物理电与磁知识点总结与典型习题含答案.pdf

第八章电与磁一 磁现象 1 磁性 磁铁能吸引铁 钴 镍等物质 磁铁的这种性质叫做磁性 2 磁体 具有磁性的物质叫做磁体 分类 软磁体 软铁人造磁体 条形磁体 蹄型磁体 小磁体 环形磁体 硬磁体 永磁体 钢天然磁体 3 磁极 磁体上磁性最强的部分 任一个磁体都有两个磁极且是不可分割的 1 两个磁极 南极 S 指南的磁极叫南极 北极 N 指北的磁极叫北极 2 磁极间的相互作用规律 同名磁极互相排斥 异名磁极互相吸引 4 磁化 1 概念 使原来没有磁性的物体获得磁性的过程 2 方法 用一个磁体在磁性物体上沿同一方向摩擦 就可使这个物体变成磁体 5 应用 记忆材料 磁盘 硬盘 磁带 银行卡等 发电机 电动机 磁悬浮列车 磁化水机 冰箱门磁性封条等 二 磁场 1 磁场 1 概念 在磁体周围存在的一种物质 能使磁针偏转 这种物质看不见 摸不到 我们 把它叫做磁场 2 基本性质 磁场对放入磁场中的磁体产生磁力的作用 3 磁场的方向 规定 在磁场中的任意一点 小磁针静止时 N 即所指的方向就是那点的磁场方向 注意 在磁场中的任意一个位置的磁场方向只有一个 2 磁感线 1 概念 为了形象地描述磁场 在物理学中 用一些有方向的曲线把磁场的分布情况描 述下来 这些曲线就是磁感线 2 方向 为了让磁感线能反映磁场的方向 我们把磁感线上都标有方向 并且磁感线的 方向就是磁场方向 3 特点 磁体外部的磁感线从N 极出发回到S极 北出南入 磁感线是有方向的 磁感线上任何一点的切线方向与该点的磁场方向一致 磁感线的分布疏密可以反映磁场磁性的强弱 越密越强 反之越弱 磁感线是空间立体分布 是一些闭合曲线 在空间不能断裂 任意两条磁感 线不能相交 4 画法 3 地磁场 1 概念 地球周围存在着磁场叫做地磁场 2 磁场的N 极在地理的南极附近 磁场的S 极在地理的北极附近 3 应用 鸽子 绿海龟 利用的磁场导航 4 磁偏角 首先由我国宋代的沈括 发现的 三 电生磁 1 电流的磁效应 1 1820 年 丹麦的科学家奥斯特 第一个发现电与磁之间的联系 2 由甲 乙可知 通电导体周围存在磁场 3 由甲 丙可知 通电导体的磁场方向跟电流方向有关 2 通电螺线管 1 磁场跟条形的磁场是相似的 2 通电螺线管的磁极方向跟电流方向有关 3 安培定则 用右手握住螺线管 让四指弯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 四 电磁铁 1 电磁铁 1 定义 电磁铁是一个内部插有铁芯的螺线管 2 结构 2 判断电磁铁磁性的强弱 转换法 根据电磁铁吸引大头针的数目的多少来判断电磁铁磁 性的强弱 3 影响电磁铁磁性强弱的因素 控制变量法 电流大小 有无铁芯 线圈匝数的多 少 结论 1 在电磁铁线圈匝数相同时 电流越大 电磁铁的磁性越强 结论 2 电磁铁的磁性强弱跟有无铁芯有关 有铁芯的磁性越强 结论 3 当通过电磁铁的电流相同时 电磁铁的线圈匝数越多 磁性越强 4 电磁铁的优点 1 电磁铁磁性有无 可由电流的有无来控制 2 电磁铁磁性强弱 可由电流大小和线圈匝数的多少来控制 3 电磁铁的磁性可由电流方向来改变 5 电磁铁的应用 电磁起重机 磁悬浮列车 电磁选矿机 电铃 电磁自动门等 五 电磁继电器扬声器 1 电磁继电器 1 结构 