1、 中考物理 （安徽专用） 专题十五 电与磁 A组 20162020年安徽中考题组 1.(2017安徽,2,2分)如图所示,在蹄形磁铁的磁场中放置一根导体棒AB,它的两端跟电流表连接。使导体 棒快速向右运动,观察到电流表的指针发生偏转。从能量转化的角度来分析,该实验过程中是 能 转化成了电能。 答案答案 机械(动) 解析解析 题图为演示电磁感应的实验装置,当图中的导体棒AB在磁场中做切割磁感线运动时,导体中会产 生感应电流,此过程中将机械能转化为电能。 2.(2018安徽,7,2分)实验发现,两条平行放置的直导线,当通以相同方向的电流时相互吸引(如图)。这是 因为电流能够产生磁场,而磁场对电流又
2、有力的作用。我们可以这样分析它们的受力,对a导线:通电b导 线产生的磁场对它具有向右的作用力;对b导线: 。 答案答案 通电a导线产生的磁场对它具有向左的作用力 解析解析 由题知,两直导线通以相同方向的电流时相互吸引;对a导线:通电b导线产生的磁场对它具有向右 的作用力。则对b导线:通电a导线产生的磁场对它具有向左的作用力。 3.(2020安徽,12,2分)在物理学习过程中,对物理知识的正确认识是非常重要的。以下说法正确的是( ) A.物体的运动速度越大,惯性越大 B.磁场和磁感线都是真实存在的 C.电动机工作时消耗的电能主要转化成机械能 D.热机工作的实质是把机械能转化为内能 答案答案 C
3、物体的惯性只和质量有关,与速度无关,故A错误;磁场是真实存在的,磁感线是为了描述磁场 而假想出来的物理模型,不是真实存在的,故B错误;电动机工作时消耗的电能主要转化为机械能,一小部 分转化为内能,故C正确;热机工作的实质是把内能转化为机械能,故D错误。 易错警示易错警示 本题易错选A,错误地认为惯性的大小与速度有关,一定要记住物体惯性的大小只与物体的 质量有关,质量越大,惯性越大。 4.(2016安徽,15,3分)图为探究“导体在磁场中运动时产生感应电流条件”实验的装置示意图。关于这 个实验,下列说法正确的是( ) A.当导体棒沿竖直方向上下运动时,灵敏电流计的指针发生偏转 B.当导体棒相对水
4、平方向斜向上运动时,灵敏电流计的指针不发生偏转 C.当导体棒沿水平方向左右运动时,灵敏电流计的指针发生偏转 D.当导体棒沿水平方向向左和向右运动时,灵敏电流计的指针都向同一方向偏转 答案答案 C 当导体棒切割磁感线时才能产生感应电流,灵敏电流计的指针才会发生偏转。导体棒上下运 动不切割磁感线,所以A项错。B、C选项中导体棒都在做切割磁感线运动,所以指针都会偏转,故B项错, C项正确。D项中导体棒运动方向相反,则产生的感应电流方向相反,所以电流计指针偏转方向不同,D项 错。 思路分析思路分析 闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,导体中就产生电流,这种现象叫电磁 感应,产生的电流叫感应
5、电流;感应电流的方向与磁场的方向和导体运动的方向有关。 解题关键解题关键 知道产生感应电流的条件,并知道感应电流的方向与什么有关是解答该题的关键。 5.(2017安徽,15,3分)如图所示的装置中,当开关S闭合后,下列判断正确的是( ) A.通电螺线管外A点的磁场方向向左 B.通电螺线管的左端为N极 C.向左移动滑片P,通电螺线管的磁性减弱 D.小磁针静止后,其N极的指向沿水平向右 答案答案 B 利用安培定则,根据通电螺线管中的电流方向判断其左端为N极,右端为S极,故B正确;因为磁 体周围的磁感线都是从N极出来回到S极的,可得通电螺线管外A点的磁场方向向右,故A错误;又由磁极 间的相互作用可知
6、,右端的小磁针静止后,其N极指向左,故D错误;滑片P向左移动,连入电路的电阻变小, 通电螺线管中的电流变大,其磁性增强,故C错误。 思路分析思路分析 用安培定则由通电螺线管中的电流方向判断其磁极,并由此进一步判断通电螺线管周围的 磁场方向及右端小磁针静止时N极的指向;通电螺线管的匝数一定时,通过的电流越大,磁性越强。 解题关键解题关键 正确分析电路,得出通电螺线管中的电流方向和滑片移动时电路中电流大小的变化是关键。 6.(2019安徽,15,3分)直线电流周围磁场的磁感线分布和磁场方向的判定方法如图所示。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
