备战2021 中考科学 精讲精练 专题24 电和磁（学生版）

备战2021 中考科学 精讲精练 专题24 电和磁（学生版）

专题24　电和磁【知识点回顾】一、磁场1．具有吸引铁、钴、镍等物质的性质称为________。2．具有磁性的物体叫________。1．磁体周围存在磁场，磁场是一种看不见，而又摸不着的________。2．基本性质：它对放入其中的磁体产生________。磁体间的相互作用就是通过________发生的。3．方向：磁场具有________。将一个小磁针放入磁场中任何一点，小磁针________所指的方向就是该点磁场的方向。1．磁体中各部分磁性强弱不同，两端磁性最强称为磁极。磁极分为________极和________极。2．磁极相互作用的规律：同名磁极________，异名磁极________。3．条形磁铁和蹄形磁铁的磁感线：在磁铁外部，________。4．磁感线的________表示磁场的强弱，磁感线的切线方向表示磁场的方向。注意：磁场是一种实际存在的物质，而磁感线是人为________的，实际并不存在。 考点5　绘制通电直导线周围的磁感线　　描述通电直导线周围存在着磁场及磁场的分布规律　1．奥斯特实验________表明电流周围存在磁场。2．通电直导线周围的磁场是以导线上各点为中心的同心圆。越靠近导线，磁感线越________。磁场方向随着________的改变而改变。考点6　绘制通电螺线管周围的磁感线　　描述通电螺线管周围存在着磁场及磁场的分布规律　通电螺线管的磁场和条形磁体的磁场相似。其两端的极性跟________有关，电流方向与磁极间的关系可由________来判断。 考点7　知道通电导体在磁场中受力方向与磁场方向、电流方向有关　通电导体在磁场中受到力的作用，受力的方向跟____________和____________有关。如果这两者其中之一的方向改变，则力的方向____________，如果这两者的方向同时改变，则力的方向____________。1．定义：内部带________的通电螺线管。2．原理：当在通电螺线管内部插入铁芯后，铁芯被通电螺线管的磁场________。磁化后的铁芯也变成了一个磁体，这样由于两个磁场互相叠加，从而使螺线管的磁性大大增强。3．优点：磁性有无由________来控制，磁极方向由________来控制，磁性强弱由________、________来控制。4．应用：电话、电磁继电器等。二、电磁感应现象1．闭合电路的________导体在磁场中做________磁感线的运动时，导体中就会产生电流，这种现象称为电磁感应现象。 2．如果电路没闭合，则没有________，仅有________。1．电路必须是________的。2．导体必须做________的运动。考点11　知道感应电流的方向跟磁场方向和导体运动方向有关　感应电流的方向与________和________有关。三、电磁知识在技术中的应用1．发电机是利用________制成的。能量转化：________。2．电动机是利用________的原理制成的。能量转化：____________。3．电磁起重机、电磁继电器及磁悬浮列车都是根据电磁铁的原理制成的。4．磁带、磁卡等是利用磁性材料的磁化来记录信息的产品。1．自然界有一些发电的动物，如电鳗。2．人体电流：人在肌肉运动及神经传导信息至大脑时会产生极微弱的电流。人体内的心脏在每一次周期性的跳动中，心脏内某些部位间的电压发生有规律的变化。这种生物电通过心脏周围的导电组织和体液，反映到身体各部位，使身体各部位间电压随心脏的跳动发生有规律的变化。大脑皮层中神经元的生物电活动表现为大脑皮层具有规律性的电压改变。3．