磁”南极和“月磁”北极．安琪同学为检验上述猜想所拟定的实验方案：
（1）取一个小磁针用细线悬挂在月球表面附近，如果它静止时指向某一方向，则可表明月球周围存在磁场；
（2）小磁针静止时，它的N极所指的方向就是“月磁”的北极．你认为，洋洋为检验猜想所拟定的实验方案中应该改进或改正的是什么？
【点对点能力训练】
1.把条形磁铁从中间断为两段，那么这两个断面再靠近时，将；如图将喇叭上的圆形磁铁截断后，再让原断处相对，两半磁铁之间将（选填“相互吸引”或“相互排斥”或“不发生相互作用”）。
2.如图所示，重为G的小铁块在拉力F的作用下，沿条形磁块的表面从N极运动到S极，则小铁块对磁铁的压力_____________，小铁块受到的摩擦力_______________（填变化情况）
3.当用薄木板（或纸）隔开磁体和大头针时（如图所示）,我们观察到大头针并没有落下，这说明磁体对大头针（有/无）作用.科学研究表明：
磁体的周围存在着摸不着、看不见，能够传递磁极间相互作用的物质叫做。
4.如图所示，a为________（选填“N”或“S”）极，小磁针的上端是________（选填“N”或“S”）极。
5.地质探矿队发现，我国华东某地面积约约几万平方公里地区的地磁场十分异常，该地区地下可能蕴藏着可观的（）
A．铜 B．铁 C．铝 D．银
6.下列磁体周围磁场分布正确的是（）
7.经科学家研究发现：
在某些细菌的细胞质中有一些磁生小体，它们相当于一个个微小磁针。
实验证明：
在只有地磁场而没有其它磁场作用时，小水滴中的一些细菌会持续不断地向北游动，并聚集在小水滴北面的边缘。
实验中，若把这些细菌中的磁生小体看成小磁针，则它的N极指向（）
A．北B．南C．西D．东
8.将图示
的两个磁体中间的两个磁极相互接触后，原来被吸在磁极上的铁钉将会（）
A.保持原来的状况B.由于磁体不再吸引铁钉而掉下来C.相互吸引D.相互排斥
9.小华利用双休日来到郊区某林场进行社会实践活动，此时有一群大雁自右向左迁徙，他为了确定大雁飞行的方向，他拿出指南针放在一颗成材后被砍伐了的树桩左侧，指南针静止时如图所示．请你根据图中提供的信息帮助小华确定磁针的A端为什么磁极？
此时季节是春季还是秋季？
并说明理由．
10.某科考队在森林里迷失方向时，队员们用指南针确定方向，如图所示为指南针静止时的指向，请在图中的圆圈内填写出“东”、“南”、“西”、“北”表示地理方位
11．如图所示为一森林俯视图，某探险小组进入森林后在Q处迷失方向，为走出森林，他们借助指南针来辨别方向，指南针的指向如图所示，那么他们正确的前进方向应沿着指南针所在位置的（ ）
A．E方向B．F方向C．G方向D．H方向
12.磁铁具有吸引铁、钴、镍等物质的性质，小蕊和小昌同学想探究磁体对回形针的吸引力的大小与放入它们之间物体的哪些因素有关，请你参与探究并解决一些问题。
（1）如图，保持磁体和纸片间的距离一定，在纸片上放入不同的物体时，通过比较纸片下面
能吸附的回形针数量，显示磁体对回形针吸引力的大小。
回形针的放置有图中的甲、乙两种方法，依据________的原理，回形针在磁场中某点受到的吸引力等于它的重力，应选择图中________的方法。
磁体与纸片之间放入的物体
不放物体
铁板
镍板
铝板
陶瓷板
玻璃板
塑料板
吸引回形针数量/个
4
1
1
3
3
3
3
（2）选择正确的方法后，他们在纸片上分别放入形状、面积和厚度相同，材料不同的铁板、铝板等，观察能吸引的回形针个数，多次实验后将数据记录在下表中。
①分析数据，可
以得出，在其它条件相同时，放入铁板或镍板，吸引回形针的数量________，说明铁板和镍板对吸引力的影响________，即对磁性屏蔽效果明显。
②铁、镍、铝都是导体，而铝对磁性屏蔽效果不明显，原因可能是。
③铝是导体．陶瓷、玻璃和塑料是绝缘体，从表中数据知道，它们对吸引力影响效果相同。
据此，你提出一个值得探究的问题：
________________________
（3）他们在纸片上分别放入形状和________相同、面积不同的铁板．发现铁板面积越大，吸住的回形针数量越少。
（4）日常生恬中，磁卡常受外界磁场影响出现消磁现象。
请你根据含有铁、镍的物体对磁性屏蔽效果明显的性质，再写出一种保护磁卡磁性的方法：
________。
13.（12·北京）学习了磁现象的知识后，小明将一个条形磁铁南北放置，把一枚小磁针放到条形磁体附近，如图所示，小明发现小磁针静止时两极指向南北方向。
于是小明得出结论：
磁体静止时，两极一定指向南北方向
。
请你使用现有实验器材，设计一个简单实验，证明小明的结论不正确。
要求：
简述实验步骤和实验现象。
专题二电流的磁场
【知识点梳理】
1.奥斯特实验说明，磁场的方向与有关，这种现象叫做电流的磁效应。
