物理专题134电与磁信息的传递讲练中考物理讲练测原卷版.docx
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物理专题134电与磁信息的传递讲练中考物理讲练测原卷版
第十三章电和磁
第04讲电与磁信息的传递
考向1磁现象：
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。
磁体：
具有磁性的物体，叫做磁体。
磁体具有吸铁性和指向性。
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。
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。
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。
）
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。
解读：
判断物体是否是磁体，主要可依据磁铁的吸铁性，指向性以及磁极间的相互作用规律。
跟判断物体是否带电相类似，要判断某物体是否有磁性，可以将另一磁体靠近它，并观察到两者相互排斥时，就能判定被考察物体是有磁性的。
如果被考察物体是铁磁性物质的，由于另一磁铁具有吸铁性，因此两者互相吸引不能证明双方都一定具有磁性。
典型例题如图所示，在水平地面上的磁体上方，有挂在弹簧测力计上的小磁体（下部N极）．小辉提着弹簧测力计向右缓慢移动，挂在弹簧测力计上的小磁体下端，沿图示水平路线从A缓慢移到B．则图乙中能反映弹簧测力计示数F随位置变化的是（）
A．
B．
C．
D．
【解析】条形磁体两极磁性最强而中间磁性最弱，磁极间的相互作用;同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引.当磁体在左端时，两磁极是异名磁极，异名磁极相互吸引，此时簧测力计示数F=G+F吸引，磁体向右移动它们之间的相互吸引力逐渐减小，簧测力计示数F减小；过了大磁体中点后，两磁极变为同名磁极，同名磁极相互排斥，此时簧测力计示数F=G-F排斥，且越往右相互排斥力越大，簧测力计示数F减小，故可以得出弹簧测力计的示数从A端到B端是逐渐变小的．
【答案】C．
针对练习1如图所示，重为G的小铁块在水平方向力F的作用下，沿条形磁铁的表面从N极滑到S极，下列说法正确的是（）
A．小铁块对磁铁的压强始终不变
B．小铁块对磁铁的压力始终不变
C．小铁块受到的摩擦力始终不变
D．小铁块受到的重力始终不变
针对练习2小娴不小心将甲、乙两磁铁棒各摔成两半，破裂情况如图所示。
若将两磁铁棒按原状自然接合，则甲棒两半将互相________，乙棒两半将互相_______。
针对练习3有两个完全相同的磁铁，在磁铁两端各吸引一只铁钉，如图所示。
如果将两磁铁靠近，直至两个磁极相接触，发现铁钉会掉下，请分析产生此现象的原因。
。
考向2磁场：
磁体周围的空间存在着磁场。
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。
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，一般说磁场方向不同。
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。
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。
小磁针能够指南北是因为受到了地磁场的作用。
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。
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），世界上最早准确记述这一现象的人是我国宋代的学者沈括。
（《梦溪笔谈》）
解读：
对磁感线的认识：
①磁感线是在磁场中的一些假想曲线，本身并不存在，作图时用虚线表示；
②在磁体外部，磁感线都是从磁体的N极出发，回到S极。
在磁体内部正好相反。
③磁感线的疏密可以反应磁场的强弱，磁性越强的地方，磁感线越密，磁性越弱的地方，磁感线越稀；
④磁感线在空间内不可能相交。
典型的磁感线：
典型例题下列关于磁场的说法，不正确的是（）
A.磁体周围存在着磁场
B.磁体间相互作用都是通过磁场发生的
C.磁场虽看不见，摸不着，但真实存在
D.磁感线分布图中没有画出磁感线的区域就没有磁场
【解析】磁体周围存在一种看不见的物质，叫磁场，磁场对放入其中的磁体有力的作用；磁体间相互作用都是通过磁场发生的；磁场虽看不见，摸不着，但真实存在；磁感线是科学家抽象出来的，用来描述磁场的强弱和方向，分布图中没有画出磁感线的区域也有磁场。
故选D
【答案】D
针对练习1关于磁体、磁场和磁感线，以下说法中正确的是（）
A．铜、铁和铝都能够被磁体所吸引
B．磁体之间的相互作用都是通过磁场发生的
C．磁感线是磁场中真实存在的曲线
D．物理学中，把小磁针静止时S极所指的方向规定为该点磁场的方向
