第13講 電與磁專題復習

陳新業(yè)

本知識板塊可以概括為五個知識點：簡單的磁現(xiàn)象、電流的磁效應、磁場對電流的作用、電磁感應現(xiàn)象、信息的傳遞.

本專題的考查重點是：關于磁場的基礎知識及應川、了解電和磁之間的聯(lián)系、知道電磁波在真空中的傳播速度、了解電磁波的應用.

本專題的難點是：認識磁場、會用磁感線描述磁場，弄清發(fā)電機和電動機的工作原理.重點是：用磁感線描述磁場、電磁繼電器、電動機的原理、發(fā)電機的原理、電磁波的產(chǎn)生及應用，考試熱點是：磁感線、安培定則、發(fā)電機和電動機的原理、電磁波的應用.

本專題知識在中考試卷中的考查主要以填空題、選擇題、作圖題為主.利用選擇題可以將相近、易混的知識點放在一起考查，既擴大了考查面，又可以考查同學們對概念的理解程度，這幾年考題中經(jīng)常出現(xiàn)，同學們在平時的學習和練習巾要學會進行比較，弄清相近、易混的知識點之問的聯(lián)系和區(qū)別，加深理解.

第1節(jié) 簡單的磁現(xiàn)象

重點考點

這部分內(nèi)容有四個重要考點：磁極間相互作用的規(guī)律、磁場的基本性質、磁場的方向、地磁場.對本知識點的考查，一般是通過考查磁極之問的相互作用及磁場方向來命題.

中考常見題型

例1（2014.宜賓）請利用圖1中給出的信息，在圖中標出電源的正極、小磁針的N極，并用箭頭標出磁感線的方向.

思路分析：由圖1可知通電螺線管的右端為S極，則左端為N極，根據(jù)異名磁極相互吸引，小磁針的右端為S極，則左端為N極，因為在磁體外部，磁感線總是從N極發(fā)出，回到S極，所以在磁體外部磁感線的方向是指向右的.根據(jù)右手螺旋定則，伸出右手使大拇指指示螺線管的左端，則四指彎曲所指的方向為電流的方向，所以電流從螺線管的右端流人，則電源的右端為正極.答案如圖2所示.

第2節(jié) 電流的磁效應

重點考點

奧斯特實驗表明通電導線周圍存在著磁場——電流的磁場，這就是電流的磁效應，其本質可以簡記為：電生磁.電流的磁場方向跟電流方向有關.根據(jù)電流的磁效應，人們發(fā)明制作了螺線管、電磁鐵、電磁繼電器.通電螺線管外部的磁場和條形磁體的磁場一樣，通電螺線管的兩端相當于條形磁體的兩個極，其兩端的極性跟螺線管中的電流方向有關，可以用安培定則來判定，

電磁鐵的極性、電流方向，以及磁性強弱的判斷、探究影響電磁鐵磁性強弱的因素、電磁鐵的應用是中考的重點和熱點，經(jīng)常以填空題、選擇題、作圖題、實驗探究題的形式出現(xiàn).

電磁繼電器就是利用電磁鐵來控制r作電路的一種開關，是利用電流的磁效應工作的.了解電磁繼電器的工作原理，必須區(qū)分控制電路與廠工作電路.控制電路就是電磁鐵電路，電磁繼電器是通過電磁鐵電路的通、斷而改變電磁鐵的磁性有無，從而控制工作電路的.

利用某種方式來操縱電磁繼電器控制電路的通、斷，就可以實現(xiàn)對工作電路的自動控制，例如水位自動報警器就是由水位的升降來操縱電磁繼電器控制電路的通、斷.這部分知識在近年的中考試題中出現(xiàn)頻率、所占分值呈上升趨勢.

中考常見題型

例2 （2014.南昌）家庭電路中常用帶有開關的移動插座，插座上的開關與插座是________聯(lián)，插座與插座之間是____ 聯(lián).如圖3所示.A、B彈簧下方分別吊著軟鐵棒和條形磁鐵，閉合開關，將滑動變阻器的滑片逐漸向左移動時，A彈簧的長度將____，B彈簧的長度將____.（均填“伸長”“縮短”或“不變”）

思路分析：本題考查了家庭電路的連接，影響電磁鐵磁性強弱的因素和根據(jù)右手定則判斷通電螺線管的極性.插座是用來連接用電器的，開關與被控制的用電器是串聯(lián)的，所以插座上的開關與插座是串聯(lián)的，用電器之間是并聯(lián)的，所以插座與插座之間是并聯(lián)的.開關閉合，滑動變阻器滑片向左移動時，電路中的電流變大，電磁鐵磁性增強，對鐵棒的吸引力增強，彈簧A長度會伸長，根據(jù)安培定則判斷通電螺線管的上端為s極，同名磁極相互排斥，彈簧長度會縮短.當滑動變阻器滑片向左移動時，電路中的電流變大，電磁鐵磁性增強，條形磁鐵的排斥力增大，所以彈簧B長度會縮短.

