Transcript 20电与磁

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电与磁
主题
知识点
磁性、磁场和磁感线
电磁继电器的构造和工作原理
扬声器的构造和原理
奥斯特实验说明了电流周围存在磁场，磁场方向
跟电流方向有关
电磁铁的影响因素和优点
电与磁
磁场对电流的作用
电动机和发电机的工作原理及其能量转化
电磁感应和感应电流
探究通电螺线管外部磁场的方向
探究电磁相互作用规律
探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件
要求
认识
理解
探究
铁
排斥
吸引
磁性
磁力
北极(N极)
带箭头
北极
磁场
北极
沈括
南极
南极
磁场
电流
条形磁体
安培
铁芯
低压控制
低
弱
高
强
电信号
声信号
高压工作
电
受到力的作用
机械
电流方向
电流
产生电流
闭合
电磁感应
机械
切割磁感线
电
50
0.02
一、磁现象
1．磁体：物体具有吸引铁、钴、镍等物质的性质叫磁性，
具有磁性的物体叫做磁体．
2．磁极：磁体两端磁性最强的部分．
当小磁针悬挂静止时，指向南方的一端叫南极(S 极)，指向
北方的一端叫北极(N 极)．
3．磁极间的相互作用：
同名磁极互相排斥，异名磁极互相吸引．
4．磁化：一些物体在磁场或电流的作用下获得磁性的现象．
(1)永磁体：磁化后磁性能长期保存的物体(如钢)．
(2)软磁体：磁化后磁性很快消失的物体(如软铁)．
二、磁场
1．认识磁场：
(1)定义：磁体周围存在的能使小磁针偏转的一种物质．
(2)基本性质：磁场对放入其中的磁体会产生磁力的作用．
(3)方向：把小磁针放在磁体的周围，小磁针静止时 N 极的
指向就是该点的磁场方向．
2．磁感线：
(1)定义：为形象地描述磁场而人为设想的带有箭头的曲
线．
(2)方向：总是从磁体的北极(N 极)出来，回到南极(S 极)．
3．地磁场：
(1)磁场分布：地磁场的形状跟条形磁体相似．
(2)地磁南极在地理北极附近，地磁北极在地理南极附近．
①磁场是客观存在的，磁感线是假想的，不存在的．
②同一位置，磁场方向、小磁针静止时北极的指向和磁感
线的方向相同．
③磁极间的相互作用是通过磁场产生的，小磁针静止时总
是南北指向的，是因为受到地磁场的作用．
三、电生磁
1．奥斯特实验：
(1)揭示的规律：通电导线的周围存在磁场，磁场的方向跟
电流的方向有关，即电流的磁效应．
(2)电流的磁效应的应用：电磁铁．
2．通电螺线管的磁场：
(1)磁场分布：螺线管通电时会产生磁场，其磁场与条形磁
体的磁场相似．
(2)磁极的极性跟螺线管中的电流方向有关．
3．安培定则(右手螺旋定则)：
用右手握住螺线管，让四指指向管中的电流方向，则大拇
指所指的方向就是该通电螺线管磁场的北极(N 极)．
四、电磁铁
1．定义：插有铁芯的通电螺线管叫电磁铁．
2．影响电磁铁磁性强弱的因素：电流的强弱、线圈的匝数．
3．电磁铁的优点：
(1)磁性的有无可由电流的有无来控制．
(2)磁性的强弱可由电流的大小来控制．
(3)磁极的极性可由电流的方向来控制．
(4)应用：电磁继电器、扬声器、电磁起重机等．
五、电磁继电器
1．认识电磁继电器：
(1)实质：利用电磁铁来控制工作电路的一种开关．
(2)电路：由低压控制电路和高压工作电路两部分组成．
2．扬声器：
(1)原理：通电线圈在磁场中受到力的作用．
(2)作用：将电信号转化为声信号．
六、电动机
1．磁场对通电导线的作用：通电导线在磁场中受到力的作
用．
(1)受力的方向跟电流的方向、磁感线的方向有关；
(2)受力的大小跟电流的大小、磁场的强弱有关．
2．认识电动机：
(1)组成：磁体、线圈、换向器和电刷．
(2)原理：磁场对电流有力的作用．
(3)能量转化：电能转化为机械能．
(4)换向器：每当线圈刚转过平衡位置时，自动改变线圈中
的电流方向，使线圈继续转动下去．
七、磁生电
1．电磁感应现象：当闭合电路的一部分导体在磁场中做切
