2017年度中考物理（电生磁 电磁铁 电磁继电器）一轮复习题 8页

第 15 讲 电生磁 电磁铁 电磁继电器 考纲要求 备考指津 1.通过实验，探究通电螺线管内部和外部的 磁场方向，会根据安培定则判断通电螺线管 的磁场方向。 2.认识电磁铁及影响电磁铁磁性强弱的因 素，会判断电磁铁的极性，了解电磁铁的应 用。 纵观近几年中考，奥斯特实验探究一般以选 择题形式出现，并往往与其他电磁实验综合 考查；探究电磁铁磁性强弱有时会出现在中 考试题中；电磁铁的应用及电磁继电器一般 以选择题形式考查。预计今后中考中，奥斯 特实验、电磁铁磁性强弱的实验探究、电磁 铁及其应用将是考查的热点问题。 考点 1 电流的磁场 (1)电流的磁效应 通电导体和磁体一样，周围存在着磁场，能使小磁针发生偏转，这种现象叫做电流的磁 效应。奥斯特实验表明，通电导体周围存在磁场，并且该磁场的方向与电流的方向有关。 (2)通电螺线管的磁场 通电螺线管外部的磁场和条形磁体的磁场一样，其两端相当于条形磁体的两个磁极，其 极性与电流的方向有关，可用安培定则来判定。 (3)安培定则 用右手握住螺线管，让四指弯向螺线管中的电流方向，则大拇指所指的那端就是螺线管 的北极。 考点 2 电磁铁及其应用 (1)构造 内部带铁芯的通电螺线管叫做电磁铁。 (2)电磁铁的特点 通电时有磁性，断电时没有磁性；磁场的方向由线圈的绕向和电流的方向控制；磁性的 强弱可以由电流的大小控制，电流一定时，外形相同的螺线管，线圈匝数越多，磁性越强。 (3)电磁继电器是利用电磁铁制成的，利用电磁继电器可以实现各种自动控制。 1．首先发现电流磁效应的科学家是( )。 A．麦克斯韦 B．赫兹 C．奥斯特 D．法拉第 2．如图所示，通电螺线管的小磁针静止时，小磁针指向不正确的是( )。 A．A B．B C．C D．D 3．要使通电螺线管的磁性减弱，可以( )。 A．改变通电电流的方向 B．减小通电电流的大小 C．在通电螺线管中插入铁芯 D．增加通电螺线管的线圈匝数 怎样理解电磁铁及其应用 影响电磁铁磁性强弱的因素有：电流的大小、线圈匝数的多少、有无铁芯。电磁铁的优 点有：磁性有无可由电流的通断来控制；磁性的强弱由电流大小来改变；极性由变换电流的 方向来改变。电磁铁在实际生活中有广泛的用途，如电铃、电话、电磁继电器等。 【例 1】 小平同学利用如图所示装置研究电磁铁磁场的强弱与哪些因素有关。图中 A 是悬挂在弹簧下的铁块，B 是电磁铁的铁芯，S 是转换开关(S 接 1 时连入电路的线圈匝数多， S 接 2 时连入电路的线圈匝数少)。 (1)实验过程中弹簧的伸长量越大，表示电磁铁的磁场越________； (2)保持滑片 P 位置不变，先后让开关 S 接 1 和 2，可以研究电磁铁磁场的强弱与线圈 ________的多少是否有关； (3)请提出一个还可以用该装置验证的猜想并设计验证方案。 猜想：电磁铁磁场的强弱还与________________有关； 验证方案：______________________________________________________________ ______________________________________________________________ __________。 