第十五讲 电与磁
1.通过实验,认识磁场。
2.知道地磁场。
3.通过实验,了解电流周围存在磁场。
4.探究并了解通电螺线管外部磁场的方向。
5.了解电磁铁在生产生活中的应用。
6.通过实验,了解通电导线在磁场中会受到力的作用,并知道力的方向与哪些因素有关。
7.探究并了解导体在磁场中运动时产生感应电流的条件。
8.了解电磁感应在生产生活中的应用。
一、磁现象和磁场
1.磁现象:
(1)磁性:磁体能够吸引 等物质的性质。
(2)磁极:磁体上吸引能力 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。
2.磁场:
(1)存在:磁体周围存在着磁场。
(2)性质:对放入其中的磁体产生力的作用。
(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 。
4.地磁场:
(1)存在:地球周围存在着磁场。
(2)特点:地磁南极在地理 附近,地磁北极在地理 附近。
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。
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电流的方向,则拇指所指的那端就是螺线管的 极。
3.电磁铁:
(1)特点:有电流通过时有磁性,否则无磁性。
(2)影响磁性强弱的因素。
①匝数一定时,线圈中电流 ,电磁铁磁性越强。
②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。
4.电磁继电器:
(1)工作原理:利用低电压、弱电流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。
三、电动机
1.磁场对通电导线的作用(磁场对电流的作用):
(1)性质:通电导线在磁场中受到 的作用。
(2)影响因素:力的方向与电流方向、磁感线的方向有关。
2.电动机:
(1)原理:根据 的原理制成。
(2)换向器:每当线圈刚转过平衡位置时,自动改变线圈中的电流方向,使线圈持续转动下去。
(3)能量转化:电能转化为 能。
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。产生的电流叫作感应电流。
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:与导体切割磁感线的方向和磁场的方向有关。
4.发电机:
(1)原理: 。(2)能量转化: 能转化为 能。
【特别提醒】(1)任何一个磁体都有两个磁极,不存在磁单极。
(2)磁场客观存在,而磁感线并不存在,磁感线是为了描述磁场而建立的一种物理模型。
(3)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。
(4)决定通电螺线管极性的根本因素是通电螺线管上电流的环绕方向。当两个螺线管上的电流环绕方向一致时,它们两端的极性就相同。
(5)磁场对通电导体产生力的作用,实质上是通电导体周围磁场与磁体磁场之间力的作用。
(6)当磁场对通电导体施加作用力时,同时改变电流方向和磁场方向,作用力方向不变,只改变二者之一,作用力的方向改变。
(7)切割磁感线的那部分导体相当于电源;电路不闭合时,电路中无电流,但导体两端有感应电压。
(8)“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。
(9)在电磁感应现象中,同时改变导体切割磁感线的方向和磁场方向,则感应电流方向不变;若只改变二者之一,则感应电流方向改变。
实验 探究什么情况下磁可以生电
实验名称 有关考点 实验装置
探究什么情况下磁可以生电 1.转换法的应用:应用灵敏电流计指针是否偏转来判断电流的有无;通过指针的偏转方向,来判断感应电流的方向。 2.实验中,增大感应电流大小的方法: (1)尽可能选用磁性较强的蹄形磁体;(2)用导线制成匝数较多的线圈代替单根导线;(3)切割磁感线时,要垂直快速切割。 3.实验中,当切割磁感线运动的方向和磁场的方向同时改变时,导体中产生的感应电流方向不变;当二者的方向,其一改变时,导体中产生的感应电流方向改变。 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,导体中就产生感应电流。 5.实验中注意:感知感应电流的存在和方向必须使用灵敏电流计。 6.本实验的应用是发电机的工作原理。
