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第20课时 电与磁
真题回顾 把握考向
命题点一 磁现象、磁场
1.[2018·呼和浩特,3题2分]如图20-1所示,关于电磁现象,下列说法正确的是 ( )
图20-1
A.图甲,把小磁针放在地理赤道附近,小磁针静止时磁针N极指向地理南极附近
B.图乙,通电线圈在磁场作用下转动,机械能转化为电能
C.图丙,利用“电生磁”将铁钉磁化,利用安培定则可判定铁钉上端为N极
D.图丁,当用力让线圈转动时,小灯泡中就有电流通过,工作原理是法拉第电磁感应现象
2.[2016·呼和浩特,3题2分]如图20-2所示,下列说法中错误的是 ( )
图20-2
A.这是模拟奥斯特实验的一个场景
B.图示实验说明了通电导线周围存在磁场
C.将电池正负极对调后,重新闭合电路,小磁针偏转方向改变
D.将图中导线断开,小磁针静止后N极将指向地磁的北极
3.[2014·呼和浩特,4题2分]关于“电与磁”,下列描述正确的是 ( )
A.电磁波可以在真空中传播
B.磁场的方向总是从N极指向S极
C.电动机的发明,实现了机械能向电能的转化
D.地球磁场的北极在地理北极附近
命题点二 电动机与发电机
4.(多选)[2019·呼和浩特,9题3分]下列说法正确的是 ( )
A.丹麦物理学家奥斯特,是世界上第一个发现电与磁之间联系的科学家
B.我国未来的航母将采用自行研制的电磁弹射器,电磁弹射器的弹射车与飞机前轮连接,并处于强磁场中,当弹射车内的导体通以强电流时,舰载机受到强大推力而快速起飞。电磁弹射器的工作原理与发电机的工作原理是一致的
C.电磁波的频率越高,波长越短
D.航母核反应堆是通过可以控制的核裂变反应释放核能的设备
5.[2017·呼和浩特,6题2分]在科学研究的道路上经常会出现令人惋惜的遗憾。例如1825年日内瓦年轻物理学家科拉顿一个人在研究电磁现象时,其类似的实验装置如图20-3甲所示,示意图如图乙所示。为避免磁铁的磁场对小磁针的作用,把实验装置放在两个房间,在右边房间里把磁铁反复插入线圈,然后科拉顿跑到左边房间里观察,结果没有看到小磁针偏转。下列说法中正确的是 ( )
图20-3
A.该实验过程中没有发生电磁感应现象
B.通电导线周围产生磁场的现象叫电磁感应现象
C.科拉顿没看到小磁针偏转,是因为线圈中没有产生电流,所以看不到小磁针偏转
D.科拉顿没看到小磁针偏转,是因为当他切割完磁感线再跑到另一个房间时,线圈中产生的电流已经消失,所以小磁针也停止偏转
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|基础达标|
一、选择题
1.[2019·黄冈]下列有关电和磁的判断,正确的是 ( )
A.通电导体周围存在磁场
B.磁场是由磁感线组成的
C.互相摩擦的两个物体带同种电荷
D.摩擦起电的实质是创造了电荷
2.[2019·台州]能写红黑双色的磁画板截面如图20-12所示,按下写字笔黑色按钮写出黑色的字,按下红色按钮写出红色的字,刷子左右移动则字消失。下列说法正确的是 ( )
图20-12
A.刷子可以用铁制作
B.写黑字时笔尖为S极
C.写红字时笔尖为N极
D.写字的原理是同名磁极相互排斥
3.[2019·绍兴]如图20-13所示,内部均装有磁铁的两块清洁器M和N隔着窗玻璃总能合在一起移动,这让玻璃清洁变得安全高效。下列关于清洁器的分析正确的是 ( )
图20-13
A.两块清洁器能合在一起的原理是异名磁极相互吸引
B.N受到的重力和M对N的吸引力是一对平衡力
C.玻璃对N的支持力和M对N的吸引力是一对相互作用力
D.移动M时,N也能跟着一起移动,说明力能改变物体的形状
4.[2019·烟台]甲、乙为两个条形磁铁的两个磁极,根据图20-14所示的小磁针静止时的指向,可以判断 ( )
图20-14
A.甲是N极,乙是S极
B.甲、乙都是N极
C.甲、乙都是S极
D.甲是S极,乙是N极
5.[2019·铜仁]某同学学习了磁现象后,画出了如图20-15所示的四幅图,其中正确的是 ( )
图20-15
6.[2019·长沙]指南针是我国古代的四大发明之一,下列有关指南针和地磁场的说法正确的是 ( )
A.指南针静止时指示南北方向,是因为指南针受到地磁场的作用
B.指南针静止时南极指向地理北极
C.如果地磁场消失,指南针还能指示南北方向
D.信鸽是靠绑在身上的小磁铁实现导航的
7.[2019·大庆]在科学探索的道路上,有众多的科学巨人披荆斩棘,铺路架桥,为后人留下了丰硕的知识园地、科学的探究方法及不朽的科学精神。下列关于物理学家的说法正确的是 ( )
