資源簡介

一、電流的磁效應（奧斯特實驗）
1. 直線電流的磁場
直線電流的磁場的分布規律：
以導線上各點為圓心的一個個同心圓，離直線電流越近，磁性越強，反之越弱。
2. 通電螺線管
（1）磁場跟條形磁體的磁場是相似的。
（2）通電螺線管的磁極方向跟電流方向有關。
（3）電磁線圈的匝數越多，通過線圈的電流越大，線圈的磁性越強；插入鐵芯，線圈的磁性大大增強。
3. 右手螺旋定則（安培定則）
（1）通電直導線：用右手握住通電直導線，讓大拇指指向電流的方向，那么四指的指向就是_?????????_的環繞方向。
（2）通電螺線管：用右手握螺線管，讓四指彎向螺線管中的電流方向，則大拇指所指的那端就是螺線管的北極。
二、磁場對通電導體的作用
通電導體在磁場里，會受到力的作用。
（2）通電導體在磁場里，受力方向與電流方向和磁場方向有關。
電動機
（1）基本結構：轉子（線圈）、定子（磁體）、電刷、換向器
電刷的作用：與半環接觸，使電源和線圈組成閉合電路。
換向器的作用：使線圈一轉過平衡位置就改變線圈中的電流方向。
（2）原理：通電線圈在磁場中受力而轉動的原理制成的。
通電線圈在磁場中的受力大小跟電流（電流越大，受力越大）有關。
通電線圈在磁場中的受力大小跟磁場的強弱（磁性越強，受力越大）有關。
通電線圈在磁場中的受力大小跟線圈的匝數（匝數越大，受力越大）有關。

直流電動機的工作原理：
甲：電流方向和力的方向如圖所示，線圈順時針轉動。
乙：線圈轉到平衡位置時，兩電刷恰好接觸兩半環間的絕緣部分；線圈由于慣性繼續轉動，轉過平衡位置后，電流改變方向。
丙：ab和cd的電流方向與圖甲相反，受力方向也相反，線圈仍順時針轉動。
丁：線圈又轉到平衡位置，換向器又自動改變電流方向。
（3）應用：直接電動機：電動玩具、錄音機、小型電器等 交流電動機：電風扇、洗衣機、家用電器等。
（4）特點：結構簡單、控制方便、體積小、效率高。
三、電磁感應現象
（1）電磁感應現象是英國的物理學家法拉第第一個發現的。
（2）電磁感應：閉合電路的一部分導體在磁場中做切割磁感線運動時，導體中就會產生電流。
感應電流：由于電磁感應產生的電流叫感應電流。
電流中感應電流的方向與導體切割磁感線的運動方向和磁場方向有關。
電磁感應現象的能量轉化：把機械能轉化為電能。

4. 發電機
（1）構造：由磁體、線圈、滑環、電刷組成，與電動機相似，但沒有電動機的換向器。
（2）工作原理：發電機是根據電磁感應原理工作的，是機械能轉化為電能的機器。
（3）工作過程：在外力作用下，轉子轉動一周，切割磁感線的方向發生兩次改變，電流的方向也隨之發生兩次改變，從而產生方向性呈周期性變化的交流電。
（4）大型交流發電機主要由轉子和定子兩部分組成。一般采用線圈不動磁極旋轉的發電機叫做旋轉磁極式發電機。
（5）直流電動機和交流發電機的區別
直流電動機 交流發電機
原理 利用通電線圈在磁場里受力轉動的原理 利用電磁感應原理
構造 與電刷接觸的是換向器 與電刷接觸的是兩個銅環
能量轉化 電能→機械能 機械能→電能
在電路中的作用 用電器 電源
（6）交流電和直流電：
① 交流電：電流方向周期性變化的電流。我國家庭電路使用的是交流電。電壓是220伏、周期是0.02秒、頻率是50赫、電流方向1s改變100次。
周期（T）：完成一次周期性變化需要的時間s。
頻率（f）：1秒內完成周期性變化的次數（赫茲）。 兩者關系：
② 直流電：電流方向不變的電流。
（7）電磁感應和磁場對電流的作用的區別：
電磁感應 磁場對電流的作用
現象 閉合電路的一部分導體在磁場中做切割磁感應線運動時，導體中就產生電流。 通電導體（線圈）在磁場中受到力的作用
能量轉化 機械能→電能 電能→機械能
力的性質 外力 磁場力
導體中的電流 感應電流 由電源供給
應用 發電機工作原理 電動機工作原理
例1.（2020杭州）有外形相同的兩根鋼條M、N，按圖甲、圖乙兩種方式接觸時，它們之間都有較大吸引力。則下列推斷正確的是（?? ）
