河南中考物理 第一部分 教材知识梳理 第20章 电与磁课件 （新版）新人教版.ppt

第二十章电与磁 磁现象 1 磁性 能够吸引 等物质的质 2 磁极 磁体的吸引能力 的两个部位叫做磁极 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做 极或 极 指北的那个磁极叫做 极或 极 铁 钴 镍 最强 s 南 北 n 中招考点清单 考点一磁现象磁场 3 磁极间相互作用 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会获得 这种现象叫做磁化 磁性 排斥 吸引 2 磁场 1 定义 磁体周围存在着一种物质 能使磁针偏 这种物质看不见 摸不着 我们把它叫做磁场 2 基本性质 对放入其中的磁体有 3 方向 物理学中把小磁针静止时 极所指的方向规定为该点磁场的方向 力的作用 北 10 11 4 磁感线 定义 我们把小磁针在磁场中的排列情况 用一些 的曲线画出来 可以方便 形象地描述磁场 这样的曲线叫做磁感线 方向 用磁感线描述磁场时 磁体外部的磁感线都是从磁体的 极出发 回到 极 带箭头 3 地磁场 地球周围存在着磁场 地磁场的北极在地理 极附近 地磁场的南极在地理 极附近 南 北 北 n 南 s 12 13 14 16 15 磁感线的认识 1 磁感线可以表示磁场的强弱 其密集处磁场较强 稀疏处磁场较弱 2 磁感线布满磁体周围的所有空间 并且磁感线不相交 3 磁感线的形状可以是直的 也可以是弯曲的 4 磁感线上任意一点的切线方向与该点的磁场方向一致 5 在磁体外部 磁感线从磁体n极指向s极 在其内部则相反 从而形成闭合的曲线 1 将一个条形磁体从中间切成两半 则这两部分都将只有一个磁极 2 磁场对放入其中的物体有力的作用 将条形磁铁分成两部分 则这两部分都会成为一个新的磁体 都有两个磁极 磁场对放入其中的磁体有力的作用 3 磁感线是真实存在的曲线 从磁体的n极出发 回到s极 4 地磁场的n极与小磁针静止时 极的方向一致 s 磁感线是为了形象地描述磁场而引进的闭合曲线 不是真实存在的 1 电流的磁效应 1 丹麦物理学家 最早证实了电流周围存在磁场 最早发现了电与磁的联系 2 电流的磁效应 通电导线周围存在与 方向有关的磁场 这种现象叫做电流的磁效应 奥斯特 电流 考点二电生磁 18 17 2 通电螺线管的磁场 1 通电螺线管外部的磁场与条形磁体的磁场一样 它的两端相当于条形磁体的两个磁极 2 影响因素 通电螺线管两端的极性与螺线管中 的方向有关 电流 19 3 安培定则 如图所示 用 手握住螺线管 让四指指向螺线管中 的方向 拇指所指的方向就是通电螺线管的 极 右 北 或n 电流 22 21 20 1 电磁铁 1 构造 如果把一根导线绕成螺线管 再在螺线管内插入 当有电流通过时 它会有较强的磁性 2 定义 在有电流通过时有 没有电流时就失去 我们把这种磁体叫做电磁铁 铁芯 磁性 磁性 考点三电磁铁电磁继电器 23 25 24 2 电磁铁的磁性 1 电磁铁的磁性的影响因素 对于外形相同的线圈 电磁铁磁性的强弱跟线圈的匝数和电流的大小有关 匝数一定时 通入的电流越 电磁铁的磁性越强 电流一定时 外形相同的螺线管匝数越 电磁铁的磁性越强 多 大 26 27 2 应用 电磁起重机 电动机 发电机 电铃 电磁继电器 全自动洗衣机的进水 排水阀门 卫生间里感应式冲水器的阀门以及高速磁悬浮列车都用到电磁铁 3 电磁继电器 1 实质 电磁继电器就是利用 来控制工作电路的一种开关 2 工作原理 是利用 电压 电流电路的通断 来间接地控制 电压 电流电路通断的装置 电磁铁 低 弱 28 29 30 31 32 强 高 3 构成及其工作原理 由电磁铁 衔铁 弹簧 触点组成 其工作电路由 电路和 电路两部分构成 低压控制 高压工作 34 33 1 磁场对通电导线的作用 通电导线在磁场中要受到力的作用 