2019屆中考物理 第二十章 電與磁課件.ppt

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第二十章電與磁 一 磁現(xiàn)象和磁場1 磁現(xiàn)象 1 磁體 磁體能夠吸引 等物質(zhì) 2 磁極 定義 磁體上吸引能力 的兩個部位 鐵 鈷 鎳 最強 南極和北極 能夠自由轉(zhuǎn)動的磁體 例如懸吊著的小磁針 靜止時指南的那個磁極叫作 極 指北的那個磁極叫作 極 3 磁極間相互作用的規(guī)律 同名磁極相互 異名磁極相互 4 磁化 一些物體在磁體或電流的作用下獲得 的現(xiàn)象 南 S 北 N 排斥 吸引 磁性 2 磁場 1 定義 周圍存在著的一種看不見 摸不著 能使磁針 的物質(zhì) 2 基本性質(zhì) 對放入其中的磁體產(chǎn)生 的作用 3 方向 小磁針靜止時 所指的方向規(guī)定為該點磁場的方向 磁體 偏轉(zhuǎn) 力 北極 3 磁感線 1 定義 可以方便 形象地描述 的一些帶箭頭的曲線 2 方向 磁體外部的磁感線都是從 出發(fā) 回到 3 磁場強弱 磁感線分布越密的地方 其磁場 磁感線分布越疏的地方 其磁場 磁場 N極 S極 越強 越弱 4 地磁場 1 定義 周圍存在的磁場 2 地磁場兩極 地磁南極在地理 附近 地磁北極在地理 附近 地球 北極 南極 二 電生磁1 電流的磁效應 1 發(fā)現(xiàn) 丹麥物理學家 證實電流的周圍存在著磁場 在世界上第一個發(fā)現(xiàn)電與磁的聯(lián)系 2 電流的磁效應 通電導線周圍存在與 方向有關的磁場的現(xiàn)象 奧斯特 電流 2 通電螺線管的磁場 1 分布 通電螺線管外部的磁場與 的磁場相似 2 極性 通電螺線管兩端的極性與 的方向有關 條形磁體 電流 3 極性判斷 安培定則 用右手握住螺線管 讓四指指向螺線管中 的方向 則拇指所指的那端就是螺線管的 極 電流 N 3 電磁鐵 1 構造 把一根導線繞成螺線管 在螺線管內(nèi)插入 當有電流通過時 有較強磁性的磁體 2 特點 有電流通過時有 沒有電流時就失去 鐵芯 磁性 磁性 3 影響磁性強弱的因素 匝數(shù)一定時 線圈中電流 電磁鐵磁性越強 電流一定時 外形相同的螺線管 匝數(shù) 電磁鐵磁性越強 4 應用 電磁起重機 電鈴 電磁繼電器等 越大 越多 4 電磁繼電器 1 構造 彈簧 觸點 2 工作電路構成 低壓控制電路和高壓工作電路 3 工作原理 利用 電路的通斷間接地控制 電路 4 實質(zhì) 利用 來控制工作電路的一種開關 電磁鐵 銜鐵 低電壓 弱電流 高電壓 強電流 電磁鐵 三 電動機1 磁場對通電導線的作用 1 作用 通電導線在磁場中受到 的作用 2 影響方向的因素 力的方向與 有關 當電流的方向或者磁感線的方向變得相反時 通電導線受力的方向也變得 力 電流方向 磁感線的方向 相反 2 電動機 1 基本構造 由能夠轉(zhuǎn)動的 和固定不動的 兩部分組成 2 原理 根據(jù) 的原理制成 線圈 磁體 通電導體在磁場中受力運動 3 換向器 每當線圈剛轉(zhuǎn)過 時 自動改變線圈中的電流方向 使線圈持續(xù)轉(zhuǎn)動下去 4 能量轉(zhuǎn)化 電能轉(zhuǎn)化為 能 3 揚聲器原理 通電線圈在 中受力運動 平衡位置 機械 磁場 四 磁生電1 電磁感應 1 發(fā)現(xiàn) 