解析：磁铁具有吸铁性，从图示装置可知，电磁铁磁性越强，对铁块的吸引力越大，则 弹簧的伸长量越长；滑片位置不变，即控制电流不变，让开关先后置于 1 和 2 是改变了线圈 的匝数，所以是研究电磁铁磁场的强弱与线圈匝数的关系；电路中的滑动变阻器可以改变电 路中的电流，将开关置于 1 或 2 不动，移动滑动变阻器滑片，改变通过电磁铁线圈的电流大 小，观察弹簧的伸长情况。这样可以验证电磁铁磁场的强弱是否与通过线圈的电流的大小有 关。 答案：(1)强 (2)匝数 (3)通过线圈的电流大小 保持开关接在 1 或 2 处不变，移动 滑片 P，观察弹簧伸长的情况 【例 2】 如图是直流电铃的原理图。下列关于电铃工作时的说法中错误的是( )。 A．电流通过电磁铁时，电磁铁有磁性且 A 端为 S 极 B．电磁铁吸引衔铁，弹性片发生形变具有弹性势能 C．小锤击打铃碗发出声音，是由于铃碗发生了振动 D．小锤击打铃碗时，电磁铁失去磁性 解析：电磁铁通电时有磁性，断电时没有磁性，当 电流通过电磁铁时，由安培定则可 知 A 端为 N 极，选项 A 错；电磁铁吸引衔铁使弹性片发生形变而具有弹性势能，选项 B 正确； 声音是由物体的振动产生的，小锤击打铃碗使铃碗振动发出声音，选项 C 正确；小锤击打铃 碗时，电路断开，电磁铁失去磁性，选项 D 正确。 答案：A 1．(2012·广东中考)图中小磁针的指向正确的是( )。 2. (2012·浙江义乌中考)如图所示，闭合开关，将滑动变阻器的滑片 P 向右移动时， 弹簧测力计的示数变小。则下列分析正确的是( )。 A．电磁铁的上端为 S 极 B．电源左端为“＋”极 C．抽去铁芯，弹簧测力计示数增大 D．断开开关，弹簧测力计示数为零 3．(2011·江苏南京中考)如图所示是奥斯特实验的示意图。实验结论是：通电导线周 围存在________，支持此结论的现象是____________________。如果移走小磁针，该结论 ________(选填“成立”或“不成立”)。 4．(2011·广西桂林中考)在图中标出磁感线的方向和小磁针的 N 极。 5. (2011·辽宁大连中考)如图所示，A 为弹簧测力计，B 为铁块，C 为螺线管。闭合 S 时，电流表和弹簧测力计都有示数。再闭合 S1 时，电流表的示数将________，弹簧测力计 的示数将________。(都选填“变大”“变小”或“不变”) 6．(2011·河南中考)如图是一种“闯红灯违规证据模拟器”的工作原理图，光控开关 接收到红光时会自动闭合，压敏电阻若同时受到车的压力，其阻值变小，电磁铁的磁性因电 路中电流的改变而变________(选填“强”或“弱”)，当电流变化到一定值时，衔铁与触点 ________(选填“1”或“2”)接触，电控照相机工作，拍摄违规车辆。 1．如图所示是奥斯特实验的装置图，它揭示了以下几个现象，其中错误的是( )。 A．电流周围存在磁场 B．电流的磁场方向跟电流方向有关 C．电流的磁场方向可由小磁针的转动方向判断 D．电流周围存在磁感线 2．如图所示，一根包有绝缘层的导线绕在铁钉上，把导线两端的绝缘层刮去，接上干 电池后，铁钉( )。 A．有磁性 B．会熔化 C．有电流流过 D．两端对小磁针北极都有吸引力 3．如图所示，开关闭合后，以下操作可使电磁铁磁性增强的是( )。 A．减少电池个数 B．增加通电时间 C．滑动变阻器滑片 P 向右移 D．滑动变阻器滑片 P 向左移 4．下列说法正确的是( )。 A．磁感线是真实存在的，磁场由无数条磁感线组成 B．