中考物理总复习课件：专题十六　电与磁 37页

专题十六　电与磁 　　公元 1 世纪初，东汉学者王充在 《 论衡 》 中记载“司南之杓，投之于地，其柢 指南。” 　　 中国人很早就利用罗盘（指南针）在航海中指示方向。 电与磁 磁体：能够吸引铁、钴、镍等物质的物体 磁现象 电生磁（电 流的磁效应） 电流的磁效应：通电导体周围存在磁场 电动机 通电导体在磁场中要受到力的作用，其受力方向跟电流方向和磁场方向有关 . 定义：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 磁极 定义：磁体上磁性最强的部分，有南极和北极 相互作用规律：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引 地磁场：地球周围存在的磁场 . 地磁的南极在地理北极附近，地磁的北极在地理南极附近 电磁继电器：利用电磁铁来控制工作电路的一种开关 磁场对电流的作用 磁生电（电磁感应现象） 发电机 考点一 磁现象 故事引入： 3 世纪时智勇双全的马隆在一次战役中，将敌军引至一条狭窄的山谷中，身穿铁甲的敌军个个都被吸住，动弹不得，而马隆的兵将身穿犀甲，行动如常，敌军以为马隆的兵是神兵，故而 大败 . 1 ． 磁体 : 能够 吸引铁、钴、镍等 物质 . 磁体可分为天然磁体和人造磁体 . 各种各样的磁体 　　 (1) 磁体 上吸引能力最强的两个部位叫 磁极 . 　　 （每个磁体都有两个磁极） 　　能够自由转动的磁体，静止时指南的那个磁极叫 南极 或 S 极 ，指北的那个磁极叫 北极 或 N 极 . 　　 (2) 磁体 间相互作用的规律： 同名磁极相互排斥，异名磁极相互 吸引 . 　　 2 ．磁化：一些 物体在某些条件下可以获得磁性，这种现象叫做 磁化 . 能被磁体吸引的物质都能被磁化 . N 软铁棒 软铁棒 甲 乙 　　 3 ．磁场：磁体 周围存在一种看不见、摸不着的物质 ，它能使磁针发生偏转，我们称之为磁 场 . 　　 (1) 磁场的基本性质：对放入其中的磁体产生磁力的作用，磁极间的相互作用就是通过磁场产生的 . 　　 (2) 磁场的方向：在磁场中某一点，小磁针静止时北极所指的方向就是该点的磁场方向 . 　　 4. 磁感线：用一些带箭头的曲线把小磁针放在磁场中的排列情况画出来，方便，形象地描述磁场，这样的曲线叫做磁感线 . 　　 　　 (1) 磁体外部的磁感线都是从磁体的 N 极出发，回到 S 极 . (2) 磁感线越密的地方，磁场越强 . (3) 磁感线并不是实际存在的，它是为了方便形象地描述 磁场而画出来的 . 5. 地磁场： 　　 地球周围存在的磁场叫做 地磁场 . 　 (1) 地磁 N 极在地理的 南 极附近； 　　地磁 S 极在地理的 北 极附近 . 　 (2) 指南针之所以能指南北，就是因为受到了地磁场的作用 . 考点二 电生磁 1820 年丹麦物理学家 奥斯特 用实验证实 通电导体 的周围存在着 磁场 . 这一重大发现轰动了科学界，使电磁学进入一个新的发展时期 . 1. 电流的磁效应 　　通电导线周围存在与电流方向有关的磁场，这种现象叫做电流的磁效应 . 2. 通电螺线管的磁场 　　 (1) 将导线绕在圆筒上，做成 螺线管 （也叫线圈） . 通电后各圈导线磁场产生叠加，磁场增强 . 　　 (2) 通电螺线管外部的磁场和条形磁体的磁场相似，通电螺线管两端存在南北极 . 　　 (3) 通电螺线管的南北极可由安培定则（右手螺旋定则）来判断：用右手握住螺线管，让 四指 指向螺线管中 电流的方向 ，则 拇指 所指的那端就是螺线管的 N 极 . 3. 电磁铁：插入铁芯的通电螺线管称为电磁铁 . (1) 电磁铁的工作原理：利用电流的磁效应和通电螺线管中插入铁芯后磁场大大增强的原理工作的 . (2) 电磁铁的特点 　　 　　①电磁铁磁性的有无可由通断电来控制 . ② 电磁铁的南北极可由电流的方向来控制 . ③ 通过电磁铁的电流越大，它的磁性越强 . ④ 在电流一定时，外形相同的螺线管，线圈 的匝数越多，它的磁性就越强 . 