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第二十章電與磁 本章考點 1 磁現(xiàn)象 2 奧斯特實驗 電生磁 3 磁場對電流的作用 4 法拉第實驗 磁生電 基礎(chǔ)知識小測 1 磁體具有吸引 等物質(zhì)的性質(zhì) 任何磁體都有并且只有 個磁極 同名磁極相互 異名磁極相互 磁場是在磁體周圍存在的一種特殊的物質(zhì) 其作用是傳遞磁極間的 地磁場的北極在地理的 兩者之間的夾角叫做 磁感線是為了描述磁場的分布情況而引入的假想的曲線 在磁體外部 磁感線總是從 出發(fā)回到 2 奧斯特實驗說明通電導(dǎo)體周圍存在 并且磁場方向與 有關(guān) 通電螺線管周圍磁場分布情況與 相似 用右手握著螺線管 用彎曲的四指代表電流方向 則大拇指所指的方向就是通電螺線管的 電磁鐵的磁性強弱與 以及 有關(guān) 電磁繼電器的實質(zhì)是一個利用 控制電路通斷的開關(guān) 鐵 鈷 鎳 兩 排斥 吸引 相互作用 南極附近 磁偏角 N極 S極 磁場 電流方向 條形磁體 N極 電流大小 線圈匝數(shù) 鐵芯的有無 電磁鐵 基礎(chǔ)知識小測 3 當(dāng)閉合回路的 導(dǎo)體在磁場中做 運動時 閉合回路中會產(chǎn)生感應(yīng)電流 這種現(xiàn)象叫做 現(xiàn)象 就是利用這一原理工作的 交流發(fā)電機的線圈在磁場中轉(zhuǎn)動時 所產(chǎn)生感應(yīng)電流的大小和方向隨時間發(fā)生周期性變化 這種電流叫做 我國使用的交流電的頻率為 Hz 電流方向每秒鐘改變 次 4 通電直導(dǎo)線在磁場中受到力的作用 受力的方向與 導(dǎo)線中的 方向有關(guān) 是利用磁場對通電線圈作用使線圈轉(zhuǎn)動的原理制成的 它工作時把電能大部分轉(zhuǎn)化為 能 為使直流電動機持續(xù)轉(zhuǎn)動 必須安裝 在剛過平衡位置時 自動改變線圈中的電流方向 改變 或 可改變電動機的轉(zhuǎn)動方向 改變 或 可改變電動機的轉(zhuǎn)動速度 一部分 切割磁感線 電磁感應(yīng) 發(fā)電機 交流電 50 100 磁場方向 電流 電動機 機械 換向器 磁場方向 電流方向 磁場強弱 電流大小 目錄 磁現(xiàn)象磁場 1 串 并聯(lián)電路中電壓的規(guī)律 2 串聯(lián)和并聯(lián) 3 電流的測量 4 CONTENTS 考點 串聯(lián) 聯(lián)電路中的電流的規(guī)律 5 考點一 磁現(xiàn)象磁場 2015山西省 小明同學(xué)用硬紙板和大頭針制作底座 把兩縫衣針磁化后 穿過按扣的兩個孔 放在底座的針尖上 就制成了一個如圖所示的指南針 指南針能指南北說明地球周圍存在著 該指南針靜止后 針尖指南方 則針尖是指南針 選填 N 或 S 極 例1 磁場 S 解題思路 地球是一個大磁體 指南針指南北的原因是由于受到了地磁場的作用 指南針靜止時 指向南的一端是磁體的南 S 極 指向北的一端是磁體的北 N 極 針尖指南 所以針尖是S極 答案 磁場S 1 2015巴中市 關(guān)于磁場 下列說法中正確的是 A 磁體周圍的磁感線從磁體N極發(fā)出 回到磁體S極B 磁極間的相互作用不都是通過磁場發(fā)生的C 磁感線是磁場中真實存在的一些曲線D 地磁場的N極在地理北極附近 S極在地理南極附近 與地球兩極并不完全重合 A 2 2015東營市 如圖所示是兩個磁極之間的磁感線 請在圖中標(biāo)出兩個磁極的名稱和小磁針靜止時的N極 N N S 考點二 電生磁 2015遂寧市 如圖所示 A是懸掛在彈簧測力計下的條形磁鐵 B是螺線管 閉合開關(guān) 待彈簧測力計示數(shù)穩(wěn)定后 將滑動變阻器的滑片緩慢向右移動的過程中 