2018届中考物理 第二十章 电与磁.ppt

第二十章电与磁,一、磁现象和磁场1.磁现象:(1)磁体:磁体能够吸引_等物质。(2)磁极。定义:磁体上吸引能力_的两个部位。,铁、钴、镍,最强,南极和北极:能够自由转动的磁体,例如悬吊着的小磁针,静止时指南的那个磁极叫作_极,指北的那个磁极叫作_极。(3)磁极间相互作用的规律:同名磁极相互_,异名磁极相互_。(4)磁化:一些物体在磁体或电流的作用下获得_的现象。,南(S),北(N),排斥,吸引,磁性,2.磁场:(1)定义:_周围存在着的一种看不见、摸不着,能使磁针_的物质。(2)基本性质:对放入其中的磁体产生_的作用。(3)方向:小磁针静止时_所指的方向规定为该点磁场的方向。,磁体,偏转,力,北极,3.磁感线:(1)定义:可以方便、形象地描述_的一些带箭头的曲线。(2)方向:磁体外部的磁感线都是从_出发,回到_。(3)磁场强弱:磁感线分布越密的地方,其磁场_;磁感线分布越疏的地方,其磁场_。,磁场,N极,S极,越强,越弱,4.地磁场:(1)定义:_周围存在的磁场。(2)地磁场两极:地磁南极在地理_附近,地磁北极在地理_附近。,地球,北极,南极,二、电生磁1.电流的磁效应:(1)发现:丹麦物理学家_证实电流的周围存在着磁场,在世界上第一个发现电与磁的联系。(2)电流的磁效应:通电导线周围存在与_方向有关的磁场的现象。,奥斯特,电流,2.通电螺线管的磁场:(1)分布:通电螺线管外部的磁场与_的磁场相似。(2)极性:通电螺线管两端的极性与_的方向有关。,条形磁体,电流,(3)极性判断安培定则:用右手握住螺线管,让四指指向螺线管中_的方向,则拇指所指的那端就是螺线管的_极。,电流,N,3.电磁铁:(1)构造:把一根导线绕成螺线管,在螺线管内插入_,当有电流通过时,有较强磁性的磁体。(2)特点:有电流通过时有_,没有电流时就失去_。,铁芯,磁性,磁性,(3)影响磁性强弱的因素。匝数一定时,线圈中电流_,电磁铁磁性越强。电流一定时,外形相同的螺线管,匝数_,电磁铁磁性越强。(4)应用:电磁起重机、电铃、电磁继电器等。,越大,越多,4.电磁继电器:,(1)构造:_、_、弹簧、触点。(2)工作电路构成:低压控制电路和高压工作电路。(3)工作原理:利用_电路的通断间接地控制_电路。(4)实质:利用_来控制工作电路的一种开关。,电磁铁,衔铁,低电压、弱电流,高电压、强电流,电磁铁,三、电动机1.磁场对通电导线的作用:(1)作用:通电导线在磁场中受到_的作用。(2)影响方向的因素:力的方向与_、_有关。当电流的方向或者磁感线的方向变得相反时,通电导线受力的方向也变得_。,力,电流方向,磁感线的方向,相反,2.电动机:(1)基本构造:由能够转动的_和固定不动的_两部分组成。(2)原理:根据_的原理制成。,线圈,磁体,通电导体在磁场中受力运动,(3)换向器:每当线圈刚转过_时,自动改变线圈中的电流方向,使线圈持续转动下去。(4)能量转化:电能转化为_能。3.扬声器原理:通电线圈在_中受力运动。,平衡位置,机械,磁场,四、磁生电1.电磁感应:(1)发现:英国物理学家_。(2)内容:闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线的运动时,导体中就会产生_,产生的电流叫作_电流。,法拉第,电流,感应,(3)感应电流产生的条件。_电路;部分导体做_运动。(4)感应电流的方向:与导体_的方向和_的方向有关。