7、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 答案答案 D 由于地磁场的作用,小磁针静止时N极指向地球的北极,小磁针N极受力方向就是磁场方向。 如果电流方向是从南向北,根据题目判定方法可知在导线正下方的磁场方向应该是从东向西,所以小磁 针将会逆时针偏转;反之将会顺时针偏转,故A、B错误。如果电流方向从东向西,根据题图判定方法可 知在导线正下方的磁场方向应该是从北向南,则小磁针将发生180偏转,故C错误;若电流方向从西向东, 根据题图判定方法可知在导线正下方的磁场方向应该是从南向
8、北,此时小磁针的N极的指向与磁场方向 一致,小磁针不发生偏转,故D正确。综合分析本题选D。 答题技巧答题技巧 本题考查三维空间想象能力,正确识别电流、磁场和受力三个方向对学生来说是一个挑战, 可以在草稿纸上画出俯视图进行逐项分析。 知识拓展知识拓展 本实验考查的知识点是奥斯特实验,导线放置的方向决定了实验能否成功。在实验中应当 使导线在水平方向上与小磁针垂直放置。 7.(2020安徽,18,4分)在探究“什么情况下磁可以生电”的实验中,实验装置如图所示。 (1)实验现象:保持蹄形磁体位置不动,让导线AB在磁场中静止、竖直向上或向下运动,电流表的指针 均不发生偏转;导线AB向左或向右运动,电流表
9、的指针发生偏转;保持导线AB不动,让蹄形磁体向左 或向右运动,电流表的指针发生偏转。 实验结论:闭合电路的一部分导体在磁场中做 运动时,导体中就会产生感应电流。 (2)实验现象:保持磁场方向不变,导线AB向右运动时,电流表指针向左偏转;导线AB向左运动时,电流表 指针向右偏转。对调磁体两极的位置,使磁场方向发生改变,导线AB向右运动时,电流表指针向右偏 转;导线AB向左运动时,电流表指针向左偏转。 实验结论:感应电流的方向与 有关。 答案答案 (1)切割磁感线 (2)导体运动的方向和磁场方向 解析解析 (1)蹄形磁体内侧的磁场的方向为竖直方向,当导线在磁场中静止或在竖直方向上运动时,没有切 割
10、磁感线,没有感应电流产生;当导线在磁场中向左或者向右运动时,切割磁感线,有感应电流产生,故产 生感应电流的条件是:闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动。(2)由实验操作可知,保持磁 场方向不变,仅改变导体切割磁感线运动方向时,产生的感应电流方向发生改变;仅改变磁场方向,导体 切割磁感线运动方向不变时,产生的感应电流方向发生改变;故感应电流的方向与导体切割磁感线运动 的方向和磁场方向都有关。 B组 20162020年全国中考题组 考点一 磁现象和磁场 1.(2020福建,19,2分)论衡中记载:“司南之杓,投之于地,其柢指南”。如图所示,“柢”即握柄,是磁 体的 (选填“N”或“S”)极
11、,静止时指向地磁场的 (选填“南”或“北”)极。 答案答案 S 北 解析解析 司南是一个磁体,司南的握柄(柢)指南,即司南的握柄是磁体的S极,地球是个大磁体,司南静止时, 受地磁场的影响,S极指向地磁场的北极。 知识拓展知识拓展 磁场方向的判断:方法一,把小磁针(磁体)放在磁场中,静止时N极所指方向就是该点的磁场 方向;方法二,磁感线上某点切线方向就是该点的磁场方向。 2.(2019北京,22,2分)在条形磁铁四周放置的小磁针静止时的指向如图所示,图中小磁针涂黑的一端为它 的N极,由此可以判断出条形磁铁的A端是 (选填“N”或“S”)极。 答案答案 N 解析解析 根据同名磁极相斥,异名磁极相吸
12、,小磁针的S极指向A端,说明A端为N极。 3.(2020浙江杭州,11,3分)有外形相同的两根钢条M、N,按图甲、图乙两种方式接触时,它们之间都有较 大吸引力。则下列推断正确的是( ) A.M无磁性、N无磁性 B.M无磁性、N有磁性 C.M有磁性、N无磁性 D.M有磁性、N有磁性 答案答案 D 由题意可知,M、N两根钢条按题图甲、乙两种方式接触时,它们之间都有较大吸引力,因条形 磁体的两端磁性最强,中间最弱,几乎没有磁性,所以在图甲中,N能吸引M,说明钢条N具有磁性;同理,由图 乙可知,钢条M也具有磁性。故选D。 考点二 电流的磁场 1.(2020北京,22,2分)根据图中的电流方向,可知通电
