教科版初三物理第5讲电和磁教师版亚运村姚召辉.docx
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教科版初三物理第5讲电和磁教师版亚运村姚召辉
电和磁
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__________________________________________________________________________________
1．对电流磁效应的理解及安培定则的应用
2．电磁铁的原理与应用
3.电磁继电器的应用原理
4.电动机的工作原理
一、电流的磁效应
1.奥斯特实验
现象：
导线通电，周围小磁针发生偏转；通电电流方向改变，小磁针偏转方向相反．
结论：
通电导线周围存在磁场；磁场方向与电流方向有关．
2.直线电流的磁场
直线电流的磁场的分布规律：
以导线上各点为圆心的一个个同心大圆，离直线电流越近，磁性越强，反之越弱。
3.安培定则
（一）
用右手握住导线，让大拇指所指的方向跟电流方向一致，那么弯曲的四指所指的方向就是磁力线环绕方向。
4.通电螺线管的磁场
通电螺线管周围能产生磁场，并与条形磁铁的磁很相似。
改变了电流方向，螺线管的磁极也发生了变化。
5.通电螺线管的极性和电流关系——安培定则
（二）（右手螺旋定则）
用右手握螺线管，让四指弯向螺线管电流的方向，则大拇指所指的那端就是螺线管的北极．
二、电磁铁
工作原理：
电磁铁是通电螺线管的实际应用，是利用电流的磁效应工作的。
构成：
将螺线管紧密地套在一个铁心上，就构成了电磁铁。
特点：
（1）磁性。
电磁铁实质上是一个插有铁心的通电螺线管，它的磁性有无由电流的通断来决定。
（2）磁极方向。
电磁铁的磁极方向由线圈中的电流方向决定，当线圈中的电流方向改变时，电磁铁的极性也随之改变，具体的变化关系可利用安培定则判定。
（3）磁性强弱。
电磁铁磁性的强弱一般由三个因素决定：
①电磁铁的磁性强弱跟线圈中的电流大小有关，线圈中的电流越大，磁性越强，电流越小，磁性越弱。
②电磁铁的磁性强弱还跟线圈的匝数有关，匝数越多，磁性越强；匝数越少，磁性越弱。
③电磁铁的磁性强弱还跟是否插入铁心有关，插入铁心时磁性强；拔出铁心时，磁性弱。
3、电动机
工作原理：
通电线圈在磁场中受力转动
能量转化：
电能转化为机械能
题型一：
电流的磁效应
例1.（2015•武汉）如图中，小磁针静止后指向正确的是（ ）
A．
B．
C．
D．
解析：
解：
A图中根据安培定则，如图所示：
，由磁极间的相互作用可知，小磁针右端应为S极，故A错误；
B图中中根据安培定则，如图所示：
由磁极间的相互作用可知，小磁针上端应为S极，故B错误；
C图中根据安培定则，如图所示：
由磁极间的相互作用可知，小磁针右端应为N极，故C正确；
D图中根据安培定则，如图所示：
由磁极间的相互作用可知，小磁针应逆时针转动，转到水平方向，且左端应为S极，故D错误．
答案：
C．
例2.通电螺旋管旁的小磁针静止如图所示，判断正确的是（ ）
A．螺旋管a端为N极，电源C端为正极
B．螺旋管a端为S极，电源C端为负极
C．螺旋管a端为N极，电源C端为负极
D．螺旋管a端为S极，电源C端为正极
解析：
小磁针静止时N极向左，S极靠近螺线管；因同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引；故说明螺丝线管a端为N极，b端为S极；
则由右手螺旋定则可知电流由d流入螺线管，故说明d端为电源正极，c端为负极；
答案：
C
题型二：
电磁铁
例3.小明同学在“制作、研究电磁铁”的过程中，使用两个相同的大铁钉绕制成电磁铁进行实验，如图3所示，下列说法正确的是（）
A．若将两电磁铁上部靠近，会相互吸引
B．电磁铁能吸引的大头针越多，表明它的磁性越强
C．B线圈的匝数多，通过B线圈的电流小于通过A线圈的电流
D．要使电磁铁磁性增强，应将滑片P向右移动
解析：
由图可知电磁铁A、B的上部都是N极，若将两电磁铁上部靠近，则会排斥，所以选项A的说法不正确．
电磁铁磁性强弱是通过吸引大头针数目的多少来体现的，所以电磁铁能吸引的大头针越多，表明它的磁性越强．即选项B的说法正确．
线圈A和B是串联在一起的，故通过它们的电流是相等的，所以选项C的说法不正确．
将滑片P向右移动，电磁铁中的电流将变小，电磁铁的磁性减弱，所以选项D的说法不正确．
答案：
B
题型三：
电磁继电器
例4.（江苏省宿迁市201
5）下图是小华设计的一种节能电梯工作原理图，R是一个力敏电阻，当电梯上无人时，力敏电阻受到的压力变小，阻值变大，电磁铁的磁性变，触点3与触点（选填“1”或“2”）接触，电动机
的转速变小，电梯变慢，从而达到节能目的.
