第二十章電與磁 考點梳理過關 考點1磁現象磁場1 磁現象a 磁性 物體能夠吸引 鐵 鈷 鎳等物質的性質 b 磁體 具有磁性的物體叫磁體 按獲取方式可分為 天然磁體和 人造磁體 按磁性保持時間可分為 硬磁體和 軟磁體 c 磁極 磁體上磁性最強的位置叫磁極 每個磁體都有兩個磁極 北 N 極和 南 S 極 磁極間的相互作用規(guī)律是 同名磁極 相互排斥 異名磁極 相互吸引 d 磁化 一些物體在磁體或電流的作用下獲得磁性的現象 2 磁場 辨一辨 1 磁場是客觀存在的 磁感線不是真實存在的 磁感線之間永不相交 2 磁體的磁感線總是從磁體N極出發(fā) 回到S極 3 磁感線上任何一點的切線方向都與置于該點的小磁針靜止時N極所指的方向一致 考點2電生磁1 電流的磁效應 2 電磁鐵及其應用 辨一辨 1 決定通電螺線管磁極極性的根本因素是導線的繞法和電源正 負極的接法 2 在通電螺線管外部 磁感線從通電螺線管的N極出來回到S極 在通電螺線管內部 磁感線從S極到N極 3 電磁鐵的鐵芯用鐵而不用鋼制作的原因 鐵磁化后磁性容易消失 可方便地控制電磁鐵磁性的有無 鋼磁化后磁性不易消失 無法控制電磁鐵磁性的有無 考點3磁場對通電導線的作用 1 內容 通電導線在磁場中要受到 力的作用 2 產生條件 a 有磁場 b 導線中有 電流通過 3 影響力的方向的因素 電流的方向 磁感線的方向 4 影響導線運動快慢的因素 電流的大小 磁場的強弱 5 應用 電動機 辨一辨 1 電流方向與磁感線方向平行時 通電導體將不受磁場力的作用 2 通電導線 或通電線圈 在磁場中受力而運動 或轉動 時 消耗了電能 得到了機械能 考點4磁生電 1 電磁感應現象 2 發(fā)電機和電動機 辨一辨 1 當閉合電路中的一部分導體在磁場中沿磁感線方向運動時 就能產生感應電流 2 無論是交流發(fā)電機還是直流發(fā)電機 線圈中產生的都是交流電 想一想 結合下列圖形 分析思考下列問題 1 線圈通過兩個銅環(huán)與外部電路相通 銅環(huán)的作用是什么 保證外部電路中的交流電和線圈中產生的感應電流大小 方向一致 2 如圖乙 當用兩個半環(huán)組成的換向器來代替兩個銅環(huán)時 外部電路中的電流為直流電 教材重點圖片 重點難點突破 類型1磁現象磁場 1 理解磁場和磁感線 2 兩點理解地磁場 1 如圖所示 地球磁場類似于條形磁體的磁場分布 2 地磁兩極與地理兩極并不重合 它們之間有一個磁偏角 世界上最早準確記載磁偏角的是我國宋代學者沈括 例1 2017 煙臺中考 小紅梳理反思了 磁場和磁感線 相關知識 她歸納整理如下 其中正確的有 A 磁場看不見摸不著 但是可以借助小磁針感知它的存在 磁感線是磁體周圍空間實際存在的曲線 磁感線是鐵屑組成的 地磁場的磁感線是從地球南極附近發(fā)出回到北極附近A B C D 思路點撥 磁場看不見摸不著 但可以借助小磁針感知它的存在 這是典型的轉換法 磁感線是不存在的 是為了研究方便而假象的一些有方向的曲線 磁感線是不存在的 磁感線是鐵屑組成的說法錯誤 地球是一個巨大的磁體 地磁場的南極在地理北極附近 地磁場的北極在地理南極附近 故地磁場的磁感線是從地球南極附近發(fā)出回到北極附近 變式運用 1 2014 濰坊八中月考檢測 如圖所示為蹄形磁體周圍的磁感線分布圖 在a b c d四點中 磁場最強的是 A a點B b點C c點D d點 B磁感線越密的地方磁場越強 故b點磁場最強 B正確 2 2015 北京中考 若假想地磁場是由地球內部一塊大磁鐵產生的 圖中所示的四個示意圖中 能合理描述這塊大磁鐵的是 B地球是一個大磁體 地磁場和條形磁體的磁場相似 地磁場的北極在地理南極附近 而地磁場的南極在地理北極附近 類型2通電螺線管的磁場 例2 2017 聊城中考 如圖所示 小磁針靜止在螺線管附近 閉合開關S后 