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第六單元電與磁 信息及能源 第19講電與磁 2013 2015年初中學(xué)業(yè)水平考試試題統(tǒng)計(jì)與命題解讀 考點(diǎn)1 考點(diǎn)2 考點(diǎn)3 考點(diǎn)4 考點(diǎn)5 考點(diǎn)6 考點(diǎn)7 考點(diǎn)1磁現(xiàn)象1 磁體具有磁性 具有吸引鐵 鈷 鎳等物質(zhì)的性質(zhì) 的物體 2 磁極磁體上磁性最強(qiáng)的部分 磁體有兩個(gè)磁極 分別叫南極 S極 和北極 N極 3 磁極間相互作用規(guī)律同名磁極相互排斥 異名磁極相互吸引 4 如果讓磁體在水平位置上自由轉(zhuǎn)動(dòng) 靜止時(shí)總是一端指南 一端指北 指南的一端叫南極 S極 指北的一端叫北極 N極 5 磁化鐵磁性物質(zhì)與磁體的磁極接觸或靠近時(shí)顯出磁性的過程 考點(diǎn)1 考點(diǎn)2 考點(diǎn)3 考點(diǎn)4 考點(diǎn)5 考點(diǎn)6 考點(diǎn)7 考點(diǎn)2磁場1 定義磁體周圍存在的一種特殊物質(zhì) 磁場是真實(shí)存在的 2 基本性質(zhì)對(duì)放入其中的磁體有力的作用 3 方向判定在磁場中的某一點(diǎn)放入小磁針 小磁針靜止時(shí)北極所指的方向即為該點(diǎn)的磁場方向 4 磁感線用來描述磁場強(qiáng)弱和方向的曲線 磁感線不是真實(shí)存在的 1 在磁體外部 磁感線總是從磁體的N極出發(fā) 最后回到S極 2 磁體周圍磁感線分布是立體的 磁感線分布越密集的地方 其磁場越強(qiáng) 考點(diǎn)1 考點(diǎn)2 考點(diǎn)3 考點(diǎn)4 考點(diǎn)5 考點(diǎn)6 考點(diǎn)7 5 地磁場 1 在地球周圍存在著磁場 小磁針指示南北是因?yàn)槭艿降卮艌龅淖饔?2 地磁南極在地理北極附近 地磁北極在地理南極附近 但地理的兩極和地磁場的兩極并不重合 考點(diǎn)1 考點(diǎn)2 考點(diǎn)3 考點(diǎn)4 考點(diǎn)5 考點(diǎn)6 考點(diǎn)7 考點(diǎn)3奧斯特實(shí)驗(yàn)1 通電導(dǎo)線周圍存在磁場 電流周圍磁場方向跟電流方向有關(guān) 2 該現(xiàn)象在1820年被丹麥物理學(xué)家奧斯特發(fā)現(xiàn) 考點(diǎn)1 考點(diǎn)2 考點(diǎn)3 考點(diǎn)4 考點(diǎn)5 考點(diǎn)6 考點(diǎn)7 考點(diǎn)4通電螺線管1 通電螺線管外部的磁場與條形磁體的磁場相似 2 它兩端的磁極跟電流方向有關(guān) 可以用右手螺旋定則判定 3 右手螺旋定則 用右手握住通電螺線管 使四指彎曲與電流方向一致 那么大拇指所指的那一端是通電螺線管的N極 考點(diǎn)1 考點(diǎn)2 考點(diǎn)3 考點(diǎn)4 考點(diǎn)5 考點(diǎn)6 考點(diǎn)7 考點(diǎn)5電磁鐵1 構(gòu)成 通電螺線管和里面的鐵芯 2 影響磁性強(qiáng)弱的因素 1 同一個(gè)電磁鐵 電流越大 磁性越強(qiáng) 2 當(dāng)電流相同螺線管外形一樣時(shí) 線圈的匝數(shù)越多 磁性越強(qiáng) 3 通電螺線管中有鐵芯比無鐵芯時(shí)磁性強(qiáng) 3 優(yōu)點(diǎn) 電磁鐵磁性的有無 強(qiáng)弱及磁場的方向可分別由電流的有無 大小及方向來控制 4 應(yīng)用 電磁繼電器 電磁繼電器的本質(zhì)是一個(gè)由電磁鐵控制的開關(guān) 考點(diǎn)1 考點(diǎn)2 考點(diǎn)3 考點(diǎn)4 考點(diǎn)5 考點(diǎn)6 考點(diǎn)7 考點(diǎn)6磁場對(duì)電流的作用1 作用通電導(dǎo)線在磁場中會(huì)受到力的作用 2 力的方向跟磁感線方向和電流方向有關(guān) 溫馨提示若導(dǎo)體中電流的方向或磁感線的方向有一個(gè)改變 則導(dǎo)體的受力方向也隨之改變 若上述兩個(gè)方向同時(shí)改變 則導(dǎo)體的受力方向不變 3 能的轉(zhuǎn)化電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能 