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第24课电与磁 专题一 磁场 学科素养提升 仪器或实验方法的优缺点评价 知识点索引 专题二 电生磁 专题三 电磁感应现象 专题一磁场 知识回顾 知识点索引 1 磁性 物体具有能吸引 等物质的性质 2 具有磁性的物体称 是一个大磁体 3 磁场基本性质 磁极间的相互作用是通过磁场而发生的 4 方向规定 在磁场中的某一点 静止时所指的方向 所受磁力的方向 就是该点磁场的方向 铁 钴 镍 磁体 地球 磁场对放入其中的磁体产生力的作用 小磁针北极 小磁针北极 专题一磁场 知识回顾 知识点索引 5 磁体中各部分磁性强弱不同 两端磁性最强称为 磁体的磁极有 S 和 N 之分 6 磁极间同名磁极相互 异名磁极相互 7 磁铁周围的磁感线总是从磁铁的 出来 回到磁铁的 8 磁场的分布用磁感线表示 磁感线越 表示磁场越强 弱 磁感线的 就表示磁场的方向 磁极 南极 北极 排斥 吸引 北极 南极 密 疏 切线方向 专题一磁场 知识回顾 知识点索引 9 条形磁体 蹄形磁体周围的磁感线如下 专题一磁场 热点聚焦 知识点索引 提示 判断N S极的周围磁感线方向 磁场方向 N极所指方向 可以通过选择题 画图 填空等多种方式进行考查 热点一磁的基本性质 专题一磁场 热点聚焦 知识点索引 例1 一枚小磁针N S极标记已模糊不清 为了重新确定磁极 下列做法中正确的是 A 用针状物体将磁针支起 让其在水平面内自由旋转 静止时指北的为S极 指南的为N极B 用细线将磁针吊起来呈水平状 让其在水平面内旋转 静止时指北的为N极 指南的为S极C 将磁针平放在桌面上 用条形磁铁的N极靠近磁针 被吸引的那端为N极D 将磁针平放在桌面上 用钢棒靠近磁针 被吸引的那端为N极 专题一磁场 热点聚焦 知识点索引 解析判定磁极的基本方法是根据同名磁极相斥 异名磁极相吸的原理 所以用一个已知磁极的磁体与待测磁体相互作用即可判定出它的极性 其中 最容易得到的已知磁体就是地球这个大磁体 受地磁场的作用 磁体总是N极指北 地磁南极 S极指南 地磁北极 所以只要将待测磁体支起或悬起让它自由转动 根据它两端的指向即可判定磁极 专题一磁场 热点聚焦 知识点索引 例1 一枚小磁针N S极标记已模糊不清 为了重新确定磁极 下列做法中正确的是 A 用针状物体将磁针支起 让其在水平面内自由旋转 静止时指北的为S极 指南的为N极B 用细线将磁针吊起来呈水平状 让其在水平面内旋转 静止时指北的为N极 指南的为S极C 将磁针平放在桌面上 用条形磁铁的N极靠近磁针 被吸引的那端为N极D 将磁针平放在桌面上 用钢棒靠近磁针 被吸引的那端为N极 B 专题一磁场 命题设计 知识点索引 视角一磁性 磁极 1 2014嘉兴 如图所示的四个实验中 能确定钢棒具有磁性的是 A B C D 专题一磁场 命题设计 知识点索引 解析磁体的基本性质是能够吸引铁 钴 镍和其他磁性材料 还具有指南北的性质 图 中小磁针与钢棒相互吸引不能说明钢棒具有磁性 图 中钢棒指南北 这是磁体的基本性质 说明钢棒具有磁性 图 说明铁芯能使通电螺线管的磁性增强 不能说明钢棒具有磁性 图 中导体在磁场中做切割磁感线运动时 电路中产生了感应电流 可以从电流表指针发生偏转来体现 这是电磁感应现象 说明钢棒具有磁性 专题一磁场 命题设计 知识点索引 视角一磁性 磁极 1 2014嘉兴 如图所示的四个实验中 能确定钢棒具有磁性的是 A B C D D 专题一磁场 命题设计 知识点索引 2 2014杭州 如图所示 甲乙两小磁针在一根磁铁附近 下列判断正确的是 A 甲小磁针左端是S极 乙小磁针左端是N极B 甲小磁针左端是N极 