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1、第二十章 电 与 磁,一、磁现象和磁场 1.磁现象: (1)磁体:磁体能够吸引铁、钴、镍等物质。 (2)磁极:磁体上吸引能力最强的两个部位,分南极(S)和北 极(N)。 (3)磁极间作用的规律:同名磁极相互_,异名磁极相互 _。 (4)磁化:一些物体在磁体或电流的作用下获得_的现象。,排斥,吸引,磁性,2.磁场: (1)存在:_周围存在着磁场。 (2)性质:对放入其中的磁体产生_的作用。 (3)方向:磁体周围某点的小磁针静止时,小磁针_的指向。 3.磁感线:用来方便、形象地描述磁场的一些带箭头的曲线。 在磁体外部,磁体周围的磁感线从_出发,回到_。,磁体,力,北极,N极,S极,4.地磁场: (
2、1)存在:_周围存在着磁场。 (2)特点:地磁南极在地理_附近,地磁北极在地理_附 近。,地球,北极,南极,二、电生磁 1.电流磁效应: (1)发现:丹麦物理学家_证实电流的周围存在着磁场。 (2)影响因素:通电导线周围的磁场方向与_方向有关。,奥斯特,电流,2.通电螺线管的磁场: (1)分布:通电螺线管外部的磁场与_ 的磁场相似。 (2)极性:通电螺线管两端的极性跟螺线管中_的方向 有关。 (3)极性判断安培定则:用_握住螺线管,让四指指向 螺线管中_的方向,则拇指所指的那端就是螺线管的_极。,条形磁体,电流,右手,电流,N,3.电磁铁: (1)特点:有_通过时有磁性,否则无磁性。 (2)影
3、响磁性强弱的因素。 匝数一定时,线圈中电流_,电磁铁磁性越强。 电流一定时,外形相同的螺线管,匝数_,电磁铁磁性越 强。 (3)应用:电磁起重机、电铃、电磁继电器等。,电流,越大,越多,4.电磁继电器: (1)工作原理:利用_电路的通断间接地控制 _电路。 (2)实质:利用电磁铁来控制工作电路的一种开关。,低电压、弱电流,高电压、强电流,三、电动机 1.磁场对通电导线的作用: (1)性质:通电导线在磁场中受到_的作用。 (2)影响因素:力的方向与_、_有关。 2.电动机: (1)原理:根据_的原理制成。 (2)换向器:每当线圈刚转过_时,自动改变线圈中的电 流方向,使线圈持续转动下去。 (3)
4、能量转化:电能转化为_能。,力,电流方向,磁感线的方向,通电导体在磁场中受力运动,平衡位置,机械,四、磁生电 1.电磁感应现象:由于导体在磁场中运动而产生_的现象。 2.产生感应电流的条件: (1)部分导体。(2)电路闭合。(3)做_运动。 3.感应电流的方向:与导体_的方向和_的方向 有关。 4.发电机: (1)原理:_。(2)能量转化:_能转化为_能。,电流,切割磁感线,切割磁感线,磁场,电磁感应,机械,电,5.交流电: (1)特点:电流的方向和大小周期性变化。 (2)频率:电流在每秒内周期性变化的次数。我国电网以交流供电,频率是50Hz。,【微点拨】 1.磁体、磁场、磁感线: (1)任何
5、磁体有且只有两个磁极,不存在单个磁极。 (2)任何一个磁体的两端磁性最强,中间几乎无磁性。 (3)磁场客观存在,而磁感线并不存在。 (4)磁场中某点只有唯一确定的磁场方向,任意两条磁感线都不能相交。 2.“切割”磁感线,类似用镰刀割小麦,可以垂直切割,也可以斜着切割。,【速练题】 (1)当对着话筒说话时,膜片振动带动线圈在磁场中运动,线圈中产生了随振动而变化的 电流。与动圈式话筒原理相同的是 (选填“电动机”或“发电机”)。,(2)当扬声器中的线圈通过的电流方向如图所示时,线圈的左 端是 极;当电流方向改变时,线圈将 运动;与扬 声器原理相同的是 (选填“电动机”或“发电 机”)。 参考答案:
