資源簡介 一、直線電流的磁場(一)奧斯特實驗任何導(dǎo)線中有電流通過時,其周圍空間都產(chǎn)生磁場,這種現(xiàn)象叫做電流的磁效應(yīng)。奧斯特實驗揭示了電現(xiàn)象與磁現(xiàn)象不是孤立的,而是密切聯(lián)系的,奧斯特實驗是第一個揭示電和磁聯(lián)系的實驗。(1)在小磁針的上方放置一根與小磁針平行的直導(dǎo)線,當(dāng)給直導(dǎo)線通電時,可觀察到小磁針發(fā)生了偏轉(zhuǎn)(如圖所示)。結(jié)論:小磁針受到了力的作用,通電導(dǎo)線的周圍存在磁場。(2)電路斷電后,小磁針不發(fā)生偏轉(zhuǎn)(如圖乙所示)。(3)改變電流的方向,觀察到小磁針的偏轉(zhuǎn)方向發(fā)生改變,即偏轉(zhuǎn)方向與第一次偏轉(zhuǎn)方向相反(如圖丙所示)。結(jié)論:通電導(dǎo)線周圍的磁場方向與電流的方向有關(guān)。(二)直線電流的磁場分布特點在有機(jī)玻璃板上穿一個孔,一根直導(dǎo)線垂直穿過小孔,在玻璃板上均勻地撒上一些細(xì)鐵屑。 給直導(dǎo)線通電后,輕敲玻璃板,觀察到細(xì)鐵屑在直導(dǎo)線周圍形成一個個同心圓(如圖所示)。結(jié)論:直線電流周圍的磁感線分布規(guī)律是以直導(dǎo)線上各點為圓心的同心圓,這些同心圓在與直導(dǎo)線垂直的平面上,越靠近通電直導(dǎo)線,磁場越強(qiáng),反之越弱。【能力拓展】①由于地磁場的存在,小磁針靜止時南北指向,為使實驗結(jié)果更明顯,通電導(dǎo)線應(yīng)沿南北方向放置。②將磁場的分布規(guī)律轉(zhuǎn)換為鐵屑的分布情況,這是轉(zhuǎn)換法的應(yīng)用。二、通電螺線管的磁場(一)通電螺線管的有關(guān)實驗(1)實驗一①用導(dǎo)線繞成螺線管后通電,觀察到能吸引大頭針。說明通電螺線管周圍存在磁場。②在螺線管中插入一根鐵棒或一枚鐵釘,觀察到通電螺線管能吸引更多大頭針,說明插入鐵芯后通電螺線管的磁性增強(qiáng)。產(chǎn)生此現(xiàn)象的原因是鐵芯在磁場中被磁化后相當(dāng)于一個磁體,通電螺線管產(chǎn)生的磁場與被磁化的鐵芯的磁場疊加,產(chǎn)生了更強(qiáng)的磁場,吸引了更多的大頭針。(2)實驗二①在穿過螺線管的有機(jī)玻璃板上均勻地撒上鐵屑,通電后輕敲玻璃板,觀察鐵屑的分布規(guī)律。結(jié)論:通電螺線管周圍的磁場與條形磁體的磁場很相似。②改變電流方向,用小磁針探測螺線管的磁極,觀察發(fā)現(xiàn)螺線管的磁極發(fā)生變化。結(jié)論:通電螺線管的磁極跟螺線管中的電流方向有關(guān),改變電流方向,螺線管的磁極會發(fā)生變化。(二)通電螺線管磁場的有關(guān)性質(zhì)(1)特點:通電螺線管外部的磁場和條形磁體的磁場相似,螺線管的兩端相當(dāng)于條形磁體的兩極。(2)極性的判斷:通電螺線管兩端的極性與螺線管中的電流方向有關(guān),它們的關(guān)系可以用右手螺旋定則(安培定則)來判定。(三)右手螺旋定則(安培定則)(1)通電螺線管的磁極與電流方向之間的關(guān)系可以用右手螺旋定則(也叫安培定則)來判定:用右手握螺線管,讓四指彎向螺線管中的電流方向,大拇指所指的那一端就是通電螺線管的北極。(2)直線電流周圍磁場方向與電流方向之間的關(guān)系(用右手螺旋定則判定):用右手握住導(dǎo)線,讓大拇指指向電流的方向,四指彎曲的方向就是直線電流產(chǎn)生的磁場方向。(3)右手螺旋定則的說明①決定通電螺線管磁極極性的根本因素是通電螺線管上電流的環(huán)繞方向,而不是通電螺線管上導(dǎo)線的繞法和電源正負(fù)極的接法。當(dāng)兩個螺線管上電流的環(huán)繞方向一致時,它們兩端的磁極極性相同。②在判斷通電螺線管磁極極性時,四指的環(huán)繞方向必須跟螺線管上電流的環(huán)繞方向一致。③N極和S極一定在通電螺線管的兩端。三、電磁鐵(一)電磁鐵的構(gòu)造:螺線管和鐵芯。(二)電磁鐵的原理:電磁鐵是利用電流的磁效應(yīng)原理工作的。將軟鐵棒插入螺線管內(nèi)部,當(dāng)線圈通上電流時,螺線管產(chǎn)生磁性,線圈內(nèi)部的磁場使軟鐵棒磁化為磁鐵,使磁性增強(qiáng);當(dāng)電流切斷時,線圈及軟鐵棒的磁性消失。(三)實驗探究:影響電磁鐵磁性強(qiáng)弱的因素鐵芯能使螺線管的磁性大大增強(qiáng),那么電磁鐵的磁性除了與是否帶鐵芯有關(guān)之外,還跟哪些因素有關(guān) 下面通過實驗進(jìn)行探究。(1)提出問題:影響電磁鐵磁性強(qiáng)弱的因素有哪些 (2)建立猜想:影響電磁鐵的磁性強(qiáng)弱的因素有電流的大小、線圈匝數(shù)的多少、螺線管的長度、導(dǎo)線的粗細(xì)....(3)設(shè)計實驗實驗方法:①控制變量法:研究電磁鐵磁性強(qiáng)弱與電流大小的關(guān)系時,控制螺線管長度、導(dǎo)線的粗細(xì)、線圈的匝數(shù)不變,通過移動滑動變阻器的滑片改變線圈中的電流大小,研究當(dāng)電流逐漸變大時,電磁鐵的磁性如何變化。