内容正文:
电与磁
一、磁现象 磁场
1.磁体能够 铁、钴、镍等物质。
2.磁极:磁体上 最强的两个部位。
3.磁极间相互作用的规律:同名磁极相互 ,异名磁极相互
。
知识梳理 夯基础
吸引
吸引能力
排斥
吸引
定义 磁体周围存在着一种物质,能使磁针偏转。这种物质看不见、摸不着,我们把它叫作磁场
方向 在物理学中,把放在磁场中的小磁针静止时 极所指的方向规定为该点磁场的方向
磁感线 用一些带箭头的 线,方便、形象地描述磁场,这样的曲线叫作磁感线
磁感线的方向 磁体外部的磁感线都是从磁体的 极出发,回到
极的
4.磁场
北
曲
N
S
注意:a.任何磁体有且只有两个磁极,不存在单个磁极。b.磁场客观存在,而磁感线是一种物理模型,并不真实存在。c.磁场中某点有唯一确定的磁场方向,磁感线在某点的切线方向就是该点的磁场方向,任意两条磁感线都不能相交。
5.地磁场
(1)存在:地球周围存在着 。
(2)特点:地磁的南极在地理 附近,地磁的北极在地理
附近。
(3)磁偏角:磁针所指的南北方向与地理的南北方向略有偏离。世界上最早记述这一现象的人是我国宋代学者 。
磁场
北极
南极
沈括
二、电流的磁效应
1.电生磁
(1)丹麦物理学家 证实电流的周围存在着磁场,在世界上第一个发现了电与磁之间的联系。
(2)电流的磁效应:通电导线周围存在与 方向有关的磁场,这种现象叫作电流的磁效应。
奥斯特
电流
(3)通电螺线管的磁场
①安培定则:用右手握住螺线管,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。
②性质:a.线圈匝数相同时,电流越大,磁性越强;b.电流相同时,线圈匝数越 ,磁性越强;c.插入铁芯,磁性大大增强;d.极性可通过改变
方向来改变。
电流
N
多
电流
2.电磁铁
(1)构造:电磁铁实质上是一个带有 的通电螺线管。
(2)磁性强弱:与 的大小和线圈 有关。
(3)应用:电磁起重机、电铃等。
3.电磁继电器:利用 来控制工作电路的一种开关。
铁芯
电流
匝数
电磁铁
三、电动机
1.磁场对通电导线的作用
(1)受力方向:通电导线在磁场中要受到力的作用,力的方向跟 的方向、 的方向都有关系。
(2)特点:导体中的电流越大,磁场越 ,导体受到的作用力就越 。当导体中的电流方向与磁场方向 时,导体不受磁场力的作用。
电流
磁场
强
大
平行
2.应用:直流电动机
(1)原理:通电线圈在磁场中受 转动。
(2)能量转化:将 能转化为 能。
(3)换向器:每当线圈靠惯性越过 位置,就立即自动改变线圈中的 方向。
力
电
机械
平衡
电流
四、磁生电
1.电磁感应
(1)定义:由于导体在磁场中运动而产生电流的现象叫作电磁感应,产生的电流叫作感应电流。
(2)条件:a.导体是 的一部分;b.导体在磁场中做 运动。
(3)能量转化: 能转化为 能。
(4)应用:动圈式话筒、发电机、变压器等。
2.发电机工作原理: 现象。
闭合电路
切割磁感线
机械
电
电磁感应
图说物理 扣教材
1.如图甲所示是我国早期的指南针——司南,静止时长柄(柢)指南;如图乙所示是自制的指南针,用一条形磁体摩擦缝衣针使其 ,静止时针尖指向北方。它们能指示南北方向是由于受到了 的作用。司南长柄指的是地磁场的 极,针尖是指南针的 极。
磁化
甲
乙
地磁场
N
N
2.如图是直流电铃的原理图。当开关闭合时,电磁铁吸引衔铁,从而使铃锤敲击铃碗发声,这是利用 原理工作的;当铃锤敲击铃碗发声的瞬间,电磁铁 (选填“有”或“无”)磁性;当电流通过电磁铁时,电磁铁的B端为 极。
电流磁效应
无
N
3.如图是课堂上探究“通电导体棒在磁场中运动”的实验,把导体棒ab放在磁场里,接通电源,让电流通过导体棒ab,就能观察到导体棒ab的运动情况。下列操作不能改变导体棒ab原来运动方向的是( )
A.只把电源正负极对调接入电路,使通过ab的电流方向与原来相反
B.只把蹄形磁体上下磁极对调,使磁场方向与原来相反
C.使通过ab的电流方向和磁场方向都相反
D.使磁场方向相反,同时增大通过ab的电流
C
4.如图所示,在“探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件”的实验中,保持磁体不动,则下列现象描述正确的是( )