静电：冬天脱毛衣时有时会有火花，这是毛衣与皮肤摩擦产生了________。人体静电的电压最大可达2万伏左右，但由于电流小，没有危险。 电磁继电器是用电磁铁控制的自动开关，使用电磁继电器可以用低电压、弱电流控制高电压、强电流。【例题精析】例1．（2020•杭州）有外形相同的两根钢条M、N，按图甲、图乙两种方式接触时，它们之间都有较大吸引力。则下列推断正确的是（　　）A．M无磁性、N无磁性B．M无磁性、N有磁性C．M有磁性、N无磁性D．M有磁性、N有磁性例2．（2020•桂林）关于磁体、磁场和磁感线，以下说法中正确的是（　　）A．铁和铝都能够被磁体所吸引B．磁感线是磁场中真实存在的曲线C．磁体之间的相互作用是通过磁场发生的D．小磁针的北极不论在任何情况下都指向地理的南极例3．（2019•台州）能写红黑双色的磁画板截面如图所示，按下写字笔黑色按钮写出黑色的字，按下红色按钮写出红色的字，刷子左右移动则字消失。下列说法正确的是（　　） A．刷子可以用铁制作B．写黑字时笔尖为S极C．写红字时笔尖为N极D．写字的原理是同名磁极相互排斥例4．（2019•绍兴）如图所示，内部均装有磁铁的两块清洁器M和N隔着窗玻璃总能合在一起移动，这让玻璃清洁变得安全高效。关于清洁器的分析正确的是（　　）A．两块清洁器能合在一起的原理是异名磁极相互吸引B．N受到的重力和M对N的吸引力是一对平衡力C．玻璃对N的支持力和M对N的吸引力是一对相互作用力D．移动M时，N也能跟着一起移动，说明力能改变物体的形状例5．（2018•桂林）小关在探究磁现象的活动中能够实现的是（　　）A．用小磁针吸起铜块或铝块B．用放大镜能看到磁铁周围的磁感线C．用磁铁吸起铜导线制成的通有电流的轻质螺线管D．把小磁针放在磁铁周围的任何位置，静止后小磁针的北极都指向地理北极例6．（2018•贵阳）如图所示，是探究“通电直导线周围是否存在磁场”实验装置的一部分，置于水平桌面的小磁针上方有一根与之平行的直导线。关于这个实验下列说法正确的是（　　）A．首次通过本实验揭开电与磁关系的科学家是法拉第 B．当直导线通电时，小磁针会离开支架悬浮起来C．小磁针用于检验通电直导线周围是否存在磁场D．改变直导线中电流方向，小磁针N极的指向不变例7．（2020•舟山）图甲是法拉第发明的紫铜圆盘发电机。转动摇柄使圆盘旋转起来，电路中就会产生电流。圆盘相当于图乙中的　　。如果要改变圆盘发电机产生的电流方向，可采用的方法是　　。（写出一点即可）例8．（2020•宁波）科学进步是推动人类文明发展的重要动力，科学技术也在影响我们的生活。（1）电能的广泛采用具有划时代的意义，但要注意用电安全。如果我们发现有人发生触电事故，应先　　，再报警和施救。（2）电磁继电器能实现用低电压控制高电压、弱电流控制强电流。如图所示的电路，a、b处接电动机或指示灯。当低压控制电路断开时，指示灯亮；当低压控制电路闭合时，电动机工作。则a处接的是　　。（3）线上学习时，同学们注视屏幕，眨眼频率降低，这时泪液会过度　　（填物态变化名称），使眼睑与眼球之间的摩擦增大，眼睛会有干涩和异物感。如果连续学习时间过长，睫状肌会疲劳。为了保护眼睛，课间要休息或远眺。 例9．（2019•德阳）一个空心小铁球放在盛水的烧杯中置于铁棒AB的上方，绕在铁棒上的线圈连接如图所示的电路，开关S闭合后，空心小铁球仍漂浮在水面上，此时A端为电磁铁的　　极，当滑片P向左滑动，空心小铁球所受浮力　　（选填“增大”、“减小”或“不变”）例10．（2020•台州）磁控防盗装置内装有干簧管（如图甲），干簧管由两个软铁片和玻璃管组成，软铁片的触点在弹力的作用下处于断开状态。当磁体靠近干簧管时，软铁片触点状态会发生变化。