2.通电螺线管的磁场：
（1）通电螺线管外部磁场和磁场一样；（通电螺线管两端相当于磁体两极
（2）磁极的性质与有关；（3）磁极的方向可用安培定则来判断：
用手握住螺线管，让四指指向螺线管中，则大拇指所指的那端就是螺线管的极。
3.电磁铁：
（1）带有___________的通电螺线管构成了电磁铁；
（2）与永磁体相比电磁铁的优点有：
a.电磁铁磁性的有无，可以由来控制（电磁起重机、电铃及电磁继电器都是根据这一特点工作的）；b.电磁铁磁性的强弱可以由来控制；c.电磁铁的N、S极以及它周围的磁场方向是由决定的，便有于人工控制。
4.电磁继电器：
（1）电磁继电器由电磁铁、衔铁、弹簧、触点组成，实质是利用电磁工作的控制开关；
（2）电磁继电器利用电压、电流电路的通断，来间接地控制电压、电流电路的装置。
【重点题型分析】
【题型一】实验探究题
1.
（1）如图所示是奥斯特实验的示意图．实验结论是：
通电导线周围存在_____________，支持此结论的现象是______________________．如果移走小磁针，该结论____________（选填“成立”或“不成立”）．
（2）如图所示，在重复奥斯特的电流磁效应实验时，为使实验方便效果明显，通电导线应（）．
A．平行于南北方向，位于小磁针上方B．平行于东西方向，位于小磁针上方
C．平行于东南方向，位于小磁针下方D．平行于西南方向，位于小磁针下方
2．
（1）如图1是电学中很重要的两个实验，其中甲图中的奥斯特实验说明电流周围存在磁场，图2中的现象说明：
通电螺线管外部的存在磁场．
（2）如图3所示将螺线管中插上一个铁芯，就制成了一个电磁铁．电磁铁在生产生活中有很广泛的应用．为了探究电磁铁的磁性强弱与哪些因素有关，小军自己动手制作了一个电磁铁（如图4所示），进行实验．
①通过调节滑动变阻器的滑片位置可以改变；要判断电磁铁的磁性强弱，可观察通过_______________来确定，这种研究问题的方法叫___________法，试举一例_______________________________________．
②同一个电磁铁，当电路中的电流增大时，发现电磁铁能吸住更多的铁钉，说明___________________；
③保持电路中电流的大小不变，增多线圈的匝数，发现电磁铁能吸住更多的铁钉，说明______________；
④小军在与小华同学交流讨论时，提出了另一个问题“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？
”
a．你对此猜想是：
___________________________________________；
b．现有大小不同的两根铁芯，利用本题电路说出你验证猜想的方法：
_____________________________．
【题型二】右手螺旋定则的应用题
3.在图中，标出通电螺线管和小磁针的N、S极及磁感线的方向。
4．如图所示，当开关S闭合时，螺线管与左边始终静止的磁铁相互吸引．请在图中画出螺线管的绕线；当滑动变阻器的滑片P向左端滑动时，左端磁铁所受的摩擦力将（ ）
A.变大B.变小C.不变D.无法判断
5.将右图中的电磁铁连入你设计的电路中，（在虚线框内完成），要求：
电源电压恒定不变；电路能改变电磁铁磁性强弱；闭合开关S，小磁针受力静止时，其N、S极如图所示：
6.为了使线圈L1和L2相邻部分分别成为S极和N极，请把图中两线圈接到电源上。
7．根据图中给出的条件画出螺线管的绕线。
8．如图所示，当开关S闭合后，小磁针的N、S极按箭头方向转动到与螺线管轴方向一致时静
止不动，试作出螺线管的绕线情况。
【题型三】电磁铁与电磁继电器
9.在“研究电磁铁”的实验中：
（1）实验所需要的仪器有：
线圈匝数可改变的电磁铁、电源、开关，还需要________、________、_______．
（2）实验电路图如图：
（3）将实验观察到的现象填入下表．
步骤
不变的量
调节变化的量
实验现象
1
线圈匝数，电流大小
通电，断电
2
线圈匝数
电流先小后大
3
电流大小
匝数先少后多
（4）实验结论：
_____________________、__________________________、______________________________．
（5）在实验中，判定电磁铁的磁性有无，是通过开关的_______与________，观察大头针被吸引的情况．判断电磁铁磁性强弱是将电磁铁移近一堆大头针附近，观察被电磁铁吸引的大头针________，如果被吸引的大头针数量很多，则说明电磁铁磁性___________．
