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第十七讲电与磁考点一磁现象磁场例1(2018·恩施州改编)下列关于磁场的描述，正确的是()A．磁感线是磁场中真实存在的曲线B．磁体间的吸引或排斥作用是通过磁场实现的C．磁体周围的磁感线从磁体S极出发，回到磁体N极D．地磁的N极在地理北极附近，地磁的S极在地理的南极附近【思路点拨】从磁场的物质性、磁感线的特点、地磁场的特点三个角度进行分析是解决问题的关键。【自主解答】B【解题技巧】考点二通电螺线管与电磁铁例2(2018·大庆)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。【思路点拨】【自主解答】N接通考点三磁场对通电导线的作用、电动机(重点)例3(2018·恩施州中考)如图，闭合开关，导体ab向左运动，若只改变电流方向，ab向(选填“左”或“右”)运动。此过程中能量的转化是。【思路点拨】通电导体在磁场中受到力的作用，受力方向与两个因素有关：一个是磁场方向，另一个是电流方向。如果只改变一个因素，则导体受力方向改变，如果同时改变两个因素，则导体受力方向不变。【自主解答】右电能转化为机械能1．(2018·株洲改编)如图为直流电动机的基本构造示意图。以下相关的分析中正确的是()A．电动机是利用电磁感应的原理工作的B．电动机工作过程中，消耗的电能全部转化为机械能C．使线圈连续不停地转动下去是靠电磁继电器来实现的D．仅改变磁感线的方向可以改变线圈转动的方向考点四感应电流产生的条件、发电机例4(2018·绵阳改编)如图所示，在“探究什么情况下磁可以生电”的实验中，保持磁体不动，下列现象描述正确的是()A．导线ab竖直向上运动时，电流表指针会偏转B．导线ab竖直向下运动时，电流表指针会偏转C．导线ab从图中所示位置斜向上运动时，电流表指针不会偏转D．导线ab分别水平向右和水平向左运动时，电流表指针偏转的方向相反【思路点拨】解答本题需要知道产生感应电流的条件。电磁感应现象原理告诉我们，闭合电路的一部分导体在做切割磁感线运动时，会产生感应电流，由此可知产生电流的条件之一是导体做切割磁感线运动，且所产生的感应电流的方向与磁场的方向和导体运动的方向有关。【自主解答】D考点五电磁现象的辨识(重点)例5(2018·威海改编)(多选)如图所示，利用了磁场对电流作用的设备是()【思路点拨】解答本题时，首先要清楚这四个图分别是什么构造示意图，然后根据它们各自的原理进行分析，从而作出选择。【自主解答】AC2．(2018·德州)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()实验一探究通电螺线管外部磁场的分布(6年1考)实验方法1．转换法的应用：①观察磁体周围的铁屑疏密或小磁针的排列判断磁场大小；②观察小磁针的指向判断磁场的方向。2．理想模型法的应用：磁感线是为了描述磁场而引入的假想曲线，不是真实存在的。实验操作3．在通电螺线管周围不同位置放置小磁针：便于观察磁场方向，小磁针静止时N极所指的方向就是该点磁场的方向。4．实验中轻敲玻璃板：减小铁屑与玻璃板间的摩擦，使铁屑受到磁场的作用而有规律地排列。5．在螺线管中插入一根铁棒：增强磁场强度。实验分析6．通电螺线管与小磁针之间是通过磁场发生力的作用。7．通电螺线管外部的磁场与条形磁铁的磁场相似。8．通电螺线管外部磁场方向的影响因素：与螺线管中的电流方向有关，电流方向改变，通电螺线管的极性也改变。9．不能用悬挂且可自由旋转的大头针代替小磁针的原因：大头针不能指示磁场方向。10．判断通电螺线管的极性：应用安培定则。例1小瑞学习了电磁知识后，对通电螺线管产生了强烈的兴趣，她想：小磁针放在通电直导线周围会发生偏转，那么放在通电螺线管周围呢？通电螺线管周围的磁场又是什么样呢？于是，在老师的指导下，她利用一些器材来进行探究。【设计实验与进行实验】(1)为了探究磁场，小瑞选用了小磁针来探究，如图甲所示，当小磁针静止时，由于地磁场的作用，小磁针A端大致指向北方，则A端为小磁针的____(选填“N”或“S”)极。