? A.?M無磁性、N無磁牲 ? B.?M無磁性、N有磁性
? C.?M有磁性、N無磁性 D.?M有磁性、N有磁性
例2.下列四幅圖對應的說法正確的是（?? ）
? A.?如圖①是探究電磁鐵磁性強弱與電流大小的關系
? B.?如圖②，通電導線周圍存在著磁場，將小磁針移走，該磁場消失
? C.?如圖③，此實驗裝置原理與電動機原理相同
D.?如圖④為揚聲器的內部結構，此時發生的能量轉換是電能轉化為機械能
例3.以下是有關電動機的原理、工作過程和電動機模型圖，據圖回答問題：
（1）圖甲中，線圈左右兩邊框ab、cd的受力方向相反，其原因是_____________。
（2）圖乙中的線圈可以持續轉動，是因為加裝了換向器，換向器能在線圈_____________（選填“即將轉到”“剛轉過”或“剛轉到”）平衡位置時，自動改變線圈中的電流方向。
（3）圖丙所示的電動機模型中，調換模型中器件____________（選填序號）的放置可以方便改變電動機的轉動方向。
例4.?(杭州)圖甲為熱敏電阻的R—t圖像，圖乙為用此熱敏電阻R和繼電器組成的恒溫箱的簡單溫控電路。繼電器線圈的電阻為150歐。當線圈中電流大于或等于28毫安時，繼電器的銜鐵被吸合。為繼電器線圈供電的電池的電壓為6伏，圖中的“電源”是恒溫加熱器的電源。
（1）從圖甲中可得50℃時熱敏電阻的阻值為_________歐。
（2）恒溫箱的加熱器應接在A、B端還是C、D端？___________。
（3）若恒溫箱內的溫度達到100℃時，通過計算分析恒溫箱加熱器是否處于工作狀態？_________。
（4）若在原控制電路中，串聯接入一個可變電阻，當該電阻增大時，所控制的恒溫箱內的最高溫度將_________（選填“變大”“不變”或“變小”）。
1.電吉他中電拾音器的基本結構如圖所示，磁體附近的金屬弦被磁化，因此弦振動時，在線圈中產生感應電流，電流經電路放大后傳送到音箱發出聲音，下列說法不正確的是（??? ）
A.?選用銅質弦，電吉他仍能正常工作
? B.?取走磁體，電吉他將不能正常工作
? C.?增加線圈匝數可以增大線圈中的感應電
? D.?弦振動過程中，線圈中的電流方向不斷變化
2.線圈abed 轉動過程中經過圖甲，乙位置時，導線 ab 所受磁場力的方向（??? ）
? A.?相反，是由于磁場方向相反了
B.?相反，是由于流過ab的電流方向相反了
? C.?相同，是由于磁場方向和流過ab的電流方向都相反了
? D.?相同，是由于磁場方向和流過ab的電流方向都沒改變
3.如圖所示，若要使滑動變阻器的滑片 P 向右移動時，彈簧秤的讀數變小，則變阻器接入電路的方式可以是（??? ）
? A.?C 接 E，D 接 F
B.?C接 E, B 接 F
? C.?A 接 E, D 接 F
? D.?A 接 E, B 接 F
4.如圖所示，動圈式話筒的膜片與線圈固定在一起，線圈套在磁鐵上，當對著話筒講話時，聲音使膜片撥動，膜片帶動線圈也一起振動，子是線圈中產生了隨聲音變化的電流。則下列選項中與動 圈武話筒的原理相同的是（??? ）
5.如圖，甲、乙為兩根形狀完全相同的鋼棒，當甲的一端靠近乙的一端時，乙轉動起來，則可判斷（??? ）
? A.?甲鋼棒有磁性，乙鋼棒無磁性
? B.?甲鋼棒無磁性，乙鋼棒有磁性
C.?甲、乙鋼棒都有磁性
? D.?甲、乙鋼棒都沒有磁性
6.如圖所示，閉合開關s，燒杯中水面上浮著一個空心小鐵球，將盛水的容器放在電磁鐵上方，此時電磁鐵A端為__________極，將滑片P向右滑動，空心小鐵球所受浮力將__________（選填：“變大”、“變小”或“不變”)。
7.發光二極管只允許電流從二極管的正極流入，負極流出。如圖所示,將兩只二極管與線圈連成并聯電路，并將兩只二極管的正負極接成相反情形。使磁鐵在線圈中左右移動，此時會看見兩只發光二極管輪流發光。
（1）該裝置是根據________原理制成。 ??