A. 亚里士多德提出力不是维持物体运动的原因
B.牛顿提出了相对论学说
C.卢瑟福提出了原子核式结构模型
D.奥斯特发现了电磁感应现象
8.(多选)[2019·北京]某同学探究电流产生的磁场,闭合开关前,小磁针的指向如图20-16甲所示;闭合开关后,小磁针的偏转情况如图乙中箭头所示;只改变电流方向,再次闭合开关,小磁针的偏转情况如图丙中箭头所示。下列结论中合理的是 ( )
图20-16
A.由甲、乙两图可得电流可以产生磁场
B.由甲、乙两图可得电流产生的磁场的方向与电流方向有关
C.由乙、丙两图可得电流产生的磁场的强弱与电流大小有关
D.由乙、丙两图可得电流产生的磁场的方向与电流方向有关
9.[2019·娄底]如图20-17所示,GMR是一个巨磁电阻,其阻值随磁场的增强而急剧减小,当闭合开关S1、S2时,下列说法正确的是 ( )
图20-17
A.电磁铁的右端为N极
B.小磁针将顺时针旋转
C.当滑片P向左滑动时,电磁铁的磁性增强,指示灯变暗
D.当滑片P向右滑动时,电磁铁的磁性减弱,电压表的示数减小
10.[2019·云南]如图20-18所示的实验中,相关现象说法正确的是 ( )
图20-18
A.图甲中闭合开关,通电螺线管右端为N极
B.图乙中通电导线周围存在着磁场,将小磁针移走,该磁场消失
C.图丙中闭合开关,导体ab左右运动,灵敏电流计指针不会偏转
D.图丁中闭合开关,仅对调磁体的N、S极,导体ab所受磁场力方向相反
11.[2019·镇江]如图20-19所示,闭合开关,铜棒向左运动,为使开关闭合后铜棒向右运动,下列操作可行的是 ( )
图20-19
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
12.[2019·岳阳]如图20-20所示,以塑料管为连接轴将两个玩具电动机连接起来,电动机甲连接一个小灯泡,电动机乙连接电源,闭合开关后 ( )
图20-20
A.小灯泡不发光,因为小灯泡未与电源相连
B.小灯泡发光,甲此时相当于发电机
C.给乙的工作原理是电磁感应
D.甲工作时,电能转化为机械能
13.[2019·重庆B卷]油电混合动力汽车逐渐走进普通家庭,混动汽车搭载了传统的内燃机,高效的电动机、发电机和蓄电池组。行驶过程中内燃机提供动力,同时可为蓄电池充电,也可以由蓄电池和电动机提供动力。下列说法正确的是 ( )
A.油电混动汽车的工作效率可以达到100%
B.发电机的工作原理是利用电流能产生磁场
C.给蓄电池组充电时实现了化学能转化为电能
D.电动机的工作原理是磁场对通电导体有力的作用
14.[2019·淄博]共享电动汽车通过刷卡开锁,实现循环使用。租赁者将带有磁条的租车卡靠近电动汽车的感应器,检测头的线圈中就会产生变化的电流,读取解锁信息。图20-21中能反映刷卡读取信息原理的是 ( )
图20-21
二、实验题
15.[2019·衢州]为探究通电螺线管磁性强弱与有无铁芯的关系,小科设计了如图20-22甲所示电路。
图20-22
(1)强弱判断:通电螺线管吸引大头针数量越多,表示其磁性越 。
(2)具体操作:
①将无铁芯的螺线管接入电路,把滑动变阻器滑片P移至最下端,闭合开关S,发现螺线管吸引大头针数量较少。
②断开开关S,在螺线管中插入铁芯,将滑动变阻器滑片P稍向上移,闭合开关S,发现螺线管吸引大头针数量较多。
(3)评价交流:
①上述实验,没有进行多次实验,且存在的错误是 。
②(多选)通电螺线管磁性强弱无法用肉眼直接观察,本实验用吸引大头针数量来反映磁性强弱。图乙所示实验采用的方法与之相同的有 。
16.[2019·贵阳]小明在“探究怎样产生感应电流”的实验中,用导线将金属棒、开关、灵敏电流计连接成如图20-23所示的电路。请你参与探究并回答下列问题:
图20-23
(1)悬挂金属棒静置于U形磁铁的磁场中,此时两极正对区域磁感线的箭头方向是竖直向 (选填“上”或“下”)的。
(2)灵敏电流计的作用是用来检测 的。若闭合开关后并未发现灵敏电流计指针偏转,经检查器材均完好,各器材间连接无误,那么接下来你认为最应该关注的器材是 。
(3)小明认为是原来磁铁的磁性太弱所致,他提出更换磁性更强的磁铁,就在他移动原磁铁时,你发现灵敏电流计的指针出现了晃动,你认为接下来最应该做什么来找到让灵敏电流计指针偏转的原因: 。(仅写出最应该进行的一步操作)
(4)根据上述探究过程,小明就说:“我们找到产生感应电流的秘密了!”此时你对小明的“成果发布”作何评价?