10．目前造成高速公路路面结构损坏严重的一个重要因素是车辆超载．小明想用压力传感器（当压力达到设定值时，它就接通电路）、电磁继电器，为某大桥设计一个车辆超重的报警装置．当车辆超重时，信号灯就发光．请你在图中为他连接好电路．
【题型四】综合题
11．小明利用热敏电阻设计了一个“过热自动报警电路”，如图甲所示。
将热敏电阻R安装在需要探测温度的地方，当环境温度正常时，继电器的上触点接触，下触点分离，指示灯亮；当环境温度超过某一值时，继电器的下触点接触，上触点分离，警铃响。
图甲中继电器的供电电压U1=3V，继电器线圈用漆包线绕成，其电阻R0为30Ω。
当线圈中的电流大于等于50mA时，继电器的衔铁将被吸合，警铃响。
图乙是热敏电阻的阻值随温度变化的图像。
（1）由图乙可知，当环境温度为40℃时，热敏电阻阻值为________Ω。
当环境温度升高时，热敏电阻阻值将_________，继电器的磁性将__________（均选填“增大”、“减小”或“不变”）。
（2）图甲中警铃的接线柱C应与接线柱________相连，指示灯的接线柱D应与接线柱_______相连（均选填“A”或“B”）。
（3）图甲中线圈下端P的磁极是________极（选填“N”或“S”）。
（4）请计算说明，环境温度在什么范围内时，警铃报警。
【点对点能力训练】
1．如图是奥斯特曾经做过的实验示意图．
（1）比较甲、乙两图，得到的结论是___________________________________________；
（2）比较甲、丙两图，得到的结论是____________________________________________．
2．如图所示，光滑地面上有一小车，其上放一条形磁体，左侧地面固定一螺线管，当开关闭合时，小车将向运动。
3.下图是一种温度自动报警器的原理图，制作（填“酒精”、“煤油”或“水银”）温度计时插入一段金属丝，当温度达到金属丝下端所指的温度时，电磁铁具有，将衔铁吸引过来，使电铃发出报警信号。
请你根据图中电磁铁的极性，标出控制电路中电源的“＋、－”极。
4.冬冬将漆包线（表面涂有绝缘漆的铜线）绕在两个完全相同的铁钉上，制成了简易电磁铁甲和乙，按图连接好电路，探究“影响电磁铁磁性强弱的因数”。
请你结合谈实验中的具体情况，完成下面的内容．
（1）通过观察电磁铁_________________的不同，可以判断电磁铁的磁性强弱不同。
（2）电磁铁乙的铁钉帽端为_______________极（填“N”或“S”）
（3）滑片P向A端移动时，甲的磁性将_______（填“变大”、“变小”或“不变”），说明了______________________.
（4）流过电磁铁甲的电流________________电磁铁乙的电流（填“大于”、“小于”或“等于”）．电磁铁甲、乙磁性强弱不同的原因是______________________________________．
5.如图所示，L是电磁铁，在L正上方用弹簧悬挂一条形磁铁，设电源电压不变，闭合电键S待电磁铁稳定后，当滑动变阻器R的滑片由上向下缓缓地滑动过程中，弹簧的长度将（）
A．先变短后变长 B．先变长后变短 C．变短 D．变长
6.法国科学家阿尔贝和德国科学家彼得由于发现了巨磁电阻（GMR）效应，荣获诺贝尔物理学奖。
如图是研究巨磁电阻特性的原理示意图。
实验发现，当闭合S1、S2后使滑片P向左滑动过程中，指示灯明显变亮，则下列说法正确的是（）
A．电磁铁右端为N极B．滑片P向左滑动过程中电磁铁的磁性减弱
C．巨磁电阻的阻值随磁场的增强而明显减小D．巨磁电阻的阻值随磁场的减弱而明显减小
7.某宿舍楼一单元的几家住户为增强安全感．在单元楼梯口安装了防盗门．如图所示为单元防盗门门锁的原理图．各家住户都安有一个控制开关S，用来控制门锁，图中只画出了其中一家住户的控制开关．该门锁的工作过程是：
楼上的人闭合控制开关S．门锁上通电后的电磁铁吸引卡入右侧门上门扣中的衔铁，衔铁脱离门扣，门可打开．关于该门锁．下列说法中正确的是（ ）
①闭合开关后，电磁铁的右端为S极；②衔铁可用钢性材料制作；
③该单元各住户控制门锁的开关是并联的；④装置在完成开门动作时将电能最终转化成弹性势能．
A．①②③④B．①②③C．①③④D．②③④
8．如图是电磁继电器的构造和工作电路示意图．要使电磁铁对衔铁的吸引力变大，以下做法可行的是（ ）
A．去掉电磁铁线圈中的铁芯B．减少电磁铁线圈的匝数C．增大电源A的电压D．增大电源B的电压
N
9.如图所示，根据小磁针静止时的指向，标出电源的正、负极及通电螺线管的N、S极。
10.如图是课堂上老师的演示实验。
在静止指向南北方向的小磁针上方平行地放一根直导线。
闭合开关，原来静止的小磁针转动了。
某同学看了实验后想到：
小磁针转动肯定是因为受到力的作用。
这个力是谁施加给它的呢?
