第８講 電與磁專題復習

本知識板塊的主線是磁場.磁體、電流周圍都存在磁場，磁場對放入其中的磁性物質或電流有力的作用，磁場能使運動的導體產生感應電流.

本知識板塊的考查重點是揭示電和磁之間互為因果及相互作用的關系.

本知識板塊的難點分為兩個方面.理論方面有：用磁感線描述磁場；電磁波的產生及應用.應用方面有：電磁繼電器的原理；電動機換向器的作用；發電機的原理；區分電動機與發電機.

第1節 磁現象 磁場

[重點考點]

這部分內容有四個重要概念，即磁場、磁感線、地磁場和磁化，都是比較抽象的.規律性知識有：磁體的磁場方向和地磁場的方向.對本知識點的考查，一般通過磁極之間的相互作用規律來命題.

[中考常見題型]

例1 如圖1所示，在把鋼棒乙向右移動的過程中，如果鋼棒乙位于鋼棒甲的一端時二者相互吸引，移至另一端時二者相互排斥，則下列說法中正確的是（）.

A. 只有甲是磁體

B. 只有乙是磁體

C. 甲、乙一定都是磁體

D. 無法判斷哪一個是磁體

思路分析：根據鋼棒兩端的相互作用進行分析.若兩個鋼棒的一端相互吸引，則至少有一個鋼棒是磁體；若將其中一個鋼棒移至另一個鋼棒的另一端時相互排斥，則兩個鋼棒一定都是磁體.選C.

例2 如圖2所示，彈簧下面掛著一個鐵塊，將條形磁體從A處水平移到B處的過程中，彈簧的長度將（）.

A. 變長 B. 變短

C. 先變長后變短 D. 先變短后變長

思路分析：此題還是考查磁極之間的相互作用規律.首先要明確彈簧下面掛著的是一個鐵塊而不是磁體，鐵塊之所以被條形磁體吸引，是因為鐵塊在條形磁體附近被磁化.因條形磁鐵兩極的磁性最強，所以鐵塊在條形磁體的兩端都受到吸引且所受的吸引力最大，也就是說鐵塊在條形磁體的兩端時彈簧最長，在條形磁體的中間時彈簧最短.選D.

[易錯易混題型]

例3 （2007年蘇州）圖3所示的是用來描繪某一磁體周圍磁場的部分磁感線，由磁感線的分布特點可知，a點的磁場比b點的磁場________（填“強”或“弱”）；若在b點放置一個可自由轉動的小磁針，則小磁針靜止時，其N極指向________（填“P”或“Q”）處.

思路分析：磁感線是為了形象地描述磁場而建立的物理模型.磁感線不僅能反映各點的磁場方向，還能反映磁場中各處的磁場強弱.a點的磁感線比b點的磁感線疏，所以a點的磁場比b點的磁場弱.磁場中某點的磁場方向也就是放在該點的小磁針靜止時N極所指的方向，與通過該點的磁感線方向一致（正向切線方向），所以放置在b點的小磁針靜止時，其N極指向Q.分別填“弱”、“Q”.

第2節 電生磁 電磁鐵

[重點考點]

要深刻理解電流周圍存在磁場.通過實驗，探究通電螺線管外部磁場的方向.會用安培定則判斷通電螺線管和電磁鐵的極性或電流方向.

這部分知識在歷年的中招考試中出現頻率較高，題型較多，涉及的問題也較廣，最多的考點是運用安培定則以及探究影響電磁鐵磁性強弱的因素.解題關鍵是“電生磁”的規律，然后是磁極間的相互作用規律.

[中考常見題型]

例4 下圖中小磁針的指向不正確的是（）.

思路分析：先根據電源的正負極標出通電螺線管的電流方向向上，再根據安培定則判斷通電螺線管的N極在左端，最后畫出通電螺線管的磁感線（外部從N極指向S極，內部從S極指向N極），判斷圖D是錯誤的.選D.

例5 請在圖4中標出：（1） 通電螺線管A端和永磁體B端的磁極；（2） 磁感線的方向．

思路分析：先根據電源的正負極標出螺線管的電流方向向上，再根據安培定則判斷通電螺線管的A端是S極；根據磁感線的形狀判斷永磁體的B端也是S極，最后標出磁感線的方向是指向S極的.如圖5所示.

