電與磁全章復(fù)習(xí)與鞏固基礎(chǔ)知識講解

1、電與磁全章復(fù)習(xí)與鞏固（基礎(chǔ)）撰稿：馮保國 審稿：史會娜 【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1.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；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。 3.了解磁場對通電導(dǎo)線的作用。 4. 認(rèn)識電動機的構(gòu)造和原理。5.知道電磁感應(yīng)現(xiàn)象；知道產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件；知道發(fā)電機的原理；能說出發(fā)電機為什么能發(fā)電；知道什么是交流電；知道發(fā)電機發(fā)電過程是能量轉(zhuǎn)化的過程。 【知識網(wǎng)絡(luò)】 【要點梳理】要點一、磁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

2、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：使原來沒有磁性的物體獲得磁性的過程叫做磁化。一根沒有磁性的大頭針，在接近條形磁體下端的N極時，大頭針上端就出現(xiàn)了S極，下端出現(xiàn)了N極，也就是說大頭針具有了磁性。2.磁場：(1)磁場的存在：在磁體的周圍和通電導(dǎo)體的周圍存在著磁場，這可以利用小磁針來檢驗。小磁針在一般情況下是指南、北的，若小磁針指向忽然發(fā)生變化，則小磁針的周圍必定有其它的

3、磁場存在。(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。(3)磁場的性質(zhì):磁場的基本性質(zhì)是它對放入其中的磁體產(chǎn)生磁力的作用，磁體間的相互作用就是通過磁場而產(chǎn)生的。放在磁場中的小磁針能發(fā)生偏轉(zhuǎn)，就是因為磁針受到了磁場的作用。磁場雖然看不見、摸不著，但我們可以根據(jù)它對放在其中的磁體所產(chǎn)生的作用來感知它、認(rèn)識它。(4)磁感線:磁感線是形象地研究磁場的一種方法。在磁場中畫一些有方向的曲線，任何一點的曲線方向都是跟放在該點的小磁針北極所指的方向一致的，這樣的曲線叫

4、磁感線，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、電生磁1.電生磁：(1)奧斯特實驗：意義：揭示了電現(xiàn)象和磁現(xiàn)象之間的密切聯(lián)系。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：螺線管：用導(dǎo)線繞成的螺旋形線圈叫做螺線管。安培定則：用右手握住螺線管，讓四指指向螺線管中電流的方向，則拇指所指的那端就是螺線管的N極。2、電磁鐵：（1

5、）電磁鐵：內(nèi)部有鐵芯的螺線管叫做電磁鐵。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：電磁鐵磁性的有無，完全可以由通斷電來控制。電磁鐵磁性的強弱可以由電流的大小、線圈匝數(shù)控制。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：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?、開關(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。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）。

6、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(yuǎn)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)。要點詮釋：1.通電螺線管的磁場方向與電流方向滿足安培定則。 安培定則：用右手握住螺線管，讓四指指向螺線管中電流的方向，則拇指所指的那端就是螺線管的N極。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（電流大小、線圈匝數(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

7、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)力的方向和電流方向有關(guān)。(2)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：固定不動的部分。3. 直流電動機為什么需裝換向器？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向變成與原來的

8、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)。 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

9、），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)）。在圖丙中，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。要點四、磁生電1.電磁感應(yīng)：閉合電路的部分導(dǎo)體在磁場中切割磁感線運

10、動就會產(chǎn)生感應(yīng)電流的現(xiàn)象。2. 產(chǎn)生感應(yīng)電流必須同時滿足三個條件：（1）電路是閉合的；（2）導(dǎo)體要在磁場中做切割磁感線的運動；（3）切割磁感線運動的導(dǎo)體只能是一部分，三者缺一不可。如果不是閉合電路，即使導(dǎo)體做切割磁感線運動，導(dǎo)體中也不會有感應(yīng)電流產(chǎn)生，只是在導(dǎo)體的兩端產(chǎn)生感應(yīng)電壓。3.感應(yīng)電流的方向：感應(yīng)電流的方向跟導(dǎo)體切割磁感線運動方向和磁感線方向有關(guān)。因此要改變感應(yīng)電流的方向，可以從兩方面考慮，一是改變導(dǎo)體的運動方向，即與原運動方向相反；二是使磁感線方向反向。但是若導(dǎo)體運動方向和磁感線方向同時改變，則感應(yīng)電流的方向不發(fā)生改變。4.發(fā)電機發(fā)電機的原理是電磁感應(yīng)，發(fā)電機的基本構(gòu)造是磁場和在磁場

