广东省2024年中考物理一轮复习考点探究 学案 第15讲 电与磁（含解析）

第15讲 电与磁
【回归教材】
知识清单
考点1 磁现象和磁场
1.磁现象
(1)磁性:具有吸引 等物质的性质,这种性质叫作磁性。
(2)磁体:具有 的物体。
(3)磁极:磁体上 的部分。每个磁体都有两个磁极,分别是 极和 极。
(4)磁极的相互作用规律:同名磁极相互排斥,异名磁极相互 。
(5)磁化:一些物体在 或 下会获得磁性,这种现象叫作磁化。
2.磁场
(1)定义:磁体周围存在着一种物质,能使 偏转。这种物质看不见、摸不着,我们把它叫作磁场。
(2)基本性质:磁场对放入其中的磁体产生 的作用。
(3)磁场方向:物理学中把小磁针静止时 所指的方向规定为该点磁场的方向。
3.磁感线
(1)定义:为了形象地表示磁场,我们仿照铁屑在磁场中的分布图形,画出一条条带有箭头的曲线,这样的曲线叫作磁感线。
(2)方向:磁体外部的磁感线都是从磁体的 极出发,回到 极的,磁体内部的磁感线则从 极到 极。
4.地磁场
(1)定义: 的磁场叫作地磁场。
(2)特点:如图所示,地磁场跟条形磁体的磁场相似。地理两极和地磁两极相反,但不完全重合(这一现象由我国宋代学者 首先发现)。
(3)应用:指南针之所以指南北是由于地磁场的存在,一些动物会利用地磁场导航。
考点公关
例题1 假想地磁场是由地球内部一块大磁铁产生的,图甲、乙所示的两个示意图中,能合理描述这块大磁铁的是 图,可见地磁两极和地理两极不重合,存在着磁偏角,若在我市中心某位置放置一小磁针,它的N极指向 (选填“南”或“北”)。
思路点拨
(1)地球是一个大磁体,地球周围存在的磁场叫地磁场。(2)地磁场的南北极与地理南北极相反,且不重合。即:地磁南极在地理北极附近,地磁北极在地理南极附近。
【答案】1.(1)铁、钴、镍
(2)磁性
(3)磁性最强　南(S)　北(N)
(4)吸引
(5)磁体　电流的作用
2.(1)磁针
(2)力
(3)北极
3.(2)N　S　S　N
4.(1)地球周围存在
(2)沈括
例题1　乙　北
考点2 电生磁
1.电流的磁效应
(1)奥斯特实验:首先证明了 周围存在磁场,磁场方向与导线中 的方向有关。
(2)电流的磁效应:通电导线周围存在与 方向有关的磁场,这种现象叫作电流的磁效应。
2.通电螺线管的磁场
(1)通电螺线管的磁场特点:通电螺线管的外部磁场和 的磁场一样,通电螺线管的两端相当于 的两极。
(2)极性判断:安培定则。
如图所示,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。
考点公关
例题2 如图所示的通电螺线管已经标出了N、S极,在此基础上,下列判断中不正确的是 ( )
　　A.电源的左边为电源的正极
B.小磁针的左边为小磁针的S极
C.图中磁感线的方向是从左向右
D.两根磁感线之外也存在磁场
思路点拨
根据已经标出的N、S极,利用安培定则判断出螺线管中电流的方向,再利用电流方向是从电源正极流向负极确定电源的正、负极;磁感线在磁体的外部从N极出来回到S极。
【答案】1.(1)通电导线　电流
(2)电流
2.(1)条形磁体　条形磁体
例题2　A
考点3 电磁铁和电磁继电器
1.电磁铁
(1)构造:螺线管的内部插入铁芯。
(2)原理:电流的 。
