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1、课后强化训练17简单的磁现象基础训练1(2014重庆)1820年，丹麦科学家奥斯特在课堂上做实验时偶然发现：当导线中有电流通过时，它旁边的小磁针发生了偏转，他进而继续研究，终于证实了电流周围存在磁场。2(2014邵阳)下列哪种电器设备是利用电磁感应现象来工作的( C )A电热器 B电动机C发电机 D电磁铁3(2015广西)在下列通电螺线管中，小磁针静止时N极指向正确的是( A )解析A由安培定则判断出通电螺线管的右端为N极，由同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引知，小磁针左端为S极，故A正确。4(2015北京)在中国科技馆“探索与发现A厅”，有一个有趣的磁悬浮灯泡，其示意图如图所示。在磁悬浮灯泡
2、的内部装有一块永磁体，在灯泡上方的展柜中安装有永磁体和一个励磁线圈，给励磁线圈通电，在控制电路的调节下，永磁体和励磁线圈所产生的磁场能使灯泡静止悬浮在空中。关于灯泡受力情况，下列说法中正确的是( B )A灯泡受到的磁力方向竖直向下 B灯泡受到的磁力方向竖直向上 C灯泡受到的磁力小于灯泡受到的重力 D灯泡受到的磁力大于灯泡受到的重力解析灯泡在竖直方向受到两个力的作用：重力和磁力，并且保持静止状态，说明这两个力是一对平衡力。已知重力的方向竖直向下，所以磁力的方向是竖直向上的，故A错误，B正确； 磁力和重力大小应该相等，故C、D错误。5(2015丽水)“阳光动力2号”是全球最先进的太阳能飞机，它在航
3、行时无需燃油，其动力装置由机翼上的太阳能电池板、电动机等组成，太阳能电池板将太阳能转化为电能，电动机的原理是通电导线在磁场中受到_力_的作用。飞机以70千米/小时的速度匀速飞行了1.5小时，通过的路程为105千米。解析太阳能电池板是将太阳能转化为电能的装置；电动机的原理：通电导体在磁场中受到力的作用；由vs/t得svt70km/h1.5h105km。6(2015宁波)1879年10月，经过对1600多种材料进行几千次试验后，爱迪生制成了第一个可供实用的碳丝灯泡(灯丝由竹丝炭化后制成)。(1)如图甲所示，当磁体的磁极靠近正常工作的碳丝灯泡时，灯丝上端被磁体吸引，这是因为通电后的灯丝在磁场里受到了
4、磁力的作用。(2)要从图甲现象变为图乙中灯丝上端被排斥的现象，可以改变电流(磁场)方向。解析(1)如图甲所示，当磁体的磁极靠近正常工作的碳丝灯泡时，灯丝上端被磁体吸引，这是因为灯丝中有电流，据通电导线在磁场中受力的作用可知，灯丝会受到磁场力的作用而偏移；(2)由于通电导线在磁场中受力的作用，所受力的方向与电流的方向和磁场的方向有关，所以要想从图甲现象变为图乙中灯丝上端被排斥的现象，即只需改变电流的方向或磁场的方向即可。7(2015衢州)如下为汽车启动原理图。汽车启动时，需将钥匙插入钥匙孔并旋转(相当于接通电路)。下列有关说法错误的是( C )A此时通电螺线管产生磁性B通电螺线管E端的磁极为南极
5、C电动机是利用电磁感应原理制成的D通电螺线管两端电压与电动机两端电压不同解析A当接通电路时，通电螺线管产生磁场，具有磁性，故A正确；B.当接通电路时，通电螺线管电流从上端流入，下端流出，利用安培定则可以判断E端为S极，F端为N极，故B正确；C.电动机是利用通电线圈在磁场中受力转动的原理制成的，故C错误；D.由图可知通电线圈电压由一个电源提供，而电动机的电压由两个电源串联提供，因此两者电压不同，故D正确。8(2014南昌)完成下面的探究性试验。探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件：如图所示，实验时，控制磁场方向相同，改变导体ab的运动方向。步骤一：导体水平左右运动，如图甲所示，电流计指针不偏
