12-13電生磁電磁鐵的應(yīng)用(原卷版)

電生磁電磁鐵的應(yīng)用1、電流的磁效應(yīng)（奧斯特實(shí)驗(yàn)）（1）1820年，丹麥的科學(xué)家?jiàn)W斯特第一個(gè)發(fā)現(xiàn)電與磁之間的聯(lián)系。（2）由甲、乙可知：通電導(dǎo)體周?chē)嬖诖艌?chǎng)。（3）由甲、丙可知：通電導(dǎo)體的磁場(chǎng)方向跟電流方向有關(guān)。2、直線電流的磁場(chǎng)直線電流的磁場(chǎng)的分布規(guī)律：以導(dǎo)線上各點(diǎn)為圓心的一個(gè)個(gè)同心圓，離直線電流越近，磁性越強(qiáng)，反之越弱。3、通電螺線管（1）磁場(chǎng)跟條形磁體的磁場(chǎng)是相似的。（2）通電螺線管的磁極方向跟電流方向有關(guān)。（3）電磁線圈的匝數(shù)越多，通過(guò)線圈的電流越大，線圈的磁性越強(qiáng)；插入鐵芯，線圈的磁性大大增強(qiáng)。4、右手螺旋定則（安培定則）（1）通電直導(dǎo)線：用右手握住通電直導(dǎo)線，讓大拇指指向電流的方向，那么四指的指向就是磁感線的環(huán)繞方向。（2）通電螺線管：用右手握螺線管，讓四指彎向螺線管中的電流方向，則大拇指所指的那端就是螺線管的北極。5、電磁鐵（1）定義：電磁鐵是一個(gè)內(nèi)部插有鐵芯的螺線管。（2）結(jié)構(gòu)：（3）判斷電磁鐵磁性的強(qiáng)弱（轉(zhuǎn)換法）：根據(jù)電磁鐵吸引大頭針的數(shù)目的多少來(lái)判斷電磁鐵磁性的強(qiáng)弱。（4）影響電磁鐵磁性強(qiáng)弱的因素（控制變量法）：①電流大?。虎谟袩o(wú)鐵芯；③線圈匝數(shù)的多少結(jié)論①：在電磁鐵線圈匝數(shù)相同時(shí)，電流越大，電磁鐵的磁性越強(qiáng)。結(jié)論②：電磁鐵的磁性強(qiáng)弱跟有無(wú)鐵芯有關(guān)，有鐵芯的磁性越強(qiáng)。結(jié)論③：當(dāng)通過(guò)電磁鐵的電流相同時(shí)，電磁鐵的線圈匝數(shù)越多，磁性越強(qiáng)。（5）電磁鐵的優(yōu)點(diǎn)①電磁鐵磁性有無(wú)，可由電流的有無(wú)來(lái)控制。②電磁鐵磁性強(qiáng)弱，可由電流大小和線圈匝數(shù)的多少來(lái)控制。③電磁鐵的磁性可由電流方向來(lái)改變。6、電磁鐵的應(yīng)用：電磁起重機(jī)、磁懸浮列車(chē)、電磁選礦機(jī)、電鈴、電磁自動(dòng)門(mén)等。電鈴工作原理：電路閉合，電磁鐵具有磁性，吸引彈性片，使鐵錘向鐵鈴方向運(yùn)動(dòng)，鐵錘打擊鐵鈴而發(fā)出聲音，同時(shí)電路斷開(kāi)，電磁鐵失去磁性，鐵錘又被彈回，電路閉合。上述過(guò)程不斷重復(fù)，電鈴發(fā)出了持續(xù)的鈴聲。電磁選礦機(jī)工作原理：磁鐵礦被吸引，其余雜質(zhì)不被吸引，分開(kāi)落入不同的收集裝置；磁懸浮列車(chē)：利用同名磁極相排斥托起列車(chē)，利用磁極間相互作用，使列車(chē)前進(jìn)。7、電磁繼電器（1）概念及作用：電磁繼電器是由電磁鐵控制的自動(dòng)開(kāi)關(guān)。使用電磁繼電器可用低電壓和弱電流來(lái)控制高電壓和強(qiáng)電流，還可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離操縱和自動(dòng)控制。（2）工作原理：電磁繼電器的結(jié)構(gòu)如圖所示，它由電磁鐵A、銜鐵B、彈簧C和觸點(diǎn)D組成。當(dāng)?shù)蛪弘娫撮_(kāi)關(guān)閉合時(shí)，控制電路中有電流通過(guò)，電磁鐵A產(chǎn)生磁性，吸引銜鐵B，使動(dòng)觸點(diǎn)與紅燈觸點(diǎn)分離，而與綠燈觸點(diǎn)接通，故紅燈熄滅，綠燈亮起，電動(dòng)機(jī)開(kāi)始工作。