割磁感线运动时，电路中就会产生电流．产生的电流叫感应电
流．
(1)产生感应电流的条件：有磁场；闭合电路；一部分导体
切割磁感线．
(2)感应电流的方向与导体切割磁感线的方向、磁场方向有
关．
2．发电机：
(1)组成：磁体、线圈、铜环和电刷．
(2)原理：电磁感应．
(3)能量转化：机械能转化为电能．
3．我国交流电的频率为 50 Hz，周期为 0.02 s，即每秒钟
电流的方向改变 100 次．
考点 1 磁现象
【例 1】两条形磁铁之间的磁感线方向如图 10－1 所示，
则右边的条形磁铁 2 的 A 端为______极．小磁针静止时，B 端
为________极．
图 10－1
思维点拨：根据图中的磁感线画法，可以判断出磁铁1 和
磁铁2 相互吸引，再结合磁感线的方向总是从磁体的北极(N 极)
出来，回到南极(S 极)，可以判断出磁铁1 和磁铁2 的右端的磁
极．
答案：S
S
[教师参考·备选题] (2012 年滨州)下列说法正确的是(
)
A．磁感线是磁场中真实存在的曲线
B．在用磁感线描述磁场时，磁感线都是从磁体的 S 极出
发，回到 N 极
C．小磁针的 N 极在任何情况下都指向地理的南极
D．物理学中，把小磁针静止时 N 极所指的方向规定为该
点磁场的方向
答案：D
考点 2 电流的磁效应
【例 2】(2012 年沈阳)如图 10－2 所示的电路，开关 S 闭
)
合后，下列说法正确的是(
A．小磁针静止时，A 端为 N 极
B．小磁针静止时，B 端为 N 极
C．电磁铁左端为 N 极
D．向左移动滑片 P，电磁铁磁性减弱
图 10－2
思维点拨：先标出螺线管中的电流方向，根据安培定则可
以判断出通电螺线管的右端为 N 极，根据磁极间的相互作用规
律可以判断出小磁针静止时，A 端为 S 极．当滑片向左移动时，
接到电路中的电阻变小，电路中的电流增大，电磁铁的磁性增
强．
答案：B
[教师参考·备选题]如图 B16 所示，当开关 S 闭合后，滑动
变阻器的滑片向左移动时，下列说法正确的是(
)
A．螺线管磁性减弱，弹簧变长
B．螺线管磁性减弱，弹簧变短
C．螺线管磁性增强，弹簧变长
D．螺线管磁性增强，弹簧变短
答案：A
图 B16
考点 3 电磁继电器
【例 3】(2012 年菏泽)电磁继电器
广泛用于各种自动控制电路中，如图 10
－3 所示的是温度自动报警器的原理图，
)
下列说法错误的是(
A．温度计可以用酒精温度计
图 10－3
B．温度计是根据液体热胀冷缩的性质工作的
C．电磁继电器应用了电流的磁效应
D．电磁继电器是一种电路开关，它可以用一个电路控制
另一个电路
思维点拨：电磁继电器是电流的磁效应的应用之一，它是
利用低电压、弱电流电路的通断，来控制高电压、强电流电路
工作的装置．由于酒精是绝缘体，所以使用酒精温度计时，即
使温度达到报警温度，电磁铁也不会获得磁性．
答案：A
[教师参考·备选题]小明去超市，走到电梯前发现电梯运动
较慢，当他站在电梯上时又快了起来．小明根据所学的知识，
画出如图 B17 所示的电路(R 是一个压敏电阻)．小明分析：当
人站在电梯上，压敏电阻的阻值减小，则电磁铁的磁性变_____，
衔铁与触点______(填“1”或“2”)接触，电动机的转速变______．
图 B17
答案：强
2
快
考点 4 磁场对电流的作用和电动机
【例 4】(2012 年广州)如图 10－4 所示，使线圈位于两磁
极间：
(1)通电后，图10－4中ab段导线的电流方向是___________
_____(填“由 a 到 b”或“由 b 到 a”)．图 10－4中 ab 段导线所受磁
场力的方向向上，请用箭头标示出图 10－5中 ab 段导线所受磁
场力的方向．
(2)线圈转过图 10－6 所示的位置时，用__________ 的办
法可使线圈靠磁场力继续顺时针转动至少半圈．
(3)若把图 10－4 中的电源换为电阻，快速转动线圈，则电
阻发热．此过程中机械能先转化为________ 能再转化为_______
能．
图 10－4
图 10－5
图 10－6