4. 电磁继电器：是利用电磁铁来控制工作电路的一种开关 . 其作用是利用低电压、弱电流的电路来间接地控制高电压、强电流的电路，还可以实现远距离操纵和自动控制 . (1) 电磁继电器的结构：电磁继电器主要由电磁铁、衔铁、弹簧、触点组成 . (2) 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，工作电路连通 . 电磁铁断电时失去磁性，弹簧把衔铁拉起，切断工作电路 . 考点三 磁场对电流的作用 S N I + _ 通电导线是不是也会受到磁场的作用力呢？ 1. 磁场对电流的作用：通电导体在磁场中要受到力的作用 . 其受力方向跟电流方向和磁感线有关 . 当改变电流方向或磁感线方向时，通电导体的受力方向改变；若同时改变电流方向和磁感线方向，通电导体的受力方向不改变 . 2. 电动机：是把电能转化为机械能的机器 . (1) 原理：根据通电线圈在磁场中受到力的作用而发生转动的原理制成的 . (2) 结构：由转子 ( 能够转动的部分 ) 和定子 ( 固定不动的部分 ) 组成 . (3) 分类：直流电动机 ( 由直流电源供电）和交流电动机 ( 由交流电源供电 ). (4) 直流电动机中换向器的作用：当线圈刚转过平衡位置时，换向器就能自动改变线圈中的电流方向，使线圈继续转动 . (5) 改变直流电动机转动方向的方法：改变电流方向或改变磁感线方向 . 考点四 磁生电 　　英国物理学家法拉第在 10 年中做了多次探索， 1831 年终于取得突破，发现了利用磁场产生电流的条件和规律。 　　根据这个发现，后来发明了发电机，使人类大规模用电成为可能，开辟了电气化的时代。 法拉第（ Michael Faraday ， 1791—1867 ），英国物理学家、化学家。 1. 电磁感应现象 　　 闭合电路的一部分导体在磁场中 做切割磁感线运动 时，导体中就产生电流，这是一种 电磁感应现象 . 产生的电流叫做感应电流 . 2. 产生感应电流的条件：电路必须是闭合的且部分导体在磁场中做切割磁感线运动 . 3. 感应电流的方向跟导体运动方向和磁感线方向有关 . 改变导体的运动方向或磁感线方向，感应电流的方向改变，若同时改变导体运动方向和磁感线方向，感应电流方向不改变 . 4. 发电机：把机械能转化为电能的装置 . 有交流发电机和直流发电机 . (1) 原理 : 是根据电磁感应现象制成的 . (2) 交流电：方向会周期性改变的电流叫交流电，我国交流电的频率为 50HZ. (3) 交流发电机的结构：转子和定子，大型发电机一般都采用线圈不动，磁极旋转的方式来发电，且用电磁铁代替永磁铁，这种发电机叫旋转磁极式发电机 . 各种各样的发电机 水力发电机 风力发电机 火力发电机 便携发电机 重点实验解读 实验一 探究影响电磁铁磁性强弱的因素 考查要点： 1. 电磁铁通电后具有磁性的原理：电流的磁效应 . 2. 电磁铁磁性强弱的判断：利用转换法，通过吸引大头针数目的多少来判断电磁铁磁性的强弱 . 3. 选择线圈匝数不同的电磁铁串联进行实验的目的：控制电流相同，比较磁性与线圈匝数的关系 . 4. 电磁铁 N 、 S 极的判断 . 5. 实验结论：电磁铁通电时有磁性，断电时无磁性；线圈匝数一定时，电流越大，电磁铁的磁性越强；电流一定时，线圈匝数越多，电磁铁磁性越强 . 1. （通辽中考） 为了探究电磁铁的磁性强弱跟哪些因素有关，小明同学用漆包线（表面涂有绝缘漆的导线）在大铁钉上绕若干匝，制成简单的电磁铁，如图所示．用此装置去吸引大头针，甲、乙、丙、丁为实验中观察到的四种情况． （1）实验中通过电磁铁 　　 判断电磁铁磁性的强弱，这一方法体现了转换的思想． （2）比较 　 　 两图可知：线圈匝数相同时，电流越大磁性越强． （3）根据图丁可以得出的结论是 　　 ． 【解析】 （1）线圈的磁性越强，吸引的大头针越多 . 所以可以根据吸引大头针的多少判断电磁铁磁性的强弱，这是转换法．（2）乙图和丙图线圈的匝数相同，丙的电流大，磁性强．说明电磁铁的电流越大，磁性越强．