資源簡介

初中物理磁學綜合 學案 （含答案）
學習目標：了解并掌握初中物理磁體、電流周圍的磁場及電動機原理；電磁感應現象及發電機原理。
一、磁體周圍存在磁場
1、磁場是一種看不見、摸不著的物質；但是磁感線是為了描述磁場而假想的封閉的曲線，它是不存在。
2、磁場方向：處于磁場中的小磁針N極指向的方向為磁場方向（磁體的N極指向S極）。
3、磁場的強弱：磁感應線密的地方磁場強；磁感應線疏的地方磁場弱（鐵屑多少表示磁場強弱方法即轉換法）。
4、地球周圍存在磁場：地球就是一個很大的磁體。地球南極附近是磁體的N極；地球北極附近是磁體的S極
二、電流周圍存在磁場（磁場強弱與電流強弱有關；磁場方向與電流方向有關）
1、直線電流（通電直導線）周圍磁場（丹麥奧斯特實驗）
判斷方法：安培定則是表示電流和電流激發磁場之間關系的定則，又稱右手螺旋定則
通電直導線中的安培定則（安培定則一）：用右手握住通電直導線，讓大拇指指向電流的方向，
那么四指的指向就是磁感線的環繞方向；
2、環形電流（通電螺線管）周圍磁場
判斷方法通電螺線管中的安培定則（安培定則二）：用右手握住通電螺線管，讓四指指向電流的方向，
那么大拇指所指的那一端是通電螺線管的N極。
3、帶電粒子的運動產生磁場：
（1）直線運動：帶電粒子直線運動形成直線電流，直線電流產生磁場： 如圖1、如圖2.
（2）圓周運動：帶電粒子圓周運動形成環形電流，環形電流產生磁場： 如圖3.
圖1 圖2 圖3
4、應用：電磁鐵與電磁繼電器
（1）、改變電磁鐵磁場強度方法：ⅰ 改變通過線圈電流大小；ⅱ 改變線圈匝數； ⅲ 鐵芯。
（2）、電磁繼電器是利用 電磁鐵 來控制工作電路通、斷的 自動開關 。
三、電動機
1、磁場對 電流有力 的作用，其作用的力的方向與 磁場方向 、 電流方向 有關；（磁+電=生力）
其大小與 磁場強度B 、 導體長度L 、 電流強度I 有關。
2、左手定則（電動機定則）：是判斷通電導線在磁場中的受力方向的法則，說的是磁場對電流的作用力，或者是磁場對運動電荷的作用力。
3、左手定則內容：將左手放入磁場中，使四個手指的方向與導線中的電流方向一致，
那么大拇指所指的方向就是受力方向（如圖1）。
圖1圖2
4、電動機（如圖2）
電動機機是指將 電能 轉換成 機械能 的機械設備，工作原理都基于 磁場對通電導體有力的作用
四、磁感應現象與發電機
1、電磁感應現象： 閉合電路 的部分導體在磁場中作切割磁感線運動時產生電流的現象。如：動圈式話筒
（1）感應電流方向與 磁場方向 、 導體切割磁感線運動方向 有關。（磁+力=生電）
（2）感應電流的強弱與 磁場強度B 、 導線切割磁感線速度v 、 導線長度L 有關。
2、右手定則（發電機定則）：是判斷磁場中做切割磁感應線運動的導體產生感應電流的方向與磁場方向、導體運動方向的關系。
3、右手定則內容：將右手放入磁場中，讓磁感線從手心進入，并使拇指指向導線運動方向，
這時四指所指的方向就是感應電流的方向。
4、發電機
發電機是指將其他形式的能源轉換成 電能 的機械設備，工作原理都基于 電磁感應
【習題精選】（“紅色”標志為答案）
一、選擇題
請標出通電螺線管兩端的極性，并畫出圖中放置的小磁針北極在螺線管通電時的旋轉方向（黑色部分表示小磁針的N極）
（右旋）
第 1 題 第 2 題 第 3 題
2、如圖所示電路，開關S接到a后，小磁針靜止時，A端是 N 極．將開關S由a換到b，調節變阻器的滑片P，保持電流表的示數不變，電磁鐵的磁性 （選填“增強”、“減弱”或“不變”）．
3、通電螺線管的附近放置了一枚小磁針，小磁針靜止時的位置如圖所示，則圖中小磁針的a端應為 極
（選填“N”或“S”）
4、如圖所示裝置中，當開關S閉合后，會看到金屬桿AB在磁場中運動，這一現象說明通電導體在磁場中受到
力 的作用
第 4 題 第 5 題 第 6 題
5、如圖所示，通電螺線管的 端為N極（選填“A”或“B”）
6、如圖所示通電螺線管的左端為N極右端為S極，則電源的a端為 極（選填“正”或“負”）。通電螺線管上方的小磁針靜止時的指向如圖所示，則小磁針的左端為 極
（選填“N”或“S”）； 通電螺線管周圍的磁場分布情況與 條形磁鐵 相似。
