2021年中考物理复习课件第21课时《磁场对电流的作用 电磁感应 电磁波》

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第21课时┃ 磁场对电流的作用 电磁感应 电磁波
考点1　磁场对电流的作用
通电导体在磁场中会受到力的作用，力的方向与________方向和________方向有关．
[注意] 当________的方向或者________的方向变得相反时，通电导线的受力方向也变得相反．
[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时，受到的力为零．(2)当通电直导线与磁感线垂直时，受到的力最大，现象最明显．
[应用] 根据此原理制成了电动机，应用在电扇、电磨等装置上．
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．
[明确] 感应电流的方向与________方向和导体切割磁感线的________方向有关．
[易错点] “切割”指类似于切菜或割草的方式，垂直或者斜着切割都可以，也就是说，导体的运动方向一定与磁感线成一定角度，而不是与磁感线平行，否则将无法切割磁感线．“切割磁感线运动”指导体与磁感线相对运动，方式可以是：①导体不动，磁场运动；②导体运动，磁场不动；③两者都动．
[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；若上述两个方向都改变，则感应电流的方向不改变． [应用] 利用此原理制成了发电机．
[说明] 在交流电中，电流在每秒内周期性变化的次数叫________．其单位是________(Hz)，简称________．我国电网以交流供电，频率为________Hz.
1. 电磁波的产生当导体中有快速变化的电流时，会向周围空间发射电磁波．
[注意] 电磁波看不见、摸不着，但确实是客观存在的．电磁波可以在真空中传播．
2. 描述波的物理量振幅(A)、周期(T)、频率(f)、波速(v)和波长(λ)：波速：电磁波传播的速度，在真空中电磁波的传播速度是__________m/s.频率：电磁波每秒内振动的次数，单位：赫兹(Hz)．波长：波在一个周期T内传播的距离，单位：米(m)，即两个相邻波峰或波谷之间的距离．
[注意] 光也是电磁波．波长、波速和频率间的关系：v＝λf.
直流电动机和交流发电
例1 [2017•盐城]如图21－1所示，导体棒ab向右运动，下列操作能使导体棒向左运动的是(　　)A．调换磁极B．取走一节干电池C．将导体棒a、b端对调D．向左移动滑动变阻器的滑片
探究1 磁场对电流的作用
[解析] 取走一节干电池，减小电源电压从而减小电路中的电流，会改变导体棒在磁场中的受力大小，但不会改变它的运动方向，故B错误；将导体棒a、b端对调，不能改变导体中的电流方向，因此不能改变受力方向，导体棒运动方向不改变，故C错误；将滑动变阻器的滑片P向左移动，电路的电阻减小，电路中的电流增大，会改变受力大小，但不会改变导体棒运动方向，故D错误
变式1　[2016•常州]我国未来的航母将采用自行研制的电磁弹射器，如图21－2所示，电磁弹射器的弹射车与飞机前轮连接，并处于强磁场中，当弹射车内的导体通以强电流时，即可受到强大的推力．如图21－3所示的实验中，与电磁弹射器工作原理一致的是(　　)
[解析] 电磁弹射器的弹射车与飞机前轮连接，并处于强磁场中，当弹射车内的导体通以强电流时，即可受到强大的推力，由此可知其原理是通电导体在磁场中受力而运动．A选项图为奥斯特实验，说明电流周围存在着磁场，故A错误；C、D两选项图中均没有电源且闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动，产生感应电流，它们均为电磁感应实验，故C、D错误．
变式2　[2016•徐州] 如图21－4所示，给直导线通电，直导线周围产生了________，蹄形磁体对通电直导线有________的作用，根据这个原理可以制成________机．
例2 [2017•扬州]如图21－5所示是手摇式手电筒，只要转动手电筒的摇柄，灯泡就能发光．下列实验能揭示手电筒工作原理的是(　　)
[解析] 手摇式手电筒是利用电磁感应原理制成的．A选项图中，通电导体在磁场中受力运动，为电动机的工作原理图，故A错误；C选项图反映了通电导体的周围存在磁场，为电流的磁效应，故C错误；D选项图中，通电线圈在磁场中受力转动，为电动机的原理图，故D错误．
变式1　[2017•泰州]无线充电技术应用了特斯拉线圈，如图21－7，用一不通电的LED灯靠近正在通电的特斯拉线圈时，LED灯发光了，灯被点亮的现象可以用我们学过的哪一知识来解释(　　)A．电流的磁效应B．磁场对电流的作用C．安培定则D．电磁感应
