專題24 電和磁（原卷版）

專題24電和磁【思維導(dǎo)圖】【知識點回顧】一、磁場eq\a\vs4\al(考點1知道磁性的概念)1．具有吸引鐵、鈷、鎳等物質(zhì)的性質(zhì)稱為________。2．具有磁性的物體叫________。eq\a\vs4\al(考點2描述磁體周圍存在著磁場)1．磁體周圍存在磁場，磁場是一種看不見，而又摸不著的________。2．基本性質(zhì)：它對放入其中的磁體產(chǎn)生________。磁體間的相互作用就是通過________發(fā)生的。3．方向：磁場具有________。將一個小磁針放入磁場中任何一點，小磁針________所指的方向就是該點磁場的方向。eq\a\vs4\al(考點3能根據(jù)磁感線識別磁體的極性)1．磁體中各部分磁性強弱不同，兩端磁性最強稱為磁極。磁極分為________極和________極。2．磁極相互作用的規(guī)律：同名磁極________，異名磁極________。3．條形磁鐵和蹄形磁鐵的磁感線：在磁鐵外部，________。4．磁感線的________表示磁場的強弱，磁感線的切線方向表示磁場的方向。注意：磁場是一種實際存在的物質(zhì)，而磁感線是人為________的，實際并不存在。eq\a\vs4\al(考點4繪制條形磁鐵、蹄形磁鐵周圍的磁感線)考點5繪制通電直導(dǎo)線周圍的磁感線描述通電直導(dǎo)線周圍存在著磁場及磁場的分布規(guī)律1．奧斯特實驗________表明電流周圍存在磁場。2．通電直導(dǎo)線周圍的磁場是以導(dǎo)線上各點為中心的同心圓。越靠近導(dǎo)線，磁感線越________。磁場方向隨著________的改變而改變?？键c6繪制通電螺線管周圍的磁感線描述通電螺線管周圍存在著磁場及磁場的分布規(guī)律通電螺線管的磁場和條形磁體的磁場相似。其兩端的極性跟________有關(guān)，電流方向與磁極間的關(guān)系可由________來判斷?？键c7知道通電導(dǎo)體在磁場中受力方向與磁場方向、電流方向有關(guān)通電導(dǎo)體在磁場中受到力的作用，受力的方向跟____________和____________有關(guān)。如果這兩者其中之一的方向改變，則力的方向____________，如果這兩者的方向同時改變，則力的方向____________。eq\a\vs4\al(考點8概述電磁鐵的特點及作用)1．定義：內(nèi)部帶________的通電螺線管。2．原理：當在通電螺線管內(nèi)部插入鐵芯后，鐵芯被通電螺線管的磁場________。磁化后的鐵芯也變成了一個磁體，這樣由于兩個磁場互相疊加，從而使螺線管的磁性大大增強。3．優(yōu)點：磁性有無由________來控制，磁極方向由________來控制，磁性強弱由________、________來控制。4．應(yīng)用：電話、電磁繼電器等。二、電磁感應(yīng)現(xiàn)象eq\a\vs4\al(考點9描述電磁感應(yīng)現(xiàn)象)1．閉合電路的________導(dǎo)體在磁場中做________磁感線的運動時，導(dǎo)體中就會產(chǎn)生電流，這種現(xiàn)象稱為電磁感應(yīng)現(xiàn)象。2．如果電路沒閉合，則沒有________，僅有________。eq\a\vs4\al(考點10說明產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件)1．電路必須是________的。2．導(dǎo)體必須做________的運動?？