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(共31张PPT)
第六节 探究产生感应电流的条件
第十四章 电与磁
知识点
电磁感应现象
知1－讲
1
1. 感应电流 利用磁场产生的电流。
2. 电磁感应 当闭合电路的一部分导体
在磁场中做切割磁感线运动时，
电路中会产生感应电流的现象。
感应电流产生条件如图1所示。
知1－讲
3. 理解磁生电的条件
电路是闭合的；一部分导体在磁场中做切割磁感线 运动。
(1)做切割磁感线运动的导体必须是闭合电路的一部分，而不是整个电路。
知1－讲
(2)只要导体运动的方向与磁感线有一定角度，而不是与磁感线平行，导体就会切割磁感线。
(3)“ 切割磁感线运动”是指导体与磁场的相对运动。当磁场不动，导体运动时能切割磁感线；当导体不动，磁场运动时也能切割磁感线。
知1－讲
4. 感应电流方向的影响因素 导体切割磁感线运动的方向和磁场方向。
5. 感应电流大小的影响因素 导体切割磁感线运动的速度、磁场的强弱、切割磁感线运动的导体的有效长度和线圈的匝数。
知1－讲
推理思考 如果导体切割磁感线运动方向和磁场方向同时改变时，灵敏电流计的指针偏转方向是否改变？
推理结果
不改变；只改变切割磁感线方向时，感应电流方向发生改变，再改变磁场方向时，感应电流方向再次改变，两次改变导致电流方向相同，即切割磁感线运动方向和磁场方向同时改变时，灵敏电流计的指针偏转方向不会改变。
知1－练
例 1
[中考·泰州]如图2所示，小明和小刚利用蹄形磁体、灵敏电流计、开关、导体AB和若干导线等器材来探究感应电流产生的条件。
知1－练
闭合开关，他们完成操作，将观察到的现象记入表格：
序号 导体AB的运动情况 有无感应电流
① 左右运动 有
② 上下运动 无
③ 前后运动 无
④ 斜向上、斜向下运动 有
知1－练
解题秘方：产生感应电流的条件有两个：一是电路是闭合的；二是导体在磁场中做切割磁感线运动；两者缺一不可。
知1－练
(1)分析①②两次实验现象，小明说：“闭合电路的一部分导体在磁场中的运动方向与磁场方向垂直时，电路中就会产生感应电流。”小刚认为不准确，因为导体AB____运动时，其运动方向也与磁场方向垂直，但无感应电流。
前后
知1－练
解析：根据表格中收集的现象可以发现，导体AB 在蹄形磁体中前后运动时，在磁场中的运动方向与磁场方向垂直，但这个时候没有感应电流产生，所以小明的说法不准确。
知1－练
(2)采纳小刚意见后，小明又说：“闭合电路的一部分导体在磁场中垂直切割磁感线时，电路中才会产生感应电流”。小刚认为不全面，因为导体AB______________运动时，也有感应电流。
斜向上、斜向下
知1－练
解析：根据表格中收集的现象可以发现，导体AB 在蹄形磁体中斜向上、斜向下运动时，虽然在切割磁感线，但不是垂直切割，也有感应电流产生，所以小明说：“闭合电路的一部分导体在磁场中垂直切割磁感线时，电路中才会产生感应电流”是不全面的。
知1－练
(3)从能量的角度来分析，感应电流的产生过程是将______能转化为电能；如果将图中的灵敏电流计换成______，可以探究磁场对电流的作用。
机械
电源
知1－练
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，产生感应电流，从能量的角度来分析，感应电流的产生过程是将机械能转化为电能。要探究磁场对电流的作用，电路中需要有电源，所以可将图中的灵敏电流计换成电源。
知1－练
1. [中考· 陕西]如图，是“探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件”的实验装置。
知1－练
(1)闭合开关后，观察各种情况下灵敏电流计指针偏转情况，将实验现象记录在表格中。
实验次数 导体ab在磁场中的运动情况 灵敏电流计指针偏转情况
1 静止 不偏转
2 上下运动 不偏转
3 左右运动 偏转
知1－练
分析实验现象可知：闭合电路中的一部分导体在磁场中做___________运动时，电路中会产生感应电流。产生感应电流时，导体ab相当于电路中的_____(填电路元件名称)。
切割磁感线
电源
知1－练
(2)若要探究感应电流方向与磁场方向的关系，应保持导体ab运动方向不变，将______________对调，观察灵敏电流计指针偏转情况。
(3)下列物品中，应用该实验结论工作的是______(填字母)。
A. 电风扇
B. 手摇发电手电筒
磁体的N、S极
B
知2－讲
知识点
电磁感应现象的应用
2
1. 动圈式话筒
(1)原理：电磁感应现象。
(2)主要结构：膜片、永磁体、线圈。(如图3)
(3)工作过程：声波引起膜片振动，膜片带动线圈在磁场中做切割磁感线运动，产生随声音变化的电流，将声信号转换成随声音变化的电信号。
知2－讲
深度思考 动圈式话筒和动圈式扬声器的区别是什么？
深度理解
动圈式话筒将声音转化为随声音变化的电流，将机械能转化为电能，是利用磁生电，其原理是电磁感应现象；动圈式扬声器是将电信号转化为声信号，是由于通电线圈在磁场中受力振动而产生声音，将电能转化为机械能。
知2－讲
2. 发电机
(1)原理：电磁感应现象。
(2)能量转化：将其他形式的能转化成电能。