解析：
电磁铁的磁性随电流的增大而增大，当压力变小，阻值变大时，电流会变小，所以电磁铁的磁性会变弱，触点3上移与触点1接触，电阻会增大，电流会变小，转速变慢。
答案：
弱1
基础演练
1．（多选）下列关于电磁现象的说法中，正确的是
A．地磁场的北极在地理的北极附近
B．磁场对放入其中的小磁针一定有力的作用
C．放在磁场中某一点的小磁针一定受到磁场力的作用，且小磁针N极所受磁场力的方向为这一点的磁场方向
D．当金属导体中的自由电子发生定向移动时，导体周围一定产生磁场
答案：
BCD
2.（湖北省孝感市2015年中考）张扬同学在探究电磁铁磁性强弱的实验中，使用两个相同的A、B大铁钉绕制成电磁铁进行实验，如右图所示，下列说法错误的是
A．滑片P向右滑动，电磁铁的磁性减弱
B．电磁铁能吸引的大头针越多，表明它的磁性越强
C．电磁铁A、B的
上端均为S极
D．该实验可以探究电磁铁磁性的强弱与匝数多少的关系
答案：
C
3．（多选）关于电磁现象，下列说法中正确的是
A．磁场对放入其中的小磁针一定有力的作用
B．在磁场中，小磁针静止时北极所指的方向为该点的磁场方向
C．
导体周围存在磁场
D．利用撒在磁体周围的铁屑可以判断该磁体周围各点的磁场方向
答案：
AB
4．（多选）下列说法中正确的是
A．只有在磁体周围放置小磁针的时候，磁体才有磁场
B．指南针能够一端指南另一端指北，是因为受到地磁场的作用
C．改变通电螺线管中电流的方向可以改变通电螺线管的N、S极
D.导体中有电流通过时，其周围就会产生磁场
答案：
BCD
5．（2015•广州）巨磁电阻（GMR）在磁场中，电阻会随着磁场的增大而急剧减小，用GMR组成的电路图如图12所示，S断开，A2有示数，电源电压
恒定，则（）
A．S闭合时，A2示数减小 B．S闭合时，A2示数不变
C．A1示数减小时，A2示数不变 D．A1示数增大时，A2示数增大
答案：
D
6．通电螺线管是电流的方向如图所示，在图中标出它的N、S极。
答案：
左N右S
7.如图所示，螺丝管旁放置了两个小磁针。
请你在图中标出开关S闭合后小磁针的N、S极。
答案：
如右图
8.小明用导线烧在铁钉上，接入图5所示的电路中，制成了一个电磁铁。
闭合开关S，小磁针静止时左端应为＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿极，当滑动变阻器的滑片P向左移动时，电磁铁的磁性将＿＿＿＿＿＿。
答案：
S增强
9.如图6是研究“电磁铁磁性强弱”的实验电路图．开关的＿＿＿＿＿可控制磁性的有无；要改变通过电磁铁中的电流大小，可通过改变＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿实现；要判断电磁铁的磁性强弱，可通过观察电磁铁吸引大头针的＿＿＿＿＿来确定。
答案：
闭合和断开滑动变阻器接入电路中的电阻大小多少
10．在“研究电磁铁”的实验中
（1）已有一个线圈匝数可以改变的电磁铁（含铁芯）、电源、开关、电流表和一小堆大头针，还应补充的器材是_____．
（2）为了增加电磁铁的磁性，小华同学提出了以下方案：
①增大电磁铁中的电流，②抽出电磁铁的铁芯，③减少线圈的匝数，④增加线圈的匝数．
上述方案中，经实验证实，正确的做法是：
_____
A．①、②方案；B．②、④方案
C．①、④方案；D．②、③方案
答案：
滑动变阻器C
11.为了探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”，小敏同学利用电压一定的电池、滑动变阻器、一堆大头针以及长导线作器材，进行了如图所示的简易实验。
（1）他将导线绕在铁钉上制成简易电磁铁，并通过来显示电磁铁磁性的强弱。
（2）他连接好电路，闭合开关，将变阻器的滑片P移到不同的位置时，观察到了图中甲、乙两种情形，比较甲、乙两图可知：
图中的电流大；从而得出结论：
在相同时，通过电磁铁的电流，其磁性越强。
（3）如图丙，将两个电磁铁串联在电路中，通过图丙的情形可知：
在相同时，的电磁铁磁性越强。
