初三物理 电生磁知识讲解、练习、解析.docx

电生磁【学习目标】1.认识电流磁效应，初步了解电及磁之间某种联系；2.会判断通电螺线管两端极性或通电螺线管电流方向；3.了解什么是电磁铁，知道电磁铁特性和工作原理；4.了解影响电磁铁磁性强弱因素；5.了解电磁继电器结构和工作原理。【要点梳理】要点一、电生磁1、 电流磁效应：（1）通电导体和磁体一样，周围存在着磁场，即电流具有磁效应。（2）电流周围磁场方向及通过导体电流方向有关。2.通电螺线管磁场：（1）螺线管：用导线绕成螺旋形线圈叫做螺线管。（2）安培定则：假设用右手握住通电导线，大拇指指向电流方向，那么弯曲四指就表示导线周围磁场方向，如图甲所示。假设用右手握住通电螺线管，弯曲四指指向电流方向，那么大拇指指向就是通电螺线管内部磁场方向，如图乙所示。要点诠释：1.奥斯特实验重大意义是首次揭示了电和磁之间联系，对磁现象“电”本质研究提供了有力证据。（2）安培定则：用右手握住螺线管，让四指指向螺线管中电流方向，则拇指所指那端就是螺线管N极，如图所示。要点二、电磁铁 电磁继电器1.电磁铁：内部有铁心螺线管叫做电磁铁。电磁铁在电磁起重机、电铃、发电机、电动机、自动控制上有着广泛应用。2.电磁铁磁性：（1）电磁铁磁性有无，完全可以由通断电来控制。（2）电磁铁磁性强弱可以由电流大小、线圈匝数控制。3.电磁继电器：（1）结构：具有磁性电磁继电器由控制电路和工作电路两部分组成。控制电路包括低压电源、开关和电磁铁，其特点是低电压、弱电流电路；工作电路包括高压电源、用电器和电磁继电器触点，其特点是高电压、强电流电路。（2）原理：电磁继电器核心是电磁铁。当电磁铁通电时，把衔铁吸过来，使动触点和静触点接触（或分离），工作电路闭合（或断开）。当电磁铁断电时失去磁性，衔铁在弹簧作用下脱离电磁铁，切断（或接通）工作电路。从而由低压控制电路通断，间接地控制高压工作电路通断，实现远距离操作和自动化控制。电磁继电器作用相当于一个电磁开关。要点诠释：电磁继电器是利用低电压、弱电流电路通断，来间接地控制高电压、强电流电路通断装置。电磁继电器就是利用电磁铁来控制工作电路一种开关。【典型例题】类型一、电生磁1、（多选）如左图，甲、乙、丙是放在通电螺线管周围软铁片，当开关闭合时，则（ ）A. 甲左端为N极 B. 乙左端为N极 C. 丙左端为N极 D. 丙右端为N极【思路点拨】熟练掌握安培定则和磁极之间相互作用规律是解题关键。【答案】AC【解析】看右图，通电螺线管磁场极性跟电流方向关系，可以用安培定则来决定：用右手握螺线管，让四指弯向螺线管中电流方向，则大拇指所指那端就是螺线管北极。根据电源正负极可判定螺线管中电流方向，用安培定则判断出螺线管左端为北极，右端为南极，实验结果表明，通电螺线管外部磁场和条形磁铁磁场一样，通电螺线管两端相当于条形磁铁两端。磁感线从北极出来，回到南极，软铁片磁化后北极方向和磁感线方向一致。甲左端，乙右端，丙左端均为N极。故答案为A、C。【总结升华】正确运用安培定则，符号标在图上有利于处理问题。2如图所示A、B两螺线管，通电后能够互相吸引，画出螺线管B绕线，标明电流方向。【答案】如图所示【解析】因为两螺线管相吸为异名磁极，利用安培定则绕线。通电后两螺线管能相互吸引，说明A、B两端是异名磁极，根据安培定则判断，A端为N极，则B端为S极，知右边螺线管中电流方向是如图所示。【总结升华】解答本题需掌握安培定则，注意一定要用右手。举一反三【变式】（2015娄底中考）请在如图中标出小磁针a静止时N、S极。 【答案】如图所示【解析】如图，电源右端是正极，说明电流从螺线管左端流出、右端流入，根据安培定则知，螺线管左端是N极，右端是S极；根据同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，所以上面小磁针左端是S极，右端是N极。类型二、电磁铁 电磁继电器3、（多选）关于电磁铁特点，以下说法正确是（ ）A. 电磁铁通电有磁性，断电仍能保持一部分磁性B. 通入电磁铁电流越大，它磁性越强C. 在电流一定时，外形相同螺线管，线圈匝数越多磁性越强D. 当通入电磁铁电流方向改变后，电磁铁就会失去磁性【思路点拨】解答本题需了解（1）电磁铁磁性有无，完全可以由通断电来控制。（2）电磁铁磁性强弱可以由电流大小、线圈匝数控制。【答案】BC【解析】内部带铁心通电螺线管叫做电磁铁，它优点是：电磁铁有无磁性可以由通断电来控制；它磁性强弱可以由电流强弱来控制；它N、S极可以由变换电流方向来控制。