N(2)小瑞将小磁针放到通电螺线管周围，情况如图乙所示，(假设小磁针黑色端代表N极)，通电螺线管周围磁场与_____(选填“条形”或“蹄形”)磁铁周围磁场相似，通电螺线管中上部A点磁场方向是_______(选填“向左”或“向右”)。条形向右【评估与交流】(1)小磁针由于体积的关系，不方便探究通电螺线管周围各点的磁场分布情况，试说出你的方法：_________________________________________________________________________________________________________________。在玻璃板上撒上碎铁屑后，把玻璃板放在通电螺线管上，轻敲玻璃板，根据碎铁屑的排布情况可以观察到各点的磁场分布情况(2)利用小磁针探究看不见、摸不着的磁场，这种方法在物理学中经常用到，下列事例中应用相同方法的是：____。A．小球具有的动能越大，它能将木块撞得越远B．用光线形象地描述光的传播路径与方向C．探究电流与电压关系时，保证电阻不变D．探究平面镜成像实验，用一样大小的蜡烛代替B【拓展】若将通电螺线管中电源换成灵敏电流计，如图丙所示，拨动周围的小磁针，发现灵敏电流计无明显偏转，若将一磁性较强的磁铁靠近或远离螺线管时，发现灵敏电流计均有明显偏转，这种现象称为电磁感应，利用此原理我们制成了_________(选填“发电机”或“电动机”)，同时还可知道感应电流的大小与周围磁场强弱_______(选填“有关”或“无关”)。发电机有关补充设问(1)大头针也能被悬挂起来且自由转动，那么能否用大头针代替小磁针进行实验，_______(选填“能”或“不能”)，理由是_________________。(2)本实验经过改进，还可以探究通电螺线管外部磁场的强弱与电流大小的关系。请说出一种你的改进方法：______________________________________。不能不能显示磁场方向改变电源电压(或串联一个滑动变阻器等)(3)在实验中，可以在螺线管中间插入一根铁棒，这样做的目的是_____________________________。增强通电螺线管周围的磁场强度实验二探究影响电磁铁磁性强弱的因素(近6年未考)重点实验器材及作用1．滑动变阻器的连接：“一上一下”接入电路；滑动变阻器的作用：改变电路中电流的大小。实验方法2．转换法的应用：通过比较通电螺线管吸引大头针数目的多少来反映磁性的强弱。3．控制变量法的应用①探究磁性强弱与线圈匝数的关系：控制电流不变，改变螺线管的线圈匝数，观察螺线管吸引的大头针的数量。②探究磁性强弱与电流大小的关系：控制螺线管的线圈匝数不变，移动滑动变阻器滑片，改变电路中电流大小，观察螺线管吸引大头针的数量。③探究磁性强弱与有无铁芯的关系：控制螺线管的线圈匝数和电路中的电流不变，插入铁芯，观察螺线管吸引大头针的数量。实验分析4．螺线管通电后具有磁性的原理：电流的磁效应。5．将铁芯换为钢棒，开关断开后的现象：电磁铁吸引的大头针不会掉下来，因为钢棒是永磁体，断电后仍具有磁性。6．电磁铁吸引的大头针下端分散的原因：同名磁极相互排斥。7．通电螺线管的N、S极判断：安培定则和磁极间的相互作用。8．电磁铁在生活中的应用。9．根据实验结论选择实验装置。实验结论铁芯的有无、电流的大小、线圈的匝数都会影响通电螺线管的磁性强弱：电流越大，匝数越多，插入铁芯，通电螺线管的磁性越强；电流越小，匝数越少，抽去铁芯，通电螺线管的磁性越弱。例2为探究电磁铁的磁性强弱跟哪些因素有关，某同学作出以下猜想：猜想A：通过电磁铁的电流越大，它的磁性越强；猜想B：外形相同的螺线管，线圈的匝数越多，它的磁性越强。【制定计划与设计实验】为了检验上述猜想是否正确，小强所在的实验小组通过交流与合作设计了以下实验方案：用漆包线(表面涂有绝缘漆的导线)在大铁钉上绕制若干圈，制成简单的电磁铁，如图所示是实验中观察到的四种情况。根据小强的猜想和实验，完成下面填空：【评估与交流】(1)电磁铁磁性的强弱是通过观察________________________来确定的。