内容正文:
2025年盐城中考物理终极冲刺提分特训19-《电磁转换》(押题猜想)
【押题解读】
《电磁转换》在盐城中考物理是必考内容一般占试卷分值的2 - 4分,常考题型有选择题、填空题、作图题、实验探究题和综合应用题。以下是具体考情分析:
1. 磁现象、磁场:常考磁性的辨识、磁极及磁极间的相互作用、磁化现象、磁场的基本性质和方向规定、地磁场等。如判断能被磁体吸引的物体,根据小磁针的指向判断磁场方向等。
2. 电生磁及安培定则:重点考查通电螺线管外部磁场的特点、安培定则的应用,如根据通电螺线管的极性判断电流方向,或根据电流方向判断螺线管的磁极。
3. 电磁铁和电磁继电器:主要涉及电磁铁磁性大小的影响因素、电磁继电器的工作原理及应用。例如,通过实验探究影响电磁铁磁性强弱的因素,分析电磁继电器在电路中的控制作用。
4. 电动机:考查电动机的构造、工作原理、能量转化,以及通电导体在磁场中受力方向与哪些因素有关。如判断家用电器中与新能源电动汽车动力装置工作原理相同的电器。
5. 磁生电:重点是产生感应电流的条件、感应电流的方向与哪些因素有关,以及电磁感应现象中的能量转化。如根据电磁感应原理判断相关装置的工作情况,分析在电磁感应过程中机械能与电能的转化。
在盐城中考物理中《电与磁》常以科技前沿、生活实际为背景设置问题,如以“奋斗者”号潜水器内的氧气浓度报警装置、新能源汽车的能量回收技术等为素材考查电与磁的知识。与其他学科知识相结合,如与化学学科中电解水制备氧气的知识结合,考查在电解水过程中电能的转化等。
【2025年中考考点梳理】
考点1 磁现象 磁场
1. 磁现象:
(1)磁性:物体能够吸引钢铁、钴、镍一类物质(吸铁性)的性质叫磁性。
(2)磁体:具有磁性的物体,叫做磁体。磁体具有吸铁性和指向性。
(3)磁体的分类:
①形状:条形磁体、蹄形磁体、针形磁体;
②来源:天然磁体(磁铁矿石)、人造磁体;
③保持磁性的时间长短:硬磁体(永磁体)、软磁体。
(4)磁极:磁体上磁性最强的部分叫磁极。磁极在磁体的两端。磁体两端的磁性最强,中间的磁性最弱。
(5)磁体的指向性:可以在水平面内自由转动的条形磁体或磁针,静止后总是一个磁极指南(叫南极,用S表示),另一个磁极指北(叫北极,用N表示)。无论磁体被摔碎成几块,每一块都有两个磁极。
(6)磁极间的相互作用:同名磁极互相排斥,异名磁极互相吸引。(若两个物体互相吸引,则有两种可能:①一个物体有磁性,另一个物体无磁性,但含有钢铁、钴、镍一类物质;②两个物体都有磁性,且异名磁极相对。)
(7)磁化:一些物体在磁体或电流的作用下会获得磁性,这种现象叫做磁化。
钢和软铁都能被磁化:软铁被磁化后,磁性很容易消失,称为软磁性材料;钢被磁化后,磁性能长期保持,称为硬磁性材料。所以钢是制造永磁体的好材料。
2. 磁场:
(1)磁场:磁体周围的空间存在着磁场。
(2)磁场的基本性质:磁场对放入其中的磁体产生磁力的作用。磁体间的相互作用就是通过磁场而发生的。
(3)磁场的方向:把小磁针静止时北极所指的方向定为那点磁场的方向。磁场中的不同位置,一般来说磁场方向不同。
(4)磁感线:在磁场中画一些有方向的曲线,任何一点的曲线方向都跟放在该店的磁针北极所指的方向一致。这样的曲线叫做磁感线。
3. 地磁场:
地磁场:地球本身是一个巨大的磁体,在地球周围的空间存在着磁场,叫做地磁场。
地磁场的北极在地理南极附近;地磁场的南极在地理北极附近。
小磁针能够指南北是因为受到了地磁场的作用。
地理的两极和地磁的两极并不重合,磁针所指的南北方向与地理的南北极方向稍有偏离(地磁偏角),世界上最早记述这一现象的人是我国宋代的学者沈括。(《梦溪笔谈》)
【拓展】1.对磁感线的认识
①磁感线是假想的,不是真实存在的.
②磁感线可以表示磁场的强弱,其密集处磁场较强,稀疏处磁场较弱.
③磁感线布满磁体周围的所有空间,并且磁感线不交叉.
④磁感线上任意一点的切线方向与该点的磁场方向一致.
⑥在磁体的内部,磁感线从磁体的S极指向磁体的N极,在磁体的外部则相反,从而形成闭合的曲线.
2.不同磁极间的磁感线
异名磁极间 同名磁极间(N) 同名磁极间(S)
考点2 电生磁
1. 奥斯特实验:
最早发现电流磁效应的科学家是丹麦物理学家奥斯特。
奥斯特实验:
对比甲图、乙图,可以说明:通电导线的周围有磁场;
对比甲图、丙图,可以说明:磁场的方向跟电流的方向有关。
2. 通电螺线管的磁场:
通电螺线管外部的磁场方向和条形磁体的磁场一样。通电螺线管的两端相当于条形磁体的两个极,通电螺线管两端的极性跟螺线管中电流的方向有关。
3. 安培定则:用右手握螺线管,让四指指向螺线管中电流的方向,则大拇指所指的那端就是螺线管的N极。
考点3 电磁铁 电磁继电器
1. 电磁铁:
(1)定义:插有铁芯的通电螺线管。
(2)特点:
①电磁铁的磁性有无可由通断电控制,通电有磁性,断电无磁性;
②电磁铁磁极极性可由电流方向控制;
③影响电磁铁磁性强弱的因素:电流大小、线圈匝数、:电磁铁的电流越大,它的磁性越强;电流一定时,外形相同的电磁铁,线圈匝数越多,它的磁性越强。
2. 电磁继电器:
电磁继电器是利用低电压、弱电流电路的通断,来间接地控制高电压、强电流电路的装置。
电磁继电器是利用电磁铁来控制工作电路的一种开关。
电磁继电器的结构:电磁继电器由电磁铁、衔铁、弹簧、动触点和静触点组成,其工作电路由低压控制电路和高压工作电路组成。
3. 扬声器:
扬声器是将电信号转化成声信号的装置,它由固定的永久磁体、线圈和锥形纸盆构成。
扬声器的工作原理:线圈通过如图下所示电流时,受到磁体吸引而向左运动;当线圈通过方向相反的电流时,受到磁体排斥而向右运动。由于通过线圈的电流是交变电流,它的方向不断变化,线圈就不断地来回振动,带动纸盆也来回振动,于是扬声器就发出了声音。
考点4 电动机
1. 磁场对通电导线的作用:
(1)通电导体在磁场里受到力的作用。力的方向跟磁感线方向垂直,跟电流方向垂直;
(2)通电导体在磁场里受力的方向,跟电流方向和磁感线方向有关。(当电流方向或磁感线方向两者中的一个发生改变时,力的方向也随之改变;当电流方向和磁感线方向两者同时都发生改变时,力的方向不变。)
(3)当通电导线与磁感线垂直时,磁场对通电导线的力最大;当通电导线与磁感线平行时,磁场对通电导线没有力的作用。
2. 电动机:
电动机是根据通电线圈在磁场中因受力而发生转动的原理制成的,是将电能转化为机械能的装置。
电动机是由转子和定子两部分组成的。
换向器的作用是每当线圈刚转过平衡位置时,能自动改变线圈中电流的方向,使线圈连续转动。
改变电动机转动方向的方法:改变电流方向(交换电压接线)或改变磁感线方向(对调磁极)。
提高电动机转速的方法:增加线圈匝数、增加磁体磁性、增大电流。
