1、第18讲 电与磁,考点1 磁场与磁极间的相互作用,考点聚焦,第18讲电与磁,考点聚焦,N极,方向,强,考向探究,真题回顾,第18讲电与磁,排斥,磁场,吸引,考点聚焦,考向探究,真题回顾,第18讲电与磁,考点聚焦,南,北,考向探究,真题回顾,考点2 电流的磁场,第18讲电与磁,会,平行,磁场,磁场,磁场,考点聚焦,考向探究,真题回顾,第18讲电与磁,电流环绕,右,电流环绕,N,考点聚焦,考向探究,真题回顾,第18讲电与磁,考点聚焦,考向探究,真题回顾,考点3 磁场对电流的作用,第18讲电与磁,考点聚焦,受到力,改变,改变,力的作用,电流,磁场,考向探究,真题回顾,第18讲电与磁,考点聚焦,受到力
2、的作用,换向器,电,机械,考向探究,真题回顾,考点4 电磁感应现象,第18讲电与磁,考点聚焦,不偏转,不偏转,切割磁感线,改变,考向探究,真题回顾,第18讲电与磁,磁场的方向,切割磁感线,运动的方向,考点聚焦,第18讲电与磁,考点聚焦,电磁感应,机械,电,考向探究,真题回顾,第18讲电与磁,考点聚焦,考点5 初高衔接知识点,1洛伦兹力：运动电荷在磁场中受到的力，其受力方向的判断可用左手定则进行判断，即伸开左手，使大拇指与其余四指垂直并与手掌处于同一平面内，将手放入磁场，让磁感线穿过手心，让伸开的四指指向正电荷运动的方向，那么大拇指所指的方向即为洛伦兹力的方向。 2安培力：通电导体在磁场中受到的
3、力。安培力的实质是形成电流的定向移动的电荷所受洛伦兹力的合力。其受力方向的判断可用左手定则进行判断，伸开左手，使大拇指与其余四指垂直并与手掌处于同一平面内，将手放入磁场，让磁感线穿过手心，让伸开的四指指向电流的方向，那么大拇指所指的方向即为安培力的方向。,图181,第18讲电与磁,考点聚焦,甲 磁感线分布,考向探究,真题回顾,探究1 磁场与磁极间的相互作用,考向探究,第18讲电与磁,例1 如图183所示，小明在做“探究磁极间的作用”的实验时，将分别载有一根条形磁铁的两辆小车同时释放后，发现小车向相反方向运动，最后静止，此现象说明_；磁极间作用力的大小随磁极间距离的增大而_(选填“增大”“减小”
4、或“不变”)；还能说明的物理知识有_。,同名磁极相互排斥,图183,力的作用是相互的(或力能改变物体的运动状态),减小,考点聚焦,考向探究,真题回顾,第18讲电与磁,解析 题图中，两辆小车互相远离，说明受到了排斥力，由于两辆车上的两根条形磁铁的S极与S极相互靠近，所以此现象可以说明同名磁极相互排斥；排斥力使小车由静止变为运动，说明了力可以改变物体的运动状态；而两辆小车向相反方向运动，说明两小车都受到了力的作用，力的作用是相互的；随着小车间距离的增大，小车的速度逐渐减小直至静止，说明磁极间的作用力随磁极间距离的增大而减小。,考点聚焦,考向探究,真题回顾,第18讲电与磁,考点聚焦,变式 如图184
5、所示是用来描绘某磁体周围磁场的部分磁感线，,图184,由磁感线的分布特点可知，b点的磁场比a点的磁场_(选填“强”或“弱”)；若在b点放置一个可自由转动的小磁针，则小磁针静止时，其S极指向_(选填“P”或“Q”)处。,强,P,考向探究,真题回顾,第18讲电与磁,解析 从题图中可以看出，a点的磁感线比b点的磁感线稀疏，故b点的磁场比a点的磁场强。小磁针静止在b点时，其N极指向与该点磁感线的方向一致，故N极指向Q处，S极和N极的指向相反，所以S极指向P处。,考点聚焦,第18讲电与磁,考点聚焦,探究2 电流的磁场,例2【2017南京】如图185所示，闭合开关，小磁针静止在通电螺线管正下方。在图中曲线