11、中轉(zhuǎn)動的線圈。其能量轉(zhuǎn)換是把機械能轉(zhuǎn)化為電能。要點詮釋：.學(xué)完三種電磁現(xiàn)象，容易混淆，為了記憶和理解，特列表如下：現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)者能量轉(zhuǎn)化判定方法電流的磁場奧斯特電能磁能安培定則電磁感應(yīng)法拉第機械能電能（右手定則）磁場對電流的作用安培電能機械能（左手定則）說明：判定方法中的右手定則和左手定則，在初中物理暫不做要求。三種電磁現(xiàn)象的重要應(yīng)用對比如下：應(yīng)用原理要點電磁鐵電流的磁場通電螺線管內(nèi)插入鐵芯，磁場大大增強磁性有無可用通斷電控制，磁性強弱可用電流大小及匝數(shù)多少控制。交流發(fā)電機電磁感應(yīng)交流電：周期性改變方向的電流。集流環(huán)（兩個銅環(huán)）和一對電刷的作用直流電動機通電線圈在磁場中受力轉(zhuǎn)動用換向器（兩個銅束環(huán)

12、）和一對電刷使線圈持續(xù)轉(zhuǎn)動【典型例題】類型一、基本概念辨析1. 關(guān)于磁感線，正確的說法是（）A磁感線確實存在于磁場中B在磁體內(nèi)磁感線是從N極到S極C將磁鐵放在硬紙上，周圍均勻地撒上鐵粉，然后輕輕地敲打幾下，我們就看到了磁鐵周圍的磁感線D磁感線密集的地方磁場強，磁感線稀疏的地方磁場弱，任何兩條磁感線都不可能相交【思路點撥】熟記一些基本概念、規(guī)律，物理好多模型就是為了方便研究，所以課下多多了解，是解題關(guān)鍵?！敬鸢浮緿【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)

13、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。舉一反三：【變式】如圖中帶箭頭的虛線表示某磁場中的磁感線。在磁場中有一個可自由轉(zhuǎn)動的小磁

14、針，當(dāng)小磁針靜止時，它的N極指向（ ）A.向上 B.向左 C.向下 D.向右【答案】B【解析】由圖可知：磁感線的方向是由右向左的，根據(jù)磁感線的方向與小磁針靜止時N極所指的方向一致，所以小磁針靜止時N極的指向是向左的。故選B。2. 如圖所示的裝置中，要使電流計的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，下列辦法中可行的是（） A閉合開關(guān)，使導(dǎo)體AB豎直向上移動B閉合開關(guān)，使導(dǎo)體AB水平向外移動C閉合開關(guān)，使導(dǎo)體AB水平向左移動D斷開開關(guān)，使導(dǎo)體AB斜向后移動【思路點撥】（1）閉合電路的一部分導(dǎo)體，在磁場中做切割磁感線運動時，就會在導(dǎo)體中產(chǎn)生感應(yīng)電流；（2）磁體周圍的磁感線從N極到S極，本題中分析磁感線方向和導(dǎo)體運動方向的關(guān)