针对练习在一个圆筒纸盒里有一条形磁铁，圆筒纸盒外放一些小磁针。
如图所示，是各个小磁针的指向示意图，请你画出圆筒纸盒里条形磁体并标明N、S极。
针对练习3．如图所示，条形磁体和小磁针都处于静止状态，虚线表示条形磁体周围的一条磁感线。
标出条形磁体的N、S极和磁感线的方向．
考向3电生磁
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：
通电导线的周围磁场的方向跟电流的方向有关。
1、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。
2、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。
解读：
（1）关于通电螺线管的题目有三种类型：
第一种是已知电源的正、负极和绕线方法来判断螺线管的极性；第二种是已知螺线管的极性和绕线方法来判断电源的正、负极；第三种是已知电源的正、负极和螺线管的极性画螺线管的绕线情况。
解决这三种问题，应从以下几点入手：
①记住常见的几种磁感线分布情况。
②磁场中的小磁针静止时N极的指向为该点的磁场方向和该点的磁感线方向。
③磁感线是闭合曲线：
磁体外部的磁感线都是从磁体的N极出发回到磁体的S极；在磁体内部磁感线从磁体的S极出发回到N极。
④对于通电螺线管关键是根据N、S极或电源的“+”、“-”极判断出螺线管的电流方向，绕时的绕线线形状应像“S”或反“S”，螺线管朝向读者的一侧应画导线，内侧不画导线，最后将导线跟电源连接成闭合电路。
典型例题在图中标出磁感线的方向和小磁针的N极和S极。
【解析】根据右手螺旋定则可以判断出螺线管的左端为其北极，右端为其南极，而磁感线都是从其北极出来，回到南极的；根据同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引的规律可知，小磁针静止时与螺线管S极靠近的一端为N极，则另一端为S极。
【答案】作图如图所示：
针对练习1如图所示，闭合开关S后小磁针静止在螺线管旁的情况，请标出通电螺线管的N极和小磁针的N极。
针对练习2在如图所示中，有条形磁铁和电磁铁，虚线表示磁感线，磁极甲、乙、丙、丁的极性依次是（）
A．S、N、S、SB．N、N、S、N
C．S、S、N、ND．N、S、N、N
针对练习3小芳同学利用如图所示装置探究电与磁的关系，请仔细观察图中的装置、操作和现象，然后归纳得出初步结论。
比较甲、乙两图可以得到的结论是______________________________________。
比较甲、丙两图可以得到的结论是______________________________________。
考向4电磁铁：
定义：
插有铁芯的通电螺线管。
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。
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。
典型例题为了探究电磁铁的磁性强弱跟哪些因素有关，小勤所在的实验小组进行了如下实验：
他们首先找了两颗大铁钉，用漆包线在上面绕制若干圈，做成简易电磁铁，然后分别按图接入电路。
探究前，小勤他们还作了以下的猜想：
猜想A：
电磁铁，顾名思义，通电时有磁性，断电时没有磁性；
猜想B：
通过的电流越大，磁性越强；
猜想C：
外形相同时，线圈的匝数越多，磁性越强。
探究过程如图所示。
请你仔细观察这四幅图，然后完成下列填空。
（1）探究过程中通过观察__________________来判断磁性的有无和强弱；
（2）比较图_________可以验证猜想A是正确的；
（3）比较图_________可以验证猜想B是正确的；
（4）通过图d中的实验现象可以验证猜想C是正确的；但仔细分析发现，猜想C的表述还不完整，还应补充条件____________________。
【解析】
（1）探究过程中通过观察吸引小铁钉（大头针等）的多少来判断磁性的有无和强弱；
（2）由ab两图可知，a图的开关断开，电路中没有电流，电磁铁也不吸引大头针闭合，说明电磁铁没有磁性；b图的开关闭合，电路中有电流，电磁铁吸引大头针闭合，说明电磁铁有磁性．由此知A是正确的；
（3）猜想B是验证磁性的强弱是否与电流大小有关，因此要控制匝数相同，电流大小不同．比较几个图，只有bc符合条件；
（4）d图中磁性强弱不仅与线圈匝数有关，还与电流大小有关；猜想C是验证磁性的强弱是否与电流大小有关，因此要控制电流的大小相同，线圈匝数不同。
【答案】
（1）吸引小铁钉（大头针等）的多少；
（2）a和b；（3）b和c；（4）通过的电流相等
针对练习1能使通电螺线管的南北极位置相互交换的操作是（）
A.把螺线管的匝数增加一倍
B.把螺线管中的电流减小一半
C.改变螺线管中的电流方向
D.在螺线管中插入铁芯
针对练习2在图中所示的自动控制电路中，当控制电路的开关S闭合时，工作电路的情况是（）
A．灯亮，电铃响
B．灯亮，电铃不响
C．灯不亮，电铃不响
D．灯不亮，电铃响
针对练习3小敏在参观水库时，看到水库的水位自动报警器（如图所示）．他分析了这个装置的工作原理：
