第二十章 電與磁

王美霞

一、知識點(diǎn)例析

（一）磁體、磁場與磁感線

圖201【例1】（2015·安徽）一個(gè)能繞中心轉(zhuǎn)動的小磁針在圖示位置保持靜止。某時(shí)刻開始小磁針?biāo)趨^(qū)域出現(xiàn)水平向右的磁場，磁感線如圖201所示，則小磁針在磁場出現(xiàn)后（ ）

A.兩極所受的力是平衡力，所以不會發(fā)生轉(zhuǎn)動

B.兩極所受的力方向相反，所以會持續(xù)轉(zhuǎn)動

C.只有N極受力，會發(fā)生轉(zhuǎn)動，最終靜止時(shí)N極所指方向水平向右

D.兩極所受的力方向相反，會發(fā)生轉(zhuǎn)動，最終靜止時(shí)N極所指方向水平向右

解析：某時(shí)刻開始小磁針?biāo)诘膮^(qū)域出現(xiàn)水平向右的磁場，小磁針將會受到磁場力的作用，且N極受力方向與磁場方向相同，水平向右；S極受力方向與磁場方向相反，水平向左。所以小磁針會發(fā)生轉(zhuǎn)動，最終小磁針在磁場中靜止，N極指向水平向右。所以選項(xiàng)A、B、C錯誤，選項(xiàng)D正確。

答案：D

（二）電流的磁場

圖202【例2】（2014·廈門）如圖202所示，給直導(dǎo)線通電時(shí)，其下方的小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn)。這說明通電導(dǎo)體周圍存在著

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；在直導(dǎo)線正下方的不同位置，小磁針靜止的N極指向相同，說明該區(qū)域

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相同。

解析：在靜止的小磁針上方，放一根與磁針平行的導(dǎo)線，給導(dǎo)線通電時(shí)磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，說明了通電導(dǎo)體周圍存在磁場，這是由丹麥的物理學(xué)家奧斯特首先發(fā)現(xiàn)的。在直導(dǎo)線正下方的不同位置，小磁針靜止的N極指向相同，說明該區(qū)域磁場方向相同。

答案：磁場 磁場方向

（三）電磁鐵

【例3】（2015·孝感）張揚(yáng)同學(xué)在探究電磁鐵磁性強(qiáng)弱的實(shí)驗(yàn)中，使用兩個(gè)相同的A、B大鐵釘繞制成電磁鐵進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，如圖203所示，下列說法錯誤的是（ ）

圖203A.滑片P向右滑動，電磁鐵的磁性減弱

B.電磁鐵能吸引的大頭針越多，表明它的磁性越強(qiáng)

C.電磁鐵A、B的上端均為S極

D.該實(shí)驗(yàn)可以探究電磁鐵磁性的強(qiáng)弱與匝數(shù)多少的關(guān)系

解析： 變阻器的滑片向右滑動，電阻的阻值增大，電路中的電流減小，所以電磁鐵的磁性減弱，所以選項(xiàng)A說法正確。在實(shí)驗(yàn)中電磁鐵的磁性強(qiáng)弱無法直接看出，通過吸引大頭針的多少來進(jìn)行判斷。吸引的大頭針越多，說明電磁鐵的磁性越強(qiáng)，否則越弱，所以選項(xiàng)B說法正確。根據(jù)安培定則，A的上端為N極，下端為S極，B的上端為N極，下端為S極，所以選項(xiàng)C說法錯誤。兩電磁鐵的線圈串聯(lián)是為了使通過兩線圈的電流相等，研究電磁鐵磁性強(qiáng)弱與線圈匝數(shù)之間的關(guān)系，所以選項(xiàng)D說法正確。

答案：C

（四）通電導(dǎo)體在磁場中受到力的作用 電動機(jī)

圖204【例4】（2015·江西）如圖204所示的是靈敏電流計(jì)內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖，它的工作原理是利用通電導(dǎo)體在

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中會受到力的作用，使指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，此時(shí)如果改變線圈中的電流方向，指針的偏轉(zhuǎn)方向

