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1、电磁学一.电磁转换1.磁现象（1）磁性与磁铁：物体具有吸引铁、钴、镍等物质的性质叫磁性，具有磁性的物体叫磁体。（2）磁极：磁体两端的磁性最强，磁性最强的部位叫作磁极；将一个磁体悬挂起来，当它静止时，指南的那个磁极叫南（S）极，指北的那个磁极叫北（N）极。（3）同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。（4）磁化：一些物体在磁体或电流的作用下会获得磁性，这种现象叫磁化。磁化后会长时间保持磁性的材料叫硬磁材料，如钢；保持磁性时间较短，磁性容易消失的材料叫软磁性材料，如铁。2.磁场：磁体（或电流）周围存在一种看不见、摸不着的特殊物质叫磁场。我们可以根据它对放入其中的小磁针产生磁力的现象认识它，这种方法属于
2、转换法。3.磁感线：按照铁屑在磁场中排列的情况和小磁针N极指向画出一些带箭头的曲线叫磁感线。用磁感线描述磁场的这种方法属于模型法。方向：磁体外部的磁感线都是从磁体N极出发，回到S极。特点：磁场越强的地方，磁感线分布越密；磁场越弱的地方，磁感线分布越疏。4.地球的磁场：地球本身是一个巨大的磁体。地球周围空间存在的磁场称为地磁场。地磁北（N）极在地理南极附近，地磁南（S）极在地理北极附近，地磁场的磁感线也是从北（N）极出发，回到南（S）极。地磁场的磁极与地理两极并不重合，所以磁极所指的方向不是地理的正南、正北方向，而是稍微有点偏离，是我国沈括最早发现。小磁针在地磁场中静止时，N极指北偏西，S极指南
3、偏东，所形成的夹角叫磁偏角。5.判断物体是否具有磁性的方法（1）根据磁体的吸铁性来判断：将被测物体靠近铁类物质。（2）根据磁体静止时的指向来判断：用细线悬挂，静止时总是指向南北方向。（3）根据磁极间的相互作用规律来判断：将被测物体一端分别靠近静止小磁针的两极，有一端发生排斥现象。（4）根据磁极的磁性最强的特点来判断：两个外形完全相同的钢棒A、B，已知一个有磁性，另一个没有磁性，将A的一端由B的左端向右端滑行，滑行过程中吸引力大小不变说明A有磁性，若吸引力由大变小，再变大，说明B有磁性。6.磁体的两极：每个磁体都有两个磁极，一个北极（N极），一个南极（S极）。将一个条形磁体摔成两段，则每段都有两
4、个磁极，如果再让这两段磁体互相吸引合为一体，则靠近断裂处的两个磁极便不再存在，整个磁体仍然只有两个磁极。7.磁吸引：磁体吸引没有磁性的铁类物质；异名磁极相互吸引。磁排斥：同名磁极相互排斥。8.电流的磁效应：电流周围存在磁场的现象。是奥斯特发现的。应用：电铃、扬声器、电磁继电器。9.通电直导线周围的磁场：分布在垂直于通电直导线的平面内，磁感线是以电流为中心的一系列同心圆。10.通电螺线管的极性与电流方向有关，与导线绕法无关。11.安培定则：用右手握住螺线管，让四指弯曲的方向跟螺线管中的电流方向一致，则大拇指所指的那端就是通电螺线管的N极（右手定则）。12.电磁铁：将铁芯插入通电螺线管中就构成电磁
5、铁。影响电磁铁磁性强弱因素：铁芯的粗细，越粗磁性越强；电流越大磁性越强；线圈匝数，匝数越多磁性越强。13.磁场对电流的作用：磁场对通电导体有力的作用，力的方向与电流方向和磁场方向有关（左手定则）。14.直流电动机：通电线圈在磁场中受力转动，利用换向器适时自动改变线圈中的电流方向，使线圈能够持续转动下去。电能转化为机械能。改变直流电动机转动方向是只改变电流的方向或只改变磁场的方向，同时改变，转向不变。直流电动机的转速与电流大小和磁场强弱有关。15.直流电动机不转动的原因：转子处于平衡位置；实验电路中某处接触不良或电流太小；转轴间摩擦力过大；磁铁没有磁性或线圈某处断开。16.电磁感应现象：利用磁场