答案：
（1）吸引大头针的数量
（2）乙；绕线匝数；越大（3）电流；绕线匝数越多
巩固提高
1.（2015•桂林）如图所示，在探究通电螺旋管外部的磁场分布实验中，观察到小磁针指向正确的是（ ）
答案：
D
2．（2015•兰州）许多自动控制的电路中都安装有
电磁铁。
关于电磁铁，下列说法中
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
答案：
D
3．（多选）关于电磁现象，下列说法中正确提（）
A．自由电子定向移动产生磁场
B．奥斯特实验说明了电流周围存在磁场
C．磁场中某点的磁场方向是由放在该点的小磁针决定的
D．自然状态下，指南针静止时N极指的方向是地理的北极。
答案：
ABD
4．（多选）下列说法中正确的是
A．导体中的电流一定会产生磁场
B．磁场和磁感线都是真实存在的
C．改变通电螺线管中电流的大小可以改变通电螺线管的N、S极
D．中国古代四大发明之一的指南针能指南北是因为它受到地磁场的作用
答案：
ACD
5.（山东省德州市2015中考）如图所示，电路中Rx为压敏电阻，阻值随所受压力增大而减小，开关S闭合后，螺线管的上端相当于电磁铁的_________极；当压力增大时，电磁铁的磁性会___
_____。
答案：
S增
强
6．（多选）关于电磁现象，下列说法中正确的是
A．电流周围存在磁场
B．磁场的强弱是由磁感线的疏密决定的
C．地磁场的北极在地理的南极附近
D．在磁体周围撒一些铁屑，每一粒铁屑被磁化后都可看成是小磁针
答案：
ACD
7.（2015•成都）如图所示，开关闭合。
①请在图中标出通电螺线管的N、S极；②用箭头标出图中磁感线的方向。
8．图7所示是一种水位自动报警器的原理示意图，当水位达到金属块A时，出现的情况是【】
A.红灯亮B.绿灯亮
C.红、绿灯同时亮D.红、绿灯都不亮
答案：
A
9．如图5所示，开关S闭合后，螺线管的上端是______极，小磁针将沿________时针方向转动（选“顺”或“逆”）。
要使电磁铁的磁性减弱滑动变阻器的滑片P应向___________移动
答案：
N、逆、左
10.探究电磁铁的磁性跟哪些因素有关，小曼同学作出以下猜想：
猜想A：
电磁铁通电时有磁性，断电时没有磁性；
猜想B：
通过电磁铁的电流越大，它的磁性越强
猜想C：
外形相同的螺线管，线圈的匝数越多，它的磁性越强
为检验上述猜想是否正确，小曼所在小组通过交流与合作设计了以下实验方案：
用漆包线（表面涂有绝缘漆的导线）在大铁钉上绕制若干圈，制成简单的电磁铁．图15所示的a、b、c、d为实验中观察到的四种情况．
根据小曼的猜想和实验，完成下面填空：
（1）通过观察电磁铁___________________，可判断它磁性的强弱．
（2）通过比较_________________两种情况，可以验证猜想A是正确的．
（3）通过比较____________________两种情况，可以验证猜想B是正确的．
（4）通过比较d中甲、乙两电磁铁，发现猜想C不全面，应补充___________________。
（5）小曼做完实验又提出了一个新的问题：
若将d中甲的铁钉去掉，那么甲、乙吸引大头针数目是否还是甲多乙少呢？
于是进一步猜想：
D、甲多乙少E、甲少乙多F、甲一个也不吸引G、无法判定
你认为她的猜想最有理由成立的是________________；（填字母）
并陈述你的理由_____________________________________________________________。
答案：
（1）吸引大头针数目的多少
（2）ab（或ac或ad）（3）bc（4）在电流相等时（5）G因为甲乙电流相等，乙虽比甲匝数少，但有铁芯会增强磁性，所以，有两个变量不一样，不好比较
11．如图当闭合开关S时，电磁铁中有电流，电磁铁会具有_______，将衔铁_______，动触点和_______触点接触，此时右边_______电动机所在电路接通；如果断开开关S，电磁铁中没有电流，电磁铁会_______,衔铁在_______的作用下，回到原位，动触点和_______触点接触，右边_______电动机所在电路接通。