研究電磁鐵的磁性強(qiáng)弱與線圈匝數(shù)的關(guān)系時,控制電路中的電流不變,接入不同匝數(shù)的電磁鐵。②轉(zhuǎn)換法:通過電磁鐵吸引大頭針的數(shù)目來體現(xiàn)電磁鐵的磁性強(qiáng)弱。(4)進(jìn)行實驗①用一根導(dǎo)線在一枚鐵釘上纏繞幾匝制作一個電磁鐵。②將制作的電磁鐵、滑動變阻器及電流表、開關(guān)電源連人電路中,如圖所示③閉合開關(guān),移動滑動變阻器的滑片,使電流表的示數(shù)增大,觀察電磁鐵吸引大頭針的數(shù)目有什么變化,將觀察到的實驗現(xiàn)象記錄在表格中。④將兩個線圈匝數(shù)不同的電磁鐵串聯(lián)在電路中,如圖所示,觀察兩個電磁鐵吸引大頭針的數(shù)目有什么不同,將觀察到的實驗現(xiàn)象記錄在表格中。⑤整理好實驗器材。⑥歸納分析:圖左所示實驗中,通過電磁鐵的電流越大,吸引大頭針的數(shù)目越多,說明電磁鐵的磁性越強(qiáng);圖右所示實驗中,線圈匝數(shù)多的B電磁鐵吸引大頭針的數(shù)目多,說明B電磁鐵比A電磁鐵的磁性強(qiáng)。(5)實驗結(jié)論:線圈匝數(shù)一定時,通過線圈的電流越大,電磁鐵的磁性越強(qiáng);在電流一定時,線圈匝數(shù)越多,電磁鐵的磁性越強(qiáng)。(四)電磁鐵的優(yōu)點(1)電磁鐵磁性的有無可由通斷電流來控制:有電流時有磁性,無電流時無磁性。(2)電磁鐵磁性的強(qiáng)弱可以通過改變電流大小和線圈匝數(shù)來控制:電流越大,磁性越強(qiáng);線圈匝數(shù)越多,磁性越強(qiáng)。(3)電磁鐵的磁場方向可通過改變電流方向來控制:電流方向改變后,磁場方向改變。例1、在如圖所示的電路中,根據(jù)小磁針靜止時的指向可知( )A.a(chǎn)端是通電螺線管的N極,c端是電源的正極B.b端是通電螺線管的N極,d端是電源的正極C.a(chǎn)端是通電螺線管的N極,c端是電源的負(fù)極D.b端是通電螺線管的N極,d端是電源的負(fù)極例2、如圖所示,在水平放置的光滑絕緣桿ab上,掛有兩個相同的金屬環(huán)M和N。當(dāng)兩環(huán)均通以圖示的相同方向的電流時,分析下列說法,說法正確的是( )A.靜止不動 B.兩環(huán)互相靠近C.兩環(huán)互相遠(yuǎn)離 D.兩環(huán)同時向左運(yùn)動例3、如圖所示,在電磁鐵的正.上方用彈簧掛一條形磁鐵。下面說法正確的是( )A.開關(guān)閉合,電磁鐵上端是N極B.開關(guān)閉合,條形磁鐵與電磁鐵相互吸引C.當(dāng)滑片P從b端向a端滑動的過程中,燈泡變暗,電磁鐵磁性減弱D.當(dāng)滑片P從b端向a端滑動的過程中,彈簧的長度會變短例4、如圖所示是奧斯特實驗的示意圖,其中 ab、cd 為金屬棒,支架其余部分為絕緣材料。a、b 接上導(dǎo)線并通電,觀察小磁針偏轉(zhuǎn)情況。(1)此實驗成功的條件之一是金屬棒呈________(選填“東西”、“南北”)方向放置。(2)將導(dǎo)線分別從 a、b 移到 c、d,電流大小、方向保持不變,小磁針的偏轉(zhuǎn)方向________(選填“改變”或“不變”)。例5、某科學(xué)興趣小組按如圖所示電路探究“影響通電螺線管磁性強(qiáng)弱的因素”,記錄數(shù)據(jù)如表。實驗次數(shù) 1 2 3電流(安) 0.8 1.8 1.5吸引大頭針數(shù)目(枚) 無鐵芯(50 匝線圈) 0 0 0有鐵芯(50 匝線圈) 3 5 8(1)通過本實驗可探究影響通電螺線管磁性強(qiáng)弱的因素有 。(2)實驗中發(fā)現(xiàn)無鐵芯的通電螺線管沒有吸引起大頭針,那么通電螺線管到底有沒有磁性呢?小組同學(xué)通過其他方法驗證了這幾次都是有磁性的。他們采用的方法可能是: 。(列舉1種)(3)小組同學(xué)提出一個新問題:通電螺線管的磁性強(qiáng)弱與線圈內(nèi)的鐵芯大小是否有關(guān)?于是進(jìn)行了如下實驗:①按電路圖接好電路,移動滑動變阻器的滑片至某一位置,插入大鐵芯,記錄被吸引的大頭針數(shù)目。②取下大鐵芯,再更換為小鐵芯,改變滑動變阻器的滑片位置,記錄被吸引的大頭針數(shù)目。③兩者進(jìn)行比較。該實驗存在明顯不足,請指出不足之處: 。1.如圖所表示的磁場與實際不相符的是( )A.同名磁極間的磁場 B.直線電流的磁場C.通電螺線管的磁場 D.蹄形磁體的磁場2.如圖所示,甲、乙均為條形磁體,中間是通電螺線管,虛線是表示磁極間磁場分布情況的磁感線。則可以判斷圖中A、B、C、D四個磁極依次是( )A.N、S、N、N B.S、N、S、S C.S、S、N、S D.N、N、S、N3.連接如圖所示電路,提供足夠數(shù)量的大頭針,只通過控制開關(guān)和調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片的位置,無法探究的是( )A.電流的有無對電磁鐵磁場有無的影響B.電流方向?qū)﹄姶盆F磁場方向的影響C.電流大小對電磁鐵磁場強(qiáng)弱的影響D.線圈匝數(shù)對電磁鐵磁場強(qiáng)弱的影響4.