2019物理一轮16《电磁转换》导学案
同步知识梳理
磁体与磁场
(1)磁性、磁体
磁极是磁体磁性_____的部位。磁极间相互作用的规律:___________。
(2)磁场:磁体周围空间存在磁场
基本性质: 。磁场的方向与____的方向、小磁针____时N极所指的方向、小磁针N极的____方向相同。
磁感线是描述磁场______和______的曲线。疏密程度表示_____;箭头表示_____。磁感线是____的曲线,在磁体外部由N极到S极。
2、电流磁效应:
(1)奥斯特实验实验表明通电导线周围和永磁体周围一样都存在_______。
安培定则:用_____握住螺线管,让四指指向螺线管中____的方向,则拇指所指的那端就是螺线管的___极。
(2)电磁铁的优点
磁性的强弱可以控制;(与_____、______和_____有关)磁性的有无可以控制;(与电路的_____有关)磁极可以变换。(与________有关)
(3)电磁继电器的原理
利用低电压、弱电流电路的通断,来间接的控制____、_____电路通断。
3、磁场对电流的作用
(1)通电导体在磁场中要受到 力的作用,磁场力的方向不仅跟导体中的 方向有关,还跟 有关。
(2)通电导体在磁场中受力而发生运动的过程就是 能转化为 能的过程。
直流电动机就是根据 的原理制造而成。换向器的作用是 。
4、电磁感应
(1) 首先发现了电和磁之间的联系, 发现了电磁感应现象,导致了 的发明。
(2)闭合电路的 在磁场中做 运动时,导体中就产生电流,这种现象叫 。产生的电流叫做 电流,其方向跟导体 方向和 方向有关。
(3)发电机的原理是根据 现象制成的,在发电的过程中,机械能除了转化为 外,还有部分能量转化为 。
(4) 叫做交流电。 叫做直流电。我国生产和生活用的交流电周期是 s,频率是 HZ,电流方向1秒内改变 次。
名称 电生磁 磁生电 磁场对通电 导体的作用
实验 装置
现象 描述 导体中有电流通过,导体周围的小磁针会发生偏转 闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动,灵敏电流计的指针会发生偏转 通电导体在磁场中,且电流方向与磁感线方向不平行,导体会向某一方向运动
结论 通电导体周围存在磁场 产生感应电流 通电导线在磁场中受到力的作用
导体中 的电流 由电源提供 因感应而生 由电源提供
影响 因素 磁场的方向与电流方向有关 感应电流的方向与磁场的方向、导体运动的方向有关 导体受力后运动的方向与电流的方向和磁场的方向有关
能量 转化 电能转化为磁场能 机械能转化为电能 电能转化为机械能
实际 应用 电磁铁、电磁继电器 发电机、动圈式话筒、变压器 电动机、动圈式扬声器
二、同步例题分析
知识点:磁体与磁场
例1(2018?恩施州)下列有关磁场的说法错误的是( )
A.磁体周围的磁场是真实存在的
B.磁感线是为了描述磁场面虚拟的封闭曲线
C.通电导体周围存在着磁场
D.地面上的指南针N极总是指向地理的南极
例2(2018?苏州)在探究蹄形磁体周围磁场的实验中,老师将玻璃板平放在磁体上,并均匀地撒上一层铁屑,轻敲玻璃板,铁屑就会有序地排列起来,如图。对实验中有关现象的分析不正确的是( )
A.撒铁屑的目的是将原来不存在的磁场显示出来
B.铁屑在磁场中被磁化成一个个小磁体
C.轻敲玻璃板,铁屑由于具有惯性会与玻璃板分离
D.轻敲玻璃板,铁屑与玻璃板分离后,不受摩擦力,铁屑在磁力作用下排列有序
例3:指南针是我国四大发明之一,《论衡》记载:司南之杓,投之于地,其柢指南。如图所示的司南放在水平光滑的“地盘”上,静止时它的长柄指向南方。司南长柄所指方向是( )
A.地理南极,地磁北极 B.地理南极,地磁南极
C.地理北极,地磁北极 D.地理北极,地磁南极
知识点:电流的磁场
例1:(2018?临沂)小磁针静止时的指向如图所示,由此可知( )
A.a端是通电螺线管的N极,c端是电源正极
B.a端是通电螺线管的N极,c端是电源负极
C.b端是通电螺线管的N极,d端是电源正极
D.b端是通电螺线管的N极,d端是电源负极
例2:如图所示,条形磁铁放在水平木桌上,电磁铁右端固定并与条形磁铁在同一水平面上。闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P逐渐向右移动时,条形磁铁仍保持静止,此时电磁铁的左端为 极,条形磁铁受到的摩擦力 (选填“变大”、“变小”或“不变”),方向水平 。(选填“向左”或“向右”)
知识点:磁场对电流的作用 电动机