答案：
磁性吸下下面的静乙失去磁性弹簧上面的静甲
12．图22是由“控制电路”和“工作电路”两部分组成的光控电路。
“控制电路”由光敏电阻R、磁控开关L、定值电阻R0、电源U1等组成，当线圈中的电流大于或等于20mA时，磁控开关的磁性弹片相互吸合。
“工作电路”由工作电源U2、发热电阻R1和R2组成。
已知：
U2=20V，R1=5
，R2=15
，光敏电阻R的阻值随照射在光敏电阻的光强E（表示光照射强弱的物理量，单位是坎德拉，符号是cd）之间的变化关系如图23所示。
求：
（1）画出当“控制电路”中的电流小于20mA时，“工作电路”的等效电路图；
（2）当“控制电路”中的电流小于20mA时，“工作电路”消耗的功率；
（3）当“控制电路”中的电流等于30mA时，“工作电路”中R1在5min内产生的热量；
（4）如果“控制电路”中的线圈阻值RL=1
、R0=140
、U1=3V，那么照射在光敏电阻上的光强在什么范围内时，磁控开关的磁性弹片相互吸合？
答案：
（1）当控制电路的电流小于20mA，工作电路的等效电路图
（2）20W;（3）2400J;（4）大于或等于2cd
1.丹麦物理学家首先发现电流的磁效应。
电磁起重机、电烙铁、电铃、电磁继电器这四个电器中呈定没有电磁铁的是；电磁起重机使用电磁铁而不使用永磁铁的优点之一是
答案：
奥斯特，电烙铁，可控制磁性的有无和大小
2.（2015•陕西）如图所示为一种温度自动报警器的原理图。
图中的水银温度计在制作时，玻璃管中封入一段金属丝，电源的两极分别与水银和金属丝相连。
当温度达到金属丝下端所指的温度时，电流通过电磁铁的线圈产生________，电铃响起，发出报警信号，电磁铁的a端为______极。
若将温度计上端的金属丝向下调整，则报警温度将________（选填“升高”或“降低”）。
答案：
磁性S降低
3.（湖北省荆州
市2015年中考）下列关于磁的说法正确的是（）
A．磁场
看不见、摸不着，不是真实存在的
B．电动机是利用电磁感应原理工作的
C．磁体的磁感线都是从磁体的N极出发，回到S极的
D．电磁铁磁性的强弱可以调节通过它的电流大小来控制
答案：
D
4.（浙江省杭州市2015年中考）月球上没有大气。
适合在月球上使用的“月球车”的动力装置是
A.汽油机
B.电动机C.空气喷气发动
机D.风力装置
答案：
B
5．关于对磁感线的认识，下列说法中不正确的是（）
A.磁感线是描述磁场的一种假想的曲线
B.磁体的磁感线从S极出发回到N极
C.磁体周围越接近磁极的地方磁感线越密
D.磁感线与放不放铁屑无关
答案：
B
6．某同学的实验装置如右上图所示，弹簧下端吊的是铁块，当他将开关闭合以后，弹簧的长度________；当他将滑动变阻器的滑片向右滑动时，电流将__________，弹簧的长度将_________；如果其他条件不变，他只是将电源的正负极调换了一下，发生变化的是________。
答案：
变短减弱变长磁极的极性和磁感线的方向
7．如右图所示，在通电螺线管的上方放置一个可以自由转动的小磁针，请根据电源的正负极判断：
小磁针静止时左端为_______极，通电螺线管的左端为______极。
答案：
SS
8.（2015•潍坊）如图所示，电源、滑动变阻器与螺线管相连．闭合开关，在螺线管的右端放置一个小磁针，小磁针静止时N极水平向右．则
A.电源左端为正极
B.电源右端为正极
C.滑动变阻器的滑片P向左移动，通电螺线管的磁性增强
D.滑动变阻器的滑片P向右移动，通电螺线管的磁性增强
答案：
AD
9．小明所在的小组在“研究电磁铁的磁性强弱跟哪些因素有关”的实验中，按下图串联甲、乙两个电磁铁，并移动滑动变阻器的滑片P，进行了多次实验，记录如下表：
电磁铁甲（100匝）乙（50匝）
实验次数123456
电流表示数（A）0.10.20.30.10.20.3
吸引大头针数目（枚）12243661224
