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(共62张PPT)
电与磁
第十六讲
课标要求
真题链接
1.（2021江西）如图所示的是我国古代四大发明之一的指南针——司南，静止时它的长柄指向地理的_________方。在11世纪，我国宋代学者_________就发现了地理两极和地磁两极并不重合，这个发现比西方早了400多年。
磁现象和磁场
南
沈括
2.（2019江西）如图所示的是利用被磁化的缝衣针制成的简易指南针。若静止时针尖指向地理位置的北方，则针尖是简易指南针的________极；此时将指南针底座逆时针旋转90°，针尖静止时将指向地理位置的_________方。
N（北）
北
3.（2016江西）科学探究中能够准确表达自己的观点，表述探究的问题、过程和结果非常重要。以下是小华和小红对通电螺线管的外部磁场进行探究后的展示与汇报：
电生磁及其探究
①我们想知道通电螺线管的外部是否存在磁场。
②因此设计了如图甲所示的实验。
③闭合开关，发现小磁针发生了偏转；断开开关，小磁针又回到原位。
④此现象说明通电螺线管的周围存在磁场。
⑤那么通电螺线管外部磁场的分布情况如何？
⑥我们在通电螺线管周围的有机玻璃上撒铁屑并轻敲。
⑦铁屑的分布情况如图乙所示。
⑧由此可知，通电螺线管的外部磁场与条形磁体的磁场
相似。
根据上述展示与汇报，请你回答以下问题：（均填上面对应的序号）
（1）属于提出问题的有_________。
（2）属于进行操作的有_________。
（3）属于进行观察的有_________。
（4）属于得出结论的有_________。
①⑤
③⑥
③⑦
④⑧
4.（2022江西）如图所示的是某同学自制的简易电磁锁原理图。闭合开关S，滑片P向左移动，使静止在水平桌面上的条形磁体滑动，打开门锁。下列说法正确的是
电磁铁及其应用
（　　）
A.通电后电磁铁的a端为S极
B.滑片向左移动的过程中电磁铁的磁性增强
C.条形磁体在滑动过程中受到向左的摩擦力
D.条形磁体在滑动过程中受到的摩擦力变小
B
5.（2021江西）如图所示的是
燃油汽车启动装置的电路简图。
汽车启动时，需将钥匙插入仪
表板上的钥匙孔并旋转，则下
列分析正确的是（　　）
A.旋转钥匙相当于闭合开关
B.电磁铁是利用电流的热效应来工作的
C.电磁铁通电后电磁铁的上端为S极
D.电动机工作时将电能全部转化为机械能
A
6.（2018江西）在没有停电时，消防应急灯是熄灭的；停
电时，标有“36V”字样的两盏灯就会正常发光。如图所
示的电路符合要求的是（　　）
C
7.（2022江西）如图所示的是某同学在科技节上展示的作
品结构图。该作品的工作原理是通电线圈在_________中
受力转动，它就是一个自制的_________机模型。
磁场对电流的作用
磁场
电动
8.（2015江西）如图所示的是灵敏电流计内部结构示意图，它的工作原理是通电导体在_________中会受到力的作用，使指针发生偏转。此时如果改变线圈中的电流方向，指针的偏转方向_________（选填“会”或“不会”）发生改变。
磁场
会
9.（2023江西）如图所示，卸下家用微型风扇的插头后，将两根导线分别与灵敏电流计连接起来，用力转动风扇扇叶，看到灵敏电流计的指针偏转。这是___________现象，此过程中机械能转化为_________能。
电磁现象辨析
电磁感应
电
10.（2019江西）如图所示的是小安同学自制的一个实验装
置。他把带绝缘层的导线绕在塑料管外，导线两端连接着
小灯泡，形成闭合电路，管内封闭一个强磁体。沿图中所
示方向来回快速摇动装置，小灯泡发光。以下说法正确的
是（　　）
A.灯丝中电流方向保持不变
B.实验现象表明电能够生磁
C.该现象属于电磁感应现象
D.此装置与电动机原理相同
C
11.（2017江西，多选）如图所示
的是将绝缘导线缠绕在磁针上而
制成的简易电流计。现将导线的两
端接到电源两极，磁针发生了偏转。
下列关于该装置的说法，正确的是（　 　）
A.该简易电流计是利用电磁感应现象制成的
B.若将电源的两极对调，则磁针会反向偏转
C.若断开电路，则磁针回到原来的位置
D.若断开电路，则磁针静止时S极将指向地理南极附近
BCD
1.磁现象
考点扫描
磁现象、磁场（10年5考）
磁性 物体能够吸引①_____________等物质的特性
磁体 具有磁性的物体。常见的磁体有条形磁体、U形磁体、小磁针等
铁、钴、镍
磁极 定义 磁体上磁性最强的部分。能自由转动的磁体，