7、如圖是電學中很重要的兩個實驗，其中甲圖裝置是研究 磁場對電流有力作用 的規律；乙圖裝置是研究 電磁感應 的規律。其中學校多媒體教室里的大屏幕能控制升或降，用到機器利用 甲 圖中的原理，它控制升或降實際上是通過改變 電流 來實現的。
第 7 題 第 8 題 第 9 題
8、在探究產生感應電流條件時，小明采用了如圖所示的實驗裝置。閉合開關后，小明左右移動金屬棒AB，發現靈敏電流計的指針偏轉角度較小，即產生的感應電流較小。請你寫出增大感應電流的方法： 增大磁體的磁性強度或增大導體做切割磁感應線的運動速度 （寫出一種即可）
9、如圖所示，這是物理實驗室中常用的電流表的內部結構圖，它是由多匝金屬線圈懸置在磁體的兩極之間圈與一根指針相連接。當線圈中有電流通過時，線圈就會帶動指針一起轉動，其中線圈的轉動是由于 磁場對通電導體有力的作用 的緣故。
如圖所示，通電線圈處于異名磁極之間，若CD邊受力F1的方向指向紙外，則AB邊所受力F2方向
指 （選填“紙外”或“紙內”）
第10 題 第 11 題
11、在原子內部，核外電子繞原子核運動會形成環形電流，環形電流產生的磁場使原子的兩側相當于兩個磁極，
如圖，若紙面外表示N極，請在圖中標出電子繞原子核運動的方向。
二、填空題
12、學校的多媒體教室里的大屏幕能通過開關控制升降的，下圖的實驗與它的原理一樣的是（ ）
A B C D
13、如圖所示四個實驗現象中，揭示了發電機工作原理的是（ ）
A B C D
14、如圖所示，下列說法中正確的是（ ）
A 當開關S閉合后螺線管下端是N極； B、當開關S閉合時，小磁針將逆時針轉動，靜止后S極向上
C、當開關S閉合時，小磁針將順時針轉動，靜止后N極向上
D、當開關S閉合后滑動變阻器滑片向右移動，電磁鐵磁性將減弱
第 14 題 第 15 題
15、如圖所示，輕彈簧下懸掛一個條形磁鐵，磁鐵下方有一通電螺線管，為使懸掛磁鐵的彈簧伸得最長，
下列措施正確的是（ ）
A．S2閉合 B．滑片P向b移動
C．螺線管內插入鐵芯 D．把電源兩極對調后，接入原電路
16、在物理學中，通常用小磁針靜止時其N極的指向表示其所在位置的磁場方向，如圖所示，下列四幅圖中能正確表示出小磁針所處位置磁場方向的是（　　）
A． B． C． D．
17、直線電流周圍磁場的擦感線分布和磁場方向的判斷方法如圖所示，將一枚轉動靈活的小磁針放在水平放置的直導線正下方，直導線通電的瞬間（　　）
A．若電流方向從南向北，則小磁針順時針偏轉 B．若電流方向從北向南，則小磁針逆時針偏轉
C．若電流方向從東向西，則小磁針不發生偏轉 D．若電流方向從西向東，則小磁針不發生偏轉
第 17 題圖 第 18 題圖
三、實驗探究題
18、（1）探究電磁感應現象應選用如圖 （選填“甲”或“乙”）所示的裝置進行實驗．在這個現象中感應電流的方向與 導體切割磁感應線的運動方向 的方向和磁感應線方向有關．
（2）探究電動機原理應選用如圖 （選填“甲”或“乙”）所示的裝置進行實驗．在這個現象中力的方向與 電流 的方向和磁場方向有關．
（3）如圖丙所示， A 為彈簧測力計（量程足夠大）， B 為條形磁鐵（下端為 S 極）， C 為螺線管．現將 S1斷開， S2由“1”改接到“2”，則彈簧測力計的示數將 變小 ；若 S2接“2” 不變，再閉合S1 ，彈簧測力計的示數將 變大 ．（都選填“變大”、“變小”或“不變”）
19、如圖所示，圓柱形金屬導體棒AB平放在處于磁場中兩個彼此平行的水平光滑金屬軌道上，小明同學利用如圖所示的實驗裝置，探究通電導體在磁場中受力運動的情況
（1）閉合開關后，導體棒AB水平向左運動，如果想讓導體棒AB水平向右運動，則可以保持磁場方向不變，改變導體棒AB中的 電流方向 來實現；在這個過程中，電能主要轉化為機械能，利用這個現象可制成
（選填“熱機”、“電動機”或“發電機”）
（2）如圖所示，若保持其它條件都不變，將滑動變阻器的滑片向左移動，則通電金屬導體棒AB所受到的磁場力
將 （選填“變大”、“變小”或“不變”）
第 19 題圖 第 20題圖
20、A、B是兩個電磁鐵，閉合開關后，小磁針在如圖所示的位置靜止，C是兩個電磁鐵之間的一條磁感線，請標出：
（1）電磁鐵間磁感線的方向。（A的右端S極，C處磁感線指向A）
（2）電源右端的極性（用“+”或“-”表示）。（A、B兩磁極間為異名磁極，B左端為N極，左“+”右“-”）