下列判斷正確的是 D A 通電螺線管的左端為N極B 小磁針一直保持靜止C 小磁針的S極向右轉動D 通電螺線管外A點的磁場方向向左 思路點撥 根據圖中電源的正負極位置 可得出在通電螺線管的外側電流的方向是向下的 由安培定則可知 螺線管的右端為N極 左端為S極 小磁針的S極會被吸引 向左轉動 在通電螺線管的外部磁感線的方向是由N極指向S極的 在A點 磁感線的方向向左 變式運用 3 2016 安丘期末 根據圖中小磁針的指向 在圖中括號內標出通電螺線管的N極或S極以及電源的 或 極 在通電螺線管外部磁感線的方向是小磁針靜止時N極的指向 故可以判斷出通電螺線管的左端是N極 右端是S極 根據安培定則 可以判斷出電流從螺線管的右端流入 左端流出 所以電源的右端是正極 左端是負極 類型3電磁鐵電磁繼電器 判斷電磁鐵磁性強弱的方法 1 線圈匝數不變時 電流變化 磁性強弱變化 2 電流大小不變時 根據線圈匝數多少判斷磁性強弱 解決電磁繼電器問題的一般思路 例3 2017 坊子期末 小明利用光敏電阻受到光照時電阻變小的特性 設計了如圖所示的自動控制電路 要求光暗時燈亮 光亮時燈滅 在實際調試時 發(fā)現燈始終亮著 而光敏電阻和其他電路元件都正常 下列調節(jié)能使控制電流達到要求的是 C A 減少電磁鐵線圈的匝數B 抽出電磁鐵中的鐵芯C 滑動變阻器滑片P向左移動D 減小控制電路電源電壓 思路點撥 電磁繼電器的主要部分是電磁鐵 電磁鐵的磁性強弱跟電流的大小 線圈匝數的多少 是否有鐵芯插入有關 要想在光亮時燈滅 一定要增大電磁鐵的磁性 采取的方法是增大電流 增加線圈的匝數 故減少線圈的匝數 會減弱電磁鐵的磁性 抽出鐵芯會減弱電磁鐵的磁性 滑動變阻器滑片P向左移動 電阻連入電路中的阻值減小 電流增大 磁性增大 減小電源電壓 電路中的電流減弱 變式運用 4 2015 懷化中考 如圖所示 在探究電磁鐵的磁性強弱與什么因素有關實驗中 下列說法中正確的是 A 把滑動片向左滑動時 磁性減弱B 把滑動片向左滑動時 磁性增強C 若增加線圈匝數 磁性將減弱D 若改變電流的方向 磁性將增強 B滑片左移 電路中的電阻減小 電流增大 電磁鐵的磁性會增強 故A不符合題意 B符合題意 增加線圈匝數 磁性將增強 故C不符合題意 改變電流的方向 只能改變其極性 不能改變其磁性的強弱 故D不符合題意 重點實驗聚焦 實驗27 探究什么情況下磁能生電 九全P138圖20 5 1結論 閉合電路的一部分導體在磁場中做切割磁感線的運動時 導體中就會產生感應電流 感應電流的方向與導體的運動方向及磁場方向都有關系 實驗裝置及結論 命題點全梳理 1 在本實驗中 應用了轉換法 實驗中通過電流表來顯示電路中是否產生了電流 這是應用了轉換法 由于閉合電路的部分導體在磁場中做切割磁感線運動時產生的電流很小 為了增加可見度 實驗中的電流表用靈敏電流計 而不是用實驗室中學生常用的電流表 2 在本實驗中 應用了控制變量法 在探究產生的電流的方向與導體的運動方向之間的關系時 要保證磁感線方向不變 在探究產生的電流的方向與磁感線方向之間的關系時 要保證導體的運動方向不變 3 實驗中 產生的感應電流非常小 靠靈敏電流計指針的偏轉感知 4 感知感應電流的方向 靠靈敏電流計指針的偏轉方向感知 若向右偏 則電流從靈敏電流計的正接線柱流入 若向左偏 則反之 5 實驗中 由于產生的感應電流較小 應采取措施 要盡可能選用磁性強的蹄形磁體 可用導線制成匝數很多的線圈代替單根導線 切割磁感線時 要垂直且盡量快速 6 實驗中 閉合開關 若保持導體不動 磁體運動 也能產生感應電流 例 2017 高新期末 探究產生感應電流條件的實驗步驟如圖甲 乙 丙所示 1 本實驗中 我們通過觀察電流表指針是否偏轉來判斷電路中是否有感應電流 2 通過比較圖甲和丙可知 產生感應電流的一個條件是電路要閉合 