A.导线ab竖直向上运动时,电流表指针会偏转
B.导线ab竖直向下运动时,电流表指针会偏转
C.导线ab从图中所示位置斜向上运动时,电流表指针会偏转
D.导线ab分别水平向右和水平向左运动时,电流表指针偏转的方向相同
C
考点突破 炼方法
考点一 磁现象 磁场(2024省考第6题D)
规律总结 (1)“三向归一”:指磁场方向、磁感线方向和小磁针静止时N极所指方向一致。
(2)磁感线方向:磁体外部磁感线方向由N极出发回到S极,内部磁感线方向由S极指向N极。
例1 (2025衡阳二模)如图所示是条形磁体的磁场分布图,下列说法正确的是( )
A.该条形磁体的左端为N极,右端为S极
B.a点的磁场强弱与b点的磁场强弱相同
C.若在a点放置一枚小磁针,则小磁针静止时南极指向左侧
D.磁感线是为了研究方便而引入的一种模型
D
变式1 科学技术 如图所示是一款磁吸式数据线,含有磁铁的线体可以和具有磁性的不同型号充电头吸附对接,达到“一线多头”的使用效果。下列说法正确的是( )
A.含有磁铁的线体可以吸附任何金属
B.磁性充电头周围存在磁感线
C.充电头吸附对接是受到地磁场的作用
D.线体和充电头吸附是因为异名磁极相互吸引
D
变式2 趋磁细菌是指能够在体内合成具有磁性物质的一类细菌(如图),将磁铁置于细菌附近,细菌会向磁铁的N极运动。海洋中,这种细菌在地磁场驱使下运动的方向为( )
A.由西向东 B.由东向西
C.由南向北 D.由北向南
D
考点二 电磁铁 电磁继电器
例2 在实践活动中,同学们用一根导线和一枚铁钉制作了一个如图所示的电磁铁。在其周围放一些曲别针,通电后对有关现象分析正确的是
( )
A.铝制的曲别针会被电磁铁吸引
B.电磁铁两端吸引的曲别针比中间吸引的少
C.改变电流方向,可改变电磁铁的磁场方向
D.减少线圈匝数,电磁铁吸引曲别针数量增加
C
变式3 如图是一种防汛报警器的原理图,S是触点开关,B是一个漏斗形的竹片圆筒,里面有个浮子A,当水面上涨到警戒水位线(图中未画出)时( )
A.甲灯亮 B.乙灯亮
C.两灯都亮 D.两灯都不亮
B
变式4 如图所示的电路中,开关S拨到a,当小磁针静止时,B端是 极;开关S由a拨到b,调节滑动变阻器的滑片,使电流表的示数保持不变,则电磁铁的磁性 (选填“增强”“减弱”或“不变”)。
S
减弱
考点三 电磁现象辨析(2025省考第11题)
规律总结 三种磁现象的辨析
原理 通电导线周围存在磁场 磁场对通电导体有力的作用 电磁感应现象
能量转化 电能→磁场能 电能→机械能 机械能→电能
应用 电磁铁 电动机 发电机
例3 电动车在滑行或刹车时,会利用电磁感应反向充电。这项技术不仅提高了能源利用率,还有助于延长电动车行驶里程。下列实验能反映电磁感应原理的是( )
B
变式5 如图所示是有关“电和磁”的实验,下列说法中正确的是( )
A.图甲中导体AB在磁场中只有水平方向运动时,电流表指针才会偏转
B.图乙中电流方向和磁场方向同时改变时,导体ab的运动方向不变
C.图丙中扬声器的工作原理与图甲的相同,都是将机械能转化为电能
D.图丁中电铃的工作原理是磁场对电流的作用
B
变式6 小青同学在实验考查中做探究串联电路中电流规律的实验时,使用了电流表测量电流。如图是电流表内部结构示意图,闭合开关后,看到电流表指针偏转,下面四幅图与该电流表的工作原理相同的是( )
C
核心实验 培素养
实验1 探究通电螺线管外部磁场的方向
例1 在“探究通电螺线管外部磁场的方向”的实验中,采用了如图1所示的实验装置。
基础设问
(1)闭合开关S后,小磁针 (选填“会”或“不会”)发生偏转,说明通电螺线管与小磁针之间是通过 发生力的作用。
(2)在嵌入螺线管的玻璃板上均匀撒满细铁屑,通电后 (填写操作方法)玻璃板,铁屑由于 会与玻璃板分离,铁屑在磁场中被
成一个个小磁针从而在磁场中有序排列起来,如图2所示,它与
磁体的磁场分布相似。为描述磁场而引入的磁感线 真实存在的。
会
磁场
轻敲
惯性
磁化
条形
不是
(3)闭合开关S,通电螺线管周围的小磁针N极指向如图3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。