例6 圖6中A、B兩個螺線管通電后互相排斥，請在圖中畫出螺線管B的繞法.

思路分析：先根據電源的正負極標出螺線管A的電流方向向下，再根據安培定則判斷螺線管A的N極在右端.由于A、B兩個螺線管通電后互相排斥，則螺線管B的N極在左端，再根據安培定則判斷螺線管B的電流方向向上.繞制螺線管B還要與電源的正負極保持一致，所以螺線管B的繞法為前面向上繞，后面向下繞.如圖7所示.

例7 圖8是小明研究影響電磁鐵磁性強弱的因素時的裝置圖，它由電源、滑動變阻器、開關、帶鐵芯的螺線管和自制的針式刻度板組成.通過觀察指針B偏轉角度的大小來判斷電磁鐵磁性的強弱.在指針下方固定一個物體A，用導線a與接線柱2相連，閉合開關后，指針B發生偏轉.

（1） 指針下方的物體A由（）材料制成.

A. 銅B. 鐵C. 鋁D. 塑料

（2） 實驗發現：

① 當滑動變阻器的滑片P向________（填“左”或“右”）滑動時，指針B偏轉的角度將會________（填“變大”、“不變”或“變小”）；

② 保持滑片P的位置不變，當導線a由接線柱2改為與接線柱1相連，閉合開關后，可發現指針B偏轉的角度將會________（填“變大”或“變小”）.

（3） 經過對電磁鐵的研究，可得出的結論是：當線圈匝數一定時，通過電磁鐵的電流越大，電磁鐵的磁性越________；當通過電磁鐵的電流不變時，電磁鐵線圈的匝數越多，磁性越________.

思路分析：圖8為“研究影響電磁鐵磁性強弱的因素”的裝置圖，在通電螺線管中插入一根鐵芯就成了一個電磁鐵，電磁鐵外部的磁場與條形磁體的磁場相似，能夠吸引鋼鐵一類的物質，所以物體A應由鐵制成.鐵塊A受到電磁鐵的吸引會向左移動，觀察指針B的偏轉角度是用“轉換法”將鐵塊A的移動放大.電磁鐵的磁性越強，鐵塊A向左移動的距離越大，指針B的偏轉角度也越大.實驗中采用了“控制變量法”，當線圈匝數一定時，用滑動變阻器改變電磁鐵中的電流，探究電磁鐵磁性強弱與電流大小的關系；當通過電磁鐵的電流不變時，探究電磁鐵磁性強弱與線圈匝數的關系.最后總結概括，得出實驗結論.

參考答案：（1） B （2） ① 右（左） 變小（變大） ② 變大 （3） 強

強

[綜合應用題型]

例8 （2007年黃岡）圖9是某家用燃氣熱水器的結構原理圖，微動開關K與活塞相連，活塞與水管相通.淋浴時，打開淋浴閥，噴頭有水噴出，根據________的規律，活塞應向________（填“左”或“右”）移動，由電磁鐵的磁力把燃氣閥打開，同時電子點火器點火，燃氣進入灶頭燃燒，有熱水流出；洗完后，關閉淋浴閥，熱水器熄火.若熱水器各部件完好，水壓正常，打開淋浴閥后，電子點火器能點火卻無火焰，原因可能是________（能寫出一點即可）.該熱水器適用水壓為0.05×103 kPa～0.4×103 kPa，若用水塔供水，則水面離熱水器至少________m.

思路分析：此題是電磁鐵知識與其他物理知識的綜合應用.活塞右側受到水的壓強，當打開淋浴閥時，流經活塞右側的水的流速增大，壓強減小，于是活塞向右移，將控制電磁鐵的開關閉合，電磁鐵吸引燃氣閥右側的鐵片打開燃氣閥，同時電子點火器點火.如果這時電子點火器能點火卻無火焰，原因可能是電源電壓太低或者根本無燃氣.由于熱水器適用水壓為0.05×103 kPa～0.4×103 kPa，則通過計算可得，用水塔供水時水面離熱水器的高度至少為h== m=5 m.

參考答案：流速大壓強小 右 電源電壓太低或無燃氣 5

第3節 電磁繼電器 揚聲器

[重點考點]

了解電磁繼電器和揚聲器的結構及工作原理.

