第二十章：电与磁

第二十章电与磁知识点1磁现象和磁场课标要求通过实验认识磁场,知道地磁场1.磁现象：(1)磁体：磁体能够吸引___________等物质。(2)磁极：磁体上吸引能力_____的两个部位,分___极(S)和___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。铁、钴、镍最强北排斥吸引磁性南2.磁场：(1)存在：_____周围存在着磁场。(2)特性：对放入其中的磁体产生___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_______的曲线。在磁体外部,磁体周围的磁感线从____出发,回到____。磁体力北极带箭头N极S极4.地磁场：(1)存在：_____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。但地理的两极和地磁场的两极_________,这一现象最早是由我国宋代学者_____记述的。地球北极南极并不重合沈括知识点2电生磁课标要求通过实验,了解电流周围存在磁场探究并了解通电螺线管外部磁场的方向1.电流磁效应：(1)发现：丹麦物理学家_______在世界上第一个通过实验证实_____的周围存在着磁场。(2)现象：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_____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_____的方向有关。奥斯特电流条形电流电流(3)极性判断——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。如图所示,当开关闭合后,通电螺线管的右端是__(选填“S”或“N”)极。右手电流NS3.电磁铁：(1)特点：有_____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：___________、电铃、电磁继电器等。电流越大越多电磁起重机4.电磁继电器：(1)工作原理：利用_______________电路的通断间接地控制_______________电路。(2)实质：利用_______来控制工作电路的一种开关。低电压、弱电流高电压、强电流电磁铁知识点3电动机课标要求通过实验、了解通电导线在磁场中会受到力的作用。知道力的方向与哪些因素有关1.磁场对通电导线的作用(如图所示)：(1)性质：通电导线在磁场中受到___的作用。如图当开关闭合后,导线ab_____运动。(2)影响因素：力的方向与电流方向、磁感线的方向有关。当电流的方向或磁感线的方向改变时,受力的方向_____。若两者方向同时改变,受力的方向_____。力受力改变不变2.电动机：(1)原理：根据_________________________的原理制成。(2)构造：由_____和_____两部分组成。(3)换向器：①构造：由两个彼此绝缘的金属_______组成。②作用：每当线圈刚转过_________时,自动改变线圈中的电流方向,使线圈持续转动下去。(4)能量转化：___能转化为_____能。通电导体在磁场中受力运动定子转子半圆环平衡位置电机械（孟紫轩）知识点4磁生电课标要求通过实验,探究并了解导体在磁场中运动时产生感应电流的条件;了解电磁感应在生产、生活中的应用1.电磁感应现象：由于导体在_____中运动而产生电流的现象。2.产生感应电流的条件：(1)导体必须是_________的一部分。(2)导体必须做___________运动。3.感应电流的方向：与导体___________的方向和_____的方向有关,若其中一个方向改变,则感应电流的方向_____;若二者同时改变方向,则感应电流的方向_____。磁场闭合电路切割磁感线切割磁感线磁场改变不变4.