1、第十三讲电与磁基础分点练考点1磁场、磁感线的理解1.2020河南我国宋代学者沈括在梦溪笔谈中明确指出,指南针所指的方向“常微偏东,不全南也”.人们把指南针指南的磁极叫极,地磁场的极在地理南极附近.2.2020合肥寿春中学三模地球是一个大磁体,下列说法正确的是()A.地磁场的方向是从地理北极大致指向地理南极的B.地磁场与通电直导线的磁场分布情况相似C.地磁场不是真实存在的D.在地磁南极上空,地磁场的方向是向下的3.图中磁体两极间磁感线的画法正确的是()ABCD考点2电流的磁效应电磁铁4.2020浙江湖州小方按图示电路进行实验.闭合开关后,小磁针发生偏转,当小磁针静止时N极指向(选填“上方”或“下
2、方”).向左移动滑动变阻器的滑片至某一位置时,硬币突然被吸起,此现象说明通电螺线管周围的磁场强弱与有关.5.如图所示是探究“通电直导线周围是否存在磁场”的实验装置的一部分,置于水平桌面的小磁针上方有一根与之平行的直导线.关于这个实验,下列说法正确的是()A.首次通过本实验揭开电与磁关系的科学家是法拉第B.当直导线通电时,小磁针会离开支架悬浮起来C.小磁针用于检验通电直导线周围是否存在磁场D.改变直导线中电流的方向,小磁针N极的指向不变6.2020广西贵港为了探究通电螺线管外部磁场的方向,小明设计了如图甲所示的实验.甲乙(1)闭合开关,小磁针转动到如图乙所示位置;断开开关,小磁针又回到原来位置(
3、指向南北),这说明通电螺线管周围有,通电螺线管的a端为极.(2)调换电源正负极接线后再闭合开关,发现小磁针转动情况与图乙所示相反,这说明通电螺线管的磁场方向与电流的有关.考点3电磁作图7.2020湖北宜昌请根据图中通电螺线管中的电流方向标出螺线管的磁极,并标出图中所画磁感线的方向.8.2020合肥45中三模如图,根据小磁针(黑色那一端表示N极)静止时的指向标出螺线管中的电流方向.9.2020贵州毕节如图所示,将一个通电螺线管AB用单线悬挂起来,闭合开关,最后静止时A端指南、B端指北.请在图中画出螺线管的绕线方式,并在螺线管两端标出N、S极.考点4磁场对电流的作用电磁感应现象10.2020江苏盐
4、城如图所示,在“探究磁场对电流的作用”实验中,给直导线通电,观察到它向右运动.只改变直导线中电流的,导线的运动方向会发生改变.这个过程将能转化为直导线的机械能.日常生活中的(选填“电动机”或“发电机”)就是利用这个原理制成的.11.2020浙江嘉兴图甲是法拉第发明的紫铜圆盘发电机.转动摇柄使圆盘旋转起来,电路中就会产生电流.圆盘相当于图乙中的.如果要改变圆盘发电机产生的电流的方向,可采用的方法是.(写出一点即可)12.2020广东深圳图中a表示垂直于纸面的一根导线,它是闭合电路的一部分.当导线a在磁场中按箭头方向运动时,不能产生感应电流的是()A B C D13.如图所示为交流发电机原理图,线
5、圈在磁场中转动,则()A.两磁极间的磁场方向向左B.线圈在磁场中切割磁感线C.通过灯泡的电流方向不变D.线圈一定不受磁场力作用14.2020四川成都小罗把两个玩具电机用导线连接在一起(如图所示),用力快速拨动甲电机的转叶,发现乙电机的转叶也缓慢转动起来.对这个现象分析正确的是()A.甲电机将电能转化为机械能B.乙电机将机械能转化为电能C.甲电机依据电磁感应来工作D.两电机的工作原理是相同的综合提升练1.2020湖北黄冈做奥斯特实验时(如图),若将小磁针替换成一根与导线ab部分平行的直导线cd并通电.请根据已学知识推测,通电导线ab与cd之间(选填“有”或“没有”)相互作用力,依据是.2.202
6、0合肥蜀山区模拟如图甲所示,通电螺线管的极性跟电流的方向有关系,可以用右手螺旋定则来判断.环形电流可以看作是一匝线圈,其极性也可用右手螺旋定则来判断,如图乙.在图丙中,当电流从A端流入,从B端流出时,原来静止在环形导线内部的可自由转动的小磁针的N极将会_(选填“偏向纸内”或“偏向纸外”).甲乙丙3.2020四川自贡如图甲所示的“聪明电梯”在有、无人乘坐时会以不同的速度运行,这样可以节约用电.图乙所示是其控制电路图,R是一个压敏电阻,其阻值随压力的增大而减小.当所有人走下电梯后,图乙中电磁铁的磁性将(选填“增强”“减弱”或“不变”),电动机的转速将_(选填“变快”“变慢”或“不变”).4.202
