2011年中考滬科版物理第一輪復(fù)習第二十二講《從指南針到磁懸浮列車》

第二十二講：《從指南針到磁懸浮列車》知識點梳理一、磁現(xiàn)象：（2）南北極的規(guī)定：在水平面自由轉(zhuǎn)動的磁體，靜止時指南的磁極叫南極（S），指北的磁極叫北極（N）（3）磁極間作用規(guī)律：同名磁極相互排斥，異名磁極相互吸引。4、磁化：使原來沒有磁性的物體獲得磁性的過程叫做磁化。（軟鐵被磁化后，磁性容易消失，稱為軟磁材料。鋼被磁化后，磁性能長期保持，稱為硬磁性材料。所以制造永磁體使用鋼，制造電磁鐵的鐵芯使用軟鐵。）二、磁場：1、定義：磁體周圍存在著的物質(zhì)，它是一種看不見、摸不著的特殊物質(zhì)，這種特殊的物質(zhì)叫做磁場。磁場看不見、摸不著我們可以根據(jù)它所產(chǎn)生的作用來認識它。這里使用的是轉(zhuǎn)換法。通過電流的效應(yīng)認識電流也運用了這種方法。2、基本性質(zhì)：磁場對放入其中的磁體產(chǎn)生力的作用。磁極間的相互作用是通過磁場而發(fā)生的。3、方向規(guī)定：在磁場中的某一點，小磁針北極靜止時所指的方向（小磁針北極所受磁力的方向）就是該點磁場的方向。4、磁感應(yīng)線：在磁場中畫一些有方向的曲線。任何一點的曲線方向都跟放在該點的磁針北極所指的方向一致。（1）方向：磁體周圍的磁感線都是從磁體的北極出來，回到磁體的南極。（2）典型磁感線：（3）說明：A、磁感線是為了直觀、形象地描述磁場而引入的帶方向的曲線，不是客觀存在的。但磁場客觀存在。B、用磁感線描述磁場的方法叫建立理想模型法。6、地磁場：在地球周圍的空間里存在的磁場叫做地磁場。磁針指南北是因為受到地磁場的作用。（1）地磁的磁極：地磁場的北極在地理的南極附近，地磁場的南極在地理的北極附近。（2）磁偏角（地球表面任一點的磁子午圈同地理子午圈的夾角）：由我國宋代的沈括發(fā)現(xiàn)。三：電流的磁場1、奧斯特實驗：說明了通電導(dǎo)線的周圍存在磁場。通電導(dǎo)線的周圍存在磁場稱為電流的磁效應(yīng)。該現(xiàn)象在1820年被丹麥的物理學家奧斯特發(fā)現(xiàn)。該現(xiàn)象說明：通電導(dǎo)線的周圍存在磁場，且磁場與電流的方向有關(guān)。（2）特點：電磁鐵通電時有磁性，斷電時磁性消失；線圈的匝數(shù)相同時，通過電磁鐵的電流越大，電磁鐵的磁性越強；當電流一定時，電磁鐵線圈的匝數(shù)越多，磁性越強。即，①電磁鐵磁性的有無，可由通、斷電來控制。②電磁鐵磁性的強弱，可由電流大小和線圈匝數(shù)的多少來控制。③電磁鐵的極性位置，可由電流方向來控制。（3）電磁鐵的應(yīng)用：電磁繼電器、電話A、電磁繼電器：實質(zhì)由電磁鐵控制的開關(guān)。應(yīng)用：用低電壓、弱電流控制高電壓強電流，進行遠距離操作和自動控制。電磁繼電器的結(jié)構(gòu)：電磁繼電器的主要部件是電磁鐵、銜鐵、彈簧和觸點。電磁繼電器的原理：如圖所示，是一個利用電磁繼電器來操縱電動機的電路。其中電源E1、電磁鐵線圈、開關(guān)S1組成的控制電路；而電源E2、電動機M、開關(guān)S2和觸點、開關(guān)S組成工作電路。當S1閉合時，電磁鐵線圈中有電流通過，電磁鐵將銜鐵吸下，觸點開關(guān)接通，電動機便轉(zhuǎn)動起來；當斷開S1時，電磁鐵中失去電流，電磁鐵失去磁性，彈簧使銜鐵上升，觸點開關(guān)斷開，電動機停止運轉(zhuǎn)。B、電話：組成：話筒、聽筒。基本工作原理：振動、變化的電流、振動。C、電鈴的工作原理：電路接通時，電路中有電流，電磁鐵有磁性，銜鐵被吸引，鈴錘敲擊電鈴，同時電路斷開，電磁失去磁性，銜鐵在彈簧的作用下被彈回，又重新接通電路。重復(fù)上面的過程，電鈴就不斷的被敲響。

四，電動機轉(zhuǎn)動的原理1、通電導(dǎo)體在磁場中受到磁場力的作用，力的方向與磁場方向和電流方向有關(guān)。通電導(dǎo)體在磁場中受力的方向、電流方向、磁場方向（磁感線的方向）兩兩相互垂直。

