内容正文:
1.4电磁铁(知识点+同步练习)
知识点:
1.在通电状态下具有磁性的装置叫电磁铁,它由电池、导线、铁芯三部分组成。
2.电磁铁的磁力大小与电池的数量、线圈的匝数有关。
3.电磁铁和永久磁铁的相同点是:都有磁性、都有磁极。
4.电磁铁的应用有:电铃、电动机、电扇、电磁起重机、电话、磁悬浮列车等
5.研究电磁铁的磁力大小与线圈圈数的关系时,需保持不变的条件有电池数量、铁芯长短、铁芯粗细、导线粗细、导线长短等。
6.电磁铁与磁铁有什么相同与不同之处。
相同点:
都有磁性,可以吸引铁质的物体。
都有南极和北极,都可以用来指示方向。
不同点:
电磁铁的磁力大小和磁极可以控制和改变。
磁铁的磁力大小和磁极不可以改变。
同步练习:
一、选择题
1.明明在做“线圈匝数对磁力大小的影响”的对比实验中,应该保持不变的实验条件是( )。
A.线圈匝数和电流大小
B.线圈匝数和绕线方向
C.电流大小和绕线方向
2.如果让小磁针偏转现象更加明显,下列方法不合理的是( )。
A.将导线与小磁针垂直 B.增加电池,且并联 C.采取短路连接法
3.电磁铁具有( )产生磁性的现象。
A.接通电流 B.断开电流 C.靠近磁铁
4.如下图是某同学绘制的电磁铁磁性强弱与线圈匝数的关系柱状图,横轴表示线圈匝数,纵轴表示吸引大头针的数量。从图中能获取的信息是( )。
A.线圈匝数越多,电磁铁磁性越小
B.线圈匝数为60匝时吸引的大头针数量最多,磁性最强
C.电磁铁磁性强弱和线圈匝数无关
5.可以用( )组装成电流检测器,来检测废旧电池是否还有电。
A.指南针、导线 B.导线、铁钉 C.电池、导线
6.只改变电磁铁线圈的缠绕方向,电磁铁的( )。
A.南北极不变 B.南北极改变 C.磁力变强
7.与永磁铁相比,电磁铁具有的优点是( )。
A.形状制作比较方便 B.有两个磁极
C.磁极可以改变
8.下列关于电和磁之间的关系,描述正确的是( )。
A.电流能产生磁性
B.发电机发电时的能量转换过程是将电能转换成机械能
C.电磁铁的磁力大小只与使用电池的数量有关
9.下列物品中,利用了电磁铁的是( )。
A.指南针 B.自行车 C.磁悬浮列车
10.下列是“制作电磁铁”的实验步骤,其中排列正确的是( )。
①接通电路后,把铁钉移到一堆回形针上方
②比比谁的电磁铁吸的回形针多
③把导线按照同一个方向缠绕在铁钉上
④将导线的两端连接到电池上
A.①②④③ B.③④①② C.②④③①
二、填空题
11.电磁铁通电后, ;断电后, 。
12.在电铃内部,将漆包线缠绕在铁芯上的装置叫 。它是一种将 能转化成磁能的装置。
13.电磁铁磁力大小与这些因数有关: ,磁力越大;导线绕的 越多,磁力越大; 越大,磁力越大;导线 ,磁力也越大。
14.电能可以转换为 ,利用电流产生磁性的装置叫作 。
15.小明想研究转子上的电磁铁,于是用导线和铁钉制作了一个电磁铁(如图),此时这个电磁铁的钉帽是 极。
16.小明想研究电磁铁的磁力与线圈缠绕的圈数是否有关,他需要设计一组 (选填“模拟”或“对比”)实验,改变的条件是 。
三、判断题
17.1820年,丹麦科学家奥斯特发现了通电导线能产生磁性。( )
18.电磁铁磁性的大小是可以改变的。( )
19.改变电流方向会改变电磁铁的南北极。( )
20.研究电磁铁磁力大小的实验,每次至少改变一个条件。( )
21.在探究影响电磁铁磁性强弱的因素时,可先数清楚被吸起的大头针数量,再断开电源。( )
22.我们可以借助线圈和指南针来检测废旧电池中是否还有电。( )
四、简答题
23.探究影响电磁铁磁力大小的因素。
24.电磁铁比磁铁更好用,你同意这个观点吗?为什么?