7、0广东广州矩形铜线框在某磁场中的位置如图所示,ab、bc、ed和fe段都受到该磁场的作用力,下列哪两段受到该磁场的作用力方向相同()A.ab段与bc段B.ab段与ed段C.ab段与fe段D.fe段与ed段5.2020合肥寿春中学二模一条形磁铁放在水平桌面上,电磁铁置于条形磁铁旁并正对条形磁铁(如图所示),条形磁铁始终处于静止状态.下列叙述中,正确的是()A.闭合开关前,电磁铁与条形磁铁间没有力的作用B.闭合开关后,电磁铁的左端为S极C.闭合开关后,滑片P向a端移动时电磁铁与条形磁铁间的吸引力减小D.闭合开关后,滑片P向a端移动时条形磁铁受到桌面的摩擦力不断变大6.2020贵州贵阳铜质金属框在光
8、滑水平面上以一定速度向右滑动,其右侧有一足够大的均匀磁场区域(磁感线方向垂直于纸面),如图所示.关于金属框从刚进入磁场到完全离开磁场的过程中,若不计空气阻力,下列说法正确的是()A.由于水平面光滑,金属框能保持匀速直线运动状态B.金属框由于被磁化而受到磁场对它水平向左的力C.金属框一直在做切割磁感线运动而产生感应电流D.金属框的运动体现力是改变物体运动状态的原因7.2020合肥包河区一模如图所示,弹簧下端挂着一块上端为N极的条形磁铁并保持静止状态,两个平行金属直导轨P、Q处在匀强磁场中(其中“”表示磁场方向垂直纸面向里).当向右拉动导体棒AB,让其在光滑的金属导轨P、Q上运动时,弹簧长度会伸长
9、,下列说法中正确的是()A.螺线管上端是S极,下端是N极B.导体棒AB没有受到磁场力的作用C.导体棒AB中的感应电流方向是从A到BD.导体棒AB中的感应电流方向是从B到A8.2020山东潍坊(多选)人工心脏泵可短时间代替心脏工作,其结构如图所示,线圈AB固定在轻质活塞的柄上,泵室通过单向阀门与血管相通.阀门S1只能向泵室外侧开启,阀门S2只能向泵室内侧开启.人工心脏泵工作时,以下说法正确的是()A.线圈AB中应通入方向周期性改变的电流B.线圈AB中应通入方向不变的电流C.电流从线圈A端流入时,血液流入泵室D.人工心脏泵每分钟“跳动”的次数由线圈中电流的大小决定9.2020山东东营如图是“探究什
10、么情况下磁可以生电”的装置,用棉线将一段导体ab悬挂起来,并放置在蹄形磁体的磁场中,再用导线把导体ab和灵敏电流计连接起来,组成闭合电路.(1)该实验中,灵敏电流计的作用有和.(2)确认灵敏电流计能正常工作后,某同学发现,无论导体ab在磁场中怎样运动,均看不到灵敏电流计的指针发生偏转,其主要原因可能是或.(3)在老师的指导下,兴趣小组对实验进行完善后,观察到的现象如下表所示,由此可知,闭合电路的一部分导体在磁场中做运动时,电路中会产生感应电流.实验序号磁体(磁极)放置方式导体ab运动情况电流计指针偏转情况1上N下S静止不偏转2竖直向上运动不偏转3竖直向下运动不偏转4上N下S向左运动向右偏转5向
11、右运动向左偏转6上S下N向左运动向左偏转7向右运动向右偏转(4)比较第4、5(或6、7)次实验可以得出.(5)在此实验过程中,能量转化情况是.利用这一原理,人们在生产生活中制成了.创新情境拓展练1.2020合肥包河区二模磁场对处在其中的运动的电荷有力的作用,这种力称为洛伦兹力,其符号常用f表示.一个质量为m且带正电的粒子在如图甲所示的匀强磁场中,恰能沿水平方向向右做匀速直线运动.可将图甲中带正电的粒子看作一个有质量的点(见图乙中的“”).不计空气阻力,请在图乙中作出该带电粒子所受到的重力和洛伦兹力的示意图(图中“”表示磁场方向垂直纸面向里).2.2020合肥寿春中学二模某同学利用热敏电阻为家中