乙小磁针左端也是N极C 甲小磁针左端是S极 乙小磁针左端也是S极D 甲小磁针左端是N极 乙小磁针左端是S极 专题一磁场 命题设计 知识点索引 解析根据同名磁极相互排斥 异名磁极相互吸引可知 磁铁的a端为S极 磁铁的b端为N极 则甲小磁针的左端为N极 乙小磁针的右端为S极 专题一磁场 命题设计 知识点索引 2 2014杭州 如图所示 甲乙两小磁针在一根磁铁附近 下列判断正确的是 A 甲小磁针左端是S极 乙小磁针左端是N极B 甲小磁针左端是N极 乙小磁针左端也是N极C 甲小磁针左端是S极 乙小磁针左端也是S极D 甲小磁针左端是N极 乙小磁针左端是S极 B 专题一磁场 命题设计 知识点索引 视角二磁体周围存在着磁场 3 2015嘉兴 爱因斯坦曾说 在一个现代的物理学家看来 磁场和他坐的椅子一样实在 如图所示的磁场与实际不相符的是 专题一磁场 命题设计 知识点索引 解析A 由图 两磁极都为N极 磁体的外部 磁感线从N极出发 故A正确 B 由图 直导线中电流向左 由安培定则可判断其周围磁感线为以导线为圆心 逆时针方向的同心圆 故B正确 C 由图 安培定则判断可知 通电螺线管的下端为N极 上端为S极 外部磁感线不符合磁感线从N极出发 到S极进入 故C错误 D 由图 蹄形磁铁上端N极 下端S极 磁感线符合从N极出发 到S极进入 故D正确 专题一磁场 命题设计 知识点索引 视角二磁体周围存在着磁场 3 2015嘉兴 爱因斯坦曾说 在一个现代的物理学家看来 磁场和他坐的椅子一样实在 如图所示的磁场与实际不相符的是 C 专题一磁场 命题设计 知识点索引 视角三条形磁体 蹄形磁体周围的磁感线 4 2014宁波 如图是研究磁体周围磁场时的铁屑分布情况 实验时 a b c三个位置所对应的磁极可能是 A N N NB N S SC N N SD S N S B 解析观察图可知 bc之间应该是同名磁极 而a b为同一磁体的两端 磁极不同 则符合以上要求的是选项B 专题二电生磁 知识回顾 知识点索引 1 1820年 丹麦的物理学家 发现电流的磁效应 当电流通过导线时 引起导线近旁的磁针偏转 2 通电直导线周围的磁场是以导线上各点为中心的 越靠近导线 磁感线越密集 磁场的方向随着 方向的改变而改变 奥斯特 同心圆 电流 专题二电生磁 知识回顾 知识点索引 3 通电螺线管周围的磁场和 的磁场相似 其两端的极性跟 有关 条形磁铁 电流方向 专题二电生磁 知识回顾 知识点索引 4 电磁铁 内部插入 的通电螺线管 5 电磁铁工作原理 电流的磁效应 通电螺线管插入铁芯后磁场大大增强 6 电磁铁优点 磁性有无由 来控制 磁极由 来控制 磁性强弱由 线圈形状来控制 铁芯 通断电 电流方向 电流大小 线圈匝数 专题二电生磁 知识回顾 知识点索引 7 电磁继电器是电磁铁控制的自动开关 整个控制系统分控制电路和工作电路两部分 8 控制电路可以手动 或通过外界某因素的变化接通 如利用声控 温控 光控 水位上升接触等 利用电磁继电器接通工作电路 工作电路工作 专题二电生磁 热点聚焦 知识点索引 提示 从通电螺线管的磁场特点 到影响通电螺线管磁性强弱的因素 以及利用电磁铁制作电磁继电器 设计电磁控制电路等 考试的形式多样 需要引起重视 热点二通电螺线管和电磁铁 专题二电生磁 热点聚焦 知识点索引 例2 2015兰州 许多自动控制的电路都安装有电磁铁 关于电磁铁 下列说法正确的是 A 电磁铁的铁芯 可以用铜棒代替B 电磁继电器中的磁体 可以使用永磁铁C 电磁铁磁性的强弱只与电流的大小有关D 电磁铁是根据电流的磁效应制成的 专题二电生磁 热点聚焦 知识点索引 解析电磁铁是利用电流的磁效应制成的 电流的通断可以控制电磁铁的有无 