4 應(yīng)用直流電動(dòng)機(jī) 1 構(gòu)造 由磁體 線圈 換向器和電刷組成 2 工作原理 利用通電線圈在磁場里受力而轉(zhuǎn)動(dòng)的原理工作的 考點(diǎn)1 考點(diǎn)2 考點(diǎn)3 考點(diǎn)4 考點(diǎn)5 考點(diǎn)6 考點(diǎn)7 考點(diǎn)7電磁感應(yīng)1 現(xiàn)象閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí) 導(dǎo)體中有電流產(chǎn)生 這種現(xiàn)象叫做電磁感應(yīng) 產(chǎn)生的電流叫做感應(yīng)電流 2 感應(yīng)電流的方向跟切割磁感線的方向和磁場方向有關(guān) 3 能的轉(zhuǎn)化將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能 4 應(yīng)用發(fā)電機(jī) 1 構(gòu)造 主要由線圈 磁體 換向器和電刷組成 2 工作原理 利用了電磁感應(yīng)來工作的 考點(diǎn)1 考點(diǎn)2 考點(diǎn)3 考點(diǎn)4 考點(diǎn)5 考點(diǎn)6 考點(diǎn)7 5 直流電動(dòng)機(jī)和交流發(fā)電機(jī)對(duì)比 考法1 考法2 考法3 考法1磁場與磁感線磁感線是描述磁場的模型 實(shí)際并不存在 磁場是存在于磁體周圍的物質(zhì) 客觀存在 磁感線和磁場的關(guān)系是命題熱點(diǎn) 例1 2015浙江杭州 甲鐵棒能吸引小磁針 乙鐵棒能排斥小磁針 若甲 乙鐵棒相互靠近 則兩鐵棒 A 一定互相吸引B 一定互相排斥C 可能無磁力的作用D 可能互相吸引 也可能互相排斥 考法1 考法2 考法3 解析 小磁針本身具有磁性 能夠吸引沒有磁性的鐵棒 故鐵棒甲可能有磁性 也可能沒有磁性 只是在小磁針磁場作用下暫時(shí)被磁化 鐵棒乙能排斥小磁針 說明乙一定有磁性 若甲無磁性 當(dāng)甲靠近乙時(shí) 甲 乙互相吸引 若甲有磁性 則甲 乙兩磁體都分別有北極和南極 當(dāng)它們的同名磁極互相靠近時(shí) 互相排斥 當(dāng)異名磁極互相靠近時(shí) 互相吸引 故D正確 答案 D方法點(diǎn)撥磁場是抽象的 在認(rèn)識(shí)和描述磁場的過程中主要采用以下方法 1 通過磁場對(duì)放入其中的磁體或磁性物質(zhì)產(chǎn)生吸引或排斥作用 確認(rèn)它的存在 這是轉(zhuǎn)換法 2 用鐵屑顯示磁場的分布 實(shí)際上是鐵屑在磁場中被磁化成小磁針 由于受到磁力的作用而有規(guī)律地排列起來 這是小磁針法 3 與用光線描述光的直線傳播一樣 用磁感線描述磁場 這是模型法 考法1 考法2 考法3 考法2右手螺旋定則右手螺旋定則用于判定通電螺線管 電磁鐵 極性與電流方向間的關(guān)系 是考查的重點(diǎn) 常見考查方式包括 由螺線管中的電流方向或電源正 負(fù)極判斷通電螺線管的磁極 已知通電螺線管的磁極 判斷螺線管中電流的方向或電源正 負(fù)極 根據(jù)通電螺線管的磁極以及電源的正 負(fù)極 畫螺線管的繞線方向 例2最先發(fā)現(xiàn)電流周圍存在磁場的科學(xué)家是丹麥的 如圖所示 通電螺線管附近的小磁針處于靜止?fàn)顟B(tài) 則螺線管的A端是極 電源的D端是極 考法1 考法2 考法3 解析 丹麥物理學(xué)家奧斯特發(fā)現(xiàn) 將通電直導(dǎo)線放在小磁針上方時(shí) 小磁針會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn) 從而發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng) 由題圖可知 小磁針靜止時(shí) S極靠近螺線管 由同名磁極相互排斥 異名磁極相互吸引可知 螺線管B端應(yīng)為N極 A端為S極 由右手螺旋定則可知 電流應(yīng)由右端流入 故電源C端為正極 D端為負(fù)極 答案 奧斯特S負(fù)方法點(diǎn)撥磁場 磁感線 磁極間的相互作用規(guī)律以及通電螺線管極性的判斷是幾個(gè)重要知識(shí)點(diǎn) 關(guān)系如下 考法1 考法2 考法3 