43電生磁 知識(shí)講解含練習(xí)

電生磁【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1.認(rèn)識(shí)電流的磁效應(yīng)，初步了解電與磁之間的某種聯(lián)系；2.會(huì)判斷通電螺線管兩端的極性或通電螺線管的電流方向；3.了解什么是電磁鐵，知道電磁鐵的特性和工作原理；4.了解影響電磁鐵磁性強(qiáng)弱的因素；5.了解電磁繼電器的結(jié)構(gòu)和工作原理。【要點(diǎn)梳理】要點(diǎn)一、電生磁電流的磁效應(yīng)：（1）通電導(dǎo)體和磁體一樣，周?chē)嬖谥艌?chǎng)，即電流具有磁效應(yīng)。（2）電流周?chē)拇艌?chǎng)方向與通過(guò)導(dǎo)體的電流方向有關(guān)。2.通電螺線管的磁場(chǎng)：（1）螺線管：用導(dǎo)線繞成的螺旋形線圈叫做螺線管。（2）安培定則：假設(shè)用右手握住通電導(dǎo)線，大拇指指向電流方向，那么彎曲的四指就表示導(dǎo)線周?chē)拇艌?chǎng)方向，如圖甲所示。假設(shè)用右手握住通電螺線管，彎曲的四指指向電流方向，那么大拇指的指向就是通電螺線管內(nèi)部的磁場(chǎng)方向，如圖乙所示。要點(diǎn)詮釋?zhuān)?.奧斯特實(shí)驗(yàn)的重大意義是首次揭示了電和磁之間的聯(lián)系，對(duì)磁現(xiàn)象的“電”本質(zhì)的研究提供了有力的證據(jù)。（2）安培定則：用右手握住螺線管，讓四指指向螺線管中電流的方向，則拇指所指的那端就是螺線管的N極，如圖所示。要點(diǎn)二、電磁鐵電磁繼電器1.電磁鐵：內(nèi)部有鐵心的螺線管叫做電磁鐵。電磁鐵在電磁起重機(jī)、電鈴、發(fā)電機(jī)、電動(dòng)機(jī)、自動(dòng)控制上有著廣泛的應(yīng)用。2.電磁鐵的磁性：（1）電磁鐵磁性的有無(wú)，完全可以由通斷電來(lái)控制。

（2）電磁鐵磁性的強(qiáng)弱可以由電流的大小、線圈匝數(shù)控制。3.電磁繼電器：（1）結(jié)構(gòu)：具有磁性的電磁繼電器由控制電路和工作電路兩部分組成?？刂齐娐钒ǖ蛪弘娫?、開(kāi)關(guān)和電磁鐵，其特點(diǎn)是低電壓、弱電流的電路；工作電路包括高壓電源、用電器和電磁繼電器的觸點(diǎn)，其特點(diǎn)是高電壓、強(qiáng)電流的電路。（2）原理：電磁繼電器的核心是電磁鐵。當(dāng)電磁鐵通電時(shí)，把銜鐵吸過(guò)來(lái)，使動(dòng)觸點(diǎn)和靜觸點(diǎn)接觸（或分離），工作電路閉合（或斷開(kāi)）。當(dāng)電磁鐵斷電時(shí)失去磁性，銜鐵在彈簧的作用下脫離電磁鐵，切斷（或接通）工作電路。從而由低壓控制電路的通斷，間接地控制高壓工作電路的通斷，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離操作和自動(dòng)化控制。電磁繼電器的作用相當(dāng)于一個(gè)電磁開(kāi)關(guān)。要點(diǎn)詮釋?zhuān)?/p>

