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電和磁的典型例題分析 例1 外形完全相同的兩根鐵棒,，你能判斷出它們是否具有磁性嗎？ 解題思路：磁體的兩極磁性最強，中間磁性極弱,。為此，用一根鐵棒的一端去靠近另一根鐵棒的中間（如圖1所示）,，若相互吸引,，則該鐵棒有磁性，若沒有相互吸引,，則該鐵棒沒有磁性,。
點撥：一磁體的磁極對另一磁體磁性極弱的中間或沒有磁性的鋼鐵物質都會吸引。 例2 一長方體從放在水平桌面上的小磁針的正上方向下靠近小磁針時，小磁針發(fā)生了偏轉,，說明長方體的周圍存在
解題思路：磁場的基本性質是對處在其中的磁體產生力的作用。長方體從小磁針的正上方向下靠近小磁針時,，小磁針發(fā)生了偏轉,，說明小磁針受到了力的作用，即長方體的周圍存在著磁場,。畫磁體周圍的磁感線,，主要是如何確定它的方向。依據同名磁極相互排斥而遠離,，異名磁極相互吸引而靠近的道理,，可知長方體的左端為S極，右端為N極,，確定了條形磁體的極性,，其磁感線的方向不難畫出。依據小磁針在磁場中靜止時N極所指的方向與磁場的方向和磁感線的方向的一致性,，同樣也可正確畫出磁感線的方向,。 點撥：運用N極指向、磁場方向,、磁感線方向,，N極所受力的方向的一致性。 例3 一根長方體鋼塊放在條形磁鐵上（如圖3所示）,，經過一段時間,，鋼塊就會被
解題思路：鋼塊磁化后與磁鐵相互吸引在一起,，依據同名磁極相互排斥，異名磁極相互吸引的道理,，可知鋼塊左端是S極,。 例4 如圖4所示的蹄形磁鐵，有人說：“蹄形磁鐵A,、B,、C三個部分都是磁極?！边@種說法對嗎,？
解題思路：磁體的磁極與另一個磁體的一個磁極相互吸引,，一定與另一個磁極相互排斥。用一塊磁體的兩極分別去靠近蹄形磁鐵A,、B,、C三個部分，發(fā)現(xiàn)B,、C兩端符合磁極間的相互作用規(guī)律,，而A端與磁體的兩極均相互吸引，因此,，B,、C端是磁極，而A端不是磁極,。 點撥：磁體都有且僅有兩個磁極,。 例5 下列說法正確的是（ A．照明用電是交流電，因此當線路中有電流時,，它的周圍也沒有磁場 B．手電筒工作時,，在手電筒里雖然有直流電但電流太小，因此它的周圍也沒有磁場 C．奧斯特實驗只說明了通電直導線的周圍才有磁場 D．奧斯特實驗揭示了電流的方向與其產生的磁場的方向有關 解題思路：奧斯特實驗充分地證實了：電流的周圍存在磁場,，磁場的方向與電流的方向有關；電流大,，它產生的磁場較強,，電流弱，它產生的磁場較弱,，電流的方向改變時,，它產生的磁場的方向就會隨之改變。交流電是電流的大小和方向周期性改變的電流,，因此它產生的磁場強弱與方向也會周期性地變化,，故A不正確。手電筒中的電流小,，它產生的磁場只不過很弱,，但不能說沒有，故B不正確,。奧斯特實驗,，不僅研究了直線電流，還有線圈電流,，并對電流的強弱和電流的方向對其產生的磁場的影響進行了研究,，因此不能把奧斯特實驗理解為一個簡單的認為只是一個實驗。本題應選D,。 點撥：任何電流都能產生磁場,，磁場方向與電流方向有關,，磁場的強弱與電流的大小有關。 例6 在圖5中畫出甲,、乙兩個螺線管的繞法,，使開關都閉合時，甲,、乙兩個螺線管相互排斥,。
解題思路：甲、乙兩個螺線管通電時相互排斥,，說明甲,、乙兩個螺線管靠近的兩端是同名磁極，這樣就有兩種情況：一是甲的右端和乙的左端是N極,，二是甲的右端和乙的左端是S極,。因此，第一種情況甲的繞線應是從電源正極引出的導線從后面向上,；乙的繞線應是從電源正極引出的導線從前面向上,。第二種情況甲的繞線應是從電源正極引出的導線從前面向上；乙的繞線應是從電源正極引出的導線從后面向上,。 點撥：本題既運用了磁極間的相互作用,，又運用了通電螺線管電流與磁極間的關系。 例7 如圖6所示,，當滑動變阻器的滑片P向右滑動時,，下列說法中正確的是（ A．示數(shù)變小，電壓表示數(shù)變大,，電磁鐵磁性減弱 B．電流表示數(shù)變大,，電壓表示數(shù)變小，電磁鐵磁性增強 C．電流表示數(shù)變小,，電壓表示數(shù)變小,，電磁鐵磁性減弱 D．電流表示數(shù)變大，電壓表示數(shù)變大,，電磁鐵磁性增強