(4)为了探究通电螺线管的磁极性质,老师与同学们一起对螺线管中的电流方向和绕线方式进行了实验,得到了如图4所示的四种关系。实验说明通电螺线管的磁极极性与它的 有关,且这个关系可以用
判断。
N
S
电流方向
安培定则
(5)在通电螺线管内部,磁感线是从 极到 极。
(6)为使磁场加强,可以在螺线管中插入一根 棒。
(7)为了探究通电螺线管磁极的极性与电流方向是否有关,应该采取的操作是 。
S
对调电源的正负极
N
铁
拓展设问
(8)小明继续实验探究,并按图5连接电路,他先将开关S接a,观察电流表的示数及吸引大头针的数目;再将开关S从a换接到b,调节滑动变阻器的滑片P,使电流表的示数不变,再次观察吸引大头针的数目,此时调节滑动变阻器是为了 ,来探究
的关系。
控制两次实验的电流大小不变
图5
通电螺线管磁性强弱与线圈匝数
实验2 探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件
例2 如图所示是“探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件”的实验装置。闭合开关后,导体棒ab、电流表、开关、导线组成闭合电路,实验观察到的现象如表所示。
序号 磁场方向 导体棒ab
运动方向 电流表指针
偏转情况
1 向下 向上 不偏转
2 向下 不偏转
3 向左 向右偏
4 向右 向左偏
5 向上 向上 不偏转
6 向下 不偏转
7 向左 向左偏
8 向右 向右偏
基础设问
(1)实验时通过观察 来判断电路中是否产生感应电流。
(2)由实验可知,闭合电路中的一部分导体在磁场中做 运动时,电路中就产生感应电流。
(3)比较第4次和第 次实验可知,导体棒运动方向相同时,感应电流的方向与磁场的方向有关。
电流表指针是否偏转
切割磁感线
8
(4)比较第7次和第8次实验可知,磁场方向相同时,
。
(5)这个现象在生产和生活中的重要应用是 。
(6)转换问法 下列设备中,应用电磁感应原理制成的是 。
A.电风扇
B.动圈式话筒
C.电饭锅
D.电磁起重机
感应电流的方向
和导体运动的方向有关
发电机
B
(7)连接电路时应将电流表、导体棒ab串联起来组成 回路。在探究过程中, 能转化为 能。
(8)在仪器和电路连接都完好的情况下,某小组的实验现象不太明显。请提出一条改进措施: 。
闭合
机械
电
换一个磁性更强的磁体
拓展设问
(9)当导体棒ab水平向右运动时,电流表指针反向偏转,为使电流表指针正向偏转,可以如何操作?请说出两种方法: 、
。
(10)小明进一步猜想,感应电流的大小可能与导体运动速度和磁场强弱有关。为了探究感应电流的大小与磁场强弱是否有关,他应进行的操作是
。
(11)将实验装置中的电流表换成 进行实验,可以探究电动机的工作原理。
使导体棒ab水平向左运动
调换磁体的两极
保持导体运动快慢相同,改变磁场强弱,观察电流表指针的偏转角度
电源
聚焦湖南 明考向
1.(2025雨花区校级一模)我国是最早用文字记载磁现象的国家之一,下列说法正确的是( )
A.“慈(磁)石召铁,或引之也”,说明磁石没有磁性
B.罗盘周围的磁感线真实存在且可见
C.司南静止时指南北是因为受到了地磁场的作用
D.鱼形铁被磁化后制成的指南鱼只有一个磁极
C
2.(多选)(2025长沙)如图所示是一款悬浮月球灯,通电时,月球灯可悬浮在底座上方,右侧虚线框内是它的内部简化结构。月球灯悬浮利用了
( )
A.电流的热效应
B.电流的磁效应
C.同名磁极相互排斥
D.异名磁极相互吸引
BC
3.(2025湖南)动圈式话筒可将声音信号转换成电信号。下列四幅实验装置图能反映其工作原理的是( )
D
4.(2024湖南)下列生活中的设备工作原理主要应用了电磁感应的是( )
D
A.工人师傅的电钻 B.书桌上的台灯
C.家用电饭煲 D.风力发电机
5.(2025湖南模拟)请标出图中所有磁感线的方向和小磁针的N极(把N极涂黑并标上字母)。
答案:如图所示
磁现象
电生磁
磁场对电流的作用
磁生电
实物图
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