考点5 磁生电
1. 电磁感应现象:
英国物理学家法拉第发现了电磁感应现象。
内容:闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,导体中就产生电流,这种现象叫做电磁感应,产生的电流叫做感应电流。
导体中感应电流的方向,跟导体的运动方向和磁感线方向有关。(当导体运动方向或磁感线方向两者中的一个发生改变时,感应电流的方向也随之改变;当导体运动方向和磁感线方向两者同时都发生改变时,力的方向不变。)
2. 发电机:
发电机是根据电磁感应现象制成的,是将机械能转化为电能的装置。
发电机是由定子和转子两部分组成的。
从电池得到的电流的方向不变,通常叫做直流电。(DC)
电流方向周期性变化的电流叫做交变电流,简称交流电。(AC)
在交变电流中,电流在每秒内周期性变化的次数叫做频率,频率的单位是赫兹,简称赫,符号为Hz。
我国供生产和生活用的交流电,电压是220V,频率是50Hz,周期是0.02s,即1s内有50个周期,交流电的方向每周期改变2次,所以50Hz的交流电电流方向1s内改变100次。
3种电磁现象的辨识及相关应用
实验
奥斯特实验
电磁感应实验
磁场对电流的作用实验
探究电磁铁磁性强弱的实验
原理图
工作
原理
电流的
磁效应
电磁感应
通电导体在磁场中受力而运动
电流的
磁效应
能的
转化
/
机械 能→ 电 能
电 能→ 机械 能
/
影响
因素
磁场的方向与电流的方向有关
感应电流的方向与磁场的方向和导体运动的方向有关
导体受力的方向与电流的方向和磁场的方向有关
电磁铁磁性的强弱与电流的大小、线圈的匝数有关
主要
应用
电磁铁、电磁继电器、电话的听
筒等
发电机、动圈式话筒等
电动机
电磁继电器、电磁起重机等
【押题猜想】
一.选择题(24分)
1. 如图所示,一条形磁铁周围放着能自由转动的小磁针甲、乙、丙、丁,这四根磁针静止时N极指向画错的是(磁针的黑端表示N极)( )
A. 甲 B. 乙 C. 丙 D. 丁
【答案】C
【解析】知道小磁针在磁场中静止时,北极所指的方向与磁场的方向一致.磁场中的磁感线都是从磁体的北极出发回到南极.磁场中的磁感线方向从磁体的N极出来回到南极,小磁针静止时N极所指的方向与磁感线的方向相同.由图可以看出丙错误.
第1题图 第2题图 第3题图
2. 开关S闭合后,小磁针静止时的指向如图所示,由此可知
A. a端是通电螺线管的N极,c端是电源正极
B. b端是通电螺线管的N极,d端是电源负极
C. b端是通电螺线管的N极,d端是电源正极
D. a端是通电螺线管的N极,c端是电源负极
【答案】C
【解析】本题涉及磁极的相互作用和安培定则,考查磁极间的相互作用规律和运用安培定则判断电流方向.从小磁针指向可知通电螺线管的b端是N极,根据安培定则判断,电流从d流出,从c注入,d端为电源正极.
3. 如图所示的实验中,若将以下给出的物体依次置于U形磁体与回形针之间,会使回形针下落的是( )
A. 铜皮 B. 钢板 C. 纸片 D. 玻璃
【答案】B
【解析】钢板是磁性材料,插入蹄形磁体的磁场中会被磁化,蹄形磁体的磁场不能穿越磁性材料,回形针会下落.铜皮、纸片、玻璃是非磁性材料,插入蹄形磁体的磁场中不会被磁化,蹄形磁体的磁场能穿越非磁性材料,回形针还受磁场的作用,回形针不会下落.由此可以知道,会使回形针下落的是钢板,所以B选项是正确的;所以B选项是正确的.
4. 如图所示是小李探究电磁铁磁性强弱与什么因素有关的实验装置。下列措施中能使 电磁铁磁性增强的是( )
A. 滑片P向右移动,其他条件不变 B. 滑片P向左移动,其他条件不变
C. 开关S由1扳到2,其他条件不变 D. 电源的正负极对调,其他条件不变
【答案】B
【解析】A.滑片向右移动,电路中的电阻增大,电流减小,电磁铁的磁性会减弱,故A不符合题意;B.滑片向左移动,电路中的电阻减小,电流增大,电磁铁的磁性会增强,故B符合题意;C.开关S由1扳到2时,线圈的匝数减少,电磁铁的磁性会减弱,故C不符合题意;D.电源的正负极对调只会改变电流的方向,对电磁铁的磁性不会有影响,故D不符合题意。答选B。
第4题图 第5题图 第6题图
5. 电磁继电器广泛用于各种自动控制电路中,如图所示是温度自动报警器的原理图,下列说法中错误的是( )
A. 温度计可以用酒精温度计
B. 温度计是根据液体热胀冷缩性质工作的
C. 电磁继电器应用了电流的磁效应
D. 电磁继电器是一种电路开关,它可以用一个电路控制另一个电路
【答案】A
【解析】A.温度自动报警器的原理是当温度达到一定值时,温度计内液体上升,该液体必须是导体,这样控制电路会接通,电磁铁产生磁性,将衔铁吸引,将报警电路接通,电铃响,起到报警作用,而酒精不是导体,故A错误,符合题意;B.温度计是根据液体热胀冷缩的性质工作的,且液体体积的变化量与温度的变化量成正比,故B正确,不符合题意;C.电磁继电器是利用了电流的磁效应从而将衔铁吸引而工作的,故C正确,不符合题意;D.电磁继电器的实质就是一个开关,通过控制流过电磁铁的电流从而控制另一个电路,故D正确,不符合题意。故选A。
6. 如图所示的自动控制电路中,当开关S断开时,工作电路的情况是( )
A. 灯亮,电动机转起来,电铃响 B. 灯亮,电动机转起来,电铃不响
C. 灯不亮,电动机不转,电铃响 D. 灯亮,电动机不转,电铃响
【答案】B
【解析】当开关断开时,螺线管没有电流通过,电磁铁无磁性,衔铁在弹簧的作用下被拉起,灯泡与电动机所在支路均接通,电铃所在的支路被断开,所以电动机转动,同时灯亮,但电铃不响。故选B。
7. 我们唱卡拉OK时,要用到话筒.如图是动圈式话筒构造示意图,其工作原理是( )
A. 电流周围存在磁场 B. 电磁感应现象
C. 磁场对通电导线有力的作用 D. 电能转化为机械能
【答案】B
【解析】动圈式话筒是将声音的振动引起膜片的振动,从而带动线圈,使线圈在磁场中做切割磁感线运动产生与声音同步变化的电流,是将机械能转化为电能的装置,运力为电磁感应,故答案选B.
第7题图 第8题图 第9题图
8. 如图所示,在微型电扇的插头处接一只发光二极管,用手旋转叶片,发现二极管发光.上述实验现象说明了( ).
A. 磁能生电 B. 磁场时电流有力的作用
C. 电流的磁效应 D. 电流的热效应
【答案】A
【解析】闭合电路中并无电源,当发光二极管发光,说明闭合电路中产生了电流,即磁产生了电.电动机的原理是通电导体在磁场中受力,能量转化是电能转化为机械能;发电机的原理是电磁感应现象,能量转化是机械能转化为电能.尽管电风扇里装的是电动机,但此题中是当作发电机用的,故说明的是磁场中运动的线圈可以产生电流,能量转化是机械能转化为电能,磁可以生电.故选A.