13、螺线管的 端是N极。 答案答案 A 解析解析 利用右手螺旋定则判断,A端为N极。 2.(2020湖南长沙,30,4分)小英看到某小区车库积水造成大量财产损失的新闻后,设计了如图所示的车库 积水自动报警器,图中A、B位置可以安装电铃或LED灯。车库没有积水时,LED灯亮;车库有积水时,左 侧控制电路接通,电磁铁通电,具有 性,把衔铁吸下,电铃发出声音。电铃应该安装在图中的 位置。 答案答案 磁 B 解析解析 电磁继电器的主要部件是电磁铁,通过电路的通断来控制电磁铁磁性的有无,由题意可知,当车库 有积水时,水为导体,左侧电磁铁电路接通,电磁铁具有磁性,将衔铁吸下,右侧电源与B位置的用电器接 通,电
14、铃报警,所以电铃应安装在B位置。 3.(2020海南,6,3分)如图所示甲、乙、丙、丁四个探究实验。探究电流的磁效应与电流的磁场分布的实 验是( ) A.甲与乙 B.乙与丙 C.丙与丁 D.丁与甲 答案答案 B 图甲探究的是异名磁极间的相互作用,图乙探究的是电流的磁效应,图丙探究的是电流的磁 场分布,图丁探究的是电磁感应现象,故选B。 4.(2020山西,17,3分)如图所示,小明用漆包线、两节干电池、磁铁等器材,成功制作了一个小小电动机。 他想改变电动机线圈转动的方向,下列方法可行的是( ) A.只增强磁铁的磁性 B.只增加线圈的匝数 C.只增大线圈中的电流 D.只将磁铁的磁极对调 答案答案
15、 D 电动机转动的方向与磁场方向和电流方向有关,只改变其中一个方向,则电动机转动方向改 变,若两个方向都改变,则电动机转动方向不变。对调磁极会改变磁场方向,故D项正确。增强磁铁磁 性、增加线圈匝数或增大电流只会增大线圈转速,所以A、B、C错。 知识归纳知识归纳 电动机的工作原理是通电导体在磁场中受到力的作用,该力的方向与磁场方向和电流方向 有关。 5.(2019湖北武汉,17,3分)如图所示,在探究通电螺线管外部的磁场分布的实验中,开关闭合后,下列说法 正确的是( ) A.小磁针甲静止时N极指向右端,小磁针乙静止时N极指向左端 B.小磁针甲静止时N极指向左端,小磁针乙静止时N极指向右端 C.小
16、磁针甲和小磁针乙静止时N极均指向右端 D.小磁针甲和小磁针乙静止时N极均指向左端 答案答案 B 开关闭合后,根据安培定则可知,通电螺线管的右端为N极,左端为S极,静止时小磁针的N极指 向磁场方向,由此可知,小磁针乙的N极指向右,S极指向左;小磁针甲的N极指向左,S极指向右。综上分析 可知A、C、D错,B正确。 解题关键解题关键 通电螺线管产生的磁场与条形磁体的磁场类似,解这种类型题目的关键是熟练掌握安培定 则。 方法技巧方法技巧 解答这类问题时,应先标出电流方向,再利用安培定则判断出通电螺线管极性,从而判断磁场 的方向,最后根据磁场的方向判断小磁针N极的指向。 6.(2018湖北武汉,25,4
17、分)图甲是“探究通电螺线管外部的磁场分布”的实验装置。 甲 (1)为了使通电螺线管的磁场 ,可以在螺线管中插入一根铁棒。 (2)闭合开关,小磁针A静止后的指向如图甲所示,小磁针的左端为 极。在通电螺线管四周不同 位置摆放多枚小磁针后,我们会发现通电螺线管外部的磁场与 磁体的磁场相似。 (3)如果把一根导线绕成螺线管,再在螺线管内插入铁芯,就制成了一个电磁铁。图乙所示的实例中没有 应用到电磁铁的是 (填实例名称)。 乙 答案答案 (1)加强 (2)S 条形 (3)动圈式话筒 解析解析 (1)在通电螺线管中插入铁棒,可以使通电螺线管的磁场增强。(2)应用右手螺旋定则可以判定通 电螺线管的左端为N极
18、,根据磁极间的相互作用规律可以判定小磁针的左端为S极。根据实验可知通电 螺线管外部磁场的形状与条形磁体的形状相似。(3)图乙中电铃、水位自动报警器都使用了电磁铁,而 动圈式话筒应用的是电磁感应原理,其内部只有永久磁体,而无电磁铁。 考点三 电磁感应 1.(2020广东广州,22)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,以下选项中能让a 在磁场中水平方向左右运动时产生感应电流的有 。 答案答案 丙、丁 解析解析 本题考查的是感应电流的产生条件。闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动就会产生 感应电流。导线a是闭合电路的一部分,只需要判断导线a是否做切割磁感线运动即可。甲、乙
