章末總結：第16章 電磁鐵與自動控制（原卷版）

學而優(yōu)教有方第十六章電磁鐵與自動控制章末總結目標導航目標導航課程要求課標解讀本章講述的內(nèi)容有磁體、磁極、磁感線等概念。探究通電螺線管外部磁場的方向及影響電磁鐵磁性強弱的因素，了解電磁繼電器與自動控制在生產(chǎn)和生活中的應用內(nèi)容。磁場是貫穿電磁現(xiàn)象始終的一個重要概念，用磁感線來形象化地表示磁場是一種重要的研究方法。電流產(chǎn)生的磁場、通電螺線管產(chǎn)生的磁場等內(nèi)容，即包含重要的科學探究過程和科學研究方法，又是研究電磁鐵的理論基礎。知識精講結知識精講結知識點01磁體、磁場、磁感線的區(qū)別與聯(lián)系區(qū)別聯(lián)系磁體（1）具有磁性的物體叫磁體（2）磁體具有兩個磁極：N極和S極（3）同名磁極相互排斥，異名磁極相互吸引（1）磁體周圍存在著磁場（2）磁體間的相互作用是通過磁場發(fā)生的（3）磁感線用來描述磁場的強弱、方向及分布情況，磁體外部的磁感線從磁體的N極出來，回到S極；磁感線越密的地方磁場越強（4）磁場中某點的磁場方向與該點的磁感線方向以及小磁針北極受力方向一致磁場（1）磁體周圍存在的一種看不見、摸不著的物質叫磁場（2）磁場有強弱、有方向（3）電流周圍存在磁場，通電螺線管的磁場與條形磁鐵的磁場相似磁感線（1）為了直觀形象地表示磁場而畫的曲線，不是真實存在的（2）呈立體分布的封閉曲線【即學即練1】（多選）關于電磁現(xiàn)象，下列說法正確的是（）A．磁場是由磁感線組成的B．磁場對放入其中的小磁針一定有力的作用C．導體中的負電荷在做定向移動時一定產(chǎn)生磁場D．利用撒在磁體周圍的鐵屑可以判斷該磁體周圍各點的磁場方向知識點02磁場中的三類典型判斷問題三類典型判斷問題（1）根據(jù)小磁針的指向判斷磁體或通電螺線管（或電磁鐵）的N、S極，進一步判斷磁感線的方向（2）根據(jù)磁感線的方向判斷磁體的磁極與小磁針的指向（3）根據(jù)小磁針的指向判斷通電螺線管（或電磁鐵）中的電流方向（或電源的正、負極），或進一步畫出螺線管的繞線判定依據(jù)（1）同名磁極相互排斥，異名磁極相互吸引（2）磁體外部的磁感線都是從磁體的N極出發(fā)，回到S極（3）放入磁場中某點的小磁針的N極指向與該點的磁場方向、磁感線方向一致（4）右手螺旋定則【即學即練2】如圖所示，閉合開關，將滑動變阻器的滑片P向右移動時，彈簧測力計的示數(shù)變小。則下列分析正確的是（）A.電磁鐵的上端為S極B.電源左端為“＋”極C.斷開開關，彈簧測力計示數(shù)為零D.若滑動變阻器的滑片P不動，抽去電磁鐵鐵芯，彈簧測力計示數(shù)增大【即學即練3】請在圖中畫出通電螺線管的繞法及磁感線的方向。知識點03探究影響電磁鐵磁性強弱的因素電磁鐵磁性的強弱與電磁鐵線圈匝數(shù)的多少及線圈中通過的電流大小有關。實驗采用“控制變量法”，首先控制電磁鐵的線圈匝數(shù)不變，來研究電磁鐵的磁性強弱與電流大小的關系；然后控制電流大小不變，來研究電磁鐵的磁性強弱與電磁鐵線圈匝數(shù)的關系。因此，在比較實驗的過程中，注意觀察這個過程中有哪些因素是相同的，哪些因素是不同的，通過“同中求異”“異中求同”，分析、歸納出不同因素對實驗結果的影響?！炯磳W即練4】亞飛同學利用如圖所示裝置研究電磁鐵磁性的強弱與哪些因素有關。圖中A是懸掛在彈簧下的鐵塊，B是電磁鐵的鐵芯，S是轉換開關（S接1時連入電路的線圈匝數(shù)多，S接2時連入電路的線圈匝數(shù)少，線圈電阻不計）。（1）實驗過程中，彈簧伸得越長，表示電磁鐵的磁性越_________。（2）保持滑片P位置不變，先后讓開關S接1和2，可以研究電磁鐵磁性的強弱與線_______________圈的多少是否有關。（3）請?zhí)岢鲆粋€還可以用該裝置驗證的猜想并設計驗證方案。猜想：電磁鐵磁性的強弱還與________________有關；驗證方案___________：真題演練真題演練1．（2022·山東青島·中考真題）下列實驗現(xiàn)象的解釋或實驗原理的闡述，正確的是（）A．將導線平行置于小磁針上方，通電時小磁針發(fā)生偏轉，是因為通電導線周圍存在磁場B．向自由下垂的兩張紙中間吹氣，它們相互靠攏，是因為氣體中流速越大的位置壓強越大C．托盤天平是一種等臂杠桿，用它測量物體質量時，運用了杠桿平衡原理D．用刻度尺和秒表測量小車在斜面上運動的平均速度，運用的原理是2．