【示范题】小明用如图所示的装置来探究感应电流产生的条件(图中灵敏电流计G的指针偏转方向即表示通过的电流方向)。
基础点
(1)导体ab静止悬挂,闭合开关,灵敏电流计的指针不偏转,说明电路中 (选填“有”或“无”)电流产生。
(2)继续探究,记录观察到的现象如表所示。
序号 ab运动方向 电流计指针偏转情况
1 沿磁场方向运动(不切割磁感线) 不偏转
2 水平向左(切割磁感线) 向右偏转
3 水平向右(切割磁感线) 向左偏转
①比较1、2(或1、3)实验现象可知,闭合电路的一部分导体在磁场中做 运动时,电路中就会产生感应电流;
②比较2、3实验现象还发现,产生的感应电流的方向跟 有关。
(3)如果导线左右往复运动,电路中产生的是 (选填“交流电”或“直流电”)。
(4)闭合电路中有电流的必要条件是要有电源。在电磁感应现象中,闭合电路中 相当于电源。
(5)若在整理器材时未断开开关,先水平向左撤去蹄形磁铁(导体ab不动),则灵敏电流计的指针 (选填“会”或“不会”)偏转。
(6)利用上述实验原理可以制成 。
(7)磁生电的过程是将 能转化为 能。
高分点
(8)要探究感应电流方向与磁场方向的关系,你设计的实验做法是 。
(9)小明进一步猜想,感应电流的大小可能与导体运动速度和磁场强弱有关。为了探究感应电流的大小与磁场强弱是否有关,他应进行的操作是: 。
(10)如果将灵敏电流计G换成 ,可探究磁场对通电导体的作用。
(11)小华在探究怎样产生感应电流的实验中,设计了如图所示的实验装置。
①将磁体向右插入螺线管中时,观察到灵敏电流计的指针向右偏转,由此可知:
。
②将磁体从螺线管中向左拔出时,会观察到灵敏电流计的指针向 (选填“左”或“右”)偏转。
③通过前两步实验,可得出感应电流的方向与 方向有关。
重难点一 通电螺线管的磁场方向
【典题1】(2024·江西中考)如图所示,通电螺线管旁的小磁针分别静止在图示位置。请科学推断,最终决定通电螺线管极性的是( )
A.电源正负极的接法 B.螺线管导线的环绕方向
C.小磁针静止时N极的指向 D.螺线管中电流的方向
【技法点拨】
解答有关通电螺线管与其他磁体相互作用题目的思路:
【变式】(2024·烟台中考)螺线管是汽车启动器的一个重要部件,驾驶员转动钥匙发动汽车时,相当于给螺线管通电。如图所示,螺线管的左端为 极,小磁针的左端为 极,A为电源的 极。
重难点二 电磁继电器
【典题2】(2023·深圳罗湖区模拟)电梯为居民上下楼带来很大的便利,出于安全考虑,电梯设置了超载自动报警系统,其工作原理如图所示。电梯底层装的压敏电阻R1,R2为保护电阻,K为动触点,A、B为静触点,当出现超载情况时,电铃将发出警报声,电梯停止运行。下列说法正确的是( )
A.电梯工作时电磁铁的下端为N极
B.电磁铁磁性的强弱与电流的大小无关
C.电梯未超载时动触点K与静触点B接触
D.电梯超载时报警说明压敏电阻的阻值随压力增大而减小
【技法点拨】分析电磁继电器的应用实例的“三步曲”:
(1)分析低压控制电路中“开关”的类型:
①人工控制式(踩踏、开关等);②液体控制式(恒温箱中的温度计的水银、水位自动报警器中的水);③红外线控制式;④温控式(热敏电阻等);⑤光控式(光敏电阻)。
(2)分析低压控制电路:控制电路接通或断开时,电磁铁磁性有或无;衔铁是被吸引还是被弹簧拉起。
(3)分析高压工作电路:与衔铁固定在一起的动触点与静触点是接通还是断开;高压工作电路的哪一部分接入电路,哪些用电器开始工作。
【变式】(2024·自贡中考)如图所示是某科技小组设计的一种温度自动控制报警装置电路图,关于它的说法正确的是( )
A.当温度达到90 ℃时,报警装置就会响铃,同时红灯亮
B.当温度达到90 ℃时,报警装置就会响铃,同时绿灯亮
C.当温度低于90 ℃时,报警装置就会响铃,同时绿灯亮
D.当温度低于90 ℃时,报警装置就会响铃,同时红灯亮
重难点三 电磁三现象的辨析及其应用
【典题3】(2024·南充中考)以下关于电与磁的描述中,说法正确的是( )
A.图甲:磁感线不是真实存在的,地磁场的北极在地理北极附近
