(word完整版)電學專題復習五：電與磁知識點梳理和典例分析-教師用,推薦文檔

1、電與磁知識梳理和典例分析知識梳理一、磁現象1. 磁性： 磁鐵能吸引鐵、鈷、鎳等物質，磁鐵的這種性質叫做磁性。2. 磁體： 具有磁性的物質叫做磁體。3. 磁極： 磁體上磁性最強的部分（任一個磁體都有兩個磁極且是不可分割的）（1）兩個磁極：南極（S）指南的磁極叫南極，北極（N）指北的磁極叫北極。（2）磁極間的相互作用規(guī)律：同名磁極互相排斥，異名磁極互相吸引。4. 磁化： 使原來沒有磁性的物體獲得磁性的過程。二、磁場1. 磁場（ 1）概念：在磁體周圍存在的一種物質，能使磁針偏轉，這種物質看不見，摸不到，我們把它叫做磁場。（ 2）基本性質 ：磁場對放入磁場中的磁體產生磁力的作用。（ 3）磁場的方向：規(guī)

2、定在磁場中的任意一點，小磁針靜止時，N 即所指的方向就是那點的磁場方向。注意在磁場中的任意一個位置的磁場方向只有一個。2. 磁感線（ 1）概念：為了形象地描述磁場，在物理學中，用一些有方向的曲線把磁場的分布情況描述下來，這些曲線就是磁感線。（ 2）方向：為了讓磁感線能反映磁場的方向，我們把磁感線上都標有方向，并且磁感線的方向就是磁場方向。（ 3）特點：磁體外部的磁感線從N極出發(fā)回到 S 極，內部從 S 極出發(fā)回到 N 極。磁感線是有方向的，磁感線上任何一點的切線方向與該點的磁場方向一致。磁感線的分布疏密可以反映磁場磁性的強弱，越密越強，反之越弱。磁感線是空間立體分布，是一些閉合曲線，在空間不能

3、斷裂，任意兩條磁感線不能相交。磁感線是為了描述磁場而假想出來的，實際上不存在。3. 地磁場（1）概念：地球周圍存在著磁場叫做地磁場。（ 2）磁場的 N 極在地理的南極附近，磁場的S 極在地理的北極附近。（ 3）磁偏角：首先由我國宋代的沈括 發(fā)現的。三、電生磁1. 電流的磁效應（ 1） 1820 年，丹麥的科學家 奧斯特 第一個發(fā)現電與磁之間的聯系。 （ 2）由甲、乙可知： 通電導體周圍存在磁場 。（ 3）由甲、丙可知： 通電導體的磁場方向跟電流方向有關。（4）電流的磁效應對應的圖2. 通電螺線管（1）磁場跟條形的磁場是相似的。（ 2）通電螺線管的磁極方向跟電流方向有關。3. 安培定則 ：用右手

4、握住螺線管，讓四指彎向螺線管中電流的方向，則大拇指所指的那端就是螺線管的北極。四、電磁鐵1. 電磁鐵定義：電磁鐵是一個內部插有鐵芯的螺線管。2. 判斷電磁鐵磁性的強弱（轉換法） ：根據電磁鐵吸引大頭針的數目的多少來判斷電磁鐵磁性的強弱。3.影響電磁鐵磁性強弱的因素（控制變量法）： 電流大小 ； 有無鐵芯 ； 線圈匝數的多少結論（ 1）：在電磁鐵線圈匝數相同時，電流越大，電磁鐵的磁性越強。結論（ 2）：電磁鐵的磁性強弱跟有無鐵芯有關，有鐵芯的磁性越強。結論（ 3）：當通過電磁鐵的電流相同時，電磁鐵的線圈匝數越多，磁性越強。4.電磁鐵的優(yōu)點（ 1）電磁鐵磁性有無，可由電流的有無來控制。（ 2）電磁

5、鐵磁性強弱，可由電流大小和線圈匝數的多少來控制 。（ 3）電磁鐵的磁性可由電流方向來改變。5. 電磁鐵的應用： 電磁起重機、磁懸浮列車、電磁選礦機、電鈴、電磁自動門等五、電磁繼電器揚聲器電磁繼電器（1）結構：電磁繼電器是由電磁鐵、銜鐵、簧片、觸點（靜觸點、動觸點）組成。（2）工作原理：當較低的電壓加在接線柱D、E 兩端，較小的電流流過線圈時，電磁鐵把銜鐵吸下，使B、 C兩個接線柱所連的觸點接通，較大的電流就可以通過B、 C 帶動機器工作了。（ 3）結論：電磁繼電器就是利用電磁鐵控制工作電路通斷的開關。（ 4）用電磁繼電器控制電路的好處：用低電壓控制高電壓；遠距離控制；自動控制。六、電動機1.

