电与磁知识点和例题Word格式.doc
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电磁铁的优点是:
它的磁性的有无可以由通、断电来控制;
它的磁性的强弱可以由电流强度的大小和螺线管的匝数多少来决定;
它的南北极可以由变换电流方向来控制。
电磁铁的铁芯是用软铁制成的,而不是用钢制成的,这是因为软铁容易磁化,也容易失去磁性,而钢磁化后不易去磁。
4.磁场对电流的作用
通电直导线在磁场中受到力的作用。
力的方向与磁场方向、导线电流方向有关,可用左手定则判断。
磁场对通电导线和通电线圈作用而运动过程中,把电能转化为机械能,电动机就是从这一理论设计制造出来的
5.电磁感应现象
闭合电路的一部分导体,在磁场中做切割磁感线运动时,导体中就产生感应电流,这种现象叫做电磁感应,产生的电流叫感应电流。
⑴产生感应电流的条件:
第一,导体是闭合电路中一部分,第二,导体在磁场中做切割磁感线的运动,当导体平行于磁感线运动时,不产生感应电流;
当导体放入磁场中不运动时,也不会产生感应电流。
⑵产生感应电流的方向和磁场方向、导体运动方向有关,可用右手定则来判断。
⑶在电磁感应现象中,机械能转化为电能。
四.规律方法整合:
1.关于磁体磁性应让学生明白是由于磁体内部物质的运动而产生的,因此一个磁体分成两部分还应该具有两个磁极;
磁化实际就是让磁性物质内部物质定向运动的过程。
2.关于磁感线应该让学生明白它是一种理想模型,客观上不存在,是假想的,但它是闭合的曲线,线与线不相交,这样学生就会明白在磁体内外磁场方向是不同的。
3.通电螺线管的磁场方向与电流方向满足右手螺旋定则即 表示电流和电流激发磁场的磁感线方向间关系的定则,也叫右手螺旋定则。
(1)通电直导线中的安培定则(安培定则一):
用右手握住通电直导线,让大拇指指向电流的方向,那么四指的指向就是磁感线的环绕方向。
(2)通电螺线管中的安培定则(安培定则二):
用右手握住通电螺线管,使四指弯曲与电流方向一致,那么大拇指所指的那一端是通电螺线管的N极。
4.电磁铁与普通磁铁相比:
优点是磁性强弱可控(电流大小、线圈匝数),磁性有无可控(通断电),磁极方向可控,因此把它用在一些自动控制电路中。
电磁铁的铁芯是用软铁制成的,而不是用钢制成的,这是因为软铁容易磁化,也容易失去磁性,而钢磁化后不易去磁.
5.磁场对电流的作用中应该让学生明白磁场方向、电流方向、导体受力方向三者应互相垂直,同时改变其中两个方向另一个方向不变,若首先改变其中一个方向而另一个方向不变,则第三者方向一定改变。
实验表明,当通电直导线的方向与磁感线的方向平行时(如图甲所示),磁场对通导线(图甲中直导线ab)没有力的作用。
当通电直导线的方向与磁感线的方向不平行(斜交)时,磁场对通电直导线(图乙中直导线ab)有力的作用(垂直纸面向内)。
当通电直导线的方向与磁场的方向垂直时,磁场对通电导线(图丙中直导线ab)的作用力最大(方向垂直纸面向内)。
在图丙中,保持磁感线B的方向不变,而使直导线ab内电流方向相反时,ab受力的方向也相反;
保持直导线内电流方向不变,而使磁感线B的方向相反时,ab受力的方向也相反。
但如果在图丙中,同时使磁感线B的方向及ab内电流方向都变为相反,则直导线ab的受力方向不发生变化。
6.电磁感应现象:
闭合电路的一部分导体,在磁场中做切割磁感线运动时,导体中就产生感应电流,这种现象叫做电磁感应,产生的电流叫感应电流。
⑴产生感应电流的条件:
第一,导体是闭合电路中一部分,第二,导体在磁场中做切割磁感线的运动,当导体平行于磁感线运动时,不产生感应电流;
当导体放入磁场中不运动时,也不会产生感应电流.(导体不动、磁场动也能切割—理解运动的相对性)。
⑵产生感应电流的方向和磁场方向,导体运动方向有关,可用右手定则来判断。
⑶在电磁感应现象中,机械能转化为电能。
学生应知道:
磁场方向、感应电流方向、导体运动方向三者应互相垂直,同时改变其中两个方向另一个方向不变,若首先改变其中一个方向而另一个方向不变,则第三者方向一定改变。
7.直流电动机的工作过程,就是把电能转化为机械能的过程。
从能量转化的角度看,发电机和电动机的运转互为反过程。
同学们刚刚学习完三种电磁现象,往往容易混淆,为了记忆和理解,特列表如下:
现象
发现者
能量转化
判定方法
电流的磁场
奥斯特
电能→磁能
安培定测
电磁感应
法拉第
机械能→电能
(右手定则)
磁场对电流的作用
安培
电能→机械能
(左手定则)
说明:
判定方法中的右手定则和左手定则,在初中物理暂不做要求。
三种电磁现象的重要应用对比如下:
应用
原理
要点
电磁铁
通电螺线管内插入铁芯,磁场大大增强
磁性有无可用通断电控制,磁性强弱可用电流大小及匝数多少控制。
交流发电机
交流电:
周期性改变方向的电流。