B.图乙:P向右移动,能吸引更多铁钉,铁钉下端为电磁铁的S极
C.图丙:同时对调磁极和电源正负极,线圈的转动方向会发生改变
D.图丁:闭合开关,导体ab竖直向下运动或竖直向上运动,电流表指针不发生偏转
【技法点拨】
1.电磁三现象及其应用:
现象 电生磁 磁场对电流的作用 磁生电
实物图
对应人物 奥斯特 - 法拉第
原理 通电导体周围存在着磁场 磁场对通电导体有力的作用 ①电路闭合 ②部分导体 ③做切割磁感线运动
能的转化 电能→磁场能 电能→机械能 机械能→电能
相关因素 磁场的方向与电流方向有关 电流方向、磁场方向其中一个改变,导体受力方向变化,若二者方向同时改变,导体受力方向不变化 磁场方向和导体运动方向其中一个改变,感应电流方向改变;若二者方向同时改变,感应电流方向不改变
实际应用 电磁铁 电动机 发电机
2.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,动引起电,即先动后电。
【变式】(2024·遂宁中考)下列装置中能探究“导体在磁场中产生电流的条件”的实验装置是( )
命题点一 磁体、磁场、磁感线
1.关于电和磁,下列说法正确的是( )
A.摩擦起电的实质是创造了电荷 B.通电导体周围一定存在磁场
C.磁感线是磁场中真实存在的线 D.导体在磁场中运动就会产生电流
2.下列四个图中,磁感线方向标注错误的是( )
命题点二 通电螺线管
3.在探究通电螺线管外部磁场方向的实验中,在装有螺线管的硬纸板上均匀撒满铁屑,通电后铁屑分布无明显变化,这时需 纸板,观察到铁屑排列成如图所示的形状。可见,通电螺线管外部磁场与 磁体的磁场相似。
4.如图是巨磁电阻(GMR)的特性原理示意图,巨磁电阻的阻值随所在磁场强度的增强而减小,如果闭合S1、S2并使滑片P向右滑动,下列说法正确的是( )
A.电压表示数变小 B.指示灯亮度变暗
C.电流表示数变大 D.巨磁电阻(GMR)阻值变小
5.(2024·新疆中考)如图所示,用蹄形磁体、导体棒AB、电流表等实验器材探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件。
(1)请用笔画线代替导线完成实物图连接;
(2)当导体棒AB沿 (选填“上下”或“左右”)方向运动时,电流表指针发生偏转。通过多次实验可得:当闭合电路的部分导体在磁场中做 运动时,电路中就产生感应电流;
(3)当导体棒AB向右运动时,导体棒 (选填“受到”或“不受”)磁场对它的力的作用。
命题点三 电磁铁和电磁继电器
6.(2024·河南中考)如图是小明为某仓库设计的温度报警电路。R1为热敏电阻,其阻值随温度的变化而变化;R2为可调电阻。温度正常时指示灯L发光,当温度升高到报警温度时,指示灯熄灭,蜂鸣器报警。下列判断正确的是( )
A.R1的阻值随温度的升高而增大
B.温度升高过程中,电磁铁磁性减弱
C.若要调低报警温度,可将R2的阻值调大
D.若控制电路电源电压降低,报警温度将升高
7.(2024·武汉中考)如图所示是一种温度自动控制装置的原理图。制作水银温度计时在玻璃管中封入一段金属丝,“电源1”的两极分别与水银和金属丝相连。
(1)闭合开关S后,当温度达到 ℃时,发热电阻就停止加热;
(2)当电磁铁中有电流通过时,若它的左端为N极,则“电源1”的 端为正极;
(3)为增强电磁铁的磁性,下列措施一定可行的是 (填序号)。
①增大“电源1”的电压 ②减小“电源2”的电压
③减少电磁铁线圈匝数 ④改变电磁铁中电流方向
命题点四 电磁感应现象和磁场对通电导体的作用
8.(2023·广东中考)如图所示,小明用线圈、条形磁铁和灵敏电流计来验证电磁感应现象,下列不能使灵敏电流计指针发生偏转的操作是( )
A.线圈不动,磁铁快速向上
B.线圈不动,磁铁快速向下
C.磁铁不动,线圈快速向上
D.线圈和磁铁同时同速向上
9.如图所示,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,导线a中会产生感应电流且方向相反的两种情况是( )
A.①和② B.①和③ C.②和④ D.③和④
10.(2024·广东中考)将自制的电动机接入电路,如图所示,其中支架A是 (选填“导体”或“绝缘体”)。闭合开关,线圈开始转动,磁场对线圈 (选填“有”或“无”)作用力。仅调换磁体的磁极,线圈转动方向与原转动方向 。