力的方向跟 的方向 的方向都有关系 当电流的方向或者磁场的方向变得相反时 通电导线受力的方向也变得 电流 磁场 相反 考点四电动机 35 36 37 2 电动机 1 原理 磁场对 有力的作用 2 构造 转子 定子 有换向器无铜滑环 3 能量转化 转化为 通电导线 电能 机械能 38 39 40 1 电磁感应现象 1 发现了电磁感应现象 2 电磁感应现象 电路的一部分导体在磁场中做 运动时 导体中就产生 这种由于导体在磁场中运动而产生电流的现象叫做电磁感应 产生的电流叫做 法拉第 闭合 切割磁感线 电流 感应电流 考点五磁生电 45 44 43 42 41 3 感应电流产生的条件 电路 导体做 运动 4 感应电流的方向 与导体 方向和 方向有关 运动 磁场 闭合 切割磁感线 47 49 48 46 2 发电机 1 原理 2 构造 转子 定子 有铜滑环无换向器 3 能量转化 能转化为 能 电磁感应现象 机械 电 52 51 50 1 如图所示为地磁场示意图 地磁南极在地理北极附近 最早发现地磁两极与地理两极存在偏差的是 2014天津t8改编 沈括 教材图片解读 命题点电磁现象及物理学史 rj九年级p122图20 1 8 hkp141图17 9 jk九上p107图7 1 11 sk九下p35图16 9 2 如图所示观察比较甲 乙两图 可得出的结论是 观察比较甲 丙两图可得出的实验结论是 2012六盘水t25改编 通电导体周围存在磁场 磁场方向与电流方向有关 命题点电磁现象及物理学史 rj九年级p124图20 2 2 3 最早利用地磁场指示方向的装置是图甲所示 司南 古文 论衡 是应篇 中记载 司南之杓 用途 投之于地 其柢 握柄 指南 则勺柄应为该磁体的 选填 n 或 s 极 2014咸宁t16改编 s 命题点电磁现象及物理学史 rj九年级p119图20 1 1 hk九年级p141图17 10 jk九上p104图7 1 1 4 如图是电磁起重机工作的情景 它工作时利用了电流的磁效应 因此电磁起重机应选用 选填 永磁体 或 电磁铁 2011海南t12改编 电磁铁 命题点电磁铁及其理解 rj九年级p129图20 3 1 jk九上p115图7 3 1 5 如图所示装置 它的外部并联了两个发光二极管 二极管是用半导体材料制成的 当转动该装置手柄时 二极管发光 则该装置是一台 选填 发电机 或 电动机 2014抚顺t20改编 发电机 命题点电磁感应及其应用 rj九年级p139图20 5 4 通电导体在磁场中受到力的作用 命题点电磁感应及其应用 rj九年级p141图20 5 10 1 14河南5题2分 在一块有机玻璃板上 安装一个用导线绕成的螺线管 在板面上均匀撒满铁屑 通电后铁屑的分布如图所示 图中a b两点相比 点磁场较强 实验中 选填 能 或 不能 用铜屑代替铁屑显示磁场分布 a 不能 河南五年中招 第1题图 解析 磁体上磁性最强的部分叫磁极 我们可以用铁屑来显示磁体磁性的强弱 铁屑分布越密的地方 磁性越强 从题图中可以看出在a点铁屑的数量明显比b点多 所以a点的磁性更强 磁体能够吸引铁 钴 镍 而不能吸引铜 故不能用铜屑代替铁屑显示磁场分布 2 13河南7题2分 如图所示 用两根橡皮筋悬挂的均匀金属棒ab水平处于磁场中 当棒中通由a向b的电流时 金属棒静止 橡皮筋刚好处于松弛状态 导线对金属棒的作用力忽略不计 此时金属棒受到的磁场力方向为 若要使橡皮筋处于拉伸状态 在不人为对棒施力的条件下 请提出一项可行的措施 竖直向上 改变电流方向 或使磁场反向 减小电流 减弱磁场等 第2题图 解析 橡皮筋刚好处于松弛状态 说明金属棒ab受重力和磁场力的作用而保持平衡状态 所以磁场力与重力是一对平衡力 它们大小相等 方向相反 故磁场力的方向是竖直向上的 要使橡皮筋处于拉伸状态需要改变磁场力的方向 只需改变电流方向即可 也可通过改变磁场方向 减小电流 减弱磁场等方法来实现 3 