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思维特训五电与磁拓展2最新教学文档

思维特训（五）　电与磁拓展

（2）

死记硬背是一种传统的教学方式,在我国有悠久的历史。

但随着素质教育的开展,死记硬背被作为一种僵化的、阻碍学生能力发展的教学方式,渐渐为人们所摒弃;而另一方面,老师们又为提高学生的语文素养煞费苦心。

其实,只要应用得当,“死记硬背”与提高学生素质并不矛盾。

相反,它恰是提高学生语文水平的重要前提和基础。

|典|例|分|析|

教师范读的是阅读教学中不可缺少的部分，我常采用范读，让幼儿学习、模仿。

如领读，我读一句，让幼儿读一句，边读边记；第二通读，我大声读，我大声读，幼儿小声读，边学边仿；第三赏读，我借用录好配朗读磁带，一边放录音，一边幼儿反复倾听，在反复倾听中体验、品味。

磁场对电流的作用

语文课本中的文章都是精选的比较优秀的文章,还有不少名家名篇。

如果有选择循序渐进地让学生背诵一些优秀篇目、精彩段落,对提高学生的水平会大有裨益。

现在,不少语文教师在分析课文时,把文章解体的支离破碎,总在文章的技巧方面下功夫。

结果教师费劲,学生头疼。

分析完之后,学生收效甚微,没过几天便忘的一干二净。

造成这种事倍功半的尴尬局面的关键就是对文章读的不熟。

常言道“书读百遍,其义自见”,如果有目的、有计划地引导学生反复阅读课文,或细读、默读、跳读,或听读、范读、轮读、分角色朗读,学生便可以在读中自然领悟文章的思想内容和写作技巧,可以在读中自然加强语感,增强语言的感受力。

久而久之,这种思想内容、写作技巧和语感就会自然渗透到学生的语言意识之中,就会在写作中自觉不自觉地加以运用、创造和发展。

例1　科学家发现两根平行导线通电后有如图5－TX－1所示的现象（图中实线、虚线分别表示通电前、后的情况）。

唐宋或更早之前，针对“经学”“律学”“算学”和“书学”各科目，其相应传授者称为“博士”，这与当今“博士”含义已经相去甚远。

而对那些特别讲授“武事”或讲解“经籍”者，又称“讲师”。

“教授”和“助教”均原为学官称谓。

前者始于宋，乃“宗学”“律学”“医学”“武学”等科目的讲授者；而后者则于西晋武帝时代即已设立了，主要协助国子、博士培养生徒。

“助教”在古代不仅要作入流的学问，其教书育人的职责也十分明晰。

唐代国子学、太学等所设之“助教”一席，也是当朝打眼的学官。

至明清两代，只设国子监（国子学）一科的“助教”，其身价不谓显赫，也称得上朝廷要员。

至此，无论是“博士”“讲师”，还是“教授”“助教”，其今日教师应具有的基本概念都具有了。

图5－TX－1

单靠“死”记还不行,还得“活”用,姑且称之为“先死后活”吧。

让学生把一周看到或听到的新鲜事记下来,摒弃那些假话套话空话,写出自己的真情实感,篇幅可长可短,并要求运用积累的成语、名言警句等,定期检查点评,选择优秀篇目在班里朗读或展出。

这样,即巩固了所学的材料,又锻炼了学生的写作能力,同时还培养了学生的观察能力、思维能力等等,达到“一石多鸟”的效果。

（1）由图可知两平行通电导线之间有力的作用。

当通入的电流方向相同时，导线相互______；当通入的电流方向相反时，导线相互______。

（2）判断通电直导线周围磁场方向的方法是：

用右手握导线，大拇指指向电流的方向，则四指环绕的方向就是通电直导线周围的磁场方向（如图5－TX－2所示）。

根据这个方法，请你判断图甲中导线a在导线b处产生的磁场方向为垂直于纸面________（选填“向里”或“向外”）。

图5－TX－2

（3）图5－TX－1所示现象的产生原因：

通电导线a周围产生的磁场对通电导线b有力的作用，当导线a中的电流方向改变时，其磁场的方向也发生改变，导线b受力方向随之改变。

由此可知：

与磁体之间的相互作用一样，电流之间的相互作用也是通过______来实现的。

[解析]

