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(共37张PPT)
第27讲　电和磁
磁现象
1．具有吸引____________等物质的性质称为磁性。具有磁性的物体叫________。
2．磁体中各部分磁性强弱不同，两端磁性最强称为______。磁极分为______极和______极。
3．磁极相互作用规律：同名磁极__________，异名磁极__________。
4．磁化是指原来没有磁性的物体在磁体或者电流的作用下获得磁性的过程。
【备考补充】磁体被分割成几段后，每一段磁体上仍然有S极和N极；两个磁体相互吸引变成一个磁体后，依然只有两个磁极。
铁、钴、镍
磁体
磁极
南(S)
北(N)
相互排斥
相互吸引
1．随着网络快捷支付的普及，我们使用人民币进行交易的机会越来越少。下列硬币中能被磁铁吸引的是( )
A．第一套硬币：壹分(铝质)
B．第三套硬币：梅花5角(铜锌合金)
C．第四套硬币：菊花1元(铁芯镀镍)
D．纪念币：杭州亚运会10元(银质)
C
磁场与磁感线
1．磁场
(1)磁体周围存在着磁场，磁场是一种看不见摸不着的特殊物质。
(2)基本性质：它对放入其中的磁体产生________的作用，磁体间的相互作用是通过磁场发生的。
(3)方向：磁场具有方向，将一个小磁针放入磁场中任何一点，小磁针________所指的方向就是该点磁场的方向。
2．磁感线
(1)条形磁铁和蹄形磁铁的磁感线：在磁铁外部，____________________________
___________________。
磁力
北极
磁感线从磁体的N极出来，
回到磁体的S极
(2)磁感线的_______表示磁场的强弱，磁感线的切线方向表示磁场的方向。(磁场是一种实际存在的物质，而磁感线是人为_______的，实际并不存在)
(3)几种磁场的磁感线
疏密
假想
2．在班级组织的“自制指南针”活动中，小伟同学用条形磁体将缝衣针磁化后，将其放在水中漂浮的一片树叶上。多次将树叶轻轻旋转，待树叶静止后，观察到树叶的尖端总是指向南方，如图所示。下列说法中正确的是( )
A．树叶尖端指向地磁南极
B．指南针的“N”应标注在树叶尖端
C．树叶周围存在磁场和磁感线
D．若用磁体的N极靠近树叶尖端，会相互吸引
D
通电导线周围的磁场(电生磁)
1．丹麦物理学家________证实了电流周围存在磁场。
2．通电直导线周围的磁场是以导线上各点为中心的同心圆。越靠近导线，磁感线越________。磁场方向随着____________的改变而改变。
奥斯特
密集
电流方向
3．通电螺线管的磁场和条形磁体的磁场相似。其两端的极性跟__________有关。电流方向与磁极间的关系可由__________来判断。
4．安培定则：用________握住螺线管，让________指向螺线管中电流的方向，________所指的那端就是螺线管的________，如图所示。
电流方向
安培定则
右手
四指
大拇指
N极
3．闭合如图所示电路的开关，小磁针静止时指向如图，则( )
A．通电螺线管的左端为N极
B．电源的左端为正极
C．电流表的左端为“＋”接线柱
D．R的滑片不能置于最右端
C
电磁铁与电磁继电器
1．电磁铁定义：内部带铁芯的通电螺线管。
2．电磁铁原理：当在通电螺线管内部插入铁芯后，铁芯被通电螺线管的磁场磁化，磁化后的铁芯也变成了一个磁体，由于两个磁场互相叠加，从而使螺线管的磁性大大增强。
3．优点：磁性有无由通断电来控制，磁极方向由_____________来控制，磁性强弱由电流大小、线圈匝数来控制。
4．影响电磁铁磁性强弱的因素
(1)电流：当线圈匝数一定时，电流越大，磁性越__________。
(2)线圈匝数：当电流一定时，线圈匝数越多，磁性越_________。
电流方向
强
强
5．电磁继电器
电磁继电器是用电磁铁控制工作电路的自动开关，使用电磁继电器可以用低电压、弱电流控制高电压、强电流电路的通断。
