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第12讲 磁场 电流的磁场
Ⅰ考生必背:基础知识
必记1:磁现象
1.磁体上磁性最强的部分叫磁极,每个磁体上都有两个磁极。磁体自由静止时,指南的磁极叫南极,又叫S极;指北的磁极叫北极,又叫N极。
2.磁极间的相互作用规律是:同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引。
3.原来没有磁性的物体获得磁性的过程叫磁化。
必记2:磁场21世纪教育网
4.磁体周围存在着一种看不见、摸不着的物质,叫磁场,磁场能使小磁针偏转。
5.磁场中的小磁针静止时北极所指的方向就是小磁针所在处的磁场方向,同一磁场的不同地方,磁场方向不同。21世纪教育网
6.把磁场中小磁针的排列情况,用一些带箭头的曲线画出来,用于描述磁场,这样的曲线叫磁感线。在磁体外部,磁感线都是从磁体的北极出发,回到南极。
7.地球周围存在的磁场叫地磁场。地磁的南极在地理北极附近,地磁的北极在地理南极附近。自由静止的小磁针会指示南北方向,是因为它受到地磁场的作用。
必记3:电流的磁场
8.世界上第一个发现电与磁有联系的科学家是奥斯特。他所做的揭示电与磁有联系的实验叫奥斯特实验,该实验说明电流的周围存在磁场,且磁场的方向跟电流的方向有关。
9.通电螺线管周围的磁场与条形磁体周围的磁场相似,通电螺线管的极性与电流方向有关,可用安培定则来判定。
必记4:电磁铁
10.电磁铁磁性的有无,可由电流的通断来控制,电磁铁磁性的强弱与电流的大小和线圈匝数有关。
11.电磁继电器是利用电磁铁来控制工作电路的开关,它主要由电磁铁、衔铁、弹簧和触点组成。21世纪教育网
Ⅱ考生必会:考点
一、基本考点
考点1:磁现象(重点)
1.磁体:具有磁性的物体叫磁体。磁体分为天然磁体和人造磁体。磁体按保持磁性的时间又可分为硬磁体(永磁体)和软磁体,能长期保持磁性的磁体叫硬磁体(永磁体),否则为软磁体。
2.磁极:磁体上磁性最强的部分叫磁极,每个磁体都有两个磁极,分别叫北极(N极)和南极(S极)。能够自由转动的小磁针静止时指北的磁极叫北极,指南的磁极叫南极。
3.磁极间的相互作用规律:同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引。
4.使原来没有磁性的物体获得磁性的现象叫磁化。被磁化的物体与磁化它的磁极相靠近的那一端是异名磁极。21世纪教育网
【例1】甲、乙两个磁极之间有一个小磁针,小磁针静止时的指向如图l—12—1所示。那么( )
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A.甲、乙都是N极 B.甲、乙都是S极
C.甲是S极,乙是N极 D.甲是N极,乙是S极
解:C 点拨:解答该题时,从磁极间的相互作用规律人手,应用“辨析法”对各选项进行分析,则可得出正确答案。(重点、热点)
考点2:磁场(重点、热点)
1.磁场:磁体周围存在着一种看不见、摸不着的特殊物质叫磁场。磁场对放入其中的磁体有力的作用。21世纪教育网
2.磁场的方向:小磁针在磁场中自由静止时,北极所指的方向,就是小磁针所在处的磁场方向。21世纪教育网
3.磁感线:把磁场中许多小磁针的排列情况,用一些带箭头的曲线画出来,这样的曲线叫磁感线,磁感线能方便、形象地描述磁场。
4.磁感线的方向:磁体周围的磁感线都是从N极出发,回到S极。
5.磁感线是人们为了直观、形象地描述磁场而引入的带方向的曲线,它并不是客观存在于磁场中的真实曲线,因此在磁场中画磁感线时,应将其画成虚线。磁体周围磁感线的分布是立体的,而不是平面的,我们在画图时,因受纸面的限制,而只画了一个平面的磁感线分布情况。同一磁体周围的磁感线是不会相交的。
6.地磁场:地球周围的磁场叫地磁场。地磁的南极在地理北极附近,地磁的北极在地理南极附近。地磁南北两极的连线与地理南北两极的连线不重合。
【例2】a、b为两个条形磁铁的两个磁极,根据图1—12—2所示的磁感线方向,可以判断a为______,b为______,小磁针上端为______。