在地磁场作用下能自由转动的小磁针，静止时 N 极指向北方 C．要使通电螺线管的磁性减弱，应该在螺线管中插入铁芯 D．奥斯特实验表明，铜导线可以被磁化 5．(多选)电磁铁在生活和生产中有着广泛的应用。图中应用到电磁铁的设备有( )。 6．法国科学家阿尔贝和德国科学家彼得由于发现了巨磁电阻(GMR)效应，荣获诺贝尔物 理学奖。如图是研究巨磁电阻特性的原理示意图。实验发现，当闭合 S1、S2 后使滑片 P 向左 滑动过程中，指示灯明显变亮，则下列说法正确的是( )。 A．电磁铁右端为 N 极 B．滑片 P 向左滑动过程中电磁铁的磁性减弱 C．巨磁电阻的阻值随磁场的增强而明显减小 D．巨磁电阻的阻值随磁场的减弱而明显减小 7．如图所示是一种水位报警器的原理图，当水位到达金属块 A 时(一般的水能导电)， 电路中( )。 A．绿灯亮 B．红灯亮 C．两灯同时亮 D．两灯都不亮 8．如图所示，当闭合开关 S 时，小磁针将沿________(填“顺时针”或“逆时针”)方 向转动；当滑动变阻器的滑片 P 向左移动时，电磁铁的磁性将________(填“增强”“不变” 或“减弱”)。 9．如图所示的是恒温箱的简易电路图。其工作原理是，接通工作电路后，电热丝加热， 箱内温度升高，当箱内温度达到温度计金属丝 A 所指的温度时，控制电路接通，电磁铁有磁 性，衔铁被吸下，工作电路________，电热丝停止加热。当箱内温度低于金属丝 A 所指的温 度时，控制电路断开，衔铁_______ _，工作电路再次工作，电热丝加热，从而保持恒温箱 内温度恒定 。 10．同学们自制电磁铁并连接了如图所示的电路。闭合开关后，为了能够吸引更多的小 铁钉，变阻器的滑片应向________(填“C”或“D”)端移动，图中的甲端是电磁铁的 ________极。 11．在图中，标出磁感线方向、小磁针的 N 极和电源的正、负极。 12．为探究电磁铁的磁性强弱跟哪些因素有关，小丽同学作出以下猜想： 猜想 A：电磁铁通电时有磁性，断电时没有磁性。 猜想 B：通过某个电磁铁的电流越大，它的磁性越强。 猜想 C：外形相同的螺形管，线圈匝数越多，它的磁性越强。 为了检验上述猜想是否正确，小丽所在实验小组通过交流与合作设计了以下实验方案： 用漆包线(表面涂有绝缘漆的导线)在大铁钉上绕制若干圈，制成简单的电磁铁。如图所示的 甲、乙、丙、丁为实验中观察到的四种情况。 根据小丽的猜想和实验，完成下面填空： (1)通过观察电磁铁吸引大头针数目多少的不同，来判断它________的不同。 (2)通过比较________两种情况，可以验证猜想 A 正确。 (3)通过比较________两种情况，可以验证猜想 B 正确。 (4)通过比较丁图中 A、B 两电磁铁，发现猜想 C 不全面，应补充____________________。 参考答案 基础自主导学 自主测试 1．C 2.D 3.B 知能优化训练 中考回顾 1．C 2．C 当滑动变阻器的滑片 P 向右移动时，连入电路的电阻减小，电路中的电流增大， 所以电磁铁的磁性增强，弹簧测力计的示数变小，则通电螺旋管的上端为 N 极，电源的左端 为“－”极。若抽去铁芯，电磁铁的磁性减弱，所以弹簧测力计示数增大。 3．答案：磁场 闭合开关，小磁针偏转 成立 解析：当闭合开关时，小磁针发生偏转，说明通电导线周围存在磁场。磁场的存在与 是否有小磁针无关，因此移走小磁针时，该结论依然成立。 