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第20课时电与磁考点梳理夯实基础考向探究逐个击破考点一磁的基本性质磁性物体能够吸引铁、钴、镍等物质的性质磁体具有磁性的物体磁极磁体磁性最强的两个部位,指北的一端叫北(或N)极,指南的一端叫南(或S)极磁化原来没有磁性的物体在磁体或电流的作用下获得磁性的过程作用同名磁极,异名磁极磁场磁体周围存在的一种物质,能使磁针偏转,它看不见、摸不着却真实存在。磁场的基本性质是对放入其中的磁体有力的作用。物理学中把小磁针静止时极所指的方向规定为该点磁场的方向相互排斥相互吸引N(续表)考点梳理夯实基础考向探究逐个击破磁感线描述磁场分布的假想的曲线(理想模型法)。它的疏密可以表示磁场的强弱,其密集处磁场强,其稀疏处磁场弱。磁体外部的磁感线从极到极,内部则相反,是从极到极。磁感线是封闭的曲线,且永不交叉。磁感线上任意一点的切线方向与该点的磁场方向一致。下面是几种常见磁感线分布NSSN考点梳理夯实基础考向探究逐个击破地磁场地球周围存在磁场,地磁的北极在地理极附近,地磁南极在地理极附近,且不完全重合,地磁场南北方向与地理南北方向的偏离角度叫磁偏角,这一现象最早是由我国宋代学者发现的(续表)沈括南北考点梳理夯实基础考向探究逐个击破考点二四种电磁实验实验奥斯特实验电磁感应实验(法拉第发现)磁场对电流的作用实验电磁铁装置图考点梳理夯实基础考向探究逐个击破工作原理电磁感应通电导体在磁场中受到力的作用能量转化能→能能→能(续表)电流的磁效应电流的磁效应机械电电机械考点梳理夯实基础考向探究逐个击破影响因素电流方向(磁场方向)感应电流方向与磁场的方向和导体运动的方向都有关;感应电流大小与磁场强弱、导体运动速度有关导体受力方向与磁场的方向和电流方向都有关;导体受力大小与磁场强弱、电流大小有关电磁铁磁性强弱与电流大小、线圈匝数、有无铁芯有关(电流越大,线圈匝数越多,有铁芯,电磁铁磁性就越强)判断依据电路中无电源电路中有电源应用电磁铁、电磁继电器发电机、动圈式话筒电动机、扬声器电磁继电器、电磁起重机(续表)考点梳理夯实基础考向探究逐个击破[点拨]感应电流的产生条件:①闭合电路;②导体在磁场中做切割磁感线运动。考点梳理夯实基础考向探究逐个击破考点三通电螺线管的磁场安培定则通电螺线管的磁场通电螺线管周围的磁场与的磁场相似条形磁铁考点梳理夯实基础考向探究逐个击破安培定则安培定则:用手握住螺线管,让四指弯曲且跟螺线管中的方向一致,大拇指的指向就是螺线管的极(续表)N右电流考向探究逐个击破考点梳理夯实基础探究一磁的基本性质1.下列说法中不正确的是()A.磁感线是用来形象描述磁场的,并不真实存在B.小磁针的N极在某点所受磁场力的方向,跟该点磁感线的方向相同C.地球是一个巨大的磁体,地磁的南北极跟地理的南北极并不完全重合D.悬吊着的小磁针静止时N极指向地理南极附近D考向探究逐个击破考点梳理夯实基础图20-42.小明在一块有机玻璃板上安装了一个用导线绕成的螺线管,在板面上均匀撒满铁屑,通电后轻敲玻璃板,铁屑的排列如图20-4甲所示,螺线管的示意图如图乙所示,下列说法错误的是()A.图甲中Q点处的磁场比P点处的磁场强B.利用撒在磁体周围的铁屑可以判断该磁体周围各点的磁场方向C.螺线管周围存在磁场,不存在磁感线D.图乙A点处的小磁针静止时右端为S极B探究二电生磁考向探究逐个击破考点梳理夯实基础3.法国科学家阿尔贝和德国科学家彼得由于发现了巨磁电阻(GMR)效应,荣获诺贝尔物理学奖。图20-5是研究巨磁电阻特性的原理示意图。实验发现,当闭合开关S1、S2后,使滑片P向右滑动过程中,指示灯明显变暗。下列判断正确的是()A.电磁铁右端为N极B.通过指示灯的电流增大C.滑动变阻器连入电路的阻值减小D.巨磁电阻的阻值随磁场的减弱而明显增大图20-5D考向探究逐个击破考点梳理夯实基础4.