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(共47张PPT)
第二十章　电与磁
第1节　磁现象　磁场
2022版课标 学习目标
通过实验，认识磁场.知道地磁场 1.认识磁性、磁极、磁体、磁化，知道磁体的分类.
2.知道磁极间的相互作用.
3.知道磁体周围存在磁场，知道磁场方向的规定.
4.知道磁感线可用来形象地描述磁场.
5.知道地球周围有磁场，知道地磁场的南、北极
真实任务
　公元843年，在没有航标、没有明确航道的大海上，一艘帆船正在日夜不停地航行.一些聪明的中国人利用手中的罗盘指示方向，开辟了从浙江温州到达日本值嘉岛的航线.是什么神秘的力量驱动着罗盘，让它指示方向？
学习过程
思考
(一)磁性、磁体和磁极
实验：用磁体的一端分别靠近铁片、钴钻头、硬币、铜丝、回形针、纸片、石子等.
实验现象：实验发现磁体能够吸引　铁片　、　钻钻头　、　硬币　和　回形针　，不能吸引　铜丝　、　纸片　、　石子　.
磁现象
磁现象
铁片
钻钻头
硬币
回形针
铜丝
纸片
石子
归纳总结：物体能够吸引　铁　、　钴　、　镍　等物质的性质叫作磁性，具有磁性的物体叫作　磁体　.
铁
钴　
　镍
磁体
(二)磁极
实验：把细铁屑或大头针均匀地撒在一张白纸上，将条形磁体平放在铁屑中，然后用手轻轻将磁体提起，并轻轻抖动，观察磁铁两端及中间部分吸引铁屑的多少.
实验现象：发现磁体的　两端　附近吸引的铁屑最多.
归纳总结：磁体的　两端　磁性最强，我们把磁体上磁性最强的部位叫作　磁极　.能够自由转动的磁体，静止时指南的那个磁极叫作　南极　或　S极　，指北的那个磁极叫作　北极　或　N极　.
两端
两端
磁极
南极　
S极　
北极　
N极
1.电冰箱在结构上和工作过程中应用了许多物理知识(如图所示).
(1)问题：为什么要使用三脚插头？
(2)问题：为什么要使用具有磁性的密封条？
(1)将冰箱外壳接地，防止发生漏电触电事故
(2)它能够吸引冰箱铁制门框
2.如图所示，将悬吊着小铁球的弹簧测力计沿水平方向自左向右在磁体的上方移动的过程中，弹簧测力计的示数( C)
A.保持不变
B.逐渐减小
C.先减小后增大
D.先增大后减小
C
(一)实验：如图，将两根条形磁体分别放在小车上，然后靠近，观察现象，归纳结论.
(一)实验：如图，将两根条形磁体分别放在小车上，然后靠近，观察现象，归纳结论.
思考
磁极间的相互作用
归纳总结：同名磁极相互　排斥　，异名磁极相互　吸引　.
实验方法 记录现象
　吸引　
　排斥　
　吸引　
　排斥　
　吸引　
排斥　
　吸引　
排斥　
排斥
吸引
3.如图所示，在条形磁体周围放置甲、乙、丙三个可以自由转动的小磁针，当它们静止时，其N极指向正确的是( B)
A.甲、乙、丙
B.甲、乙
C.甲、丙
D.乙、丙
B
4.如图所示，磁铁吸引两根铁钉的一端，那么两根铁钉的另一端将( B)
A.甲：相互吸引
B.乙：相互排斥
C.丙：不相互吸引也不相互排斥
D.无法判断
B
探究
(一)实验：如图所示，在铁架台上固定一软铁棒，在它的下方放一些细铁屑，然后在软铁棒的上方放一根条形磁体，发现软铁棒能吸引细铁屑，软铁棒变成了磁体.
归纳总结：一些物体在磁体或电流的作用下会获得磁性，这种现象叫作　磁化　.
(二)磁化的应用：磁带和磁盘上都含有磁性物质，利用它上面的磁性物质可以存储声音、图像和文字信息.
(三)消磁：通过撞击、煅烧等手段使磁体失去磁性的过程，消磁可以看成是磁化的逆过程.
