第十六章電磁轉(zhuǎn)換復(fù)習(xí)研討第十六章電磁轉(zhuǎn)換復(fù)習(xí)研討1[復(fù)習(xí)目標(biāo)]

本部分內(nèi)容主要包括永磁體磁場，電流的磁場，電磁鐵及探究磁性強弱與哪些因素有關(guān)，電磁繼電器，磁場對電流的作用，電動機，電磁感應(yīng)現(xiàn)象，發(fā)電機等知識。以上知識在中考復(fù)習(xí)過程中要達到以下要求：能了解通電導(dǎo)線在磁場中受力問題，通過實驗，探究通電螺線管外部的磁場方向、導(dǎo)體產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件等問題。本部分的重點是磁場方向規(guī)定，磁場對電流的作用，電磁感應(yīng)現(xiàn)象，探究影響電磁鐵的磁性強弱的因素，電磁繼電器的原理及應(yīng)用。難點是會用繪圖的方式描述磁體的空間磁場分布，會用安培定則辨別，通電螺線管外部磁場磁極的極性與電流方向的關(guān)系。[復(fù)習(xí)目標(biāo)]本部分內(nèi)容主要包括永磁體磁場，電流的磁場，電磁2[考點透視]考點永磁體的磁場[深度提示]磁體分為人造磁體和天然磁體。有些磁體能長期保持磁性叫永磁體，如人造的條形磁體和馬蹄形磁體，有些磁體的磁性不能長期保持，一段時間后要減弱或消失，這種磁體叫軟磁體。鋼是容易被磁化，磁性不易消退，能長期保持磁性。磁體具有吸引鐵、鈷、鎳等物質(zhì)的性質(zhì)，磁體的兩端磁性最強，中間最弱。磁體磁性最強的部分叫磁極，自然界只存在N極和S極，并且同名極相排斥，異名極相吸引。磁體的周圍存在磁場。地球也是一個大的磁體。磁場是一種物質(zhì)，它的特點是能對放入其中的磁體產(chǎn)生磁力的作用。將小磁針放入磁場，小磁針靜止時，N極所指的方向規(guī)定為該點的磁場方向。為了描述磁體的磁場方向，可以用磁感應(yīng)線來描述。通常用一段曲線表示磁場方向，曲線上每一點的切線方向就是該點的磁場方向。磁感應(yīng)線不是客觀存在的，是為了描述空間磁場人為假想的一種曲線。如圖16-1所示，是條形磁體和馬蹄形磁體以及地球磁場的磁感應(yīng)線分布圖。[考點透視]考點永磁體的磁場3圖16-1圖16-14[典型例題]★題1磁性水雷是用一個可以繞軸轉(zhuǎn)動的小磁針來控制起爆電路的．軍艦被地磁場磁化后就變成了一個浮動的磁體，當(dāng)軍艦接近磁性水雷時，就會引起水雷的爆炸，其依據(jù)是

．[評價分析]本題是一道典型物理知識應(yīng)用于軍事科學(xué)的習(xí)題．抓住軍艦是一個浮動的磁體，當(dāng)軍艦接近水雷時，由于磁體能吸引鋼鐵，故水雷會靠近軍艦，引起小磁針的轉(zhuǎn)動而引爆水雷，達到摧毀軍艦的目的，本題的正確答案是：磁體能吸引鋼鐵的性質(zhì)。[典型例題]5[拓展延伸]如圖16-2所示，在彈簧測力計下掛一條形磁體，將彈簧測力計自左端向右端逐漸移動的過程中，彈簧測力計的示數(shù)將（）A.不變B.逐漸增大C.先減小再增大D.先增大再減小[思路提示]磁體上的磁性強弱并不一樣，磁體上的兩個磁極才是磁性最強的部分，而兩個磁極分布在條形磁體的兩端，中間磁性最弱，因此，鐵塊在條形磁體兩端（即N和S極）處受到的吸引力最大，在中間處受到的吸引力最小。另外，當(dāng)小磁鐵位于大磁鐵的左端時，兩磁體同為N極相互推斥，由于小磁體受到一個豎直向上的推斥力，所以，彈簧測力計示數(shù)應(yīng)小于小磁體的重力；當(dāng)彈簧測力計向大磁體中間移動的過程中時，由于條形磁體的中間磁性最弱，所以，小磁體受到向上的推斥力在磁體向條形磁體中部移動過程中逐漸變小，彈簧測力計的示數(shù)逐步等于小磁體的重力，彈簧測力計的示數(shù)逐漸增大；當(dāng)彈簧測力計移動到大磁鐵的右端S極處時，則與小磁體為異名磁極相互吸引，小磁體又受到豎直向下的吸引力，所以，彈簧測力計的示數(shù)應(yīng)大于小磁體的重力。綜合上述分析，彈簧測力計的示數(shù)由小于小磁鐵的重力到接近于小磁鐵的重力，最后變化為大于小磁體的重力，所以，正確答案選B。圖16-2[拓展延伸]如圖16-2所示，在彈簧測力計下掛一條形磁體，將6★題2（2001年安徽省中考題）如圖16-3所示裝置進行實驗探究活動，研究對象有：鐵片、鋁片、玻璃片、紙片、鋼片，將這些研究對象分別置于U型磁鐵與回形針之間，請?zhí)顚憣嶒炋骄康慕Y(jié)果。哪些物質(zhì)插入后回形針會下落:哪些物質(zhì)插入回形針后不會下落:[評價分析]本題是一道考查磁化和磁體間相互作用規(guī)律的試題，具有一定的探究性。因為具有磁性的鋼棒能吸引磁性材料，因而回形針能被U形磁鐵吸引。若在磁鐵和回形針之間分別插入鐵片和鋼片，由于她們是磁性材料被磁化成水平放置的條形磁體，中間磁性最弱，兩端磁性最強。圖16-3★題2（2001年安徽省中考題）如圖16-3所示裝置7★題3（2002年福州市中考題）對磁場的有關(guān)認識，正確的是（）A.磁感線是從磁場中實際存在的曲線B.磁感線是從磁體的南極出來回到磁體的北極C.小磁針N極在磁場中某點所受磁力的方向跟該點的磁場方向相反D.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[分析評價]對磁場及磁感線的認識要明確以下幾點：磁感線可以表示磁場方向，但磁感線是假象的曲線；磁體外部的磁感線的分布是從磁體的N極出來回到S極；小磁針北極N極在磁場中受力方向跟該點磁場方向是一致的。因此，本題正確的答案是D。★題3（2002年福州市中考題）對磁場的有關(guān)認識，正確的8考點電流的磁場[深度提示]電流通過導(dǎo)體時，在導(dǎo)體的周圍能產(chǎn)生磁場，這種現(xiàn)象叫電流的磁效應(yīng)。奧斯特實驗表明了電流周圍存在磁場，且電流磁場的方向與電流方向有關(guān)；通電的螺線管的外部的磁場與條形磁體的磁場一樣，及通電螺線管的兩端相當(dāng)于條形磁體的兩個磁極。通電螺線管兩端的磁場極性跟螺線管中電流方向有關(guān)。安培定則可以判斷通電螺線管的兩端極性與螺線管中電流方向的關(guān)系，具體方法如圖16-4所示，即用右手握住螺線管，讓四指彎向螺線管中的電流方向，則大拇指的方向就是螺線管的北極（N極）。通電螺線管外部磁場相當(dāng)于一個條形磁體，其外部的磁感線從N極出發(fā)，回到S極，內(nèi)部的磁場磁感線是從S極回到N極。圖16-4考點電流的磁場圖16-49題1（2001年烏魯木齊市中考題）如圖16-5所示，通電螺線管上方小磁針靜止時指向已知，試據(jù)此標(biāo)出螺線管N、S極和電源正負極。[分析評價]首先根據(jù)小磁針N極的指向，可確定通電螺線管的N、S極，責(zé)根據(jù)安培定則判斷螺線管中的電流方向，可以用鉛筆畫出，再根據(jù)電流從電源的正極流出，經(jīng)過螺線管回到電源的負極，即可標(biāo)出電源的正負極，如圖16-6所示。題1（2001年烏魯木齊市中考題）如圖16-5所示，通電10