命题点五 电磁三现象的辨析及其应用
11.(2023·深圳中考)下列现象中可以证明地磁场客观存在的是( )
A.如图,两个绑着磁铁的小车它们相对的两面分别是N极和S极,它们相互吸引
B.如图,“司南之杓,投之于地,其柢指南”
C.如图,通电螺线管吸引铁钉
D.如图,小白同学制作的手摇发电机
12.(20024·眉山中考)如图所示是动圈式话筒构造示意图。对着话筒说话或唱歌时,声音使膜片振动,与膜片相连的线圈在磁场中也跟着一起振动、线圈中产生感应电流。下列实验原理与它相同的是( )
命题点六 安培定则的应用
13.(1)如图所示,请在括号内标出通电螺线管左端的磁极、小磁针右端的磁极以及导线上A点的电流方向。(磁极均用“N”或“S”表示)
(2)如图所示,请根据通电螺线管上方小磁针静止时的指向,在虚线框内用箭头标出相应的电流方向和磁场方向。
命题点七 磁生电类型实验
14.物理小组的同学们利用如图所示的实验装置,探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件。
(1)磁铁不动,闭合开关,导体棒沿 (选填“上下”“左右”或“前后”)方向运动时,灵敏电流计指针会发生偏转;
(2)断开开关,无论磁铁如何放置、导体棒怎样运动,灵敏电流计指针都不发生偏转。由此得出结论: 电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,电路中就产生感应电流;
(3)该实验在探究过程中,是将 能转化成电能,生活中的 (选填“电动机”或“发电机”)是根据这一原理制成的。 第十五讲 电与磁
1.通过实验,认识磁场。
2.知道地磁场。
3.通过实验,了解电流周围存在磁场。
4.探究并了解通电螺线管外部磁场的方向。
5.了解电磁铁在生产生活中的应用。
6.通过实验,了解通电导线在磁场中会受到力的作用,并知道力的方向与哪些因素有关。
7.探究并了解导体在磁场中运动时产生感应电流的条件。
8.了解电磁感应在生产生活中的应用。
一、磁现象和磁场
1.磁现象:
(1)磁性:磁体能够吸引 铁、钴、镍 等物质的性质。
(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 排斥 ,异名磁极相互 吸引 。
(4)磁化:一些物体在磁体或电流的作用下获得 磁性 的现象。
2.磁场:
(1)存在:磁体周围存在着磁场。
(2)性质:对放入其中的磁体产生力的作用。
(3)方向:磁体周围某点的小磁针静止时,小磁针 北极 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 N极 出发,回到 S极 。
4.地磁场:
(1)存在:地球周围存在着磁场。
(2)特点:地磁南极在地理 北极 附近,地磁北极在地理 南极 附近。
二、电生磁
1.电流磁效应:
(1)发现:丹麦物理学家 奥斯特 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 电流 方向有关。
2.通电螺线管的磁场:
(1)分布:通电螺线管外部的磁场与 条形磁体 的磁场相似。
(2)极性:通电螺线管两端的极性跟螺线管中 电流 的方向有关。
(3)极性判断——安培定则: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:
(1)特点:有电流通过时有磁性,否则无磁性。
(2)影响磁性强弱的因素。
①匝数一定时,线圈中电流 越大 ,电磁铁磁性越强。
②电流一定时,外形相同的螺线管,匝数 越多 ,电磁铁磁性越强。
(3)应用:电磁起重机、电铃、电磁继电器等。
4.电磁继电器:
(1)工作原理:利用低电压、弱电流电路的通断间接地控制 高电压、强电流 电路。
(2)实质:利用电磁铁来控制工作电路的一种开关。
三、电动机
1.磁场对通电导线的作用(磁场对电流的作用):
(1)性质:通电导线在磁场中受到 力 的作用。
(2)影响因素:力的方向与电流方向、磁感线的方向有关。
2.电动机:
(1)原理:根据 通电导体在磁场中受力运动 的原理制成。
(2)换向器:每当线圈刚转过平衡位置时,自动改变线圈中的电流方向,使线圈持续转动下去。
(3)能量转化:电能转化为 机械 能。
