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学而优教有方第七章磁与电单元总结(解析版)1.了解:磁体、磁场和磁感线的概念;知道如何用磁感线描述磁场;电磁继电器的结构和工作原理;2.认识:通电螺线管的磁场;3.理解:电流的磁效应;电磁铁的特征和原理;4.会:判断通电螺线管的磁场。★知识点一:磁性和磁场1.磁性物体吸引铁、钴、镍的性质叫磁性,具有磁性的物体叫磁体。磁体不同部位的磁性强弱并不相同,磁性最强的部分叫磁极。2.磁极间的相互作用:同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引。3.判断物体是否具有磁性的几个方法:(1)根据磁体的吸铁性判断:将被测物体靠近铁类物质(如铁屑),若能吸引铁类物质,说明该物体具有磁性,否则没有磁性。(2)根据磁体的指向性判断:在水平面内自由转动的被测物,静止时若总是指南北方向,说明该物体具有磁性,否则便没有磁性。(3)根据磁极间的相互作用规律判断:将被测物体分别靠近静止的小磁针的两极,若发现有一端发生排斥现象,则说明该物体具有磁性。若与小磁针的两极都表现为相互吸引,则该物体没有磁性。(4)根据磁极的磁性最强判断:A、B两个外形相同的钢棒,已知其中一个具有磁性,另一个没有磁性,具体的区分方法是:将A的一端从B的左端向右滑动,若发现吸引力的大小不变,则说明A有磁性;若吸引力由大变小再变大,则说明B有磁性。4.磁场和磁感线磁场:磁体间存在一种看不见、摸不着的特殊物质,即磁场。它有强弱和方向。磁场方向:物理学规定小磁针静止时N极的所指的方向(即N极受力方向)是这一点的磁场方向。磁场的基本性质:就是对放入其中的磁体产生磁力的作用。磁感线:为了描述磁场情况而画的带箭头的曲线。磁场是客观存在的,磁感线是人们假象出来的。磁感线是立体分布的,且不交叉;磁体周围的磁感线总是从N极出发回到S极的;它的疏密表示磁场的强弱。常见的几种磁场的磁感线分布如图1所示地磁场:地球是个大的条形磁体,地磁的N极在地理的南极附近,地磁的S极在地理的北极附近,海龟信鸽都是利用地磁场来导航的。考点二、电流的磁效应1.奥斯特实验:(1)现象:闭合开关小磁针偏转,断开开关小磁针回到原位,改变电流方向磁针反向偏转。(2)结论:该实验说明通电导体的周围有磁场,磁场的方向与电流的方向有关。(3)实验注意:要将导线平行的放在静止小磁针的上方2.通电螺线管的磁场(1)磁场特点:外部磁场方向与与条形磁铁的磁场相似,磁感线从N极出来,进入S极;在螺线管的内部,磁感线由S极指向N极。(2)安培定则:螺线管的极性用安培定则判定。内容: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螺线管的北极。判断方法:先标出螺线管中的电流方向;用右手握住螺线管,让四指弯向螺线管中的电流方向,大拇指所指的那端就是螺线管的北极。3.应用:电磁铁插有铁芯的通电螺线管就是电磁铁。:软铁芯在通电螺线管中被磁化,也产生磁场,电磁铁周围的磁场既有电流产生的磁场,又有磁铁产生的磁场。要点诠释:1、电磁铁的优点:(1)磁性强弱与通入的电流大小和线圈的匝数有关,电流越大,磁性越强;在电流一定时,外形相同的螺线管,线圈的匝数越多,它的磁性越强。(2)磁性有无可由电路的通断来控制。通电时有磁性,断电时磁性立即消失。(注意:电磁铁中的铁芯必须采用软铁,而不能用钢,因为钢能保持磁性。)(3)磁极的性质可以通过电流的方向来改变。2、电磁继电器:(1)电磁继电器的工作原理:通过控制电磁铁的电流,来达到控制工作电路的目的。因此,一般的继电器电路由(低压)控制电路和(高压)工作电路两部分组成。电磁继电器的工作电路和控制电路的组成和特点如图所示:考向:磁场方向、磁感线、电流磁场。考向:磁场方向、磁感线、电流磁场。备考:加强对磁场概念的理解,如磁场的强弱、磁场方向、磁极间的相互作用等;理解电流磁效应,会判断通电螺线管磁场。考点一:备考:加强对磁场概念的理解,如磁场的强弱、磁场方向、磁极间的相互作用等;理解电流磁效应,会判断通电螺线管磁场。考点一:磁场概念磁与电磁与电考向:考向:电磁铁工作原理、电磁铁应用。考点二:电磁铁考点二:电磁铁备考:备考:理解电磁铁工作原理,会分析常见电磁铁跟踪过程。考点一:磁体、磁场与磁现象★典例一:(2020·天门)“指南针”是我国古代四大发明之一,利用指南针能辨别方向,是因为指南针受到了_____的作用,它的南极指向地理的_____方。