當(dāng)?shù)蛪弘娫撮_(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)，電磁鐵失去了磁性，銜鐵B在彈簧C的作用下拉起，使動(dòng)觸點(diǎn)與綠燈觸點(diǎn)分離，而與紅燈觸點(diǎn)接通，故紅燈亮起，綠燈熄滅，電動(dòng)機(jī)停止工作。（3）應(yīng)用①水位自動(dòng)報(bào)警裝置：工作原理——水位沒(méi)有到達(dá)金屬塊A時(shí)，電磁鐵不通電無(wú)磁性，綠燈亮，顯示水位正常；當(dāng)水位到達(dá)金屬塊A時(shí)，電磁鐵通電有磁性，將銜鐵吸下來(lái)，紅燈亮，表示水位不正常。②溫度自動(dòng)報(bào)警裝置：工作原理——溫度升高時(shí)，水銀面上升，當(dāng)水銀面上升到與金屬絲接觸時(shí)，電磁鐵線圈中有電流通過(guò)，產(chǎn)生磁性吸引銜鐵，工作電路就形成了一個(gè)回路，電鈴就響起來(lái)了。（2023?杭州）按如圖所示電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，將滑動(dòng)變阻器的滑片從右向左移動(dòng)，電磁鐵吸引的大頭針枚數(shù)增多。此實(shí)驗(yàn)說(shuō)明影響電磁鐵磁性強(qiáng)弱的一個(gè)因素是（）A．電流的大小 B．電流的方向 C．線圈的匝數(shù) D．鐵芯的粗細(xì)（2023?衢州）科學(xué)發(fā)現(xiàn)往往閃耀著科學(xué)家們智慧的光芒。（1）1820年奧斯特發(fā)現(xiàn)通電導(dǎo)線能使其周?chē)男〈裴槹l(fā)生偏轉(zhuǎn)。如圖，在小磁針的上方拉一根與小磁針平行的直導(dǎo)線，閉合開(kāi)關(guān)時(shí)，小磁針N極向紙外偏轉(zhuǎn)，則電源端為正極。（2）法拉第深入思考了奧斯特實(shí)驗(yàn)，認(rèn)為：通電導(dǎo)線能使磁針轉(zhuǎn)動(dòng)，說(shuō)明磁針受到力的作用，那么反過(guò)來(lái)，磁針也能使通電導(dǎo)線轉(zhuǎn)動(dòng)。他這樣推測(cè)的依據(jù)是。（2022?麗水）按如圖電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，每次總觀察到電磁鐵A吸引大頭針的數(shù)目比電磁鐵B多。此現(xiàn)象說(shuō)明影響電磁鐵磁性強(qiáng)弱的一個(gè)因素是（）A．電流大小 B．線圈匝數(shù) C．電流方向 D．電磁鐵極性（2022?臺(tái)州）鋁箔輕巧，導(dǎo)電性好，能做許多科學(xué)實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)1：“鋁箔小火箭”將鋁箔卷成筒狀，上端封閉并裝入一截火柴頭，下端開(kāi)口并裝上尾翼，制成小火箭。將小火箭套在發(fā)射架上，加熱其上端，如圖甲所示。稍后小火箭就會(huì)射到空中。（1）小火箭與發(fā)射架不能套得太緊，否則會(huì)因力太大，難以起飛；（2）火柴頭燃盡后，空中的小火箭還能繼續(xù)上升，這是因?yàn)樾』鸺哂?；?shí)驗(yàn)2：“鋁箔秋千”折一個(gè)U形鋁箔框，其兩端通過(guò)回形針與干電池兩端相連，置于磁鐵上方，如圖乙所示。通電時(shí)，鋁箔框就會(huì)朝一個(gè)方向擺動(dòng)；（3）通電擺動(dòng)時(shí)，電能轉(zhuǎn)化為能和內(nèi)能；（4）若要改變鋁箔框通電時(shí)的擺動(dòng)方向，請(qǐng)寫(xiě)出一種方法：。（2021?杭州）如圖所示，閉合電磁鐵開(kāi)關(guān)S，條形磁鐵靜止在水平桌面上。下列判斷正確的是（）A．條形磁鐵受到電磁鐵對(duì)其向左的作用力 B．條形磁鐵受到桌面對(duì)其向左的摩擦力 C．將滑動(dòng)變阻器的滑片向右移動(dòng)，條形磁鐵受到的摩擦力不變 D．若只改變電源的正負(fù)極，條形磁鐵受到的摩擦力變大（2023春?