蔣彥帥
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(yīng),磁場對電流的作用,電磁感應(yīng)現(xiàn)象,信息的傳遞。
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(yīng)用??荚嚐狳c是:磁感線,安培定則,發(fā)電機和電動機的原理,電磁波的應(yīng)用。
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(zhì),磁場的方向,地磁場。本知識點通常會考磁極之間的相互作用和磁場方向。
中考常見題型
例1 (2016·福建)如圖1所示是條形磁體周圍的磁感線分布圖,在a、b、c、d四點中,磁場最強的是( )。
A.a點 B.b點
C.c點 D.d點
思路分析:我們用磁感線表示磁場的分布,磁感線既可以表示磁場方向,也可以通過磁感線的稀疏密集程度表示磁場的強弱。磁體兩極磁性最強,磁感線最密集。離兩極越近的位置磁性越強。觀察圖1可見,在a、b、c、d四點中。a點離磁極最近,磁感線最密集,磁場最強。選A。
第2節(jié)
電流的磁效應(yīng)
重點考點
奧斯特實驗表明通電導(dǎo)線周圍存在著磁場——電流的磁場,這就是電流的磁效應(yīng),其本質(zhì)可以簡記為電生磁。電流的磁場方向跟電流方向有關(guān)。根據(jù)電流的磁效應(yīng),人們發(fā)明制作了通電螺線管、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(dāng)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(guān),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(yīng)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)。
電磁繼電器是利用電磁鐵來控制工作電路的一種開關(guān),是利用電流的磁效應(yīng)工作的。欲了解電磁繼電器的工作原理,必須區(qū)分控制電路與工作電路??刂齐娐肪褪请姶盆F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
中考常見題型
例2 (2016·煙臺)在如圖2所示的電路中,根據(jù)小磁針靜止時的指向可知( )。
A.a端是通電螺線管的N極,c端是電源正極
B.b端是通電螺線管的N極。d端是電源正極
C.a端是通電螺線管的N極,c端是電源負極
D.b端是通電螺線管的N極。d端是電源負極
思路分析:通電螺線管的磁場分布與條形磁體相同,根據(jù)內(nèi)部磁場的方向得出通電螺線管的極性。通電螺線管內(nèi)部中間的小磁針靜止時N極指向左端??芍娐菥€管內(nèi)部的磁場方向水平向左,則通電螺線管左側(cè)a端為N極。根據(jù)安培定則,知螺線管中的電流從左側(cè)流進,右側(cè)流出,則c端為電源的正極,d端為負極,故A正確,BCD錯誤。選A。
例3 (2016·上海)根據(jù)圖3中通電螺線管的S極,標(biāo)出磁感線方向、小磁針的N極,并在括號內(nèi)標(biāo)出電源的正、負極。
思路分析:通電螺線管左側(cè)為s極,則右側(cè)為N極,即磁感線由N極到S極;小磁針靜止時N極指向方向與磁感線方向相同,故小磁針右側(cè)為N極;根據(jù)安培定則,可判斷出電源左側(cè)為正極,右側(cè)為負極。
參考答案:如圖4所示。
例4 (2016·廣東)如圖5所示,開關(guān)閉合,小磁鐵處于靜止?fàn)顟B(tài)。把滑動變阻器的滑片P緩慢向右移動,此時懸掛的小磁鐵的運動情況是( )。
A.向下移動
B.向上移動
C.靜止不動
D.無法確定
思路分析:電流從電源正極出來,經(jīng)過開關(guān),從螺線管上端流進,根據(jù)安培定則可判斷出通電螺線管下端為N極,上端為S極。當(dāng)滑片向右移動時,滑動變阻器電阻變小,通過螺線管的電流變大,通電螺線管的磁性增強,通電螺線管上端S極與小磁鐵下端的S極排斥力變大,所以小磁鐵向上運動。選B。