電磁繼電器是利用低電壓、弱電流電路的通斷，來(lái)間接地控制高電壓、強(qiáng)電流電路通斷的裝置。電磁繼電器就是利用電磁鐵來(lái)控制工作電路的一種開(kāi)關(guān)?！镜湫屠}】類(lèi)型一、電生磁1、（多選）如左圖，甲、乙、丙是放在通電螺線管周?chē)能涜F片，當(dāng)開(kāi)關(guān)閉合時(shí)，則（）A.甲的左端為N極B.乙的左端為N極C.丙的左端為N極D.丙的右端為N極【思路點(diǎn)撥】熟練掌握安培定則和磁極之間的相互作用規(guī)律是解題的關(guān)鍵?！敬鸢浮緼C【解析】看右圖，通電螺線管的磁場(chǎng)極性跟電流方向的關(guān)系，可以用安培定則來(lái)決定：用右手握螺線管，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。根據(jù)電源的正負(fù)極可判定螺線管中電流方向，用安培定則判斷出螺線管左端為北極，右端為南極，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，通電螺線管外部的磁場(chǎng)和條形磁鐵的磁場(chǎng)一樣，通電螺線管的兩端相當(dāng)于條形磁鐵的兩端。磁感線從北極出來(lái)，回到南極，軟鐵片磁化后的北極方向和磁感線方向一致。甲的左端，乙的右端，丙的左端均為N極。故答案為A、C?！究偨Y(jié)升華】正確運(yùn)用安培定則，符號(hào)標(biāo)在圖上有利于處理問(wèn)題。2．如圖所示的A、B兩螺線管，通電后能夠互相吸引，畫(huà)出螺線管B的繞線，標(biāo)明電流方向?！敬鸢浮咳鐖D所示

【解析】因?yàn)閮陕菥€管相吸為異名磁極，利用安培定則繞線。通電后兩螺線管能相互吸引，說(shuō)明A、B兩端是異名磁極，根據(jù)安培定則判斷，A端為N極，則B端為S極，知右邊螺線管中電流方向是如圖所示?！究偨Y(jié)升華】解答本題需掌握安培定則，注意一定要用右手。舉一反三【變式】（?婁底中考）請(qǐng)?jiān)谌鐖D中標(biāo)出小磁針a靜止時(shí)的N、S極?！敬鸢浮咳鐖D所示【解析】如圖，電源的右端是正極，說(shuō)明電流從螺線管的左端流出、右端流入，根據(jù)安培定則知，螺線管的左端是N極，右端是S極；根據(jù)同名磁極相互排斥，異名磁極相互吸引，所以上面小磁針的左端是S極，右端是N極。類(lèi)型二、電磁鐵電磁繼電器3、（多選）關(guān)于電磁鐵的特點(diǎn)，以下說(shuō)法正確的是（）A.電磁鐵通電有磁性，斷電仍能保持一部分磁性B.通入電磁鐵的電流越大，它的磁性越強(qiáng)C.在電流一定時(shí)，外形相同的螺線管，線圈匝數(shù)越多磁性越強(qiáng)D.當(dāng)通入電磁鐵的電流方向改變后，電磁鐵就會(huì)失去磁性【思路點(diǎn)撥】解答本題需了解（1）電磁鐵磁性的有無(wú)，完全可以由通斷電來(lái)控制。