4．答案：如图所示 解析：由安培定则可知，电磁铁的左端为 N 极，右端为 S 极，由此可以判断小磁针的左 端为 N 极，磁感线的方向如图所示。 5．答案：变大 变大 解析：当只闭合 S 时，电阻 R2 接入电路中，此时电流表有示数，电磁铁线圈中有电流 通过，电磁铁有了磁性，吸引铁块 B。再闭合 S1 时，电阻 R1 和 R2 并联接入电路中，此时电 路中电阻减小，电流表示数变大，电磁铁的磁性增强，弹簧测力计的示数变大。 6．答案：强 2 解析：当光控开关接收到红光时会自动闭合，压敏电阻若同时受到车的压力，其阻值变 小，电磁铁中的电流变大，因此电磁铁的磁性增强，当电流增大到一定程度时，电磁铁将衔 铁吸引下来，衔铁与触点 2 接触，电控照相机工作，拍摄违规车辆。 模拟预测 1．D 2．A 导线两端绝缘层被刮，可以接通电源，导线上其余绝缘层并没有刮去，因此绕线 构成线圈，形成电磁铁，若绝缘层全刮去，铁钉是导体，绕线铁钉不构成电磁铁；电磁铁两 极是异性，不会都对磁针北极吸引。 3．D 要使电磁铁的磁性增强，可以增大螺线管的电流，增大线圈的匝数，减少电池个 数会减小电流，减弱它的磁性；增加通电时间并不能使其磁性的增强；滑片向右移动时，电 阻变大，电流变小，磁性减弱，只有 D 是正确的。 4．B 磁感线并不是真实存在的，是我们为了形象地描述磁场而引入的曲线，选项 A 错误；在地磁场作用下能自由转动的小磁针静止时，指北的一端叫 N 极，选项 B 正确；在通 电螺线管中插入铁芯会使通电螺线管的磁性增强，选项 C 错误；奥斯特实验表明，电流周围 存在磁场，但铜导线不能被磁化，选项 D 错误。 5．AC 空气开关和电话的听筒利用了电磁铁；电熨斗和电热水壶应用了电流的热效应。 6．C 根据安培定则可知电磁铁的右端为 S 极，当滑动变阻器滑片向左移动时，变阻器 连入电路中的电阻变小，所以电路中的电流增大，磁性增强，此时指示灯更亮，说明巨磁电 阻阻值变小，所以巨磁电阻的阻值随磁场的增强而明显减小，选项 C 正确。 7．B 当水位到达金属块 A 时，左边电磁铁电路接通，电磁铁有磁性，吸引衔铁向下运 动，从而使红灯电路接通，红灯亮。 8．答案：顺时针 减弱 解析：闭合开关后，电磁铁上端为 N 极，下端为 S 极，根据同名磁极相排斥，异名磁极 相吸引，小磁针 N 极受到向上的磁力，S 极受到向下的磁力，小磁针顺时针方向转动，P 向 左移动时，电路中电流减小，电磁铁磁性减弱。 9．答案：断开 被弹簧拉起 解析：温度未达到金属丝所指温度时，衔铁被弹簧拉起，工作电路接通，加热，温度升 高到控制电路接通时，衔铁被磁力吸下，工作电路断开，温度降到控制电路断开时，衔铁失 去磁力吸引，被弹簧拉起。 10．答案：C N 解析：电磁铁磁性越强，吸引的小铁钉越多，增大通过电磁铁线圈的电流可增强其磁性， 所以滑动变阻器的滑片应向 C 端移动，使滑动变阻器接入电路中电阻变小，电路中的电流变 大，来增强电磁铁的磁性，根据安培定则可知，电磁铁的甲端为 N 极。 11．答案： 解析：由题图可知，通电螺线管的右端为 N 极，则小磁针的左端为 S 极，右端为 N 极。 根据安培定则可判断出电源的左端为正极，右端为负极。 12．答案：(1)磁性强弱 (2)甲、乙 (3)乙、丙 (4)电流相同时 解析：乙、丙的电磁铁相同，丙中线圈的电流大。丁中由于两电磁铁串联，电流相同。 ）