中考物理第二轮复习16电与磁信息的传递完美

第十六讲 电与磁信息的传递 考点梳理 知识精讲 电与磁 磁现象、磁场 磁现象 磁场 地磁场 电生磁 电流的磁效应 通电螺线管的磁场 安培定则 电磁铁、电磁继电器 电磁铁 电磁继电器 电动机 磁生电 信息的传递 电磁波 信息之路 磁 现 象 磁体：能够吸引铁、钴、镍等物质. 磁极 定义：磁体的吸引能力①_____的两个部位 叫做磁极.能够自由转动的磁体，例如悬吊着 的磁针，静止时指南的那个磁极叫做②____ 或S极，指北的那个磁极叫做③____或N极. 磁极间相互作用的规律：同名磁极相互 ④____，异名磁极相互⑤____. 磁化：使原来没有磁性的物体获得磁性 的过程叫磁化. 最强 南极 北极 排斥 吸引 磁场 定义：磁体周围存在着一种物质能使磁针偏转.这 种物质看不见、摸不着，我们把它叫做⑥_____. 基本性质：对放入其中的磁体产生⑦___的作用. 磁场方向：在磁场中的某一点放入小磁针，小磁针 静止时⑧____所指的方向规定为该点磁场的方向. 磁感线：描述磁场的假想曲线，磁体外部的磁感线 都是从磁体的⑨___极出发，回到⑩___极. 磁场 力 北极 N S 地磁场：地球本身是一个大 ____，地磁北极 在地理 ___极附近，地磁南极在地理 ___极附 近.不过，地理的两极和地磁场的两极并不重合. 磁场 南 北 11 12 13 电流的磁效应：奥斯特实验说明通电直导线周围 存在着 ____，电流周围磁场方向与 ________有 关. 磁场 电流方向14 15 通电螺线 管的磁场 通电螺线管外部的磁场和 ________的 磁场一样，它的两端相当于条形磁体的 两个 ____. 通电螺线管两端的极性跟螺线管中的 ____方向有关. 条形磁体 磁极 电流 16 17 18 安培定则：用 ____握住螺线管，让 ____指向螺线管中电流的方向，则 ______所指的那端就是螺线管的 ___极.如图所示. 右手 四指 大拇指 19 20 21 N22 电磁铁 定义：在螺线管内插入铁芯，当有电流通过 时有磁性，没有电流时就失去磁性. 磁性 (1)电磁铁磁性的有无可以由 _______ 来控制； (2)线圈的匝数越多，电流越大，电磁 铁的磁性越 ___. 应用：电冰箱、吸尘器、电磁起重机. 通、断电 强 23 24 电磁继电器：利用 ______来控制工作电路的一 种开关，它可以利用低电压、弱电流电路的通断， 来间接地控制 ______________电路通断的装置. 电磁铁 高电压、强电流 25 26 电 动 机 磁场对通电导线的作用：通电导线在磁场中要受到 力的作用，力的方向跟 _________、 ___________ 都有关系，当电流的方向或者磁感线的方向变得相 反时，通电导线受力的方向也变得 _____. 基本构造：由两部分组成，能够转动的线圈和固定 不动的磁体.能够转动的部分叫做转子，固定不动 的部分叫做定子. 原理：通电导线在磁场中受到力的作用. 能量转化： ___能转化为 ____能. 实例应用 电流的方向 磁感线的方向 相反 27 28 29 电30 机械31 实例应用 家庭中：电风扇、洗衣机. 工农业生产中：电灌站、机床. 交通运输中：电车、电力机车. 磁 生 电 ______发现了电磁感应现象. 电磁感应： ____电路的一部分导体在磁场中做 __________的运动时，导体中就产生电流.这种 由于导体在磁场中运动而产生电流的现象叫做 电磁感应.产生的电流叫做 ________. 感应电流的 产生条件 (1) ____电路. (2)导体做 ___________运动. 感应电流方向 _____________与和 _________有关. 应用：发电机 法拉第 闭合 切割磁感线 感应电流 闭合 切割磁感线 导体运动的方向 磁场的方向 32 33 34 35 36 37 38 39 基本构造：由转子(转动部分)和定子(固定 部分)两部分组成. 工作原理： ____________. 能量转化： _____能转化为 ___能. 