第25课 电和磁

1．磁性是指物体具有吸引铁、钴、镍等物质的性质。具有磁性的 物体称为磁体。磁体上磁性最强的地方是磁体的磁极，磁体的 磁极有南极(S 极)和北极(N 极)之分。 磁极相互作用规律是同名 磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。
2．奥斯特实验证明了通电直导线周围存在着磁场。直线电流磁场 的分布规律是：以通电导线上各点为圆心的同心圆，这些同心 圆与通电直导线 垂直 。磁场的方向随着 电流 方向的改变而改 变。通电螺线管周围存在着磁场，磁场方向与条形磁铁的磁场 方向相似，利用安培定则可以判断磁场的方向。 3．电磁感应：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动
【典例】 如图 2511 所示为不同位置的小磁针静止时 N 极指向，其中不正确 的是________。 ．．．
【错解】
①③，理由是：磁感线方向是从 N 极到 S 极，
小磁针静止时北极指向与磁感线方向相同。
【析错】 上述解答错误在于没有理清通电螺线管外部磁感线 方向与内部磁感线方向的关系，外部是 N 极到 S 极，内部 是 S 极到 N 极。
(3)埋地感应电源正负极变化是否影响摄像系统工作？
【解析】
(1)电磁铁将衔铁吸下，衔铁具有动能。
(2)当绿灯亮时，控制电路中“自动开关”不接通，电磁铁无 磁性，衔铁不会动，工作电路处于开路。
(3)埋地感应电源正负极会影响电磁铁的极性， 但不会影响 它对衔铁的吸引。
【答案】
(1)动能
(2)不能
(3)不会
时，导体中就会产生电流的现象。其中的电流称为感应电流。
1．(2014· 温州)为了判断一根铁棒是否具有磁性，小明进行如下 四个实验，根据实验现象不 能 确定该铁棒具有磁性的是( ． ． )
【答案】
B
2．(2013· 丽水)如图 251 所示是一个手压电筒，按压手柄，塑料齿 轮带动线圈内磁性飞轮高速旋转，使灯泡发光。下列四个实验 中与手压电筒产生电流的工作原理相同的是 ( )
【纠错】 ⑤，理由是：位置①②③④处小磁针 N 极指向与外 部磁感线方向相同，位置⑤处小磁针 N 极指向与内部磁感 线方向不一致，应为“ ” 。
★名师指津 通电螺线管的磁场分布与条形磁体相似， 其磁感 线是有方向的闭合曲线，其磁场方向可由磁感线表示，也 可由小磁针静止时 N 极指向表示。
1．如图 2512 所示的 E、F、P、Q 四点中， 磁场最强的是 A. E 点 C. P 点
【解析】 (1)甲实验与乙实验的变量是切割磁感线的导线 条数。
(2)猜测 1 中切割磁感线的速度是变量，其他量尽可能相 同，如切割方向、切割磁感线的导线条数等不变。在进行 对照实验时要改变切割磁感线的速度。
【答案】
(1) 猜测 3
(2) 磁铁或线圈的切割速度
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图 25-13
【解析】 套入丙环前甲对乙的斥力小于套入丙环后的斥力，则 h1 ＞h2； 套入丙环后， 由于甲对乙的斥力大于丙对乙的斥力， 则 h2<h3。
【答案】
B
3．如图 2514 所示，A 是悬挂在弹簧测力计 下的条形磁铁，B 是螺线管。闭合开关 S， 待弹簧测力计示数稳定后，将变阻器 R 的 滑片缓慢向右滑动，在此过程中下列说法 正确的是 ( ) A. 电压表示数变大，电流表示数变大 B. 电压表示数变大，电流表示数变小 C. 弹簧测力计示数变小 D. 弹簧测力计示数变大 【解析】 滑片向右滑动→电阻变小→电流变大→UR0 变大→UR 变 小；根据右手螺旋定则，通电螺线管上端 N 极，与悬挂的磁体相排 斥。当电流变大时通电螺线管磁性变强，向上排斥的力变大，弹簧 测力计示数变小。 【答案】 C
【解析】 (1)超载车辆对电阻 R 的压力增大到一定值，R 阻值减小到一定值，甲中电流增大到一定值，电磁铁 C 磁 性增强到能将衔铁吸下，则电铃通电发声报警。
(2)A.当 R0 滑片适当左移时，R0 阻值变大，则甲中初始电 流更小，要求更大的压力作用在 R 上才能使 R 的阻值更 小；C.当弹簧 A 端适当左移时，衔铁阻力臂增大，需要电 磁铁具有更大的磁性才能吸下。
【典例 2】
(2013· 南京)在“探究感应电流产生条件”的实验中，
小明将导体 ab 、开关、小量程电流表和蹄形磁体按如图 257 所示的方式进行安装。小明闭合开关后进行了如下操作： A. 只让导体 ab 在水平方向左右运动 B. 只让导体 ab 在竖直方向上下运动 C. 只让蹄形磁体在水平方向左右运动 D. 只让蹄形磁体在竖直方向上下运动 其中一定能产生感应电流的是 母 )。 (填字