12、的灯暖型“浴霸”(用电灯取暖的用电器)设计了一个自动控温装置,如图甲所示.“控制电路”中的热敏电阻R1的阻值随温度变化的曲线如图乙所示.电磁铁线圈可看成阻值为20 的纯电阻R0,“浴霸”共安装有2盏标有“220 V440 W”的灯泡,当电磁铁线圈中的电流大于或等于50 mA时,继电器的衔铁被吸合,使工作电路断开;当线圈中的电流小于或等于40 mA时,继电器的衔铁被释放,使工作电路闭合.(1)工作电路正常工作时,每盏灯泡在1 min内产生的热量是多少?(2)若浴室中的温度不得超过40 ,则控制电路的电源电压的最小值是多少?(3)若电源U1的电压恒为12 V,则将此装置放在浴室内,浴室内温度可控制
13、在哪个范围内?第十三讲电与磁基础分点练1.南(或S)北(或N)【解析】人们把指南针指北的磁极叫北极(或N极),把指南的磁极叫南极(或S极);由磁极间的相互作用规律可知,指南针的南极指向地磁场的北极,故地磁场的北极(或N极)在地理南极附近.2.D【解析】地磁的南极在地理北极附近,地磁的北极在地理的南极附近,且磁体外部磁感线的方向都是从N极出发,回到S极的,故地磁场的方向是从地理南极大致指向地理北极的,在地磁场南极上空,地磁场的方向是向下的,A错,D正确;地磁场与条形磁体的磁场分布情况相似,B错;地磁场是真实存在的,C错.3.A【解析】在磁体外部的磁感线总是从N极出发,回到S极的,而且在磁极附近磁
14、场最强,磁感线最密集,A正确;B中磁感线方向错误;C中同名磁极应相互排斥,D中异名磁极应互相吸引,C、D不正确.4.下方电流大小【解析】根据安培定则,可判断出通电螺线管的上方为N极,结合通电螺线管的磁场分布可知,小磁针所在位置的磁场方向向下,因此小磁针静止时N极指向下方.向左移动滑动变阻器的滑片,滑动变阻器连入电路中的电阻变小,通过螺线管的电流变大,硬币被吸起说明通电螺线管的磁场变强,从而说明通电螺线管周围的磁场强弱与电流大小有关.5.C【解析】首次通过题图中所示实验装置揭开电与磁关系的科学家是奥斯特,故A错误;当直导线通电时,导线的周围存在磁场,小磁针会发生偏转,不会悬浮起来,故B错误;小磁
15、针偏转,说明通电直导线周围存在磁场,故小磁针用于检验通电直导线周围是否存在磁场,故C正确;通电导线周围的磁场方向与电流方向有关,改变直导线中电流的方向,小磁针N极的指向改变,故D错误.6.(1)磁场S(2)方向7.如图所示.【解析】由题图可知,电源左端为正极,通电螺线管中电流由左侧流入,根据通电螺线管中的电流方向,利用安培定则可判断出通电螺线管的右端为N极;在磁体的周围,磁感线从磁体的N极出发回到S极.8.如图所示.【解析】小磁针N极所指的方向为该处磁场的方向,结合通电螺线管的磁场分布规律,可知通电螺线管的左端是N极,再利用右手螺旋定则,可判断出螺线管纸面外侧的电流方向向上.9.如图所示.10
16、.方向电电动机【解析】在磁场中,通电导线受力运动的方向与电流的方向和磁场方向都有关,当只改变导线中电流的方向,或只改变磁场的方向时,导线的运动方向会发生改变.通电导线在磁场中受力运动,在这个过程中电能转化为机械能.11.导体AB改变圆盘转动方向(或改变磁场方向)【解析】当转动摇柄使圆盘转动时,电路中产生电流,这是电磁感应现象,圆盘做切割磁感线运动,相当于题图乙中的导体AB;感应电流的方向与导体的运动方向和磁场方向有关,因此改变圆盘的转动方向或改变磁场方向都可以改变发电机产生的电流的方向.12.B【解析】当闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,电路中就会有感应电流产生.图A、C、D中,
17、导体都做切割磁感线运动,电路中均有感应电流产生;B图中,导体没有切割磁感线,故电路中不能产生感应电流.13.B【解析】题图中两磁极间的磁场方向为从N极到S极,方向向右,A错;题图装置中,感应电流的大小和方向是变化的,故通过灯泡的电流方向是变化的,C错;通电线圈在磁场中会受到磁场力的作用,D错.14.C【解析】甲、乙两个电机和导线构成一个闭合电路,当拨动甲电机的转叶时,甲电机中的线圈在磁场中做切割磁感线运动,线圈中会产生感应电流,这是电磁感应现象,此时甲电机相当于一个发电机,工作时将机械能转化为电能;乙电机中的磁体对通电线圈产生力的作用使线圈转动起来,此时乙电机相当于一个电动机,工作时将电能转化
