资源简介

(共21张PPT)
主题二
电与磁及其应用
物理
我国早在战国末期和东汉初年，就有关于磁现象和电现象的文字记载。但是，人类对电磁现象的系统研究是在欧洲文艺复兴之后才逐渐开始的，到 19 世纪才建立了完整的电磁理论。在电磁理论基础上发展起来的微电子、计算机及现代通信技术改善了人们的生活，推动了社会的进步，将人类带入了一个崭新的时代。本主题将学习电场、磁场和电磁感应等电磁理论的基础知识。
学生实验 :
设计制作简易直流电动机
实验目的
1. 掌握电动机的工作原理。
2. 掌握简易直流电动机的制作方法。
3. 通过线圈的旋转，直观感受磁场对通电导线的作用。
实验器材
磁铁、漆包线、回形针、导线、钉子和木板等材料。
简易直流电动机的实验装置如图 5-51 所示。通电后，通电导线在磁场中受到安培力的作用，线圈在安培力的作用下快速旋转起来。
实验原理
（1）将直径约为 0.4 mm 的漆包线绕十几圈后，制成图 5-51 中所示的线圈。
（2）把线圈一个端头上的漆皮完全剥去，而另一个端头的漆皮只需剥去下面的一半。
（3）把两个回形针的一段掰直后分别用钉子固定在木板上。
（4）将做好的线圈架到回形针上。
（5）将一块磁铁放在木板上，固定在线圈下方。
（6）将两个回形针分别连接到电池盒的正、负两极。
（7）用手指轻轻拨动线圈，线圈就会不停地旋转起来。如果不能持续转动，将线圈向相反的方向拨动。
实验步骤
尝试叙述本实验的实验原理
思考实验
主题小结
一、电场　电场强度
1. 自然界中存在着两种电荷：正电荷和负电荷。同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。
2. 电荷既不能被创造，也不能被消灭，只能从一个物体转移到另一个物体，或从物体的一部分转移到另一部分，在转移的过程中，电荷的代数和保持不变，这个结论叫作电荷守恒定律。
3. 两个点电荷之间的相互作用力与它们的电量的乘积成正比，与它们的距离的二次方成反比，作用力的方向在它们的连线上。这个规律叫作库仑定律。电荷间的这种相互作用力叫作静电力或库仑力。
主题小结
4. 电场是一种存在于电荷周围的特殊物质。
5. 放入电场中的电荷会受到电场对它的力的作用，这种作用力叫作电场力。电场对处在其中的电荷有力的作用，这是电场的基本性质。
6. 放入电场中某点的电荷所受电场力 F 与它的电荷量 q 的比值，叫作该点的电场强度，简称场强，用 E 表示，即E= F/q
一般规定，正电荷在电场中某点所受电场力的方向为该点电场强度的方向，负电荷在电场中某点所受电场力的方向与该点电场强度的方向相反。
主题小结
7. 在电场中引入一些假想的曲线，曲线上每点的切线方向都与该点的场强方向一致，这样的曲线称为电场线。电场线密的地方，电场强度大；电场线疏的地方，电场强度小。
8. 在电场的某一区域里，如果各点的场强大小和方向都相同，这样的电场就叫作匀强电场。匀强电场的电场线是一组间隔相等、互相平行的直线。
主题小结
二、电势能　电势　电势差
1. 电荷在电场中受到电场力作用，具有势能，这种势能叫作电势能。与重力势能一样，电势能也具有相对性，与参考位置的选择有关。
2. 我们把电场中某点处电荷所具有的电势能 Ep 与电荷量 q 的比值叫作该点处的电势（电位），通常用 φ 表示，即
φ = Ep / q
主题小结
3. 电场中两点之间的电势之差叫作电势差，用 U 表示。电势差也叫电压。
设电场中 A、B 两点的电势分别为 φA 和 φB，则 A、B 两点的电势差为UAB=φA-φB
4. 在匀强电场中，场强在数值上等于沿场强方向每单位距离上的电势差，即
E= U/d
电势沿着电场线方向逐渐减小，逆着电场线方向逐渐增大。
主题小结
三、磁场　磁感应强度
1. 磁体通过它周围的特殊物质而相互作用，这种传递磁体相互作用的物质称为磁场。
