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文档介绍
广东省2020年中考物理二轮复习第5部分电磁学第4讲电与磁课件
第五部分 电磁学 基 础 篇 第 4 讲 电与磁 中 考 导 航 自 主 梳 理 命 题 揭 秘 体 验 中 考 节 节 高 升 3 中考导航 课标 要求 1 .通电螺线管外部磁场的方向 ( 探究 ) 2 .通电导线在磁场中会受到力的作用,力的方向与电流及磁场方向的关系 ( 认识 ) 3 .导体在磁场中运动时产生感应电流的条件 ( 探究 ) 广东中考情况分析 年份 高频考查 题型 分值 2019 电动机 填空题 3 分 2018 安培定则 填空题 3 分 2017 电生磁、电磁感应、安培定则 填空题、实验题 7 分 2016 电磁铁、安培定则 选择题、填空题 3 分 命题趋势 2020 年命题预测:磁场;安培定则;电磁铁;电动机;电磁感应;电磁波;分值大约 5 分 4 一、磁场 1 . 磁现象 (1) 磁体:物体具有吸引 ______________ 等物体的性质叫磁性;具有磁性的物体叫做磁体. (2) 磁极:磁体两端磁性 ________ 的部分. 小磁针悬挂静止时,指向南方的一端叫南极 (S 极 ) ,指向北方的一端叫北极 (N 极 ) . 自主梳理 铁、钴、镍 最强 5 (3) 磁极间的相互作用 同名磁极互相 ________ ,异名磁极互相 ________. (4) 磁化:一些物体在磁场或电流的作用下获得磁性的现象. 永磁体:磁化后磁性能长期保存的物体 ( 如钢 ) . 软磁体:磁化后磁性短期会消失的物体 ( 如软铁 ) . 2 . 磁场 (1) 定义:磁体周围存在的 ________________ 的一种物质. (2) 基本性质:磁场对放入其中的磁体会 ____________ 的作用. (3) 方向:把小磁针放在磁体的周围,小磁针静止时 ________ 的指向就是该点的磁场方向. 排斥 吸引 能使磁针偏转 产生磁力 北极 6 3 . 磁感线 (1) 定义:为了形象描述磁场而人为 ________ 的有箭头的曲线. (2) 方向:总是从磁体的北 (N) 极出来,回到南 (S) 极. 4 . 地磁场 (1) 磁场分布:地磁场的形状跟 ____________ 相似. (2) 地磁南极在 ____________ 附近,地磁北极在 ____________ 附近. (3) 地磁南极与地理北极、地磁北极与地理南极并不完全重合,中间有一个夹角,叫 __________ ,是由我国宋代学者 ________ 首先发现. 假想 条形磁体 地理北极 地理南极 磁偏角 沈括 7 二、电生磁 1 . 奥斯特实验 (1) 揭示的规律: ________________________ ;磁场方向跟 ______________ 有关,即电流的 __________. (2) 电流磁效应的应用: __________. 2 . 通电螺线管的磁场 (1) 磁场分布:螺线管通电会产生磁场,其磁场与 ____________ 的磁场相似. (2) 磁极的极性跟螺线管中的 ____________ 有关. 3 . 安培定则 ( 右手螺旋定则 ) 用右手握螺线管,让四指指向管中的电流方向,则大拇指所指的方向就是该通电螺线管磁场的北 (N) 极. 通电导体周围存在磁场 电流的方向 磁效应 电磁铁 条形磁铁 电流方向 8 4 . 电磁铁 (1) 定义:插有 ________ 的通电螺线管. (2) 影响电磁铁磁性强弱的因素: ____________ 、 ____________. (3) 电磁铁的优点 ① 磁性的有无可由 ______________ 来控制. ② 磁性的强弱可由 ______________ 来控制. ③ 磁极的极性可由 ______________ 来控制. ④ 应用:电磁继电器、扬声器、电磁起重机等. 铁芯 电流强弱 线圈匝数 电流的有无 电流的大小 电流的方向 9 5 . 