江苏省无锡市中考物理 电磁转换复习课件.ppt

十六章复习 电磁转换 从指南针到磁悬浮列车电能从哪里来 中考考点清单 考点一磁是什么1 认识磁现象 磁北极 n极 磁南极 s极 排斥 吸引 磁性 2 磁体的周围有什么 磁体的周围存在着一种看不见 摸不着的物质 人们将其称为 磁体之间的相互作用正是通过磁场发的 磁场对放入其中的磁体产生 的作用 磁场 力 3 磁感应线 一种描述磁场的方法 1 为了形象直观地描述磁场 物理学中人为地引入了磁感应线 简称 即用带箭头的曲线来描述磁场的某些特征和性质 2 在磁体外部 磁感线总是从磁体的 发出 最后回到 磁感线 n极 s极 3 磁场的方向 也是放在该点小磁针的n极指向 就是该点的磁场方向 4 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 4 地磁场 地球本身就是一个大磁体 这个大磁体的n极不在地球的南极 地理南极 而是在其附近 同样 大磁体的s极也是位于地理北极附近 越强 越弱 电流的磁场 1 奥斯特实验 该现象说明 通电导线的周围存在磁场 且磁场与电流的方向有关 2 通电螺线管的磁场 通电螺线管的磁场和条形磁铁的磁场一样 其两端的极性跟电流方向有关 电流方向与磁极间的关系可由安培定则来判断 安培定则 用右手握螺线管 让四指指向螺线管中电流的方向 则大拇指所指的那端就是螺线管的北极 考点二 电流的磁效应 电生磁 练习 1 标出n s极 n n n 2 标出电流方向或电源的正负极 n 3 电磁铁 越大 越多 4 电磁继电器a 电磁继电器是一种电子控制器材 是用较小的电流 较低的电压去控制较大电流 较高电压的一种 自动开关 考点三电动机为什么会转动1 磁场对导体具有 的作用 其作用的方向与电流方向 磁场方向有关 力 2 电动机 电 机械 左图是 的示意图 两个半环叫 它的作用是 说说线圈在如图这个位置具有什么特点 动动脑 考点四电能从哪里来1 电池 1 电池是一种把 转化成 的装置 电池提供的是直流电 2 电池种类 化学电池 光伏电池等 其他形式的能 电能 3 大多数电池的使用是一次性的 我们称之为原电池 但有的电池 如铅酸蓄电池 锂电池等则可反复充电使用 我们称之为蓄电池或二次电池 我国常用的1号 2号 5号 7号干电池都是原电池 它们的电压都是1 5v 4 太阳能电池 又称光伏电池 是将太阳能转化成 的装置 由于太阳能属于可再生能源 无污染 故太阳能的利用越来越受到人们的重视 电能 5 发电机 火力 水力 核能 2 怎样产生感应电流 1 电磁感应 英国科学家法拉第在1831年发现了电磁感应现象 2 内容 闭合电路的部分导体在磁场中做运动时产生电流的现象称为 现象 电磁感应中产生的电流称为 切割磁感线 电磁感应 感应电流 3 发电机 机械 电 3 电能的输送 1 高压输电 家庭用电的电压是220v 然而高压输电线上的电压通常都有几百千伏 采用高压输电 可以减少电能在输送线路上的损失 2 高压触电及其防护a 高压触电的形式 触电 触电 b 防护 为了防止高压触电造成人身伤害 必须远离高压带电体 电弧 跨步电压 电磁波产生 电流的迅速变化会在空间激起电磁波 传播 不需要介质 光波也是一种电磁波 真空中光的波速c 3 0 108m s 贵州三年中考 1 14贵阳9题3分 1831年英国物理学家法拉第发现了电磁感应现象 这一发现标志着人类电气化时代的到来 根据电磁感应原理制造的机器是 a 蒸汽机b 内燃机c 发电机d 电动机 c 解析 蒸汽机是将蒸汽的内能转化为机械能 不是利用电磁感应制造的 故a不符合题意 内燃机有汽油机和柴油机 是将内能转化为机械能的装置 不是利用电磁感应制造的 故b不符合题意 发电机是利用电磁感应将机械能转化为电能的装置 故c符合题意 电动机是利用通电导体在磁场中受力而制成的装置 不是利用电磁感应制造的 故d不符合题意 故选c 2 14遵义24题3分 如图所示是某科技小组设计的一种温度自动控制报警装置电路图 下列说法正确的是 第2题图 c a 