电磁继电器是由电磁铁 衔铁 簧片 触点 静触点 动触点 组成 2 工作原理 当开关S1 闭合时 电磁铁通电时产生磁性 把衔铁吸下 开关S 的触电 接通 电路中有电流通过 电动机便转动起来 3 结论 电磁继电器就是利用电磁铁控制工作电路通断的开关 4 用电磁继电器控制电路的好处 用低电压控制高电压 远距离控制 自动控制 2 应用 1 水位自动报警装置 工作原理 水位没有到达金属块A 时 电磁铁不通电无磁性 绿灯亮 显示水位正常 当水位到达金属块A 时 电磁铁通电有磁性 将衔铁吸下来 红 灯亮 表示水位不正常 2 温度自动报警装置 工作原理 温度升高时 水银面上升 当水银面上升到与金属 丝接触时 电磁铁线圈中有电流通过 产生磁性吸引衔铁 工作电路就形成了一个回路 电 铃就响起来了 3 电铃 3 扬声器 1 结构 线圈 电磁铁部分 永久性磁体 原来的磁场 锥形纸盆 振动从而产生声音 2 工作原理 扬声器是把电信号转换成声信号的一种装置 线圈通过的电流是方向不断 变化的交变电流 当线圈受磁铁的吸引向左运动 当线圈通过相反方向的电流时 线圈受磁 铁的排斥向右运动 由于通过线圈是交变电流 它的方向不断变化 线圈就不断地来回振 动 带动纸盆也来回振动 扬声器就发出声音 六 电动机 1 磁场对通电导体的作用 1 通电导体在磁场里 会受到力的作用 2 通电导体在磁场里 受力方向与电流方向和磁感线方向有关 2 电动机 1 基本结构 转子线圈 定子 磁体 电刷 换向器 电刷的作用 与半环接触 使电源和线圈组成闭合电路 换向器的作用 使线圈一转过平衡位置就改变线圈中的电流方向 2 原理 通电线圈在磁场中受力而转动的原理制成的 通电线圈在磁场中的受力大小跟电流 电流越大 受力越大 有关 通电线圈在磁场中的受力大小跟磁场的强弱 磁性越强 受力越大 有关 通电线圈在磁场中的受力大小跟线圈的匝数 匝数越大 受力越大 有关 3 应用 直接电动机 电动玩具 录音机 小型电器等 交流电动机 电风扇 洗衣机 家用电器等 4 特点 结构简单 控制方便 体积小 效率高 七 磁生电 1 电磁感应现象 1 电磁感应现象是英国的物理学家法拉第 第一个发现的 2 电磁感应 闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时 导体中就会产生电 流 感应电流 由于电磁感应产生的电流叫感应电流 3 电流中感应电流的方向与导体切割磁感线的运动方向和磁场方向 有关 2 发电机 1 结构 由磁体 线圈 滑环 电刷组成 与电动机相似 但没有电动机的换向器 2 原理 发电机是根据电磁感应 原理工作的 是机械能转化为电能的机器 3 直流电和交流电 1 直流电 方向不变的电流叫做直流电 2 交流电 周期性改变电流方向的电流叫交电流 3 产生感应电流大小跟磁场强度 切割磁感线速度 线圈匝数 导体的长度 有关 4 周期 T 5 频率 f 完成一次周期性变化需要的时间s 1 秒内完成周期性变化的次数 赫兹 关系 f T 1 我国 交流电周期是0 02s 频率为 50Hz 即每秒内产生的周期性变化的次数是50 次 每秒电流方向改变100 次 4 发电机和电动机的区别 1 结构 发电机无电源 电动机有电源 直流电动机的工作原理 甲 电流方向和力的方向如图所示 线圈 顺时针转动 乙 线圈转到平衡位置时 