6、磁場對通電導體的作用（1）通電導體在磁場里，會受到力的作用。（ 2）通電導體在磁場里，受力方向與電流方向和磁感線方向有關。2. 電動機（ 1）基本結構：轉子線圈） 、定子（磁體） 、電刷、換向器電刷的作用：與半環(huán)接觸，使電源和線圈組成閉合電路。換向器的作用： 使線圈一轉過平衡位置就改變線圈中的電流方向。（ 2）原理： 通電線圈在磁場中受力而轉動 的原理制成的。通電線圈在磁場中的受力大小跟電流 （電流越大，受力越大）有關。通電線圈在磁場中的受力大小跟磁場的強弱 （磁性越強，受力越大）有關。通電線圈在磁場中的受力大小跟線圈的匝數 （匝數越大，受力越大）有關。（3）應用：直接電動機：（電動玩具、錄音

7、機、小型電器等）交流電動機：（電風扇、洗衣機、家用電器等）（4）電動機原理圖（有電源 ）：七、磁生電1. 電磁感應現象（1）電磁感應現象是英國的物理學家法拉第 第一個發(fā)現的。（2）電磁感應：閉合電路的一部分導體在磁場中做切割磁感線運動時，導體中就會產生電流。感應電流：由于電磁感應產生的電流叫感應電流。（ 3）電流中感應電流的方向與 導體切割磁感線的運動方向 和磁場方向 有關。（ 4）電磁感應原理圖：2. 發(fā)電機原理：發(fā)電機是根據 電磁感應 原理工作的，是 機械能轉化為電能 的機器。發(fā)電機原理圖（ 無電源 ）：3. 直流電和交流電（1）直流電：方向不變的電流叫做直流電。（ 2）交流電：周期性改變

8、電流方向的電流叫交電流。（ 3）產生感應電流大小跟 磁場強度 、切割磁感線速度 、線圈匝數 （導體的長度）有關。（ 4）周期（ T）：（ 5）頻率（ f ）：我國交流電周期是0.02s ，頻率為 50Hz（每秒內產生的周期性變化的次數是50 次），每秒電流方向改變100 次 。4. 發(fā)電機和電動機的區(qū)別區(qū)別電動機發(fā)電機結構有電源無電源工作原理通電線圈在磁場中受力的作用電磁感應能量轉化電能轉化為機械能機械能轉化為電能典例分析例 1圖中，請根據小磁針靜止時的指向，標出通電螺線管的N 、S 極，線圈中的電流方向和電源的正、負極。分析： 這是磁場方向、磁極相互作用和電流的磁場方向判別的綜合問題，通電螺

9、線管可以看作一個條形磁鐵，它與左邊的小磁針相互作用，根據異名磁極相互吸引，可以判斷通電螺線管左端是 S 極，右端是 N 極，再用右手螺旋定則判定電流方向，由電流流向可以確定電源的正、負極。解答： 參見下圖。例 2 有一只細鋼針，想知道它是否具有磁性，有幾種方法？怎樣判斷？分析： 根據磁體的吸鐵性、指向性以及磁極間的作用規(guī)律，可以有三種方法判斷鋼針是否具有磁性。解答： 方法一：將鋼針云靠近鐵屑，若能吸引鐵屑，則鋼針有磁性，否則鋼針無磁性。方法二： 用細線系住鋼針中間，懸掛起來， 使其可以在水平面內自由轉動，當它靜止時總是指向南北方向，則鋼針有磁性；當它靜止時指向任意方向，則磁針無磁性。方法三：將