電磁繼電器就是利用電磁鐵來控制工作電路的一種開關，揚聲器是把電信號轉換成聲信號的一種裝置，它們都是利用電流的磁效應工作的.這部分知識在近年的中考試題中呈上升趨勢.

[中考常見題型]

例9 （2007年煙臺）圖10是一種水位自動報警器的原理示意圖，當水位達到金屬塊A時，出現的情況是（）.

A． 紅燈亮 B． 綠燈亮

C． 紅、綠燈同時亮D． 紅、綠燈都不亮

思路分析：當水位上升，水面達到金屬塊A時，電磁鐵因有電流而有磁性，于是電磁鐵吸引銜鐵，紅燈中有電流通過，這時紅燈亮；當水位下降，水面在金屬塊A之下時，電磁鐵因無電流通過而無磁性，于是銜鐵離開電磁鐵，綠燈中有電流通過，這時綠燈亮.選A.

例10 當揚聲器的線圈中通過如圖11所示的電流時，揚聲器的線圈向左運動，并帶動錐形紙盆一起向左運動.當通過揚聲器線圈的電流方向改變時，錐形紙盆將向________運動.

思路分析：此題幫助同學們鞏固揚聲器的工作原理.永磁體的磁場方向是不變的，當改變線圈中的電流方向時，通電線圈在磁場中受力運動的方向就會改變，與線圈固定在一起的錐形紙盆的運動方向也隨之改變.填“右”.

[易錯易混題型]

例11 將汽車鑰匙插入儀表板上的鑰匙孔，轉動鑰匙相當于閉合開關，汽車啟動.請在圖12中連接好控制汽車啟動的電路圖.

思路分析：要連接好控制汽車啟動的電路圖，必須區分控制電路與工作電路.控制電路將電磁鐵與開關（此題為鑰匙）串聯起來接低壓電源.工作電路中的用電器通常一端接高壓電源的一端，另一端接觸點（觸點接高壓電源的另一端）.答案如圖13所示.

[綜合應用題型]

例12 （2007年梅州）丹麥物理學家________首先發現了電流的磁效應.電磁起重機、電烙鐵、電鈴、電磁繼電器這四種電器中肯定沒有電磁鐵的是________；電磁起重機使用電磁鐵而不使用永磁鐵的優點之一是________.

思路分析：丹麥物理學家奧斯特首先發現了電流的磁效應（即電生磁），在物理學史上具有重要的意義，所以為中招考試的常見考點之一.電磁起重機、電烙鐵、電鈴、電磁繼電器這四種電器中，只有電烙鐵是利用電流的熱效應工作的，其余三種電器都是利用電流的磁效應工作的.電磁起重機使用電磁鐵的主要優點是：通過改變電流的有無或改變電流的大小，方便地控制磁性的有無或強弱.

參考答案：奧斯特 電烙鐵 便于控制磁性的有無（強弱）

第4節 電動機

[重點考點]

了解通電導線在磁場中會受到力的作用，力的方向與電流的方向及磁場的方向都有關系，了解直流電動機的工作原理，知道換向器的作用，知道電動機在工作過程中把電能轉化為機械能.

關于這部分知識，在中考命題中突出實際應用，重點考查同學們運用物理知識解決實際問題的能力.

[中考常見題型]

例13 如圖14，將直導線AB支起來，放在蹄形磁體的磁場里，閉合開關后，直導線就運動起來，說明________.如果把電源正、負極的連線對調，導線AB的運動方向與原來運動方向相反；如果把蹄形磁體的磁極對調，導線AB的運動方向與原來運動方向相反.說明________.

思路分析：通過題中三個步驟的實驗，探究通電導體在磁場中受力運動的規律.

參考答案：通電導體在磁場中受到力的作用 通電導體在磁場中的受力方向與電流方向、磁感線的方向有關，當電流方向或磁感線的方向改變時，導體的運動方向也變得相反

[易錯易混題型]

例14 在安裝直流電動機模型的實驗中，下列敘述中錯誤的是（）.