一條形磁鐵放在水平桌面上,處于靜止?fàn)顟B(tài),電磁鐵置于條形磁鐵附近并正對(如圖所示)。下列敘述中,正確的是( )A.閉合開關(guān)前,電磁鐵與條形磁鐵間沒有力的作用B.閉合開關(guān)后,條形磁鐵受到桌面向右的摩擦力C.閉合開關(guān)后,滑片P向a移動時,電磁鐵與條形磁鐵間的作用力減小D.閉合開關(guān)后,滑片P向b移動過程中,若條形磁鐵始終處于靜止?fàn)顟B(tài),則它受到桌面的摩擦力變大5.某小區(qū)單元的樓梯口安裝了防盜門,其門鎖原理如圖所示(圖中只畫出了其中一家住戶的控制開關(guān)S)。該門鎖的工作過程是:樓上的人閉合控制開關(guān)S,門鎖上的電磁鐵通電后吸引卡入右側(cè)門扣中的銜鐵,門可打開。關(guān)于該門鎖,下列說法中正確的是( )A.銜鐵可以選擇不易生銹的青銅制造B.閉合開關(guān)S后,電磁鐵右端為N極C.該門鎖利用電流磁效應(yīng)的原理工作D.電磁鐵周圍磁場是假想的物理模型6.在制造精密電阻時,常常采用雙線繞法。即把電阻絲從螺線管一端繞到另一端,再從另一端繞回來。如果電流方向如圖所示,那么螺線管( )A.比用單線繞法磁性強(qiáng)一倍 B.左、右兩端都沒有磁極C.左端為S極。右端為N極 D.左端為N極,右端為S極7.如圖所示,虛線框內(nèi)畫出了通電螺線管C的A端、通電螺線管D的B端以及小磁針在各位置上靜止時的指向。圖中小磁針涂黑的一端為小磁針的N極,由此可以判斷出通電螺線管D的B端是 (填“N”或“S”)極。 螺線管C下方的E點連接的是電源的 (填“正”或“負(fù)”)極。8.小明把帶鐵芯的螺線管、電源、導(dǎo)線和開關(guān)組成電路,固定在泡沫板上,讓它漂浮在水面,制作指南針,如圖所示,請根據(jù)左圖標(biāo)出該指南針的南極應(yīng)標(biāo)在泡沫板的 處(選填a、b、c、d),該指南針靜止時,南極所指的是地理的 (選填南方或北方)。9.小強(qiáng)同學(xué)受奧斯特實驗的啟發(fā),產(chǎn)生了探究通電長直導(dǎo)線周圍磁場的興趣。探究過程如下:⑴如圖所示連接好電路,放上能夠自由轉(zhuǎn)動的小磁針,調(diào)節(jié) (填“直導(dǎo)線”或“小磁針”)的位置,使小磁針靜止時與直導(dǎo)線 (填“垂直”或“平行”)。⑵閉合開關(guān)后,該電路是 (填“通路”“斷路”或“短路”)狀態(tài),這樣做的目的是增大 ,從而可增強(qiáng)電流的磁場。⑶閉合開關(guān),當(dāng)直導(dǎo)線通電時小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn);斷電后,小磁針轉(zhuǎn)回到原來指南北的方向。⑷使通電電流的方向反向后,小磁針也發(fā)生偏轉(zhuǎn),其N極所指方向與(3)時 (填“ 相同”“相反”或“不偏轉(zhuǎn)"),通過這些現(xiàn)象你能總結(jié)出什么規(guī)律:① ;② 。10.科學(xué)家猜測,A地海龜在春季是利用地磁場(圖甲)向南返回出生地。以下為相關(guān)研究。①春季A地某屏蔽磁場的實驗室,無磁場環(huán)境下海龜無固定游向,把海龜置于模擬地磁場中(用圖乙簡化示意),圖中1為磁體N極,2為磁體 極。 按科學(xué)家猜測,海龜應(yīng)向 游動(選填“左”、“右”)。②地磁場在緩慢變化,科學(xué)家每年記錄海龜出生地筑巢地點移動的方向,并追蹤地 磁場的微小移動,發(fā)現(xiàn) ,現(xiàn)象符合猜測。11.(1)將一個電磁鐵和白熾燈并聯(lián)后接入電路,如圖甲,當(dāng)閉合電鍵時,燈L1即刻點亮,隨后熄滅;當(dāng)斷開電鍵時,燈閃亮后熄滅。此現(xiàn)象說明當(dāng)閉合電鍵時,電磁鐵的磁性強(qiáng)弱在短時間內(nèi)的變化情況為 ;當(dāng)斷開電鍵時,燈閃亮說明電磁可在短時間內(nèi) (選填“充電”或“供電”)。(2)如圖乙,兩根絕緣細(xì)線吊著一根銅棒,空間存在垂直紙面的勻強(qiáng)磁場,棒中通有向右的電流時兩線上拉力大小均為F1,若棒中電流大小不變方向相反,兩線上的拉力大小均為F2,且F2>F1,則銅棒所受磁場力大小為 。(用已給字母表示)(3)如圖丙是“懸空的磁環(huán)”示意圖,假設(shè)甲、乙、丙三個磁環(huán)相同,質(zhì)量均為m,中間塑料管是光滑的。若甲的上端為S極,則乙的上端為 極;當(dāng)磁環(huán)都處于靜止?fàn)顟B(tài)時,甲對乙的作用力為F1和丙對乙的作用力為F2,則F1 F2。(選填“<”“=”“>”)。(4)兩根非常靠近且相互垂直的長直導(dǎo)線分別通以相同強(qiáng)度的電流,方向如圖丁所示,那么兩電流所產(chǎn)生的磁場垂直導(dǎo)線平面向外且最強(qiáng)的在填哪個區(qū)域為 (填“1”或“2”或“3”或“4”)1.如圖是小李探究電磁鐵磁性強(qiáng)弱與什么因素有關(guān)實驗裝置。下列措施中能使電磁鐵磁性增強(qiáng)的是( )A.滑片P向右移動,其他條件不變 B.滑片P向左移動,其他條件不變C.開關(guān)S由1扳到2,其他條件不變 D.電源的正負(fù)極對調(diào),其他條件不變2.