（1）由图可知，当通入的电流方向相同时，导线靠拢，说明两导线相互吸引；当通入的电流方向相反时，导线远离，说明两导线相互排斥。

（2）用右手握导线，大拇指指向电流方向（向上），则四指环绕的方向就是通电直导线周围的磁场方向，a的左侧磁场方向垂直于纸面向外，b处（a的右侧）磁场方向垂直于纸面向里。

（3）通电导线a周围产生的磁场对通电导线b有力的作用，与磁体之间的相互作用一样，电流之间的相互作用也是通过磁场来实现的。

[答案]

（1）吸引　排斥　

（2）向里　（3）磁场

电磁感应

例2　如图5－TX－3所示，虚线区域内的“×”表示垂直于纸面向里的磁感线，磁场均匀，当矩形线框从位置A向右匀速移动到位置B时，关于矩形线框内感应电流的有无情况，下列说法正确的是（　　）

图5－TX－3

A.没有感应电流　B.无→有→无

C.有→无→有　D.一直有感应电流

[解析]本题主要考查对产生感应电流条件——“一部分导体在磁场中做切割磁感线运动”的理解。

矩形线框向右运动时，上下两边没有切割磁感线，左右两边切割磁感线。

线框未完全进入磁场时，右边的导线做切割磁感线运动，左边的导线处于磁场外，满足产生感应电流的条件，会有感应电流产生；当线框全部进入磁场向右运动时，不符合产生感应电流的条件，这时没有感应电流产生；当线框右边导线离开磁场时，线框左边导线做切割磁感线运动，满足产生感应电流的条件，会有感应电流产生。

故选C。

[答案]C

|思|维|集|训|

1．2019·山西模拟国产003型航母将采用自行研制的电磁弹射器。

如图5－TX－4所示，电磁弹射器的弹射车与飞机前轮连接，并处于强磁场中，当弹射车内的导体通以强电流时，即可受到强大的推力。

下列与电磁弹射器工作原理一致的实验是（　　）

图5－TX－4

图5－TX－5

2．如图5－TX－6所示是某小组的同学探究感应电流方向与哪些因素有关的实验情景（图中箭头表示导体的运动方向），下列说法中正确的是（　　）

图5－TX－6

A．比较图（a）和图（b）可知，感应电流的方向与磁场方向有关

B．比较图（b）和图（c）可知，感应电流的方向与磁场方向和导体运动方向无关

C．比较图（a）和图（c）可知，感应电流的方向与磁场方向无关

D．由图（d）可以得出感应电流的方向跟导体是否运动无关

3．如图5－TX－7甲所示，在蹄形磁体的磁场中放置一根与螺线管连接的导体棒ab，当ab棒水平向右运动时，小磁针N极转至右边。

可使图示位置的小磁针N极转至左边的操作是图乙中的（　　）

图5－TX－7

4．如图5－TX－8所示的四幅图，用箭头方向表示闭合电路的一部分导体在磁场中运动的方向，符号“⊗”表示电流的方向垂直于纸面向里，符号“⊙”表示电流的方向垂直于纸面向外，图中所表示的电磁感应现象，有一幅是错误的，则错误的是（　　）

图5－TX－8

5．如图5－TX－9所示，同一条形磁体，从静止开始由同一高度下落，分别穿过闭合的塑料线圈甲、断开的塑料线圈乙、闭合的金属线圈丙、断开的金属线圈丁，则它穿过哪个线圈后落地时的动能最小（所有线圈均有电阻，不计空气阻力）（　　）

图5－TX－9

A．线圈甲B．线圈乙

C．线圈丙D．线圈丁

6．如图5－TX－10所示，两根水平放置的光滑导轨MN和M′N′放置在均匀的磁场内，磁场方向垂直纸面向里，AB、CD是可在导轨上滑动的金属棒，当金属棒AB在外力作用下向右运动时，AB棒中的电流方向由B到A，则CD受到的磁场力方向是（　　）

图5－TX－10

A.向左B.向右

C.向上D.向下

7．某同学为了同时验证老师课堂上讲过的“电磁感应现象”“通电导线周围存在磁场”，以及“通电导线在磁场中受力运动”几个实验，于是动手制作了如图5－TX－11所示的闭合线路，当他使图中金属杆AB的一部分在磁场中水平向左运动时，电路中会相应地发生哪些物理现象：

