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文档简介
专题08电与磁
@思维导图
磁场对通电导线的作用
工作原理
电动机r
能量转化
电磁感应
影响感应电流方向的因素
工作原理
发电机
能量转化
嵌'知识梳理
知识点一、磁现象磁场
1.磁现象
(1)能吸引铁、钻、镶的性质叫做磁性。
(2)具有磁性的物体叫做磁体。
(3)磁极:磁体上磁性最强的部分。北极(N),南极(S)o同极相斥,异极相
吸。
(4)磁化:物体在磁体或电流作用下获得磁性的现象。
2.磁体与带电体的异同:
(1)带电体:能吸引轻小物体,有正、负电荷之分,同种电荷相互排斥,异种
电荷相互吸引,电荷能单独存在。
(2)磁体:吸引磁性物质,有南、北极之分,但磁极不能单独存在。同名磁极
相互排斥,异名磁极相互吸引。
3.磁场
(1)磁场:磁体周围存在的一种物质,叫做磁场。对放入其中的铁、钻、镇等
物体有力的作用。方向:放在某点的小磁针静止时N极指向。
(2)磁感线:不是客观存在的,只是为了描述磁场而引入的。磁感线不是磁场。
(3)磁感线的分布特点:
A.在磁体外部,从N极出发,回到S极;
B.磁体周围的磁感线的分布都是立体的,而不是平面的;
C.磁体两极处磁感线最密,表示两极处磁场最强,中间弱;
D.空间中的任何两条磁感线绝对不会相交。
4.地磁场:
(1)概念:地球本身是一个巨大的磁体,它周围存在着磁场——地磁场。
(2)地磁场的分布特点:地磁场的形状跟条形磁体的磁场相似,地磁的北极在
地理的南极附近(稍有偏离),地磁的南极在地理的北极附近(稍有偏离),但是
地理的两极和地磁的两极并不重合。
(3)指南针工作原理:由于受到地磁场的作用,小磁针静止时南极总是指向南
方(地磁北极),北极总是指向北方(地磁南极)。
知识点二、电生磁
1.电流的磁场:
(1)奥斯特实验:1820年,丹麦物理学家奥斯特通过实验证实了通电导体和磁
体一样,周围存在磁场,从而揭示了电和磁之间的联系。
(2)电流的磁场方向跟电流的方向有关。电流方向改变,则磁场方向改变。
(3)电流的磁效应:任何导体中有电流通过时,其周围空间均会产生磁场,这
种现象叫做电流的磁效应。
2.通电螺线管的磁场和安培定则
(1)通电螺线管的磁场:
通过螺线管周围存在着磁场,通电螺线管的磁感线方向在螺线管外部是从N极
到S极,在螺线管内部是从S极到N极,构成闭合曲线。
操圈
■流方向।
(2)安培定则:用右手握住螺线管,让四指弯曲的方向跟螺线管中电流的方向
一致,则大拇指所指的那端就是通电螺线管的N极。
应用:A.由安培定则可知,知道了螺线管中电流的方向,可以判断通电螺线管
两端的极性;
B.由通电螺线管两端的极性,用安培定则可以判断螺线管中的电流方向;
C.根据通电螺线管的南北极以及电源的正负极,画出螺线管的绕线方向。
(3)通电螺线管的磁场与条形磁体的磁场相似,其异同点:
条形磁体通电螺线管
不同点磁性长期保持,是永久磁体通电时才有磁性,断电时没有磁性
N、S极是固定不变的N、S极与电流方向有关,能够改变
磁性强弱是不变的磁性强弱与电流大小和线圈匝数有关
①它们都具有吸铁性;②它们都具有指向性;③它们的磁场分布相同;
相同点④它们都有两个磁极,且都具有同名相斥、异名相吸的特点。
(4)磁场中的“三向一致":在磁场中某点的磁场方向、磁感线方向、小磁针静
止时北极的指向三个方向一致。
知识点三、电磁铁电磁继电器
1.电磁铁:
(1)构造:带有铁芯的通电螺线管;(2)工作原理:铁芯被磁化,使磁性增强;
(3)影响磁性强弱的因素:电流大小、线圈匝数(外形相同)、有无铁芯;
(4)优点:
A.磁性的有无可以由通、断电流来控制;
B.磁性强弱可以由电流大小或线圈匝数来控制;
C.磁极的转换可以由改变电流方向来控制。
2.电磁继电器:
(1)概念:电磁继电器是利用低电压、弱电流电路的通断,来间接控制高电压、
强电流电路通断的装置。
(2)构造:
(3)电磁继电器的工作原理:电磁铁通电时,把衔铁吸下来,使动触点和静触
点接触,工作电路闭合,开始工作。电磁铁断电时失去磁性,弹簧把衔铁拉起来,
切断工作电路。
(4)电磁继电器的应用:a.通过低电压、弱电流电路的通断来间接控制高电压、
强电流电路;b.进行远距离操纵;c.实现自动控制。
知识点四、电动机
1.磁场对通电导线的作用:
通电导线在磁场中受到力的作用,力的方向跟电流的方向和磁感线的方向都有关
系。
(1)由于通电导体周围存在磁场(这时的导体就相当于一个磁体),所以把通电
导体放在磁场中,就会受到磁力的作用。实际上,是磁体之间通过磁场而发生作
用。
(2)如果电流的方向和磁感线的方向同时改变,则通电导线受力方向不变。
【重点】判断通电导体在磁场中的受力方向
左手定则:将左手摊平,放入磁场中,使磁感线穿过手心,四指指向电流方向,
这时大拇指所指的方向就是通电导体的受力方向。
延伸:用左手定则,只要知道“磁场方向"、“电流方向”和“导体的受力方向(运
动方向)”中的两个方向,就能判断出第三个方向。
2.电动机的基本构造:
(1)组成:能够转动的转子,固定不动的定子。
(2)工作原理:通电线圈在磁场中受到力的作用而发生转动。
(3)能量转化:电能转化为机械能。
(4)换向器
知识点五、磁生电
1.电磁感应:
(1)概念:闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,导体就会产
生电流,这种现象叫做电磁感应,产生的电流叫做感应电流。该现象最早由英国
科学家法拉第发现。
(2)产生感应电流的条件:a.电路是闭合的;b.一部分导体在磁场中做切割磁感
线运动。
(3)能量转化情况:电磁感应现象中,消耗了机械能,得到了电能。
(4)影响感应电流方向的因素:在电磁感应现象中,感应电流的方向跟磁场方
向和导体做切割磁感线的运动方向有关。若磁场方向和导体切割磁感线运动的方
向中有一个改变,则感应电流方向也随之改变。若上述方向同时改变,则感应电
流方向不变。
2.电磁感应和磁场对电流的作用的区别
3.发电机:
(1)直流电动机和交流发电机的区别
电磁感应磁场对电流的作用
原因闭合电路的一部分导体在磁场中通电导体在磁场中
做切割磁感线运动
现象
结果产生感应电流受到力的作用
能量转化机械能——>电能电虚>机械能
力的性质外力磁场力
导体中的电流因感应而产生有电源提供
主要应用发电机电动机
(2)交流电:方向和大小周期性改变的电流。频率是用来表示交流电特点的物
理量,是指发电机中每秒钟内线圈转动的圈数,单位是“赫兹”,周期是频率的
倒数。我国使用的交流电的频率是50Hz,即发电机内线圈转一周需要0.02秒,
或者说1秒钟内线圈改变方向100次。
口中考真题
1.(2022•江苏淮安•中考真题)如图所示,有轨电车是城市交通现代化的标志,直流电动机
是有轨电车的动力心脏,其工作原理是()
【答案】A
【解析】直流电动机是有轨电车的动力心脏,其工作原理是利用通电线圈在磁场中受力而转
动制成的。
A.由A图可知,通电导体在磁场中受力而运动,故A符合题意;
B.由B图可知,闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动,会产生感应电流,这
是电磁感应现象,发电机是根据这个原理制成的,故B不符合题意;
C.由C图可知,该电路图是探究影响电磁铁磁性强弱的因素,故C不符合题意;
D.由D图可知,这探究的是电流的磁现象,即通电导体周围存在磁场,故D不符合题意。
故选Ao
2.(2022•山东淄博•中考真题)对下列与电磁现象有关的四幅图的分析正确的是()
A.图甲:闭合开关后,通电螺线管右端是S极