如圖所示,盛水的燒杯放在電磁鐵上方,當(dāng)電磁鐵的開關(guān)斷開時,空心小鐵球自由地浮在水面上,小磁針指向如圖所示,以下說法正確的是( )A.開關(guān)閉合時,小磁針N極向上偏轉(zhuǎn),S極向下偏轉(zhuǎn)B.開關(guān)閉合后,滑動變阻器的滑片向下移動時,電磁鐵磁性減弱C.當(dāng)電路中電流減小時,空心小鐵球所受的浮力減小D.無論開關(guān)斷開還是閉合,浮在水面上的空心小鐵球所受的浮力不變3.如圖所示,彈簧測力計下掛一條形磁鐵,條形磁鐵下面放置一通電螺線管,當(dāng)條形磁鐵從從左向右水平拉過時,在圖象中彈簧測力示數(shù)變化情況正確的是( )A. B. C. D.4.如圖所示為一臺非鐵性物質(zhì)制成的天平。天平左盤中的 A 是一鐵塊,B 是電磁鐵。未通電時天平平衡,給 B 通以圖示方向的電流(a 端接電源正極,b 端接電源負(fù)極),調(diào)節(jié)線圈中電流的大小,使電磁鐵對鐵塊 A 的吸引力大于鐵塊受到的重力,鐵塊 A 被吸起。當(dāng)鐵塊 A 向上加速運(yùn)動的過程中,下列判斷正確的是( )A.電磁鐵B的上端為S極,天平仍保持平衡B.電磁鐵B的上端為S極,天平右盤下降C.電磁鐵B的下端為N極,天平左盤下降D.電磁鐵B的下端為N極,無法判斷天平的平衡狀態(tài)5.如圖,當(dāng)通電后敲擊塑料板,觀察到鐵粉分布情況是(圖中“ ”為導(dǎo)線穿過塑料板的位置)( )A.B.C.D.6.近年來磁懸浮盆栽備受人們關(guān)注,如圖是一盆磁懸浮盆栽,盆栽底部有磁體,底座內(nèi)裝有電磁鐵,盆栽能在空中自由懸浮并轉(zhuǎn)動,給該盆栽澆水前后( )A.盆栽受到的磁力不變B.盆栽受到的重力與空氣對盆栽的浮力是一對平衡力C.要使盆栽與底座之間距離不變,可改變電磁鐵線圈內(nèi)的電流方向D.要使盆栽與底座之間距離不變,可適當(dāng)增大電磁鐵線圈內(nèi)的電流7.如圖所示,彈簧下吊一塊軟鐵,下端有一個帶鐵芯的螺線管,R是滑動變阻器,如果將滑片P向右端移動或者抽出鐵芯,彈簧長度的變化應(yīng)分別是( )A.伸長、伸長 B.縮短、縮短 C.伸長、縮短 D.縮短、伸長8.如圖所示,小李利用電磁鐵設(shè)計了一種微機(jī)室防盜報警器。在微機(jī)室房門處安裝開關(guān)S,電鈴安在傳達(dá)室。當(dāng)房門被推開時,開關(guān)S閉合,電流通過電磁鐵,電磁鐵 (填“有”或“無”)磁性,并且B端為 極,跟金屬彈簧片相互 ,電鈴電路 ,電鈴報警。9.在“探究通電螺線管外部的磁場分布”的實驗中,善于思考的小明同學(xué)用自己的方法總結(jié)出了通電螺線管的極性與電流方向之間的關(guān)系,如圖所示:如果電流沿著我右手臂彎曲所指的方向,那么我的前方即為通電螺線管的 (填“N”或“S")極。實驗結(jié)論是通電螺線管外部的磁場和條形磁體的磁場相似,請寫出一條增強(qiáng)通電螺線管磁性的方法: 。10.釀酒坊里的發(fā)酵罐配有笨重的密封裝置,為了方便操作,小明設(shè)計了用一個杠桿和電磁鐵組合系統(tǒng)來升降密封罩,如圖所示,電磁鐵的工作原理是 ;裝置通電后,電磁鐵上端為 (填“N”或“S")極。11.為探究電磁鐵的磁性與哪些因素有關(guān),小麗同學(xué)做出以下猜想:猜想A:通過電磁鐵的電流越大,它的磁性越強(qiáng);猜想B:外形相同的電磁鐵,線圈的匝數(shù)越多,它的磁性越強(qiáng)。為了檢驗上述猜想是否正確,小麗所在實驗小組通過交流合作設(shè)計了以下實驗方案:用漆包線(表面涂有絕緣漆的導(dǎo)線)在大鐵釘上繞若干圈,制成簡單的電磁鐵,如圖所示的三種情況,根據(jù)小麗的猜想和實驗,完成下列問題。(1)通過觀察 的不同,來判斷磁性強(qiáng)弱。(2)通過比較圖 兩種情況,可以驗證猜想A是正確的。(3)通過比較圖C甲、乙兩電磁鐵,發(fā)現(xiàn)猜想B不全面,應(yīng)補(bǔ)充 。(4)通過比較圖C中甲、乙兩電磁鐵,得到的結(jié)論是 。(5)檢查電路連接完好,小麗閉合開關(guān)后發(fā)現(xiàn)甲、乙兩個鐵釘都不能吸引大頭針,她下一步的操作是 (填字母)。A.重新繞制電磁鐵 B.更換電源C.拆除滑動變阻器 D.移動滑動變阻器滑片答案及解析例1、A【解析】根據(jù)小磁針的指向確定通電螺線管的極性,根據(jù)安培定則判斷電源的正負(fù)極。在螺線管內(nèi)部,磁感線從S指向N極。根據(jù)圖片可知,小磁針在磁鐵內(nèi)部,此時小磁針的N極指向a端,即磁感線從b指向a,那么a為螺線管的N極,b為螺線管的S極。右手握住螺線管,大拇指指向a端,此時彎曲的四指指尖向上,則線圈上電流方向向上,即電流從c端流出,d端流入,那么c端為電源的正極,d端為電源的負(fù)極。例2、B【解析】根據(jù)安培定則分別判斷兩個金屬環(huán)產(chǎn)生磁場的極性,然后根據(jù)磁極之間的相互作用規(guī)律分析它們之間的關(guān)系。金屬環(huán)M;線圈上電流方向向上;右手握住螺線管,彎曲的四指指尖向上,此時大拇指指向左端,那么左端為N極,右端為S極;金屬環(huán)N:同理,左端為N極,右端為S極。