第一部分第十四讲 电与磁—2021届中考物理总复习考点讲义

1、第十四讲电与磁1.通过实验认识磁场;知道地磁场。2.通过实验,了解电流周围存在磁场。探究并了解通电螺线管外部磁场的方向。3.通过实验,了解通电导线在磁场中会受到力的作用,知道力的方向与哪些因素有关。4.通过实验,探究并了解导体在磁场中运动时,产生感应电流的条件。了解电磁感应在生产、生活中的应用。八年真题再现(学用见p9394)命题点1磁场不常考1.(2015安徽第15题)一个能绕中心转动的小磁针在图示位置保持静止。某时刻开始小磁针所在区域出现水平向右的磁场,磁感线如图所示,则小磁针在磁场出现后(d)a.两极所受的力是平衡力,所以不会发生转动b.两极所受的力方向相反,所以会持续转动c.只有n极受

2、力,会发生转动,最终静止时n极所指方向水平向右d.两极所受的力方向相反,会发生转动,最终静止时n极所指方向水平向右【解析】磁场的基本性质是对放入磁场的磁体产生力的作用,磁场对磁体的两极都产生力的作用,而在磁场中静止后的小磁针,n极的指向与该点的磁场方向一致,故两极所受的力方向相反,会发生转动,最终静止时n极所指方向水平向右,d项正确。命题点2电流的磁效应不常考2.(2014安徽第7题)如图所示,把小磁针放在桌面上,将一根直导线平行架在静止的小磁针上方,当导线中有电流通过时,小磁针就会发生偏转。请运用场的观点解释小磁针发生偏转的原因:通电导线周围存在磁场,该磁场对小磁针具有力的作用。命题点3安培

3、定则的应用常考3.(2017安徽第15题)如图所示的装置中,当开关s闭合后,下列判断正确的是(b)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4.(2015安徽第4题)通电螺线管的n、s极如图所示,由此可以判断电流是从a(选填“a”或“b”)端流入螺线管的。5.(2013安徽第16题)下列各图中箭头表示电流方向,则通电螺线管周围的小磁针静止时指向正确的是(a)命题点4通电直导线周围的磁场常考6.(2019安徽第15题)直线电流周围磁场的磁感线分布和磁场方向的判定方法如图所示。将一枚转动灵活的小磁针放

4、在水平放置的直导线正下方,直导线通电的瞬间(d)a.若电流方向从南向北,则小磁针顺时针偏转b.若电流方向从北向南,则小磁针逆时针偏转c.若电流方向从东向西,则小磁针不发生偏转d.若电流方向从西向东,则小磁针不发生偏转【解析】小磁针放在直导线的下方,没有通电时,由于地磁场的作用,小磁针n极指向地球的北方。当直导线通电瞬间,电流方向从南向北时,由题图中判定方法可知,通电直导线的下方磁场方向是从东向西,所以小磁针将会逆时针偏转,反之,当直导线通电的电流方向从北向南时,小磁针将会顺时针偏转,a、b项错误;当直导线通电的电流方向从东向西时,由题图中判定方法可知,通电直导线的下方磁场方向是从北向南,小磁针

5、将会偏转180,反之,当直导线通电的电流方向从西向东时,可知通电直导线的下方磁场方向是从南向北,此时小磁针的n极正好指向磁场方向,所以小磁针不会发生偏转,c项错误,d项正确。7.(2018安徽第7题)实验发现,两条平行放置的直导线,当通以相同的电流时相互吸引(如图),这是因为电流能够产生磁场,而磁场对电流又有力的作用。我们可以这样分析它的受力,对a导线:通电导线b产生的磁场对它具有向右的作用力;对b导线:通电导线a产生的磁场对它具有向左的作用力。命题点5电动机不常考8.(2014安徽第12题)图为直流电动机的工作原理。以下相关的分析中正确的是(c)a.电动机工作过程中,消耗的电能全部转化为内能

6、b.电动机工作过程中,消耗的电能全部转化为机械能c.电动机工作过程中,线圈中也产生感应电流d.电动机工作过程中,线圈中的电流方向保持不变【解析】电动机工作过程中,线圈是闭合电路的一部分,并且转动的过程中能切割磁感线,所以线圈中也产生感应电流,c项正确。9.(2013安徽第6题)如图,能说明发电机工作原理的是图乙(选填“甲”或“乙”)。命题点6磁生电常考10.(2020安徽第18题)在探究“什么情况下磁可以生电”的实验中,实验装置如图所示。(1)实验现象:保持蹄形磁体位置不动,让导线ab在磁场中静止、竖直向上或向下运动,电流表的指针均不发生偏转;导线ab向左或向右运动,电流表的指针发生偏转;保持

