总复习:电和磁、生活用电
【教学目标】
1. 熟悉磁场的基本概念。了解地磁场。
2. 熟悉直线电流和通电螺线管(曲线电流)的磁场。会用安培定则。
3. 了解影响电磁铁磁性强弱的因素。了解电磁铁和继电器的应用。
4. 了解安培力及左手定则,了解电动机的原理和构造。
5. 了解电磁感应现象,了解发电机的原理和构造。
6. 熟悉家庭电路的连接,了解家用电器的电压、功率及使用方法。了解输电网络。
7. 掌握安全用电原则。了解在触电事故中的自救。
【知识要点】
1. 磁场的基本概念:磁场是一种特殊的物质,它存在于磁体周围。磁场有方向,规定:小磁针北极在磁场中的受力方向为该处的磁场方向。人们用一种不存在的闭合有向曲线表示磁场,这种画在纸面上的假想曲线叫磁感线。
2. 奥斯特实验:1820年丹麦科学家奥斯特发现,通电导体周围存在磁场。即发现电流的磁效应。磁场的方向与电流的方向有关,可用安培定则判定它们之间的关系。
3. 电磁铁:在螺线管中插入铁芯可制成电磁铁,电磁铁的磁性有无和大小通过电流的有无和大小来控制。
4. 安培力:通电导体在磁场中要受到力的作用,这种作用力叫安培力。电流方向、磁场方向和导体受的安培力方向三者之间的关系可用左手定则判定。
5. 电动机:利用安培力做功的原理制成,工作时将电能转化为机械能。
6. 电磁感应:闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,会产生电流的现象叫电磁感应。感应电流的方向、磁场方向、导体运动方向之间的关系可用右手定则来确定。
7. 三大定则:
①安培定则:使用右手判定直线或曲线电流磁场方向。
②左手定则:使用左手判定安培力的方向。使用条件:电能转化为机械能(先有电后动)
③右手定则:使用右手判定感应电流方向。使用条件:机械能转化为电能(先动后有电)
8. 家庭电路的连接:
①户外线先进电能表,再进闸刀开关,闸刀开关静触头一定要装在上方。
②保险丝要串联在电路中,选择保险丝应使它的额定电流等于或稍大于电路正常工作电流,保险丝用电阻率大、熔点低的合金材料制成,绝对不能用铜丝替代。
③各用电器及插座均并联,电灯电路火线先进开关,再进灯座。螺旋灯头的螺旋套应接零线。
9. 安全用电:
①触电事故是人体直接或间接与火线相碰造成的。辨别零线火线用测电笔。火线能使氖管发光,使用测电笔时手要接触笔尾金属体。火线—零线之间的电压是220伏。
②安全电压:指不高于36伏的电压,在潮湿环境应在24伏甚至12伏以下。
③安全用电原则:不靠近高压带电体,不接触低压带电体。家用电器金属外壳要接地。
【典型例题】
例1. 如图所示,a、b、c三根铁块中有一根没有磁性,那么这一根可能是( )
A. a B. b C. c D. 都有可能
解答:a、b、c三根铁棒中有一根没有磁性,由图知a、b相吸,b、c相斥,因此b、c均有磁性,a被磁化而相吸,正确答案A。
例2. 如图所示,要使两蹄形通电螺线管相互排斥,画出其绕线方式。
解答:使U型螺线管相互排斥,靠近一端要出现同名磁极,若上端出现N极,则下端同为S极,绕线方式如图(a);若上端出现S极,则下端同为N极,绕线方式如图(b)。
例3. 在图A直导体中通入由读者向纸内的电流时,直导体受到磁场的作用力方向向左,试画出B、C、D三图中磁场作用力的方向。(⊙表示电流方向由纸内指向读者)
解答:磁场对电流作用力的方向与磁场方向和电流方向有关,当其中之一方向反向时,磁场作用力反向;当两者都反向时,作用力方向不变。图中B、C两图中导体受安培力方向向右,D图中F方向向左。
例4. 如图所示,导线ab如箭头所指的方向运动,试判断在这四种情况下,ab是否有感应电流产生。
解答:根据产生感应电流的条件,在图A、C中,导体没有切割磁感线闭合电路中没有感应电流产生,在图B中,ab虽然切割磁感线,但没有闭合回路,所以无感应电流产生,答案:D。
例5. 如图所示,将带有开关的螺丝口灯泡和带有保险丝的三孔插座接在照明电路中(要求符合安全用电规则)
解答:
例6. 某用户的电能表上标有“220V,10A”的字样。2001年6月1日9时,该电能表计数器上显示的数字是03253。此用户家中的用电器如下表所示,若这些电器平均每天使用2h,则在2001年7月1日9时,电能表计数器上显示的数字是_________。
用电器名称 照明灯具(共计) 厨房电器(共计) 彩电(1台) 电风扇(1台) 电子计算机(1台) 电饭煲(1个)
额定功率(W) 200 250 100 50 100 800
解答:用电器总功率P=P1+P2+P3+P4+P5+P6=1.5kW
一个月使用60h,消耗电能W=P·t=1.5kW×60h=90kWh
故7月1日9时读数为0325.3+90=0415.3(kWh)
【模拟试题】(答题时间:45分钟)
