很多學(xué)生在學(xué)校上課過程中,老師為了趕進度,沒有那么多時間花在磁這一塊,一些關(guān)鍵點也沒有詳細強調(diào),比如:奧斯特與法拉第,電流的磁效應(yīng),電動機原理,右手螺旋定則……這些知識點在中考考試?yán)镏挥?分左右,如果在學(xué)習(xí)之初就沒有完全消化掉,無論是多簡單的題目,在這類一知半解的學(xué)生眼里仍然可能是難題,如果因此題得不到分而使得總分不高,那就太可惜了。今天小編在這里給大家將電生磁的主要知識點和考點整理出來,供大家詳細了解和掌握。
磁學(xué)專題之電生磁
【學(xué)習(xí)目標(biāo)】
1.認識簡單的磁現(xiàn)象;知道磁感線可用來形象地描述磁場;知道磁感線的方向是怎樣規(guī)定的;
2.知道通電導(dǎo)體周圍存在著磁場;通電螺線管的磁場與條形鐵相似;
3.理解電磁鐵的特性和工作原理;了解電磁繼電器和揚聲器的結(jié)構(gòu)和工作原理;
4.了解磁場對通電導(dǎo)線的作用;了解電動機的構(gòu)造和工作原理;
【知識網(wǎng)絡(luò)】
【要點梳理】
要點一、磁是什么
1.磁現(xiàn)象: (1)磁性:物體能夠吸引鐵、鈷、鎳等物質(zhì)的性質(zhì)叫做磁性。 (2)磁體:具有磁性的物體叫做磁體。 (3)磁極:磁體上磁性最強的部分叫做磁極。任何磁體都有兩個磁極(磁北極和磁南極),將磁體水平懸掛起來,當(dāng)它靜止時,指北的一端叫做磁北極(N極),指南的一端叫做磁南極(S極)。 (4)磁極間的相互作用:同名磁極之間相互排斥,異名磁極之間相互吸引。 (5)磁化:我們把原來不顯磁性的物質(zhì)通過靠近或接觸磁體等方式使其顯出磁性的過程叫磁化。 |
2.磁場: (1)磁場的存在:在磁體的周圍存在著一種看不見、摸不著的物質(zhì),人們將其稱為磁場。 (2)磁場的方向:磁場具有方向性,當(dāng)小磁針放在磁場各點不同處,小磁針N極的指向不同,這說明磁場各點方向是不同的,我們規(guī)定:在磁場中的某一點,小磁針靜止時北極所指的方向就是這一點的磁場方向。 (4)磁感線:磁感線是一種描述磁場的方法。為了形象直觀地描述磁場,物理學(xué)中人為地引入了磁感應(yīng)線(簡稱磁感線),即用帶箭頭的曲線來描述磁場的某些特征和性質(zhì)。磁體周圍的磁感線都是從磁體的N極出來回到磁體的S極。利用這些曲線可以形象地表示磁場中各點的磁場方向和磁場的強弱。 (5)地磁場:地球本身就是一個巨大的磁體,地球周圍空間存在的磁場叫做地磁場。地磁場的N極在地理南極附近,S極在地理北極附近。地磁的兩極與地理的兩極并不重合。 |
要點二、電流的磁場
1.電生磁: (1)奧斯特實驗: ①意義:揭示了電現(xiàn)象和磁現(xiàn)象之間的密切聯(lián)系。 ②結(jié)論:a.通電導(dǎo)體周圍存在磁場;b.電流的磁場方向與電流方向有關(guān)。 (2)通電螺線管的磁場: ①螺線管:將導(dǎo)線繞在圓筒上,可做成一個螺線管(也叫線圈)。 ②右手螺旋定則:用右手握住螺線管,讓四指彎曲的方向跟螺線管中電流的方向一致,則大拇指所指的那端就是螺線管的N極。 |
2.電磁鐵: (1)電磁鐵:在通電螺線管內(nèi)插入一個鐵芯,就構(gòu)成了一個電磁鐵。電磁鐵在電磁起重機、電鈴、發(fā)電機、電動機、自動控制上有著廣泛的應(yīng)用。 (2)電磁鐵的特點: ①電磁鐵磁性的有無,完全可以由通斷電來控制。 ③電磁鐵產(chǎn)生的磁場方向是由通電電流的方向決定的。 |