应用： 发电机 电磁感应现象 机械 电 40 41 42 电 磁 波 产生：迅速变化的 _____会在空间激起电磁波. 传播 电磁波的传播不需要 _____. 在真空中的波速c= ______m/s. 波速(c)、波长(λ)、频率( f )之间的关 系： _____. 光波也是一种电磁波. 电磁波的应用：微波炉，遥控器，广播，电视， 移动电话等. 电流 介质 3×108 c=λf 44 45 46 43 微波通信：微波的波长为10 m~1 mm.一条微波线路可 以同时并通几千、几万部电话. 卫星通信：它们就像几个太空微波中继站，从一个地 面站接收的电信号经过处理后，再发送到另一个或几 个地面站. 光纤通信：通信用的激光一般在特殊的管道——光导 纤维里传播.光导纤维是很细很细的玻璃丝，通常数条 光纤交成一束再敷上保护层，制成光缆，用来传递电 视、电话等多种信息. 网络通信：计算机可以高速处理各种信息，把计算 机联在一起，可以进行网络通信. 一 重难点突破 电磁现象的辨识及相关应用 例1 如图所示，下列说法正确的是( ) 例1题图 A. 甲图实验说明磁场能产生电流 B. 乙图实验是演示电磁感应的装置 C. 丙图实验可以得出电流越大电磁铁磁性越强 D. 丁图实验所揭示的原理可制成电动机 答案：C 例 2 小明同学做了一个如图所示的装置，闭合开 关，用外力使导体棒ab水平向右移动，发现导体 棒cd也随之运动起来，在此实验中： 例2题图 (1)实验装置中的甲部分，应用的物理原理是_____ _________. (2)实验装置中的乙部分，在cd棒运动过程中，是 将电能转化成_____能. (3)此装置中___(选填“甲”或“乙”)部分产生的 现象，与生活中电动机的工作原理是相似的. 电磁 感应现象 机械 乙 例3 有人发明了一种“发电地板”,如图所示.发电 地板的主要部件由永磁体和线圈组成,行人或车辆 通过时,挤压地板使永磁体和线圈发生相对运动,便 能发电.该发电地板的工作原理与下列哪个选项的 实验原理相同（ ） 例3题图 答案：B 归 纳 整 理 实验 奥斯特 实验 电磁感 应实验 磁场对电 流的作用 实验 电磁铁磁 性强弱的 实验 装置 图 工作 原理 电流的 磁效应 电磁感应 通电导体在 磁场中受力 而运动 电流的 磁效应 归 纳 整 理 实验a 奥斯特 实验 电磁感 应实验 磁场对电 流的作用 实验 电磁铁磁 性强弱的 实验 能的 转化 / 机械能→ 电能 电能→ 机械能 / 影响 因素 磁场的 方向与 电流的 方向有 关 感应电流的方 向与磁场的方 向和导体运动 的方向有关 导体受力 的方向与 电流方向 和磁场方 向有关 电磁铁磁性 强弱与电流 大小、线圈 匝数有关 归 纳 整 理 实验 奥斯特 实验 电磁感 应实验 磁场对电 流的作用 实验 电磁铁磁 性强弱的 实验 主要 应用 电磁铁、 电磁继电 器、电话 的听筒 发电机、 动圈式话 筒 电动机 电磁继电 器、电磁 起重机 二 通电螺线管作图 确定通电螺线管、小磁针的N、S极类型一 例4 如图所示，开关S闭合后，小磁针在图示位置处 于静止状态.请在图中适当位置分别标出螺线管和小 磁针的N极. 例4题图 如答图所示 例4题答图 N N 确定通电螺线管中电流的方向、电源正负极类型二 例5 如图所示，根据磁感线的方向，标出小磁针的 N、S极，并在电源两端括号内标上电源正、负极. 例5题图 如答图所示 例5题答图 + N S - 确定通电螺线管绕向类型三 例6 关闭合后，小磁针的指向如图所示，画出螺线 管线圈的绕线方法. 例6题图 如答图所示 例6题答图 方 法 指 导 作图注意事项： ①磁感线不是真实存在的，用虚线表示，且磁 感线之间永不相交； ②磁感线的方向与磁场方向一致，在磁场外部 磁感线的方向从N极到S极； ③电磁铁线圈绕向要保持一致. 实验突破 基础小实验 命题点 电流磁效应 1. 如图所示，导线触接电 源后小磁针发生偏转，说 明____________________. 通电导线周围存在磁场 2. 如图所示的自制电磁铁是利用 _____________工作的，线圈匝 数越多，吸引回形针的数目越多， 说明_________________. 