A. 對調磁極位置可以改變電動機的轉向

B. 對調電源正、負極可以改變電動機的轉向

C. 同時對調磁極和電源正、負極可以改變電動機的轉向

D. 接通電源轉子不轉動，可檢查電刷與換向器的接觸是否良好

思路分析：將線圈放在磁場中，接通電源，線圈就會轉動.要使線圈連續轉動，需要每當線圈剛轉過平衡位置（線圈平面與磁感線垂直）時，及時改變線圈中的電流方向，換向器便能擔當此重任.換向器其實就是兩個彼此絕緣的銅半環，分別與兩個電刷接觸，使直流電源和線圈組成閉合電路，使線圈平穩連續地轉動.至于怎樣改變電動機的轉向，同學們可以仿照例10設計探究實驗或進行推理分析.選C.

第5節 磁生電 發電機

[重點考點]

通過實驗，探究導體在磁場中運動時產生感應電流的條件.了解發電機的工作原理.發電機在工作過程中把機械能轉化為電能.了解我國電網用交流電的頻率是50 Hz，家用電壓是220 V.

這部分知識在中招考試中出現頻率很高，每年的試題可以變化新穎的背景，而考查的重點總離不開磁生電的規律，即“變化的磁場能生電”.

[中考常見題型]

例15 如圖15所示，將一根條形磁鐵插入線圈時，與之相連的靈敏電流計的指針________（填“會”或“不會”）發生偏轉；當條形磁鐵靜止不動、線圈向上運動時，與之相連的靈敏電流計的指針________（填“會”或“不會”）發生偏轉.

思路分析：此題是探究磁生電的條件和規律的.由于靠近條形磁鐵兩極的磁感線較密，磁鐵兩極附近的磁感線不是平行線，所以只要條形磁鐵與線圈之間發生相對運動，線圈就會切割磁感線，線圈中就產生感應電流，使靈敏電流計的指針發生偏轉.可見產生感應電流的條件是：閉合電路的部分導體在磁場中做切割磁感線的運動.兩空均填“會”.

[易錯易混題型]

例16 將小電動機與小燈泡按圖16所示的電路連接.在小電動機轉軸上繞線，然后用力拉線，使電動機轉動.在電動機轉動過程中，小燈泡發光，該現象中（）.

① 電生磁，使電動機轉動

② 磁生電，使小燈泡發光

③ 電動機是電源

④ 電動機轉速越快，燈泡越亮

A． ①②③B． ①③④C． ①②④D． ②③④

思路分析：直流發電機和直流電動機的結構相同.直流電動機工作時將電能轉化為機械能，而直流發電機工作時將機械能轉化為電能.設置此題意在提醒同學們從能的轉化角度去區分發電機和電動機，以后再遇到此類問題就不會束手無策了.選D.

第6節 信息的傳遞

[重點考點]

知道光是電磁波，知道電磁波的應用及其對人類生活和社會發展的影響.

雖然中招考試對這部分知識的要求并不高，單獨考查得較少，但是這部分知識在近年的中考試題中往往在一些聯系實際的綜合題中出現，所占分量有上升的趨勢，也是同學們不能忽視的.

[中考常見題型]

例17 （2007年梅州）關于電磁波和現代通信，下列敘述不正確的是（）.

A. 衛星通信是利用人造衛星作為中繼站進行通信的

B. 電磁波的頻率越高，在空氣中傳播的速度就越大

C. 電磁波可以在真空中傳播

D. 光纖通信具有傳輸信息量大、光能損耗小等優點

思路分析：此題要求同學們了解電磁波可以在真空中傳播；電磁波的波速c與波長λ、頻率f之間的關系是c＝λf，真空中電磁波傳播的速度等于光速；電磁波是一個包括可見光在內的大家族，其中用于廣播、電視和移動通信的那一部分電磁波叫無線電波；無線電波中的微波頻率較高，相同時間內傳輸的信息較多；由于微波大致沿直線傳播，所以需要利用人造衛星作為中繼站來實現全球通信；光波的頻率更高，傳輸的信息就更多，可以利用激光，通過光纖傳輸信息.選B.

[易錯易混題型]

例18 （2007年成都）下列器物與電磁波的應用有關的是（）.

A. 無線電收音機 B. 磁懸浮列車

C. 電磁起重機 D. 交流發電機

思路分析：無線電收音機可以接收廣播電臺通過電磁波傳遞的信息，而其余三種器物都包含有電磁鐵.此題是幫助同學們區分電磁波與電磁鐵概念的.選A.