(3)主要结构：磁体、线圈、电刷(A、B)、滑环或换向器。
知2－讲
(4)分类：
①交流发电机(滑环为两个圆环，如图4甲中K、L)：线圈在磁场中周期性切割磁感线，产生大小和方向周期性变化的电流，称为交流电，这种发电机称为交流发电机。
知2－讲
②直流发电机：在结构上，和电刷相连的两个半环是换向器，如图乙中E、F。虽然线圈中产生的是交流电，但供给外部电路的电流方向保持不变，这种发电机称为直流发电机。
知2－讲
方法提示 对比法的运用：
电动机 发电机
原理 磁场对通电导线有力的作用 电磁感应
能量转化 电能转化为机械能 其他形式的能转化为电能
结 构 定子 磁体 磁体(或线圈)
转子 线圈 线圈(或磁体)
知2－讲
知识拓展
我国供生产和生活用的交流电的周期是0.02秒，频率是50赫兹，其意义是发电机线圈转1周用0.02秒，即1 秒内线圈转50周。
知2－练
发电机的工作原理是_________；能说明直流电动机工作原理的是图5中的______图。
例 2
电磁感应
乙
知2－练
解题秘方：从电路的连接和原理两个方面区分。
解析：磁场中转动的线圈产生电流的现象是电磁感应现象；电动机是利用通电线圈在磁场中受力转动的原理制成的。
知2－练
方法点拨：运用对比法识别发电机和电动机原理示意图：示意发电机原理的电路中，原本没有电源，在磁场中做切割磁感线运动的导线实质上就是电源；示意电动机原理的电路中有电源，给线圈通电，线圈才能转动。
知2－练
2. [中考· 苏州]如图所示，将甲、乙两个微型电动机的转轴对接并固定在一起，闭合开关后两电动机一起转动，小灯泡发光。此处产生电磁感应现象的是_____(填“甲”或“乙”)电动机。该过程中能量转化是将电能→_____能→ 电能，最终转化为内能和光能。
甲
机械
探究产生感应电流的条件
电磁感应
话筒
发电机
结构
交流电
定子、转子(共47张PPT)
第三节 电流的磁场
第十四章 电与磁
知识点
电流的磁效应
知1－讲
1
1. 探究通电直导线周围的磁场
实验体验：如图1所示，将一根直
导线沿南北方向水平架在静止、可自
由转动的小磁针上方附近，并使直导
线与小磁针平行。
知1－讲
(1)闭合开关接通电路，小磁针会发生偏转；
(2)改变直导线中电流方向，小磁针的偏转方向发生改变。
实验结论：通电导线周围存在磁场，其方向与电流方向有关。
知1－讲
知识链接
直线电流产生的磁场中，磁感线是以导线为圆心排列的一系列的同心圆。
知1－讲
深度思考 实验时，通电直导线能否由南北方向(平行架在静止小磁针的上方)改为东西方向？为什么？
深度理解
不能；假如导线沿东西方向，若通电时直导线下方的磁场方向和地磁场方向恰好相同，则小磁针不会发生偏转，故沿东西方向可能发现不了通电直导线周围有磁场。
知1－讲
2. 电流的磁效应
(1)内容：通电导线周围存在与电流方向有关的磁场。
(2)发现者：丹麦物理学家奥斯特。
(3)实验的意义：发现了电和磁之间是有联系的，对物理学的发展做出了划时代的贡献。
知1－练
例 1
[衡水期末]如图3所示，将一根直导线放在静止小磁针的正上方，并与小磁针平行放置。
知1－练
解题秘方：磁场的基本性质是对放入其中的磁体产生力的作用，磁场方向不同，小磁针静止时N 极的指向不同。
知1－练
(1)接通电路后，观察到小磁针偏转，说明______________
_________。若接通电路后移去小磁针，上述结论是否成立？______ (填“成立”或“不成立”)。
解析：接通电路后，小磁针发生偏转，说明通电导线周围存在磁场，这是著名的奥斯特实验；若接通电路后移去小磁针，上述结论仍然成立。
通电导线周围
存在磁场
成立
知1－练
(2)实验中小磁针的作用是____________________________。
解析：小磁针受到磁场力的作用能够发生偏转，故小磁针可以检测磁场的存在。
验证通电导线周围是否存在磁场
知1－练
(3)改变直导线中的电流方向，小磁针偏转方向______(填“改变”或“不改变”)，表明_____________________
_____________。
解析：改变电流方向，小磁针偏转方向发生改变，说明电流周围的磁场方向与电流方向有关。
改变
电流周围的磁场方向与
电流方向有关
知1－练
(4)该实验中用到的一种重要科学研究方法是__________。
A. 类比法 B. 转换法
C. 控制变量法 D. 等效替代法
B
知1－练
1. 某同学利用如图所示装置进行了实验，闭合开关前，小磁针的指向如图甲所示；闭合开关后，小磁针的偏转情况如图乙中箭头所示；只改变电流方向，再次进行实验，闭合开关后，小磁针的偏转如图丙中箭头所示。
知1－练
(1)由图甲、乙可得电流可以产生_______。
(2)由图乙、丙可得电流周围的磁场的方向与电流的______有关。
磁场
方向
知2－讲
知识点
通电螺线管周围的磁场
2
1. 螺线管的构成 把带有绝缘皮的导线沿着一个方向绕在塑料管(或硬纸筒)上就做成了螺线管。
知2－讲
2. 探究通电螺线管的磁场分布
实验体验：(1)用铜导线穿过一块硬纸板绕成螺线管。在硬纸板上均匀地撒些铁屑，轻轻敲击硬纸板后铁屑排列如图4 甲所示。
知2－讲
(2)在通电螺线管内外放置一些小磁针，小磁针静止时排列如图乙所示。