鹿城區(qū)校級(jí)期中）“高顏值”的磁懸浮音箱（圖甲）深受年輕人喜愛(ài)。音箱底部有一塊磁鐵，圓柱狀底座內(nèi)部有電磁鐵，原理如圖乙。為了適應(yīng)不同需求，音箱的懸浮高度是可調(diào)的，下列能使音箱的高度上升的做法是（）A．減少線圈的匝數(shù) B．減小電源電壓 C．滑片P向右移動(dòng) D．抽掉電磁鐵鐵芯（2023春?上城區(qū)校級(jí)期中）如圖某科學(xué)興趣小組在實(shí)驗(yàn)室模擬奧斯特實(shí)驗(yàn)，該實(shí)驗(yàn)說(shuō)明了（）A．小磁針在沒(méi)有磁場(chǎng)時(shí)也會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng) B．通電導(dǎo)體周?chē)嬖诖艌?chǎng) C．磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)動(dòng)會(huì)產(chǎn)生電流 D．磁場(chǎng)方向與電流大小有關(guān)（2023春?蒼南縣校級(jí)期末）如圖是汽車(chē)尾氣中CO排放量的檢測(cè)電路，當(dāng)CO濃度高于某一設(shè)定值時(shí)，電鈴發(fā)聲報(bào)警。圖中氣敏電阻R1阻值隨CO濃度的增大而減小，下列說(shuō)法正確的是（）A．電鈴應(yīng)接在A和C之間 B．當(dāng)CO濃度升高，電磁鐵磁性減弱 C．為使該檢測(cè)電路在CO濃度更低時(shí)報(bào)警，可將R2的滑片向下移 D．用久后，電源電壓U1會(huì)減小，報(bào)警時(shí)CO最小濃度比設(shè)定值高（2023春?蕭山區(qū)期末）如圖是直流電鈴的原理圖。關(guān)于電鈴工作時(shí)的說(shuō)法不正確的是（）A．電流通過(guò)電磁鐵時(shí)，電磁鐵有磁性且A端為N極 B．電磁鐵吸引銜鐵，彈性片發(fā)生形變 C．小錘擊打鈴?fù)氚l(fā)出聲音，是由于鈴?fù)氚l(fā)生了振動(dòng) D．小錘擊打鈴?fù)霑r(shí)，電磁鐵仍具有磁性（2023春?富陽(yáng)區(qū)期末）小金同學(xué)參加了學(xué)?！把芯啃詫W(xué)習(xí)小組”，探究了“研究磁體的磁性強(qiáng)弱是否與溫度有關(guān)”的課題。他做的實(shí)驗(yàn)如下：將一條形磁鐵的一端固定在鐵架臺(tái)上，另一端吸著一些小鐵釘，用酒精燈給磁鐵加熱，如圖甲所示，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，當(dāng)磁鐵被燒紅時(shí)，發(fā)現(xiàn)鐵釘紛紛落下。（1）從小金的實(shí)驗(yàn)可得出的初步結(jié)論是。（2）根據(jù)這一結(jié)論，小金大膽設(shè)計(jì)了一個(gè)溫度報(bào)警器，如圖乙所示，請(qǐng)簡(jiǎn)述它的工作原理：。（3）比較小金設(shè)計(jì)的溫度報(bào)警器和如圖丙所示的溫度報(bào)警器，你認(rèn)為哪種設(shè)計(jì)更好？請(qǐng)說(shuō)明理由：。（2023春?富陽(yáng)區(qū)期末）如圖a是某同學(xué)為學(xué)校辦公樓空調(diào)設(shè)計(jì)的自動(dòng)控制裝置，R是熱敏電阻，其阻值隨溫度變化關(guān)系如下表格所示。已知繼電器的線圈電阻R0為10Ω，左邊電源電壓為6V恒定不變。電流表0～30mA量程接入電路，圖b是電流表表盤(pán)。當(dāng)繼電器線圈中的電流大于或等于15mA時(shí)，繼電器的銜鐵被吸合，右邊空調(diào)電路正常工作。溫度t/℃0510152025303540電阻R/Ω600550500450420390360330300（1）該同學(xué)將電流表改成了溫度表，請(qǐng)通過(guò)計(jì)算說(shuō)明電流表上25℃的位置，并在圖b中標(biāo)出表盤(pán)上此位置。