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1知識(shí)回訪

1.1電流磁效應(yīng)

任何通有電流的導(dǎo)線，都可以在其周?chē)a(chǎn)生磁場(chǎng)的現(xiàn)象，稱(chēng)為電流的磁效應(yīng)。通電導(dǎo)體周?chē)嬖诖艌?chǎng)，電流的磁場(chǎng)方向和電流方向有關(guān)。

1.2通電螺旋管

1.2.1定義

通電螺線管外部的磁感線是從螺線管的北極發(fā)出并回到南極。但是，在通電螺線管內(nèi)部的磁場(chǎng)方向是從螺線管的南極指向北極。通電螺線管對(duì)外相當(dāng)于一個(gè)條形磁鐵，通電螺線管外部的磁場(chǎng)與條形磁鐵的磁場(chǎng)相似。

1.2.2安培定制

通電螺線管的磁極極性可用安培定則（右手螺旋定則）來(lái)判定：用右手握螺線管，讓四指彎向螺線管中電流的方向，則大拇指所指的那端就是螺線管的N極。

1.2.3記憶方法

以通電螺線管正面電流為例，電流向上，N極在左端；電流向下，N極在右端，可簡(jiǎn)化為“上左，下右”。

1.3電磁鐵

電磁鐵就是內(nèi)有鐵芯的通電螺旋管。

（1）優(yōu)點(diǎn)：磁性的有無(wú)由電流的通斷來(lái)控制；磁性的強(qiáng)弱由電流的大小來(lái)改變；極性的變換由電流的方向來(lái)改變。

（2）用途：可用于電磁起重機(jī)、電鈴、電磁繼電器、聽(tīng)筒等。

1.4電磁繼電器

（1）定義：電磁繼電器是通過(guò)電磁鐵，利用低電壓、弱電流的通斷，來(lái)控制高電壓、強(qiáng)電流電路的裝置。

（2）實(shí)質(zhì)：電磁繼電器的實(shí)質(zhì)是一個(gè)由電磁鐵控制的開(kāi)關(guān)。

（3）工作原理：電磁鐵通電時(shí)，把銜鐵吸下來(lái)，使動(dòng)觸點(diǎn)和靜觸點(diǎn)接觸，工作電路閉合；電磁鐵斷電時(shí)，電磁鐵失去磁性，彈簧把銜鐵拉起來(lái)，切斷工作電路。電磁繼電器工作原理如圖1所示。

2試題解析

2.1奧斯特實(shí)驗(yàn)

例1（2017·淮安）：1820年4月的一天，奧斯特講課時(shí)突發(fā)奇想，在沿____方向的導(dǎo)線下方放置1枚小磁針，保證導(dǎo)線和小磁針能____放置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，接通電源后發(fā)現(xiàn)小磁針明顯偏轉(zhuǎn)。隨后奧斯特花了3個(gè)月時(shí)間，做了60多個(gè)實(shí)驗(yàn)證明電流的確能使磁針偏轉(zhuǎn)，這種現(xiàn)象稱(chēng)為_(kāi)___，奧斯特的發(fā)現(xiàn)，拉開(kāi)了研究電磁間本質(zhì)聯(lián)系的序幕。

解析：奧斯特實(shí)驗(yàn)證明了電流的周?chē)嬖诖艌?chǎng)，這是第一個(gè)發(fā)現(xiàn)了電和磁存在聯(lián)系的實(shí)驗(yàn)，奧斯特因這個(gè)貢獻(xiàn)而載入物理史冊(cè)。

在奧斯特實(shí)驗(yàn)中，開(kāi)關(guān)閉合時(shí)，即當(dāng)導(dǎo)線中有電流通過(guò)時(shí)，發(fā)現(xiàn)導(dǎo)線下面的小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，說(shuō)明通電導(dǎo)體周?chē)嬖谥艌?chǎng)。奧斯特講課時(shí)突發(fā)奇想，在沿電流方向的導(dǎo)線下方放置1枚小磁針，保證導(dǎo)線和小磁針能平行放置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，接通電源后發(fā)現(xiàn)小磁針明顯偏轉(zhuǎn)，證實(shí)了電流的確能使磁針偏轉(zhuǎn)，這種現(xiàn)象稱(chēng)為電流的磁效應(yīng)。

