第18讲-电与磁（思维导图+考点精讲+例题精析）-2023年中考物理一轮复习讲练测（原卷版）

第18讲—电与磁2023年中考物理一轮复习讲练测一、思维导图考点精讲考点1磁现象磁场1.磁现象：（1）磁性：物体能够吸引钢铁、钴、镍一类物质（吸铁性）的性质叫磁性。（2）磁体：具有磁性的物体，叫做磁体。磁体具有吸铁性和指向性。（3）磁体的分类：①形状：条形磁体、蹄形磁体、针形磁体；②来源：天然磁体（磁铁矿石）、人造磁体；③保持磁性的时间长短：硬磁体（永磁体）、软磁体。（4）磁极：磁体上磁性最强的部分叫磁极。磁极在磁体的两端。磁体两端的磁性最强，中间的磁性最弱。（5）磁体的指向性：可以在水平面内自由转动的条形磁体或磁针，静止后总是一个磁极指南（叫南极，用S表示），另一个磁极指北（叫北极，用N表示）。无论磁体被摔碎成几块，每一块都有两个磁极。（6）磁极间的相互作用：同名磁极互相排斥，异名磁极互相吸引。（若两个物体互相吸引，则有两种可能：①一个物体有磁性，另一个物体无磁性，但含有钢铁、钴、镍一类物质；②两个物体都有磁性，且异名磁极相对。）（7）磁化：一些物体在磁体或电流的作用下会获得磁性，这种现象叫做磁化。钢和软铁都能被磁化：软铁被磁化后，磁性很容易消失，称为软磁性材料；钢被磁化后，磁性能长期保持，称为硬磁性材料。所以钢是制造永磁体的好材料。2.磁场：（1）磁场：磁体周围的空间存在着磁场。（2）磁场的基本性质：磁场对放入其中的磁体产生磁力的作用。磁体间的相互作用就是通过磁场而发生的。（3）磁场的方向：把小磁针静止时北极所指的方向定为那点磁场的方向。磁场中的不同位置，一般来说磁场方向不同。（4）磁感线：在磁场中画一些有方向的曲线，任何一点的曲线方向都跟放在该店的磁针北极所指的方向一致。这样的曲线叫做磁感线。3.地磁场：地磁场：地球本身是一个巨大的磁体，在地球周围的空间存在着磁场，叫做地磁场。地磁场的北极在地理南极附近；地磁场的南极在地理北极附近。小磁针能够指南北是因为受到了地磁场的作用。地理的两极和地磁的两极并不重合，磁针所指的南北方向与地理的南北极方向稍有偏离（地磁偏角），世界上最早记述这一现象的人是我国宋代的学者沈括。（《梦溪笔谈》）【拓展】1.对磁感线的认识①磁感线是假想的，不是真实存在的．②磁感线可以表示磁场的强弱，其密集处磁场较强，稀疏处磁场较弱．③磁感线布满磁体周围的所有空间，并且磁感线不交叉．④磁感线上任意一点的切线方向与该点的磁场方向一致．⑥在磁体的内部，磁感线从磁体的S极指向磁体的N极，在磁体的外部则相反，从而形成闭合的曲线．2.不同磁极间的磁感线异名磁极间同名磁极间（N）同名磁极间（S）考点2电生磁1.奥斯特实验：最早发现电流磁效应的科学家是丹麦物理学家奥斯特。奥斯特实验：对比甲图、乙图，可以说明：通电导线的周围有磁场；对比甲图、丙图，可以说明：磁场的方向跟电流的方向有关。2.通电螺线管的磁场：通电螺线管外部的磁场方向和条形磁体的磁场一样。通电螺线管的两端相当于条形磁体的两个极，通电螺线管两端的极性跟螺线管中电流的方向有关。3.安培定则：用右手握螺线管，让四指指向螺线管中电流的方向，则大拇指所指的那端就是螺线管的N极。考点3电磁铁电磁继电器1.电磁铁：（1）定义：插有铁芯的通电螺线管。（2）特点：①电磁铁的磁性有无可由通断电控制，通电有磁性，断电无磁性；②电磁铁磁极极性可由电流方向控制；③影响电磁铁磁性强弱的因素：电流大小、线圈匝数、：电磁铁的电流越大，它的磁性越强；电流一定时，外形相同的电磁铁，线圈匝数越多，它的磁性越强。2.电磁继电器：电磁继电器是利用低电压、弱电流电路的通断，来间接地控制高电压、强电流电路的装置。电磁继电器是利用电磁铁来控制工作电路的一种开关。电磁继电器的结构：电磁继电器由电磁铁、衔铁、弹簧、动触点和静触点组成，其工作电路由低压控制电路和高压工作电路组成。3.扬声器：扬声器是将电信号转化成声信号的装置，它由固定的永久磁体、线圈和锥形纸盆构成。扬声器的工作原理：线圈通过如图下所示电流时，受到磁体吸引而向左运动；当线圈通过方向相反的电流时，受到磁体排斥而向右运动。