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1、 电与磁 第二十三讲 1 知道磁极之间的相互作用规律 并能运用磁场的观点加以说明 2 能根据磁场中磁感线的分布情况 大致描述磁场的强弱和方向 不 要求描画磁体周围的磁感线分布 3 会用右手螺旋定则 安培定则 判断通电螺线管的磁场方向 即磁极的 判定等 4 知道电磁铁的工作原理 大致了解其在实际 生产 生活中的应用 5 知道通电导线 在磁场中会受到力的作用 即电动 机的工作原理 6 能对探究 导体在磁场中运动时产 生感应电 流的条件 实验过 程作 出正确的说明 以及得出正确的结论 等 知道产生感应电 流的条件 即发电 机的工作原理 并能对简单 的电磁感应现 象进行判断 一 磁现象 磁场 1 磁体
2、 物体能吸引铁 钴 镍等物质 我们就说该 物体具有 具有 的物体叫磁体 2 磁极 磁体上磁性最强部分叫磁极 一个磁体有 个磁极 分别叫 做 和 3 磁极间的相互作用规律 同名磁极相互 异名磁极相互 4 磁化 使原来没有磁性的物体获得磁性的过程叫 磁化后磁 性容易消失的物体叫 磁性能长久保持的物体叫 消磁 退磁方法 磁性 磁性 两 北极 N极 南极 S极 排斥吸引 磁化 软磁体 硬磁体 永磁体 高温加热 敲击 5 磁场 磁体周围空间存在着磁场 其基本性质是对放入其中的磁体 产生 的作用 磁体之间的相互作用是通过 发生 的 6 磁场方向 磁场中的某一点 小磁针静止时 所指的方向就是 该点的磁场方向
3、 同一磁铁的不同地方 磁场方向不同 7 磁感线 我们可以用 来方便形象地描述磁体周围的 磁场分布情况 磁体周围的磁感线都是从磁体的 出发 回到 磁感线越密集的区域 磁性 8 地磁场 地球本身是一个大 其周围空间存在着 地磁南极在地理 地磁北极在地理的 磁力 力 磁场 北极 光滑的曲线 N极 S极 越强 地磁场 北极附近南极附近 磁体 二 电生磁 9 电流磁效应 奥斯特实验表明通电导线周围存在着 其方向 与 方向有关 这种现象叫做电流的 效应 10 通电螺线管 通电螺线管外部的磁场同 相似 螺线 管的极性跟螺线管中 方向有关 可以用 来判定二者 的关系 11 安培定则 用 手握住螺线管 让四指弯
4、曲且与螺线管中电流的 方向一致 则大拇指所指的那端 就是通电螺线管的 极 如图所示 磁场 电流磁 条形磁体 电流安培定则 右 北 三 电磁铁 电磁继电器 12 电磁铁 内部带铁芯的通电螺线管叫 铁芯只能用 制 成 电磁铁的工作原理 利用电流的 效应和通电螺线管中插入铁芯后磁场 大大增加的原理工作的 13 影响电磁铁磁性强弱的因素 14 电磁铁的优点 磁性的有无可以由 来控制 磁性的强弱可 以由 来控制 磁极的方向可以由 来 控制 15 电磁继电器 电磁继电器就是利用 来控制工作电路的一种开关 它可以用低电压 弱电流控制 还可实现远 距离操纵 或自动控制等 电磁铁软磁铁 磁 电流大小线圈匝数多少
5、 是否插入铁芯 电流的通断 电流大小或线圈匝数的多少电流方向 电磁铁 高电压 强电流 四 电动机 16 磁场对电流的作用 通电导体在磁场中会受到 的作用 其受力 方向与 方向 方向有关 17 电动 机的原理 直流电动 机是根据通电线 圈在磁场中受力而转动 的原理工作的 它是将 能转化为 能 为使线圈持续地转动 下去 用 使线圈转过 平衡位置时自动改变线 圈中的电流方 向 它其实就是两个互相绝缘 的铜制半环 18 电动 机的优点 构造简单 控制 体积小 效率 无 等 19 扬声器 动圈式扬声器是通过通电线 圈在磁场中运动实现 将 信号转换 成 信号的装置 力 电流磁场 电机械 换向器 方便高 污