4．用图甲所示装置探究通电螺线管外部的磁场分布，用图乙所示装置探究电磁铁磁性强弱跟哪些因素有关。下列说法正确的是( )
A．通电螺线管外部的磁场分布与条形磁体的磁场相似
B．改变通电螺线管中电流方向，小磁针N极指向不变
C．匝数一定时，通入的电流越小，电磁铁的磁性越强
D．电流一定时，减少铁钉上线圈的匝数，电磁铁的磁性强弱不变
A
磁场对电流的作用
1．磁场对通电导体的作用：通电导体在磁场中受到力的作用。
力的方向跟导体中的电流方向和磁场方向有关。力的大小跟电流大小和磁场强弱有关。
2．电动机的构造与原理
(1)工作原理：通电线圈在磁场中受到
力的作用而发生转动。
(2)基本构造：转子＋定子。
(3)能量转化：电能→机械能。
(4)换向器由两个铜半环构成，能自动地改变线圈中的电流方向，使线圈能连续转动。
【备考补充】自制电动机时需要刮去引线的漆皮，一端全部刮掉，另一端只刮半周。线圈每转一周，只有半周有电流，获得动力，另外半周靠惯性转动。
5．如图所示，某同学自制的最简单的电动机，螺丝钉的尾端吸着纽扣磁铁，尖端吸在电池的正极上，然后将导线的一端接到电池负极，另一端搭在磁铁边缘，螺丝钉就开始旋转。下列叙述错误的是( )
A．工作时将机械能转化为电能
B．若仅改变电源正负极方向，螺丝钉会反向转动
C．若仅将纽扣磁铁上下翻转(改变磁极方向)，螺丝钉会反向转动
D．若将电池替换成电压更大的电池，螺丝钉转动速度加快
A
电磁感应现象
1．英国科学家________发现了电磁感应现象。闭合电路的________导体在磁场中做________磁感线的运动时，导体中就会产生电流，这种现象被称为电磁感应现象。
2．如果电路没有闭合，则没有____________，仅有____________。
3．产生感应电流的条件：(1)电路必须是__________；(2)导体必须做__________的运动。
4．感应电流的方向与____________和______________有关。
法拉第
部分
切割
感应电流
感应电压
闭合的
切割磁感线
磁场方向
导体运动方向
6．光伏充电座椅主体是一块太阳能板，用该板对蓄电池充电时，将光能转化为蓄电池内部的________。隐藏在座椅内的线圈能够产生变化的磁场，给手机无线充电，该充电技术的工作原理是__________(填“电磁感应”或“电流的磁效应”)。
化学能
电磁感应
磁现象与磁场
【例1】　小联同学学习了电和磁的知识后，打算用磁铁、缝衣针等材料制作一个指南针。为了确定缝衣针是否具有磁性，小联同学设计了如下四个实验方案，其中不可行的是( )
C
1．为了直观地反映通电螺线管周围磁场分布，可用如图所示的磁感线表示。如果在该通电螺线管内部插入一根铁芯，那么下列磁感线中能正确反映其磁场变化的是( )
D
电流的磁效应
【例2】　1820年，丹麦物理学家奥斯特发现了通电导体周围存在磁场。
(1)在演示奥斯特实验时，如图甲所示，①闭合开关；②放置小磁针观察指向；③摆放一根长直导线。为了减弱地磁场的影响，正确的实验操作顺序为_______。
A．①②③ B．②③①
C．②①③ D．③①②
B
(2)由图乙(a)(b)(c)可知：电流周围存在磁场，且_____________________________
_________。
(3)小曙推理：若一束电子沿着水平方向平行地飞过小磁针上方，如图乙(d)所示，小磁针也会发生偏转。其依据是：____________________________；图乙(d)中小磁针N极偏转方向和图乙________(填序号)中的小磁针偏转方向相同。
电流的磁场方向与电流的方向
有关
电子的定向移动会形成电流
(c)
2．小张家所在的住宅区每栋单元楼的楼梯口都安装了防盗门，其门锁原理图如图所示，图中只画出了其中一家住户的控制开关S。该门锁的工作过程是：楼上的人闭合控制开关S，门锁上的电磁铁通电后吸引卡入右侧门扣中的衔铁，门可打开。关于该门锁，下列说法中正确的是( )
A．该门锁是利用电生磁的原理来工作的
B．电流周围的磁场是假想的物理模型