6、上用箭头标出磁感线方向并标出电源的正极。,图185,考向探究,真题回顾,第18讲电与磁,考点聚焦,如图所示,第18讲电与磁,考点聚焦,解析 由题图可知，小磁针静止时左端为N极，根据异名磁极相互吸引，同名磁极相互排斥，可知通电螺线管的右端为N极，左端为S极。因为在磁体外部，磁感线总是从N极发出，回到S极，所以磁感线的方向是从右到左的。根据安培定则，伸出右手使大拇指指向通电螺线管的右端，则四指弯曲的方向即为电流的方向，所以电流从通电螺线管的左端流入，则电源的左端为正极，右端为负极。,考向探究,真题回顾,第18讲电与磁,考点聚焦,变式1【2017山西】小明在一块有机玻璃板上安装了一个用导线绕成的螺线
7、管，在板面上均匀撒满铁屑，通电后轻敲玻璃板，铁屑的排列如图186所示。下列说法正确的是( ) A图中P、Q两点相比，P点处的磁场较强 B若只改变通电螺线管中的电流方向，P、Q两点处的磁场会减弱 C若只改变通电螺线管中的电流方向，P、Q两点处的磁场方向会改变 D若只增大通电螺线管中的电流，P、Q两点处的磁场方向会改变,图186,C,考向探究,真题回顾,第18讲电与磁,考点聚焦,解析 由题图可以看出通电螺线管的磁场和条形磁体的磁场一样，并且可以看到Q点铁屑的分布比P点密集，由此可以确定Q点的磁场比P点强，故A错误；只改变电流方向，则磁场方向发生改变，但通电螺线管的磁场强弱不变，故B错误、C正确；只
8、增大通电螺线管中的电流，则磁场的强弱发生改变，但磁场方向不变，故D错误。,第18讲电与磁,考点聚焦,变式2 法国科学家阿贝尔费尔和德国科学家彼得格林贝尔格尔因发现了巨磁电阻效应而荣获2007年诺贝尔物理学奖，巨磁效应是指某些材料的电阻在磁场中急剧减小的现象，大大提高了磁、电之间信号转换的灵敏度，图187是其示意图，图中GMR是巨磁电阻，如果闭合S1、S2并使滑片向左滑动，指示灯L1的实际功率_，GMR两端的电压_。(均选填“变大”“变小”或“不变”),图187,变大,变小,考向探究,真题回顾,第18讲电与磁,考点聚焦,解析 如果闭合S1、S2并使滑片向左滑动，左侧电路中的电阻减小，根据欧姆定律
9、可知，左侧电路中的电流变大，电磁铁的磁性增强。巨磁电阻(GMR)的阻值与周围的磁场强度有关，且巨磁电阻的阻值随磁场强度的增强而明显减小，由于巨磁电阻(GMR)与L1串联，巨磁电阻的阻值减小，则这一支路中的总电阻减小，L1支路电流增大，由PI2R可知，指示灯L1的实际功率变大；L1支路电流增大，L1两端电压增大，由串联分压可知，巨磁电阻两端的电压变小。,第18讲电与磁,考点聚焦,探究3 磁场对电流的作用 电动机,例3【2017绵阳】一矩形线圈放在蹄形磁铁的两极之间，刚通电时在磁场作用下扭转方向如图188甲所示。现将该线圈放在图乙所示的蹄形螺线管间，a、b为螺线管与电源的接口。某同学进行了如下四次
10、操作：a接正极、b接负极，线圈中通与图甲电流方向相同的电流；b接正极、a接负极，线圈中通与图甲电流方向相同的电流；a接正极、b接负极，线圈中通与图甲电流方向相反的电流；b接正极、a接负极，线圈中通与图甲电流方向相反的电流。线圈刚通电时扭转方向与图甲所示的扭转方向相同的是( ) 图188 A和 B和 C和 D和,图188,D,考向探究,真题回顾,第18讲电与磁,考点聚焦,解析 若题图乙中a接正极、b接负极，根据安培定则知蹄形螺线管左端为S极，与图甲的磁场方向相反，线圈中通与图甲电流方向相同的电流，则线圈刚通电时扭转方向与图甲所示的扭转方向相反；若b接正极、a接负极，根据安培定则知蹄形螺线管左端为