把条形磁体分别放置在乙图中的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个位置时，触点的开合状态和软铁片的极性情况如表。磁体位置竖直放置并靠近水平放置并靠近ⅠⅡⅢⅣ触点状态闭合断开闭合？软铁片的极性情况（1）铁片被磁化后，铁片与条形磁体相邻两端的磁极极性关系是　　。（2）当条形磁体水平放置并靠近干簧管时（图乙Ⅳ位置），干簧管触点状态为　　。（3）如图丙，门上磁控防盗装置内有一个竖直放置的干簧管，其内部简化电路如图丁，磁控防盗装置的工作原理是：夜间关上门，闭合开关S ，启动防盗报警器，此时报警电铃不响；当盗贼打开门时，干簧管远离磁体，电铃响起。图丁虚线中四种磁体摆放方式能满足工作要求的有　　（选填图中的字母）。 【习题巩固】一．选择题（共13小题）1．甲是球形磁铁，乙是形状和大小相同的铁球，现用细线将它们悬挂起来并相互靠近，会出现的情形是图中的（　　）A．B．C．D．2．无线充电是一种增加手机续航时间的方式，无线充电的技术原理是：电流流过充电座的“送电线圈”产生磁场，手机中的“受电线圈”靠近该磁场时就会产生感应电流，给智能手机充电。“受电线圈”处用到的实验原理与下列设备或用电器工作原理一致的是（　　）A．电吹风B．手摇发电机C．电风扇D．电磁起重机3．小科在课外兴趣活动课中将数枚一元硬币按如图所示放在两根平行的条形磁铁上，搭成了一座漂亮的“硬币桥”，下列分析正确的是（　　） A．“硬币桥”上左右两端的硬币没有磁性B．“硬币桥”中间磁性最强C．“硬币桥”的搭建利用到了磁化的原理D．两枚硬币相邻的部分是同名磁极4．如图是一种磁悬浮地球仪的示意图，底座内有一金属线圈（线圈电阻不计），地球仪内有一磁铁，通电后地球仪能悬浮在空中。下列有关地球仪的说法正确的是（　　）A．装置是根据异名磁极相互吸引的原理来工作的B．条形磁铁的b端为N极，若要让地球仪悬浮的更高些，开关S2连到接线柱2上C．条形磁铁的b端为S极，若要让地球仪悬浮的更高些，开关S2连到接线柱2上D．换用一个质量较大的地球仪仍然要悬浮在空中，且距离不变，改变电磁铁线圈中的电流方向就可以了5．如图所示为公交车自动爆玻器，危急时刻，司机只需按下开关，自动爆玻器即可自动完成破窗。自动爆玻器就相当于一个电控安全锤，它是利用电磁线圈在通电的时候产生一个冲击力，带动一个钨钢头击打车窗玻璃边角部位，实现击碎玻璃的目的。图中的实验与自动爆玻器工作原理相同的是（　　）A．B． C．D．6．图甲是发电机原理的示意图，图乙中的“〇”表示导线ab，当它在磁场中分别转动到1﹣4位置时，运动方向已用箭头标出，图甲中的导线ab，当它下列说法正确的是（　　）A．在位置1时，电路中不会产生感应电流B．图甲的电路中没有电源C．在位置3时，电路中不会产生感应电流D．发电机产生的电流方向不变7．电吉他中电拾音器的基本结构如图所示，磁体附近的金属弦被磁化，因此弦振动时，在线圈中产生感应电流，电流经电路放大后传送到音箱发出声音，下列说法不正确的是（　　）A．选用铜质弦，电吉他仍能正常工作B．取走磁体，电吉他将不能正常工作C．增加线圈数可以增大线圈中的感应电流 D．弦振动过程中，线圈中的电流方向不断变化8．小明制作了一个会“发光的二极管”，其电路简图如图所示。二极管具有单向导电性，电流只能从二极管的正极流入，负极流出。演示时，左右动塑料管，这时会看见两只发光二极管交替发光。以下说法中，不正确的是（　　）A．发生该现象的原理是电磁感应B．二极管发光时，图中的条形磁体相当于电源C．二极管交替发光说明线圈中产生了交流电D．在该过程中，机械能转化成了电能9．如图是一种江河水位自动报警的原理图。当水位低于A点时，工作电路绿灯工作。到达A点时，衔铁被吸下，工作电路红灯和电铃开始工作。某次水位超过A点时由于电磁铁磁性太弱而衔铁没有被吸引。