6、转，这是因为开关没有闭合。步骤二：导体竖直上下运动，如图乙所示，电流计指针不偏转，这是因为导体没有做切割磁感线运动。步骤三：导体水平左右运动，如图丙所示，电流计指针偏转，电路中有电流产生。综合上面实验现象，可以得出感应电流产生的条件是：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，导体中有感应电流。解析导体水平左右运动，如图甲所示，电流计指针不偏转，因为开关没有闭合；导体竖直上下运动，如图乙所示，电流计指针不偏转，因为导体没有做切割磁感线运动；由此可得出，感应电流产生的条件：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，导体中有感应电流。拓展提高9(2015郴州)法国科学家阿尔贝费尔和德国科学
7、家彼得格林贝尔由于发现巨磁电阻(GMR)效应，荣获了2007年诺贝尔物理学奖。这一发现大大提高了磁、电之间信号转换的灵敏度。如图是说明巨磁电阻特性原理的示意图：(1)通电螺线管的右端是_S_极；(2)闭合开关S2，指示灯不亮，再闭合开关S1，指示灯发光，由此可知：巨磁电阻的大小与磁场强弱有关； (3)若滑片P向左移动，电磁铁的磁场增强(填“增强”或“减弱”)，观察到指示灯变得更亮，由此实验可得出结论：磁场越强巨磁电阻阻值越小；(4)请举出一个应用巨磁电阻效应相关的实例：电磁继电器。解析(1)当开关闭合后，电磁铁中的电流是从右端流入，左端流出，根据安培定则可知，电磁铁的左端为N极，右端为S极；(
8、2)闭合开关S2，指示灯不亮，说明巨磁电阻阻值很大，再闭合开关S1，指示灯发光，说明巨磁电阻阻值变小，由此可知：巨磁电阻的大小与磁场强弱有关；(3)若滑片P向左移动，电路中的电流增大，电磁铁的磁性增强，观察到指示灯变得更亮，说明电路中的电流明显增强，由欧姆定律可知，电路中GMR的阻值显著减小，由此实验可得出结论：磁场越强巨磁电阻的阻值越小；(4)因为能够提高磁、电之间信号转换的灵敏度，故巨磁电阻的一个重要应用是：电磁继电器。10(2015陕西)如图所示为一种温度自动报警器的原理图。图中的水银温度计在制作时，玻璃管中封入一段金属丝，电源的两极分别与水银和金属丝相连。当温度达到金属丝下端所指的温度
9、时，电流通过电磁铁的线圈产生磁性，吸引衔铁，电铃响起，发出报警信号，电磁铁的a端为_S_极。若将温度计上端的金属丝向下调整，则报警温度将降低(选填“升高”或“降低”)。解析温度自动报警器的工作过程是这样的，当温度升高时，玻璃泡中的液体膨胀，液注上升，当升高到警戒温度即金属丝下端对应的温度时，控制电路接通，电磁铁有磁性，吸引衔铁，从而使工作电路接通报警。要使金属丝的下端向下调整，则报警温度会降低；由电路可知电磁铁中的电流是从左端流入，右端流出，利用安培定则可以确定，电磁铁的a端为S极。11(2013绍兴)材料一：1820年，丹麦物理学家奥斯特发现了通电导体周围存在磁场。材料二：1825年，瑞士物
10、理学家科拉顿做了如下实验：他将一个能反映微小变化的电流表，通过导线与螺旋线圈串联成闭合电路，并将螺旋线圈和电流表分别放置在两个相连的房间，如图。他将一个条形磁铁插入螺旋线圈内，同时跑到另一个房间里，观察电流表的指针是否偏转。进行多次实验，他都没有发现电流表指针发生偏转。材料三：1831年，英国物理学家法拉第用闭合电路的一部分导体，在磁场里切割磁感线的时候，发现导体中产生电流，从而实现了利用磁场获得电流的愿望。(1)进行奥斯特实验时，在静止的小磁针上方，分别用图甲和乙两种方式放置一根导线。当导线通电时，小磁针发生明显偏转的是_甲_(选填“甲”或“乙”)。(2)科拉顿、法拉第等物理学家相继进行如材