(3)改变通电螺线管中的电流方向时，图乙中小磁针N 极和S 极的指向对调。
知2－讲
论证思考 (1)根据什么实验事实，可以判断通电螺线管外部的磁场和条形磁体的磁场相似
(2)根据什么实验事实，可以判断通电螺线管外部的磁场方向随电流方向的改变而改变
(3)根据什么实验事实，可以判断通电螺线管内部存在磁场
知2－讲
论证结果
(1)图4甲中通电螺线管外部的铁屑排列情况、图乙中通电螺线管外部小磁针排列情况都和条形磁体周围的铁屑、小磁针排列相似。
(2)图乙中改变通电螺线管中的电流方向时，小磁针南北极的指向对调。
(3)图甲中通电螺线管内部的铁屑、图乙中通电螺线管内部的小磁针，都是有规律排列的。
知2－讲
3. 通电螺线管磁场的特征
(1)通电螺线管外部磁场分布情况与条形磁体的情况相似；
(2)通电螺线管磁场方向与电流方向有关；
(3)磁感线如图5所示是一条条闭合的曲线。
知2－练
[中考·河南]在探究通电螺线管外部磁场方向的实验中。
例 2
解题秘方：本实验通过转换法来认识磁场。通过控制变量法探究通电螺线管的极性与电流的方向是否有关。
知2－练
(1)在装有螺线管的硬纸板上均匀撒满铁屑，通电后铁屑分布无明显变化，这时需______纸板，观察到铁屑排列成如图6所示的形状。可见，通电螺线管外部磁场与______磁体的磁场相似。
轻敲
条形
知2－练
解析：通电螺线管周围的铁屑会被磁化，但由于铁屑与纸板间的摩擦力太大，不能自由转动，因此实验中可以轻敲纸板减小铁屑与纸板间的摩擦，使铁屑在磁场力的作用下有规则地排列。由图中铁屑排列形状可知，通电螺线管外部磁场与条形磁体的磁场相似。
知2－练
(2)用小磁针探究磁场方向时，发现小磁针没有标N、S 极，请写出一种判断小磁针N、S极的做法：_____________
__________________________________________________________________________________________________________________________。
将小磁针放在
光滑的水平桌面上，静止时指向南的一端为S极，另一端为N极(或用条形磁体的N极靠近小磁针的一端，相吸的为S极，相斥的为N极)
知2－练
解析：利用地磁场对小磁针的作用，将小磁针放置在光滑的水平桌面上，待其静止时，指向南的一端为S极，指向北的一端为N极(或利用磁极间的相互作用规律判断)。
知2－练
(3)对调螺线管所接电源正、负极，周围小磁针的指向也随之对调，说明通电螺线管的极性与螺线管中电流的______有关。
方向
知2－练
2. [中考·成都]如图是小聪和小明同学探究“通电螺线管的磁场方向”实验示意图。实验时，在小圆位置放置小磁针，闭合开关，画出不同位置小磁针静止时N 极的指向；对调电源正负极，重复上述操作。
知2－练
下列说法不正确的是( )
A. 小磁针的作用是指示通电螺线管周围的磁场方向
B. 闭合开关，放置在a、b处的小磁针静止时N极指向相同
C. 对调电源正负极，闭合开关，通电螺线管的磁场方向 改变
D. 通过实验可总结出通电螺线管的磁极和电流方向的关系
B
知3－讲
知识点
右手螺旋定则
3
1. 内容 用右手握住螺线管，让四指弯曲且与螺线管中电流的方向一致，则大拇指所指的那端就是通电螺线管的N 极。
知3－讲
2. 两种握法 螺线管面对自己这边电流向下的握法如图7甲，电流向上的握法如图乙。
知3－讲
3. 右手螺旋定则三个方面的应用
(1)依据绕线确定螺线管中电流的方向，判断通电螺线管的磁极。
(2)给出通电螺线管的磁极，判断螺线管中的电流方向。
(3)由螺线管两端导线的电流方向及磁极，对螺线管绕线。
知3－讲
技巧点拨
已知电流方向时，先让四指方向和电流方向一致握住螺线管，大拇指所指的那端就是N极。
已知螺线管的磁极时，先让大拇指指向N 极握住螺线管，弯曲四指所指的方向就是螺线管中电流环绕的方向。
知3－练
把一根螺线管和电源组成如图8所示的电路，闭合开关后，下列判断中正确的是(　　)
A. 螺线管的左端是N极
B. 在A处自由静止的小磁针的左端是N极
C. 在B处自由静止的小磁针的左端是N极
D. 在C处自由静止的小磁针的左端是N极
例 3
知3－练
解题秘方：判断磁极的思路：首先根据电源的正负极标注通电螺线管中的电流方向，然后用右手握住螺线管使电流方向和四指指向一致，这时大拇指所指的那端就是通电螺线管的N极。
知3－练
解析：由图可知，闭合开关后，电流从螺线管的左侧流入、右侧流出，由右手螺旋定则可知，螺线管的右端是N极，左端是S极，由磁极间的相互作用规律可知，在A处自由静止的小磁针的左端是S极，在B处自由静止的小磁针的左端是S极，在C处自由静止的小磁针的左端是N极。
答案：D
知3－练
3. [中考·宿迁]如图所示，根据电流方向，请在虚线框内标出通电螺线管和小磁针静止时的磁极。
解：如图所示。
知3－练
[中考·大连]小磁针静止时的指向如图9所示，请标出
通电螺线管的N极，并在括号中标出电源的“+”“-”极。
例 4
知3－练
解题秘方：判断电流方向的思路：用右手握住螺线管且满足大拇指所指那端就是通电螺线管的N极，这时弯曲四指的指向就是线圈中电流的环绕方向。
知3－练