发电机：(1)原理：_________。(2)结构：由_____和_____两部分组成。(3)能量转化：_____能转化为___能。5.交流电：(1)特点：电流的方向和大小_______变化。(2)频率：电流在_____内周期性变化的次数。我国电网以交流供电,频率是___Hz。电磁感应定子转子机械周期性每秒50电(1)当对着话筒说话时,膜片振动带动线圈在磁场中运动,线圈中产生了随振动而变化的电流。与动圈式话筒原理相同的是(选填“电动机”或“发电机”)。(2)当扬声器中的线圈通过的电流方向如图所示时,线圈的左端是极;线圈向运动;通电线圈和永久磁体是通过发生作用的。(3)当电流方向改变时,线圈将向运动;如此反复,线圈带动纸盆而发声。(4)与扬声器原理相同的是(选填“电动机”或“发电机”)。参考答案：(1)交变发电机(2)N右磁场(3)左振动(4)电动机高频考点1磁场、磁感线、通电螺线管的磁场中考题眼①磁场的方向及其表示②磁感线的画法③安培定则的应用④磁极判断1.磁场：磁场是一种客观存在的物质,磁场充满磁体周围整个空间,并不只在一个平面上。对放入其中的磁体产生力的作用。2.磁感线：(1)人们为了研究方便而假想出来的物理模型,不是真实存在的。(2)在磁体周围,磁感线都是从磁体的N极出来,回到S极。(3)磁感线越密集的地方磁场越强。3.磁场、磁感线、通电螺线管磁场和磁极之间的关系：磁场方向、小磁针N极指向、磁感线的方向以及小磁针N极受力方向都是一致的。【方法技巧】对磁体作图要抓住“两向一致,线从南入”,即磁感线方向和小磁针静止时N极所指方向一致,只要已知其中一个方向就知道了另一个方向,并且磁感线从S极进入磁体。【拓展延伸】对磁场的进一步认识(1)磁场是客观存在的,而磁感线是为了方便、形象地描述磁场而假想的,属于辅助线条;细铁屑撒在磁体周围,模拟的是磁感线的形状,并不是得到了真实的磁感线。(2)小磁针在磁场中的受力方向、静止时N极的指向、所在点处的磁场方向及磁感线上该点的切线方向,“四向”一致。(3)磁感线表示磁场有以下特征：①磁感线是一些闭合的曲线,即磁体周围的磁感线都是从磁体的N极出发,回到S极,而在磁体的内部,都是从磁体的S极指向N极。②磁体周围的磁感线的分布是立体的,而不是平面的。③磁感线分布的疏密可以表示磁场的强弱：磁体两极处磁感线最密,表示两极处磁场最强。④磁感线不相交。如图,假设两条磁感线a、b在空间某处相交于A点,那么在A点放一个小磁针,由a线可得它的N极应该指向P1方向,由b线可得N极应指向P2方向,而磁场中的一点只能有一个方向,故磁感线不能相交。【典例1】(2013·聊城中考)如图所示为永磁体A和电磁铁B之间的磁场分布。请根据图中磁感线的方向标出永磁体A右端的磁极和电磁铁B中电源的“+”“-”极。【思路导引】解答本题抓住题图中的信息是解答此题的关键,应按以下思路分析：【精讲精析】本题考查磁极的判断及安培定则的应用。在磁体周围磁感线都是从磁体的N极出发,回到S极,所以据此可以判断出永磁体A的右端是S极,电磁铁B的左端是N极。再根据安培定则可以判断出电磁铁B中的电流流向,则电源的右端是“+”极,左端是“-”极。答案：如图所示【失误档案】(1)每个磁体都有两个磁极,磁极附近的磁场最强。(2)磁体间的相互作用都是通过磁场发生的。(3)磁场中某点只有唯一确定的方向,所以任意两条磁感线都不能相交。(4)利用安培定则时,使用的是右手而不是左手。【变式训练】(2012·烟台中考)请在图中画出两磁极间磁感线的分布并标明方向。【解析】本题主要考查了磁感线的画法。磁体周围的磁感线都是从磁体的N极出发,回到S极。图中两磁极是同名磁极,磁感线相互推开且不相交,对称分布,且方向指向S极。答案：如图所示高频考点2电磁铁和电磁继电器中考题眼①电磁铁磁性强弱的决定因素及其实验探究②电磁继电器的工作过程1.电磁铁：(1)实验方法：控制变量法。