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（填“會”或“不會”）發(fā)生改變。

解析：通電導(dǎo)體在磁場中受到力的作用，靈敏電流計(jì)就是利用這一原理工作的，當(dāng)電流通過線圈時(shí)，受到磁場力的作用，電流計(jì)指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)；通電導(dǎo)體在磁場中的受力方向與電流方向和磁場方向都有關(guān)系，如果保持磁場方向不變，改變電流方向，線圈受力方向發(fā)生變化，指針的偏轉(zhuǎn)方向也會改變。

答案：磁場 會

（五）電磁感應(yīng)與發(fā)電機(jī)

圖205【例5】（2015·濟(jì)寧）如圖205所示是“探究導(dǎo)體在磁場中運(yùn)動時(shí)產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件”的實(shí)驗(yàn)裝置。閉合開關(guān)后，導(dǎo)體棒、靈敏電流計(jì)、開關(guān)、導(dǎo)線組成閉合電路。

（1）要使靈敏電流計(jì)的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，可行的操作是

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。

（2）要使靈敏電流計(jì)的指針偏轉(zhuǎn)方向發(fā)生改變，可以

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采取兩種方法。

方法一：

；

方法二：

。

解析：（1）導(dǎo)體棒在磁體里邊，水平左右運(yùn)動，正好和蹄形磁體中磁感線的方向垂直，能做切割磁感線運(yùn)動，能產(chǎn)生感應(yīng)電流，電流表的指針就發(fā)生偏轉(zhuǎn)；

（2）要使電流表指針偏轉(zhuǎn)方向發(fā)生改變，即改變流入電流表的電流方向，也就是要改變感應(yīng)電流的方向，可以從影響感應(yīng)電流方向的兩個(gè)因素（導(dǎo)體的運(yùn)動方向和磁場方向）考慮，只改變其中一個(gè)因素時(shí)，感應(yīng)電流的方向就會發(fā)生改變；故調(diào)換N極S極位置可改變磁場方向，或改變AB運(yùn)動方向。

答案：（1）使導(dǎo)體棒左右運(yùn)動 （2）改變導(dǎo)體棒的運(yùn)動方向 改變磁場的方向

（六）安培定則作圖

圖206【例6】（2015·揚(yáng)州）請利用圖206中給出的信息，在圖中標(biāo)出通電螺線管的N、S極和磁感線方向。

解析：電源右側(cè)為正極，則電流由右側(cè)流入，

圖207根據(jù)安培定則：用右手握住螺線管，使四指所指的方向?yàn)殡娏鞯姆较?，則大拇指所指的左側(cè)為N極，右側(cè)為S極，外部磁感線由N指向S。

答案：如圖207所示

二、習(xí)題演練

（一）課后鞏固

1.（2014·雅安）水平桌上自由轉(zhuǎn)動的小磁針，靜止時(shí)指向地球北方的那端是小磁針的

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極；地磁場的北極在地理位置的

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極附近。

2.在銅、橡膠、碳棒和硬幣中，通常屬于絕緣體的是

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。如圖208所示，當(dāng)開關(guān)閉合時(shí)，導(dǎo)體AB發(fā)生運(yùn)動，這表明通電導(dǎo)體在

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中要受到力的作用，

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機(jī)就是根據(jù)這一原理制造出來的。

圖2083.（2015·福州）下列用到電動機(jī)的電器是（ ）

A.電爐 B.電風(fēng)扇

C.日光燈D.電熱水器

4.（2014·丹東）對圖209甲、乙兩圖所示的實(shí)驗(yàn)，下列說法正確的是（ ）

圖209A.甲實(shí)驗(yàn)可以研究電動機(jī)的工作原理

B.乙實(shí)驗(yàn)可以研究通電導(dǎo)體在磁場中受力情況

C.甲實(shí)驗(yàn)的過程中，電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能

D.乙實(shí)驗(yàn)的過程中，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能

5.（2015·宜賓）在圖2010中的設(shè)備中，利用電磁感應(yīng)原理工作的是（ ）

A.電磁鐵 B.動圈式話筒

C.喇叭D.電動機(jī)