小虎模拟电梯超载自动报警系统,设计了如下探究实验(如图20-6甲所示):电源电压恒定不变,R0为定值电阻,用杯中水量调节压敏电阻受到压力的大小,通过压敏电阻的电流与其受到压力大小的关系如图乙所示。闭合开关,杯中水量增多时,电磁铁磁性会(选填“增强”或“减弱”);压敏电阻Rx受到的压力增大到一定程度时,衔铁K与(选填“A”或“B”)接触,实现自动报警。图20-6B增强探究三电动机和发电机5.[2019·连云港]如图20-7所示,闭合开关,导体ab就会运动起来,下列说法正确的是()A.发电机是利用这一原理工作的B.在此过程中,机械能转化为电能C.此实验说明磁场对通电导体有力的作用D.同时改变电流方向和磁场方向,可以改变导体ab的运动方向考向探究逐个击破考点梳理夯实基础图20-7考向探究逐个击破考点梳理夯实基础[答案]C[解析]该装置说明通电导体在磁场中会受到力的作用,是电动机的原理图,故A错误;该过程将电能转化为机械能,故B错误;闭合开关,导体就会运动起来,说明通电导体在磁场中受力而运动,故C正确;通电导体在磁场中受力运动方向跟电流方向和磁场方向有关,同时改变电流方向和磁场方向,导体运动方向不变,故D错误。考向探究逐个击破考点梳理夯实基础图20-86.[2019·昆明]如图20-8所示是探究产生感应电流的实验,下列说法正确的是()A.只要导体AB在磁场中运动,灵敏电流计的指针就会发生偏转B.对调两个磁极方向,灵敏电流计的指针偏转方向发生改变C.改变导体AB切割磁感线的方向,灵敏电流计的指针偏转方向不发生改变D.电磁感应是把电能转化为机械能B实验突破素养提升达标检测巩固提升突破一探究通电螺线管外部的磁场分布【实验原理】依据磁场的方向规定:放在磁场中的小磁针静止时,N极的指向就是该点的磁场方向。【设计和进行实验】1.转换法:把看不见的磁场转换为看得见的小磁针的指向,通过铁屑的密集程度判断磁场的强弱。2.实验中轻敲玻璃板的目的:减小铁屑与玻璃板间的摩擦,使铁屑在磁场力的作用下有规律地排列。实验突破素养提升达标检测巩固提升3.通电螺线管的极性与环绕螺线管的电流方向有关,电流方向改变,通电螺线管的极性随之改变。【实验结论】4.通电螺线管外部的磁场分布与条形磁体相似。可以根据小磁针指向判断通电螺线管极性及电源的正负极(安培定则)。实验突破素养提升达标检测巩固提升例1在探究“通电螺线管的外部磁场”的实验中,小明在螺线管周围摆放了一些小磁针。(1)为了使通电螺线管的磁场,可以在螺线管中插入一根铁棒。(2)通电后小磁针(颜色较深一端为N极)静止时的分布如图20-9甲所示,可知通电螺线管外部的磁场与的磁场相似,此时螺线管右端为极。图20-9增强条形磁体N实验突破素养提升达标检测巩固提升(3)小明改变通电螺线管中的电流方向,发现小磁针指向转动180°,南北极发生了对调,由此可知:通电螺线管外部的磁场方向与螺线管中方向有关。(4)小明继续实验探究,并按图乙连接电路,他先将开关S接a,观察电流表的示数及吸引大头针的数目;再将开关S从a换到b,调节滑动变阻器的滑片P,再次观察电流表的示数及吸引大头针的数目,此时调节滑动变阻器是为了,探究的是的关系。通电螺线管磁场强弱与线圈匝数电流控制两次实验的电流大小不变实验突破素养提升达标检测巩固提升突破二探究电磁铁磁性的强弱与什么因素有关【设计和进行实验】1.电磁铁的工作原理:电流的磁效应。2.滑动变阻器的作用:改变通过线圈电流的大小。3.电磁铁磁性强弱的判断:通过比较电磁铁吸引大头针的多少来反映,这应用了转换法。4.控制变量法:探究电磁铁磁性强弱与线圈匝数的关系,控制电流相同;探究电磁铁磁性强弱与电流大小的关系时,通过选择同一电磁铁来控制匝数相同。5.利用安培定则判断电磁铁的N、S极。实验突破素养提升达标检测巩固提升6.电磁铁吸引的大头针下端分散的原因:大头针被磁化,同名磁极相互排斥。【实验结论】7.电磁铁的磁性强弱与电流的大小和线圈的匝数有关,电流越大、线圈匝数越多,电磁铁的磁性越强。