四、磁生电
1.电磁感应现象:由于导体在磁场中运动而产生 电流 的现象。产生的电流叫作感应电流。
2.产生感应电流的条件:
(1)部分导体。
(2)电路闭合。
(3)做 切割磁感线 运动。
3.感应电流的方向:与导体切割磁感线的方向和磁场的方向有关。
4.发电机:
(1)原理: 电磁感应 。(2)能量转化: 机械 能转化为 电 能。
【特别提醒】(1)任何一个磁体都有两个磁极,不存在磁单极。
(2)磁场客观存在,而磁感线并不存在,磁感线是为了描述磁场而建立的一种物理模型。
(3)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。
(4)决定通电螺线管极性的根本因素是通电螺线管上电流的环绕方向。当两个螺线管上的电流环绕方向一致时,它们两端的极性就相同。
(5)磁场对通电导体产生力的作用,实质上是通电导体周围磁场与磁体磁场之间力的作用。
(6)当磁场对通电导体施加作用力时,同时改变电流方向和磁场方向,作用力方向不变,只改变二者之一,作用力的方向改变。
(7)切割磁感线的那部分导体相当于电源;电路不闭合时,电路中无电流,但导体两端有感应电压。
(8)“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。
(9)在电磁感应现象中,同时改变导体切割磁感线的方向和磁场方向,则感应电流方向不变;若只改变二者之一,则感应电流方向改变。
实验 探究什么情况下磁可以生电
实验名称 有关考点 实验装置
探究什么情况下磁可以生电 1.转换法的应用:应用灵敏电流计指针是否偏转来判断电流的有无;通过指针的偏转方向,来判断感应电流的方向。 2.实验中,增大感应电流大小的方法: (1)尽可能选用磁性较强的蹄形磁体;(2)用导线制成匝数较多的线圈代替单根导线;(3)切割磁感线时,要垂直快速切割。 3.实验中,当切割磁感线运动的方向和磁场的方向同时改变时,导体中产生的感应电流方向不变;当二者的方向,其一改变时,导体中产生的感应电流方向改变。 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,导体中就产生感应电流。 5.实验中注意:感知感应电流的存在和方向必须使用灵敏电流计。 6.本实验的应用是发电机的工作原理。
【示范题】小明用如图所示的装置来探究感应电流产生的条件(图中灵敏电流计G的指针偏转方向即表示通过的电流方向)。
基础点
(1)导体ab静止悬挂,闭合开关,灵敏电流计的指针不偏转,说明电路中 无 (选填“有”或“无”)电流产生。
(2)继续探究,记录观察到的现象如表所示。
序号 ab运动方向 电流计指针偏转情况
1 沿磁场方向运动(不切割磁感线) 不偏转
2 水平向左(切割磁感线) 向右偏转
3 水平向右(切割磁感线) 向左偏转
①比较1、2(或1、3)实验现象可知,闭合电路的一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;
②比较2、3实验现象还发现,产生的感应电流的方向跟 导体切割磁感线运动方向 有关。
(3)如果导线左右往复运动,电路中产生的是 交流电 (选填“交流电”或“直流电”)。
(4)闭合电路中有电流的必要条件是要有电源。在电磁感应现象中,闭合电路中 做切割磁感线运动的导体 相当于电源。
(5)若在整理器材时未断开开关,先水平向左撤去蹄形磁铁(导体ab不动),则灵敏电流计的指针 会 (选填“会”或“不会”)偏转。
(6)利用上述实验原理可以制成 发电机 。
(7)磁生电的过程是将 机械 能转化为 电 能。
高分点
(8)要探究感应电流方向与磁场方向的关系,你设计的实验做法是 保持导体ab的运动方向不变,将磁体N、S极对调,观察电流计指针偏转方向是否改变 。
(9)小明进一步猜想,感应电流的大小可能与导体运动速度和磁场强弱有关。为了探究感应电流的大小与磁场强弱是否有关,他应进行的操作是: 保持导体运动快慢相同,改变磁场强弱,观察电流计指针的偏转幅度 。
(10)如果将灵敏电流计G换成 电源 ,可探究磁场对通电导体的作用。
(11)小华在探究怎样产生感应电流的实验中,设计了如图所示的实验装置。
①将磁体向右插入螺线管中时,观察到灵敏电流计的指针向右偏转,由此可知:
电路中产生了电流 。