（写出3个现象）

图5－TX－11

（1）________________________________________________________________________。

（2）________________________________________________________________________。

（3）________________________________________________________________________。

8．2019年，日本发生9级大地震，导致福岛第一核电站发生核泄漏事故，引发了严重的核危机，此次核事故被日本原子能安全保安评估为“7级”。

核辐射也称电离辐射，核爆炸和核事故都有核辐射。

身体受到一定量的核辐射会致白细胞下降、致癌、致畸形，甚至导致死亡。

核辐射主要有α、β、γ三种射线，这三种射线射入磁场或电场时，α、β射线会发生偏转，γ射线的方向不发生改变。

这表明________射线是带电的粒子流，________射线是不带电的粒子流。

图5－TX－12

9．如图5－TX－12所示，用两橡皮筋竖直悬挂重2N的金属棒AB，AB处于磁场中，金属棒两端连接着导线（导线对金属棒的作用力忽略不计），当棒中通以由A流向B的电流时，金属棒静止，橡皮筋刚好处于松弛状态；现让电流由B流向A，金属棒仍静止，此时金属棒受到磁场力的方向是________，大小为______N，每根橡皮筋受到的力为________N。

10．在“观察磁场对通电直导线的作用”活动中，小敏按照图5－TX－13所示组装实验器材。

图5－TX－13

（1）为完成该观察活动且实验效果明显，放在蹄形磁体磁场中的直导线EF应选择下列哪种金属棒（金属棒为实心且形状、体积相同，ρ铜＞ρ铁＝ρ钢＞ρ铝）（　　）

A．铁棒B．钢棒

C．铜棒D．铝棒

（2）选择恰当直导线后，将滑动变阻器的滑片移动到适当位置。

闭合开关，看到直导线EF向右运动。

说明磁场对通电导体有力的作用，__________（选填“发电机”“电动机”或“电磁铁”）就是根据该原理制成的。

（3）将滑动变阻器的滑片向______（选填“左”或“右”）端移动，发现直导线EF向右运动并且摆起的幅度更大，这说明磁场对通电导体作用力的大小与有关。

（4）若要使直导线EF向左运动，可采取的方法为（写出1种）：

__________________。

（5）若想用上述器材研究电磁感应现象，闭合开关前，应将电路中的电源换成____________。

11．经过进一步探究，科学家安培发现：

两根平行导线通电后有如图5－TX－14甲所示的现象（图中实线、虚线分别表示通电前、后的情况）。

图5－TX－14

（1）由图甲可知，平行通电导线之间有力的作用。

而且，当通入的电流方向相同时，导线相互________。

（2）平行通电导线之间相互作用力的大小可以用安培定律F＝

来描述。

其中，I1、I2分别为两根导线中通入的电流，l为导线的长度，r为导线之间的距离，k为比例系数。

某次实验数据如下表所示：

实验次数

l/m

I1/A

I2/A

r/m

F/N

1

1

0.2

0.2

0.1

0.8×10－7

2

____

0.2

0.2

0.1

0.4×10－7

3

1.5

0.4

____

0.2

1.8×10－7

请将表格填写完整。

比例系数k＝________N/A2。

对于位置固定、长度一定的两根平行导线，如果保持F大小不变，两根导线中的电流大小关系可以用图乙中的图线________来表示。

12．法拉第电磁感应现象是指：

“闭合电路的一部分导体在磁场里做切割磁感线运动时，导体中就会产生感应电流。

”小明和芳芳根据课本中的描述进行了进一步探究。

（1）小明同学提出了“感应电流的大小可能与磁场的强弱有关”的猜想。

除此以外，你的猜想是：

________________________。

写出验证你的猜想的主要步骤：

你认为两次灵敏电流计指针偏转程度（　　）

A．（a）较大B．（b）较大

C．一样大D．无法确定

图5－TX－15

（3）实验过程中小明与芳芳又用线圈和条形磁体来做实验（如图5－TX－15所示），发现灵敏电流计指针发生偏转。

你认为在此实验中产生的感应电流大小跟什么因素有关？

请你进行总结。

（写出两条即可）

①________________________；

②________________________。

（4）在

（2）（3）两个实验中，如何改变感应电流的方向？

请各写出一种方法。

①________________________；

②________________________。

13．小明在做“探究什么情况下磁可以生电”的实验时，设计了如图5－TX－16所示的实验装置，PQ、MN为两平行金属导轨，水平放置，相距L，两导轨右侧连接定值电阻R，金属棒ab垂直放在两导轨上，与导轨接触良好，接触点分别为a、b。

