电磁相互作用及其应用

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第26课时 │ 考点聚焦
考点4 发电机
定子 固定不动的磁体 转子 能够转动的线圈 铜滑环 和______ 电刷 把线圈和用电器连 铜滑环 ______ 接起来 电刷 利用电磁感应现象工作
基本 构造
工作 原理 工作 过程 工作时，用连续转动的线圈代替往复运动的导 线，把线圈中产生的感应电流输送给用电器
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(3)在探究中还发现，导体 AB 水平向左(或向右)缓慢运动时，灵敏电流计的 指针偏转角度较小；导体 AB 水平向左(或向右)快速运动时，灵敏电流计的指针 偏转角度较大，说明感应电流的大小与导体切割磁感线的速度 ___________________有关。 (4)有同学还想探究感应电流的大小是否与磁场强弱有关，请你写出简要
图 26－7
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► 类型四 磁场对电流的作用
例 5 (多选)如图 26－8 所示是小明同学探究“磁场对通电导体的 作用”的实验装置，ab 是一根金属棒，通过金属导轨连接到电路中，闭 合开关后，金属棒没有运动(仪器、电路都完好)，要想使用金属棒运动 起来，下列措施可行的是( B C D )
灵敏电流计的指针偏转角 同一段导体以相同的速度切割磁感线 度较大，产生的电流越大 的做法： _________________________；如何判断： ______________________。
选择两个磁感应强度不同的磁体，让
(5)如图 26－7 所示是实验室用到的手摇发电机， 慢慢摇动手柄， 观察到灵敏 电流计的指针左右摆动 ________(选填“左右摆动”或“向一侧摆动”)。这表明该发电机 模型发出的电是________( 交流电 选填“交流电”或“直流电”)。
图 26－6
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(2)利用此装置， 探究感应电流方向与磁场方向和切割磁感线方向之 间的关系，观察得到实验现象的记录如下： 实验 磁场 导体切割磁 灵敏电流计指 序号 方向 感线方向 针偏转方向 ① 向下 向右 向左 ② 向上 向右 向右 ③ 向下 向左 向右 ④ 向上 向左 向左 在上述四次实验中，比较________ ①② 两次实验，可知感应电流的方向 ②④ 两次实验，可知同时改变磁场方向和 与磁场的方向有关；比较________ 切割磁感线方向，电流方向不变。
图 26－4
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[解析] 光控开关接收到红光时会自动闭合，压敏电阻若同时受 到车的压力，其阻值变小，电路电流变大，电磁铁磁性增强，到一 定程度，就把衔铁吸下来，衔铁与触点 2 接触，电控照相机工作， 拍摄违规车辆。
[点评 ]电磁继电器实际上就是一个通过电磁铁来控制电路工作的一 个开关，熟悉电磁继电器的工作过程是解题的关键。
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图 26－2 [说明] 这个原理最早是法国科学家安培发现的。
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2．探究原理和简单过程 通电导体在磁场中会受到力的作用，力的方向与电流 方向和磁场方向有关 闭合开关后，在磁场内的导线会运动，改变电流方向 实验现象 或磁场方向，导体的运动方向也会发生改变 电流的 通电导体在磁场中受到力的作用，力的方向跟____ 磁场 的方向都有关系，当电流的方向或者磁场的 探究结论 方向和____ 反 方向变得相反时，通电导线受力的方向也变得相____ 机械能 ，根据通电 在这个探究过程中，电能转化为________ 实际应用 线圈在磁场中受力转动的原理制成了电动机，应用在电 扇、电磨等装置上 实验原理
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说明
①交流发电机产生的是大小和方向不断变化的 交流电 ②大型发电机发电，电压很 电流，即________ 高，电流很强，一般采取线圈不动，磁极旋转 的方式发电，为得到较强的磁场，要用电磁铁 代替永磁体③实际发电机靠内燃机、水轮机、 汽轮机等机械带动，把燃料的化学能或水库中 水流的动能转化为电能
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[点拨] (1)磁场不是对任意放置的直导线都有力的作用，当通 电直导线与磁感线平行放置时，受到的力为零。 (2)当通电直导线与磁感线垂直放置时，受到的力最大，现象 最明显。
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考点6 直流电动机
固定不动的磁体 能够转动的线圈 当线圈转过平衡位置时及 换向器 时改变线圈中电流的方向 与半环接触， 使电源和线圈组 电刷 成闭合电路 利用通电线圈在磁场中受力而发生转动 定子 转子
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[易错点] 电磁感应的概念中要注意以下三个关键短语： “闭合 电路”、“部分导体”、“切割磁感线运动”。 “切割磁感线运动”指导体与磁感线相对运动，方式可以是： ①导体不运动磁场运动；②导体运动磁场不运动；③两者都运动。 [点拨 ] 若磁场方向和导体做切割磁感线运动的方向有一个改 变，则感应电流的方向也随之改变。若上述两个方向同时改变，则 感应电流的方向不变。
[点评]本题考查了电动机的工作原理，间接考查了在实际操作中发 现问题并能解决问题的能力。
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辨别探究“磁场对电流的作用”装置图和探究“电磁感应现 象”装置图的最简单的方法是看电路中是否有电源，若无电源， 则是“生电的”，即是探究“电磁感应现象”的装置图；若有电 源，则是探究“磁场对电流的作用”的装置图。
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直流电动机和交流发电机比较 直流电动机 交流发电机 有换向器， 无铜滑 构造 有铜滑环，无换向器 环 通电线圈在磁场 工作原理 电磁感应现象 里受力发生转动 线圈中电 交流电 交流电 流 外部电流 直流电 交流电 能量转化 电能→机械能 机械能→电能