9. 如图所示为实验室常用电流表的内部结构图.多匝金属线圈悬置在磁体的两极间,线圈与一根指针相连.当线圈中有电流通过时,它受力转动带动指针偏转,便可显示出电流的大小.下列与此工作原理相同的电器设备是( )
A. 电烙铁 B. 电铃 C. 发电机 D. 电动机
【答案】D
【解析】通过电流表的内部构造显示电流表的制成原理:通电线圈在磁场中受力而转动,并且电流越大,线圈受到的力越大,其转动的幅度越大.因此可以利用电流表指针的转动幅度来体现电路中电流的大小.A.电烙铁是利用电流的热效应制成的,与电流表的工作原理无关.故A错误.B.电铃是利用电流的磁效应制成的,与电流表的制成原理无关.故B错误.
C.发电机是利用电磁感应现象制成的,与电流表的制成原理无关.故C错误.D.电动机是利用通电线圈在磁场中受力而转动的理论制成的.故D正确.
10. 如今,刷卡机广泛应用于银行、超市。当人们将带有磁条的信用卡在刷卡机指定位置刷一下,刷卡机的检测头就会产生感应电流,便可读出磁条上的信息。图中能反映刷卡机读出信息原理的是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】信用卡在刷卡机指定位置刷一下,刷卡机的检测头就会产生感应电流,是发电机原理。A.奥斯特实验,电流周围存在着磁场,磁场的方向与电流方向有关,故A不符合题意;
B.电路中有电源,是通电导体在磁场中受到力的作用,故B不符合题意;C .闭合开关,闭合电路的一部分导体,在磁场中作切割磁感线的运动,产生感应电流,这种现象是电磁感应现象,是刷卡机读取信息的原理,故C符合题意;D.是电动机的原理,有电源,通电线圈在磁场中受力转动,D不符合题意。
11. 如图所示是有关电与磁实验的装置图,能用来探究影响电流的磁场强弱因素的是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】A.演示的电磁感应现象,故A错误;B.通电后小磁针发生了偏转,说明电流周围存在磁场,但不能说明磁场的强弱,故B错误;C.由于线圈的匝数不同,可看到吸引的铁钉的个数不同,即磁性强弱不同,故C正确;D.演示通电导线在磁场中的运动,故D错误。故选C。
12. 如图所示是发电机线圈在磁场中转动一圈的过程中经过的四个位置,电路中有感应电流的是( )
A. 甲和乙 B. 丙和丁 C. 甲和丙 D. 乙和丁
【答案】D
【解析】甲、丙中的线圈虽与磁场方向垂直,但线圈的运动方向与磁场方向平行,线圈不切割磁感线,因此没有感应电流产生,乙、丁中线圈虽与磁场方向平行,但线圈的运动方向与磁场方向垂直,线圈做切割磁感线运动,故电路中有感应电流产生,故D符合题意,ABC不符合题意。故选D。
二.填空题(24分)
13. 通过两年的物理学习,相信聪明的你一定学到了很多物理知识,还知道了很多物理学家及他们对物理学做出的贡献.如:奥斯特发现了______,揭示了电和磁的联系; ______最先测出了大气压的值约为1.013×105Pa;________发现了电磁感应现象,从而发明了发电机.
【答案】 通电导体的周围存在磁场 托里拆利 法拉第
【解析】1820年,丹麦的物理学家奥斯特发现了通电导体的周围存在磁场,揭示了电和磁的联系;托里拆利最先测出了大气压的值约为1.013×105Pa;1831年,英国物理学家法拉第发现了电磁感应现象,从而发明了发电机.
14.“曾伴浮云归晚翠,犹陪落日泛秋声。世间无限丹青手,一片伤心画不成。”在古代,画师作画常用到磁石磨制的墨锭。当墨锭靠近小磁针时,小磁针会发生偏转,这是因为磁石具有______;若墨锭的一端与小磁针的N极相互吸引,则该端为墨锭的______极;在研磨墨锭过程中,其磁性强弱______(选填“变强”“变弱”或“不变”) 。
【答案】磁性; S(南)极 ; 变弱
【解析】磁石能使小磁针发生偏转,是因为磁石具有磁性,即能够吸引铁、钴、镍等物质,并对放入其中的磁体产生磁力作用的性质。根据磁极间的相互作用规律“同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引”,小磁针的N极与墨锭一端相互吸引,所以该端为墨锭的S(南)极 。在研磨墨锭过程中,磁石的质量减小,内部磁性物质排列结构被破坏,其磁性强弱会变弱。
15. 如图小娟制作了一个水果电池,她用导线将带有铁芯的螺线管两端分别与铜片与锌片接在一起,并将铜片与锌片插入挤压后的柠檬在,铜片和锌片相距约3厘米。螺线管下方的小磁针因为电流_______发生偏转,验证了柠檬可以发电,铜片是水果电池的_______极,如果把导线两端的铜片和锌片互换,小磁针的偏转方向________。
【答案】 磁效应 正 改变
【解析】小磁针发生偏转说明螺线管周围产生了磁场,这是电流的磁效应。对于水果电池的正负极,失去电子的一端是负极,得到电子的一端是正极,锌比铜活泼,容易失去电子,所以锌片是水果电池的负极,则铜片为水果电池的正极。铜片和锌片互换A物体,相当于电源的正负极互换,互换后电流方向相反,则磁场反向,因此小磁针偏转方向改变。
第15题图 第16题图 第17题图
16. 如图是做电磁铁实验时连接的电路,将滑片P向左移动时,小灯泡中的电流将______,电压表的示数将_______;电磁铁的磁性将_____。(均选填“变大”、“变小”或“不变”)
【答案】 变小 变大 变小
【解析】由图可知,当滑片P向左移动时,滑动变阻器接入电路的电阻变大,总电阻变大,由可知,电流变小,所以小灯泡中的电流变小.由U1=IR1知,小灯泡两端的电压减小;由于小灯泡和滑动变阻器串联,故滑动变阻器两端的电压U2=U-U1;则滑动变阻器两端的电压变大,即电压表示数变大。电磁铁的磁性与电流大小有关,电流越小,电磁铁的磁性越弱;由于电路中的电流变小,故电磁铁的磁性变小。
17. 如图所示,给电磁铁通电,条形磁铁及弹簧在图中位置静止.当滑动变阻器的滑片向b端滑动时,弹簧长度变短,则螺线管上端为 _____ (选填“N极”或“S极”),电源左侧为 ____ (选填“正极”或“负极”),若其他条件不变,只将电源正负极对调,待弹簧稳定时,弹簧长度与对调前比较将 _____ (选填“变长”或“变短”).
【答案】 N 正极 变长
【解析】当滑动变阻器的滑片向b端滑动时,电阻变小,电流变大,电磁铁磁性增强,由于弹簧长度变短,可知磁铁之间是相斥的,所以螺线管的上端是N极;由右手定则可知,电源的左端为正极;只将电源正负极对调,电流反向,螺线管的极性改变,上端为S极,与条形磁铁吸引,所以长度会变长。
18. 小明自制了一个带有电磁铁的木船模型(如图所示).将它放入水中漂浮,船头指向东.闭合开关S,电磁铁的A端为_______极;电磁铁由于受到________________的作用,船头会指向_________.
【答案】 S 地磁场 北
【解析】安培定则:用右手握螺线管,让四指弯向螺线管中电流的方向,则大拇指所指的那一端就是螺线管的N极.由此可知,电磁铁的A端为S极;由于地球本身是个大磁体,周围存在磁场,地磁的北极在地理南极附近,地磁的南极在地理北极附近,所以电磁铁由于受到地磁场的作用,船头会指向北.