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蛪弘娫础㈤_關(guān)和電磁鐵,其特點是低電壓、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,其特點是高電壓、強電流的電路。 ②原理:電磁繼電器的核心是電磁鐵。當(dāng)電磁鐵通電時,把銜鐵吸過來,使動觸點和靜觸點接觸(或分離),工作電路閉合(或斷開)。當(dāng)電磁鐵斷電時失去磁性,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,實現(xiàn)遠距離操作和自動化控制。電磁繼電器的作用相當(dāng)于一個電磁開關(guān)。 |
電磁繼電器:
要點詮釋:
1.通電螺線管的磁場方向與電流方向滿足右手螺旋定則(也叫安培定則)。
2.電磁鐵是根據(jù)電流的磁效應(yīng)和通電螺線管中插入鐵芯后磁場大大增強的原理來工作的。
3.電磁鐵的優(yōu)點是:磁性強弱可控(電流的大小、線圈的匝數(shù)),磁性有無可控(通斷電),磁極方向可控,因此把它用在一些自動控制電路中。
4.電磁鐵的鐵芯是用軟鐵制成的,而不是用鋼制成的,這是因為軟鐵容易磁化,也容易失去磁性,而鋼磁化后不易去磁。
要點三、電動機
1. 磁場對通電導(dǎo)線的作用 (1)磁場力的方向和電流方向有關(guān)。 (2)磁場力的方向與磁感線方向有關(guān)。 2.電動機的基本構(gòu)造 (1)轉(zhuǎn)子:能夠轉(zhuǎn)動的部分。 (2)定子:固定不動的不分。 3.電動機怎樣轉(zhuǎn)動 當(dāng)線圈轉(zhuǎn)到如圖所示位置時,ab邊和cd邊受的磁場力恰好在同一條直線上,而且大小相等,方向相反,線圈在這個位置上受到相互平衡的兩個磁場力的作用,所以不能連續(xù)轉(zhuǎn)動下去。如何才能使線圈連續(xù)轉(zhuǎn)動下去呢?我們設(shè)想線圈由于慣性而通過平衡位置,恰在這時使線圈與電源線的兩個接頭互換,則線圈中的電流方向改變,它所受的磁場力的方與原來的方向相反,從而可使線圈沿著原來旋轉(zhuǎn)方向繼續(xù)轉(zhuǎn)動。因此,要使線圈連續(xù)轉(zhuǎn)動,應(yīng)該在它由于慣性剛轉(zhuǎn)過平衡位置時,立刻改變線圈中的電流方向。能夠完成這一任務(wù)的裝置叫做換向器。其實質(zhì)是兩個彼此絕緣銅半環(huán)。 |
電動機原理圖
要點詮釋:
通電直導(dǎo)線在磁場中受到力的作用。力的方向與磁場方向、導(dǎo)線電流方向有關(guān)。磁場對通電導(dǎo)線和通電線圈作用而運動的過程中,把電能轉(zhuǎn)化為機械能,電動機就是從這一理論設(shè)計制造出來的。
(1)磁場對電流的作用中磁場方向、電流方向、導(dǎo)體受力方向三者應(yīng)互相垂直,同時改變其中兩個方向另一個方向不變;若首先改變其中一個方向而另一個方向不變,則第三者方向一定改變。
(2)當(dāng)通電直導(dǎo)線的方向與磁感線的方向平行時(如圖甲所示),磁場對通電直導(dǎo)線(圖甲中直導(dǎo)線ab)沒有力的作用。當(dāng)通電直導(dǎo)線的方向與磁感線的方向不平行(斜交)時,磁場對通電直導(dǎo)線(圖乙中直導(dǎo)線ab)有力的作用(垂直紙面向內(nèi))。當(dāng)通電直導(dǎo)線的方向與磁場的方向垂直時,磁場對通電直導(dǎo)線(圖丙中直導(dǎo)線ab)的作用力最大(方向垂直紙面向內(nèi))。