考法3電磁感應(yīng)與發(fā)電機(jī) 如何產(chǎn)生感應(yīng)電流 也是初中階段基本實(shí)驗(yàn)之一 對(duì)這一實(shí)驗(yàn)的考查 重點(diǎn)是感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件 例3如圖甲是探究電磁感應(yīng)現(xiàn)象的裝置 1 閉合開關(guān) 讓導(dǎo)體AB沿水平方向左右運(yùn)動(dòng) 觀察到靈敏電流計(jì)的指針偏轉(zhuǎn) 若讓導(dǎo)體AB由圖示位置沿豎直方向上下運(yùn)動(dòng) 則靈敏電流計(jì)的指針 選填 偏轉(zhuǎn) 或 不偏轉(zhuǎn) 考法1 考法2 考法3 2 利用此裝置 探究感應(yīng)電流方向與磁場方向和切割磁感線方向之間的關(guān)系 觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象記錄如下 在上述四次實(shí)驗(yàn)中 比較兩次實(shí)驗(yàn) 可知感應(yīng)電流方向與磁場方向有關(guān) 比較兩次實(shí)驗(yàn) 可知同時(shí)改變磁場方向和切割磁感線方向則感應(yīng)電流方向不變 考法1 考法2 考法3 3 在探究中還發(fā)現(xiàn) 導(dǎo)體AB水平向左 或向右 緩慢運(yùn)動(dòng)時(shí) 靈敏電流計(jì)的指針偏轉(zhuǎn)角度較小 導(dǎo)體AB水平向左 或向右 快速運(yùn)動(dòng)時(shí) 靈敏電流計(jì)的指針偏轉(zhuǎn)角度較大 說明感應(yīng)電流的大小與有關(guān) 4 有同學(xué)還想探究感應(yīng)電流的大小是否與磁場強(qiáng)弱有關(guān) 請(qǐng)你寫出簡要做法 如何判斷 5 如圖乙是實(shí)驗(yàn)室用到的手搖發(fā)電機(jī)模型 將小電燈換成靈敏電流計(jì) 慢慢搖動(dòng)手柄 觀察到靈敏電流計(jì)的指針 選填 左右擺動(dòng) 或 向一側(cè)擺動(dòng) 這表明該發(fā)電機(jī)模型發(fā)出的電是 選填 交流 或 直流 考法1 考法2 考法3 解析 1 產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件是閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場中做切割磁感線運(yùn)動(dòng) 當(dāng)導(dǎo)體AB由圖示位置沿豎直方向上下運(yùn)動(dòng)時(shí) 沒有做切割磁感線運(yùn)動(dòng) 不能產(chǎn)生感應(yīng)電流 故靈敏電流計(jì)的指針不偏轉(zhuǎn) 2 在探究感應(yīng)電流方向與磁場方向有關(guān)時(shí) 要控制導(dǎo)體做切割磁感線的方向不變 當(dāng)同時(shí)改變導(dǎo)體做切割磁感線的方向和磁場方向時(shí) 感應(yīng)電流的方向不改變 3 分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可得 產(chǎn)生感應(yīng)電流的大小與切割磁感線運(yùn)動(dòng)的速度有關(guān) 4 探究感應(yīng)電流的大小是否與磁場強(qiáng)弱有關(guān)時(shí) 利用控制變量法 要控制導(dǎo)體不變 導(dǎo)體切割磁感線運(yùn)動(dòng)的方向和速度不變 只改變蹄形磁體的磁性強(qiáng)弱 觀察電流表指針的偏轉(zhuǎn)角度即可判斷出感應(yīng)電流的大小是否與磁場強(qiáng)度有關(guān) 考法1 考法2 考法3 答案 1 不偏轉(zhuǎn) 2 和 或 和 和 或 和 3 切割磁感線的速度 4 做法 讓導(dǎo)體AB在磁場中以一定的水平速度做切割磁感線的運(yùn)動(dòng) 觀察靈敏電流計(jì)指針的偏轉(zhuǎn)角度 改變磁場的強(qiáng)弱 讓導(dǎo)體AB在磁場中以相同的水平速度做切割磁感線的運(yùn)動(dòng) 觀察靈敏電流計(jì)指針的偏轉(zhuǎn)角度 判斷 若兩次靈敏電流計(jì)指針的偏轉(zhuǎn)角度不同 則說明感應(yīng)電流的大小與磁場強(qiáng)弱有關(guān) 