第十七章电与磁1.一学生利用手中的条形磁体做了以下实验,其中结论正确的是( B )。
A.同名磁极相互吸引B.条形磁体能够吸引小铁钉C.将条形磁体用细线悬挂起来,当它在水平面静止时北极会指向地理南方D.条形磁体与小磁针之间隔了一层薄玻璃后就没有相互作用了解析:由磁极间的相互作用规律可知,同名磁极相互排斥,故A错误;磁体能吸引铁、钴、镍等物质,故条形磁体能够吸引小铁钉,故B正确;将条形磁体用细线悬挂起来,让磁体自由转动,静止时指向地理南极的磁极叫南(或S)极,指向地理北极的是磁体的北极(N极),地磁北极在地理南极附近,地磁南极在地理北极附近,故C错误;玻璃不能隔离磁场,条形磁体与小磁针之间隔了一层薄玻璃后仍有相互作用,故D错误.2.(2019安徽)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( D )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解析:直导线通电前,小磁针在地磁场的作用下,N极应指向北方,直导线通电瞬间,若电流方向从南向北,利用题中给出的判定方法可判断出直导线正下方的磁场方向从指北变为指西,因此小磁针的N极会从指北变为指西,即逆时针偏转,故A错误;若电流方向从北向南,可判断出直导线正下方的磁场方向向东,因此小磁针的N极会从指北变为指东,即顺时针偏转,故B错误;若电流方向从东向西,可判断出直导线正下方的磁场方向向南,因此小磁针的N极会从指北变为指南,即会发生偏转,故C错误;若电流方向从西向东,可判断出直导线正下方的磁场方向向北,因此小磁针的N极仍指北,即不发生偏转,故D正确.3.(2019娄底)如图所示,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( D )A.电磁铁的右端为N极B.小磁针将顺时针旋转C.当P向左滑动时,电磁铁的磁性增强,指示灯变暗D.当P向右滑动时,电磁铁的磁性减弱,电压表的示数减小解析:根据安培定则,右手握住螺线管,让四指指向电流的方向,则大拇指所指的左侧为电磁铁的N极,故A错误;由于电磁铁左侧为N极,根据异名磁极相互吸引可知,小磁针将逆时针旋转,故B错误;当P向左滑动时,左侧电路接入的电阻减小、电流增大,电磁铁的磁性增强,则巨磁电阻的阻值急剧减小,右侧电路的电流增大,指示灯变亮,故C 错误;当P向右滑动时,左侧电路接入的电阻变大、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.4.下列设备,利用电磁继电器工作的是( A )解析:A图,由容器、左侧电源和电磁铁组成的是控制电路,由灯和右侧电源组成的是工作电路,这是一个用控制电路来控制工作电路的电磁继电器,故A正确;B图动圈式话筒,是利用电磁感应原理工作的,只有一个电路,故B错误.C图中电磁起重机是利用电流磁效应工作的,只有一个电路,故C错误;D图电铃是利用电流磁效应工作的,只有一个电路,故D错误.5.(2019成都)如图所示的四个实验,反映电动机基本原理的是( D )解析:A图对应电生磁;B图对应同种电荷相互排斥;C图对应电磁感应;D图对应通电导体在磁场中受力的作用,即电动机的基本原理.故选D.6.如图所示,L为带动线圈转动的摇把,图中箭头表示指针可来回摆动的电流表,关于此工作原理图,下列说法正确的是( B )A.这是电动机的工作原理图B.用该原理可制作手摇发电机,转动摇把L让线圈转起来,电流表的指针来回摆动C.用该原理可制作手摇发电机,如果只拿掉电流表,其他电路连接不变,转动摇把L让线圈转动,线圈中会产生电流D.用该原理制成的机器正常工作时,电能转化为机械能解析:转动摇把L,线圈在磁场中切割磁感线产生感应电流,这是电磁感应现象,利用此原理制成发电机,工作时机械能转化为电能,选项A,D错误,B正确;只拿掉电流表,电路断路,不会产生感应电流,选项C 错误.7.关于图(甲)、(乙)所示的实验,下列说法正确的是( A )A.(甲)实验的原理与动圈式话筒的工作原理相同B.(甲)实验的过程中,电能转化为机械能C.(乙)实验的原理与发电机的工作原理相同D.(乙)实验的过程中,机械能转化为电能解析:(甲)实验中没有电源,是探究感应电流产生条件的装置图,可以反映发电机的工作原理,动圈式话筒也是根据电磁感应的原理工作的,把机械能转化为电能,故A正确,B错误;(乙)实验中有电源,是探究磁场对电流作用的原理图,可以反映电动机的工作原理,(乙)实验中把电能转化为机械能,故C,D错误.8.(多选题)某同学在家庭实验室里,将(甲)、(乙)图中的装置连接成了如图所示的通路,其中两个相同的铜线圈处于磁场中.用外力使(甲)图中的线圈在磁场中摆动,下列说法正确的是( AD )A.(乙)图中的线圈有电流通过,也会随着运动起来B.(乙)图类似于发电机,其原理是电磁感应C.(甲)图类似于电动机,其原理是磁场对电流有力的作用D.(甲)图中的线圈在运动过程中将机械能转化为电能解析:(甲)图应用的是电磁感应原理,其装置类似发电机,机械能转化为电能,(乙)图装置类似电动机,原理是通电导体在磁场中受力,电能转化为机械能,由此判断A,D正确.9.最早利用地磁场指示方向的装置是图(甲)所示“司南”,古文《论衡·是应篇》中记载:“司南之杓(用途),投之于地,其柢(握柄)指南”.