6、染 电 声 五 磁生电 20 电磁感应 电路中的一部分导体在磁场中作 磁感线 运动时 导体中就会产生电流 这种现象叫电磁感应现 象 产生的感 应电 流方向与 方向 方向有关 21 发电 机 发电 机是利用 原理制成的 工作时将 能转化为 能 动圈式话筒 麦克风 是通过 将声音 变成电流 22 交流电 周期性改变 的电流 电流1秒钟内周期性 变化的 叫做频率 我国交流电的频率是 周期是 电流方向每秒改变 次 闭合切割 磁场 磁感线的运动 电磁感应机械 电电磁感应现 象 方向和大小 次数 50 Hz 0 02 s100 1 2013 襄阳 如图所示 重为G的小铁块 在水平方向力F的作用下 沿 条形
7、磁铁的表面从N极滑到S极 在此过程中小铁块对 磁铁的压力大小 变化情况是 2 2013 安徽 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 先减小后增大 A 3 2014 菏泽 关于电磁铁 下面说法中正确的是 A 电磁铁是根据电磁感应原理制作的 B 电磁继电器中的磁体 必须用电磁铁 C 电磁继电器中的磁体 可以用永磁体 也可以用电磁铁 D 电磁铁中的铁芯 可以用钢棒代替 4 2013 烟台 小明利用光敏电阻受到光照时电阻变小的特性 设计了一个如 图所示的自动控制电路 要求光暗时灯亮 光亮时灯灭 在实际调试时 发 现灯始终亮着 而光敏电阻和其他电路元件都正常 下列调节
8、能使控制电路达 到要求的是 A 减少电磁铁线圈的匝数 B 抽出电磁铁中的铁芯 C 滑动变阻器滑片P向左移动 D 减小控制电路电源电压 B C 5 2014 梅州 如图所示是研究电和磁关系的两个实验装置 下列判断中正确 的是 A 甲图是发电机的原理图 B 乙图是电动机的原理图 C 在甲图中 闭合开关时 导体ab会上下运动 D 在乙图中 导体ab左右运动时 电路中有感应电流 6 2014 福州 在探究 怎样产生感应电流 的实验中 蹄形磁体水平放置 如图所示 闭合开关 要使灵敏电流计的指针发生偏转 导体ab应 A 竖直向上运动 B 水平向右运动 C 保持静止不动 D 竖直向下运动 D B 7 201
9、2 南充 图中的a表示垂直于纸面的一根导线 它是闭合电路的 一部分 它在磁场中按箭头方向运动时 不会产生感应电 流的是 8 2012 咸宁 如图所示 根据小磁针静止时的位置 标出电磁铁的 磁极和电源的正负极 C 9 2014 哈尔滨 请用笔画线代替导线将如图所 示的实物图补充完整 使滑动变阻器的滑片向A端 移动时 通电螺线管的磁性增强 并标出通电螺 线管的N极 例1 2014 南宁 请在图甲中标出通电螺线管的N极和磁感线的方向 解析 根据安培定则先判断出通电螺线管的N S极 然后再根据在磁场外部 磁感线的方向总是从北极出发回到南极 标出磁感线的方向 答案 如图乙所示 变式题1 2012 聊城
10、小磁针放在两通电螺线管之间 静止时处于如图所 示的位置 请完成螺线管B的绕线 并标出电流的方向 电流的磁场 例2 2013 天津 如图所示是一种水位自动报 警器的原理图 当水 位到达金属块A时 一般的水能导电 电路中 A 绿灯亮 红灯不亮 B 红灯亮 绿灯不亮 C 红灯和绿灯都亮 D 红灯和绿灯都不亮 解析 水是导体 当水位到达金属块A时 控制电路接通 电磁铁通 电产生的磁性将衔铁吸下 红灯所在指示电路接通 绿灯所在指示电 路断开 红灯亮绿灯不亮 答案 电磁铁及其应用 B 变式题2 2012 泰州 如图是汽车启动装置原理图 对 于这一装置及其工作特点 下列说法中不正确的是 A 旋转钥匙能使电磁
