题目
如图,条形磁铁置于水平桌面上,电磁铁水平放置且右端固定,当电路中滑动变阻器的滑片P逐渐向右滑动时,条形磁铁仍然静止,在此过程中,条形磁铁受到的摩擦力( )A.逐渐减小,方向向左 | B.逐渐减小,方向向右 | C.逐渐增大,方向向左 | D.逐渐增大,方向向右 |
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所属题型:单选题
试题难度系数:偏易
答案
由右手螺旋定则可知,螺线管左侧为N极;因异名磁极相互吸引,故条形磁铁所受磁场力向右;因条形磁铁处于平衡状态,即条形磁铁所受摩擦力应与引力大小相等方向相反,故摩擦力的方向水平向左; 当滑片向右移动时,滑动变阻器接入电阻变大,由欧姆定律得螺线管内的电流减小,则可知螺线的磁性减弱,条形磁铁所受到的吸引力减小;因条形磁铁仍处于平衡状态,所以条形磁铁所受摩擦力也减小. 故选A. |
考点梳理
初中三年级物理试题“如图,条形磁铁置于水平桌面上,电磁铁水平放置且右端固定,当电”旨在考查同学们对
磁极间的相互作用、
安培定则(右手螺旋定则)、
欧姆定律及其应用、
滑动变阻器、
二力平衡的定义及条件、
……等知识点的掌握情况,关于物理的核心考点解析如下:
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根据试题考点,只列出了部分最相关的知识点,更多知识点请访问初三物理。
- 磁极间的相互作用
- 安培定则(右手螺旋定则)
- 欧姆定律及其应用
- 滑动变阻器
- 二力平衡的定义及条件
考点名称:磁极间的相互作用
相互作用:磁极是指具有吸铁特性的物体,同种磁极互相排斥,异种磁极互相吸引。
磁极颠倒:
地球磁极倒转造成的后果相当严重,将影响整个自然界。专家们指出,最大的灾难莫过于强烈的太阳辐射?。平时,这些宇宙射线在太空中就被地球磁场吞没了。然而地球两极倒转过程中一旦地球磁场消失,这些太阳粒子风暴将会猛击地球大气层,对地球气候和人类命运产生致命的影响。这一天如果真的到来,一些低轨道人造卫星也将完全暴露在太阳电磁风暴的吹打中,不久就会被完全摧毁。
这些变化将给卫星等航天器带来巨大危险,因为地球磁场对于来自外太空的高能量辐射有保护作用,就好像给卫星等航天器穿上了一层防辐射服。如果地球磁场发生了变化,那么围绕地球旋转的成千上万颗卫星和其他航天器将失去地球磁场的保护,它们将毫无保护地受到外太空高能辐射。
另外,许多靠地球磁场导航的生物,诸如燕子、羚羊、鲸鱼、鸽子?和趋磁性细菌等,都会迷失方向。
考点名称:安培定则(右手螺旋定则)
安培定则,也叫右手螺旋定则,是表示电流和电流激发磁场的磁感线方向间关系的定则。通电直导线中的安培定则
(安培定则一):用右手握住通电直导线,让大拇指指向电流的方向,那么四指的指向就是磁感线的环绕方向;通电螺线管中的安培定则
(安培定则二):用右手握住通电螺线管,使四指弯曲与电流方向一致,那么大拇指所指的那一端是通电螺线管的N极。
安培力公式
电流元I1dι 对相距γ12的另一电流元I2dι 的作用力DF12为:
μ0 I1I2dι2 × (dι1 × γ12)
df12 = ── ───────────
4π γ123
式中dι1、dι2的方向都是电流的方向;γ12是从I1dι 指向I2dι 的径矢。安培定律可分为两部分。其一是电流元Idι(即上述I1dι )在γ(即上述γ12)处产生的磁场为
μ0 Idι × γ
dB = ── ─────
4π γ3
这是毕 萨拉定律。其二是电流元Idl(即上述I2dι2)在磁场B中受到的作用力df(即上述df12)为:
df = Idι × B
安培定律公式:公式中的 积分为围道积分,等号右侧的电流为流入闭合面内的电流的代数和。μ0为常数,μ0 = 4π*10^-7。
力矩问题中的右手螺旋定则
力矩可分为力对轴的矩和力对点的矩。
力对轴的矩是力对物体产生绕某一轴转动作用的物理量。它是代数量,其大小等于力在垂直于该轴的平面上的分力同此分力作用线到该轴垂直距离的乘积;其正负号用以区别力矩的不同转向,按 右手螺旋定则确定: 以右手四指沿分力方向(X轴/Y轴),且掌心面向转轴 (X轴/Y轴) 而握拳,大拇指方向(Z轴)与该轴正向一致时取正号,反之则取负号。
考点名称:欧姆定律及其应用
欧姆定律