下列做法中合理的是（　　）A．更换弹性更好的弹簧B．减少电磁铁线圈的匝数C．增加工作电路的电源电压D．增加控制电路的电源电压10．上世纪人类制成了世界上第一盏用海浪发电的航标灯，它的气室示意图如图所示，其工作原理是利用海浪上下起伏的力量将空气吸入气室，压缩后再推入工作室，然后推动涡轮机带动发电机发电，那么（　　） A．当海水下降时，阀门K1关闭，阀门K2开启B．当海水上升时，阀门K1关闭，阀门K2开启C．当海水下降时，类似于汽油机的做功冲程D．当海水上升时，类似于汽油机的做功冲程11．近年来磁悬浮盆栽备受人们关注，如图是一盆磁悬浮盆栽，盆栽底部有磁体，底座内装有电磁铁，盆栽能在空中自由悬浮并转动，给该盆栽浇水前后（　　）A．盆栽受到的磁力不变B．盆栽受到的重力与空气对盆栽的浮力是一对平衡力C．要使盆栽与底座之间距离不变，可改变电磁铁线圈内的电流方向D．要使盆栽与底座之间距离不变，可适当增大电磁铁线圈内的电流12．如图所示，磁带录音机既可以录音，也可用以放音，其主要部件为运行的磁带和绕有线圈的磁头。录音时，磁带上的磁粉被由声音信号转化而来的电流产生的磁场所磁化，这样便将声音信号转化为磁信号记录在磁带上；放音时，再把磁带上的磁信号通过磁头转化为电信号使扬声器发声。下列各种说法中不正确的是（　　）A．话筒和放音磁头处利用的电磁原理相同，都是电磁感应原理 B．扬声器利用的原理与磁带转动的电动机相同，即：通电导体在磁场中受到磁场力作用而运动C．录音磁头利用的基本原理是电磁感应现象D．录音过程中是将声信号转化为电信号，再转化为磁信号，而放音过程正好相反13．电梯为居民上下楼带来很大的便利，出于安全考虑，电梯设置了超载自动报警系统，其工作原理如图所示，电梯厢底层装有压敏电阻R1，R2为保护电阻，K为动触点，A、B为静触点，当出现超载情况时，电铃将发出报警声，电梯停止运行，下列说法正确的是（　　）A．电梯工作时电磁铁的上端为N极B．电磁铁磁性的强弱与电流的大小无关C．电梯未超载时动触点K与静触点B接触D．电梯超载时报警说明压敏电阻的阻值随压力增大而减小二．实验探究题（共3小题）14．冰冰同学用图示装置进行了磁现象知识研究。在铁架台上面虚线框中是由可调电压的学生电源、导体ab（在下虚线框内）、保护电阻、开关组成一回路。下面虚线框中由蹄型电磁铁、滑动变阻器和开关、电源（在上虚线框内）构成回路。 （1）冰冰连接好电路后，闭合开关，发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片P，导体ab仍静止不动，检查发现电路连接正确、各实验器材都完好，请你帮忙分析出现上述情况的原因是　　（写出一点即可）；（2）找出问题并正确处理后，将变阻器的滑片P移到图示位置，闭合开关S，发现导体ab向右摆动，此实验现象可以说明　　的工作原理；（3）利用本实验装置及实验现象可以探究或说明的磁现象知识有　　。A．电流的磁效应B．感应电流产生的条件C．磁场对电流的作用D．电磁铁的磁场强弱与电流大小的关系15．在“探究什么情况下磁可以生电”的实验中：（1）小星设计的电路如图甲所示，在蹄形磁体的磁场中放置一根导线ab，ab的两端分别跟开关，螺线管连接，螺线管旁放置一个小磁针，当ab中产生电流时，螺线管中有　　通过，小磁针会发生偏转。 （2）小星闭合开关后，不管导线ab在磁场中怎样运动，小磁针都不偏转，是没有产生电流，还是产生的电流太微弱？他换用了一个灵敏电流表代替螺线管和小磁针，如果灵敏电流表指针发生偏转，表明ab中产生电流，实验的情况如图乙所示。A、观察并分析①②③现象可知：导体静止时，　　产生感应电流；导体沿着磁感线方向运动时，不能产生感应电流；导体切割磁感应线运动时，　　产生感应电流。