《思维特训(四) 电与磁拓展(1)》由会员分享，可在线阅读，更多相关《思维特训(四) 电与磁拓展(1)（11页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、思维特训(四)电与磁拓展(1)|典|例|分|析| 磁体磁性强弱的研究例1如图4TX1所示，某同学在水平桌面上做“测试磁体不同部位磁性强弱”的实验。他在磁体上选择了A、B、C、D、E五个被测部位，测A部位磁性强弱时，将磁体的A部位与纸上的某条线对齐，将曲别针向A部位移近，当曲别针离A部位约4.5行时，刚好被吸动。他记下了行数，用以表示A部位的磁性强弱。(1)依据现有器材，请简要说明该同学测B部位磁性强弱的方法。(2)请你在记录表左侧第一列的两个空格内分别填入适当的项目名称。图4TX1ABCDE4.5图4TX2解析 (1)测试这五个点中某一点的磁性强弱，要尽量减少其他点的干扰，为此我们可以把磁体横
2、过来放置，让磁体的长边与纸上的某条线重合，如图4TX2所示，通过A、B、C、D、E五个点分别作出垂直于重合线的辅助线，依次从辅助线上的某一点离磁体较远处渐渐移近曲别针，注意观察曲别针刚被吸动时，离磁体的距离。(2)本实验研究的是磁体上不同部位的磁性强弱，表格第一行已经写出A、B、C、D、E五个点，表头应该是被测部位，或磁体部位；表格第二行给出了提示“4.5”，这是研究A点磁性强弱时曲别针刚能被吸动时的行数，表示了被研究点的磁性强弱，所以表头应该填“磁性强弱”“磁性强度”“强度”等。答案 (1)移动磁体，将磁体的B部位(或磁体长边)与纸上某条线对齐，将曲别针从垂直于B部位的方向逐渐向B部位移近，
3、至刚好被吸动为止，记下曲别针距磁体B部位的行数。(2)如下表所示磁体(被测)部位ABCDE磁性强弱/行4.5 电流的磁场、安培定则的研究例2电路连接正确，通电后小磁针指向如图4TX3所示(涂黑端表示N极)。请在图中标出电源的“”“”极，并画出螺线管的绕法。图4TX3解析 已知小磁针右端为N极，由磁极间的相互作用规律可知，通电螺线管的右端为N极，左端为S极；由电流表的接线柱可知，电流从螺线管的右端流入，即电源右端为正极；根据安培定则，用右手握住螺线管，四指指向电流方向，大拇指指向N极，据此确定绕线方式。答案 如图4TX4所示图4TX4 电磁铁和电磁继电器的应用例3小华利用自己绕制的电磁铁设计了一
4、个能使甲、乙两灯交替发光的电路，如图4TX5(a)所示。你认为在开关闭合后实际会看到什么现象？请把更正后的电路在图(b)中画出来。(A、B为带活动触点的接线柱，B、C间为铁片)图4TX5解析 分析电路图，电磁铁绕线错误，没有磁性，所以不能吸引铁片，甲灯会一直亮，乙灯不亮。改进：让铁片、触点B和甲灯组成一条支路；让铁片、触点A和乙灯组成另一条支路。这样，当开关闭合时，铁片与触点B接触，甲灯亮、乙灯灭，此时电磁铁有磁性，吸引铁片，铁片与触点A接触，乙灯亮、甲灯灭，电磁铁断电失去磁性，铁片又与触点B接触，如此反复，使甲、乙两灯交替发光。答案 甲灯会一直亮，乙灯不亮。如图4TX6所示图4TX6例4某兴
5、趣小组设计了如图4TX7甲所示的汽车转向指示灯电路模型，接通相应指示灯后，该指示灯会亮、暗(微弱发光)交替闪烁发光，电路中电源电压恒为6 V，指示灯规格为“6 V3 W”，R0为定值电阻，电磁铁线圈及衔铁的阻值忽略不计。(灯丝电阻不变)图4TX7(1)若让左转、右转指示灯同时工作，转向开关应与触点_(选填“1和2”“2和3”“3和4”或“4和5”)接通。(2)当转向开关与触点“2和3”接通时，右转指示灯两端实际电压变化规律如图乙所示。已知当右转指示灯微弱发光时，其两端实际电压为Ux，实际功率为额定功率的。求：右转指示灯闪烁交替工作30 s消耗的电能。定值电阻R0的阻值。解析 (1)据图甲可知，