当温度低于90 时 报警装置就会响铃 同时绿灯亮b 当温度低于90 时 报警装置就会响铃 同时红灯亮c 当温度达到90 时 报警装置就会响铃 同时红灯亮d 当温度达到90 时 报警装置就会响铃 同时绿灯亮 解析 由题图可知 该温度自动报警器的原理是 当温度低于90 时 控制电路断开 电磁铁无磁性 衔铁保持原来的状态 此时工作电路中绿灯亮 电铃不响 红灯不亮 a b错误 当温度达到90 时 由于温度计内的液体是导体 控制电路接通 电磁铁产生磁性 将衔铁吸引 将报警电路接通 电铃响 红灯亮 起到报警作用 c正确 d错误 故选c 3 12贵阳17题2分 电磁感应现象是英国物理学家法拉第划时代的重大发现 即在一定的条件下通过磁场可获得电流 这是一个原本存在的自然规律还是发明创造 在物理学历史上有许多发明与发现 请写出一个你所知道的发明事例 自然规律 发电机 其他合理答案均可 解析 在一定条件下通过磁场可获得电流 这是一个自然规律 不管是已发现还是没有被发现 它都客观地存在着 根据电磁感应现象 发明了发电机 根据通电导体在磁场中受力而运动 发明了电动机 4 14贵阳20题3分 如图所示 金属框abcd从一磁场区域上方自由下落 图中 为垂直进入纸面的磁感线 下落过程中金属框始终保持竖直状态 分析在金属框cd边进入磁场后 到ab边进入磁场前的某一过程中 它是否可能做匀速直线运动 请阐述理由 不计空气阻力 第4题图 答 有可能 当cd边进入磁场 因切割磁感线 产生感应电流 而通电导体在磁场中又会受力的作用 若此力与重力平衡 则金属框作匀速直线运动 解析 解答此题的关键是要正确理解力和运动的关系以及对线框进行正确的受力分析 这里要注意 物体做匀速直线运动时的受力情况有两种 不受力或者受平衡力 5 13贵阳27题2分 如图所示 请在图中画出在s闭合后 通电螺线管外部的磁感线 要求 只需要螺线管上 下用虚线各画一条即可 要标注箭头 第5题答图 第5题图 如答图所示 解析 从图可知 电流由右侧流入 左侧流出 由安培定则可知螺线管左侧为n极 右侧为s极 用虚线画磁感线 磁感线由n极指向s极 再根据磁感线方向的规定标出箭头即可 6 13遵义31 3 题2分 如图所示 图中已画出了通电螺线管的一条磁感线和静止在螺线管上方的小磁针 请在图中标出已画磁感线的方向和小磁针的n极 第6题答图 第6题图 如答图所示 解析 根据安培定则判断出通电螺线管的左端为n极 右端为s极 磁感线的方向是从n极出发回到s极 因此磁感线方向向右 磁场方向 磁感线方向和小磁针静止时n极指向相同 因而小磁针右端为n极 小磁针的磁极也可根据磁极间作用规律来判断 7 12遵义31 3 题2分 如图所示 为电磁铁和永磁体相互作用产生的磁场 请根据图中磁感线的方向标出永磁体a右端的磁极和电磁铁电源的 极 第7题答图 第7题图 如答图所示 解析 首先根据图示磁感应线的方向可知螺线管的左端为n极 右端为s极 则根据异名磁极相互吸引可知永磁体的右端为s极 再根据安培定则可以判断出螺线管外面的电流方向是向上的 即电源的右端为正极 左端为负极 8 13贵阳31题7分 为了 探究通过磁场获得电流的条件 小乐设计了如图所示的装置 主要器材有 铁架台 u形磁体 灵敏电流计 金属杆 金属杆用细导线连接并悬挂于铁架台上 开关及导线若干 第8题图 1 图中金属杆 灵敏电流计及开关的连接方式是 联 2 小乐安装好器材 便开始观察灵敏电流计 结果发现指针没有发生偏转 出现这个问题最有可能是因为 造成的 3 解决 2 中的问题后 小乐再次观察灵敏电流计 发现指针还是没有发生偏转 于是他晃动金属杆 发现灵敏电流计的指针发生了摆动 则表明电路中有了 通过 此时 就相当于电路中的电源 串 电路未闭合 金属杆 电流 4 经历了 2 3 的探究 小乐便得出了通过磁场获得电流的条件 有一个闭合的电路 电路的一部分导体要在磁场中运动 对于他的结论 你认为哪一条还不够准确 选填 或 要使结论准确 你应该怎样做 让金属杆沿不同的方向 以不同的形式运动 总 