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解:S(南)极;S(南)极;N(北)极
点拨:磁体周围的磁感线都是由北(N)极出发,回到南(S)极,据此判断口、b都为南(S)极。在磁场中静止的小磁针,北(N)极所指的方向与该点的磁场方向一致,故小磁针上端为北(N)极。
考点3:电流的磁场(重难点、热点)
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1.通电导体和磁体一样,周围也存在着磁场,电流周围磁场的方向跟电流的方向有关。
2.通电螺线管周围的磁场与条形磁体的磁场相似,它的两个磁极在其两端,通电螺线管的磁极极性与螺线管中的电流方向有关,它们的关系可用安培定则判定。
3.安培定则的内容:用右手握螺线管,让四指指向螺线管中电流的方向,则大拇指所指的那端就是螺线管的N极。
【例3】在图1—12—3中,根据电源正、负极的方向,标出通电螺线管上的电流方向和N、S极。
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解:如图l—12—4所示。21世纪教育网
点拨:用右手握住通电螺线管,四指指向电流的方向,那么大拇指所指的那端就是通电螺线管的北极。
考点4:电磁铁及其应用(重点)
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1.电磁铁的特点是:(1)磁性的有无可以通过通断电流来控制。(2)磁性的强弱可以由电流的大小来控制。(3)磁极的极性可以由电流方向来控制。
2.在实际应用中,为了增大电磁铁的磁力,常把电磁铁做成U形。
3.电磁继电器是根据电磁铁通电时有磁性,断电时无磁性的特点工作的,它是利用低电压、弱电流电路的通断,来控制高电压、强电流电路工作情况的装置。电磁继电器有单向控制和双向控制两种,如图1—12—5甲、乙所示。依据电磁继电器的原理解答问题时,特别要注意控制电路和工作电路的连接及工作情况。
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图1—12—5
4.扬声器是把电信号转化为声信号的装置。工作时带有声音信号的交变电流通过线圈时,所产生的磁场方向不断变化,于是线圈在磁铁作用下,不断来回振动,从而与线圈相连的纸盆也不断振动,便产生了声音。21世纪教育网
【例4】下列关于电磁铁和磁感线的说法中,正确的是( )
A.电磁铁的磁性有无和磁性强弱可以改变
B.电磁铁能永久性地保持磁性
C.磁感线是真实存在的21世纪教育网
D.磁体外部的磁感线总是从S极出发,回到N极
解:A 点拨:电磁铁磁性的有无可以由通、断电来控制,磁性的强弱可以由电流的大小来控制,故A说法正确,B错误;磁感线是人们为了形象地描述磁场而引入的假想模型,并不是真实存在的,故C说法错误;磁体外部的磁感线总是从N极出发,回到S极,故D说法错误。
考点5:科学探究:电磁铁的磁性与哪些因素有关(重点、热点)
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1.在探究电磁铁的磁性强弱与哪些因素有关的实验中,通过电磁铁吸引大头针(或曲别针、铁屑等)的多少来反映电磁铁磁性的强弱。
2.因电磁铁的磁性强弱受多个因素的影响,所以在探究过程中要采用控制变量法。
3.探究结论:影响电磁铁磁性强弱的因素有:电磁铁线圈中电流的大小;电磁铁线圈的匝数;电磁铁内有无铁芯。电流越大,线圈匝数越多,内部有铁芯,则电磁铁的磁性越强。
【例4】如图l—12—6所示是研究“电磁铁磁性强弱”的实验电路图。开关的______可控制磁性的有无;要改变通过电磁铁中的电流大小,可通过改变______来实现;要判断电磁铁的磁性强弱,可通过观察电磁铁吸引大头针的______来确定。
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解:通断;滑动变阻器接入电路中阻值的大小;多少(个数)