11、料所说的实验研究，是基于磁能产生电的科学猜想。(3)科拉顿的实验中，已经(选填“已经”或“没有”)满足产生感应电流的条件。要使他能观察到电流表指针偏转，你提出的一种改进方法是将电流表等器材置于同一房间(其他合理答案均可)。解析(1)当通电导线与小磁针平行时，小磁针发生明显偏转；(2)科拉顿、法拉第等物理学家相继进行如材料所说的实验研究，是基于磁能产生电的科学猜想；(3)由所给材料可知在科拉顿的实验中已经满足产生感应电流的条件，要使他能观察到电流表指针偏转可以将电流表等器材置于同一房间。12(2014威海)物理学中常用磁感线来形象地描述磁场，用磁感应强度(用字母B表示)来描述磁场的强弱，它的国际
12、单位是特斯拉(符号是T)，磁感应强度B越大表明磁场越强；B0表明没有磁场。有一种电阻，它的大小随磁场强弱的变化而变化，这种电阻叫做磁敏电阻，图1所示是某磁敏电阻R的阻值随磁感应强度B变化的图像。为了研究某磁敏电阻R的性质，小刚设计了如图2所示的电路进行实验，请解答下列问题：(1)当S1断开，S2闭合时，电压表的示数为3V，则此时电流表的示数为0.03A。(2)只闭合S1，通电螺线管的左端为_S_极；闭合S1和S2，移动两个滑动变阻器的滑片，当电流表示数为0.04A时，电压表的示数为6V，由图像可得，此时该磁敏电阻所在位置的磁感应强度为0.3T。(3)实验中小刚将电路中电源的正负极对调，发现乙电
13、路中电压表和电流表的示数不变，这表明：该磁敏电阻的阻值与磁场的方向无关。(4)实验中小刚通过改变滑动变阻器连入电路中的阻值来改变磁敏电阻所在位置的磁感应强度，请你再提供一种改变磁感应强度的方法：改变通电螺线管的磁性大小。解析(1)由图像知，当R没有磁性时，R100，根据欧姆定律得，电流表的示数为I0.03A；(2)闭合开关S1时，螺线管产生磁性，由安培定则知：左端为S极；当电流表示数为0.04A时，电压表的示数为6V，磁敏电阻的阻值为R150，由图像知，此时的磁感应强度为0.3T；(3)小刚将电源的正负极对调，螺线管的磁极发生变化；发现乙电路中电压表和电流表的示数不变，也就是磁敏电阻的阻值不变
14、。这表明：该磁敏电阻的阻值与磁场的方向无关；(4)已知磁敏电阻的大小随磁场强弱的变化而变化，所以可以通过改变通电螺线管中电流的大小改变螺线管的磁性强弱，间接改变磁敏电阻的阻值。13小敏设计了一种“闯红灯违规证据模拟记录器”，如图甲，拍摄照片记录机动车闯红灯时的情景。工作原理：当光控开关接收到某种颜色的光时，开关自动闭合，且当压敏电阻受到车的压力，它的阻值变化引起电流变化到一定值时，继电器的衔铁就被吸下，工作电路中的电控照相机工作，拍摄违规车辆。光控开关未受到该种光照射自动断开，衔铁没有被吸引，工作电路中的指示灯发光。回答下列问题：(1)根据工作原理，将电路连接完整。(2)要记录违规闯红灯的情景，光控开关应在接收到_红_光(填“红”、“绿”或“黄”)时，自动闭合。(3)由图乙可知，压敏电阻R的阻值随受到压力的增大而减小。(4)已知控制电路电压为6 V，继电器线圈电阻为10欧，当控制电路中电流大于0.06安时，衔铁被吸引。通过计算说明，只有质量超过多少千克的车辆违规时才会被拍照记录。(取g10N/kg)解析(1)如图所示：(4)根据欧姆定律I，可知电路中的总电阻为：R总100 。压敏电阻的阻值为：R100 10 90 。查图可知，当R90 时，压敏电阻所受的压力F10000N，根据Gmg得：m1000kg，因此，只有质量大于1000kg的车辆违规时才会被拍照记录。