圖16-5圖16-6圖16-7圖16-5圖16-6圖16-711★題2如圖16-7所示，一個輕質(zhì)彈簧下端懸掛一個小鐵片，當(dāng)開關(guān)S斷開時，鐵片剛好與水銀槽中水銀接觸。當(dāng)開關(guān)S閉合后，鐵片會（）A.不動B.陷入水銀面以下C.向上運動停止在空中D.上下不停的振動[分析評價]本題涉及力學(xué)與電磁學(xué)等知識，有較強地綜合性。當(dāng)開關(guān)S閉合后，彈簧相當(dāng)于通電螺線管，由于各匝彈簧中通入電流方向相同，相鄰兩匝彈簧線圈之間為異名磁極，則彈簧各匝之間相互吸引使彈簧縮短，將鐵片向上提起；鐵片離開水銀面后，電路斷開，彈簧無磁性，則在重力作用下，彈簧伸長，鐵片與水銀面接觸又使電路連接通，這個過程循環(huán)往復(fù)，使鐵片上下不停地振動。正確答案選D?！镱}2如圖16-7所示，一個輕質(zhì)彈簧下端懸掛一個小鐵片，12[拓展遷移]（2003年淄博市中考題）如圖16-8所示，當(dāng)開關(guān)S閉合時，螺線管與左邊始終靜止的磁鐵相互吸引。請在圖中畫出螺線管的繞線；當(dāng)滑動變阻器的滑片P由左端滑動時，左端磁鐵所受的摩擦力將（）A.變大B.變小C.不變D.無法判斷[思路提示]本題是一道涉及力學(xué)和電磁學(xué)的綜合題。當(dāng)開關(guān)S