（3）由丁图可知，两个线圈串联，通过的电流相同．线圈匝数多的吸引大头针多，说明磁性强． 【答案】 （1）吸引大头针数目的多少 （2）乙、丙 （3）电流一定时，匝数越多，磁性越强 实验二 探究感应电流产生的条件 考查要点： 1. 感应电流产生的条件 (1) 电路必须闭合； (2) 导体要切割磁感线运动； 2. 感应电流是否产生的判断：通过观察灵敏电流计的指针是否偏转来判断电路中是否产生了感应电流 . 3. 改变感应电流方向的方法 (1) 改变磁场方向； (2) 改变导体切割磁感线的方向 . 4. 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，这种由于导体在磁场中运动而产生电流的现象叫做电磁感应，产生的电流叫做感应电流 . 2. （2017年昆明） 为了探究导体在磁场中怎样运动，才能在电路中产生电流，采用了图中所示的实验装置： （1）将细导线悬挂的导体放入蹄形磁体中，闭合开关，电流计指针不偏转，让导体在蹄形磁体中左右运动，电流计指针 　　 偏转；断开开关，让导体在蹄形磁体中左右运动，电流计指针 　　 偏转．（填 “ 会 ” 或 “ 不会 ” ） （2）将细导线悬挂的导体放入蹄形磁体中，闭合开关，让导体在蹄形磁体中竖直上下运动，电流计指针 　　 偏转；让导体在蹄形磁体中斜向上或斜向下运动，电流计指针 　　 偏转．（填 “ 会 ” 或 “ 不会 ” ） （3）综合（1）（2）中的实验现象可知，导体在磁场中运动产生电流的条件是：导体必须是 　　 电路的一部分，且一定要做 　　 的运动． （4）在这个实验中 　　 能转化为了电能． 【解析】 （1）将细导线悬挂的导体放入蹄形磁体中，闭合开关，没有切割磁感线，电流计指针不偏转；让导体在蹄形磁体中左右运动，导体切割磁感线，有感应电流产生，电流计指针会偏转；断开开关，让导体在蹄形磁体中左右运动，虽然导体切割磁感线，但由于开关断开，电路没有电流，电流计指针不会偏转；（2）将细导线悬挂的导体放入蹄形磁体中，闭合开关，让导体在蹄形磁体中竖直上下运动，导体没有切割磁感线，没有感应电流产生，电流计指针不会偏转；闭合开关，让导体在蹄形磁体中斜向上或斜向下运动，导体做切割磁感线运动，有感应电流产生，电流计指针会偏转；（3）综合（1）（2）中的实验现象可知，导体在磁场中运动产生电流的条件是：导体必须是闭合电路的一部分，且一定要做切割磁感线的运动；（4）此实验中消耗了机械能，获得了电能，是将机械能转化为电能的过程． 【答案】 （1）会 不会 （2）不会 会 （3）闭合 切割磁感线 （4）机械 真题体验 1. （2017年烟台） 小红梳理反思了“磁场和磁感线”的相关知识，她归纳整理如下，其中正确的有（　　） ①磁场看不见摸不着，但是可以借助小磁针感知它的存在 ②磁感线是磁体周围空间实际存在的曲线 ③磁感线是铁屑组成的 ④地磁场的磁感线是从地球南极附近发出回到北极附近 A．①④ B．②③ C．①② D．②④ 【解析】 磁场看不见摸不着，但可以借助小磁针感知它的存在，这是典型的转换法，故①正确；磁感线是不存在的，是为了研究方便而假想的一些有方向的曲线，故②错误；磁感线是不存在的，磁感线是铁屑组成的说法错误，故③错误；地球是一个巨大的磁体，地磁场的南极在地理北极附近，地磁场的北极在地理南极附近，故地磁场的磁感线是从地球南极附近发出回到北极附近，故④正确 . 【答案】 A 真题体验 2. （2017年益阳） 如图所示，在通电螺线管（导线中箭头表示电流方向）附近放置的小磁针（黑端为N极），静止时其指向正确的是 （ 　　） 【解析】 A 图 根据安培定则可知，通电螺线管N极在右端，由同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，可知，小磁针左端为S极，右端为N极，故A正确； B 图根据安培定则可知，通电螺线管N极在上端，由同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，可知，小磁针上端为S极，下端为N极，故B错误； C 图根据安培定则可知，通电螺线管N极在左端，由同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，可知，小磁针左端为S极，右端为N极，故C错误； D 图根据安培定则可知，通电螺线管N极在左端，由同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，可知，小磁针左端为S极，右端为N极，故D错误． 