内容正文:
第15讲 电 与 磁
模块四 电(磁)学
01
知识梳理
02
考点过关
03
实验突破
目
录
04
当堂反馈
一、 磁现象 磁场
1. 磁现象
(1) 磁性:磁体吸引铁、钴、镍等物质的性质。
(2) 磁极:磁体上磁性最强的两个部位叫磁极。能在水平面自由转动
的磁体,静止时指南的磁极叫 极,指北的磁极叫
极。
(3) 磁体间相互作用的规律:同名磁极相互 ,异名磁极相
互 。
南(或S)
北
(或N)
排斥
吸引
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2. 磁场
(1) 性质:磁场的基本性质是对放入其中的磁体 。
(2) 方向:规定磁场中某一点处的小磁针静止时
指的方向为此处磁场的方向。
有力的作用
北极(或N极)
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(3) 磁感线:
① 概念:在磁场中画出一些曲线,使曲线上每一点的切线方向都跟这
点的磁场方向一致,这样的曲线就叫做磁感线。
② 磁感线的分布:
a. 磁体外部的磁感线从磁体的 极出发、回到 极。
b. 磁感线上每一点的切线方向表示该点的磁场方向;磁感线不会相交。
c. 磁感线的疏密情况可以表示磁场的强弱,磁场较强的位置磁感线
较 。
N
S
密
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3. 地磁场
(1) 地磁极:地磁场的北极在地理 极附近,地磁场的南极在地
理 极附近。
(2) 磁偏角:地磁场的两极与地理的两极不重合,最早记述这一现象
的是我国宋代学者沈括。
南
北
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二、 电流的磁效应(电生磁)
1. 通电导体周围存在 ,且磁场的方向与 有关。
2. 通电螺线管的磁场
(1) 特点:通电螺线管外部的磁场与 的磁场相似。
(2) 影响因素:通电螺线管两端的极性与螺线管中 的方
向有关。
(3) 安培定则(右手螺旋定则):用 握住螺线管,让四
指指向螺线管中 的方向,则拇指所指的那端就是螺线管
的 极。
磁场
电流方向
条形磁体
电流
右手
电流
N
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3. 电磁铁
(1) 工作原理:电流的 效应。
(2) 影响电磁铁磁性强弱的因素: 、 、铁
芯。对于铁芯相同的电磁铁,电流越 、线圈匝数越 ,电磁
铁磁性越强。
(3) 控制特点:电磁铁磁性的有无可通过电流的 来控制,磁
性的强弱可通过电流的 来控制,磁极的方向可由电流的 . 控制。
磁
电流大小
线圈匝数
大
多
有无
大小
方向
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4. 电磁继电器
(1) 定义:利用低电压、弱电流电路的通断,来间接地控制高电压、
强电流电路通断的装置。
(2) 实质:利用电磁铁来控制工作电路的一种 。
开关
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三、 磁场对通电导线的作用 电动机
1. 磁场对通电导线的作用
(1) 磁场对通电导线(电流)有 的作用,其方向与
的方向和 的方向有关。
(2) 应用:动圈式扬声器、磁电式电流表、电动机等。
力
电流
磁场
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2. 电动机
(1) 原理: 。
(2) 线圈转动方向:与电流方向和磁场方向有关。当电流的方向或磁
场的方向变得相反时,线圈转动方向也变得相反。
(3) 换向器和电刷的作用:线圈一转过平衡位置就改变线圈中的电流
方向,从而使线圈持续转动。
(4) 能量转化: 能转化为 能。
通电线圈在磁场中受力转动
电
机械
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四、 电磁感应 发电机
1. 电磁感应现象
(1) 发现者: 。
(2) 概念: 电路的 导体在磁场中
时,导体中就产生电流。这种现象叫做电磁感应现象,产生的电
流叫做 。
法拉第
闭合
一部分
做切割磁感线
运动
感应电流
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(3) 产生感应电流的条件:
① 闭合电路。
② 一部分导体在磁场中做切割磁感线运动。
(4) 感应电流的方向:与 方向和 方向有关。当
导体运动方向或磁场方向变得相反时,感应电流的方向也变得相反。
(5) 感应电流的大小:与导体切割磁感线运动的速度、磁场的强弱等
因素有关。
(6) 应用:动圈式话筒、发电机等。
导体运动
磁场
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2. 发电机
(1) 原理: 。
(2) 能量转化: 能转化为 能。
(3) 交变电流:
① 定义:大小和方向都随时间周期性变化的电流,叫做交变电流,简
称交流。
② 交变电流的频率:我国电网中的交流电频率为 Hz。
50
电磁感应
机械
电
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考点一 磁现象 磁场
例1 如图所示为用来描绘某一磁体周围磁场的部分磁感线,由磁感线的
分布特点可知,a点的磁场比b点的磁场 (填“强”或“弱”);
如果在b点放置一个可自由转动的小磁针,那么小磁针静止时,N极指
向 (填“P”或“Q”)处。
例1图
弱
Q
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例2 (2024·广西)在研究地磁场方向时,如图所示,发现司南的长柄静
止时总是指向南方,则长柄相当于指南针的 极。我国宋代学者
沈括最早记述了地理的两极和地磁场的两极 (填“重合”或
“不重合”)的现象。
例2图
南
不重合
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考点二 电流的磁效应
