1、第八单元 电与磁、信息及能源,第19讲 电与磁,考点一,考点二,考点三,考点四,考点五,考点六,考点七,图解物理,考点一磁现象 1.磁体:具有磁性(具有吸引铁、钴、镍等物质的性质)的物体。 2.磁极:磁体上磁性最强的部分。磁体有两个磁极,分别叫 南极(S极)和北极(N极)。 3.磁极间的相互作用:同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引。 4.如果让磁体在水平位置上自由转动,静止时总是一端指南,一端指北。指南的一端叫南极(S极),指北的一端叫北极(N极)。 5.磁化:一些物体在磁体或电流的作用下会获得磁性,这种现象叫磁化。 特别提示具有磁性的物体失去磁性的过程叫消磁。,考点一,考点二,考点三,考点四
2、,考点五,考点六,考点七,图解物理,考点二磁场 1.定义:磁体周围存在的一种特殊物质,能使磁针偏转。 2.基本性质:对放入其中的磁体有力的作用。 3.方向判定:在磁场中的某一点放入小磁针,小磁针静止时北极所指的方向即为该点的磁场方向。 4.磁感线:用来描述磁场强弱和方向带箭头的曲线。 (1)在磁体外部,磁感线总是从磁体的N极出发,最后回到S极; (2)磁体周围磁感线分布是立体的;磁感线分布越密集的地方,其磁性越强。,考点一,考点二,考点三,考点四,考点五,考点六,考点七,图解物理,5.地磁场 (1)在地球周围存在着磁场,小磁针指示南北是因为受到地磁场的作用; (2)地磁南极在地理北极附近,地磁
3、北极在地理南极附近,但地理的两极和地磁场的两极并不重合,世界上最早记述此现象的是我国宋代学者沈括。 特别提示(1)磁场是真实存在的,而磁感线是假想的,实际并不存在。 (2)在磁体内部,磁感线从S极到N极。 (3)磁感线不相交。 (4)磁感线上某一点的切线方向就是该点的磁场方向。,考点一,考点二,考点三,考点四,考点五,考点六,考点七,图解物理,考点三奥斯特实验 1.通电导线周围存在磁场,电流周围磁场方向跟电流方向有关。 2.该现象在1820年被丹麦物理学家奥斯特发现。,考点一,考点二,考点三,考点四,考点五,考点六,考点七,图解物理,考点四通电螺线管 1.通电螺线管外部的磁场与条形磁体的磁场相
4、似。 2.它两端的磁极跟电流方向有关,可以用安培定则判定。 3.安培定则: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。 4.通电螺线管特点 (1)通电螺线管对外相当于一条形磁体,两端磁性最强,为其磁极。 (2)通电螺线管两端磁极性质与线圈中电流方向有关。,考点一,考点二,考点三,考点四,考点五,考点六,考点七,图解物理,考点五电磁铁 1.构成:通电螺线管和里面的铁芯。 2.影响磁性强弱的因素: (1)同一个电磁铁,线圈中电流越大,磁性越强。 (2)当电流相同、螺线管外形一样时,线圈的匝数越多,磁性越强。 (3)通电螺线管中有铁芯比无铁芯时磁性强。
5、3.优点:电磁铁磁性的有无、强弱及磁场的方向可分别由电流的有无、大小及方向来控制。 4.应用:电磁继电器(电磁继电器的本质是一个由电磁铁控制的 开关)。,考点一,考点二,考点三,考点四,考点五,考点六,考点七,图解物理,考点六磁场对电流的作用 1.作用:通电导线在磁场中会受到力的作用。 2.力的方向:跟磁感线方向和电流方向有关。 3.能的转化:电能转化为机械能。 4.应用:直流电动机 (1)构造:由磁体、线圈、换向器和电刷组成。 (2)工作原理:利用通电线圈在磁场里受力而转动的原理工作的。 特别提示若导体中电流的方向或磁感线的方向有一个改变,则导体的受力方向也随之改变;若上述两个方向同时改变,
6、则导体的受力方向不变。,考点一,考点二,考点三,考点四,考点五,考点六,考点七,图解物理,考点七电磁感应 1.现象:闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,导体中有电流产生,这种现象叫作电磁感应,产生的电流叫作感应电流。 2.感应电流的方向:跟导体切割磁感线的方向和磁场方向有关。 3.能的转化:将机械能转化为电能。 4.应用:发电机 (1)构造:主要由线圈、磁体、换向器和电刷组成。 (2)工作原理:利用了电磁感应来工作的。,考点一,考点二,考点三,考点四,考点五,考点六,考点七,图解物理,5.直流电动机和交流发电机对比,方法技巧若导体切割磁感线的方向或磁场方向有一个改变,则感应电流的方