例1:(2018?宿迁)如图所示,干电池底部吸有强磁铁(可导电),在干电池的正极上支有一“门”字形导线框,导线框B侧和套在强磁铁上导电圆环C连接,导线框和圆环C能够一起绕干电池持续转动,圆环C在转动过程中与强磁铁接触良好。导线框转动的动力来源( )
A.只有线框A侧受到磁场对电流的作用
B.只有线框B侧受到磁场对电流的作用
C.线框A侧、B侧都受到磁场对电流的作用
D.线框A侧、B侧都不受到磁场对电流的作用,是受到的其它外力
例2:如图是灵敏电流计的内部结构图,下列选项中与其工作原理相同的是( )
例3:(2018?宁波)我国未来的航母将采用自行研制的电磁弹射器。电磁弹射器的弹射车与飞机前轮连接,并处于强磁场中,当弹射车内的导体通以强电流时,舰载机受到强大的推力而快速起飞。电磁弹射器工作原理与下列设备或用电器工作原理一致的是( )
知识点:电磁感应
例1(2018?绵阳)如图所示,导体AB在外力作用下向左运动时电流表指针偏转,向右运动时电流表指针向另一方向偏转。这个实验事实说明( )
A.通电导线在磁场中受力大小与电流大小有关
B.通电导线在磁场中受力方向与电流方向有关
C.感应电流的大小与导体在磁场中切割磁感线运动的快慢有关
D.感应电流的方向与导体在磁场中切割磁感线运动的方向有关
例2:手机无线充电方便了人们的生活,其中电磁感应无线充电是应用最多的无线充电方案。如图所示,它的原理是送电线圈通过一定频率的交流电,线圈的周围形成交变的磁场,通过电磁感应在受电线圈中产生一定的感应电流,从而将能量从发射端转移到接收端。下列选项中和受电线圈工作原理相同的是( )
A.扬声器 B..电磁继电器 C..动圈式话筒 D..电动机
例3:刷卡机已经普遍应用于银行、商场等,当银行卡有磁条的一侧经过刷卡机的卡槽时,刷卡机的检测感应器(相当于线圈)就会产生感应电流。下图中与此原理相同的是( )
三、课堂达标检测
1、(2018?自贡)自贡一学生利用手中的条形磁体做了以下实验,其中结论正确的是( )
A.同名磁极互吸引
B.条形磁体能够吸引小铁钉
C.将条形磁体用细线悬挂起来,当它在水平面静止时北极会指向地理南方
D.条形磁体与小磁针之间隔了一层薄玻璃后就没有相互作用了
2、以下正确的图是(通电螺线管的磁极方向和NS极)( )
3、下面哪一位科学家的发现,首次揭示了电与磁之间的联系( )
A.法拉第 B.焦耳 C.奥斯持 D.安培
4、如图所示,是探究“通电直导线周围是否存在磁场”实验装置的一部分,置于水平桌面的小磁针上方有一根与之平行的直导线。关于这个实验下列说法正确的是( )
A.首次通过本实验揭开电与磁关系的科学家是法拉第
B.当直导线通电时,小磁针会离开支架悬浮起来
C.小磁针用于检验通电直导线周围是否存在磁场
D.改变直导线中电流方向,小磁针N极的指向不变
5、(2018?南京)如图甲所示,一个不能打开的盒子外面露出一段细长的导线,在不损坏导线的情况下,用图乙中(a)、(b)两个实验所对应的结论来判断导线中是否有电流,下列说法中正确的是( )
A.只有(a)能 B.只有(b)能 C.(a)(b)都能 D.(a)(b)都不能
6、如图是一模拟风力发电的模型。电动机通电时,风扇a高速转动产生风力模拟自然风,风扇b在风力作用下带动发电机发电,同时与发电机相连的小灯泡发光。下列说法正确的是( )
A.电动机转动时把机械能转化为电能
B.发电机是利用电磁感应现象工作的
C.电池电压降低时,风扇a的转速不会改变
D.风力大小不会影响小灯泡发光亮度
7、电磁炮是利用电磁技术制成的一种新型武器,具有速度快、命中率高等特点。其原理是利用磁场对通电导体的作用,下列叙述中与此原理相同的是( )
A.水轮机带动发电机工作为我们提供源源不断的电能
B.奥斯特发现通电导线能使小磁针偏转方向
C.电动机接通电源正常工作
D.工厂使用大型电磁铁完成物品运输任务
8、(2018?乐山)在图中的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,能够产生感应电流的是( )
A. B. C. D.
9、下列关于电磁现象的说法正确的是( )
A.通电螺线管周围的磁场强弱与电流大小有关
B.电吹风里的电动机是利用电磁感应原理工作的
C.通电导体在磁场中的受力方向只与电流方向有关
D.只要闭合电路的部分导体在磁场中运动就会产生感应电流
10、(2018?通辽)如图甲、乙所示的实验现象,下列有关说法正确的是( )
A.甲图演示的是电流的磁效应现象
B.乙图演示的现象与扬声器原理相同
C.甲、乙两图演示的现象说明电能生磁,磁也能生电
D.乙图中,导体ab只要运动就能在电路中产生感应电流
11、如图所示的充电鞋垫,利用脚跟起落驱动磁性转子旋转,线圈中就会产生电流从而能给鞋面上的电池充电。选项图中与充电鞋垫的工作原理相同的是( )