例3 (2024·长春)在“探究通电螺线管外部的磁场分布”的实验中:
(1) 如图所示,闭合开关,通电螺线管的右端为 极,小磁针的左
端为 极。
例3图
(2) 对调电源正、负极,小磁针N极指向与(1)中相反,这表明,通
电螺线管外部的磁场方向与 的方向有关。
N
S
电流
(3) 在螺线管中插入一根铁棒,可使通电螺线管的磁性 。
增强
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【跟踪训练】(2024·乐山)如图所示,闭合开关S后,位于螺线管右侧
的小磁针N极顺时针旋转90°。请在对应括号中标出电源的
“+”“-”极和通电螺线管左侧的极性。
答案图
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例4 (2024·河南)如图是小明为某仓库设计的温度报警电路。R1为热敏
电阻,其阻值随温度的变化而变化;R2为可调电阻。温度正常时指示灯
L发光,当温度升高到报警温度时,指示灯熄灭,蜂鸣器报警。下列判
断正确的是( D )
D
例4图
A. R1的阻值随温度的升高而增大
B. 温度升高过程中,电磁铁磁性减弱
C. 若要调低报警温度,可将R2的阻值调大
D. 若控制电路电源电压降低,报警温度将升高
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考点三 磁场对通电导线的作用 电动机
例5 小明用图示装置探究“磁场对通电导体的作用”。闭合开关,导体棒
受到磁场力的作用向左运动,要改变导体棒的运动方向,请你写出一个办
法: 。
例5图
将磁体的N、S极对调(或将电源正、负极对调)
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如图所示,其中支架A是 (填“导体”或“绝缘体”)。闭合
开关,线圈开始转动,磁场对线圈 (填“有”或“无”)作用
力。仅调换磁体的磁极,线圈转动方向与原转动方向 。
例6图
导体
有
相反
例6 (2024·广东)将自制的电动机接入电路,
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考点四 电磁感应 发电机
例7 (2023·无锡)某幼儿园游乐室里有一块能发电的地板,当小朋
友们在上面跳跃时,小灯泡便会一闪一闪的,地板下方铺设的结构
如图,当踩踏地板时,固定在地板下方的磁铁往复运动,使固定在
地面上的弹簧线圈做 磁感线运动,闭合电路中产生
,小灯泡发光。
切割
感应
电流
例7图
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例8 (2023·宜昌)如图甲把手摇发电机跟小灯泡连接起来,使线圈在磁
场中转动,可以看到小灯泡会发光。下列说法正确的是( C )
例8图
C
A. 发电机是利用电流的磁效应来工作的
B. 发电机将电能转化为机械能
C. 线圈转得越快,小灯泡越亮
D. 如果将小灯泡换成如图乙的灵敏电流计,指针一直偏向右边
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实验一 探究通电螺线管外部的磁场方向
1. 小明在“探究通电螺线管外部磁场分布”实验中,采用如图所示实
验装置。
第1题
(1) 在嵌有螺线管的硬纸板上均匀地撒上铁屑,给螺线管通电后轻敲
纸板,铁屑在磁场力的作用下有规律地排列。根据铁屑的排布可以发现
通电螺线管外部的磁场与条形磁体周围的磁场相似。
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(2) 若要通过实验判断通电螺线管外部的磁场方向,需要再增加一种
器材,增加的器材是 。
(3) 实验时发现通电螺线管的磁场较弱,铁屑规则排列的效果不明
显,为增强螺线管的磁场,可行的措施有
(写出一种方法即可)。
小磁针
增大通电螺线管线圈中的电
流(合理即可)
第1题
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实验二 探究感应电流产生的条件
2. (2024·新疆)如图所示,用蹄形磁体、导体棒AB、小量程电流表等
实验器材探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件。
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(1) 请用笔画线代替导线完成实物图连接。
(2) 当导体棒AB沿 (填“上下”或“左右”)方向运动时,
电流表指针发生偏转。通过多次实验可得:当闭合电路的部分导体在磁
场中做 运动时,电路中就产生感应电流。
(3) 当导体棒AB向右运动时,导体棒 (填“受到”或“不
受”)磁场对它的力的作用。
左右
切割磁感线
受到
第2题答案
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1. (2024·甘肃)如图甲所示为磁悬浮地球仪,悬浮时球体只能沿着
“地轴”转动,它的“南”“北”指向与地球实际方位一致;地球仪中
有一个磁铁,它的磁场与地磁场分布特点一致;环形底座内有一电磁
铁,其电路原理如图乙所示。地球仪工作时,球体悬浮于空气中,则图
甲中球体上方是“地磁场”的 (填“N”或“S”)极,图乙中A
端应连接电源的 (填“正”或“负”)极。
S
负
第1题
1
2
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2. (2024·泸州)如图所示,ab、cd两根光滑平行金属导轨固定在同一
水平面内,处于蹄形磁铁磁场中的金属杆pq放在导轨上,在外力作用下
沿导轨运动。若ad之间断开,则电路中 (填“有”或“无”)感
应电流;若ad之间接入灵敏电流计,pq杆向右运动时,指针向右偏,pq
杆向左运动时,指针将向 偏;若ad之间安装一个直流电源,pq杆
通电后由静止开始沿导轨向右运动,同时交换电源的正负极和磁铁的南
北极,pq杆通电后由静止开始沿导轨向 运动。
无
左
右
第2题
1
2
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$$