答案：串 并 伸長 縮短

例3 （2014.東營）學校教學樓里安裝的應急照明燈，內(nèi)部結構如圖4所示，分電器的作用是把220 V的交流高壓轉化為12 V的直流低壓，并且分兩路輸出.請說出220 V的供電線路有電和停電時，蓄電池、燈泡的工作狀態(tài)分別是什么.

思路分析：電磁繼電器一般由電磁鐵、銜鐵、觸點簧片、彈簧等組成，只要在線圈兩端加上一定的電壓，線圈中就會流過一定的電流，從而產(chǎn)生電磁效應，銜鐵就會在電磁力吸引的作用下克服彈簧的拉力吸向鐵芯，從而帶動銜鐵的動觸點與靜觸點（常開觸點）吸合；當線圈斷電后，電磁力也隨之消失，銜鐵就會在彈簧的作用下返回原來的位置，使動觸點與原來的靜觸點（常閉觸點）吸合；這樣吸合、釋放，從而達到了在電路中的導通、切斷的目的.在220 V照明電源正常情況下，應急照明燈通過分電器給蓄電池充電，此時，電磁鐵吸引銜鐵，將燈泡與蓄電池所在電路形成斷路，燈泡不發(fā)光.當照明電源突然停電時，電磁鐵沒有磁性，銜鐵在彈簧的作用下向上抬起，使燈泡和蓄電池所在的電路形成通路，燈泡發(fā)光，從而實現(xiàn)自動應急照明，

答案：有電時，應急燈熄滅，蓄電池充電；停電時，應急燈由蓄電池供電而點亮.

例4（2014.泰安）如圖5，閉合開：關，將滑動變阻器的滑片P向右移動時，彈簧測力計的示數(shù)變小.則下列分析正確的是（）.

A.電磁鐵的上端為S極

B.電源左端為“+”極

C.斷開開關，彈簧測力計的示數(shù)為零

D.若滑動變阻器的滑片P不動，抽去電磁鐵鐵芯，彈簧測力計的示數(shù)增大

思路分析：滑動變阻器的滑片P向右移動時，電路中的電阻變小，則電路中的電流變大，從而可以確定電磁鐵的磁性變強.而條形磁體的下端為N極，并FL彈簧測力計的示數(shù)變小，由于異名磁極相互吸引，同名磁極相互排斥，所以電磁鐵的上端為N極，故A不符合題意，由安培定則可知，電流由電磁鐵的下端流人，故電源右端為正極，左端為負極，故B不符合題意，斷開開關，電路中沒有電流，所以電磁鐵無磁性，即電磁鐵對條形磁體既不吸引也不排斥，但由于條形磁體的F1重，故彈簧測力計有示數(shù)，故C不符合題意.抽去鐵芯后，電磁鐵的磁性變?nèi)?，而電磁鐵的上端為N極，并月一同名磁極相互排斥，電磁鐵對條形磁體的排斥力減小，彈簧測力計的示數(shù)將變大，故D符合題意.選D.

第3節(jié) 磁場對電流的作用 電動機

重點考點

通電導體在磁場中會受到力的作用.兩個磁體間的相互作用是通過磁場而發(fā)生的，電流周圍也存在著磁場，當把通電導體放人磁場中時，相當于把一個磁體放入了此磁場中，由于磁場對磁體會產(chǎn)生力的作用，所以通電導體在磁場中也會受到力的作用，而作用的實質，還是兩個磁場間發(fā)生了力的作用.

通電導體在磁場中的受力方向與磁場方向和電流方向都有關系，人們發(fā)明制造的電動機就是利用通電線圈在磁場中受力轉動的原理制成的，它把電能轉化為機械能，電動機分為交流和直流兩種.磁場對電流的作用簡單理解就是“因電而動”，

動圈式揚聲器足利用通電導體在磁場中受力運動的原理把電信號轉換成聲信號的一種裝置.

中考常見題型

例5（2014-安徽）圖6為直流電動機的工作原理圖.以下相關的分析中正確的是（）.