19、两图中, 导线的运动方向与磁感线平行,没有做切割磁感线运动,不产生感应电流;丙、丁两图中,导线a的运动方 向与磁感线垂直,切割磁感线产生感应电流。 2.(2020湖北武汉,23,3分)如图所示的装置可以用来研究 (填“电动机”或“发电机”)的工作 原理。 将图中的电源换成电流表,闭合开关,让导体ab左右摆动,发现电流表指针偏转,表明导体ab中 (填 “有”或“没有”)感应电流通过,导体ab的机械能转化为 能。 答案答案 电动机 有 电 解析解析 电路中有电源,闭合开关,导体ab通电,则导体在磁场中会受到力的作用而运动,故可以用来研究电 动机的工作原理;将电源换成电流表,闭合开关后组成了闭合电路
20、,导体ab左右摆动在做切割磁感线的运 动,电流表指针偏转,表明ab中有感应电流通过,这个过程将机械能转化为电能。 方法归纳方法归纳 区分电动机和发电机原理图的方法:有电(源)电动,无电(源)发电。 3.(2020黑龙江齐齐哈尔,8,2分)如今,电动车已经成为人们常用的代步工具之一,电动车的“心脏”是电 动机,它比传统的内燃机效率更高,也更加环保。在如图所示的四个装置中,与电动机工作原理相同的是 ( ) 答案答案 D 电磁继电器、电磁铁利用电流的磁效应工作,故A、B不符合题意;C图为探究电磁感应的实 验装置,将机械能转化为电能,为发电机的工作原理,故C不符合题意;D图为探究磁场对通电导线的作用
21、的实验装置,将电能转化为机械能,为电动机的工作原理,故D符合题意。 解题思路解题思路 探究电磁感应和探究磁场对通电导线的作用的实验装置相似,都是蹄形磁铁的磁场中放有一段 导体,区别在于探究电磁感应的实验装置中导体所在电路中连有电流表或外部有用电器,探究磁场对通电导 线的作用的实验装置中导体所在电路中连有电源。 4.(2019广东广州,6,3分)导线a是闭合电路的一部分,a在磁场中按图中v的方向运动时,能产生感应电流的 是(a在A、B选项中与磁感线平行,在C、D选项中垂直于纸面)( ) 答案答案 D 产生感应电流的条件是:闭合电路中的一部分导体,在磁场中做切割磁感线运动。四个图中, 只有D项中的
22、导线a做切割磁感线运动,故A、B、C错误,D正确。 审题技巧审题技巧 对图像题一定要先看横轴和纵轴分别表示什么物理量,然后分析这两个物理量之间的关 系。图中纵轴为温度计内液体的体积,横轴为时间。液体的体积可以结合液体热胀冷缩的特性分析,故 需分析液体温度的变化。 解题关键解题关键 冰水混合物中的冰在恒温环境中会持续吸热熔化,但熔化过程中,温度保持不变,直至熔化结 束,全部变成水后,继续吸热,水的温度就会上升,直至等于环境的温度。 C组 教师专用题组 考点一 磁现象和磁场 1.(2019四川成都,A19,4分)如图所示,用细线悬挂的磁体AB,磁极未知。当闭合电路开关S后,磁体的B端 与通电螺线管
23、左端相互排斥,则B端是磁体的 极。断开开关S,磁体静止时,B端会指向地理的 (选填“北方”或“南方”)。 答案答案 北 北方 解析解析 电流从电源正极流出,根据安培定则可以判断通电螺线管左端为N极,磁体的B端与通电螺线管左 端相互排斥,故B端为磁体北极;断开开关S,磁体在地磁场作用下会静止在南北方向,磁体B端会指向地磁 S极,故会指向地理的北方。 知识归纳知识归纳 1.安培定则:用右手握住螺线管,让四指指向螺线管中电流的方向,则拇指所指的那端就是螺 线管的N极。 2.同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引。 3.地磁场的N极在地理南极附近,地磁场的S极在地理北极附近;磁体受地磁场作用而静止,此时磁
24、体两端 指向地磁南北极。 2.(2019浙江杭州,17,3分)如图所示,几个完全相同的条形磁体叠放在水平桌面上。关于比较甲、乙两图 中桌面受到的压力的大小,下列说法正确的是( ) A.甲图中桌面受到的压力比乙图大 B.乙图中桌面受到的压力比甲图大 C.两图中桌面受到的压力相等 D.无法确定 答案答案 C 如题图所示,甲、乙两图中均为相同的条形磁体,故将两个条形磁体作为整体,进行受力分析 可知,甲、乙两图中磁体对桌面的压力大小均等于两个磁体总重力大小,故压力相等。应选C。 3.(2020辽宁营口,22,3分)图甲所示是一个磁悬浮地球仪,球体内有一个条形磁体,其磁场方向与地磁场磁 场方向一致,下方