C．闭合开关S后，电磁铁的右端为N极
D．该单元的各住户控制门锁的开关是串联的
A
电动机
【例3】　某电动机的原理图如图所示，EF、PQ为螺线管，abcd为电动机的线圈，OO′为转轴。闭合开关，线圈能朝一个方向持续转动，则( )
A．螺线管F端为N极，P端为N极
B．图中线圈平面恰好处在平衡位置
C．若将电源的正负极对调，转动方向不变
D．图示装置工作时把机械能转化为电能
C
3．1821年、法拉第用如图所示装置进行了实验。其中A是可动磁铁，B是固定导线，C是可动导线，D是固定磁铁，灰色部分表示水银。电路接通后，可动磁铁A和可动导线C均会发生运动。
(1)该实验中能量的转换形式是____________________________。
(2)结合通电直导线周围的磁场分布，推测俯视角度下，可动磁铁A N极的运动方向是__________(填“顺时针”或“逆时针”)。
电能转化成机械能
逆时针
(3)导致可动导线C运动且运动方向与可动磁铁A运动方向不同的原因是
____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
通电导线与磁铁间相互作用力的方向与通电导线中的电流方向和磁铁产生的
磁场方向有关。由此可知如图所示的装置接通电源后，从上向下看，导线B
和导线C中电流方向相反，所在磁场方向相同，受力方向相反，故可动导线
C运动且运动方向与可动磁铁A运动方向不同
电磁感应
【例4】　电磁感应现象产生的电压大小与线圈匝数、切割磁感线速度和磁场强度有关。小实为探究感应电压大小与线圈匝数的关系，将100匝线圈紧密缠绕在玻璃管外侧中部，接入开关和电压表，如图甲。闭合开关，将磁体从玻璃管顶端由静止释放。换用不同匝数的线圈，将磁体从相同高
度由静止释放，实验结果如图乙。(磁体与玻璃管
间的阻力忽略不计)
(1)每次实验均控制磁体从相同高度由静止释
放的目的是____________________________。
使切割磁感线速度相同
(2)分析实验结果，得出的初步结论是______________________________________
____________________________________________________。
(3)断开开关后释放磁体，其下落速度比开关闭合时更快。造成这一现象的原因是__________________________________________________________________________________________________________________________。
当磁场的强度、线圈运动速度都相同时，
线圈匝数越多，电磁感应现象产生的感应电压越大
不计摩擦，闭合开关后释放磁体，磁体的重力势能转化为动能和电能；断开开
关后释放磁体，磁体的重力势能全部转化为动能
4．(2024，兰州)科技创新活动中，小雅的作品“隔板推物”引起了同学们的极大兴趣，其原理如图甲所示。a、b两个导体棒分别悬挂在两个蹄形磁铁的磁场中，两导体棒通过导线相连，构成了一个闭合回路，用手推动导体棒a左右摆动时，导体棒b会随之摆动。下列关于这一现象的说法中不正确的是( )
A．导体棒a左右摆动时，闭合回路中能够产生感应电流
B．导体棒a左右摆动时，实现了电能向机械能的转化
C．导体棒b随之摆动的原理与图乙所示装置的原理相同
D．用手推动导体棒b左右摆动时，导体棒a也会随之摆动
B
电磁继电器的应用
【例5】　(2023，绍兴)右图所示为市场上在售的某款鸡蛋孵化器，
鸡蛋的孵化需要适宜的湿度和温度。某项目化小组的同学设计了一
个自动控湿电路(图甲)。控制电路电源电压U为9 V，定值电阻R0的阻值为30 Ω，R1为湿敏电阻，其阻值随湿度的变化情况如图乙所示。当线圈中的电流为0.18 A时，衔铁被吸合；当线圈中的电流为0.15 A时，衔铁被释放。(线圈电阻不计)
(1)由图乙可知，湿敏电阻的阻值随湿度的增大
而________(填“增大”“不变”或“减小”)。
