1、第六单元 电与磁、信息及能源,第19讲 电与磁,20132015年初中学业水平考试试题统计与命题解读,考点1,考点2,考点3,考点4,考点5,考点6,考点7,考点1磁现象 1.磁体 具有磁性(具有吸引铁、钴、镍等物质的性质)的物体。 2.磁极 磁体上磁性最强的部分。磁体有两个磁极,分别叫南极(S极)和北极(N极)。 3.磁极间相互作用规律 同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引。 4.如果让磁体在水平位置上自由转动,静止时总是一端指南,一端指北。指南的一端叫南极(S极),指北的一端叫北极(N极)。 5.磁化 铁磁性物质与磁体的磁极接触或靠近时显出磁性的过程。,考点1,考点2,考点3,考点4,考点5
2、,考点6,考点7,考点2磁场 1.定义 磁体周围存在的一种特殊物质。磁场是真实存在的。 2.基本性质 对放入其中的磁体有力的作用。 3.方向判定 在磁场中的某一点放入小磁针,小磁针静止时北极所指的方向即为该点的磁场方向。 4.磁感线 用来描述磁场强弱和方向的曲线。磁感线不是真实存在的。 (1)在磁体外部,磁感线总是从磁体的N极出发,最后回到S极; (2)磁体周围磁感线分布是立体的;磁感线分布越密集的地方,其磁场越强。,考点1,考点2,考点3,考点4,考点5,考点6,考点7,5.地磁场 (1)在地球周围存在着磁场,小磁针指示南北是因为受到地磁场的作用; (2)地磁南极在地理北极附近,地磁北极在地
3、理南极附近,但地理的两极和地磁场的两极并不重合。,考点1,考点2,考点3,考点4,考点5,考点6,考点7,考点3奥斯特实验 1.通电导线周围存在磁场,电流周围磁场方向跟电流方向有关。 2.该现象在1820年被丹麦物理学家奥斯特发现。,考点1,考点2,考点3,考点4,考点5,考点6,考点7,考点4通电螺线管 1.通电螺线管外部的磁场与条形磁体的磁场相似。 2.它两端的磁极跟电流方向有关,可以用右手螺旋定则判定。 3.右手螺旋定则:用右手握住通电螺线管,使四指弯曲与电流方向一致,那么大拇指所指的那一端是通电螺线管的N极。,考点1,考点2,考点3,考点4,考点5,考点6,考点7,考点5电磁铁 1.构
4、成:通电螺线管和里面的铁芯。 2.影响磁性强弱的因素: (1)同一个电磁铁,电流越大,磁性越强。 (2)当电流相同螺线管外形一样时,线圈的匝数越多,磁性越强。 (3)通电螺线管中有铁芯比无铁芯时磁性强。 3.优点:电磁铁磁性的有无、强弱及磁场的方向可分别由电流的有无、大小及方向来控制。 4.应用:电磁继电器(电磁继电器的本质是一个由电磁铁控制的开关)。,考点1,考点2,考点3,考点4,考点5,考点6,考点7,考点6磁场对电流的作用 1.作用 通电导线在磁场中会受到力的作用。 2.力的方向 跟磁感线方向和电流方向有关。 温馨提示若导体中电流的方向或磁感线的方向有一个改变,则导体的受力方向也随之改
5、变;若上述两个方向同时改变,则导体的受力方向不变。 3.能的转化 电能转化为机械能。 4.应用 直流电动机 (1)构造:由磁体、线圈、换向器和电刷组成。 (2)工作原理:利用通电线圈在磁场里受力而转动的原理工作的。,考点1,考点2,考点3,考点4,考点5,考点6,考点7,考点7电磁感应 1.现象 闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,导体中有电流产生,这种现象叫做电磁感应,产生的电流叫做感应电流。 2.感应电流的方向 跟切割磁感线的方向和磁场方向有关。 3.能的转化 将机械能转化为电能。 4.应用 发电机 (1)构造:主要由线圈、磁体、换向器和电刷组成。 (2)工作原理:利用了电磁感
6、应来工作的。,考点1,考点2,考点3,考点4,考点5,考点6,考点7,5.直流电动机和交流发电机对比,考法1,考法2,考法3,考法1磁场与磁感线 磁感线是描述磁场的模型,实际并不存在;磁场是存在于磁体周围的物质,客观存在。磁感线和磁场的关系是命题热点。 例1(2015浙江杭州)甲铁棒能吸引小磁针,乙铁棒能排斥小磁针,若甲、乙铁棒相互靠近,则两铁棒( ) A.一定互相吸引 B.一定互相排斥 C.可能无磁力的作用 D.可能互相吸引,也可能互相排斥,考法1,考法2,考法3,解析:小磁针本身具有磁性,能够吸引没有磁性的铁棒,故铁棒甲可能有磁性,也可能没有磁性,只是在小磁针磁场作用下暂时被磁化。铁棒乙能