键c11知道感應(yīng)電流的方向跟磁場方向和導(dǎo)體運動方向有關(guān)感應(yīng)電流的方向與________和________有關(guān)。三、電磁知識在技術(shù)中的應(yīng)用eq\a\vs4\al(考點12舉例說出電磁知識在技術(shù)中的應(yīng)用)1．發(fā)電機是利用________制成的。能量轉(zhuǎn)化：________。2．電動機是利用________的原理制成的。能量轉(zhuǎn)化：____________。3．電磁起重機、電磁繼電器及磁懸浮列車都是根據(jù)電磁鐵的原理制成的。4．磁帶、磁卡等是利用磁性材料的磁化來記錄信息的產(chǎn)品。eq\a\vs4\al(考點13列舉在自然界或生命活動中的電現(xiàn)象)1．自然界有一些發(fā)電的動物，如電鰻。2．人體電流：人在肌肉運動及神經(jīng)傳導(dǎo)信息至大腦時會產(chǎn)生極微弱的電流。人體內(nèi)的心臟在每一次周期性的跳動中，心臟內(nèi)某些部位間的電壓發(fā)生有規(guī)律的變化。這種生物電通過心臟周圍的導(dǎo)電組織和體液，反映到身體各部位，使身體各部位間電壓隨心臟的跳動發(fā)生有規(guī)律的變化。大腦皮層中神經(jīng)元的生物電活動表現(xiàn)為大腦皮層具有規(guī)律性的電壓改變。3．靜電：冬天脫毛衣時有時會有火花，這是毛衣與皮膚摩擦產(chǎn)生了________。人體靜電的電壓最大可達2萬伏左右，但由于電流小，沒有危險。eq\a\vs4\al(考點14根據(jù)具體要求繪制簡單的電磁控制電路)電磁繼電器是用電磁鐵控制的自動開關(guān)，使用電磁繼電器可以用低電壓、弱電流控制高電壓、強電流。【例題精析】（2022?杭州）如圖所示，粗糙的水平桌面上有兩塊相同的條形磁體甲和乙，它們之間有相互作用力且保持靜止。對圖示甲、乙兩塊條形磁體受到摩擦力的方向分析正確的是（）A．甲一定水平向左，乙一定水平向右 B．甲水平向右，乙無法確定 C．甲水平向左，乙無法確定 D．甲、乙均無法確定（2022?寧波）如圖所示為課本中的一個實驗：“把一段通電導(dǎo)線彎成圓環(huán)，形成環(huán)形電流，讓圓環(huán)導(dǎo)線穿過一塊與圓環(huán)平面垂直的平板。利用鐵粉觀察它周圍的磁場分布?！比绻麑?dǎo)線內(nèi)電流方向如箭頭所示，當置于平板上A點的磁針（黑色端為N極）靜止時，下列圖中磁針指向正確的是（）A． B． C． D．（2022?金華）司南是我國早期的指南針。小科將條形磁體置于塑料勺內(nèi)，在勺下墊泡沫，一起置于裝水的紙盤中，漂浮在水面上，能自由轉(zhuǎn)動，從而得到一個仿制“司南”（如圖所示）。下列說法正確的是（）A．“司南”靜止時勺柄指南，標為N極 B．“司南”能指南北是受地磁場的作用 C．“司南”的紙盤換成鐵盤后也能正常使用 D．“司南”勺柄的指向與勺內(nèi)磁體的磁極方向無關(guān)（2022?溫州）如圖是某同學(xué)發(fā)明的“鐵皮自動分開裝置”。將強磁鐵靠近一疊鐵皮，被磁化后的鐵皮會自動分開。鐵皮分開的原因是（）A．同名磁極相互吸引 B．異名磁極相互吸引 C．同名磁極相互排斥 D．異名磁極相互排斥（2022?麗水）按如圖電路進行實驗，每次總觀察到電磁鐵A吸引大頭針的數(shù)目比電磁鐵B多。此現(xiàn)象說明影響電磁鐵磁性強弱的一個因素是（）A．電流大小 B．線圈匝數(shù) C．電流方向 D．電磁鐵極性（2022?臺州）鋁箔輕巧，導(dǎo)電性好，能做許多科學(xué)實驗。