例5 (2016·黃岡)如圖6所示是某賓館走廊廊燈的自動控制電路。走廊入口上方安裝有反射式光電傳感器,當(dāng)人靠近到一定距離時,從光電傳感器上發(fā)射的紅外線經(jīng)人體反射后被接收器接收,接收器中的光敏電阻R2阻值減小,定值電阻R兩端的電壓____,同時電磁鐵磁性____,工作電路接通,燈泡發(fā)光。圖中電磁鐵的上端是____極。
思路分析:該自動控制電路的光敏電阻R0與定值電阻R串聯(lián),根據(jù)串聯(lián)分壓原理得出光敏電阻R0阻值減小時,R0分得的電壓變小,定值電阻R兩端電壓則變大。由于R0電阻變小,電路中電流會變大,電磁繼電器磁性會增強。根據(jù)安培定則,右手握住通電螺線管,四指指向電流方向,大拇指指向上端,則上端為N極。
參考答案:增大 增強 N
第3節(jié)
磁場對電流的作用
重點考點
通電導(dǎo)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發(fā)生的。電流周圍也存在著磁場,當(dāng)把通電導(dǎo)體放入磁場中時,相當(dāng)于把一個磁體放入了磁場中。由于磁場對磁體會產(chǎn)生力的作用,所以通電導(dǎo)體在磁場中也會受到力的作用,而作用的實質(zhì)還是兩個磁場間發(fā)生了力的作用。
通電導(dǎo)體在磁場中受力方向與磁場方向、電流方向都有關(guān)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(zhuǎn)動的原理制成的,它把電能轉(zhuǎn)化為機械能。磁場對電流的作用簡單理解就是“因電而動”。電壓表和電流表的工作原理和電動機相同。
動圈式揚聲器是利用通電導(dǎo)體在磁場中受力運動的原理把電信號轉(zhuǎn)換成聲信號的一種裝置。
中考常見題型
例6 (2015·南昌)圖7是靈敏電流計內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖,它的工作原理是利用通電導(dǎo)體在____中會受到____的作用,使指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)。此時如果改變線圈中的電流方向,指針的偏轉(zhuǎn)方向____(填“會”或“不會”)發(fā)生改變。
思路分析:根據(jù)圖片信息可以看出靈敏電流計內(nèi)有一個磁體,磁體的中間是線圈。將靈敏電流計接入電路中時,就會有電流流過線圈。通電的線圈在磁體的磁場中受力轉(zhuǎn)動,然后帶動指針偏轉(zhuǎn)。所以電流表、電壓表的工作原理和電動機的工作原理是相同的,即通電導(dǎo)體在磁場中受到力的作用。通電導(dǎo)體在磁場中受到力的方向與磁場方向、電流方向都有關(guān)系。當(dāng)磁場方向不變,線圈中電流方向改變時,受到的力的方向也會發(fā)生改變,這就是電流表正、負接線柱接反時,指針反偏的原因。
參考答案:磁場 力 會
例7 (2015·錦州)如圖8所示的實驗中。閉合開關(guān)后,支架上原先靜止的輕質(zhì)鋁管ab會朝某個方向運動,這表明磁場對通電導(dǎo)體會產(chǎn)生____的作用。改變磁場方向或者改變____方向,可以使鋁管ab運動的方向發(fā)生改變。____(填“電動機”或“發(fā)電機”)就是根據(jù)這個原理制成的。
思路分析:閉合開關(guān),有電流通過輕質(zhì)鋁管ab,輕質(zhì)鋁管ab運動說明受到力的作用。通電導(dǎo)體在磁場中受力方向與磁場方向和電流方向有關(guān),故還可以通過改變電流方向來使鋁管ab運動方向改變。電動機就是先通電受力后才能轉(zhuǎn)動,所以電動機是根據(jù)這個原理制成的。
參考答案:力 電流 電動機
第4節(jié)
電磁感應(yīng)現(xiàn)象
重點考點
閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場中做切割磁感線運動時,導(dǎo)體中就產(chǎn)生電流,這種現(xiàn)象叫作電磁感應(yīng),產(chǎn)生的電流叫作感應(yīng)電流。感應(yīng)電流的方向跟磁場方向和導(dǎo)體切割磁感線運動方向有關(guān)(三者互相垂直),改變磁場方向或改變導(dǎo)體切割磁感線方向都會改變感應(yīng)電流的方向。發(fā)電機、動圈式話筒就是利用電磁感應(yīng)原理制成的,其實質(zhì)可以理解為“因動而電”或“磁生電”。發(fā)電機工作時,將機械能轉(zhuǎn)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問題背景。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(xué)們是否理解其實質(zhì)。
中考常見題型
例8 (2016·德州)如圖9所示,列車工作需用大功率電動機提供動力。列車到站前停止供電,電動機線圈隨車輪轉(zhuǎn)動。轉(zhuǎn)變?yōu)榘l(fā)電機發(fā)電,此過程中車速從200 km/h減到90 km/h。在90 km/h以下進行機械剎車。下列說法正確的是( )。
A.減速發(fā)電過程中是應(yīng)用通電導(dǎo)體在磁場中受力的原理
B.機械剎車過程中機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能
C.進站前停止供電,列車仍能繼續(xù)前行是南于受到慣性力的作用
D.加速行駛過程中電動機應(yīng)用了電磁感應(yīng)原理
思路分析:A中,電動機隨車轉(zhuǎn)動變?yōu)榘l(fā)電機,是閉合電路的部分導(dǎo)體在磁場中做切割磁感線運動產(chǎn)生感應(yīng)電流,是電磁感應(yīng)現(xiàn)象。在此過程中是機械能轉(zhuǎn)化為電能。所以列車機械能減少,車速降低。B中機械剎車是由于摩擦剎車,機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。C中進站前停止供電,列車仍能繼續(xù)前行是由于列車具有慣性,但慣性不是力。D中加速行駛時,電動機給列車提供動力,所以是應(yīng)用通電導(dǎo)體在磁場中受力作用的原理。選B。
第5節(jié)
信息的傳遞
重點考點
1.電話的結(jié)構(gòu)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(yīng)的電信號,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。數(shù)字信號抗干擾能力強,現(xiàn)在的通信基本上都是數(shù)字信號。
3.電磁波:變化的電流產(chǎn)生電磁波。電磁波的“家族”龐大、應(yīng)用廣泛。如無線電臺、無線電視節(jié)目發(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(zhì)。電磁波在真空中的傳播速度等于光速,即c=3×108m/s。電磁波的傳播速度c、波長λ、頻率f的關(guān)系為c=λf。中考常見題型
例9 (2016·呼和浩特)下列關(guān)于信息、能源及可持續(xù)發(fā)展,判斷正確的是( )。
A.電磁波與聲波都可以在真空中傳播
B.手機之間信息的傳遞是由電磁波在空中傳播來完成的
C.質(zhì)量較大的原子核發(fā)生分裂能釋放出驚人的能量,人類由此制成核電站,有百利而無一害
D.電磁波在真空中的傳播速度為3×104km/s
思路分析:電磁波的傳播不需要介質(zhì),可以在真空中傳播,而聲不能在真空中傳播。A錯。手機是無線電話,是靠電磁波傳遞信息的。B正確。核電站能提供很大的能量,但是核廢料會有一定的輻射,C錯。電磁波在真空中的傳播速度等于光速,即c=3×108m/s=3×105km/s,D錯。選B。
例10 (2016·廣州)使用藍牙耳機接聽手機來電,信號傳輸示意圖如圖10,藍牙通信的電磁波( )。
A.是藍光
B.波長比手機通信的電磁波短
C.在真空中傳播速度為340 m/s
D.在真空中傳播速度比手機通信的電磁波慢
思路分析:A中,藍牙通信采用無線電波,不是光信號。B中,藍牙通信的電磁波頻率高,所以波長短。C中,電磁波在真空中的傳播速度等于光速,即c=3×10s m/s。D中,藍牙通信和手機通信使用的都是電磁波,在真空中傳播速度相同。選B。
責(zé)任編輯/蔡華杰