磁化和消磁
磁化
5.如图所示的司南是我国古代的四大发明之一，是最早的指南针，关于司南磁勺的材料可能是( A)
A.铁 B.铜
C.铝 D.银
A
6.如图所示是一个条形磁铁从铁屑中取出的情景，则下列说法中不正确的是( D)
A.条形磁铁两端吸引铁屑较多，说明其两端的磁性最强
B.铁屑被吸引后就会被磁化，再细小的铁屑也会有两个磁极
C.拿另一个条形磁铁的N极靠近图中磁铁S极会被吸引
D.将图中磁铁折断并将S极部分拿走，余下部分只会有N极
D
7.a、b两个磁极之间有一个小磁针，小磁针静止时的指向如图所示，则(A )
A.a是S极，b是N极
B.a是N极，b是S极
C.a、b都是N极
D.a、b都是S极
A
8.如图是小东用缝衣针、按扣和橡皮制作的小指南针，其中的缝衣针必须要被　磁化　后才会受到地磁场的作用，若缝衣针静止后，针尖指向地球的北方，则针尖是　N　极；此实验中缝衣针所用的材料最好是　钢　(选填“铝”“钢”或“铜”).
磁化
N
钢
9.如图甲所示，一个条形磁铁摔成两段，取右边的一段靠近小磁针，小磁针静止时的指向如图乙所示，则裂纹b处的磁极是　N　极，判断依据是　异名磁极相互吸引　.如果把这段磁铁沿裂纹吻合放在一起(如图甲)，这两段会相互　吸引　(选填“吸引”或“排斥”).
N
异名磁极相互吸引
吸引
探究　
(一)磁场及其方向
(1)实验1：如图用一块布包着条形磁体，放在桌子上，拿一个小磁针靠近磁体，你观察到了什么现象？说明什么？
实验现象：将磁针放到磁体附近，
　磁针指向发生偏转　；
分析：小磁针受到了　力　的作用.这是因为磁体周围存在着一种物质，能使小磁针偏转.
磁场和磁感线
磁针指向发生偏转
力
归纳总结：磁体周围存在着的这种看不见、摸不着的　物质　叫作
　磁场　.
磁场对放入其中的磁体产生　力　的作用.磁体间的相互作用就是通过　磁场　发生的.
物质
磁场
力
磁场
(2)实验2：如图甲先在桌面上放一圈小磁针，观察小磁针的指向，再把一根条形磁体放到小磁针的中间如图乙，再观察小磁针的指向.
实验现象：放入条形磁体后小磁针的指向发生了改变，不同位置的小磁针的指向　不同　.
分析：小磁针在磁场中的不同位置时，N极的受力方向是　不同　的.
归纳总结：磁场具有　方向性　.物理学中把小磁针静止时　N　极所指的方向规定为该点磁场的方向.
不同
不同
方向性
N
(二)磁感线
(1)实验1：如图所示在磁场中的不同点，放入许多小磁针，发现小磁针N极所指的方向不同，说明磁体周围各点的磁场方向不同.
实验1
(2)实验2：如图所示将玻璃板平放在磁体上，并在玻璃板上均匀地撒上一层铁屑，轻轻敲击玻璃板，可以看到小铁屑排列成一条条有规律的曲线.
实验2
(3)实验3：将一些小磁针放在铁屑排列的一条曲线上，可观察到小磁针的N极指向沿着　曲线　方向.把小磁针在磁场中的排列情况，用一些带箭头的曲线画出来，可以方便、形象地描述磁场，这样的曲线叫作
　磁感线　，如图所示.
曲线
磁感线
(三)磁感线的性质
(1)磁感线是　假想的线，实际不存在.在磁体外部，　磁感线由N极到S .
(2)磁感线上任何一点的　切线方向　表示该点　磁场的方向　.
(3)磁感线的疏密表示　磁场的强弱　，越密表示该点磁场越　强　.