解析：由于异名磁极相互吸引，所以当小磁针自由静止时，与小磁针S极靠近的螺线管的右端为N极；根据图示的线圈绕向和螺线管的N、S极，利用右手螺旋定则可以确定螺线管中电流的方向是从螺线管的右端流入，左端流出，因此电源的左端为负极，右端为正极。
知3－练
解：如图10所示。
知3－练
4. [沈阳一模]如图所示，由通电螺线管的磁感线方向可知，电流表的上端为______(填“正” 或“负”)接线柱；静止的小磁针的右端为______(填“N”或“S”)极。
正
S
知3－练
[西安雁塔区校级模拟]给螺线管通电时，小磁针静止时的指向如图11所示，请标出通电螺线管的磁极和线圈的绕向。
例 5
知3－练
解题秘方：首先根据磁极间的相互作用判断通电螺线管的磁极，然后根据磁极运用右手螺旋定则判断电流环绕方向，最后结合电源正负极画出导线的环绕情况。
知3－练
解析：小磁针静止时N极指向左端，由磁极间的相互作用规律可知，通电螺线管的右端为S极，左端为N极；根据右手螺旋定则，伸出右手使大拇指指向通电螺线管的N极(即螺线管的左端)，则四指弯曲的方向为电流的方向，结合电流由螺线管的左端流入画出绕线方法。
知3－练
解：如图12所示。
知3－练
5. 如图所示，是一个可自由转动的小磁针放在通电螺线管的一端最终静止时的状态。请在图中画出绕线(三匝即可)， 使它和电源形成闭合电路， 并标出电源“+”“-”极。
解：如图所示。
电流的磁场
电
生
磁
奥斯特实验
通电螺线管
右手螺旋定则
构成
特点(共34张PPT)
第一节 简单磁现象 第二节 磁场
第十四章 电与磁
知识点
磁体与磁极 磁化
知1－讲
1
1. 磁性与磁体
(1)磁性：如果物体能够吸引含有铁、钴、镍等物质的物品，我们就说它具有磁性。
(2)磁体：具有磁性的物体。
知1－讲
2. 磁极与磁极间的相互作用
(1)磁极：磁体上磁性最强的两个部位。一个磁体有两个磁极，分别是南极和北极。可以在水平面内自由转动的磁体, 其最终静止时两磁极总是沿南北方向，此时指北的磁极称为N(北)极，指南的磁极称为S(南)极。
(2)磁极间的相互作用规律：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。
知1－讲
发散思考 (1)如果一个铁块被磁体的南极吸引，能否说明铁块被南极吸引的部分原来就具有磁性而且是北极？
(2)如图1所示，被磁体吸引的大头针能吸引其他大头针，说明了什么
知1－讲
关联结果
(1)不能，假设铁块原来没有磁性，南极靠近时，铁块也能被南极所吸引(这里运用的科学方法称为假设法)。
(2)被磁体吸引的大头针具有了磁性从而能吸引其他大头针，即大头针被吸引时，自身也具有了磁性。
知1－讲
3. 磁化
(1)磁化：在磁体的影响下，使原来没有磁性的物体有了磁性的过程。
(2)永磁体：磁化后能长期保持磁性的物体，如钢棒。
(3)磁性材料：能够被磁化的物质，除了铁以外还有钴、镍和许多种合金，统称为磁性材料。
(4)硬磁材料和软磁材料：硬磁材料被磁化后具有保持磁性的性质。软磁材料被磁化后，不能长期保持磁性。
只能是磁性材料
知1－讲
4. 磁现象与电现象的对比
磁现象 电现象
磁体能吸引铁、钴、镍等物质 带电体能吸引轻小物体
磁极有两种：N(北)极和S(南)极 电荷有两种：正电荷和负电荷
同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引 同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引
磁极不接触也能相互作用(磁场) 电荷不接触也能相互作用(电场)
摩擦可使铁、钴、镍类物体磁化 摩擦可使物体带电
知1－讲
延伸拓展 对磁化的认识：
磁化 方法 靠近、接触、摩擦
利 制作各种永磁体、指南针、应用于磁记录、密封技术等
弊 机械手表被磁化后，走时不准 ；彩色电视机显像管被磁化后，色彩失真
退磁 方法 剧烈撞击、高温燃烧等
知1－练
例 1
如图2所示，某同学研究磁体间相互作用力大小时，用弹簧测力计吊着一磁体沿水平方向从水平放置的条形磁体的A端移到B端的过程中，
知1－练
图3中能表示弹簧测力计示数与水平位置关系的是(　　)
解题秘方：根据磁体的性质以及磁体间的相互作用规律解答。
知1－练
解析：磁体从A端到条形磁体的中间，表现为斥力，且斥力逐渐减小，所以弹簧测力计的示数逐渐增大；磁体从条形磁体中间到B端，表现为引力，且引力逐渐增大，所以弹簧测力计的示数逐渐增大，故整个过程中，弹簧测力计的示数一直增大。
答案：C
知1－练
1. 如图是两根外形完全相同的钢棒a和b，按图甲放置时，它们能够相互吸引；按图乙放置时，它们之间感觉不出有相互作用力。则可知(　　)
A. a和b都是磁体
B. a不是磁体，b是磁体
C. a是磁铁，b不是磁体
D. a和b都不是磁体
B
知2－讲
知识点
磁场
2
1. 定义 磁体周围存在着我们肉眼看不见的特殊物质，称为磁场。
2. 磁场的基本性质 磁场对放入其中的磁体有力的作用。磁体间的相互作用是通过磁场发生的。
3. 磁场方向 将在磁场中自由转动的小磁针静止时N(北)极所指的方向规定为该点的磁场方向。
知2－讲
方法点拨
磁场虽然看不见、摸不着，但它客观存在。我们可以通过它对磁体的作用来认识。(转换法)
知2－练
[多选]下列关于磁场的描述，不正确的是(　　)