电磁继电器 (1) 电磁继电器 ① 实质:利用电磁铁来控制工作电路的一种 ________. ② 电路:由 ________________ 和 ________________ 两部分组成. (2) 扬声器 ① 原理: ________________________________. ② 作用:将 __________ 转化为 __________. 开关 低压控制电路 高压工作电路 通电线圈在磁场中受到力的作用 电信号 声信号 10 三、电动机 1 . 磁场对通电导线的作用 (1) 通电导线在磁场中要受到 ______ 的作用; (2) 受力的方向跟 ______________ 、 ________________ 有关; (3) 受力的大小跟 ______________ 、 ______________ 有关. 2 . 电动机 (1) 组成:磁体、线圈、换向器和电刷. (2) 原理: ____________________________________. (3) 能量转化:电能转化为 __________. (4) 换向器:每当线圈刚转过 ____________ 时,自动改变线圈中的电流方向,使线圈继续转动下去. 力 电流的方向 磁感线的方向 电流的大小 磁场的强弱 磁场对通电导体 ( 或线圈 ) 有力作用 机械能 平衡位置 11 四、磁生电 1 . 磁生电: 1831 年英国物理学家 __________ 首先发现了利用磁场产生电流的条件和规律. 2 . 电磁感应现象: 当闭合电路的一部分导体在磁场中做 ______________ 运动时,电路中就会产生电流. (1) 产生感应电流的条件: 有 ________ ; ____________ ;一部分导体 ______________. (2) 感应电流的方向与 ________________________ 、 ____________ 有关. 法拉第 切割磁感线 磁场 闭合电路 切割磁感线 导体切割磁感线的方向 磁场方向 12 3 . 发电机 (1) 组成:磁体、线圈、铜环和电刷. (2) 原理: ____________. (3) 能量转化: __________ 转化为 ________. 4 . 交流电: 没有使用 __________ 的发电机,产生的电流方向和大小会 ______________. (1) 每秒钟电流方向改变的次数叫 ________ ,单位为 Hz ,公式: _________. (2) 我国交流电频率是 __________ ,周期为 ________s ,即每秒钟电流方向改变 _______ 次. 电磁感应 机械能 电能 换向器 周期性变化 频率 50 Hz 0.02 100 13 1 . (2019 年聊城卷 ) 关于磁场和磁感线,以下说法错误的是 ( ) A .磁体周围存在着磁感线 B .磁体之间的相互作用是通过磁场产生的 C .磁体外部的磁感线都是从磁体的 N 极出发,回到 S 极的 D .磁场中,小磁针静止时北极所指的方向为该点磁场的方向 A 14 2 . (2019 年昆明卷 ) 如图所示,用漆包线 ( 导线表面涂有绝缘漆 ) 绕在纸筒上做成了一个螺线管,用来研究螺线管磁性强弱与哪些因素有关.闭合开关后,发现螺线管能够吸引一些铁钉,要使它能吸引更多铁钉的办法是 ( ) A .在纸筒中插入一根铁芯 B .减少线圈匝数 C .使滑动触头 P 向右滑动 D .将电源正负极互换 A 15 3 . (2019 年贵港卷 ) 如图所示,下列说法正确的是 ( ) A .图甲实验现象表明通电导体周围存在着磁场 B .图乙中,闭合开关,当导体在磁场中沿竖直方向上下运动时,电流表指针会偏转 C .图丙中,是发电机的工作原理图 D .图丁中,动圈式扬声器 ( 喇叭 ) 的工作原理和乙图的实验原理相同 A 16 4 . (2019 年黄冈卷 ) 如图所示是某车间自动除尘装置的简化电路图.空气中尘埃量较少时,光源发出来的光被挡板挡住了.当空气中尘埃量达到一定值时,由于尘埃的反射,部分光越过挡板射到光敏电阻上,光敏电阻的阻值 ________ ,电路中的电流增大,电磁铁的磁性 ________ ,在衔铁的作用下,开启自动除尘模式.若图中 a 、 b 一个是除尘器,一个是指示灯,则 _____ 是除尘器. 