25、环形底座内有一个电磁铁,通过磁极间的相互作用使地球仪悬浮在空中,图乙是其内部 结构示意图。请在图中标出: (1)球体内条形磁体的N极; (2)开关闭合后,电磁铁的磁感线方向; (3)电源的“+”、“-”极。 答案答案 如图所示 评分标准:磁极名称、磁感线方向、电源的“+”“-”极各1分。 解析解析 (1)根据题意“其磁场方向与地磁场磁场方向一致”可知,地球仪的下方为地理南极即地磁的北 (N)极,故条形磁体下方为N极;(2)地球仪悬浮,是因为同名磁极相互排斥,故通电螺线管的上端为N极,下 端为S极,由于磁体周围的磁感线都是从N极出发回到S极的,因此电磁铁外部的磁感线方向向下;(3)用右 手握住螺
26、线管,大拇指指向螺线管的N极(上方),四指弯曲的方向为电流方向,进而确定电源的下端为负 极,上端为正极。 考点二 电流的磁场 1.(2019湖北黄冈,11,3分)如图所示是某车间自动除尘装置的简化电路图。空气中尘埃量较少时,光源发 出来的光被挡板挡住了。当空气中尘埃量达到一定值时,由于尘埃的反射,部分光越过挡板射到光敏电 阻上,光敏电阻的阻值 ,电路中的电流增大,电磁铁的磁性 ,在衔铁的作用下,开启自动 除尘模式。若图中a、b一个是除尘器,一个是指示灯,则 是除尘器。 答案答案 减小 增强 b 解析解析 控制电路的电源电压一定,当光照射到光敏电阻上时,电路中的电流增大,说明光敏电阻的阻值减 小
27、,电磁铁的磁性增强,吸引衔铁,b所在的电路接通,开始自动除尘,说明b是除尘器。 方法技巧方法技巧 电磁继电器的实质就是一个开关,根据题目给出的信息判断出电磁铁磁性增强,衔铁被吸下, 与下面触点连接的用电器工作,据此判断用电器的位置。 2.(2019福建,7,2分)如图的四个实验中,反映电动机工作原理的是( ) 答案答案 C 图A中实验是利用小磁针来探究电磁铁磁场的方向与什么因素有关,A错误;图B中实验是探 究电磁铁磁性强弱与什么因素有关,B错误;图C是通电导体在磁场中受到力的作用,正是电动机的工作 原理,C正确;图D是探究感应电流是怎样产生的,即电磁感应现象,D错误。故选C。 3.(2018辽
28、宁盘锦,22,3分)如图是一种温度自动报警器原理示意图,当环境温度低于设定的警戒温度时,灯 亮,电铃不响。当环境温度达到警戒温度时,灯不亮,电铃响,发出报警信号。 在图中的虚线框内填入相应的电路元件符号并补全电路; 标出通电螺线管的N极。(电铃符号) 答案答案 如图所示 解析解析 温度自动报警器的工作过程是这样的:当温度升高时,玻璃泡中的液体膨胀,液柱上升,当升高到 警戒温度即金属丝下端对应的温度时,控制电路接通,电磁铁有磁性,吸引衔铁,从而使触点与上面断开, 与下面连通,此时电铃响,发出报警信号。由图可知,电流是从螺旋管的下端流入,上端流出,根据安培定 则可知,用右手握住螺线管,让四指指向螺
29、线管中电流的方向,则大拇指所指的上端就是螺线管的N极。 4.(2018新疆乌鲁木齐,14,6分)如图是某同学制作的简易温控装置,变阻器R的最大电阻为200 ,Rt是热敏 电阻,其阻值与温度t的关系如下表所示。当电磁继电器(电阻不计)的电流超过18 mA时,衔铁被吸合,加 热器停止加热,实现温控。加热器的功率是1 000 W,所用电源为家用交流电。 t/ 30.0 40.0 50.0 60.0 70.0 Rt/ 219.5 164.5 128.1 101.8 82.9 (1)电磁继电器是利用 (选填“电生磁”或“磁生电”)来工作的。Rt的阻值随着温度的降 低逐渐 。 (2)闭合开关S后发现电路有
30、断路的地方。该同学将一个电压表接到a、b两点时指针不偏转,接到a、c两 点时指针偏转,断路处在 之间(选填“a、b”或“b、c”)。 (3)为使该装置能对30 70 之间任意温度进行控制,电源E用 节干电池。若在50 时衔铁被 吸合,应将滑动变阻器R的阻值调到 。将调节好的装置(50 衔铁被吸合)放在容积为100 m3的 密闭保温容器中,已知空气的比热容为1 000 J/(kg ),密度为1.3 kg/m3,则容器中的空气从30 加热到空 气达到的最高温度至少需要 s。 答案答案 (1)电生磁 变大 (2)b、c (3)3 121.9 2 600 解析解析 (1)电磁继电器是利用电磁铁控制工作