答案：電流；平行；電流的磁效應(yīng)。

點(diǎn)撥：熟悉物理學(xué)的相關(guān)歷史以及奧斯特實(shí)驗(yàn)的細(xì)節(jié)，是解題關(guān)鍵。

2.2螺線管

例2（2017·山西）：小明在一塊有機(jī)玻璃板上安裝了一個(gè)用導(dǎo)線繞成的螺線管，在板面上均勻撒滿鐵屑，通電后輕敲玻璃板，鐵屑的排列如圖2所示，下列說(shuō)法正確的是（ ）。

A.圖中P、Q兩點(diǎn)相比，P點(diǎn)處的磁場(chǎng)較強(qiáng)

B.若只改變螺線管中的電流方向，P、Q兩點(diǎn)處的磁場(chǎng)會(huì)減弱

C.若只改變螺線管中的電流方向，P、Q兩點(diǎn)處的磁場(chǎng)方向會(huì)改變

D.若只增大螺線管中的電流，P、Q兩點(diǎn)處的磁場(chǎng)方向會(huì)改變

解析：由圖2可以看出通電螺線管的磁場(chǎng)和條形磁體的磁場(chǎng)一樣，并且可以看到Q點(diǎn)鐵屑的分布比P點(diǎn)密集，由此可以確定Q點(diǎn)的磁場(chǎng)比P點(diǎn)強(qiáng)，故A選項(xiàng)錯(cuò)誤。只改變電流方向，則磁場(chǎng)方向發(fā)生改變，但通電螺線管的磁場(chǎng)強(qiáng)弱不變，故B選項(xiàng)錯(cuò)誤，C選項(xiàng)正確。只增大螺線管中的電流，則磁場(chǎng)的強(qiáng)弱發(fā)生改變，但磁場(chǎng)方向不變，故D選項(xiàng)錯(cuò)誤。

答案：C。

點(diǎn)撥：對(duì)通電螺線管磁場(chǎng)有一個(gè)基本的認(rèn)識(shí)，對(duì)通電螺線管磁場(chǎng)強(qiáng)弱因素有一個(gè)全面的理解，是解題關(guān)鍵。

2.3電磁鐵

例3（2017·金華）：在探究影響電磁鐵磁性強(qiáng)弱的因素時(shí)，小科設(shè)計(jì)了如圖3所示的電路，下列相關(guān)說(shuō)法不正確的是（ ）。

A.電磁鐵A、B上方都是S極

B.通過(guò)電磁鐵A和B的電流相等

C.電磁鐵A的磁性強(qiáng)于電磁鐵B的磁性

D.向右移動(dòng)滑片P，電磁鐵A、B磁性都減弱

解析：由安培定則可知，電磁鐵A的上方為N極，B的上方為S極，故A選項(xiàng)錯(cuò)誤。由圖3可知，電磁鐵A和B串聯(lián)接入電路中，所以電流相等，故B正確。電磁鐵A和B的電流相同，由圖3可知A的線圈匝數(shù)多于B的線圈匝數(shù)，A的磁性強(qiáng)于B的磁性，故C選項(xiàng)正確。向右移動(dòng)滑片P，滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻變大，根據(jù)歐姆定律可知，電流減小，電磁鐵A、B磁性都減弱，故D選項(xiàng)正確。

答案：A。

點(diǎn)撥：此對(duì)電磁鐵磁性強(qiáng)弱影響因素的了解和掌握，以及對(duì)滑動(dòng)變阻器在電路中的作用的理解，是解題突破口，解題中要注意控制變量法的熟練運(yùn)用。

2.4電磁繼電器

例4（2017·武漢）：如圖4所示是一種水位自動(dòng)報(bào)警器的原理圖。水位沒(méi)有達(dá)到金屬塊A時(shí)，燈____亮；水位達(dá)到金屬塊A時(shí)，由于一般的水是____，燈____亮。

解析：電磁繼電器一般由鐵芯、線圈、銜鐵、觸點(diǎn)簧片等組成。只要在線圈兩端加上一定的電壓，線圈中就會(huì)流過(guò)一定的電流，從而產(chǎn)生電磁效應(yīng)，銜鐵就會(huì)在電磁力吸引的作用下克服返回彈簧的拉力吸向鐵芯，從而帶動(dòng)銜鐵的動(dòng)觸點(diǎn)與靜觸點(diǎn)（常開(kāi)觸點(diǎn)）吸合。當(dāng)線圈斷電后，電磁的吸力也隨之消失，銜鐵就會(huì)在彈簧的作用力下回到原來(lái)的位置，使動(dòng)觸點(diǎn)與原來(lái)的靜觸點(diǎn)（常閉觸點(diǎn)）吸合。這樣吸合、釋放，控制了電路的導(dǎo)通、切斷。