英國物理學家 2 內(nèi)容 閉合電路的一部分導體在磁場中做切割磁感線的運動時 導體中就會產(chǎn)生 產(chǎn)生的電流叫作 電流 法拉第 電流 感應 3 感應電流產(chǎn)生的條件 電路 部分導體做 運動 4 感應電流的方向 與導體 的方向和 的方向有關 閉合 切割磁感線 切割磁感線 磁場 2 發(fā)電機 1 原理 2 構造 主要由 和 組成 3 能量轉(zhuǎn)化 轉(zhuǎn)化為 3 動圈式話筒原理 電磁感應 轉(zhuǎn)子 定子 機械能 電能 電磁感應 教材圖解 診斷自測 1 地球是一個巨大的磁體 最早利用地磁場指示方向的裝置是圖中所示的 司南 靜止時它的長柄指向南方 長柄應為該磁體的 選填 N 或 S 極 S 2 某同學用如圖所示裝置研究電與磁的關系 比較甲 乙兩圖可知 比較甲 丙兩圖可知 通電導體的周圍存在著磁場 電流的磁場方向與電流方向有關 3 當揚聲器中的線圈通過的電流方向如圖所示時 線圈的左端是 極 當電流方向改變時 線圈將 運動 與揚聲器原理相同的是 選填 電動機 或 發(fā)電機 S 反向 電動機 4 在如圖所示的實驗裝置中 當銅棒向左運動時 電流表的指針將發(fā)生 寫出應用該原理制成的一種設備 偏轉(zhuǎn) 轉(zhuǎn)動 發(fā)電機 考點1磁場 磁感線 通電螺線管的磁場1 磁場 磁感線 通電螺線管磁場和磁極之間的關系 2 三向歸一 判磁場 小磁針靜止時N極指向 磁感線的方向 磁場方向是一致的 只要明確其中一個方向 其他兩個方向也就可以確定 磁體的N S極也能確定 規(guī)避失分點 1 磁場是客觀存在的 磁感線不是真實存在的 磁感線之間永不相交 2 在磁體外部 磁感線從N極出發(fā) 回到S極 而在內(nèi)部則由S極指向N極 從而形成閉合曲線 典例1 2017 煙臺中考 小紅梳理反思了 磁場和磁感線 相關知識 她歸納整理如下 其中正確的有 世紀金榜導學號59944237 磁場看不見摸不著 但是可以借助小磁針感知它的存在 磁感線是磁體周圍空間實際存在的曲線 磁感線是鐵屑組成的 地磁場的磁感線是從地球南極附近發(fā)出回到北極附近A B C D 精講精析 選A 本題考查對磁場和磁感線的認識 磁場看不見摸不著 但可以借助小磁針感知它的存在 這是典型的轉(zhuǎn)換法 故 正確 磁感線是不存在的 是為了研究方便而假想的一些有方向的曲線 故 錯誤 磁感線是不存在的 磁感線不是鐵屑組成 故 錯誤 地球是一個巨大的磁體 地磁場的南極在地理北極附近 地磁場的北極在地理南極附近 故地磁場的磁感線是從地球南極附近發(fā)出回到北極附近 故 正確 故選A 典例2 2017 揚州中考 如圖 根據(jù)小磁針的指向 標出螺線管的N S極和電流方向 精講精析 本題考查安培定則的應用 由小磁針的指向 可知通電螺線管的右端為S極 左端為N極 根據(jù)螺線管的繞線方法 利用安培定則可判定 電源的右端為正極 則螺線管外側(cè)電流的方向向上 答案 如圖所示 備選例題 1 2016 濱州中考 請利用圖中給出的信息 幫助小迪同學在圖中標出小磁針的N極 電源的正極 并用箭頭標出磁感線的方向 精講精析 本題考查通電螺線管的極性 磁感線 由圖知通電螺線管的右端為S極 則左端為N極 根據(jù)異名磁極相互吸引 小磁針的右端為S極 則左端為N極 因為在磁體外部 磁感線總是從N極發(fā)出 回到S極 所以圖中磁感線的方向是指向右的 