八年級物理暑假專題-電和磁的實驗與作圖人教版

一.教學(xué)內(nèi)容：暑假專題——電和磁的實驗與作圖（一）二.考點攝要：1、磁鐵磁場方向、磁鐵南北極的判斷、磁感線的畫法；磁極間的相互作用規(guī)律2、通電螺線管極性及其磁場方向的辨認3、影響電磁鐵磁性強弱的因素4、電磁鐵的重要應(yīng)用——電磁繼電器5、奧斯特實驗三.知識要點：（一）磁場1、磁場方向（1）磁場中某處的磁場方向就是該處小磁針N極所受的磁力的方向?？捎尚〈裴樤谠撎庫o止時N極的指向來確定。（2）磁感線可以形象地描述磁體周圍磁場的情況，磁感線箭頭表示的方向，即是磁場中各點的磁場方向。2、磁感線特征：①從磁體的N極出發(fā)，回到磁體的S極。②磁感線是閉合的曲線，不會相交。③磁感線疏密表示磁場強弱，疏處磁場弱，密處磁場強。（二）電生磁1、奧斯特實驗：證明電流的周圍存在磁場，其磁場方向跟電流方向有關(guān)。2、通電螺線管周圍的磁場及磁感應(yīng)線的形狀通電螺線管磁場的磁感應(yīng)線跟條形磁鐵磁場的磁感應(yīng)線形狀相似，也有兩個磁極，磁極的極性可用安培定則來判定。3、電磁鐵（1）工作原理：利用通電螺線管插入鐵芯后磁性增強的原理制成的。（2）外部磁場方向：與條形磁鐵一樣，可用安培定則來判定。（3）影響電磁鐵磁性強弱的因素：電流強度、線圈匝數(shù)、有無鐵芯。（4）電磁鐵的優(yōu)點：①電磁鐵的磁性有無可以通過電流的有無來控制。②磁性的強弱可以通過電流強度和線圈匝數(shù)來控制。③磁極的方向可通過電流方向來控制。（5）電磁鐵的應(yīng)用——電磁繼電器。其實質(zhì)是由電磁鐵控制的自動開關(guān)?！镜湫屠}】例1.如圖所示的條形磁鐵周圍的磁場中各點的磁場方向是否相同？怎樣知道條形磁鐵磁場中的A點的磁場方向？在圖上將它的方向作出來。解析：本題是關(guān)于磁場方向的問題，求解本題應(yīng)知道以下幾點：①除了磁感線是平行線的磁場（如蹄形磁鐵兩磁極間的部分磁場），一般的磁場，由于它的磁感線是曲線，故磁場中各點的磁場方向一般都是不同的。②磁場方向是反映磁場性質(zhì)的一個重要物理量，它表示該處小磁針N極所受的磁力的方向，要注意的是，即使小磁針不存在，該點的磁場方向還是存在的。③磁場的方向可由小磁針在該處靜止時N極的指向來判定。④如果已經(jīng)知道該磁場的磁感應(yīng)線的分布情況，則可先作出所要研究的點的磁感線，再作出該點的切線，切線的方向就是該點的磁場方向。對于本題，應(yīng)該先作出過A點的一條磁感線，然后再作出過A點的切線，該切線所指的方向就是A點的磁場方向。很明顯，在條形磁鐵周圍的磁場中，各點的磁場方向一般是不同的。例2.如下圖所示，從一個不能打開的盒子（內(nèi)有電池組等電路元件）上的兩個小孔中伸出一段細軟的長導(dǎo)線。試在不斷開該導(dǎo)線的情況下，設(shè)計兩種不同的方法判斷該導(dǎo)線中是否有電流，并根據(jù)你的設(shè)計填寫下表。所用器材主要實驗步驟及判斷導(dǎo)線中是否有電流的方法方法一方法二解析：方法一：利用直線電流周圍的磁場。器材：大頭針數(shù)枚（或鐵屑）步驟及判斷方法：在導(dǎo)線下方放置數(shù)枚大頭針（或鐵屑），若能被吸引，則說明有電流，反之，則無。方法二：利用通電螺線管的磁場器材：一根鐵棒（或大鐵釘）、大頭針數(shù)枚步驟及判斷方法：把該導(dǎo)線繞在鐵釘上，做成一個電磁鐵，再用它去吸引大頭針，若大頭針能被吸起，則說明導(dǎo)線中有電流，反之則無。方法三：利用奧斯特實驗。器材：小磁針步驟及判斷方法：在該導(dǎo)線正下方平行放置一枚小磁針，若小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，則說明導(dǎo)線中有電流。方法四：利用磁場對電流的作用判定。