《电和磁》基础复习巩固.doc

知识网络

　　要点梳理
要点一、磁
1.磁现象：
　　(1)磁性：物体能够吸引铁、钴、镍等物质的性质叫做磁性。
　　(2)磁体：具有磁性的物体叫做磁体。
　　(3)磁极：磁体上磁性最强的部分叫做磁极。任何磁体都有两个磁极（磁北极和磁南极），将磁体水平悬挂起来，当它静止时，指北的一端叫做磁北极（N极），指南的一端叫做磁南极（S极）。
　　(4)磁极间的相互作用：同名磁极之间相互排斥，异名磁极之间相互吸引。
　　(5)磁化：使原来没有磁性的物体获得磁性的过程叫做磁化。一根没有磁性的大头针，在接近条形磁体下端的N极时，大头针上端就出现了S极，下端出现了N极，也就是说大头针具有了磁性。
2.磁场：
　　(1)磁场的存在：在磁体的周围和通电导体的周围存在着磁场，这可以利用小磁针来检验。小磁针在一般情况下是指南、北的，若小磁针指向忽然发生变化，则小磁针的周围必定有其它的磁场存在。
　　(2)磁场的方向:磁场具有方向性，当小磁针放在磁场各点不同处，小磁针N极的指向不同，这说明磁场各点方向是不同的，我们规定：在磁场中的某一点，小磁针静止时北极所指的方向就是这一点的磁场方向。
　　(3)磁场的性质:磁场的基本性质是它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产生的。放在磁场中的小磁针能发生偏转，就是因为磁针受到了磁场的作用。磁场虽然看不见、摸不着，但我们可以根据它对放在其中的磁体所产生的作用来感知它、认识它。
　　(4)磁感线:磁感线是形象地研究磁场的一种方法。在磁场中画一些有方向的曲线，任何一点的曲线方向都是跟放在该点的小磁针北极所指的方向一致的，这样的曲线叫磁感线，磁体周围的磁感线都是从磁体的N极出来回到磁体的S极。利用这些曲线可以形象地表示磁场中各点的磁场方向和磁场的强弱。
　　(5)地磁场：地球本身就是一个巨大的磁体，地球周围空间存在的磁场叫做地磁场。地磁场的N极在地理南极附近，S极在地理北极附近。地磁的两极与地理的两极并不重合。
要点二、电生磁
1.电生磁：
　　(1)奥斯特实验：
　　①意义：揭示了电现象和磁现象之间的密切联系。
　　②结论：a.通电导体周围存在磁场；b.电流的磁场方向与电流方向有关。
　　(2)通电螺线管的磁场：
　　①螺线管：用导线绕成的螺旋形线圈叫做螺线管。
　　②安培定则：用右手握住螺线管，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）电磁铁：内部有铁芯的螺线管叫做电磁铁。电磁铁在电磁起重机、电铃、发电机、电动机、自动控制上有着广泛的应用。
　　（2）电磁铁的特点：
　　①电磁铁磁性的有无，完全可以由通断电来控制。
　　②电磁铁磁性的强弱可以由电流的大小、线圈匝数控制。
　　③电磁铁产生的磁场方向是由通电电流的方向决定的。
3、电磁继电器：
　　①结构：具有磁性的电磁继电器由控制电路和工作电路两部分组成。控制电路包括低压电源、开关和电磁铁，其特点是低电压、弱电流的电路；工作电路包括高压电源、用电器和电磁继电器的触点，其特点是高电压、强电流的电路。
　　②原理：电磁继电器的核心是电磁铁。当电磁铁通电时，把衔铁吸过来，使动触点和静触点接触（或分离），工作电路闭合（或断开）。当电磁铁断电时失去磁性，衔铁在弹簧的作用下脱离电磁铁，切断（或接通）工作电路。从而由低压控制电路的通断，间接地控制高压工作电路的通断，实现远距离操作和自动化控制。电磁继电器的作用相当于一个电磁开关。