7、向也随之改变;若上述两个方向同时改变,则感应电流的方向不变。,考点一,考点二,考点三,考点四,考点五,考点六,考点七,图解物理,考点一,考点二,考点三,考点四,考点五,考点六,考点七,图解物理,考点一,考点二,考点三,考点四,考点五,考点六,考点七,图解物理,考点一,考点二,考点三,考点四,考点五,考点六,考点七,图解物理,考法1,考法2,考法3,考法1磁场与磁感线 典题1(2018湖北恩施)下列有关磁场的说法错误的是( ) A.磁体周围的磁场是真实存在的 B.磁感线是为了描述磁场而虚拟的封闭曲线 C.通电导体周围存在着磁场 D.地面上的指南针N极总是指向地理的南极 答案:D 解析:磁场是真实
8、存在的,A正确;磁感线是为了描述磁场分布而人为引入的,磁感线是闭合曲线,B正确;奥斯特研究发现,通电导体周围存在磁场,C正确;地磁场的南极在地理的北极附近,地磁场的方向由地理南极指向地理北极,所以地面上的指南针N极总是指向地理的北极,D错误。,考法1,考法2,考法3,方法归纳磁感线是描述磁场的模型,实际上并不存在;磁场是存在于磁体周围的物质,是客观存在的;磁感线和磁场的关系是命题热点。 磁场比较抽象,在认识和描述磁场的过程中主要采用以下方法: (1)通过磁场对放入其中的磁体或磁性物质产生吸引或排斥作用,确认它的存在,这属于转化法。 (2)用铁屑显示磁场的分布,实际上是铁屑在磁场中被磁化成小磁针
9、,由于受到磁场力的作用而有规律地排列起来。 (3)用人为引入的磁感线描述磁场,这是模型法。 磁场的方向:物理学规定小磁针的北极在磁场中某点所受磁场力的方向为该点磁场的方向,磁感线方向从磁体的北极出发到磁体的南极,在磁体内部是由南极到北极。,考法1,考法2,考法3,对应练1(2018广西桂林)小关在探究磁现象的活动中能够实现的是( C ) 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,考法1,考法2,考法3,对应练2 (2018山西)如今,说我们的生活是由磁铁支
10、撑着并不为过。史上最强力的钕磁铁广泛用于手机、电脑、冰箱等。如图所示,是小明同学用钕磁铁和曲别针进行的实验。通过实验情景,可以判定下列说法正确的是 ( B ) A.钕磁铁周围存在磁感线,不存在磁场 B.钕磁铁对放入其磁场中的曲别针有力的作用 C.钕磁铁周围各点的磁场方向都是竖直向下的 D.钕磁铁周围的磁场分布是均匀的,考法1,考法2,考法3,解析: 从图中可以看到,曲别针被钕磁铁吸引,看不到有磁感线存在,说明钕磁铁周围存在磁场,而且不存在磁感线,故A错误;钕磁铁对放入其磁场中的曲别针有吸引力,故B正确;从图中可以看出曲别针静止时并不都是竖直向下的,说明钕磁铁周围各点的磁场方向并不都是竖直向下的
11、,故C错误;从图片可以看出,越靠近钕磁铁,吸引的曲别针越多,说明钕磁铁周围的磁场分布并不是均匀的,故D错误。,考法1,考法2,考法3,考法2安培定则(右手螺旋定则) 典题2(2017安徽)如图所示的装置中,当开关S闭合后,下列判断正确的是( )A.通电螺线管外A点的磁场方向向左 B.通电螺线管的左端为N极 C.向左移动滑片P,通电螺线管的磁性减弱 D.小磁针静止后,其N极的指向沿水平向右,考法1,考法2,考法3,思路导引 审通读题干,明确此题主要考查与通电螺线管相关的知识。 析根据右手螺旋定则判断出螺线管左端为N极、右端为S极,所以螺线管外部的磁感线方向应该从左向右;滑片向左移动,接入电路的电
12、阻变小,电路的电流变大,磁性变强;螺线管的右端是S极,所以小磁针的左端应该是N极,N极的指向应沿水平向左。 判通过以上分析可知,选项A、C、D错误,正确答案是B。 答案:B,考法1,考法2,考法3,方法归纳利用安培定则判断通电螺线管极性与电流方向之间的关系,是历年中考必考的内容,常见的考查方式:已知螺线管中电流的方向(或电源的正、负极)和绕线方向,判断通电螺线管的磁极;已知通电螺线管的磁极和绕线方向,判断螺线管中电流的方向(或电源的正、负极);根据通电螺线管的磁极和电流的方向,画出螺线管的绕线方向。 磁场、磁感线、磁极间的相互作用规律以及通电螺线管极性的判断是重要知识点,它们的关系如下:,考法
