1、1第 12 讲 电与磁【学习目标】1、了解磁现象和磁场定义及物理含义；2、掌握磁感线的画法，能用安培定则完成相关电路图；3、理解奥斯特实验的设计与操作、探究影响电磁铁磁性强弱实验、电动机原理实验、电磁感应现象实验【知识框图】磁 现 象 磁 体磁 化磁 极 间 的 相 互 作 用 同 名 磁 极 相 互 排 斥异 名 磁 极 相 互 吸 引 )电 生 磁通 电 直 导 线 的 磁 场 ： 奥 斯 特 实 验通 电螺 线管 的磁 场 与 条 形 磁 体 磁 场 分 布 相 似方 向 ： 安 培 定 则 判 定影 响 磁 场 强 弱 的 因 素 电 流 的 大 小线 圈 的 匝 数有 无 铁 芯 )
2、电 磁 铁构 造 ： 螺 线 管 、 铁 芯原 理 ： 电 流 的 磁 效 应磁 性 强 弱 的 影 响 因 素 电 流 的 大 小线 圈 的 匝 数 )磁 极 方 向 的 影 响 因 素 ： 电 流 的 方 向优 点 ： 磁 性 的 有 无 可 通 过 通 断 电 控 制磁 场 强 弱 可 通 过 电 流 大 小 控 制磁 场 方 向 可 通 过 电 流 方 向 控 制 )应 用 ： 电 铃 、 电 磁 起 重 机 等)电 磁 继 电 器磁场对电流的作用 磁 场 对 通 电 导 体 的 作 用影 响 通 电 导 体 运 动 方 向 的 因 素磁 场 方 向电 流 方 向 )能 量 转 化 ：
3、 电 能 转 化 成 机 械 能电 动 机 原 理 ： 磁 场 对 通 电 导 体 的 作 用结 构 ： 定 子 和 转 子影 响 线 圈 转 向 的 因 素 磁 场 方 向电 流 方 向 )电磁感应产 生 感 应 电 流 的 条 件 闭 合 电 路导 体 做 切 割 磁 感 线 运 动 )影 响 感 应 电 流 方 向 的 因 素 磁 场 的 方 向导 体 运 动 的 方 向 )能 量 转 化 ： 机 械 能 转 化 成 电 能发 电 机 原 理 ： 电 磁 感 应 现 象结 构 ： 定 子 和 转 子交 流 电 ： 大 小 和 方 向 周 期 变 化 的 电 流 )【基础知识检测】1、磁体
4、性质： ；2、磁极的规律： ；3、 是真实存在的， 是假象的；24、磁体外部磁感线的方向： ；5、奥斯特实验证明了 ，且磁场方向与 的方向有关；6、通电螺线管外部磁场和 的磁场一样，它的磁极可用 来判断；7、电磁铁的磁性强弱与 和 及 有关；8、电磁继电器的实质是 ；9、通电导体在磁场中受到 的作用，力的方向跟 的方向、 的方向有关；10、电动机的原理 ，实质是 能转化为 能；11、换向器的作用：每当线圈刚转过 位置，换向器能自动改变 ；12、电磁铁的优点：磁性有无可以用 来控制，磁性强弱可以用改变 大小来控制，它的南北极可以通过改变 来控制。【典例精析】例 1、如图 84 所示的通电螺线管，
5、其中正确的是 （ ） 例 2、(2017呼和浩特)如图所示，下 列说法中错误的是( )A这是模拟奥斯特实验的一个场景 C将电池正负极对调后，重新接通电路，小磁针偏转方向改变B图示实验说明了通电导线周围存在磁场 D将图中导线断开，小磁针 N 极将指向 地磁场的北极答案：D例 3、(双选)(河南中考)如图所示的 电路中，磁敏电阻 R 的阻值随磁场的增强而明显减小，将螺线管一端靠近磁敏电阻 R，闭合开关 S1、S 2，下列说法正确的是( )A螺线管左端为 S 极，右端为 N 极 B当 R1的滑片向左端滑动时，电压表示数减小C当 R1的滑片向右端滑动时，电流表示数增大 D在螺线管中插入铁芯，电压表示数
6、减小3答案：B D例 4、 （2016 咸宁市）如 图 是 小 明 在 学 习 电 磁 感 应 现 象 时 探 究 产 生 感 应 电 流 的 方 向 与 哪 些 因 素 有 关 的 实验 情 景 （ 图 中 箭 头 表 示 导 体 的 运 动 方 向 ） 下 列 分 析 、 比 较 以 及 结 论 正 确 的 是 （ ）A 比 较 甲 、 乙 两 图 说 明 感 应 电 流 方 向 与 磁 场 方 向 无 关B 比 较 乙 、 丙 两 图 ， 说 明 感 应 电 流 方 向 与 导 体 运 动 方 向 有 关C 比 较 甲 、 丙 两 图 ， 说 明 感 应 电 流 方 向 与 磁 场 方