A. 磁体之间的相互作用是通过磁场产生的
B. 磁场看不见，摸不着，但可以借助小磁针感知它的存在
C. 磁场对放入其中的物体一定会产生力的作用
D. 小磁针静止时N极所指的方向为该点的磁场方向
例 2
知2－练
解析：磁体间的吸引或排斥作用都是通过磁场来完成的；磁场是看不见、摸不着的，但对放入其中的磁体有力的作用，故可通过小磁针感知它的存在；磁场对放入其中的磁性物质会产生力的作用；能自由转动的小磁针，静止时N 极所指方向为该点的磁场方向。
答案：CD
知2－练
2. 如图所示，在探究条形磁体外部磁场的分布和方向实验中，怎样知道在条形磁体附近M点的磁场方向，请你写出具体做法和判断方法。
解：在M点处放一个小磁针，静止时，小磁针N(北)极所指方向就是M点的磁场方向。
知3－讲
知识点
磁感线
3
1. 用铁屑探究条形磁体周围磁场的分布
实验体验：在水平桌面上放一根条形磁体，在条形磁体上放一块玻璃板，将铁屑均匀地撒在玻璃板上，轻轻敲击玻璃板。
知3－讲
分析思考 铁屑在磁场中的排列情况能否反映磁体周围磁场的分布特点？
分析结果
铁屑在磁体周围被磁化成一个个的小磁针，从而在磁场中有序地排列起来，即铁屑的排列情况反映了磁体周围磁场的分布情况。
知3－讲
2. 磁感线
(1)定义：用一些带箭头的曲线来描述磁场的分布，这样的曲线叫作磁感线。
(2)方向：在磁体外部，磁感线从磁体的N极出发，回到S极；在磁体内部，磁感线从磁体的S极回到N极。
知3－讲
(3)性质：①磁感线的疏密表示磁场的强弱，越密集表示该点磁场越强。磁体两端处磁感线最密集，表示其磁极处磁场最强。②磁感线上任意一点的切线方向，都与该点可自由转动的小磁针静止时N极的指向(磁场方向)一致。
知3－讲
深度思考 磁体周围的磁感线会不会相交？
深度理解
不会；磁感线上某点的切线方向为该点的磁场方向，假设(假设法)两条磁感线相交了，这一点就出现了两个切线方向，该点的磁场也就出现了两个方向，违背了磁体周围磁场的特点。
知3－讲
(4)常见磁体周围的磁感线
蹄形磁体 异名磁极 同名磁极
知3－练
如图4是条形磁体的磁场分布，下
列说法正确的是(　　)
A. a点和b点的磁场强弱相同
B. 置于a点的小磁针静止时N极指向右侧
C. 条形磁体左端为N极，右端为S极
D. 置于b点的小磁针静止时S极指向左侧
例 3
知3－练
解析：磁体周围，越靠近磁极其磁感线越密集，磁场越强，所以b点的磁场比a点的强，故A错误；由于在磁体外部，磁感线都是从磁体的N极出发，回到S极，所以该条形磁体的右端为N极，左端为S极，故C错误；小磁针静止时N极所指的方向为磁场的方向，所以将一小磁针置于a点，静止时N极指向左侧，置于b点的小磁针静止时S极指向左侧，故B错误，D 正确。
答案：D
知3－练
3. [南宁三模]甲、乙为两个条形磁体的两个磁极，根据如图所示的小磁针静止时的指向和磁感线的分布可知(　　)
A. 甲、乙是异名磁极
B. 两个磁体周围的磁场是由磁感线组成的
C. 甲、乙都是S 极
D. 甲、乙都是N极
D
知4－讲
知识点
地磁场
4
1. 定义 地球周围空间存在的磁场叫作地磁场。
2. 地磁场的分布 地磁的N极在地理南极附
近，地磁的S极在地理北极附近；地磁场
的磁感线分布如图5所示。
3. 指南针指南北是地磁场作用的缘故。
知4－讲
深度思考 指南针所指的方向是否为地理的正南、正北方向？判断的依据是什么？
深度理解
指南针不是指向地理的正南和正北方向，而是稍微有点偏差。原因在于地磁的南北极和地理的南北极并不重合。(我国宋代科学家沈括是世界上最早准确地记载了这一现象的人)
知4－练
司南是我国早期的指南针。小科将条形磁体置于塑料勺内，在勺下垫泡沫，一起置于装水的纸盘中，漂浮在水面上，能自由转动，从而得到一个仿制“司南” (如图6所示)。
例 4
知4－练
下列说法正确的是(　　)
A. “司南”静止时勺柄指南，标为N极
B. “司南”能指南北是受地磁场的作用
C. “司南”的纸盘换成铁盘后也能正常使用
D. “司南”勺柄的指向与勺内磁体的磁极方向无关
知4－练
解题秘方：“司南”指南北是因为受到地磁场的作用，同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。
知4－练
解析：“司南”静止时勺柄指南，就是南极，为S极；“司南”能指南北是因为受到地磁场的作用；“司南”实质上是一个条形磁体，对铁物质具有吸引的作用，如果将纸盘换成铁盘，则会由于铁盘的吸引作用而无法指南北；勺内磁体左端为S极，与地磁场的N极相互吸引，故“司南”勺柄指南。
答案：B
知4－练
4. “指南鱼”用一块薄薄的铁片做成，形状很像一条鱼，将其磁化后，浮在水面上，其静止时鱼头指向南方。关于“指南鱼”，下列说法正确的是(　　)
A. “指南鱼”鱼头能指南是因为其受到地磁场的作用
B. “指南鱼”被磁化后，只有N极一个磁极
C. “指南鱼”鱼头端为该鱼形磁体的N极
D. “指南鱼”鱼头指向的是地磁场的S极
A
简单磁现象 磁场
磁场
定义
基本性质
描述
磁感线
几个相关概念
磁体 磁化 磁性材料 磁极
地磁场→概念 分布规律(共36张PPT)
第四节 电磁铁及其应用
第十四章 电与磁
知识点
电磁铁
知1－讲
1
1. 定义 插入了软铁棒的螺线管叫作电磁铁。