要点诠释：
　　1.通电螺线管的磁场方向与电流方向满足安培定则。
　　安培定则：用右手握住螺线管，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.电磁铁是根据电流的磁效应和通电螺线管中插入铁芯后磁场大大增强的原理来工作的。
　　3.电磁铁的优点是：磁性强弱可控（电流大小、线圈匝数），磁性有无可控（通断电），磁极方向可控，因此把它用在一些自动控制电路中。
　　4.电磁铁的铁芯是用软铁制成的，而不是用钢制成的，这是因为软铁容易磁化，也容易失去磁性，而钢磁化后不易去磁。
要点三、电动机
1. 磁场对通电导线的作用
　　(1)力的方向和电流方向有关。
　　(2)力的方向与磁感线方向有关。
2.电动机的基本构造
　　（1）转子：能够转动的部分。
　　（2）定子：固定不动的部分。
3. 直流电动机为什么需装换向器？
　　当线圈转到如图所示位置时，ab边和cd边受的磁场力恰好在同一条直线上，而且大小相等，方向相反，线圈在这个位置上受到相互平衡的两个磁场力的作用，所以不能连续转动下去。如何才能使线圈连续转动下去呢？我们设想线圈由于惯性而通过平衡位置，恰在这时使线圈与电源线的两个接头互换，则线圈中的电流方向改变，它所受的磁场力的方向变成与原来的方向相反，从而可使线圈沿着原来旋转方向继续转动。因此，要使线圈连续转动应该在它由于惯性刚转过平衡位置时，立刻改变线圈中的电流方向。能够完成这一任务的装置叫做换向器。其实质是两个彼此绝缘铜半环。

　　要点诠释：
　　通电直导线在磁场中受到力的作用。力的方向与磁场方向、导线电流方向有关。磁场对通电导线和通电线圈作用而运动过程中，把电能转化为机械能，电动机就是从这一理论设计制造出来的。
　　(1)磁场对电流的作用中磁场方向、电流方向、导体受力方向三者应互相垂直，同时改变其中两个方向另一个方向不变，若首先改变其中一个方向而另一个方向不变，则第三者方向一定改变。
　　(2)当通电直导线的方向与磁感线的方向平行时（如图甲所示）磁场对通电直导线（图甲中直导线ab）没有力的作用。当通电直导线的方向与磁感线的方向不平行（斜交）时，磁场对通电直导线（图乙中直导线ab）有力的作用（垂直纸面向内）。当通电直导线的方向与磁场的方向垂直时，磁场对通电导线（图丙中直导线ab）的作用力最大（方向垂直纸面向内）。

　　在图丙中，保持磁感线B的方向不变，而使直导线ab内电流方向相反时，ab受力的方向也相反；保持直导线内电流方向不变，而使磁感线B的方向相反时，ab受力的方向也相反。
　　但如果在图丙中，同时使磁感线 B的方向及ab内电流方向都变为相反，则直导线ab的受力方向不发生变化。
要点四、磁生电
1.电磁感应：闭合电路的部分导体在磁场中切割磁感线运动就会产生感应电流的现象。
2. 产生感应电流必须同时满足三个条件：
　　（1）电路是闭合的；
　　（2）导体要在磁场中做切割磁感线的运动；
　　（3）切割磁感线运动的导体只能是一部分，三者缺一不可。如果不是闭合电路，即使导体做切割磁感线运动，导体中也不会有感应电流产生，只是在导体的两端产生感应电压。
3.感应电流的方向：感应电流的方向跟导体切割磁感线运动方向和磁感线方向有关。因此要改变感应电流的方向，可以从两方面考虑，一是改变导体的运动方向，即与原运动方向相反；二是使磁感线方向反向。但是若导体运动方向和磁感线方向同时改变，则感应电流的方向不发生改变。
4.发电机
　　发电机的原理是电磁感应，发电机的基本构造是磁场和在磁场中转动的线圈。其能量转换是把机械能转化为电能。
　　要点诠释：
　　学完三种电磁现象，容易混淆，为了记忆和理解，特列表如下：
现象
发现者
能量转化
判定方法
电流的磁场
奥斯特
电能→磁能
安培定则
电磁感应
法拉第
机械能→电能
（右手定则）
磁场对电流的作用
安培
电能→机械能
（左手定则）
　　说明：判定方法中的右手定则和左手定则，在初中物理暂不做要求。
　　三种电磁现象的重要应用对比如下：
应用
原理
要点
电磁铁
电流的磁场
通电螺线管内插入铁芯，磁场大大增强
磁性有无可用通断电控制，磁性强弱可用电流大小及匝数多少控制。
交流发电机
电磁感应
交流电：周期性改变方向的电流。
集流环（两个铜环）和一对电刷的作用
直流电动机
通电线圈在磁场中受力转动
用换向器（两个铜束环）和一对电刷使线圈持续转动