②将磁体从螺线管中向左拔出时,会观察到灵敏电流计的指针向 左 (选填“左”或“右”)偏转。
③通过前两步实验,可得出感应电流的方向与 磁体运动 方向有关。
重难点一 通电螺线管的磁场方向
【典题1】(2024·江西中考)如图所示,通电螺线管旁的小磁针分别静止在图示位置。请科学推断,最终决定通电螺线管极性的是(D)
A.电源正负极的接法 B.螺线管导线的环绕方向
C.小磁针静止时N极的指向 D.螺线管中电流的方向
【技法点拨】
解答有关通电螺线管与其他磁体相互作用题目的思路:
【变式】(2024·烟台中考)螺线管是汽车启动器的一个重要部件,驾驶员转动钥匙发动汽车时,相当于给螺线管通电。如图所示,螺线管的左端为 N 极,小磁针的左端为 N 极,A为电源的 负 极。
重难点二 电磁继电器
【典题2】(2023·深圳罗湖区模拟)电梯为居民上下楼带来很大的便利,出于安全考虑,电梯设置了超载自动报警系统,其工作原理如图所示。电梯底层装的压敏电阻R1,R2为保护电阻,K为动触点,A、B为静触点,当出现超载情况时,电铃将发出警报声,电梯停止运行。下列说法正确的是(D)
A.电梯工作时电磁铁的下端为N极
B.电磁铁磁性的强弱与电流的大小无关
C.电梯未超载时动触点K与静触点B接触
D.电梯超载时报警说明压敏电阻的阻值随压力增大而减小
【技法点拨】分析电磁继电器的应用实例的“三步曲”:
(1)分析低压控制电路中“开关”的类型:
①人工控制式(踩踏、开关等);②液体控制式(恒温箱中的温度计的水银、水位自动报警器中的水);③红外线控制式;④温控式(热敏电阻等);⑤光控式(光敏电阻)。
(2)分析低压控制电路:控制电路接通或断开时,电磁铁磁性有或无;衔铁是被吸引还是被弹簧拉起。
(3)分析高压工作电路:与衔铁固定在一起的动触点与静触点是接通还是断开;高压工作电路的哪一部分接入电路,哪些用电器开始工作。
【变式】(2024·自贡中考)如图所示是某科技小组设计的一种温度自动控制报警装置电路图,关于它的说法正确的是(A)
A.当温度达到90 ℃时,报警装置就会响铃,同时红灯亮
B.当温度达到90 ℃时,报警装置就会响铃,同时绿灯亮
C.当温度低于90 ℃时,报警装置就会响铃,同时绿灯亮
D.当温度低于90 ℃时,报警装置就会响铃,同时红灯亮
重难点三 电磁三现象的辨析及其应用
【典题3】(2024·南充中考)以下关于电与磁的描述中,说法正确的是(D)
A.图甲:磁感线不是真实存在的,地磁场的北极在地理北极附近
B.图乙:P向右移动,能吸引更多铁钉,铁钉下端为电磁铁的S极
C.图丙:同时对调磁极和电源正负极,线圈的转动方向会发生改变
D.图丁:闭合开关,导体ab竖直向下运动或竖直向上运动,电流表指针不发生偏转
【技法点拨】
1.电磁三现象及其应用:
现象 电生磁 磁场对电流的作用 磁生电
实物图
对应人物 奥斯特 - 法拉第
原理 通电导体周围存在着磁场 磁场对通电导体有力的作用 ①电路闭合 ②部分导体 ③做切割磁感线运动
能的转化 电能→磁场能 电能→机械能 机械能→电能
相关因素 磁场的方向与电流方向有关 电流方向、磁场方向其中一个改变,导体受力方向变化,若二者方向同时改变,导体受力方向不变化 磁场方向和导体运动方向其中一个改变,感应电流方向改变;若二者方向同时改变,感应电流方向不改变
实际应用 电磁铁 电动机 发电机
2.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,动引起电,即先动后电。
【变式】(2024·遂宁中考)下列装置中能探究“导体在磁场中产生电流的条件”的实验装置是(B)
命题点一 磁体、磁场、磁感线
1.关于电和磁,下列说法正确的是(B)
A.摩擦起电的实质是创造了电荷 B.通电导体周围一定存在磁场
C.磁感线是磁场中真实存在的线 D.导体在磁场中运动就会产生电流
2.下列四个图中,磁感线方向标注错误的是(A)
命题点二 通电螺线管
3.在探究通电螺线管外部磁场方向的实验中,在装有螺线管的硬纸板上均匀撒满铁屑,通电后铁屑分布无明显变化,这时需 轻敲 纸板,观察到铁屑排列成如图所示的形状。可见,通电螺线管外部磁场与 条形 磁体的磁场相似。
4.如图是巨磁电阻(GMR)的特性原理示意图,巨磁电阻的阻值随所在磁场强度的增强而减小,如果闭合S1、S2并使滑片P向右滑动,下列说法正确的是(B)
