1第第 1212 讲讲 电与磁电与磁【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)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：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，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、S2，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）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RB R0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（无磁场时阻值R0=100） ，两个开关 S1、S2，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 2.8VR1为阻值10 的定值电阻R2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？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：IL=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，R1两端的电压：U1=UU2=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：I=，即=， 解得：R2=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、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(2017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；