（2022·西藏·中考真題）如圖所示，將一枚轉動靈活的小磁針置于水平桌面上，在小磁針上方放一條直導線，使導線與電池觸接，電路連通瞬間，會看到小磁針發(fā)生偏轉，這個實驗說明通電導線周圍存在______，這個現(xiàn)象是1820年丹麥物理學家______首先發(fā)現(xiàn)的。3．（2022·山東淄博·中考真題）某些商場里的自動扶梯在無人和有人乘坐時運行速度不同，從而節(jié)約電能。小明根據(jù)所學知識，設計了扶梯工作時的模擬電路。如圖所示是扶梯上無人時電路的工作狀態(tài)，R是壓敏電阻，其阻值隨壓力的增大而減小。當扶梯上有人時，R所受壓力增大，控制電路中的電流_______，電磁鐵的磁性___________，將銜鐵吸下，使動觸點與靜觸點“2”接觸，工作電路中的電動機轉速變大。小紅站在扶梯上勻速上行的過程中，她的動能___________、機械能___________。（均選填“變大”“變小”或“不變”）4．（2022·貴州銅仁·中考真題）1）如圖（a）所示，一束光斜射向玻璃磚，并穿過玻璃磚。畫出這束光進入玻璃和離開玻璃后的光線（注意標出法線）；（2）如圖（b）所示為一根“”形杠桿，O為支點，左端懸掛一重物M，現(xiàn)要在A端施加一個最小的力，使M在圖示位置保持平衡。某同學在A點畫出了最小力F的示意圖，請對該同學的作圖結果予以評價（用作圖方式體現(xiàn)）；（3）如圖（c）所示，根據(jù)小磁針的指向，用物理符號標出螺線管左端和電源左端極性。5．（2022·江蘇淮安·中考真題）依據(jù)靜止小磁針的指向，標出圖中磁體右端的磁極。6．（2022·江蘇淮安·中考真題）如圖所示，探究通電螺線管外部磁場的方向。（1）玻璃板上均勻撒上鐵屑，放上小磁針。閉合開關后，______玻璃板，鐵屑分布情況表明，螺線管的外部磁場與______磁體周圍的磁場相似；（2）接通電路，小磁針靜止時______極的指向是該點的磁場方向；（3）調(diào)換電源的正負極，閉合開關，小磁針反方向偏轉，說明通電螺線管外部的磁場方向與______有關。7．（2022·江蘇鎮(zhèn)江·中考真題）小華制作的蓄水池水位報警模擬裝置如圖所示：浮子由銅片E、空心桿F和木塊Q構成。在低水位時，觸點C、D位于E的正上方h0處，Q的下表面距池底的高度為h。當水位上升到使E與C、D接觸后，蜂鳴器R發(fā)出忽強忽弱的報警音，報警音的強弱取決于其兩端電壓大小。電源電壓U=6V，定值電阻R0=3Ω，R可視為9Ω的定值電阻，不計其它電阻。（1）當E與C、D接觸時，電路接通，銜鐵吸下與觸點___________接觸（選填“A”或“B”），線圈和R0被___________（選填“短路”或“斷路”）；（2）在被釋放和吸下的過程中，銜鐵與A、B的接觸時間分別為0.5s和1.5s，不考慮銜鐵在AB之間切換的時間。在未解除報警的情況下，求開始報警后1min內(nèi)電路所消耗的電能；()（3）Q為邊長10cm的正方體，密度為0.5×103kg/m3，h0=12cm，h=20cm，g取10N/kg。不計E、F的質量及F與支架間的摩擦。①求剛開始報警時水面距池底的高度H；()②下列措施中，可使①中H值增大的有___________。A．將池中水換為密度更大的液體B．僅適當減小Q的邊長C．僅在空心管F中裝入適量沙子D．僅適當減小Q的密度8．（2022·貴州遵義·中考真題）遵義某現(xiàn)代農(nóng)業(yè)園內(nèi)，一批名貴果樹苗急需持續(xù)澆灌。正在園區(qū)研學的某中學創(chuàng)客小組為園區(qū)設計了一個自動給水系統(tǒng)，電路如圖甲所示?？刂齐娐返碾娫措妷篣1恒為24V，線圈電阻不計，定值電阻R0為50Ω，R為壓敏電阻，其阻值隨所受壓力的變化圖像如圖乙所示。工作電路電源電壓U2恒為220V，包括注水裝置和給水裝置兩部分（圖中未明確）。圖丙為系統(tǒng)結構簡圖，其中壓敏電阻位于圓柱形水箱底部的受力板正下方，受力板面積S1和水箱底面積S2分別為0.02m2和0.45m2。給水裝置始終不停歇給水，當通過線圈的電流I＝0.16A時，銜鐵剛好被吸下，注水裝置停止注水，此時電流表示數(shù)I1＝0.2A，當水箱水位下降至0.5m時，銜鐵剛好被拉回，注水裝置又開始向水箱注水，此時電流表示數(shù)I2＝2.2A。（ρ水＝1.0×103kg/m3，g取10N/kg）（1）圖甲中，甲、乙分別為______裝置；A．給水、注水