10、小鋼針分別靠近小磁針的南北極，如果兩次都吸引，說明鋼針無磁性；如果一次吸引，一次排斥，說明小鋼針有磁性。例 3 根據下圖中給出的磁場的一部分磁感線，試在方框內畫出適當的磁體，并標明N、 S 極。分析： 根據各種類型的磁體周圍的磁感線分布圖，可以作出正確的答案，比如條形磁鐵、蹄形磁鐵等。解答： 答案見下圖。例 4 下圖甲、乙所示，關于甲、乙兩圖，下列說法中正確的是：A. 圖甲是研究電磁感應現象的裝置，利用該實驗的原理可以制成發(fā)電機。B. 圖乙是研究磁場對電流作用的裝置，利用該實驗的原理可以制成發(fā)電機。C. 圖甲是研究磁場對電流作用的裝置，利用該實驗的原理可以制成電動機。D. 圖乙是研究電磁感應現

11、象的裝置，利用該實驗的原理可以制成電動機。分析： 本題要求能正確理解發(fā)電機和電動機的工作原理。圖甲中，開關閉合后，導體 AB 中有電流通過，受到磁場對它的力的作用。當 AB 導體受到磁場的作用力大于摩擦力時發(fā)生運動。由此可知，圖甲是研究磁場對電流作用的裝置， 利用這個原理可制成電動機。 而圖乙中開關閉合后， 導體 ab 在磁場中做切割磁感線運動時，靈敏電流表指針發(fā)生偏轉，這表明閉合電路中產生了感應電流。所以，圖乙是研究電磁感應現象的裝置，利用這個原理可制成發(fā)電機。解答： C。例 1：根據圖中磁鐵或通電線圈旁邊小磁針靜止時的位置，判斷磁鐵的南北極，標出電源的正負極.分析 根據“小磁針在磁場中靜止

12、時北極所指的方向就是該點磁感線方向”，先按條形磁鐵磁感線的形狀畫一條磁感線，并使它通過小磁針，確定磁感線方向，再根據“磁感線在磁體外部總是從磁體的北極出發(fā)，回到南極”，便可以確定條形磁鐵的南北極.用同樣的方法可以確定通電螺線管的南北極，再根據安培定則確定導線中電流方向，那么電流流出的那一端便是電源的正極.兩塊磁體的磁極彼此靠近，根據圖中小磁針的位置，可以確定兩磁極同名，畫出磁感線的方向均指向磁極，那么兩磁極都是S 極 .正確答案：例 2：下列所述情況，哪些說明鋼棒有磁性A. 將鋼棒一端接近磁針北極，兩者互相吸引，再將鋼棒的這端接近磁針的南極，兩者相互排斥B. 將鋼棒一端接近磁針北極時，兩者相互

13、排斥D. 將鋼棒一端靠近磁針北極時，兩者相互吸引，將鋼棒調轉，則互相排斥分析磁極之間相互作用規(guī)律是：“同名磁極相互排斥，異名磁極相互吸引”，而有磁性的物體有“吸引鐵、鈷、鎳的性質” ，就是說，磁體能吸引鋼，鋼棒也吸引小磁針.因此“吸引”現象有兩種情況：一是磁體吸引鐵、鈷、鎳、鋼之類物體，二是異名磁極相互吸引，故以“小磁針一端吸引鋼棒”不能判斷出鋼棒是否有磁性，而“排斥”現象只有一種可能，那就是同名磁極相互排斥，故以“小磁針一端與鋼棒相排斥”可以判斷出鋼棒有磁性，且這端磁極與小磁針的這端磁極屬同名磁極.答案： ABD例 3：用圖所示裝置進行實驗探究，研究對象有：鐵片、鋁片、玻璃片、紙片、鋼片，將