假想的线
磁感线由N极到S极
切线方向
磁场的方向
磁场的强弱
强
(四)几种磁场的磁感线描述
10.下列关于磁体和磁场的说法，错误的是( B)
A.磁体周围一定存在磁场
B.磁性只有在磁体吸引铁、钴、镍等物质时才存在
C.磁场能使放入其中的小磁针发生偏转
D.磁场最基本的性质是对放入其中的磁体有力的作用
B
11.如图所示是条形磁体的磁场分布图，有以下说法，其中正确的是(C )
①该条形磁铁的右端为N极，左端为S极；②a处的磁场强弱与b处的磁场强弱相同；③置于a点的小磁针，静止时北极指向左侧；④磁感线是真实存在的一种物理模型
A.①② B.③④
C.①③ D.②④
C
12.如图所示，小磁针在条形磁体作用下处于静止状态，请标出小磁针的N极和A点处的磁场方向(用箭头表示).
答案图
阅读课本P150，了解地磁场.
(1)地球周围空间存在的磁场叫作　地磁场　.
地球是一个磁体，地磁场的形状与　条形磁体　的磁场很相似.
(2)地磁场的特点：地球这个巨大的磁体有两个磁极，分别称为地磁的南(S)极和地磁的北(N)极，地磁北极在　地理南极　附近，地磁南极在　地理北极　附近.
(3)　地磁的两极和地理的两极并不重合　，它们之间有一个偏差角度，我们称为磁偏角.我国宋代学者　沈括　第一个发现磁偏角.
地球的磁场
思考
地磁场
条形磁体
地理南极
地理北极
地磁的两极和地理的两极并不重合
沈括
13.关于地磁场，下列说法不正确的是(B )
A.地球相当于一个大磁体，它周围存在着地磁场
B.地磁场的磁感线方向由北指向南
C.地磁场的北极在地理的南极附近
D.地磁场的磁感线在地球两极附近最密集
B
14.小明在家里用橡皮和大头针制作底座，使缝衣针磁化后，穿过按扣的两个孔，放在底座的针尖上，做成一个小指南针，如图所示.下列说法正确的是( )
A.如果图中指南针静止下来后，针尖指南，那么针尖是北极
B.小指南针静止时指南北是因为受地磁场作用
C.小指南针只有一个磁极，就是南极
D.小指南针周围存在着无数条磁感线
B
15.如图是地球大磁体示意图，在A端的括号中标出地磁场极性，在B点小磁针旁括号中标出小磁针极性.
答案图
作业检测
1.关于磁场和磁感线，以下说法不正确的是( A)
A.磁感线分布在磁体周围的立体空间里
B.磁体之间的相互作用是通过磁场发生的
C.磁体外部的磁感线都是从磁体的N极出发，回到S极的
D.磁场中，小磁针静止时北极所指的方向为该点磁场的方向
A
2.如图所示是条形磁体的磁场分布图.将小磁针放置在磁场某处，静止时指向如图所示，小磁针黑色端为北极.关于该磁场，下列说法正确的是
(D )
A.该条形磁体的左端为S极，右端为N极
B.a点没有磁感线经过，所以a点没有磁场
C.b点的磁场方向向左
D.c点的磁场比B点强
D
3.据《武经总要》记载，古人将具有磁性的空心铁鱼放入水中漂浮制成指南鱼，多次将指南鱼轻轻旋转，待静止后，观察到鱼尾总是指向南方(如图所示).下列说法正确的是( D)
A.鱼尾指向地磁南极
B.指南鱼的“N”应标注在鱼尾
C.指南鱼周围存在磁场和磁感线
D.若用磁体的N极靠近鱼尾，会相互吸引
D
4.图中画出了两个磁极间的磁感线，这两个磁极都是　N　(选填“N”或“S”)极，图中B点的小磁针静止时北极所指的方向向　下　(选填“上”或“下”).
N
下
5.指南针是我国古代的四大发明之一.我国古代就利用司南来辨别方向，司南是现代所用的指南针的始祖.司南之所以能指示方向，是因为我们生活的地球本身就是一个大磁体，周围存在着　磁场　.静止时，司南的握柄指向地理的南方，握柄应为该磁体的　S　(选填“N”或“S”)极.经过训练的信鸽，放飞后它们会自己飞回家，鸽子在飞行时是靠　地磁场　来导航的.