A.電動機工作過程中.消耗的電能全部轉化為內(nèi)能

B.電動機工作過程中，消耗的電能全部轉化為機械能

C.電動機工作過程中，線圈中也產(chǎn)生感應電流

D.電動機工作過程中，線圈中的電流方向保持不變

思路分析：直流電動機是根據(jù)通電線圈在磁場中受力轉動的原理制成的，通電線圈在磁場中受力轉動，將電能轉化為機械能.電動機工作過程中，消耗的電能幾乎全部轉化5轉化為機械能，只有很少一部分電能轉化為內(nèi)能，A、B錯.電動機工作過程中，線圈切割磁感線，線圈中也產(chǎn)生感應電流，C對.存制作直流電動機時安裝了換向器，當線圈轉過平衡位置時及時改變線圈中電流的方陽，從而改變線圈的受力方向，使線圈能夠保證持續(xù)轉動.礦選項D錯誤.選C.

第4節(jié) 電磁感應現(xiàn)象發(fā)電機

重點考點

閉合電路的一部分導體在磁場中做切割磁感線運動時，導體中就產(chǎn)生電流，這種現(xiàn)象叫作電磁感應，產(chǎn)生的電流叫作感應電流，感應電流的方向跟磁場方向和導體切割感線運動方向有關（三者互相垂直），改變磁場方向或改變導體切割磁感線方向都會改變感應電流的方向.發(fā)電機、動圈式話筒就是利用電磁感應原理制成的.其實質可以嬋解為“因動而電”或“磁生電”.發(fā)電機工作時，將機械能轉化為電能.

這部分知識在中招考試中出現(xiàn)的頻率很高，每年的試題可以變換新穎的背景，而形式最多的是將發(fā)電機和電動機的原理進行比較，考查同學們是否理解其實質.中考常見題型

例6（2014.邵陽）下列哪種電器設備是利用電磁感應現(xiàn)象來工作的？（）

A.電熱器 B.電動機 C.發(fā)電機 D.電磁鐵

思路分析：先要知道電磁感應現(xiàn)象原理的含義.閉合電路的一部分導體在磁場中做切割磁感線運動時，會產(chǎn)生感應電流，這叫電磁感應現(xiàn)象，其前提條件是施加運動，結果是產(chǎn)生電流.電熱器的主要部件是發(fā)熱體，足利用電流的熱效應工作的，故A不符合題意.電動機是利用通電線圈在磁場中受力轉動來工作的，是利用通電導線在磁場中受力的作用的原理工作的，故B不符合題意，發(fā)電機就是通過線圈在磁場中做切割磁感線的運動，此時電路中會產(chǎn)生電流，故是電磁感應現(xiàn)象，故C正確.電磁鐵足利用電流的磁效應的原理制成的，故D不符合題意，故選c，

小結：明確各設備的結構及工作原理，掌握電流的三種效應，即可解決本題.

第5節(jié) 信息的傳遞

重點考點

1.電話的結構及工作原理：最簡單的電話由話筒和聽筒組成.話筒把聲音變成相應的電流信號，聽筒再把電信號變成聲音.

2.模擬信號和數(shù)字信號：信號電流的變化情況與聲音的變化情況完全一樣的信號叫模擬信號：信號是用不同符號的不同組合來表示，這種信號叫數(shù)字信號.使用數(shù)字信號的通信方式叫數(shù)字通信.

3.電磁波：變化的電流產(chǎn)生電磁波，電磁波的家族龐大、應用廣泛，如無線電臺、無線電視節(jié)日發(fā)射、雷達、手機等，都利用電磁波傳遞信號，電磁波的傳播不需要介質.電磁波在真空中的傳播速度等于光速，即c=3xl0 8 m/s.電磁波的傳播速度c、波長λ、頻率f的關系為c=λf.

中考常見題型

例7 （2014.廣安）隨著數(shù)字時代的到來，3G與4G的相繼出現(xiàn)，現(xiàn)在我們已經(jīng)可以很方便地使用 3G或4G.手機進行無線網(wǎng)絡登陸，對手機上網(wǎng)的說法中，正確的是（）.

A.使用電磁波傳輸數(shù)字信號

B.使用超聲波傳輸數(shù)字信號

C.使用紅外線傳輸數(shù)字信號

D.使用次聲波傳輸數(shù)字信號

思路分析：網(wǎng)絡通信足利用電磁波和通信線路將世界各地的計算機網(wǎng)絡聯(lián)系起來的通信方式.3G或4G機進行無線上網(wǎng)，主要是使用電磁波傳遞數(shù)字信號，選A.