结出产生感应电流的运动方式 解析 1 实验时 要通过观察灵敏电流计的指针是否偏转 来确定电路中是否产生感应电流 所以灵敏电流计 金属杆 开关的连接方式应为串联 2 产生感应电流的条件 闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时 导体中会产生感应电流 灵敏电流计的指针没有发生偏转 说明未产生感应电流 原因可能是电路未闭合 3 当晃动金属 杆时 灵敏电流计的指针发生偏转 说明电路中有电流通过 金属杆就相当于电路中的电源 4 不够准确 通过前面的实验只能验证金属杆运动时可以产生电流 但是却不能确定金属杆的运动方向和运动形式 所以应让金属杆沿不同的方向 以不同的形式运动 总结出产生感应电流的运动方式 类型题展示类型一磁现象 命题解读 磁现象近6年共考查3次 贵阳2次 遵义1次 主要在选择题中考查 贵阳考查形式稍微特殊一点 涉及带电物体在磁场中的运动轨迹的判断 例1磁悬浮列车是利用两个同名磁极间相互 的原理来实现悬浮的 指南针中小磁针的南极指向地理的南极 这说明地球南极是地磁 极 常考类型剖析 北 排斥 解析 磁悬浮列车利用了同名磁极相互排斥的原理 使列车克服重力而悬浮起来 减小了摩擦力 从而使速度大大提高 地球本身是一个巨大的磁体 地磁北极在地理南极附近 地磁南极在地理的北极附近 变式题1下列关于磁场和磁感线的说法 正确的是 a 磁体周围存在着磁场b 磁体周围存在着磁感线c 磁感线就是磁场d 磁感线总是从s极出发回到n极 a 解析 据磁场的知识可知 磁体周围一定存在着磁场 故a正确 磁感线不是真实存在的 是人们为了研究方便而假想出来的 故b错误 磁感线是为了方便描述磁场而假想的 故磁感线并不是磁场 故c错误 在磁体的外部磁感线从磁体的n极出发回到s极 故d错误 故选a 类型二电磁铁 命题解读 电磁铁近6年共考查2次 贵阳1次 遵义1次 命题时结合生活背景考查电磁继电器在生活中的应用 例2 14自贡 如图所示是电磁继电器的构造和工作电路示意图 要使电磁铁对衔铁的吸引力变大 以下做法可行的是 a 去掉电磁铁线圈中的铁芯b 减少电磁铁线圈的匝数 例2题图 c c 适当增大电源a的电压d 适当增大电源b的电压 解析 去掉电磁铁线圈中的铁芯 会使磁性变弱 故a不正确 减少电磁铁线圈的匝数 电磁铁的磁性减弱 故b不正确 增大电源a的电压 可以增大通过电磁铁的电流 增强电磁铁的磁性 故c正确 增大电源b的电压 不会影响通过电磁铁的电流 不会改变电磁铁的磁性 故d不正确 故选c 变式题2如图所示是汽车启动装置电路简图 当钥匙插入钥匙孔并转动时 电磁铁得到磁性 此时电磁铁上端为 极 触点b与c 选填 接通 或 断开 汽车启动 变式题2图 接通 n 解析 依据电源正负极 可以确定电磁铁线圈中的电流正面环绕向右 再根据安培定则可以判断电磁铁上端为n极 此时电磁铁有磁性 吸引衔铁a向下 杠杆绕转轴推动触点b与c接通 类型三电磁作图 命题解读 近6年共考查7次 贵阳3次 遵义4次 考查内容涉及磁场 磁感线的理解 磁极的相互作用和安培定则的应用等 例3 14宿迁 一小磁针放在通电螺线管周围 静止时n极指向如图所示 请用箭头标出磁感线的方向 并用 符号在括号内标出电源正 负极 例3题答图 例3题图 如答图所示 解析 根据图示的线圈绕向和螺线管的n s极 利用安培定则可以确定螺线管中电流的方向是从螺线管的左端流入 右端流出 因此电源的左端为正极 右端为负极 磁感线方向从n极指向s极 1 各种电磁的作图步骤 1 已知电源的正负极 线圈绕法 2 已知小磁针的n s极 线圈绕法 3 已知螺线管的n s极 电源正负极2 电磁作图的注意事项 1 磁感线用虚线表示 且磁感线之间永不相交 2 磁感线的方向与磁场方向一致 在磁场外部磁感线的方向从n极到s极 3 电磁铁线圈绕线要保持一致 4 注意电流方向与磁场方向的关系 安培定则 变式题3 14襄樊 在图中标出通电螺线管磁感线的方向和静止小磁针的n s极 变式题3答图 变式题3图 如答图所示 解析 