重難點28電與磁

專項四電學(xué)重難點27電與磁【重點知識梳理】28.1磁現(xiàn)象與磁場1.磁體能夠吸引鐵、鈷、鎳等物質(zhì)。它的吸引能力最強的兩個部位，叫磁極。能夠自由轉(zhuǎn)動的磁體，靜止時指南的那個磁極叫南極（S極），指北的那個磁極叫北極（N極）。2.磁極間相互作用的規(guī)律：同名磁極相互排斥，異名磁極相互吸引。磁極間的相互作用是通過磁場作用的。3.用一些帶箭頭的曲線來描述小磁針在磁場中的排列情況，這樣的曲線叫磁場線。磁感線上任何一點的切線方向表示該點磁場的方向，曲線分布的疏密程度表示磁場的強弱。磁感線不是真實存在的。28.2電磁鐵及其應(yīng)用1.奧斯特發(fā)現(xiàn)：電流周圍存在著磁場。2.判斷通電螺線管極性與電流方向的關(guān)系（安培定則）：用右手握螺線管，讓四指彎向螺線管中電流的方向，則大拇指所指的那一端就是螺線管的N極。3.帶鐵芯的螺線管叫做電磁鐵。電磁鐵的磁性強弱與電流的大小、線圈的匝數(shù)、有無鐵芯有關(guān)。4.繼電器：利用一個回路中的電流控制另一個回路中電流的裝置。主要應(yīng)用在自動控制、低壓控制高壓中。28.3電磁感應(yīng)現(xiàn)象1.法拉第發(fā)現(xiàn)了利用磁場產(chǎn)生電流的條件和規(guī)律。2.閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場中做切割磁感線的運動時，導(dǎo)體中就會產(chǎn)生電流，這種現(xiàn)象叫做電磁感應(yīng)，所產(chǎn)生的電流叫做感應(yīng)電流。感應(yīng)電流的方向與導(dǎo)體的運動方向及磁場方向有關(guān)。感應(yīng)電流的大小與磁場的強弱、線圈的匝數(shù)、運動的速度有關(guān)。3.發(fā)電機、變壓器、動圈式話筒等都是利用電磁感應(yīng)原理工作的。28.5磁場對電流的作用1.通電導(dǎo)體在磁場中受力的作用。力的方向與磁場和電流的方向有關(guān)。力的大小與磁場的強弱、電流的強弱、線圈的匝數(shù)有關(guān)。2.電動機就是利用磁場對電流的作用工作的。【難點知識突破】28.1判斷通電螺線管的磁極及其相關(guān)問題1.安培定則：伸出右手，用右手握住螺線管，四指指向電流的方向，大拇指所指的方向是N極。這是判斷通電螺線管磁極的理論依據(jù)。2.注意以下三點：（1）磁針靜止時，靠近的兩極為異名磁極；（2）磁感線從N極出來回到S極；（3）電流的電流方向是由電源的正極到負(fù)極?！纠}分析】【例1】（2021達(dá)州）某同學(xué)用一個電磁鐵和滑動變阻器串聯(lián)接入電路中，如圖所示，閉合開關(guān)S后，小磁針靜止時左端應(yīng)為______極。當(dāng)滑動變阻器的滑片P向上移動時，電磁鐵的磁性將______（選填“增強”“減弱”“不變”）【答案】S增強【解析】如圖，電流從電磁鐵的右端流入，用右手握住螺線管，使四指指向電流的方向，則大拇指指向右端，所以電磁鐵的左端是S極，右端為N極，根據(jù)異名磁極相互吸引，可知小磁針的左端為S極。