若兩次靈敏電流計(jì)指針的偏轉(zhuǎn)角度相同 則說明感應(yīng)電流的大小與磁場強(qiáng)弱無關(guān) 5 左右擺動(dòng)交流 向一側(cè)擺動(dòng)直流 考法1 考法2 考法3 方法點(diǎn)撥解決本題的關(guān)鍵 一是掌握影響感應(yīng)電流大小的因素 二是控制變量法和轉(zhuǎn)換法的靈活運(yùn)用 一 探究通電螺線管的磁場1 實(shí)驗(yàn)器材 一個(gè)線圈匝數(shù)可以改變的電磁鐵 電源 開關(guān) 滑動(dòng)變阻器 電流表 一堆大頭針 2 實(shí)驗(yàn)過程 1 研究電磁鐵的磁性的強(qiáng)弱和電流大小的關(guān)系 把電源 開關(guān) 滑動(dòng)變阻器 電流表和電磁鐵連接成實(shí)驗(yàn)電路圖 保持線圈匝數(shù) 線圈橫截面積不變 調(diào)整滑動(dòng)變阻器滑片 使電流減小 觀察電磁鐵吸引大頭針的數(shù)目 再移動(dòng)變阻器的滑片 使電流增大 觀察電磁鐵吸引大頭針的數(shù)目 2 研究外形相同的螺線管 電磁鐵的磁性強(qiáng)弱跟線圈匝數(shù)的關(guān)系 保持線圈橫截面積不變 改變接入電路中螺線管的匝數(shù) 同時(shí)調(diào)整滑動(dòng)變阻器滑片 保持電流大小不變 觀察電磁鐵吸引大頭針的數(shù)目是否變化 實(shí)驗(yàn)結(jié)論 電磁鐵磁性的強(qiáng)弱與線圈匝數(shù)和電流強(qiáng)弱有關(guān) 電流不變 匝數(shù)越多 電磁鐵磁性越強(qiáng) 匝數(shù)不變 電流越強(qiáng) 電磁鐵磁性越強(qiáng) 例1彈簧下懸掛一條形磁鐵 放置在螺線管的上方 閉合開關(guān)后 通電螺線管下方的小磁針靜止時(shí)的位置如圖1所示 1 通電螺線管的上端為極 2 把滑動(dòng)變阻器滑片向左滑動(dòng)時(shí) 彈簧將 選填 伸長 或 縮短 3 如用圖2所示電流表替代虛線框內(nèi)器材并連接好 然后將另一條形磁體迅速插入線圈中 與之相連的電流表的指針會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn) 這是現(xiàn)象 解析 1 閉合開關(guān)后 電流從下端流入上端流出 根據(jù)安培定則通電螺線管的上端為S極 2 通電螺線管的上端為S極 與磁體相互排斥 滑動(dòng)變阻器滑片向左滑動(dòng)時(shí)螺線管的磁性增強(qiáng) 斥力增大 彈簧縮短 3 電流表替代虛線框內(nèi)器材并連接好 然后將另一條形磁體迅速插入線圈中時(shí) 閉合電路的一部分導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動(dòng) 導(dǎo)體中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流 這種現(xiàn)象是電磁感應(yīng)現(xiàn)象 答案 1 S 2 縮短 3 電磁感應(yīng) 練習(xí)為探究 影響通電螺線管磁性強(qiáng)弱的因素 小明以電池 電壓一定 滑動(dòng)變阻器 數(shù)量較多的大頭針 鐵釘以及較長導(dǎo)線為主要器材 進(jìn)行如圖所示的簡易實(shí)驗(yàn) 1 他將導(dǎo)線繞在鐵釘上制成簡易螺線管 并巧妙地通過吸引大頭針的多少 或 大頭針 來顯示通電螺線管磁性的強(qiáng)弱 2 連接好電路 使變阻器連入電路的阻值較大 閉合開關(guān) 觀察到圖 a 所示的情景 接著 移動(dòng)變阻器滑片 使其連入電路的阻值變小 觀察到圖 b 所示的情景 比較圖 a 和 b a 圖中的電流較小 從而發(fā)現(xiàn) 通過螺線管的電流越大 選填 大 或 小 磁性越強(qiáng) 3 如圖 c 將導(dǎo)線繞在兩枚鐵釘上 構(gòu)成兩個(gè)簡易螺線管串聯(lián)的電路 從圖 c 的情景看出 在電流相同的情況下 線圈的匝數(shù)越多 選填 多 或 少 磁性越強(qiáng) 二 探究導(dǎo)體在磁場中運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件1 實(shí)驗(yàn)器材 靈敏電流計(jì) 蹄形磁鐵 線框 條形磁鐵 開關(guān) 導(dǎo)線 