18、为机械能,其原理是磁场对电流的作用.故A、B、D错误,C正确.综合提升练1.有磁场对电流有力的作用【解析】因为通电导体周围存在磁场、磁场对电流有力的作用,所以通电导线ab(cd)周围存在磁场,附近的通电导线cd(ab)在它产生的磁场中受到力的作用.2.偏向纸内【解析】根据右手螺旋定则可知,题图丙中环形导线内部的磁场方向是指向纸内的,所以小磁针的N极将会偏向纸内.3.减弱变慢【解析】当所有人走下电梯后,压敏电阻受到的压力减小,阻值增大,通过电磁铁的电流减小,电磁铁磁性将减弱,衔铁在弹簧拉力作用下,与触点2断开,与触点1接通,电动机所在电路中的总电阻增大,电流减小,电动机的转速将变慢.4.B【解析
19、】导体所受磁场力的方向与磁场方向和电流方向有关.由题图可知磁场方向不变,ab段电流方向向下,bc段电流方向向上,ed段电流方向向下,fe段电流方向向上,所以ab段与ed段受力方向相同,bc段与fe段受力方向相同,故A、C、D错误,B正确.5.D【解析】磁铁有吸引铁、钴、镍等物质的性质,因此闭合开关前,虽然电磁铁没有磁性,但条形磁铁对电磁铁的铁芯有吸引力的作用,A错误;闭合开关后,根据安培定则可以判断出电磁铁的左端为N极,B错误;闭合开关后,电磁铁和条形磁铁异名磁极相对,因此相互吸引,滑片P向a端移动时,滑动变阻器连入电路中的电阻变小,电路中的电流变大,电磁铁的磁性增强,电磁铁对条形磁铁的吸引力
20、增大,由于条形磁铁始终处于静止状态,电磁铁对它的吸引力和桌面对它的静摩擦力是一对平衡力,因此条形磁铁受到桌面的静摩擦力增大,故C错误,D正确.6.D【解析】铜质材料在磁场中不能被磁化,B错;铜质金属框在进入磁场和离开磁场的过程中都会切割磁感线,从而产生感应电流,但铜质金属框全部进入磁场直至即将离开磁场的过程中,没有感应电流产生,C错;当铜质金属框中有感应电流产生时,金属框在磁场中会受到力的作用,导致其速度发生变化,故金属框不能保持匀速直线运动状态,这说明力是改变物体运动状态的原因,A错,D正确.7.D【解析】弹簧伸长,说明条形磁铁受到螺线管的吸引力,根据异名磁极相互吸引可知螺线管上端为N极,下
21、端为S极,A错误;导体棒AB向右运动时切割磁感线,闭合回路中出现感应电流,有电流通过的导体棒AB会受到磁场力的作用,B错误;根据安培定则,可判断出电流从上端流入螺线管,因此导体棒AB中的感应电流方向是从B到A,C错误、D正确.8.AC【解析】依题意,在线圈AB中通入方向周期性改变的电流时,线圈的磁极方向发生周期性变化,在其左侧永磁体的作用下,线圈带动活塞沿水平方向做往复运动,使该人工心脏泵“跳动”起来,该人工心脏泵每分钟“跳动”的次数由线圈AB中所通入的方向周期性改变的电流的频率决定,A正确,B、D错误;当电流从线圈A端流入时,根据安培定则可判断出电磁铁的左端是S极,异名磁极相互吸引,则活塞会
22、在其左侧永磁体的作用下向左运动,泵室内的压强变小,此时S1关闭、S2打开,血液流入泵室,C正确.9.(1)检验是否产生感应电流显示感应电流的方向(2)感应电流太小电路未闭合(或电路断路)(3)切割磁感线(4)感应电流的方向与导体运动方向有关(5)机械能转化为电能发电机创新情境拓展练1.如图所示.【解析】带正电的粒子在磁场中做匀速直线运动,说明粒子受力平衡;粒子只受到竖直向下的重力和洛伦兹力,这两个力是一对平衡力,故洛伦兹力的方向是竖直向上的,其大小与重力大小相等.2.(1)每盏灯泡在1 min内产生的热量Q=W=Pt=440 W60 s=2.64104 J(2)若温度达到40 时,控制电路中的电流恰好达到50 mA,工作电路断开,此时控制电路的电源电压最小由图乙可知,当温度为40 时,热敏电阻R1的阻值为180 则U1 min=Imax(R0+R1)=0.05 A(20 +180 )=10 V(3)工作电路断开时,热敏电阻的阻值R1 min=U1Imax-R0=12V0.05A-20 =220 根据图乙可知,浴室的最高温度tmax=30 工作电路闭合时,热敏电阻的阻值R1max=U1Imin-R0=12V0.04A-20 =280 根据图乙可知,浴室的最低温度tmin=22 即浴室内温度可控制在2230