閉合時，“螺線管與左邊始終靜止的磁鐵相互吸引”，說明通電螺線管左側(cè)是S極，繞法如圖所示，當(dāng)滑片P向右移動時，電路中電流減小，螺線管磁性減弱，吸引磁鐵的力變小，靜摩擦力等于磁極間相互作用力，所以，摩擦力也變小了。正確答案是C。圖16-8圖16-8[拓展遷移]（2003年淄博市中考題）如圖16-8所示，13考點電磁鐵電磁繼電器[深度提示]電磁鐵主要是由通電螺線管和鐵心構(gòu)成。電磁鐵的磁性有無可以通過電流的通斷來控制，而電磁鐵的強弱與螺線管的線圈匝數(shù)、電流大小有關(guān)。電磁鐵應(yīng)用非常廣泛，可以利用電磁鐵制成電磁繼電器。電磁繼電器的主要構(gòu)造包括銜鐵、電磁鐵、動觸點、靜觸點彈簧等。電磁繼電器利用電磁繼電器可以實現(xiàn)低壓電路間接控制高壓電路，可以進行溫度自動控制，光自動控制等。考點電磁鐵電磁繼電器14[典型例題]題1（2002年常州市中考題）如圖16-9所示，若要使滑動變阻器的滑片P向右移動時，彈簧測力計的示數(shù)變小，則變阻器接入電路的方式可以是（）A.C接E，D接FB.C接E，B接FC.A接E，D接FD.A接E，B接F[分析評價]本題將受力分析、力的變化、變阻器的使用、通電螺線管極性和強弱變化綜合在一起，既有新意也有一定難度．本題彈簧測力計的示數(shù)大小與磁鐵受到通電螺線管的磁極作用有關(guān)。彈簧測力計的示數(shù)變大還是變小，與通電螺線管的磁極磁性強弱變化有關(guān)。當(dāng)變阻器接入電路，移動滑片P，螺線管中的電流變化引起磁性強弱變化。當(dāng)C接E、D接F時，滑動變阻囂不起作用，電路中電流不變化，螺線管磁性強弱不變．當(dāng)C接E、B接F，滑片P向右移動時，可判斷螺線管上部是S極，且磁性增強，磁鐵受到向上的斥力，且斥力增強，彈簧測力計示數(shù)減小．當(dāng)A接E、D接F，滑片P向右移動時，電阻變大，電流減小，螺線管極性未變而強度減小，彈簧測力計示數(shù)應(yīng)增大。當(dāng)A接正、B接F時，滑動變阻器滑片不論怎么移動，電路中電流均不變．本題正確答案選“B”。圖16-9[典型例題]圖16-915[拓展遷移]如圖16-10所示，在電磁鐵的正上方掛著一條形磁鐵，開關(guān)閉合后，當(dāng)滑片P從a端向b端滑動時，會出現(xiàn)的現(xiàn)象是（）A.電流表示數(shù)變大，彈簧長度變長B.電流表示數(shù)變大，彈簧長度變短C.電流表示數(shù)變小，彈簧長度變長D.電流表示數(shù)變小，彈簧長度變短[思路提示]本題涉及知識點較多，是將磁體的磁極間相互作用規(guī)律、安培定則、歐姆定律、電磁鐵磁性強弱與哪些因素有關(guān)、變阻器對電流的改變等知識加以綜合，具有一定的綜合性和復(fù)雜性。本題的解題關(guān)鍵是先根據(jù)電路中電流方向，應(yīng)用安培定則判斷出電磁鐵的兩端磁極的極性上方為S極，下方為N級；則再根據(jù)磁極間的相互作用規(guī)律，推斷出電磁鐵上方懸掛的條形磁體的下端極性與電磁鐵上方的磁極極性相反，即兩者直接相互吸引；由于本題滑片P從a端向b端滑動時，變阻器接入電路中的電阻變小，在電源電壓一定時，根據(jù)歐姆定律，電路中的電流應(yīng)當(dāng)增大，電流表的示數(shù)變大，則此時流過電磁鐵的電流增大，導(dǎo)致電磁鐵的磁性增強，因為條形磁體與電磁鐵上端的磁極極性相反，則兩者間相互吸引力增大，導(dǎo)致彈簧長度增長。因此，本題的正確答案是A。圖16-10[拓展遷移]如圖16-10所示，在電磁鐵的正上方掛著一條形磁16★題2如圖16-11所示，是工廠里一種自動降溫風(fēng)扇的簡單電路示意圖。圖中水銀溫度計里封入一段金屬絲，當(dāng)溫度達到金屬絲下端時，電風(fēng)扇就會自動轉(zhuǎn)起來。結(jié)合電路示意圖，試說明它的工作原理。[分析評價]當(dāng)溫度升高到金屬絲下端所指示的溫度時，控制電路接通，電磁鐵產(chǎn)生的磁性把銜鐵吸下，從而使工作電路接通，電風(fēng)扇轉(zhuǎn)動；當(dāng)溫度下降時，溫度計內(nèi)水銀與金屬絲分離，控制電路切斷，電磁鐵失去磁性，銜鐵便在彈簧作用下將工作電路切斷，電風(fēng)扇停止轉(zhuǎn)動。圖16-11★題2如圖16-11所示，是工廠里一種自動降溫風(fēng)扇的簡單電17[拓展遷移]如圖16-12所示，是一個自動控制電路，當(dāng)開關(guān)斷開時，工作電路的情況是（）A.燈亮，電動機轉(zhuǎn)動起來，電鈴響B(tài).燈亮，電動機轉(zhuǎn)起來，電鈴不響C.燈不亮，電動機不轉(zhuǎn)，電鈴響D.燈亮，電動機不轉(zhuǎn)，電鈴響[思路提示]本題是考查電磁繼電器如何實現(xiàn)自動控制。從圖分析可以看出，燈和電動機并聯(lián)，電鈴也與之并聯(lián)。開關(guān)沒有閉合時，銜鐵上翹，動觸點與燈和電動機接通工作電路，則燈和電動機轉(zhuǎn)動，當(dāng)開關(guān)閉合時，電磁鐵產(chǎn)生磁性，吸引銜鐵，，動觸點與電鈴所在支路接通，則電鈴響，而此時燈與電動機所在電路開路，不能正常工作。本題的正確答案是C.圖16-12[拓展遷移]如圖16-12所示，是一個自動控制電路，當(dāng)開關(guān)斷18考點磁場對電流的作用[深度提示]磁場對放入其中的通電導(dǎo)體有磁力作用。磁場對電流電流的作用力方向與電流方向垂直，與磁感線方向垂直。通電導(dǎo)體在磁場中受力方向與磁感線、電流方向有關(guān)。當(dāng)通電導(dǎo)體中電流方向與磁感線方向相同或相反時，導(dǎo)體不受磁場的力的作用。當(dāng)通電導(dǎo)體中電流方向垂直于磁感線方向時，導(dǎo)體受到的磁力最大。通電導(dǎo)體和通電線圈在磁場里受到磁力的作用而發(fā)生運動時，電能轉(zhuǎn)化為機械能，電動機就是利用通電線圈在磁場中受力而發(fā)生轉(zhuǎn)動的原理制成的。電動機的轉(zhuǎn)動方向與電路方向、磁感線方向有關(guān)，電動機的轉(zhuǎn)速與電流大小、、磁場磁性強弱、線圈與軸的摩擦力大小有關(guān)。直流電動機利用換向器來實現(xiàn)自動在平衡位置改變線圈中的電流方向，從而使電動機能持續(xù)運轉(zhuǎn)?？键c磁場對電流的作用19[典型例題]★題1如圖16-13所示，磁場方向是垂直紙面向外，與磁感線方向垂直的三根通電導(dǎo)線a、b、c，放置在磁場中，則下列說法錯誤的是（）A.三條導(dǎo)線都受到磁場力的作用B.三條導(dǎo)線所受的磁場力的方向都相同C.三條導(dǎo)線所受的磁力方向都不同D.導(dǎo)線a所受磁力方向與電流方向垂直[分析評價]a、b、c三條通電導(dǎo)線都在磁場中，而且電流方向不與磁感線方向平行，所以它們都受到磁力的作用，所以，A選項正確。三條導(dǎo)線雖在同一磁場中，雖也受到磁力作用，但由于它們的電流方向不相同，所受的磁場力的方向則不相同，則C選項正確。D因為通電導(dǎo)體在磁場中受到磁力的方向與磁場方向垂直，也與電流方向垂直，因此D選項也正確。本題正確答案是B。圖16-13[典型例題]圖16-1320★題2如圖16-14所示，一束電子自右向左從狹縫力射出，穿過磁場時受到的磁場力作用，而向紙面外偏轉(zhuǎn)。（1）如將兩個磁極對調(diào)后，電子束將

