中考物理人教复习测试精讲 第十七章 电和磁.docx

1、中考物理人教复习测试精讲 第十七章 电和磁第十七章电与磁 一、磁现象和磁场1.磁现象(1)磁性:磁体吸引铁、钴、镍等一类物质的性质.(2)磁极:磁体上吸引能力最强的部分,分N极和S极.(3)磁极间相互作用:同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引.(4)磁化:一些物体在磁体或电流的作用下获得磁性的过程.2.磁场基本性质对放入其中的磁体产生磁力的作用,磁极间的相互作用是通过磁场发生的方向规定在磁场中某点的小磁针静止时北极所指的方向规定为该点的磁场方向磁感线作用用来描述磁场的分布情况,实际并不存在特征在磁体周围,磁感线从N极出发回到S极在磁体内部,磁感线从S极出发回到N极几种磁体分布图地磁场定义地球周围

2、存在的磁场分布地磁的南极在地理北极附近,地磁的北极在地理南极附近磁偏角最早由我国宋代学者沈括记述注意 磁感线的疏密程度表示磁场的强弱,磁感线上任何一点的切线方向跟置于该点的小磁针静止时N极所指的方向一致.二、电生磁1.电流的磁效应奥斯特实验现象结论通电导体周围存在磁场,磁场方向跟电流的方向有关通电螺线管的磁场分布通电螺线管周围的磁场跟条形磁体的磁场相似判定安培定则:用右手握螺线管,让四指指向螺线管中电流的方向,则拇指所指的那端就是螺线管的N极2.电磁铁(1)工作原理:有电流通过时有磁性,没有电流时失去磁性.(2)磁性强弱:线圈的匝数越多,通过的电流越大,磁性越强.3.电磁继电器:利用低电压、弱

3、电流电路的通断,来间接控制高电压、强电流电路通断的装置.注意 电磁铁的铁芯用铁而不用钢,是因为铁磁化后磁性容易消失,可方便控制电磁铁磁性的有无;钢磁化后磁性不易消失,无法控制电磁铁磁性的有无.三、电动机1.构造:由定子和转子组成.2.原理:通电导线在磁场中受力的作用.3.转动方向:由电流方向和磁场方向决定.4.换向器的作用:每当线圈转到平衡位置时,自动改变线圈中的电流方向.5.能量转化:电能转化为机械能.注意 当电流方向和磁感线方向有一个改变时,通电导线受力的方向改变;如果两者同时改变,通电导线受力不变.四、发电机1.产生感应电流的条件:闭合电路的一部分导体,在磁场中做切割磁感线运动.2.感应

4、电流的方向:与导体切割磁感线的方向和磁场方向有关.3.发电机(1)原理:电磁感应现象.(2)能量转化:机械能转化为电能.注意 (1)产生感应电流时不一定是导体运动,也可以是磁体运动,只要是导体与磁体相对运动切割磁感线就可以.(2)无论交流发电机还是直流发电机,在线圈中产生的都是交流电,只不过直流发电机输出的电流是直流电. 磁场和磁感线典例1 (2019聊城)关于磁场和磁感线,以下说法错误的是(A)A.磁体周围存在着磁感线B.磁体之间的相互作用是通过磁场产生的C.磁体外部的磁感线都是从磁体的N极出发,回到S极的D.磁场中,小磁针静止时北极所指的方向为该点磁场的方向解析:磁感线是为了描述磁场而引入

5、的一种假想的线,磁感线不是真实存在的,故A错误;磁极间的相互作用是通过磁场发生的,故B正确;磁体外部的磁感线是从它的北极出来,回到它的南极,故C正确;磁场中的小磁针静止时,北极所指的方向跟该点的磁场方向一致,为该点的磁场方向,故D正确.正确理解磁场和磁感线(1)磁场的基本性质就是对放入其中的磁体产生力的作用.(2)磁场是一种客观存在的物质,磁场充满磁体周围整个空间,并不只在一个平面上.(3)磁感线是人们为了研究方便而假想出来的物理模型,不是真实存在的.(4)在磁场中某点,小磁针静止时,N极所指的方向就是该点的磁场方向;在磁体周围,磁感线都是从磁体的N极出发,回到S极.(5)磁场方向、小磁针N极

