舒爽
在電與磁知識(shí)的學(xué)習(xí)中,許多同學(xué)經(jīng)常將電流的磁效應(yīng)、磁生電、磁場(chǎng)對(duì)電流的作用三部分知識(shí)混淆,出現(xiàn)張冠李戴的現(xiàn)象。對(duì)于這種情況,我們應(yīng)從本質(zhì)入手進(jìn)行分析:電流的磁效應(yīng)的本質(zhì)可以簡(jiǎn)單記為“本無磁,先有電后有磁”,在生活中的應(yīng)用是電磁鐵、電磁繼電器、電磁起重機(jī)等;電磁感應(yīng)的本質(zhì)可以記為“本無電,先有磁,后有電”,在生活中的應(yīng)用是發(fā)電機(jī)和動(dòng)圈式話筒等;磁場(chǎng)對(duì)電流的作用的本質(zhì)可以記為“有磁有電才有力”,在生活中的應(yīng)用是電動(dòng)機(jī)。在審題時(shí),我們要明確題干中所涉及的是哪一種電磁現(xiàn)象的原理,然后再結(jié)合題設(shè)要求來進(jìn)行選擇。
例1如圖是一個(gè)風(fēng)力發(fā)電機(jī)模型。風(fēng)吹過時(shí),扇葉轉(zhuǎn)動(dòng),小燈泡發(fā)光。下列選項(xiàng)中哪幅圖的工作原理與它相同(? ? )。
A.? B.
C.? D.
錯(cuò)解:選A。
剖析:錯(cuò)誤原因是誤以為燈泡發(fā)光一定是電路中存在電源,實(shí)際上風(fēng)吹過時(shí),扇葉轉(zhuǎn)動(dòng),小燈泡發(fā)光,是因?yàn)檫\(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生了電,是機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能,是電磁感應(yīng)現(xiàn)象,找出與之原理相同的即可。
正解:A圖電路中有電源,是通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受力而運(yùn)動(dòng),故A錯(cuò)誤。
B圖是電流磁效應(yīng),探究電磁鐵磁性強(qiáng)弱跟線圈匝數(shù)關(guān)系,故B錯(cuò)誤。
C圖是閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場(chǎng)中做切割磁感線運(yùn)動(dòng),電路中產(chǎn)生感應(yīng)電流,是電磁感應(yīng),故C正確。
D圖是奧斯特實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)說明電流周圍存在磁場(chǎng),故D錯(cuò)誤。
故選C。
例2(2022·遼寧 )如圖所示與磁有關(guān)的現(xiàn)象,下列分析錯(cuò)誤的是(? ? )。
A. 圖甲中滑板車滑行時(shí)車輪邊緣小彩燈發(fā)光,其發(fā)電原理是電磁感應(yīng)
B. 圖乙中通過改變電流大小,可以改變電磁起重機(jī)磁性強(qiáng)弱
C. 圖丙中只將小電動(dòng)機(jī)電源正負(fù)極對(duì)調(diào),線圈轉(zhuǎn)動(dòng)方向不變
D. 圖丁中司南靜止時(shí)長柄總是指向南方,說明地球周圍存在磁場(chǎng)
錯(cuò)解:選B。
剖析:錯(cuò)誤原因是對(duì)電磁鐵的概念和原理理解得不夠透徹,電磁鐵的本質(zhì)是電流的磁效應(yīng),典型應(yīng)用是電磁起重機(jī)。
正解:帶有小彩燈的滑板車車輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),線圈在磁場(chǎng)中做切割磁感線運(yùn)動(dòng),會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流,使小彩燈發(fā)光,這是電磁感應(yīng)現(xiàn)象,故A正確;
電磁鐵磁力大小與電流的大小和線圈圈數(shù)有關(guān),改變電流大小,可以改變電磁起重機(jī)磁性強(qiáng)弱,故B正確;
直流電動(dòng)機(jī)的受力的方向與電流的方向和磁感線的方向有關(guān),只將小電動(dòng)機(jī)電源正負(fù)極對(duì)調(diào),線圈轉(zhuǎn)動(dòng)方向改變,故C錯(cuò)誤;
因?yàn)榈厍蛑車嬖诖艌?chǎng),所以司南靜止時(shí)長柄總是指向南方,故D正確。
故選C。
例3(2021·河北 )如圖所示是探究電磁感應(yīng)的實(shí)驗(yàn)裝置。關(guān)于電磁感應(yīng)現(xiàn)象,下列說法正確的是(? ? )。
A. 奧斯特發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象
B. 利用電磁感應(yīng)現(xiàn)象制作了電動(dòng)機(jī)
C. 導(dǎo)線在磁場(chǎng)中沿不同方向運(yùn)動(dòng),導(dǎo)線中都會(huì)有感應(yīng)電流產(chǎn)生
D. 如果磁感線和切割磁感線方向都變得相反,導(dǎo)線中感應(yīng)電流的方向不發(fā)生改變
錯(cuò)解:選C。
剖析:錯(cuò)誤原因是誤以為導(dǎo)體在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)即可產(chǎn)生電流。產(chǎn)生感應(yīng)電流需要滿足兩個(gè)條件:閉合電路中一部分導(dǎo)體;在磁場(chǎng)中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)。
正解:奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng),法拉第發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象,故A錯(cuò)誤;
人們利用電磁感應(yīng)現(xiàn)象制作了發(fā)電機(jī),故B錯(cuò)誤;
導(dǎo)線在磁場(chǎng)中只有做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí),導(dǎo)線才會(huì)有感應(yīng)電流產(chǎn)生,故C錯(cuò)誤;
感應(yīng)電流的方向與導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)的方向和磁場(chǎng)的方向有關(guān),如果磁感線和切割磁感線方向都變得相反,則導(dǎo)線中感應(yīng)電流的方向不發(fā)生改變,故D正確。
故選D。
總結(jié):解答電與磁問題時(shí)需注意,如果題干中出現(xiàn)有電流通過時(shí)“受力轉(zhuǎn)動(dòng)”字眼則為電動(dòng)機(jī)原理,題干中若有“產(chǎn)生變化的電流”則為發(fā)電機(jī)原理。另外要注意一點(diǎn),即原理圖問題中,發(fā)電機(jī)原理圖無電源,電動(dòng)機(jī)原理圖有電源。
(作者單位:遼河油田實(shí)驗(yàn)中學(xué)分校)