则勺柄应为该磁体的S (选填“N”或“S”)极;某物理研究所尝试利用一块天然磁石制作一“司南”,图(乙)所示为天然磁石的磁感线分布情况,则应将磁石的 C (选填“A”“B”“C”或“D”)处打磨成勺柄.解析:勺柄指南,根据地磁场的N极在地理南极附近,异名磁极相互吸引,因此,勺柄为该磁体S极;根据天然磁石的磁感线分布,可判断C端是S极,所以应将磁石的C处打磨成勺柄.10.(2019安顺)如(甲)、(乙)两图所示,能说明电动机工作原理的是图(乙) .如图(丙)所示,在电磁铁正上方用弹簧挂着一条形磁铁,当开关S闭合后,在滑片P由b端向a端滑动过程中,弹簧长度变长(选填“变长”或“缩短”).解析:(甲)图是电磁感应实验,(乙)图是通电导体在磁场中受力的实验,能说明电动机工作原理的是图(乙).根据安培定则,电磁铁的上方是N极,下方是S极,所以和弹簧挂着的磁铁是相吸的关系.滑片P由b向a滑动过程中,滑动变阻器连入电路的电阻变小,电路中电流变大,电磁铁的磁性变强,对磁铁的吸引力变大,弹簧长度变长.11.如图所示,将较长软电线的两端与灵敏电流表的两接线柱连接起来,两位同学手持电线像摇跳绳一样在空中摇动电线,使电线切割地磁场的磁感线.若灵敏电流表的指针发生偏转,则可以断定两同学站立在地面上的东西方向(选填“东西”或“南北”),这个实验的原理是电磁感应,老师上课时常使用“小蜜蜂”扩音器,声音由话筒传入扩音器,经扩音器放大后又经扬声器传出.则在“小蜜蜂”扩音器中应用了上述原理的部件是话筒(选填“话筒”或“扬声器”).解析:由于地球是一个巨大的磁体,在地球周围存在着磁场,地磁的北极在地理的南极附近,地磁的南极在地理的北极附近,所以两同学只有站在地面上的东西方向,像摇动跳绳一样在空中不停地摇动电线,此时相当于做切割磁感线运动,就会产生感应电流;话筒的工作原理:电磁感应现象;扬声器的工作原理:通电导体在磁场中受力.12.(2019凉山)如图所示,当开关闭合后,弹簧的长度变长,请在图中标出电源的正极和通电螺线管的N极.解析:开关闭合后,弹簧的长度变长,说明条形磁铁受到了向下的吸引力;因异名磁极相互吸引,则可知螺线管上端为S极,下端为N极;由安培定则可知,电流由螺线管的下端流入、上端流出,则电源的下端为正极,上端为负极.答案:如图所示13.小明利用如图所示的实验装置探究“导体在磁场中运动时产生感应电流的条件”.(1)磁铁不动,闭合开关,导体棒沿左右(选填“上下”或“左右”)方向运动时,电流表指针会发生偏转.(2)导体棒不动,闭合开关,磁铁上下运动,电流表指针不会(选填“会”或“不会”)发生偏转.(3)断开开关,无论磁铁如何放置、导体棒怎样运动,电流表指针都不发生偏转.由此小明得出结论:闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,电路中就产生感应电流.解析:(1)磁铁不动,闭合开关,导体棒沿左右方向运动时,导体切割磁感线,会产生感应电流,电流表指针会发生偏转.(2)导体棒不动,闭合开关,磁铁上下运动时,导体不切割磁感线,不会产生感应电流,电流表指针不会发生偏转.(3)断开开关,不是闭合电路,无论磁铁如何放置、导体棒怎样运动,都不会产生感应电流,电流表指针都不发生偏转,由此得出结论:闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,电路中就产生感应电流.14.小明学习了《电磁感应发电机》一节内容后,他查阅了有关资料,知道在电磁感应现象中闭合电路之所以能产生电流,是因为在电路中产生了电压,为了研究这个电压,他买了一套如图(甲)所示的装置.图中有机玻璃管长度为1.5 m,当圆柱形磁体(直径小于有机玻璃管内径)从有机玻璃管中下落穿过线圈时,与线圈相连的电压显示器可以显示此时电压大小.小明想利用此装置探究电磁感应现象中产生的电压大小与线圈匝数及磁体运动快慢的关系.他进行了如下实验(忽略磁体下落过程中所受阻力的影响):(1)小明将三个匝数相同的线圈和电压显示器的组件固定在有机玻璃管A,B,C处,如图(乙)所示.他想探究的是电压大小与之间的关系.为了使实验效果对比明显,三个线圈之间的距离应该(选填“近一些”或“远一点”).(2)小明分三次在距管口90 cm处分别固定匝数为300匝、600匝、900匝的三个线圈和电压显示器的组件,每次都是从管口处由静止开始释放磁体,记录的实验数据如下表:线圈匝数实验次数电压显示器示数U/V电压测量值U/V300 1 2.622.512 2.503 2.416001 5.035.002 4.843 5.14900 1 7.687.502 7.383 7.45请根据上表电压测量值和对应的线圈匝数在图(丙)坐标纸上描点作图.(3)分析图象可知: .解析:(1)将三个匝数相同的线圈和电压显示器的组件固定在A,B,C 处,磁体从有机玻璃管中下落经过A,B,C三点的速度不同,可以探究的是电压大小与磁体运动快慢的关系;A,B,C三点之间的距离远一点,磁体经过三点的速度之差较大,实验效果对比明显.(2)匝数300匝对应电压值是2.51 V,600匝对应的电压值是5.00 V,900匝对应的电压值是7.50 V,根据描点法画出图象.(3)由图象可知在此电磁感应现象中,产生的电压大小与线圈匝数成正比.答案:(1)磁体运动快慢远一点(2)如图所示(3)在此电磁感应现象中,产生的电压大小与线圈匝数成正比。