。
三、综合题
17.[2019·扬州]学习“电磁转换”这一章后,小明画出部分内容的思维导图,如图20-24所示,请你帮他补全空格处内容:
图20-24
① ;② ;③ 。
18.[2019·泰州]如图20-25所示,磁悬浮无线蓝牙音箱可由蓝牙通过 (选填“超声波”或“电磁波”)实现与手机数据的光速传输。该产品底座里有一个电磁铁,可使箱体悬在空中,这是根据同名磁极相互 的原理实现的。该产品处于图示状态时,若重力突然消失,则此瞬间底座对水平桌面 (选填“有”或“没有”)压力。
图20-25
19.(1)[2019·昆明改编]请在图20-26中标出磁感线的方向,标出小磁针的N极(以“N”表示)。
图20-26
图20-27
(2)[2019·辽阳]A、B是两个电磁铁,闭合开关后,小磁针在如图20-27所示的位置静止,C是两个电磁铁之间的一条磁感线,请标出:
①电磁铁间磁感线的方向。
②电源右端的极性(用“+”或“-”表示)。
③电磁铁B上方小磁针的N极。
|挑战自我|
20.[2019·绍兴]如图20-28所示是小敏设计的汽车尾气中CO排放量的检测电路。当CO浓度高于某一设定值时,电铃发声报警。图中气敏电阻R1,阻值随CO浓度的增大而减小。下列说法正确的是 ( )
图20-28
A.电铃应接在A和C之间
B.当CO浓度升高,电磁铁磁性减弱
C.用久后,电源电压U1会减小,报警时CO最小浓度比设定值高
D.为使该检测电路在CO浓度更低时报警,可将R2的滑片向下移
【参考答案】
真题回顾 把握考向
1.D 2.D 3.A
4.ACD [解析]奥斯特是第一个发现电与磁之间联系的科学家,A正确;电磁弹射器的工作原理是通电导体在磁场中受到力的作用,发电机的工作原理是电磁感应现象,二者不一致,B错误;c=λf,电磁波的频率与波长的乘积等于真空中的光速,则频率与波长成反比,频率越高,波长越短,C正确;航母核反应堆是通过可以控制的核裂变反应释放核能的设备,D正确。
5.D
达标检测 巩固提升
1.A 2.A
3.A [解析]两块清洁器各装有一块磁铁,之所以能够合在一起,是因为异名磁极相互吸引,故A正确;N的重力方向竖直向下,而M对N的吸引力在水平方向,二者不在同一直线上,因此不是一对平衡力,故B错误;玻璃对N的支持力水平向外,M对N的吸引力水平向内,二者作用在同一物体、同一直线上,大小相等,方向相反,因此是一对平衡力,而不是一对相互作用力,故C错误;移动M时,N也能跟着一起移动,说明力能改变物体的运动状态,故D错误。
4.B
5.C [解析]磁体外部,磁感线从N极出发,回到S极,A错误;两个N极,磁感线方向都应向外,B错误;电磁铁正面电流方向向上,由安培定则可知,电磁铁左端为N极,右端为S极,C正确;电磁铁正面电流方向向下,由安培定则可知,电磁铁左端为S极,右端为N极,D错误。
6.A [解析]地球是一个巨大的磁体,指南针能够指示南北方向是因为受到地磁场的作用,故A正确。地球是一个巨大的磁体,地磁场的南极在地理北极附近,地磁场的北极在地理南极附近,故地磁场的磁感线是从地理南极附近出发回到地理北极附近,根据对指南针的认识可知,指南针静止时南极指向地理的南极附近,故B错误。如果地磁场消失,指南针不受地磁场的作用,不能指示南北方向,故C错误。信鸽是靠地磁场来实现导航的,如果信鸽身上绑上小磁铁,会干扰地磁场,信鸽不能实现导航,故D错误。
7.C [解析]伽利略提出力不是维持物体运动的原因,故A错误。爱因斯坦提出了相对论学说,故B错误;卢瑟福提出了原子核式结构模型,故C正确;法拉第发现了电磁感应现象,故D错误。