B.图乙:利用磁场可以产生电流
C.图丙:只要导体在磁场中运动,就会产生感应电流
D.图丁:该装置可用来研究发电机的工作原理
【答案】A
【解析】A.图甲闭合开关后,电流从通电螺线管的右侧流入,根据安培定则,则通电螺线
管左端为N极,故右端是S极,故A正确;
B.图乙为奥斯特实验,说明利用电流可以产生磁场,故B错误;
C.图丙中没有电源,只有导体在磁场中做切割磁感线运动时,才会产生感应电流,故C错
误;
D.图丁中有电源,闭合开关,通电导体在磁场中运动,该装置可用来研究电动机的工作原
理,故D错误。
故选Ao
3.(多选题)(2022•山东青岛•中考真题)下列实验现象的解释或实验原理的阐述,正确的是
()
A.将导线平行置于小磁针上方,通电时小磁针发生偏转,是因为通电导线周围存在磁场
B.向自由下垂的两张纸中间吹气,它们相互靠拢,是因为气体中流速越大的位置压强越大
C.托盘天平是一种等臂杠杆,用它测量物体质量时,运用了杠杆平衡原理
D.用刻度尺和秒表测量小车在斜面上运动的平均速度,运用的原理是独=士
t
【答案】ACD
【解析】A.将导线平行置于小磁针上方,通电时小磁针发生偏转,磁针受到了磁场的作用
而偏转,说明说明通电导线周围存在磁场,受到了磁场的作用,小磁针发生了偏转,故A
正确;
B.气体中流速越大的位置压强越小,故B错误;
C.托盘天平动力臂等于阻力臂,是一种等臂杠杆,用它测量物体质量时,处于平衡状态,
运用了杠杆平衡原理,故C正确;
D.测量物体运动速度的原理是v=上,运用刻度尺测量物体运动的路程,运用秒表测量物体
t
运动的时间,故D正确。
故选ACD。
4.(2022•江苏淮安•中考真题)如图所示,探究通电螺线管外部磁场的方向。
(1)玻璃板上均匀撒上铁屑,放上小磁针。闭合开关后,玻璃板,铁屑分布情况表
明,螺线管的外部磁场与磁体周围的磁场相似;
(2)接通电路,小磁针静止时极的指向是该点的磁场方向;
(3)调换电源的正负极,闭合开关,小磁针反方向偏转,说明通电螺线管外部的磁场方向
与有关。
【答案】轻轻敲击条形N电流方向
【解析】(1)口】[2]实验中轻敲玻璃板的目的是减小铁屑与玻璃板的摩擦,使铁屑受到磁场
的作用力而有规律地排列;实验探究的结果是:通电螺线管外部磁场与条形磁体相似。
(2)[3]物理学中规定:将小磁针放在通电螺线管外部,小磁针静止时N极的指向就是该点
处磁场的方向。
(3)[4]调换电源的正负极后闭合开关,发现小磁针反方向偏转,即磁场方向发生了偏转,
故有此可得通电螺线管外部的磁场方向与通电导线的电流方向有关。
5.(2022•山东青岛•中考真题)小明对电流表指针偏转的原因产生了兴趣,他在实验室找到
一只可拆卸的电流表,进行了如下探究。
(1)打开外壳,观察电流表的内部结构,示意图如图所示。按照操作规范将电流表
联接入电路,通电后线圈转动,带动指针偏转;撤去磁体再次通电,指针不动。这说明电流
表指针偏转的原因是通电线圈在中受力转动,这与的工作原理相同;
(2)若让电流从电流表的"一"接线柱流入,"+"接线柱流出,指针偏转方向会与(1)中的
偏转方向,因此使用电流表时不能把接线柱接反;
(3)若在电流表一"接线柱之间连接一根导线,用手拨动电流表指针,导线中会产生
感应电流,这种现象叫做,据此可制成o
【答案】串磁场电动机相反电磁感应发电机
【解析】(1)[1]⑵⑶电流表的内阻比较小,电流表相当于导线,故需要串联接入电路:通
电后线圈转动,带动指针偏转;撤去磁体再次通电,指针不动,说明没有磁场;指针就不动,
说明电流表指针偏转的原因是通电线圈在磁场中受到了力的作用;通电后,将电能转化为机
械能,与电动机的原理相同,都是通电线圈在磁场中受到了力的作用。
(2)⑷当让电流从电流表的"一"接线柱流入,"+"接线柱流出,电流的方向相反,指针受
到的力的方向也是相反的,故电流表的指针与(1)中的偏转方向相反。