欧姆定律是电学中的基本定律和核心内容,是贯穿整个电学的主线。在同一电路中,通过导体的电流跟导体两端的电压成正比,跟导体的电阻阻值成反比,这就是欧姆定律,基本公式是I=U/R,U表示导体两端的电压,单位是V;R表示导体的电阻,单位是Ω;I表示通过导体的电流,单位是A。
欧姆定律学习的重难点
1、要理解欧姆定律的内容
(1)欧姆定律中的关于成正比、成反比的结论是有条件的。如果说导体中的电流与导体两端的电压成正比,条件就是对于同一个电阻,也就是说在电阻不变的情况下;如果说导体中的电流与导体的电阻成反比,条件就是导体两端的电压不变。
(2)注意顺序,不能反过来说,电阻一定时,电压跟电流成正比。这里存在一个逻辑关系,电压是原因,电流是结果。是因为导体两端加了电压,导体中才有电流,不是因为导体中通了电流才有了电压,因果关系不能颠倒。同样也不能说导体的电阻与通过它的电流成反比。我们知道,电阻是导体本身的一种性质,即使导体中不通电流,它的电阻也不会改变,更不会因为导体中电流的增大或减小而使它的电阻发生改变。
2、要知道欧姆定律的公式和单位 欧姆定律的表达式I=U/R,可变形为U=IR和R=U/I,但这三个式子是有区别的。
(1)I=U/R,是欧姆定律的表达式,它反映了通过导体的电流的大小跟导体两端所加的电压这个外部原因和导体本身的电阻这个内部原因之间的因果关系。
(2)U=IR,当电流一定时,导体两端的电压跟它的电阻成正比。不能说成导体的电阻一定时导体两端的电压与通过的电流成正比,因为电压是形成电流的原因。电压的大小由电源决定,跟I、R无关,此式在计算比值时成立,不存在任何物理意义。
(3)R=U/I,此公式也是一个量变式,不存在任何物理意义。不能误认为导体的电阻跟导体两端的电压成正比,跟导体中的电流成反比。公式中的I、U、R都要用国际单位,即电流的单位为安培,符号A;电压的单位为伏特,符号V;电阻的单位为欧姆,符号Ω。
3.要明白定律的适用范围
(1)定律只适用于金属导电和液体导电,对于气体、半导体导电一般不适用。
(2)定律只适用于纯电阻电路。如:电路中只接有电阻器、电热器、白炽灯等用电器的电路。对于非纯电阻电路,如:电动机电路、日光灯电路等,则不能直接应用。
4.要理解欧姆定律的注意事项
(1)物理量的同一性。叙述欧姆定律时,在两个 “跟”字后面都强调了“这段导体”四个字,它是指对电路中同一导体或同一电路而言。所以在运用欧姆定律I=U/R等进行计算时,必须注意同一性,即I、R、U必须是 同一导体或同一段电路中的物理量。在表示I、U、R 时,注意脚标的一一对应。
(2)物理量的同时性。由于电路的连接方式发生改变,开关的断开或闭合,或滑动变阻器滑片的左右移动都可能使电路中总电阻发生变化,从而可能引起电路中电流和各部分电阻两端的电压发生变化。因此,必须注意在同一时刻、同一过程中的电压、电阻与电流的相互对应,不可将前后过程的I、R、U随意混用。
欧姆定律知识框架:
欧姆定律解题技巧
根据串、并联电路的特点和欧姆定律的公式可进行有关计算。
解题的方法是:
(1)根据题意画出电路图,看清电路的组成(串联还是并联);
(2)明确题目给出的已知条件与未知条件,并在电路图上标明;
(3)针对电路特点依据欧姆定律进行分析;
(4)列式解答。
考点名称:滑动变阻器
滑动变阻器:滑动变阻器是电路中的一个重要元件,它可以通过移动滑片的位置来改变自身的电阻,从而起到控制电路的作用。在电路分析中,滑动变阻器既可以作为一个定值电阻,也可以作为一个变值电阻。
(1)构造:滑动变阻器的构成一般包括接线柱、滑片、电阻丝、金属杆和瓷筒等五部分。
(2)符号:常用Rx表示,元件符号位
(3)工作原理:通过改变接入电路中电阻丝的长度,可以逐渐改变电阻。
(4)优缺点:
优点:能连续地改变接人电路的电阻值;缺点:不能直接读出电阻值的大小。
滑动变阻器的作用
连接在电路中的滑动变阻器,能够起很多作用.
(1)若利用图甲研究欧姆定律,则在该实验中:“探究导体中的电流与导体两端的电压的关系”时,滑动变阻器的作用是改变导体两端电压;
“探究导体中的电流与导体的电阻的关系”时,滑动变阻器的作用是保持导体两端电压不变。
(2)若图乙是伏安法“测小灯泡电阻”的实验,则在该实验中,滑动变阻器的作用是为了进行多次测量,从而可以发现电压的大小对小灯泡灯丝电阻有影响;图乙也是伏安法测小灯泡额定电功率的实验,在该实验中,滑动变阻器的作用是为了使小灯泡两端的电压达到额定电压,从而使小灯泡正常发光.