當(dāng)滑動變阻器的滑片P向上移動時，連入電路的電阻變小，電流增大，在螺線管的匝數(shù)一定時，電流越大，電磁鐵的磁性將增強。28.2電磁感應(yīng)產(chǎn)生的條件及其應(yīng)用1.產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件：閉合電路的部分導(dǎo)體在磁場中做切割磁感線運動。2.注意三個關(guān)鍵詞：（1）“閉合”，沒有構(gòu)成回路的電路是不會產(chǎn)生電流的；（2）“一部分”，全部電路都在做運動也不符合條件；（3）“切割”，不是運動就行，而是運動方向要切割磁感線，不切割，怎么運動也不產(chǎn)生電流。3.電磁感應(yīng)常見的應(yīng)用：發(fā)電機、動圈式話筒、變壓器等。【例題分析】【例2】（2021成都）將導(dǎo)體ab、開關(guān)和靈敏電流表用導(dǎo)線連接，導(dǎo)體ab放置在磁極間，如圖所示。下列說法正確的是（）A．開關(guān)閉合，磁鐵不動，ab水平向左快速移動，指針不偏轉(zhuǎn) B．磁極對調(diào)后，開關(guān)閉合，ab水平向右快速運動，指針要偏轉(zhuǎn) C．開關(guān)閉合，ab豎直上下運動，指針要偏轉(zhuǎn) D．開關(guān)斷開，ab快速運動，指針可能偏轉(zhuǎn)【答案】B【解析】A.開關(guān)閉合，磁鐵不動，ab水平向左快速移動，ab做切割磁感線運動，會產(chǎn)生感應(yīng)電流，電流表指針偏轉(zhuǎn)，A錯。B.磁極對調(diào)后，開關(guān)閉合，ab水平向右快速運動，ab做切割磁感線運動，會產(chǎn)生感應(yīng)電流，電流表指針偏轉(zhuǎn)，B正確。C.開關(guān)閉合，ab豎直上下運動，ab沒有做切割磁感線運動，不會產(chǎn)生感應(yīng)電流，電流表指針不會偏轉(zhuǎn)，C錯。D.開關(guān)斷開，ab快速運動，由于電路是斷開的，所以不會產(chǎn)生感應(yīng)電流，指針不偏轉(zhuǎn)，D錯。選B。【鞏固練習(xí)】1.（2021北京）在探究通電螺線管的磁場特點時，通電螺線管在某狀態(tài)下的兩個實驗現(xiàn)象如圖所示，其中小磁針（黑色一端為N極）靜止時的指向情況如圖甲所示。鐵屑靜止時的分布情況如圖乙所示。選項圖中能正確用磁感線描述這兩個實驗現(xiàn)象的是（）A．B． C．D．【答案】C【解析】根據(jù)異名磁極相互吸引可知：甲螺線管的左端為S極，右端為N極；通電螺線管周圍的磁場與條形磁體的磁場相似；在通電螺線管的外部，磁感線是從N極出來回到S極的，在螺線管的內(nèi)部，磁感線是從S極到N極，磁感線是一條封閉的曲線，C正確。選C。2.（2021海南）如圖所示，電磁鐵的右下方有一鐵塊，在彈簧測力計作用下向左做勻速直線運動，在鐵塊從電磁鐵的右下方運動到正下方的過程中，滑片P逐漸向a端滑動，下列判斷正確的是（）A.電磁鐵的磁性逐漸減弱 B.電磁鐵的上端為S極