6、产生电流的现象。应用：手摇发电机、发电机、动圈式话筒。（1）电磁感应产生的电流叫感应电流。（2）产生的条件：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动。（3）影响因素：磁场方向和导体切割磁感线运动的方向。17.发电机：利用电磁感应原理制成。把机械能转化为电能。每转一周，电流方向改变两次。18.高压输电：发电厂升压变压器高压线路降压变压器工厂或居民区用电变压器工作原理（电磁感应）：变压器由两组线圈构成，变化的电流通过一线圈产生变化的磁场，变化的磁场通入另一线圈就产生变化的电流。提高输送电压，可减少电能在输送线路上的损失。练习题1.如图所示是水位自动报警器的原理示意图，下列四个实验能反映其自动报
7、警原理的是（ ）2.关于电动自行车，下列说法不正确的是（ ） A.废旧电池会污染环境，不可随意处置。 B.电流具有热效应，长时间充电有火灾隐患。 C.车上装有电动机，其工作原理是电磁感应。 D.要使车加速前进，可增大通过电动机的电流。3.如图所示，闭合开关，铜棒向右运动，为使开关闭合后铜棒向左运动，下列可行的是（ ） A.换用更细的铜棒。 B.将电源的正、负极对调。 C.向左移动滑动变阻器的滑片。 D.将电源正、负极和磁体N、S极同时对调。4.如图为直流电动机的工作原理图，分析正确的是（ ） A.改变磁场方向可以改变线圈转动的方向。 B.电动机通电后不转，一定是电路断路。 C.电动机工作过程中
8、，消耗的电能全部转化为机械能。 D.线圈连续转动是靠电磁继电器来实现的。5.下图是研究电磁现象的四个实验装置，相关说法正确的是（ ） A.图甲能证明通电导体周围有磁场，这个现象是法拉第首先发现的。 B.图乙中开关闭合，磁场中的导体棒会受力运动，该过程机械能转化为电能。 C.图丙是研究电磁感应现象的实验装置，当导体棒AB上下运动时电流计指针偏转。 D.图丁是电磁继电器的原理图，电磁继电器被广泛应用于自动控制领域。6.如图所示的四个实验中，反应电动机动作原理的是（ ） 7.如图所示是一种利用健身球设计的充电器，当人们在转动球的时候就可以给电池充电，下列各图与之工作原理相同的是（ ） 8.下列实验装
9、置图中，能用来说明磁场对通电导线有力的作用的是（ ） 9.如图所示，在探究通电螺线管外部磁场分布的实验中，开关闭合后，下列说法正确的是（ ） A.小磁针甲静止时N极指向右端，小磁针乙静止时N极指向左端。 B.小磁针甲静止时N极指向左端，小磁针乙静止时N极指向右端。 C.小磁针甲和小磁针乙静止时N极均指向右端。 D.小磁针甲和小磁针乙静止时N极均指向右端。10.如图为汽车启动原理图。汽车启动时，需将钥匙插入钥匙孔并旋转（相当于接通电路）。下列有关说法错误的是（ ） A.此时通电螺线管产生磁性。 B.通电螺线管F端的磁极为S极。 C.电动机是利用磁场对电流的作用工作的。 D.通电螺线管两端电压与电
10、动机两端电压不同。11.小华在综合实践中自制的简易电动机示意图如图所示。矩形线圈由漆包线绕制而成，漆包线的两端分别从线圈的一组对边的中间位置引出，并作为线圈的转轴。将线圈架在两个金属支架之间，线圈平面位于竖直平面内，永磁体置于线圈正下方，为了使电池与两金属支架连接后线圈能连续转动起来，小华应将（ ） A.电池的正、负极对调一下 B.在线圈正上方增加磁体S极 C.左、右转轴下侧绝缘漆刮掉一半 D.左、右转轴绝缘漆全部刮掉12.如图甲所示，一个不能打开的盒子外面露出一段细长的导线，在不损坏导线的情况下，用图乙中（a）、（b）两个实验所对应的结论来判断导线中是否有电流，下列说法正确的是（ ） A.只
11、有（a）能 B.只有（b）能 C.（a）（b）都能 D.（a）（b）都不能13.如图所示，是其保密室的防盗报警电路，当有人闯入保密室时会使开关S闭合，下列说法正确的是（ ） A.电磁继电器与发电机工作原理相同。 B.电磁继电器与电动机工作原理相同。 C.电磁铁工作时，上端为S极。 D.当有人闯入保密室时，b灯亮。14.如图所示的充电鞋垫，利用脚跟起落驱动磁性转子旋转，线圈中就会产生电流，从而就能给鞋面上的充电电池充电，这种充电鞋垫的工作原理是（ ） A.电磁感应现象 B.电流的磁效应 C.磁极间的相互作用 D.通电线圈在磁场里受力转动15.直线电流周围磁场的磁感线分布和磁场方向的判定方法如图所