磁场
S
地磁场
6.在条形磁铁旁边放一小磁针，小磁针静止时的指向如图所示，请你根据小磁针的指向，标出条形磁铁的N、S极，并用箭头标出A点的磁感线方向.
答案图
7.指南针是中国四大发明之一，这是我国对人类所作出的巨大贡献，指南针是利用地磁场指示方向.如图所示，地球是一个大磁体，类似条形磁铁，静止的小磁针N、S极指向如图所示，请在图中方框中填上地磁场的N、S极，并用箭头标出P点的地磁场方向.
答案图
学后反思
结合结构图反思一下学了哪些知识点？是如何获得的？可解决生活中哪些问题？
序号 学习目标 优秀★★★ 良好★★ 一般★
1 认识磁场，知道磁感线可以形象地描述磁场
2 会用磁感线描述磁体周围的磁场分布情况
3 知道地磁场 (共41张PPT)
第二十章　电与磁
第3节　电磁铁　电磁继电器
2022版课标 学习目标
了解电磁铁在生产生活中的应用 1.了解什么是电磁铁，知道电磁铁的特性和工作原理.
2.了解影响电磁铁磁性强弱的因素.
3.认识电磁继电器
真实任务
　如图所示为电磁起重机，它能够灵活的将笨重的钢材吸起，卸下来.你知道电磁起重机的工作原理和构造吗？它为什么有如此巨大神奇的力量？
学习过程
思考
电磁铁磁性强弱的因素
实验：取一个带有铁芯的螺线管、一些大头针，将螺线管通电，靠近大头针，观察发生的现象，然后断开电路，观察发生的现象.
现象表明：内部插有　铁芯　的螺线
管，有电流通过时有　磁性　，没有
电流时就　失去磁性　，这种磁体叫
作电磁铁.
　电磁铁
铁芯
磁性
失去磁性
归纳总结：电磁铁是利用　电流的磁效应　来工作的.
电磁铁的磁极的极性与通电螺线管磁极的极性是一致的，可运用
　安培定则　来判定.
电流的磁效应
安培定则
1.下列有关电磁铁的说法中，正确的是(A )
A.铁芯使通电电磁铁的磁性增强
B.电磁铁断电后，仍然有很强的磁性
C.电磁铁的铁芯可以用铜棒代替
D.电磁铁是根据电流的热效应制成的
A
2.如图是小月家新购入的一盆盆栽，盆栽底部装有永磁体，底座内装有电磁铁，通电后能使得盆栽悬浮在空中.底座内电磁铁的原理是电流的　磁效应　，盆栽是因为同名磁极之间相互　排斥　，所以才悬浮在空中.
磁效应
排斥
　(一)想一想：电磁铁磁性的强弱与哪些因素有关？
(1)猜想：
①电磁铁只有在线圈中通有电流时才有磁性，猜想电磁铁磁性的强弱与　电流　的大小有关.
②构成电磁铁的主要部件是线圈，猜想电磁铁的磁性强弱与线圈的
　匝数　有关.
探究
探究影响电磁铁磁性强弱的因素
电流
匝数
(2)设计实验
①探究电磁铁磁性的强弱与电流大小的关系：控制　线圈的匝数　不变，改变　电流大小　.
②探究电磁铁磁性的强弱与线圈的匝数的关系：控制　电流大小　不变，改变　线圈的匝数　.
怎样判断电磁铁磁性强弱？(转换法：观察电磁铁　吸引大头针数量的多来判断电磁铁的　磁性　强弱)
线圈的匝数
电流大小
电流大小
线圈的匝数
吸引大头针数量的多少
磁性
(3)进行实验
①按照电路图，把滑动变阻器和一定匝数的电磁铁a、b串联起来，移动变阻器的滑片P，改变电路中的电流，观察电磁铁吸引大头针的数目多少.
②把两个匝数不同的电磁铁A、B串联在电路中，观察电磁铁吸引大头针的数目多少.