,闭合,切割磁感线,切割磁感线,磁场,2.发电机:(1)原理:_。(2)构造:主要由_和_组成。(3)能量转化:_转化为_。3.动圈式话筒原理:_。,电磁感应,转子,定子,机械能,电能,电磁感应,【教材图解诊断自测】1.地球是一个巨大的磁体,最早利用地磁场指示方向的装置是图中所示的“司南”,静止时它的长柄指向南方,长柄应为该磁体的_(选填“N”或“S”)极。,S,2.某同学用如图所示装置研究电与磁的关系,比较甲、乙两图可知_;比较甲、丙两图可知_。,通电导体的周围存在着磁场,电流的磁场方向与电流方向有关,3.当扬声器中的线圈通过的电流方向如图所示时,线圈的左端是_极;当电流方向改变时,线圈将_运动;与扬声器原理相同的是_(选填“电动机”或“发电机”)。,S,反向,电动机,4.在如图所示的实验装置中,当铜棒向左运动时,电流表的指针将发生_,写出应用该原理制成的一种设备_。,偏转(转动),发电机,考点1磁场、磁感线、通电螺线管的磁场1.磁场、磁感线、通电螺线管磁场和磁极之间的关系:,2.“三向归一”判磁场:小磁针静止时N极指向、磁感线的方向、磁场方向是一致的,只要明确其中一个方向,其他两个方向也就可以确定,磁体的N、S极也能确定。,【规避失分点】(1)磁场是客观存在的,磁感线不是真实存在的,磁感线之间永不相交。(2)在磁体外部,磁感线从N极出发,回到S极;而在内部则由S极指向N极,从而形成闭合曲线。,【典例1】(2017烟台中考)小红梳理反思了“磁场和磁感线”相关知识,她归纳整理如下,其中正确的有()世纪金榜导学号59944237,磁场看不见摸不着,但是可以借助小磁针感知它的存在磁感线是磁体周围空间实际存在的曲线磁感线是铁屑组成的地磁场的磁感线是从地球南极附近发出回到北极附近A.B.C.D.,【精讲精析】选A。本题考查对磁场和磁感线的认识。磁场看不见摸不着,但可以借助小磁针感知它的存在,这是典型的转换法,故正确;磁感线是不存在的,是为了研究方便而假想的一些有方向的曲线,故错误;磁感线是不存在的,磁感线不是铁屑组成,故错误;,地球是一个巨大的磁体,地磁场的南极在地理北极附近,地磁场的北极在地理南极附近,故地磁场的磁感线是从地球南极附近发出回到北极附近,故正确。故选A。,【典例2】(2017扬州中考)如图,根据小磁针的指向,标出螺线管的N、S极和电流方向。,【精讲精析】本题考查安培定则的应用。由小磁针的指向,可知通电螺线管的右端为S极,左端为N极;根据螺线管的绕线方法,利用安培定则可判定:电源的右端为正极,则螺线管外侧电流的方向向上。,答案:如图所示。,【备选例题】1.(2016滨州中考)请利用图中给出的信息,帮助小迪同学在图中标出小磁针的N极、电源的正极,并用箭头标出磁感线的方向。,【精讲精析】本题考查通电螺线管的极性、磁感线。由图知通电螺线管的右端为S极,则左端为N极,根据异名磁极相互吸引,小磁针的右端为S极,则左端为N极。因为在磁体外部,磁感线总是从N极发出,回到S极,所以图中磁感线的方向是指向右的。根据右手螺旋定则,伸出右手使大拇指指示螺线管的左端,则四指弯曲所指的方向为电流的方向,所以电流从螺线管的右端流入,则电源的右端为正极。,答案:如图所示,2.(2016张掖中考)如图所示,开关闭合后,位于螺线管附近的小磁针N极指向如图,请在螺线管上画出导线的绕向。,【解题关键】解答本题抓住以下关键点:关键1:明确异名磁极相互吸引。关键2:知道安培定则的内容。,【精讲精析】本题考查磁极间的相互作用以及安培定则的知识。