由于通过线圈的电流是交变电流，它的方向不断变化，线圈就不断地来回振动，带动纸盆也来回振动，于是扬声器就发出了声音。考点4电动机1.磁场对通电导线的作用：（1）通电导体在磁场里受到力的作用。力的方向跟磁感线方向垂直，跟电流方向垂直；（2）通电导体在磁场里受力的方向，跟电流方向和磁感线方向有关。（当电流方向或磁感线方向两者中的一个发生改变时，力的方向也随之改变；当电流方向和磁感线方向两者同时都发生改变时，力的方向不变。）（3）当通电导线与磁感线垂直时，磁场对通电导线的力最大；当通电导线与磁感线平行时，磁场对通电导线没有力的作用。2.电动机：电动机是根据通电线圈在磁场中因受力而发生转动的原理制成的，是将电能转化为机械能的装置。电动机是由转子和定子两部分组成的。换向器的作用是每当线圈刚转过平衡位置时，能自动改变线圈中电流的方向，使线圈连续转动。改变电动机转动方向的方法：改变电流方向（交换电压接线）或改变磁感线方向（对调磁极）。提高电动机转速的方法：增加线圈匝数、增加磁体磁性、增大电流。考点5磁生电1.电磁感应现象：英国物理学家法拉第发现了电磁感应现象。内容：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中就产生电流，这种现象叫做电磁感应，产生的电流叫做感应电流。导体中感应电流的方向，跟导体的运动方向和磁感线方向有关。（当导体运动方向或磁感线方向两者中的一个发生改变时，感应电流的方向也随之改变；当导体运动方向和磁感线方向两者同时都发生改变时，力的方向不变。）2.发电机：发电机是根据电磁感应现象制成的，是将机械能转化为电能的装置。发电机是由定子和转子两部分组成的。从电池得到的电流的方向不变，通常叫做直流电。（DC）电流方向周期性变化的电流叫做交变电流，简称交流电。（AC）在交变电流中，电流在每秒内周期性变化的次数叫做频率，频率的单位是赫兹，简称赫，符号为Hz。我国供生产和生活用的交流电，电压是220V，频率是50Hz，周期是0.02s，即1s内有50个周期，交流电的方向每周期改变2次，所以50Hz的交流电电流方向1s内改变100次。3种电磁现象的辨识及相关应用实验奥斯特实验电磁感应实验磁场对电流的作用实验探究电磁铁磁性强弱的实验原理图工作原理电流的磁效应电磁感应通电导体在磁场中受力而运动电流的磁效应能的转化/机械能→电能电能→机械能/影响因素磁场的方向与电流的方向有关感应电流的方向与磁场的方向和导体运动的方向有关导体受力的方向与电流的方向和磁场的方向有关电磁铁磁性的强弱与电流的大小、线圈的匝数有关主要应用电磁铁、电磁继电器、电话的听筒等发电机、动圈式话筒等电动机电磁继电器、电磁起重机等三、例题精析1．如图所示，线圈通电后，受磁场力作用将开始顺时针旋转。如果线圈是固定的，磁体可以绕线圈旋转，则线圈通电后，磁体将（）A．开始顺时针旋转 B．开始逆时针旋转C．保持静止 D．以上三种情况都有可能2．在科学晚会上，小明所在的科技小组展示了一个“隔板推物”的节目，其原理如图所示。甲、乙两线圈分别悬挂在两个蹄形磁铁的磁场中，两线圈通过导线连接构成一个闭合电路。用手推动甲线圈摆动时，乙线圈会随之摆动。对于这个过程，下列说法正确的是（）A．甲线圈相当于电源，乙线圈相当于用电器 B．推动甲线圈摆动时电能转化为机械能C．乙线圈随之摆动时机械能转化为电能 D．乙线圈摆动的原理是电磁感应现象3．下列有关电磁感应现象的说法正确的是（）A．电磁感应现象是英国物理学家安培首先发现的B．探究电磁感应现象应选用图甲所示的装置进行实验C．闭合电路的一部分导体在磁场中运动就会产生感应电流D．利用电磁感应现象可以制成电动机，实现机械能转化为电能4．如图是研究巨磁电阻（GMR电阻在磁场中急剧减小）特性的原理示意图，闭合开关S1、S2后，电磁铁右端为______极，滑片P向左滑动过程中，指示灯明显变______（选填“亮”或“暗”）。5．如图所示是一种环保型手电筒，这种手电筒不用化学电池作为电源。使用时只要将它来回摇晃，就能发光，并且来回摇晃得越快，手电筒发光越强。