31、电路的一种开关,应用了电生磁的原理;分析表中数据可得, Rt的阻值随着温度降低逐渐变大。(2)将电压表接到a、c两点时指针偏转,说明由c点经R、Rt、电磁铁到 电源负极没有断路,a点到电源正极没有断路,将电压表接到a、b两点时指针不偏转,则可确定断路在b、 c之间。(3)该装置对30 70 之间任意温度进行控制时,根据题意和U=IR可知,电路中R和Rt的总电阻 应保持不变,即变阻器连入电路的阻值应随温度的升高而增大,故设控制温度为30 时,变阻器连入电路 的阻值为0,则要达到温控要求,电源电压U=IRt=0.018 A219.5 =3.951 V,故需3节干电池;若50 时衔 铁被吸合,电路中
32、的总电阻R总=250 ,则变阻器需要连入电路的阻值R=R总-Rt=250 -128.1 =121.9 ;容器中的空气从30 加热到50 吸收的热量Q吸=cmt=1 000 J/(kg )1.3 kg/m3100 m3(5 0 -30 )=2.6106 J,至少需要的加热时间t=2 600 s。 U I 4.5V 0.018A W P Q P 吸 6 2.6 10 J 1 000W 5.(2017海南)如图所示,图甲是课本上“通电导线在磁场中受力”的实验示意图,小谦同学实际探究时, 在电路上连接了一个滑动变阻器,实验记录如表: 实验序号 磁场方向 ab中电流方向 ab运动方向 1 向下 无电流
33、静止不动 2 向下 由a向b 向左运动 3 向上 由a向b 向右运动 4 向下 由b向a 向右运动 (1)用笔画线代替导线,在乙图中将变阻器正确连入电路,小谦在电路中接入滑动变阻器的作用是 。 (2)比较实验2和3,说明通电导线在磁场中受力方向与 有关;比较实验 ,说明通电导线在 磁场中受力方向与电流方向有关。 (3)小谦通过观察导线运动方向,来判断导线在磁场中受力方向,用到的科学方法是 。 (4)小谦想在甲图的基础上对实验进行改造,来探究影响感应电流方向的因素,为了观察到明显的实验现 象,他要把图甲中的电源换成图丙中的 。 答案答案 (1)如图所示 保护电路 (2)磁场方向 2、4 (3)转
34、换法 (4)灵敏电流计 解析解析 (1)滑动变阻器按“一上一下”连入电路;滑动变阻器起到保护电路的作用,防止电源被短路。 (2)比较实验2和3,知电流方向相同,磁场方向不同,导线运动方向不同,说明通电导线在磁场中受力方向 与磁场方向有关;比较实验2、4,知磁场方向相同,电流方向不同,导线运动方向不同,说明通电导线在磁 场中受力方向与电流方向有关。 (3)实验中通过观察导线运动方向,来判断导线在磁场中受力方向,用到的科学方法是转换法。 (4)探究影响感应电流方向的因素时,为了观察到明显的实验现象,需要用灵敏电流计代替电源来显示产 生感应电流的方向。 考点三 电磁感应 1.(2019湖南长沙,30
35、,4分)物理兴趣小组在老师的指导下做了一个有趣的“摇绳发电”实验。如图,他们 用一根导线做成跳绳,将跳绳的两端与固定在地面上的灵敏电流计相连,摇动“跳绳”时,发现灵敏电流 计的指针左右摆动,这说明导线中产生了 ,摇绳发电将 能转化为电能。 答案答案 感应电流 机械 解析解析 灵敏电流计指针左右摆动说明导线中产生了电流;摇绳发电消耗了机械能,产生了感应电流,即电 能,故摇绳发电将机械能转化为电能。 解题关键解题关键 本题关键在于对电磁感应原理的理解与应用,以生活中的实例来理解电磁感应现象,以及能 量的转化。 2.(2020辽宁营口,9,2分)如图甲所示是一款常见的电动咖啡搅拌杯,它的核心部件就是
36、电动机,图乙中能 够说明其工作原理的是( ) 甲 乙 答案答案 A 电动机的工作原理是通电导体在磁场中受到力的作用。题图A中,导体外接的电路中有电源, 是探究通电导体在磁场中所受力的作用的实验装置,故A符合题意;题图B中,通电直导线下方的小磁针 发生偏转,说明电流周围存在磁场,故B不符合题意;题图C中,导体外接电路中连接了灵敏电流计,是探究 电磁感应现象的实验装置,为发电机的工作原理图,故C不符合题意;题图D中应用的原理是电流的磁效 应,为奥斯特实验的应用实例,故D不符合题意。 易错警示易错警示 探究电磁感应现象和探究磁场对电流作用的实验装置相似,都是在磁场中放置一段导体,区 别在于探究电磁感