现把该装置放入一大小、方向均不变的磁场区域内，用力F拉动金属棒沿导轨匀速运动时，在闭合回路中可产生感应电流，当向右拉动金属棒时，通过金属棒的电流方向为a→b，忽略所有摩擦阻力和除R外其他电阻，则：

图5－TX－16

（1）当向左拉动金属棒时，通过金属棒的电流方向为________。

（2）当向右拉动金属棒时，金属棒相当于电源给电阻R供电，则此时金属棒的________（选填“a”或“b”）端相当于电源的正极。

（3）小明在做实验时，发现F的大小与PQ和MN间距离L、电阻R大小、金属棒运动速度和磁场大小等有关，在保持其他条件不变的情况下，分别改变L、R得到如下表所示的实验数据，请根据以下实验数据及你已有的数学、物理知识，写出F与L、R的关系式：

F＝________________。

F/N

0.1

0.4

0.9

L/m

0.2

0.4

0.6

F/N

0.8

0.4

0.2

R/Ω

0.1

0.2

0.4

14.用12V的电源为微型电动机供电的电路如图5－TX－17甲所示。

当单刀双掷开关S1、S2均向上闭合时，电动机开始转动，电流I随时间t变化的图象如图乙所示。

当电流稳定时，电动机正常工作。

已知电动机转动时欧姆定律不适用，忽略温度对电阻的影响，试解答下列问题。

图5－TX－17

（1）当单刀双掷开关S1、S2________闭合时可实现电动机的反转。

（2）当电动机正常工作时，电动机的电功率为________W。

（3）求电动机的电阻及正常工作时的输出功率。

15．阅读短文，回答后面的问题。

如图5－TX－18所示是电磁炉的原理示意图。

炉子的内部有一个金属线圈，当电流通过线圈时，会产生磁场，这个磁场的大小和方向是不断变化的，这个变化的磁场又会引起放在电磁炉上面的铁质（或钢质）锅底内产生感应电流，由于锅底有电阻，感应电流又会在锅底产生热效应，这些热量便能起到加热食物的作用。

图5－TX－18

电磁炉的特点：

电磁炉的效率比一般的炉子都高，热效率高达90%；炉面无明火，无烟，无废气；电磁炉火力强劲，安全可靠。

因为电磁炉是以电磁感应产生电流，利用电流的热效应产生热量，所以不是所有的锅或器具都适用。

适合放在电磁炉上的烹饪器具有不锈钢锅（壶）、平底铁锅；不适用的有陶瓷锅（壶）、圆底铁锅、耐热玻璃锅、铝锅（壶）、铜锅（壶）等。

（1）电磁炉上的锅不能用陶瓷锅、耐热玻璃锅的原因是什么？

（2）在锅和电磁炉中间放一张报纸，电磁炉还能起到加热作用吗？

为什么？

详解详析

1．B　[解析]由题意可知，电磁弹射器的弹射车与飞机前轮连接，并处于强磁场中，当弹射车内的导体通以强电流时，即可受到强大的推力，由此可知其原理是通电导体在磁场中受力而运动。

所以B符合题意。

2．A　[解析]图（a）和图（b）中，导体运动方向不变，磁场方向改变，感应电流的方向改变，说明感应电流的方向和磁场的方向有关，A符合题意。

图（b）和图（c）中，磁场方向和导体运动的方向同时改变，感应电流的方向不变，没有控制变量，B不符合题意。

图（a）和图（c）中，磁场方向不变，导体运动方向改变，感应电流的方向改变，说明感应电流的方向跟导体运动的方向有关，C不符合题意。

图（d）中电路未闭合，没有感应电流产生，D不符合题意。

3．A　[解析]A选项，ab棒水平向左运动切割磁感线，蹄形磁体的磁场方向不变，导体棒运动方向相反，产生的感应电流方向反向，螺线管产生的磁场方向反向，小磁针N极转至左边，故A正确。