(3)电磁铁的磁性:一、电磁铁磁性的有无可由 来控制。二、电磁铁磁性的强弱可由 和 来控制。线圈匝数一定时,通过电磁铁的电流越大,电磁铁的磁性就越强;当电流一定时,电磁铁线圈的匝数越多,磁性就越强。三、电磁铁的磁极方向可由电流方向控制。
(4)应用:电磁起重机、电铃、电磁继电器、磁悬浮列车等。
2.电磁继电器
(1)实质:利用 来控制工作电路的一种开关。
(2)构造:如图所示,由电磁铁、衔铁、弹簧、触点组成。其工作电路由低压控制电路和高压工作电路两部分构成。
(3)作用:可以实现由低电压、弱电流的电路控制高电压、强电流的电路,利用电磁继电器还可实现远程控制和自动控制。
【答案】1.(2)磁效应
(3)电流的通断　电流的大小　线圈的匝数
2.(1)电磁铁
考点4 磁生电
电磁感应(由英国物理学家法拉第发现)
1.电磁感应: 电路的 导体在磁场中做 的运动时,导体中就产生电流。这种由于导体在磁场中运动而产生电流的现象叫作电磁感应现象,产生的电流叫作 。
2.产生感应电流的条件:一是闭合电路;二是一部分导体在磁场中做切割磁感线的运动。
3.感应电流的方向:和磁感线的方向以及导体做切割磁感线运动的方向有关。
考点公关
例题3 将两个电流表(主要部件是永久磁铁和带有指针的线圈)G1和G2用导线连接起来,如图所示。当拨动G1的指针时,观察到G2的指针也会随之摆动,下列说法正确的是 ( )
A.G1利用了电流的磁效应
B.G2利用电磁感应产生了电流
　　C.G2的指针摆动幅度一定大于G1
D.G2是因为通电导线在磁场中受力而摆动
思路点拨
(1)闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,电路中就会产生感应电流,该现象就叫作电磁感应现象,发电机就是利用该原理制成的;(2)实验表明通电导线在磁场中受力的作用,电动机就是利用该原理制成的。
【答案】1.闭合　一部分　切割磁感线　感应电流
例题3　D
考点5 电动机和发电机
电动机 发电机
原理图
原理 ① ②
能量转化 ③ 能转化为④ 能 ⑤ 能转化为⑥ 能
区分 电路中有电源 电路中有用电器
应用 扬声器 动圈式话筒
【答案】①通电线圈在磁场中受到力的作用　②电磁感应　③电　④机械　⑤机械　⑥电
核心突破
电与磁的相互作用
例题 用如图所示的实验装置进行实验,下列说法正确的是 ( )
A.该实验装置是用来研究电磁感应现象的
B.该装置与动圈式话筒原理相同
C.闭合开关,金属棒ab运动,此过程是把机械能转化为电能
D.将磁铁N、S极对调,同时改变金属棒ab中的电流方向,金属棒的运动方向不变
解题思维导图
因果法辨别电与磁相关现象
　　被研究对象都是磁场中的导体;电磁感应现象的前提条件是运动,结果是产生电流;磁场对电流的作用的前提是电流,结果是产生运动。即“因动而电”是电磁感应现象,“因电而动”是磁场对电流的作用。这样记忆:
电磁感应现象:
运动→磁场中的导体→电流
磁场对电流的作用:
电流→磁场中有导体→运动
变式训练
1.如图所示,开关闭合后,闭合电路的部分导体左右运动时电流计指针发生摆动,这是 现象,利用这个原理可以制成 (选填“发电机”或“电动机”)。
2.如图所示,这是“探究磁场对电流的作用”的装置。在这个装置中导体受力运动的方向与 的方向和磁场的方向有关。利用此实验原理可制成 (选填“电动机”或“发电机”)。
【答案】例题　D
变式训练　
1.电磁感应　发电机