第18题图 第19题图 第20题图
19. 微风吊扇通电后扇叶转动,使微风吊扇转动的工作原理是 ________。拔下插头,在插头处接发光二极管,用手旋转叶片,发光二极管发光,这是 ________现象,人们利用这一原理制成了 ________ 。
【答案】 通电线圈在磁场中受力转动 电磁感应 发电机
【解析】吊扇是靠里面的电动机带动转起来的,电动机的原理是通电线圈在磁场中受力转动。
用手旋转叶片,发光二极管发光,表明有电流产生,这是在旋转叶片时,带动线圈转动,线圈切割了磁感线,产生了感应电流,这是电磁感应现象,发电机就是利用电磁感应的原理制成的。
20.盐城沿海地区拥有亚洲最大的海上风电场,风力发电机的工作原理是______。在风力发电过程中,风轮带动发电机的线圈在______中做切割磁感线运动,从而产生感应电流,将______能转化为电能。
【答案】 电磁感应; 磁场; 机械。
【解析】风力发电机是利用电磁感应现象制成的,所以此处应填电磁感应 。电磁感应现象是指闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,导体中就会产生电流,这是磁生电的原理。根据电磁感应的条件,线圈需要在磁场中做切割磁感线运动才能产生感应电流,所以这里填磁场。风力发电时,风带动风轮转动,消耗了风的机械能,从而产生电能,实现了机械能到电能的转化,故此处填机械。
三.解答题(52分)
21,作图题(6分)
(1)图中小磁针静止在地球赤道正上方,请标出此时小磁针的N、S极。
(2)根据图中电源的极性和磁感线的方向判断条形磁铁的极性和画出通电螺线管的绕法。
(3)请用笔画线代替导线连接实物图,要求:当滑片向左移动时,通电螺线管的磁性增强且小磁针静止时的指向如图所示.
【答案】
【解析】(1)江阴位于我国江苏省,属于北半球,所以图中上端为地理的北极。因为地磁的南极在地理的北极附近,而地磁的北极在地理的南极附近,根据异名磁极相互吸引,所以小磁针指向北方(即地磁的南极)的为N极,指向南方(即地磁的北极)的是小磁针的S极,如图; (2)因外部磁感线由N极指向S极,故左边螺线管左端为N极,右端为S极,由安培定则可以确定电流从通电螺旋管的右端流入,根据异名磁极相互吸引,所以与S极相互靠近的一定是N极,由此可以知道,右边条形磁铁的右端为N极,左端为S极。如图所示
(3)根据小磁针静止的位置,知道螺线管的左端为N极,再利用安培定则,用右手握住螺线管,让拇指指向螺线管的N极,四指电流的方向为向上的,左端接入电源的负极,右端接入电源的正极,滑片向左移动时,电阻减小,电流增大,磁性增强,说明滑动变阻器接左下的接线柱,如图.
22.(6分)根据古文《论衡·是应篇》中记载,“司南之杓,投之于地,其柢(握柄)指南”,学术界于1947年想象出司南的模样并印刷在邮票上.
(1)如图甲所示,当磁勺在正确指南时,其A端为该磁体的________(填“N”或“S”)极.
(2)1952年,中国科学院物理研究所尝试制作了一个司南.如图乙所示,制作人员根据天然磁石的磁感线分布,将磁石的________(填“B”“C”“D”或“E”)处打磨成磁勺的A端.
(3)把天然磁石按照正确方法打磨成磁勺后,放在粗糙的木盘上,使磁勺水平自由转动直至最终静止,但磁勺A 端总不能正确指南.将粗糙木盘换成较光滑的青铜盘才略有改善.这是因为磁勺和盘子之间的________力影响了实验效果.
(4)为了达到理想的指向效果,制作人员将磁勺靠近电磁铁,如图丙所示.闭合开关S,磁勺和电磁铁相互吸引,由此增加磁勺的磁性.H为电源的________极.
(5)历史上真有这样的司南吗?仍是众说纷纭.一种观点认为或许古代的磁勺比中国科学院物理研究所制作的磁勺更________(填“轻”或“重”),从而具有更好的指向效果;另一种观点认为除非今后出土了司南实物,才能真正下结论.
【答案】 (1)S (2) D (3)摩擦 (4) 正 (5) 轻
【解析】(1)磁勺在正确指南时,地理的南极正是地磁的N极,异名磁极相互吸引,因此,其A端为该磁体S极;(2)如(乙)所示,根据天然磁石的磁感线分布,可判断D端是S极,也就是磁勺的A端;(3)将粗糙木盘换成较光滑的青铜盘才略有改善.这是因为磁勺和盘子之间的摩擦力影响了实验效果.(4)因为异名磁极相互吸引;用安培定则判断通电螺线管的两极极性以及电流方向;H端为电源的正极;(5)压力越小,摩擦力越小;故古代的磁勺有更好的指向效果;是因为磁勺轻,压力小,摩擦力减小;
23. (8分)在探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”实验中,实验室准备的器材有:电源、开关、滑动变阻器、两根完全相同的铁钉、表面绝缘的铜线、大头针若干.小明利用上述器材,制成简易电磁铁甲、乙,并设计了如图所示的电路.
(1)实验中通过观察电磁铁______的不同,可以判断电磁铁的磁性强弱不同.
(2)当滑动变阻器滑片向左移动时,电磁铁甲、乙吸引大头针的个数______(填“增加”或“减少”),说明电流越______,电磁铁磁性越强.
(3)根据图示的情境可知,______(填“甲”或“乙”)的磁性强,说明电流一定时,______,电磁铁磁性越强.
(4)实验中用到的一种重要科学研究方法是______.
A.类比法 转换法 控制变量法 等效替代法.
【答案】(1)吸引大头针的数量 (2) 增加 大 (3) 甲 线圈匝数越多 (4)BC
【解析】(1)由于磁性的强弱是直接看不出来的,所以可通过电磁铁吸引铁钉的多少来认识其磁性强弱,即电磁铁吸引的铁钉越多,则说明磁性越强;(2)由电路图知道,当滑动变阻器滑片向左移动时,接入电路中的总电阻变小,由欧姆定律知道电路中的电流会变大,所以,电磁铁甲、乙吸引铁钉的个数增加,说明电流越大,电磁铁磁性越强;(3)由图示的情境知道,甲、乙是串联在电路中的,而串联电路电流的相同,但不同的是甲缠绕的线圈的匝数多,又因为甲电磁吸引铁钉的个数多,由此得出的结论是:电流一定时,线圈匝数越多,电磁铁磁性越强.(4)由以上分析知道,实验中用到的一种重要科学研究方法是转换法和控制变量法.
24. (8分)如图为小玲和小辉同学制作的一种直流电动机模型,他们用回形针做成两个支架,分别与电池的两极相连;用漆包线绕一个矩形线圈,以线圈引线为轴,并用小刀刮去轴的一端全部漆皮,另一端只刮去上半周漆皮,将线圈放在支架上,蹄形磁体放在线圈周围.
(1)直流电动机的工作原理是利用________ 有力的作用.
(2)按他们这种方法刮漆,线圈在刚转过平衡位置时________(选填“自动改变线圈中的电流方向”或“切断线圈中的电流”),目的是使线圈能够________
(3)可以通过改变________ 方向,改变线圈的转动方向(填一种方法).
(4)如果电池、开关、导线的连接和性能良好,闭合开关后,发现线圈只抖动了一下,并不转动,原因可能是________ ,这时可进行的有效尝试是________
【答案】 (1)磁场对通电导体 (2) 切断线圈中的电流 持续转动 (3)电流(或磁场) (4) 磁场太弱 换用较强的磁场(后两空合理即可).