11、铁所在电路工作 B 电磁铁的工作电压比电动机的工作电压低 C 电磁铁通电时 上端是S极下端是N极 D 电磁铁通电时 吸引上方的衔铁 使触点A向右与B接 触 C 例3 2013 山西 与下图中的动圈式话筒工作原理相同的是 解析 动圈式话筒的工作原理是电磁感应现象 扬声器和电动机的工作原理 是通电导体在磁场中受到力的作用 手摇发电机的工作原理是电磁感应现象 电磁起重机是利用电流的磁效应工作的 故选C 答案 变式题3 2013 兰州 下列设备中利用了通电导体在磁场中受到力的作用 的是 A 发电机 B 电动机 C 动圈式话筒 D 电磁铁 电动机与磁生电的综合 C B 一 探究影响电磁铁磁性强弱的因素
12、用控制变量法探究影响电磁铁磁性强弱的因素 通 过观察电磁铁吸引大头针的数目判断电磁铁磁性 的强弱 转换法 例4 2012 杭州 如图所示是小李探究电磁铁磁性强弱与什么因素 有关的实验装置 下列措施中能使电磁铁磁性增强的是 A 滑片P向右移动 其他条件不变 B 滑片P向左移动 其他条件不变 C 开关S由1扳到2 其他条件不变 D 电源的正负极对调 其他条件不变 解析 电磁铁的磁性强弱与下列三种因素有关 1 电流强弱 2 线 圈匝数 3 有无铁芯 A选项中P向右滑动时电阻增大 电流变小 磁 性变小 B选项中P向左移动时电阻减小 电流增大 磁性增大 C选 项中线圈匝数变少 磁性减弱 D选项中电源的正
13、负极对调不影响磁性 大小 本题结合了电生磁和滑动变阻器的变化两个知识点 考查了物 理知识的综合应用 答案 B 二 探究如何产生感应电流 1 实验时用灵敏电流计而不用一般电流表是因为灵敏电流 计可感知微小电流的有无和方向 这里用到了转换法 2 实验中 要想产生的感应电流较强 可以采用的措施有 a 尽可能选用磁性强的蹄形磁体 b 用多匝线圈代替单根 导线 c 切割磁感线时垂直且尽量快速 3 探究感应电流的方向与哪些因素有关 采用控制变量 法 例5 2013 广州 如图所示 磁感应线竖 直向下 AB棒运动 电流 表指针偏转 A AB棒可能是竖直向下运动的 B AB棒可能是水平向左运动的 C 开关断开
14、 电流表指针也会偏转 D 实验说 明电路有电流不一定需要电源 解析 此题考查电磁感应知识 闭合电路中一部分导体在磁场中做 切割磁感线运动 产生感应电流 这个现象为电磁感应现象 A选项不 是切割磁感线运动 C选项开关断开 不是闭合电路 D选项电路中AB 棒部分相当于电源 答案 B 一 方法技巧 电动机与发电机的区别 在解答电动机和发电机题目时 要注意各自的工作原理 磁场对电流的作用和电磁感应现象 二者的区 别如下表 二 常见易错现象 认为相互吸引的钢棒一定是异名磁极 错 相互吸引的两钢棒也可能 是一个有磁性 一个没有磁性 对磁场和磁感线的理解错误 磁场是 真实存在于磁体周围的一种特殊物质 磁感线
15、是为了形象描述磁场而假 想的一种曲线 曲线的切线方向表示磁场的方向 曲线的疏密程度表示 磁场的强弱 对安培定则的使用易错 用右手 注意大拇指的指向和 其余四指的弯曲方向 不能从图形上区分电动机和发电机 有电源的 是电动机 无电源的是发电机 不能从能量转化上区分 机械能转化 为电能的是发电机 电能转化为机械能的是电动机 例6 2013 湘潭 如图所示 放在磁铁中的线圈A和B 用导线 串联 当用力使线圈A向右运动时 发现悬 挂着的线圈B也随着摆动 此时 线圈A B各自的实验 原理与下列设备 的工作原理相对应 的是 A 发电 机 电动 机 B 电动 机 发电 机 C 发电 机 发电 机 D 电动 机 电动 机 解析 当线圈A在磁场向右做切割磁感线运动时 在线圈A中产生感应 电流 当电流流过线圈B时 通电线圈B在磁场中受力摆动 所以线圈A B的实验原理分别是发电机和电动机 故选A 答案 A