實驗1：“鋁箔小火箭”將鋁箔卷成筒狀，上端封閉并裝入一截火柴頭，下端開口并裝上尾翼，制成小火箭。將小火箭套在發(fā)射架上，加熱其上端，如圖甲所示。稍后小火箭就會射到空中。（1）小火箭與發(fā)射架不能套得太緊，否則會因力太大，難以起飛。（2）火柴頭燃盡后，空中的小火箭還能繼續(xù)上升，這是因為小火箭具有。實驗2：“鋁箔秋千”折一個U形鋁箔框，其兩端通過回形針與干電池兩端相連，置于磁鐵上方，如圖乙所示。通電時，鋁箔框就會朝一個方向擺動。（3）通電擺動時，電能轉(zhuǎn)化為能和內(nèi)能。（4）若要改變鋁箔框通電時的擺動方向，請寫出一種方法：。（2022?紹興）如圖是手機無線充電的原理簡化圖。當充電器線圈接通電源之后，該線圈就會產(chǎn)生一個磁場，當手機放在充電器上的時候，手機中的線圈就會產(chǎn)生感應(yīng)電流，實現(xiàn)無線充電。（1）手機線圈中產(chǎn)生電流是利用現(xiàn)象。（2）當充電器線圈中某一時刻的電流方向如圖所示，則圖中B點的磁場方向是（選填“向上”或“向下”）。（3）與傳統(tǒng)方式相比，請你對這種充電方式進行評價：。8．（2022?浙江）1820年，丹麥物理學(xué)家奧斯特通過實驗首次證實電和磁之間的聯(lián)系。小舟用圖甲所示裝置來模仿該實驗。（1）實驗中得到通電直導(dǎo)線周圍存在磁場的結(jié)論，那么他觀察到的現(xiàn)象是。（2）早先電話聽筒的結(jié)構(gòu)如圖乙所示，當變化的電流通過線圈時，電磁鐵的強弱發(fā)生變化，對薄鐵片產(chǎn)生變化的吸引力，從而使薄鐵片振動不同而發(fā)出不同的聲音，這樣就可以聽到對方的講話了。（2022?湖州）學(xué)習(xí)了“電生磁”的知識后，小柯在家里進行實驗探究。實驗器材主要有：全新干電池若干節(jié)、鐵釘3枚、大頭針若干、長導(dǎo)線1根。實驗過程：①用細線把3枚鐵釘捆綁在一起，再用長導(dǎo)線纏繞鐵釘6圈，連接在1節(jié)全新干電池兩端（如圖所示），制成簡易的電磁鐵。用電磁鐵尖端去靠近大頭針，觀察吸引大頭針的數(shù)目（通電時間不超過10秒鐘，下同）。②將電磁鐵連接在2節(jié)串聯(lián)的全新干電池兩端，重復(fù)實驗。③將電磁鐵連接在3節(jié)串聯(lián)的全新干電池兩端，重復(fù)實驗。④增加電磁鐵的線圈匝數(shù)至9匝，連接在1節(jié)全新干電池兩端，重復(fù)實驗。⑤增加電磁鐵的線圈匝數(shù)至12匝，連接在1節(jié)全新干電池兩端，重復(fù)實驗。（1）1節(jié)全新干電池的電壓是伏。（2）小柯的實驗想要探究的問題是：。（3）本實驗用電磁鐵吸引大頭針的數(shù)目來比較電磁鐵的磁性強弱，此科學(xué)方法屬于（選填“類比法”或“轉(zhuǎn)換法”）。（4）請幫助小柯設(shè)計用于記錄實驗數(shù)據(jù)的表格。（2022?湖州）我國現(xiàn)在倡導(dǎo)綠色、環(huán)保、低碳的生產(chǎn)和生活方式。湖州長興弁山風(fēng)力發(fā)電場是浙江省首個低風(fēng)速區(qū)域風(fēng)電項目，已并網(wǎng)發(fā)電，一年可發(fā)電約5000萬千瓦時。（1）圖1裝置可以演示風(fēng)力發(fā)電機原理的是（選填“A”或“B”）。（2）已知火力發(fā)電時，發(fā)1度電需煤400克，弁山風(fēng)力發(fā)電場的投入使用，每年可節(jié)省煤約多少噸？（3）現(xiàn)代人居家裝修普遍采用無主燈風(fēng)格，如圖2所示。小明家今年裝修新房，家庭電路中總共安裝了20只規(guī)格為“220V10W”的燈泡，若這20只燈泡全部正常工作（其他用電器不工作），求家庭電路中的總電流。