电流一定时，外形相同螺线管，线圈匝数越多，磁性越强。故答案为B、C。【总结升华】结合实际掌握电磁铁特点，磁性大小、磁极变化及什么因素有关是解题关键。4（2014怀化模拟）探究“影响电磁铁磁性强弱”因素时，按如图所示电路进行实验，每次实验总观察到电磁铁A吸引大头针数目均比B多，此实验说明影响电磁铁磁性强弱因素是（）A电流方向 B电流大小 C线圈匝数 D电磁铁极性【答案】C【解析】由图知，A、B线圈串联，所以通过A、B电流相等，A线圈匝数明显比B线圈匝数多。每次实验总观察到电磁铁A吸引大头针数目均比B多。所以此实验说明电磁铁磁性强弱及线圈匝数有关。【总结升华】此题是探究影响电磁铁磁性强弱因素实验。主要考查了电磁铁磁性强弱及线圈匝数关系，注意转化法使用。 5. 如图11，这是某同学设计温度自动报警器电路图，要求温度达到80时，电铃能自动发出报警信号。他电路符合要求吗？为什么？图11【答案】他设计电路不符合要求。因为当温度达到80时，左面电路接通，电磁铁有了磁性，吸引衔铁，而右面电路断开，电铃不能发声【解析】当温度升高到80时，电磁铁才能通电有磁性，吸引衔铁，不是靠近静触头，而是远离静触头，断开报警电路。【总结升华】看清电路，分析电路通断情况，达到最终目。举一反三：【变式1】如图12所示，某同学设计一个报警电路，小羊群被细漆包线包围着，羊在圈中时电铃不响 ；当羊逃离时，碰断漆包线，电铃就报警。试解释此报警电路工作原理。【答案】当羊在圈中时，电磁铁电路是通路，电磁铁吸下衔铁，使动触头及静触头分开，断开电铃电路，电铃不响；当羊逃离时，碰断细漆包线，断开电磁铁电路，电磁铁无磁性，弹簧拉下动触头，闭合电铃电路，电铃响而报警。【巩固练习】一、选择题1.（2015怀化中考）通过如图所示相同原理实验，第一个发现了电及磁之间联系科学家是（）A奥斯特 B帕斯卡 C牛顿 D伽利略2.下列关于增强螺线管磁性方法中，错误是（ ）A. 增强线圈匝数 B. 在螺线管中插入铁芯C. 增加电流强度 D. 增大螺线管电阻，而电压保持不变3如图所示，通电螺线管周围能自由转动小磁针a，b，c，d（黑色磁极为N极）已静止，指向正确是（） A小磁针a B小磁针b C小磁针c D小磁针d 4.如图所示，当开关由闭合到断开时（ ）A电磁铁磁性增强，弹簧长度缩短 B电磁铁磁性减弱，弹簧长度缩短C电磁铁磁性增强，弹簧长度变长 D电磁铁磁性减弱，弹簧长度变长5.（2015烟台中考）如图所示，电磁铁P和Q通电后（）AP右端是N极，Q左端是S极，它们相互吸引 BP右端是S极，Q左端是S极，它们相互排斥 CP右端是N极，Q左端是N极，它们相互排斥 DP右端是S极，Q左端是N极，它们相互吸引6. 如图是汽车启动装置原理图对于过一装置及其工作特点，下列说法中不正确是（）A旋转钥匙能使电磁铁所在电路工作B电磁铁工作电压比电动机工作电压低C电磁铁通电时，上端是S极下端是N极D电磁铁通电时，吸引上方衔铁，使触点A向右及B接触7.如图所示，开关闭合后，以下操作可使通电螺线管磁性增强是 （ ）A减少电池个数          B增加通电时间 C滑动变阻器滑片P向右移     D滑动变阻器滑片P向左移 8. 如图所示是小李探究电磁铁磁性强弱及什么因素有关实验装置下列措施中能使电磁铁磁性增强是（）A滑片P向右移动，其他条件不变B滑片P向左移动，其他条件不变C开关S由1扳到2，其他条件不变D电源正负极对调，其他条件不变9. 如图所示，通电螺线管周围四个小磁针静止时，小磁针N极指向正确是（）Aa Bb Cc Dd10.如图所示，下列说法正确是（）A当S1断开S2闭合时，红灯亮 B当S1断开S2闭合时，绿灯亮 C当S1闭合S2断开时，绿灯亮 D当S1、S2均闭合时，绿灯亮11. 小明在学习电及磁知识后，标出了如图所示四种情况下磁体磁极（小磁针黑端为N极），其中正确是（）A B C D二、填空题12.下图为奥斯特实验示意图，比较甲及乙可得出结论是： ；比较甲及丙可得出结论是： 。13.（2015大连中考）如图所示，闭合开关S，通电螺旋管右侧小磁针静止时，小磁针N极指向左，则电源右端为 极。若使通电螺线管磁性增强，滑动变阻器额滑片P应向 端移动。三、作图题14. 如图甲所示，根据通入电流方向，标出U形电磁铁N、S极，在图乙中画出导线绕法。15.（2015雅安中考）通电螺线管下方自由转动小磁针静止后如图所示，请在图中标出螺线管N、S极和螺线管中电流方向。