（2）電磁鐵磁性的強(qiáng)弱可以由電流的大小、線圈匝數(shù)控制?！敬鸢浮緽C【解析】?jī)?nèi)部帶鐵心的通電螺線管叫做電磁鐵，它的優(yōu)點(diǎn)是：電磁鐵有無(wú)磁性可以由通斷電來(lái)控制；它的磁性強(qiáng)弱可以由電流的強(qiáng)弱來(lái)控制；它的N、S極可以由變換電流方向來(lái)控制。電流一定時(shí)，外形相同的螺線管，線圈匝數(shù)越多，磁性越強(qiáng)。故答案為B、C?！究偨Y(jié)升華】結(jié)合實(shí)際掌握電磁鐵的特點(diǎn)，磁性的大小、磁極的變化與什么因素有關(guān)是解題的關(guān)鍵。4．（?懷化模擬）探究“影響電磁鐵磁性強(qiáng)弱”的因素時(shí)，按如圖所示電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，每次實(shí)驗(yàn)總觀察到電磁鐵A吸引大頭針的數(shù)目均比B多，此實(shí)驗(yàn)說(shuō)明影響電磁鐵磁性強(qiáng)弱的因素是（）A．電流的方向B．電流的大小C．線圈的匝數(shù)D．電磁鐵的極性【答案】C【解析】由圖知，A、B線圈串聯(lián)，所以通過(guò)A、B的電流相等，A的線圈匝數(shù)明顯比B的線圈匝數(shù)多。每次實(shí)驗(yàn)總觀察到電磁鐵A吸引大頭針的數(shù)目均比B多。所以此實(shí)驗(yàn)說(shuō)明電磁鐵的磁性強(qiáng)弱與線圈匝數(shù)有關(guān)?！究偨Y(jié)升華】此題是探究影響電磁鐵磁性強(qiáng)弱因素的實(shí)驗(yàn)。主要考查了電磁鐵磁性強(qiáng)弱與線圈匝數(shù)的關(guān)系，注意轉(zhuǎn)化法的使用。5.如圖11，這是某同學(xué)設(shè)計(jì)的溫度自動(dòng)報(bào)警器的電路圖，要求溫度達(dá)到80℃時(shí)，電鈴能自動(dòng)發(fā)出報(bào)警信號(hào)。他的電路符合要求嗎？為什么？圖11【答案】他設(shè)計(jì)的電路不符合要求。因?yàn)楫?dāng)溫度達(dá)到80℃時(shí)，左面電路接通，電磁鐵有了磁性，吸引銜鐵，而右面的電路斷開(kāi)，電鈴不能發(fā)聲【解析】當(dāng)溫度升高到80℃時(shí)，電磁鐵才能通電有磁性，吸引銜鐵，不是靠近靜觸頭，而是遠(yuǎn)離靜觸頭，斷開(kāi)報(bào)警電路?！究偨Y(jié)升華】看清電路，分析電路的通斷情況，達(dá)到最終目的。舉一反三：【變式1】如圖12所示，某同學(xué)設(shè)計(jì)一個(gè)報(bào)警電路，小羊群被細(xì)漆包線包圍著，羊在圈中時(shí)電鈴不響；當(dāng)羊逃離時(shí)，碰斷漆包線，電鈴就報(bào)警。試解釋此報(bào)警電路的工作原理?！敬鸢浮慨?dāng)羊在圈中時(shí)，電磁鐵電路是通路，電磁鐵吸下銜鐵，使動(dòng)觸頭與靜觸頭分開(kāi)，斷開(kāi)電鈴電路，電鈴不響；當(dāng)羊逃離時(shí)，碰斷細(xì)漆包線，斷開(kāi)電磁鐵電路，電磁鐵無(wú)磁性，彈簧拉下動(dòng)觸頭，閉合電鈴電路，電鈴響而報(bào)警。【鞏固練習(xí)】一、選擇題1.（?懷化中考）通過(guò)如圖所示相同原理實(shí)驗(yàn)，第一個(gè)發(fā)現(xiàn)了電與磁之間的聯(lián)系的科學(xué)家是（）A．奧斯特B．帕斯卡C．牛頓D．伽利略2.下列關(guān)于增強(qiáng)螺線管磁性的方法中，錯(cuò)誤的是（）A.增強(qiáng)線圈的匝數(shù)B.在螺線管中插入鐵芯C.增加電流強(qiáng)度D.增大螺線管的電阻，而電壓保持不變3．如圖所示，通電螺線管周?chē)茏杂赊D(zhuǎn)動(dòng)的小磁針a，b，c，d（黑色磁極為N極）已靜止，指向正確的是（）A．小磁針aB．小磁針bC．小磁針cD．小磁針d4.如圖所示，當(dāng)開(kāi)關(guān)由閉合到斷開(kāi)時(shí)（）A．電磁鐵磁性增強(qiáng)，彈簧長(zhǎng)度縮短B．電磁鐵磁性減弱，彈簧長(zhǎng)度縮短C．電磁鐵磁性增強(qiáng)，彈簧長(zhǎng)度變長(zhǎng)D．電磁鐵磁性減弱，彈簧長(zhǎng)度變長(zhǎng)5.（?煙臺(tái)中考）如圖所示，電磁鐵P和Q通電后（）A．P的右端是N極，Q的左端是S極，它們相互吸引B．P的右端是S極，Q的左端是S極，它們相互排斥C．P的右端是N極，Q的左端是N極，它們相互排斥D．P的右端是S極，Q的左端是N極，它們相互吸引6.如圖是汽車(chē)啟動(dòng)裝置原理圖對(duì)于過(guò)一裝置及其工作特點(diǎn)，下列說(shuō)法中不正確的是（）A． 旋轉(zhuǎn)鑰匙能使電磁鐵所在電路工作B． 電磁鐵的工作電壓比電動(dòng)機(jī)的工作電壓低C． 電磁鐵通電時(shí)，上端是S極下端是N極D． 電磁鐵通電時(shí)，吸引上方的銜鐵，使觸點(diǎn)A向右與B接觸7.如圖所示，開(kāi)關(guān)閉合后，以下操作可使通電螺線管磁性增強(qiáng)的是（）