（2）為了節(jié)省電能，使溫度達(dá)到30℃時(shí)空調(diào)才能啟動(dòng)制冷，電路中要串聯(lián)多大電阻？（3）為了給空調(diào)設(shè)定不同的啟動(dòng)溫度，請(qǐng)你提出一種可行的、調(diào)節(jié)方便的措施（改變電阻除外）。一．選擇題（共9小題）1．（2023春?杭州期末）如圖所示，一束帶電粒子沿著水平方向平行地飛過(guò)小磁針的上方，磁針的S極向紙內(nèi)偏轉(zhuǎn)，這一帶電粒子束可能是（）A．向右飛行的正離子束 B．向左飛行的正離子束 C．向左飛行的負(fù)離子束 D．無(wú)法確定2．（2023春?奉化區(qū)期末）如圖所示為通電螺線管磁感線分布圖，根據(jù)圖分析，可得出（）A．電流從a流入，從b流出 B．A處放入小磁針，靜止時(shí)N極向左 C．C處磁場(chǎng)比B處強(qiáng) D．通電螺線管的磁感線是真實(shí)存在的3．（2023春?上城區(qū)期末）如圖所示是項(xiàng)目學(xué)習(xí)小組的同學(xué)設(shè)計(jì)的漂浮式指南針，銅片、鋅片和飽和食鹽水溶液共同組成了“鹽水電池”，銅片是“鹽水電池”的正極，鋅片是負(fù)極。下列說(shuō)法正確的是（）A．放置在C點(diǎn)的小磁針N極指向右 B．漂浮式指南針能夠指示方向是因?yàn)榇嬖诘卮艌?chǎng) C．繼續(xù)往溶液中添加食鹽能增加導(dǎo)電性 D．將線圈中間的鐵棒換成銅棒磁性會(huì)增強(qiáng)4．（2023春?蕭山區(qū)期末）如圖是直流電鈴的原理圖。關(guān)于電鈴工作時(shí)的說(shuō)法不正確的是（）A．電流通過(guò)電磁鐵時(shí)，電磁鐵有磁性且A端為N極 B．電磁鐵吸引銜鐵，彈性片發(fā)生形變 C．小錘擊打鈴?fù)氚l(fā)出聲音，是由于鈴?fù)氚l(fā)生了振動(dòng) D．小錘擊打鈴?fù)霑r(shí)，電磁鐵仍具有磁性5．（2022春?蕭山區(qū)期末）如圖所示，在電路中滑動(dòng)變阻器滑片P逐漸向左適當(dāng)移動(dòng)的過(guò)程中，條形磁鐵仍保持靜止，在此過(guò)程中下列說(shuō)法正確的是（）A．電磁鐵磁性逐漸增強(qiáng) B．電磁鐵左端為S極 C．條形磁鐵受到的摩擦力向左 D．條形磁鐵與電磁鐵相互吸引6．（2023春?越城區(qū)期中）某興趣小組設(shè)計(jì)了一種路燈自動(dòng)控制裝置，路燈的通斷由光控開(kāi)關(guān)控制，兩路燈的額定電壓為220V，R為保護(hù)電阻，S為光控開(kāi)關(guān)，白天光控開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，兩路燈不發(fā)光，晚上光控開(kāi)關(guān)閉合，兩路燈正常發(fā)光。下列電路設(shè)計(jì)符合要求的是（）A． B． C． D．7．（2023春?諸暨市期中）如圖所示為車(chē)庫(kù)積水自動(dòng)報(bào)警裝置原理圖，A、B位置可以安裝電鈴或者LED燈。當(dāng)車(chē)庫(kù)沒(méi)有積水時(shí)LED燈亮，有積水時(shí)電鈴響。下列說(shuō)法正確的是（）A．電鈴應(yīng)該安裝在A的位置 B．電鈴工作時(shí)，電磁鐵的上端是N極 C．自動(dòng)報(bào)警控制電路的工作原理是電磁感應(yīng) D．自動(dòng)報(bào)警控制電路的工作原理是電流磁效應(yīng)8．（2023春?平湖市期中）如圖所示為條形磁鐵和電磁鐵，虛線表示磁感線，則甲、乙、丙、丁的極性依次是（）A．S，N，S，S B．N，N，S，N C．S，S，N，N D．N，S，N，N9．（2023春?紹興期中）如圖是汽車(chē)啟動(dòng)裝置原理圖，對(duì)于這一裝置及其工作特點(diǎn)，下列說(shuō)法中不正確的是（）A．旋轉(zhuǎn)鑰匙能使電磁鐵所在電路工作 B．