13、1,考法2,考法3,对应练3(2017江苏连云港)一通电螺线管中的电流方向和其周围磁感线的分布如图所示,其中正确的是 ( B ),考法1,考法2,考法3,对应练4(2018山东威海)如图所示,GMR是一个巨磁电阻,其阻值随磁场的增强而急剧减小,当闭合开关S1、S2时,下列说法正确的是( D )A.电磁铁的右端为N极 B.小磁针将顺时针旋转 C.当P向左滑动时,电磁铁的磁性增强,指示灯变暗 D.当P向右滑动时,电磁铁的磁性减小,电压表的示数减小,考法1,考法2,考法3,考法3磁场对电流的作用和电磁感应现象 典题3(2017安徽芜湖)关于电与磁的各图中,说法正确的是( ),考法1,考法2,考法3,
14、A.甲图的装置是研究电磁感应原理的实验装置 B.乙图中的开关闭合后铜块将受到水平向右的吸引力 C.丙图研究发电机工作原理的实验装置图 D.丁图中电源的a端是电源的正极 答案:A 解析:由甲图可知,电路的一部分导体位于磁场中,电路中没有电源,有电流表,这是研究电磁感应的实验装置,故A正确;由于铜块不受磁场力作用,开关闭合后,铜块不会受到水平向右的吸引力,B错误;丙图是研究通电导线在磁场中受力的装置图,是电动机的工作原理的装置图,C错误;丁图中小磁针N向右,则螺线管左端是S极,由安培定则可知,a端是电源的负极,b端是电源的正极,D错误。,考法1,考法2,考法3,方法归纳电磁感应是变化的磁场会产生感
15、应电动势,而磁场对电流的作用是通电流的导体在磁场中会受到力的作用。一个相当于发电机,一个相当于电动机。,考法1,考法2,考法3,对应练5(2018山东淄博)如图是探究“通电导线在磁场中受力”的实验装置。瞬间接通电路,原来静止的导线ab向右运动。要使导线ab向左运动,可行的措施是( A )A.将磁体的N、S极对调 B.增大电源电压 C.换用磁性更强的磁体 D.将磁体的N、S极对调,同时改变电流的方向,解析: 通电导体在磁场中受到力的作用,受力方向与磁场方向和电流方向两个因素有关:一个是磁场方向,另一个是电流方向。如果只改变一个因素,则导体受力方向改变,如果同时改变两个因素,则导体受力方向不变。改
16、变电流大小,只能改变受力大小,不能改变受力方向,故选A。,考法1,考法2,考法3,对应练6(2017黑龙江)下列四幅图中,解释不合理的是( C )A.甲图,说明电流的周围存在磁场 B.乙图,闭合开关后,小磁针N极将顺时针偏转 C.丙图,发电机应用了磁场对电流的作用 D.丁图,说明电流相同时,线圈匝数越多,电磁铁磁性越强,命题点1,命题点2,命题点1影响电磁铁磁性强弱的因素 1.实验器材:一个线圈匝数可以改变的电磁铁、电源、开关、滑动变阻器、电流表、一堆大头针。 2.实验过程: (1)研究电磁铁的磁性强弱和电流大小的关系。把电源、开关、滑动变阻器、电流表和电磁铁连接成实验电路图,保持线圈匝数、线
17、圈横截面积不变,调整滑动变阻器滑片,使电流减小,观察电磁铁吸引大头针的数目。 再移动变阻器的滑片,使电流增大,观察电磁铁吸引大头针的数目。,命题点1,命题点2,(2)研究外形相同的螺线管,电磁铁的磁性强弱跟线圈匝数的关系。 保持线圈横截面积不变,改变接入电路中螺线管的匝数,同时调整滑动变阻器滑片,保持电流大小不变,观察电磁铁吸引大头针的数目是否变化。 3.实验结论:电磁铁磁性的强弱与线圈匝数和电流强弱有关。电流不变,匝数越多,电磁铁磁性越强;匝数不变,电流越强,电磁铁磁性越强。,命题点1,命题点2,典题1为探究“影响通电螺线管磁性强弱的因素”,小明以电池(电压一定)、滑动变阻器、数量较多的大头