(3)⑸⑹若在电流表接线柱之间连接一根导线,组成了闭合回路,用手拨动电流
表指针,会产生感应电流,这一现象叫做电磁感应现象;据此可以制成发电机,都是将机械
能转化为内能。
6.(2022•江苏淮安・中考真题)依据静止小磁针的指向,标出图中磁体右端的磁极。
□
【解析】由图可知,小磁针的左端为N极,右端为S极,因为异名磁极相互吸引,同名磁
极相互排斥可得,磁体右端的磁极为S极,如图所示:
回
7.(2022•山东淄博・中考真题)某些商场里的自动扶梯在无人和有人乘坐时运行速度不同,
从而节约电能。小明根据所学知识,设计了扶梯工作时的模拟电路。如图所示是扶梯上无人
时电路的工作状态,R是压敏电阻,其阻值随压力的增大而减小。当扶梯上有人时,R所受
压力增大,控制电路中的电流,电磁铁的磁性,将衔铁吸下,使动触点
与静触点"2"接触,工作电路中的电动机转速变大。小红站在扶梯上匀速上行的过程中,她
的动能、机械能。(均选填"变大""变小"或"不变")
O电源o-1
工作电路
控制电路
【答案】变大变大不变变大
【解析】[1]⑵控制电路的压敏电阻与电磁铁串联。当扶梯上有人时,R所受压力增大,根据
已知条件,压敏电阻变小,由串联电阻的规律,电路的电阻变小,由欧姆定律可知控制电路
中的电流变大,电磁铁的磁性变大,将衔铁吸下,使动触点与静触点"2"接触,工作电路中
的电动机转速变大。
⑶⑷小红站在扶梯上匀速上行的过程中,因人的质量和速度保持不变,故她的动能不变;
因小红的高度变大,故小红的重力热能变大,故机械能变大。
8.(2022•江苏镇江•中考真题)小华制作的蓄水池水位报警模拟装置如图所示:浮子由铜片
E、空心杆F和木块Q构成。在低水位时,触点C、。位于E的正上方加处,Q的下表面距
池底的高度为山当水位上升到使E与C、。接触后,蜂鸣器R发出忽强忽弱的报警音,报
警音的强弱取决于其两端电压大小。电源电压U=6V,定值电阻R尸3Q,R可视为9c的定值
电阻,不计其它电阻。
(1)当E与C、。接触时,电路接通,衔铁吸下与触点接触(选填或"8"),
线圈和品被(选填"短路"或"断路”
(2)在被释放和吸下的过程中,衔铁与A、8的接触时间分别为0.5s和1.5s,不考虑衔铁
在AB之间切换的时间。在未解除报警的情况下,求开始报警后lmin内电路所消耗的电能;
()
(3)Q为边长10cm的正方体,密度为OSxlCPkg/rrP,%=12cm,/z=20cm,g取10N/kg。不
计E、F的质量及F与支架间的摩擦。
①求刚开始报警时水面距池底的高度〃;()
②下列措施中,可使①中,值增大的有。
A.将池中水换为密度更大的液体
B.仅适当减小Q的边长
C.仅在空心管F中装入适量沙子
D.仅适当减小Q的密度
R
公-
鸣
R
s
w
w
r
w
c
w
-
H
.
R
。E
C
37cm
225J
路
短
】B
【答案
作,
始工
铁开
电磁
接通,
,电路
接触
C、。
时E与
高度
一定
升到
位上
当水
⑴⑵
】(1)
【解析
。
报警
开始
鸣器
,蜂
短路
圈被
及线
,心
接触
与8点
下来
被吸
衔铁
耗的
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要2s
期需
个周
成一
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Q,那
R=9
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U=6V
.5s,
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0.5s,
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