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一輪復(fù)習(xí)講義25 磁生電
【知識梳理】
1、磁場對電流有力的作用，力的方向與電流方向和磁場方向有關(guān)。產(chǎn)生條件：①有磁場；②導(dǎo)線有電流通過；③通電導(dǎo)線與磁場方向不平行。
2、如圖所示，探究磁場對電流的作用實(shí)驗(yàn)：①閉合開關(guān)，
導(dǎo)線運(yùn)動(dòng)。②只改變電流方向或磁場方向，導(dǎo)線運(yùn)動(dòng)方向
改變（導(dǎo)線受力方向改變）；③電流方向與磁場方向同時(shí)
改變，導(dǎo)線運(yùn)動(dòng)方向不改變（導(dǎo)線受力方向不改變）。
3、應(yīng)用：電動(dòng)機(jī)、電流表、電壓表等。
4、電動(dòng)機(jī)原理：通電線圈在磁場中受力轉(zhuǎn)動(dòng)（磁場對電流有力的作用）；能量轉(zhuǎn)化：電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。主要結(jié)構(gòu)：磁體、 線圈、換向器等。（轉(zhuǎn)子、定子）
5、換向器：換向器由兩個(gè)半圓銅環(huán)、兩個(gè)電刷組成。作用：當(dāng)線圈剛轉(zhuǎn)過平衡位置時(shí)，能自動(dòng)改變線圈中電流方向，使線圈能持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)。每轉(zhuǎn)一圈線圈中電流方向改變2次。
6、直流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向與電流方向和磁場方向有關(guān)，①直改變電流方向（對調(diào)電源接線）或改變磁感線方向（對調(diào)磁極），直流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向改變。②電流方向與磁場方向同時(shí)改變，直流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向不變。
7、直流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速與線圈中電流的大小、磁場的強(qiáng)弱、線圈的匝數(shù)有關(guān)。調(diào)節(jié)方法：①增大電流；②增強(qiáng)磁體的磁性；③增加線圈的匝數(shù)。
8、電動(dòng)機(jī)的優(yōu)點(diǎn)：控制方便、污染小、效率高等。
9、英國的物理學(xué)家法拉第首先發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象，意義：進(jìn)一步揭示了電與磁之間的聯(lián)系。
10、電磁感應(yīng)：閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場中做切割磁感線
運(yùn)動(dòng)時(shí)，導(dǎo)體中產(chǎn)生感應(yīng)電流的現(xiàn)象叫電磁感應(yīng)現(xiàn)象。
11、電磁感應(yīng)實(shí)驗(yàn)（如圖所示）：
（1）電流計(jì)G的指針左右偏轉(zhuǎn)，說明有電流產(chǎn)生。（轉(zhuǎn)換法）
12、產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件：①閉合電路；②一部分導(dǎo)體做切割
磁感線運(yùn)動(dòng)。兩個(gè)條件缺一不可。
13、影響感應(yīng)電流方向因素：①磁場的方向；②切割磁感線運(yùn)動(dòng)的方向。只改變磁場方向或切割磁感線運(yùn)動(dòng)方向，感應(yīng)電流方向改變；若這兩個(gè)方向同時(shí)改變，感應(yīng)電流方向不變。
提示：①“切割”指類似于切菜或割草的方式，垂直或者斜著切割都可以，即：導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng)方向一定與磁感線成一定角度，而不是與磁感線平行，否則將無法切割磁感線．②“切割磁感線運(yùn)動(dòng)”指導(dǎo)體與磁感線相對運(yùn)動(dòng)，如：⑴導(dǎo)體不動(dòng)，磁場運(yùn)動(dòng)； ⑵導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)，磁場不動(dòng)；
14、發(fā)電機(jī)：①原理：電磁感應(yīng)；②主要結(jié)構(gòu)：定子、轉(zhuǎn)子、銅環(huán)、電刷等；③工作過程（如圖所示）；④能量轉(zhuǎn)化：機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能；⑤交流電：電流方向周期性變化的電流。
15、電流在每秒內(nèi)周期性變化的次數(shù)叫做頻率，單位赫茲(Hz)。我國電網(wǎng)以交流供電，電壓為220V，頻率為50Hz.