根據(jù)“同名磁極相互吸引”可知,M、N相互吸引。例3、C【解析】A.開關(guān)閉合時,線圈上電流方向向左。右手握住螺線管,彎曲的四指朝左,此時大拇指指向下端,則電磁鐵的下端為N極,上端為S極,故A錯誤;B.根據(jù)“異名磁極相互排斥”可知,條形磁體與電磁鐵相互排斥,故B錯誤;C.當(dāng)滑片P從b端向a端滑動的過程中,變阻器的阻值變大,則總電阻變大,而總電流變小,因此燈泡變暗,電磁鐵磁場減弱,故C正確;D.當(dāng)滑片P從b端向a端滑動過程中,電磁鐵磁場減弱,則條形磁鐵受到向上排斥力減小。根據(jù)F=G-F排斥可知,彈簧受到的拉力增大,則長度變大,故D錯誤。例4、(1)南北(2)改變【解析】(1)正常狀態(tài)下,小磁針朝向南北方向;如果金屬棒的方向與小磁針的方向平行,那么通電后小磁針受到的磁力最大,它的偏轉(zhuǎn)最明顯;(2)根據(jù)右手螺旋定則分別判斷導(dǎo)線在不同位置時,小磁針的指向,然后進(jìn)行比較。【解答】(1)當(dāng)金屬棒呈南北方向放置時,小磁針受到的磁力最大,偏轉(zhuǎn)最明顯,因此此實驗成功的條件之一是金屬棒呈南北方向放置;(2)用右手握住導(dǎo)線,大拇指的方向與電流方向一致,那么彎曲的四指的指向就是周圍磁場的方向;當(dāng)電流從ab導(dǎo)線經(jīng)過時,在小磁針的位置磁場是垂直紙面向里的;當(dāng)電流從cd導(dǎo)線經(jīng)過時,在小磁針的位置磁場方向是垂直紙面向外的;因為小磁針N極的指向與磁場方向相同,所以它的偏轉(zhuǎn)方向改變。例5、(1)電流大小,有無鐵芯(2)把小磁針放到螺線管的下端,斷電時,小磁針一端指南一端指北,閉合開關(guān),如果小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn),說明有磁性(3)改變滑動變阻器的滑片位置【解析】(1)根據(jù)表格數(shù)據(jù),分析影響通電螺線管磁性強(qiáng)弱的可能因素;(2)沒有吸引大頭針,可能是螺線管產(chǎn)生的磁場太弱,可以借助阻力非常小的小磁針進(jìn)行驗證。只需比較通斷電時小磁針指向是否改變即可。(3)探究通電螺線管的磁場強(qiáng)弱與鐵芯大小的關(guān)系時,必須控制通過電路的電流大小相同。實驗中,改變了滑動變阻器的滑片位置,從而改變了電阻,導(dǎo)致電流發(fā)生改變,據(jù)此分析解答。【解答】(1)根據(jù)表格可知,變化的因素有兩個:電流大小和有無鐵芯,因此:通過本實驗可探究影響通電螺線管磁性強(qiáng)弱的因素有:電流大小和有無鐵芯。(2)小組同學(xué)通過其他方法驗證了這幾次都是有磁性的。他們采用的方法可能是:把小磁針放到螺線管的下端,斷電時,小磁針一端指南一端指北,閉合開關(guān),如果小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn),說明有磁性。(3)該實驗存在明顯不足,請指出不足之處:改變滑動變阻器的滑片位置。1.C【解析】A.同名磁極相互排斥,它們之間的磁場成頂牛之勢,且磁感線都從N極出來,回到S極,故A正確不合題意;B.右手握住直導(dǎo)線,大拇指指向電流方向,彎曲的四指指尖朝向的方向就是磁場的環(huán)繞方向,故B正確不合題意;C.線圈上電流方向向左。右手握住螺線管,彎曲的四指指尖向左,此時大拇指朝下,則螺線管的下端為N極,上端為S極。而磁感線應(yīng)該從下端出來,回到上端,故C錯誤符合題意;D.蹄形磁鐵的上端為N極,下端為S極,則磁感線應(yīng)該從上端出來,回到下端,故D正確不合題意。2.D【解析】根據(jù)安培定則確定B、C的極性,再根據(jù)磁感線形狀確定A與B,C與D為同極還是異極,最后根據(jù)磁極之間的相互作用規(guī)律分析即可。根據(jù)圖片可知,線圈上電流方向向上。右手握住螺線管,彎曲的四指指尖向上,此時大拇指指向左端,則B為N極,C為S極。A、B之間磁感線呈頂牛之勢,則二者為同極,那么A為N極。C、D之間磁感線相連,則二者為異極,那么D為N極。故D正確,而A、B、C錯誤。3.B【解析】分析各個選項中實驗所需的實驗器材,需要的實驗電路,然后與圖片進(jìn)行比較即可。A.斷開開關(guān),無電流;閉合開關(guān),有電流,通過能夠吸引大頭針判斷是否有磁場,則可以探究電流的有無對電磁鐵的磁場的影響,故A不合題意;B.探究電流方向?qū)﹄姶盆F磁場方向的影響時,需要改變電路中的電流方向,而這個電路無法實現(xiàn),故B符合題意;C.探究電流大小對磁場強(qiáng)弱的影響時,需要控制線圈匝數(shù)相同而改變電流,只需觀察同一個電磁鐵,然后調(diào)節(jié)變阻器的阻值即可,故C不合題意;D.探究線圈匝數(shù)對電磁鐵磁場強(qiáng)弱的影響時,需要控制電流相同而改變線圈匝數(shù),題目中兩個電磁鐵線圈匝數(shù)不同,二者串聯(lián)即通過電流相等,故D不合題意。4.B【解析】(1)根據(jù)磁體的性質(zhì)判斷;(2)首先根據(jù)安培定則判斷電磁鐵的磁極方向,然后根據(jù)磁極之間的相互作用規(guī)律分析條形磁體受到磁力的方向,最后根據(jù)二力平衡的知識判斷受到摩擦力的方向。