6、若想使两个指示灯都工作，应该让两个指示灯同时接入电路，故应将开关与触点3和4接通。(2)灯泡发出微弱的光时功率为PP3 W0.12 W；据图乙可知，每1.5 s的时间内，指示灯以3 W的功率工作的时间是0.5 s，以0.12 W的功率工作的时间是1 s，故指示灯工作30 s，以3 W功率工作的时间是t10.5 s10 s，以0.12 W功率工作的时间是t230 s10 s20 s；以3 W功率工作时消耗的电能是W1Pt13 W10 s30 J；以0.12 W功率工作时消耗的电能是W2Pt20.12 W20 s2.4 J；总共消耗的电能是WW1W230 J2.4 J32.4 J。指示灯规格为“6
7、 V3 W”，灯泡的电阻不变，灯泡的电阻为R12 ；当指示灯功率为0.12 W时，根据PI2R可知，I0.1 A；故此时灯泡两端的电压是UxIR0.1 A12 1.2 V，所以定值电阻两端的电压是U6 V1.2 V4.8 V，定值电阻的阻值是R048 。答案 (1)“3和4”(2)32.4 J48 |思|维|集|训|1闭合开关后，螺线管内的小磁针静止后停在如图4TX8所示的位置，则()图4TX8A电源A端为负极，B端为正极，线圈右端为S极，左端为N极B电源A端为负极，B端为正极，线圈右端为N极，左端为S极C电源A端为正极，B端为负极，线圈右端为S极，左端为N极D电源A端为正极，B端为负极，线圈
8、右端为N极，左端为S极2(多选)如图4TX9所示，一橡胶圆环经过毛皮摩擦后，绕圆心在纸面内逆时针转动，在圆环的外部与内部有两只可以自由转动的小磁针甲、乙，则()图4TX9A磁针甲的N极转向纸面外B磁针甲的S极转向纸面外C磁针乙的N极转向纸面外D磁针乙的S极转向纸面外3如图4TX10所示，两个通电螺线管与电源构成图示电路，在其内部和两个螺线管之间中部上方分别放置一个小磁针(涂黑端为N极)，静止时小磁针的位置正确的是()图4TX104放在水平桌面上的环形通电钢性导线，其重力为G，现用一根条形磁体竖直立在环形电流的圆心处，N极在下方，如图4TX11所示。此时环形导线对桌面的压力F与G的关系是()图4
9、TX11AFG BFGCFG D无法确定5如图4TX12所示，用水平恒力F拉着一块磁性物体在水平面上做匀速直线运动，当磁性物体到达电磁铁PQ的正下方时，立即闭合开关S，则磁性物体此时()图4TX12A立即静止 B仍保持匀速C立即减速 D立即加速6在原子内部，核外电子绕原子核运动会形成一种环形电流，该环形电流产生的磁场使物质微粒(原子)的两侧相当于两个磁极。若图中箭头表示的是电子绕原子核运动的方向，则环形电流产生的磁场的N极在其_(选填“左”或“右”)侧。图4TX137桌面上放有一定量的铁屑，现将两根完全相同的条形磁体A的N极和B的S极如图4TX14甲所示放置在靠近铁屑的上方，吸附一定量的铁屑。
10、若将吸附有铁屑的两极靠在一起，则吸附在连接处的铁屑会_(选填“增加”“不变”或“减少”)；如图乙所示，将一根长度略大于两磁体间距的软铁棒，轻轻搁在两磁体上，则被吸附的铁屑会_(选填“增加”“不变”或“减少”)。图4TX148磁场具有能量，磁场中单位体积所具有的能量叫磁能量密度，其值为，式中B是描述磁场强弱的物理量，u为常数。为了近似地测量条形磁体端面附近的磁场强弱，王华用一根端面面积为A的条形磁体吸住相同面积的铁片P，再用力将铁片拉开微小的距离L，并测出拉力的值为F，如图4TX15所示。因为F所做的功等于L间隙中磁场的能量，则可知B_。图4TX159如图4TX16所示是小利设计的一种限流器原理