通過比較圖甲和乙可知 產生感應電流的另一個條件是導體要在磁場中做切割磁感線運動 3 若圖甲中AB棒不動 磁鐵左右水平運動 電路有 選填 有 或 無 感應電流 4 在產生感應電流的實驗中 將機械能轉化為電能 生活中的發(fā)電機就是根據上述原理工作的 思路點撥 1 實驗時 通過觀察電流表的指針是否偏轉 來確定電路中是否產生感應電流 2 甲電路是閉合電路 電流表的指針發(fā)生偏轉 說明電路中產生了感應電流 丙電路是斷開的 電流表的指針沒有偏轉 說明電路中沒有產生感應電流 由此可知 產生感應電流的一個條件是電路要閉合 要得出產生感應電流的另一個條件是導體要在磁場中做切割磁感線運動 這兩次實驗就要一次實驗導體在磁場中切割磁感線 另一次實驗導體在磁場中不切割磁感線 由此比較可以確定要選用甲圖和乙圖的實驗 3 在甲圖中 電路是閉合的 導體不動 磁體運動 利用運動和靜止的相對性可以確定 導體也做切割磁感線運動 具備了感應電流產生的兩個條件 所以電路中有電流產生 4 電磁感應現象中 消耗了機械能 得到了電能 利用電磁感應現象制成了生活中的發(fā)電機 命題挖掘 5 針對這個實驗 小勇進行了進一步的探究 他提出了 感應電流的大小可能與導體切割磁感線的運動速度有關 的猜想 于是他設計了如下的實驗方案 保持磁場強弱不變 讓導體AB以不同 選填 相同 或 不同 的速度沿相同方向做切割磁感線運動 觀察電流表指針偏轉幅度大小 如果電流表指針偏轉幅度不同 說明感應電流的大小與導體切割磁感線的運動速度有關 選填 有關 或 無關 5 研究電流大小與導體切割磁感線運動的速度是否有關時 導體AB運動的速度應該是變化的 此時應使磁場強弱不變 導體運動方向也不變 只改變導體切割磁感線運動的速度 感應電流的大小發(fā)生改變 說明感應電流的大小與導體切割磁感線的運動速度有關 六年真題全練 命題點1電流的磁場判斷通電螺線管的磁極極性 通電螺線管與小磁針或其他磁體之間的相互作用是命題的熱點 通常以選擇題 作圖題的形式進行考查 1 2012 泰安中考 如圖所示 根據閉合開關后小磁針N極靜止時的指向 標出電源的正極 并用箭頭標出磁感線的方向 由圖可知 小磁針靜止時的右端為N極 根據異名磁極相互吸引 同名磁極相互排斥 則通電螺線管的左端為S極 右端為N極 因為在磁體外部 磁感線總是從N極發(fā)出 回到S極 所以磁感線的方向是指向左的 根據安培定則 伸出右手使大拇指指示螺線管的右端N極 則四指彎曲所指的方向為電流的方向 所以電流從螺線管的左端流入 則電源的左端為正極 2 2013 泰安中考 根據下圖中通電螺線管的南北極 標出小磁針的N極和電源的 極 螺線管的下端為N極 根據磁極間作用規(guī)律可知 靠近螺線管下端的小磁針的下端為S極 上端為N極 利用螺線管線圈的繞向和N S極 結合右手螺旋定則可以確定線圈中電流的方向是從螺線管的上端流入 下端流出 從而可以確定電源的上端為正極 下端為負極 3 2014 泰安中考 如圖所示 閉合開關 將滑動變阻器的滑片P向右移動時 彈簧測力計的示數變小 則下列分析正確的是 A 電磁鐵的上端為S極B 電源左端為 極C 斷開開關 彈簧測力計示數為零D 若滑動變阻器的滑片P不動 抽去電磁鐵鐵芯 彈簧測力計示數增大 D滑動變阻器的滑片P向右移動時 電路中的電阻變小 電流變大 電磁鐵的磁性變強 而磁體的下端為N極 彈簧測力計的示數變小 所以電磁鐵的上端為N極 A項不符合題意 由安培定則可知 電流從電磁鐵的下端流入 電源右端為正極 左端為負極 B項不符合題意 斷開開關 電路中沒有電流 所以電磁鐵無磁性 即電磁鐵對條形磁體既不吸引也不排斥 但條形磁體有重力 故彈簧測力計有示數 C項不符合題意 抽去鐵芯后 電磁鐵對條形磁體的排斥力減小 故彈簧測力計的示數將變大 D項符合題意 4 2015 泰安中考 在圖中 根據小磁針靜止時指向 