(3)首先分析電阻變化,再確定電流變化,接下來分析電磁鐵磁場強(qiáng)度變化,最終確定條形磁體受到磁力的變化。(4)分析電流變化,確定電磁鐵磁場強(qiáng)度變化,進(jìn)而判斷條形磁鐵受到磁力的變化,最后根據(jù)二力平衡確定它受到摩擦力的變化。【解答】A.閉合開關(guān)前,電磁鐵沒有磁性,但是條形磁體有磁性,二者也會先后吸引,故A錯誤;B.閉合開關(guān)后,根據(jù)安培定則可知,電磁鐵的左端為N極,右端為S極。根據(jù)“異名磁極相互吸引”可知,條形磁體受到水平向左的吸引力。由于條形磁體處于靜止?fàn)顟B(tài),所以它受到的摩擦力與吸引力相互平衡,即二者大小相等,方向相反。因為吸引力水平向左,所以摩擦力水平向右,故B正確;C.閉合開關(guān)后,滑片P向a移動時,變阻器的阻值減小,通過電磁鐵的電流變大,電磁鐵磁場變強(qiáng),而它與條形磁體之間的作用力增大,故C錯誤;D.閉合開關(guān)后,滑片P向b移動過程中,變阻器阻值變大,通過電磁鐵的電流變小,則電磁鐵磁場變?nèi)酰瑒t條形磁體受到的磁力變?nèi)酢l形磁鐵始終處于靜止?fàn)顟B(tài),則它受到的摩擦力與磁力相等,因此摩擦力也變小,故D錯誤。5.C【解析】A.鐵磁性物質(zhì)為鐵、鈷、鎳,而青銅不能被吸引,故A錯誤;B.線圈上電流方向向上;右手握住螺線管,彎曲的四指指尖向上,此時大拇指指向左端,則左端為電磁鐵的N極,故B錯誤;C.該門鎖的主要結(jié)構(gòu)為電磁鐵,利用電流的磁效應(yīng),故C正確;D.電磁鐵周圍的磁場是客觀存下的,故D錯誤。6.B【解析】根據(jù)圖片可知,當(dāng)導(dǎo)線從左向右繞時,與導(dǎo)線從右向左繞時,導(dǎo)線上的電流方向相反。根據(jù)安培定則可知,兩個線圈產(chǎn)生的磁場方向相反,大小相等,因此相互抵消,即左右兩端都沒有磁極,故B正確,而A、C、D錯誤。7.N;正【解析】(1)根據(jù)磁極之間的相互作用判斷通電螺線管的極性;(2)根據(jù)安培定則判斷E點連接的電源極性。【解答】(1)根據(jù)圖片可知,在D端左邊,小磁針的右端為S極。根據(jù)“異名磁極相互吸引”可知,通電螺線管的D端為N極;(2)根據(jù)圖片可知,在C端左邊,小磁針的左端為N極。根據(jù)“異名磁極相互吸引”可知,通電螺線管的C端為S極,則左端為N極。右手握住螺線管,大拇指指向左端,此時彎曲的四指指尖向上,則線圈上電流方向向上。根據(jù)圖片可知,E點的電流從左到右,因此E點連接電源的正極。8.d;南方【解析】(1)根據(jù)安培定則判斷通電螺線管的極性;(2)當(dāng)小磁針靜止下來時,指南的一端為S極,指北的一端為N極。【解答】(1)根據(jù)左圖可知,線圈上電流方向向上;右手握住螺線管,彎曲的四指指尖向上,此時大拇指指向左端,則螺線管的左端b為N極,右端D為S極;(2)該指南針靜止時,南極所指的是地理的南方。9.直導(dǎo)線;平行;短路;電流;相反;通電導(dǎo)線周圍存在磁場;電流的磁場方向與電流方向有關(guān)【解析】(1)在奧斯特實驗中,只有導(dǎo)線的方向與小磁針的指向平行時,小磁針受到磁力才是最大的,它的偏轉(zhuǎn)才最明顯。(2)閉合開關(guān)后,如果電路中沒有用電器,電流直接從正極流回負(fù)極,那么這就是短路。短路時,通過電路的電流很大,容易燒毀電源,發(fā)生火災(zāi)。(4)根據(jù)實驗現(xiàn)象解答。①通電時,小磁針的指向發(fā)生偏轉(zhuǎn),說明它受到磁力的作用,即通電導(dǎo)體周圍存在磁場;②當(dāng)電流方向改變后,小磁針的指向發(fā)生偏轉(zhuǎn),說明電流產(chǎn)生的磁場方向發(fā)生改變,那么得到電流的磁場方向和電流方向有關(guān)的結(jié)論,據(jù)此分析解答。【解答】(1)如圖所示連接好電路,放上能夠自由轉(zhuǎn)動的小磁針,調(diào)節(jié)直導(dǎo)線的位置,使小磁針靜止時與直導(dǎo)線平行。(2)閉合開關(guān)后,該電路是短路狀態(tài),這樣做的目的是增大電流,從而可增強(qiáng)電流的磁場。(4)使通電電流的方向反向后,小磁針也發(fā)生偏轉(zhuǎn),其N極所指方向與(3)時相反,通過這些現(xiàn)象得到:① 通電導(dǎo)線周圍存在磁場;②電流的磁場方向與電流方向有關(guān)。10.S;左;海龜筑巢地點的移動方向與地磁場的微小移動方向一致【解析】①根據(jù)安培定則判斷磁體的磁極;根據(jù)“同名磁極相互排斥,異名磁極相互吸引”分析;②海龜通過感知地磁場的方向確定自己的運(yùn)動方向,且二者基本保持一致。【解答】①根據(jù)乙中②圖可知,線圈上電流方向向下;右手握住螺線管,彎曲的四指指尖向下,此時大拇指指向右端,則右端為N極,而左端2為S極。根據(jù)“異名磁極相互吸引”可知,海龜應(yīng)向左游動。②地磁場在緩慢變化,科學(xué)家每年記錄海龜出生地筑巢地點移動的方向,并追蹤地磁場的微小移動,發(fā)現(xiàn)海龜筑巢地點的移動方向與地磁場的微小移動方向一致,現(xiàn)象符合猜測。