③记录实验数据
实验次数 保持不变的因素 变化的因素 实验现象 判断
1 　线圈数　 电流 小 电流越　大　，吸引大头针的数目越　多　 磁性越　强　
2 　电流小　 线 匝 数 线圈　匝数　越　多　，吸引大头针的数目越　多　 磁性越　强　
　线圈的匝数
电流大小
大
多
　强　
　电流大小　
线圈的
匝数
匝数
多
多
　强　
(4)实验结论
①线圈匝数一定时，通入的电流越大，电磁铁的磁性越强；
②电流一定时，外形相同的螺线管，线圈匝数越多，电磁铁的磁性越强.
归纳总结：电磁铁的优点
(1)可以通过电流的通断来控制其磁性的有无.
(2)可以通过改变电流的　方向　来改变其磁极的极性.
(3)可以通过改变电流的　大小　或　线圈匝数　的多少来控制其磁性的强弱.
方向
　大小
线圈匝数　
(二)电磁铁的应用
(1)电磁铁可以直接对磁性物质有吸引力的作用，主要应用在电铃、电磁起重机、电磁刹车装置和许多自动控制装置上.
3.小华想用自制电磁铁探究影响电磁铁磁性强弱的因素.
(1)他用相同的漆包线和　铁钉　(选填“铜钉”或“铁钉”)绕制成两个电磁铁A和B，B钉上绕有更多匝数的线圈，实验装置如图所示.
铁钉
(2)如图甲，闭合开关，电磁铁A的钉尖是　S　(选填“N”或“S”)极；将滑动变阻器的滑片P向右移动，能吸引的大头针　更少　(选填“更多”“不变”或“更少”)，说明在线圈匝数一定时，电磁铁的磁性强弱与　电流大小　有关.
S
更少　
电流大小
(3)如图乙，把电磁铁A和B串联.闭合开关，多次移动滑动变阻器的滑片P，发现电磁铁B总比A能吸引更多的大头针，通过比较，得出的结论是
　电流大小一定时，线圈匝数越多，电磁铁的磁性越强.　.
(4)电磁铁在生活中应用广泛，请举一例：　电铃 　(合理即可).
电流大小一定时，线圈匝数越多，电磁铁的磁性越强
　电铃
思考
(一)阅读课本P159，认识电磁继电器，填写电磁继电器各部分结构的名称.
电磁继电器
电磁铁
弹簧
衔铁
触点
(二)电磁继电器的工作原理
(1)闭合低压控制电路中的开关S，电流通过电磁铁的线圈　产生磁性　，把　衔铁B　吸下来，使动触点　D　与静触点　E　接触，受控的高压工作电路闭合，　电动机M　工作.
产生磁性
衔铁B
　D
E
电动机M
(2)断开开关S，线圈中的电流消失，电磁铁的　磁性消失　，　衔铁B　在　弹簧　的作用下与电磁铁分离，使触点　D、E　脱开，受控电路断开，　电动机M　停止工作.
磁性消失
衔铁B　
弹簧
D、E
电动机M
归纳总结：电磁继电器是利用低电压、弱电流电路的通断，来间接地控制高电压、强电流电路通断的装置.电磁继电器实质上是利用电磁铁来控制工作电路的一种　开关　.
开关
(三)电磁继电器的应用实例
4.如图是一种水位自动报警器的原理示意图，当水位升高到金属块A时
( B )
A.红灯灭、绿灯亮
B.红灯亮、绿灯灭
C.红灯亮、绿灯亮
D.红灯灭、绿灯灭
B
5.如图所示的是恒温箱电磁继电器的简易电路图.
(1)恒温箱电磁继电器是利用　低压　电路
来控制工作电路，其中电磁铁是利用
　电流的磁效应　的原理进行工作的.
(2)其工作原理是：接通工作电路后，电热丝加热，箱内温度升高，当箱内温度达到金属丝A下端所指的温度时，控制电路　闭合　，衔铁被吸下，工作电路断开，电热丝停止加热.当箱内温度低于金属丝A下端所指的温度时，控制电路　切断　，衔铁被　弹簧拉起　，工作电路再次工作，电热丝加热，从而保持恒温箱内温度恒定.