【答案】 A A B C D 真题体验 3. （2017年宿迁） 如图所示，是某保密室的防盗报警电路，当有人闯入保密室时会使开关S闭合．下列说法正确的是（　　） A．电磁继电器与发电机工作原理相同 B．电磁继电器与电动机工作原理相同 C．电磁铁工作时，上端为S极 D．当有人闯入保密室时，b灯亮 【解析】 电磁继电器是利用电流的磁效应工作的，发电机是利用电磁感应原理制成的，电动机是根据通电线圈在磁场中受力而转动工作的，故AB错误；根据安培定则可知，电磁铁工作时，上端为N极，故C错误；当有人闯入保密室时会使开关S闭合，电磁铁有磁性，吸引衔铁，电灯b所在电路接通，b灯亮，故D正确． 【答案】 D 真题体验 4. （钦州中考） 如图所示的四个实验中，研究电动机工作原理的是 （　 　） 【解析】 A 是奥斯特实验图，小磁针发生偏转说明通电导体周围有磁场，故A不符合题意； B 是电磁感应的实验图，属于发电机的原理，故B不符合题意； C 是通电螺线管的实验图，说明通电螺线管周围有磁场，故C不符合题意； D 电路中有电流，通电线圈或导体受到磁场力的作用发生运动，是电动机的工作原理，故D符合题意． 【答案】 D A B C D 真题体验 5. （2017年绵阳） 一矩形线圈放在蹄形磁铁的两极之间，刚通电时在磁场作用下扭转方向如图甲所示．现将该线圈放在图乙所示的蹄形螺线管间，a、b为螺线管与电源的接口．某同学进行了如下四次操作： ①a接正极b接负极，线圈中通与图甲电流方向相同的电流 ②b接正极a接负极，线圈中通与图甲电流方向相同的电流 ③a接正极b接负极，线圈中通与图甲电流方向相反的电流 ④b接正极a接负极，线圈中通与图甲电流方向相反的电流 线圈刚通电时扭转方向与图甲所示的扭转方向相同的是（　　） A．①和③ B．②和④ C．①和④ D．②和③ 【解析】 ①若乙图中a接正极b接负极，根据安培定则知蹄形螺线管左端为S极，与甲图的磁场方向相反，线圈中通与图甲电流方向相同的电流，故线圈刚通电时扭转方向与图甲所示的扭转方向相反；②若乙图中b接正极a接负极，根据安培定则知蹄形螺线管左端为N极，与甲图的磁场方向相同，线圈中通与图甲电流方向相同的电流，故线圈刚通电时扭转方向与图甲所示的扭转方向相同；③若乙图中a接正极b接负极，根据安培定则知蹄形螺线管左端为S极，与甲图的磁场方向相反，线圈中通与图甲电流方向相反的电流，故线圈刚通电时扭转方向与图甲所示的扭转方向相同；④若乙图中b接正极a接负极，根据安培定则知蹄形螺线管左端为N极，与甲图的磁场方向相同，线圈中通与图甲电流方向相反的电流，故线圈刚通电时扭转方向与图甲所示的扭转方向相反；综合分析②③，故D正确． 【答案】 D 真题体验 6. （2017年自贡） POS刷卡机的广泛应用给人们的生活带来了便利．POS机的刷卡位置有一个绕有线圈的小铁环制成的检测头（如图所示）．在使用时，将带有磁条的信用卡在POS机指定位置刷一下，检测头的线圈中就会产生变化的电流，POS机便可读出磁条上的信息．图中能反映POS刷卡机读出信息原理的是（　　） 【解析】 POS刷卡机读出信息的原理就是电磁感应现象；A图电路中有电源，是通电导体在磁场中受力运动，故A错误；B图电路中没有电源，当闭合开关，闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中有感应电流产生，这是电磁感应现象，故B正确；C图是奥斯特实验，反映了电流周围存在着磁场，故C错误；D图是一个电磁铁，说明电能产生磁，故D错误． 【答案】 B A B C D