6、(1)交变 发电机 (2)N 反向 电动机,主题一 磁场、磁感线、通电螺线管的磁场 磁场、磁感线、通电螺线管磁场和磁极之间的关系: 磁场方向、小磁针静止时N极指向、磁感线的方向以及小磁针静止时N极受力方向都是一致的。,【中考警示】在磁体外部,磁感线从N极出发,回到S极;而在内部则由S极指向N极,从而形成闭合曲线。,【知识拓展】对磁场的进一步认识 (1)磁场是客观存在的,而磁感线是为了方便、形象地描述磁场而假想的,属于辅助线条;细铁屑撒在磁体周围,模拟的是磁感线的形状,并不是得到了真实的磁感线。 (2)小磁针在磁场中静止时N极的受力方向、静止时N极的指向、所在点处的磁场方向及磁感线上该点的切线方
7、向,“四向”一致。,(3)磁感线表示磁场有以下特征: 磁感线是一些闭合的曲线,即磁体周围的磁感线都是从磁体的N极出发,回到S极,而在磁体的内部,都是从磁体的S极指向N极。 磁体周围的磁感线的分布是立体的,而不是平面的。 磁感线分布的疏密可以表示磁场的强弱:磁体两极处磁感线最密,表示两极处磁场最强。,磁感线不相交。如图,假设两条磁感 线a、b在空间某处相交于A点,那么在A 点放一个小磁针,由a线可得它的N极应 该指向P1方向,由b线可得N极应指向P2方向,而磁场中的一点只能有一个方向,故磁感线不能相交。,【示范题1】(2014烟台中考)如图所示的电 路中,开关闭合后,根据小磁针静止时的指向 可知
8、 ( ) A.a端是通电螺线管的N极,c端是电源正极 B.a端是通电螺线管的N极,c端是电源负极 C.b端是通电螺线管的N极,d端是电源正极 D.b端是通电螺线管的N极,d端是电源负极,【解题探究】解答本题时思考以下两个问题: (1)根据小磁针静止时的指向可以明确哪些信息? (2)如何利用安培定则判断电源的正负极? 提示:(1)小磁针静止时N极的指向就是磁感线的方向。 (2)根据安培定则可以判断出电磁铁中的电流流向,根据电流流向判断正负极。,【解析】选B。本题考查通电螺线管的极性和电流方向的判断。小磁针静止时N极指向右,由于异名磁极相互吸引、同名磁极相互排斥,可以确定螺线管的a端为N极、b端为
9、S极;根据图中的线圈绕向,利用安培定则可以确定线圈中的电流方向是从螺线管的右端流入、左端流出,所以电源的d端为正极、c端为负极。故选B。,【备选例题】(2013聊城中考)如图所示为永磁体A和电磁铁B之间的磁场分布。请根据图中磁感线的方向标出永磁体A右端的磁极和电磁铁B中电源的“+”“-”极。,【解题探究】解答本题时思考以下两个问题: (1)根据磁感线的方向可以明确哪些信息? (2)如何利用安培定则判断电源的正负极? 提示:(1)在磁体周围磁感线都是从磁体的N极出发,回到S极,可以判断永磁体和电磁铁的N、S极。 (2)根据安培定则可以判断出电磁铁B中的电流流向,根据电流流向判断正负极。,【解析】
10、本题考查磁极的判断及安培定则的应用。在磁体周围磁感线都是从磁体的N极出发,回到S极,所以据此可以判断出永磁体A的右端是S极,电磁铁B的左端是N极。再根据安培定则可以判断出电磁铁B中的电流流向,则电源的右端是“+”极,左端是“-”极。 答案:如图所示,主题二 电磁铁和电磁继电器 1.电磁铁: (1)实验方法:控制变量法。 (2)磁性强弱的比较:通过它吸引铁钉或曲别针等的多少来判断,吸引数量越多,磁性越强。,2.电磁铁的应用电磁继电器: (1)种类: 一种有两个触点静触点和动触点各一个,如图甲,多用于简单的控制电路中,是一个控制电路通断的开关。 另一种有三个触点两个静触点,一个动触点,如图乙,多用
11、于复杂的自动控制电路中,它的动、静触点相当于一个单刀双掷开关,能实现的是电路的切换:当电磁铁有磁性时,电磁铁吸引衔铁,接通一个电路;当电磁铁无磁性时,弹簧拉起衔铁,断开一个电路同时接通另一个电路。,(2)相关电路设计。 控制电路:电磁铁通过开关与电源相连。 工作电路:根据题意,确定各元件的连接方式,将继电器的每对动、静触点看成一个开关,有时看成一个单刀双掷开关。,【示范题2】 (2013山西中考)如图所示是汽车启 动装置电路简图,当钥匙插入钥匙孔并 转动时,电磁铁得到磁性,此时电磁铁 上端为 极,触点B与C (选填“接通”或“断开”),汽车启动。,【解题指南】解答本题抓住以下关键点: (1)明