【習(xí)題鞏固】一．選擇題（共14小題）1．（2022?拱墅區(qū)一模）如圖為一外形為正方體的強磁鐵。為探究該磁鐵的磁極分布，下列提出猜想不合理的是（）A．磁極可能是左右分布 B．磁極可能是中間S極兩端N極分布 C．磁極可能是上下分布 D．磁極可能是對角分布2．（2022?上城區(qū)一模）小徐為栽種蔬菜的大棚設(shè)計了溫度自動報警器，電路如圖所示。下列對此設(shè)計的認識合理的是（）A．改變控制電路的電源正負極，不影響報警器工作 B．若要提高報警溫度，可以增大控制電路的電源電壓 C．控制電路中的水銀可以換成蒸餾水 D．工作電路中的銜鐵可以用銅代替3．（2022?金東區(qū)二模）如圖是一種名為“鐵釘橋”的游戲，它是利用左右兩塊同一電路的電磁鐵將數(shù)枚細鐵釘搭建而成，下列說法正確的是（）A．“鐵釘橋”利用了異名磁極相互吸引 B．被磁化后的“鐵釘橋”中間磁性最強 C．電磁鐵斷電后“鐵釘橋”也不會倒塌 D．改變電流方向會導(dǎo)致“鐵釘橋”倒塌4．（2022?桐廬縣一模）科學(xué)需要實驗探究。如圖，在靜止指向南北方向的小磁針上方平行地放一根直導(dǎo)線。閉合開關(guān)，原來靜止的小磁針發(fā)生轉(zhuǎn)動，原來靜止的直導(dǎo)線仍然未動。下列分析正確的是（）A．小磁針發(fā)生轉(zhuǎn)動，說明通電直導(dǎo)線周圍存在磁場 B．小磁針發(fā)生轉(zhuǎn)動，說明通電直導(dǎo)線周圍存在磁感線 C．直導(dǎo)線仍然未動，此時偏轉(zhuǎn)的小磁針對直導(dǎo)線沒有力的作用 D．改變電池正負極，原來靜止的小磁針發(fā)生轉(zhuǎn)動方向不變5．（2022?拱墅區(qū)校級一模）如圖所示，是電磁繼電器的應(yīng)用，通過低壓電路控制高壓的電路，下列有關(guān)說法不正確的是（）A．此裝置利用了電流的磁效應(yīng) B．正常情況下當控制電路開關(guān)閉合時，綠燈亮電動機工作 C．若閉合控制電路開關(guān)仍是紅燈亮，應(yīng)將支點O向右移 D．若改變低壓電源的正負極，工作電路的工作情況不變6．（2022?臨安區(qū)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．運動時，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7．（2022?鹿城區(qū)一模）某小組探究“導(dǎo)體在磁場中產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件”，下列四種情況中（箭頭表示導(dǎo)體ab的移動方向），靈敏電流計指針會偏轉(zhuǎn)的是（）A． B． C． D．8．（2022?杭州模擬）如圖，電磁鐵的左下方有條形磁鐵，在彈簧測力計作用下向右沿水平方向緩慢移動。閉合開關(guān)，當條形磁鐵從電磁鐵的左下方運動到正下方過程中，下列判斷正確的是（）A．電磁鐵的下端為S極 B．滑片逐漸向下移動時，電磁鐵的磁性逐漸減弱 C．若只改變電源正負極，彈簧秤的拉力會逐漸變大 D．條形磁鐵對地面的摩擦力逐漸減小9．（2022?蘭溪市校級模擬）一條形磁鐵放在水平桌面上，并受到水平向右的拉力F，電磁鐵置于條形磁鐵附近并正對（如圖所示）。若條形磁鐵始終處于靜止狀態(tài)，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)前，條形磁鐵受到桌面向左的摩擦力，且大小與拉力F相等 C．