7、向 和 导 体 运 动 方 向 均 无 关D 由 图 丁 可 得 出 结 论 ： 感 应 电 流 方 向 与 导 体 是 否 运 动 无 关答案：B例 5、 （ 2016 扬 州 市 ） 通 电 螺 线 管 的 外 部 磁 场 与 条 形 磁 体 周 围 磁 场 相 似 ， 其 磁 极 可 以 用 安 培 定 则 判 定 （ 1） 图 中 螺 线 管 的 A 端 是 极 （ 2） 螺 线 管 实 际 上 就 是 由 多 个 单 匝 圆 形 圈 组 成 ， 通 电 螺 线 管 的 磁 场 可 以 看 成 由 每 一 个 单 匝 圆 形 通 电 线圈 的 磁 场 组 合 而 成 ， 因 此 应 用
8、 安 培 定 则 也 可 以 判 断 单 匝 圆 形 通 电 线 圈 的 磁 极 现 一 单 匝 圆 形 通 电 线 圈 中的 电 流 方 向 如 图 所 示 ， 则 其 B 端 是 极 （ 3） 地 球 周 围 存 在 的 磁 场 ， 有 学 者 认 为 ， 地 磁 场 是 由 于 地 球 带 电 自 转 形 成 圆 形 电 流 引 起 的 ， 地 球 自 转的 方 向 自 西 向 东 ， 则 形 成 圆 形 电 流 方 向 与 地 球 自 转 方 向 （ 相 同 /相 反 ） ， 物 理 学 规 定正 电 荷 定 向 移 动 方 向 为 电 流 方 向 ， 那 么 地 球 带 （ 正 /负
9、 ） 电 答 案 ： （ 1） N； （ 2） N； （ 3） 相 反 ； 负 4例 6、(2016 广州市)拆开上右图中玩具，发现电源、开关、发光二极管（简称“LED”）、电动机 （ 符号 ）各一个及连接导线。闭合开关，电动机顺时针转动，LED 亮，将电动机一端连线断开，闭合开关，LED 亮。（1）在方框内画出玩具的电路图（2）把电动机断开的连接原处，将电源正、负极反接，闭合开关，电动机 转动（选填“不”、“顺时针”、“逆时针”），LED （选填“亮”、“不亮”）【答案】 （1）如图（2）逆时针、不亮例 7（1） (兰州中考)在图中标出右边磁体的磁极和磁场的磁感线方向（2）.(福州中考)请标
10、出图中小磁针静止时的 N 极（3） (重庆中考)根据 图中的螺线管的电流 I 的方向，在右端虚框内标出螺线管的“N”极或“S”极（4） (赤峰中考)如图所示，把螺线管沿着东西方向水平悬挂起来，然后给导线通电，要使螺线管转动后，静止时 A 端指南，请标出导线中的电流方向（5） (天水中考)如图所示，开关闭合时，电磁铁上端为 N 极，下端为 S 极，在图中括号内标出控制电路电源的正负极，并将工作电路图连接完 整要求：开关闭合时，电动机转，小灯泡不亮；开 关断开时，小灯泡亮，电动机不转5（6） (贵港中考)如图所示，给电磁铁 M 通电，发现弹簧开始被压缩，过一会儿，条形磁铁和弹簧重新处于静止此时把滑
11、动变阻器的滑片 P 向 B 端滑动，弹簧的长度逐渐变短请用笔画线代替导线，把电 路连接完整(导线不能交叉，弹簧在其弹性限度 内)答案：1. 2. 3.4. 5. 6. 例 8、 （2016 泰州市）磁场的强弱用磁感应强度（用字母“ B”表示）的大小来表示，磁感应强度的单位是特斯拉（用字母“T”表示） 。某种材料的电阻随磁场的增强而增大的现象称为磁阻效应，利用这种效应可以测量磁感应强度。若 RB、 R0分别表示有、无磁场时磁敏电阻的阻值，右图为某磁敏电阻的电阻比值 跟磁感应强度 B 关系的RBR0图象，现在要测量磁敏电阻处于磁场中的电阻值 RB。提供的实验器材如下：一节旧干电池，磁敏电阻 RB（