2 實(shí)驗(yàn)過程 1 置閉合電路的部分導(dǎo)體于磁場中 且保持導(dǎo)體與磁場相對(duì)靜止 如圖 觀察電流計(jì)的指針變化情況 2 探究閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場中運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生感應(yīng)電流實(shí)驗(yàn)時(shí) 控制磁場方向相同 改變導(dǎo)線ab的運(yùn)動(dòng)情況 結(jié)論 閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場里做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí) 導(dǎo)體中就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流 3 改變磁場方向 按下列實(shí)驗(yàn)進(jìn)行 觀察如圖所示電流計(jì)的指針偏轉(zhuǎn)情況 結(jié)論 閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場里做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí) 導(dǎo)體中就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流 且感應(yīng)電流方向與磁場方向有關(guān) 分析論證 閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場里做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí) 導(dǎo)體中就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流 例2 2015福建福州 小華在探究怎樣產(chǎn)生感應(yīng)電流的實(shí)驗(yàn)中 設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置 1 將磁體向右插入螺線管中時(shí) 觀察到靈敏電流計(jì)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(shí) 會(huì)觀察到靈敏電流計(jì)的指針向 選填 左 或 右 偏轉(zhuǎn) 3 通過前兩步實(shí)驗(yàn) 可得出感應(yīng)電流的方向與方向有關(guān) 解析 1 在實(shí)驗(yàn)裝置中 靈敏電流計(jì)的作用就是測量電路中有無電流產(chǎn)生 指針偏轉(zhuǎn) 說明電路中有感應(yīng)電流 2 根據(jù)第 1 小題 磁體插入時(shí) 電流計(jì)指針右偏 感應(yīng)電流的方向與磁場方向和切割磁感線的方向有關(guān) 現(xiàn)在磁場方向不變 磁體向外拔出 改變了切割磁感線的方向 感應(yīng)電流方向改變 故向左 3 前兩個(gè)小題只改變磁體運(yùn)動(dòng)方向 感應(yīng)電流方向改變 根據(jù)控制變量法可知 感應(yīng)電流的方向與磁體運(yùn)動(dòng)方向有關(guān) 答案 1 電路中有感應(yīng)電流 2 左 3 磁體運(yùn)動(dòng) 練習(xí) 2015濟(jì)寧 如圖是 探究導(dǎo)體在磁場中運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件 的實(shí)驗(yàn)裝置 閉合開關(guān)后 導(dǎo)體棒 靈敏電流計(jì) 開關(guān) 導(dǎo)線組成閉合電路 1 要使靈敏電流計(jì)的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn) 可行的操作是導(dǎo)體棒水平向右運(yùn)動(dòng) 2 要使靈敏電流計(jì)的指針偏轉(zhuǎn)方向發(fā)生改變 可以采取兩種方法 方法一 調(diào)換N極S極位置 方法二 改變導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)方向