减小 增强 b 17 5 . (2019 年聊城卷 ) 如图所示是电动机的工作原理图,如果实现线圈平稳、连续不停地转动,需要安装一个叫 __________ 的元件,安装上此元件后,若把图中的电源换成小灯泡,快速转动线圈,小灯泡会发光,这是利用 ____________ 原理. 换向器 电磁感应 18 认识磁场 例 1 : 小红梳理反思了 “ 磁场和磁感线 ” 相关知识,她归纳整理如下,其中正确的有 ( ) ① 磁场看不见摸不着,但是可以借助小磁针感知它的存在 ② 磁感线是磁体周围空间实际存在的曲线 ③ 磁感线是铁屑组成的 ④ 地磁场的磁感线是从地球南极附近发出回到北极附近 A . ①④ B . ②③ C . ①② D . ②④ 命题揭秘 磁场基础及外延 A 19 【解析】 磁场看不见摸不着,但可以借助小磁针感知它的存在,这是典型的转换法,故 ① 正确;磁感线是不存在的,是为了研究方便而假想的一些有方向的曲线,故 ② 错误;磁感线是不存在的,磁感线是铁屑组成的说法错误,故 ③ 错误;地球是一个巨大的磁体,地磁场的南极在地理北极附近,地磁场的北极在地理南极附近,故地磁场的磁感线是从地球南极附近发出回到北极附近,故 ④ 正确. 20 例 2 : (2019 年茂名模拟 ) 如图所示,是利用被磁化的缝衣针制成的简易指南针.若静止时针尖指向地理位置的北方,则针尖是简易指南针的 ______ 极.此时,将指南针底座逆时针旋转 90° ,针尖静止时将指向地理位置的 ______ 方. 【方法规律】 磁场易错归纳 1 .磁场是客观存在的,磁感线是假想的、不存在的. 2 .同一位置,磁场方向、小磁针静止时北极的指向和磁感线的方向相同. 3 .磁极间的相互作用是通过磁场产生的,小磁针静止时,总是指向南北是因为受到地磁场的作用. 北 北 21 1 . (2019 年长沙卷 ) 指南针是我国古代的四大发明之一,有关指南针和地磁场的说法正确的是 ( ) A .指南针静止时指示南北方向,是因为指南针受到地磁场的作用 B .指南针静止时南极指向地理北极 C .如果地磁场消失,指南针还能指示南北方向 D .信鸽是靠绑在身上的小磁铁来实现导航的 A 22 2 .下列四种磁体中产生的磁场,其磁场分布与其他三种磁体的磁场分布不同的是 ( ) A .条形磁铁 B .地磁场 C .通电直导线 D .通电螺线管 C 23 3 .如图所示,在水平地面上的磁体上方,有挂在弹簧测力计上的小磁体 ( 下端为 N 极 ) .小辉提着弹簧测力计向右缓慢移动,挂在弹簧测力计上的小磁体下端,沿图示水平路线从 A 缓慢移到 B . 下列图象中能反映弹簧测力计示数 F 随位置变化的是 ( ) C 24 电流的磁场 例 1 : 如图所示,闭合开关,根据小磁针静止时的指向,可以判断出电源的左端是 ______( 填“正”或“负” ) 极,条形磁体的右端是 ______( 填“ N” 或“ S”) 极. 电生磁 正 负 25 26 电磁铁性质 例 2 : 如图所示, GMR 是一个巨磁电阻,其特性是电阻在磁场中会急剧减小,且磁场越强电阻越小,闭合开关 S 2 后,下列四种情况相比较,指示灯最亮的是 ( ) A . S 1 断开、滑片 P 在图示位置 B . S 1 闭合、滑片 P 在图示位置 C . S 1 闭合、滑片 P 在滑动变阻器最右端 D . S 1 闭合、滑片 P 在滑动变阻器最左端 D 27 【方法规律】 电磁铁 1 .电磁铁的磁性有无由电路通断控制. 2 .电磁铁的磁性强弱跟电流大小、匝数多少、有无铁芯有关. (1) 线圈匝数相同时,电流越大,电磁铁的磁性越强; (2) 电流相同时,线圈匝数越多,电磁铁的磁性越强 . 28 电磁继电器 例 3 : 如图所示是一个水位自动报警器的原理图.水位到达金属块 A 之后, ______( 填“红”或“绿” ) 灯亮;当绿灯亮时电磁铁 ______( 填“有”或“无” ) 磁性. 红 无 29 例 4 : 如图所示,条形磁铁放在水平桌面上,左端的 S 极正对着电磁铁.