静止时指南的那个磁极叫做②_________极或S极，指北的那个磁极叫做北极或N极
相互作用规律 同名磁极相互③_________，异名磁极相互吸引
磁化 一些物体在磁体或电流的作用下会获得磁性的现象
南
排斥
2.磁场和磁感线
磁场 定义 磁体周围存在着看不见、摸不着的特殊物质，人们称其为“磁场”。磁场是真实存在的
基本性质 对放入其中的磁体产生④_________的作用，磁极间、磁极与通电导体间的相互作用是通过磁场发生的
磁场方向 在磁场中某点的小磁针静止时⑤_____________所指的方向为该点的磁场方向
磁力
北（N）极
磁感线 理解 为了形象、直观地描述磁场而引入的假想曲线；磁感线上任意一点的切线方向表示该点的磁场方向；磁感线分布越密的地方，其磁场越⑥_________，分布越稀疏的地方，其磁场越弱。用磁感线描述磁场的方法叫理想模型法
方向 在磁体周围，磁感线从⑦_________极出发回到南（S）极；在磁体内部，磁感线从南（S）极出发回到北（N）极
强
北（N）
磁感线 几种常见 磁感线的 分布
3.地磁场：地球是一个巨大的磁体，地球周围空间存
在的磁场叫地磁场。指南针能够指示南北就是受到⑧
_________的作用。地磁的北极在地理的⑨_________附
近，地磁的南极在地理的北极附近。地理两极和地磁两极
并不重合，我国宋代科学家⑩_________最先发现了这种
现象。
地磁场
南极
沈括
1.能自由转动的小磁针静止时，其N极指向地磁场的S极。（ ）
2.磁体之间的相互作用是通过磁场发生的。（ ）
3.磁感线是真实存在的，磁场由无数条磁感线组成。
（ ）
4.磁场中某点的磁场方向是由放在该点的小磁针决定的。（ ）
√
√
×
×
1.电流的磁效应：通电导体和磁体一样，周围存在着磁场，能使小磁针发生偏转，这种现象叫做电流的磁效应。奥斯特实验表明，通电导体周围存在磁场，并且该磁场的方向与 _________的方向有关。
2.通电螺线管的磁场
（1）特点：通电螺线管周围的磁场跟 _________磁体的磁场相似，其两端的极性跟通电螺线管中 _______的方向有关。
电生磁（10年5考）
电流
条形
电流
（2）磁极判定：安培定则（右手螺旋定则）。如图所示，用右手握住螺线管，让四指指向螺线管中电流的方向，则大拇指所指的那端就是螺线管的 _________极。
北（N）
　　决定通电螺线管磁极极性的根本因素是通电螺线管上电流的方向，而不是通电螺线管上导线的绕法和电源正、负极的接法。
1.电磁铁
电磁铁及其应用（10年4考）
结构 内部插入铁芯的通电螺线管
原理 铁芯被磁化，产生与原通电螺线管方向一致的磁场，使磁场加强
优点 （1）磁性有无可以通过电流的通断来控制；（2）磁性强弱可以通过改变线圈中 _________和线圈匝数来控制；（3）磁极极性可以通过 _________来控制
影响因素 （1）电流的大小（电流增大，磁性增强）；
（2） _______________（匝数增多，磁性增强）
应用 电磁起重机、电铃、电磁继电器、自动控制设备等
电流大小
电流方向
线圈的匝数
2.电磁继电器
结构 如图所示，由电磁铁、衔铁、弹簧、触点组成。其工作电路包括低压控制电路和高压工作电路
作用 利用低电压、弱电流的控制电路的通断，来间接地控制高电压、强电流的工作电路，还可以实现远距离操作和自动控制
实质 利用 _________来控制工作电路的一种开关
工作 原理 电磁铁通电时有磁性，把 _________吸下来，使动、静触点相接触，工作电路闭合；电磁铁断电时，磁性消失，弹簧把动触点拉起来，切断工作电路
电磁铁
衔铁
1.通电导体在磁场中要受到力的作用
（1）通电导线在磁场中受到力的作用，力的方向跟 _________的方向、磁场的方向都有关系。若其中一个反向，则通电导线受力的方向相反；若两者同时反向，则通电导线受力的方向 _________（选填“相反”或“不变”）。
（2）从能的转化观点来看，这是将电能转化为机械能。
磁场对电流的作用（10年6考）
电流
不变
2.电动机
（1）利用通电线圈在磁场中受到 _________的作用的原理制成。
（2）电动机的构造：电动机由能够转动的线圈和固定不动的磁体两部分组成。在电动机里，能够转动的部分叫转子，固定不动的部分叫定子。
（3）换向器的作用：当线圈刚转过 _________时能自动地改变线圈中电流的方向，使线圈连续转动。
力
平衡位置
1.电磁感应现象