(3)不论甲、乙两个电路研究目的是什么,滑动变阻器对两个电路起的共同作用是保护电路。
滑动变阻器的接法
1、限流式连接方式的特点
滑动变阻器用作限流时,其连接如图1所示。它是把滑动变阻器串联在电路中,用以控制或调节电路中的电流。使用时,连接滑动变阻器的导线应分别接金属杆一端和电阻线圈一端的接线柱。此电路中,待测电阻Rx两端电压的调节范围约为E·Rx/(R+Rx)和E之间。
2、分压式连接方式的特点
滑动变阻器用作分压时,其连接如图2所示。它是从滑动变阻器上分出一部电压在待测电阻上。其优点是当它的滑动触头从a端向b端滑动时,待测电阻Rx上可分得从零开始连续变化的所需电压(限流式不能),电压的调节范围是0和E之间,比用作限流时调节范围要大。
用滑动变阻器改变电流的方法
1.根据实际需要对滑动变阻器进行选择。每个滑动变阻器都有规定的最大电阻值和允许通过的最大电流值,通过它的电流不能超过最大电流值。
例如:滑动变阻器铭牌上的“20 Ω2A”是指滑动变阻器连入电路的最大阻值为20Ω,通过滑动变阻器的电流不能超过2A。
2.滑动变阻器一般与被控制部分串联。
3.为了保护电路,在闭合开关前要使滑片处于滑动变阻器阻值最大的位置。
4.滑动变阻器在接入电路时必须采用两个接线柱 “一上一下”的连接方法。
5.要使灯泡的亮度变亮,即需要使电路中的电流变大,则应该让滑动变阻器连入电路中的阻值变小。
考点名称:二力平衡的定义及条件
所谓“二力平衡”是指:物体在受到两个力作用时,如果保持静止状态或匀速直线运动状态,我们就说这两个力彼此平衡。理解二力平衡的含义,要抓住要点:
1. 一个物体,同时受两个力作用。
2. 物体保持静止状态或匀速直线运动状态。
二力平衡的条件是:作用在一个物体上的两个力,如果大小相等,方向相反,并且作用在同一直线上,这两个力就彼此平衡。
对于二力平衡的条件,我们必须注意以下四个要点:
1. 二力在同一直线上;
2. 二力作用在同一物体上;
3. 二力大小相等;
4. 二力方向相反。
平衡力和相互作用力
1.相同:大小相等 方向相反 在同一直线上
2.不同:平衡力:作用在同一物体上
相互作用力:作用在不同物体上
二力平衡练习题:
1.一只茶杯静止在桌面上,它在________的作用下保持______状态,我们就说__________.
2.作用在________的两个力,如果它们_______、________、____________,这两个力就是__________的.
3·静止在水平桌面上的一本书,质量为0.2千克,受到____力的作用,大小为____牛,方向是_______,此力的施力物体是_______;同时书还受到____力的作用,大小是______牛,方向是_______,此力的施力物体是_______,这两个力的关系是___________.
4.起重机的钢丝绳吊着货物匀速上升,货物受到____力和____力的作用,这两个力的施力物体是______和______,这两个力的关系是_______________.
隐含“二力平衡”的变形题:
考查二力平衡与平衡状态的试题很多,形式变化多样,有一些条件很直接,而有时具有隐蔽性,但始终遵循平衡力和平衡状态的对应关系,准确把握这一关系,适应多变题型。题型多以填空题、选择题的形式出现。
例:如图所示,各用4N的水平力沿相反的方向拉弹簧测力计的两端(弹簧测力计自重不计),则下列说法中正确的是( )
A.弹簧测力计的示数为4N,弹簧测力计受的合力为4N
B.弹簧测力计的示数为0N,弹簧测力计受的合力为0N
C.弹簧测力计的示数为8N,弹簧测力计受的合力为0N
D.弹簧测力计的示数为4N,弹簧测力计受的合力为0N
解析:本题考查弹簧测力计的原理,弹簧测力计是利用力产生的效果大小来测量力的大小的。弹簧测力计的构造是弹簧一端固定(与挂环相连的一端),叫做固定端;另一端与挂钩相连,叫做自由端。测量时,使固定端不动,拉力拉挂钩使弹簧伸长,拉力越大,弹簧伸长就越长,弹簧测力计的示数就越大,也就是说,弹簧测力计指针的示数等于作用在挂钩上的拉力的大小,是一端的力的大小,而不是两端的受力之和所以在本题中弹簧测力计的示数是4N。而把弹簧测力计作为研究对象,在一对平衡力作用下,合力是零。
答案:D
二力平衡的应用:
(1)用弹簧测力计测量物体所受重力时,就是利用二力平衡条件。
(2)放在桌面上的花瓶受到竖直向下的重力和桌面对他竖直向上的支持力,二力平衡。
(3)悬挂着的吊灯,受到竖直向下的重力和吊线对它竖直向上的拉力,二力平衡。
(4)在水平道路上匀速直线运动的汽车,水平方向受到向前的牵引力和向后的阻力,二力平衡。
(5)在竖直方向,汽车受到向下的重力和路面对它向上的支持力,二力平衡。