6、指向、磁感线的方向以及小磁针N极受力方向都是一致的.变式1 如图是我国早期的指南针司南,它是把天然磁石磨成勺子的形状,放在水平光滑的“地盘”上制成的.东汉学者王充在论衡中记载:“司南之杓,投之于地,其柢指南”.“柢”指的是司南长柄,下列说法中正确的是(A)司南指南北是由于它受到地磁场的作用;司南长柄指的是地磁场的北极;地磁场的南极在地球地理的南极附近;司南长柄一端是磁石的北极.A.只有正确 B.只有正确C.只有正确 D.只有正确解析:司南是一个指南针,是个磁体,能指南北是受地磁场的作用,正确;司南长柄指南,是磁石的南极,指的是地磁场的北极,正确,错误;地磁场的南极在地理北极附近,错误;所以只有

7、正确.故选A. 通电螺线管的磁场典例2 (2019广安)标出小磁针的N,S极及磁感线的方向.思路点拨(1)已知电源的正负极确定电流方向运用安培定则确定小磁针的N,S极(2)已知小磁针的N,S极根据磁感线“北出南入”原则确定磁感线的方向解析:由图可知,电流从螺线管左侧流入,右侧流出,用右手握住螺线管,使四指环绕的方向与电流的方向相同,此时拇指所指的一端就是螺线管的N极,即图中螺线管右端为N极,左端为S极;磁感线的方向是:在磁体的周围从N极流出,回到S极.由于螺线管的右端为N极,由此可以确定磁感线的方向是向左的;根据异名磁极相互吸引,则与螺线管左端的S极靠近的是小磁针的N极,即小磁针的右端为N极,

8、左端为S极.答案:如图所示通电螺线管极性的判断变式2 (2019成都)如图所示,用细线悬挂的磁体AB,磁极未知.当闭合电路开关S后,磁体的B端与通电螺线管左端相互排斥,则B端是磁体的N极.断开开关S,磁体静止时,B端会指向地理的北方(选填“北方”或“南方”).解析:由安培定则可以初步判断通电螺线管左端为N极,再根据题设条件螺线管与磁体相互排斥,由磁极间的相互作用规律同名磁极相互排斥,则磁体B端为N极.而磁体静止后,由于异名磁极相互吸引,所以B端会指向地磁南极,即地理北极. 电磁三现象的区别典例3 如图所示的充电鞋垫,利用脚跟起落驱动磁性转子旋转,线中就会产生电流,从而能给鞋垫上的电池充电.下图

9、中与充电鞋垫的工作原理相同的是(B)思路点拨 解析:根据题意知道,利用脚跟起落驱动磁性转子旋转,线圈中就会产生电流,从而能给鞋垫上的电池充电,所以,利用的是电磁感应原理制成的.图A是奥斯特实验,反映的是通电导体周围存在磁场,是电流的磁效应,故A不符合题意;图B中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,这是电磁感应,故B符合题意;图C是电磁铁通过吸引小铁钉的多少,反映影响电磁铁磁性的因素,故C不符合题意;图D是通电线圈在磁场中运动,反映的是通电导体在磁场中受力而运动,是电动机的原理,故D不符合题意.电动机发电机奥斯特实验原理图原理通电导线(线圈)在磁场中受力运动电磁感

10、应现象通电导体周围存在磁场相关因素力的方向与电流方向和磁场方向有关感应电流的方向与导体运动方向和磁场方向有关磁场方向与电流的方向有关能量转化电能机械能机械能电能电能机械能区分关键先通电后运动先运动后生电通电磁针偏转,断电磁针静止变式3 如图所示四个装置中工作原理与发电机相同的是(C)解析:发电机的工作原理是电磁感应现象.电磁起重机是利用电磁铁工作的,其原理是电流的磁效应,故A不符合题意;司南是天然的磁体,由于受地磁场的影响,磁体具有指南北的性质,故B不符合题意;话筒是利用在闭合电路的一部分导体磁场中做切割磁感线运动而产生交变电流的原理(即电磁感应现象)制成的,故C符合题意;扬声器把电信号转化为