在對應位置標出通電螺線管N極和電源 極 由磁極間的相互作用規(guī)律可知通電螺線管的左端為S極 右端為N極 根據安培定則 伸出右手 使右手大拇指指示通電螺線管的N極 右端 則四指彎曲所指的方向為電流的方向 即電流從螺線管的左端流入 右端流出 所以電源的左端為正極 右端為負極 5 2017 泰安中考 通電導體在磁場中受力的方向跟磁感線方向和方向有關 通電導體在磁場中受力的方向與電流方向和磁感線方向有關 若只改變電流方向 則導體受力方向會隨之改變 若只改變磁感線方向 則導體的受力方向也隨之改變 6 2017 泰安中考 在圖中 標出閉合開關后通電螺線管和小磁針的N S極 電流從螺線管的左端流入 右端流出 結合線圈的繞向 利用安培定則可以確定螺線管的右端為N極 左端為S極 小磁針靜止時 由于受到通電螺線管的作用 小磁針的S極一定靠近螺線管的N極 即小磁針的左端為S極 右端為N極 電流 猜押預測 1 2017 臨朐模擬 如圖所示 GMR是巨磁電阻 它的阻值隨電磁鐵磁性的增強而減小 下列判斷正確的是 A 開關S1閉合 滑片移到某一位置 電磁鐵左端為N極B 開關S1閉合 滑片向右移動 電磁鐵磁性增強C 開關S1和S2同時閉合 滑片向右移動 GMR的電阻變小D 開關S1和S2同時閉合 滑片向左移動 指示燈變暗 A由安培定則可知 電磁鐵的左端為N極 右端為S極 故A正確 開關S1閉合 當滑片P向右滑動時 滑動變阻器連入電路中的電阻變大 電路中的電流變小 電磁鐵的磁性減弱 故B錯誤 電磁鐵的磁性減弱時 巨磁電阻的阻值增大 故C錯誤 開關S1和S2同時閉合 滑片向左移動 滑動變阻器連入電路中的電阻變小 電路中的電流變大 電磁鐵磁性增強 GMR阻值減小 右電路中電流變大 指示燈變亮 故D錯誤 2 2016 威海中考 如圖所示 用彈簧掛一條形磁鐵放在螺線管的正上方 閉合開關 待彈簧穩(wěn)定后 將滑動變阻器的滑片緩慢向左移動 下列說法正確的是 A 電壓表示數變大 電流表示數也變大B 電壓表示數變小 電流表示數也變小C 螺線管上端是S極 彈簧縮短D 螺線管上端是N極 彈簧伸長 C由電路圖可知 電路為滑動變阻器的簡單電路 故電壓表測電源電壓 所以滑片移動時電壓表的示數不變 將滑動變阻器的滑片緩慢向左移動 接入電路中的電阻變小 由I R U 可知 電路中的電流變大 即電流表的示數變大 故A B錯誤 電流由上方流入 由右手螺旋定則可知 螺線管下端為N極 螺線管上端為S極 因同名磁極相互排斥 電流增大時 螺線管磁性增強 排斥增強 所以 兩磁鐵相互排斥 彈簧縮短 故C正確 D錯誤 3 2016 成都中考 一個螺線管和一個小磁針放在桌面上 當開關S1閉合后 小磁針N極轉向了右方 如圖所示 請完成下列要求 用箭頭標出小磁針處的磁感線的方向 在括號內用 標出電源的正負極 根據小磁針的N極指向 可判斷螺線管的右端為S極 左端為N極 再根據圖示的線圈繞向和螺線管的N S極 利用安培定則可以確定螺線管中電流的方向是從螺線管的右端流入 左端流出 因此電源的右端為正極 左端為負極 磁體外部磁感線方向從N極指向S極 命題點2地磁場 7 2017 泰安中考 如圖是我國早期的指南針 司南 它是把天然磁石磨成勺子的形狀 放在水平光滑的 地盤 上制成的 東漢學者王充在 論衡 中記載 司南之杓 投之于地 其柢指南 柢 指的是司南長柄 下列說法中正確的是 司南指南北是由于它受到地磁場的作用 司南長柄指的是地磁場的北極 地磁場的南極在地球地理的南極附近 司南長柄一端是磁石的北極A 只有 正確B 只有 正確C 只有 正確D 只有 正確 A地球本身是一個大磁體 司南是用天然磁石磨制成的勺子 即其實質就是一塊磁鐵 在地球的磁場中受到磁力的作用 其靜止時其勺柄指向南方 即指南的南極用S表示 地理上的南極是地磁的北極 故 正確 錯誤 