（2）科學研究中經常把一些不易直接測量的物理量，用一些非常直觀的現象去認識或用易測量的物理量間接測量，下面做法相似的有__________。 ? ???????????
A.研究電磁鐵磁性強弱時運用了大量的大頭針??
B.研究電磁鐵磁性強弱時運用了滑動變阻器
C.研究植物的呼吸作用時運用了澄清石灰水???????????
D.演示鐵絲在純氧中燃燒時在瓶底留少量的水
8.如圖是小樂設計的電鈴的部分電路圖，其中A是銜鐵，B是彈性片。
（1）在答題卡中用筆畫線代替導線將電路連接完整，要求開關閉合時電鈴能不斷發聲；并根據電磁鐵的工作原理，簡要分析電鈴是如何發聲的。???????????????????
（2）正確連接電路并閉合開關后，發現電鈴的鈴聲很小。經檢查發現是因為電磁鐵的磁性不強所致。針對此問題，小樂提出以下幾種方案：
方案1：改變電路中的電流方向；
方案2：增大電路中的電流大小；
方案3：增加電磁鐵中線圈的匝數。
你認為方案?????? （選填序號）不可行，請利用上圖裝置設計實驗證明你的觀點??????? ?? 。（寫出操作方法和判斷依據）
9.請完成下列探究實驗?：
探究?l：導體在磁場中運動時產生感應電流的條件
(1)?如圖所示，實驗時，控制磁場方向相同，改變導體ab的運動方向。
①導體水平左右運動，如圖甲所示，靈敏電流計指針不發生偏轉，這是因為 ? ? ?? ；
②導體堅直上下運動，如圖乙所示，靈敏電流計指針不發生偏轉，這是因為???????? ；
③導體水平左右運動，如圖丙所示，靈敏電流計指針偏轉，電路中有電流產生。
探究?2：感應電流方向與磁場方向和導體切割磁感線方向之間的關系
（1）實驗記錄表格部分設計如下，請補全表格。
（2）在上述四次實驗中，若要驗證感應電流方向與磁場方向是否有關，可比較??? 兩次實驗。 （選填序號）
10.電梯為居民出入帶來很大的便利，出于安全考慮，電梯都設置超載自動報警系統，其工作原理如圖甲所示。己知控制電路的恒定的電源電壓U=6伏，保護電阻R1=100歐，壓敏電阻R2的阻值隨壓力F大小變化如圖乙所示，電梯底架自重和電磁鐵線圈的阻值都忽略不計。(g取10牛/千克）
（1）當壓敏電阻R2受到的壓力F增大時，其阻值減小，控制電路中的電流增大，從而使電磁鐵的磁性增強。電梯超載時，銜鐵被電磁鐵吸住，觸點K與觸點________接觸，電鈴發出警報聲。
（2）當電磁鐵線圈電流達到20毫安時，銜鐵剛好被吸住。若該電梯廂內站立總質量為1000千克的乘客時，試通過計算說明電梯是否超載。 ???