这种手电筒所产生得电能是根据_____现象获得的，其能量转化是_____能转化成电能。6．小明同学用硬纸板和大头针制作底座，把两根缝衣针磁化后，穿过按扣的两个孔，放在底座的针尖上，就制作成了一个如图所示的指南针，指南针能指地理的南北极，是因为受到了______的作用。该指南针静止后，针尖指南方，则针尖是指南针的______（选填“N”或“S”）极。7．为了探究电磁铁的磁性强弱跟哪些因素有关，小明同学用漆包线（表面涂有绝缘漆的导线）在大铁钉上绕若干圈，制成简单的电磁铁，下图中甲、乙、丙、丁为实验中观察到的四种情况。（1）实验中判断电磁铁磁性强弱的方法是______；这一方法体现了“转换法”的思想；（2）比较图乙和图______可知：线圈数相同时，电磁铁的电流越大磁性越强；（3）根据实验情况，你还能得出什么实验结论？______；该实验结论可由图______验证；（4）如下图，闭合开关，通过滑动变阻器改变同一线圈中的电流大小，当滑片P向______移动，会发现电磁铁吸引大头针的数目变少；（5）如下图，实验中采用串联的方式是为了控制______不变，探究电磁铁的磁性强弱与______的关系；（6）将下图中滑动变阻器滑片移至中点，吸引大头针；然后将铁钉抽离，用通电螺线管吸引大头针，发现吸引大头针数目______，这就说明了铁芯具有______的作用。8．利用图所示的装置进行电与磁的相关实验。（1）①若利用该装置探究“通电导体在磁场中受力”，应将开关的接线柱1与_______（选填“2”或“3”）接通。其中_______（选填“扬声器”或“动圈式话筒”）工作过程与该原理相同。为使观察到的现象更明显，导体ab应选择_______（选填“空心铜管”或“实心铜棒”）；②为使悬挂的导体ab运动速度加快，可将滑动变阻器向_______（选填“左移”或“右移”）或改用磁场_______（选填“更强”或“更弱”）的磁体.（2）将开关反方向闭合，利用该装置探究“产生感应电流的条件”：①让悬挂的导体ab在图所示位置沿竖直方向上下运动，灵敏电流计指针_______（选填“会”或“不会”）发生偏转；②保持磁体不动，若导体ab水平向右运动，灵敏电流计指针向左偏转；若要使灵敏电流计的指针向右偏转，可以_______（填字母）；A．将磁体的磁极对调，导体ab向左运动；B．保持磁体不动，导体ab向左运动；③为使灵敏电流计的指针偏转角度更大，可以_______（写出一种方法即可）。9．小明妈妈为奶奶买了一个电热足浴盆（如图所示）内部由加热系统和按摩系统两部分组成。加热系统的加热电阻额定电压为220V，额定功率500W。问：（1）小明帮奶奶泡脚时，向足浴盆中加入5kg初温为20℃的水，加热系统的加热电阻正常工作16min将水加热到40℃，此加热过程中水吸收的热量是多少？（2）加热系统加热时的热效率是多少？（3）当小明家的实际电压是198V时，加热电阻工作的实际功率是多少？（加热电阻阻值不随温度变化而变化）（4）足浴盆按摩系统中的电动机工作电压是12V（按摩系统将交流电压转换为12V），工作电流为4A，其电阻为0.5Ω，电动机工作中因发热损失的功率是多少？10．某展览厅为保护展品，在屋顶采用光敏材料设计了调光天窗，当外界光照较强时，启动电动卷帘适时调整进光量；当外界光照较弱时，自动启动节能灯泡予以补光。调光天窗的电路原理如图所示，控制电路电源电压U1=12V，工作电路电源电压U2=220V，R2为定值电阻，P为电磁铁，其线圈电阻约10Ω，当电流达到60mA时刚好能吸合衔铁，使电动卷帘工作。R1为光敏电阻，其阻值与光照强度之间的关系如下表所示。光照强度E/cd1.01.52.02.53.03.5光敏电阻R1/Ω1209070584840(1)工作电路中的L代表安装在展厅内的20盏“220V10W”的节能灯，这些灯同时正常发光4小时，耗电多少千瓦时?(2)当外界光照强度达到1.0cd时，电动卷帘便开始工作，R2的阻值是多少?(3)当电阻R2消耗的电功率为0.7W时，外界光照强度是多少?(4)为了节能，需要在光照强度更弱时才能启动节能灯照明，请结