命題點3發(fā)電機與電動機考查的重點是磁場對電流的作用的理解以及影響力的作用的因素 電動機 發(fā)電機的原理及應用 通常以選擇題 實驗探究題的形式進行考查 8 2014 泰安中考 在制作簡易電動機的過程中 若要改變電動機的轉動方向 可以 A 將電源的正負極對調B 改變通電電流的大小C 換用磁性更強的磁鐵D 增加電動機的線圈匝數 A將電源的正負極對調 則線圈中電流方向改變 電動機的轉動方向改變 故A正確 電流方向影響線圈轉動方向 電流大小影響的是轉動速度 改變通電電流的大小 線圈轉動速度改變 但轉動方向不變 故B不正確 磁場方向影響線圈轉動方向 磁性強弱影響的是轉動速度 故C不正確 增加電動機的線圈匝數可以增大轉速 但不改變轉動方向 故D不正確 9 2016 泰安中考 在如圖所示的實驗裝置中 閉合開關后 當左右移動導體棒AB運動時 能觀察到電流計指針發(fā)生偏轉 利用這一現象所揭示的原理 可制成的設備是 A 發(fā)電機B 電熱器C 電動機D 電磁鐵 A閉合電路的部分導體在磁場中做切割磁感線運動時 就會產生感應電流 這就是電磁感應現象 利用這一原理制成了發(fā)電機 如圖所示 閉合開關后 當左右移動導體棒AB運動時 導體在磁場中做切割磁感線運動 電路中會產生感應電流 能觀察到電流計指針發(fā)生偏轉 利用這一現象所揭示的原理 可制成的設備是發(fā)電機 猜押預測 4 2017 青州模擬 小明以塑料為連接軸將兩個玩具電機的轉軸連接起來 并連接如圖所示的電路 開關S閉合后 燈泡發(fā)光 下列說法不正確的是 A 甲 乙電機轉動B 甲電機相當于發(fā)電機C 乙電機相當于電動機D 將電源正負極對調 燈泡亮度發(fā)生改變 D閉合開關 乙電機轉動 乙電機帶動甲電機轉動 A選項正確 開關S閉合后 燈泡發(fā)光 說明電路中有電流 由甲電機提供 甲電機相當于發(fā)電機 B選項正確 閉合開關 乙電機轉動 乙電機相當于電動機 C選項正確 將電源正負極對調 甲 乙電機的轉速不變 甲電機產生的感應電流大小不變 燈泡的實際功率不變 亮度不變 D選項錯誤 5 如圖 能說明發(fā)電機工作原理的是圖 選填 甲 或 乙 由圖可知甲圖有電源 是電動機的工作原理圖 它將電能轉化為機械能 乙圖無電源 所以是發(fā)電機的工作原理圖 它將機械能轉化為電能 乙 命題點4磁現象綜合考查考查的重點是三種電磁現象及其對應的應用 通常以選擇題 實驗探究題的形式進行考查 10 2013 泰安中考 如圖所示的四個裝置 以下關于它們的說法中錯誤的是 A 圖a可用來演示電磁感應現象B 圖b可用來演示電流的磁效應C 圖c可用來演示電磁鐵中線圈匝數與磁性強弱的關系D 圖d可用來演示發(fā)電機的工作原理 D圖a沒有電池 驗證閉合電路的一部分導體切割磁感線時產生感應電流 是電磁感應現象實驗 故A正確 圖b驗證了通電導體周圍存在磁場 這是奧斯特實驗 說明了電流的磁效應 故B正確 圖c電流大小一定 匝數多的線圈吸引較多的鐵釘 驗證了磁性強弱與線圈匝數關系 故C正確 圖d有電池 驗證通電導體在磁場中受力的實驗 故D錯誤 猜押預測 6 2016 宜昌中考 下列說法正確的是 A 地磁南極就是地理南極B 磁感線在磁體周圍真實存在C 奧斯特實驗說明通電導線周圍存在磁場D 電動機是利用電磁感應現象制成的 C地球是個巨大的磁體 地磁場的南北極與地理的南北極大致相反 且不重合 即地磁南極在地理北極附近 地磁北極在地理南極附近 故A錯誤 為了便于研究磁場 我們引入了磁感線的概念 磁感線是假想的 分布在磁體周圍的曲線 這種研究方法叫模型法 因此磁感線在磁體周圍不是真實存在的 故B錯誤 奧斯特實驗說明 通電導線周圍存在磁場 且磁場方向和電流方向有關 故C正確 發(fā)電機的原理是電磁感應現象 而電動機是利用通電導線在磁場中受力而運動的原理工作的 故D錯誤