器材：馬蹄形磁鐵步驟及判斷方法：將導(dǎo)線放在馬蹄形磁鐵內(nèi)，若導(dǎo)線發(fā)生水平移動，則說明導(dǎo)線中有電流。以上方法任選兩種填入上面表格中即可。例3.實驗室中有一個舊的學(xué)生直流電源，輸出端的符號模糊不清，無法分辨正負極，應(yīng)怎樣才能正確判斷出它的正負極？解析：判斷電源的正負極可以用許多方法，最簡便的應(yīng)選電壓表觸接法和電流表觸接法，這里不再介紹，我們重點介紹利用兩種綜合運用知識的方法，目的在于培養(yǎng)大家對知識的靈活運用和開拓大家對解決實際問題的視野。方法一：利用安培定則判斷。器材：螺線管、開關(guān)、小磁針各一只，及若干導(dǎo)線。原理：通電螺線管的極性和電流方向有關(guān)，而磁極間的相互作用又有一定的規(guī)律，這樣就可以對電源極性作出判斷。步驟：（1）觀察并記下螺線管的繞線方向。（2）按圖連好電路。（3）閉合開關(guān)S后，圖中螺線管右端能吸引小磁針N極，那么電源左端為正極；若吸引小磁針S極，則電源左端為負極。方法二：利用電流的化學(xué)效應(yīng)。器材：銅棒兩根、小試管兩只、水槽、水開關(guān)、鐵架臺。原理：當(dāng)電流通過水中時發(fā)生化學(xué)反應(yīng)：2H2O2H2↑＝O2↑因為氫離子帶正電，當(dāng)電流經(jīng)過時，陽離子運動方向和電流方向相同，因此在和電源負極相連的電極上產(chǎn)生H2，而電解水的過程中產(chǎn)生H2的體積是O2體積的2倍，根據(jù)氣體體積的多少做出判斷。步驟：（1）在兩只試管中裝滿水，把銅棒插入其中做電極，堵住管口側(cè)置后插入水槽中，按圖連好電路。（2）閉合開關(guān)后有電流流過水槽，兩試管中有氣體產(chǎn)生，氣體多的A試管中的銅棒必和電源負極相連。例4.如圖所示，在玩具小船上裝上一個由電池、開關(guān)和螺線管組成的閉合電路，把小船沿東西方向靜置在水面上，試分析閉合開關(guān)后小船的A端將如何偏轉(zhuǎn)。解析：本題涉及兩個知識點：①通電螺線管磁場方向的判定；②地磁場對磁體的作用。因此，在本題的分析中，在弄清楚螺線管中的電流方向、地磁場南北極和地理南北極的關(guān)系的基礎(chǔ)上，就不難運用安培定則判得螺線管的右端為N極，在地磁場的作用下，船頭A端應(yīng)向地理的北極方向偏轉(zhuǎn)。例5.如圖所示，若要使滑動變阻器的滑片P向右移動時，彈簧秤的讀數(shù)要變小，請你將變阻器連入電路中。解析：本題是關(guān)于通電螺線管的磁場、影響通電螺線管磁性強弱的因素，磁極間的相互作用和滑動變阻器的綜合問題。本題涉及的知識點有：①判定通電螺線管的磁極要用安培定則；②磁極間的相互作用規(guī)律；③為了改變電路中的電流，如何連接滑動變阻器。現(xiàn)用推理的方法來求解本題。從本實驗中的最后現(xiàn)象——彈簧秤的讀數(shù)變小開始，依次推理：彈簧秤的讀數(shù)變小→彈簧秤的拉力變小→用安培定則判定通電螺線管的磁極上端是S極，說明磁極間是排斥力，且變大，故磁鐵與通電螺線管間的作用力變大→電路中電流變大→滑動變阻器的阻值變小→在滑片P向右移動時，阻值變小的是PB段，故變阻器連入電路的方式是：C接E，B接F；或D接E，B接F。例6.如圖所示是火警自動報警所需的基本器材，虛框中的元件叫。請在圖上用鉛筆線將它們連接成火警自動報警電路，要求當(dāng)發(fā)生火警時，電燈亮，電鈴響，能發(fā)出警報。解析：本題是關(guān)于電磁繼電器應(yīng)用的問題，對本題的求解要知道幾點：①電磁繼電器是一個由電磁鐵控制的自動開關(guān)，它的功能在于能夠用小電流控制大電流，用低壓電路控制高壓電路，使工人工作時離開大電流、高電壓，既安全又節(jié)省能源。