11.(1)變強(qiáng);供電 (2)F2-F1 (3)N;< (4)1【解析】(1)電磁鐵的磁場強(qiáng)弱與電流大小有關(guān),即電流越大,它的磁場越強(qiáng)。燈泡發(fā)光的條件:①有電源;②有通路,根據(jù)電源的作用解答。(2)通電導(dǎo)體在磁場中受力的方向與電流方向有關(guān),根據(jù)二力平衡條件列式計算出即可;(3)根據(jù)磁極之間的相互作用分析乙的磁極狀況。分別以甲,甲和乙為受力對象,根據(jù)二力平衡的知識比較兩個作用力的大小。(4)用右手握住直導(dǎo)線,大拇指指向電流方向,那么彎曲的四指指尖所指的方向就是磁場的環(huán)繞方向,據(jù)此分析導(dǎo)線周圍的磁場,哪個位置二者方向一致,那么它們重疊相加,磁場最強(qiáng)。【解答】(1)當(dāng)閉合電鍵時,通過電磁鐵的電流變大,則電磁鐵的磁性強(qiáng)弱在短時間內(nèi)的變化情況為變強(qiáng);當(dāng)斷開電鍵時,燈閃亮說明有電流經(jīng)過燈泡,那么電磁鐵相當(dāng)于電源,即電磁可在短時間內(nèi)供電。(2)當(dāng)電流向右時,銅棒受到向上的磁力,此時拉力2F1=G-F ①;當(dāng)電流向左時,銅棒受到向下的磁力,此時拉力2F2=G+F ②;②-①得到:F2-F1=F;則銅棒受到的磁場力為:F=F2-F1.(3)①若甲的上端為S極,則甲的下端為N極,根據(jù)“同名磁極相互排斥”可知,則乙的上端為N極;②甲保持靜止?fàn)顟B(tài),那么乙對甲的作用力等于G甲。因為甲對乙的作用力和乙對甲的作用力相等,因此甲對乙的作用力為F1=G甲。將乙和甲看作一個整體,它們處于平衡狀態(tài),那么丙對乙的作用力等于甲和乙的總重力,即F2=G甲+G乙。比較可知,F(xiàn)1(4)根據(jù)丁圖可知,豎立導(dǎo)線的磁場方向:右手握住這根導(dǎo)線,大拇指指向下端,在位置1處彎曲的四指指尖向外,即1處磁場方向向外;水平導(dǎo)線的磁場方向:右手握住這根導(dǎo)線,大拇指指向右端,在位置1處彎曲的四指指尖向外,即1處磁場方向向外。則位置1處磁場方向相同,此處磁場最強(qiáng)。1.B【解析】要增強(qiáng)電磁鐵的磁場強(qiáng)弱,要么增大通過電磁鐵的電流,要么增大電磁鐵的線圈匝數(shù)。根據(jù)圖片可知,當(dāng)其它條件不變時,變阻器的滑片向左移動,電阻變小,電流變大,則磁場變強(qiáng),故A錯誤,B正確;當(dāng)變阻器的滑片位置不動時,即電流相等時,將開關(guān)從2扳到1時,線圈匝數(shù)增大,則磁場變強(qiáng),故C錯誤;電源的正負(fù)極對調(diào),只會改變通過電磁鐵的電流方向,從而改變磁場方向,而不能改變磁場強(qiáng)弱,故D錯誤。2.C【解析】(1)根據(jù)安培定則判斷電磁鐵的磁極方向,根據(jù)磁極之間的相互作用規(guī)律判斷小磁針的指向;(2)電磁鐵的磁場強(qiáng)弱與電流大小有關(guān),即電流越大,磁場越強(qiáng);(3)(4)對鐵球進(jìn)行受力分析,根據(jù)二力平衡的知識判斷浮力的變化。【解答】A.開關(guān)閉合時,線圈上的電流向右。右手握住螺線管,彎曲的四指指向右邊,此時大拇指指向上端,則上端為電磁鐵的N極,下端為S極。根據(jù)“同名磁極相互排斥,異名磁極相互吸引”可知,小磁針的S極向上偏轉(zhuǎn),故A錯誤;B.開關(guān)閉合后,滑動變阻器的滑片向下移動時,它的阻值減小,而通過它的電流增大,則電磁鐵磁性變強(qiáng),故B錯誤;D.當(dāng)開關(guān)斷開時,小球只受重力和浮力,根據(jù)漂浮條件可知,此時浮力等于重力。當(dāng)閉合開關(guān)后,電磁鐵對小球產(chǎn)生向下的吸引力,此時F浮力=G+F吸引,則小球受到的浮力增大,故D錯誤;C.當(dāng)閉合開關(guān)后,電磁鐵對小球產(chǎn)生向下的吸引力,此時F浮力=G+F吸引。當(dāng)電流減小時,電磁鐵的磁場變?nèi)酰∏蚴艿降奈p小,則小球受到的浮力減小,故C正確。3.A【解析】首先根據(jù)安培定則判斷電磁鐵的極性,然后根據(jù)磁極之間的相互作用分析條形磁鐵受到磁力的方向,并根據(jù)二力平衡的知識分析測力計的示數(shù)變化。【解答】①電磁鐵線圈上電流方向向上;右手握住螺線管,彎曲的四指指尖向上,此時大拇指指向左端,則電磁鐵的左端為N極,右端為S極。②當(dāng)條形磁鐵從左端到中間時,受到向上的排斥力,此時測力計的示數(shù)F=G-F排斥。由于電磁鐵的磁場逐漸減弱,所以排斥力逐漸減小,則測力計的示數(shù)逐漸增大;③當(dāng)條形磁鐵從中間到右端時,受到向下的吸引力,此時測力計的示數(shù)F=G+F吸引。由于電磁鐵的磁場逐漸增強(qiáng),所以吸引力逐漸增大,則測力計的示數(shù)逐漸增大。故A正確,而B、C、D錯誤。4.C【解析】 ①根據(jù)安培定則判斷電磁體的磁極方向。②從圖中可以看出,電磁鐵與鐵塊A都在天平的左盤中,天平是否平衡取決于它們整體對天平左盤的壓力是否改變。通過對鐵塊 A的運(yùn)動狀態(tài)的分析,結(jié)合超重現(xiàn)象的產(chǎn)生,可判斷AB整體對于天平左盤壓力的變化。