低压
电流的磁效应
闭合
切断
弹簧拉起
作业检测
1.如图所示是“探究电磁铁磁性强弱与哪些因素有关”的实验，下列说法正确的是( B)
A.电磁铁的a端是N极
B.滑片P向a端移动吸引大头针的数目增多
C.电磁铁的b端是S极
D.滑片P向b端移动吸引大头针的数目增多
B
2.如图所示是智能扶手电梯的原理图，其中R是压敏电阻.电梯上无乘客时，电动机转动变慢，使电梯运动变慢；电梯上有乘客时，电动机转动变快，使电梯运动变快.下列说法错误的是( C)
A.电磁铁下端是N极
B.电磁继电器的原理是电流的磁效应
C.电梯上有乘客时，压敏电阻R的阻值增大
D.电梯上无乘客时，控制电路的电流变小，衔铁与触点1接触
C
3.如图电磁起重机可以处理废弃钢铁材料.电磁起重机有一个巨大的电磁铁，它是根据　电流的磁效应　的原理制成，若对吸起的钢铁卸载，可采取的方法是　断开开关　.
电流的磁效应
　断开开关
4.如图所示，给电磁铁通电，条形磁铁及弹簧在图中位置静止，当滑动变阻器的滑片向B端滑动时，弹簧长度变短，则螺线管上端为　N极　(选填“N极”和“S极”)，电源左侧为　正极　(选填“正极”或“负极”)，若其他条件不变，只将条形磁铁换成形状大小相同的条形铁块，待弹簧稳定时，弹簧长度与对调前比较将　变长　(选填“变长”或“变短”).
N极
正极　
　变长
5.如图所示的是一种温度自动报警器的原理图，当温度达到金属丝下端所指的温度时，电流通过电磁铁的线圈产生　磁性　，电铃响起，发出警报信号，电磁铁的a端为　S　极，若将温度计的上端的金属丝向下调整，则报警的温度将　降低　(选填“升高”或“降低”).
磁性
S
降低
6.为了探究“电磁铁的磁性强弱跟哪些因素有关”，小红同学用漆包线(表面涂有绝缘漆的导线)在大铁钉上绕若干匝，制成简单的电磁铁，图中
甲、乙、丙、丁为实验中观察到的四种情况.
(1)可通过观察　电磁铁吸引大头针的数目多少　来判断电磁铁磁性的强弱.实验中发现被电磁铁吸引的大头针下端是分散的，其原因是大头针被磁化后，同名磁极互相　排斥　.
电磁铁吸引大头针的数目多少
排斥
(2)比较甲、乙两图可知：电磁铁通电时有磁性，断电时　没有　(选填“有”或“没有”)磁性.
(3)利用图丁可探究电磁铁磁性强弱与线圈匝数的关系，将两电磁铁串联的目的是　控制通过两个电磁铁的电流相同　.
没有
控制通过两个电磁铁的电流相同
(4)利用上述结论分析图戊，下列措施中能使电磁铁磁性增强的是　B　.
A.滑片P向右移动，其他条件不变
B.滑片P向左移动，其他条件不变
C.开关S由1扳到2，其他条件不变
D.电源的正负、极对调，其他条件不变
B
7.按要求作图：
(1)在如图甲虚线框内画出电池组和滑动变阻器的符号，并用导线连接好电路，要求：开关闭合，小磁针静止时如图所示；当滑动变阻器滑片向右移动时，电磁铁的磁性增强.
答案图
(2)请将图乙中的电磁继电器电路连接完整.要求：开关闭合时，电动机运转，小灯泡不亮；开关断开时，小灯泡亮，电动机不转.
答案图
学后反思
结合结构图反思一下学了哪些知识点？是如何获得的？可解决生活中哪些问题？
序号 学习目标 优秀★★★ 良好★★ 一般★
1 知道电磁铁的特点和工作原理
2 能通过实验，得出电磁铁磁性强弱与哪些因素有关
3 能说明电磁继电器的结构及工作原理
4 了解常见电磁继电器在生产、生活中的应用 (共36张PPT)
第二十章　电与磁
第4节　电动机
2022版课标 学习目标
通过实验，了解通电导线在磁场中会受到力的作用，并知道力的方向与哪些因素有关 1.了解磁场对通电导线的作用.