11、N极，与甲图的磁场方向相同，线圈中通与图甲电流方向相同的电流，则线圈刚通电时扭转方向与图甲所示的扭转方向相同；若a接正极、b接负极，根据安培定则知蹄形螺线管左端为S极，与图甲的磁场方向相反，线圈中通与图甲电流方向相反的电流，则线圈刚通电时扭转方向与图甲所示的扭转方向相同；若b接正极、a接负极，根据安培定则知蹄形螺线管左端为N极，与图甲的磁场方向相同，线圈中通与图甲电流方向相反的电流，则线圈刚通电时扭转方向与图甲所示的扭转方向相反。,第18讲电与磁,考点聚焦,变式1 如图189所示的实验装置中，当闭合开关S时，导体棒AB水平向左运动。下列关于此现象的说法正确的是( ) A换用磁性更强的磁铁，AB
12、将向右运动 B该实验说明了发电机的工作原理 C该实验说明通电导体周围存在磁场 D该实验说明通电导体在磁场中受到力的作用,图189,D,考向探究,真题回顾,第18讲电与磁,考点聚焦,变式2 如图1810所示是实验室常用的电流表内部结构图，处在磁场中的线圈中有电流通过时，线圈会带动指针一起偏转。线圈中的电流越大，指针偏转角度越大。关于该现象，下列说法中正确的是( ) A线圈中的电流越大，其所受磁场力越大 B线圈中有电流通过时，把电能全部转化为内能 C改变线圈中的电流方向，其转动方向不会改变 D将磁体的N、S极对调，其转动方向不会改变,图1810,A,考向探究,真题回顾,第18讲电与磁,考点聚焦,解
13、析 线圈中有电流通过时，线圈带动指针一起偏转，把电能转化为机械能，故B错误；改变线圈中的电流方向，其转动方向会改变，故C错误；将磁体的N、S极对调，其转动方向会改变，故D错误。,第18讲电与磁,考点聚焦,探究4 电磁感应 发电机,例4 【2017广州】图1811中的a表示垂直于纸面的一根导线，它是闭合回路的一部分。它在如图1812所示的各磁场中水平运动时，哪种情况不会产生感应电流( ),A B C D,B,考向探究,真题回顾,第18讲电与磁,考点聚焦,解析 产生感应电流需满足：闭合电路；导体做切割磁感线运动。由题意可知，a在选项A、C、D所示的磁场中水平运动时都会切割磁感线，所以会产生感应电流
14、；在选项B中水平运动时没有切割磁感线，所以不会产生感应电流。,考向探究,真题回顾,第18讲电与磁,考点聚焦,变式1图1813 【2017黄冈】图1813是一款能发电的魔方充电器，转动魔方时，它根据_(选填“电流的磁效应”“电磁感应”或“通电导体在磁场中受力”)的原理发电，这个过程将_能转化为电能，产生的电能储存于魔方内。魔方还能通过USB端口给移动设备充电，给移动设备充电时魔方相当于电路中的_(选填“电源”或“用电器”)。,电磁感应,机械,电源,考向探究,真题回顾,第18讲电与磁,考点聚焦,变式2 关于图1814所示的电与磁的各图，下列说法中正确的是( )图1814 A图甲的装置是探究电磁感应
15、原理的实验装置 B图乙中的开关闭合后铜块将受到水平向右的吸引力 C图丙是探究发电机工作原理的实验装置 D图丁中电源的a端是电源的正极,A,考向探究,真题回顾,第18讲电与磁,考点聚焦,解析 由题图甲可知，电路的一部分导体位于磁场中，电路中没有电源，有电流表，这是探究电磁感应原理的实验装置，故A正确。由于铜块不受磁场力作用，开关闭合后，铜块不会受到水平向右的吸引力，故B错误。图丙所示是探究通电导线在磁场中受力的装置，是探究电动机工作原理的装置，故C错误。图丁中小磁针N极指右端，则通电螺线管左端是S极，由安培定则可知，a端是电源的负极，b端是电源的正极，故D错误。,考向探究,真题回顾,第18讲电与