C.鐵塊對地面的壓強逐漸變大 D.彈簧測力計的示數(shù)逐漸變大【答案】B【解析】A.由圖可知：當(dāng)滑片逐漸向a滑動時，滑動變阻器接入電路的電阻變小，由歐姆定律QUOTEI=UR可知電路中的電流增大，其他因素不變時，電磁鐵的磁性逐漸增強，A錯。

B.電流從電磁鐵的下端流入，上端流出，根據(jù)安培定則可知，電磁鐵的下端為N極，上端為S極，B正確。

CD.當(dāng)鐵塊在電磁鐵右下方時，鐵塊對地面的壓力大小等于鐵塊的重力；當(dāng)鐵塊逐漸向電磁鐵下方移動時，此時鐵塊會受到電磁鐵對它向上的吸引力，則此時鐵塊對地面的壓力等于重力減去吸引力，所以此時鐵塊對地面的壓力小于鐵塊的重力；同時滑片逐漸向上滑動，電磁鐵的磁性逐漸增強，鐵塊受到的吸引力在逐漸變大，所以鐵塊對地面的壓力在逐漸減小，由于接觸面的粗糙程度不變，所以滑動摩擦力變小，拉力和滑動摩擦力是一對平衡力，大小相等，所以拉力變小，彈簧測力計示數(shù)變??；根據(jù)p=F/SQUOTEp=FS可知：在受力面積一定時，鐵塊對地面的壓強在逐漸減小，CD錯。選B。3.（2021湖州）如圖是動圈式話筒的部分結(jié)構(gòu)。聲波使振膜左右振動，連接在振膜上的線圈也隨之一起振動，切割永磁體的磁感線產(chǎn)生電流，此過程中（）

A.利用了電磁感應(yīng)原理B.利用了通電導(dǎo)體在磁場中受力的原理

C.利用了電流的磁效應(yīng)D.產(chǎn)生了直流電【答案】A

【解析】聲波使振膜左右振動，連接在振膜上的線圈也隨之一起振動，線圈做切割永磁體的磁感線運動，會產(chǎn)生電流，這是電磁感應(yīng)現(xiàn)象；線圈來回振動時，切割磁感線的方向會發(fā)生變化，產(chǎn)生的感應(yīng)電流的方向也會發(fā)生改變，產(chǎn)生的是交流電。A正確。選A。4.（2021天津）利用圖所示實驗揭示的原理，可制成（）A.發(fā)電機B.電動機C.電磁鐵D.電磁繼電器【答案】A【解析】分析圖可知：圖中將閉合回路的一部分導(dǎo)線放在磁場中做切割磁感線運動時，電路中會產(chǎn)生感應(yīng)電流，這就是電磁感應(yīng)現(xiàn)象，該過程將機械能轉(zhuǎn)化為電能，人們利用這個原理制成了發(fā)電機，A正確，選A。5.（2021攀枝花）以下設(shè)備工作時利用電磁感應(yīng)原理的（）A．洗衣機 B．發(fā)電機 C．電熱水器 D．電風(fēng)扇【答案】B【解析】AD.洗衣機和電風(fēng)扇的動力是由電動機提供，電動機利用通電線圈在磁場中受力轉(zhuǎn)動的原理制成的，AD錯。B.發(fā)電機是利用電磁感應(yīng)原理工作的：線圈在磁場中轉(zhuǎn)動切割磁感線時，就會產(chǎn)生感應(yīng)電流，B正確。C.電熱水器工作時，消耗電能，得到內(nèi)能，是利用電流的熱效應(yīng)工作的，C錯。選B。6.（2021成都）下列用電器使用了電動機的是（）A．電風(fēng)扇 B．電水壺 C．臺燈 D．手電筒【答案】A【解析】A.電風(fēng)扇的主要部件時電動機，電風(fēng)扇工作時，電能轉(zhuǎn)化為機械能和內(nèi)能，A正確。B.電水壺工作時，把電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，B錯。CD.臺燈、手電筒工作時，電能主要轉(zhuǎn)化為聲能、光能和內(nèi)能，CD錯。選A。7.（2021賀州）如圖所示，下列實驗原理與電動機原理相同的是（）A． B． C． D．【答案】B【解析】A.這是奧斯特實驗，表明通電導(dǎo)線周圍存在磁場，A錯。B.圖中有電源，通電導(dǎo)體在磁場中受力而運動，是電動機的原理圖，B正確。C.圖中沒有電源，是探究電磁感應(yīng)現(xiàn)象的實驗，是發(fā)電機的原理圖，C錯。D.該裝置是探究影響電磁鐵磁性大小因素的實驗，其原理是電流的磁效應(yīng)，D錯。選B。8.（2021張家界）如圖所示實驗現(xiàn)象揭示物理原理或規(guī)律所對應(yīng)的技術(shù)應(yīng)用不正確的是（）A.磁極相互作用→磁懸浮列車