实验突破素养提升达标检测巩固提升图20-10例2在“探究影响电磁铁磁性强弱的因素”实验中,小明制成简易电磁铁甲、乙,并设计了如图20-10所示的电路。(1)把两个电磁铁串联,目的是。当滑动变阻器滑片向左移动时,电磁铁甲、乙吸引大头针的个数(选填“增加”或“减少”),说明电流越,电磁铁磁性越强。(2)根据图示的情境可知,(选填“甲”或“乙”)的磁性强,说明电流一定时,,电磁铁磁性越强。使通过它们的电流相同增加大线圈匝数越多甲实验突破素养提升达标检测巩固提升(3)根据右手螺旋定则,可判断出乙铁钉的上端是电磁铁的极。(4)电磁铁吸引的大头针下端分散的原因是。(5)将导线绕在铁钉上制成简易电磁铁,并巧妙地通过吸引大头针的数量来显示电磁铁磁性的强弱。下面的实验也用到这种方法的是。A.认识电压时,我们可以用水压来类比B.用光线来描述光通过的路径C.把敲响的音叉接触水面,通过观察是否溅起水花来判断音叉是否振动D.用斜面、小车探究阻力对物体运动的影响N大头针被磁化,同名磁极相互排斥C实验突破素养提升达标检测巩固提升(6)废铁场里用电磁铁搬运废铁的优点很多:它的磁性有无可以由来控制;电磁铁的磁性强弱可以由来控制;电磁铁的南北极可以由来控制,使用起来很方便。电流方向电流的通断电流的大小实验突破素养提升达标检测巩固提升突破三探究什么情况下磁可以生电【设计和进行实验】1.转换法:通过灵敏电流计指针的偏转情况判断感应电流的有无和方向。2.控制变量法:①探究感应电流的方向与导体运动方向的关系(控制磁场方向不变,改变导体运动方向);②探究感应电流的方向与磁场方向的关系(控制导体运动方向不变,改变磁场方向)。3.灵敏电流计指针不偏转的原因:①不是闭合回路;②导体没做切割磁感线运动;③产生的感应电流太小。4.改变感应电流大小的措施:换用磁性强的磁体、切割磁感线时保持垂直且尽量快速、改用导线制成的多匝矩形线圈代替单根导线。实验突破素养提升达标检测巩固提升【实验结论】5.闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,导体中有感应电流产生,感应电流的方向与磁场的方向和导体运动的方向有关。【交流与反思】6.能量转换:机械能转化为电能。7.电磁感应现象的实际应用:发电机、动圈式话筒。实验突破素养提升达标检测巩固提升例3如图20-11所示是“探究产生感应电流的条件”的实验装置,导体ab、开关、灵敏电流计用导线连接,组成电路。(1)实验中,我们通过观察。来判断电路中是否有感应电流;通过指针偏转的方向判断。图20-11灵敏电流计指针是否偏转电流的方向实验突破素养提升达标检测巩固提升(2)闭合开关,让导体ab在蹄形磁铁的磁场中上下运动,发现灵敏电流计的指针;让导体ab静止,磁体水平向右运动,则灵敏电流计的指针,这说明闭合电路的部分导体在磁场中做运动时,导体中会产生感应电流。从能量的角度来分析,感应电流的产生过程是将能转化为电能。(前两空均选填“偏转”或“不偏转”)机械不偏转偏转切割磁感线实验突破素养提升达标检测巩固提升(3)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导体运动速度是否有关,则应闭合开关,保持其他条件不变,只改变,观察得出结论。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。。导体运动的速度灵敏电流计指针偏转的幅度控制导体运动速度不变,换用磁场强弱不同的磁体,观察灵敏电流计指针偏转幅度的大小实验突破素养提升达标检测巩固提升(4)要使灵敏电流计的指针偏转方向发生改变,可以采取两种方法:方法一:;方法二:。(5)下列电器中,应用电磁感应原理制成的是。(填字母序号)A.电铃B.电风扇C.动圈式话筒D.动圈式扬声器(6)如果把装置中的灵敏电流计换成,则可探究磁场对通电导体的作用。调换蹄形磁体N、S极的位置改变导体的运动方向C电源