②電磁繼電器的工作流程一般可按下面程序進行分析：控制電流由于某種情況接通（或斷開）時→電磁鐵有磁性（或無磁性）→銜鐵被吸引（或釋放）→工作電路工作（接通或斷開）；③分析工作電路時，要分清銜鐵上的接點與哪一個觸點相通（是常通還是常斷），識別電路，了解工作電路的工作情況。本題的火警報警器的工作原理是：當(dāng)發(fā)生大火警時，溫度升高使雙層金屬片彎曲，接通觸點使控制電路中有電流通過，電磁鐵有磁性，銜鐵被吸下，接通觸點使工作電路中有電流通過，這時電燈亮，電鈴響。例7.給你一個帶鐵芯的螺線管、蓄電池、開關(guān)、滑動變阻器。如圖所示，要求：（1）用筆畫導(dǎo)線，把它們連接起來（連線不要交叉），要求滿足以下兩點：a.組成一個可以改變電磁鐵磁性強弱的電路。b.當(dāng)滑動變阻器的滑片向左滑動時，電磁鐵磁性增強。（2）標(biāo)出通電電磁鐵的N、S極。分析：電磁鐵磁性的強弱可以通過電流強度來控制，要改變電流的大小，則需改變電路中電阻值的大小。所以要使電磁鐵磁性增強，需增大電流，即需通過減小電阻值來實現(xiàn)。答圖：例8.如圖A是螺線管內(nèi)的鐵芯，B是懸掛在彈簧下的鐵塊，S是轉(zhuǎn)換開關(guān)，要使彈簧的長度變短，可采取的辦法有：①②③分析：彈簧的長度變短→彈簧秤的拉力變小→通電螺線管對鐵片的吸引力變小，即電磁鐵磁性減弱。影響電磁鐵磁性強弱的因素有電流強度、線圈匝數(shù)、有無鐵芯。答：①開關(guān)由“1”撥到“2”或“3”，或線圈匝數(shù)減少。②減少線圈中的電流（或滑動片向右移動）。③抽去鐵芯?！灸M試題】（答題時間：50分鐘）1、有一根鋼針，想知道它是否有磁性，你能想出幾種方法？怎樣判斷？2、圖中繪出了磁鐵旁小磁針靜止時所指方向的圖示（小磁針黑色端為N極），正確的是（）3、如圖所示裝置，彈簧秤下端掛一鐵塊，當(dāng)滑片P向右滑動時，下列說法正確的是（）A.電磁鐵中的電流增大，彈簧秤讀數(shù)變大B.電磁鐵中的電流變小，彈簧秤讀數(shù)變小C.電磁鐵中的電流增大，彈簧秤讀數(shù)變小D.電磁鐵中的電流減小，彈簧秤讀數(shù)變大4、如圖所示，彈簧秤下掛一小鐵塊，沿著條形磁鐵自左向右水平方向移動時，彈簧秤的示數(shù)將（）A.保持不變 B.逐漸變小 C.先減小再增大 D.先增大后減小5、某同學(xué)在做“研究電磁鐵的磁性”實驗時，連接了如圖所示的電路，（1）閉合S1、S2時，電磁鐵磁性，只閉合S1時，電磁鐵磁性。（2）閉合S1和S2時，滑動變阻器的滑片P向右滑動，電磁鐵磁性。（3）S1閉合，S2由接a改為接b，調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片P，使電流大小不發(fā)生變化，這時電磁鐵的磁性。6、如圖所示，將一根導(dǎo)線平行地拉在靜止小磁針的正上方，當(dāng)導(dǎo)線中通電時，小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，這個實驗稱為實驗，它表明了電流的現(xiàn)象。7、現(xiàn)有一個舊的蓄電池，無法分辨電池的正負極，小剛設(shè)計了下面的判斷電源兩極的方法。在桌面上放一個小磁針，在磁針東面放一個螺線管，如圖所示，閉合開關(guān)后，磁針指南的一端向西偏轉(zhuǎn)，則輸出端A端為極。8、如圖所示，磁鐵靠近軟鐵片ab、cd時，電燈就發(fā)光，其原因是。此時a為極，b為極，c為極，d為極。若磁鐵從圖示位置起在垂直于紙面平面內(nèi)轉(zhuǎn)動，燈泡會一閃一閃發(fā)光，則當(dāng)燈熄滅時，磁鐵在位置。9、作圖題：（1）根據(jù)磁體周圍磁感線的分布及某一小磁針的指向，標(biāo)出磁體的磁極、其他小磁針的N極，和磁感線的方向。（2）按圖中小磁針靜止的位置，畫出圓盒中條形磁鐵的大致位置及磁鐵的磁極名稱。（3）用條形磁鐵A靠近懸吊的鐵棒B，使磁針靜止于圖所示位置，試標(biāo)出磁鐵A的極性。