【答案】(1)地磁场;(2)南。【解析】地球是一个巨大的磁体,它对放入其中的磁体产生磁力作用,“指南针”是我国的四大发明之一,指南针之所以能够指方向就是因为受到了地磁场的作用。指南针静止时南极指向地磁北极,在地理南极附近。★典例二:(2020·临夏)如图所示,根据小磁针的N极指向,判断电源的正负极,填在括号内。【解析】根据同名磁极相互排斥异名磁极相互吸引,可以判断通电螺线管的左端是N极,右端是S极,根据安培定则判断,电流从螺线管的右端进入,从左端流出,可以判断电源的右端是正极,左端是负极,如图。考点二:电流的磁效应★典例三:(2020·天门)如图所示,根据小磁针静止时的指向标出通电螺线管的N极和电源的正、负极。【解析】小磁针的右端是N极,由磁极间的相互作用可知螺线管的左端是S极,右端是N极,由安培定则可知电流从螺线管的左端流入,电源的左端是正极,右端是负极,如图所示:★典例四:(2020·荆州)关于电与磁,下列说法正确的是()。A.磁感线是磁体周围真实存在的曲线 B.电磁铁磁性强弱与线圈匝数多少无关C.电动机是利用电磁感应的原理制成的 D.奥斯特实验说明通电导体周围存在磁场【答案】D。【解析】A.磁感线是理想化的物理模型,实际上并不存在,故A错误;B.电磁铁磁性强弱与线圈匝数多少、电流大小有关,故B错误;C.电动机是利用通电线圈在磁场中受力转动的原理制成的,故C错误;D.奥斯特实验说明通电导体周围存在磁场,故D正确。故选D。考点三:电磁铁与电磁继电器★典例五:(2020·湘西)小明设计了一款“智能照明灯”,其电路的原理图如图所示,光线较暗时灯泡自动发光,光线较亮时灯液所示制电路中,电源电压恒定,R0为定值电阻,R为光敏电阻,其阻值随光照强度的增大而减小。以下说法正确的是()。A.电磁铁的上端为S极;B.当光照强度增强,控制电路的电流变小;C.当光照强度减弱,电磁铁的磁性增强;D.灯泡应设计在A和B两接线柱之间【答案】D。【解析】A、由图可知,根据安培定则可知,电磁铁的上端为N极,故A错误;B、当光照强度增强,光敏电阻的阻值减小,总电阻减小,根据欧姆定律可知,控制电路的电流变大,故B错误;C、当光照强度减弱时,光敏电阻的阻值变大,总电阻变大,根据欧姆定律可知,控制电路的电流变小,电磁铁磁性大小与电流大小、线圈匝数有关,电流减小,则磁性变弱,故C错误;D、光线较暗时,光敏电阻的阻值大,则控制电路中的电流小,电磁铁的磁性弱,衔铁在弹簧的作用下被拉起,灯泡自动发光,说明灯泡在A和B两接线柱之间,故D正确。故选:D。★典例六:(2020·长沙)小英看到某小区车库积水造成大量财产损失的新闻后,设计了如图所示的车库积水自动报警器,图中A、B位置可以安装电铃或LED灯,车库没有积水时,LED灯亮;车库有积水时,左侧控制电路接通,电磁铁通电,具有性,把衔铁吸下,电铃发出声音。电铃应该安装在图中的位置。【答案】磁;B。【解析】车库没有积水时,电磁铁不具有磁性,不会吸引衔铁,LED灯亮,说明A为LED灯;车库有积水时,左侧控制电路接通,电磁铁通电,电磁铁会具有磁性,能吸引衔铁,使得B的电路接通,电铃发出声音,所以电铃应安装在图中的B位置。故答案为:磁;B。一、选择题1.地球是一个巨大的球体,下列图中有关地磁体的示意图正确的是()。A.;B.;C.;D.【答案】C。【解析】(1)地磁两极和地理两极不完全重合,地磁北极在地理南极附近,地磁南极在地理北极附近,因此AB两图不正确;(2)地磁场的磁感线从地磁北极(地理的南极附近)出来,回到地磁南极(地理的北极附近),因此C正确,D不正确。故选C。2.在探究通电螺线管的实验中,小英连接了如图所示的电路,通电螺线管A端放有一小磁针,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,下面说法正确的是()。A.通电螺线管B端为N极;B.小磁针N极向右转动;C.通电螺线管外C点的磁场方向向左;D.滑动变阻器的滑片P向b端移动,通电螺线管的磁性减弱【答案】D。【解析】A、由图知电流从螺线管的左端流入、右端流出,据安培定则可知,通电螺线管A端为N极、B端为S极,故A错;B、由磁极间的作用规律可知,小磁针静止时,左端是N极,右端是S极,即小磁针N极向左转动,故B错;C、通电螺线管A端为N极、B端为S极,外部磁感线是从A指向B,通电螺线管外C点的磁场方向向右,故C错;D、滑动变阻器的滑动片P向b端移动,变阻器接入电路的电阻变大,电流变小,则通电螺线管的磁性减弱,故D正确。故选D。3.