点拨:电磁铁磁性的有无可以通过通、断电来控制;要改变通过电磁铁中的电流大小,可通过改变滑动变阻器接入电路中的阻值大小来实现;在该实验中,电磁铁吸引大头针的多少反映了电磁铁磁性的强弱。21世纪教育网
二、综合运用考点21世纪教育网
考点6:电磁现象作图(学科内综合考点)
考点归纳与拔高:
1.应用电磁知识作图是中考中常见的题目,主要题型有:
(1)已知磁体的N、S极,标出磁感线的方向或小磁针的N、S极。
(2)已知磁感线方向,标出磁体的N、S极或小磁针的N、S极。
(3)已知小磁针的N、S极,标出磁体的N、S极或磁感线方向。
(4)已知通电螺线管旁小磁针的N、S极,标出通电螺线管的N、S极或电流方向。
(5)已知电流方向,标出通电螺线管的N、S极。
(6)已知通电螺线管周围或内部磁感线方向,标出其N、S极或电流方向。
2.作图时,应熟练掌握以下内容:(1)磁极间的相互作用规律。(2)磁感线的方向。(3)磁场方向的规定。(4)安培定则。(5)条形磁体和蹄形磁体周围的磁场分布情况,同名磁极间和异名磁极间的磁场分布情况。
【例6】如图l—12—7所示,开关闭合后,螺线管通电产生磁场,位于螺线管右侧的小磁针会发生偏转。请画出通电螺线管的N、S极,并用箭头在小磁针N极的下方标出其转动的方向。21世纪教育网
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解:如图l—12—8所示。
点拨:根据安培定则判断出通电螺线管的磁极,再根据磁极的性质确定小磁针的转动方向。
三、实际应用考点
考点7:磁现象在生活、生产中的应用
考点归纳与拔高:
1.磁现象的有关知识在日常生活及生产中有着广泛的应用,例如:航海用的指南针、冰箱门上的磁性封条、电磁选矿机等。在实际中应用磁现象的知识主要有:(1)磁体的吸铁性。(2)磁体的指向性。(3)磁极间的相互作用规律。(4)磁化。(5)地磁场。
2.该考点在中考中常见的题目有:用所学知识解释有关现象、应用方案设计等;题型有填空题、选择题、简答题、实验题。
【例7】1.7万吨海南沙子用于北京奥运会沙滩排球场地。“磁选”是对沙子进行处理的工序之一,“磁选”是选走沙子中的( )
A.粗的沙子和小石块 B.铁钉、铁片
C.玻璃和塑料碎片 D.铜、铝碎片
解:B 点拨:“磁选”是利用磁铁的吸铁性,将沙子中的铁钉、铁片选走,石块、玻璃、塑料、铜、铝等不能被磁铁吸引,所以“磁选”时,不能将这些物体从沙子中选走,故B正确。21世纪教育网
Ⅲ 考生必知:课标新题型
课标新型题一:开发题
【例1】(开放题)两根外形完全相同的钢棒,一根有磁性,另一根没有磁性,请你说出区别它们的方法。
解:(1)根据磁铁的吸铁性来判断:取一些铁屑或小铁钉,分别将两根钢棒靠近它们,能够吸引铁屑或铁钉的钢棒有磁性。
(2)根据磁体的指向性判断:分别用细线将两根钢棒吊起来,使它们能在水平面内自由转动,静止时总是指南北方向的一根有磁性。
(3)根据磁极间的相互作用规律判断:取一极性已知的磁针,用钢棒的一端分别靠近磁针的两个磁极。若钢棒的一端与小磁针的两磁极都相互吸引,则该钢棒无磁性;若钢棒的一端与小磁针的一个磁极相排斥,与另一个磁极相吸引,则该钢棒有磁性。
点拨:要判断物体是否有磁性,可从磁体的性质(吸铁性、指向性)及磁极间的相互作用规律着手分析,并设计出判断方法。本题答案不唯一,其他方法只要合理即可。
课标新型题二:方案设计题
【例1】对农民来讲,农作物的种子中混有一些杂草的种子是一件很头痛的事情。但这两种种子在外表上是不同的:农作物的种子比较光滑,不易吸附小颗粒物;而杂草的种子表面有许多绒毛,能够吸附靠近它的小颗粒物,当然也能粘在走过的动物身上,因此可以广为传播。21世纪教育网
现在给你一些混有杂草种子的农作物种子、一块磁铁和一些铁屑。请你替农民朋友将其中的杂草种子从农作物种子中分离出来,说出你的办法和道理。
解:办法:将铁屑均匀地撒在种子中,搅拌均匀,使铁屑吸附在杂草种子上,然后用磁铁将铁屑和附有铁屑的杂草种子一起从混合种子中吸出来。
道理:磁铁具有吸引铁类物质的性质。
点拨:解答本题时,首先找出两种种子的不同点,再根据铁屑较小,而杂草的种子具有吸附小颗粒物体的特点,从而设计出分离方案。
Ⅳ 考生必试:中考题