11、声信号,利用通电导体在磁场中受到力的作用的原理,故D不符合题意. 电磁继电器类问题典例4 消防应急灯在没有停电时,灯是熄灭的;停电时,标有“36 V”字样的两盏灯就会正常发光,如图所示的电路中符合要求的是(C)思路点拨 解析:A图,没有停电时(即220 V的电路接通),电磁铁有磁性,吸引衔铁,使下面的一只灯泡发光,不合题意;B图右侧电路的电源电压为36 V,而两盏灯的额定电压均为36 V,而图中两盏灯串联,不能正常发光,不合题意;C图,没有停电时,电磁铁有磁性,吸引衔铁,上面的两只灯泡都不发光(即熄灭);停电时,衔铁被弹簧拉起,上面两只并联的灯泡可以在36 V的电压下正常发光,符合题意;D图,

12、没有停电时,电磁铁有磁性,吸引衔铁,下面的两只灯泡都发光,而停电时,衔铁被弹簧拉起,则两只灯泡都不发光,不合题意.(1)解释电磁继电器工作过程的思维流程控制电路中电流的有无弹簧、衔铁及动触点的运动情况工作电路触点的连接情况工作电路的工作情况(2)电路设计控制电路:电磁铁通过开关与电源相连.工作电路:根据题意确定各元件的连接方式,将继电器的每对动、静触点看成一个开关,有时看成一个单刀双掷开关.变式4 (2019德阳)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)A.灯不亮,电铃响 B.灯不亮,电铃不响C.灯亮,电铃不响 D.灯亮,电铃响解析:由图知道,当控制电路的开

13、关S闭合时,左边控制电路中有电流,电磁铁具有磁性,吸引衔铁,使动触头与下面电路接通,与上面的电路断开,所以,电铃工作,电灯不亮,即只有A正确.实验23探究通电螺线管外部的磁场分布1.实验器材:电源、开关、螺线管、小磁针、导线若干、铁棒、硬纸板.2.实验方法:转换法.3.实验装置4.实验过程(1)把螺线管放在硬纸板上,在螺线管中插入一根铁棒,把小磁针放在螺线管四周不同位置,闭合开关,记录磁针N极的指向,并观察通电螺线管外部的磁场跟哪种磁体的磁场相似.(2)改变电流方向,观察小磁针的指向,并确定通电螺线管的N,S极;换用绕向不同的螺线管,再次进行实验.提示 (1)在螺线管中插入铁棒的目的是加强磁场

14、.(2)实验中小磁针的作用是显示通电螺线管外部磁场的存在和方向.(3)通电螺线管的极性与环绕螺线管的电流方向有关,电流方向改变,通电螺线管的极性也改变.迁移应用 在探究“通电螺线管的外部磁场”的实验中,小明在螺线管周围摆放了一些小磁针.(1)通电后小磁针静止时的分布如图(甲)所示,由此可看出通电螺线管外部的磁场与条形磁体的磁场相似,小磁针N极的指向就是该点的磁场方向.(2)小明改变通电螺线管中的电流方向,发现小磁针指向转动180,南北极发生了对调,由此可知:通电螺线管外部的磁场方向与螺线管中电流方向有关.(3)小明继续实验探究,并按图(乙)连接电路,他先将开关S接a,观察电流表的示数及吸引大头

15、针的数目;再将开关S从a换到b,调节变阻器的滑片P,再次观察电流表的示数及吸引大头针的数目,此时调节滑动变阻器是为了控制两次实验的电流大小不变,来探究通电螺线管磁场强弱与线圈匝数的关系.解析:(1)通电螺线管的磁场分布与条形磁体相似,都具有两个磁性较强的磁极;磁场方向由小磁针N极所指的方向确定.(2)如果改变螺线管中的电流方向,发现小磁针指向转动180,南北极所指方向发生了改变,由此可知:通电螺线管外部磁场方向与螺线管中的电流方向有关.(3)实验中,他将开关S从a换到b上时,连入电路的线圈匝数发生了变化,为了保证电流不变,应调节变阻器的滑片P,控制两次实验的电流大小不变,再次观察电流表示数及吸