A.电压表示数变小 B.指示灯亮度变暗
C.电流表示数变大 D.巨磁电阻(GMR)阻值变小
5.(2024·新疆中考)如图所示,用蹄形磁体、导体棒AB、电流表等实验器材探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件。
(1)请用笔画线代替导线完成实物图连接;
(1)答:
(2)当导体棒AB沿 左右 (选填“上下”或“左右”)方向运动时,电流表指针发生偏转。通过多次实验可得:当闭合电路的部分导体在磁场中做 切割磁感线 运动时,电路中就产生感应电流;
(3)当导体棒AB向右运动时,导体棒 受到 (选填“受到”或“不受”)磁场对它的力的作用。
命题点三 电磁铁和电磁继电器
6.(2024·河南中考)如图是小明为某仓库设计的温度报警电路。R1为热敏电阻,其阻值随温度的变化而变化;R2为可调电阻。温度正常时指示灯L发光,当温度升高到报警温度时,指示灯熄灭,蜂鸣器报警。下列判断正确的是(D)
A.R1的阻值随温度的升高而增大
B.温度升高过程中,电磁铁磁性减弱
C.若要调低报警温度,可将R2的阻值调大
D.若控制电路电源电压降低,报警温度将升高
7.(2024·武汉中考)如图所示是一种温度自动控制装置的原理图。制作水银温度计时在玻璃管中封入一段金属丝,“电源1”的两极分别与水银和金属丝相连。
(1)闭合开关S后,当温度达到 90 ℃时,发热电阻就停止加热;
(2)当电磁铁中有电流通过时,若它的左端为N极,则“电源1”的 右 端为正极;
(3)为增强电磁铁的磁性,下列措施一定可行的是 ① (填序号)。
①增大“电源1”的电压 ②减小“电源2”的电压
③减少电磁铁线圈匝数 ④改变电磁铁中电流方向
命题点四 电磁感应现象和磁场对通电导体的作用
8.(2023·广东中考)如图所示,小明用线圈、条形磁铁和灵敏电流计来验证电磁感应现象,下列不能使灵敏电流计指针发生偏转的操作是(D)
A.线圈不动,磁铁快速向上
B.线圈不动,磁铁快速向下
C.磁铁不动,线圈快速向上
D.线圈和磁铁同时同速向上
9.如图所示,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,导线a中会产生感应电流且方向相反的两种情况是(D)
A.①和② B.①和③ C.②和④ D.③和④
10.(2024·广东中考)将自制的电动机接入电路,如图所示,其中支架A是 导体 (选填“导体”或“绝缘体”)。闭合开关,线圈开始转动,磁场对线圈 有 (选填“有”或“无”)作用力。仅调换磁体的磁极,线圈转动方向与原转动方向 相反 。
命题点五 电磁三现象的辨析及其应用
11.(2023·深圳中考)下列现象中可以证明地磁场客观存在的是(B)
A.如图,两个绑着磁铁的小车它们相对的两面分别是N极和S极,它们相互吸引
B.如图,“司南之杓,投之于地,其柢指南”
C.如图,通电螺线管吸引铁钉
D.如图,小白同学制作的手摇发电机
12.(20024·眉山中考)如图所示是动圈式话筒构造示意图。对着话筒说话或唱歌时,声音使膜片振动,与膜片相连的线圈在磁场中也跟着一起振动、线圈中产生感应电流。下列实验原理与它相同的是(C)
命题点六 安培定则的应用
13.(1)如图所示,请在括号内标出通电螺线管左端的磁极、小磁针右端的磁极以及导线上A点的电流方向。(磁极均用“N”或“S”表示)
答:
(2)如图所示,请根据通电螺线管上方小磁针静止时的指向,在虚线框内用箭头标出相应的电流方向和磁场方向。
答:
命题点七 磁生电类型实验
14.物理小组的同学们利用如图所示的实验装置,探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件。
(1)磁铁不动,闭合开关,导体棒沿 左右 (选填“上下”“左右”或“前后”)方向运动时,灵敏电流计指针会发生偏转;
(2)断开开关,无论磁铁如何放置、导体棒怎样运动,灵敏电流计指针都不发生偏转。由此得出结论: 闭合 电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,电路中就产生感应电流;
(3)该实验在探究过程中,是将 机械 能转化成电能,生活中的 发电机 (选填“电动机”或“发电机”)是根据这一原理制成的。