【解答】 ①根據(jù)圖片可知,線圈上電流方向向左。右手握住螺線管,彎曲的四指指尖向左,此時大拇指指向下端,則電磁體的下端為N極,上端為S極;②電磁鐵通電后,鐵塊A被吸起,鐵塊A向上加速運(yùn)動的過程中,所以鐵塊受到的向上的電磁力F必然大于鐵塊的重力G;當(dāng)鐵塊離開盤而又還未到達(dá)電磁鐵的過程中,雖然鐵塊對盤的壓力沒有了,但力的作用是相互的,鐵塊對電磁鐵有向下的吸引力(且吸引力大于鐵塊的重力G),所以,通過左盤電磁鐵支架向下壓左盤的力增大,故左盤將下降。5.D【解析】可以想象成右手握住導(dǎo)線,讓仲直的拇指所指的方 向跟電流的方 向一致,彎曲的四指所指的 方向就是磁感線的環(huán)繞方向,因此那些鐵粉類似于圍繞著圖中“ ”,D符合題意。6.D【解析】當(dāng)盆栽在空中懸浮時,它受到的重力與磁力相互平衡,即二者相等。盆栽中澆水后,重力增大,則它受到的磁力增大,故A錯誤;當(dāng)盆栽不受磁力時,它靜止在桌面上,此時它受到的浮力小于重力。當(dāng)它懸空時,排開空氣的體積不變,則它受到的浮力不變,此時浮力仍然小于重力,肯定不是平衡力,故B錯誤;要使盆栽與底座之間的距離不變,就必須增大底座的磁場,即增大電磁鐵線圈內(nèi)的電流大小,故C錯誤,D正確。7.C【解析】首先分析電磁鐵磁場強(qiáng)度的變化,然后確定鐵塊受到磁力的大小變化,最后根據(jù)F=G+F吸引確定彈簧受到拉力的變化,最后確定彈簧長度的變化。【解答】根據(jù)圖片可知,如果將滑片P向右移動,那么變阻器的阻值減小,而通過電磁鐵的電流增大,則電磁鐵的磁場增強(qiáng),鐵塊受到的吸引力增大。根據(jù)F=G+F吸引可知,彈簧受到的拉力增大,則長度變大。如果抽出鐵芯,那么電磁鐵的磁場變?nèi)酰F塊受到的吸引力減小。根據(jù)F=G+F吸引可知,彈簧受到的拉力減小,則長度變小。故C正確,而A、B、D錯誤。8.有;N;吸引;接通【解析】電磁鐵通電時有磁性,斷電時無磁性,根據(jù)安培定則判斷電磁鐵的極性,結(jié)合圖片分析防盜報警器的工作過程。(1)當(dāng)房門被推開時,開關(guān)S閉合,電流通過電磁鐵,電磁鐵有磁性,跟金屬彈簧片相互吸引,電鈴電路接通,電鈴報警。(2)根據(jù)圖片可知,電磁鐵線圈上電流方向向下。右手握住螺線管,彎曲的四指指尖向下,此時大拇指指向右端,為B端為電磁鐵的N極。9.N;增大通電螺線管中的電流(或增加通電螺線管線圈的匝數(shù)、插入鐵芯)【解析】根據(jù)安培定則判斷電磁鐵的磁極方向。根據(jù)影響通電螺線管磁場強(qiáng)弱的因素分析解答。(1)根據(jù)圖片可知,線圈上電流方向向下,用右手握住螺線管,彎曲的四指指尖向下,此時大拇指指向右端,即我的前面為螺線管的N極;(2)增強(qiáng)通電螺線管磁性的方法:增大通電螺線管中的電流(或增加通電螺線管線圈的匝數(shù)、插入鐵芯)。10.電流的磁效應(yīng);N【解析】(1)根據(jù)電磁鐵的工作原理解答;(2)根據(jù)安培定則判斷電磁鐵的極性。【解答】(1)電磁鐵的工作原理為電流的磁效應(yīng)。(2)線圈上電流方向向右。右手握住螺線管,彎曲的四指指尖向右,此時大拇指指向上端,則電磁鐵的上端為N極。11.(1)電磁鐵吸引大頭針數(shù)目多少(2)A、B(3)電流相同(4)在電流相同時,線圈的匝數(shù)越多,電磁鐵的磁性越強(qiáng)(5)D【解析】電磁鐵會吸引大頭針,它的磁場越強(qiáng),吸引大頭針的數(shù)量越多。(1)根據(jù)控制變量法的要求選擇對照實驗;(2)圖C中,兩個電磁鐵的線圈匝數(shù)不同,二者串聯(lián),則通過它們的電流相等,此時線圈匝數(shù)多的吸引的大頭針數(shù)量多,則可以得到電磁鐵的磁場強(qiáng)弱與線圈匝數(shù)的關(guān)系;(3)根據(jù)(2)中的分析得到結(jié)論;(4)電磁鐵的磁場強(qiáng)弱與電流大小和線圈匝數(shù)有關(guān),據(jù)此分析判斷。【解答】通過觀察電磁鐵吸引大頭針數(shù)目多少的不同,來判斷磁性強(qiáng)弱。(1)驗證猜想A,即探究電磁鐵的磁場強(qiáng)弱與電流大小的關(guān)系時,必須控制線圈匝數(shù)相同,而改變通過電流的大小,故選AB。(2)通過比較圖C甲、乙兩電磁鐵,發(fā)現(xiàn)猜想B不全面,應(yīng)補(bǔ)充電流相同。(3)通過比較圖C中甲、乙兩電磁鐵,得到的結(jié)論是:在電流相同時,線圈的匝數(shù)越多,電磁鐵的磁性越強(qiáng)。(4)檢查電路連接完好,小麗閉合開關(guān)后發(fā)現(xiàn)甲、乙兩個鐵釘都不能吸引大頭針,應(yīng)該是電磁鐵的磁場太弱,此時需要想辦法增大它們的磁場強(qiáng)度。在兩個線圈不變的情況下,移動變阻器的滑片,使通過電磁鐵的電流變大,則它們的磁場同時增大,就可能吸引起一定數(shù)量的大頭針,故D正確,而A、B、C錯誤。浙教版寒假“快人一步”八(下)科學(xué)講義(二)電生磁 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