16、引的大头针数目,这样才能探究出通电螺线管磁场强弱与线圈匝数的关系.实验24探究什么情况下磁可以生电1.实验器材:蹄形磁体、开关、轻质金属棒、灵敏电流计、导线.2.探究方法:控制变量法和转化法.3.实验装置4.实验过程(1)连接电路,开关断开时,观察电流计指针的偏转情况并记录.(2)闭合开关,让金属棒在磁场中分别向上、向下、向左、向右运动,观察并记录电流计指针的偏转情况.(3)对调磁极,重复第(2)步操作.提示 (1)转化法的应用:通过灵敏电流计的指针是否偏转来体现是否产生感应电流.(2)在本实验中,应用了控制变量法.在探究产生的电流的方向与导体的运动方向之间的关系时,要保证磁感线方向不变;在探

17、究产生的电流的方向与磁感线方向之间的关系时,保证导体的运动方向不变.(3)感应电流较小时应采取的措施换用磁性更强的蹄形磁体;可用导线制成矩形的多匝线圈代替单根导线.(4)产生感应电流的必要条件闭合电路的部分导体;导体在磁场中做切割磁感线运动.(5)实验中调换磁体磁极的目的是探究感应电流的方向和磁场方向的关系.迁移应用 (2019武汉)某同学利用如图所示的实验装置探究什么情况下磁可以生电.(1)实验时应将电流表、导线ab串联起来组成闭合回路.(2)该同学进行以下尝试,能使电流表指针偏转的是CE(填字母标号).A.导线ab在磁场中静止,换用磁性更强的蹄形磁体B.导线在磁场中静止,但不用单根导线ab

18、,而用匝数很多的线圈C.蹄形磁体静止,导线ab从图中所示位置水平向左或水平向右运动D.蹄形磁体静止,导线ab从图中所示位置竖直向上或竖直向下运动E.蹄形磁体静止,导线ab从图中所示位置斜向上或斜向下运动(3)如图所示的实验装置中,将电流表换成电源进行触接,还可以探究电动机的工作原理.解析:(1)实验时应将电流表、导线ab串联起来组成闭合回路;(2)导线ab在磁场中静止,不做切割磁感线的运动,电路中不产生感应电流,电流表指针不偏转,A和B均不符合题意;蹄形磁体静止,导线ab从图中所示位置水平向左或水平向右运动,满足产生感应电流的条件,电流表指针偏转,C符合题意;蹄形磁体静止,导线ab从图中所示位

19、置竖直向上或竖直向下运动,运动方向与磁场方向相同或相反,不切割磁感线,不产生感应电流,电流表指针不偏转,D不符合题意;蹄形磁体静止,导线ab从图中所示位置斜向上或斜向下运动,做切割磁感线的运动,能够产生感应电流,电流表指针偏转,E符合题意,故选CE;(3)将电流表换成电源进行触接,导线ab在磁场中受力运动,即电动机的工作原理.拓展(1)实验时通过观察电流表指针是否偏转来判断电路中是否产生感应电流.(2)在仪器和电路连接都完好的情况下,某小组的实验现象不太明显.请提出一条改进措施:换一个磁性更强的磁体.(3)小明进一步猜想,感应电流的大小可能与导体运动速度和磁场强弱有关.为了探究感应电流的大小与

20、磁场强弱是否有关,他应进行的操作是保持导线运动快慢相同,改变磁场强弱,观察电流表指针的偏转角度.解析:(1)实验时通过观察电流表指针是否偏转来判断电路中是否产生感应电流;(2)增大感应电流的方法:换一个磁性更强的磁体;加快导线ab切割磁感线的运动速度;将导线ab换成多匝线圈.(3)为了探究感应电流的大小与磁场强弱是否有关,根据控制变量法应该保持导线运动快慢相同,改变磁场强弱,观察电流表指针的偏转角度. 测控导航考点题号磁现象1,2,6电流的磁效应3,8磁场对通电导线作用及电磁感应现象4,5,71.(2019陇南五中二模)小明做实验时,不小心将一条形磁铁摔成两段,小明得到的是(C)A.一段只有N

