第十八讲电与磁一、复习策略1、磁现象、磁场、磁感线（1）磁性、磁极、磁极相互作用、磁化．（2）磁场是客观存在的，磁感线是假想的曲线．（3）磁感线的方向磁场方向小磁针静止时N极指向．（4）磁感线的特点．①方向：（磁体外部）N出S进②疏密程度：磁性的强弱，磁体的两极最密．③不能相交． ④分布及画法：条形磁体、U形磁体、正对的异名磁极、正对的同名磁极、地磁场．（注意对称性及直线磁感线）（5）地磁场：磁偏角（沈括）2、电生磁（1）奥斯特实验．（2）磁场方向：与电流方向有关．（3）通电螺线管：与条形磁铁类似．（安培定则）（4）电磁铁：磁性强弱的影响因素（5）应用：电磁继电器、扬声器、电铃．3、磁场对电流的作用（1）通电导体在磁场中受力的作用．（2）受力方向9\n（3）应用：电动机．（扬声器）①电动机的工作原理．②线圈的平衡位置（线圈平面与磁感线方向垂直）：F合=0．4、磁生电：电磁感应．（法拉第）（1）产生条件（2）感应电流的方向（3）应用：发电机①发电机的工作原理．②交流电：1个周期、线圈转动1周、电流方向改变2次．（我国交流电的频率f=50Hz，T=0.02s，电流方向每秒钟改变100次）③动圈式麦克风（原理、构造）．（4）区分直流电动机（扬声器）与交流发电机（动圈式麦克风） 直流电动机交流发电机原理通电线圈在磁场中受力转动电磁感应作用用电器电源电路结构有电源供电本身即电源、无电源能量转化电能→机械能机械能→电能构造有换向器无换向器二、典例剖析例1、（黑龙江省）图是演示电磁学原理及其应用的示意图．9\n以下说法正确的是（ ）A．利用甲实验的原理可制成丙装置B．利用乙实验的原理可制成丁装置C．丙装置可将内能转化为电能D．丁装置可将机械能转化为电能解析：甲实验中没有电源，演示的是电磁感应现象；乙实验中有电源，导体因通电而受力运动，说明通电导体在磁场中受力．丁装置的发电机是根据甲实验电磁感应原理制成的，机械能转化为电能；丙装置的电动机是根据乙实验通电导体在磁场中受力运动制成的，电能转化为机械能等其他形成的能．答案：D例2、（青岛市）晓丽有写日记的好习惯，经常将心中的一些想法记下来，有些想法她不希望让别人看到，因此，她想在放日记本的小箱上安装一个密码锁，以保住日记中的小秘密．现在有电池、导线、铁心、漆包线、小红灯泡、铜片、铁钉、三个单刀双掷开关，请帮她设计这一装置．要求： （1）密码必须是3个数字组成，至少可以设置8个不同的密码号． （2）当按照密码接成电路时，锁钩脱离，同时灯亮，说明密码正确，可以打开小箱了．画出装置图，写出设计的密码号，并简单介绍工作过程．9\n解析：两种装置图1，2任意一种均可．密码号：222（或其他）．工作过程：按下密码号222，接通工作电路，电磁铁产生磁性，吸引铜片下的铁钉，横向铁钉脱离锁钩，同时接通指示灯电路，红灯发光，小箱可以被打开．答案：（1）如图1，2所示 （2）见解析例3、（常州市）当夏天大气压偏低的时候，养鱼专业户需要给鱼塘增氧，以防止鱼缺氧死亡．小明同学设计了一个自动增氧系统．他把实验室的水银气压计进行改装，在气压计左边顶端密封一根铜导线，右边开口处也固定一根铜导线，如图所示．气压计左边的水银面上方为真空，当左边水银面下降时，右边水银面将上升．如果外界大气压低于74cm高水银柱所产生的压强时，水银柱将两边的铜导线接通，使得电磁继电器的控制电路形成通路，电磁铁将衔铁吸下，工作电路接通，增氧泵（里面是交流电动机）就自动工作． （1）气压计右边的铜导线应竖直向下伸长到右边标尺_________cm处．同时在图中画出． （2）按照题意要求，直接在图中连接好电路．解析：（1）水银气压计中两水银面的高度差受大气压强影响，当大气压下降时，气压计左边的水银面下降，右边水银面上升．如果左、右两边玻璃管一样粗细，则左边水银面下降的高度等于右边水银面上升的高度．由题图可知，当左边水银面下降1cm，右边水银面上升1cm时，两边水银面高度差是74cm，故右边的铜导线端点应在右边标尺的11cm处（图中水银面高度差是76cm，右边水银面已在标尺10cm处，只要右边水银面再升高1cm就能使水银面高度差变为74cm）．9\n （2）气压计右边水银面随着大气压升高而下降，随大气压下降而升高，实现水银面与铜导线断开接触——随气压变化而通断的“开关”．通过这个“开关”，控制电磁铁通断电，再通过“动静触点”这个“开关”实现原电路的通断．在连接时，将气压计这个“开关”接入控制电路，将“动静触点”这个开关接入工作电路，且“相线下来接开关”的原则仍需注意．答案：（1）11 （2）如图所示．例4、如图所示．当开关S闭合时，螺线管与左边始终静止的磁铁互相吸引．在图中画出螺线管的绕线；当滑动变阻器的滑片P由左端向右端滑动时，左端磁铁所受的摩擦力将________（填“变大”、“变小”或“不变”）．解析：该题考查了螺线管的绕法以及静摩擦力的知识．因螺线管始终与磁铁相互吸引，所以螺线管左端为S极，运用安培定则画出绕法如图所示．