1.要使通电螺线管的磁性减弱,可以( )
A.改变通电电流的方向
B.减小通电电流的大小
C.在通电螺线管中插入铁芯
D.增加通电螺线管的线圈匝数
2.如图1—12—9,把一根包有绝缘层的导线绕在铁钉上,把导线两端的绝缘层刮去,接上干电池后,铁钉21世纪教育网( )
A.有磁性
B.会熔化 C.有电流流过
D.两端对小磁针北极都有吸引力
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3.世界上第一个证实电与磁之间联系的物理事实是( )
A.磁化现象 B.地磁场的发现
C.奥斯特实验 D.电磁感应现象
4.电磁铁的磁性有无可用电流的通断来控制,除此之外,电磁铁和永久磁铁比较,优点还有________________________________________________。
Ⅴ 考生必闯:过关测验题
一、选择题
1.如图1—12—10所示的四幅图中,能够说明物质具有磁性的是( )
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2.如图1—12—11所示的三个被细绳吊起的钢块,处于如图所示的平衡状态。下列判断正确的是( )
A.三个钢块都是磁体
B.只有两个钢块是磁体
C.三个钢块可能都是磁体,也可能只有两个是磁体。
D.三个钢块都不是磁体
二、填空题
3.磁场是________存在的,而磁感线是________存在的。磁感线“北出南回”是指:在磁体的________,磁感线从磁体的________出发,回到磁体的________。
4.通电螺线管上方的小磁针静止时的指向如图l—12-12所示,a端是电源的________极,c端为通电螺线管的________极。21世纪教育网
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三、作图题
5.如图1—12—13所示,画出图中描述两磁极之间磁场的磁感线。
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四、课标新型题
6.一块磁铁,它的颜色及N、S极符号都不清楚,以至不知道它的哪端是南极哪端是北极。怎样才能识别出来 说出你的办法。21世纪教育网
7.有三根金属棒:一根铁棒、一根铜棒和一根磁铁棒,看外表似乎都一样,不用其他器材,请说出区别它们的方法来。
参考答案:
Ⅳ.1.B点拨:改变通电电流的方向会改变通电螺线管的极性,不会改变其磁性强弱,A错误;插入铁芯或增加线圈匝数会使通电螺线管的磁催增强,C、D错误。
2.A点拨:此装置组成一个电磁铁,导线中有电流流过,铁钉中无电流;铁钉有磁性,其两端相当于两个磁极(N极和S极),只有S极对小磁针北极有吸引力;铁钉不会熔化,故只
有A正确。
3.C
4.磁性的强弱可由电流的大小来控制;磁铁的极性可由电流的方向来控制点拨:电磁铁的优点可从三个方面来叙述i即磁性的有无、磁性的强弱和磁极的极性。
V.一、1.D
2.C点拨:由磁极间的相互作用规律和磁铁的吸铁性知,B、C一定有磁性,A可能有磁性,也可能没有磁性,故选项c正确。
二、3.客观;不;周围;N极;S极
4.正;N
三、5.解:如答图l—12—1所示。
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点拨:两磁极间的磁感线是由N极出发到S极的曲线,注意画成虚线并标上方向。
四、6.解:(1)用细线将该磁铁吊起,让其在水平面内自由转动,则静止时指南的一端为S极,指北的一端为N极。(2)找一极性已知的磁铁,利用磁极问的相互作用规律判定。
7.解:先让三根金属棒两两靠近,其中必有一根棒与另外两根棒不相吸引,则该棒为铜棒;再拿另两根中的一根金属棒去吸引另一根金属棒的中间,若它们相吸引,则手拿的一根为磁铁棒,若它们不吸引,则手拿的一根为铁棒;另外一根为磁铁棒。
点拨:磁铁能吸引铁性物质,但不能吸引铜。磁铁棒的两端磁性最强,中间几乎无磁性。
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