圖2010

圖20116.（2015·遂寧）如圖2011所示，A是懸掛在彈簧測力計(jì)下的條形磁鐵，B是螺線管。閉合開關(guān)，待彈簧測力計(jì)示數(shù)穩(wěn)定后，將滑動變阻器的滑片緩慢向右移動的過程中，下列說法正確的是（ ）

A.電壓表示數(shù)變大，電流表示數(shù)也變大

B.電壓表示數(shù)變小，電流表示數(shù)也變小

C.螺線管上端是N極，彈簧測力計(jì)示數(shù)變小

D.螺線管上端是S極，彈簧測力計(jì)示數(shù)變大

圖20127.（2015·成都）如圖2012所示，為發(fā)電機(jī)的工作原理圖，下列說法中正確的是（ ）

A.發(fā)電機(jī)的基本原理是通電導(dǎo)體在磁場中受力的作用

B.發(fā)電機(jī)的基本原理是電磁感應(yīng)

C.線圈在轉(zhuǎn)動過程中，感應(yīng)電流的大小不變

D.線圈在轉(zhuǎn)動過程中，感應(yīng)電流的方向不變

8.如圖2013所示是國外媒體報(bào)道的一種可發(fā)電的足球，這是用皮革包裹的泡沫足球。每次踢這種球時(shí)，它里面的擺錘都會擺動，而擺錘的搖擺又會促使與一個(gè)可充電電池相連的發(fā)電機(jī)開始旋轉(zhuǎn)。其中發(fā)電機(jī)的工作原理是電磁感應(yīng)，下圖中能夠說明這一原理的是（ ）

圖2013

圖20149.（2014·錦州）如圖2014所示，請根據(jù)通電螺線管的N、S極，標(biāo)出小磁針N極、通電螺線管的磁感線方向以及電源的正、負(fù)極。

10.小明同學(xué)想探究通電螺線管外部磁場的方向。

（1）實(shí)驗(yàn)中，他設(shè)計(jì)的部分電路如圖2015所示，請根據(jù)要求用筆畫線代替導(dǎo)線將圖中的電路補(bǔ)充完整。要求：①小磁針的指向滿足如圖所示的方向；②滑動變阻器的滑片向A端移動后，通電螺線管的磁性減弱。

圖2015（2）磁場看不見、摸不著，在探究“通電螺線管磁場”的實(shí)驗(yàn)中，為了研究通電螺線管周圍的磁場分布情況，我們通常在螺線管周圍擺放一些小磁針，通電后，小磁針的分布情況如圖乙所示，由此可以看出，通電螺線管外部的磁場分布與

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磁體相似，這里用到了哪種研究問題的物理方法：

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。

（3）在實(shí)驗(yàn)過程中，小明改變了通電螺線管中的電流方向，發(fā)現(xiàn)小磁針轉(zhuǎn)動了180°，由此可知，通電螺線管外部磁場的方向與

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有關(guān)。

11.（2015·濟(jì)寧）如圖2016所示是“探究導(dǎo)體在磁場中運(yùn)動時(shí)產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件”的實(shí)驗(yàn)裝置。閉合開關(guān)后，導(dǎo)體棒、靈敏電流計(jì)、開關(guān)、導(dǎo)線組成閉合電路。

圖2016（1）要使靈敏電流計(jì)的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，可行的操作是

。

（2）要使靈敏電流計(jì)的指針偏轉(zhuǎn)方向發(fā)生改變，可以采取兩種方法。

方法一：

；

方法二：

。

（二）能力提升

1.某市科技館有機(jī)器人和參觀者下象棋的展臺。機(jī)器人取放棋子時(shí)，用一根“手指”接觸棋子表面就可以實(shí)現(xiàn)（如圖2017），其奧秘是“手指”內(nèi)部有電磁鐵。機(jī)器人取放棋子是利用了電磁鐵的

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（填“磁性有無”或“磁極方向”）可以控制的特點(diǎn)，制作象棋棋子的材料應(yīng)該是下列常見金屬材料中的

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（填“鐵”“銅”或“鋁”）。

圖2017

圖20182.在圖2018所示的

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