思维点拨：在图 10－5 和图 10－4 中，线圈中的电流方向
和磁场方向相同，所以受力方向相同．在不改变磁场方向的情
况下，改变线圈中的电流方向，可以改变线圈的受力方向，可
以使线圈继续转动至少半圈．
答案：(1)由 a 到 b
如图 23 所示．
图 23
(2)改变电流方向
(3)电
内
1．(2012 年密云)下列实例中，应用了通电导体在磁场中受
力的是(
)
A．电热水器
B．电风扇
C．电磁铁
D．发电机
答案：B
考点 5 电磁感应和发电机
【例 5】如图 10－7 所示的是“探究怎样产生感应电流”的
实验装置，ab 是一根导体，通过导线、开关连接在灵敏电流
计的两个接线柱上．
图 10－7
(1)本实验中，如果__________________________，我们就
认为有感应电流产生．
(2)闭合开关后，若导体不动，磁铁左右水平运动，电路
________(填“有”或“无”)感应电流产生．
(3)小李所在实验小组想进一步探究“感应电流的大小跟
哪些因素有关”，小李猜想：“可能跟导体切割磁感线运动的
快慢有关．”
请你根据图 10－7 所示的实验装置，帮助小李设计实验来
验证他的猜想，你设计的实验做法是：____________________
__________________________________________________
_________________________________________________.
思维点拨：感应电流的有无可以通过灵敏电流计的指针是
否偏转来判断，感应电流的大小可以通过观察灵敏电流计的指
针偏转角度来判断．在探究感应电流的大小跟导体切割磁感线
运动的快慢的关系时，一定要体现控制变量的思想．
答案：(1)灵敏电流计的指针偏转
(2)有
(3)闭合开关，保持其他条件不变，只改变导体切割磁感线
的速度，观察电流计指针的偏转程度
2．(2012 年泰州)(1)如图 10－8 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．
图 10－8
图 10－9
(2)如图 10－9 所示的是一种“手摇充电式电筒”，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
电筒的制造原理是________________，其中那个滑动的物块是
______________．
答案：(1)发电
机械
(2)电磁感应现象(磁生电现象) 磁铁
1．(2012 年广东)选项中小磁针的指向正确的是(
答案：C
)
2．(2012 年梅州)探究影响电磁铁磁性强弱的因素时，按如
图 10－10 所示的电路进行实验，每次实验总观察到电磁铁 A吸
引大头针的数目比 B 多，此实验说明影响电磁铁磁性强弱的因
素是(
)
A．电流的方向
B．线圈的匝数
C．电流的大小
D．电磁铁的极性
答案：B
图 10－10
3．(2012 年茂名)如图 10－11 所示的是直流电动机的模型，
闭合开关后线圈顺时针转动．现要线圈逆时针转动，下列方法
中可行的是(
)
A．只改变电流方向
B．只改变电流大小
C．换用磁性更强的磁铁
D．对换磁极的同时改变电流方向
答案：A
图 10－11
4．(2012 年广东)如图 10－12 所示的是探究电磁感应现象
的实验装置．保持 U 形磁铁不动，闭合开关，若金属棒 ab 竖
直向上运动，此时灵敏电流表的指针________；若金属棒 ab 水
平向左运动，此时灵敏电流表的指针________．如果保持金属
棒 ab 不动，闭合开关，当 U 形磁铁水平向右运动时，灵敏电
流表的指针__________．(填“偏转”或“不偏转”)
图 10－12
答案：不偏转
偏转
偏转
5．(2011 年肇庆)如图 10－13 所示，以下四种措施中不能
使电流表指针偏转的是(
)
A．将条形磁铁向下插入线圈中
B．将条形磁铁从线圈中抽出
C．让条形磁铁静止在线圈中
D．让条形磁铁静止而将线圈向上移动
答案：C
图 10－13