4．小明设计了一个道路限载 报警器 ( 图 2515 甲 ) ， R0 是变阻器，R 是压敏电阻。 R 的电阻大小随压力大小 变化关系如图 2515 乙。 当 超载车辆通过压敏电阻 时，限载报警器就会报警。 (1)调试好电路，闭合开关 S1 和 S2，当超载车辆通过时，限载报 警器会 (填“灯亮”或“铃响”)。 (2)一般交通主干道的抗压能力比村道路要强得多。若把村道路 限载报警器应用到主干道，就要适当调高报警的限载重量， 下列操作可行的是 (填编号)。 A. 把变阻器 R0 的滑片适当左移 B. 把电源 1 的电压适当增大 C. 把弹簧 AB 的 A 端适当左移 D. 把电磁铁 C 适当右移
【解析】
( B. F 点 D. Q 点
)
磁感线越密表示磁场越强，E、F、P、Q 四点中，
磁感线最密集的是 E 点，则 E 点磁场最强。
【答案】
A
2． “悬空的磁环”实验中，若所用的磁环都一样， 中间的塑料管是光滑的。当甲、乙两个磁环处 于静止状态时，它们之间的距离为 h1 ，如图 2513 所示。 再往乙的正上方套入丙磁环，当 丙悬空并静止后，甲、乙之间的距离变为 h2， 乙、丙之间的距离为 h3。已知磁环间的斥力随 它们距离的减小而增大，则 h1、h2、h3 之间的 大小关系满足 ( ) A. h1＞h2 h2＞h3 B. h1＞h2 h2＜h3 C. h1＜h2 h2＝h3 D. h1＜h2 h2＜h3
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【答案】 ( B )
【类题演练 3】 如图 2510 是某 种拍摄机动车闯红灯装置的 工作原理示意图。当红灯亮 时，控制电路中的自动开关才 接通， 此时当汽车(相当于一个 大铁块)通过停止线附近区域的埋地感应线圈时，感应线圈磁场 就发生很大变化，使埋地感应电源产生足够大的感应电压。摄 像系统在电路接通时可自动拍摄违规车辆。 (1)电磁继电器工作时，它把电能转化成热能和 (2)当绿灯亮时，摄像系统能否工作？ 。 。 。
( 【答案】
) B
A. 甲和乙
B. 乙和丙
C．丙和丁
D. 丁和甲
【类题演练 1】 (2014· 嘉兴)下图所示的四个实验中，能确定钢棒 具有磁性的是 ( D ) 【答案】
A．①②
B．③④
C．①③
D．②④
专题二
电磁感应
电磁感应是指在闭合电路中的部分导体在磁场中切 割磁感线产生感应电流的现象。其中磁生电的必要条件是 部分导体切割磁感线，切割磁感线的具体情形：(1)磁体不 动，导体做切割磁感线运动；(2)导体不动，磁体运动使磁 感线被切割；(3)两者都运动，但运动情形不同，使导体做 切割磁感线运动。发电机的原理是电磁感应。
【答案】
(1)铃响
(2)AC
5．科学研究需要“大胆猜测、 小心求证”。下面是对“感 应电流的大小跟哪些因素有 关？”所作的猜测与求证。 猜测 1 可能与导线切割 磁 感线的速度有关 猜测 2：可能与导线切割磁感线的方向有关 猜测 3：可能与切割磁感线的导线条数有关 (1)为了验证以上猜测， 某同学先后用图 2516 甲和乙的装置进行 实验。你认为他的实验是为了验证上述哪个猜测？ 。 (2)要利用甲的装置来验证猜测 1，在进行对照实验时，其操作上 的区别是 。
【答案】 先变小后变大
。
专题一
磁极
一个磁体有两个磁极(N 极和 S 极)，磁极就是磁性最 强的部分。条形磁体和马蹄形磁体的两端是磁极，中间磁 性较弱。通电螺线管的磁极分布与条形磁体相似。判别磁 极的方法有：①小磁针法；②悬挂法；③根据磁极间的相 互作用规律等。
【典例 1】 (2012· 绍兴)磁铁都有两极，小敏想 用实验证明，如图 255 所示断磁铁 A、B 端 必有磁极， 设计了如图 256 四个方案， 并进 行了实验操作，下列现象不可能 观察到的是 ．．．
【答案】
B
3． (2014· 宁波)如图 252 是研究磁体周 围磁场时的铁屑分布情况。实验 时，a、b、c 三个位置所对应的磁 极可能是 A. C. D. N、N、N N、N、S S、N、S B. N、S、S ( )
【答案】 B
5．(2013· 襄阳)如图 254 所示，重 为 G 的小铁块在水平方向力 F 的作用下，沿条形磁铁的表面 从 N 极滑到 S 极，在此过程中小铁块对磁铁的压力大 小变化情况是
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【答案】
A、C
专题三
电磁继电器
电磁继电器的核心部件是电磁铁，电磁铁相当于一个 自动开关，控制电路的通断来控制电磁铁的磁性有无，从 而控制工作电路的通断状况。通过电磁继电器可以实现由 低电压、弱电流控制高电压、强电流，也可以实现对一些 火灾、水库水位等的自动报警。
【典例 3】 (2013· 天津)图 259 是一种水位自动报警器的 原理图，当水位到达金属块 A 时(一般的水能导电)， 电路中 A. 绿灯亮，红灯不亮 B. 红灯亮，绿灯不亮 C. 红灯和绿灯都亮 D. 红灯和绿灯都不亮