B．注水、給水（2）求當注水裝置停止注水時，水箱內(nèi)水位的高度；()（3）若注水裝置每分鐘向水箱注水0.3m3，給水裝置每分鐘給水量為0.12m3，求注水裝置從最低水位加注至最高水位的過程中所消耗的電能。()過關檢測過關檢測一、單選題1．（2022·江蘇·宜興外國語學校二模）許多日常用品都應用了物質的物理屬性，下列說法錯誤的是（）A．冰箱門吸應用了磁鐵的磁性B．撐桿跳高應用了撐桿的彈性好C．炒鍋用鐵物質制造是應用了鐵的導熱性好D．汽車輪胎是應用了橡膠的硬度大2．（2022·江蘇無錫·二模）在實驗中，用膠頭滴管吸取液體，其物理原理與下列現(xiàn)象中“吸”相同的是（）A．平滑的鉛柱擠壓后“吸”在一起 B．客車行駛時窗簾被“吸”出窗外C．磁鐵可以“吸”引釘子等鐵制品 D．拔火罐時玻璃罐“吸”在皮膚上3．（2022·湖南·長沙市華益中學一模）小波家的蔬菜批發(fā)部進了一批香蕉，需要在庫房中保鮮一段時間，要求將溫度控制在一定的范圍內(nèi)。小波請教了物理老師后，設計了如圖所示的溫度自動報警器原理圖，在水銀溫度計的頂端封入一段金屬絲，以下說法正確的是（）A．溫度升高至-4℃時，燈L亮報警B．報警器中的電磁鐵利用的是電流的熱效應C．報警器中水銀溫度計中水銀是半導體D．報警器利用了電磁鐵通電時有磁性、斷電時磁性消失的特點4．（2022·浙江杭州·一模）如圖所示，條形磁鐵置于水平桌面上，電磁鐵水平放置且左端固定，電路中滑動變阻器的滑片P逐漸向左移動，條形磁鐵從靜止到開始運動的過程中，下列說法中正確的是（）A．電磁鐵右端是N極B．靜止時，條形磁鐵受到的摩擦力方向向左，大小不變C．移動時，條形磁鐵受到的摩擦力方向向左，逐漸變大D．條形磁鐵受到兩對平衡力的作用5．（2022·吉林長春·一模）如圖所示，小磁針處于靜止狀態(tài)，關于甲、乙兩磁極的判斷正確的是（）A．N極

S極 B．S極

N極 C．S極

S極 D．N極

N極二、多選題6．（2022·廣西柳州·三模）如下圖所示，閉合開關S，將滑片P緩慢向右移動的過程中，下列分析正確的是（）A．電磁鐵的磁性變?nèi)?B．彈簧測力計示數(shù)將減小C．電磁鐵的上端是N極 D．彈簧測力計示數(shù)將增大三、作圖題7．（2021·貴州·凱里一中一模）如圖已知小磁針靜止，請在括號中分別標出電源的”+、﹣”極和通電螺線管的極性。8．（2022·江蘇無錫·二模）如圖所示，小磁針靜止在通電螺線管旁，請在虛線框內(nèi)標出對應位置的電流方向和磁感線方向。9．（2022·新疆·烏市一中模擬預測）如圖所示，電流表正確連接在電路中，通電時，請你標出小磁針和螺線管的N極。10．（2022·江蘇·無錫市河埒中學二模）請在圖中標出通電螺線管周圍的磁感線方向及小磁針的N極。四、填空題11．（2022·湖北咸寧·二模）釀酒坊里總能聞到一股酒的氣味，這是___________現(xiàn)象。釀酒的發(fā)酵罐配有笨重的密封罩，為了方便操作，設計了一個杠桿和電磁鐵組合系統(tǒng)來升降密封罩，如圖所示，裝置通電后，電磁鐵上端為___________（選填“N”或“S”）極，若此時裝置提不起密封罩，則可將滑動變阻器滑片向___________（選填“左”或“右”）滑動。五、實驗題12．（2022·山東臨沂·一模）實驗是學習物理的重要手段。（1）探究杠桿平衡條件實驗前，要調(diào)節(jié)平衡螺母，使杠桿在__