由于A、B都是碳棒，当水位到达乙位置时，“控制电路”接通，电磁铁C产生，吸下衔铁D，此时“工作电路”中灯发光，发出报警信号．
考向5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。
电动机：
（1）原理：
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。
（2）构造：
电动机是由转子（能够转动的部分）和定子（固定不动的部分）两部分组成的。
（3）换向器是由两个铜制半环构成的，两者彼此绝缘。
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。
（4）电动机的转动方向由电流方向和磁场方向决定。
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）。
（5）电动机转速的大小与线圈的匝数、线圈中电流的大小、磁场的强弱有关，即线圈匝数越多，电流越大，磁场越强，转速越快。
提高电动机转速的方法：
增加线圈的匝数、增加磁体的磁性、增大电流。
（6）与热机相比，电动机的优点：
构造简单；控制方便；体积小；无污染；效率高；功率可大可小。
解读：
（1）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。
）
（2）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。
典型例题在探究通电导线在磁场中的受力方向与什么有关系时，一位同学做了如图a、b、c的三个实验．图中AB表示闭合电路的一部分导线，导线上的箭头表示电流的方向，F表示导线受力的方向，S、N表示蹄形磁铁的南北极。
（1）通过实验a和b说明，通电导线在磁场中的受力方向与_________的方向有关．
（2）通过实验相a和c说明，通电导线在磁场中的受力方向与___________的方向有关．
【解析】对比a、b两图，控制磁场方向相同，改变电流方向，导体受力方向相反，说明通电导体在磁场中的受力方向跟电流方向有关；
同理在a、c两图中，控制导体中电流方向相同，改变磁场方向，导体受力方向相反，说明通电导体在磁场中的受力方向跟磁场方向有关．
【答案】电流；磁场．
针对练习1小明将直流电动机模型接入电路，闭合开关后，发现电动机不工作。
他用手轻轻地碰了一下线圈后，直流电动机模型开始正常转动，其原因可能是（）
A．直流电动机的铜半环与电刷接触不良
B．电源电压太低
C．线圈刚好处于平衡位置
D．线圈中的电流太小
针对练习2江涛用如图所示的实验装置，探究“磁场对通电直导线的作用”．闭合开关S，原本静止的轻质硬直导线AB水平向右运动．要使AB水平向左运动，下列措施中可行的是（）
A．将A、B两端对调
B．将蹄形磁体的N、S极对调
C．换用磁性更强的蹄形磁体
D．将滑动变阻器的滑片P向右移动
针对练习3在如图所示的实验装置中，当开关闭合时，能观察到导体棒ab沿金属导轨运动.利用这一现象所揭示的原理可制成的设备是（）
A.电热器
B.发电机
C.电动机
D.电磁继电器
考向6电磁感应：
1、电磁感应现象：
（1）英国物理学家法拉第发现了电磁感应现象，进一步揭示了电与磁之间的联系，发明了发电机。
（2）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。
2、发电机：
（1）原理：
发电机是根据电磁感应现象制成的。
（2）能量的转化：
发电机是将机械能转化为电能的装置。
（3）构造：
发电机是由定子和转子两部分组成的。
（4）直流电和交流电：
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。
（5）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。
解读：
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。
）产生感应电流的条件：
①电路必须是闭合的；②部分导体在磁场中做切割磁感线运动。
两个条件缺一不可。
典型例题1在探究“感应电流产生的条件”实验中
（1）如图，a、b两接线柱间应接人（大／小）量程电流表。
（2）导体在磁场中运动时，电流表指针没有发生偏转，其原因可能是。
（3）改正错误后继续实验，小王发现每次电流表指针的偏转角度不相同，于是他对影响
感应电流大小的因素作以下猜想。
猜想一：
与导体切割磁感线运动的速度大小有关；
猜想二：
与磁场的强弱有关；
猜想三：
与导体的匝数有关。
为了验证猜想三，他设计的方案是：
分别让两个匝数不同的线圈，在如图所示的磁场中水平向左运动，观察电流表指针的偏转角度。
请对此方案作出评价，指出存在的主要问题是。
请你说出小王最终如何判断猜想三是否正确，。
【解析】
（1）产生的感应电流比较小，a、b接线柱间应当接入小量程的电流表，才能显示是否有感应电流的产生。
（2）导体在磁场中运动时，电流表指针没有发生偏转，说明没有感应电路的产生，可能是开关没有闭合，也可能是导体沿着磁感线的方向运动。