(2)按控湿电路的工作要求，加湿器应接在工作
电路的________(填“AB”或“CD”)之间。
减小
AB
(3)通过计算说明该控湿电路的湿度变化范围。
(4)如果要适当提高控湿电路的最大湿度值，下列措施中可行的有________。
A．换用阻值更大的R0
B．适当提高电源电压U
C．减少该电磁铁线圈匝数
AC
5．(2024，温州三模)小龙利用电磁继电器设计了食盐自动封装电路(如图)。两个完全相同的电磁继电器(电磁铁分别为L1和L2)，电磁铁的电阻和袋子质量忽略不计，托盘质量为0.5 kg，R0为保护电阻，R为力敏电阻，其阻值与压力的关系如表所示。
【工作原理】通过电磁铁分别控制“食盐添加系统”(通电时可向袋子内添加食
盐)和“封装系统”(通电时可完成袋口的密封)，当袋中的食盐达到一定的质量时封装。
R/Ω 145 165 210 280 380 500
压力/N 15 13 11 9 7 5
(1)【产品制作】根据电路的工作原理，则图中A和B，哪一个是“封装系统”？________(填“A”或“B”)。
(2)【装置测试】控制电路的电源电压U为6 V，R0为20 Ω，电磁铁的吸合电流为
20 mA，则该电路可自动封装的食盐质量为多少？(g取10 N/kg)
B
(3)【迭代升级】小港觉得可以对电路进行适当升级改造，适当增加控制“食盐添加系统”的电磁铁线圈匝数，可以实现先停止添加食盐再完成封装。请判断小港的升级是否可行，并说明理由。
___________________________________________________________________________________________。
不可行；添加系统停止工作时，压敏电阻不再改变，电流达不到吸合电流，封
装系统无法工作
【例】　(2023，温州)项目学习小组的同学实验发现，装在筒内的电动机带动风叶转动时，电动机转动方向改变，气流方向也改变，如图甲所示。于是想利用带风叶的电动机制作一款“书桌神器”：既能收集书桌上的小纸屑，又能吹风纳凉。他们制定的产品评价表如下。
评价指标 评价等级
优秀 合格 待改进
指标一 能吸纸屑、吹风且风速可调 能吸纸屑、吹风，风速不可调 只能吸纸屑或只能吹风
指标二 吸纸屑后，吹风时无纸屑吹出 吸纸屑后，吹风时有部分纸屑吹出 吸纸屑后，吹风时全部纸屑吹出
小组同学设计如图乙所示电路，利用带风叶的电动机、电池、旋钮式电阻等材料制作模型，其工作原理示意图如图丙所示。
(1)图乙中，通过切换开关S，可以改变电动机转向的原因是__________________
_______________。
(2)将开关S与“1”连接，旋钮OP绕O点沿箭头方向转动时，电动机转速如何变
化？__________。
(3)对模型测试时，其“指标一”为优秀。结合评价表，判断该模型的“指标二”评价等级为__________。
改变了通过电动
机电流的方向
变慢
合格
电与磁三大实验对比
实验①：电生磁(如图)
发现：1820年丹麦奥斯特。
工作原理：电流的磁效应。
主要应用：电磁铁、电磁继电器、电话的听筒。
实验②：磁场对电流的作用(如图)
发现：1820～1827年法国安培。
工作原理：通电导线在磁场中受到力的作用。
能的转化：电能→机械能。
判断依据：电路中有电源。
主要应用：电动机。
实验③：磁生电(如图)
发现：1831年英国法拉第。
工作原理：电磁感应。
能的转化：机械能→电能。
判断依据：电路中无电源。
主要应用：发电机、动圈式话筒。(共11张PPT)
第27讲　电和磁
1．(2024，江西)如图所示，通电螺线管旁的小磁针分别静止在图示位置。请科学推断，最终决定通电螺线管极性的是( )
A．电源正负极的接法
B．螺线管导线的环绕方向
C．小磁针静止时N极的指向
D．螺线管中电流的方向
D
2．右图所示，圆环形绝缘凹槽内装满水银，将水银的内外侧分别用导线接入电路，圆心处放置一块圆柱形磁铁，闭合开关后，发现水银逆时针流动，小明进行了如下操作：先对调电源的正负极，再对调磁铁的南北极。则该操作中水银的流动情况是( )