8.AD [解析]由题意可知,图甲中小磁针指向南北,图乙中开关闭合后,小磁针会发生偏转,说明电流周围可以产生磁场,但甲、乙两图中没有改变电流的方向,所以不能说明磁场的方向与电流的方向有关,故A正确,B错误。对比乙、丙两图可知,图丙中只改变了电流的方向,没有改变电流的大小,小磁针偏转的方向改变了,所以由乙、丙两图可以说明电流产生的磁场的方向与电流的方向有关,但不能说明磁场的强弱与电流的大小有关,故C错误,D正确。
9.D [解析]根据安培定则可知,电磁铁的左端为N极,故A错误;由于电磁铁左端为N极,根据同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引可知,小磁针将逆时针旋转,故B错误;当滑片P向左滑动时,左侧电路电阻减小,则电流增大,电磁铁的磁性增强,则巨磁电阻的阻值减小,右侧电路中的电流增大,指示灯变亮,故C错误;当滑片P向右滑动时,左侧电路电阻变大,则电流变小,电磁铁的磁性减弱,则巨磁电阻的阻值变大,由串联分压原理可知,指示灯分得的电压减小,即电压表的示数减小,故D正确。
10.D 11.B 12.B 13.D 14.D
15.(1)强
(3)①没有控制电流大小相同 ②AB
[解析](1)实验中通过通电螺线管吸引大头针数目的多少来反映通电螺线管磁性的强弱,通电螺线管能吸引大头针的数量越多,通电螺线管的磁性越强。
(3)①本实验的目的是探究通电螺线管磁性强弱与有无铁芯的关系,没有进行多次实验;实验中,没有插入铁芯时把滑动变阻器滑片P移至最下端,插入铁芯后将滑动变阻器滑片P稍向上移,导致两次的电流不同,即没有控制电流大小相同,这是错误的。
②为判断通电螺线管的磁性强弱,实验时用吸引大头针多少来反映磁性强弱,这种科学研究方法是转换法。用木块移动距离反映钢球的动能大小,也采用了转换法,故A正确;海绵的形变程度越大,表示压力作用效果越明显,也采用了转换法,故B正确;分子间存在间隙,但肉眼不能直接观察到,用黄豆和芝麻混合后量筒读数变小来反映,不是转换法,而是类比法,故C错误。
16.(1)下 (2)感应电流 金属棒
(3)使金属棒沿水平方向快速切割磁感线运动
(4)不合理,因为只做了一次实验,得出的结论具有偶然性,不具有普遍性。应该用不同种类的金属棒,还要使金属棒朝各个方向运动
[解析](1)图中U形磁铁的N极在上,根据磁体外部的磁感线都是从磁体的N极指向S极可知,此时两极正对区域磁感线箭头方向是竖直向下的。
(2)灵敏电流计是用来检测感应电流的。闭合电路未发现灵敏电流计指针偏转,且器材完好,那就应该关注金属棒的运动情况,看金属棒的运动方向与感应电流的关系。
(3)实验中,应该使金属棒沿水平方向快速切割磁感线运动,观察是否有感应电流产生。
(4)小明的“发布成果”不合理。因为只做了一次实验,得出的结论具有偶然性,不具有普遍性。应该用不同种类的金属棒,还要使金属棒朝各个方向运动。
17.①吸引 ②切割磁感线 ③发电机
[解析]同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引;闭合电路的部分导体切割磁感线产生感应电流;电磁感应为磁生电,主要应用于发电机。
18.电磁波 排斥 有
19.(1)如图所示
(2)如图所示
20.C
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