A. B. C. D.
12、安装直流电动机模型时,要改变直流电动机的转动方向,可以( )
A.将磁体的N、S极对调
B.将电源的正、负极和磁体的N、S极同时对调
C.改变磁性强弱
D.改变磁性强弱和电流大小
13、条形磁铁放置于水平桌面上,如图所示,已知在下列变化过程中条形磁铁始终
不动。当闭合电源开关,通电螺线管的右侧是 极(选填“N”或S”),此时条形磁铁受到地面对它的摩擦力向 (选填“左”或“右”)。若将滑动变阻器滑片P向下移动,条形磁铁受到的摩擦力将会 (选填“变大”或“变小”)
14、如图所示,磁悬浮地球仪应用了 (选填“同”或“异”)名磁极相互排斥的规律:磁悬浮地球仪悬浮静止时,底座对地球仪的斥力与地球仪受到的重力 (选填“是“或“不是”)一对平衡力。
15、如图是小易设计的一个新指南针,其中的两处错误是:
(1) (2)
16、如图是条形磁体周围铁屑的分布情况及小磁针的指向。图中各点小磁针有固定指向,说明磁体周围的磁场具有 ;铁屑在磁场中被磁化成 ,从而在磁场中有序排列。
17、在探究“通电螺线管外部磁场的方向”实验中,闭合开关,小磁针发生偏转,说明通电螺线管周围有 ,通过小磁针静止时 极的指向确定该点磁场的方向,调换电源正负极,小磁针偏转方向改变,说明磁场方向与 有关。
18、国家生态环境部研究表明,机动车污染是大气污染的重要来源,为减少大气污染,电动汽车正在逐渐替代燃油汽车,电动汽车的动力源是电动机,其原理是通电线圈在 中受力转动,某电动汽车以60kW的输出功率沿平直路面以72km/h的速度匀速行驶lmin,汽车受到的阻力为 N,牵引力做功为 J,汽车消耗的电能 (选填“等于”、“大于”或“小于”)牵引力做的功。
19、(2018?贵阳)如图所示为俯视图:粗糙的水平桌面上,在同一直线上相距较远地放置两个条形磁铁A、B.现在A上施加水平力F使其沿直线向磁铁B运动,假设当A运动一段时间后,两磁铁间才出现吸引力,直至它们吸在一起后共同向右运动一段时间。若整个过程保持A做匀速直线运动。请你画出在上述过程中,作用于磁铁A上的力F其大小随时间t变化关系的大致图象。(只需画出一种可能的情况)
20、如图所示,弹簧测力计下悬挂一条形磁体,当开关闭合,弹簧测力计示数变小。请标出电磁铁的S极和用“+”标出电源的正极。
21、(2018?泰州)如图所示,导体AB棒放在处于蹄形磁体磁场中的水平金属轨道上。
(1)接通电源,这时会看到导体AB运动起来,这表明 有力的作用。
(2)保持磁场方向不变,改变导体AB中的电流方向,导体AB的运动方向 (不变/改变)。
(3)通电后导体AB运动的过程中,是把 能转化为 能的过程。
22、在探究“产生感应电流的条件”实验中。
(1)实验中,观察 判断电路中是否有感应电流。
(2)闭合开关,若导体AB不动,左右移动磁体,电路中 (选填“有”或“无”)感应电流。
(3)该实验的结论是:闭合电路的一部分导体,在磁场中做 运动时,导体中就会产生感应电流。
(4)如果将小量程电流表换成 ,可以探究磁场对通电导体的作用。
23、(2018?昆明)在探究“电动机为什么会转动”的实验中:
(1)我们首先想到的是磁体间发生相互作用是因为一个磁体放在了另一个磁体的磁场中,那么通电导体周围也存在 ,磁体会对通电导体产生力的作用吗?
(2)如图所示,将一根导体ab置于蹄形磁铁的两极之间,未闭合开关前,导体 ,闭合开关后,导体 ,说明磁场对 导体有力的作用。
(3)断开开关,将图中磁铁的N、S极对调,再闭合开关,会发现导体ab的运动方向与对调前的运动方向 ,说明通电导体在磁场中的受力方向与 有关。
(4)断开开关,将图中电源的正、负极对调,再闭合开关,会发现导体ab的运动方向与对调前的运动方向 ,说明通电导体在磁场中的受力方向与 有关。
(5)如果同时改变磁场方向和电流方向, 确定受力方向与磁场方向或电流方向是否有关(填“能”或“不能”)。
课堂达标检测参考答案:
1、B
2、B
3、C
4、C
5、C
6、B
7、C
8、D
9、A
10、C
11、A
12、A
13、S 右 变大
14、同 是
15、(1) 使用交流电,线圈不能静止下来 (2) 会造成电源短路
16、方向 磁体
17、磁场 N 电流方向
18、磁场 3×103 3.6×106 大于
19、略
20、略
21、(1)磁场对通电导体(2)改变 (3) 电 机械
22、(1) 电流表的指针是否偏转
(2) 有
(3)切割磁感线
(4)电源
23、(1) 磁场 (2) 静止不动 运动 通电 (3) 相反 磁场方向
(4) 相反 电流方向 (5) 不能