典型例题
类型一、基本概念辨析
　　1. 关于磁感线，正确的说法是（　　）
　　A．磁感线确实存在于磁场中
　　B．在磁体内磁感线是从N极到S极
　　C．将磁铁放在硬纸上，周围均匀地撒上铁粉，然后轻轻地敲打几下，我们就看到了磁铁周围的磁感线
　　D．磁感线密集的地方磁场强，磁感线稀疏的地方磁场弱任何两条磁感线都不可能相交
答案与解析 举一反三
　　2. 如图所示的装置中，要使电流计的指针发生偏转，下列办法中可行的是（　　）

　　A．闭合开关，使导体AB竖直向上移动
　　B．闭合开关，使导体AB水平向外移动
　　C．闭合开关，使导体AB水平向左移动
　　D．断开开关，使导体AB斜向后移动
类型二、作图题
　　3.在图中，根据通电螺线管N、S极，在螺线管上标出电流的方向，在电源上标出它的正负极。

答案与解析 举一反三
　　4.如图所示，请用笔画线代替导线将实物图补充完整。要求：

　　①小磁针的指向满足如图所示方向；
　　②滑动变阻器的滑片向右端移动后，通电螺线管的磁性减弱；
　　③原有导线不得更改。
类型三、知识应用
　　5.如图是一个中间有抽头的电磁铁的示意图，小明为了研究外形相同的电磁铁磁性的强弱与通电电流的大小及线圈匝数的关系，他做了如下实验，实验步骤为：

　　（1）先连接好如图甲所示的电路图，调整滑动变阻器的滑片使电流表示数减小，记为I1，发现电磁铁吸引的大头针的数目较少；
　　（2）调整滑动变阻器滑片使电流表的示数增大到I2，发现电磁铁吸引住的大头针数目增加；
　　（3）再照图乙所示的电路图连接的电路，调整滑动变阻器的滑片使电流表的示数保持为I2，发现电磁铁上吸引住大头针的数目进一步增加。
　　从以上实验我们得出的结论是：
　　①_______________________________________________
　　②_______________________________________________
　　（4）在实验步骤（3）中为什么要强调电流表的示数与步骤（2）中电流表示数（I2）保持相同？
　　答：_______________________________________________
答案与解析
　　6如图甲，将玩具电动机、电池、小电灯、开关用导线连接起来。

　　（1）闭合开关，电动机转动，这是利用通电线圈在_________________里受力转动的原理工作的；如果想改变电动机的转动方向，我们可以采取的措施是_________________。
　　（2）刚闭合开关时，小电灯发出明亮的光，但随着电动机转得越来越快，小电灯的亮度逐渐减弱；当转速正常时，小电灯的亮度稳定不变，此时用手指轻轻捏住电动机的转轴，使电动机的转速减慢，你猜想这时小电灯的亮度将_________________（选填“变亮”“变暗”或“不变”），理由是_________________。
　　（3）如果将小电灯换成灵敏电流表，电路连接如图乙，当用手快速转动电动机转轴时，发现灵敏电流表指针偏转，这是_________________现象，它在生活中的应用有_________________（举出一例即可）。

巩固练习
　一、选择题
　1.首先发现电流磁效应的科学家是（　　）
　　A．法拉第　　　　 B．奥斯特　　　 C．牛顿　　　 D．托里拆利

　　2.关于磁体和磁场，以下说法中错误的是（　　）
　　A．悬挂起来的小磁针静止时，小磁针的S极指向地理的南极附近
　　B．磁体之间的相互作用力是通过磁场而发生的
　　C．铁、锌、铝、锡等金属材料都能够被磁化
　　D．通电导体周围一定存在磁场