25.电磁铁在生产生活中应用非常普遍,请试着举两例。
五、实验题
26.某科学兴趣小组的同学为研究电磁铁的磁力大小与线圈匝数、电流大小的关系,设计了以下三组实验。
组别
实验操作图
吸引大头针数(枚)
①
2
②
4
③
4
(1)为研究电磁铁的磁力大小与线圈匝数的关系,应选择 两组进行对比实验;为研究电磁铁的磁力大小与电流大小的关系,应选择 两组进行对比实验。
(2)通过表中实验数据可以得出,电磁铁的磁力大小与线圈匝数 (填“有关”或“无关”),线圈匝数越多,电磁铁的磁力越 ;电磁铁的磁力大小与电流大小 (填“有关”或“无关”),电流越大,电磁铁的磁力越 。
2
1
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《1.4电磁铁》参考答案
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
C
B
A
B
A
B
C
A
C
B
1.C
【详解】在这个实验中,我们想要研究的是线圈匝数的变化对磁力大小的影响。为了确保实验结果的准确性,需要使用控制变量法,即保持其他可能影响实验结果的因素不变。电流大小和绕线方向都可能影响线圈产生的磁力,因此这两个条件需要在实验中保持不变,这样才能准确地观察到线圈匝数变化对磁力大小的影响。故选C。
2.B
【详解】A.将导线与小磁针垂直,电流的磁效应增强,小磁针偏转更明显,选项不符合题意;
B.要使偏转更明显,需要增大电流。增加电池且并联的方式会保持电压不变,但增大电流应是串联,因此并联电池不能明显增加小磁针的偏转,选项符合题意;
C.使电路短路能够产生瞬时强电流,导线产生的磁力增强,能使小磁针偏转更明显,选项不符合题意;
故选B。
3.A
【详解】由线圈和铁芯组成的装置叫电磁铁。电磁铁的特点是:接通电流,产生磁性;切断电流,磁性消失。故选A。
4.B
【详解】图中横轴表示线圈匝数,纵轴表示吸引大头针的数量。分析可知,60匝时电磁铁的磁性最强,说明线圈匝数越多,电磁铁磁性越强。故选B。
5.A
【详解】可以用指南针、导线组装成电流检测器,来检测废旧电池是否还有电。把一段通电的导线靠近指南针,可观察到指南针偏转,这种现象称为电流的磁效应。利用电流的磁效应,用导线绕成线圈扣在指南针上,组成一个电流检测器,接通电源,发现小磁针不动,说明电池应该没电了;如果小磁针发生偏转,说明电池还有电,故选A。
6.B
【详解】电磁铁的南北极与线圈的缠绕方向和电流的方向有关,改变线圈的缠绕方向或电池的正负极都可以改变电磁铁的南北极。因此,只改变电磁铁线圈的缠绕方向,电磁铁的南北极改变。
7.C
【详解】磁铁和电磁铁都有具有磁性,都有南北两个磁极。磁铁的南北极不能改变,电磁铁的南北极可以通过改变电池的接法和线圈缠绕方向来改变,磁极可以改变属于电磁铁的优点。故C选项正确。
8.A
【详解】A.通电导线可以产生磁性,正确;
B.发电机发电时的能量转化过程是将机械能转化为电能,错误;
C.影响电磁铁磁力大小的因素是使用电池的数量、线圈圈数的多少、铁芯的大小等,错误。
9.C
【详解】电磁铁的磁力大小与线圈圈数、电流大小、铁芯粗细有关。电磁铁的磁力大小与线圈圈数有关:圈数少,磁性弱;圈数多,磁性强;电磁铁的磁力大小与使用的电池数量有关:电池节数少,则磁性弱;电池节数多,则磁性强。
A、指南针是利用永久磁铁制作的,没有使用电磁铁,故A错误;
B、自行车没有使用电磁铁,故B错误;
C、磁悬浮列车是利用了电磁铁产生动力运行的,故C正确。
10.B
【详解】由线圈和铁芯组成的装置叫电磁铁,它通电时产生磁性,切断电源后磁性消失。“制作电磁铁”的实验步骤,其中排列正确的是③把导线按照同一个方向缠绕在铁钉上,④将导线的两端连接到电池上,①接通电路后,把铁钉移到一堆回形针上方,②比比谁的电磁铁吸的回形针多。B符合题意。
11. 产生磁性 磁性消失
【详解】电磁铁具有接通电流产生磁性,断开电流磁性消失的基本性质。而且磁性大小和磁极方向都可以控制。电磁铁的南北极与线圈的缠绕方向、电池正负极的接法有关。电磁铁的磁力大小与线圈匝数、电池数量有关。线圈匝数越多磁力越大,电池数量越多磁力越大,反之,磁力越小。
12. 电磁铁 电
【详解】电磁铁是由铁芯和线圈组成的装置,通电后产生磁性。电铃内部有一个将漆包线缠绕在铁芯上的装置,它就是电磁铁。它是一种将电能转化成磁能的装置。
13. 铁钉越大 圈数 电量 越粗
【详解】电磁铁的磁力大小可以改变,与线圈圈数、导线粗细、电流强度、铁钉大小等有关。电磁铁的磁力大小与铁钉大小有关,铁钉越大,磁力越大;电磁铁的磁力大小与线圈圈数有关:导线绕的圈数少磁力小,线圈圈数多磁力大。电磁铁的磁力大小与使用的电流强度有关:电量弱磁力小;电量强则磁力大。电磁铁的磁力大小与导线粗细有关:导线越粗,磁力也越大。