偏轉(zhuǎn)；（2）如磁極不變，而把電子束換成帶正電的粒子束，則此粒子束將

偏轉(zhuǎn)；（3）若換成不帶電的粒子束，則此粒子束將

偏轉(zhuǎn)（選填“發(fā)生”或“不發(fā)生”）。[分析評價]此題主要考查磁場對電流的作用力，電流是帶電粒子的定向移動形成的。因此，磁場對放入其中的運動的帶電粒子（正負電荷或離子）都產(chǎn)生磁力的作用。不論什么帶電粒子自右向左射出，發(fā)生了定向移動，從而形成了電流，依據(jù)電流方向的規(guī)定，（1）問中電流方向自左向右，（2）問中電流方向自右向左，（3）問中無帶電粒子，因為無電流形成。根據(jù)磁場對電流的作用，且作用力的方向取決于磁場方向和電流方向。因此，（1）問中只改變磁場方向，故電子束運動方向?qū)⑴c改變磁場方向前相反，即向紙內(nèi)偏轉(zhuǎn)；（2）問中與已知條件電流方向相反，故粒子束將向紙里偏轉(zhuǎn)；（3）問中無電流，故粒子束不會受到力的作用，即不發(fā)生偏轉(zhuǎn)。圖16-14★題2如圖16-14所示，一束電子自右向左從狹縫力射出，穿21★題3要改變通電導(dǎo)體在磁場中受力方向，下列方法中，可行的是（）A.增大通電導(dǎo)體中電流B.減小通電導(dǎo)體兩端的電壓C.改變通電導(dǎo)體中的電流方向D.同時改變導(dǎo)體中電流方向和磁場方向[分析評價]導(dǎo)體在磁場中受力的方向與導(dǎo)體中電流方向和磁場方向有關(guān)。當(dāng)磁場方向不變時，改變導(dǎo)體中電流方向，導(dǎo)體的運動方向發(fā)生改變。當(dāng)導(dǎo)體中電流方向不變，改變磁場方向能改變導(dǎo)體運動方向，若同時改變導(dǎo)體中電流方向和磁場方向，導(dǎo)體運動方向不變。本題正確答案是C?！镱}3要改變通電導(dǎo)體在磁場中受力方向，下列方法中，可行的22[拓展延伸]如圖16-15所示，的直流電動機模型，下列方法中能改變線圈轉(zhuǎn)動方向的是（）A.改變線圈的匝數(shù)B.對調(diào)N、S極的同時，對調(diào)電源的正負極C.改變線圈中電流的方向D.改變線圈中電流大小[思路提示]直流電動機的工作原理是通電線圈在磁場中受力而轉(zhuǎn)動。而通電導(dǎo)體中在磁場中受到的磁力方向與線圈中的電流方向和磁感線方向同時有關(guān)。因此，當(dāng)同時改變磁場方向和電流方向，則通電線圈在磁場中的受力方向不改變。線圈的匝數(shù)影響電磁鐵的磁性強弱，本題中線圈匝數(shù)可以可改變線圈在磁場中受力的大小，但不改變線圈的轉(zhuǎn)動方向。改變線圈中的電流大小，同樣是可以改變線圈在磁場中的受力大小，不改變線圈在磁場中的受力方向，因此，本題的正確答案是C。圖16-15[拓展延伸]如圖16-15所示，的直流電動機模型，下列方法中23考點電磁感應(yīng)現(xiàn)象[深度提示]電可以產(chǎn)生磁現(xiàn)象，磁也能產(chǎn)生電現(xiàn)象。將閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場中做切割磁感線運動，電路中能產(chǎn)生電流的現(xiàn)象，叫電磁感應(yīng)現(xiàn)象，它是由英國人法拉第發(fā)現(xiàn)的。電磁感應(yīng)現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)，進一步揭示了電和磁之間的聯(lián)系，導(dǎo)致了發(fā)電機的發(fā)明，使人類大規(guī)模使用電能成為可能，開辟了電氣化的新紀(jì)元。電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生的感應(yīng)電流的方向與導(dǎo)體切割磁感線運動的方向、磁感線方向有關(guān)。感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件是要同時滿足：閉合電路、一部分導(dǎo)體、在磁場中切割磁感線運動，否則，導(dǎo)體在磁場中做不切割磁感線運動，則不能產(chǎn)生感應(yīng)電流。，發(fā)電機的工作原理是電磁感應(yīng)現(xiàn)象，發(fā)電機工作時實現(xiàn)了機械能向電能的轉(zhuǎn)化?？键c電磁感應(yīng)現(xiàn)象24[典型例題]★題1閉合電路的一部分導(dǎo)體或磁鐵的運動方向如圖16-16所示，下列各電路中能產(chǎn)生感應(yīng)電流的是（）

圖16-16[分析評價]閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場中做切割磁感線運動，導(dǎo)體中才會產(chǎn)生感應(yīng)電流。而B、D圖中導(dǎo)體沿磁感線向上、下方向運動，C中導(dǎo)體沿磁感線前后運動，都沒有切割磁感線，因此，電路中不會產(chǎn)生感應(yīng)電流。只有A中電路閉合，且由于磁鐵相對導(dǎo)體向左運動而使導(dǎo)體切割磁感線，所以電路中才會有感應(yīng)電流產(chǎn)生。本題正確答案是A.[典型例題]25[拓展遷移]如圖16-17所示，圓圈表示閉合電路在磁場中的那部分導(dǎo)體的橫截面，箭頭表示它的運動方向，那么，導(dǎo)體中能夠產(chǎn)生感應(yīng)電流的是（）