【解析】闭合电路的部分导体ab左右运动时,导体ab在磁场中做切割磁感线运动,所以导体中有感应电流,电流计指针左右摆动,这种现象是电磁感应现象;利用这个原理可以制成发电机。
2.电流　电动机
【解析】磁场对通电导体的力的方向与磁场方向和导体中的电流方向有关;生活中的电动机是利用该原理制成的。
【实验探究】
回归教材——图说物理
教材素材 命题预测
如图所示,司南是中国古代发明的指示方向的器具,它具有指南北性是因为受到 的作用;它在水平面内静止时勺柄指南,说明勺柄是磁体的 极
用硬纸板和大头针制作底座,把两根缝衣针磁化后,穿过按扣的两个孔,放在底座的针尖上,就制成了一个如图所示的指南针。指南针能指南北说明地球周围存在着 。该指南针静止后,针尖指南方,则针尖是指南针的 (选填“N”或“S”)极
在螺线管的两端各放一个小磁针,并在硬纸板上均匀地撒满铁屑。通电后观察小磁针的指向,轻敲纸板,会看到铁屑有规律地排列起来,如图所示,通电螺线管外部的磁场与 磁体的磁场相似
【答案】地磁场　南　磁场　S　条形
围绕课标——课标重点实验
实验导航
实验:探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件
实验 装置
实验 步骤 (1)在蹄形磁体的磁场中放置一根导线,导线的两端跟电流表连接。 (2)让导线静止不动,观察电流表指针的偏转情况。 (3)使导线在磁场中沿不同方向运动,观察电流表指针的偏转情况。 (4)断开A处的连接,重复上述步骤,观察电流表指针的偏转情况
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,导体中就会产生感应电流
实验母题串考点
母题 “探究感应电流产生的条件”的实验装置如图所示。
设计实验与制订计划
(1)实验中,AB棒的材料可能是 (选填“塑料”或“铝”)。
(2)我们可以通过灵敏电流计指针是否偏转来判断电路中是否有感应电流产生;还可以通过指针偏转的方向判断 。
进行实验与收集证据
(3)闭合开关,实验探究过程记录如表所示:
次数 AB棒在磁场中的运动情况 是否有感应电流
1 静止 无
2 沿磁场方向运动 (不切割磁感线运动) 无
3 切割磁感线运动 有
分析论证
(4)根据实验现象,初步得出电路中产生感应电流的条件是:闭合电路的一部分导体在磁场中做 运动,在该运动过程中,主要将机械能转化为 能。
评估
(5)保持AB棒运动方向不变,仅将磁体N、S极对调,重复上述实验,是为了探究感应电流方向与 的关系。
拓展设问
(6)若将此装置中的灵敏电流计换成 ,可进一步探究电动机的工作原理。
【答案】(1)铝
(2)电流方向
(4)切割磁感线　电
(5)磁场方向
拓展设问　电源
【真题精粹】
考向1 磁现象(6年4考)
1.(2023·江西)(多选)下列是同学们所画的示意图,其中正确的是 ( )
A.从水中看岸上物体的光路图
B.物体对斜面压力F的示意图
C.同名磁极间的磁感线分布情况
D.家庭电路的部分连接情况
2.(2021·江西)如图所示,这是我国古代四大发明之一的指南针——司南,静止时它的长柄指向地理的 方。在11世纪,我国宋代学者 就发现了地理两极和地磁两极并不重合,这个发现比西方早了400多年。
3.(2020·江西)同学们所画的几种情景下的示意图如图,其中正确的是 ( )