7、导线ab不动,让蹄形磁体向左或向右运动,电流表的指针发生偏转。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。(2)实验现象:保持磁场方向不变,导线ab向右运动时,电流表指针向左偏转;导线ab向左运动时,电流表指针向右偏转。对调磁体两极的位置,使磁场方向发生改变,导线ab向右运动时,电流表指针向右偏转;导线ab向左运动时,电流表指针向左偏转。实验结论:感应电流的方向与导体运动的方向和磁场方向有关。11.(2017安徽第2题)如图所示,在蹄形磁铁的磁场中放置一根导体棒ab,它的两端跟电流表连接。使导体棒快速向右运动,观察到电流表的指针发生偏转。从能量转化的角度来

8、分析,该实验过程中是机械(或动)能转化成了电能。12.(2016安徽第15题)图为探究“导体在磁场中运动时产生感应电流条件”实验的装置示意图。关于这个实验,下列说法正确的是(c)a.当导体棒沿竖直方向上下运动时,灵敏电流计的指针发生偏转b.当导体棒相对水平方向斜向上运动时,灵敏电流计的指针不发生偏转c.当导体棒沿水平方向左右运动时,灵敏电流计的指针发生偏转d.当导体棒沿水平方向向左和向右运动时,灵敏电流计的指针都向同一方向偏转名师考点精讲(学用见p9495)类型1磁场与磁感线典例1(2020合肥庐阳区模拟)如图所示,在条形磁铁周围放置四只可以自由转动的小磁针,其中方向标得不正确的是丙(选填“甲

9、”“乙”“丙”或“丁”)。【解析】在磁体外部磁感线的方向由n极发出回到s极,小磁针静止时n极所指的方向与磁感线的方向相同,由题图可以看出小磁针丙的方向错误。典例2如图是条形磁体的磁场分布图,下列说法中正确的是(c)该条形磁铁的右端为n极,左端为s极a处的磁场强弱与b处的磁场强弱相同置于a点的小磁针,静止时北极指向左侧磁感线是真实存在的一种物理模型a.b.c.d.【解析】在磁体外部,磁感线都是从n极出发,回到s极,故题图中条形磁铁的右端为n极,左端为s极,正确;磁体中两极的磁性最强,中间的磁性最弱,a处的磁场比b处的磁场弱,错误;在磁场中的某一点,小磁针静止时n极所指的方向为磁场的方向,所以置于

10、a点的小磁针,静止时北极指向左侧,正确;磁感线是为了便于研究,人们假想出来的,是一种物理模型,但不是真实存在的,错误。综上所述,c项正确。几种常见磁体周围的磁感线分布图类型2通电螺线管的磁场典例3(2020浙江湖州)方方按如图电路进行实验。闭合开关后,小磁针发生偏转。当小磁针静止时n极指向下方(选填“上方”或“下方”)。向左移动滑动变阻器的滑片至某一位置时,硬币突然被吸起,此现象说明通电螺线管周围的磁场强弱与电流大小有关。【解析】由安培定则,通电螺线管的上端为n极,下端为s极;由磁极间的相互作用可知,小磁针的下端为n极,即n极指向下方;向左移动滑动变阻器的滑片,螺线管中的电流变大,磁性变强,会

11、把硬币吸起,此现象说明通电螺线管周围的磁场强弱与电流大小有关。运用安培定则解题三步法1.标出螺线管上电流的环绕方向。2.由环绕方向确定右手的握法。3.由握法确定大拇指的指向,大拇指所指的一端就是螺线管的n极。类型3磁场对电流的作用典例4如图所示,研究磁场对通电导线作用的实验装置,当闭合开关,电流由a至b通过导线ab时,导线ab向左运动,下列说法正确的是(c)a.只改变电流方向时,导线ab向右运动,机械能转化为电能b.只改变磁场方向时,导线ab向左运动,电能转化为机械能c.电流方向和磁场方向同时改变时,导线ab向左运动,电能转化为机械能d.电流方向和磁场方向同时改变时,导线ab向右运动,机械能转

12、化为电能【解析】实验表明,磁场对通电导线作用力的方向与电流方向和磁场方向都有关,当只改变其中一个方向时,作用力的方向将改变,如果同时改变磁场方向和电流方向,作用力的方向将不变。磁场方向不变,只改变电流方向时,导线ab的运动方向改变,则导线ab向右运动,电能转化为机械能,a项错误;电流方向不变,只改变磁场方向时,导线ab的运动方向改变,则导线ab向右运动,电能转化为机械能,b项错误;电流方向和磁场方向同时改变时,导线ab的运动方向不变,即导线ab向左运动,电能转化为机械能,c项正确,d项错误。类型4电磁感应典例5(2020江苏无锡)用如图所示的装置探究感应电流产生的条件,闭合开关后,能产生感应电