12、无磁场时阻值 R0=100） ，两个开关 S1、S 2，导线若干。另外，还有可供再选择的以下器材： A电流表 A（量程：00.6A，03A） ；B电压表 V（量程： 03V，015V） ；C定值电阻 R1（阻值：1.5k） ； D定值电阻 R2（阻值：80） ；E定值电阻 R3（阻值：5） 。（1）设计一个可以准确测量磁场中该磁敏电阻阻值的电路，磁敏电阻所处磁场磁感应强度 B 大小约为 1.0 61.2T。请你从 A、B、C、D、E 五种实验器材中再选择两种器材，并根据要求完成下列问题。 选择的两种器材是 （填写器材前面字母序号） 。选择电表的量程 。 在答题卡方框中现有电路的基础上画出实验电
13、路图（实验测量过程中不拆接电路） 。(2) 若要准确测出该磁敏电阻所处磁场磁感应强度大小约为 0.1 0.3T 的阻值，在你设计测量的电路中，从A、B、C、D、E 五种实验器材中再选择两种器材是 （填写器材前面字母序号） 。答案：（1）BC；03V；如图所示； （2）BD例 9、(2016 无锡市)如图所示是小明利用光敏电阻为居民楼门口设计的一种智能照明电路L 为“220V 22W”的照明灯，天暗时自动发光，天亮时自动熄灭，控制电路中，电源由两节干电池串联而成，电压为 2.8VR 1为阻值10 的定值电阻R 2为光敏电阻，其阻值会随着光强的变化而变化（1）灯 L 正常工作时，通过它的电流是多少
14、？受控电路中导线 a 端应连接照明电路的火线还是零线？（2）当电压表示数为 2.1V 时，光敏电阻的阻值为多大？（电磁铁 A 的线圈电阻忽略不计）（3）如果控制电路的电源换成两节新的干电池，照明灯 L 有没有可能在白天就发光？请说明理由7【解答】解：（1）由 P=UI 可得，灯 L 正常工作时通过的电流：I L= = =0.1A；开关控制灯泡时，开关接在火线上，所以受控电路中导线 a 端应连接照明电路的火线；（2）当电压表示数为 2.1V 时，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，R 1两端的电压：U 1=UU 2=2.8V2.1V=0.7V，因串联电路中各处的电流相等，所以，电路中的电流
15、：I= = ，即 = ， 解得：R 2=30；（3）如果控制电路的电源换成两节新的干电池，则电源的电压增大，由欧姆定律可知，电路中的电流增大，在天不太暗时，控制电路的电流达到电磁铁吸合的电流，照明灯 L 发光，所以，照明灯 L 有可能在白天就发光答：（1）灯 L 正常工作时，通过它的电流是 0.1A； 受控电路中导线 a 端应连接照明电路的火线；（2）当电压表示数为 2.1V 时，光敏电阻的阻值为 30；（3）照明灯 L 有可能在白天就发光，原因：控制电路的电源换成两节新干电池时，电源的电压增大，电路中的电流增大，在天不太暗时，控制电路的电流达到电磁铁吸合的电流，照明灯 L 发光【随堂检测】1
16、、物理学中引入磁感线是为了研究磁场，与此类似的还有（ ）A “电压”的引入 B “电流”的引入 C “光线”的引入 D “电线”的引入2、下列说法正确的是（ ）A电动机的发明，实现了机械能向电能的大规模转化 B发电机是利用通电线圈在磁场中受力转动的原理制成的8C奥斯特实验说明利用磁场可以产生电流 D电铃是利用电流的磁效应来工作的3(河南中考)在一块有机玻璃板上，安装一个用导线绕成的螺线管， 在板面上均匀撒满铁屑，通电后铁屑的分布如图所示图中 A、B 点相比， _点磁场较强实验中 _(填“能”或“不能”)用铜屑代替铁屑显示磁场分布4(河南中考)如图所示，用两根橡皮筋悬挂的均匀金属棒水平处于磁场中
17、当棒中通以由 AB 的电流时，金属棒静止，橡皮筋刚好处于松弛状态(导线对金属棒的作用力忽略不计)，此时金属棒受到的磁场力方向_若要使橡皮筋处于拉伸状态，在不人为对棒施力的条件下，请提出一项可行的措施：_.6. 7.5(20 17成都)探究“通电螺线管的磁场方向”后，小猴总结出一条规则：如图所示，如果电路沿着我右臂弯曲的方向，那么我左手指的那一端就是螺线管的_极对一个已制好的电磁铁，可以通过_来控制电磁铁磁性的有无6小明连接了如图所示的电路闭合开关，静止的金属杆向右运动；把电源的正负极对调后，静止的金属杆向左运动以上实验说明：通电导体在磁场中_，并且在同一磁场中其方向 与_有关，利用这一原理可以