21、极,另一段只有S极的磁铁B.两段均无磁性的铁块C.两段各有N极和S极的磁铁D.两段磁极无法确定的磁铁解析:任何磁体都有两个磁极,故A错误;将一条形磁铁摔成两段,每一段都是一个新的磁体,都有两个磁极,都有磁性,故B不正确,C正确;磁体的磁极可以利用磁极间的相互作用规律,借助一个已知磁极的磁体进行判断,故D错误.2.以下正确的图是(通电螺线管的磁极方向和N,S极)(B)解析:在磁体外部,磁感线从N极出发,回到S极,B符合要求.3.如图所示,是探究“通电直导线周围是否存在磁场”实验装置的一部分,置于水平桌面的小磁针上方有一根与之平行的直导线.关于这个实验下列说法正确的是(C)A.首次通过本实验揭开电

22、与磁关系的科学家是法拉第B.当直导线通电时,小磁针会离开支架悬浮起来C.小磁针用于检验通电直导线周围是否存在磁场D.改变直导线中电流方向,小磁针N极的指向不变解析:“通电直导线周围是否存在磁场”是奥斯特最先通过实验发现的,故A错误;当直导线通电时,导线下方的小磁针会发生偏转,不会离开支架悬浮起来,故B错误;通电直导线下方放置一个小磁针的目的是检验通电直导线周围是否存在磁场,故C正确;当改变直导线中电流方向,小磁针N极的指向也会发生变化,故D错误.4.(2019天津)利用如图所示的装置,可以进行的实验是(D)A.探究通电螺线管外部磁场的方向B.探究通电导体在磁场中受力情况C.探究电磁铁磁性强弱与

23、哪些因素有关D.探究导体在磁场中运动产生感应电流的条件解析:该装置图是闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动,故该实验是探究产生感应电流的条件,故选D.5.用如图所示的装置探究通电导线在磁场中的受力情况.接通电源,发现导线ab向左运动;把电源正负极对调后接入电路,发现导线ab向右运动.这个实验事实说明通电导线在磁场中受力(A)A.方向与电流方向有关B.方向与磁感线方向有关C.大小与电流大小有关D.大小与磁场强弱有关解析:由题意可知,磁场方向没有改变,只是电源正负极对调,则电路中电流方向变得相反,结果导线运动方向也变得相反,说明导线受力方向相反了,证明了通电导线在磁场中受力的方向与电流方向

24、有关.故A正确,B,C,D错误.6.如图(甲)所示,一个条形磁铁摔成两段.取右边一段靠近小磁针,小磁针静止时的指向如图(乙)所示,则右边这段裂纹处的磁极是N(北)极.如果把这两段磁铁沿裂纹吻合放在一起如图(甲),这两段磁铁会相互吸引(选填“吸引”或“排斥”).解析:一个磁体有且只有两个异名磁极,根据磁极间的相互作用规律可知,(乙)图中,与小磁针S极接近的是磁体的N极即北极;如果把这两段磁铁沿裂纹吻合放在一起,则这两段磁铁会相互吸引,成为一个磁体.7.(2019广安)如图所示是一款“运动手环”,其主要部分是一段内置一小块磁铁的密闭空心塑料管,管外缠绕着线圈.戴着这种手环走路时,塑料管跟着手一起运

25、动,磁铁则在管内反复运动,线圈中便会产生电流,液晶屏上就会显示出运动的步数,此过程利用了电磁感应的原理,将机械能转化为电能.解析:根据“运动手环”的特点可知,当塑料管运动时,磁铁在管中反复运动,切割磁感线而产生电流.因此,运动手环的基本原理是电磁感应,产生电流的过程中将机械能转化为电能.8.探究电生磁的实验装置如图:(1)根据图1可知:电流的磁场方向与有关.(2)根据图2可知:通电螺线管外部的磁场与磁体的磁场相似.(3)根据图2中小磁针的指向,标出电源的正、负极.(4)根据图3可知:电磁铁磁性的强弱跟有关.(5)要使图3中乙电磁铁的磁性增强,可以.解析:电流方向变了,小磁针的受力方向改变了,即磁场方向变了,说明电流的磁场方向与电流的方向有关.通电螺线管的外部磁场与条形磁体的磁场相似.根据安培定则,电源是右端正极左端负极.图3的电流相同,线圈匝数不同,吸引的大头针数目不同,说明电磁铁磁性的强弱与线圈匝数有关,为增强磁性,可以增大电流.答案:(1)电流方向(2)条形(3)如图所示(4)线圈匝数(5)将滑动变阻器的滑片向左端调节