B.連通器→三峽船閘

C.水蒸氣的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為木塞的機械能→火箭發(fā)射

D.電流的磁效應(yīng)→動圈式話筒【答案】D【解析】A.磁懸浮列車是利用同名磁極相互排斥原理工作的，A正確。

B.三峽船閘利用的是連通器原理，B正確。

C.用酒精燈給試管中的水加熱，水沸騰后，試管中的水蒸氣將木塞沖起，表明：水蒸氣的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為木塞的機械能，與火箭的發(fā)射原理是相同的，C正確。

D.動圈式話筒利用的是電磁感應(yīng)現(xiàn)象，不是電流的磁效應(yīng)，D錯。選D。

9.（2021成都）探究小組為了模擬電磁起重機的工作原理，用表面涂有絕緣漆的導(dǎo)線繞在大鐵釘上制成電磁鐵，接入電路，如圖所示。閉合開關(guān)S，電磁鐵有了磁性，A端是極。將滑動變阻器的滑片向右移動一段距離后，硬幣才被吸起，這說明電流越大，電磁鐵的磁性?！敬鸢浮縉越強【解析】由圖可知：開關(guān)閉合后，電流由螺線管的上端流入、下端流出，由安培定則可知，螺線管的A端為N極，B端為S極，滑片向右移動，滑動變阻器接入電路的電阻變小，由歐姆定律可知線圈中的電流增大，則電磁鐵的磁性增強。10.（2021武威）如圖所示是我國早期的指南針——司南，東漢學(xué)者王充在《論衡》中記載：“司南之杓，投之于地，其柢指南”?！拌堋敝傅氖撬灸祥L柄，司南指南北是由于它受到________的作用，司南長柄指的是地理的________極?！敬鸢浮康卮艌瞿稀窘馕觥康厍虮旧硎且粋€大磁體，司南是用天然磁石磨制成的勺子，其實質(zhì)就是一塊磁鐵，在地磁場中受到磁力的作用。靜止時長柄指向南方，指向地理南極，則司南長柄一端是磁石的南極。11.（2021張家界）如圖是研究巨磁電阻（GMR電阻在磁場中急劇減?。┨匦缘脑硎疽鈭D，閉合開關(guān)S1、S2后，電磁鐵右端為______極，滑片P向左滑動過程中，指示燈明顯變______（選填“亮”或“暗”）。【答案】S

亮【解析】利用安培定則可知，電磁鐵的左端為N極、右端為S極。

滑片P向左滑動過程中，滑動變阻器連入電路中的電阻變小，則電路中的電流變大，通電螺線管的磁性增強；由右圖可知，巨磁電阻和燈泡串聯(lián)，因巨磁電阻在磁場中急劇減小，所以，此時巨磁電阻的阻值會變小，右側(cè)電路中的總電阻變小，由歐姆定律可知，右側(cè)電路中的電流變大，通過燈泡的電流變大，因P=I2RQUOTEP=I2R，且燈泡的亮暗取決于實際功率的大小，所以，燈泡的實際功率變大，燈泡變亮。

12.（2021通遼）如圖所示，一個綜合實踐小組用一段漆包線繞成線圈abcd，用小刀刮兩端引線的漆皮，一端全部刮去，另一端只刮上半圈或下半圈。將線圈abcd放在用硬金屬絲做成的支架m、n上，并按圖示連接電路，則電磁鐵的上端是極。閉合開關(guān)，用手輕推一下線圈，線圈會持續(xù)轉(zhuǎn)動，這就是簡易的（填“發(fā)電機”或“電動機”）。【答案】N電動機【解析】由圖可知：電流是從電磁鐵的上端流入，下端流出，根據(jù)安培定則可知，電磁鐵的上端是N極。閉合開關(guān)，用手輕推一下線圈，通電的線圈在磁場中由于受到磁力的作用會持續(xù)轉(zhuǎn)動，這就是簡易的電動機。13．（2021攀枝花）攀枝花市某學(xué)校研學(xué)小組在探究通電螺線管磁場的實驗中，小磁針和螺線管放置于同一水平面內(nèi)，螺線管為東西朝向，小磁針可在水平面內(nèi)自由轉(zhuǎn)動。開關(guān)S閉合后，小磁針的指向如圖所示，則電源A端為（選填“正”或“負(fù)”）極。當(dāng)開關(guān)S斷開時，小磁針N極將（選填“不”、“向北”或“向南”）偏轉(zhuǎn)。【答案】負(fù)向北【解析】小磁針的左端是N極，可以判斷小磁針處磁感線方向指向左側(cè)，根據(jù)磁體周圍的磁感線從N極出發(fā)，回到S極，可以判斷通電螺線管的左端是N極，右端是S極，根據(jù)安培定則判斷電流從螺線管的右邊進(jìn)入，從左邊流出，可以判斷電源的B端是正極，A端是負(fù)極。當(dāng)開關(guān)S斷開時，通電螺旋管無磁性，小磁針受地磁場的作用，一端指南，一端指北，指南的是S極，指北的是N極。12.（2021廣東）【選編】蹄形磁體附近的導(dǎo)體與靈敏電流計組成閉合電路，如圖2所示，現(xiàn)將該導(dǎo)體豎直向上快速移動（沿圖示箭頭方向），電路中______（選填“有”或“無”）感應(yīng)電流產(chǎn)生。