解題思路： 1,、弄清電路連接：螺線管匝數(shù)多，導線很長,，故螺線管有一定的電阻,，這一電阻與滑動變阻器、電流表,、電源組成串聯(lián)電路,，電壓表測滑動變阻器的電壓。 2,、正確運用歐姆定律,，確定電流變化,。滑片P向右滑動,，電路的總電阻變大,，電壓不變，故電流表示數(shù)變??；螺線管的電阻一定，通過螺線管的電流變小,，它分得的電壓一定變小了,，故電壓表的示數(shù)變大。 3,、依據電流變化確定螺線管磁性變化,，電流變小，磁性減弱,。故選A,。 點撥：通電螺線管的磁性強弱與電流的大小有關，電流越大,，通電螺線管磁性越強,，反之越弱。 例8 圖中“⊙”表示通電直導線橫截面上的電流是從紙里流向紙外的,，“
解題思路：作圖8,，不難比較出圖7的受力方向為向上,。 例9 如圖所示的電動機，當開關閉合時,，關于線圈的運動情況敘述正確的是（
A．靜止不動 B．將順時針轉動 C．將逆時針轉動 D．可能順時針轉動,，也可能逆時針轉動 解題思路：觀察圖中給出的條件，發(fā)現(xiàn)處在磁場中的線圈沒有處在平衡位置上,，只要通電,，就會轉動，故A不正確,。從圖中還可以看出,，開關閉合后，線圈中電流的方向是確定的,，但相對的兩個磁極沒有標明N,、S極,，所以它們之間的磁場方向就有兩種可能，或是水平向右,，或是水平向左,，因此線圈的轉動方向就有了兩種可能。故B,、C都不正確,。本題應選D。 點撥：通電導體在磁場中受力的方向是由磁場方向和電流的方向共同決定,，缺一不可,。 例10 兩根較長的直導線相距很近且相互平行，當它們中通以強度較大方向相反的電流時,，兩根導線將會（ A．靠近 B．遠離 C．即不靠近也不遠離 解題思路：通電導線周圍的磁場用磁感線來描述是以通電導線上的點為圓心的同心圓,，用右手握住直導線甲，拇指指向電流的方向,，四指環(huán)繞的方向就是磁場的方向,，這樣在豎直剖面上甲導線的左側磁感線是從紙里向外的，用“·”表示,，甲導線的右側磁感線是從紙外向里的,，用“×”表示。乙導線就成了處在磁場里的通電導線,，伸展左手,，且拇指與四指垂直，讓甲導線左側的磁感線垂直穿過手心,，四指指向乙導線的電流方向,，拇指所指的向左的方向就是乙導線的受力方向，故選B,。
點撥：兩根通電導線的作用是通過磁場發(fā)生的,，即它們彼此處在對方的磁場中，運用磁場對電流的作用就可以判斷它們之間的相互作用關系,。 例11 如圖所示,，“
A 解題思路：A選項中磁感線的方向是從左向右，導體垂直紙面且從上向下運動,，一定切割磁感線,，產生感應電流。 B選項中磁感線的方向是從左向右,，導體沿著磁感線的方向運動,，不能切割磁感線,，不能產生感應電流。 C選項中磁感線的方向是從上向下的,，導體雖然靜止不動,，但磁體向右運動，磁感線就向右運動,，磁感線經過與之相垂直的導體也就會被切割,，導體中就會產生感應電流。 D選項中磁感線的方向與導體相平行,，導體沿圖示方向運動,，不會切割磁感線，導體中不會產生電流,。 點撥：能否在電路中產生感應電流,，主要看具備了產生感應電流的條件沒有。 例12 關于發(fā)電機的敘述正確的是（ A．線圈中產生交流電,，向外輸出的是直流電的發(fā)電機是直流發(fā)電機 B．線圈中產生交流電,，向外輸出直流電的發(fā)電機是交流發(fā)電機 C．線圈中產生直流電，供給外電路的是交流電的發(fā)電機是交流發(fā)電機 D．