18、针、铁钉以及较长导线为主要器材,进行如图所示的简易实验。,(1)他将导线绕在铁钉上制成简易螺线管,并巧妙地通过 来显示通电螺线管磁性的强弱。 (2)连接好电路,使变阻器连入电路的阻值较大,闭合开关,观察到图(a)所示的情景;接着,移动变阻器滑片,使其连入电路的阻值变小,观察到图(b)所示的情景。比较图(a)和(b),可知 图中的电流较小,从而发现,通过螺线管的电流越 (选填“大”或“小”),磁性越强。,命题点1,命题点2,(3)如图(c),将导线绕在两枚铁钉上,构成两个简易螺线管串联的电路。从图(c)的情景看出,在 相同的情况下,线圈的匝数越 (选填“多”或“少”),磁性越强。 答案:(1)吸
19、引大头针的多少(或“大头针”) (2)(a) 大 (3)电流 多 解析:磁性的强弱用吸引大头针的多少来显示,吸引大头针越多,说明磁性越强,所以通过观察到(b)比(a)中吸引更多的大头针,从而说明(b)中磁性强,而变动的只有滑片,引起电路改变的是电流,所以探究的是影响通电螺线管磁性强弱与电流强弱的关系。而(c)中的电流相同,观察到甲的线圈多,且吸引的大头针也多,所以探究的是影响通电螺线管磁性强弱与线圈的匝数的关系。,命题点1,命题点2,命题点2探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件 1.实验器材:灵敏电流计,蹄形磁铁,线框,条形磁铁,开关,导线。 2.实验过程:,(1)置闭合电路的部分导体于磁
20、场中,且保持导体与磁场相对静止,如图,观察电流计的指针变化情况。 (2)探究闭合电路的一部分导体在磁场中运动时产生感应电流实验时,控制磁场方向相同,改变导线ab的运动情况。 结论:闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,导体中就会产生感应电流。,命题点1,命题点2,(3)改变磁场方向,按下列实验进行,观察如图所示电流计的指针偏转情况。结论:闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,导体中就会产生感应电流,且感应电流方向与磁场方向有关。 分析论证:闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,导体中就会产生感应电流。,命题点1,命题点2,典题2(2018福建)如图是“探究导体在磁
21、场中运动时产生感应电流的条件”的实验装置,闭合开关后,导体棒、灵敏电流计、开关、导线组成闭合电路。实验观察到的现象如下表。,命题点1,命题点2,(1)实验时通过观察 来判断电路中是否产生感应电流; (2)由实验可知,闭合电路中的部分导体在磁场中做 运动时,电路中产生感应电流。 (3)比较第4次和第 次实验可知,导体棒运动方向相同时,感应电流的方向与磁场的方向有关。 (4)比较第7次和第8次实验可知 。 答案:(1)灵敏电流计指针是否偏转 (2)切割磁感线 (3)8 (4)感应电流方向和导体棒运动方向有关,命题点1,命题点2,解析:(1)实验时通过观察灵敏电流计指针是否偏转来判断电路中是否产生感
22、应电流; (2)闭合开关后,导体棒、灵敏电流计,开关、导线组成闭合电路。由表格数据可知,导体向上运动或向下运动时,不切割磁感线,此时电路中没有电流,可得出结论:闭合电路中的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,电路中产生感应电流; (3)由实验数据可知,第4次和第8次实验,导体运动方向相同,磁场方向不同,电流表指针的偏转方向也不相同,说明感应电流的方向与磁场的方向有关; (4)比较第7次和第8次实验可知,磁场方向相同,导体的运动方向不同,电流表指针的偏转方向不同,说明感应电流的方向和导体棒运动方向有关。,命题点1,命题点2,方法归纳闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,导体中就会产生感
23、应电流。解决本题的关键:一是掌握影响感应电流大小的因素;二是控制变量法和转换法的灵活运用。,1,2,3,4,5,6,7,8,1.(2018甘肃兰州诊断)关于地磁场,下列说法错误的是( B ) A.地球周围的磁感线从地球地理南极附近出发,回到地球地理北极附近 B.兰州地区地磁场方向由北向南 C.宋代沈括在梦溪笔谈中最早记录了地磁偏角 D.在地磁南极处,可以自由转动的小磁针的N极竖直指向地面,1,2,3,4,5,6,7,8,2.(2018甘肃兰州)如图所示,水平桌面上条形磁铁右端的N极正对电磁铁。当电磁铁中的电流增大时,条形磁铁向右做加速运动。则电磁铁中的电流是从a (选填“a”或“b”)端流入,