【精題精練】
命題1：磁生電
1.如圖所示是閉合電路的一部分導(dǎo)體在兩磁極間運(yùn)動(dòng)一周的情形，圖中小圓圈代表
導(dǎo)體的橫截面，箭頭表示導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng)方向，下列說法正確的是（　　）
A．在a、b、c、d四個(gè)位置時(shí)，導(dǎo)體都有感應(yīng)電流
B．在a、c兩個(gè)位置時(shí)，導(dǎo)體中沒有感應(yīng)電流
C．在a、c兩個(gè)位置時(shí)，導(dǎo)體中有感應(yīng)電流且電流方向相同
D．在b、d兩個(gè)位置時(shí)，導(dǎo)體中沒有感應(yīng)電流
2.如圖所示，兩根絕緣細(xì)線懸掛著的導(dǎo)體ab，放在U形磁鐵中央，
ab兩端連接著導(dǎo)線。在虛線框中接入某種實(shí)驗(yàn)器材可進(jìn)行相應(yīng)的實(shí)
驗(yàn)探究。下列說法中正確的是（　　）
A．接入電流表可探究電磁感應(yīng)現(xiàn)象，與發(fā)電機(jī)原理相同
B．接入電流表可探究通電導(dǎo)體在磁場中受力，與發(fā)電機(jī)原理相同
C．接入電源可探究電磁感應(yīng)現(xiàn)象，與電動(dòng)機(jī)原理相同
D．接入電源可探究通電導(dǎo)體在磁場中受力，與發(fā)電機(jī)原理相同
3.如圖所示，是小安同學(xué)自制的一個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置.他把帶絕緣層的導(dǎo)線
繞在塑料管外，導(dǎo)線兩端連接著小燈泡，形成閉合電路，管內(nèi)封閉
一個(gè)強(qiáng)磁體。沿圖中所示方向來回快速搖動(dòng)裝置，小燈泡發(fā)光。以
下說法正確的是（　　）
A. 燈絲中電流方向保持不變 B. 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象表明電能夠生磁
C. 該現(xiàn)象屬于電磁感應(yīng)現(xiàn)象 D. 此裝置與電動(dòng)機(jī)原理相同
4.小明用如圖所示的裝置來探究感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件（圖中靈敏電流計(jì)G的指針偏轉(zhuǎn)方向相反即表示通過的電流方向相反）
（1）導(dǎo)體ab靜止懸掛，閉合開關(guān)，靈敏電流計(jì)的指針不偏轉(zhuǎn)，說明
電路中______（有/無）電流產(chǎn)生。
（2）繼續(xù)探究，記錄觀察到的現(xiàn)象如下表：
序號 ab運(yùn)動(dòng)方向 電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)情況
1 沿磁感線方向運(yùn)動(dòng)（不切割磁感線） 不偏轉(zhuǎn)
2 水平向左（切割磁感線） 向右
3 水平向右（切割磁感線） 向左偏轉(zhuǎn)
①比較1、2（或1、3）實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可知，閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場中做_______________運(yùn)動(dòng)時(shí)，電路中就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流
②比較2、3實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象還發(fā)現(xiàn)，產(chǎn)生的感應(yīng)電流的方向跟 ______ 有關(guān)
（3）若在整理器材時(shí)未斷開開關(guān)，先水平向左撤去蹄形磁鐵（導(dǎo)體ab不動(dòng)），則靈敏電流計(jì)的指針_________（會(huì)/不會(huì)）偏轉(zhuǎn)。
5.圖示實(shí)驗(yàn)裝置中，磁體和導(dǎo)體棒均水平放置，斷開S2、閉合S1，使導(dǎo)體棒水平向右運(yùn)動(dòng)，電流表G的指針向右偏，這是　 　　　　　　現(xiàn)象，為使G的指針向左偏，可使導(dǎo)體棒向　 　運(yùn)動(dòng)，斷開S1、閉合S2，導(dǎo)體棒能運(yùn)動(dòng)起來，依此可制成　 　　 　（選填“電動(dòng)機(jī)”或“發(fā)電機(jī)”）。
6.如圖所示是一款“運(yùn)動(dòng)手環(huán)”，其主要部分是一段內(nèi)置一小塊磁鐵的密閉空心塑料管，管外纏繞著線圈。戴著這種手環(huán)走路時(shí)，塑料管跟著手一起運(yùn)動(dòng)，磁鐵則在管內(nèi)反復(fù)運(yùn)動(dòng)，線圈中便會(huì)產(chǎn)生電流，液晶屏上就會(huì)顯示出運(yùn)動(dòng)的步數(shù)，此過程利用了　 　 　 　的原理，將　　 　能轉(zhuǎn)化為電能。
7.如圖所示，有一種“能量收集船”通過破浪推動(dòng)船體內(nèi)側(cè)的
“工作臂”帶動(dòng)船內(nèi)線圈切割磁感線，從而獲得電能，并儲(chǔ)存
起來，該：“能量收集船”的發(fā)電原理是 現(xiàn)像，
將 能轉(zhuǎn)化為電能。
命題2：電與磁綜合
1.下列四幅圖中，工作原理與其他三個(gè)不同的是（　　）
A．帽子上的風(fēng)扇 B．手搖發(fā)電機(jī) C．揚(yáng)聲器 D．自制小電動(dòng)機(jī)