当电磁铁中的电流不断增大时,条形磁铁向左加速运动,则电磁铁中的电流方向是从 __________( 填“从 a 到 b ” 或“从 b 到 a ”) ,条形磁铁在运动过程中受到的摩擦力 ________( 填“变大”“不变”或“变小” ) . 从 b 到 a 不变 30 1 .探究影响电磁铁磁性强弱的因素时,按如图所示电路进行实验,观察到电磁铁甲吸引大头针的数目比电磁铁乙多.此实验说明影响电磁铁磁性强弱的因素是 ( ) A .线圈匝数的多少 B .电流的大小 C .电流的方向 D .电磁铁的极性 A 31 2 . (2019 年阳江二模 ) 在一次物理实验中,小于同学连接了如图所示的电路,电磁铁的 B 端有一个可自由转动的小磁针,闭合开关后,下列说法错误的是 ( ) A .电磁铁的 A 端为 N 极 B .小磁针静止时, N 极水平指向左 C .利用这一现象所揭示的原理可制成的设备是发电机 D .当滑动变阻器滑动片 P 向右端移动,电磁铁磁性增强 C 32 3 . (2019 年花都一模 ) 如图所示,一条形磁铁静止在粗糙的水平桌面上,通电螺线管与条形磁铁处于同一水平面上,并靠近.开关闭合后,滑片 P 向下滑动的过程中,条形磁铁始终保持静止.对条形磁铁所受摩擦力的判断,下列说法中正确的是 ( ) A .摩擦力减小,方向水平向左 B .摩擦力减小,方向水平向右 C .摩擦力增大,方向水平向左 D .摩擦力增大,方向水平向右 D 33 4 . (2019 年德庆模考 ) 2019 年 5 月 23 日,我国时速 600 公里高速磁浮试验样车在青岛下线,这标志看我国在高速磁浮技术领域实现重大突破.磁浮列车“悬浮”是利用了电流的 __________ ;丹麦物理学家 __________ 是第一个发现电与磁之间有联系的人. 5 .如图所示是某宾馆走廊灯的自动控制电路,走廊入口上方安装有反射式光电传感器.当人靠近到一定距离时,从光电传感器上发射的红外线经人体反射后被接收器接收,接收器中的光敏电阻 R 0 阻值减小,定值电阻 R 两端的电压 ________ ,同时电磁铁磁性 ________ ,工作电路接通,灯泡发光,图中电磁铁的上端是 _____ 极. 磁效应 奥斯特 增大 增强 S 34 电动机原理 例 1 : 根据图示装置的原理,可以制成下列哪种用电器 ( ) A .电水壶 B .电风扇 C .麦克风 D .电磁起重机 电动机 B 35 例 2 : 如图,闭合开关后,轨道上的金属杆 ab 向右移动;若互换电源正、负接线,通电后金属杆 ab 将向 ______ 移动 ( 填“左”或“右” ) .通电后金属杆运动起来,此过程中能量的转化是 ____________________. 左 电能转化为机械能 36 【方法规律】 四个高频电磁学实验 37 易错注意: 发电机、电动机原理图判断关键是电路中有无电源,有电源为电动机原理图,没电源为发电机原理图. 38 1 .月球上没有大气,适合在月球上使用的“月球车”的动力装置是 ( ) A .汽油机 B .电动机 C .空气喷气发动机 D .风力装置 2 . (2019 年潮州模考 ) 如图所示四个实验中,能说明电动机工作原理的是 ( ) B D 39 3 .如图所示是实验室电流表的内部结构图,处在磁场中的线圈有电流通过时,线圈会带动指针一起偏转.线圈中电流越大,指针偏转角度就越大.关于该现象,下列说法正确的是 ( ) A .该电流表是利用电磁感应原理工作的 B .线圈中有电流通过时,把机械能转化为电能 C .改变线圈中的电流方向,指针的偏转方向不会改变 D .线圈中电流越大,其所受磁场力就越大 D 40 4 . (2019 年扬州卷 ) 如图为直流电动机的工作原理图,分析正确的是 ( ) A .改变磁场方向可以改变线圈转动的方向 B .电动机通电后不转,一定是电路断路 C .电动机工作过程中,消耗的电能全部转化为机械能 D .线圈连续转动是靠电磁继电器来实现的 5 .扬声器是把电信号转化成 ______ 信号的一种装置,它的原理跟 __________( 填“电动机”或“发电机” ) 原理相似. A 声 电动机 41 电磁感应现象 例 1 : 如图所示,在“探究什么情况下磁可以生电”的实验中,导线 ab 与灵敏电流计组成闭合电路,蹄形磁体放置在水平桌面上保持静止时,下列说法不正确的是 ( ) A .