2. 构成 铁芯(软铁棒)和线圈(螺线管)。
3. 工作原理
电磁铁是根据电流的磁效应和在通电螺线管中插入铁芯后磁场将大大增强的原理来工作的。
知1－讲
(1)电磁铁比通电螺线管的磁性强的原因：螺线管通电后具有磁性，这时内部的铁芯被磁化，两个磁场叠加，使磁性比原来通电螺线管的磁性强。
(2)电磁铁的铁芯一般用铁来制作，因为电磁铁在实际应用中，通常情况下要求得失磁性自由，铁是软磁材料，符合这样的要求。
不能用钢，钢是硬磁性材料，被磁化后磁性能长期保持。
知1－讲
4. 应用 电磁起重机、电磁选矿机、磁悬浮列车、电铃、电磁继电器等。
知1－讲
知识链接
电流的磁效应
↓
通电直导线周围有磁场(磁性弱)
↓
通电螺线管类似条形磁体(磁性强)
↓
电磁铁(磁性可以更强)
知1－练
例 1
通电螺线管中插入铁芯后，磁性大大增强，其原因是( )
A. 铁芯本身具有磁性
B. 插入铁芯，使电流增大了
C. 插入铁芯，相当于增加了线圈的匝数
D. 螺线管的磁性与被磁化的铁芯的磁性共同作用
知1－练
解析：通电螺线管周围存在磁场，当铁芯插入其中后，铁芯被磁化，又形成一个磁场，两个磁场相互叠加，使磁性增强。
答案：D
知1－练
1. [多选]许多自动控制的电路中都安装有电磁铁。关于电磁铁，下列说法中正确的是( 　　)
A. 电磁铁的铁芯是用软磁性材料制成的
B. 电磁铁的铁芯，可以用铜棒代替
C. 电磁铁是利用通电导体在磁场中受到力的作用制作的
D. 电磁铁是根据电流的磁效应制成的
A、D
知2－讲
知识点
电磁铁的磁性
2
1. 探究影响电磁铁磁性强弱的因素
实验设计：(1)如图1所示，线圈的
匝数一定，改变通过电磁铁线圈中
的电流大小，保持软铁块P与电磁铁M下端
的距离不变，观察电子测力计的示数(电子测力计始终有示数)，可判断电磁铁磁性强弱与电流大小的关系。
知2－讲
(2)电流大小不变，改变线圈的匝数，根据电子测力计的示数，可判断电磁铁磁性强弱与线圈匝数的关系。
实验结论：电磁铁磁性的强弱与电流的大小和线圈匝数的多少有关，电流越大、线圈匝数越多，磁性越强。
知2－讲
2. 电磁铁的特点(三可控)
(1)磁性的有无由电流的通断来控制。
(2)磁性的强弱由电流的大小和线圈匝数的多少来控制。
(3)磁极的方向由电流的方向来控制。
知2－讲
知识链接
探究电磁铁磁性强弱用到转换法和控制变量法。
(1)将磁性强弱转换为电子测力计的示数大小变化。
(2)影响电磁铁磁性强弱的因素有多个，在探究磁性强弱与其中一个因素的关系时，控制其他因素保持不变，运用了控制变量法。
知2－练
[中考·兰州]如图2所示，在“探究电磁铁磁性强弱与电流大小关系”的实验中，
某同学用绝缘细线将电磁
铁M悬挂在铁架台上，并
保持它与软铁块P的距离
不变。
例 2
知2－练
解题秘方：由线圈匝数相同、电流不同的几次实验数据归纳电磁铁磁性强弱与电流大小的关系。
知2－练
(1)以下是他的部分实验步骤：
①断开开关S，按图组装实验电路，将滑动变阻器的滑片置于最______(填“左”或“右”)端。用已调零的电子测力计测出软铁块P对电子测力计的压力F0并记录在表格中。
②闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片到适当位置，读出电流表的示数I和电子测力计的示数F，并将I、F 的数据记录在表格中。
右
知2－练
解析：闭合开关前，使滑动变阻器接入电路的阻值最大，即滑动变阻器的滑片置于最右端。
知2－练
③仿照步骤②再进行两次实验。
实验次数 1 2 3
I/A 0.34 0.40 0.44
F0/N 0.9 0.9 0.9
F/N 0.84 0.82 0.81
知2－练
(2)由表中数据可以得出的实验结论：对于同一电磁铁，_____________________________________。
解析：电磁铁的线圈匝数不变，由表中数据可知，只改变了电路中电流大小，且电流增大时，电子测力计示数的变化量ΔF增大(即电磁铁对软铁块的吸引力增大)，所以可得出结论：对于同一电磁铁，通过线圈的电流越大，电磁铁的磁性越强。
通过线圈的电流越大，电磁铁的磁性越强
知2－练
(3)闭合开关S后，电磁铁下端的磁极为______(填“N”或“S”)极。
解析：根据电源的正负极，判断出电磁铁外侧线圈中电流的方向是从左向右的，由右手螺旋定则可判断出电磁铁的下端为S极。
S
知2－练
(4)本实验中，滑动变阻器除了保护电路的作用外，还起到　 ___________________的作用。
改变电路中电流大小
知2－练
2. 在探究影响电磁铁磁性强弱的因素的实验中，小利利用实验室准备的器材，设计了如图所示的电路。
知2－练
(1)实验中通过观察电磁铁_______________的不同，可以判断电磁铁的磁性强弱不同，这种研究问题的方法物理上称之为______法。
(2)当滑动变阻器滑片向左移动时，电磁铁甲、乙吸引大头针的个数______(填“增加”或“减少”)，说明电流越______，电磁铁磁性越强。
吸引大头针数量
转换
增加
大
知2－练
(3)根据图中的情景可知，______(填“甲” 或“乙”)的磁性强，说明电流一定时，_____________，电磁铁磁性越强。
(4)实验结束，断开开关，大头针全部掉落，说明电磁铁磁性的有无可以通过__________来控制。