两电刷恰好接 触两半环间的绝缘部分 线圈由于惯性继续 转动 转过平衡位置后 电流及改变方向 丙 ab 和 cd 的电流方向与图甲相反 受力 方向也相反 线圈仍顺时针转动 丁 线圈又转到平衡位置 换向器又自动 改变电流方向 2 工作原理 交流发电机是根据电磁感应原理工作的 电动机是根据通电线圈在磁场中受力而转动的原理制成的 3 能量转化 交流发电机是由机械能转化为电能 电动机是由电能转化为机械能 5 话筒 1 结构 膜片 线圈 永久磁体 2 作用 把振动的声音变成变化的电流 3 原理 振动声音的运动在磁场中切割磁感线 这样线圈中就产生了变化的电流 电磁感应和磁场对电流的作用的区别 区别电磁感应磁场对电流的作用 现象 原因 闭合电路的一部分导体在 磁场中做切割磁感线运动 通电导体 线圈 在磁场中 结果产生感应电流受到力的作用 运动 转动 能量转化机械能转化为电能电能转化为机械能 力的性质外力磁场力 导体中的电流应感应而产生由电源供给 主要应用发电机电动机 1 2003 年第一天我国第一列磁悬浮列车首次向上海市民开放 列车运行时在车厢和铁轨 上分别安放磁体 利用 原理 使列车稍离开地面 目的是 增 大 或 减小 阻力 2 指南针之所以能指南北是因为它受到的作用 这说明地球也是一 个 我国宋代学者 最先发现地理南北极和地磁南北极 3 最早发现电流磁效应的科学家是 最早发现电磁感应现象的科学家是 4 电动机是利用 的原理制成的 它是把 能转化为 能的机器 发 电机是利用 的原理制成的 它是把 能转化为 能的机器 5 扬声器是把 信号转化为声信号的一种装置 它主要由固定的永久磁体 和锥形纸盆构成 6 如右图是 奥斯特实验 的装置图 图中小磁针放在直导线下方 发现小磁针发生偏转 这说明 实验操作时为了安全 要求 7 右图是小华同学探究 让线圈转起来 的实验装置图 线圈能 够转动的原因是 在实验中为了使线圈能持续 转动 采取的办法是 要想使线圈的转动方向与原 来的相反 采用或者的 方法 9 在一次课外活动中 小红和小刚设计了如图4 甲所示的实现当他们闭合开关S 后 发 现小磁针发生了偏转 这说明 的周围存在着磁场 接着小红又想用该电路 判断电源的正负极 经过讨论小刚找来了一个小铁钉 把导线的一部分绕在上面 制成了 一个电磁铁连在电路中 当再次闭合开关S 后 小孩针静止时N 极的指向如图4 乙所示 据此他们判断出电源的 端是正极 选填 a 或 b 12 下列关于磁场和磁感线的说法中 不正确 是 A 磁场是一种客观存在的物质 B 所有磁体的周围存在磁场 C 磁感线上某一点方向 即该点磁场方向 D 磁感线在某些磁体的周围客观存在着 13 第二次世界大战使用的水雷 它是由一个可以绕轴转动的小磁针来控制起爆电路的 军 舰被地磁场磁化后就变成一个浮动的磁体 当军舰接近磁性水雷时 就会引起水雷的爆炸 其依据是 A 磁体的吸铁性B 磁极间的相互作用规律 C 电荷间的相互作用规律D 磁场对电流的作用原理 14 下列装置中 没有用到电磁铁的是 A 电磁起重机B 电磁继电器 C 电铃D 电热毯 15 我国 1 元硬币的外观有银白色的金属光泽 一些同学认为它可能是铁制成的 在讨论时 有同学提出 我们可以先拿磁铁来吸一下 就 拿磁铁来吸一下 这一过程而言 属于科 学探究中的 A 提出问题B 猜想与假设C 进行实验D 