A.　　　B.
C.　　D.
A.作用在鱼竿上的阻力及其力臂
B.从岸上看水中鱼的光路图
C.地磁场方向及小磁针静止时的指向
D.家庭电路部分连线情况
4.(2023·大连)《论衡》中有关于用布摩擦过的琥珀吸引轻小的干草和天然磁石吸引铁针的记载。这是因为用布摩擦过的琥珀带了 ,天然的磁石具有 。
考向2 电磁感应(6年4考)
5.(2023·江西)如图所示,卸下家用微型风扇的插头后,将两根导线分别与灵敏电流计连接起来,用力转动风扇叶子,看到灵敏电流计的指针偏转,这是 现象,此过程中机械能转化为 能。
6.(2019·江西)小安同学自制的一个实验装置如图,他把带绝缘层的导线绕在塑料管外,导线两端连接着小灯泡,形成闭合电路,管内封闭一个强磁体,沿图中所示方向来回快速摇动装置,小灯泡发光。以下说法正确的是 ( )
A.灯丝中电流方向保持不变
B.实验现象表明电能够生磁
C.该现象属于电磁感应现象
D.此装置与电动机原理相同
7.(2020·江西节选)探究磁与电的联系
　　灵敏电流计的内部结构示意图如图甲,小红同学参加课外实践活动,发现灵敏电流计内部结构与电动机、发电机内部结构类似,出于好奇,她利用如图乙所示的装置进行了下面的实验。
【进行实验】用手拨动其中一个灵敏电流计指针的同时,另一个灵敏电流计的指针也发生了偏转。
【交流】拨动右侧灵敏电流计的指针时,其表内线圈在磁场中做 运动,产生了感应电流。于是,左侧灵敏电流计内的线圈同时也会有电流,它在 中受到力的作用,带动指针偏转起来。此时右侧的灵敏电流计相当于 机。
8.(2023·无锡)某幼儿园游乐室里有一块能发电的地板,当小朋友们在上面跳跃时,小灯泡便会一闪一闪,地板下方铺设的结构如图所示,当踩踏地板时,固定在地板下方的磁铁往复运动,使固定在地面上的弹簧线圈做 磁感线运动,闭合电路中产生 ,小灯泡发光。
考向3 磁场对电流的作用(6年2考)
9.(2022·江西)如图所示,这是某同学在科技节上展示的作品结构图。该作品的工作原理是通电线圈在 中受力转动,它就是一个自制的 机模型图。
10.(2021·江西)如图所示,这是燃油汽车启动装置的电路简图。汽车启动时,需将钥匙插入仪表板上的钥匙孔并旋转,则下列分析正确的是 ( )
A.旋转钥匙相当于闭合开关
B.电磁铁是利用电流的热效应来工作的
C.电磁铁通电后电磁铁的上端为S极
D.电动机工作时将电能全部转化为机械能
考向4 电磁铁、电磁继电器(6年3考)
11.(2022·江西)如图所示,这是某同学自制的简易电磁锁原理图。闭合开关S,滑片P向左移动,使静止在水平桌面上的条形磁体滑动,打开门锁。下列说法正确的是 ( )
A.通电后电磁铁a端为S极
B.滑片向左移动的过程中电磁铁的磁性增强
C.条形磁体在滑动过程中受到向左的摩擦力
D.条形磁体在滑动过程中受到的摩擦力变小
12.(2018·江西)消防应急灯在没有停电时是熄灭的;停电时,标有“36 V”字样的两盏灯就会正常发光。如图所示的电路中符合要求的是 ( )