在圖中,保持磁感線B的方向不變,而使直導(dǎo)線ab內(nèi)電流方向相反時,ab受力的方向也相反;保持直導(dǎo)線內(nèi)電流方向不變,而使磁感線B的方向相反時,ab受力的方向也相反。但如果在圖丙中,同時使磁感線B的方向及ab內(nèi)電流方向都變?yōu)橄喾?,則直導(dǎo)線ab的受力方向不發(fā)生變化。
中考考題分析
考試題型設(shè)置:選擇題、填空題;
分值:5分左右,填空題一空2分,選擇題一題3分;
考試考點:何為電流磁效應(yīng)?電動機原理及原理圖;電生磁在實際生活中的應(yīng)用;右手螺旋定則;
常考例題:
【答案】B
【解析】由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N極,右側(cè)為S極,即兩磁鐵異名磁極相對,相互吸引。故選B。
【總結(jié)升華】本題考查安培定則及磁極間的相互作用,應(yīng)熟練掌握此類題型。
【答案】B
【解析】要想證明條形磁鐵的磁性兩端強、中間弱,A是可以的,因為三個球兩個在兩端,一個在中間;B不行,因為兩根條形磁鐵相互平移靠近時,兩磁鐵吸引并不能說明兩端強,中間弱,故B不對;C是鐵塊向右移動時,可以通過彈簧伸長的長度確定磁性的大小,是可以的;D中將一堆大頭針上的條形磁鐵提起時,根據(jù)大頭針被吸起時的多少可以確定磁性的大小,也是可以的,故B不對。
【總結(jié)升華】該題是想知道條形磁體磁性分布不均勻,控制變量才有可比性。
【答案】D
【解析】由右手螺旋定則可知,螺線管左側(cè)為N極;因同名磁極相互排斥,故條形磁鐵所受排斥力向左;因條形磁鐵處于平衡狀態(tài),即條形磁鐵所受摩擦力應(yīng)與排斥力大小相等方向相反,故摩擦力的方向水平向右;當(dāng)滑片向右移動時,滑動變阻器接入電阻變大,由歐姆定律得螺線管內(nèi)的電流減小,則可知螺線的磁性減弱,條形磁鐵所受到的排斥力減??;因條形磁鐵仍處于平衡狀態(tài),所以條形磁鐵所受摩擦力也減小。
【總結(jié)升華】本題將力學(xué)與電磁學(xué)知識巧妙地結(jié)合起來考查了右手螺旋定則、滑動變阻器的使用、二力平衡等內(nèi)容,考查內(nèi)容較多,但只要抓住受力分析這條主線即可順利求解,是一道典型的好題。
【答案】D
【解析】磁體的周圍存在著看不見、摸不著但又客觀存在的磁場,為了描述磁場,在實驗的基礎(chǔ)上,利用建模的方法想象出來的磁感線,磁感線并不客觀存在,A錯誤;磁感線在磁體的周圍是從磁體的N極出發(fā)回到S極;在磁體的內(nèi)部,磁感線是從磁體的S極出發(fā),回到N極,故B錯誤;在該實驗中,我們看到的是鐵粉形成的真實存在的曲線,借助于該實驗,利用建模的思想想象出來磁感線,但這不是磁感線,故C錯誤;磁感線最密集的地方,磁場的強度最強,反之磁場最弱。磁場中的一點,磁場方向只有一個,若兩條磁感線可以相交,則交點處就可以做出兩個磁感線的方向,即該點磁場方向就會有兩個,這與理論相矛盾,因此磁感線不能相交。故D正確。
【總結(jié)升華】此題考查了磁感線的引入目的,磁場方向的規(guī)定,記住相關(guān)的基礎(chǔ)知識,對于解決此類識記性的題目非常方便。
【解析】小磁針的左端為S極,自由靜止時靠近螺線管的右端,所以螺線管的右端為N極,在磁體的周圍,磁感線從磁體的N極流出回到S極,所以磁感線的方向是向左的。利用螺線管的右端為N極和線圈的繞向,根據(jù)安培定則可以確定電流從螺線管的左端流入右端流出,從而可以確定電源的左端為正極,右端為負極。
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