得出结论 17 电动机是一种高效率 低污染的动力设备 广泛地应用在日常生活和生产实践中 下列 家用电器中应用了电动机的是 A 洗衣机B 电饭锅C 电热水壶D 电热毯 18 下面是小丽同学在物理学习中的几个研究实例 根据电流产生的效应认识电流 研究电流时把它比作水流 根据磁体产生的作用来认识磁场 利用磁感线来描述磁场 上述几个实例中 采用了相同研究方法的是 A 和 B 和 C 和 D 和 20 如图 5 所示 一根条形磁铁 左端为S极 右端为N 极 下列表示从S极到 N 极磁性 强弱变化情况的图像中正确的是 A B C D 图 5 21 在一根条形磁铁附近平行放置一根与磁铁形 状完全相同的棒状物体XY 后 其周围磁场磁感 线的分布情况如图5一甲所示 将XY 两端对调以 后 磁感线分布情况未发生改变 如图5一乙所 示 则棒状物体XY 可能是 A 软铁棒 B 铜棒 C 条形磁铁 其中X端为 N极 D 条形磁铁 其中Y端为 N极 22 如图所示 当变阻器的滑片P 向右移动时 A 悬挂磁铁的弹簧伸长 B 悬挂磁铁的弹簧缩短 C 悬挂磁铁的弹簧的长度不变 D 悬挂磁铁的弹簧可能伸长 可能缩短 23 下面的四幅图中能反映电动机工作原理的是 25 如右图是探究电磁感应现象的实验装置 ab 是一铜棒 用导线连在电流表上 闭合开 关 让 ab 左右切割磁感线 但电流表指针基本不动 为了时电流表指针明显偏转 最有效 的措施是 A 换磁性稍强些的磁铁B 使 ab 棒运动的速度稍快些 图 5 C 使 ab上下运动D 把 ab 棒换成多匝线圈 26 请在下图中根据磁感线标出磁极极性 并画出小磁针在A 点静止时的状态 27 如图丙 根据图中小磁针静止时的指向 标出螺线管的N S 极及电源的正 负极 29 如图所示 是某学习小组同学设计的研究 电磁铁磁性强弱 的实验电路图 要改变电磁铁线圈中的电流大小 可通过来实现 要判断电磁铁的磁性强弱 可观察来确定 下表是该组同学所做实验的记录 比较实验中的1 2 3 或 4 5 6 可得出的结论是 电磁铁的匝数一定时 通过 电磁铁线圈中的电流 比较实验中的1 和 4 或 2 和 5 或 3 和 6 可得出的结论是 电磁铁线圈中的电流一定 时 线圈匝数 在与同学们交流讨论时 另一组的一个同学提出一个问题 当线圈中的电流和匝数一 定时 电磁铁的磁性强弱会不会还与线圈内的铁芯大小有关 你对此猜想是 现有大小不同的两根铁芯 利用本题电路说出你验证猜想的方法 电磁铁 线圈 50 匝100 匝 实验次数 1 2 3 4 5 6 电流 A 0 8 1 2 1 5 0 8 1 2 1 5 吸引铁钉的最多数目 枚5 8 10 7 11 14 所用器材主要实验步骤及判断导线中是否有电流的方法 P R A S 参考答案 1 同名磁极相互排斥减小 2 地磁场磁体沈括不重合 3 奥斯特法拉第 4 通电线圈在磁场里转动电机械电磁感应机械电 5 电线圈 6 通电导体周围存在磁场通电时间要短 7 通电导体在磁场中受力的作用将线圈引线一端接触支架的绝缘层全部刮掉 另一端 刮掉半周改变电流的方向改变磁场的方向 8 闭合开关能 9 电流 或通电导线 a 10 南船里面的螺线管的右端是S极 应该指南 11 1 通过两个电磁铁的电流不等 2 将两个电磁铁串联 使通过两个电磁铁的电流相 等 12 D 13 B 14