　　（1）内容：闭合电路的一部分导体在磁场中做 ______________运动时，导体中产生感应电流的现象叫做电磁感应现象。电磁感应现象是由英国物理学家法拉第发现的。
磁生电（10年5考）
切割磁感线
（2）产生条件：a.闭合电路；b.一部分导体做切割磁感线运动。
（3）影响感应电流方向的因素：磁感线的方向和 ____________的方向。其中一个反向，则感应电流的方向相反；若两者同时反向，则感应电流的方向不变。
（4）影响感应电流大小的因素：导体运动的速度、磁场的强弱。
（5）应用：发电机、动圈式话筒、磁条刷卡机等。
导体运动
2.发电机
（1）发电机是根据电磁感应的原理制成的。
（2）交流发电机发出的是大小和方向都发生周期性变化的电流，称为交流电。
（3）交流电每秒内周期性变化的次数叫做频率，单位是赫兹，简称赫，符号是Hz。我国电网交流供电频率为50Hz。
3.电动机与发电机的区别
电动机 发电机
原理图和结构图
电动机 发电机
结构 能够转动的线圈（转子）、固定不动的磁体（定子）、换向器等 能够转动的线圈（转子）、固定不动的磁体（定子）、铜环和电刷等
工作原理 通电线圈在磁场中受力转动或磁场对通电导线有力的作用 电磁感应
电动机 发电机
能量转化 电能转化成机械能 机械能转化成电能
在电路中的作用 用电器 电源
根本区别 有电源；先电后动 无电源，有电流表或灯泡；先动后电
1.导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中一定会有感应电流通过。（ ）
2.导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中不一定产生感应电流。（ ）
3.闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中一定产生电流。（ ）
×
√
√
4.发电机是根据通电线圈在磁场中受力转动的原理工作的。（ ）
5.发电机是利用电磁感应现象制成的，工作时将电能转化为机械能。（ ）
×
×
1.全国视野 （2023本溪）小王自制了一个电磁秋千的玩具，如图甲所示。闭合开关后，推动一下永磁体，它在电磁铁排斥作用下来回摆动。请在图乙所示的简图中作出：
（1）电磁铁下端的磁极。
（2）电源的正、负极。
（3）图中的磁感线方向。
考向聚焦
2. 随着微能量采集技术的发展，按压瞬间动能转化为电能的自发电产品成为主流。如图所示的免电池自发电智能开关，又称为无线动能开关，具有不布线和不用电池的特点，能有效减少能源浪费。下列装置能说明自发电智能开关原理的是
（　　）
A
小磁针静止时N极的指向、磁感线方向、磁场方向是一致的，只要明确其中一个方向，其他两个方向也就确定了，磁体的N、S极也可以确定。一般地，根据安培定则判断通电螺线管的N、S极，根据磁极间的相互作用规律判断小磁针的磁极。
重难突破
安培定则和磁极间相互作用规律的应用
（2023临沂）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
（2023赣州联考）如图，林红同学将小磁针置于螺线管的左侧附近。闭合开关S，小磁针转动，小磁针的_________极靠近螺线管的左端。当向右移动滑动变阻器的滑片P时，M点的磁性将_________（选填“增强”或“减弱”）。
南（S）
减弱
实验一　探究通电螺线管外部磁场的方向
（10年1考，2022年版课标要求学生必做实验）

【实验器材及作用】
1.在通电螺线管周围不同位置放置小磁针的目的：方便观察磁场的方向。
实验探究
2.螺线管中插入铁棒的目的：使通电螺线管的磁场增强。
【实验方法】转换法的应用：通过小磁针静止时N极的指向判断通电螺线管的极性；通过铁屑的密集程度判断磁场的 强弱。
【实验操作】实验中轻敲玻璃板的目的：减小铁屑与玻璃板之间的摩擦，使铁屑受到磁场的作用而有规律地排列。
【分析现象，得出结论】
1.通电螺线管外部的磁场方向：磁感线从N极出发，最后回到S极。
2.通电螺线管的磁极极性与环绕通电螺线管的电流方向有关，电流方向改变，通电螺线管的磁极极性也改变。
【交流与反思】通电螺线管与小磁针之间是通过磁场产生力的作用。
【实验结论】通电螺线管外部的磁场与条形磁铁的磁场相似。
1.在探究通电螺线管外部磁场方向的实验中：
（1）如图甲所示，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___________，观察到
铁屑排列成如图所示的形状。可见，通电