14. 磁能 电磁铁
【详解】能量有电能、热能、光能、声能等不同的形式。生活中能量的形式是多种多样的,不同形式的能量之间可以相互转化。电能可以转换为磁能,利用电流产生磁性的装置叫作电磁铁。
15.N
【详解】磁极之间同级相互排斥,异极相互吸引。图中电磁铁通电后,小磁铁的S极与钉尖排斥,则钉尖部分是相同的磁极——S极,此时这个电磁铁的钉帽一定是N极。
16. 对比 线圈缠绕的圈数
【详解】电磁铁是由线圈和铁芯组成的装置。电磁铁也有南北极,电磁铁的南北极与线圈缠绕方向、电流方向有关。小明想研究电磁铁的磁力与线圈缠绕的圈数是否有关,他需要设计一组对比实验,改变的条件是线圈缠绕的圈数。
17.√
【详解】当导线中有电流通过时,导线的周围会产生磁性。1820年,丹麦科学家奥斯特在一次实验中,发现通电的导线靠近指南针时,指南针发生了偏转,通电导线能产生磁性。
18.√
【详解】电磁铁磁性的有无,可以通过电流的有无来控制;电磁铁磁性的强弱,可以通过电磁铁的电流大小来控制。
19.√
【详解】电磁铁由线圈和铁芯组成,它的南北极和磁力大小都是可以改变的,可以通过改变电池正负极接法或线圈的缠绕方向来改变电磁铁的南北极。所以电流的方向改变,即改变电池正负极接法,电磁铁的南北极也会改变。
20.×
【详解】对比实验要注意的问题:每次只能改变一个因素;确保实验的公平,即除了改变的那个因素外,其他因素应该保持一样。在做“研究电磁铁磁力的大小”实验中,只改变一个条件,而保持其他条件不变。
21.√
【详解】在探究影响电磁铁磁性强弱的因素时,可以通过数清楚被吸起的大头针数量来衡量电磁铁的磁性强弱。这个方法是一种定性的实验方法,通过观察电磁铁能够吸引的大头针数量,可以大致判断电磁铁的磁性强弱。在断开电源之前要先记录下实验数据,因为一旦断开电源,电磁铁就会失去磁性,实验结果就无法验证了。
22.√
【详解】我们可以借助线圈和指南针来检测废旧电池中是否还有电,利用的原理是电生磁。所以题目的说法是正确的。电生磁就是用一条直的金属导线通过电流,那么在导线周围的空间将产生圆形磁场。导线中流过的电流越大,产生的磁场越强。
23.电磁铁铁钉的粗细会影响电磁铁磁力的大小,铁钉粗,磁力大;铁钉细,磁力小。
电磁铁的磁力大小与电池节数有关,电池节数越多,电磁铁磁力越大,反之越小。
电磁铁的磁力大小与导线的粗细有关,导线越粗,磁力越大,反之越小。
【详解】电磁铁的磁力大小是可以改变的,磁力的大小与电池的数量、线圈的圈数、铁芯的大小等有关,1.要研究电磁铁的磁力大小与串联电池的多少是否有关,就要保持线圈匝数(线圈缠绕的数量)相同,改变电池的数量;2.要研究电磁铁磁力大小与线圈匝数的多少是否有关,就要保持电池数量相同,改变线圈匝数(线圈缠绕的数量);3.根据课堂实验,可以知道结论:增加线圈匝数和增加电池数量可以增强电磁铁的磁力。
24.不同意,电磁铁和磁铁各有利弊。电磁铁可以控制磁铁的方向和大小,还有磁性的有无,这一点比磁铁要好用;但是电磁铁需要电才能使用,这一点明显不及磁铁。
【分析】电磁铁磁性的有无可以由通电或断电来控制,电磁铁通电时有磁性,切断电流后磁性消失。电磁铁的南北极与线圈的缠绕方向和电流的方向有关,改变线圈的缠绕方向或电池的正负极都可以改变电磁铁的南北极。电磁铁的磁力大小与线圈圈数、电流大小、铁芯粗细有关。
【详解】电磁铁是由线圈和铁芯组成的装置,它是电能转化为磁能的装置。电磁铁和磁铁各有利弊。电磁铁可以控制磁铁的方向和大小,还有磁性的有无,这一点比磁铁要好用;但是电磁铁需要电才能使用,这一点明显不及磁铁。
25.电磁起重机、音响、电视机、电风扇、智能电饭煲、洗衣机等。
【详解】电磁铁是由铁芯和线圈组成的装置。电磁铁通电后产生磁性,断电后磁性消失,电磁铁可以将电能转化为磁能。电磁铁广泛应用于我们的生活中,电磁起重机、小电动机、磁带录音机、洗衣机等都应用了电磁铁。
26. ①和② ①和③ 有关 大 有关 大
【详解】(1)对比实验只有一个变量,由于研究的是电磁铁磁性强弱与线圈匝数的关系,唯一的变量是线圈匝数,所以应该选择①和②进行研究;对比实验只有一个变量,由于研究的是电磁铁磁性强弱与电流大小的关系,唯一的变量是电流大小,所以应该选择①和③进行研究。
(2)电磁铁的磁力大小与线圈匝数有关:线圈匝数少,磁性小;线圈匝数多,磁性大;电磁铁的磁力大小与电流大小有关:电流越大,电磁铁的磁力越大。
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