（4）如圖所示的電路，已知小磁針的指向：①標(biāo)出通電螺線管的磁極。②標(biāo)出線圈中的電流方向。③標(biāo)出a、b處所接的正、負極。（5）根據(jù)小磁針靜止時所指的方向，標(biāo)出通電螺線管的極性，并畫出導(dǎo)線的繞法。（6）完成電路圖的連接，要求兩螺線管相斥。10、小剛設(shè)計了如下的實驗裝置來判斷一未知電源的正負極，若C是一軟鐵棒，D是磁鐵，開關(guān)S閉合后，談?wù)勀泐A(yù)測的可能的結(jié)果。11、在“研究電磁鐵”的實驗中：（1）已有一個線圈匝數(shù)可以改變的電磁鐵（含鐵芯）、電源、開關(guān)、電流表和一小堆大頭針，還應(yīng)補充的器材是。（2）為了增加電磁鐵的磁性，小華同學(xué)提出了以下方案：①增大電磁鐵中的電流；②抽出電磁鐵的鐵芯；③減少線圈的匝數(shù)；④增加線圈匝數(shù)。在上述方案中，經(jīng)實驗證實，正確的做法是（）A.①②方案 B.②④方案 C.①④方案 D.②③方案12、如圖所示是小科同學(xué)課外所做的“制作、研究電磁鐵”實驗的示意圖，他在實驗中發(fā)現(xiàn)大鐵釘A比B能吸引更多的大頭針。根據(jù)圖示的實驗現(xiàn)象他得出的結(jié)論是：當(dāng)一定時，電磁鐵的線圈匝數(shù)越多，磁性。將滑動變阻器的滑片向右移動時，鐵釘吸引的大頭針將（填“變多”、“變少”或“沒有變化”），這說明電磁鐵的磁性還與有關(guān)。13、小于拿著幾個不知什么材料制成的工藝品來找小麗，對小麗說：“現(xiàn)在我們身邊沒有電流表、小燈泡，你能不能想辦法知道這些工藝品中哪些是能導(dǎo)電的哪些是不能導(dǎo)電的？“小麗犯了難，你能否運用所學(xué)的科學(xué)知識幫助她解決這一問題？請說出做法，并說明這樣做的科學(xué)道理？14、（03遼寧）為了探究電磁鐵的磁性強弱跟哪些因素有關(guān)，小麗同學(xué)作出以下猜想：猜想A：電磁鐵通電時有磁性，斷電時沒有磁勝。猜想B：通過電磁鐵的電流越大，它的磁性越強。猜想C：外形相同的螺線管，線圈的匝數(shù)越多，它的磁性越強。為了檢驗上述猜想是否正確，小麗所在實驗小組通過交流與合作設(shè)計了以下實驗方案：用漆包線（表面涂有絕緣漆的導(dǎo)線）在大鐵釘上繞若干圈，制成簡單的電磁鐵，如圖所示的a、b、c、d為實驗中觀察到的四種情況。根據(jù)小麗的猜想和實驗，完成下面填空：（l）通過觀察電磁鐵吸引大頭針數(shù)目多少的不同，來判斷它的不同。（2）通過比較兩種情況，可以驗證猜想A是正確的。（3）通過比較兩種情況，可以驗證猜想B是正確的。（4）通過比較d中甲、乙兩電磁鐵，發(fā)現(xiàn)猜想C不全面，應(yīng)補充。15、用如圖裝置進行實驗探究，研究對象：有鐵片、鉛片（不能被磁化）、玻璃片、紙片、鋼片，將這些研究對象分別置于U形磁鐵與回形針之間，請將實驗探究結(jié)果填寫在下表中：那些物質(zhì)插入后回形針會下落那些物質(zhì)插入后回形針不會下落16、如圖是小強同學(xué)在研究性學(xué)習(xí)的活動中為某倉庫設(shè)計的一種防盜報警器，其裝有上下踏板的電極放在倉庫的門口，電鈴和燈泡放在值班室內(nèi)。請仔細觀察電路，說一說這個報警器的工作原理。17、左下圖所示是一種水位自動報警器的原理圖。水位沒有到達金屬塊A時，綠燈亮；水位到達金屬塊A時，紅燈亮。請你說明它的工作原理（注意：純凈的水是不導(dǎo)電的，但一般的水是導(dǎo)電的，本題指一般水）。然后根據(jù)這個電路，再設(shè)計一個電路，當(dāng)水位到達某一高度時，工作的電動機會自動停止（在右下圖C、D中選填“電燈”或“電動機”）。

【試題答案】1、①將鋼針靠近細鐵屑，若它能把細鐵屑吸起，則該鋼針有磁性，否則無磁性；②將鋼針用細線懸吊起來，讓它能在水平面內(nèi)自