37、应现象的实验装置中导体所在电路中连有电流表,探究磁场对电流作用的实验装置 中导体所在电路中连有电源。 3.(2019云南昆明,1,3分)如图是研究产生感应电流的实验,下列说法正确的是( ) A.只要导体AB在磁场中运动,电流表的指针就会发生偏转 B.对调两个磁极方向,电流表的指针偏转方向发生改变 C.改变导体AB切割磁感线的方向,电流表的指针偏转方向不发生改变 D.电磁感应是把电能转化成机械能 答案答案 B 闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,电路中才产生感应电流,电流表的指 针才发生偏转;若导体AB在磁场中运动时没有切割磁感线,则电流表的指针不会发生偏转,故A项说法错 误。导体A
38、B做切割磁感线运动的方向不变,对调两个磁极方向,则感应电流的方向改变,电流表的指针偏 转方向发生改变,故B项说法正确。磁场方向不变,改变导体AB切割磁感线的方向,则感应电流的方向改 变,电流表的指针偏转方向发生改变,故C项说法错误。电磁感应是把机械能转化为电能,故D项说法错误。 易错点拨易错点拨 闭合回路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动才有感应电流,不能认为只要导体运动 就有感应电流。 知识归纳知识归纳 感应电流的方向与导体运动的方向和磁场方向有关,当导体的运动方向(或磁场方向)变得相 反时,感应电流的方向也变得相反,当导体运动的方向和磁场方向同时改变,感应电流方向不变。 4.(2018重
39、庆A,5,3分)有关电和磁的知识,下列说法正确的是( ) A.玩耍的儿童可以将手指塞进插座孔 B.发电机是利用电磁感应原理制成的 C.通电螺线管外部磁场与条形磁体的磁场不相似 D.验电器是利用同种电荷相互吸引的原理制成的 答案答案 B 儿童将手指塞进插座孔有可能触电,A项错误;发电机是利用电磁感应原理制成的,B项正确; 通电螺线管的磁场相当于条形磁体的磁场,C项错误;验电器金属箔片带上同种电荷,互相排斥而张开,D 项错误。 知识归纳知识归纳 触电是人体直接或间接与火线连接时,有较大电流通过人体造成的。 知识拓展知识拓展 发电机原理:电磁感应现象。电动机原理:通电线圈在磁场中受力转动。 5.(2
40、017广西百色)如图所示是发电机线圈在磁场中转动一圈的过程中经过的四个位置,电路中有感应电 流的是( ) A.甲和乙 B.丙和丁 C.甲和丙 D.乙和丁 答案答案 D 由图可知,乙、丁中线圈虽与磁场方向平行,但此时线圈的运动方向与磁场方向垂直,线圈做 切割磁感线运动,故电路中有感应电流产生;而甲、丙中的线圈虽与磁场方向垂直,但此时线圈的运动方 向与磁场方向平行,线圈不切割磁感线,因此没有感应电流产生。 6.(2019贵州贵阳,25,9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
41、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”)。 (2)灵敏电流计的作用是用来检测 的。若闭合开关后并未发现电流计指针偏转,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 。 (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,你发现电流 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电流计指针偏转的原因 。(仅写出最应该进行的一步操作) (4)就根据上述探究过程,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? 。 答案答案 (1)下 (2)电流 磁铁(金属棒、磁
42、铁和金属棒) (3)来回移动磁铁 (4)仅凭一个偶然得到的现 象是需要反复验证的 解析解析 (1)磁体周围的磁感线都由磁体的N极出来,回到S极,故两极正对区域的磁感线箭头竖直向下;(2) 灵敏电流计用来检测实验中是否产生电流;闭合开关,电流计指针不偏转,确认器材完好,连接正确后,应 该关注磁铁,考虑是否是磁性太弱,或关注金属棒,考虑粗细是否合适;(3)因为移动原磁铁时,发现电流计 指针晃动,故接下来应该来回移动磁铁,找电流计指针偏转的原因;(4)仅凭一个偶然现象得出的结论不具 有普遍性,需要多次实验进行反复验证。 考点一 磁现象和磁场 1.(2020安徽合肥四十五中一模,1)如图所示,在条形磁
