2019_2020学年九年级物理全册第14章电磁现象章末知识汇总新版北师大版.doc

第14章 电磁现象章末知识汇总

类型一　磁现象与力学知识的综合考查
例1　如图所示，重力为G的小铁块在水平方向力F的作用下，沿条形磁体的表面从N极滑到S极，在此过程中小铁块对磁体的压力大小变化情况是________。

解析：小铁块对磁体的压力等于小铁块的重力和磁体对小铁块的吸引力的和，因为磁体两端的磁性最强，中间的磁性最弱，当小铁块沿磁体的N极滑到S极的过程中，受到的吸引力先减小后增大，所以小铁块对磁体的压力也是先减小后增大。
答案：先减小后增大
类型二　实验探究通电螺线管外部的磁场问题
例2　小波小组在探究“通电螺线管的外部磁场”实验中，设计了如图1所示电路。实验时，

(1)可通过观察________________判断通电螺线管的磁极。
(2)如图2所示是通电螺线管周围的有机玻璃板上的小磁针分布状态，观察可知通电螺线管的外部磁场与________的磁场相似。
(3)小波猜想通电螺线管磁场强弱可能与线圈匝数和电流大小都有关。实验中，他将开关S从1换到2上时，调节滑动变阻器的滑片P，再次观察电流表示数及吸引的回形针数目，此时调节滑动变阻器是为了_________________，来研究________________________________的关系。
解析：(1)螺线管通电后，小磁针的偏转方向会发生改变，小磁针的N极(或S极)将指向通电螺线管的S极(或N极)，所以根据小磁针静止时N极(或S极)的指向，可判断出通电螺线管的磁极。(2)由题图可知，通电螺线管外部的磁场与条形磁体的磁场相似。(3)通电螺线管的磁场强弱可能与电流的大小和线圈的匝数有关，将开关S从1换到2上时，线圈的匝数减少了，此时电路中的电流会发生改变，所以需要调节滑动变阻器的滑片使电路中的电流保持不变，通过比较吸引回形针的个数来得到通电螺线管的磁场强弱与线圈匝数的关系。
答案：(1)小磁针静止时N极(或S极)的指向　(2)条形磁体　(3)控制两次实验的电流大小不变　通电螺线管磁场强弱与线圈匝数
类型三　电磁铁的简单应用
例3　现在，有很多家庭开始安装并使用一种叫作自动空气开关的新型保险装置，当电路由于短路等原因导致电流过大时，开关会自动断开，切断电路，俗称跳闸，在找出电流过大的原因并把问题解决之后，手动重新闭合开关就可以了。
如图所示是空气开关的结构示意图，图中P是电磁铁，S是闸刀开关，Q是衔铁，可绕O轴转动。

(1)电流不大时，电磁铁对衔铁也有吸引力，为什么不跳闸？
(2)当电流过大时空气开关会自动跳闸，分析其工作过程，在跳闸后空气开关能否自动闭合？
解析：电路中有电流通过时，电磁铁对衔铁Q产生吸引作用，但因电流较小，吸引力也较小，不能克服衔铁与开关之间的摩擦力，衔铁不动，开关处于闭合状态。当电路中的电流增大时，电磁铁的磁性增强，对衔铁的吸引力增大，当电流增大到一定值时，电磁铁对衔铁的吸引力克服了衔铁受到的摩擦力，衔铁被吸到电磁铁上，离开开关，开关在弹簧拉力的作用下断开，切断电路。
答案：(1)电流不大时，电磁铁对衔铁的吸引力小，不能克服衔铁与开关动触点间的摩擦力，所以不跳闸。(2)只有当电流过大时，电磁铁的磁性增强，吸引力足够大时，才能把衔铁吸引过来，使电路断开，起到限制电流的作用。跳闸后，自动空气开关的动触点在弹簧的作用下不会自动与静触点接触而使开关闭合，需人工手动才能闭合。
类型四　磁场对通电导线的作用
例4　在观察“磁场对通电直导线的作用”活动中，小明按照如图所示组装实验器材。