若電流方向與磁感線方向平行（同向火反向）時，通電導(dǎo)體不受磁場力的作用。2、通電線圈在磁場中，當線圈平面與磁感線不垂直時，磁場力會使線圈轉(zhuǎn)動；當線圈平面與磁感線垂直時，也會受到磁場力的作用，但此時線圈的兩邊受到的磁場力相互平衡，線圈不會轉(zhuǎn)動，這一位置叫做平衡位置。（4）電動機的優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單，控制方便，體積小，效率高。4、判斷通電導(dǎo)體在磁場中受力方向的方法：左手定則：伸開左手，放入磁場中，讓磁感線垂直穿過手心，四指指向電流的方向，則大拇指所指的方向就是通電導(dǎo)體所受磁場力的方向。如圖所示。重點、難點突破1、磁現(xiàn)象：例1、把鐵棒甲的一端靠近鐵棒乙的中部，發(fā)現(xiàn)兩者吸引，而把乙的一端靠近甲的中部時，兩者互不吸引，則：（）A、甲有磁性，乙無磁性B、甲無磁性，乙有磁性C、甲、乙都有磁性D、甲、乙都無磁性解析：由于磁體具有吸鐵性，如果把磁體的一個磁極靠近另一個鐵制物體的任意部位時，它都能吸引鐵制物體；如果鐵棒沒有磁性，當它靠近一個磁體的中間時，由于磁體中間的磁性最弱，產(chǎn)生的磁力很小，因而不能相互吸引。所以鐵棒甲有磁性，鐵棒乙無磁性。答案：A小練習：1、實驗表明，磁體能吸引1元硬幣。對這種現(xiàn)象解釋正確的是（）A.硬幣一定是鐵做的，因為磁體能吸引鐵B.硬幣一定是鋁做的，因為磁體能吸引鋁C.磁體的磁性越強，能吸引的物質(zhì)種類越多D.硬幣中含有磁性材料，磁化后能被吸引2、將一根條形磁鐵分為三段，則中間的一段（）A.一定沒有磁性B.一定有磁性，但只有N極C.一定有磁性，但只有S極D.有磁性且有N、S極答案：1、D2、D2、磁場與磁感應(yīng)線：例2、磁體周圍一條磁感線的方向如圖1所示，試確定磁體的N、S極和A點處小磁針的指向。解析：在磁體周圍磁感線從磁體北極出來，回到南極，由磁感線的方向即可判斷出磁體的兩極。又因為小磁針在某點時的N極指向與該點磁感線方向一致。那么就能做出一條通過小磁針所在處的磁感線，小磁針N極指向即可得出。答案：見圖2所示。圖2小練習：1、關(guān)于磁感線說法不正確的是（）A.磁場由無數(shù)條磁感線組成B.磁感線是在磁場中畫的一些有方向的曲線，任一點的曲線方向都跟放在該點的小磁針北極所指方向一致C.磁鐵周圍的磁感線都是從磁鐵北極出來回到磁鐵的南極D.磁感線是磁場中實際存在的曲線2、下列有關(guān)磁場的說法，不正確的是：（）A.磁場能產(chǎn)生磁感線B．磁體間的相互作用是通過磁場發(fā)生的C．磁針能指南北，是因為受到地磁場的作用D．地磁北極在地理南極附近，地磁南極在地理北極附近答案：1、B2、A3、電流的磁場：例3、如圖3所示，當電鍵S閉合后，小磁針的N、S極按箭頭方向轉(zhuǎn)動到與螺線管軸線方向一致時靜止不動，試判斷電源的正、負極。解析：本題要綜合運用到磁體間的作用規(guī)律、安培定則、電流的基本知識分析。螺線管通電后兩端出現(xiàn)N、S極，根據(jù)同名磁極相斥、異名磁極相吸這一特點，可以判定螺線管的左端一定為N極。由安培定則畫出螺線管中的電流方向，再由電流總是由電源正極流出，通過螺線管回到電源負極，便可確定電源正、負極。答案：電源右端為正極，左端為負極。小練習：1、首先發(fā)現(xiàn)電流磁效應(yīng)現(xiàn)象的科學家是[]A．沈括B．伏特C．安培 D．奧斯特2、關(guān)于電磁鐵，下列說法中正確的是（）A、電磁鐵的磁性強弱跟通過它的電流強弱無關(guān)B、通過電磁鐵的電流方向改變，其磁性強弱也隨之改變C、在同一個電磁鐵中加銅芯時比加鐵芯時的磁性弱D、相同形狀的電磁鐵的磁性強弱跟線圈匝數(shù)無關(guān)答案：1、D2、C4、電磁鐵：例4、如圖4所示，閉合開關(guān)后，若閉合開關(guān)，則電磁鐵的磁性將（）圖4A.