15、系，只要是切割磁感線運動就會產(chǎn)生感應(yīng)電流?！敬鸢浮緽【解析】A、磁感線方向由上到下，閉合開關(guān)，導(dǎo)體豎直向上運動，不屬于切割磁感線運動，導(dǎo)體中不會產(chǎn)生感應(yīng)電流，不符合題意；B、磁感線方向由上到下，閉合開關(guān)，導(dǎo)體水平向外運動，屬于切割磁感線運動，導(dǎo)體中會產(chǎn)生感應(yīng)電流，符合題意；C、磁感線方向由上到下，閉合開關(guān)，導(dǎo)體水平向左運動，不屬于切割磁感線運動，導(dǎo)體中不會產(chǎn)生感應(yīng)電流，不符合題意；D、磁感線方向由上到下，導(dǎo)體斜向后運動，雖切割磁感線運動，但開關(guān)沒有閉合，故導(dǎo)體中不會產(chǎn)生感應(yīng)電流，不符合題意；故選B?！究偨Y(jié)升華】判斷是否產(chǎn)生感應(yīng)電流是要牢牢抓住“閉合”、“切割”兩個關(guān)鍵字，在分析時要牢牢把握住這

16、兩個方面。舉一反三：【變式】如圖所示，a表示垂直于紙面的一根導(dǎo)線，它是閉合電路的一部分，它在磁場中沿箭頭方向運動，則不能產(chǎn)生感應(yīng)電流的是（）A B C D【答案】C類型二、作圖題3.在圖中，根據(jù)通電螺線管N、S極，在螺線管上標(biāo)出電流的方向，在電源上標(biāo)出它的正負(fù)極?！敬鸢浮俊窘馕觥坑糜沂致菪▌t得出電流的方向，然后根據(jù)在電源外部，電流從電源的正極流出負(fù)極流入，判斷出電源的正負(fù)極?！究偨Y(jié)升華】本題考查了右手螺旋定則的使用。利用右手螺旋定則既可由電流的方向判定磁極磁性，也能由磁極極性判斷電流的方向和線圈的繞法。舉一反三：【變式】請在圖中根據(jù)小磁針的N極標(biāo)出通電螺線管的N、S極，磁感線的方向，以及電源

17、正、負(fù)極?！敬鸢浮俊窘馕觥啃〈裴樀淖蠖藶镾極，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(fù)極。4.如圖所示，請用筆畫線代替導(dǎo)線將實物圖補充完整要求：小磁針的指向滿足如圖所示方向；滑動變阻器的滑片向右端移動后，通電螺線管的磁性減弱；原有導(dǎo)線不得更改【答案】【解析】試題分析：（1）根據(jù)磁極間的作用判斷螺線管的磁極；根據(jù)安培定則判斷電流方向。（2）通電螺線管的磁性強弱跟電流大小和匝數(shù)有關(guān)。在匝數(shù)一

18、定時，電流越小，磁性越弱。在電流一定時，匝數(shù)越少，磁性越弱。（3）滑動變阻器有四個接線柱，選擇一上一下接入電路，滑動變阻器接入電路的電阻越大，電流越小。如圖，根據(jù)同名磁極相互排斥，異名磁極相互吸引，所以螺線管的右端是S極，左端是N極；根據(jù)安培定則判斷電流從螺線管的右端進入，從左端流出。在匝數(shù)一定時，電流越小，磁性越弱。滑片向右端移動后，通電螺線管的磁性減弱，螺線管的電流減小，滑動變阻器接入電路的電阻增大，所以滑動變阻器一定接入左端下面接線柱。 【總結(jié)升華】本題把磁極間的作用、滑動變阻器的使用、歐姆定律、螺線管磁性強弱的影響因素有機的結(jié)合起來，綜合性很強，是一個好題。類型三.知識應(yīng)用5.如圖是一

19、個中間有抽頭的電磁鐵的示意圖，小明為了研究外形相同的電磁鐵磁性的強弱與通電電流的大小及線圈匝數(shù)的關(guān)系，他做了如下實驗，實驗步驟為：（1）先連接好如圖甲所示的電路圖，調(diào)整滑動變阻器的滑片使電流表示數(shù)減小，記為I1，發(fā)現(xiàn)電磁鐵吸引的大頭針的數(shù)目較少；（2）調(diào)整滑動變阻器滑片使電流表的示數(shù)增大到I2，發(fā)現(xiàn)電磁鐵吸引住的大頭針數(shù)目增加；（3）再照圖乙所示的電路圖連接的電路，調(diào)整滑動變阻器的滑片使電流表的示數(shù)保持為I2，發(fā)現(xiàn)電磁鐵上吸引住大頭針的數(shù)目進一步增加。從以上實驗我們得出的結(jié)論是： （4）在實驗步驟（3）中為什么要強調(diào)電流表的示數(shù)與步驟（2）中電流表示數(shù)（I2）保持相同？答： 【思路點撥】實驗中