7、排斥小磁针,说明乙一定有磁性。若甲无磁性,当甲靠近乙时,甲、乙互相吸引;若甲有磁性,则甲、乙两磁体都分别有北极和南极,当它们的同名磁极互相靠近时,互相排斥;当异名磁极互相靠近时,互相吸引,故D正确。 答案:D 方法点拨磁场是抽象的,在认识和描述磁场的过程中主要采用以下方法: (1)通过磁场对放入其中的磁体或磁性物质产生吸引或排斥作用,确认它的存在,这是转换法; (2)用铁屑显示磁场的分布,实际上是铁屑在磁场中被磁化成小磁针,由于受到磁力的作用而有规律地排列起来,这是小磁针法; (3)与用光线描述光的直线传播一样,用磁感线描述磁场,这是模型法。,考法1,考法2,考法3,考法2右手螺旋定则 右手螺
8、旋定则用于判定通电螺线管(电磁铁)极性与电流方向间的关系,是考查的重点。常见考查方式包括:由螺线管中的电流方向或电源正、负极判断通电螺线管的磁极;已知通电螺线管的磁极,判断螺线管中电流的方向或电源正、负极;根据通电螺线管的磁极以及电源的正、负极,画螺线管的绕线方向。 例2最先发现电流周围存在磁场的科学家是丹麦的 。如图所示,通电螺线管附近的小磁针处于静止状态,则螺线管的A端是 极,电源的D端是 极。,考法1,考法2,考法3,解析:丹麦物理学家奥斯特发现,将通电直导线放在小磁针上方时,小磁针会发生偏转,从而发现了电流的磁效应;由题图可知,小磁针静止时,S极靠近螺线管,由同名磁极相互排斥、异名磁极
9、相互吸引可知,螺线管B端应为N极,A端为S极;由右手螺旋定则可知,电流应由右端流入,故电源C端为正极,D端为负极。 答案:奥斯特 S 负 方法点拨磁场、磁感线、磁极间的相互作用规律以及通电螺线管极性的判断是几个重要知识点,关系如下:,考法1,考法2,考法3,考法3电磁感应与发电机 “如何产生感应电流”也是初中阶段基本实验之一。对这一实验的考查,重点是感应电流产生的条件。 例3如图甲是探究电磁感应现象的装置。(1)闭合开关,让导体AB沿水平方向左右运动,观察到灵敏电流计的指针偏转;若让导体AB由图示位置沿竖直方向上下运动,则灵敏电流计的指针 (选填 “偏转”或“不偏转”)。,考法1,考法2,考法
10、3,(2)利用此装置,探究感应电流方向与磁场方向和切割磁感线方向之间的关系,观察到的实验现象记录如下:在上述四次实验中,比较 两次实验,可知感应电流方向与磁场方向有关。比较 两次实验,可知同时改变磁场方向和切割磁感线方向则感应电流方向不变。,考法1,考法2,考法3,(3)在探究中还发现,导体AB水平向左(或向右)缓慢运动时,灵敏电流计的指针偏转角度较小;导体AB水平向左(或向右)快速运动时,灵敏电流计的指针偏转角度较大,说明感应电流的大小与 有关。 (4)有同学还想探究感应电流的大小是否与磁场强弱有关。 请你写出简要做法: 如何判断: 。 (5)如图乙是实验室用到的手摇发电机模型,将小电灯换成
11、灵敏电流计,慢慢摇动手柄,观察到灵敏电流计的指针 (选填“左右摆动”或“向一侧摆动”),这表明该发电机模型发出的电是 (选填“交流”或“直流”)。,考法1,考法2,考法3,解析:(1)产生感应电流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。当导体AB由图示位置沿竖直方向上下运动时,没有做切割磁感线运动,不能产生感应电流,故灵敏电流计的指针不偏转。(2)在探究感应电流方向与磁场方向有关时,要控制导体做切割磁感线的方向不变;当同时改变导体做切割磁感线的方向和磁场方向时,感应电流的方向不改变。(3)分析实验现象可得,产生感应电流的大小与切割磁感线运动的速度有关。(4)探究感应电流的大小是否
12、与磁场强弱有关时,利用控制变量法,要控制导体不变、导体切割磁感线运动的方向和速度不变,只改变蹄形磁体的磁性强弱,观察电流表指针的偏转角度即可判断出感应电流的大小是否与磁场强度有关。,考法1,考法2,考法3,答案:(1)不偏转 (2)和(或和) 和(或和) (3)切割磁感线的速度 (4)做法: 让导体AB在磁场中以一定的水平速度做切割磁感线的运动,观察灵敏电流计指针的偏转角度; 改变磁场的强弱,让导体AB在磁场中以相同的水平速度做切割磁感线的运动,观察灵敏电流计指针的偏转角度。 判断: 若两次灵敏电流计指针的偏转角度不同,则说明感应电流的大小与磁场强弱有关;若两次灵敏电流计指针的偏转角度相同,则
13、说明感应电流的大小与磁场强弱无关。 (5)左右摆动 交流(向一侧摆动 直流),考法1,考法2,考法3,方法点拨解决本题的关键:一是掌握影响感应电流大小的因素;二是控制变量法和转换法的灵活运用。,一、探究通电螺线管的磁场 1.实验器材:一个线圈匝数可以改变的电磁铁、电源、开关、滑动变阻器、电流表、一堆大头针。 2.实验过程: (1)研究电磁铁的磁性的强弱和电流大小的关系。把电源、开关、滑动变阻器、电流表和电磁铁连接成实验电路图,保持线圈匝数、线圈横截面积不变,调整滑动变阻器滑片,使电流减小,观察电磁铁吸引大头针的数目。 再移动变阻器的滑片,使电流增大,观察电磁铁吸引大头针的数目。 (2)研究外形