A．減少電池個(gè)數(shù)

B．增加通電時(shí)間

C．滑動(dòng)變阻器滑片P向右移

D．滑動(dòng)變阻器滑片P向左移8.如圖所示是小李探究電磁鐵磁性強(qiáng)弱與什么因素有關(guān)的實(shí)驗(yàn)裝置．下列措施中能使電磁鐵磁性增強(qiáng)的是（）A．滑片P向右移動(dòng)，其他條件不變B．滑片P向左移動(dòng)，其他條件不變C．開(kāi)關(guān)S由1扳到2，其他條件不變D．電源的正負(fù)極對(duì)調(diào)，其他條件不變9.如圖所示，通電螺線管周?chē)乃膫€(gè)小磁針靜止時(shí)，小磁針N極指向正確的是（）A．a(chǎn)B．bC．cD．d10.如圖所示，下列說(shuō)法正確的是（）A．當(dāng)S1斷開(kāi)S2閉合時(shí)，紅燈亮B．當(dāng)S1斷開(kāi)S2閉合時(shí)，綠燈亮C．當(dāng)S1閉合S2斷開(kāi)時(shí)，綠燈亮D．當(dāng)S1、S2均閉合時(shí)，綠燈亮11.小明在學(xué)習(xí)電與磁的知識(shí)后，標(biāo)出了如圖所示四種情況下磁體的磁極（小磁針的黑端為N極），其中正確的是（）A．B．C．D．二、填空題12.下圖為奧斯特實(shí)驗(yàn)示意圖，比較甲與乙可得出的結(jié)論是：；比較甲與丙可得出的結(jié)論是：。13.（?大連中考）如圖所示，閉合開(kāi)關(guān)S，通電螺旋管右側(cè)的小磁針靜止時(shí)，小磁針的N極指向左，則電源的右端為極。若使通電螺線管的磁性增強(qiáng)，滑動(dòng)變阻器額滑片P應(yīng)向端移動(dòng)。三、作圖題14.如圖甲所示，根據(jù)通入電流的方向，標(biāo)出U形電磁鐵的N、S極，在圖乙中畫(huà)出導(dǎo)線的繞法。15.（?雅安中考）通電螺線管下方自由轉(zhuǎn)動(dòng)的小磁針靜止后如圖所示，請(qǐng)?jiān)趫D中標(biāo)出螺線管的N、S極和螺線管中的電流方向?！敬鸢概c解析】1.【答案】A【解析】1820年，丹麥物理學(xué)家?jiàn)W斯特做實(shí)驗(yàn)時(shí)偶然發(fā)現(xiàn)，當(dāng)導(dǎo)線中通過(guò)電流時(shí)，它旁邊的磁針發(fā)生了偏轉(zhuǎn)，由此說(shuō)明了通電導(dǎo)體周?chē)嬖诖艌?chǎng)，在世界上第一個(gè)發(fā)現(xiàn)了電與磁的聯(lián)系。故選A。2.【答案】D【解析】因?yàn)殡妷罕３植蛔?，電阻增大，?huì)導(dǎo)致電流強(qiáng)度減小，螺線管磁性減弱,故D是錯(cuò)誤的。3．【答案】C【解析】由右手螺旋定則判斷出通電螺線管的左端為N極，右端為S極，由同名磁極相互排斥，異名磁極相互吸引知，只有小磁針c的指向正確。4.【答案】D【解析】根據(jù)右手定則，伸出右手握住螺線管，四指彎曲指向電流的方向，則大拇指所指的方向——通電螺線管的下端為N極，則上端為S極．根據(jù)同名磁極相互排斥，條形磁鐵受到向上的斥力。當(dāng)開(kāi)關(guān)由閉合到斷開(kāi)時(shí)，電路中的總電阻變大，電流變小，電磁鐵的磁性減弱，電磁鐵對(duì)條形磁鐵的斥力減弱，彈簧會(huì)變長(zhǎng)。故選D。5.【答案】B【解析】由右手安培定則可得螺線管P左側(cè)為N極，右側(cè)為S極；螺線管Q左側(cè)為S極，右側(cè)為N極，即兩磁鐵同名磁極相對(duì)，相互排斥。故選B。6.【答案】C