11、图，当电流超过限制电流时，会自动切断电路。图4TX16(1)当电流超过限制电流时，衔铁N被电磁铁M吸引过去，匀质的金属杆OA在弹簧拉力作用下绕O点转动，电路断开。刚转动时，杠杆OA属于_杠杆。(2)若要把限流器接入家庭电路中，从安全用电角度考虑，应该把它接在进户线的_线上。(3)调试时，电流尚未达到设计的限制电流，限流器已经切断电路。为达到设计要求，应把滑动变阻器滑片P向_移动。10为避免汽车超速行驶带来的危害，某校科技创新小组设计了如图4TX17所示的一个装置来自动限制车速。电路中电源电压为6 V，保护电阻R0的阻值是5 ，Rx是一个阻值随车速增大而减小的电阻元件 (装置中其他部分的电阻不计
12、)。开关S闭合后，电磁铁A的上端为_极；当车速增大时，电磁铁的磁性会_(选填“增强”“减弱”或“不变”)；如果车速达到130 km/h时，电路中电流恰好为1 A，电磁铁A刚好能吸下衔铁B，使油门C喷油受到限制而控制车速，此时，Rx的阻值是_。图4TX1711电梯为居民出入带来很大的便利，出于安全考虑，电梯都设置有超载自动报警系统，其工作原理如图4TX18甲所示。已知控制电路的电源电压U6 V，保护电阻R1100 ，压敏电阻R2的阻值随压力F大小变化的关系图象如图乙所示，电梯底架自重和电磁铁线圈的阻值都忽略不计。图4TX18(1)当压敏电阻R2受到的压力F增大时，其阻值减小，控制电路中的电流增大
13、，从而使电磁铁的磁性增强。电梯超载时，衔铁被电磁铁吸住，动触点K与静触点_接触，电铃发出警报声。(2)当通过电磁铁线圈的电流达到20 mA时，衔铁刚好被吸住。若该电梯厢内站立总质量为1000 kg的乘客，则电梯_(选填“超载”或“不超载”)。(g取10 N/kg)12如图4TX19所示是小明自制的一个带有电磁铁的泡沫塑料船模型，将它放入水中漂浮，闭合开关S后，船头A总是会指向北方静止，请在图上画出螺线管的绕法。图4TX1913在如图4TX20所示的电路中，所有的电灯的额定电压均为U，额定电流为I；其中LG、LR分别为绿色、红色指示灯，L1、L2、L3为照明灯。A为电磁继电器中的电磁铁，B为弹簧
14、，C为衔铁，P、Q为静触点。请用笔画线代替导线正确连接接线柱a、b、c、d、e、f，使指示灯起到这样的作用：当电路中的照明灯均不使用时绿灯亮，当电路中开启的照明灯数目超过某个值时红灯亮。若当通过电磁铁A的电流达到5I时，红灯亮，则此时电路中至少有_盏照明灯点亮。图4TX2014为判断短跑比赛时是否抢跑，某兴趣小组设计了如图4TX21所示的“抢跑自动指示”电路。其工作原理是：当运动员蹲在起跑器上后，先闭合总开关S；发令时闭合S1，发令指示灯亮；运动员起跑后，装在起跑器上的压敏电阻R0因受到的压力减小，其阻值改变，电磁铁线圈中的电流明显变大，S2被吸引而闭合，起路器指示灯亮。若起跑器指示灯比发令指示灯发亮，表示运动员抢跑。图4TX21(1)当S1处于断开状态时，闭合S，若压敏电阻阻值变小，电磁铁的磁性强弱如何变化？_。(2)已知发令控制电路电源电压U6 V，电磁铁线圈的电阻不计。若运动员起跑后，压敏电阻R0的阻值为30 ，S和S1仍处于闭合状态，电磁铁线圈中电流为0.25 A，计算此时发令指示灯的功率。(3)压敏电阻通常有两种类型：A.阻值随压力增大而增大；B.阻值随压力增大而减小。则该模型的压敏电阻应选择哪种类型，结合电路简要说明理由：_