圖16-17[思路提示]產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件是要有一部分導(dǎo)體、閉合電路、導(dǎo)體要切割磁感線運動。當(dāng)導(dǎo)體的運動方向與磁感線平行或一致時，則導(dǎo)體不切割磁感線，閉合電路中就不會存在電流。因此，比較上述各圖，只有B圖符合產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件，本題的正確答案是B。[拓展遷移]如圖16-17所示，圓圈表示閉合電路在磁場中的那26題2如圖16-18所示，當(dāng)圖中導(dǎo)體AB金屬桿的一部分在磁場中水平向左運動時，電路中會相應(yīng)的發(fā)生哪些物理現(xiàn)象：

（至少寫出2個）。[分析評價]本題綜合考查“電能生磁”(通電線圈和通電導(dǎo)體周圍存在磁場)，“磁能生電”和磁場對電流的作用等知識點．由圖可知，線框abcd和導(dǎo)體AB組成了閉合電路．當(dāng)導(dǎo)體AB向左運動時，即為閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場中做切割磁感線運動，因此電路中有感應(yīng)電流形成，電流通過螺線管L，因而它周圍存在磁場，從而對鐵塊產(chǎn)生吸引力使彈簧伸長．當(dāng)電流通過線圈abcd時，通電線圈在磁場中受力發(fā)生轉(zhuǎn)動．當(dāng)電流通過導(dǎo)線EF時，導(dǎo)線EF周圍也存在磁場，根據(jù)奧斯特實驗可知,小磁針將發(fā)生轉(zhuǎn)動．因此，當(dāng)AB導(dǎo)體運動時，電路中相應(yīng)發(fā)生的現(xiàn)象有：①線圈乙中產(chǎn)生磁性吸引鐵塊，使彈簧伸長；②線圈abcd中有感應(yīng)電流，因而在磁場力作用下發(fā)生轉(zhuǎn)動；③在導(dǎo)線EF中有感應(yīng)電流，根據(jù)奧斯特實驗可知，小磁針將發(fā)生轉(zhuǎn)動．圖16-1題2如圖16-18所示，當(dāng)圖中導(dǎo)體AB金屬桿的一部分在磁27第十六章電磁轉(zhuǎn)換復(fù)習(xí)研討第十六章電磁轉(zhuǎn)換復(fù)習(xí)研討28[復(fù)習(xí)目標(biāo)]

本部分內(nèi)容主要包括永磁體磁場，電流的磁場，電磁鐵及探究磁性強弱與哪些因素有關(guān)，電磁繼電器，磁場對電流的作用，電動機，電磁感應(yīng)現(xiàn)象，發(fā)電機等知識。以上知識在中考復(fù)習(xí)過程中要達到以下要求：能了解通電導(dǎo)線在磁場中受力問題，通過實驗，探究通電螺線管外部的磁場方向、導(dǎo)體產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件等問題。本部分的重點是磁場方向規(guī)定，磁場對電流的作用，電磁感應(yīng)現(xiàn)象，探究影響電磁鐵的磁性強弱的因素，電磁繼電器的原理及應(yīng)用。難點是會用繪圖的方式描述磁體的空間磁場分布，會用安培定則辨別，通電螺線管外部磁場磁極的極性與電流方向的關(guān)系。[復(fù)習(xí)目標(biāo)]本部分內(nèi)容主要包括永磁體磁場，電流的磁場，電磁29[考點透視]考點永磁體的磁場[深度提示]磁體分為人造磁體和天然磁體。有些磁體能長期保持磁性叫永磁體，如人造的條形磁體和馬蹄形磁體，有些磁體的磁性不能長期保持，一段時間后要減弱或消失，這種磁體叫軟磁體。鋼是容易被磁化，磁性不易消退，能長期保持磁性。磁體具有吸引鐵、鈷、鎳等物質(zhì)的性質(zhì)，磁體的兩端磁性最強，中間最弱。磁體磁性最強的部分叫磁極，自然界只存在N極和S極，并且同名極相排斥，異名極相吸引。磁體的周圍存在磁場。地球也是一個大的磁體。磁場是一種物質(zhì)，它的特點是能對放入其中的磁體產(chǎn)生磁力的作用。將小磁針放入磁場，小磁針靜止時，N極所指的方向規(guī)定為該點的磁場方向。為了描述磁體的磁場方向，可以用磁感應(yīng)線來描述。通常用一段曲線表示磁場方向，曲線上每一點的切線方向就是該點的磁場方向。磁感應(yīng)線不是客觀存在的，是為了描述空間磁場人為假想的一種曲線。如圖16-1所示，是條形磁體和馬蹄形磁體以及地球磁場的磁感應(yīng)線分布圖。[考點透視]考點永磁體的磁場30圖16-1圖16-131[典型例題]★題1磁性水雷是用一個可以繞軸轉(zhuǎn)動的小磁針來控制起爆電路的．軍艦被地磁場磁化后就變成了一個浮動的磁體，當(dāng)軍艦接近磁性水雷時，就會引起水雷的爆炸，其依據(jù)是