2.了解直流电动机的结构和工作原理
真实任务
　你知道小风扇是靠什么装置来转动的吗？打开小风扇，里面主要的部件就是电动机.电动机在生活中应用非常广泛，电动摩托车，电动汽车也要使用电动机.你知道通电后，电动机为什么会转动起来？它是根据什么原理工作的？
学习过程
探究
(一)提出问题：磁体在磁场中会受力的作用，通电导线周围存在磁场，那么将通电导线放在磁场中，通电导线是否会受到力的作用呢？
实验1：如图甲所示，把金属棒ab放在磁场里，接通电源，让电流通过导体ab，观察记录现象.
实验现象：闭合开关，金属棒ab会运动
起来(如图乙所示).
分析：通电导体在磁场中　受到力的作用　.
受到力的作用
(二)提出问题：通电导体在磁场中运动方向是固定的吗？可能与什么因素有关？
实验2：(1)保持磁体N极、S极位置不变，把电
源的正、负极对调后接入电路，
使通过金属棒ab的电流方向与原来相反(如图丙所示)，
接通电源，观察记录现象.
实验现象：只改变导线中的电流方向时，金
属棒ab的运动方向与图乙　相反　.
分析：通电导体在磁场中受力的方向跟　电流的方向　有关.
相反
电流的方向
(2)保持金属棒ab中的电流方向与图乙中相同，把磁体的两个磁极对调，
让磁场方向与原来方向相反(如图丁所示)，接通电源，观察现象.
实验现象：只改变磁场方向，金属棒ab的运动方向与图乙　相反　.
分析：通电导体在磁场中受力的方向跟　磁场的方向　有关.
相反
磁场的方向
(3)同时改变金属棒AB中的电流方向和磁场方向(如图戊所示)，接通电源，观察现象.
实验现象：同时改变电流方向和磁场方向，
金属棒ab的运动方向与图乙　相同　.
分析：同时改变导体AB中的电流方向和磁场方向，
导线受力的方向　不变　.
归纳总结：通电导体在磁场中受到　力　的作用，力的方向跟　电流方向　和　磁场方向　都有关系.
相同
不变
力
电流方向
磁场方向
1.如图，闭合开关，铜棒向左运动，为使铜棒向右运动，下列操作不可行的是( D)
A.只对调电源的正、负极
B.只对调磁体的N、S极
C.导线①接A、C接线柱，导线②接B、D接线柱
D.同时对调电源正、负极和磁体N、S极
D
2.如图，闭合开关，导体棒向左运动，这是由于磁场对　通电导体　有力的作用.若改变电流方向，同时将磁铁磁极对调，导体棒将向　左　运动.
　通电导体
左
(一)演示实验：将线圈放入磁场中并通电，发现线圈转过一定角度，但不能持续转动.
(二)线圈在磁场中不能持续转动的原因
(1)在如图甲所示位置时，通电线圈的两边在磁场中都受力，ab边受力方向竖直向上， cd边受力方向竖直向下，方向相反，发生　顺时针　(选填“顺时针”或“逆时针”)转动.
探究
磁场对通电线圈的作用
顺时针
(2)当线圈的平面与磁场垂直时(图乙)，通电线圈ab边与cd边受平衡力作
用，达到平衡位置.这时由于　惯性　，线圈还会继续转动.
(3)如图丙所示，线圈靠惯性越过平衡位置后， ab边受力方向竖直向上， cd边受力方向竖直向下，方向相反，磁场力作用的结果使线圈又　逆时针　(选填“顺时针”或“逆时针”)转动.
(4)通电线圈最后静止在　平衡位置　(图丁).
惯性　
逆时针
平衡位置
(三)让线圈转起来(制作电动机模型)
(1)实验器材：粗漆包线、小刀、干电池、圆形强磁铁、别针(2个)、橡皮筋等.
(2)制作线圈：将粗漆包线制成一个线圈，把一端的绝缘漆全部刮掉，另一端只刮半周.