铁芯需用软磁性材料制成 因为软磁性材料的磁性不能保留下来 影响电磁铁磁性强弱的因素有电流的大小和线圈的匝数 电流越大 线圈匝数越多 电磁铁的磁性越强 专题二电生磁 热点聚焦 知识点索引 例2 2015兰州 许多自动控制的电路都安装有电磁铁 关于电磁铁 下列说法正确的是 A 电磁铁的铁芯 可以用铜棒代替B 电磁继电器中的磁体 可以使用永磁铁C 电磁铁磁性的强弱只与电流的大小有关D 电磁铁是根据电流的磁效应制成的 D 专题二电生磁 命题设计 知识点索引 视角一通电直导线 通电螺线管周围的磁场及磁场的分布规律 1 2014丽水 如图为探究通电直导线周围磁场分布的实验 实验时先在有机玻璃板上均匀地撒上铁屑 然后给直导线通电 为了更好地通过铁屑客观描述出磁场分布情况 接下去的操作是 该操作的主要目的是减小铁屑与玻璃板之间的摩擦 使铁屑在磁场力作用下动起来 说明力能 为了进一步探究通电直导线周围磁场的方向 可用 代替铁屑进行实验 轻敲有机玻璃板 改变物体的运动状态 小磁针 专题二电生磁 命题设计 知识点索引 视角二电磁铁 2 2014菏泽 关于电磁铁 下面说法中正确的是 A 电磁铁是根据电磁感应原理制作的B 电磁继电器中的磁体 必须用电磁铁C 电磁继电器中的磁体 可以用永磁体 也可以用电磁铁D 电磁铁中的铁芯 可以用钢棒代替 解析电磁铁是利用电流的磁效应制成的 电磁继电器中的磁体 必须用电磁铁 通过电流的通断控制磁性的有无 不能用永磁体 钢棒是永磁体 磁化后不容易退磁 故不能用钢棒代替铁芯 B 专题二电生磁 命题设计 知识点索引 视角三电磁控制电路 3 2014金华 小明设计了一个道路限载报警器 图甲 R0是变阻器 R是压敏电阻 R的电阻大小随压力大小变化关系如图乙 当超载车辆通过压敏电阻时 限载报警器就会报警 专题二电生磁 命题设计 知识点索引 1 调试好电路 闭合开关S1和S2 当超载车辆通过时 限载报警器会 填 灯亮 铃响 2 一般交通主干道的抗压能力比村道路要强得多 若把村道路限载报警器应用到主干道 就要适当调高报警的限载重量 下列操作可行的是 填编号 A 把变阻器R0的滑片适当左移B 把电源1的电压适当增大C 把弹簧AB的A端适当左移D 把电磁铁C适当右移 专题二电生磁 命题设计 知识点索引 解析 1 当超载车辆通过时 压力增大 压敏电阻阻值减小 电流增大 电磁铁的磁性增强 衔铁被吸下 铃响 2 根据题意 即只有比原先更重的压力 才会报警 则此时R0更小 若滑动变阻器阻值增大 可相抵 C中将AB的A端适当左移 利用杠杆知识 增大阻力臂 使动力更大 这种方式也可以 专题二电生磁 命题设计 知识点索引 1 调试好电路 闭合开关S1和S2 当超载车辆通过时 限载报警器会 填 灯亮 铃响 2 一般交通主干道的抗压能力比村道路要强得多 若把村道路限载报警器应用到主干道 就要适当调高报警的限载重量 下列操作可行的是 填编号 A 把变阻器R0的滑片适当左移B 把电源1的电压适当增大C 把弹簧AB的A端适当左移D 把电磁铁C适当右移 铃响 AC 专题三电磁感应现象 知识回顾 知识点索引 1 1831年 英国 发现了磁生电的条件和规律 实现了他利用磁场获得电流的愿望 2 通电导线在磁场中会受到力的作用 力的方向与 有关 法拉第 电流方向 磁感线方向 专题三电磁感应现象 知识回顾 知识点索引 3 电磁感应现象 电路的 导体在磁场中做 磁感线运动时 导体中会产生电流 这种现象叫电磁感应现象 在电磁感应中产生的电流叫 电流 4 感应电流的方向 与 方向和 方向有关 5 发电机是利用 原理制成的 发电机工作时将 转化为 闭合 一部分 切割 感应 导体运动 磁感线 电磁感应 机械能 电能 专题三电磁感应现象 