(2)磁性强弱的比较：通过它吸引铁块、铁钉或曲别针等的多少来判断,吸引数量越多,磁性越强。(3)影响因素：电磁铁匝数越多,通过的电流越大,电磁铁磁性越强。2.电磁铁的应用——电磁继电器：(1)种类：①一种有两个触点——静触点和动触点各一个,如图甲,多用于简单的控制电路中,是一个控制电路通断的开关。②另一种有三个触点——两个静触点,一个动触点,如图乙,多用于复杂的自动控制电路中,它的动、静触点相当于一个单刀双掷开关,能实现的是电路的切换：当电磁铁有磁性时,电磁铁吸引衔铁,接通一个电路;当电磁铁无磁性时,弹簧拉起衔铁,断开一个电路同时接通另一个电路。(2)相关电路设计。①控制电路：电磁铁通过开关与电源相连。②工作电路：根据题意,确定各元件的连接方式,将继电器的每对动、静触点看成一个开关,有时看成一个单刀双掷开关。【典例2】(2013·山西中考)如图所示是汽车启动装置电路简图,当钥匙插入钥匙孔并转动时,电磁铁得到磁性,此时电磁铁上端为极,触点B与C(选填“接通”或“断开”),汽车启动。【思路导引】解答本题按以下流程：【精讲精析】本题考查电磁继电器的使用和判断通电螺线管磁性的相关知识。(1)通电螺线管磁极的判断方法：首先标出通电螺线管中电流的方向,然后根据安培定则判断螺线管两极的磁性;(2)当钥匙插入钥匙孔并转动时,控制电路接通,电磁铁具有磁性,吸引衔铁A,转轴转动,触点B、C接通,电动机转动,汽车启动。答案：N接通高频考点3电磁三现象及其应用中考题眼①电生磁及其应用②磁场对电流的作用及应用③电磁感应现象及应用④电动机与发电机的区别⑤从图形或能量转化角度区分电磁三现象1.电与磁的关系：核心(1)电生磁：电磁铁、电磁继电器(2)磁生电——电磁感应,如发电机(3)磁对电的作用——磁场对通电导体有力的作用,如电动机⇒2.电磁三现象的辨析：现象比较内容电生磁磁场对电流的作用磁生电发现者奥斯特安培法拉第实物图现象比较内容电生磁磁场对电流的作用磁生电现象分析原因螺线管(导体)中有电流通过通电导体(线圈)在磁场中,且电流方向与磁感线方向不平行①闭合电路。②一部分导体。③在磁场中做切割磁感线运动结果电流周围产生磁场受到力的作用产生感应电流能的转化电能→磁场能电能→机械能机械能→电能现象比较内容电生磁磁场对电流的作用磁生电相关因素磁场的方向与电流方向有关导体受力运动的方向与电流方向和磁场方向有关感应电流的方向与磁场方向和导体运动方向有关实际应用电磁铁电动机发电机导体中电流由电源提供由电源提供因感应而生【拓展延伸】电与磁相关作用的两个定则（牟星华）(1)右手定则：判断导体做切割磁感线运动时产生的感应电流的方向。磁感线穿过手心,四指指向导体运动的方向,大拇指所指的方向即为感应电流的方向(大拇指与四指所指方向垂直)。(2)左手定则：判断通电导体在磁场中受力的方向。磁感线穿过手心,四指指向电流方向,大拇指所指的方向即为导体受力的方向(大拇指与四指所指方向垂直)。【典例3】(2012·荆州中考)探究电磁感应现象应该选用如图(选填“甲”或“乙”)中所示的装置进行实验,根据另一个图中装置进行实验得到的现象和结论,人类制造出了(选填“电动机”或“发电机”)。【思路导引】解答本题应抓住两点：(1)电动机是外部电源供电,原理是磁场对通电导线的作用。(2)发电机是自身产生电,外部无电源。原理是电磁感应。【精讲精析】本题考查电动机和发电机原理的辨析。根据实物电路图判断探究电磁感应现象的时候,可以观察实物电路图中是否有电源,若无电源,此实验是探究电磁感应现象的,所以图乙是探究电磁感应现象的。图甲有电源,所以图甲是探究通电导体在磁场中受力运动的,根据这种现象人类制造出了电动机。答案：乙电动机【方法归纳】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。【变式训练】(2012·铜仁中考)如图所示甲、乙两图是电磁学部分的两个重要实验。甲图闭合开关后,会发现直导线在