12、示。将一枚转动灵活的小磁针放在水平放置的直导线正下方，直导线通电的瞬间（ ） A.若电流方向从南向北，则小磁针顺时针偏转 B.若电流方向从北向南，则小磁针逆时针偏转 C.若电流方向从东向西，则小磁针不发生偏转 D.若电流方向从西向东，则小磁针不发生偏转16.小磁针静止时N极所指是地磁的 （填“南极”或“北极”）。如图甲所示，一个条形磁铁摔成两段，取右边的一段靠近小磁针，小磁针静止时的指向如图乙所示，则右边这处裂纹的磁极是 极。如果把这段磁铁沿裂纹处吻合放在一起（如图甲），这两段会相互 （填“吸引”或“排斥”）。17.如图是一种手摇发电的手电筒，当沿箭头方向来回摇动时，灯泡就能发光，这个手电筒壳
13、体透明，可以清晰地看到里面有线圈。摇动时，可以感受到有一个物块在来回运动。小明猜想这个物块是磁体，依据是：物体运动时，闭合线圈切割磁感线产生 ，线圈相当于电路中的 。18.如图所示，向右移动金属杆，灵敏电流计的指针向右偏转，这是 现象。 （填“电动机”或“发电机”）就是利用该现象制成的。若向左移动金属杆，灵敏电流计的指针将向 （填“左”或“右”）偏转。19.学习“电磁转换”这一章后，小明画出部分内容的思维导图，请你帮他补全空格处内容：（1） （2） （3） 20.两个磁极之间有力的作用，同名磁极相互 ；通电导线能使小磁针发生偏转，这是因为通电导线周围存在 ；如图把通电导线放在两个磁极中间，磁极
14、对导线的力垂直指向纸里，如果导线中电流方向相反，则磁极对导线的力垂直指向 （填“纸里”或“纸外”）。21.如图是一种“闯红灯违规模拟器”的工作原理图，光控开关接收到红光时会自动闭合，压敏电阻若同时受到车的压力，其阻值变小，电路中的电流 ，电磁铁的磁性将变 （填“强”或“弱”）。当电流变化到一定值时，衔铁与触点 （填“1”或“2”）接触，电控照相机工作，拍摄违规车辆。22.如图是推动血液循环的“人工心脏泵”，线圈AB固定在用软铁制成的活塞柄上，这就相当于一个 ，通电时线圈与活塞柄组成的系统与固定在左侧的磁体相互作用，从而带动活塞运动，活塞筒通过阀门与血管相通，阀门S1只能向外开启，S2只能向内开
15、启。当线圈中的电流从A流向B时，活塞向 （填“左”或“右”）运动，阀门 （填“S1”或“S2”）开启，血液进入 （填“血管”或“活塞筒”）。23.根据小磁针静止时所指方向在图中画出通过小指针中心的一条磁感线并标出电源的正极。24.请根据图中小磁针静止时的指向画出P点的电流方向并标出螺线管的N极。25.如图，请标出磁感线的方向及静止时小磁针的N极。26.如图所示，请将螺线管、滑动变阻器接入电路中，使开关闭合后，螺线管与条形磁铁相互排斥，滑动变阻器滑片P向右移动会使斥力增大。27.小明用如图所示的装置来探究感应电流产生的条件（图中灵敏电流计G的指针偏转方向相反即表示通过的电流方向相反）（1）导体a
16、b静止悬挂，闭合开关，灵敏电流计的指针不偏转，说明电路中 （填“有”或“无”）电流产生。（2）继续探究，记录观察到的现象如下表：比较1、2（或1、3）实验现象可知，闭合电路的一部分导体在磁场中做 运动时，电路中就会产生感应电流。比较2、3实验现象还发现，产生的感应电流的方向跟 有关。（3）若在整理器材时未断开开关，先水平向左撤去蹄形磁铁（导体ab不动），则灵敏电流计的指针 （填“会”或“不会”）偏转。28.如图甲所示，这是物理兴趣小组设计的汽车转向指示灯电路模型，电路中电源电压恒为6V，指示灯的规格均为“6V 3W”，R0为定值电阻，电磁铁线圈及衔铁的阻值忽略不计。当转向开关刚拨到右转接通时，