根据异名磁极相互吸引,螺线管的上端应该是N极,根据安培定则的内容,握住螺线管时,大拇指向上,四指弯曲方向即导线环绕方向。答案:如图:,【知识拓展】对磁场的进一步认识(1)磁场是客观存在的,而磁感线是为了方便、形象地描述磁场而假想的,属于辅助线条;细铁屑撒在磁体周围,模拟的是磁感线的形状,并不是得到了真实的磁感线。(2)小磁针在磁场中静止时N极的受力方向、静止时N极的指向、所在点处的磁场方向及磁感线上该点的切线方向,“四向”一致。,(3)磁感线表示磁场有以下特征。磁感线是一些闭合的曲线,即磁体周围的磁感线都是从磁体的N极出发,回到S极,而在磁体的内部,都是从磁体的S极指向N极。磁体周围的磁感线的分布是立体的,而不是平面的。,磁感线分布的疏密可以表示磁场的强弱:磁体两极处磁感线最密,表示两极处磁场最强。磁感线不相交。如图,假设两条磁感线a、b在空间某处相交于A点,那么在A点放一个小磁针,由a线可得它的N极应该指向P1方向,由b线可得N极应指向P2方向,而磁场中的一点只能有一个方向,故磁感线不能相交。,考点2电磁铁和电磁继电器1.电磁铁:(1)通电后有磁性的原理:电流的磁效应。(2)磁性有无:由通断电控制。(3)磁极极性:由电流方向控制,电流方向改变,磁极极性改变。,(4)磁性强弱:由电流大小和线圈匝数来控制,电流越大,线圈匝数越多,磁性越强。(5)磁性强弱判断:通过它吸引铁钉或曲别针等的多少来判断,吸引数量越多,磁性越强。,2.电磁继电器:(1)种类。,一种有两个触点静触点和动触点各一个,如图甲,多用于简单的控制电路中,是一个控制电路通断的开关。,另一种有三个触点两个静触点,一个动触点,如图乙,多用于复杂的自动控制电路中,它的动、静触点相当于一个单刀双掷开关,能实现的是电路的切换:当电磁铁有磁性时,电磁铁吸引衔铁,接通一个电路;当电磁铁无磁性时,弹簧弹起衔铁,断开一个电路同时接通另一个电路。,(2)相关电路设计。控制电路:电磁铁通过开关与电源相连。工作电路:根据题意,确定各元件的连接方式,将继电器的每对动、静触点看成一个开关,有时看成一个单刀双掷开关。,【典例3】(2017金华中考)在探究影响电磁铁磁性强弱的因素时,小科设计了如图所示的电路,下列相关说法不正确的是(),A.电磁铁A、B上方都是S极B.通过电磁铁A和B的电流相等C.电磁铁A的磁性强于电磁铁B的磁性D.向右移动滑片P,电磁铁A、B磁性都减弱,【精讲精析】选A。由安培定则可知,电磁铁A的上方为N极,B的上方为S极,故A错误;由题图可知,电磁铁A和B串联接入电路中,所以电流相等,故B正确;电磁铁A和B的电流相同,由题图可知A的线圈匝数多于B的线圈匝数,A的磁性强于B的磁性,故C正确;向右移动滑片P,滑动变阻器接入电路的电阻变大,根据欧姆定律可知,电流减小,电磁铁A、B磁性都减弱,故D正确。故选A。,【典例4】(2017武汉中考)如图所示是一种水位自动报警器的原理图。水位没有达到金属块A时,灯亮;水位达到金属块A时,由于一般的水是,灯亮。世纪金榜导学号59944238,【精讲精析】本题考查电磁继电器的应用。水没有达到金属块A时,控制电路没有接通,电磁铁没有磁性,在弹簧的作用下,动触点向上运动,L1所在电路接通,L1亮;水位达到金属块A时,由于一般的水中有电解质,是导体,控制电路接通,电磁铁产生磁性,衔铁被吸下,动触点向下运动,灯L2所在电路接通,L2发光。