热点聚焦 知识点索引 提示 电磁感应现象实现了磁对电的转化 从而开辟了一个电的时代 电磁感应产生电流的条件 产生感应电流的方向与什么因素有关 以及电磁感应的应用 都可以成为考试的内容 热点三磁生电 专题三电磁感应现象 热点聚焦 知识点索引 例3 2015揭阳 POS机的刷卡位置有一个绕有线圈的小铁环制成的检测头 如图所示 在使用时 将带有磁条的信用卡在POS机指定位置刷一下 检测头的线圈中就会产生变化的电流 POS机便可读出磁条上的信息 下图中能反映POS刷卡机读出信息原理的是 专题三电磁感应现象 热点聚焦 知识点索引 解析闭合电路的一部分导体在磁场中进行切割磁感线运动时 导体中有感应电流产生 这种现象是电磁感应现象 POS刷卡机读出信息原理就是电磁感应现象 A 如图反映电流周围存在着磁场 故A不符合题意 B 如图电路中有电源 是通电导体在磁场中受力运动 故B不符合题意 专题三电磁感应现象 热点聚焦 知识点索引 C 如图电路中没有电源 当闭合开关 闭合电路的一部分导体在磁场中进行切割磁感线运动时 导体中有感应电流产生 这是电磁感 故C符合题意 D 如图电路中有电源 是通电线圈在磁场中受力运动 故D不符合题意 专题三电磁感应现象 热点聚焦 知识点索引 例3 2015揭阳 POS机的刷卡位置有一个绕有线圈的小铁环制成的检测头 如图所示 在使用时 将带有磁条的信用卡在POS机指定位置刷一下 检测头的线圈中就会产生变化的电流 POS机便可读出磁条上的信息 下图中能反映POS刷卡机读出信息原理的是 C 专题三电磁感应现象 热点聚焦 知识点索引 例4 如图是探究 怎样产生感应电流 的实验装置 ab是一根导体 通过导线 开关连接在灵敏电流计的两接线柱上 1 本实验中 如果 我们就认为有感应电流产生 专题三电磁感应现象 热点聚焦 知识点索引 2 闭合开关后 若导体不动 磁铁左右水平运动 电路 感应电流 填 有 或 无 3 小李所在实验小组想进一步探究 感应电流的大小跟哪些因素有关 小李猜想 可能跟导体切割磁感线运动的快慢有关 请你根据图所示的实验装置 帮助小李设计实验来验证她的猜想 你设计的实验做法是 专题三电磁感应现象 热点聚焦 知识点索引 解析 1 电路中的电流有无 一般通过电流的效应来体现 本题中电流的有无可以通过电流表的指针是否发生偏转来判断有无感应电流产生 2 闭合开关后 若磁铁不动 导体左右水平运动 这样导体就有切割磁感线运动 同样 若导体不动 磁铁左右水平运动 同样有切割磁感线 因此有感应电流 3 要探究 感应电流的大小跟导体切割磁感线运动的快慢有关 要注意对变量的控制 另外还要注意采取什么方法体现感应电流的大小 专题三电磁感应现象 热点聚焦 知识点索引 例4 如图是探究 怎样产生感应电流 的实验装置 ab是一根导体 通过导线 开关连接在灵敏电流计的两接线柱上 1 本实验中 如果 我们就认为有感应电流产生 灵敏电流计指针发生偏转 专题三电磁感应现象 热点聚焦 知识点索引 2 闭合开关后 若导体不动 磁铁左右水平运动 电路 感应电流 填 有 或 无 3 小李所在实验小组想进一步探究 感应电流的大小跟哪些因素有关 小李猜想 可能跟导体切割磁感线运动的快慢有关 请你根据图所示的实验装置 帮助小李设计实验来验证她的猜想 你设计的实验做法是 有 闭合开关 保持其他条件不变 只改变做切割磁感线运动的速度 观察灵敏电流计指针发生偏转的程度 专题三电磁感应现象 命题设计 知识点索引 视角一通电线圈在磁场中受到的力的方向与电流方向 磁场方向有关 1 2014泰安 同学在制作简易 直流 电动机的过程中 若要改变电动机的转动方向 可以 A 将电源的正负极对调B 改变通电电流的大小C 