11河南7题2分 如图是一种 闯红灯违规证据模拟器 的工作原理图 光控开关接收到红光时会自动闭合 压敏电阻若同时受到车的压力 其阻值变小 电磁铁的磁性因电路中电流的改变而变 选填 强 或 弱 当电流变化到一定值时 衔铁与触点 选填 1 或 2 接触 电控照相机工作 拍摄违规车辆 2 强 第3题图 解析 当红灯亮时 电磁铁所在电路接通 若此时有车辆闯红灯而压到压敏电阻时 压敏电阻受到车的压力而使电阻变小 电路中的电流变大 电磁铁的磁性变强 将衔铁吸下和触点2接触 电控照相机电路接通 对违规车辆进行拍摄 4 11河南8题2分 如图所示 在观察奥斯特实验时 小明注意到置于通电直导线下方的小磁针的n极向纸内偏转 小明由此推测 若电子沿着水平方向平行地飞过磁针上方时 小磁针也将发生偏转 请你说出小明推测的依据是 你认为磁针的n极会向 选填 纸内 或 纸外 偏转 电子的定向移动形成电流 电流周围存在磁场 纸外 第4题图 解析 电荷的定向移动形成电流 电流的方向与电子定向移动的方向相反 当电子沿着水平方向向右平行地飞过磁针上方时 在小磁针的上方会形成方向向左的电流 而电流周围存在着磁场 由于磁场的方向与电流方向有关 所以在电子所形成的电流周围的磁场与题中甲图的相反 故小磁针的偏转方向相反 即磁针的 极会向纸外偏转 d 第5题图 解析 线圈中有电流流过时 它受力转动带动指针偏转 是利用了通电导体在磁场中受力的原理 与电动机原理相同 故选d 6 11河南15题2分 如图所示是动圈式话筒的构造示意图 当人对着话筒说话时 声音使膜片振动 与膜片相连的线圈在磁场中运动 产生随声音变化而变化的电流 经放大后通过扬声器还原成声音 下列设备与动圈式话筒工作原理相同的是 a 电铃b 电饭锅c 电动机d 发电机 d 第6题图 解析 根据题中描述 线圈在磁场中运动 产生随声音变化而变化的电流 即产生了感应电流 应用了电磁感应现象 发电机也是应用电磁感应现象将机械能转化为电能 故选d 7 12河南18题4分 用如图所示的实验装置探究 产生感应电流的条件 第7题图 1 实验中 观察 来判断电路中是否有感应电流 电流表指针是否偏转 解析 电路中有电流时 电流表的指针偏转 因此可以通过观察电流表的指针是否偏转来确定是否产生了感应电流 2 闭合开关 若导体ab不动 左右移动磁铁 电路中 选填 有 或 无 感应电流 有 解析 要产生感应电流 必须同时具备两个条件 电路是闭合的 部分导体做切割磁感线运动 导体ab不动 左右移动磁铁时 利用运动和静止的相对性可以确定 导体也做切割磁感线运动 具备感应电流产生的两个条件 所以电路中有感应电流产生 3 在仪器和电路连接都完好的情况下 某小组的实验现象不太明显 请提出一条改进措施 将导体ab换成多匝线圈 使用磁性更强的磁铁 增大导体ab切割磁感线运动的速度 任答一项即可 解析 感应电流的大小与磁场的强弱 导线切割磁感线的速度及切割磁场的导线匝数有关 可根据磁场及线圈的特点进行改进 如磁场的强弱 切割的速度 磁场的宽度及线圈的匝数等 4 该实验的结论是 闭合电路的一部分导体 在磁场中做 磁感线运动时 导体中就会产生感应电流 切割 解析 闭合电路中的部分导体 在磁场中做切割磁感线运动时 导体中会产生感应电流 8 13河南22题9分 小强利用压力传感器 电磁继电器 阻值可调的电阻r等元件 设计了一个汽车超载自动报警电路 如图甲所示 他了解到这种压力传感器所受压力越大时 输出的电压u就越大 二者的关系如图乙所示 闭合开关s 当继电器线圈中电流大于或等于20ma时 衔铁被吸合 已知传感器的输出电压u即为继电器控制电路的电源电压 线圈的电阻为20 1 车辆不超载时 工作电路中绿灯亮 当传感器所受压力增大到一定程度时 红灯亮 说明汽车超载 请你判断灯 选填 l1 或 l2 是红灯 l2 第8题图 解析 由图可知 压力传感器与可调电阻串联 由图像可知压力传感器所受的压力越大时 输出的电压u就越大 