2.如圖所示的充電鞋墊，利用腳跟起落驅(qū)動(dòng)磁性轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，線中就會(huì)產(chǎn)生電流，從而能給鞋墊上的電池充電。下圖中與充電鞋墊的工作原理相同的是（　　）
A B C D
3．下圖所示的四個(gè)實(shí)驗(yàn)中，能確定鋼棒具有磁性的是（　　）
4．如圖所示是小利設(shè)計(jì)的一種限流器原理圖，當(dāng)電流超過限制電流時(shí)，會(huì)自動(dòng)切斷電路。
（1）當(dāng)電流超過限制電流時(shí)，銜鐵N被電磁鐵M吸引過去，勻質(zhì)的金屬桿OA在彈簧拉力作用下繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，電路斷開。剛轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，杠桿OA屬于＿＿＿＿杠桿。
（2）若要把限流器接入家庭電路中，從安全用電角度考慮，應(yīng)該把它接在進(jìn)戶線的＿＿＿＿線上。
（3）調(diào)試時(shí)，電流尚未達(dá)到設(shè)計(jì)的限制電流，限流器已經(jīng)切斷電路。為達(dá)到設(shè)計(jì)要求，應(yīng)把滑動(dòng)變阻器滑片P向＿＿＿＿移動(dòng)。
5.如圖所示為玩具小風(fēng)扇里的小直流電動(dòng)機(jī)，小明同學(xué)將電池接到該直流電動(dòng)機(jī)兩端，看到電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)起來，電動(dòng)機(jī)的工作原理是：　 　；小明將電池反向接到電動(dòng)機(jī)兩端，看到電動(dòng)機(jī)　 　（選填：原方向旋轉(zhuǎn)、不轉(zhuǎn)動(dòng)、反向旋轉(zhuǎn)）。學(xué)習(xí)了電磁感應(yīng)知識后，小明同學(xué)想到：“直流電動(dòng)機(jī)線圈轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)也切割了磁感線，那么線圈中是否也會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流呢？”于是小明將一個(gè)小燈泡連在直流電動(dòng)機(jī)兩端，用手搓動(dòng)轉(zhuǎn)軸，發(fā)現(xiàn)小燈并未發(fā)光。小紅同學(xué)認(rèn)為，這說明直流電動(dòng)機(jī)不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流。你是否同意小紅的看法：　 　；若小明要繼續(xù)研究，應(yīng)該使用什么儀器比較妥當(dāng)：　 　。
6．某同學(xué)利用熱敏電阻為家中燈暖型“浴霸”（用電燈取暖的用電器）設(shè)計(jì)了一個(gè)溫度可自動(dòng)控制的裝置，如圖甲所示．“控制電路”中的熱敏電阻R1的阻值隨溫度變化的曲線如圖乙所示．電磁鐵線圈可看成阻值為20Ω的純電阻R0，“浴霸”共安裝有2盞標(biāo)有“220V，440W”的燈泡，當(dāng)電磁鐵線圈中電流大于或等于50mA時(shí)，繼電器的銜鐵被吸合，使“浴霸”電路斷開；當(dāng)線圈中的電流小于或等于40mA時(shí)，繼電器的銜鐵被釋放，使“浴霸”電路閉合．求：
（1）工作電路正常工作時(shí)，每盞燈泡在1min內(nèi)產(chǎn)生的熱量是多少？
（2）若浴室中的溫度不得超過40℃，則控制電路的電源電壓U1最小值是多少？
（3）若電源U1電壓恒定為12V，則將此裝置放在浴室內(nèi)，浴室內(nèi)溫度可控制在多大范圍內(nèi)？
7．圖甲是某電熱水器的電路圖。其中U=3V，R2為可調(diào)電阻；R1為熱敏電阻，其阻值隨溫度變化的關(guān)系如圖乙所示；R3為電阻絲加熱器；R1和R3均置于水箱中，繼電器線圈電阻忽略不計(jì)。當(dāng)繼電器線圈中的電流達(dá)到0.04A時(shí)，繼電器的銜鐵會(huì)被吸下。
（1）熱水器中水的溫度升高時(shí)，熱敏電阻的阻值R1將＿＿＿＿（填“變大”、“變小”或“不變”）。
（2）當(dāng)繼電器線圈中的電流達(dá)到0.06A，指示燈＿＿＿＿發(fā)光（填“紅燈”或“綠燈”），線圈下端M的磁極是＿＿＿＿極（填“N”或“S”）。
（3）如果電熱水器儲(chǔ)有40kg的水，加熱器R3工作1小時(shí)產(chǎn)生了4.2×106J的熱量，其中有80%被水吸收，則水的溫度升高了多少℃？
（4）如果將熱水器中的最高水溫設(shè)置為80℃，R2的阻值應(yīng)該調(diào)至多大？
甲 乙
參考答案：命題1：磁生電
1、D；2、A；3、C；4、（1）無（2）①切割磁感線；②導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng)方向；③會(huì)；
5、電磁感應(yīng)；左；電動(dòng)機(jī)；6、電磁感應(yīng)；機(jī)械；7、電磁感應(yīng)、機(jī)械能；
命題2：電與磁綜合
1、B 2、B
5、（1）通電線圈在磁場中受到力的作用；反向旋轉(zhuǎn)；（2）不同意；靈敏電流表。
6：（1）2.64×104J（2）10V （3）22℃～30℃
7：（1）變小 （2）綠燈 S （3）Q水吸=Q放×80%=4.2×106J×80%=3.36×106J Δt=Q水吸/cm=3.36×106J/（4.2×103J·kg-1℃-1×40kg）=20℃ （4）R總=U/I=3V/0.04A=75Ω 查乙圖可知當(dāng)t=80℃ R1=15Ω R2=R總－R1=75Ω－15Ω=60Ω

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