【解析】(1)直流电动机的工作原理是利用磁场对通电导体有力的作用;(2)按他们这种方法刮漆,线圈在刚转过平衡位置时,没有刮漆的地方与支架连接不能导电,即切断线圈中的电流,目的是使线圈能够依靠惯性继续转动;(3)改变线圈的转动方向的方法有两种:一是改变线圈中的电流方向,可以将电源正负极对调;二是改变磁场方向,可以将磁体两极对调;
(4)如果电池、开关、导线的连接和性能良好,闭合开关后,发现线圈只抖动了一下,并不转动,原因可能是磁场太弱,解决的方法是换用磁性更强的磁体;也可能因为电源电压低,可以换用电压更高的电源解决.
25. (6分)磁感应强度B用来描述磁场的强弱,国际单位是特斯拉,符号是“T”.为了探究电磁铁外轴线上磁感应强度的大小与哪些因素有关,小鹭设计了如图所示的电路,图甲电源电压6V,R为磁感应电阻,其阻值随磁感应强度变化的关系图线如图.
(1)当图乙S2断开,图甲S1闭合时,电流表的示数为_____mA.闭合S1和S2,图乙中滑动变阻器的滑片P向右移动,图甲中电流表的示数逐渐减小,说明磁感电阻R处的磁感应强度B逐渐_____.
(2)闭合S1和S2,滑片P不动,沿电磁铁轴线向左移动磁感电阻R,测出R离电磁铁左端的距离x与对应的电流表示数I,算出R处磁感应强度B的数值如表.请计算x=5cm时,B=_____T.
x/cm
1
2
3
4
5
6
I/mA
10
12
15
20
30
46
B/T
0.68
0.65
0.60
0.51
0.20
(3)综合以上实验数据可以得出“电磁铁外轴线上磁感应强度随电磁铁电流的增大而_____,离电磁铁越远,磁感应强度越_____.
【答案】 (1)60 增大 (2) 0.40 (3)增大 小
【解析】(1)当图乙S2断开,图甲S1闭合时,即磁场强度为零,据图2可知,此时的R=100Ω,故此时电路中的电流是;图乙中滑动变阻器的滑片P向右移动,有效电阻变小,电流变大磁场变强,图甲中电流表的示数逐渐减小,即R的电阻变大,据此分析可知:磁感电阻R处的磁感应强度B逐渐增大。(2)x=5cm时,对于图表得出电流是30mA,据欧姆定律可知R=U/I=6V/0.03A=200Ω故对应磁场的强度是0.40T。(3)综合以上实验数据,分析(2)中的表格数据可以得出“电磁铁外轴线撒花姑娘磁感应强度随电磁铁电流的增大而增大,离电磁铁越远,磁感应强度越小。
26. (8分)小强利用压力传感器、电磁继电器、阻值可调的电阻R等元件,设计了一个汽车超载自动报警电路,如图所示.他了解到这种压力传感器所受压力越大时,输出的电压U就越大,二者的关系如图所示.闭合开关S,当继电器线圈中电流大于或等于20mA时,衔铁被吸合.已知传感器的输出电压U即为继电器控制电路的电源电压,线圈的电阻为20Ω.
(1)车辆不超载时,工作电路中绿灯亮;当传感器所受压力增大到一定程度时,红灯亮,说明汽车超载.请你判断灯__________________(选填“L1”或“L2”)是红灯
(2)某水平公路桥禁止质量大于或等于20t的车辆通行,要用小强设计的装置为此桥报警,R的阻值应调节为多少?(g取10N/kg).
(3)在水平路面上,要使该装置报警,通过车辆的最小重力为多少?
(4)请你运用所学物理知识,说明超载的一项危害.
【答案】(1) (2)(3)(4)超载即压力大,压强大,易于压坏路面,
【解析】(1)由图示可知,车辆不超载时,控制电路中电流较小,电磁铁磁性较弱,衔铁被弹簧拉起,L1亮;车辆超载时,控制电路中电流增大,衔铁被吸下,衔铁接下端,L2亮,由题意知,L2是红灯.(2)车对水平地面的压力:F=G=mg=20×103kg×10N/kg=2×105N,由图象可知,此时的输出电压U=1V,由欧姆定律可知电路总电阻:R总===50Ω,
电阻R的阻值:R=R总﹣R线圈=50Ω﹣20Ω=30Ω;(3)当R=0Ω,输出电压最小,由欧姆定律可知输出最小电压:U0=IR线圈=0.02A×20Ω=0.4V,由图象可知,此时压力传感器受到的压力:
F′=0.8×105N=8×104N;通过车辆的最小重力为8×104N;(4)超载的汽车质量大,惯性大,急刹车后滑行距离大,容易出交通事故;超载的汽车质量大,对地面的压强大,易损坏路面;
答:(1)L2;(2)R的阻值应调节为30Ω;(3)在水平路面上,要使该装置报警,通过车辆的最小重力为8×104N;(4)超载的汽车质量大,惯性大,急刹车后滑行距离大,容易出交通事故.
27.(10分)阅读短文,回答问题:
巨磁电阻效应
1988年阿尔贝•费尔和彼得•格林贝格尔发现,在铁、铬相间的三层复合膜电阻中,微弱的磁场可以导致电阻大小的急剧变化,这种现象被命名为“巨磁电阻效应”.
更多的实验发现,并非任意两种不同种金属相间的三层膜都具有“巨磁电阻效应”.组成三层膜的两种金属中,有一种是铁、钴、镍这三种容易被磁化的金属中的一种,另一种是不易被磁化的其他金属,才可能产生“巨磁电阻效应”.
进一步研究表明,“巨磁电阻效应”只发生在膜层的厚度为特定值时.用R0表示未加磁场时的电阻,R表示加入磁场后的电阻,科学家测得铁、铬组成的复合膜R与R0之比与膜层厚度d(三层膜厚度均相同)的关系如图乙所示.
1994年IBM公司根据“巨磁电阻效应”原理,研制出“新型读出磁头”,将磁场对复合膜阻值的影响转换成电流的变化来读取信息.
(1)以下两种金属组成的三层复合膜可能发生“巨磁电阻效应”的是_____.
A.铜、银; B.铁、铜; C.铜、铝; D.铁、镍.
(2)对铁、铬组成的复合膜,当膜层厚度是1.7nm时,这种复合膜电阻_____(选填“具有”或“不具有”)“巨磁电阻效应”.
(3)“新型读出磁头”可将微弱的_____信息转化为电信息.
(4)铁、铬组成的复合膜,发生“巨磁电阻效应”时,其电阻R比未加磁场时的电阻R0_____(选填“大”或“小”)得多.
(5)如图丁是硬盘某区域磁记录的分布情况,其中1表示有磁区域,0表示无磁区域.将“新型读出磁头”组成如图所示电路,当磁头从左向右匀速经过该区域过程中,电流表读数变化情况应是图中的_____.
【答案】 (1)B (2)具有 (3)磁 (4)小 (5)B
【解析】(1)由题意知,组成层膜的两种金属有一种是易磁化的金属铁钴镍中的其中一种,另一种是不易被磁化的,故选B;(2)由图知:当d=1.7nm时,远小于1,即在施加磁场前后,复合膜的阻值变化较大,符合“巨磁电阻效应”,即此时复合膜具有“巨磁电阻效应”.
(3)“新型读出磁头”将磁场对复合膜阻值的影响转化为电流,即将磁场的变化(磁信息)转化电流的变化(电信息).(4)同(2),由图知:当复合膜发生“巨磁电阻效应”时,<<1,即:R<<R0,因此电阻R要比R0小的多.(5)在“硬盘的磁信息”中,左数第一、四、五格均为有磁区域,由“巨磁电阻效应”知,此时电阻要变小,相应的电流要变大;而左数第二、三格为无磁区域,电阻没有变化,电流较小;根据上面的分析知,只有B图符合上述要求,故选B.