電磁鐵的工作電壓與電動(dòng)機(jī)的工作電壓相等 C．電磁鐵通電時(shí)，上端是N極，下端是S極 D．電磁鐵通電時(shí)，吸引上方的銜鐵，使觸點(diǎn)A向右與B接觸二．填空題（共3小題）10．（2023春?鄞州區(qū)期末）學(xué)習(xí)了磁現(xiàn)象的知識(shí)后，小寧懷著極大的興趣對(duì)如圖甲、乙、丙所示的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了探究，得到如下結(jié)論：（1）通電導(dǎo)線周?chē)嬖诖艌?chǎng)，且磁場(chǎng)方向與有關(guān)。（2）如圖丁所示，高速電子束飛過(guò)小磁針上方時(shí)，小磁針將發(fā)生如圖（填“甲”“乙”或“丙”）所示方向的偏轉(zhuǎn)。11．（2023春?臨海市期末）某個(gè)LED發(fā)光的顏色與通過(guò)其電流方向的關(guān)系如圖1。（1）該LED在兩次實(shí)驗(yàn)中發(fā)光情況如圖2所示，兩次實(shí)驗(yàn)線圈均在轉(zhuǎn)動(dòng)，線圈1順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，由此可知線圈2轉(zhuǎn)動(dòng)（選填“順時(shí)針”“逆時(shí)針”）。（2）如圖3，導(dǎo)體棒a與該LED相連；在某磁場(chǎng)中，使a垂直于紙面左右往復(fù)運(yùn)動(dòng)（虛線為運(yùn)動(dòng)軌跡），LED交替發(fā)出紅、黃光，則該過(guò)程a中電流方向（選填“不變”、“變化”），該磁場(chǎng)可能的分布包括圖4中哪些選項(xiàng)？。12．（2023春?拱墅區(qū)期末）如圖甲所示是某恒溫箱的加熱電路，其電路通斷由控制電路控制，控制電路由電磁繼電器、熱敏電阻R1（安裝在恒溫箱內(nèi)）、可變電阻器R2、低壓電源U、開(kāi)關(guān)等組成，低壓電源電壓恒為6V，R1的阻值隨溫度變化關(guān)系如圖乙所示，當(dāng)通過(guò)電磁繼電器線圈的電流I≥50mA時(shí)，銜鐵被吸合。不計(jì)熱敏電阻R1產(chǎn)生的熱量，忽略電磁繼電器線圈的電阻?；卮饐?wèn)題。（1）熱敏電阻R1的阻值隨著溫度的升高而（選填“增大”或“減小”）。（2）若使恒溫箱中的最高溫度為100℃，應(yīng)調(diào)節(jié)可變電阻器R2的阻值是Ω。（3）若想降低恒溫箱中的最高溫度，提供一種方案。三．作圖題（共1小題）13．（2023春?杭州期末）請(qǐng)?jiān)趫D中標(biāo)出通電螺線管碰感線的方向和小磁針的N、S極。四．實(shí)驗(yàn)探究題（共1小題）14．（2023春?富陽(yáng)區(qū)期末）如圖所示，將一根直導(dǎo)線放在靜止小磁針的上方，接入電路后，閉合開(kāi)關(guān)，觀察到小磁針偏轉(zhuǎn)。（1）本實(shí)驗(yàn)探究的是。（2）下列關(guān)于此實(shí)驗(yàn)的說(shuō)法正確的是（填字母）。A．該實(shí)驗(yàn)必須放在地球赤道上進(jìn)行B．通電直導(dǎo)線必須豎直放置C．通電直導(dǎo)線應(yīng)該水平東西方向放置D．通電直導(dǎo)線應(yīng)該水平南北方向放置（3）小金根據(jù)所學(xué)的知識(shí)分析得出閉合開(kāi)關(guān)后，小磁針和它上方的直導(dǎo)線應(yīng)該成垂直關(guān)系，但是實(shí)驗(yàn)中并不垂直（忽略小磁針與支架之間的摩擦）。為了盡可能使二者垂直，應(yīng)該采取的措施是。五．解答題（共3小題）15．（2023春?杭州期末）超市的電動(dòng)扶梯，有人乘時(shí)運(yùn)行較快，無(wú)人乘時(shí)運(yùn)行較慢。某同學(xué)想利用電磁繼電器設(shè)計(jì)這樣的電路。（1）力敏電阻R0的阻值與所受壓力的關(guān)系如圖2所示，則由圖2可得出的結(jié)論是：