18、制成_7(2017陕西)小亮自制了如图所示的装置，在有机玻璃管上绕着带有绝缘层的导线，线圈两端连接着小功率灯泡，管内放入条形磁铁，用橡皮塞堵住管口两端，当沿图中箭头方向来回摇动时，小灯泡就会发光该装置发电的原理是_，线圈中电流的方向是_(填“变化”或“不变”)的，此过程中_能转化成电能8(铜仁中考)地理的两极和地磁的两极并不重合，最早记述这一现象的人是( )A沈括 B牛顿 C奥斯特 D法拉第9(南昌中考)如 图所示是条形磁体的磁场分布图，下列说法正确的是( )A该条形磁体的左端为 N 极，右端为 S 极 Ba 处的磁场强弱与 b 处的磁场 强弱相同C置于 a 点的小磁针，静止时南极指向左侧 D
19、磁感线是为了研究方便引入的假想曲线99. 10 11 12.10(滨州中考)关于下列四幅图的说法正确的是( )A甲图的实验说明磁场能产生电流 B乙图的实验所揭示的原理可制成发电机C丙图是演示电磁感应现象的实验装置 D丁图中麦克风应用了磁场对电流的作用11(安徽中考)如图为直流电动机的工作原理图以下相关的分析中正确的是( )A电动机工作过程中，消耗的电能全部转化为内能 B电动机工作过程中，消耗的电能全部转化为机械能C电动机工作过程中，线圈中也产生感应电流 D电动 机工作过程中，线圈中的电流方向保持不变12(河南中考 )如图为实验室常用电流表的内部结构图多匝金属线圈悬置在磁体的两极间，线圈与一根指
20、针相连当线圈中有电流通过时，它受力转动带动指针偏转，便可显示出电流的大小下列与此工作原理相同的电器设备是( )A电烙铁 B电铃 C发电机 D电动机13(葫芦岛中考)通电螺线管与磁体 A 相互吸引根据图中所提供的信息，标 出通电螺线管的 N 极、磁体 A 的 S极和磁感线的方向14(河南中考)用如图所示的实验装置探究“产生感应电流的条件”. (1)实验中，通过观察_来判断电路中是否有感应电流(2)闭合开关，若导体 ab 不动，左右移动磁铁，电路中_(填“有”或“无”)感应电流(3)在仪器和电路都连接完好的情况下，某小组的实验现 象不太明显请提出一条改进措施：_10(4)该实验的结论是：闭合电路的
21、一部分导体，在磁场中做_磁感线运动时 ，导体中就会产生感应电流15根据图中小磁针 N 极指向，标出磁体的 N 极和 S 极，并画出 a 点和 b 点的磁感线方向16(云南中考)请标出图中小磁针的 N 极17(岳阳中考)根 据通电螺线管的 N、S 极和磁感线形状，在图中标出磁体 A 的 N 极、磁感线方向(任选一根标出即可)和电源“” “”极18(黄石中考)闭合开关，螺线管右侧的小磁针立即转动，最后静止时 N 极指向螺线管，如图所示，请画出螺线管上的导线环绕图示19 （ 2016 泉 州 市 ） 如 图 所 示 ， 闭 合 开 关 ， 铁 块 、 弹 簧 在 图 中 位 置 静 止 ， 电 磁
22、铁 的 上 端 为 极 （ 选 填 “N”或 “S”） ； 当 滑 动 变 阻 器 的 滑 片 向 右 移 动 时 ， 电 流 表 示 数 将 ， 弹 簧 的长 度 将 （ 选 填 “变 大 ”、 “变 小 ”或 “不 变 ”）19 20 21 20 （2016 河源市）如图所示通电螺线管的右侧是 （填“N”或“S” ）极，当滑动变阻器的滑片 P 向左移动时，螺线管的磁性 （填“增强” 、 “不变” 、 “减弱” ） 21 （ 2016 聊 城 市 ） 如 图 所 示 ， 闭 合 开 关 ， 电 磁 铁 通 电 时 ， 它 的 上 端 是 （ 选 填 “N”或 “S”） 极 ， 若 将 滑 动 变 阻 器 的 滑 片 向 左 移 动 电 磁 铁 吸 引 大 头 针 的 数 目 【随堂检测参考答案】1、C 2、D 3、A 不能 4、竖直向上 改变电流方向(或使磁场反向、减小电流、 减弱磁场等)