17、电磁铁中有电流通过，右转指示灯发光较暗，接着衔铁被吸下，触点A与B接通，电磁铁和电阻R0被短路，右转指示灯发光较亮，此时由于电磁铁中没有电流通过，衔铁被弹簧拉上去，触点A与B分离，电磁铁中又有电流通过，随后电磁铁又将衔铁吸下，如此循环，右转指示灯会较暗、较亮交替闪烁。当开关拨到右转时，右转向指示灯两端实际电压变化规律如图乙所示。已知右转向灯发光较暗时，其两端实际电压为Ux，其消耗的实际功率为额定功率的4%，不考虑指示灯电阻随温度变化。求：（1）右转向灯发光较暗时，指示灯消耗的实际功率。（2）右转向灯发光较暗时，指示灯两端的实际电压Ux。（3）右转向灯工作15s消耗的电能。（4）定值电阻R0的阻
18、值。29.如图所示是一种自动测定油面高度的装置。电源电压U为6V，R1是最大阻值为30的滑动变阻器，它的金属滑片P连在杠杆一端，R2是定值电阻，油量表是用量程为00.6A的电流表改装而成。（ABCD四点表示四个接线柱，电磁继电器线圈电阻忽略不计）（1）当油面上升时，电流表示数变大，则导线M应与 接线柱相连；当油量下降到预设位置时，警示灯亮，滑片P刚好在B处，则导线N应与 接线柱相连。（2）当油箱加满油时，滑片P刚好在A处，电流表的示数达到最大值，求电阻R2的阻值。（3）在滑片滑动的过程中，求滑动变阻器R1的最大功率。30.如图所示是一个升降电梯的模拟控制电路。已知控制电路电源电压U=4.5V，
19、电磁继电器线圈电阻R1=5，滑动变阻器R2的最大阻值为25。R3是一种新型电子元件，放置在升降电梯的地板上，在压力不超过15000N的前提下，其阻值随压力大小的变化规律如下表所示。当线圈中电流增至I0=15mA时，电磁继电器衔铁被电磁铁吸合，电梯中报警指示灯亮，显示人员超重。利用该装置可实现当压力高至某一设定值F0时，驱动电梯的电动机停止工作。（1）已知报警指示灯上标有“220V 4.4W”的字样，求该灯正常工作时的电流。（2）分析表格中数据可知：电子元件的阻值随R3随压力F变化的关系式是R3= 。（3）闭合开关S，将滑片P移至b端，F0为多少？（4）该系统可调F0的最小值为多少？31.某实验
20、要求盐水的密度控制在一定范围内，图甲为小宇设计的盐水密度控制模拟装置，A物体浸没在盐水中，R为定值电阻，RF为力敏电阻，其阻值随下方轻质细线拉力的变化关系如图乙所示。已知：U=12V，VA=100cm3，A=1.6g/cm3；当电磁铁线圈中的电流I0.048A时，铁质开关K被吸上，当I0.04A时，K被释放，从而通过控制水泵向容器中注水使盐水密度保持在一定范围内；电磁铁线圈电阻不计，设水加入容器后与盐水立刻混合均匀。（g取10N/kg）（1）容器中的水蒸发后盐水密度 ，轻质细线上的拉力 。（均填“变大”“变小”或“不变”）（2）请在图甲中接入一电压表，要求当盐水密度变大时电压表的示数增大。（3
21、）若此装置所能控制的最大盐水密度为1.3g/cm3,则该装置所能控制的最小盐水密度是多少？（4）若将R更换为阻值更大的电阻，该装置控制的最大盐水密度将 ，此时该装置控制的最大盐水密度与最小盐水密度的差值将 。（均填“变大”“变小”或“不变”）32.“西电东送”是将我国西部发电厂发出的电传输到我国东部。由发电厂输出的电功率是一定的，它决定于发电机组的发电能力。根据P=UI中发电机的功率不变效应，若提高输电线路中的电压U，那么线路中的电流I一定会减小，反之亦然。输电线路中的电能损耗主要是输电线的电流热效应，输电线损失的热功率P=I2R，所以采用输电线的电阻要尽量小。如果线路中电流降低到原来的1/2，那么线路中损失的热功率就减少为原来的1/4，因此提高电压可以很有效地降低输电线路中的热功率损失。设发电厂的输出电功率P0=1.1x108W，输电线路上的总电阻为10。（1）若采用110KV的高压输送电能，输电线路的电流I1= A，输电线路损失的热功率P1= W，其与发电厂的输出电功率P0之比P1：P0= 。（2）若采用1100KV的超高压输送电能，输电线损失的热功率P2= W，其与高压输送电能损失的热功率P1之比P2：P1= ，所以采用超高压远距离输电可以大大降低输电线路的 的损失。（3）若想使输电线路中的热功率损耗为零，还可以采用 作为输电线材料。