14、這些研究對象分別置于 U 形磁鐵與回形針之間，請將實驗探究的結果填寫在下表中：哪些物質插入后回形哪些物質插入后回針會下落形針不會下落分析能夠被磁化的物質像鐵、鋼等物質插入后，馬上被磁化有磁性，中間磁性很弱，回形針會落下來，像玻璃片、鋁片、紙片等物質不會被磁化，放入后磁性不變，則回形針不會掉下來答案：左側填：鐵片、鋼片；右側填：鋁片、玻璃片、紙片例 4：關于磁感線，正確的說法是.A. 用磁感線可以形象地表示磁場的方向和它的分布情況B. 磁感線是磁場中真實存在的線C.磁鐵外面的磁感線是從磁鐵的南極出來，回到北極D. 在磁場中畫出許多曲線，此曲線叫磁感線分析磁體的周圍存在磁場，是從放在磁體外的小磁針

15、的指向發(fā)生變化判斷出來的，因為磁場對放入其中的另一個磁體有力的作用，小磁針正是在這個力的作用下發(fā)生了偏轉，如果沿著眾多小磁針北極所指的方向連成曲線，就得到了假想的磁感線，這根磁感線的方向是從磁體的北極出來，回到南極，它是用來幫助我們研究磁場的情況 .答案： A例 5：下圖為奧斯特實驗示意圖，比較甲與乙可得出的結論是：；比較甲與丙可得出的結論是：.分析該實驗中的甲、丙圖表明，當有電流通過導體時，就有磁場產生，可通過電流的方向不同，說明小磁針偏轉不同，即電流的磁場方向跟電流的方向有關.乙圖斷開，無電流，則小磁針不偏轉.答案：通電導體周圍存在著磁場（或電流的磁效應）；電流的磁場方向跟電流方向有關.例

16、 6：如圖是張磊同學在研究性學習的活動中為某倉庫設計的一種防盜報警器，其踏板放在倉庫的門口，電鈴和燈泡放在值班室內，觀察電路可知，這個報警器的原理是：（ 1）有人踩踏板時.（ 2）無人踩踏板時.分析當有人踩踏板時，低壓電路上觸點接觸，線圈有電流通過產生磁性，把銜鐵吸下來，則電鈴響；若無人踩踏板時，低壓電路不通，燈泡電路工作，燈亮.答案：（ 1）電磁鐵有磁性，電鈴電路工作，鈴響報警（ 2）電磁鐵無磁性，燈泡電路工作，燈亮安全例 7：如圖所示，閉合電路的一部分導體在磁極間運動，圖中小圓圈表示導體的橫截面，下列說法中正確的是A. 圖 a 的導線中電流方向相同C.圖 b 和圖 c 的導線中電流方向相反

17、B.圖b 和圖D. 圖c 的導線中電流方向相同a 和圖 b 的導線中電流方向相同分析感應電流產生的條件：閉合電路里的一部分導體；在磁場中做切割磁感線運動.由圖可知，b、 c 中導線都在磁場中做切割磁感線運動，且又是閉合電路里的一部分導體，所以導線中都有感生電流產生圖 a、b 中導體運動方向相同，但磁感線方向相反，故電流方向相反.圖 b、 c 中導體運動方向和磁感線方向都相同，故電流方向也相同.答案： B例 8：關于直流電動機和發(fā)電機，下列說法正確的是a、.A. 電動機是利用磁場對電流作用的現象制成的，工作時把機械能轉化為電能B. 發(fā)電機是利用法拉第的發(fā)現制成的，工作時把機械能轉化為電能D. 交

18、流發(fā)電機和直流電動機構造相同，因此它們的工作原理是一樣的分析閉合電路的一部分導體在磁場中做切割磁感線運動時，導體中就產生電流，這種現象叫做電磁感應，利用這種現象制成了發(fā)電機，實現機械能轉化為電能.通電線圈在磁場里受到力的作用，在磁場里會發(fā)生轉動，利用這一現象發(fā)明了電動機，實現了電能轉化為機械能.答案： B例 9：如圖所示，當手搖交流發(fā)電機線圈以每秒鐘5 轉的速度轉動時A. 電流表指針向右偏轉，小燈泡正常發(fā)光B.電流表指針向左偏轉，小燈泡閃爍發(fā)光C.電流表指針左右大幅度擺動，小燈泡不亮D.電流表指針左右小幅度擺動，小燈泡閃爍分析我們知道，線圈以每秒5 轉的速度旋轉，產生的交流電的頻率為5 Hz ，即每秒線圈中的電流方向改變 10