A．一直顺时针流动
B．一直逆时针流动
C．先顺时针流动，再逆时针流动
D．先逆时针流动，再顺时针流动
D
3．“高颜值”的磁悬浮音箱(图甲)深受年轻人喜爱。音箱底部有一块磁铁，圆柱状底座内部有电磁铁，原理如图乙。为了适应不同场景的使用需求，音箱的悬浮高度是可调的。下列能使音箱的高度上升的做法是( )
A．减少线圈的匝数
B．减小电源电压
C．滑片P向右移动
D．抽掉电磁铁铁芯
C
4．下图为科学兴趣小组的同学自制的漂浮式指南针示意图。铜片、锌片和食盐水共同组成了“盐水电池”。铜片是“盐水电池”的正极，锌片是负极。下列说法正确的是( )
A．通电螺线管A端为N极
B．通电螺线管静止时B端指向地理南方
C．电子从铜片经螺线管流到锌片
D．通电螺线管外C点的磁场方向向左
D
5．19世纪，物理学家发现电与磁之间存在着紧密联系。下列关于电现象与磁现象的说法正确的是( )
A．图甲中，通电后电磁铁b的线圈匝数少，磁性更强
B．图乙中，通电后静止的小磁针发生偏转，说明通电导体周围存在磁场，断电后，小磁针保持不动
C．图丙是发电机的原理，闭合开关后，悬挂的导体棒将发生运动
D．图丁是电动机的原理，闭合开关后，金属棒ab将发生运动
D
6．如图，小金在使用通电螺线管进行科学实验，他观察到通电螺线管周围放置的小磁针(黑色为N极)发生了偏转。
(1)由图可判断，小金制作的通电螺线管的右端为______极。
(2)小金在通电螺线管中插入一根铁钉，磁化后铁钉的N极与
没有插入前通电螺线管的N极方向________(填“相同”“相反”
或“都有可能”)。
7．我国国产航母“福建舰”上使用了电磁弹射装置，原理如图所示。给线圈提供电流时产生磁场，炮弹(铁质)被磁化，受到强大的作用力而加速运动，达到线圈中间时，迅速断电，炮弹飞出炮口。当线圈通电时，炮弹头是______(填“S”或“N”)极；电磁弹射装置将电能转化为________，工
作原理与_______(填“电动机”或“发电机”)相同。
N
相同
S
机械能
电动机
8．有一种磁性非金属材料叫铁氧体，某同学研究铁氧体的磁性与温度的关系。他在恒温箱顶部固定一个铁氧体，然后在铁氧体下方放一磁铁，实验现象如图(a)所示，然后改变恒温箱的温度，观察到的现象如图(b)(c)所示。
(1)根据图(a)(b)和(c)及相关条件可以归纳得出结论：________________________________
__________________。
(2)自动电饭锅就应用到了以上结论，图(d)为自动电饭锅的原理图。煮米饭时，电饭锅电源接通，按下按键开关通过杠杆推动永磁体向_______(填“上”或“下”)移动，两个金属触点_________(填“接触”或“断开”)，加热元件开始工作；当锅底的温度升高到某温度时，永磁体与铁氧体________(填“分开”或“吸引”)，两个金属触点_________(填“接触”或“断开”)，加热元件停止工作。
在一定温度范围内，温度越高，铁
氧体的磁性越弱
上
接触
分开
断开
9．图甲为热敏电阻R的R- t图像，图乙为用此热敏电阻R和继电器组成的恒温箱的简单温控电路。继电器线圈的电阻为150 Ω，当线圈中电流大于或等于25 mA时，继电器的衔铁被吸合，为继电器线圈供电的电池的电压为6 V，图中的“电源”是恒温箱加热器的电源。
(1)恒温箱的加热器应接在__________(填“A、B”或“C、D”)之间。
(2)若在原控制电路中串联接入一个可变电阻，当可变电阻阻值增大时，所控制的恒温箱内的最高温度将_________(填“变大”“变小”或“不变”)。
(3)在原控制电路中串联接入一个阻值为40 Ω的定值电阻R0，当恒温箱内的温度达到100 ℃时，通过计算分析恒温箱加热器是否处于工作状态。(列式并计算)
A、B
变大

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