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考点7 电话、传感器和扬声器
1．电话 贝尔 在 1876 年发明，它是将声信息与电信息相互转 电话由________ 化而进行信息传递与交流的装置。其工作原理是： 声音声信息 话筒, 变化的电流电信息 话筒, 声音声信息 2．传感器 传感器是能将声信息、光信息、热信息、力信息等信息转化为电 信息的装置。 声 信号的一种装置。 电 信号转换成____ 3．扬声器是把____
[解析] 当水位未到达金属块 B 时，此时工作电路中，绿灯与电源 形成通路；当水位到达金属块 B 时，“控制电路”接通，电磁铁产生 磁性，吸下衔铁，此时工作电路红灯与电源形成通路。
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第26课时 │ ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ类示例
► 类型三 电磁感应现象
例 4 [2011· 泰州] 如图 26－6 所示是探究电磁感应现象的装置。 (1)闭合开关，让导体 AB 沿水平方向左右运动，观察到灵敏电流 计的指针偏转；若让导体 AB 由图示位置沿竖直方向上下运动，则灵 不偏转 选填“偏转”或“不偏转”)。 敏电流计的指针________(
[解析] 影响电磁铁磁性强弱因素有两个： 电流的大小，线圈匝数的多少。电磁铁磁性强 弱通过转换法，观察电磁铁吸起大头针的多少 来判断。
图 26－3
[点评]影响电磁铁磁性强弱因素，主要考查控制变量法、转换 法：控制线圈的匝数一定，磁性强弱是通过观察电磁铁吸起大头针 的多少来判断的。
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考点2 电磁继电器
1．电磁继电器就是利用________ 电磁铁 控制工作电路的一种开关。 2．构造：电磁铁、衔铁、簧片、触点。 低电压 、 弱电流 电路的通断， 3． 优点： 利用______ ______ 来间接地控制______ 高电压 、 强电流 电路。 ______ 4．应用：进行远距离操作和自动控制。
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[说明] 在交变电流中，电流在每秒内周期性变化的次数叫 ________ 频率 。其单位是赫兹(Hz)，简称赫。我国电网以交流供电， 50 Hz 。 频率为________
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考点5 磁场对电流的作用
1．探究实验装置示意图(如图 26－2 所示)
区别
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► 类型一 实验探究：影响电磁铁磁性强弱因素
例 1 [2011· 襄阳] 某同学探究电磁铁的特性，连成了如图 26－3 所示的电路，如果想改变电路中的电流，可通过调节 __________ 滑动变阻器 来 实现。通过观察电磁铁吸起大头针的多少可以判断电磁铁的磁性 ________ 强弱 。
► 类型二 电磁继电器
例 2 [2011· 河南] 图 26－4 是一种“闯红灯违规证据模拟器”的工 作原理图，光控开关接收到红光时会自动闭合，压敏电阻若同时受到车 强 的压力， 其阻值变小， 电磁铁的磁性因电路中电流的改变而变________( 选 填“强”或“弱”)，当电流变化到一定值时，衔铁与触点________( 选填 2 “1”或“2”)接触，电控照相机工作，拍摄违规车辆。
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考点1 电磁铁
构造 特性 磁性强弱 影响因素 原理 优点 带有铁芯的通电螺线管 通电产生磁性，断电磁性消失 ①电流的大小；②线圈的匝数；③有无铁芯 铁芯被磁化， 产生了与原螺线管磁场方向一致 的磁场，使磁场加强 ①磁性的有无可通过通断电流实现； ②磁性的 强弱可通过电流的大小控制； ③磁极的方向可由 电流的方向(或线圈的绕向)决定
基本 构造
工作 原理
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工作时，电动机的转子受力在定子中飞 快地转动 工作 过程
优点 说明
构造简单、控制方便、污染小、体积 小、效率高、功率可大可小等 实际的直流电动机都有多个线圈，每 个线圈都接在一对换向片上；有的直流 电动机还用电磁铁产生强磁场
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考点3 电磁感应
1．探究实验装置示意图(如图 26－1 所示)
图 26－1 法拉第 发现的。 [说明] 这个原理最早是英国科学家__________
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2．探究原理和简单过程 闭合电路的一部分导体做切割磁感线 实验原理 运动时，电路中会产生感应电流，这就 是_________ 电磁感应 现象 导体 AB 左右运动时， 电流表的指针会发 实验现象 生偏转 闭合电路的一部分导体做切割磁感线 __________ 运 动时，电路中会产生感应电流；感应电 探究结论 磁场 流 的 方 向 与 ________ 方 向 和 导体做切割磁感线运动 ____________________的方向有关 在电磁感应现象中，机械能转化为电 实际应用 能，利用此原理制成了发电机，应用到 发电厂等
图 26－8 A．将蹄形磁体的 N、S 极对调 B．换用磁性强一些的蹄形磁体 C．换用能提供较大电流的直流电源 D．使用轻质金属棒，减少金属棒与导轨之间的摩擦力
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[解析] 题中装置中金属棒没有运动的原因应是金属棒受磁场 力较小。A 选项只会改变棒的受力方向，不改变受力大小； B、C 选项都可增大磁场力；D 选项减小了摩擦力也是可行的。
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例 3 [2011· 哈尔滨] 如图 26－5 所示是“自动水位显示器”的电路 图。当水位未到达金属块 B 时，绿灯亮；当水位到达 B 时，红灯亮。请 根据以上要求，用笔画线代替导线，完成工作电路的连接。
图 26－5
如图所示
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