（3）如果想設置電梯最大乘客載重量為1000千克，計算得出R1的阻值應該設置為多少。
1.如圖是有關電與磁實驗的，其中用來研究磁場對電流作用的是（??? ）
2.如圖為實驗室電流表的內部結構圖。許多匝金屬線圈懸置在磁體的兩極間，線圈同時與一根指針和一只彈簧相連。當給線圈通電時，線圈轉動帶動指針偏轉，便可顯示出電流的大小。下列與此工作原理相同的電器設備是（??? ）
? A.?電鈴 ? B.?電磁鐵 C.?電動機 ? D.?發電機
3.如圖所示，將條形磁鐵固定在靜止的小車上，電路連接完整后，閉合開關S時，小車不動。變阻器的滑片P向左移動到某位置時，小車開始向左運動，則下列變阻器接入電路的方式正確的是（??? ）
A.?a接e、d接f ? B.?a接e、b接f ? C.?c接e、d接f ? D.?c接e、b接f
4.如圖所示，在水平地面上的磁體上方，有掛在彈簧測力計上的小磁體（下部N極）。小輝提著彈簧測力計向右緩慢移動，掛在彈簧測力計上的小磁體下端，沿圖示水平路線從A緩慢移到B。則圖乙中能反映彈簧測力計示數F隨位置變化的是（??? ）
5.如圖所示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。
6.小明在學習了磁場對通電導體有力的作用后，進一步查閱資料，了解到當電流與磁場方向垂直時，磁場對通電導體的作用力大小與磁場強度、導體在磁場中的長度以及導體中的電流強度有關。他設計了如圖所示的裝置，驗證磁場給通電導體的作用力與電流是否有關。實驗步驟如下，請你補充完整：
（1）將一根導體棒用兩根細線懸掛在鐵架臺上，一蹄形磁鐵豎直固定在鐵架臺上，并讓導體棒與下方的蹄形磁鐵磁極間的磁場方向垂直；
（2）給導體兩端加電壓U1，閉合電路，觀察懸線偏轉角度a1；
（3）給導體兩端加電壓U2，且U2>U1，閉合電路，觀察懸線偏轉角度a2；
（4）________，即可知道磁場給通電導體的作用力與電流是否有關；
（5）小剛也利用該裝置探究磁場給通電導體的作用力與電流是否有關，但兩次實驗中給導體棒所通電流方向均與小明的相反，比較小剛和小明的做法你認為_______（填字母）；
A．都可以 ?????B．小明更好 ?????C．小剛更好
（6）小明想進一步探究磁場對通電導體的作用力大小與導體在磁場中的長度是否有關，他直接更換了另一根較長的導體棒就去實驗，這樣改變_________（填“是”或“否”）可行，理由是____________________________。
7.小敏設計了一種“闖紅燈違規證據模擬記錄器”，如圖甲，拍攝照片記錄機動車輛闖紅燈時的情景。
工作原理：當光控開關接收到某種顏色光時，開關自動閉合，且當壓敏電阻受到車的壓力，它的阻值變化引起電流變化到一定值時，繼電器的銜鐵就被吸下，工作電路中的電控照相機工作，拍攝違規車輛。光控開關未受到該種光照射自動斷開，銜鐵沒有被吸引，工作電路中的指示燈發光。回答下列問題：
(1)根據工作原理，將電路連接完整。
(2)要記錄違規闖紅燈的情景，光控開關應在接收到__________光(填“紅”、“綠”或“黃”)時，自動閉合。
(3)由圖乙可知，壓敏電阻R的阻值隨受到壓力的增大而____________。
(4)已知控制電路電壓為6V，繼電器線圈電阻10歐，當控制電路中電流大于0.06安時，銜鐵被吸引。通過計算說明，只有質量超過多少千克的車輛違規時才會被拍照記錄。
參考答案
例1.D
例2.D
例3（1）磁場方向相同，ab、cd中的電流方向相反（2）剛轉過（3）①
例4.（1）90（2）A、B端（3）由圖可知100℃，R=50Ω控制電路電流I=UR總=6V150Ω+50Ω=0.03A=30mA所以恒溫箱加熱器處于不工作狀態。（4）變大
1.A
2.B
3.B
4.C
5.C
6.s；變小
7.（1）電磁感應（2）AC?
8.
（1）如圖所示? 閉合開關，電路中有電流，電磁鐵具有磁性吸引銜鐵，小錘敲擊鈴碗發聲；同時電路斷路，電路中沒有電流，電磁鐵失去磁性，銜鐵被彈回，彈性片與觸點接觸，電路再次接通，循環往復。（2）1，改變電流方向，其他條件不變，比較前后鈴聲的響度
9.探究1：（1）電路沒有閉合?（2）導體沒有切割磁感線探究2：（1）指針偏轉方向 ? （2）①、②（或③、④）
10.（1）B（2）有（3）解：R=U/I=6V/20mA=6V/0.02A=300歐F=G=mg=1000kg×10N/kg=10000N由圖乙可知R2=100歐R1=R-R2=300歐-100歐=200歐
1.A
2.C
3.A
4.C
5.弱；Q
6.（4）比較α1和α2大小 （5）B （6）否、長的導體阻值更大，沒有控制變量
7.（1）如圖：? （2）紅（3）減小（4）400kg（要求過程）

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