换用磁性更强的磁铁D 增加电动机的线圈匝数 解析电动机的转动方向与电流方向和磁场方向有关 A将电源的正负极对调 则线圈中电流方向改变 可以达到目的 A 专题三电磁感应现象 命题设计 知识点索引 视角二电磁感应现象 2 2015常州 如图所示的手电筒内部有一个线圈 线圈内有一可来回运动的条形磁体 按箭头方向摇动时手电筒即可发光 下列实验中 与手电筒工作原理一致的是 A B C D 专题三电磁感应现象 命题设计 知识点索引 解析手摇电筒是利用电磁感应现象制成的 磁铁在线圈中来回运动 使线圈切割磁感线 从而产生了感应电流 使小灯泡发光 A 此图是奥斯特实验 证明通电导体周围存在磁场 手摇电筒的制成原理与此无关 故A错误 B 此图反映了通电导体在磁场中受到力的作用 与手摇电筒的制成原理无关 故B错误 专题三电磁感应现象 命题设计 知识点索引 C 此图反映了通电线圈在磁场中受到力转动 与手摇电筒的制成原理无关 故C错误 D 图中导体在磁场中做切割磁感线运动时 电路中产生了感应电流 可以从电流表指针发生偏转来体现 这是电磁感应现象 与手摇电筒的制成原理相符合 故D正确 专题三电磁感应现象 命题设计 知识点索引 视角二电磁感应现象 2 2015常州 如图所示的手电筒内部有一个线圈 线圈内有一可来回运动的条形磁体 按箭头方向摇动时手电筒即可发光 下列实验中 与手电筒工作原理一致的是 A B C D D 专题三电磁感应现象 命题设计 知识点索引 视角三产生感应电流的条件 3 2014广州 如图中的a表示垂直于纸面的一根导线 它是闭合电路的一部分 它在磁场中按箭头方向运动时 下列哪种情况不会产生感应电流 专题三电磁感应现象 命题设计 知识点索引 解析能否产生感应电流 就要看图示的情景能否满足 闭合电路 导体切割磁感线运动 磁极间的磁感线是从N极指向S极 由图可知 A B C中的导体运动时都会切割磁感线 所以会产生感应电流 只有D没有切割磁感线 所以不会产生感应电流 专题三电磁感应现象 命题设计 知识点索引 视角三产生感应电流的条件 3 2014广州 如图中的a表示垂直于纸面的一根导线 它是闭合电路的一部分 它在磁场中按箭头方向运动时 下列哪种情况不会产生感应电流 D 专题三电磁感应现象 命题设计 知识点索引 4 2014南昌 探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件 如图所示 实验时 控制磁场方向相同 改变导体ab的运动方向 专题三电磁感应现象 命题设计 知识点索引 步骤一 导体水平左右运动 如图甲所示 电流计指针 这是因为 步骤二 导体竖直上下运动 如图乙所示 电流计指针 这是因为 步骤三 导体水平左右运动 如图丙所示 电流计指针偏转 电路中有电流产生 综合上面实验现象 可以得出感应电流产生的条件是 专题三电磁感应现象 命题设计 知识点索引 解析如图甲所示 电流计指针不偏转 因为开关没有闭合 如图乙所示 电流计指针不发生偏转 因为导体没有作切割磁感线运动 由图丙可得出 感应电流产生的条件 闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动 导体中有感应电流 专题三电磁感应现象 命题设计 知识点索引 步骤一 导体水平左右运动 如图甲所示 电流计指针 这是因为 步骤二 导体竖直上下运动 如图乙所示 电流计指针 这是因为 不发生偏转 开关没有闭合 不发生偏转 导体没有作切割磁感线运动 步骤三 导体水平左右运动 如图丙所示 电流计指针偏转 电路中有电流产生 综合上面实验现象 可以得出感应电流产生的条件是 闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动 