線圈中產生交流電,，向外輸出的是交流電的發(fā)電機是交流發(fā)電機 解題思路：發(fā)電機線圈在每一周的旋轉中,，前半周與后半周切割磁感線的方向相反，線圈中產生的感應電流方向也相反,，因此在線圈連續(xù)轉動的過程中,，線圈中電流的方向就會周期性地改變，即發(fā)電機線圈中產生的電流始終是交流電,。 發(fā)電機線圈在每一周的旋轉中,，前半周與后半周切割磁感線的方向相反，線圈中產生的感應電流方向也相反,，因此在線圈連續(xù)轉動的過程中,，線圈中電流的方向就會周期性地改變，即發(fā)電機線圈中產生的電流始終是交流電,。 發(fā)電機是交流發(fā)電機，還是直流發(fā)電機,，決定于線圈兩端安裝的是銅環(huán),，還是半環(huán)（換向器）。通過銅環(huán)向外電路輸電,，電刷與線圈的兩端不會交替接觸,，外電路的電流與線圈中產生的電流方向始終一致，即外電路中也是交流電,，這就是交流發(fā)電機,。通過半環(huán)向外電路輸電,，電刷與線圈的兩端交替接觸，外電路中的電流方向就保持不變,，這就是直流發(fā)電機,。本題應選A。 點撥：發(fā)電機線圈中產生交流電,，用滑環(huán)輸出,，外電路是交流電，用換向器輸出,，則為直流電 例13 線圈在磁場中的初始位置如圖所示,。若讓線圈逆時針轉動，這時外電路的電流方向是
解題思路： 確定磁感線的方向──水平向右,。 確定導體切割磁感線的方向──ab邊向下切割磁感線，cd邊向上切割磁感線,。 運用右手定則確定──線圈內感應電流的方向是由d經c,、b、到a,，再流向電刷A,，所以外電路的電流方向是從A經L到B。當線圈轉過與磁感線垂直的位置后,，電刷A將接觸cd邊的半環(huán),，電刷B將接觸ab邊的半環(huán)，ab邊向上切割磁感線,，cd邊向下切割磁感線,，線圈內感應電流的方向是由a經b、c,、到d,，由d流向電刷A，所以外電路的電流方向還是從A經L到B,。（這就是直流發(fā)電機的工作過程） 使外電路中的電流方向改變,，只改變線圈的轉動方向或磁感線的方向即可。因此具體的方法是：使線圈順時針轉動,、對換磁極的位置,。 點撥：對發(fā)電機模型進行分析是我們應掌握的一項基本技能。 例14 如圖所示，連有電流表的導軌處在磁場中,，裸導線沿導軌向右做切割磁感線的運動時,，兩個電流表都有示數(shù)嗎？
解題思路：將裸導線看成并聯(lián)電路的干路,，兩個電流表處在支路中,。 閉合電路的干路導體做切割磁感線的運動，這個導體中就會有感應電流,，則支路中的電流表一定有電流通過,。 點撥：本題考查的是產生感應電流的條件，和電路中形成持續(xù)電流,。“電與磁”常見錯誤剖析 江蘇省海安縣南莫中學 楊傳龍 《電與磁》這一章的知識在生產和生活中有著廣泛的應用,，與生產、生活又有著密切的聯(lián)系,，所以在中考中同屬重點考查的內容．在本章的學習中,，由于有些概念比較抽象，有些知識點容易混淆,，所以在學習的過程中同學們會產生一些錯誤的認識．現(xiàn)對一些常見的錯誤歸納如下,，供同學們在學習的過程中參考． 易錯點1：對磁感線概念的理解 例1 （2010年臨沂市）關于磁場和磁感線的說法正確的是（ A．磁感線是磁場中確實存在的線 B．沒有磁感線的區(qū)域就沒有磁場 C．磁體的周圍都存在著磁場 D．磁感線上某一點的切線方向可能與該點的磁場方向不一致 錯解：A、B 分析：磁感線在相關的作圖題中經常出現(xiàn),，致使許多同學都錯誤地認為它是存在于磁場周圍的真實曲線,。其實，磁感線是人們?yōu)榱诵蜗笾庇^地描述磁場的方向和分布而引入的一種曲線,，它并不是客觀存在的（但磁場是客觀存在的一種特殊物質）,。 正確答案：C 友情提醒：在理解磁感線時應注意以下幾點：①磁感線是人們?yōu)榱酥庇^、形象地描述磁場方向和分布而假想的曲線,，實際是不存在的,；②磁感線的分布是立體的，并且互不相交,；③磁感線的疏密可以反映磁場的強弱,；④在磁體外部，磁感線是從磁體的N極出發(fā),，回到S極,；⑤磁感線是有方向的，曲線上任何一點的切線方向就是該點的磁場方向,。 易錯點2：安培定則的應用 例2（2010年東營市）為判斷電源的正負極,，小華同學找來了一個小鐵釘，把導線的一部分繞在上面,，制成了一個電磁鐵連在電路中，如圖所示。當閉合開關S,，小磁針靜止時N極的指向如圖,。據此判斷電源的______________端是正極（選填“a”或“b”）