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2025年盐城中考物理终极冲刺提分特训19-《电磁转换》(押题猜想)
【押题解读】
《电磁转换》在盐城中考物理是必考内容一般占试卷分值的2 - 4分,常考题型有选择题、填空题、作图题、实验探究题和综合应用题。以下是具体考情分析:
1. 磁现象、磁场:常考磁性的辨识、磁极及磁极间的相互作用、磁化现象、磁场的基本性质和方向规定、地磁场等。如判断能被磁体吸引的物体,根据小磁针的指向判断磁场方向等。
2. 电生磁及安培定则:重点考查通电螺线管外部磁场的特点、安培定则的应用,如根据通电螺线管的极性判断电流方向,或根据电流方向判断螺线管的磁极。
3. 电磁铁和电磁继电器:主要涉及电磁铁磁性大小的影响因素、电磁继电器的工作原理及应用。例如,通过实验探究影响电磁铁磁性强弱的因素,分析电磁继电器在电路中的控制作用。
4. 电动机:考查电动机的构造、工作原理、能量转化,以及通电导体在磁场中受力方向与哪些因素有关。如判断家用电器中与新能源电动汽车动力装置工作原理相同的电器。
5. 磁生电:重点是产生感应电流的条件、感应电流的方向与哪些因素有关,以及电磁感应现象中的能量转化。如根据电磁感应原理判断相关装置的工作情况,分析在电磁感应过程中机械能与电能的转化。
在盐城中考物理中《电与磁》常以科技前沿、生活实际为背景设置问题,如以“奋斗者”号潜水器内的氧气浓度报警装置、新能源汽车的能量回收技术等为素材考查电与磁的知识。与其他学科知识相结合,如与化学学科中电解水制备氧气的知识结合,考查在电解水过程中电能的转化等。
【2025年中考考点梳理】
考点1 磁现象 磁场
1. 磁现象:
(1)磁性:物体能够吸引钢铁、钴、镍一类物质(吸铁性)的性质叫磁性。
(2)磁体:具有磁性的物体,叫做磁体。磁体具有吸铁性和指向性。
(3)磁体的分类:
①形状:条形磁体、蹄形磁体、针形磁体;
②来源:天然磁体(磁铁矿石)、人造磁体;
③保持磁性的时间长短:硬磁体(永磁体)、软磁体。
(4)磁极:磁体上磁性最强的部分叫磁极。磁极在磁体的两端。磁体两端的磁性最强,中间的磁性最弱。
(5)磁体的指向性:可以在水平面内自由转动的条形磁体或磁针,静止后总是一个磁极指南(叫南极,用S表示),另一个磁极指北(叫北极,用N表示)。无论磁体被摔碎成几块,每一块都有两个磁极。
(6)磁极间的相互作用:同名磁极互相排斥,异名磁极互相吸引。(若两个物体互相吸引,则有两种可能:①一个物体有磁性,另一个物体无磁性,但含有钢铁、钴、镍一类物质;②两个物体都有磁性,且异名磁极相对。)
(7)磁化:一些物体在磁体或电流的作用下会获得磁性,这种现象叫做磁化。
钢和软铁都能被磁化:软铁被磁化后,磁性很容易消失,称为软磁性材料;钢被磁化后,磁性能长期保持,称为硬磁性材料。所以钢是制造永磁体的好材料。
2. 磁场:
(1)磁场:磁体周围的空间存在着磁场。
(2)磁场的基本性质:磁场对放入其中的磁体产生磁力的作用。磁体间的相互作用就是通过磁场而发生的。
(3)磁场的方向:把小磁针静止时北极所指的方向定为那点磁场的方向。磁场中的不同位置,一般来说磁场方向不同。
(4)磁感线:在磁场中画一些有方向的曲线,任何一点的曲线方向都跟放在该店的磁针北极所指的方向一致。这样的曲线叫做磁感线。
3. 地磁场:
地磁场:地球本身是一个巨大的磁体,在地球周围的空间存在着磁场,叫做地磁场。
地磁场的北极在地理南极附近;地磁场的南极在地理北极附近。
小磁针能够指南北是因为受到了地磁场的作用。
地理的两极和地磁的两极并不重合,磁针所指的南北方向与地理的南北极方向稍有偏离(地磁偏角),世界上最早记述这一现象的人是我国宋代的学者沈括。(《梦溪笔谈》)
【拓展】1.对磁感线的认识
①磁感线是假想的,不是真实存在的.
②磁感线可以表示磁场的强弱,其密集处磁场较强,稀疏处磁场较弱.
③磁感线布满磁体周围的所有空间,并且磁感线不交叉.
④磁感线上任意一点的切线方向与该点的磁场方向一致.
⑥在磁体的内部,磁感线从磁体的S极指向磁体的N极,在磁体的外部则相反,从而形成闭合的曲线.
2.不同磁极间的磁感线
异名磁极间 同名磁极间(N) 同名磁极间(S)
考点2 电生磁
1. 奥斯特实验:
最早发现电流磁效应的科学家是丹麦物理学家奥斯特。
奥斯特实验:
对比甲图、乙图,可以说明:通电导线的周围有磁场;
对比甲图、丙图,可以说明:磁场的方向跟电流的方向有关。
2. 通电螺线管的磁场:
通电螺线管外部的磁场方向和条形磁体的磁场一样。通电螺线管的两端相当于条形磁体的两个极,通电螺线管两端的极性跟螺线管中电流的方向有关。
3. 安培定则:用右手握螺线管,让四指指向螺线管中电流的方向,则大拇指所指的那端就是螺线管的N极。
考点3 电磁铁 电磁继电器
1. 电磁铁:
(1)定义:插有铁芯的通电螺线管。
(2)特点:
①电磁铁的磁性有无可由通断电控制,通电有磁性,断电无磁性;
②电磁铁磁极极性可由电流方向控制;
③影响电磁铁磁性强弱的因素:电流大小、线圈匝数、:电磁铁的电流越大,它的磁性越强;电流一定时,外形相同的电磁铁,线圈匝数越多,它的磁性越强。
2. 电磁继电器:
电磁继电器是利用低电压、弱电流电路的通断,来间接地控制高电压、强电流电路的装置。
电磁继电器是利用电磁铁来控制工作电路的一种开关。
电磁继电器的结构:电磁继电器由电磁铁、衔铁、弹簧、动触点和静触点组成,其工作电路由低压控制电路和高压工作电路组成。
3. 扬声器:
扬声器是将电信号转化成声信号的装置,它由固定的永久磁体、线圈和锥形纸盆构成。
扬声器的工作原理:线圈通过如图下所示电流时,受到磁体吸引而向左运动;当线圈通过方向相反的电流时,受到磁体排斥而向右运动。由于通过线圈的电流是交变电流,它的方向不断变化,线圈就不断地来回振动,带动纸盆也来回振动,于是扬声器就发出了声音。
考点4 电动机
1. 磁场对通电导线的作用:
(1)通电导体在磁场里受到力的作用。力的方向跟磁感线方向垂直,跟电流方向垂直;
(2)通电导体在磁场里受力的方向,跟电流方向和磁感线方向有关。(当电流方向或磁感线方向两者中的一个发生改变时,力的方向也随之改变;当电流方向和磁感线方向两者同时都发生改变时,力的方向不变。)
(3)当通电导线与磁感线垂直时,磁场对通电导线的力最大;当通电导线与磁感线平行时,磁场对通电导线没有力的作用。
2. 电动机:
电动机是根据通电线圈在磁场中因受力而发生转动的原理制成的,是将电能转化为机械能的装置。
电动机是由转子和定子两部分组成的。
换向器的作用是每当线圈刚转过平衡位置时,能自动改变线圈中电流的方向,使线圈连续转动。
改变电动机转动方向的方法:改变电流方向(交换电压接线)或改变磁感线方向(对调磁极)。
提高电动机转速的方法:增加线圈匝数、增加磁体磁性、增大电流。
