内容正文:
专项五 电磁学
重难点17 电与磁
【知识梳理】
1.基本概念:
①磁极:磁体上磁性最强的地方。每个磁体都有两个磁极,静止时指北的叫北极(N);指南的叫南极(S)。
②磁场:在磁体周围存在着的一种特殊物质。磁体间的相互作用就是通过磁场来实现的。
③磁感线:用一些带箭头的曲线来描述磁场的假想曲线。磁感线上任何一点的切线方向表示该点磁场的方向,曲线分布的疏密程度表示磁场的强弱。
④磁化:使没有磁性的物体具有磁性的过程。
⑤电磁铁:带有铁芯的螺线管。
⑥电磁继电器:利用电磁铁控制工作电路通断的开关。由电磁铁、衔铁、簧片、触点组成。
2.四个易混实验
实验名称
常见实验装置图示
探究的问题与结论
奥斯特实验
通电直导线周围存在着磁场。揭示了电与磁的联系。
探究影响电磁铁磁性强弱的因素
电磁铁的磁性强弱与电流的大小、线圈的匝数多少、是否有铁芯有关。当线圈的匝数一定时,电流越大,磁性越强;当电流的大小一定时,线圈的匝数越多,磁性越强。有铁芯比无铁芯磁性强。
法拉第电磁感应实验
闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线的运动时,导体中就会产生电流,这个现象叫做电磁感应。所产生的电流叫做感应电流。感应电流的大小与线圈的匝数、导体运动的速度、磁场的强弱有关;方向与导体的运动方向、磁场方向有关。是发电机的工作原理。
磁场对电流的作用
通电导体在磁场中受到力的作用。力的方向与电流方向和磁场方向有关;大小与电流的大小、线圈的匝数、磁场的强弱有关。是发电机的工作原理。
3.通电螺线管的极性判别:用右手握螺线管,让四指弯向螺线管中电流的方向,则大拇指所指的那一端就是螺线管的N极。
4.电磁铁的优点:①磁性的有无,可以通过电流的通断来控制;②磁性的强弱,可以通过电流的大小来控制;③磁体的极性,可以通过电流的方向来控制。
5.电磁继电器的工作原理:
控制电路中电源A闭合,电磁铁产生磁性,将衔铁吸引下来,衔铁上的触点接通工作电路,电动机工作。电源A断开,电磁铁磁性消失,在弹簧的作用下,触点与工作电路脱离,电动机停止工作。电磁继电器在远程控制和自动控制中被广泛应用。
6.电磁波可以传播信息和能量,光是电磁波中的一小部分。波长(λ)、波速(c)、频率( f)的关系:c=λf.波速为定值,所以波长与频率成反比。
【易混淆点】
1.电荷的种类与电极的种类:电荷分正电荷(+)、负电荷(—);磁极分磁北极(N)、磁南极(S)。
2.磁体吸引的是含铁、钴、镍元素的磁性物质;电荷吸引的是一切轻小物体。
3.磁感线的方向:从此北极发出进入磁南极;磁场力的方向:该点小磁针静止时北极所指的方向或磁感线切线的方向。
【典例分析】
【例1】(2020滨州12)关于下列四幅图表述正确的是( )
A. 图甲:司南是利用地球的引力指示南北的
B. 图乙:电生磁是由法国的安培最早发现的
C. 图丙:只要导体在磁场中运动,就一定会产生电流
D. 图丁:这是电动机的工作原理
【答案】D
【分析】A.司南利用地磁场对磁体有力的作用来指示南北,A错。
B.电生磁是由丹麦物理学家奥斯特最早发现的,B错。
C.导体在磁场中运动,若不切割磁感线,就不会产生感应电流,C错。
D.图中通电导体在磁场中会受到力的作用,这是电动机的工作原理,D正确。选D。
【思路小结】对四个实验的区别:详见上表。对电磁感应现象与磁场对电流作用的区分方法——有电源的是磁场对电流作用实验;有电流表的,无电源的是感应现象实验。电磁感应的应用:除了发电机,还有动圈式话筒、变压器等。
【例2】(2020甘孜13)如图所示为“探究感应电流产生条件”的实验装置示意图,将实验装置放在水平桌面上。在下列四种情形中,能使灵敏电流计的指针发生偏转的是( )
A. 蹄形磁铁不动,导体棒沿竖直方向向下运动时
B. 蹄形磁铁不动,导体棒沿竖直方向向上运动时
C. 导体棒不动,蹄形磁铁沿水平方向左右运动时
D. 导体棒不动,蹄形磁铁沿竖直方向上下运动时
【答案】C
【分析】A.蹄形磁铁不动,导体棒沿竖直方向向上运动时,导体未切割磁感线,不会产生感应电流,电路中无电流,电流计的指针不会发生偏转,A错。
B.蹄形磁铁不动,导体棒沿竖直方向向下运动时,导体未切割磁感线,不会产生感应电流,电路中无电流,电流计的指针不会发生偏转,B错。
C.导体棒不动,蹄形磁铁沿水平方向左右运动时,导体切割磁感线运动,产生感应电流,电路中有电流,电流计的指针发生偏转,C正确。
D.导体棒不动,蹄形磁铁沿竖直方向上下运动时,导体未切割磁感线,不会产生感应电流,电路中无电流,电流计的指针不会发生偏转,D错。选C。
【思路小结】注意对“切割磁感线”的理解:只要是导体的运动方向与磁现象的方向不是平行关系即可。
【真题操练】
1.(20