當(dāng)水位下降沒(méi)有達(dá)到金屬塊A時(shí)，控制電路斷開(kāi)，電磁鐵失去磁性，彈簧拉著銜鐵使動(dòng)觸點(diǎn)與上面的靜觸點(diǎn)接觸，工作電路接通，則L₁燈亮。

當(dāng)水位上漲時(shí)，水與金屬A接觸，由于水是導(dǎo)體，控制電路接通，電磁鐵吸引銜鐵，使動(dòng)觸點(diǎn)與下面的靜觸點(diǎn)接觸，工作電路接通，則L₂燈亮。

答案：L₁；導(dǎo)體；L₂。

點(diǎn)撥：熟悉電磁繼電器的工作原理和過(guò)程，是解題的突破口。電磁繼電器在實(shí)際生活中經(jīng)常用于自動(dòng)控制水位報(bào)警器、溫度報(bào)警器等。由水位的變化導(dǎo)致控制電路的通斷，進(jìn)一步?jīng)Q定電磁鐵磁性的有無(wú)，從而控制工作電路的動(dòng)觸點(diǎn)的位置的變化，改變工作電路的連接情況。

2.5電生磁綜合應(yīng)用

例5（2017·杭州）：圖5為熱敏電阻的.R-T圖像，圖6為用此熱敏電阻R和繼電器組成的恒溫箱的簡(jiǎn)單溫控電路。繼電器線圈的電阻為150Ω，當(dāng)線圈中電流大于或等于28mA時(shí)，繼電器的銜鐵被吸合，為繼電器線圈供電電池的電壓為6V，圖6的“電源”是恒溫箱加熱器的電源。

（1）從圖6中可知，50℃時(shí)熱敏電阻的阻值為_(kāi)___Ω。

（2）恒溫箱的加熱器應(yīng)接在AB端還是CD端？

（3）若恒溫箱內(nèi)的溫度達(dá)到100℃時(shí)，請(qǐng)計(jì)算分析恒溫箱加熱器是否處于工作狀態(tài)。

（4）若在原控制電路中，串聯(lián)接入一個(gè)可變電阻，當(dāng)該電阻增大時(shí)，所控制的恒溫箱內(nèi)的最高溫度將____（選填“變大”“不變”或“變小”）。

解析：（1）分析圖5可知，50℃時(shí)熱敏電阻的阻值為90Ω。

（2）當(dāng)溫度較低的時(shí)候，熱敏電阻的電阻值較大，電路中的電流較小，此時(shí)繼電器的銜鐵與AB部分連接，此時(shí)是需要加熱的，恒溫箱內(nèi)的加熱器要工作，所以該把恒溫箱內(nèi)的加熱器接在AB端。

（3）當(dāng)溫度達(dá)到100℃時(shí)，據(jù)圖5可知，此時(shí)的電阻是50Ω，繼電器線圈的電阻為150Ω，所以該電路的電流是：

由于I>28mA，故恒溫箱不處于工作狀態(tài)。（4）據(jù)題意可知“當(dāng)線圈中電流大于或等于28mA時(shí)，繼電器的銜鐵被吸合”，即恒溫箱會(huì)停止工作，故可知若在控制電路中串聯(lián)一個(gè)電阻，電路電阻變大，同樣情況下，使得電路電流變小，故控制電路達(dá)到28mA時(shí)所用的時(shí)間會(huì)更長(zhǎng)，保溫箱的加熱時(shí)間會(huì)更長(zhǎng)，故保溫箱內(nèi)的溫度會(huì)更高。

答案：90；恒溫箱的加熱器應(yīng)接在AB端；若恒溫箱內(nèi)的溫度達(dá)到100℃時(shí)，通過(guò)計(jì)算分析恒溫箱加熱器不處于工作狀態(tài)；變大。

點(diǎn)撥：在解答本題的時(shí)候要分析清楚，控制電路和加熱電路是兩個(gè)不同的電路，只有當(dāng)溫度較低，需要加熱的時(shí)候，加熱電路才會(huì)工作，而控制電路是一直通電的。