20、，我們是通過觀察電磁鐵吸引大頭針數(shù)目的多少來判斷磁性強弱的，吸引的大頭針數(shù)目多，表明電磁鐵的磁性強。由（1）和（2）我們可以得出電磁鐵磁性強弱與電流大小有關(guān)；由（2）和（3）我們可以得出電磁鐵磁性強弱與線圈匝數(shù)多少有關(guān)。對于多因素問題，我們要采用控制變量法去研究。【答案】（3）線圈匝數(shù)一定時，電流越大，電磁鐵磁性越強；電流一定時，線圈匝數(shù)越多，電磁鐵磁性越強。（4）保證在電流一定的條件下，研究電磁鐵磁性強弱與線圈匝數(shù)的關(guān)系。【解析】（1）和（2）控制的是線圈匝數(shù)一定，研究電磁鐵磁性強弱與電流大小的關(guān)系。當(dāng)電流增大時，電磁鐵吸引的大頭針數(shù)目增多，表明磁性增強。結(jié)論：線圈匝數(shù)一定時，電流越大，電磁

21、鐵磁性越強；（2）和（3）控制的是電流一定，研究電磁鐵磁性強弱與線圈匝數(shù)多少的關(guān)系。當(dāng)線圈匝數(shù)增多時，電磁鐵吸引的大頭針數(shù)目增多，表明磁性增強。結(jié)論：電流一定時，線圈匝數(shù)越多，電磁鐵磁性越強。（4）因為電磁鐵磁性強弱與電流大小和線圈匝數(shù)都有關(guān)系，所以在研究磁性強弱與線圈匝數(shù)的關(guān)系時，就一定要保證在電流一定的條件下去研究?！究偨Y(jié)升華】探究電磁鐵磁性強弱的因素我們采用的是控制變量法，所以對于這類實驗題，我們在解答時也同樣要用控制變量的思想去分析。6.如圖甲，將玩具電動機、電池、小電燈、開關(guān)用導(dǎo)線連接起來（1）閉合開關(guān)，電動機轉(zhuǎn)動，這是利用通電線圈在 里受力轉(zhuǎn)動的原理工作的；如果想改變電動機的轉(zhuǎn)動方

22、向，我們可以采取的措施是 。（2）剛閉合開關(guān)時，小電燈發(fā)出明亮的光，但隨著電動機轉(zhuǎn)得越來越快，小電燈的亮度逐漸減弱；當(dāng)轉(zhuǎn)速正常時，小電燈的亮度穩(wěn)定不變，此時用手指輕輕捏住電動機的轉(zhuǎn)軸，使電動機的轉(zhuǎn)速減慢，你猜想這時小電燈的亮度將 （選填“變亮”“變暗”或“不變”），理由是 。（3）如果將小電燈換成靈敏電流表，電路連接如圖乙，當(dāng)用手快速轉(zhuǎn)動電動機轉(zhuǎn)軸時，發(fā)現(xiàn)靈敏電流表指針偏轉(zhuǎn)，這是 現(xiàn)象，它在生活中的應(yīng)用有 （舉出一例即可）?！敬鸢浮浚?）磁場；改變電流的方向；（2）變亮；電流變大；（3）電磁感應(yīng)；發(fā)電機【解析】（1）閉合開關(guān)，電動機轉(zhuǎn)動，這是利用通電線圈在磁場里受力轉(zhuǎn)動的原理工作的；如果想改變電動機的轉(zhuǎn)動方向，我們可以采取的措施是：改變電流的方向或改變磁場的方向；（2）捏住電動機的轉(zhuǎn)軸，會將電動機消耗的電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，由非純電阻電路轉(zhuǎn)化為純電阻電路，電源輸出的所有功率都變?yōu)榫€圈電阻消耗的熱功率了