16、磁,考点聚焦,探究5 与电磁相关的初高衔接,例5 如图1815所示，通电直导线周围的磁场分布可用磁感线表示为以导线为圆心的同心圆圈，磁场方向可以运用如下方法判断：用右手握住直导线，让大拇指指向直导线中电流的方向，则弯曲的四指所指方向为磁场方向。请在图中标出静止在磁场中的小磁针的N极。,图1815,考向探究,真题回顾,第18讲电与磁,考点聚焦,如图所示,考向探究,真题回顾,第18讲电与磁,考点聚焦,例6 荷兰物理学家洛伦兹首先提出，磁场对运动电荷有力的作用。为了纪念他，人们称这种力为洛伦兹力，该力的方向可以用左手定则来判断。如图1816所示，一正电荷水平向右射入蹄形磁铁的两磁极间。此时，该电荷所
17、受洛伦兹力的方向是( ) A向左 B向右 C垂直纸面向里 D垂直纸面向外,图1816,D,第18讲电与磁,考点聚焦,解析 左手定则：伸开左手，使大拇指与其余四指垂直并与手掌处于同一平面内，将手放入磁场，让磁感线穿过手心，让伸开的四指指向正电荷运动的方向，那么大拇指所指的方向即为洛伦兹力的方向,考向探究,真题回顾,第18讲电与磁,考点聚焦,变式1 小明在课下通过查阅资料得知：通电线圈相当于一匝的通电螺线管，其两侧的磁极与线圈中电流方向的关系也符合安培定则。把两个完全相同的线圈A和B挂在水平光滑的绝缘细杆MN上，且平行靠近放置，当线圈中通入如图1817所示方向的电流时，线圈A和B将_(选填“靠近”
18、“距离不变”或“远离”)。,图1817,靠近,考向探究,真题回顾,第18讲电与磁,考点聚焦,解析 环形电流周围的磁场判断：可将环形电流看成单匝螺线管，然后利用右手螺旋定则判断磁场的方向。,第18讲电与磁,考点聚焦,变式2 如果用“”表示电流或磁场方向垂直纸面向里，“”表示电流或磁场的方向垂直纸面向外。则下列各图中，已标出的磁场方向、通电直导线中的电流方向以及通电直导线所受力的方向，正确的是( ),A B C D,A,考向探究,真题回顾,第18讲电与磁,考点聚焦,解析 根据左手定则：伸开左手，拇指与四指垂直且共面，磁感线向里穿过手心，四指指向电流方向，拇指指向即为受力方向。A符合左手定则，故A正
19、确。B中通电导线与磁场平行，通电导线不受力的作用，故B错误。C中导线的受力方向应竖直向下，故C错误。D中导线的受力方向应垂直纸面向外，故D错误。,考向探究,真题回顾,第18讲电与磁,考点聚焦,实验突破,突破 探究什么情况下磁可以生电,考点归纳 1转换法：通过灵敏电流计指针的偏转情况判断感应电流的有无和方向。 2控制变量法：探究感应电流的方向与导体运动方向的关系(控制磁场方向不变，改变导体的运动方向)；探究感应电流的方向与磁场方向的关系(控制导体运动方向不变，改变磁场方向)。 3灵敏电流计指针不偏转的原因：不是闭合回路；导体没做切割磁感线运动；产生的感应电流太小。,第18讲电与磁,考点聚焦,4改
20、变感应电流大小的措施：换用磁性强的磁体、切割磁感线时保持垂直且尽量快速、改用导线制成矩形的多匝线圈代替单根导线。 5能量转换：机械能转化为电能。 6电磁感应现象的实际应用：发电机、动圈式话筒。,考向探究,真题回顾,第18讲电与磁,考点聚焦,例 如图1819所示是“探究产生感应电流的条件”的装置，导体ab、开关、灵敏电流计用导线连接，组成电路。 (1)实验中，我们通过观察_来判断电路中是否有感应电流；通过指针偏转的方向判断_,灵敏电流计指针是否偏转,感应电流的方向,考向探究,真题回顾,第18讲电与磁,考点聚焦,(2)闭合开关，让导体ab在磁场中上下运动，发现灵敏电流计的指针_；让导体ab静止，磁
21、体水平向右运动，则灵敏电流计的指针_。(均选填“偏转”或“不偏转”) (3)如果想进一步探究“感应电流的大小与导体运动的快慢是否有关”，则应闭合开关，保持其他条件不变，只改变_，观察_得出结论。,不偏转,偏转,导体运动的速度,灵敏电流计指针偏转的幅度,考向探究,真题回顾,第18讲电与磁,考点聚焦,【实验拓展】 (4)这次探究实验中用到的研究方法有_法和转换法。 (5)下列电器中，应用电磁感应原理制成的是_。 A电铃 B电风扇 C动圈式话筒 D动圈式扬声器 (6)要使灵敏电流计的指针偏转方向发生改变，可以采取两种方法： 方法一：_； 方法二：_。,控制变量,C,调换蹄形磁体N、S极的位置,改变导