根據(jù)右手螺旋定則 伸出右手使大拇指指示螺線管的左端 則四指彎曲所指的方向為電流的方向 所以電流從螺線管的右端流入 則電源的右端為正極 答案 如圖所示 2 2016 張掖中考 如圖所示 開關閉合后 位于螺線管附近的小磁針N極指向如圖 請在螺線管上畫出導線的繞向 解題關鍵 解答本題抓住以下關鍵點 關鍵1 明確異名磁極相互吸引 關鍵2 知道安培定則的內(nèi)容 精講精析 本題考查磁極間的相互作用以及安培定則的知識 根據(jù)異名磁極相互吸引 螺線管的上端應該是N極 根據(jù)安培定則的內(nèi)容 握住螺線管時 大拇指向上 四指彎曲方向即導線環(huán)繞方向 答案 如圖 知識拓展 對磁場的進一步認識 1 磁場是客觀存在的 而磁感線是為了方便 形象地描述磁場而假想的 屬于輔助線條 細鐵屑撒在磁體周圍 模擬的是磁感線的形狀 并不是得到了真實的磁感線 2 小磁針在磁場中靜止時N極的受力方向 靜止時N極的指向 所在點處的磁場方向及磁感線上該點的切線方向 四向 一致 3 磁感線表示磁場有以下特征 磁感線是一些閉合的曲線 即磁體周圍的磁感線都是從磁體的N極出發(fā) 回到S極 而在磁體的內(nèi)部 都是從磁體的S極指向N極 磁體周圍的磁感線的分布是立體的 而不是平面的 磁感線分布的疏密可以表示磁場的強弱 磁體兩極處磁感線最密 表示兩極處磁場最強 磁感線不相交 如圖 假設兩條磁感線a b在空間某處相交于A點 那么在A點放一個小磁針 由a線可得它的N極應該指向P1方向 由b線可得N極應指向P2方向 而磁場中的一點只能有一個方向 故磁感線不能相交 考點2電磁鐵和電磁繼電器1 電磁鐵 1 通電后有磁性的原理 電流的磁效應 2 磁性有無 由通斷電控制 3 磁極極性 由電流方向控制 電流方向改變 磁極極性改變 4 磁性強弱 由電流大小和線圈匝數(shù)來控制 電流越大 線圈匝數(shù)越多 磁性越強 5 磁性強弱判斷 通過它吸引鐵釘或曲別針等的多少來判斷 吸引數(shù)量越多 磁性越強 2 電磁繼電器 1 種類 一種有兩個觸點 靜觸點和動觸點各一個 如圖甲 多用于簡單的控制電路中 是一個控制電路通斷的開關 另一種有三個觸點 兩個靜觸點 一個動觸點 如圖乙 多用于復雜的自動控制電路中 它的動 靜觸點相當于一個單刀雙擲開關 能實現(xiàn)的是電路的切換 當電磁鐵有磁性時 電磁鐵吸引銜鐵 接通一個電路 當電磁鐵無磁性時 彈簧彈起銜鐵 斷開一個電路同時接通另一個電路 2 相關電路設計 控制電路 電磁鐵通過開關與電源相連 工作電路 根據(jù)題意 確定各元件的連接方式 將繼電器的每對動 靜觸點看成一個開關 有時看成一個單刀雙擲開關 典例3 2017 金華中考 在探究影響電磁鐵磁性強弱的因素時 小科設計了如圖所示的電路 下列相關說法不正確的是 A 電磁鐵A B上方都是S極B 通過電磁鐵A和B的電流相等C 電磁鐵A的磁性強于電磁鐵B的磁性D 向右移動滑片P 電磁鐵A B磁性都減弱 精講精析 選A 由安培定則可知 電磁鐵A的上方為N極 B的上方為S極 故A錯誤 由題圖可知 電磁鐵A和B串聯(lián)接入電路中 所以電流相等 故B正確 電磁鐵A和B的電流相同 由題圖可知A的線圈匝數(shù)多于B的線圈匝數(shù) A的磁性強于B的磁性 故C正確 向右移動滑片P 滑動變阻器接入電路的電阻變大 根據(jù)歐姆定律可知 電流減小 電磁鐵A B磁性都減弱 故D正確 故選A 典例4 2017 