甲
线圈匝数越多
电流通断
知3－讲
知识点
电磁铁的应用——电磁继电器
3
1. 结构 由电磁铁、衔铁、弹簧、触点等组成。
2. 制作原理 利用电流的磁效应。
3. 实质 由电磁铁控制的(工作电路上的)开关。
知3－讲
4. 作用
(1)利用弱电流、低电压的控制电路，控制强电流、高电压的工作电路，以保证工作人员的安全。
(2)实现各种自动控制：远距离自动控制、光自动控制、温度自动控制等。
5. 工作原理表述 通常控制电路和工作电路分别表述。
知3－讲
结构图解
电磁继电器的结构如图3所示。
知3－练
[中考·十堰]某小区因暴雨引起车库积水，部分车辆被淹，小明看到新闻后，设计了车库积水自动报警器，如图4是该报警器原理图，金属块A和B分别固定在车库地面附近适当高度处，若车库
积水水面到达______(填“A”或
“B”)处时，______(填“绿”
或“红”)灯发光报警，此时
电磁铁的上端是______(填“N”或“S”)极。
例 3
B
红
N
知3－练
解析：当水位没有到达B时，电磁铁没有磁性，只有绿灯亮；当水位到达B时控制电路接通，电磁铁有磁性，衔铁就会在磁力吸引的作用下将红灯所在电路接通，红灯亮。因此，红灯亮就表示水位过高报警。控制电路接通时，电流从电磁铁的下面导线流入，从上面导线流出，利用右手螺旋定则可以判断电磁铁的下端为S极，上端为N极。
知3－练
3. 如图是热爱课外实践的小双同学设计的汽车CO2排放量检测电路。开关闭合后，电磁铁的上端是_____(填“N”或“S”)极。图中气敏电阻R1的阻值随CO2
浓度的增大而减小，导致电磁铁的
磁性______(填“增强”或“减
弱”)，当CO2浓度高于某一设定
值时，电铃就会报警。
N
增强
知4－讲
知识点
电磁阀
4
1. 结构 电磁阀主要由阀体、滑阀、两块衔铁、两个电磁线圈组成。
2. 工作原理 电磁阀控制车门是通过改变线圈中电流的通断，实现磁性的有无，电磁铁的移动带动滑阀移动，完成车门的关闭和打开的。
知4－讲
3. 电磁阀的其他应用 燃气热水器的电磁阀门，全自动洗衣机的进水、排水阀门，卫生间感应冲水器的阀门等。
知4－讲
规律总结
电磁阀是利用电磁铁和压缩空气控制车门的打开和关闭。
知4－练
如图5所示的是公共汽车上用电磁阀控制车门开、关的工作电路图，L1、L2是固定的线圈。衔铁T1、T2通过横杆相连并可左右移动，带动传动装置使车门开启或关闭。当S接通触点b时，线圈_____
(填“L1”或“L2”)具有磁性，吸引
衔铁使横杆向_____(填“左”或
“右”)运动，带动传动装置关闭车门。
例 4
L2
右
知4－练
解析：由图可知，S接通触点b时，线圈L2中有电流通过，具有磁性，吸引衔铁使横杆向右运动，带动传动装置关闭车门。
知4－练
4. 如图是一个电磁阀示意图。当电磁铁通电时，与左侧的条形磁体吸引，带动与电磁铁相连的活塞向左运动，堵住出水口。请在图中标出通电时，电磁铁左侧的极性、条形磁体左侧的磁感线方向及电源右侧的极性。
解：如图所示。
电磁铁及其应用
电磁铁
组成
通电螺线管
铁芯
应用
电磁继电器
电磁起重机等(共31张PPT)
第五节 磁场对通电导线的作用力
第十四章 电与磁
知识点
磁场对通电导线的作用
知1－讲
1
1. 实验过程 按图1所示装置连接电路。
知1－讲
(1)闭合开关，观察到通电直导线ab在磁场中由静止开始 运动。
(2)改变磁场方向或电流方向，或同时改变磁场方向和电流方向，观察通电直导线ab的运动方向是否改变。
(3)改变电流的大小和磁场的强弱，观察通电直导线ab运动速度是否改变(受力的大小是否改变)。
知1－讲
2. 实验结论 通电导线在磁场中会受到力的作用，受力方向与磁场方向和电流方向有关，受力大小与电流大小和磁场强弱有关。
3. 能量转化 将电能转化为机械能。
知1－讲
关联思考 在磁场中通电导线为什么会受到力的作用？
关联结果
将通电导线置于磁场中，由于通电导线周围存在磁场，磁场与通电导线中电流产生的磁场发生相互作用，故磁场会对通电导线产生力的作用。
知1－讲
4. 磁场对通电导线作用力的方向
伸开左手，使大拇指与四指在同一平面内并跟四指垂直，让磁感线垂直穿入手心，四指指向电流方向。这时，大拇指所指的方向就是磁场对通电导线作用力的方向。这称为左手定则。
知1－讲
知识链接
电磁学中，右手螺旋定则判断的主要是与电有关的方向，如果是和力有关的则用左手定则，即关于力用左手，关于电用右手，记忆口诀：左手力，右手电，手心迎着磁感线。
知1－练
例 1
在探究“磁场对通电导体的作用”的实验中，小明设计了如图2所示的电路，导体棒ab用绝缘细线悬挂在蹄形磁体的两极之间。
知1－练
解题秘方：通电导体在磁场中受力，受力方向与磁场方向和电流方向两个因素有关，只改变其中一个因素，可以改变通电导体运动方向，同时改变两个因素，通电导体运动方向不会改变。
知1－练
(1)磁体周围和通电导线周围都存在一种特殊的物质是_______(填“磁场”或“磁感线”)。
(2)闭合开关前，导体棒ab静止，闭合开关后，导体棒ab向右运动，说明磁场对__________有力的作用。
磁场
通电导体
知1－练
(3)断开开关，将图中磁体的N、S极对调，再闭合开关，会发现导体棒ab的运动方向与对调前的运动方向_____，说明通电导体在磁场中的受力方向与_________有关。