錯解：b 分析：出錯的原因一般有兩個方面：一是對安培定則的使用掌握不牢，對通電后的電磁鐵的磁場方向判斷出錯,；二是對磁場間的相互作用理解不夠透徹,，從而得出錯誤的結論。 正確答案：a 友情提醒：安培定則的應用同學們必須熟練掌握,，相關的試題常以選擇題,、填空題或作圖題的形式出現(xiàn)。常見的幾種題型有：一是根據電流方向確定磁極的極性,；二是根據磁極的極性確定電流方向,；三是知道電源的極性和電磁鐵的極性，作出繞線情況,。這部分內容的試題多與電源外部電流方向的規(guī)律,、磁場中某一點磁場方向的規(guī)定、磁極間的相互作用規(guī)律,、通電螺線管周圍磁感線的方向等知識聯(lián)系在一起,，綜合進行考查。學習時,，除了掌握這些知識外,，還要通過適量練習，不斷增強識圖能力和空間想象力,。 易錯點3：影響電磁鐵磁性強弱的因素 例3（2010年宜昌市改編）在探究“影響電磁鐵磁性強弱的因素”的實驗中,，如圖將導線繞在兩個完全相同的鐵釘上，制成簡易的電磁鐵甲和乙,，下列說法正確的是（ A．電磁鐵能吸引的大頭針越多,，表明它的磁性越強 B．甲線圈的匝數(shù)多，通過乙線圈的電流小于通過甲線圈的電流 C．要使電磁鐵磁性增強,，應將滑動變阻器的滑片P向右移動 D．若將兩電磁鐵上部靠近,，會相互吸引 錯解：B、C或D 分析：錯選B的原因是沒有正確理解甲,、乙兩個線圈是串聯(lián)在電路中,，通過的電流是相等的，與線圈匝數(shù)的多少無關,；錯選C的原因是把滑動變阻器滑片移動過程中的電流變化判斷錯誤或把電磁鐵的磁性強弱與電流大小的關系理解錯誤,；錯選D的原因是不會正確運用安培定則判斷電磁鐵的極性。 正確答案：A 友情提醒：本題考查對電磁鐵磁性強弱的決定因素,、磁極間相互作用規(guī)律的理解和運用通電螺線管的極性和電流方向的關系判斷電磁鐵極性的能力,。正確分析開關閉合后電路中的電流方向,、電磁鐵的極性，滑動變阻器滑片移動時電路中的電流變化和電磁鐵的磁性強弱變化的情況是解答本題的關鍵,。決定電磁鐵磁性強弱的因素有電流大小和線圈匝數(shù)的多少,。當線圈匝數(shù)一定時，電流越大,，磁性越強,；當電流大小相同時，線圈的匝數(shù)越多,，磁性越強,。 易錯點4：電磁繼電器對電路的控制作用 例4（2010年宿遷市）小明去超市，走到電梯前發(fā)現(xiàn)電梯運動較慢,，當他站在電梯上時又快了起來,。小明根據所學的知識，畫出如圖所示的電路（R是一個壓敏電阻）,。小明分析：當人站在電梯上,，壓敏電阻的阻值減小，則電磁鐵的磁性變 錯解：弱 1 分析：錯解的原因是對用一個電磁繼電器控制兩個工作電路這樣的裝置不理解,，沒有充分考慮電磁鐵磁性磁性強弱對工作電路造成的影響,。我們認真觀察會發(fā)現(xiàn)：控制電路由電源、R和電磁鐵組成,；工作電路有兩個,，共用一個電源。當人站在電梯上,，壓敏電阻的阻值減小,，控制電路中電流增強，則電磁鐵的磁性變強,，銜鐵與觸點2接觸,，工作電路電壓不變電阻減小電流增大，所以電動機的轉速變快,。 正確答案：強 友情提醒：本題考查對電磁繼電器的工作原理的理解和應用能力．