武漢中考 如圖所示是一種水位自動報警器的原理圖 水位沒有達到金屬塊A時 燈亮 水位達到金屬塊A時 由于一般的水是 燈亮 世紀金榜導學號59944238 精講精析 本題考查電磁繼電器的應用 水沒有達到金屬塊A時 控制電路沒有接通 電磁鐵沒有磁性 在彈簧的作用下 動觸點向上運動 L1所在電路接通 L1亮 水位達到金屬塊A時 由于一般的水中有電解質(zhì) 是導體 控制電路接通 電磁鐵產(chǎn)生磁性 銜鐵被吸下 動觸點向下運動 燈L2所在電路接通 L2發(fā)光 答案 L1導體L2 考點3電磁三種現(xiàn)象及其應用 提分技法 電動機與發(fā)電機的區(qū)分區(qū)分二者的關鍵是 電 與 動 的先后 電動機 是指電路中有電源 電引起動 即先電后動 發(fā)電機 是指線圈的 動 使電路中有了電流 動引起電 即先動后電 典例5 2016 樂山中考 如圖所示的四個裝置可以用來研究有關物理現(xiàn)象或說明有關原理 下列表述正確的是世紀金榜導學號59944239 A 圖 研究電磁感應現(xiàn)象B 圖 研究電磁鐵磁性強弱與線圈匝數(shù)的關系C 圖 說明電動機原理D 圖 說明發(fā)電機原理 解題關鍵 解答本題從以下角度分析 1 裝置中是否有電源 電磁感應現(xiàn)象和發(fā)電機裝置中沒有電源 2 有電源的裝置中是否有電流表 是否有線圈轉(zhuǎn)動 有則是電動機原理裝置圖 精講精析 選B 圖 研究的是電流周圍存在磁場 圖 研究電磁鐵磁性強弱與線圈匝數(shù)的關系 圖 說明電磁感應現(xiàn)象 圖 說明電動機的工作原理 故選項B的說法正確 典例6 2017 鎮(zhèn)江中考 圖示實驗裝置中 磁體和導體棒均水平放置 斷開S2 閉合S1 使導體棒水平向右運動 電流表G的指針向右偏 這是現(xiàn)象 為使G的指針向左偏 可使導體棒向運動 斷開S1 閉合S2 導體棒能運動起來 依此可制成 選填 電動機 或 發(fā)電機 精講精析 本題考查電磁感應現(xiàn)象 電流表指針向右偏 說明電路中有電流產(chǎn)生 因而是電磁感應現(xiàn)象 感應電流方向與導體運動方向有關 為使G的指針向左偏 可使導體棒向與原來的方向相反的左方運動 斷開S1 閉合S2 導體棒能運動起來 這是通電導體在磁場中受力運動 依此可制成電動機 答案 電磁感應左電動機 知識拓展 電與磁相關作用的兩個定則 1 右手定則 判斷導體做切割磁感線運動時產(chǎn)生的感應電流的方向 磁感線穿過手心 大拇指指向?qū)w運動的方向 四指所指的方向即為感應電流的方向 大拇指與四指所指方向垂直 2 左手定則 判斷通電導體在磁場中受力的方向 磁感線穿過手心 四指指向電流方向 大拇指所指的方向即為導體受力的方向 大拇指與四指所指方向垂直 備選例題 2016 廈門中考 老師上課時常用 小蜜蜂 擴音 聲音信號由話筒傳入擴音器放大后從揚聲器播出 話筒 揚聲器的工作原理相當于 A 發(fā)電機 電動機B 電動機 發(fā)電機C 發(fā)電機 發(fā)電機D 電動機 電動機 精講精析 選A 本題考查電磁知識 話筒的原理是對著膜片發(fā)出聲音 膜片振動產(chǎn)生變化的電流 屬于磁生電 與發(fā)電機的原理相同 揚聲器內(nèi)的通電線圈在磁場中受力振動 帶動紙盆發(fā)出聲音 把變化的電流轉(zhuǎn)化為聲音 與電動機的原理相同 故選A 主題一探究磁場對通電導線的作用 