（均选填“能”或“不能”）。B、观察并分析③④现象可知：产生感应电流的条件之一是　　。（3）对比图甲和图乙两次实验后，小星认为：图甲中小磁针不发生偏转，不是没有产生电流，而是　　。16．（1）小金将一盆金桔放在窗台边，一段时间后，发现植物的茎按图1方向生长，出现明显的向光生长现象，请用生长素的有关知识解释植物茎向光生长的原因　　。（2）如图2甲是一种电磁限流器的示意图。当电路中电流过大时，电磁铁吸引衔铁B，接点C．D被弹簧拉起（C、D为动触点）电路切断。如图2乙是小金同学设计的电磁限流器。两图相比，说明图乙的不足之处　　。（3）如图3所示，1911年卢瑟福等人为了探究原子内部结构的奥秘进行了上述实验，他们用一束带正电荷，质量比电子大的多的高速运动的α粒子轰击金箔发现：①大多数α粒子能穿过金箔而不改变原来的运动方向；②一小部分a粒子改变了原来的运动方向；③有极少数α粒子被弹了回来。请你根据原子结构的认识，分析上述现象的原因：现象①　　。现象②　　。三．计算题（共4小题）17．随着科技的发展，很多地方通过水位自动报警装置来监测水位的变化。如图是钱塘江水位自动报警装置示意图，A为球形浮子，B装置（T形）可以上下移动，C为外壳固定不动。当水位上升时，浮子A上升，并推动B上升。（1）当水位达到一定高度时，控制电路接通。此时工作电路　　亮（选填“红灯”或“绿灯”或“同时”），警示水位过高； （2）A和B的总质量为0.6千克，当水位上涨，使浮子A浸入水中体积达到一半时装置报警，若要保证报警器能正常工作，不计摩擦，则浮子A的体积为多少？18．某同学乘坐小区电梯时，发现电梯超载会自动报警，喜好钻研的他对电梯的自动报警现象设计了如图甲电路进行研究。电源电压恒定不变，R0为定值电阻。用杯中水量调节压敏电阻受到压力的大小，压敏电阻的电流与受到压力大小的关系如图乙所示。（1）甲图中，当水杯中的水量达到“超载”状态，电路中　　（选填“绿灯亮”、“电铃响”或“绿灯亮同时电铃响”）。（2）一个质量为50千克的小区居民搭载电梯从地面回到五楼的家，已知每层楼高3米，电梯对该居民做的功是多少焦？（3）小区电梯超载报警的Rx﹣F图象如图丙所示，空载时电梯厢对Rx的压力F1等于电梯厢的重力。当压力F2＝1×104牛时，电梯报警，则此电梯限载多少人？（设每人质量为50千克） 19．如图甲为小园同学设计的水箱水量预警装置电路设计图圆柱体水箱底面积S＝0.45米2，高H＝10米，浮球质量为3千克，永久磁铁质量为2千克。干簧管是一种磁敏开关，其工作原理如图乙，当永久磁铁靠近干簧管时，簧片的触点部位会被磁力吸引而吸合；当永久磁铁远离干簧管，磁场减弱后，簧片由于本身的弹性而释放断开。当水箱水面高度高于8米或低于2米时，相应的干簧管簧片触点会一直吸合，电路中对应的预警灯亮，发出预警。已知电源电压U＝6伏，红灯规格为“6伏1.2瓦”，绿灯规格为“6伏0.6瓦”。（1）图中滑轮的作用是　　。（2）求完成该实验浮球的最小体积。（g取10N/kg） （3）图丙表示水箱内每秒放水的体积（秒流量）与水位高h的关系。当水箱装满水后，闭合开关的同时从出水口开始放水，到恰好放水完毕，断开开关，整个过程电路消耗的电能。（干簧管电阻忽略不计）20．出于安全考虑，电梯设置有超载自动报警系统，其工作原理如图所示，R1为保护电阻，R2为压敏电阻，当超载时，电铃会报警，已知控制电路的电源电压U＝6伏，R1＝100欧，压敏电阻R2的阻值随压力F大小变化如图乙所示，电梯底架自重和电磁铁线圈的阻值都忽略不计。（1）请简要说法超载时，引起电铃报警的工作过程。（2）当电磁铁线圈电流达到20毫安时，衔铁刚好内吸住，若该电梯厢内站立总质量为800千克的乘客时，试通过计算说明电梯是否超载。（g取10牛/千克）