增強 B.減弱 C.不變 D.無法判斷解析：當電路中的開關(guān)S1閉合時，兩個電阻并聯(lián)在電路中，電路中的總電阻變小，電流變大；由于電磁鐵的磁性強弱與電流的大小、線圈的匝數(shù)有關(guān)，所以當通過電磁鐵的電流變大時，電磁鐵的磁性就會增強。，答案：A小練習：1、電話機聽筒里發(fā)生的主要能量轉(zhuǎn)化是（）A.電能變成機械能B.機械能變成電能C.內(nèi)能變成電能D.電能變成內(nèi)能2、如圖5所示，L是電磁鐵，在電磁鐵上方用彈簧懸掛一條形磁體。當S閉合后，彈簧的長度將___________，如果變阻器的滑動片P向右移動，彈簧的長度又將___________。（填變長、變短或不變）圖5答案：1、A2、變?。蛔冮L5、電動機：例5、一臺小型直流電動機，標有“36V24W”字樣，測得此線圈的電阻為2Ω，設(shè)電動機除電熱損失外，其它損失不計。求此電動機正常工作時，輸出的機械功率多大？解析：理解幾個功率公式的意義是正確解題的關(guān)鍵，不要混淆電動機做功的幾個功率的計算公式。電動機做的總功功率（即消耗電能功率）大小，而其電熱功率只能根據(jù)焦耳定律計算，當然，輸出的機械功率。答案：小練習：1、在安裝直流電動機模型的實驗中，要改變電動機的轉(zhuǎn)動方向，通常采用的方法有：（1）____________；（2）____________。2、安裝一臺直流電動機模型，接入實驗電路后能正常轉(zhuǎn)動，如果分別作下述調(diào)整，哪一種做法不能改變直流電動機轉(zhuǎn)動方向（）A.對調(diào)直流電動機磁鐵的兩極B.改變線圈中電流的方向C.調(diào)節(jié)滑動變阻器，改變電流的大小D.對調(diào)電源的正、負極答案：1、（1）調(diào)換磁鐵兩極；（2）調(diào)換電源兩極2、C綜合訓(xùn)練一：填空題：1、.磁懸浮列車是利用同名磁極相互＿＿＿＿＿的原理實現(xiàn)懸浮，從而大大減少摩擦，來提高列車速度的。2、我國宋代的學術(shù)著作(夢溪筆談》中有如下一段敘述：“方家(指精通某種學問的行家)以磁石磨針鋒，則能指南，然常微偏東，不令南也(不是正南方向)。”以上敘述的現(xiàn)象證明地球是一個，并且以事實說明了地球的地理南北極與地磁南北極。3、地球上，指南針能指南北是因為受到＿＿＿＿＿的作用。人類將在本世紀登上火星。目前，火星上的磁場情況不明，如果現(xiàn)在登上火星，你認為在火星上的宇航員能依靠指南針來導(dǎo)向嗎？＿＿＿（選填“能”、“不能”或“不知道”）。4、奧斯特實驗表明，通電導(dǎo)線和磁體一樣，周圍存在著___________。在磁場中的某一點，小磁針靜止時其____________(選填“南”或“北”)極所指的方向就是該點的磁場方向。5、從發(fā)現(xiàn)通電導(dǎo)體在磁場中受力到電動機的發(fā)明，換向器起了關(guān)鍵的作用，它能使線圈剛剛轉(zhuǎn)過平衡位置時就自動改變線圈中的電流方向，從而實現(xiàn)了通電線圈在磁場中的＿＿＿。可見，將物理知識應(yīng)用于實際還需要技術(shù)作橋梁。6、通電螺線管相當于條形磁鐵，當增大通過的電流時，它的磁性＿＿＿；當減少線圈的匝數(shù)時，它的磁性＿＿＿；當在螺線管中插人鐵芯時，它的磁性＿＿＿（填“增強”或“減弱”）。7、如圖所示，水平桌面上有一靜止的鐵塊，當一條形磁鐵沿豎直方向逐漸靠近鐵塊時，鐵塊對桌面的壓力將_____，鐵塊受到的重力將_____．（選填“變大”、“變小”或“不變”）8、如圖7所示，當開關(guān)S閉合時，通電螺線管旁的小磁針如圖1所示方向轉(zhuǎn)動，則通電螺線管的a端為_______極，電源的d端為_______極．當圖中滑動片P向左滑動時，小磁針受到的磁場力_______（選填“變大”、“變小”或“不變”）。