考点5 磁生电
1. 电磁感应现象:
英国物理学家法拉第发现了电磁感应现象。
内容:闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,导体中就产生电流,这种现象叫做电磁感应,产生的电流叫做感应电流。
导体中感应电流的方向,跟导体的运动方向和磁感线方向有关。(当导体运动方向或磁感线方向两者中的一个发生改变时,感应电流的方向也随之改变;当导体运动方向和磁感线方向两者同时都发生改变时,力的方向不变。)
2. 发电机:
发电机是根据电磁感应现象制成的,是将机械能转化为电能的装置。
发电机是由定子和转子两部分组成的。
从电池得到的电流的方向不变,通常叫做直流电。(DC)
电流方向周期性变化的电流叫做交变电流,简称交流电。(AC)
在交变电流中,电流在每秒内周期性变化的次数叫做频率,频率的单位是赫兹,简称赫,符号为Hz。
我国供生产和生活用的交流电,电压是220V,频率是50Hz,周期是0.02s,即1s内有50个周期,交流电的方向每周期改变2次,所以50Hz的交流电电流方向1s内改变100次。
3种电磁现象的辨识及相关应用
实验
奥斯特实验
电磁感应实验
磁场对电流的作用实验
探究电磁铁磁性强弱的实验
原理图
工作
原理
电流的
磁效应
电磁感应
通电导体在磁场中受力而运动
电流的
磁效应
能的
转化
/
机械 能→ 电 能
电 能→ 机械 能
/
影响
因素
磁场的方向与电流的方向有关
感应电流的方向与磁场的方向和导体运动的方向有关
导体受力的方向与电流的方向和磁场的方向有关
电磁铁磁性的强弱与电流的大小、线圈的匝数有关
主要
应用
电磁铁、电磁继电器、电话的听
筒等
发电机、动圈式话筒等
电动机
电磁继电器、电磁起重机等
【押题猜想】
一.选择题(24分)
1. 如图所示,一条形磁铁周围放着能自由转动的小磁针甲、乙、丙、丁,这四根磁针静止时N极指向画错的是(磁针的黑端表示N极)( )
A. 甲 B. 乙 C. 丙 D. 丁
第1题图 第2题图 第3题图
2. 开关S闭合后,小磁针静止时的指向如图所示,由此可知
A. a端是通电螺线管的N极,c端是电源正极
B. b端是通电螺线管的N极,d端是电源负极
C. b端是通电螺线管的N极,d端是电源正极
D. a端是通电螺线管的N极,c端是电源负极
3. 如图所示的实验中,若将以下给出的物体依次置于U形磁体与回形针之间,会使回形针下落的是( )
A. 铜皮 B. 钢板 C. 纸片 D. 玻璃
4. 如图所示是小李探究电磁铁磁性强弱与什么因素有关的实验装置。下列措施中能使 电磁铁磁性增强的是( )
A. 滑片P向右移动,其他条件不变 B. 滑片P向左移动,其他条件不变
C. 开关S由1扳到2,其他条件不变 D. 电源的正负极对调,其他条件不变
第4题图 第5题图 第6题图
5. 电磁继电器广泛用于各种自动控制电路中,如图所示是温度自动报警器的原理图,下列说法中错误的是( )
A. 温度计可以用酒精温度计
B. 温度计是根据液体热胀冷缩性质工作的
C. 电磁继电器应用了电流的磁效应
D. 电磁继电器是一种电路开关,它可以用一个电路控制另一个电路
6. 如图所示的自动控制电路中,当开关S断开时,工作电路的情况是( )
A. 灯亮,电动机转起来,电铃响 B. 灯亮,电动机转起来,电铃不响
C. 灯不亮,电动机不转,电铃响 D. 灯亮,电动机不转,电铃响
7. 我们唱卡拉OK时,要用到话筒.如图是动圈式话筒构造示意图,其工作原理是( )
A. 电流周围存在磁场 B. 电磁感应现象
C. 磁场对通电导线有力的作用 D. 电能转化为机械能
第7题图 第8题图 第9题图
8. 如图所示,在微型电扇的插头处接一只发光二极管,用手旋转叶片,发现二极管发光.上述实验现象说明了( ).
A. 磁能生电 B. 磁场时电流有力的作用
C. 电流的磁效应 D. 电流的热效应
9. 如图所示为实验室常用电流表的内部结构图.多匝金属线圈悬置在磁体的两极间,线圈与一根指针相连.当线圈中有电流通过时,它受力转动带动指针偏转,便可显示出电流的大小.下列与此工作原理相同的电器设备是( )
A. 电烙铁 B. 电铃 C. 发电机 D. 电动机
10. 如今,刷卡机广泛应用于银行、超市。当人们将带有磁条的信用卡在刷卡机指定位置刷一下,刷卡机的检测头就会产生感应电流,便可读出磁条上的信息。图中能反映刷卡机读出信息原理的是( )
A. B. C. D.
11. 如图所示是有关电与磁实验的装置图,能用来探究影响电流的磁场强弱因素的是( )
A. B. C. D.
12. 如图所示是发电机线圈在磁场中转动一圈的过程中经过的四个位置,电路中有感应电流的是( )
A. 甲和乙 B. 丙和丁 C. 甲和丙 D. 乙和丁
二.填空题(24分)
13. 通过两年的物理学习,相信聪明的你一定学到了很多物理知识,还知道了很多物理学家及他们对物理学做出的贡献.如:奥斯特发现了______,揭示了电和磁的联系; ______最先测出了大气压的值约为1.013×105Pa;________发现了电磁感应现象,从而发明了发电机.
14.“曾伴浮云归晚翠,犹陪落日泛秋声。世间无限丹青手,一片伤心画不成。”在古代,画师作画常用到磁石磨制的墨锭。当墨锭靠近小磁针时,小磁针会发生偏转,这是因为磁石具有______;若墨锭的一端与小磁针的N极相互吸引,则该端为墨锭的______极;在研磨墨锭过程中,其磁性强弱______(选填“变强”“变弱”或“不变”) 。
15. 如图小娟制作了一个水果电池,她用导线将带有铁芯的螺线管两端分别与铜片与锌片接在一起,并将铜片与锌片插入挤压后的柠檬在,铜片和锌片相距约3厘米。螺线管下方的小磁针因为电流_______发生偏转,验证了柠檬可以发电,铜片是水果电池的_______极,如果把导线两端的铜片和锌片互换,小磁针的偏转方向________。
第15题图 第16题图 第17题图
16. 如图是做电磁铁实验时连接的电路,将滑片P向左移动时,小灯泡中的电流将______,电压表的示数将_______;电磁铁的磁性将_____。(均选填“变大”、“变小”或“不变”)
17. 如图所示,给电磁铁通电,条形磁铁及弹簧在图中位置静止.当滑动变阻器的滑片向b端滑动时,弹簧长度变短,则螺线管上端为 _____ (选填“N极”或“S极”),电源左侧为 ____ (选填“正极”或“负极”),若其他条件不变,只将电源正负极对调,待弹簧稳定时,弹簧长度与对调前比较将 _____ (选填“变长”或“变短”).
18. 小明自制了一个带有电磁铁的木船模型(如图所示).将它放入水中漂浮,船头指向东.闭合开关S,电磁铁的A端为_______极;电磁铁由于受到________________的作用,船头会指向_________.