（1）实验中通过电磁铁______来判断其磁性强弱，将滑动变阻器的滑片向右移动时，电磁铁吸引的大头针将______（选填“变多”、“变少”或“没有变化”），这说明电磁铁的磁性还与______有关．
（2）比较1、2、3次实验数据，你会发现______相同时，______时电磁铁的磁性越强．
（3）比较______次实验数据，你会发现电流相同时，线圈匝数越多，电磁铁的磁性越强．
答案：
（1）吸引大头针数目的多少；变少；电流大小；
（2）线圈匝数；电流越大；
（3）1与4（或2与5，或3与6）．
_________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________
1.（湖南省怀化市2015年中考）通过如图所示相同原理实验，第一个发现了电与磁之间的联系的科学家是（ ）
A．奥斯特B．帕斯卡C．牛顿D．伽利略
答案：
A
2、（2015•烟台）如图4是一种水位自动报警器的原理示意图，当水位升高到金属块A处时（ ）
A．红灯亮，绿灯灭B．红灯灭，绿灯亮
C．红灯亮，绿灯亮D．红灯灭，绿灯灭
答案：
A
3．（多选）关于电磁现象，下列说法中正确的是
A．地磁场的北极在地理的南极附近
B．可以自由转动的小磁针静止时N极指向地理的南方
C．磁场对放入其中的物体有磁力作用
D．金属导体中的自由电子在做定向移动时，周围一定会产生磁场
答案：
AD
4．通电螺线管磁性的强弱与下列哪个因素无关?
（）
A．螺线管的匝数多少B．电流的大小C．螺线管中电流的方向D．有无铁芯
答案：
C
5．（多选）下列说法中正确的是（）
A.同种电荷相互排斥B．人眼可以看到红外线
C．DVD光盘应用了磁性材料D．地磁场的N极在地理的南极附近
答案：
ACD
6．（多选）下列说法中正确的是
A．电子定向移动一定形成电流
B．电能表在家庭电路中可以直接测量正在使用的用电器的总电功率
C．通电螺线管的磁性强弱与通过线圈中的电流大小有关
D．利用碎铁屑，可以判断磁体周围磁场分布情况和方向
答案：
AC
7.（2015•成都）指南针是我国古代四大发明之一，其实质就是一个小磁针，它有N、S两极，使用时指南的那端是极。
指南针能够指南北是因为地球周围的空间存在着。
答案：
S,地磁场
8.（2015•安徽）通电螺线管的N、S极如图所示，由此可判断电流是从（选填a或b）端流入螺线管的。
答案：
a
9.在研究电磁铁的磁性强弱跟什么因素有关时，小华和小明从实验室选取了匝数分别为50匝和100匝的外形相同的电磁铁，并先后将这两个电磁铁接入电路中，如图6所示。
闭合开关S后用电磁铁吸引大头针，并移动滑动变阻器的滑片P重复了多次实验，记录如下：
（1）实验中他们是通过观察电磁铁_________________的不同，来判定其磁性强弱的。
这一方法体现了“______________”的思想。
（2）分析表中第1、2、3次的实验记录，可得出结论_______________________________。
（3）分析表中第1、4次和2、5次的实验记录，可得出结论_________________________。
答案：
（1）吸引大头针的数目多少
（2）线圈匝数一定时，电流越大，磁性越强
（3）电流一定时，匝数越多，磁性越强
10．（2015•郴州）法国科学家阿尔贝•费尔和德国科学家彼得•格林贝尔由于发现巨磁电阻（GMR）效应，荣获了2007年诺贝尔物理学奖．这一发现大大提高了磁、电之间信号转换的灵敏度．如图是说明巨磁电阻特性原理的示意图：
（1）通电螺线管的右端是 极；
（2）闭合开关S2，指示灯不亮，再闭合开关S1，指示灯发光，由此可知：
巨磁电阻的大小与 有关；
（3）若滑片P向左移动，电磁铁的磁场 （填“增强”、“减弱”），观察到指示灯变得更亮，由此实验可得出结论：
；
（4）请举出一个应用巨磁电阻效应相关的实例 ．
答案：
（1）S
（2）磁场强弱（3）增强，磁场越强巨磁电阻阻值越小（4）电磁继电器
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