下列說法正確的是 A 電壓表示數(shù)變大 電流表示數(shù)也變大B 電壓表示數(shù)變小 電流表示數(shù)也變小C 螺線管上端是N極 彈簧測力計示數(shù)變小D 螺線管上端是S極 彈簧測力計示數(shù)變大 例2 C 解題思路 1 由圖可知電流由螺線管的下方流入 則由右手螺旋定則可知螺線管上端為N極 下端為S極 則螺線管與磁鐵為同名磁極 相互排斥 當(dāng)滑片向右移動時 滑動變阻器接入電阻變小 由歐姆定律可知電路中電流增大 即電流表的示數(shù)變大 因為串聯(lián)電路中 電阻越大 分得的電壓越大 因此滑動變阻器兩端電壓減小 即電壓表示數(shù)減小 故AB錯誤 2 由于通過電路的電流變大 則螺線管的磁性增大 螺線管與磁鐵之間的斥力增大 因此彈簧測力計示數(shù)變小 故C正確 D錯誤 答案 C 3 2015臨沂市 下列各圖中 小磁針靜止時N極指向正確的是 A 4 下圖是奧斯特實驗的示意圖 1 比較甲乙兩圖 可以得到的結(jié)論是 2 比較甲丙兩圖 可以得到的結(jié)論是 通電導(dǎo)體周圍存在磁場 通電導(dǎo)體周圍磁場方向與電流方向有關(guān) 考點三 電磁鐵電磁繼電器 2015郴州市 法國科學(xué)家阿爾貝 費爾和德國科學(xué)家彼得 格林貝爾由于發(fā)現(xiàn)巨磁電阻 GMR 效應(yīng) 榮獲了2007年諾貝爾物理學(xué)獎 這一發(fā)現(xiàn)大大提高了磁 電之間信號轉(zhuǎn)換的靈敏度 如圖是說明巨磁電阻特性原理的示意圖 例3 1 通電螺線管的右端是 極 2 閉合開關(guān)S2 指示燈不亮 再閉合開關(guān)S1 指示燈發(fā)光 由此可知 巨磁電阻的大小與 有關(guān) 磁場強弱 S 3 若滑片P向左移動 電磁鐵的磁場 填 增強 或 減弱 觀察到指示燈變得更亮 由此實驗可得出結(jié)論 4 請舉出一個應(yīng)用巨磁電阻效應(yīng)相關(guān)的實例 磁場越強巨磁電阻阻值越小 傳感器 電腦讀卡 增強 解題思路 1 當(dāng)開關(guān)閉合后 電磁鐵中的電流是從右端流入 左端流出 根據(jù)安培定則可知 電磁鐵的左端為N極 右端為S極 2 閉合開關(guān)S2 指示燈不亮 說明巨磁電阻阻值很大 再閉合開關(guān)S1 指示燈發(fā)光 說明巨磁電阻變小 由此可知 巨磁電阻的大小與磁場強弱有關(guān) 解題思路 3 若滑片P向左移動 電路中的電流增大 電磁鐵的磁性增強 觀察到指示燈變得更亮 說明電路中的電流明顯增強 由歐姆定律可知 電路中GMR的阻值顯著減小 由此實驗可得出結(jié)論 磁場越強巨磁電阻的阻值越小 4 因為能夠提高磁 電之間信號轉(zhuǎn)換的靈敏度 巨磁電阻可應(yīng)用于傳感器 電腦讀卡器等 答案 1 S 2 磁場強弱 3 增強磁場越強巨磁電阻阻值越小 4 傳感器 電腦讀卡 5 2015蘭州市 許多自動控制的電路中都安裝有電磁鐵 關(guān)于電磁鐵 下列說法中正確的是 A 電磁鐵的鐵芯 可以用銅棒代替B 電磁繼電器中的磁體 可以使用永磁鐵C 電磁鐵磁性的強弱只與電流的大小有關(guān)D 電磁鐵是根據(jù)電流的磁效應(yīng)制成的 D 6 2015龍巖市 在晝夜明燈的地下停車場 駕駛員根據(jù)車位入口上方的紅綠燈入停 如圖是小吳設(shè)計的自動控制電路 將光控開關(guān) 遮光時開關(guān)閉合 裝在每個車位地面中央 紅綠燈裝在車位入口上方 當(dāng)車位未停車時綠燈亮 當(dāng)車位己停車時紅燈亮 則圖中L1 L2 A 都是紅燈B 都是綠燈C 分別是紅燈 綠燈D 分別是綠燈 紅燈 D 7 2015曲靖市 如圖是學(xué)校電鈴的工作電路示意圖 磁鐵A應(yīng)選用 填 硬 或 軟 磁性材料 通過電流的通斷 可以控制電磁鐵 