【答案及解析】1.【答案】A【解析】1820年，丹麦物理学家奥斯特做实验时偶然发现，当导线中通过电流时，它旁边磁针发生了偏转，由此说明了通电导体周围存在磁场，在世界上第一个发现了电及磁联系。故选A。2.【答案】D【解析】因为电压保持不变，电阻增大，会导致电流强度减小，螺线管磁性减弱,故D是错误。3【答案】C【解析】由右手螺旋定则判断出通电螺线管左端为N极，右端为S极，由同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引知，只有小磁针c指向正确。4. 【答案】D【解析】根据右手定则，伸出右手握住螺线管，四指弯曲指向电流方向，则大拇指所指方向通电螺线管下端为N极，则上端为S极根据同名磁极相互排斥，条形磁铁受到向上斥力。当开关由闭合到断开时，电路中总电阻变大，电流变小，电磁铁磁性减弱，电磁铁对条形磁铁斥力减弱，弹簧会变长。故选D。5.【答案】B【解析】由右手安培定则可得螺线管P左侧为N极，右侧为S极；螺线管Q左侧为S极，右侧为N极，即两磁铁同名磁极相对，相互排斥。故选B。6.【答案】C【解析】AD、将汽车钥匙插入钥匙孔，转动钥匙相当于闭合电磁铁开关，使电磁铁工作，吸引衔铁向下，使触点A向右及B接触，把电动机所在电路接通，汽车启动。故AD正确；B、由图知，电磁铁工作电压只是电动机工作电压一部分，电磁铁工作电压比电动机工作电压低，故B正确；C、电磁铁上端无论是S极还是N极，都会对衔铁有吸引作用，故C错。故选C。7.【答案】D【解析】要使通电螺线管磁性增强，可以增大螺线管电流，增大线圈匝数。减少电池个数会减小电流，减弱线圈磁性；增加通电时间及磁性增强无关；滑片向右移动时，电阻变大，电流变小，磁性减弱；只有D是正确。8.【答案】B【解析】滑片右移，电路中电阻增大，电流减小，电磁铁磁性会减弱，故A不合题意；滑片左移，电路中电阻减小，电流增大，电磁铁磁性会增强，故B符合题意；开关S由1扳到2时，线圈匝数减少，电磁铁磁性会减弱，故C不符合题意；电源正负极对调只会改变电流方向，对电磁铁磁性不会有影响，故D不合题意。9.【答案】A【解析】根据电源正负极在图上标出通电螺线管电流方向，根据电流方向，利用安培定则判断螺线管磁极，根据磁体周围磁感线从N极出来回到S极，画出磁体周围磁感线，根据磁场中任一点小磁针北极和该点磁感线方向一致，所以a点磁针北极指向左端；b点磁针北极指向右端；c点磁针北极指向右端；d点磁针北极指向左端，如图所示。10.【答案】B【解析】当S1断开、S2断开时，左侧控制电路无电流，电磁铁无磁性，右侧工作电路也是断开，所以两灯均不能工作；当S1断开、S2闭合时，左侧控制电路无电流，电磁铁无磁性，由于弹簧原因，动触点及绿灯触电接触，同时由于右边工作电路也是闭合，所以此时绿灯亮，故A错误、B正确；当S1、S2闭合时，左侧控制电路有电流，电磁铁有磁性，由于弹簧原因，动触点及红灯触电接触，同时由于右边工作电路也是闭合，所以此时红灯亮，故D错误。当S1闭合S2断开时，左侧控制电路断开，电磁铁无磁性，同时右侧工作电路断开，因此工作电路无电流，所以两灯都不亮，故C错误。11.【答案】C【解析】A、在磁体外部磁感线方向是由N极到S极，则小磁针静止时N极指向磁感线方向，故A错误；B、由安培定则可以判定螺线管左端为N极，根据异名磁极相互吸引，小磁针N极应指向右端，故B错误；C、由安培定则可以判定螺线管上端是N极，异名磁极相互吸引，故C正确；D、同A一样，磁感线方向及小磁针N极指向是相同，现在正好相反，故D错误；故选C。12.【答案】通电导体周围存在着磁场（或电流磁效应）；电流磁场方向跟电流方向有关。【解析】该实验中甲、丙图表明，当有电流通过导体时，就有磁场产生，可通过电流方向不同，说明小磁针偏转不同，即电流磁场方向跟电流方向有关。乙图断开，无电流，则小磁针不偏转。13.【答案】正；右【解析】小磁针静止时N极向左，则由磁极间相互作用可知，通电螺线管右端为S极，则左端为N极，根据安培定则可以判断电源右端为正极，左端为负极；为使通电螺线管磁性增强，需增大电路中电流，由欧姆定律可知要减小电路中电阻，故滑片向右移动。14.【答案】如图所示 15.【答案】如图所示【解析】小磁针左端S极靠近螺线管左端，所以螺线管左端为N极，右端为S极。再结合图示螺线管绕向，利用安培定则可以确定螺线管中电流方向是从右端流入左端流出。9 / 9