集流环(两个铜环)和一对电刷的作用
直流电动机
通电线圈在磁场中受力转动
用换向器(两个铜束环)和一对电刷使线圈持续转动
五、典型例题
题型一、考察磁极及磁极间的相互作用
1小玉为了检查某钢条是否具有磁性,他将钢条的A端靠近小磁针的N极,发现它们吸引;
当把钢条的A端靠近小磁针的S极时,发现它们仍相互吸引,则( )
A.钢条A端为南极,另一端为北极 B.钢条A端为北极,另一端为南极
C.不能确定钢条是否具有磁性 D.钢条没有磁性
解析 磁体有吸引铁、钴、镍等物质的性质。
将钢条的A端靠近小磁针的N极,发现它们吸引,说明钢条A端可能为S极或者钢条没有磁性;
当把钢条的A端靠近小磁针的S极时,发现它们仍相互吸引,说明A端不能为S极,因为同名磁极相排斥、故可以判定钢条没有磁性。
答案:
D。
总结与升华:
磁体的磁性两端最强为两个磁极,中间弱几乎没有磁性,而磁体具有吸引铁、钴、镍等物质的性质;
同名磁极相排斥、异名磁极相吸引是我们解决这类问题的关键。
举一反三
如图,AB、CD是两根外形完全相同的金属棒,用AB的一端靠近CD的中间部分时,CD被吸起;
用CD的一端靠近AB的中间部分时,没有吸引,由此可以判断
A.AB是磁体,CD不是磁体
B.CD是磁体,AB不是磁体
C.AB、CD都是磁体
D.不能判定哪一根是磁体
这个题在用AB的一端靠近CD的中间部分时,CD被吸起现象中只说明AB有磁性,因为即使CD有磁性,但接触的是它的中间部位而磁体中间部位是没有磁性的;
用CD的一端靠近AB的中间部分时,没有吸引则说明CD无磁性。
A
题型二、考察磁场、磁感线
2如图所示,根据通电螺线管的磁感线方向,可以判断螺线管左端为_________极,电源的a端为_________极,小磁针静止时b端为_________极。
解析 通电螺线管周围存在磁场,根据磁感线方向可知螺线管左端为S级所以我们用右手大拇指向右可知电流方向向下,a为电源正极;
小磁针b端为N级。
这类题充分考察了磁场的方向、螺线管的磁场与电流的关系。
如图,当开关闭合后,通电螺线管边的小磁针按如图所示方向偏转,则通电螺线管的a端为_________极,电源的d端为_________极;
当图中滑片P向右移动过程中,通电螺线管的磁性将_______(选填:
“增强”、“减弱”或“不变”)。
解析:
小磁针N级指向b说明b为螺线管S级,用右手大拇指指向a,根据四指环绕方向d为电源负极,当P向右移动时阻值变大,电流变小,螺线管磁性减弱。
典型题三考察电磁铁
3某同学的实验装置如图所示,弹簧下端吊的是铁块,当他将开关闭合以后,弹簧的长度_______;
当他将滑动变阻器的滑片向左滑动时,电流表的示数_______,弹簧的长度将_________;
如果其他条件不变,他只是将电源的正负极调换了一下,发生变化的是_________。
解析:
开关闭合以后,电磁铁中有电流产生磁性,对铁块有吸引,因此弹簧的长度变长;
当他将滑动变阻器的滑片向左滑动时,阻值变小,电流变大,磁性增强,故而弹簧的长度将变长;
如果其他条件不变,他只是将电源的正负极调换了一下,此时电流大小没变,电磁铁磁性强弱不变,所以弹簧长度不变,发生变化的是电磁铁的磁极和磁感线方向。
总结升华:
这类题考察的是电磁铁的优点:
举一反三:
如图所示,有A、B两只线圈套在玻璃管上,可以自由滑动,原先A、B两线圈靠在一起,两只线圈接通电源后由于互相排斥,两线圈分开到图示位置,这时如果将铁棒C插入B中,那么( ).
A.A、B将分别向左、右分开
B.A、B将向中间靠拢
C.B不动,A将被推开
D.B不动,A将被吸引
将C铁芯插入,B磁性增强,故排斥力增大,因此选:
典型题四考察电磁感应
4闭合电路中的一部分导体在磁场运动如图所示,根据A图分别在B、C、D图中画出磁场方向、感应电流方向、导体运动方向中的一个.
在由A到B过程中导体运动方向、磁感线方向都没变故感应电流方向不变;
由B到C只改了运动方向所以感应电流方向改变;
在D和A比较有两个方向没变故运动的方向也不变。
因此答案如下:
总结升华:
此题考查了磁场方向、感应电流方向、导体运动方向三者应互相垂直,同时改变其中两个方向另一个方向不变,若首先改变其中一个方向而另一个方向不变,则第三者方向一定改变。
典型题五考察电流对通电导体的作用
5探究通电导体在磁场中受到的力与哪些因素有关时,小丽同学做了如下三组实验,如图所示,其中AB是通电导体的一部分,导线上的箭头表示电流方向,F表示导体受力的方向,N、S表示磁体的两极.
⑴通过实验(a)和(b)说明,通电导体在磁场中的受到力方向与_________的方向有关.
⑵通过实验(b)和(c)说明,通电导体在磁场中的受到力方向与________
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