法国科学家阿尔贝•费尔和德国科学家彼得•格林贝格尔由于发现了巨磁电阻(GMR)效应,荣获了2007年诺贝尔物理学奖。如图是研究巨磁电阻特性的原理示意图。实验发现,当闭合S1、S2后使滑片P向右滑动过程中,指示灯明显变暗,以下判断正确的是()。A.电磁铁左端为S极;B.流过灯泡的电流増大;C.巨磁电阻的阻值随磁场的减弱而明显增大;D.巨磁电阻的阻值与磁场的强弱没有关系【答案】C。【解析】(1)由安培定则可知,电磁铁左端为N极,故A错误;(2)滑片P向右滑动过程中,电阻变大,电流变小,通电螺线管的磁性减弱,而指示灯明显变暗,故B错误;(3)滑片向右滑动的过程中,右边电路中的指示灯明显变暗,则说明右边电路的电流变小了,巨磁电阻的电阻变大了,即巨磁电阻的阻值随磁场的减弱而明显增大。故C正确,D错误。故选C。4.(2020·赤峰)下列说法正确的是()。A.地磁场的N极在地理北极附近;B.电炉子是利用电流的磁效应工作的;C.磁感线客观上并不存在,利用磁感线描述磁场是物理学的一种重要研究方法;D.发电机是利用通电线圈在磁场中受力转动的原理制成的【答案】C。【解析】A.地磁场的N极在地理南极附近,故A错误;B.电炉子是利用电流的热效应工作的,故B错误;C.磁感线客观上并不存在,用磁感线来描述磁体的磁场,采用的是模型法,故C正确;D.发电机是利用电磁感应的原理制成的,故D错误。故选C。5.(2020·呼和浩特)下列说法中正确的是()。A.中国最古老的指南针叫司南,司南利用地磁场对磁体有力的作用来指示南北;B.磁感线是真实存在的;C.电动机能够把电能转化为机械能;D.只要导体在磁场中做切割磁感线运动,就会产生感应电流【答案】AC。【解析】A.指南针之所以会指南,是因为受到地磁场的作用,所以司南利用地磁场对磁体有力的作用来指示南北,故A正确;B.为了便于研究磁场,引入磁感线,磁感线是假想的分布在磁体周围的曲线,不是真实存在的,故B错误;C.电动机工作时,消耗电能,获得了机械能,将电能转化为机械能,故C正确;D.产生感应电流的条件是:闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动,所以即使导体在磁场中做切割磁感线运动,也不一定会产生感应电流,故D错误。故选AC。二、填空题6.如图所示,是利用被磁化的缝衣针制成的简易指南针,若静止时针尖指向地理位置的北方,则针尖是简易指南针的极。此时,将指南针底座逆时针旋转90°,针尖静止时将指向地理位置的方。【答案】N;北。【解析】若静止时针尖指向地理位置的北方,说明指向地磁南极附近,则针尖是简易指南针的N极。无论如何转动底座,N极指向是不变的,所以针尖N极还是指向地理北方。故答案为:N;北。7.电梯为居民上下楼带来很大的便利,出于安全考虑,电梯设置了超载自动报警系统,其工作原理如图所示,电梯厢底层装有压敏电阻R1、R2为保护电阻,K为动触点,A、B为静触点,当出现超载情况时,电铃将发出报警声,此时电梯(能/不能)运行,电磁铁的上端是极,电梯超载时报警说明压敏电阻的阻值随压力增大而。【答案】不能;S;减小。【解析】工作时,电流从电磁铁的下面导线流入,利用安培定则判断出电磁铁的下端为N极,上端为S极;正常情况下(未超载时),衔铁没有被弹簧拉起,K与静触点A接触,电梯正常工作;超载时,随着压力的增大,压敏电阻的阻值随着减小,电路中的电流逐渐增大,电磁铁的磁性逐渐增强,动触点K与静触点B接触,电铃报警,电梯不工作。故答案为:不能;S;减小。8.(2020·荆门)如图所示的电路中,当开关S拨到a后,电磁铁左端为______极,小磁针静止时,B端是______极;当开关S由a拨到b,调节滑动变阻器,使电流表的示数仍保持不变,则电磁铁的磁性______(选填“增强”、“不变”或“减弱”)。【答案】(1)N;(2)S;(3)减弱。【解析】从图可知,当开关S拨到a时,电流从螺线管的右端流入,左端流出,根据安培定则可知,螺线管左端是N极,右端是S极。由磁极间的相互作用可知,小磁针静止时B端为N极。在此实验装置中,保持电流不变,将开关S由a换到b,则减少了线圈的匝数,因此通电螺线管的磁性减弱。三、实验探究题9.(2020·沈阳)安安在探究通电螺线管的磁场分布的实验中,如图所示:(1)在固定有螺线管的水平硬纸板上均匀地撒满铁屑,通电后轻敲纸板,观察铁屑的排列情况,发现通电螺线管外都的磁场与___

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