分析有關電磁繼電器應用問題時要理解以下幾點：①電磁繼電器是利用電磁鐵通電時有磁性,、斷電時無磁性的特點工作的；②利用電磁繼電器控制工作電路通斷是通電時電磁鐵有磁性和斷電時彈簧的彈性交替起作用使銜鐵被吸下和拉起,；③電磁繼電器中的電磁鐵是控制電路中的用電器,，電磁繼電器的動觸點和靜觸點共同組成了工作電路中的開關，控制電路和工作電路通過電磁繼電器有機地聯(lián)系起來,；④分析解答此類問題的思維順序是：控制開關狀態(tài)→電磁鐵有無磁性→銜鐵動作→觸點開關狀態(tài)→工作電路狀態(tài),。 易錯點5：電動機與發(fā)電機的工作原理 例5（2010年龍巖市）在如圖所示的實驗裝置中,，能夠用來研究電磁感應現(xiàn)象的裝置是（ A 錯解：D 分析：錯解原因是演示電磁感應現(xiàn)象的實驗裝置和演示通電導體在磁場中受力運動的實驗裝置十分相似，兩個現(xiàn)象都涉及磁場方向,、電流方向和導體運動方向,，容易混淆． 正確答案：B 友情提醒：同學們要注意兩種電磁現(xiàn)象中的因果關系不同。電磁感應現(xiàn)象中,，是外力使導體在磁場中做切割磁感線運動，電路中產生感應電流,；磁場對電流的作用現(xiàn)象中,，是通電導體放在磁場中，受到磁場對它的力的作用而運動起來,。 大家必須牢記：①直流電動機是根據通電線圈能夠在磁場中受力轉動的現(xiàn)象制成和工作的,。通電線圈在磁場中的受力轉動方向與電流方向和磁場方向有關，將電源的兩極對調使線圈中的電流方向改變,，或將磁鐵的兩極對調使線圈所處的磁感線方向改變,，都能使線圈的受力轉動方向改變。但是,，將電源和磁鐵的兩極同時對調,，使線圈中的電流方向和線圈所處的磁感線方向同時改變，線圈在磁場中的受力轉動方向不變,。②發(fā)電機是根據電磁感應現(xiàn)象制成的．閉合電路的一部分導體在磁場中做切割磁感線運動時,，電路中會產生感應電流，產生的感應電流方向與磁感線方向和導體的運動方向有關,。 關于電動機和發(fā)電機,，其結構相似、原理圖相近,，是極易搞混的知識點,。同學們在判斷時可以根據圖中是否存在電源來區(qū)別，電動機是通電導體在磁場中受力,，是將電能轉化為機械能,，需要電源；而發(fā)電機則是由磁生電,，是將機械能轉化為電能,，故無電源。 小試牛刀 1．（2010年武漢市）下列實驗中能探究“什么情況下磁可以生電”的是（ ?。?/p> 2．（2010年南通市）如圖所示是有關電與磁實驗的裝置圖,，能用來探究影響電流的磁場強弱因素的是（
3．（2010年黃岡市）2010年5月1日，上海世博會開幕,。如圖所示是上海世博會門票,，門票中有中國自主知識產權的芯片──“世博芯”,，它記錄著參觀者的資料，并能以無線方式與遍布世博園區(qū)的傳感器交換信息,。在交換信息時,，應用了大量的物理知識，下列知識得到應用的是（ A．回聲 B．電流的熱效應 C．電磁感應 D．光的反射 4．（2010年烏魯木齊市）某同學受奧斯特實驗的啟發(fā),，產生了探究通電長直導線周圍磁場的興趣,。探究過程如下： A．讓豎直的通電長直導線垂直穿過一張硬紙板，以導線為中心在紙板上任意做直線,。在直線上不同位置放上能夠自由轉動的小磁針,，發(fā)現(xiàn)小磁針靜止時N極指向都與直線垂直； B．直線上任意關于導線對稱兩點處的小磁針N極指向相反,； C．改變電流大小時,，小磁針指向不變； D．通過查閱資料得知,，通電長直導線外某點的磁場強弱與電流大小成正比,，與這一點到直導線的距離成反比。 ?、抛鰧嶒灂r,，紙板的俯視圖如下，其中“”表示電流方向垂直紙面向外,，小磁針涂黑部分為N極,。請在右邊探究過程紙板的俯視圖上作出通電長直導線周圍的磁感線分布圖。（分布圖要能夠反映不同位置處磁場的強弱和方向）,。 ?、迫粢炞C某點磁場強弱與其到通電長直導線距離成反比的結論，應控制 ?、峭煌婇L直導線周圍，離通電導線距離為r和2r的兩點．磁場強弱的比值為 參考答案： 1．B 2．C 3．C 4．⑴如圖 |
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