根据图示的线圈绕向和螺线管的n s极 利用安培定则可以确定螺线管中电流的方向是从螺线管的左端流入 右端流出 因此电源的左端为正极 右端为负极 磁感线方向从n极指向s极 类型四电动机和发电机 命题解读 近6年共考查5次 主要以选择题 实验题的形式考查 考查内容涉及对电动机和发电机的工作原理和能量转化的理解与应用 例4下列电器中 利用电磁感应工作原理的是 a 电动机b 发电机c 电烙铁d 电灯 b 解析 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 该现象叫电磁感应现象 发电机是利用电磁感应现象制成的 b选项正确 电动机是利用通电导体在磁场中受力运动的原理制成的 a选项错误 电烙铁是利用电流的热效应制成的 c选项错误 一般电灯都是利用电流热效应工作的 d选项错误 故选b 变式题4发电机是根据 原理制成的 依据图 所示的现象的原理可以制成电动机 将电能转化为机械能的装置是 变式题4图 电磁感应 乙 电动机 解析 发电机是根据电磁感应现象制成的 它是将机械能转化为电能的装置 图甲是电磁感应实验 当导体ab在磁场中做切割磁感线运动时 电路中会有感应电流产生 电流表指针偏转 将机械能转化为电能 根据这个原理制成了发电机 图乙是通电导体在磁场中受到力的作用的实验 闭合开关 导体ab有电流通过 在磁场的作用下将受力运动 在此过程中 将电能转化为机械能 根据这个原理制成了电动机 易错题探究易错点 四种电磁现象的辨析及其相关应用 实验突破 实验一影响电磁铁磁性强弱的因素 1 电磁铁通电后具有磁性的原理 利用电流的磁效应 2 磁场的基本性质3 比较磁性强弱的方法 转换法 通过观察吸引铁钉个数的多少 4 控制变量法的应用a 探究电磁铁磁性强弱跟线圈匝数的关系 控制电流不变 串联不同匝数的螺线管 b 探究电磁铁磁性强弱跟电流的关系 选择匝数一定的螺线管 通过调节滑动变阻器来改变电路中电流的大小 5 电磁铁的n s极的判断 安培定则 实验总结 电磁铁磁性的强弱与电流的强弱 线圈的匝数及有无铁芯等因素有关 在线圈匝数一定时 通过的电流越大 电磁铁的磁性越强 在电流一定时 外形相同的螺线管 线圈匝数越多 电磁铁的磁性越强 例1在探究 影响电磁铁磁性强弱的因素 实验中 实验室准备的器材有 电源 开关 滑动变阻器 两根完全相同的铁钉 表面绝缘的铜线 大头针若干 小明利用上述器材 制成简易电磁铁甲 乙 并设计了如图1所示的电路 图1 1 实验中通过观察电磁铁 的不同 可以判断电磁铁的磁性强弱不同 2 当滑动变阻器滑片向左移动时 电磁铁甲 乙吸引大头针的个数 选填 增加 或 减少 说明电流越 电磁铁磁性越强 3 我们采用 的方法 使通过两电磁铁电流相同 研究电磁铁磁性强弱与 的关系 根据图示的情境可知 选填 甲 或 乙 的磁性强 说明电流一定时 电磁铁磁性越强 数量 吸引大头针的 增加 大 将两电磁铁串联 线圈匝数 乙 线圈匝数越多 解析 1 通过观察电磁铁吸引大头针数量的不同 判断电磁铁的磁性强弱不同 并得出电磁铁吸引大头针越多 电磁铁磁性越强的结论 2 已知电源电压不变 当滑动变阻器滑片向左移动时 电路的总电阻减小 电路电流变大 电磁铁的磁性增强 吸收大头针数量增加 3 两个电磁铁串联在电路中 根据串联电路电流相等 所以两个电磁铁的电流相等 研究电磁铁磁性强弱跟线圈匝数的关系 图中显示 甲乙的铁芯相同 电流相同 乙吸引大头针多 所以乙的磁性越强 所以电流一定时 线圈匝数越多 电磁铁磁性越强 1 电磁铁是通过 原理制成的 2 图中甲 乙串联的目的是 3 乙铁钉的上端是电磁铁的 极 4 电磁铁吸引的大头针下端分散的原因是 5 通过实验可知电磁铁与永磁体相比具有的优点 电流的磁效应 控制电流相同 s 大头针被磁化 同名磁极相互排斥 磁性的强弱可以通过电流的大小和线圈的匝数来 磁性的有无可以通过电流的通断控制 控制 解析 1 电磁铁通电后有磁性 断电后无磁性 这是根据电流的磁效应原理制成的 2 串联电路中电流处处相等 甲 乙串联控制电流相同 