　　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

　　4.如图所示的四个图的装置可以用来演示物理现象，则下列表述正确的是

　　A．图甲可用来演示电磁感应现象　　　　　
　　B．图乙可用来演示磁场对电流的作用
　　C．图丙可用来演示电流的磁效应
　　D．图丁可用来演示电磁铁的磁性强弱与电流大小的关系

　　5.法拉第发现的电磁感应现象，是物理学史上的一个伟大发现，它使人类从蒸汽机时代步入了电气化时代．下列设备中，根据电磁感应原理制成的是（　　）
　　A．汽油机　　　 B．发电机　　　 C．电动机　　　 D．电熨斗

　　6.回顾如图所示“什么情况下磁可以生电”的探究过程，你认为以下说法正确的是
　　A.让导线在磁场中静止，蹄形磁铁的磁性越强，电流表指针偏转角度越大
　　B.用匝数较多的线圈代替单根导线，且使线圈在磁场中静止，这时电流表指针偏转角度大些
　　C.蹄形磁铁固定不动，使导线沿水平方向运动时，电流表指针会发生偏转
　　D.蹄形磁铁固定不动，使导线沿竖直方向运动时，电流表指针会发生偏转

　　7.一根长直铜导线在靠近一个原来静止的小磁针的过程中，下列说法正确的是（　　）
　　A．小磁针不动，导线不可能有电流通过
　　B．小磁针发生转动，导线一定通有电流
　　C．小磁针发生转动，导线不一定通有电流
　　D．小磁针不动，导线一定没有电流通过

　　8.一根钢条靠近磁针的磁极，磁针被吸引过来，则（　　）
　　A．钢条一定具有磁性
　　B．钢条一定没有磁性
　　C．钢条可能有磁性，也可能没有磁性
　　D．条件不足，无法判断
二、填空题

9.磁极间有力的作用。同名磁极____________，异名磁极_____

　　10.实验表明，通电螺线管外部的磁场和____________周围的磁场十分相似，改变通电螺线管中的电流方向，通电螺线管的磁极将____________，这表明通电螺线管的磁极跟____________有关，它们间的关系遵循____________定则。

　　11.两个形状相同的电磁铁，如果绕线的匝数相同，电流越大，磁性越____________；如果电流的大小相同，绕线的匝数越多，磁性越____________。

　　12.闭合电路中的____________，在磁场中做____________磁感线运动时，电路中有电流产生。产生的电流叫_______电流。

　　13.交流发电机是利用____________的原理制成的，它发出的交变电流的大小、方向都在做周期性变化，我国供生产和生活用的交流电的频率____________HZ。

　　14. 扬声器是把电信号转换成声信号的一种装置，如图所示是扬声器构造示意图．当线圈中通过变化电流时，线圈受到____________力作用，从而带动与线圈相连的纸盆____________，于是扬声器就发出了声音．

　　15.人类大量使用电能主要归功于物理学上两项划时代的发明和创造，一是18世纪中期至19世纪发明的____________。二是19世纪初英国科学家法拉第发现的____________。

　　16.如图所示是一种水位自动报警器原理图，水位没有到达金属块A时，____________灯亮，水位到达金属块A时，____________灯亮。

　　三、实验题
17. 根据磁感线方向，在下图中标出磁铁及小磁针的N、S极。

　　18. 如下图所示的通电螺线管电路中，电流表的示数正常，请标出通电螺线管的N、S极。

　　19.如图是小南同学探究“通电直导线周围的磁场”的实验装置。

　　（1）闭合开关，小南看到小磁针偏转，认为它一定受到力的作用，他判断的理由是____________；
　　（2）改变直导线中的电流方向，小磁针的偏转方向____________（填“改变”或“不改变”）；
　　（3）上述实验表明：通电直导线周围存在____________其方向与电流方向（填“有关”或“无关”）；
　　（4）如果实验中小磁针偏转不明显，请提供一条改进的建议____________。

　　20.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，铜棒ab通过导线连接在电流表的两个接线柱上。

　　（1）要使电流表指针发生偏转，一种可行的操作是_______________________。
　　（2）要使电流表指针偏转方向发生改变，可以采取两种方法。
　　方法一：__________________________________；
　　方法二：__________________________________。
　　（3）利用该实验原理可以制成____________（填“发电机”或“电动机”）。