有如下几种猜想
猜想1：
可能是通电后导线产生的热量使空气对流引起．
猜想2：
可能是铁质物体接近小磁针猜想3：
可能是通电后电流周围产生的磁场引起．
猜想4：
可能是小磁针旁磁铁的吸引；
（1）小柯看到小磁针偏转，认为它一定受到力的作用，他判断的理由是______________________．
（2）作出猜想2的依据是__________________。
（3）为了验证猜想一，下到方案可行的是_________（可能不止一个正确选项）
①将整个装置放在玻璃箱中进行实验；②将小磁针罩在烧杯中，导线置于烧杯上方并平行于小磁针进行实验；③改变导线中的电流方向．
（4）为了验证是“直导线中通过的电流产生的磁场使小磁针转动”这一事实，最简单的实验操作是。
（5）老师在其它实验条件不变的情况下，把小磁针从直导线下方移到了直导线上方，闭合开关后，小磁针将。
（6）如果实验中小磁针偏转不明显，请提供一条改进的建议__________________________．
11．小明设计了一种“自动限重器”，如图（甲）所示．该装置由控制电路和工作电路组成，其主要元件有电磁继电器、货物装载机（实质是电动机）、压敏电阻R1和滑动变阻器R2等．压敏电阻R1的阻值随压力F变化的关系如图（乙）所示．当货架承受的压力达到限定值，电磁继电器会自动控制货物装载机停止向货架上摆放物品．已知控制电路的电源电压U=6V，电磁继电器线圈的阻值R=10Ω．请你解答下列问题：
（1）由图（乙）中的图象可知，随着压力F的增大，压敏电阻R1的阻值将_________．
（2）用笔画线代替导线将图（甲）的电路连接完整．（3）随着控制电路电流的增大，电磁铁的磁性将_________，当电磁继电器线圈中的电流大小为30mA时，衔铁被吸下．若货架能承受的最大压力为800N，则所选滑动变阻器R2的最大阻值至少为_______Ω．（4）若要提高货架能承受的最大压力，滑动变阻器R2接入电路的阻值应_________。
12．在学习了电和磁的知识后，小杰在家里做起了小实验，他找了一枚缝衣针．在“吸铁石”上擦了几下，然后用一根细软的棉线将缝衣针悬挂起来并保持水平，结果发现静止后针尖总是指向南方，这说明缝衣针已经磁化成一枚小磁针．为验证奥斯特实验，小杰把通电的台灯（60W）导线移到缝衣针的上方，并靠近缝衣针平行放置．结果发现缝衣针并未发生偏转，带着疑问，小杰在物理课上与大家展开讨论，形成两种不同观点，观点A：
台灯有两根导线，其中的电流方向相反，产生的磁场相抵消
观点B：
台灯导线的电流小，产生的磁场太弱，不足以让小磁针偏转这时，老师让小杰用两节干电池（3V）和一段电阻线（12Ω）重新做这个实验，结果缝衣针发生了偏转．请你回答问题：
（1）磁化后，这枚缝衣针的针尖是_____________（填“S”或“N”）极．
（2）课堂讨论中形成的两种观点，可以否定的是观点______________（填“A”或B”）．写出分析（计算）推理的过程．
专题三磁场对电流的作用电动机
【知识梳理】
1.通电导体在磁场中______________的作用，其受力的方向与和有关。
（当这两个中任意一个方向改变，则受力方向改变，当这两个方向同时改变，则受力方向不变）。
2.电动机：
（1）电动机是根据______________________原理制成的；
（2）电动机是将_____能转化为______能的一种装置；（3）换向器的作用：
当线圈在_____________位置能自动改变电流的方向，使线圈能持续转动；（4）可以通过改变___________和____________改变电动机的转动方向，改变__________和______来改变电动机的转速。
3.通电导体在磁场中受力的条件是:
电流方向与磁场方向不平行。
【重点题型训练】
1.如图是探究磁场对通电导体作用的装置，当导线中有如图所示的电流通过时，可观察到直导线向左运动，
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