（3）探究与线圈匝数的关系，由于在同一个磁场中运动，磁场强弱相同，他没有控制线圈切割磁感线的速度相同。
电流表指针偏转的角度表示感应电流的大小。
如果指针两次偏转的角度几乎相同，则感应电流与线圈匝数无关，如相差明显，则与线圈匝数有关。
【答案】
（1）小
（2）开关没有闭合（3）没有控制线圈切割磁感线速度大小不变比较指针两次偏转角度，若相差不大，与线圈匝数无关；若相差明显，与线圈匝数有关。
针对练习1如图所示，用来说明发电机工作原理的实验装置是：
（）
针对练习2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”实验中，能产生感应电流的操作是（）
A．让导体AB沿水平方向左右运动
B．让导体AB沿竖直方向上下运动
C．让导体AB静止在蹄形磁铁内
D．让蹄形磁铁沿竖直方向上下运动
针对练习3下列装置中，与发电机工作原理相同的是（）
A．甲与乙B．乙与丙C．丙与丁D．甲与丁
考向7信息的传递
1、1876年贝尔发明了第一步电话。
电话的基本结构：
最简单的电话由话筒和听筒组成。
工作原理：
话筒把声信号转化为变化的电流，电流沿着导线把信息传到远方，把声信号变成电信号；在另一端，电流使听筒的膜片振动，使膜片振动起来，在空气中形成声波，就可以听到对方讲话了。
2、电磁波的产生：
导线中电流的迅速变化会在周围空间激起电磁波。
电磁波的传播电磁波可以在真空中传播，不需要任何介质。
真空中电磁波的传播速度c=
m/s。
电磁波的波速、波长和频率的关系
①波长：
电流每振荡一次电磁波向前传播的距离叫做波长，用
表示，单位是m。
波长表示相邻两个波峰之间的距离，或相邻两个波谷之间的距离。
②频率：
一秒内电流振荡的次数叫做频率，用f表示，单位是赫兹（Hz），比赫兹（Hz）大的还有千赫（KHz）、兆赫（MHz）。
③波速：
一秒内电磁波传播的距离叫做波速，用c表示，单位是m/s。
④波长、频率和波速的关系：
。
3、电视信号的发射与接收
（1）电视用电磁波传送图像信号和声音信号，摄像机把图像信号转化成电信号，话筒把声音信号转化成电信号。
（2）发射器把两路电信号同时加载到同一电磁波上，这种载波的频率很高。
（3）通过发射天线把载有电视信号的电磁波发射到空中。
（4）电视机天线把这样的高频信号接收下来。
4、移动电话既是无线发射台，又是无线接收台。
在你讲话的时候，它用电磁波把信息发射到空中，此时相当于广播电台，同时它又从空中捕获电磁波，得到对方讲话的信息，此时相当于收音机。
移动电话不需要电话线，比固定电话更方便；移动电话与固定电话的工作原理基本相同，只是声音信息不是由导线中的电流来传递，而是由空间的电磁波来传递的。
5、越来越宽的信息之路
（1）微波通信
微波通信是无线通信的一种。
微波的波长在10m～1mm之间，频率在30MHz～
MHz之间。
一条微波线路可以同时开通几千、几万路电话。
微波的性质更接近光波，大致沿直线传播，不能沿地球绕射，因此，必须每隔50km左右就建一个微波中继站，用来把上一站传来的信号处理后，再发射到下一站去，而且信号传递的距离越远，需要的中继站越多，在遇到雪山、大洋时，根本无法建设中继站，为了实现全球通信，人们建立了卫星通信系统。
（2）卫星通信
人们已经能够发射人造卫星了，用通信卫星做微波通信的中继站，实现了卫星通信的梦想。
通信卫星大多是相对地球“静止”的同步卫星，从地球上看，它好像悬挂在空中静止不动。
在地球的周围均匀地配置3颗同步通信卫星，就覆盖了几乎全部地球表面，可以实现全球通信。
几个太空微波中继站，从一个地面站接收的电信号，经过处理后，发送到另一个或几个地面站。
现在通过卫星电视，一个地方出现的突发事件，全世界的人们几乎可以立刻看到现场的画面。
（3）光纤通信
光纤通信是光从光导纤维的一端射入，在内壁上多次反射，从另一端射出，这样就把它携带的信息传到了远方。
电磁波的传播速度等于光速，实际上光也是一种电磁波，与微波相比，光的频率更高，如用光束通信，它的前景更广阔，但是，普通的光源夹杂了许多不同波长的光，难以携带信息。
光纤通信传送的不是普通的光，而是一种频率单一、方向高度集中的激光，激光的频率比无线电波高得多，频率越高，传递信息的容量越大。
典型例题下列关于电磁波和声波的说法，错误的是（）
A．电磁波和声波都可以在真空中传播
B．电磁波和声波都可以传递信息
C．电磁波和声波都具有能量
D．声呐系统是利用超声波进行定位的
针对练习1地面控制中心和嫦娥三号着陆器之间的信息传输是利用（）
A．超声波B．次声波C．电磁波D．可见光
针对练习2光导纤维的主要用途是用来传递信息，进行通讯．把要传输的信息变成光信号在光纤中传播，如图所示，那么光在光纤中的传播方式是（）
A.沿着光纤的中轴线直线传播B.沿着光纤的外壁多次折射传播
C.沿着光纤的内壁多次反射传播D.沿着光纤螺旋式的曲线传播
针对练习31966年，华裔物理学家高锟提出光纤通信的设想．光纤通信传输信息的载体是（）
A.电流B.超声波C.无线电波D.光波
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