A.　B.
C.　D.
【答案】1.AC　【解析】从水中看岸上物体,岸上物体反射(或发出)的光从空气斜射入水中,折射光线向靠近法线方向偏折,折射角应该小于入射角,故A正确;压力的作用点在接触面上,方向与接触面垂直指向接触面,而图中的力的作用点在物体的重心,故B错误;图中两个磁极均为N极,外部磁感线都由N极出发,故C正确;灯泡接法,火线进入开关,再进入灯泡顶端的金属点,零线直接接入灯泡的螺旋套,这样在断开开关时能切断火线,接触灯泡不会发生触电事故,而图中开关接在了零线一侧,故D错误。
2.南　沈括
【解析】地球本身是一个大磁体,司南是用天然磁石磨制成的勺子,即其实质就是一块磁铁,其长柄为S极,在地球的磁场中受到磁力的作用,由于地磁的N极在地理的南极附近,地磁的S极在地理的北极附近,故长柄所指方向是地磁N极附近,即地理的南方;中国北宋的沈括最早发现地磁两极与地理两极并不重合的现象,比西方早了400多年。
3.C　【解析】阻力的作用点在鱼竿顶端,不在鱼上,故选项A错误;从岸上看水中的鱼,光线从水中斜射入人眼,故选项B错误;小磁针静止时,N极指向地理的北极,而地磁场的N极却在地理的南极附近,故选项C正确;家庭电路中的开关应装在火线与灯泡之间,故选项D错误。
4.电荷　磁性
5.电磁感应　电
【解析】电动机和发电机都是由定子和转子组成,即都是由线圈和磁场组成,所以卸下家用微型风扇的插头后,将两根导线分别与灵敏电流计连接起来,用手转动风扇叶子,此时其内部的线圈在磁场中转动,切割磁感线,由电磁感应现象可知产生了感应电流,电流计的指针会发生偏转,将机械能转化为电能。
6.C　【解析】手电筒中没有电源,而要使手电筒发光,必须有提供电能的装置,该手电筒通过晃动消耗机械能提供了电能,由此可知,这是利用电磁感应现象制成的一种手电筒,与发电机的原理相同,故B、D两项错误,C项正确;因为强磁体运动方向随着手电筒摇动方向不断地变化,线圈中产生感应电流的方向也在不断地变化,故A项错误。
7.切割磁感线　磁场　发电
【解析】线圈在磁场中做切割磁感线运动时,才能产生感应电流;而电流通过另一线圈时,另一线圈在磁场中又会受到力的作用而转动,说明右侧的灵敏电流计相当于发电机,左侧的灵敏电流计相当于电动机。
8.切割　感应电流
9.磁场　电动
【解析】电动机是利用通电线圈在磁场中受力转动的原理制成的,所以该作品的工作原理是通电线圈在磁场中受力转动,它就是一个自制的电动机模型图。
10.A　【解析】将钥匙插入仪表板上的钥匙孔并旋转,汽车启动,所以旋转钥匙相当于闭合开关,故A正确;电磁铁是利用电流的磁效应来工作的,故B错误;读图可知,电流从电磁铁的上端流入,用右手握住螺线管,使四指指向电流的方向,则大拇指所指的上端为螺线管的N极,故C错误;电动机能够将电能大部分转化为机械能,但也会产生一小部分内能,故D错误。
11.B　【解析】电流从上端流入、下端流出,故据安培定则可知,此时电磁铁的a端是N极,故A错误;滑动变阻器的滑动片P向左移动,电阻变小,电流变大,电磁铁的磁性变强,故B正确;电磁铁的右端为S极,根据异名磁极相互吸引的特点可知,条形磁体受到向左的吸引力,条形磁体向左滑动,条形磁体受到水平桌面向右的摩擦力,故C错误;压力大小和接触面的粗糙程度不变,因此条形磁体在滑动过程中受到的摩擦力不变,故D错误。
12.C　【解析】由A图知,没有停电时(220 V的电路接通),电磁铁有磁性,吸引衔铁,使下面的一只灯泡发光,A不合题意。由B图知,右侧电路的电源电压为36 V,而两盏灯的额定电压均为36 V,要使外部电路停电时,两盏灯都能正常发光,则两盏灯应并联,而图中两盏灯串联,不能正常发光,B不合题意。由C图知,没有停电时,电磁铁有磁性,吸引衔铁,上面的两只灯泡都不发光(熄灭);停电时,衔铁被弹簧拉起,上面两只并联的灯泡可以在36 V的电压下正常发光,C符合题意。由D图知,没有停电时,电磁铁有磁性,吸引衔铁,下面的两只灯泡都发光,而停电时,衔铁被弹簧拉起,则两只灯泡都不发光,D不合题意。
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