【解析】AD、將汽車(chē)鑰匙插入鑰匙孔，轉(zhuǎn)動(dòng)鑰匙相當(dāng)于閉合電磁鐵的開(kāi)關(guān)，使電磁鐵工作，吸引銜鐵向下，使觸點(diǎn)A向右與B接觸，把電動(dòng)機(jī)所在電路接通，汽車(chē)啟動(dòng)。故AD正確；B、由圖知，電磁鐵的工作電壓只是電動(dòng)機(jī)的工作電壓的一部分，電磁鐵的工作電壓比電動(dòng)機(jī)的工作電壓低，故B正確；C、電磁鐵上端無(wú)論是S極還是N極，都會(huì)對(duì)銜鐵有吸引作用，故C錯(cuò)。故選C。7.【答案】D

【解析】要使通電螺線管的磁性增強(qiáng)，可以增大螺線管的電流，增大線圈的匝數(shù)。減少電池個(gè)數(shù)會(huì)減小電流，減弱線圈的磁性；增加通電時(shí)間與磁性的增強(qiáng)無(wú)關(guān)；滑片向右移動(dòng)時(shí)，電阻變大，電流變小，磁性減弱；只有D是正確的。8.【答案】B【解析】滑片右移，電路中的電阻增大，電流減小，電磁鐵的磁性會(huì)減弱，故A不合題意；滑片左移，電路中的電阻減小，電流增大，電磁鐵的磁性會(huì)增強(qiáng)，故B符合題意；開(kāi)關(guān)S由1扳到2時(shí)，線圈的匝數(shù)減少，電磁鐵的磁性會(huì)減弱，故C不符合題意；電源的正負(fù)極對(duì)調(diào)只會(huì)改變電流的方向，對(duì)電磁鐵的磁性不會(huì)有影響，故D不合題意。9.【答案】A【解析】根據(jù)電源的正負(fù)極在圖上標(biāo)出通電螺線管的電流方向，根據(jù)電流方向，利用安培定則判斷螺線管的磁極，根據(jù)磁體周?chē)拇鸥芯€從N極出來(lái)回到S極，畫(huà)出磁體周?chē)拇鸥芯€，根據(jù)磁場(chǎng)中任一點(diǎn)小磁針北極和該點(diǎn)的磁感線方向一致，所以a點(diǎn)磁針北極指向左端；b點(diǎn)磁針北極指向右端；c點(diǎn)磁針北極指向右端；d點(diǎn)磁針北極指向左端，如圖所示。10.【答案】B【解析】當(dāng)S1斷開(kāi)、S2斷開(kāi)時(shí)，左側(cè)的控制電路無(wú)電流，電磁鐵無(wú)磁性，右側(cè)的工作電路也是斷開(kāi)的，所以?xún)蔁艟荒芄ぷ?；?dāng)S1斷開(kāi)、S2閉合時(shí)，左側(cè)的控制電路無(wú)電流，電磁鐵無(wú)磁性，由于彈簧的原因，動(dòng)觸點(diǎn)與綠燈的觸電接觸，同時(shí)由于右邊的工作電路也是閉合的，所以此時(shí)的綠燈亮，故A錯(cuò)誤、B正確；當(dāng)S1、S2閉合時(shí)，左側(cè)的控制電路有電流，電磁鐵有磁性，由于彈簧的原因，動(dòng)觸點(diǎn)與紅燈的觸電接觸，同時(shí)由于右邊的工作電路也是閉合的，所以此時(shí)的紅燈亮，故D錯(cuò)誤。當(dāng)S1閉合S2