导体中有感应电流产生 专题三电磁感应现象 命题设计 知识点索引 视角四感应电流的方向跟磁场方向和导体运动方向有关 5 2015丹东 小勇利用如图所示的实验装置 探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件 他将实验中观察到的现象记录在下表中 专题三电磁感应现象 命题设计 知识点索引 专题三电磁感应现象 命题设计 知识点索引 1 分析得出 电路中的部分导体在磁场里做切割磁感线运动时 导体中就会产生感应电流 2 比较实验2和3 或6和7 可知 在磁场方向一定时 感应电流的方向与 有关 3 比较实验 可知 在导体切割磁感线运动方向不变时 感应电流的方向与磁场方向有关 4 这个现象在生产和生活中的重要应用是 专题三电磁感应现象 命题设计 知识点索引 5 针对这个实验 小勇进行了进一步的探究 他提出了 感应电流的大小可能与导体切割磁感线的运动速度有关 的猜想 于是他设计了如下的实验方案 保持磁场强弱不变 让导体AB以 填 相同 或 不同 的速度沿相同方向做切割磁感线运动 观察电流表指针偏转幅度大小 如果电流表指针偏转幅度不同 说明感应电流的大小与导体切割磁感线运动速度 填 有关 或 无关 专题三电磁感应现象 命题设计 知识点索引 解析 1 分析可知 产生感应电流的现象中 闭合电路中的部分导体在磁场里的运动方向与磁场方向垂直 即导体中产生感应电流时闭合电路中的部分导体在磁场里做切割磁感线运动 2 比较实验2和3 或6和7 可知 在磁场方向一定时 导体切割磁感线运动方向改变 感应电流的方向就改变 3 比较实验2和6 或3和7 可知 在导体切割磁感线运动方向 或导体运动方向 不变时 磁场方向改变 感应电流的方向就改变 专题三电磁感应现象 命题设计 知识点索引 4 实验中采用的是控制变量法 闭合电路中电流表中的电能是由于导体的运动而产生的 可见消耗的是机械能 所以实验过程中是机械能转化成电能 其重要应用是发电机的发明 5 探究感应电流的大小与导体切割磁感线运动速度是否有关 应该保持磁场强弱不变 让导体AB以不同的速度沿相同方向做切割磁感线运动 观察电流表指针偏转幅度大小 如果电流表指针偏转幅度不同 说明感应电流的大小与导体切割磁感线运动速度有关 如果电流表指针偏转幅度相同 说明感应电流的大小与导体切割磁感线运动速度无关 专题三电磁感应现象 命题设计 知识点索引 1 分析得出 电路中的部分导体在磁场里做切割磁感线运动时 导体中就会产生感应电流 2 比较实验2和3 或6和7 可知 在磁场方向一定时 感应电流的方向与 有关 3 比较实验 可知 在导体切割磁感线运动方向不变时 感应电流的方向与磁场方向有关 4 这个现象在生产和生活中的重要应用是 闭合 导体切割磁感线运动方向 导体运动方向 2 6或3 7 发电机 专题三电磁感应现象 命题设计 知识点索引 5 针对这个实验 小勇进行了进一步的探究 他提出了 感应电流的大小可能与导体切割磁感线的运动速度有关 的猜想 于是他设计了如下的实验方案 保持磁场强弱不变 让导体AB以 填 相同 或 不同 的速度沿相同方向做切割磁感线运动 观察电流表指针偏转幅度大小 如果电流表指针偏转幅度不同 说明感应电流的大小与导体切割磁感线运动速度 填 有关 或 无关 不同 有关 学科素养提升 仪器或实验方法的优缺点评价 知识点索引 要点 优点或缺点是相对的 我们在比较一个装置或实验方案的优劣时 应先找 参照物 然后与之进行比较 你就能得出一个正确 合理的评价 学科素养提升 仪器或实验方法的优缺点评价 知识点索引 典例 如图甲是一种电磁限流器的示意图 当电路中电流过大时 电磁铁吸引