答案:L1导体L2,考点3电磁三种现象及其应用,【提分技法】电动机与发电机的区分区分二者的关键是“电”与“动”的先后,“电动机”是指电路中有电源,电引起动,即先电后动;“发电机”是指线圈的“动”使电路中有了电流,动引起电,即先动后电。,【典例5】(2016乐山中考)如图所示的四个装置可以用来研究有关物理现象或说明有关原理,下列表述正确的是世纪金榜导学号59944239(),A.图研究电磁感应现象B.图研究电磁铁磁性强弱与线圈匝数的关系C.图说明电动机原理D.图说明发电机原理,【解题关键】解答本题从以下角度分析:(1)装置中是否有电源,电磁感应现象和发电机装置中没有电源。(2)有电源的装置中是否有电流表,是否有线圈转动,有则是电动机原理装置图。,【精讲精析】选B。图研究的是电流周围存在磁场;图研究电磁铁磁性强弱与线圈匝数的关系;图说明电磁感应现象;图说明电动机的工作原理,故选项B的说法正确。,【典例6】(2017镇江中考)图示实验装置中,磁体和导体棒均水平放置,断开S2,闭合S1,使导体棒水平向右运动,电流表G的指针向右偏,这是现象,为使G的指针向左偏,可使导体棒向运动。断开S1,闭合S2,导体棒能运动起来,依此可制成(选填“电动机”或“发电机”)。,【精讲精析】本题考查电磁感应现象。电流表指针向右偏,说明电路中有电流产生,因而是电磁感应现象;感应电流方向与导体运动方向有关,为使G的指针向左偏,可使导体棒向与原来的方向相反的左方运动;断开S1,闭合S2,导体棒能运动起来,这是通电导体在磁场中受力运动,依此可制成电动机。答案:电磁感应左电动机,【知识拓展】电与磁相关作用的两个定则(1)右手定则:判断导体做切割磁感线运动时产生的感应电流的方向。磁感线穿过手心,大拇指指向导体运动的方向,四指所指的方向即为感应电流的方向(大拇指与四指所指方向垂直)。,(2)左手定则:判断通电导体在磁场中受力的方向。磁感线穿过手心,四指指向电流方向,大拇指所指的方向即为导体受力的方向(大拇指与四指所指方向垂直)。,【备选例题】(2016厦门中考)老师上课时常用“小蜜蜂”扩音,声音信号由话筒传入扩音器放大后从扬声器播出。话筒、扬声器的工作原理相当于()A.发电机、电动机B.电动机、发电机C.发电机、发电机D.电动机、电动机,【精讲精析】选A。本题考查电磁知识。话筒的原理是对着膜片发出声音,膜片振动产生变化的电流,属于磁生电,与发电机的原理相同;扬声器内的通电线圈在磁场中受力振动,带动纸盆发出声音,把变化的电流转化为声音,与电动机的原理相同。故选A。,主题一探究磁场对通电导线的作用【实验装置】,【实验方法】转换法、控制变量法。,【实验关键】(1)闭合开关,观察导体ab是否运动。(2)探究通电导线受力方向与电流方向的关系。思路:控制_不变,改变_,如图,对调电源正负极改变电流方向。,磁感线方向,电流方向,(3)探究通电导线受力方向与磁感线方向的关系。思路:控制_不变,改变_。如图,把蹄形磁体上下磁极对调一下改变磁感线方向。,电流方向,磁感线方向,【要点探究】(1)实验中,如何证明磁场对通电导体有力的作用?提示:闭合开关,当导体中有电流时,导体由静止变为运动,说明导体受到了力的作用,从而证明磁场对通电导体有力的作用。,(2)怎样增大通电导体在磁场中受力的大小?提示:增强磁场或者增大电流。(3)当电流方向和磁感线方向同时改变时,通电导线受力方向改变吗?提示:受力方向不变。,【示范案例】(2016青岛中考)探究磁场对电流的作用:(1)如图,闭合开关,导体ab向右运动,说明通电导体在磁场中受到的作用。