当汽车超载时 由于电路中的电压增大 流过继电器线圈的电流增大 衔铁吸合 右端的工作电路接l2 则红灯为l2 2 某水平公路桥禁止质量大于或等于20t的车辆通行 要用小强设计的装置为此桥报警 r的阻值应调节为多少 g取10n kg 解 车辆对地面的压力由图可知此时输出电压为1v 当电路中的电流为0 02a时 衔铁恰好被吸合 此时电路的总电阻为r总 r的阻值应调到r r总 r0 50 20 30 3 在水平路面上 要使该装置报警 通过车辆的最小重力为多少 解 要使车辆的重力最小则将r的阻值调到零 压力传感器提供电压最小 此时电源电压为u ir0 0 02a 20 0 4v由图像可知重力为0 8 105n 4 请你运用所学物理知识 说明超载的一项危害 超载时对地面的压强过大 容易压坏路面 解析 汽车超载不仅对地面的压强过大 容易压坏路面 而且在超载的状态下 由于汽车的质量增大 所以惯性也增大 在刹车时 由于惯性大 汽车不能立即停止 容易造成交通事故 s 地磁场 常考类型剖析 解析 地球是一个巨大的磁体 地磁场的 极在地理南极附近 地磁场的s极在地理北极附近 指南针能指南北是因为地磁场的作用 根据磁极间的相互作用规律异名磁极相互吸引 同名磁极相互排斥知指南针静止时指南的那端是s极 2 15巴中 关于磁场 下列说法中正确的是 a 磁体周围的磁感线从磁体 极发出 回到磁体s极b 磁极间的相互作用不都是通过磁场发生的c 磁感线是磁场中真实存在的一些曲线d 地磁场的n极在地理北极附近 s极在地理南极附近 与地球两极并不完全重合 a 解析 在磁体的外部 磁感线从磁体n极发出 回到磁体s极 故选项a是正确的 磁极间的相互作用都是通过磁场发生的 故选项b是错误的 磁感线不是真实存在的 只是一种假想的曲线 故选项c是错误的 地磁场的n极在地理南极附近 s极在地理北极附近 与地球两极并不完全重合 故选项d是错误的 故选a 类型二安培定则的理解与应用 名师点拨 已知极性判断电流方向 伸开右手 大拇指指向n极 用右手握住通电螺线管上边的一匝线圈 则此时四个手指的方向为通电螺线管中电流的方向 如下图所示 已知电流方向判断极性 用右手握住通电螺线管上边的一匝线圈 并使四指指向电流的方向 大拇指所指的方向为通电螺线管的 极 如下图所示 3 15吉林 如图所示 根据磁感线方向 可以判断 电源的a端为 极 小磁针的b端为 极 负 n 解析 由题图可知 螺线管右端为n极 根据安培定则可知 电源的左端为正极 右端为负极即a端为负极 磁体周围的磁感线从n极出来 流回s极 磁感线方向与小磁针静止时n极的方向一致 故小磁针b端为n极 第3题图 4 15来宾 在下列通电螺线管中 小磁针静止时n极指向正确的是 a 解析 根据安培定则由螺线管中的电流方向判断出螺线管的磁极性 再根据磁场的方向 或磁极间的相互作用规律 得出小磁针静止n极指向 a符合题意 类型三电磁作图 名师点拨 电磁作图步骤 由电源正负极标出螺线管上电流的方向 由绕线和电流方向确定右手的握法 根据安培定则确定螺线管的n s极 由磁极间的相互作用 同名磁极相互排斥 异名磁极相互吸引 确定小磁针的n s极 注意 磁感线用虚线表示 且磁感线之间互不相交 磁感线方向与磁场方向一致 在磁体外部磁感线的方向n极到s极 5 15贵阳 如图所示 是小磁针的一端靠近条形磁体s极静止时的情景 请在图中的括号内标出小磁针的n s极 并用箭头标出条形磁体外部磁感线的方向 n s 第5题图 解析 根据条形磁体周围的磁场分布标出磁感线的方向 根据磁极间的相互作用规律标出小磁针的极性 具体步骤为 在磁感线上标注箭头 从n极指向s极 标注小磁针的n极和s极 6 15黔南州 将图中的电磁铁连入你设计的电路中 在虚线框内完成 要求 电源电压恒定不变 电路能改变电磁铁磁性的强弱 闭合开关s 小磁针静止时 其n s极如图所示 第6题图 解析 由磁极间的相互作用规律可知 通电螺线管的左端应为n极 