螺线管外部磁场与_________磁体的磁场相似。
轻敲纸板
条形
（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：_______ _______________________________________________________________________。
（3）对调螺线管所接电源正、负极，周围小磁针的指向也随之改变，说明通电螺线管的极性与螺线管中电流的_________有关。
将小磁
针水平放置在水平桌面上，其静止时，指北的一端为N极，指南的一端为S极　
方向
（4）【交流反思】①实验中，摆放小磁针的目的是___________________。
②若要探究通电螺线管磁场强弱与电流大小的关系，应在螺线管所在电路中串联一个_______________。
（5）【实验拓展】为了增强磁场的强度，在不改变电流大小的情况下，可以采取_________________________的办法。
显示磁场方向
滑动变阻器
增加螺线管的线圈匝数
（6）【拓展应用】小明按图乙
连接电路，他先将开关S接a，观察电
流表的示数及吸引大头针的数目；再
将开关S接b，调节变阻器的滑片P，
使电流表的示数不变，并观察吸引大
头针的数目。他这样做的目的是探究通电螺线管的磁场强
弱与____________的关系。
线圈匝数
实验二　探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件
（10年1考，2022年版课标要求学生必做实验）

【设计与进行实验】
1.实验器材（如图所示）
（1）选用灵敏电流计（小量程电流表）而不选用普通电流表的原因：①灵敏电流计指针可以向两个方向偏转；②实验中的感应电流较小，灵敏电流计指针偏转明显。
（2）选用蹄形磁体的原因：两极间的磁场比较均匀，磁感线接近直线。
2.实验方法：转换法和控制变量法。
【交流与反思】
1.实验过程中的能量转化：机械能转化为电能。
2.探究感应电流的大小与导体运动速度的关系：控制磁场方向和磁场强度不变，改变导体沿相同方向切割磁感线的速度。
3.实验中灵敏电流计指针偏转不明显的原因及改进措施
（1）原因：感应电流太小。
（2）改进措施：更换灵敏度更高的电流计、用多匝线圈替代单根导体棒、加快导体切割磁感线的速度、换磁性更强的蹄形磁体等。
【实验结论】产生感应电流的条件是闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动。感应电流的方向与磁场方向和导体做切割磁感线运动的方向有关。
2.某同学用如图甲所示的装置探究什么情况下磁可以生电。在蹄形磁体的磁场中放置一根导线，导线两端跟电流计连接组成闭合回路。
（1）让导线ab在磁场中静止，观察到电流计指针_________；让导线ab在磁场中静止，换用磁性更强的蹄形磁体，观察到电流计指针_________；保持蹄形磁体静止，让导线ab从图中所示位置水平向右运动，观察到电流计指针_________。（均选填“偏转”或“不偏转”）
（2）图乙中的a表示垂直于纸面的一根导线，它是闭合电路的一部分。它在磁场中按箭头方向运动时，会产生感应电流的是_________（填字母）。
不偏转
不偏转
偏转
CD
（3）【交流反思】①另一名同学采用相同的装置，左右移动导线ab，没有观察到电流计的指针发生偏转。经检查发现，全部实验器材均无故障且连接无误。猜一猜：电流计指针不偏转的原因是________________。
②实验结束后整理器材，该同学在没有断开开关的情况下先水平向左撤去蹄形磁体（导线ab不动），则电流计的指针________（选填“会”或“不会”）发生偏转。
感应电流太小
会
（4）【拓展与应用】感应电流的大小与导体做切割磁感线运动的速度有什么关系？有一名同学将一段导体放在一个蹄形磁体内，使其沿垂直于磁感线的方向，以不同的速度切割磁感线，得出的数据如表所示。
导体的运动速度/（m·s－1） 0.08 0.12 0.16 0.2
感应电流/mA 0.2 0.3 0.4 0.5
根据表中数据，得出的结论是：______________________ ___________________________________________________。
导体长度和磁场强弱一定时，感应电流的大小跟导体切割磁感线的速度成正比

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