13、流的是(b)a.导体棒ab静止在磁场中b.导体棒ab做切割磁感线运动c.导体棒ab沿磁场方向运动d.只要让磁体运动,就一定能产生感应电流【解析】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。实验突破(学用见p9597)实验一探究影响电磁铁磁性强弱的因素1.实验装置:如图所示。2.实验操作(1)接通电路,观察两电磁铁吸引大头针数目的多少。(2)改变滑动变阻器电阻的大小,观察两电磁铁吸引大头针数目的变化。(3)断开开关,观察两铁钉吸引大头针的情况。3.实验结论电磁铁通电时有磁性,断电时磁性消失;线圈匝数越多,电流越大,电磁铁的磁性越强。4.实验讨论断电时,铁钉上还吸引了一些大头

14、针,是因为铁钉被磁化了。针对训练1.在“探究影响电磁铁磁性强弱的因素”的实验中,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,制成了简易的电磁铁甲、乙,并设计了如图所示的电路。基础设问(1)实验中通过观察电磁铁吸引大头针数目的不同,可以判断电磁铁的磁性强弱不同,这种方法叫转换法。(2)当滑动变阻器的滑片向左移动时,电磁铁甲、乙吸引大头针的个数都在增加(选填“增加”或“减少”),说明线圈匝数一定时,电流越大,电磁铁磁性越强。(3)根据图中的情境可知,电磁铁甲的磁性强,说明电流一定时,线圈匝数越多,电磁铁磁性越强。能力设问(4)图中电磁

15、铁甲的钉帽相当于电磁铁的s(选填“n”或“s”)极。实验二探究电磁感应现象1.实验装置:如图所示。2.实验器材:磁铁、灵敏电流计、开关、导线、导体棒。3.实验操作(1)移动导体,让闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动,观察灵敏电流计指针是否偏转。(2)移动导体,让闭合电路的一部分导体在磁场中沿磁感线的方向运动,观察灵敏电流计指针是否偏转。(3)断开开关,使电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动,观察灵敏电流计指针是否偏转。(4)断开开关,使电路的一部分导体在磁场中沿磁感线的方向运动,观察灵敏电流计指针是否偏转。4.实验讨论(1)电路中没有感应电流(灵敏电流计指针不偏转)的原因:导体运

16、动但没有切割磁感线。电路不是闭合电路(开关断开)。(2)感应电流的方向与磁场方向和导体切割磁感线运动的方向有关。(3)能量转化:机械能转化为电能。(4)使灵敏电流计指针偏转明显可采取的措施:加快导体切割磁感线的速度、增加磁场强度等。5.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,导体中就会产生电流。6.实验改进将导体棒换成多匝线圈,灵敏电流计指针偏转更明显。针对训练2.小丽利用如图所示的实验装置探究“导体在磁场中运动时产生感应电流的条件”,并将实验中观察到的现象记录在表中。电路导体在磁场中的运动情况灵敏电流计指针的偏转情况闭合静止不偏转向右运动向右偏向左运动向左偏上下运动不偏转断开

17、静止不偏转沿任意方向运动不偏转基础设问(1)磁铁不动,闭合开关,导体棒沿左右(选填“上下”或“左右”)方向运动时,灵敏电流计指针会发生偏转。(2)导体棒不动,闭合开关,磁铁上下运动,灵敏电流计指针不会(选填“会”或“不会”)发生偏转。(3)断开开关,无论磁铁如何放置、导体棒怎样运动,灵敏电流计指针都不发生偏转。由此得出结论:闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,电路中就会产生感应电流。(4)该实验在探究过程中,是将机械能转化成电能,生活中的发电机(选填“发电机”或“电动机”)是根据这一原理制成的。能力设问(5)进一步分析表中现象可知,感应电流的方向与导体运动的方向有关,左右来回摆动a

18、b时发出的是交流(选填“交流”或“直流”)电。小丽认为感应电流的方向还与磁场的方向有关,她应该上下颠倒磁铁,向左移动导体,如果发现电流表的指针向右偏转,证明她的猜想正确。(6)进一步猜想“感应电流的大小可能与导体运动的速度有关”。保持磁场方向和导体运动方向一定,让导体以不同速度进行多次实验,实验测得的数据如下表所示,分析数据可得出结论:在磁场强度相同时,导体切割磁感线的速度越大,感应电流越大。实验次数123456速度/(cms-1)123456感应电流/ma2.04.05.58.39.212.8(7)如果将小量程电流表换成电源,可以探究磁场对通电导体的作用。知识拓展(学用见p97)1.左手定则如图所示,左手平展,使大拇指与其余四指垂直,并且都跟手掌在一个平面内。把左手放入磁场中,若磁感线垂直进入手心(当磁感线为直线时,相当于手心面向n极),四指的方向与导体中电流的方向一致,则大拇指所指的方向即为导体在磁场中的受力方向。2.右手定则如图所示,右手平展,使大拇指与其余四指垂直,并且都跟手掌在一个平面内。把右手放入磁场中,若磁感线垂直进入手心(当磁感线为直线时,相当于手心面向n极),大拇指指向导线运动方向,则四指所指方向为导线中感应电流的方向。【针对训练】1.通电导线在磁场中受到磁场的作