内容正文:
第十七章 从指南针到磁浮列车
考点一 磁、力综合
典例1 (2022·苏州)三个相同的磁环a、b、c(质量均为m)套在有木质底座的光滑木杆上,由于磁极间的相互作用,上面两个磁环都悬在空中,如图所示。下列说法中,正确的是( )
(典例1图)
A. a对b的磁力和a的重力是一对平衡力
B. b对c的磁力小于c对b的磁力
C. c受到b的磁力大小为2mg
D. c对底座的压力大小为mg
解析:木杆光滑,则磁环都不受摩擦力。a对b的磁力与a受到的重力不是作用在同一物体上的,不是一对平衡力,A错误。b对c的磁力与c对b的磁力是一对相互作用力,大小相等,B错误。a静止,则b对a的磁力与a受到的重力是一对平衡力,大小相等,则b对a的磁力大小为mg,方向竖直向上;b对a的磁力与a对b的磁力是一对相互作用力,大小相等,方向相反,则a对b的磁力大小也为mg,方向竖直向下;b静止,则c对b的磁力等于a对b的磁力与b受到的重力之和,故c对b的磁力大小等于2mg,所以b对c的磁力大小等于2mg,C正确。同理可得,底座对c的支持力等于3mg,c对底座的压力与底座对c的支持力是一对相互作用力,大小相等,故c对底座的压力大小为3mg,D错误。
答案:C
1. (多选题)如图所示,四个完全相同的环形磁铁a、b、c、d套在塑料支架的光滑杆上。静止时磁铁a、b、c悬浮在空中,d压在塑料支架底板上。若每个磁铁受到的重力均为G,磁铁a的上表面是N极,则( BD )
A. 磁铁b的上表面是N极 B. 磁铁c的上表面是N极
C. 磁铁d对底板的压力是G D. 磁铁d对底板的压力是4G
(第1题)
BD
考点二 电、磁综合
典例2 (2022·邵阳)如图甲所示为一种电磁仪表的部分装置,闭合开关后,磁铁N极向上转动(如箭头所示)。请在括号中标出电池的“+”“-”极。
解析:由题意可知,闭合开关后,磁铁N极向上转动,说明电磁铁对其有斥力作用,根据同名磁极相互排斥可知,电磁铁的上端为N极,根据右手螺旋定则可知,电流从电磁铁的下端流入,所以电池的左端为“+”极,右端为“-”极。
答案:如图乙所示
2. (2022·陕西)如图所示,用笔画线代替导线将电路连接完整,并在括号中标出小磁针静止时右端的磁极名称。(要求:闭合开关,移动滑片P时,螺线管磁性强弱改变)
考点三 电、磁、力综合
典例3 (2022·江西)如图所示为某同学自制的简易电磁锁原理图。闭合开关S,滑片P向左移动,使静止在水平桌面的条形磁体滑动,打开门锁。下列说法正确的是( )
A. 通电后电磁铁的a端为S极
B. 滑片在向左移动的过程中,电磁铁的磁性增强
C. 条形磁体在滑动过程中,受到向左的摩擦力
D. 条形磁体在滑动过程中,受到的摩擦力变小
解析:由图可知,通电后电流从电磁铁的b端流入,由右手螺旋定则可知,电磁铁的a端为N极,故A错误;滑片在向左移动的过程中,滑动变阻器接入电路中的阻值变小,故电路中电流变大,则电磁铁的磁性增强,故B正确;因电磁铁的b端为S极,故由异名磁极相互吸引可知,条形磁体会受到向左的磁力作用而向左滑动,故条形磁体在滑动过程中,受到桌面向右的摩擦力,故C错误;条形磁体在滑动过程中,在竖直方向上处于受力平衡状态,条形磁体与桌面之间的压力和粗糙程度不变,故条形磁体在滑动过程中,受到的摩擦力不变,故D错误。
答案:B
3. (2021·杭州)如图所示,闭合电磁铁开关S,条形磁体静止在水平桌面上。下列判断正确的是( A )
A. 条形磁体受到电磁铁对其向左的作用力
B. 条形磁体受到桌面对其向左的摩擦力
C. 将滑动变阻器的滑片向右移动,条形磁体受到的摩擦力不变
D. 若只改变电源的正、负极,条形磁体受到的摩擦力变大
A
考点四 电、磁、热综合
典例4 (2022·黔东南)某款无接触式的热风干手器,手伸向出风口时可吹出温度为35~45℃的热风,内部电路由控制电路和工作电路两部分构成,简化电路如图所示,控制电路中R为光敏电阻。闭合S,当手伸向出风口时,R的阻值会 (选填“增大”“减小”或“不变”),衔铁被吸下,工作电路开始工作。若干手器的加热电阻丝的阻值为44Ω,在额定电压下,烘干一次手用时10s,则烘干手的过程中加热电阻丝产生的热量为 J,这些热量能使 kg(结果保留两位小数)的水温度升高5℃。[c水=4.2×103J/(kg·℃)]
解析:控制电路中的电磁继电器主要是利用了电流的磁效应;手伸向出风口,衔铁被吸下,工作电路开始工作,说明控制电路中的电流增大导致电磁铁的磁性增强,电源电压一定,由I=可知,控制电路的总电阻减小,则电阻R的阻值减小。工作电路的加热电阻丝与电动机并联,加热电阻丝两端电压等于电源电压,所以烘