．[評價分析]本題是一道典型物理知識應(yīng)用于軍事科學(xué)的習(xí)題．抓住軍艦是一個浮動的磁體，當(dāng)軍艦接近水雷時，由于磁體能吸引鋼鐵，故水雷會靠近軍艦，引起小磁針的轉(zhuǎn)動而引爆水雷，達到摧毀軍艦的目的，本題的正確答案是：磁體能吸引鋼鐵的性質(zhì)。[典型例題]32[拓展延伸]如圖16-2所示，在彈簧測力計下掛一條形磁體，將彈簧測力計自左端向右端逐漸移動的過程中，彈簧測力計的示數(shù)將（）A.不變B.逐漸增大C.先減小再增大D.先增大再減小[思路提示]磁體上的磁性強弱并不一樣，磁體上的兩個磁極才是磁性最強的部分，而兩個磁極分布在條形磁體的兩端，中間磁性最弱，因此，鐵塊在條形磁體兩端（即N和S極）處受到的吸引力最大，在中間處受到的吸引力最小。另外，當(dāng)小磁鐵位于大磁鐵的左端時，兩磁體同為N極相互推斥，由于小磁體受到一個豎直向上的推斥力，所以，彈簧測力計示數(shù)應(yīng)小于小磁體的重力；當(dāng)彈簧測力計向大磁體中間移動的過程中時，由于條形磁體的中間磁性最弱，所以，小磁體受到向上的推斥力在磁體向條形磁體中部移動過程中逐漸變小，彈簧測力計的示數(shù)逐步等于小磁體的重力，彈簧測力計的示數(shù)逐漸增大；當(dāng)彈簧測力計移動到大磁鐵的右端S極處時，則與小磁體為異名磁極相互吸引，小磁體又受到豎直向下的吸引力，所以，彈簧測力計的示數(shù)應(yīng)大于小磁體的重力。綜合上述分析，彈簧測力計的示數(shù)由小于小磁鐵的重力到接近于小磁鐵的重力，最后變化為大于小磁體的重力，所以，正確答案選B。圖16-2[拓展延伸]如圖16-2所示，在彈簧測力計下掛一條形磁體，將33★題2（2001年安徽省中考題）如圖16-3所示裝置進行實驗探究活動，研究對象有：鐵片、鋁片、玻璃片、紙片、鋼片，將這些研究對象分別置于U型磁鐵與回形針之間，請?zhí)顚憣嶒炋骄康慕Y(jié)果。哪些物質(zhì)插入后回形針會下落:哪些物質(zhì)插入回形針后不會下落:[評價分析]本題是一道考查磁化和磁體間相互作用規(guī)律的試題，具有一定的探究性。因為具有磁性的鋼棒能吸引磁性材料，因而回形針能被U形磁鐵吸引。若在磁鐵和回形針之間分別插入鐵片和鋼片，由于她們是磁性材料被磁化成水平放置的條形磁體，中間磁性最弱，兩端磁性最強。圖16-3★題2（2001年安徽省中考題）如圖16-3所示裝置34★題3（2002年福州市中考題）對磁場的有關(guān)認識，正確的是（）A.磁感線是從磁場中實際存在的曲線B.磁感線是從磁體的南極出來回到磁體的北極C.小磁針N極在磁場中某點所受磁力的方向跟該點的磁場方向相反D.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[分析評價]對磁場及磁感線的認識要明確以下幾點：磁感線可以表示磁場方向，但磁感線是假象的曲線；磁體外部的磁感線的分布是從磁體的N極出來回到S極；小磁針北極N極在磁場中受力方向跟該點磁場方向是一致的。因此，本題正確的答案是D。★題3（2002年福州市中考題）對磁場的有關(guān)認識，正確的35考點電流的磁場[深度提示]電流通過導(dǎo)體時，在導(dǎo)體的周圍能產(chǎn)生磁場，這種現(xiàn)象叫電流的磁效應(yīng)。奧斯特實驗表明了電流周圍存在磁場，且電流磁場的方向與電流方向有關(guān)；通電的螺線管的外部的磁場與條形磁體的磁場一樣，及通電螺線管的兩端相當(dāng)于條形磁體的兩個磁極。通電螺線管兩端的磁場極性跟螺線管中電流方向有關(guān)。安培定則可以判斷通電螺線管的兩端極性與螺線管中電流方向的關(guān)系，具體方法如圖16-4所示，即用右手握住螺線管，讓四指彎向螺線管中的電流方向，則大拇指的方向就是螺線管的北極（N極）。通電螺線管外部磁場相當(dāng)于一個條形磁體，其外部的磁感線從N極出發(fā)，回到S極，內(nèi)部的磁場磁感線是從S極回到N極。圖16-4考點電流的磁場圖16-436題1（2001年烏魯木齊市中考題）如圖16-5所示，通電螺線管上方小磁針靜止時指向已知，試據(jù)此標(biāo)出螺線管N、S極和電源正負極。[分析評價]首先根據(jù)小磁針N極的指向，可確定通電螺線管的N、S極，責(zé)根據(jù)安培定則判斷螺線管中的電流方向，可以用鉛筆畫出，再根據(jù)電流從電源的正極流出，經(jīng)過螺線管回到電源的負極，即可標(biāo)出電源的正負極，如圖16-6所示。題1（2001年烏魯木齊市中考題）如圖16-5所示，通電37

圖16-5圖16-6圖16-7圖16-5圖16-6圖16-738★題2如圖16-7所示，一個輕質(zhì)彈簧下端懸掛一個小鐵片，當(dāng)開關(guān)S斷開時，鐵片剛好與水銀槽中水銀接觸。當(dāng)開關(guān)S閉合后，鐵片會（）A.不動B.陷入水銀面以下C.向上運動停止在空中D.上下不停的振動[分析評價]本題涉及力學(xué)與電磁學(xué)等知識，有較強地綜合性。當(dāng)開關(guān)S閉合后，彈簧相當(dāng)于通電螺線管，由于各匝彈簧中通入電流方向相同，相鄰兩匝彈簧線圈之間為異名磁極，則彈簧各匝之間相互吸引使彈簧縮短，將鐵片向上提起；鐵片離開水銀面后，電路斷開，彈簧無磁性，則在重力作用下，彈簧伸長，鐵片與水銀面接觸又使電路連接通，這個過程循環(huán)往復(fù)，使鐵片上下不停地振動。正確答案選D?！镱}2如圖16-7所示，一個輕質(zhì)彈簧下端懸掛一個小鐵片，39[拓展遷移]（2003年淄博市中考題）如圖16-8所示，當(dāng)開關(guān)S閉合時，螺線管與左邊始終靜止的磁鐵相互吸引。請在圖中畫出螺線管的繞線；當(dāng)滑動變阻器的滑片P由左端滑動時，左端磁鐵所受的摩擦力將（）A.變大B.變小C.不變D.無法判斷[思路提示]本題是一道涉及力學(xué)和電磁學(xué)的綜合題。當(dāng)開關(guān)S