的有無 軟 磁性 考點四 電動機 2015大連市 要改變直流電動機線圈轉(zhuǎn)動的方向 可行的辦法是 A 改變電流的大小B 改變磁場的強弱C 只改變電流方向D 同時改變電流方向和磁場方向 例4 c 解題思路 通電導(dǎo)體在磁場中受力方向跟磁場方向和電流方向有關(guān) 改變磁場方向或改變電流方向 通電導(dǎo)體的受力方向發(fā)生改變 AB 改變電流的大小 改變磁場的強弱可以改變電機的轉(zhuǎn)動速度 不能改變轉(zhuǎn)動方向 不符合題意 C 磁場方向不變時 改變線圈中的電流方向可以改變電動機的轉(zhuǎn)動方向 符合題意 D 同時改變電流方向和磁場方向 線圈轉(zhuǎn)動的方向不改變 不符合題意 答案 C 8 2015棗莊市 如圖所示是直流電動機的模型 閉合開關(guān)后線圈順時針轉(zhuǎn)動 現(xiàn)要線圈逆時針轉(zhuǎn)動 下列方法中可行的是 A 只改變電流大小B 只改變電流方向C 對換磁極同時改變電流方向D 換用磁性更強的磁鐵 B 9 2014廣州市 如圖所示的線圈abcd位于磁場中 1 通電后 cd段導(dǎo)線的電流方向 選填 由c到d 或 由d到c 2 cd段導(dǎo)線受磁場力的方向如圖所示 在圖中畫出ab段導(dǎo)線受磁場力F1的方向 由c到d 考點五 磁生電 考點五 串 并聯(lián)電路中電流的規(guī)律 例5 2015菏澤市 刷卡機廣泛應(yīng)用于銀行 超市等 如圖所示的POS刷卡機讀出信息的原理是當(dāng)帶有磁條的信用卡在刷卡機上刷過時 刷卡機的檢測頭就會產(chǎn)生感應(yīng)電流 便可讀出磁條上的信息 下列裝置的工作原理與刷卡機讀取信息原理相同的是 C 解題思路 刷卡機檢測頭利用的是電磁感應(yīng)現(xiàn)象原理 閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場中進(jìn)行切割磁感線運動時 導(dǎo)體中有感應(yīng)電流產(chǎn)生 這種現(xiàn)象是電磁感應(yīng)現(xiàn)象 A 如圖反映電流周圍存在著磁場 故A錯誤 B 如圖電路中有電源 是探究通電導(dǎo)體在磁場中受力運動的 故B錯誤 C 如圖電路中沒有電源 當(dāng)閉合開關(guān) 閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場中進(jìn)行切割磁感線運動時 導(dǎo)體中有感應(yīng)電流產(chǎn)生 這是電磁感應(yīng)現(xiàn)象 故C正確 D 如圖電路中有電源 是通電線圈在磁場中受力運動 故D錯誤 答案 C 11 2015武漢市 如圖是一種充電鞋的結(jié)構(gòu)示意圖 當(dāng)人走動時 會驅(qū)動磁性轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn) 使線圈中產(chǎn)生電流 產(chǎn)生的電流進(jìn)入鞋面上鋰聚合物電池 這種充電鞋的工作原理是 A 電磁感應(yīng)現(xiàn)象B 電流的磁效應(yīng)C 磁極間的相互作用D 通電線圈在磁場中受力轉(zhuǎn)動 A 12 2015福州市 小華在探究怎樣產(chǎn)生感應(yīng)電流的實驗中 設(shè)計了如圖所示的實驗裝置 1 將磁體向右插入螺線管中時 觀察到靈敏電流計的指針向右偏轉(zhuǎn) 由此可知 2 將磁體從螺線管中向左拔出時 會觀察到靈敏電流計的指針向 偏轉(zhuǎn) 選填 左 或 右 3 通過前兩步實驗 可得出感應(yīng)電流的方向與 方向有關(guān) 閉合回路的部分導(dǎo)體在磁場中做切割磁感線運動時 閉合回路中會產(chǎn)生感應(yīng)電流 左 切割磁感線運動