B选项，ab棒竖直向下运动，不切割磁感线，不产生感应电流，小磁针不偏转，故B错误。

C选项，ab棒竖直向上运动，不切割磁感线，不产生感应电流，小磁针不偏转，故C错误。

D选项，蹄形磁体的磁场方向反向，导体棒ab的运动方向反向，导体棒切割磁感线产生的电流方向不变，小磁针的偏转方向不变，小磁针N极仍然转至右边，故D错误。

4．C　[解析]从A、B两图中可以看出，磁场方向不同，导体的运动方向相反，电流方向相同，故A、B两图可能都正确；

从A、C两图中可以看出，磁场方向相同，导体的运动方向相同，则电流方向应相同，故A、C两图必有一个错误；

从B、D两图中可以看出，磁场方向相同，导体的运动方向相反，电流方向相反，故B、D两图可能都正确。

综上所述，错误的只能是C。

5．C　[解析]条形磁体在下落过程中穿过闭合线圈时，线圈会切割磁感线，线圈中会产生感应电流，该过程是电磁感应现象。

注意：

线圈要为金属线圈，且是闭合的。

如果不闭合，则只会在两端产生感应电动势。

6．B　[解析]当金属棒AB在外力作用下向右运动时，棒中电流方向由B到A，可得金属棒CD中的电流方向为由C到D。

由左手定则可知金属棒CD的受力方向向右。

7．

（1）铁块受吸引向下移动　

（2）线圈abcd在磁场中转动　（3）小磁针发生偏转

[解析]本图包含了四个重要的电磁实验：

电磁感应、电磁铁、奥斯特实验、电动机原理实验。

金属杆AB的一部分在磁场中水平向左运动时，会产生感应电流，电流的磁效应使电磁铁吸引铁块，导线EF下方的小磁针因通电导线产生的磁场而偏转，通电线圈abcd在磁场中受力转动。

8．α、β　γ　[解析]α、β、γ三种射线射入磁场或电场时，α、β射线会发生偏转，说明α、β射线是带电的粒子流，与磁场或电场发生吸引或排斥作用；γ射线的方向不发生改变，即与磁场或电场不发生作用，说明γ射线是不带电的粒子流。

9．竖直向下　2　2　[解析]当棒中通以由A流向B的电流时，金属棒静止，橡皮筋刚好处于松弛状态，说明金属棒AB受到了一个竖直向上的磁场力，由于金属棒静止，故金属棒受到的向上的磁场力等于重力，即F磁＝2N。

当棒中通以由B流向A的电流时，根据影响磁场力方向和大小的因素可知，磁场力的大小不变，方向发生改变，即此时磁场力的方向为竖直向下。

此时金属棒AB受到了四个力的作用：

向下的重力、向下的磁场力和两根橡皮筋向上的拉力；根据力的平衡条件可知，金属棒受到竖直向上的拉力等于竖直向下的重力与磁场力之和，故每根橡皮筋受到的力：

F＝

×（2N＋2N）＝2N。

10．

（1）D　

（2）电动机　（3）右　电流的大小

（4）改变电流方向（把蹄形磁体的磁极对调）

（5）灵敏电流计

[解析]

（1）为了使实验效果明显，选择的金属棒应该是非铁磁性物质，并且密度较小，则应选择铝棒，故选D。

（2）闭合开关，看到直导线EF向右运动，说明磁场对通电导体有力的作用，电动机就是根据该原理制成的。

（3）将滑动变阻器的滑片向右端移动，变阻器连入电路的电阻变小，通过导体的电流变大，直导线EF向右运动摆起的幅度更大，这说明磁场对通电导体作用力的大小与电流大小有关。

（4）要使直导线EF向左运动，可以改变磁场方向，也可以改变导体中电流的方向。

（5）研究电磁感应现象时，利用灵敏电流计显示是否有电流产生，因此应将电路中的电源换成灵敏电流计。

11．

（1）吸引　

（2）0.5　0.3　2×10－7　b

[解析]