12、确控制电路的工作过程。 (2)明确工作电路的工作过程。,【解析】本题考查电磁继电器的使用和判断通电螺线管磁极的相关知识。(1)通电螺线管磁极的判断方法:首先标出通电螺线管中电流的方向,然后根据安培定则判断螺线管两极的磁性; (2)当钥匙插入钥匙孔并转动时,控制电路接通,电磁铁具有磁性,吸引衔铁A,转轴转动,触点B、C接通,电动机转动,汽车启动。 答案:N 接通,主题三 电磁三现象及其应用 1.电与磁的关系:,2.电磁三现象的辨析:,【中考警示】电动机与发电机的区分 区分二者的关键是“电”与“动”的先后,“电动机”是指电路中有电源,电引起动,即先电后动;“发电机”是指线圈的“动”使电路中有了电流
13、,动引起电,即先动后电。,【知识拓展】电与磁相关作用的两个定则 (1)右手定则:判断导体做切割磁感线运动时产生的感应电流的方向。磁感线穿过手心,大拇指指向导体运动的方向,四指所指的方向即为感应电流的方向(大拇指与四指所指方向垂直)。 (2)左手定则:判断通电导体在磁场中受力的方向。磁感线穿过手心,四指指向电流方向,大拇指所指的方向即为导体受力的方向(大拇指与四指所指方向垂直)。,【示范题3】(1)(2014德州中考)甲图所揭示的实验原理,乙图中与之相同的是 ( ),【解题指南】解答本题从以下角度分析: (1)装置中是否有电源:电磁感应现象和发电机装置中没有电源。 (2)有电源的装置中是否有电流
14、表,是否有线圈转动,有则是电动机原理装置图。,【解析】选D。题图甲中实验是电磁感应实验,闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动,能够产生感应电流;A实验是奥斯特实验,说明了通电导体周围存在着磁场,不符合题意;B实验说明了通电导体在磁场中要受到力的作用,不符合题意;扬声器是磁场中的线圈在通入交变电流时受力发生振动,即通电导体在磁场中受力,不符合题意;动圈式话筒工作过程:声波振动引起膜片振动带动线圈振动线圈切割永久磁体的磁场产生感应电流经放大传给扬声器,由此可知其工作原理是电磁感应现象,符合题意。故选D。,(2)(2013雅安中考)同学们做实验的装置如图所示,闭合开关,先将导体ab水平用力向右移动,
15、导体cd也随之运动起来,则在以上的实验中下列说法正确的是 ( ) A.实验装置中的甲装置运用的原理是电磁感应现象 B.实验装置中的甲装置把电能转化为机械能 C.实验装置中的乙装置产生的现象在生活中的应用是发电机 D.若将导体ab水平用力向左移动,导体cd的运动方向不变,【解题指南】解答本题从以下角度分析: 电磁感应是机械能转化为电能,产生电流。 通电导体在磁场中受力运动是电能转化为机械能,导体受力运动。,【解析】选A。由图知甲是“先运动后生电”,运用的原理是电磁感应现象,它是将机械能转化为电能,该装置产生的现象在生活中的应用是发电机;乙是“先通电后运动”,运用的原理是通电导体在磁场中受力运动,它是将电能转化为机械能,该装置产生的现象在生活中的应用是电动机;改变导体ab的运动方向,感应电流方向会发生改变,进而导体cd的运动方向改变,故选A。,主题一 探究磁场对通电导线的作用 【实验装置】,【实验关键】 (1)闭合开关,观察导体ab是否运动。 (2)探究通电导线受力方向与电流方向的关系。 思路:控制_不变,改变_,如图,对调电源正 负极改变电流方向。 (3)探究通电导线受力方向与磁感线方向的关系。 思路:控制_不变,改变_