据此原理可以制成。,(2)为使实验现象更明显,若把导体换用轻质塑料棒,实验(选填“能”或“不能”)成功,因为。,【解析】本题考查电与磁的知识。通电导体在磁场中会受到力的作用,依据此原理可制成电动机;若将导体棒换成塑料棒,由于塑料棒是绝缘体,则塑料棒上不会有电流,因此不会受磁场力的作用。答案:(1)力电动机(2)不能塑料是绝缘体,【延伸探究】结合【示范案例】思考以下问题:(1)闭合开关,导体ab向右运动,现在,如果只将磁场方向变为与原来方向相反,那么导体ab将向运动;如果同时将电流方向和磁场方向变为与原来方向相反,那么导体ab将向运动。(均选填“左”或“右”)(2)若使导体运动速度加快,你采用的方法是。,【解析】(1)保持电流方向不变,改变磁场方向,导体ab运动方向与原来相反;若两者同时改变,则导体运动方向不变。(2)若使导体运动速度加快可采用的方法是增强磁场、增大电流。答案:(1)左右(2)增强磁场、增大电流,主题二探究什么情况下磁可以生电【实验装置】,【实验方法】转换法、控制变量法。,【实验关键】(1)探究感应电流产生的条件。思路:闭合开关,让金属杆分别_运动,观察灵敏电流计的指针是否偏转。_开关,重新让金属杆分别沿不同的方向运动,观察灵敏电流计的指针是否偏转。,沿不同的方向,断开,(2)探究感应电流的方向与导体运动方向的关系。思路:保持_不变,改变_的方向,观察灵敏电流计指针的偏转方向。,磁感线方向,导体切割磁感线,(3)探究感应电流的方向与磁感线的方向的关系。思路:保持_不变,改变磁感线的方向(对调_),观察灵敏电流计指针的偏转方向。,导体运动方向,磁极,【要点探究】(1)实验中,产生的感应电流非常小,如何感知?怎样感知感应电流的方向?提示:靠灵敏电流计指针的偏转感知。感应电流方向靠灵敏电流计指针的偏转方向感知,若向右偏,则电流从灵敏电流计的正接线柱流入;若向左偏,则反之。,(2)实验中,由于产生的感应电流较小,应采取怎样的措施使现象明显?提示:要尽可能选用磁性强的蹄形磁体。可用导线制成匝数很多的线圈代替单根导线。切割磁感线时,要垂直且尽量快速。,(3)实验中,闭合开关,若保持导体不动,磁体运动,能否产生感应电流?提示:能产生感应电流。,【示范案例】(2017长沙中考)在探究“导体在磁场中运动时产生感应电流的条件”的实验中,用一根绝缘的细线将一根导体棒ab悬挂在蹄形磁铁的磁场中,再将导体棒ab、电流表及开关用导线连成一个闭合电路(如图所示);世纪金榜导学号59944240,(1)闭合开关,让导体棒ab保持静止,电路中(选填“有”或“无”)感应电流产生。(2)闭合开关,让导体棒ab沿(选填“竖直方向上下”或“水平方向左右”)运动时,电路中有感应电流产生。,【解析】本题考查电磁感应现象。(1)闭合开关,让导体棒ab保持静止,没有做切割磁感线的运动,电路中无感应电流产生。(2)闭合开关,当导体棒ab沿水平方向左右运动时,做切割磁感线的运动,电路中有感应电流产生。答案:(1)无(2)水平方向左右,【延伸探究】结合【示范案例】思考以下问题:,(1)本实验中,如果,我们就认为有感应电流产生。(2)在磁场中做切割磁感线运动时,可以观察到灵敏电流计指针发生偏转,其偏转的最大位置如图所示,此时的电流值为mA,这时ab棒成为一个电源,其中端为正极。,(3)保持电路闭合,当导体a、b向左运动和向右运动时,灵敏电流计的指针会向左和向右偏转,表明导线中的感应电流方向与有关