2. 人们人为地在磁场中画出一些曲线，使曲线上每一点的切线方向与该点的磁场方向一致，这些线称为磁感线。在磁体外部，磁感线从 N 极出发，绕到 S 极；在磁体内部，磁感线由 S 极通向 N 极。磁感线的疏密反映了磁场的强弱，磁场越强的地方，磁感线越密集。
主题小结
3. 判断电流周围磁场方向的方法称为右手螺旋定则（安培定则）。当电流为直线电流时，用右手握住导线，让垂直于四指的拇指指向电流方向，弯曲的四指所指的方向就是磁感线的方向。
当电流为环形电流（或通电直螺线管）时，用右手握住环形电流（或通电直螺线管），让弯曲的四指和电流的方向一致，而与四指垂直的拇指所指的方向就是环形电流（或通电直螺线管）中心轴线上磁感线的方向。
主题小结
4. 穿过某一面积的磁感线数目，称为通过该面积的磁通量 Φ，简称磁通。
5. 将面积为 S 的平面垂直于磁场方向放置，常用磁通与该面积的比来描述磁场的强弱，称为磁感应强度（简称磁感强度），用 B 表示。磁感应强度是矢量，它的方向就是磁场的方向，用公式表示为
B=Φ/S
6. 在有些磁场的某一区域，如果各点的磁感应强度的大小和方向都相同，这个区域的磁场就称为匀强磁场。
主题小结
四、磁场对电流的作用
1. 通电直导线所受安培力的方向与磁场方向和电流方向之间的关系，可以用左手定则来判定：伸开左手，使拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一个平面内，把手放入磁场中，让磁感线垂直穿过手心，使伸开的四指指向电流的方向，这时，拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向。
主题小结
2. 把一段长度为 l、电流为 I 的通电导线垂直于磁场方向放入磁感强度为B 的磁场中，通电导线所受安培力的大小等于磁感强度 B、电流 I 和导线长度l 三者的乘积。这就是安培定律，用公式表示为
F=BIl
主题小结
五、电磁感应现象
1. 只要穿过闭合电路的磁通量发生变化，闭合电路中就会产生电流。这种利用磁场产生电流的现象叫作电磁感应，所产生的电流叫作感应电流。
2. 我们把在电磁感应现象中产生的电动势叫作感应电动势。
3. 感应电流的方向、磁感线方向、导体运动方向之间遵守右手定则：伸开右手，让拇指与其余四指垂直，并且都与手掌在同一平面内，让磁感线垂直穿过手心，拇指指向导体运动方向，其余四指指的就是感应电流的方向。
主题小结
4. 实验表明，电路中感应电动势的大小与穿过这一电路的磁通量的变化率成正比。这就是法拉第电磁感应定律。对于 n 匝线圈所组成的电路，感应电动势为
5. 导线在做切割磁感线运动时所产生的感应电动势的大小等于磁感应强度、导线长度和运动速度三者的乘积，用公式表示为
E=Blv
主题小结
六、交流电及安全用电
1. 正弦交流电的瞬时值和有效值分别为
电流： 。
电压： 。
2. 已知一交流电的周期 T 或频率 f，又知它的电压有效值 U 或最大值 Um，可得正弦交流电的公式为
3. 36 V 及以下电压称为安全电压。
主题小结
六、交流电及安全用电
4. 常见的触电现象有单相触电和两相触电。人体的一部分接触相线，另一部分接触地面或零线，电流从带电体经人体到大地或零线形成回路，这种触电称为单相触电。人体的不同部位同时接触两根相线所引起的触电称为两相触电。
5. 如果发现有人触电，应根据事故现场情况尽快使触电者脱离电源。
6. 触电者一旦脱离带电体，只要触电者的瞳孔还未放大，就要在现场紧急对症救治。
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物理

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