閉合開關(guān)后，滑片P向a移動時條形磁鐵一定受到桌面向左的摩擦力 D．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增大10．（2022?下城區(qū)校級模擬）如圖所示，電磁鐵的右下方有一鐵塊，在彈簧測力計作用下向左做勻速直線運動，在鐵塊從電磁鐵的右下方運動到正下方的過程中，滑片P逐漸向a端滑動，下列判斷正確的是（）A．電磁鐵的磁性逐漸減弱 B．電磁鐵的上端為N極 C．鐵塊對地面的壓強逐漸變大 D．彈簧測力計的示數(shù)逐漸減少11．（2022?蕭山區(qū)模擬）某同學(xué)研究磁體周圍的磁場情況，將一根條形磁體放在水平桌面上，在它周圍放置一些小磁針，小磁針的指向情況如圖甲所示；將小磁針拿掉之后，在條形磁體上面放一塊有機玻璃，玻璃上均勻撒一層鐵屑，輕輕敲打玻璃，可以看到鐵屑的分布情況如圖乙所示；根據(jù)甲圖和乙圖所示的實驗現(xiàn)象，用磁感線描述條形磁體周圍的磁場情況如圖丙所示。下列說法不正確的是（）A．圖甲所示的實驗，研究的是條形磁體周圍的磁場方向特點 B．圖乙所示的實驗，研究的是條形磁體周圍的磁場分布特點 C．圖丙所示的條形磁體周圍的磁感線，是人們?yōu)榱嗣枋龃艌鼋⒌奈锢砟Ｐ?D．由圖丙可知，條形磁體周圍的磁場是由磁感線組成的12．（2022?寧波模擬）想利用細鐵屑和小磁針來顯示通電螺線管外部的磁場，下列方法錯誤的是（）A．用細鐵屑的疏密來顯示磁場的強弱 B．用小磁針的偏轉(zhuǎn)來顯示磁場的存在 C．用細鐵屑的分布來顯示磁場的分布 D．用小磁針S極的指向來顯示磁場的方向13．（2022?拱墅區(qū)校級三模）人工心臟泵能短時間代替心臟工作，其結(jié)構(gòu)如圖所示。線圈AB固定在活塞的柄上，泵室通過單向閥門與血管相通。閥門S1只能向泵室外側(cè)開啟；閥門S2只能向泵室內(nèi)側(cè)開啟。關(guān)于人工心臟泵，下列說法正確的是（）A．電流從線圈A端流入時，血液流入泵室 B．電流從A端流入時，活塞向右移動 C．線圈AB中應(yīng)通入大小方向都不變的直流電 D．人工心臟泵跳動的頻率由線圈中電流的大小決定14．（2022?杭州二模）要求設(shè)計一個電磁限流器，當電路中電流過大時，它能切斷電路，并需手動閉合。興趣小組設(shè)計了兩個電磁限流器，示意圖如下，其中的C、D為動觸點。下列說法中正確的是（）A．甲能滿足設(shè)計要求，乙不能滿足設(shè)計要求 B．乙能滿足設(shè)計要求，甲不能滿足設(shè)計要求 C．甲和乙都能滿足設(shè)計要求 D．當電路中電流過大時，彈簧1和彈簧2都變短二．填空題（共4小題）15．（2022?臨安區(qū)一模）電動機是利用通電導(dǎo)體在磁場中會受到力的作用而制成的，而通電導(dǎo)體在磁場中的受力方向與和有關(guān)。電動機工作時是將能轉(zhuǎn)化成能。16．（2022?普陀區(qū)校級模擬）如圖所示，用細線懸掛的磁體AB，磁極未知，當閉合電路開關(guān)S后，磁體的B端與通電螺線管左端相互排斥，則A端是磁體的極，斷開開關(guān)S，磁體靜止時，B端會指向地理的。（選填“北方”或“南方”）17．（2022?寧波一模）如圖所示是小科設(shè)計的一種限流器原理圖，當電流超過限制電流時，銜鐵N被電磁鐵M吸引過去，輕質(zhì)的金屬桿OA在彈簧拉力作用下繞O點轉(zhuǎn)動，電路斷開，會自動切斷電路。（1）電流低于限制電流時，銜鐵N對金屬桿OA向下的力為F1，彈簧對