【答案】無【解析】磁體中磁場方向是豎直方向，導(dǎo)體運動方向豎直向上與磁感線平行，不切割磁感線，無感應(yīng)電流產(chǎn)生。

13.（2021海南）如圖所示，請用箭頭標(biāo)出A點的磁感線方向。

【答案】

【解析】由圖可知，磁體的左端為N極，在磁體的外部，磁感線是從N極出來回到S極的，如答案圖所示。

14.（2021菏澤）請在圖中標(biāo)出電磁鐵的N極和圖中這條磁感線的方向?！敬鸢浮俊窘馕觥坑蓤D示知：閉合開關(guān)后，電流由通電螺線管的右端流入，左端流出，那么電磁鐵的N極在左端，而磁感線由N極出來回到S極，如答案圖所示。15.（2021棗莊）學(xué)習(xí)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象后，小雨同學(xué)還想進(jìn)一步探究感應(yīng)電流的大小與哪些因素有關(guān)。他使用的裝置如圖所示：鐵塊E、F上繞有導(dǎo)線并與開關(guān)，滑動變阻器、電源、燈泡組成電路。線框abcd與靈敏電流計G相連。（線框abcd在鐵塊E、F上方，實驗過程中線框不扭轉(zhuǎn)）（猜想與假設(shè)）小雨做出了如下猜想：A.感應(yīng)電流的大小與磁場的強弱有關(guān)B.感應(yīng)電流的大小與導(dǎo)體切割磁感線的速度有關(guān)。（設(shè)計與進(jìn)行實驗）進(jìn)行多次實驗，每次實驗（1）小雨探究猜想A的設(shè)計思路如下：改變電磁鐵的________保持線框沿豎直向下穿過電磁鐵磁場的速度相等，觀察并記錄每次實驗中靈敏電流計G指針偏轉(zhuǎn)的格數(shù)；（2）要探究猜想B，實驗時應(yīng)保持電磁鐵________不變，改變線框切割磁感線的速度進(jìn)行多次實驗，分別記下每次實驗中靈敏電流計指針偏轉(zhuǎn)的格數(shù)。實驗數(shù)據(jù)記錄如右表所示；實驗次數(shù)切割磁感線的速度電流計指針偏轉(zhuǎn)格數(shù)1慢速1.5格2中速2.5格3快速4格（3）（分析論證）分析表格數(shù)據(jù)可得出的結(jié)論是：其他條件都相同時，________，閉合電路中產(chǎn)生的感應(yīng)電流越大；（4）（交流評估）實驗中用電磁鐵代替永磁體的好處是：________；（5）按照小雨的設(shè)計思路探究猜想A，實驗時在操作上存在的困難是：________。【答案】（1）電流大?。?）磁場的強弱（3）導(dǎo)體切割磁感線的速度越快

（4）電磁鐵可以改變磁性強弱（5）很難保證每次線框沿豎直向下穿過