(2)闭合开关，滑动变阻器滑片向_____(选填“左”或“右”)端移动时，电磁铁磁性增强。(3)在图丙中，电磁铁的下端是____(选填“N”或“S”)极。吸引小铁钉的数目的多少左S(4)通过比较图_______两种情况，可以验证猜想A是正确的。(5)通过比较图丁中两电磁铁，发现猜想B不全面，应补充___________的条件。乙、丙电流一定时补充设问(1)如图所示是小明研究“影响电磁铁磁性强弱因素”的装置图，它是由电源、滑动变阻器、开关、带铁芯的螺线管和自制的针式刻度板组成。通过观察指针B偏转角度的大小来判断_________________。在指针下方固定一物体A，当用导线a与接线柱2相连，闭合开关后，指针B发生偏转。电磁铁磁性的强弱(2)指针下方的物体A应由____材料制成。A．铜B．铁C．铝D．塑料(3)实验发现：当滑动变阻器的滑片P向右滑动时，指针B偏转的角度将会_____。保持滑片P位置不变，当导线a由接线柱2改为与接线柱1相连，闭合开关后，可发现指针B偏转的角度将会_____。(均选填“变大”或“变小”)B变小变大实验三探究什么情况下磁可以生电(6年1考)实验装置图实验方法1．转换法的应用：通过观察灵敏电流计指针是否偏转来判断是否产生感应电流。2．控制变量法的应用①探究电流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，观察灵敏电流计的偏转方向。②探究电流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，观察灵敏电流计的偏转方向。③探究感应电流大小与磁场强弱的关系：控制导体切割磁感线运动的速度不变，改变磁场强弱，观察灵敏电流计的偏转角度。④探究感应电流大小与导体切割磁感线运动快慢的关系：控制磁场强弱不变，改变导体切割磁感线运动的速度大小，观察灵敏电流计的偏转角度。实验分析3．产生感应电流的条件①电路必须是闭合回路；②导体在磁场中做切割磁感线运动。4．感应电流产生过程中的能量转化：机械能转化为电能。5．导体在磁场中运动时，电流计指针不偏转的原因：①没有感应电流产生(导体没做切割磁感线运动或电路没有闭合)；②产生的感应电流很小。6．要使电流计偏转明显可采取的措施：①换灵敏度高的电流计；②用多匝数线圈(或多根导线)替代单根导线；③加快导体切割磁感线的速度；④增加磁场强度。7．根据实验现象总结实验结论。8．电磁感应现象在生活中的应用：发电机、动圈式话筒。实验结论闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中就会产生电流；产生感应电流的大小与磁场的强弱和导体切割磁感线运动的快慢有关，磁场强度越强，导体切割磁感线的速度越快，产生感应电流越大；感应电流的方向与磁场方向和导体运动方向有关，其中一个因素改变，感应电流的方向改变。例3如图所示是探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件的实验装置，实验时，控制磁场方向相同，改变导体ab的运动方向。步骤一：导体水平左右运动，如图甲所示，电流计指针_____________，这是因为_________。步骤二：导体竖直上下运动，如图乙所示，电流计指针_____________，这是因为_________________________。步骤三：导体水平左右运动，如图丙所示，电流计指针偏转，电路中有电流产生。不发生偏转电路断开不发生偏转导体没有做切割磁感线运动综合上面实验现象，可以得出产生感应电流的条件是______________________________________________。闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动补充设问(1)实验中是通过_______________________来判断电路中有没有感应电流产生。(2)保持金属棒ab不动，闭合开关，