(1)小明把一根轻质的铝棒作为直导线放在蹄形磁体的磁场里，接通电源，看到直导线向右运动；若只将磁体的两极对调，接通电源，观察到直导线向________(选填“左”或“右”)运动。
(2)观察“磁场对通电直导线的作用”活动后，小明提出：磁场对通电导线作用力的大小与什么因素有关？
猜想如下：
猜想1：磁场对电流作用力的大小与直导线的长度有关；
猜想2：磁场对电流作用力的大小与磁场的强弱有关；
猜想3：磁场对电流作用力的大小与导线的电流大小有关。
小明决定对猜想3进行探究。他在图中器材的基础上，应增加一个________，改变________大小，观察________。
(3)本实验运用的研究方法主要是________(填一种即可)。
解析：(1)把一根轻质的铝棒作为直导线放在蹄形磁体的磁场里，接通电源，直导线向右运动，若将两极对调，即只改变磁场方向，则直导线的运动方向将会改变，所以直导线将向左运动。
(2)探究磁场对通电导线作用力大小与导线中电流的大小是否有关，可以在其他条件不变的情况下，添加一滑动变阻器来改变电路中的电流。其做法如下：在如图所示的电路中串联一个滑动变阻器，移动滑动变阻器的滑片，改变导线中电流的大小，观察通电导线摆动的幅度。
(3)通电导体在磁场中受到力的作用，受力方向与两个因素有关：一个是磁场方向，另一个是电流方向。只改变一个因素，是利用了控制变量法。在如图所示的电路中串联一个滑动变阻器，移动滑动变阻器的滑片，改变导线中电流的大小，观察通电导线摆动的幅度来判断磁场对电流作用力的大小是利用了转换法。
答案：(1)左　(2)滑动变阻器　电流(或电阻)　导线摆动的角度　(3)控制变量法(或转换法)
类型五　生活中电动机的应用分析
例5　你一定见过，风扇通电后的转速是由慢逐渐变快的。那么通过风扇内电动机的电流是否变化？如果转动中的风扇因为受到阻碍而停止转动又将怎样？

实验：如图所示，将玩具电动机、小灯泡和电池串联起来，接通电路后，电动机便开始由慢到快转动起来。我们发现，刚通电时，电动机转速较慢，灯泡最亮。随着电动机转速变快，灯泡则变暗，并且当电动机转得最快时，灯泡最暗。根据以上现象回答：
(1)若用手捏住玩具电动机的转轴使其转动变慢最后完全停下来，灯泡的亮度将________，通过电动机的电流将________(选填“变大”“变小”或“不变”)。
(2)风扇的主要结构是电动机，如果转动中的风扇受到外物阻碍(如有衣服被吸到扇叶上)而无法转动，可能会导致火灾的发生，请你简要分析原因。
解析：电路消耗的总能量等于灯泡消耗的能量和电动机消耗的能量之和。电动机消耗的能量主要以动能的形式显示出来，当电动机慢慢停下来后，动能减少，故灯泡消耗的能量增多，亮度变亮。当电动机转轴被捏住不转时，电能全部转化为内能，所以电流会变大。
答案：(1)变亮　变大　(2)主要原因是风扇停转后，电动机线圈的电阻不变，但电流增大，根据焦耳定律Q＝I2Rt，相同时间内产生的热量大幅增加，极易引发火灾。
类型六　电磁感应现象的应用
例6　(1)如图甲所示，当悬挂着的导体棒ab在磁场中左右运动时，观察到小量程电流表的指针会摆动，随着对这种现象的深入研究，人们发明制造了_______________________________________________________机，实现了________能向电能的转化。

(2)如图乙是一种“手摇充电式手电筒”，握住它上下摇动就能自动充电。从透明外壳可观察到内部有固定线圈，摇动时可感觉到内部有一个物块在来回滑动，据此猜测，这种手电筒的制造原理是______________，其中那个滑动的物块是________。
解析：(1)导体回路的一部分在磁场中做切割磁感线运动时，产生了感应电流，此时机械能转化为电能，这是发电机原理；(2)手摇充电式手电筒是将机械能转化为电能，其原理是电磁感应，由于手电筒内线圈是固定的，所以滑动的物块是磁铁。
答案：(1)发电　机械　(2)电磁感应(磁生电)　磁铁

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