閉合時，“螺線管與左邊始終靜止的磁鐵相互吸引”，說明通電螺線管左側(cè)是S極，繞法如圖所示，當(dāng)滑片P向右移動時，電路中電流減小，螺線管磁性減弱，吸引磁鐵的力變小，靜摩擦力等于磁極間相互作用力，所以，摩擦力也變小了。正確答案是C。圖16-8圖16-8[拓展遷移]（2003年淄博市中考題）如圖16-8所示，40考點電磁鐵電磁繼電器[深度提示]電磁鐵主要是由通電螺線管和鐵心構(gòu)成。電磁鐵的磁性有無可以通過電流的通斷來控制，而電磁鐵的強弱與螺線管的線圈匝數(shù)、電流大小有關(guān)。電磁鐵應(yīng)用非常廣泛，可以利用電磁鐵制成電磁繼電器。電磁繼電器的主要構(gòu)造包括銜鐵、電磁鐵、動觸點、靜觸點彈簧等。電磁繼電器利用電磁繼電器可以實現(xiàn)低壓電路間接控制高壓電路，可以進行溫度自動控制，光自動控制等?？键c電磁鐵電磁繼電器41[典型例題]題1（2002年常州市中考題）如圖16-9所示，若要使滑動變阻器的滑片P向右移動時，彈簧測力計的示數(shù)變小，則變阻器接入電路的方式可以是（）A.C接E，D接FB.C接E，B接FC.A接E，D接FD.A接E，B接F[分析評價]本題將受力分析、力的變化、變阻器的使用、通電螺線管極性和強弱變化綜合在一起，既有新意也有一定難度．本題彈簧測力計的示數(shù)大小與磁鐵受到通電螺線管的磁極作用有關(guān)。彈簧測力計的示數(shù)變大還是變小，與通電螺線管的磁極磁性強弱變化有關(guān)。當(dāng)變阻器接入電路，移動滑片P，螺線管中的電流變化引起磁性強弱變化。當(dāng)C接E、D接F時，滑動變阻囂不起作用，電路中電流不變化，螺線管磁性強弱不變．當(dāng)C接E、B接F，滑片P向右移動時，可判斷螺線管上部是S極，且磁性增強，磁鐵受到向上的斥力，且斥力增強，彈簧測力計示數(shù)減小．當(dāng)A接E、D接F，滑片P向右移動時，電阻變大，電流減小，螺線管極性未變而強度減小，彈簧測力計示數(shù)應(yīng)增大。當(dāng)A接正、B接F時，滑動變阻器滑片不論怎么移動，電路中電流均不變．本題正確答案選“B”。圖16-9[典型例題]圖16-942[拓展遷移]如圖16-10所示，在電磁鐵的正上方掛著一條形磁鐵，開關(guān)閉合后，當(dāng)滑片P從a端向b端滑動時，會出現(xiàn)的現(xiàn)象是（）A.電流表示數(shù)變大，彈簧長度變長B.電流表示數(shù)變大，彈簧長度變短C.電流表示數(shù)變小，彈簧長度變長D.電流表示數(shù)變小，彈簧長度變短[思路提示]本題涉及知識點較多，是將磁體的磁極間相互作用規(guī)律、安培定則、歐姆定律、電磁鐵磁性強弱與哪些因素有關(guān)、變阻器對電流的改變等知識加以綜合，具有一定的綜合性和復(fù)雜性。本題的解題關(guān)鍵是先根據(jù)電路中電流方向，應(yīng)用安培定則判斷出電磁鐵的兩端磁極的極性上方為S極，下方為N級；則再根據(jù)磁極間的相互作用規(guī)律，推斷出電磁鐵上方懸掛的條形磁體的下端極性與電磁鐵上方的磁極極性相反，即兩者直接相互吸引；由于本題滑片P從a端向b端滑動時，變阻器接入電路中的電阻變小，在電源電壓一定時，根據(jù)歐姆定律，電路中的電流應(yīng)當(dāng)增大，電流表的示數(shù)變大，則此時流過電磁鐵的電流增大，導(dǎo)致電磁鐵的磁性增強，因為條形磁體與電磁鐵上端的磁極極性相反，則兩者間相互吸引力增大，導(dǎo)致彈簧長度增長。因此，本題的正確答案是A。圖16-10[拓展遷移]如圖16-10所示，在電磁鐵的正上方掛著一條形磁43★題2如圖16-11所示，是工廠里一種自動降溫風(fēng)扇的簡單電路示意圖。圖中水銀溫度計里封入一段金屬絲，當(dāng)溫度達到金屬絲下端時，電風(fēng)扇就會自動轉(zhuǎn)起來。結(jié)合電路示意圖，試說明它的工作原理。[分析評價]當(dāng)溫度升高到金屬絲下端所指示的溫度時，控制電路接通，電磁鐵產(chǎn)生的磁性把銜鐵吸下，從而使工作電路接通，電風(fēng)扇轉(zhuǎn)動；當(dāng)溫度下降時，溫度計內(nèi)水銀與金屬絲分離，控制電路切斷，電磁鐵失去磁性，銜鐵便在彈簧作用下將工作電路切斷，電風(fēng)扇停止轉(zhuǎn)動。圖16-11★題2如圖16-11所示，是工廠里一種自動降溫風(fēng)扇的簡單電44[拓展遷移]如圖16-12所示，是一個自動控制電路，當(dāng)開關(guān)斷開時，工作電路的情況是（）A.燈亮，電動機轉(zhuǎn)動起來，電鈴響B(tài).燈亮，電動機轉(zhuǎn)起來，電鈴不響C.燈不亮，電動機不轉(zhuǎn)，電鈴響D.燈亮，電動機不轉(zhuǎn)，電鈴響[思路提示]本題是考查電磁繼電器如何實現(xiàn)自動控制。從圖分析可以看出，燈和電動機并聯(lián)，電鈴也與之并聯(lián)。開關(guān)沒有閉合時，銜鐵上翹，動觸點與燈和電動機接通工作電路，則燈和電動機轉(zhuǎn)動，當(dāng)開關(guān)閉合時，電磁鐵產(chǎn)生磁性，吸引銜鐵，，動觸點與電鈴所在支路接通，則電鈴響，而此時燈與電動機所在電路開路，不能正常工作。本題的正確答案是C.圖16-12[拓展遷移]如圖16-12所示，是一個自動控制電路，當(dāng)開關(guān)斷45考點磁場對電流的作用[深度提示]磁場對放入其中的通電導(dǎo)體有磁力作用。磁場對電流電流的作用力方向與電流方向垂直，與磁感線方向垂直。通電導(dǎo)體在磁場中受力方向與磁感線、電流方向有關(guān)。當(dāng)通電導(dǎo)體中電流方向與磁感線方向相同或相反時，導(dǎo)體不受磁場的力的作用。當(dāng)通電導(dǎo)體中電流方向垂直于磁感線方向時，導(dǎo)體受到的磁力最大。通電導(dǎo)體和通電線圈在磁場里受到磁力的作用而發(fā)生運動時，電能轉(zhuǎn)化為機械能，電動機就是利用通電線圈在磁場中受力而發(fā)生轉(zhuǎn)動的原理制成的。電動機的轉(zhuǎn)動方向與電路方向、磁感線方向有關(guān)，電動機的轉(zhuǎn)速與電流大小、、磁場磁性強弱、線圈與軸的摩擦力大小有關(guān)。直流電動機利用換向器來實現(xiàn)自動在平衡位置改變線圈中的電流方向，從而使電動機能持續(xù)運轉(zhuǎn)。考點磁場對電流的作用46[典型例題]★題1如圖16-13所示，磁場方向是垂直紙面向外，與磁感線方向垂直的三根通電導(dǎo)線a、b、c，放置在磁場中，則下列說法錯誤的是（）A.三條導(dǎo)線都受到磁場力的作用B.三條導(dǎo)線所受的磁場力的方向都相同C.三條導(dǎo)線所受的磁力方向都不同D.導(dǎo)線a所受磁力方向與電流方向垂直[分析評價]a、b、c三條通電導(dǎo)線都在磁場中，而且電流方向不與磁感線方向平行，所以它們都受到磁力的作用，所以，A選項正確。三條導(dǎo)線雖在同一磁場中，雖也受到磁力作用，但由于它們的電流方向不相同，所受的磁場力的方向則不相同，則C選項正確。D因為通電導(dǎo)體在磁場中受到磁力的方向與磁場方向垂直，也與電流方向垂直，因此D選項也正確。本題正確答案是B。圖16-13[典型例題]圖16-1347★題2如圖16-14所示，一束電子自右向左從狹縫力射出，穿過磁場時受到的磁場力作用，而向紙面外偏轉(zhuǎn)。（1）如將兩個磁極對調(diào)后，電子束將