再由右手螺旋定则得出电流从右边的导线流入 通电螺线管的磁性要发生变化 应在电路中串联滑动变阻器 类型四影响电磁铁磁性强弱的因素7 15贺州 如图所示 在电磁体的正上方用弹簧挂一条磁铁 当开关s闭合 条形磁铁与电磁铁相互 选填 吸引 或 排斥 当滑片p从a端向b端滑动的过程中 弹簧的长度会变 选填 长 或 短 排斥 短 第7题图 解析 根据安培定则可得电磁铁的上端是s极 由同名磁极互相排斥可得电磁铁和条形磁铁互相排斥 当滑片向右滑动时 变阻器接入电路中的电阻变小 电路的总电阻减小 而电源电压不变 所以电路中的电流增大 电磁铁磁性增强 电磁铁对条形磁铁的斥力增大 因此弹簧的长度会缩短 c 第8题图 类型五电磁感应现象的辨识与应用 名师点拨 四种电磁现象的辨识及相关应用 9 15海南 以下探究实验装置中 不能完成探究内容的是 c 解析 a选项根据小磁针偏转的情况可以判断磁极间的作用规律 a正确 但不符合题意 b选项该实验装置是奥斯特实验装置图 可探究通电导线周围存在磁场 b正确 但不符合题意 c选项实验电路中电流大小不能改变 所以不能探究电磁铁磁性的强弱与电流大小的关系 c错误 符合题意 d选项中电路是闭合 导体在磁场中做切割磁感线运动时 能产生感应电流 d正确 但不符合题意 故选c 10 15绵阳 下列装置中 利用电磁感应原理工作的是 b 解析 电磁起重机的主要部件是电磁铁 故是利用电流的磁效应工作的 a选项不符合题意 动圈式话筒是把声信号转变成电信号的 声信号的振动带动线圈在磁场中转动 产生电流 利用的是电磁感应原理 b选项符合题意 扬声器把电信号转化为声信号 利用通电导体在磁场中受力原理 c选项不符合题意 电磁继电器是利用电流的磁效应工作的 d选项不符合题意 故选b 实验突破 1 实验方法 转化法 控制变量法 2 转化法的应用 如何感知感应电流的产生及其方向 3 感应电流产生的条件 闭合回路 导体需做切割磁感线运动 4 若产生的感应电流较小 应如何采取措施使现象明显 实验一探究什么情况下磁可以生电 5 控制变量法的应用 1 探究感应电流的方向和磁场方向的关系 实验中改变磁场方向的目的 2 探究感应电流的方向与导体运动的方向的关系6 能量转化7 实验结论总结实验结论 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 电流 电流的方向 例1题图 解析 灵敏电流表用来检测电路中是否有电流通过 灵敏电流表指针偏转的方向发生改变 说明通过电流表的电流方向发生改变 2 闭合开关 让导体ab在磁场中上下运动 发现电流表的指针 让导体ab静止 磁铁水平向右运动 则电流表的指针 均选填 偏转 或 不偏转 不偏转 偏转 解析 闭合开关 导体ab在磁场中上下运动 没有切割磁感线 电路中没有感应电流 导体ab静止 磁铁水平向右运动 相当于磁铁不动 导体ab左右切割磁感线 此时电路中产生感应电流 3 如果想进一步探究感应电流的大小与导体运动的快慢是否有关 则应闭合开关 保持其他条件不变 只改变 观察 得出结论 电流表指针偏转的角度大小 导体运动的快慢 解析 探究感应电流的大小与导体运动的快慢是否有关 要控制变量 控制磁铁不变 导体运动的方向不变 只改变导体切割磁感线运动的快慢 观察电流表指针偏转的角度是否改变 1 在探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件实验中 是将 能转换成电能 生活中的 是根据这一原理制成的 2 小明为了验证产生感应电流的大小是否与导体切割磁感线运动速度有关 他保持磁场方向和导体运动方向一定 进行了多次实验 下表是实验测得的数据 机械 发电机 分析数据可得出结论 其他条件相同时 感应电流的大小与运动速度近似成正比 1 实验方法 转化法 控制变量法 2 电磁铁通电后具有磁性的原理3 磁场的基本性质4 滑动变阻器的接法和作用5 转化法的应用6 控制变量