22、体的运动方向,考向探究,真题回顾,第18讲电与磁,考点聚焦,(7)从能量的角度来分析，感应电流的产生过程是_能转化为电能。 (8)如果把装置中的灵敏电流计换成_，则可探究磁场对通电导体的作用。,机械,电源,考向探究,真题回顾,第18讲电与磁,考点聚焦,真题回顾,考点1 磁场、磁感线,【2015安徽15题3分】一个能绕中心转动的小磁针在图1820所示位置保持静止。某时刻开始，小磁针所在的区域出现水平向右的磁场，磁感线如图所示，则小磁针在磁场出现后( )图1820 A两极所受的力是平衡力，所以不会发生转动 B两极所受的力方向相反，所以会持续转动 C只有N极受力，会发生转动，最终静止时N极所指方向水
23、平向右 D两极所受的力方向相反，会发生转动，最终静止时N极所指方向水平向右,D,考向探究,真题回顾,第18讲电与磁,考点聚焦,解析 某时刻开始小磁针所在的区域出现水平向右的磁场，小磁针将会受到磁场力的作用，且N极受力方向与磁场方向相同，水平向右；S极受力方向与磁场方向相反，水平向左。所以小磁针会发生转动，最终小磁针在磁场中静止，N极指向水平向右。,考向探究,真题回顾,第18讲电与磁,考点聚焦,考点2 电流的磁场,1【2014安徽7题2分】如图1821所示，把小磁针放在桌面上，将一根直导线平行架在静止的小磁针上方，当导线中有电流通过时，小磁针就会发生偏转。请运用磁场的观点解释小磁针发生偏转的原因
24、：_。,图1821,通电导体周围存在磁场，处在磁场中的小磁针受到力的作用,第18讲电与磁,考点聚焦,2【2015安徽4题2分】通电螺线管的N、S极如图1822所示，由此可判断电流是从_(选填“a”或“b”)端流入螺线管的。,图1822,a,考向探究,真题回顾,第18讲电与磁,考点聚焦,解析 由于通电螺线管的左端为S极、右端为N极，由右手螺旋定则可知，用右手握住通电螺线管，让大拇指指向右侧，此时四指所指的方向即为电流的方向，电流从左侧即a端流入。,考向探究,真题回顾,第18讲电与磁,考点聚焦,3【2012安徽9(1)题2分】如图1823所示，某同学用右手螺旋定则判断通电螺线管的磁极，请你在图中标
25、出导线中的电流方向和螺线管的 N、S 极。,图1823,第18讲电与磁,考点聚焦,3如图所示,考向探究,真题回顾,第18讲电与磁,考点聚焦,4【2011安徽9题2分】在原子内部，核外电子绕原子核运动会形成一种环形电流，该环形电流产生的磁场使物质微粒(原子)的两侧相当于两个磁极。若图1824中箭头表示的是电子绕原子核运动的方向，则环形电流的左侧应为_(选填“N”或“S”)极。,图1824,S,考向探究,真题回顾,第18讲电与磁,考点聚焦,5【2013安徽16题3分】图1825中，箭头表示电流方向，则通电螺线管周围的小磁针静止时指向正确的是( ),图1825,A,考向探究,真题回顾,第18讲电与磁
26、,考点聚焦,解析 根据标出的通电螺线管中的电流方向，利用安培定则判断通电螺线管的磁极，再根据磁极间的相互作用规律确定小磁针的指向是否正确。,第18讲电与磁,考点聚焦,6【2017安徽15题3分】如图1826所示的装置中，当开关S闭合后，下列判断正确的是( )图1826 A通电螺线管外A点的磁场方向向左 B通电螺线管的左端为N极 C向左移动滑片P，通电螺线管的磁性减弱 D小磁针静止后，其N极的指向沿水平向右,B,考向探究,真题回顾,第18讲电与磁,考点聚焦,7【2011安徽15题3分】通电直导线的周围存在磁场，若将一根长导线沿一个方向绕成螺线管，插入铁芯后，就制成了一个电磁铁。关于电磁铁的磁性强