43、铁周围放置4只可以自由转动的小磁针,其中方向 标得不正确的是 (选填“甲”“乙”“丙”或“丁”)。 答案答案 丙 解析解析 磁体周围的磁感线方向从磁体的N极出发回到S极,小磁针静止时N极所指的方向与磁感线的方 向相同,由题图可以看出丙错误。 2.(2019安徽淮南西部联考,8)如图所示是两个磁体相邻磁极间的磁感线分布,右边磁体的A端为 (填“N”或“S”)极。将一个可以自由转动的小磁针按如图方式放在图中位置,小磁针的N极将沿 (填“顺时针”成“逆时针”)方向转动。 答案答案 N 逆时针 解析解析 由图中左边磁体与右边磁体之间的磁感线分布情况知,两磁极相互吸引,则右边磁体的A端为N 极,其B端为
44、S极;将一个可以自由转动的小磁针按如图方式放在图中位置,由异名磁极相互吸引可知,小 磁针的N极将沿逆时针方向转动。 3.(2020安徽阜阳实验中学一模,3)如图所示的是用来描绘某一磁体周围磁场的部分磁感线,若在b点放置 一个可自由转动的小磁针,则小磁针静止时,其N极指向 (选填“P”或“Q”)。 答案答案 Q 解析解析 根据题图所示的磁感线的方向可知,b点的磁感线方向指向Q,即该点的磁场方向指向Q,也就是小 磁针放在该点,小磁针静止时N极所指的方向,所以放在该点的小磁针静止时N极指向Q。 方法指导方法指导 磁感线是为了描述看不见的磁场而引入的,磁感线上的某点切线方向表示该点磁场的方向, 磁场方
45、向跟放在该点的小磁针的北极指向一致。 4.(2020安徽模拟,12)下列说法中正确的是( ) A.磁场是由磁感线组成的 B.导体中的负电荷在做定向移动时一定产生磁场 C.利用撒在磁体周围的铁屑可以判断该磁体周围各点的磁场方向 D.将能自由转动的小磁针放在磁场中的P点,小磁针静止时,小磁针S极所指的方向就是P点的磁场方向 答案答案 B 磁感线是为了形象、直观研究磁场而通过想象描绘出来的不是真实存在的,故A错误;导体中 的负电荷的定向移动,形成电流,且电流周围存在磁场,故导体中的负电荷在做定向移动时一定产生磁场, 故B正确;利用铁屑检验磁体周围磁场分布情况,不能判断出磁场的方向,故C错误;将能自由
46、转动的小磁 针放在磁场中的P点,小磁针静止时N极所指的方向就是P点磁场的方向,故D错误。 5.(2018安徽淮南潘集联考,3)爱因斯坦曾说过,磁场在物理学家看来正如他坐的椅子一样实在。磁场虽 然看不见、摸不着,但可以用 形象地来描述它,这是一种科学的思维方法。 答案答案 磁感线 解析解析 磁场虽然看不见、摸不着,但磁场可用有方向的曲线磁感线来描述。 考点二 电流的磁场 1.(2020安徽宿州埇桥一模,8)根据如图所示的电流方向,判断通电螺线管的左端是 极。 答案答案 N 解析解析 电流从螺线管的左端流入、右端流出,根据螺线管的线圈绕向,再利用安培定则即可确定螺线管 的左端为N极。 2.(202
47、0安徽滁州南谯一模,4)把小磁针放在桌面上,无论将直导线平行架在静止的小磁针上方或者下方, 当导线中有电流通过时,小磁针都会发生偏转,如图所示。如果同时在小磁针上、下各架一根平行直导 线,为了使小磁针偏转得更明显,上、下两根直导线中的电流方向应该 (选填“相同”或“相反”)。 答案答案 相反 解析解析 磁场的方向与通电导线中的电流方向有关,电流方向不同,磁场方向不同,小磁针转动的方向不 同。由题图可知,当上、下两平行直导线通电电流方向相同时,小磁针偏转方向相反,可知如果同时在小 磁针上、下各架一根平行直导线,为了使小磁针偏转得更明显,上、下两根直导线中的电流方向应该相反。 3.(2019安徽模
48、拟,7)如图所示,条形磁铁置于水平面上,电磁铁水平放置且右端固定,当开关S闭合后,条形 磁铁与电磁铁相互 (选填“吸引”或“排斥”)。 答案答案 排斥 解析解析 由图可知,闭合开关后,电流从螺线管的左侧流入,根据安培定则可知,通电螺线管的左端为N极,因 条形磁铁与电磁铁相对的磁极为同名磁极,所以条形磁铁与电磁铁相互排斥。 4.(2019安徽六安霍邱二模,3)如图甲是实验室常用的电流表,它的内部结构如图乙,线圈与接线柱相连。 当通以图示方向的电流时,线圈带动指针向右偏转,由此可知,电流表的工作原理是 。 答案答案 通电线圈在磁场中受力转动 解析解析 由题意和图示可知,电流表是利用通电线圈在磁场中受力转动的原理工作的,线圈转动时带动指 针转动,从而产生示数。 5.(2020安徽一模,8)奧斯特实