（3）電磁鐵B上方小磁針的N極。（右N極）
21、為了探究“影響電磁鐵磁性強弱的因素”。小明同學用電池（電壓一定）、滑動變阻器、數量較多的大頭針、鐵釘以及較長導線為主要器材，進行如圖所示的簡易實驗．
（1）如圖所示，他將導線繞在鐵釘上制成簡易電磁鐵，在如圖（a）中鐵釘的上端（釘帽）相當于電磁鐵的 極（選填“N”或“S”）實驗過程中，他并巧妙地通過 吸引大頭針的數目 來顯示電磁鐵磁性的強弱；實驗中，大頭針的下端都是分開的原因是 同名磁極相互排斥 。
（2）連接好電路，使變阻器連入電路的阻值較大，閉合開關，觀察到圖（a）所示的情景；接著，移動變阻器滑片，使其連入電路的阻值變小，觀察到圖（b）所示的情景，比較圖（a）和（b），可知在線圈的匝數相同的情況下，通過電磁鐵的電流越 （填“大”或“小”）磁性越強．
（3）如圖（c），將導線繞在兩枚鐵釘上，構成兩個簡易電磁鐵串聯的電路．從圖（c）的情景初步得出：在通過電磁鐵的電流相同的情況下，線圈的匝數越多，磁性越強 的實驗結論．
22．利用如圖所示的實驗裝置探究電動機的工作原理，請你完成下列問題。
（1）通電后圖甲中ab段導線受磁場力的方向豎直向上，請在圖丙中作出ab段導線所受到的磁場力F′的示意圖；
（2）當線圈轉過圖乙所示位置時，通過改變 電流方向 的辦法使線圈靠磁場力的作用可以繼續順時針轉動至少半周；
（3）生產實際中，為使直流電動機的轉子能持續不停地轉動，在此結構的基礎上主要是通過加裝 換向器 來實現的（填直流電動機的結構名稱）。
（1）答案
21、將下圖中的電磁鐵鐵連入你設計的電路中（請在方框內完成），要求：
答案
（1）使小磁針靜止時如圖所示；
（2）電路能改變電磁鐵磁性的強弱
22、如圖是小明探究“影響電磁鐵磁性強弱因素”的裝置圖，該裝置由電源、滑動變阻器、開關、電流表、帶鐵芯的螺絲線管和指針式刻度板（指針下方固定一鐵塊A）組成。通過觀察指針B偏轉角度的大小來判斷電磁鐵磁性的強弱。導線a與接線柱1相連，閉合開關，指針B繞固定點O點發生偏轉。實驗中忽略線圈電阻的影響。
（1）實驗前，應將導線b與滑動變阻器的哪個接線柱連接？ （選填“c”或“d”）
（2）實驗中，導線a與接線柱1相連改為與接線柱2相連，重新閉合開關，此時需要保持滑動變阻器的滑片P的位置不變，目的是控制電路中的 電流大小 保持不變。
（3）導線a從接線柱1換到接線柱2后，滑片P如何移動才有可能使指針在刻度板上偏轉角度保持不變。寫出P移動方向并說明理由。 滑片P向左滑動；a從接線柱1換到接線柱2后，線圈匝數減小，需要將滑片向左滑動使電阻減小，從而使電路電流增大，可能使指針在刻度板上偏轉角度保持不變 。
23、小謙在探究“磁體間相互作用規律”時發現：磁體間的距離不同，作用力大小也不同。他想：磁體間作用力的大小與磁極間的距離有什么關系呢？
（1）你的猜想是 磁體間的距離越近，作用力越大 。
（2）小謙用如圖所示的實驗進行探究。由于磁體間作用力的大小不便測量，他通過觀察細線與豎直方向的夾角的變化，來判斷磁體間力的變化，用到的科學方法是 轉換法 。
（3）小謙分析三次實驗現象，得出結論：磁極間距離越近，相互作用力越大。小月認為：這個結論還需要進一步實驗論證，聯想到磁體間的相互作用規律，還須研究甲、乙兩塊磁鐵相互 排斥 時，磁體間作用力與距離的關系。
第23 題 第 24 題
24、如圖甲，將玩具電動機、電池、小電燈、開關用導線連接起來。
（1）閉合開關，電動機轉動，這是利用通電線圈在 磁場里 受力轉動的原理工作的；如果只改變電流方向，電動機轉動方向 改變 （選填“不變”或“改變”）。
（2）剛閉合開關時，小電燈發出明亮的光，但隨著電動機轉得越來越快，小電燈的亮度逐漸減弱；當轉速正常時，小電燈的亮度穩定不變，此時用手指輕輕捏住電動機的轉軸，使電動機的轉速減慢，你猜想這時小電燈的亮度將
變亮 （選填“變亮”“變暗”或“不變”），理由是 電流變大 。
（3）如果將小電燈換成靈敏電流表，電路連接如圖乙，當用手快速轉動電動機轉軸時，發現靈敏電流表指針
偏轉 （選填“偏轉”或“不偏轉”），它在生活中的應用有 發電機 （舉出一例即可）。

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