命题点 电磁铁的磁性 电磁铁的磁性越强 电流的磁效应 教材重点实验 实验一 探究通电螺线管外部的磁场分布 命题点： 1. 在通电螺线管周围不同位置放置小磁针的目的 （便于观察磁场方向） 2. 不能用悬挂且可自由旋转的大头针代替小磁针 的原因（大头针不能指示磁场方向） 3. 在螺线管中插入一根铁棒的作用（使磁场加强） 4. 通电螺线管两端的极性与螺线管中电流的方向 有关，电流方向改变，通电螺线管的极性也改变 5. 判断通电螺线管的极性 6. 实验中轻敲玻璃板的目的（减小铁屑与玻璃板 的摩擦，使铁屑受到磁场的作用力而有规律地排 列） 例1 在探究通电螺线管外部磁场的实验中,采用了 如图甲所示的实验装置. 例1题图 （1）当闭合开关S后,小磁针____（选填“会”或 “不会”）发生偏转,说明通电螺线管与小磁针之 间是通过_____发生力的作用. （2）用铁屑来做实验,得到了如图乙所示的情形, 它与_____磁体的磁场分布相似.为描述磁场而引入 的磁感线_____真实存在的. 磁场 会 不是 条形 实验,得到了如图丁所 示的四种情况.实验说 明通电螺线管的磁极极 性只与它的________有 关,且这个关系可以用 _________判断. 例1题图丁 安培定则 电流方向 （3）为了研究通电螺线管的磁极性质,老师与同学 们一起对螺线管可能的电流方向和绕线方式进行了 （4）闭合开关S,通电螺线管周围的小磁针N极指向 如图丙所示,由图可知:在通电螺线管外部,磁感线是 从___极出发,最后回到___极.SN 【解析】(1)闭合开关S后，小磁针会发生偏转，这 是因为螺线管通电后其周围会产生磁场，螺线管与 小磁针之间是通过磁场发生力的作用的.(2)螺线管周 围的磁场与条形磁体的磁场相似，所以其周围铁屑 的分布与条形磁体的磁场分布相似.磁场是真实存在 的，但是为了描述磁场而引入的磁感线是人为想象 的，不是真实存在的. (3)实验中，A、B（C、D）两图的绕线虽然相同， 但是电流方向不相同，其通电螺线管的磁极磁性不 相同，因此可得通电螺线管的磁极磁性只与电流方 向有关，与绕线的方式无关.这个关系可以用安培定 则来判断.（4）根据安培定则可得螺线管的右端是 N极，而小磁针N极的指向与磁感线的方向相同， 所以可得通电螺线管外部，磁感线是从N极出发， 回到S极. 实验二 探究什么情况下磁可以生电 命题点： 1. 产生感应电流的条件（①导体和灵敏电流计 组成闭合回路；②导体在磁场中做切割磁感线 运动） 2. 转换法的应用(用灵敏电流计或电流表的指针 是否偏转来体现是否产生感应电流) 3. 控制变量法的应用 a.探究感应电流方向与导体运动方向的关系（控 制磁感线方向不变） b.探究感应电流方向与磁感线方向的关系（控制 导体运动的方向不变） 4. 切割磁感线运动的导体在电路中的作用(电源) 5. 改变指针偏转方向的做法 6. 能量转化(机械能转化为电能) 7. 电磁感应现象的应用（发电机） 8. 实验操作及实验方案的设计 实验结论： 闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感 线运动产生感应电流，感应电流的方向与导体 的运动方向和磁场方向有关. 例2 电可以生磁，那么磁在什么情况下可以生电呢？ 【实验步骤】 例2题图 （1）如图所示，在蹄形磁体的磁场 中放置一根导线AB，其两端与电流表、 开关相连. （2）断开开关，使导体AB在磁场中静止、沿不同方向运 动，观察电流表的指针是否偏转. （3）闭合开关，使导体AB在磁场中静止、沿不同方向运 动，观察电流表的指针是否偏转. 【实验现象】如表所示，●表示“是”，○表示 “否”. 