14、相同的螺线管,电磁铁的磁性强弱跟线圈匝数的关系。 保持线圈横截面积不变,改变接入电路中螺线管的匝数,同时调整滑动变阻器滑片,保持电流大小不变,观察电磁铁吸引大头针的数目是否变化。 实验结论:电磁铁磁性的强弱与线圈匝数和电流强弱有关。电流不变,匝数越多,电磁铁磁性越强;匝数不变,电流越强,电磁铁磁性越强。,例1弹簧下悬挂一条形磁铁,放置在螺线管的上方。闭合开关后,通电螺线管下方的小磁针静止时的位置如图1所示。(1)通电螺线管的上端为 极。 (2)把滑动变阻器滑片向左滑动时,弹簧将 (选填“伸长”或“缩短”)。 (3)如用图2所示电流表替代虚线框内器材并连接好,然后将另一条形磁体迅速插入线圈中,与
15、之相连的电流表的指针会发生偏转,这是 现象。,解析:(1)闭合开关后,电流从下端流入上端流出,根据安培定则通电螺线管的上端为S极; (2)通电螺线管的上端为S极,与磁体相互排斥,滑动变阻器滑片向左滑动时螺线管的磁性增强,斥力增大,弹簧缩短; (3)电流表替代虚线框内器材并连接好,然后将另一条形磁体迅速插入线圈中时,闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动,导体中会产生感应电流,这种现象是电磁感应现象。 答案:(1)S (2)缩短 (3)电磁感应,练习为探究“影响通电螺线管磁性强弱的因素”,小明以电池(电压一定)、滑动变阻器、数量较多的大头针、铁钉以及较长导线为主要器材,进行如图所示的简易实验。 (
16、1)他将导线绕在铁钉上制成简易螺线管,并巧妙地通过吸引大头针的多少(或“大头针”)来显示通电螺线管磁性的强弱。 (2)连接好电路,使变阻器连入电路的阻值较大,闭合开关,观察到图(a)所示的情景;接着,移动变阻器滑片,使其连入电路的阻值变小,观察到图(b)所示的情景。比较图(a)和(b),(a) 图中的电流较小,从而发现,通过螺线管的电流越大(选填“大”或“小”)磁性越强。 (3)如图(c),将导线绕在两枚铁钉上,构成两个简易螺线管串联的电路。从图(c)的情景看出,在电流相同的情况下,线圈的匝数越多(选填“多”或“少”)磁性越强。,二、探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件 1.实验器材:灵敏
17、电流计,蹄形磁铁,线框,条形磁铁,开关,导线。 2.实验过程:(1)置闭合电路的部分导体于磁场中,且保持导体与磁场相对静止,如图,观察电流计的指针变化情况。 (2)探究闭合电路的一部分导体在磁场中运动时产生感应电流实验时,控制磁场方向相同,改变导线ab的运动情况。 结论:闭合电路的一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。,(3)改变磁场方向,按下列实验进行,观察如图所示电流计的指针偏转情况。结论:闭合电路的一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,且感应电流方向与磁场方向有关。 分析论证:闭合电路的一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
18、应电流。,例2(2015福建福州)小华在探究怎样产生感应电流的实验中,设计了如图所示的实验装置。(1)将磁体向右插入螺线管中时,观察到灵敏电流计的指针向右偏转,由此可知: 。 (2)将磁体从螺线管中向左拔出时,会观察到灵敏电流计的指针向 (选填“左”或“右”)偏转。 (3)通过前两步实验,可得出感应电流的方向与 方向有关。,解析:(1)在实验装置中,灵敏电流计的作用就是测量电路中有无电流产生,指针偏转,说明电路中有感应电流。 (2)根据第(1)小题,磁体插入时,电流计指针右偏,感应电流的方向与磁场方向和切割磁感线的方向有关,现在磁场方向不变,磁体向外拔出,改变了切割磁感线的方向,感应电流方向改变,故向左。 (3)前两个小题只改变磁体运动方向,感应电流方向改变,根据控制变量法可知,感应电流的方向与磁体运动方向有关。 答案:(1)电路中有感应电流 (2)左 (3)磁体运动,练习(2015济宁)如图是“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、灵敏电流计、开关、导线组成闭合电路。(1)要使灵敏电流计的指针发生偏转,可行的操作是导体棒水平向右运动。 (2)要使灵敏电流计的指针偏转方向发生改变,可以采取两种方法: 方法一:调换N极S极位置; 方法二:改变导体棒运动方向。,