24、条形磁铁在运动过程中受到的摩擦力将不变 (选填“变大”“不变”或“变小”)。,1,2,3,4,5,6,7,8,3.(2018甘肃省卷)如图所示是一个水位自动报警器的原理图。水位到达金属块A之后,红 (选填“红”或“绿”)灯亮;当绿灯亮时电磁铁无 (选填“有”或“无”)磁性。,1,2,3,4,5,6,7,8,4.(2018甘肃兰州诊断)如图所示为某宾馆走廊照明灯的自动控制电路,走廊入口上方安装有光电传感器。开关S闭合,当人靠近到一定距离时,从光电传感器上发射的红外线经人体反射后被接收器接收,接收其中的光敏电阻R0阻值减小,使得控制电路中电流增大 ,同时电磁铁磁性增强 ,工作电路接通,电路发光。,
25、解析: 光敏电阻阻值减小时,控制电路电压不变,由欧姆定律判断电流增大电磁铁磁性增强。,1,2,3,4,5,6,7,8,5.(2018甘肃兰州中考)如图所示,将较长软电线的两端与灵敏电流表的两接线柱连接起来,两位同学手持电线像摇跳绳一样在空中摇动电线,使电线切割地磁场的磁感线。若灵敏电流表的指针发生偏转,则可以断定两同学站立在地面上的东西 (选填“东西”或“南北”)方向,这个实验的原理是电磁感应原理 。老师上课时常使用“小蜜蜂”扩音器,声音由话筒传入扩音器,经扩音器放大后又经扬声器传出。则在“小蜜蜂”中应用了上述原理的部件是话筒 (选填“话筒”或“扬声器”)。,1,2,3,4,5,6,7,8,6
26、.(2018甘肃省卷)电磁炮是一种先进的动能杀伤武器,它是利用磁场对通电导体作用的原理,对金属炮弹进行加速,具有速度快、命中率高等特点。下图中与此工作原理相同的是( D ),1,2,3,4,5,6,7,8,解析: A图中实验装置,无电源,研究电磁感应现象,故A错误;B图中实验为电流的磁效应,故B错误;C图中的实验是探究带电体的性质,故C错误;D图中实验装置,有电源,研究通电导体在磁场中受力,故D正确。,1,2,3,4,5,6,7,8,7.(2018青海西宁)下图中说法错误的是( C )A.图甲是发电机原理装置图 B.图乙是电动机原理装置图 C.图丙中动圈式话筒是电流磁效应原理 D.图丙是安培定
27、则判断通电螺线管的极性,1,2,3,4,5,6,7,8,解析: 甲图没有电源,是发电机的原理图,故A正确;图乙中有电源是电动机的原理图,故B正确;动圈式话筒的工作原理,其原理与发电机的原理相同,利用了电磁感应,故C错误;在通电线圈的周围空间一定存在着磁场,用安培定则判断螺线管极性并且磁场极性与电流方向有关,故D正确。,1,2,3,4,5,6,7,8,8.(2018甘肃兰州诊断)小明学了有关电磁方面的知识后,设计了如图所示的甲、乙两个装置。,1,2,3,4,5,6,7,8,(1)为了探究电磁感应现象,小明应选用 装置进行实验。 (2)小明选用甲装置探究有关知识时,进行了如下的操作,其中不能使电流
28、表指针发生偏转的是 。(填序号) 让直线ab在磁场中斜向上运动;让导线ab在磁场中沿水平方向左右运动;让导线ab沿竖直方向上下运动。 (3)如果在乙装置的实验中,当开关闭合时,发现直导线ab向左运动,若要使导线ab向左运动,你采取的措施是 。 (4)甲、乙两图的原理分别用于制造 和 。(选填“电动机”或“发电机”),1,2,3,4,5,6,7,8,答案:(1)甲 (2) (3)调换磁极(或调换电源正负极) (4)发电机 电动机 解析:(1)前者因动而生电,后者因电而生动,故二者的实验装置区别在于前者没有直接供电的电源,后者有直接供电的电源; (2)甲图中磁感线方向是从上到下,导体ab在磁场中斜向上会切割磁感线,左右运动会切割磁感线,上下运动不会切割磁感线; (3)乙图中改变磁场的方法,可以调换磁极,改变电流的方法,可以调换电源正负极; (4)前者因动而生电,可以用于制造发电机;后者因电而生动,可以用于制造电动机。,