实验 次数 开关 闭合 导体AB的运动情况 指针 是否 偏转 有无 电流静止 顺着或 逆着磁 场方向 垂直于磁 场方向向 左或向右 ① ○ ● ○ ○ ○ ○ ② ○ ○ ● ○ ○ ○ ③ ○ ○ ○ ● ○ ○ 实验 次数 开关 闭合 导体AB的运动情况 指针 是否 偏转 有无 电流静止 顺着或 逆着磁 场方向 垂直于磁 场方向向 左或向右 ④ ● ● ○ ○ ○ ○ ⑤ ● ○ ● ○ ○ ○ ⑥ ● ○ ○ ● ● ● 【分析论证】 （1）根据表中①②③的实验现象可知，当开关____ 时，电路中不会产生电流. （2）根据_____（选填实验序号）两次实验现象可 知，导体AB静止时，电路中不会产生电流. （3）根据④⑤⑥的实验现象可以得到磁生电的条件， 即：_____电路的一部分导体，在磁场中做____ _______运动. 断开 ①④ 切割闭合 磁感线 （4）在实验中还发现，磁生电时，导体AB的运动方 向不同，电流表指针的偏转方向也不同，这说明电 流的方向与_____________有关. （5）在实验过程中发生的能量转化是____________ ______. 导体运动方向 机械能转化为 电能 【解析】（1）①②③三次实验中，开关是断开的，电 流表指针均无偏转，无电流产生.（2）①④两次实验 中，导体AB是静止的，电流表指针均无偏转，无电流 产生.（3）④⑤⑥三次实验中，电路都是闭合的，只 有⑥中电流表指针发生偏转，有电流产生，因为其导 体在做切割磁感线运动，所以可得磁生电的条件是： 闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动. （4）导体AB运动方向不同，电流表指针偏转方向也 不同，电流方向改变了，说明电流的方向与导体运动 方向有关.（5）磁生电的过程中是机械能转化为电能. 实验三 探究影响电磁铁磁性强弱 的因素 命题点： 1. 磁体的基本性质(能吸引铁、钴、镍等物质) 2. 电磁铁通电后具有磁性的原理(电流的磁效应) 3. 滑动变阻器的作用(改变电路中电流大小) 4. 转换法的应用(通过比较电磁铁吸引小铁钉的多少 来反映磁性的强弱) 5. 控制变量法的应用 a.探究磁性强弱与线圈匝数的关系(控制电流不变， 选择匝数不同的电磁铁串联进行实验) b.探究磁性强弱与电流大小的关系(控制线圈匝数不 变，移动滑动变阻器滑片改变电路中电流大小进行 实验) c.探究磁性强弱与有无铁芯的关系(控制电磁铁的匝 数和电路中的电流不变) 6. 安培定则的应用（判断电磁铁的N、S极） 实验结论： 在线圈匝数一定时，电流越大，电磁铁的磁性越 强；在电流相同时，线圈匝数越多，电磁铁的磁性 越强. 例3 为了探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”，小新 用铁钉制成简易磁铁甲、乙，并设计了如图所示的 电路. （1）此时电压表的示 数为3 V，滑动变阻器 接入电路的阻值是15 Ω，闭合开关S后此时 电流表的示数为____A. 例3题图0.2 （2）把甲乙两个电磁铁串联，目的是使通过它们的 电流_____，实验中是通过观察吸引大头针的_____ 来比较电磁铁磁性的强弱. （3）根据图示的情景可知，电磁铁甲的上端是___ 极，电磁铁____（选填“甲”或“乙”）的磁铁较 强，说明电流一定时，线圈匝数_____，电磁铁磁性 越强；实验发现被电磁铁吸引的大头针下端是分散 的，其原因是大头针被磁化后_________________. 数目相等 S 乙 越多 同名磁极互相排斥 （4）当滑动变阻器的滑片向____移动时（选填 “左”或“右”）电路中的电流_____（选填“增 大”“不变”或“减小”），电磁铁磁性越强. 左 增大 【解析】（1）根据欧姆定律可得，电流表的示数 为： .（2）甲乙两个电磁铁串联， 目的是使通过它们的电流相等，实验中是观察通过 吸引大头针的数目来比较电磁铁磁性的强弱.（3） 结合电流方向并根据右手螺旋定则，可判断出电磁 铁甲的下端为N极，其上端是S极；电磁铁乙的线 圈匝数较多，电磁铁乙的磁性较强，说明电流一定 时，线圈匝数越多，电磁铁磁性越强；实验发现电 磁铁吸引的大头针下端是分散的，其原因是大头针 被磁化后同名磁极互相排斥. 3 V 0.2 A15ΩI R U   （4）当滑动变阻器的滑片向左移动时，变阻器接 入电路的阻值减小，电路中的电流增大，电磁铁磁 性越强.