27、弱，以下说法正确的是 ( ) A电磁铁的磁性强弱与线圈匝数无关 B电磁铁的磁性强弱与电流大小无关 C导线绕成螺线管后，每匝线圈产生的磁场相互抵消，故磁性减弱 D导线绕成螺线管后，每匝线圈产生的磁场相互叠加，故磁性增强,D,考向探究,真题回顾,第18讲电与磁,考点聚焦,解析 电磁铁的磁性强弱由三个因素决定：电流大小；线圈匝数；有无铁芯。且在都有铁芯的情况下，电流越大、线圈匝数越多，电磁铁磁性越强；在电流大小和线圈匝数相同的情况下，有铁芯时比没有铁芯时电磁铁的磁性要强。,考向探究,真题回顾,第18讲电与磁,考点聚焦,考点3 电动机与发电机原理,1【2017安徽2题2分】如图1827所示，在蹄形磁铁
28、的磁场中放置一根导体棒ab，它的两端跟灵敏电流计连接，使导体棒快速向右运动，观察到灵敏电流计的指针发生偏转。从能量转化的角度来分析，该实验过程中是_能转化成了电能。,图1827,机械,考向探究,真题回顾,第18讲电与磁,考点聚焦,2【2015安徽5题2分】如图1828所示为动圈式话筒的构造示意图。对着话筒说话时，声音使膜片振动，带动线圈在磁场中振动，把线圈两端的导线接入扩音机，就能通过扬声器听到说话的声音。这种话筒应用的原理是_。,图1828,电磁感应,第18讲电与磁,考点聚焦,3【2013安徽6题2分】如图1829所示，能说明发电机工作原理的是图_(选填“甲”或“乙”)。,图1829,乙,考
29、向探究,真题回顾,第18讲电与磁,考点聚焦,4【2016安徽15题3分】如图1830所示是“探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件”的实验装置示意图。关于这个实验，下列说法正确的是( ) A当导体棒沿竖直方向上下运动时，灵敏电流计的指针发生偏转 B当导体棒相对于水平方向斜向上运动时，灵敏电流计的指针不发生偏转 C当导体棒沿水平方向左右运动时，灵敏电流计的指针发生偏转 D当导体棒沿水平方向向左和向右运动时，灵敏电流计的指针都向同一方向偏转,图1830,C,考向探究,真题回顾,第18讲电与磁,考点聚焦,解析 由题图可知，当导体棒沿竖直方向上下运动时，没有做切割磁感线运动，所以不会产生感应电流，灵
30、敏电流计的指针不发生偏转，故A错误；当导体棒相对于水平方向斜向上运动时，导体棒切割磁感线运动，所以会产生感应电流，灵敏电流计的指针发生偏转，故B错误；当导体棒沿水平方向左右运动时，导体棒切割磁感线运动，所以会产生感应电流，灵敏电流计的指针发生偏转，故C正确；感应电流的方向与磁场的方向和导体切割磁感线的运动方向有关，所以磁场方向不变的情况下，导体棒沿水平方向向左和向右运动时，灵敏电流计的指针偏转方向不同，故D错误。,考向探究,真题回顾,第18讲电与磁,考点聚焦,5【2014安徽12题3分】如图1831所示为直流电动机的工作原理图。以下相关分析正确的是( )图1831 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,B,考向探究,真题回顾,第18讲电与磁,考点聚焦,6【2012安徽13题3分】人们根据物理原理或规律制造出许多机器设备，下列叙述中正确的是( ) A投影仪是利用凸透镜成像的原理制成的 B电动机是利用电磁感应原理制成的 C内燃机是将机械能转化为内能的机器 D发电机的原理是磁场对电流有力的作用,A,考向探究,真题回顾,