第18题图 第19题图 第20题图
19. 微风吊扇通电后扇叶转动,使微风吊扇转动的工作原理是 ________。拔下插头,在插头处接发光二极管,用手旋转叶片,发光二极管发光,这是 ________现象,人们利用这一原理制成了 ________ 。
20.盐城沿海地区拥有亚洲最大的海上风电场,风力发电机的工作原理是______。在风力发电过程中,风轮带动发电机的线圈在______中做切割磁感线运动,从而产生感应电流,将______能转化为电能。
三.解答题(52分)
21,作图题(6分)
(1)图中小磁针静止在地球赤道正上方,请标出此时小磁针的N、S极。
(2)根据图中电源的极性和磁感线的方向判断条形磁铁的极性和画出通电螺线管的绕法。
(3)请用笔画线代替导线连接实物图,要求:当滑片向左移动时,通电螺线管的磁性增强且小磁针静止时的指向如图所示.
22.(6分)根据古文《论衡·是应篇》中记载,“司南之杓,投之于地,其柢(握柄)指南”,学术界于1947年想象出司南的模样并印刷在邮票上.
(1)如图甲所示,当磁勺在正确指南时,其A端为该磁体的________(填“N”或“S”)极.
(2)1952年,中国科学院物理研究所尝试制作了一个司南.如图乙所示,制作人员根据天然磁石的磁感线分布,将磁石的________(填“B”“C”“D”或“E”)处打磨成磁勺的A端.
(3)把天然磁石按照正确方法打磨成磁勺后,放在粗糙的木盘上,使磁勺水平自由转动直至最终静止,但磁勺A 端总不能正确指南.将粗糙木盘换成较光滑的青铜盘才略有改善.这是因为磁勺和盘子之间的________力影响了实验效果.
(4)为了达到理想的指向效果,制作人员将磁勺靠近电磁铁,如图丙所示.闭合开关S,磁勺和电磁铁相互吸引,由此增加磁勺的磁性.H为电源的________极.
(5)历史上真有这样的司南吗?仍是众说纷纭.一种观点认为或许古代的磁勺比中国科学院物理研究所制作的磁勺更________(填“轻”或“重”),从而具有更好的指向效果;另一种观点认为除非今后出土了司南实物,才能真正下结论.
23. (8分)在探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”实验中,实验室准备的器材有:电源、开关、滑动变阻器、两根完全相同的铁钉、表面绝缘的铜线、大头针若干.小明利用上述器材,制成简易电磁铁甲、乙,并设计了如图所示的电路.
(1)实验中通过观察电磁铁______的不同,可以判断电磁铁的磁性强弱不同.
(2)当滑动变阻器滑片向左移动时,电磁铁甲、乙吸引大头针的个数______(填“增加”或“减少”),说明电流越______,电磁铁磁性越强.
(3)根据图示的情境可知,______(填“甲”或“乙”)的磁性强,说明电流一定时,______,电磁铁磁性越强.
(4)实验中用到的一种重要科学研究方法是______.
A.类比法 转换法 控制变量法 等效替代法.
24. (8分)如图为小玲和小辉同学制作的一种直流电动机模型,他们用回形针做成两个支架,分别与电池的两极相连;用漆包线绕一个矩形线圈,以线圈引线为轴,并用小刀刮去轴的一端全部漆皮,另一端只刮去上半周漆皮,将线圈放在支架上,蹄形磁体放在线圈周围.
(1)直流电动机的工作原理是利用________ 有力的作用.
(2)按他们这种方法刮漆,线圈在刚转过平衡位置时________(选填“自动改变线圈中的电流方向”或“切断线圈中的电流”),目的是使线圈能够________
(3)可以通过改变________ 方向,改变线圈的转动方向(填一种方法).
(4)如果电池、开关、导线的连接和性能良好,闭合开关后,发现线圈只抖动了一下,并不转动,原因可能是________ ,这时可进行的有效尝试是________
25. (6分)磁感应强度B用来描述磁场的强弱,国际单位是特斯拉,符号是“T”.为了探究电磁铁外轴线上磁感应强度的大小与哪些因素有关,小鹭设计了如图所示的电路,图甲电源电压6V,R为磁感应电阻,其阻值随磁感应强度变化的关系图线如图.
(1)当图乙S2断开,图甲S1闭合时,电流表的示数为_____mA.闭合S1和S2,图乙中滑动变阻器的滑片P向右移动,图甲中电流表的示数逐渐减小,说明磁感电阻R处的磁感应强度B逐渐_____.
(2)闭合S1和S2,滑片P不动,沿电磁铁轴线向左移动磁感电阻R,测出R离电磁铁左端的距离x与对应的电流表示数I,算出R处磁感应强度B的数值如表.请计算x=5cm时,B=_____T.
x/cm
1
2
3
4
5
6
I/mA
10
12
15
20
30
46
B/T
0.68
0.65
0.60
0.51
0.20
(3)综合以上实验数据可以得出“电磁铁外轴线上磁感应强度随电磁铁电流的增大而_____,离电磁铁越远,磁感应强度越_____.
26. (8分)小强利用压力传感器、电磁继电器、阻值可调的电阻R等元件,设计了一个汽车超载自动报警电路,如图所示.他了解到这种压力传感器所受压力越大时,输出的电压U就越大,二者的关系如图所示.闭合开关S,当继电器线圈中电流大于或等于20mA时,衔铁被吸合.已知传感器的输出电压U即为继电器控制电路的电源电压,线圈的电阻为20Ω.
(1)车辆不超载时,工作电路中绿灯亮;当传感器所受压力增大到一定程度时,红灯亮,说明汽车超载.请你判断灯__________________(选填“L1”或“L2”)是红灯
(2)某水平公路桥禁止质量大于或等于20t的车辆通行,要用小强设计的装置为此桥报警,R的阻值应调节为多少?(g取10N/kg).
(3)在水平路面上,要使该装置报警,通过车辆的最小重力为多少?
(4)请你运用所学物理知识,说明超载的一项危害.
27.(10分)阅读短文,回答问题:
巨磁电阻效应
1988年阿尔贝•费尔和彼得•格林贝格尔发现,在铁、铬相间的三层复合膜电阻中,微弱的磁场可以导致电阻大小的急剧变化,这种现象被命名为“巨磁电阻效应”.
更多的实验发现,并非任意两种不同种金属相间的三层膜都具有“巨磁电阻效应”.组成三层膜的两种金属中,有一种是铁、钴、镍这三种容易被磁化的金属中的一种,另一种是不易被磁化的其他金属,才可能产生“巨磁电阻效应”.
进一步研究表明,“巨磁电阻效应”只发生在膜层的厚度为特定值时.用R0表示未加磁场时的电阻,R表示加入磁场后的电阻,科学家测得铁、铬组成的复合膜R与R0之比与膜层厚度d(三层膜厚度均相同)的关系如图乙所示.
1994年IBM公司根据“巨磁电阻效应”原理,研制出“新型读出磁头”,将磁场对复合膜阻值的影响转换成电流的变化来读取信息.
(1)以下两种金属组成的三层复合膜可能发生“巨磁电阻效应”的是_____.
A.铜、银; B.铁、铜; C.铜、铝; D.铁、镍.
(2)对铁、铬组成的复合膜,当膜层厚度是1.7nm时,这种复合膜电阻_____(选填“具有”或“不具有”)“巨磁电阻效应”.
(3)“新型读出磁头”可将微弱的_____信息转化为电信息.
(4)铁、铬组成的复合膜,发生“巨磁电阻效应”时,其电阻R比未加磁场时的电阻R0_____(选填“大”或“小”)得多.
(5)如图丁是硬盘某区域磁记录的分布情况,其中1表示有磁区域,0表示无磁区域.将“新型读出磁头”组成如图所示电路,当磁头从左向右匀速经过该区域过程中,电流表读数变化情况应是图中的_____.
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