导线 ab 静止不动,电流计指针不偏转 B .导线 ab 在水平方向运动,电流计指针可能会发生偏转 C .导线 ab 在竖直方向运动,电流计指针可能会发生偏转 D .电流计指针的偏转方向与导线 ab 的运动方向有关 磁生电 C 42 例 2 : 如图所示,用漆包线绕成矩形线圈,将线圈两端的漆全部刮去后放入磁场. (1) 闭合开关,由于磁场对 ____________ 有力的作用,线圈会转动;线圈在磁场中 ________( 填“能”或“不能” ) 持续转动; (2) 将电源和开关换成小量程电流表,缓慢转动线圈,发现电流表的指针左右摆动,说明线圈在磁场中转动时产生了 ________( 填“直流”或“交流” ) 电,根据此原理可制成 ________ 机. 通电导体 不能 交流 发电 43 【方法规律】 电磁感应条件 1 . 电磁感应现象关键三个词: “ 闭合电路 ”“ 一部分导体 ”“ 切割磁感线运动 ” ,三个条件缺少一个都不会产生感应电流. 2 . 电动机和发电机区别: 电路中无电源. 44 1 .电磁感应现象是由下列哪位科学家发现的 ( ) A .爱因斯坦 B .法拉第 C .牛顿 D .伽利略 2 .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 ( ) B D 45 3 . (2019 年大朗模考 ) 新型智能手机无线充电技术主要是应用电磁感应原理,当交变电流通过充电底座中的线圈时,线圈产生磁场,带有金属线圈的智能手机靠近该磁场就能产生感应电流,通过“磁生电”来实现充电.下列设备也是利用“磁生电”原理工作的是 ( ) A .动圈式话筒 B .扬声器 C .电烙铁 D .电磁起重机 A 46 4 . (2019 年绵阳卷 ) 用如图所示的装置探究通电导线在磁场中的受力情况.接通电源,发现导体 ab 向左运动;把电源正负极对调后接入电路,发现导体 ab 向右运动.这个实验事实说明通电导线在磁场中受力 ( ) A .方向与电流方向有关 B .方向与磁感线方向有关 C .大小与电流大小有关 D .大小与磁场强弱有关 5 .下列所举例子中: ① 磁悬浮列车; ② 动圈式扬声器; ③ 动圈式话筒; ④ 电风扇; ⑤ 指南针; ⑥ 发电机,应用电磁感应原理制成的是 ________ ;利用磁场对通电导体具有力的作用的原理工作的是 ________.( 只需要填序号 ) A ③⑥ ②④ 47 例: 在探究通电螺线管外部磁场的实验中,采用了图甲所示的实验装置. 【操作考法】 (1) 该实验中小磁针的作用是 ______________________. (2) 当闭合开关 S 后,小磁针 ______( 填“会”或“不会” ) 发生偏转,说明通电螺线管周围存在 ________. 探究通电螺线管外部的磁场 检验磁场有无和方向 会 磁场 48 (3) 用铁屑来做实验,得到了图乙所示的情形,它与 ________ 磁铁的磁场分布相似.为描述磁场而引入的磁感线 ________ 真实存在的. (4) 闭合开关 S ,通电螺线管周围的小磁针 N 极 ( 黑色端 ) 指向如图丙所示,由图可知:在通电螺线管外部,磁感线是从 ___________ 极发出,最后回到 ___________ 极. 条形 不是 北 (N) 南 (S) 49 【拓展考法】 (5) 为了探究“通电螺线管的磁极”性质,小明对螺线管可能的电流方向和绕线方式进行了实验,得到了如图所示的四种情况.分析情况可知,通电螺线管的磁极极性只与 ________________ 有关,且这个关系可以用 ____________ 判断. (6) 写出增强通电螺线管周围磁场的一个方法: ____________________________________________. 