又滑片P向右端滑动时，它连入电路的电阻变大，电路中电流变小，螺线管的磁性减弱，对磁铁的吸引力减小．分析磁铁的受力，水平方向所受地面给它的静摩擦力和螺线管对磁铁的吸引力相平衡，所以静摩擦力也将随之变小．答案：如图所示 变小9\n例5、图所示是检验磁场对通电导体作用的实验装置．当导线ab中有某方向的电流通过时，它受到磁场的作用力向上． （1）如果仅将两磁极对调位置，导线ab受力向__________． （2）如果磁极位置不变，仅改变ab中的电流方向，导线ab受力向_________． （3）如果同时对调磁极位置和改变电流方向，导线ab受力向__________．解析：磁场对电流作用力的方向与磁场方向和导体运动方向有关，二者有一个改变，导体受力方向改变，如两者同时改变，受力方向不变．答案：（1）下 （2）下 （3）上例6、（宿迁市）小明在研究性学习活动中，查阅到一种热敏电阻的阻值随温度变化的规律如下表，并将该型号的热敏电阻应用于如图所示由“控制电路”和“工作电路”组成的恒温箱电路中．温度/℃…3040506070…热敏电阻阻值/Ω…350300250210175… “控制电路”由热敏电阻R1、电磁铁（线圈阻值R0=50Ω）、电源U1、开关等组成，当线圈中的电流大于或等于20mA时，继电器的衔铁被吸合，右边工作电路则断开； “工作电路”由工作电源U2（U2=10V）、发热电阻R2（R2=5Ω）、导线等组成．问： （1）工作电路工作时的电流为多大?电阻R2的发热功率为多大? （2）若发热电阻R2需提供1.2×104J的热量，则工作电路需工作多长时间（不计热量的损失）?9\n （3）若恒温箱的温度最高不得超过50℃，则控制电路的电源电压U1最小值为多大?解析：（1）工作电路工作时的电流； 电阻R2的发热功率P2=U2I2=10V×2A=20W． （2）∵W2=P2t=Q， （3）当R1温度为50℃时，其阻值R1=250Ω ∵R1和R0串联， ∴R总=R1＋R0=250Ω＋50Ω=300Ω 因此，控制电路的最小电压为：U1=I1R总=0.02A×300Ω=6V．例7、下列说法中正确的是（ ）A．磁感线是磁场中实际存在的曲线B．磁感线是从磁体的S极出来回到磁体的N极C．小磁针N极在磁场中某点所受磁力的方向跟该点的磁场方向相反D．磁场的基本性质是它对放入其中的磁体产生磁力的作用解析：磁场是一个较抽象的概念，看不见也摸不着，但我们能够通过它产生的一些效应来反映和认识它．磁场的基本性质是对放入其中的磁极有磁力的作用．磁体有两个极，分别叫南北极用S、N表示．磁场有方向性，可以用磁感线来形象地描述，因此磁感线是假想的一系列曲线，放入磁体的小磁针静止时北极所受力的方向跟磁场方向一致，磁感线是从磁体的北极出发，回到磁体的南极．选项ABC均错，只有D点正确的．答案：D例8、（山西省太原市中考试题）如图所示，是套在木杆上的四个磁环，其中a、b、c三个磁环都悬浮，若c环上端为S极，则下端为N极的磁环是（ ）9\nA．a、c B．b、cC．a、b D．a、b、c解析：因a、b、c三个磁环均悬浮，而它们自身的重力均又向下，因此磁环受到的磁力均向上．由磁极间的相互作用原理：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，b、c相斥，b的下端为S极，上端N极，b、c相斥，b受到向上的斥力，a、b相斥，a受到向上的斥力，a的下端为N极，即a、c的下端为N极．选项A正确．答案：A例9、（陕西省中考试题）图所示为四位同学判断通电螺线管极性时的做法，正确的是（ ）解析：图所示是用安培定则判断通电螺线管的磁场方向．应用右手螺旋即用右手判断，让四指弯曲方向指向电流方向，则拇指所指的是螺线管磁场的N极．图中BD用的是左手，显然是错误的．C中四指没指向电流方向，只有A是正确的．答案：A例10、（烟台市中考试题）如图，能够在铝框中产生感应电流的是（ ）A．铝框不动，磁铁上下移动B．铝框不动，磁铁左右移动C．磁铁不动，铝框上下移动D．磁铁和铝框一起向右移动解析：当闭合回路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，回路中就有感应电流产生．选项A、C、D有磁铁和线圈的运动，但没有“切割”磁感线，不会产生感应电流，只有B选项中铝框不动，磁铁左右运动，才有铝框中的左方导体切割了磁感线，回路中才会有感应电流产生．答案：B9\n例11、下面关于直流电动机和发电机的几种说法中，正确的是（ ）A．电动机是把机械能转化为电能的装置B．电动机是利用通电导体在磁场中要受到力的作用这一现象工作的C．发电机是把电能转化为机械能的装置D．发电机是利用电流有磁效应工作解析：发电机是利用电磁感应现象制成的，将机械能转化为电能．而电动机是将电能转化为机械能的装置，它利用通电导体（线圈）在磁场中受力转动而工作的．选项B正确，ACD错误．答案：B9