偏轉(zhuǎn)；（2）如磁極不變，而把電子束換成帶正電的粒子束，則此粒子束將

偏轉(zhuǎn)；（3）若換成不帶電的粒子束，則此粒子束將

偏轉(zhuǎn)（選填“發(fā)生”或“不發(fā)生”）。[分析評價]此題主要考查磁場對電流的作用力，電流是帶電粒子的定向移動形成的。因此，磁場對放入其中的運動的帶電粒子（正負電荷或離子）都產(chǎn)生磁力的作用。不論什么帶電粒子自右向左射出，發(fā)生了定向移動，從而形成了電流，依據(jù)電流方向的規(guī)定，（1）問中電流方向自左向右，（2）問中電流方向自右向左，（3）問中無帶電粒子，因為無電流形成。根據(jù)磁場對電流的作用，且作用力的方向取決于磁場方向和電流方向。因此，（1）問中只改變磁場方向，故電子束運動方向?qū)⑴c改變磁場方向前相反，即向紙內(nèi)偏轉(zhuǎn)；（2）問中與已知條件電流方向相反，故粒子束將向紙里偏轉(zhuǎn)；（3）問中無電流，故粒子束不會受到力的作用，即不發(fā)生偏轉(zhuǎn)。圖16-14★題2如圖16-14所示，一束電子自右向左從狹縫力射出，穿48★題3要改變通電導(dǎo)體在磁場中受力方向，下列方法中，可行的是（）A.增大通電導(dǎo)體中電流B.減小通電導(dǎo)體兩端的電壓C.改變通電導(dǎo)體中的電流方向D.同時改變導(dǎo)體中電流方向和磁場方向[分析評價]導(dǎo)體在磁場中受力的方向與導(dǎo)體中電流方向和磁場方向有關(guān)。當(dāng)磁場方向不變時，改變導(dǎo)體中電流方向，導(dǎo)體的運動方向發(fā)生改變。當(dāng)導(dǎo)體中電流方向不變，改變磁場方向能改變導(dǎo)體運動方向，若同時改變導(dǎo)體中電流方向和磁場方向，導(dǎo)體運動方向不變。本題正確答案是C?！镱}3要改變通電導(dǎo)體在磁場中受力方向，下列方法中，可行的49[拓展延伸]如圖16-15所示，的直流電動機模型，下列方法中能改變線圈轉(zhuǎn)動方向的是（）A.改變線圈的匝數(shù)B.對調(diào)N、S極的同時，對調(diào)電源的正負極C.改變線圈中電流的方向D.改變線圈中電流大小[思路提示]直流電動機的工作原理是通電線圈在磁場中受力而轉(zhuǎn)動。而通電導(dǎo)體中在磁場中受到的磁力方向與線圈中的電流方向和磁感線方向同時有關(guān)。因此，當(dāng)同時改變磁場方向和電流方向，則通電線圈在磁場中的受力方向不改變。線圈的匝數(shù)影響電磁鐵的磁性強弱，本題中線圈匝數(shù)可以可改變線圈在磁場中受力的大小，但不改變線圈的轉(zhuǎn)動方向。改變線圈中的電流大小，同樣是可以改變線圈在磁場中的受力大小，不改變線圈在磁場中的受力方向，因此，本題的正確答案是C。圖16-15[拓展延伸]如圖16-15所示，的直流電動機模型，下列方法中50考點電磁感應(yīng)現(xiàn)象[深度提示]電可以產(chǎn)生磁現(xiàn)象，磁也能產(chǎn)生電現(xiàn)象。將閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場中做切割磁感線運動，電路中能產(chǎn)生電流的現(xiàn)象，叫電磁感應(yīng)現(xiàn)象，它是由英國人法拉第發(fā)現(xiàn)的。電磁感應(yīng)現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)，進一步揭示了電和磁之間的聯(lián)系，導(dǎo)致了發(fā)電機的發(fā)明，使人類大規(guī)模使用電能成為可能，開辟了