二：選擇題：1、關(guān)于磁感線，下列說法正確的是：（）磁感線是磁場中實際存在的曲線；磁體周圍的磁感線都是從磁體北極出發(fā)，回到磁體南極；小磁針南極在某處受磁場力的方向，跟該處磁感線方向相同；D、磁感線只分布在磁場外，不分布在磁體內(nèi)；2、判斷兩根鋼條甲和乙是否有磁性時，可將它們的一端靠近小磁針的N極或S極．當鋼條甲靠近時，小磁針自動遠離；當鋼條乙靠近時，小磁針自動接近．由此可知：（）A．兩根鋼條均有磁性D．兩根鋼條均無磁性C．鋼條甲一定有磁性，鋼條乙一定無磁性D，鋼條甲一定有磁性，鋼條乙可能有磁性3、下列有關(guān)磁場的說法，不正確的是：（）A.磁場能產(chǎn)生磁感線B．磁體間的相互作用是通過磁場發(fā)生的C．磁針能指南北，是因為受到地磁場的作用D．地磁北極在地理南極附近，地磁南極在地理北極附近圖8.4、如圖8，在電磁鐵正上方用彈簧掛著一條形磁鐵，開關(guān)閉合后，當滑片P從a端向b端滑動過程中，會出現(xiàn)的現(xiàn)象是（）圖8A.電流表示數(shù)變大，彈簧長度變長B.電流表示數(shù)變大，彈簧長度變短C.電流表示數(shù)變小，彈簧長度變長D.電流表示數(shù)變小，彈簧長度變短5、關(guān)于電磁鐵，下列說法中正確的是（）A.電磁鐵的磁性強弱跟通過它的電流強弱無關(guān)B.通過電磁鐵的電流方向改變，其磁性強弱也隨之改變C.在同一個電磁鐵中加銅芯時比加鐵芯時的磁性弱D.相同形狀的電磁鐵的磁性強弱跟線圈匝數(shù)無關(guān)6、如圖9所示，在光滑支架上套有兩個線圈，閉合開關(guān)S后，兩個螺線管的情況是（）圖9A.靜止不動 B.互相排斥C.互相吸引 D.不能確定7、安裝一臺直流電動機模型，接入實驗電路后能正常轉(zhuǎn)動，如果分別作下述調(diào)整，哪一種做法不能改變直流電動機轉(zhuǎn)動方向（）A.對調(diào)直流電動機磁鐵的兩極B.改變線圈中電流的方向C.調(diào)節(jié)滑動變阻器，改變電流的大小D.對調(diào)電源的正、負極8、用小鐵棒的一端去靠近小磁針，若小磁針被吸引過來，則（）A.小鐵棒一定有磁性B.小鐵棒一定沒有磁性C.小鐵棒可能有磁性D.以上說法都不對9、圖10中對a、b兩點的磁性描述正確的是（）圖10A.b點有磁場，a沒有磁場B.a點有磁場，b沒有磁場C.a、b兩點都有磁場D.a、b兩點都沒有磁場10、一根長直銅導(dǎo)線在靠近一個原來靜止的小磁針的過程中，下列說法正確的是[]A．小磁針不動，導(dǎo)線不可能有電流通過

B．小磁針發(fā)生轉(zhuǎn)動，導(dǎo)線一定通有電流C．小磁針發(fā)生轉(zhuǎn)動，導(dǎo)線不一定通有電流

D．小磁針不動，導(dǎo)線一定沒有電流通過三、作圖題：1、小磁針在通電螺線管右端靜止時的指向如圖6所示，請在圖中標出通電螺線管的N、S極，電流的方向和電源的正負極。SSN電源2、如圖9所示，標出小磁針的N極和電源的正、負極。電源電源3、如圖是一個通電螺線管電路，開關(guān)S合上時，小磁針靜止在圖示位置，請再結(jié)合圖上提供的其它信息，標出電源的“+”．“-”負極，畫出螺線管的繞法。四：綜合題1、有一臺直流電動機在220V的電壓下工作時，電流為35A用它來提升1400kg的貨物，在2s內(nèi)提升了1m。設(shè)電動機輸出的能量全部用來提升貨物，問：（1）2s內(nèi)電動機對貨物做了多少功？（2）這期間電動機的效率是多少？（3）電動機消耗的電能轉(zhuǎn)化成了哪些形式的能量？2、1991年《新聞晚報》報道一則消息：“上海的信鴿從內(nèi)蒙古放飛，歷經(jīng)20余天，返回上海市區(qū)鴿巢.信鴿這種驚人的遠距離辨認方向的本領(lǐng)，實在令人稱奇.”人們對信鴿有高超的認識本領(lǐng)提出了如下猜想：A.信鴿對地形地貌有超強的記憶力B.信鴿能發(fā)射并能接收某種超聲波C.信鴿能發(fā)射并能接