相反
磁场方向
解析：断开开关，将图中磁体的N、S极对调，磁场方向改变，再闭合开关，电流方向不变，会发现导体棒ab 的运动方向与对调前的运动方向相反，向左运动，这说明通电导体在磁场中的受力方向与磁场方向有关。
知1－练
(4)断开开关，将图中电源的正、负极对调，再闭合开关，会发现导体棒ab的运动方向与对调前的运动方向______，说明通电导体在磁场中的受力方向与_________有关。
解析：断开开关，将图中电源的正、负极对调，电流的方向发生改变，再闭合开关，会发现导体棒ab的运动方向与对调前的运动方向相反，这说明通电导体在磁场中的受力方向与电流方向有关。
相反
电流方向
知1－练
(5)如果同时改变磁场方向和电流方向，______(填“能”或“不能”)确定受力方向与磁场方向或电流方向是否有关。
不能
知1－练
1. 在物理学中，用 表示电流的方向垂直于纸面向里，⊙表示电流的方向垂直于纸面向外。如图所示，表示直导体a在磁场中受到一个既跟电流方向垂直，又跟磁场方向垂直的水平向左的磁场力F。
知1－练
下列四种情况中，通电导体b受到的磁场力方向水平向左的是( )
C
知2－讲
知识点
电动机 动圈式扬声器
2
1. 磁场中的通电线圈 如图3甲所示，把一个线圈放入磁场中，接通电源后，发现该通电线圈转动起来，但转到图乙所示的位置时，线圈转动几下后保持静
止。要使线圈能持续转动，需要解决的问
题是如何让线圈中电流变为跟原来反向。
知2－讲
深度思考 (1)线圈在图甲所示位置时转动的原因是什么？
(2)线圈在图乙所示位置静止的原因是什么？
知2－讲
深度理解
(1)线圈在图3甲所示位置时线圈的ab边受力方向竖直向上，线圈的cd边受力方向竖直向下，这两个力大小相等，且作用在同一物体上，但力的作用线不在同一直线上，不属于一对平衡力，因此线圈发生转动。
(2)线圈在图3乙所示位置时，线圈的ab边和cd边受到的力属于一对平衡力，因此线圈保持静止。
知2－讲
2. 换向器
结构： 由两个彼此绝缘的金属半环组成
作用：线圈一过平衡位置，换向器改变线圈中的电流方向，使线圈连续转动
知2－讲
3. 换向器使线圈连续转动的原理
通电线圈在磁场中，ab、cd两边电流方向相反，受力方向相反，顺时针转动
线圈转到平衡位置，电刷接触到换向器中间绝缘部分，不受力，利用惯性转过平衡位置
知2－讲
续表
线圈越过平衡位置后，利用换向器改变了电流方向，受力方向改变，仍然顺时针转动
线圈利用惯性转过平衡位置后，又改变了电流的方向和受力方向，继续转动
知2－讲
4. 电动机
(1)原理：通电导体在磁场中受力而运动。
(2)主要结构：转子、定子。
(3)能量转化：电能主要转化为机械能。
(4)改变线圈转动方向的方法：改变线圈中的电流方向或改变磁场方向，使之与原方向相反。
知2－讲
(5)改变线圈转速的方法：改变电流的大小或改变磁场的强弱。
(6)分类：直流电动机和交流电动机。
知2－讲
5. 扬声器的工作原理 通电线圈在磁场中受力而运动。
如图4，扬声器的音圈中通入的是携带声音信息的大小和方向都变化的交变电流，因而音圈便会在磁场
中受到大小和方向随电流变化的力而振动，
音圈的振动会带动纸盆振动，就发出了
声音，将电流信号变成声音信号。
知2－讲
知识拓展
常用磁电式电流表：
结构：一个永久磁体，还有一个被
两根游丝架起来的线圈，如图5 所示。
工作原理：当线圈里通入很小的电流时，
这个电流受到磁场的作用力，线圈将会发生转动。
知2－练
[中考·安徽]如图6为直流电动机的工作原理图。线圈
abcd处于向右的磁场中，两个铜半环E和F跟线圈两端相连，可随线圈一起转动，两半环中间
断开，彼此绝缘；A和B是电刷，
它们分别跟两个半环接触，使
电源和线圈组成闭合电路。
在图示位置，电流沿dcba流过线圈，
例 2
知2－练
dc边受到磁场的作用力向下，则(　　)
A. 线圈在图示位置时，ab边受到磁场的作用力向下
B. 线圈由图示位置转过180°时，电流沿dcba流过线圈
C. 线圈由图示位置转过180°时，dc边受到磁场的作用力向下
D. 线圈由图示位置转过180°时，ab边受到磁场的作用力向下
知2－练
解题秘方：明确换向器的作用，知道通电导体在磁场中的受力方向与磁场方向和电流方向有关是解题的关键。
知2－练
解析：dc和ab边中电流方向相反，dc边受到磁场的作用力向下，所以ab边受到磁场的作用力向上，故A错误。线圈由图示位置转过180°时，换向器F和与电源负极相连的电刷B相连，故电流沿abcd流过线圈，ab和dc边中电流的方向改变，则受力方向改变，故dc边受到磁场的作用力向上，
ab边受到磁场的作用力向下，故B、C错误，D正确。
答案：D
知2－练
2. 如图为直流电动机的基本构造示意图，闭合开关，线圈沿顺时针转动，现要使线圈沿逆时针转动，下列方法中可行的是(　　)
A. 对调电源正、负极
B. 增加电源电压
C. 换用磁性更强的磁体
D. 对换磁极同时改变电流方向
A
磁场对通电导线的作用力
电动机
应用
磁场对通电
导线的作用
结构
能量转化
换向器
其他应用

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