實驗裝置 實驗方法 轉(zhuǎn)換法 控制變量法 實驗關鍵 1 閉合開關 觀察導體ab是否運動 2 探究通電導線受力方向與電流方向的關系 思路 控制 不變 改變 如圖 對調(diào)電源正負極改變電流方向 磁感線方向 電流方向 3 探究通電導線受力方向與磁感線方向的關系 思路 控制 不變 改變 如圖 把蹄形磁體上下磁極對調(diào)一下改變磁感線方向 電流方向 磁感線方向 要點探究 1 實驗中 如何證明磁場對通電導體有力的作用 提示 閉合開關 當導體中有電流時 導體由靜止變?yōu)檫\動 說明導體受到了力的作用 從而證明磁場對通電導體有力的作用 2 怎樣增大通電導體在磁場中受力的大小 提示 增強磁場或者增大電流 3 當電流方向和磁感線方向同時改變時 通電導線受力方向改變嗎 提示 受力方向不變 示范案例 2016 青島中考 探究磁場對電流的作用 1 如圖 閉合開關 導體ab向右運動 說明通電導體在磁場中受到的作用 據(jù)此原理可以制成 2 為使實驗現(xiàn)象更明顯 若把導體換用輕質(zhì)塑料棒 實驗 選填 能 或 不能 成功 因為 解析 本題考查電與磁的知識 通電導體在磁場中會受到力的作用 依據(jù)此原理可制成電動機 若將導體棒換成塑料棒 由于塑料棒是絕緣體 則塑料棒上不會有電流 因此不會受磁場力的作用 答案 1 力電動機 2 不能塑料是絕緣體 延伸探究 結合 示范案例 思考以下問題 1 閉合開關 導體ab向右運動 現(xiàn)在 如果只將磁場方向變?yōu)榕c原來方向相反 那么導體ab將向運動 如果同時將電流方向和磁場方向變?yōu)榕c原來方向相反 那么導體ab將向運動 均選填 左 或 右 2 若使導體運動速度加快 你采用的方法是 解析 1 保持電流方向不變 改變磁場方向 導體ab運動方向與原來相反 若兩者同時改變 則導體運動方向不變 2 若使導體運動速度加快可采用的方法是增強磁場 增大電流 答案 1 左右 2 增強磁場 增大電流 主題二探究什么情況下磁可以生電 實驗裝置 實驗方法 轉(zhuǎn)換法 控制變量法 實驗關鍵 1 探究感應電流產(chǎn)生的條件 思路 閉合開關 讓金屬桿分別 運動 觀察靈敏電流計的指針是否偏轉(zhuǎn) 開關 重新讓金屬桿分別沿不同的方向運動 觀察靈敏電流計的指針是否偏轉(zhuǎn) 沿不同的方向 斷開 2 探究感應電流的方向與導體運動方向的關系 思路 保持 不變 改變 的方向 觀察靈敏電流計指針的偏轉(zhuǎn)方向 磁感線方向 導體切割磁感線 3 探究感應電流的方向與磁感線的方向的關系 思路 保持 不變 改變磁感線的方向 對調(diào) 觀察靈敏電流計指針的偏轉(zhuǎn)方向 導體運動方向 磁極 要點探究 1 實驗中 產(chǎn)生的感應電流非常小 如何感知 怎樣感知感應電流的方向 提示 靠靈敏電流計指針的偏轉(zhuǎn)感知 感應電流方向靠靈敏電流計指針的偏轉(zhuǎn)方向感知 若向右偏 則電流從靈敏電流計的正接線柱流入 若向左偏 則反之 2 實驗中 由于產(chǎn)生的感應電流較小 應采取怎樣的措施使現(xiàn)象明顯 提示 要盡可能選用磁性強的蹄形磁體 可用導線制成匝數(shù)很多的線圈代替單根導線 切割磁感線時 要垂直且盡量快速 3 實驗中 閉合開關 若保持導體不動 磁體運動 能否產(chǎn)生感應電流 提示 能產(chǎn)生感應電流 示范案例 2017 長沙中考 