[解析] 用一不通电的LED灯靠近正在通电的特斯拉线圈时，LED灯发光了，这说明灯泡中产生了电流，该现象为电磁感应现象．
变式2　[2017•苏州]图21－8所示的实验中，能用电磁感应现象原理解释的是(　　)A．图甲：水果电池B．图乙：导线框绕着底部有磁铁的电池转动C．图丙：旋转电扇叶片让二极管发光D．图丁：自制电磁铁吸起大头针
例3[2016•淮安]如图21－9所示，用漆包线绕成矩形线圈，使线圈两端的导线拉直并用刀将漆全部刮掉，作为转动轴，将线圈放在金属支架上，在它下面放一块小磁体，用纸做一个小风车固定在转动轴上，将装置与小量程电流表相连，使小风车转动，可观察到______________________的现象，说明电路中有电流产生，此过程中将________能转化为电能，若将电流表换成干电池接入电路，线圈________(选填“能”或“不能”)持续转动．
探究3　电动机与发电机
电流表指针发生偏转　
[解析] 闭合电路的一部分导体，在磁场中做切割磁感线运动时，导体中会产生感应电流，因而小量程电流表的指针会发生偏转；此过程中，消耗了小风车的机械能，获得了电能，因而是将机械能转化为电能；若将电流表换成干电池接入电路，线圈中有电流通过，线圈受到磁场力的作用会转动起来，但转动到平衡位置时就停止了，因而不能持续转动．
变式1　[2017•邵阳]如图21－10所示，下列四个实验，能说明发电机原理的是(　　)
变式2　[2016•盐城]如图21－11所示，小明用漆包线绕成线圈ABCD，将线圈一端的漆全部刮去，另一端刮去一半放入磁场，做成电动机模型．连接干电池后(　　)
A．线圈持续来回摆动B．线圈沿固定方向持续转动C．AB边中电流方向交替变化D．CD边始终受到磁场力作用，且是动力
[解析] 线圈之所以能转动，是根据通电导线在磁场中受力的原理来工作的，但是该线圈在转过平衡位置时，若不改变电流的方向，此时所受到的磁场力会阻碍线圈的转动．本题中将线圈两端引线的漆皮一端全部刮掉，另一端只刮一半，这样线圈会在一个半周内受到磁场力的作用而运动，另一个半周利用惯性转动，实现了持续转动，故B正确、A错误．真正的直流电动机工作时，为了让线圈持续转动下去，是通过换向器在平衡位置及时地改变线圈中的电流方向，即改变线圈所受力的方向，使线圈持续地转动下去．本题中的电动机模型没有换向器，AB边中电流方向是不变的，故C错误．据上面的分析可知，CD边只有半圈受到磁场力的作用，故D错误．
例4 [2017•徐州]将一根导线的一端与电池的负极相连，另一端与电池的正极时断时续地接触，旁边的收音机就会发出“喀啦喀啦”的声音，这是因为收音机收到了电池与导线产生的(　　)A．超声波 B．次声波 C．电磁波 D．光波
探究4　电磁波与现代通信
变式　 [2017•淮安]如图21－12所示，超市收银员只要将读码器对准商品上的条形码扫射一下，商品有关信息就会通过________波传回读码器，读码器再将光信号转变为______信号输送到电脑上，商品信息即显示在电脑屏上．
突破　探究感应电流产生的条件
1．转换法：通过灵敏电流计指针的偏转情况判断感应电流的有无和方向．2．控制变量法：①探究感应电流的方向与导体运动方向的关系(控制磁场方向不变，改变导体的运动方向)；②探究感应电流的方向与磁场方向的关系(控制导体运动方向不变，改变磁场方向)．3．灵敏电流计指针不偏转的原因：①不是闭合回路；②导体没做切割磁感线运动；③产生的感应电流太小．4．改变感应电流大小的措施：换用磁性强的磁体、切割磁感线时保持垂直且尽量快速、改用导线制成矩形的多匝线圈代替单根导线5．能量转换：机械能转化为电能．6．电磁感应现象的实际应用：发电机、动圈式话筒．
例 如图21－13所示是“探究产生感应电流的条件”的装置，导体ab、开关、灵敏电流计用导线连接，组成电路．(1)实验中，我们通过观察______________________来判断电路中是否有感应电流；通过指针偏转的方向判断______________．
灵敏电流计指针是否偏转
(2)闭合开关，让导体ab在磁场中上下运动，发现灵敏电流计的指针________；让导体ab静止，磁体水平向右运动，则灵敏电流计的指针________．(均选填“偏转”或“不偏转”)(3)如果想进一步探究感应电流的大小与导体运动的快慢是否有关，则应闭合开关，保持其他条件不变，只改变__________________，观察____________________________，得出结论．
灵敏电流计指针偏转的幅度
(4)这次探究实验中用到的研究方法有________法和转换法．(5)下列电器中，应用电磁感应原理制成的是(　　)A．电铃　　　　　　　B．电风扇C．动圈式话筒 D．动圈式扬声器