3 根据右手螺旋定则 乙铁钉的上端是电磁铁的s极 4 大头针被磁化 同一端的磁性相同 相互排斥 所以下端分散 5 电磁铁与永磁铁相比 其磁性的有无可通过电流的通断来控制 磁性的强弱可通过影响因素来控制 而永磁体磁性的有无和强弱都不能在短时间内发生改变 实验二电动机为什么会转动 2010遵义25题 1 实验原理 磁场对通电导体有力的作用使电动机转动 2 实验方法 控制变量法 转换法 1 控制变量法的应用 a 与电流方向的关系 当保持磁场方向不变 改变电流方向时 金属杆向相反方向运动 b 与磁场方向的关系 当保持电流方向不变 改变磁场方向时 金属杆向相反方向运动 2 转换法的应用实验中可通过观察金属杆的运动快慢来判断金属杆受到磁场力的大小情况3 影响金属杆运动方向的因素 与电流和磁场的方向有关 4 能量的转化 在电动机工作过程中是将电能转化为机械能 例2为了探究电动机为什么会转动 小明根据电动机构造制作了一台简易电动机 如图2 他用回形针做成两个支架 分别与电池的两极相连用漆包线绕成一个矩形线圈 以线圈引线为轴 并用小刀刮去轴的一端全部漆皮 另一端只刮去半周漆皮将线圈放在支架上 磁体放在线圈下方闭合开关 用手轻推一下线圈 线圈就会不停地转动起来 图2 1 要想改变线圈的转动方向 小明可采用的措施是 写出两点 2 开关闭合后 如果电动机不转 可能的原因是 写出两点 3 小明还想设计一个能调节电动机转速的实验装置 他还需要的主要器材是 并在虚线框内画出实验电路图 电动机用符号 表示 改变电流方向 改变磁场方向 接线柱接触不良 磁场不够强 阻器 滑动变 解析 1 要想改变运动方向 应改变线圈在磁场中的受力方向 由左手定则可知应改变电流方向或磁场方向 2 线圈不转说明线圈可能不受磁场力 即电路中没有电流 此种原因可能是部分电路断开 一般来说可能是接线柱接触不良造成的 同时因线圈和转轴之间有阻力存在 故还有可能就是线圈受力 但是磁场力较小 无法带动线圈 导致这种现象的原 因有 磁铁的磁性不强 线圈的匝数太少 电源电压太小导致电流较小 3 要想控制线圈的转速 可以控制电流的大小 故可以接入滑动变阻器 将滑动变阻器与电动机串联即可起到控制电流的作用 原理如答图所示 1 实验中小明通过观察 来判断通电导体在磁场中受力的作用 2 电动机是将 能转化为 能 线圈转动 电 机械 解析 1 本实验中运用了转换法 即通过观察线圈的转动来判断通电导体在磁场中受力的作用 2 电动机原理实验中的能量转化是从电能转化成机械能 实验三怎样产生感应电流 1 产生感应电流的条件 导线和灵敏电流计组成闭合回路 导线在磁场中做切割磁感线运动 2 转换法的应用 通过观察灵敏电流表的偏转判断电路中是否产生感应电流3 控制变量法的应用 1 探究感应电流方向与导体运动方向的关系 控制磁感线方向不变 2 探究感应电流方向与磁感线的方向的关系 控制导体运动方向不变 4 感应电流较小时采用的措施 换磁性更强的蹄形磁铁 把导线换成线圈等 实验结论 闭合电路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 感应电流的方向与磁场的方向和导体运动的方向都有关系 例3 2014南昌 探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件 如图3所示 实验时 控制磁场方向相同 改变导体ab的运动方向 图3 步骤一 导体水平左右运动 如图3甲所示 电流计指针 这是因为 步骤二 导体竖直上下运动 如图3乙所示 电流计指针 这是因为 步骤三 导体水平左右运动 如图3丙所示 电流计指针偏转 电路中有电流产生 综合上面实验现象 可以得出感应电流产生的条件是 不发生偏转 开关没有闭合 不发生偏转 导体没有做切割磁感线运动 闭合电路的一部分导体在磁场 中做切割磁感线运动 导体中有感应电流 解析 导体水平左右运动 如题图甲所示 电流计指针不偏转 因为开关没有闭合 导体竖直上下运动 如题图乙所示 电流计指针不发生偏转 因为导体没有作切