在探究 導體在磁場中運動時產(chǎn)生感應電流的條件 的實驗中 用一根絕緣的細線將一根導體棒ab懸掛在蹄形磁鐵的磁場中 再將導體棒ab 電流表及開關用導線連成一個閉合電路 如圖所示 世紀金榜導學號59944240 1 閉合開關 讓導體棒ab保持靜止 電路中 選填 有 或 無 感應電流產(chǎn)生 2 閉合開關 讓導體棒ab沿 選填 豎直方向上下 或 水平方向左右 運動時 電路中有感應電流產(chǎn)生 解析 本題考查電磁感應現(xiàn)象 1 閉合開關 讓導體棒ab保持靜止 沒有做切割磁感線的運動 電路中無感應電流產(chǎn)生 2 閉合開關 當導體棒ab沿水平方向左右運動時 做切割磁感線的運動 電路中有感應電流產(chǎn)生 答案 1 無 2 水平方向左右 延伸探究 結合 示范案例 思考以下問題 1 本實驗中 如果 我們就認為有感應電流產(chǎn)生 2 在磁場中做切割磁感線運動時 可以觀察到靈敏電流計指針發(fā)生偏轉(zhuǎn) 其偏轉(zhuǎn)的最大位置如圖所示 此時的電流值為mA 這時ab棒成為一個電源 其中端為正極 3 保持電路閉合 當導體a b向左運動和向右運動時 靈敏電流計的指針會向左和向右偏轉(zhuǎn) 表明導線中的感應電流方向與有關 4 將U形磁鐵反轉(zhuǎn)對調(diào)磁極 閉合開關 當導體向左運動和向右運動時 靈敏電流計的指針會向右和向左偏轉(zhuǎn) 表明導線中的感應電流方向與有關 5 小李所在實驗小組想進一步探究 感應電流的大小跟哪些因素有關 小李猜想 可能跟導體切割磁感線運動的快慢有關 請你根據(jù) 示范案例 的實驗裝置 幫助小李設計實驗來驗證他的猜想 你設計的實驗做法是 6 如果將靈敏電流計換成 可以觀察磁場對通電導體的作用 7 在探究電磁感應產(chǎn)生感應電流的條件實驗中 是將能轉(zhuǎn)化為能 生活中的就是利用這一原理制成的 解析 1 由題意知 在實驗中 靈敏電流計的作用是感知感應電流的存在及方向 當指針偏轉(zhuǎn) 說明有感應電流 2 由圖可知 電流計示數(shù)為28mA 電流計正向偏轉(zhuǎn) 說明接法正確 即a端是正極 3 當導體a b向左運動和向右運動時 靈敏電流計的指針會向左和向右偏轉(zhuǎn) 表明導線中感應電流的方向與導體切割磁感線運動方向有關 4 U形磁鐵反轉(zhuǎn)對調(diào)磁極 閉合開關 當導體向左運動和向右運動時 靈敏電流計的指針會向右和向左偏轉(zhuǎn) 表明導線中的感應電流方向與磁場方向有關 5 由題意 欲探究 感應電流的大小跟導體切割磁感線運動的快慢有關 應保持磁場方向及強弱不變 導體不變 閉合開關 使ab做切割磁感線運動的速度改變 同時 觀察靈敏電流計的指針的偏轉(zhuǎn)幅度 6 研究電磁感應現(xiàn)象和通電導體在 磁場中的受力情況的最大區(qū)別是外電路是電流表 用電器 還是電源 若將電流表換成電源 則可以觀察磁場對通電導體的作用 7 在探究電磁感應產(chǎn)生感應電流的條件實驗中 是將機械能轉(zhuǎn)化為電能 生活中的發(fā)電機就是利用這一原理制成的 答案 1 靈敏電流計的指針偏轉(zhuǎn) 2 28a 3 導體切割磁感線的運動方向 4 磁場方向 5 閉合開關 保持其他條件不變 只改變導體切割磁感線運動的速度 觀察靈敏電流計的指針的偏轉(zhuǎn)幅度 6 電源 7 機械電發(fā)電機