电流环绕方向 安培定则 增大电流 ( 或螺线管加铁芯、增加线圈匝数 ) 50 例: 为探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”,小明用电池 ( 电压一定 ) 、滑动变阻器、数量很多的大头针、铁钉以及足够长的漆包线为主要器材,进行如图所示的实验,闭合开关后. (1) 他将滑动变阻器的滑片向左移动,电磁铁吸引大头针的数量会 ________( 填“增加”“不变”或“减少” ) ; (2) 由图可知, ______ 铁钉的磁性较强; (3) 由图可知,甲铁钉钉尖是 _____ 极. 探究影响电磁铁磁性强弱的因素 增加 乙 N 51 例: 如图所示的实验装置,在两根水平且平行的金属轨道上放一根轻质导体 ab . (1) 接通电源,这时会看到导体 ab 向左运动, 这表明 ________________________________. (2) 若只对调磁体的磁极或只改变导体 ab 中的电流方向,观察到导体 ab 均向右运动,这表明 ________________________________________________________. 探究通电导线在磁场中受力 (3) 如果把磁体的两极对调,同时改变通过导体 ab 中的电流方向,会看到导体 ab 的运动方向跟原来 ________( 填 “ 相同 ” 或 “ 相反 ” ) . 通电导体在磁场中受到力的作用 通电导体在磁场中受力的方向与磁场方向和电流方向都有关 相同 52 通电导线在磁场中受力的影响因素 1 .受力方向:与电流方向、磁场方向有关.单个改变,受力方向相反;两个一起改变,受力方向不变. 2 .受力大小:与电流大小、磁场强弱有关.电流越大、磁场越强,受力越大. 53 例: 用如图所示的实验装置探究“感应电流产生的条件”. (1) 实验中,通过观察 ______________________ 来判断电路中是否有感应电流用到的科学方法是 __________. 【操作考法】 (2) 小明进行了如下操作: A .只让导体 ab 在水平方向左右运动 B .只让导体 ab 在竖直方向上下运动 C .只让蹄形磁体在水平方向左右运动 D .只让蹄形磁体在竖直方向上下运动 其中一定能产生感应电流的是 ______( 选填字母 ) . 探究感应电流产生的条件 电流表指针是否偏转 转换法 AC 54 (3) 在实验中,改变磁场方向的目的是 ____________________________________. (4) 当导体 ab 向右运动时,电流表指针向左偏转,那么当导体 ab 向左运动时,电流表指针向 ______ 偏转. 【拓展考法】 (5) 在探究中还发现,导体 ab 水平向左 ( 或向右 ) 缓慢运动时,电流表的指针偏转角度较小;导体 ab 水平向左 ( 或向右 ) 快速运动时,电流表的指针偏转角度较大,说明感应电流的大小与 ________________________ 有关. 【创新考法】 (6) 在仪器和电路连接都完好的情况下,实验现象不太明显.请提出一条改进措施: __________________________________________________________________________________________________. 探究感应电流方向与磁场方向的关系 右 导体切割磁感线的速度 增大切割速度 ( 导体运动速度 ) ;换用磁性更强的磁铁;换用更灵敏的电流表;并联多根导体切割磁感线等 55 (7) 该实验的结论是:闭合电路的一部分导体,在磁场中做 ________ 磁感线运动时,导体中就会产生感应电流. (8) 这个实验中,导体相当于 ________ ,此过程中能量的转化情况是 ____________________. (9) 如果将小量程电流表换成 ________ ,可以观察磁场对通电导体的作用. 切割 电源 机械能转化成电能 电源 56 产生感应电流的条件 1 .条件:闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动,条件缺一不可. 2 .电流方向:与切割磁感线的方向 ( 导体运动方向 ) 、磁场方向都有关.单个方向改变,电流方向改变;两个一起改变,电流方向不变. 3 .电流大小:与切割速度、磁场强弱有关.切割速度越大、磁场越强,感应电流越大.查看更多