（1）由图甲可知：

左边的平行通电导线在通入方向相同的电流时，它们之间的距离变小，表明它们相互吸引。

（2）由安培定律F＝

可得：

k＝

；

由表格中第1次实验的数据代入可得：

k＝

＝

＝2×10－7N/A2。

第2次实验中，l2＝

＝

＝0.5m。

第3次实验中，I2″＝

＝

＝0.3A。

对于位置固定、长度一定的两根平行导线，如果保持F大小不变，则I1I2＝

为定值，所以两根导线中的电流大小关系是成反比的，图象中的图线b符合题意。

12．

（1）感应电流的大小可能与导体切割磁感线运动的快慢有关　主要步骤：

A.如图所示，让导体ab以较小的速度在磁场中向右运动，观察灵敏电流计的指针偏转角度。

B.让导体ab在同一磁场中以较大的速度在磁场中向右运动，观察灵敏电流计的指针偏转角度。

C.比较两次灵敏电流计指针偏转角度的大小，即可知道感应电流的大小与导体运动的快慢是否有关。

（2）A　（3）①磁体磁性强弱　②磁体运动的快慢　（4）①改变切割方向（或改变磁场方向）

②对调磁极（或改变磁体的运动方向）

[解析]

（1）感应电流是导体在磁场中做切割磁感线运动而产生的，在已经对磁场方面作出猜想的前提下，就要从运动这方面作出猜想：

感应电流的大小可能与导体切割磁感线运动的快慢有关。

（2）因为多匝线圈在磁场中运动时，相当于多根导线同时切割磁感线，即相当于多个电源串联，则电路中电流较大，故选A。

（3）我们知道，闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动可以产生感应电流，即导体和磁场发生了相对运动；本题中磁场运动，可以认为导线相对于磁场发生了运动，故也可以产生感应电流；感应电流的大小与磁场的强弱、磁体运动的变慢以及线圈的匝数等有关。

（4）感应电流的方向与切割磁感线的运动方向及磁场方向有关，故二者都可以通过改变磁场方向或运动方向来改变电流方向。

13．

（1）b→a　

（2）b　（3）

[解析]

（1）由题意知，当向右拉动金属棒时，通过金属棒的电流方向为a→b；则当向左拉动金属棒时，金属棒运动的方向改变，通过金属棒的电流方向改变，为b→a。

（2）当向右拉动金属棒时，通过金属棒的电流方向为a→b，在金属棒的外部，电流的方向是b→a，因为在电源外部，电流从电源的正极流向负极，所以b端相当于电源的正极。

（3）①分析F、L数据之间的关系如下：

当L1＝0.2m时，F1＝0.1N，F1和L1之间的关系：

0.1N＝

×0.22N；

当L2＝0.4m时，F2＝0.4N，F2和L2之间的关系：

0.4N＝

×0.42N；

当L3＝0.6m时，F3＝0.9N，F3和L3之间的关系：

0.9N＝

×0.62N。

所以，F、L之间的关系为：

F＝

×L2N。

②分析F、R数据之间的关系如下：

当R1＝0.1Ω时，F1＝0.8N，F1和R1之间的关系：

0.8N＝

N；

当R2＝0.2Ω时，F2＝0.4N，F2和R2之间的关系：

0.4N＝

N；

当R3＝0.4Ω时，F3＝0.2N，F3和R3之间的关系：

0.2N＝

N。

所以，F、R之间的关系为：

F＝

N。

根据①②可总结出F、R、L之间的关系：

F＝

，

把F＝0.4N，L＝0.4m，R＝0.2Ω带入上式可得出k＝0.5。

所以F、R、L之间的关系为F＝

。

14．

（1）同时向下　

（2）4.8

（3）由图乙可知电动机刚开始转动时的电流为I′＝1.2A，

由欧姆定律得，电动机的电阻：

R＝

＝

＝10Ω；

电动机正常工作时，P热＝I2R＝（0.4A）2×10Ω＝1.6W，P输出＝P－P热＝4.8W－1.6W＝3.2W。

[解析]

（1）根据开关的控制作用可以看出，单刀双掷开关S1、S2均向下闭合时流入电动机的电流方向改变，则可实现电动机的反转。

（2）由图乙可知电动机正常工作时的电流为I＝0.4A，则P＝UI＝12V×0.4A＝