一、选择题
1. 如图所示,是热敏电阻(受温度影响阻值会发生变化的电阻)电磁继电器组成的火警报警器的示意图,热敏电阻受热后,其阻值减小,将发生的变化是( )
A. 电磁继电器控制电路中的电流减小
B. 电磁继电器控制电路中的电流增大
C. 当阻值小到某一定值后,电磁继电器的电磁铁吸引衔铁
D. 红灯发光同时电铃响
2. 如图所示,开关闭合,当滑动变阻器的滑片向右移动时,弹簧上悬吊的铁块A将( )
A. 向上移动 B. 向下移动
C. 保持静止 D. 无法判断
3. 小明用自制的电磁铁来研究它的磁性与哪些因素有关。实验器材:两个相同大小的大铁钉、一些漆包线、开关、电源、滑动变阻器、一些回形针和电流表等。在实验中,用漆包线绕制横截面和紧密程度相同的三个线圈,其中两个线圈插入铁钉,另一个线圈内无铁钉,按如图电路进行实验,实验记录的数据如下表:( )
线圈的匝数吸住回形针的个数电流大小 有铁钉 无铁钉
50匝 100匝 100匝
0.2安 5个 9个 2个
0.4安 8个 17个 5个
由以上实验表明,电磁铁的磁性强弱与哪些因素有关。( )
A. 只与电磁铁线圈匝数有关
B. 只与电磁铁线圈匝数、是否有铁钉有关
C. 只与电磁铁线圈匝数、通过线圈的电流有关
D. 与电磁铁线圈匝数、是否有铁钉、通过线圈的电流都有关
4. 在研究物质结构时,使用了“原子”的概念;在研究磁现象时,使用了“磁感线”的概念;在研究机械运动时,使用了“参照物”的概念;在研究生物结构时,使用了“细胞”的概念。其中是根据客观情况假想但实际不存在的是( )
A. 原子 B. 磁感线 C. 参照物 D. 细胞
5. 下列物体不能产生磁场的是( )
A. 蹄形磁铁 B. 正在工作的灯泡
C. 带电物体 D. 地球
6. 如图所示螺线管内放一枚小磁针,当开关S闭合后,小磁针静止时的磁极正确的是( )
A. 左端为N极 B. 右端为N极
C. 上端为S极 D. 下端为S极
7. 如图所示,将一根弹簧与电源相连,当开关闭合后,会发现( )
A. 弹簧变短 B. 弹簧变长
C. 弹簧长度不变 D. 无法确定
8. 如图所示,电磁铁的右边为一磁铁,左边为一根铁棒,闭合开关S后,以下说法正确的是( )
A. 若条形磁铁被吸引,则可断定b端为电源负极
B. 若条形磁铁被排斥,则可断定a端为电源正极
C. 若铁棒被吸引,则可断定b端为电源正极
D. 若铁棒被吸引,则可断定a端为电源正极
9. 有一根软棒悬挂在通电螺线管的旁边,如图所示,当软铁棒静止时,下列说法中正确的是( )
A. a端是N极 B. b端是N极
C. a端没有磁性 D. 软铁棒没有磁性
10. 如图所示,通电螺线管附近有两个小磁针,静止时它们的磁极是( )
A. A右端为S极 B. B右端为N极
C. A左端为S极 D. B左端为S极
二、综合题
11. 如图所示是小新同学做“制作、研究电磁铁”实验的示意图,他在实验中发现大铁钉A比B能吸引更多的大头针。根据图示的实验现象他得出的结论是:当________一定时,电磁铁的线圈匝数越多,磁性___________。将滑动变阻器的滑片向右移动时,铁钉吸引的大头针将_________(填“变多”、“变少”或“没有变化”),这说明电磁铁的磁性还与________有关。
12. 如图所示的通电螺线管,标出小磁针的南、北极。
13. 标出图中线圈的绕线方法。
14. 由于大功率用电器增多,常用的闸刀开关的保险丝经常熔断,更换麻烦,如图所示是李瑾正在设计的新型自动开关的一部分。请你帮助完成设计,实现电流过大,自动断开,切断电源。在图中补画出你的设计,形成完整的结构原理图。
15. 夏天,当温度达到35℃时需自动开启电风扇,请将图中所示的元件连接起来组成符合要求电路。
16. 小莉学完家庭用电知识后,安装了某房间的照明电路(如图),经检查发现有三处错误,请写出错误之处的字母代号,并说出错误的原因。
17. 某发电站向用户输送的电功率为1000kW,若输电线的电阻为。
(1)当输电电压为2000V时,输电线路损失的热功率是多少?
(2)若改用105V的高压输电,输电线路上损耗的热功率是多少?用户得到的实际功率是多少?
18. 一家用电能表标有“3000r/kWh”字样,现仅使用40W的灯泡一只,测得表盘转6圈的时间是172s,问此表转速正常吗?
【试题答案】
一、选择题:
BCD A D B C B A A B C
二、综合题
11. 电流;越强;变少;电流大小
12. 左图小磁针:左北右南 右图小磁针:上北下南
13.
14.
15. 答案:见图
16. ①B插座不应串联在火线上;
②D开关不应接在零线上;
③F灯灯头螺旋套不应接在火线上。
17. (1)2500W (2)100W,约103kW
18. 转快了,,而实际耗电