(3)实验中，将线圈一端的漆皮全部刮掉，另一端的漆皮只刮掉半周，线圈就能持续地转动起来.
分析：将线圈一端的漆皮全部刮掉，另一端只刮掉半周，可以保证给线圈适时　通　电或　断　电.线圈每转一周，只有半周获得动力，在另半周线圈没有电流通过，线圈不受力，但由于惯性继续转动，当转过这半周后，又回到原来的状态，线圈又受到向同方向转动的力，线圈就可以持续转动下去.
通
断
3.小明和小华分别用如图所示的装置观察磁场对通电线圈的作用.小明将线圈两端的漆全部刮去后放入磁场；小华只将一端导线上的漆全部刮去，另一端只刮去一半，闭合开关(C )
A.小明的线圈连续转动，灯时亮时灭
B.小华的线圈来回摆动，灯时亮时灭
C.小明的线圈来回摆动，灯连续发光
D.小华的线圈连续转动，灯连续发光
C
思考
(一)阅读课本P163，学习电动机的基本构造.
(1)电动机由两部分组成：能够转动的　线圈　，也叫转子(作用：受力转动)；固定不动的　磁体　，也叫定子(作用：提供磁场).
(2)电动机工作时，把　电　能转化为　机械　能.
电动机的基本构造
线圈　
磁体
电
机械　
(3)换向器：①换向器的构造：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.换向器可以使线圈中的电流方向每半周改变一次.
②换向器的作用：当线圈转过　平衡位置　时，
自动改变线圈中的　电流方向　.
如图所示，无论线圈的哪个边，只要它处于靠近磁体S极的一侧，其中的　电流　方向都如图甲所示，这时它的受力方向总是　相同　的(向上)，线圈就可以不停地转动下去了.
铜半环
电刷
平衡位置
电流方向
电流　
相同
4.如图甲的线圈abcd位于磁场中.
(1)电动机的工作原理是磁场对　通电导体　有力的作用.
(2)cd段导线受磁场力的方向如图甲所示，在图甲中画出ab段导线受磁场力的方向.
通电导体
(2)答案图
(3)当线圈转到竖直位置时，如图乙所示，AB段和CD段导线受到的力是平衡力.物理学中把这一位置叫作　平衡位置　，线圈最终将在这一位置静止.
(4)为了使线圈能够持续转动，可以在电路中接入　换向器　.该装置能在线圈　刚转过　(选填“刚转到”“即将转到”或“刚转过”)平衡位置时，自动改变线圈中　电流　的方向.
平衡位置　
换向器　
刚转过
电流
思考
　 (一)阅读课本P163~164，学习扬声器.
(1)作用：它是把　电信号　转变为　声信号　的装置.
(2)结构：线圈、永磁体、锥形纸盆.
(3)原理：扬声器的线圈中通入携带声音信息、时刻变化的电流，由于线圈中的　电流方向　是不断变化的，线圈就不断地来回　振动　，带动　纸盆　不断地来回振动，于是扬声器就发出了声音.
扬声器
电信号
声信号
电流方向　
　振动
纸盆
5.如图所示是扬声器(喇叭)的结构图，当扬声器的线圈中通入携带声音的信息、时刻变化的电流时，线圈会在永磁体的作用下受到力的作用并带动纸盆振动发声，下列说法中正确的是( B)
A.扬声器工作时是将机械能转化为电能
B.扬声器的工作原理是通电线圈在磁场中受力运动
C.锥形纸盆振动得越快，响度越大
D.扬声器的工作原理与电磁铁的工作原理相同
B
作业检测
1.新能源汽车核心部件是电动机.图中能说明电动机工作原理的是(C )
A
B
C
D
C
2.如图是某小组自制的玩具电动机.关于电动机下列说法正确的是( D)
A.电动机工作时主要将电能转化为内能
B.电动机工作时，将机械能转化为电能
C.仅调换磁铁两极，线圈转动方向不会改变
D.电动机能够转动的原因是磁场对通电导体有力的作用
D
3.如图甲，当导体通入图中所示方向电流I时，磁场对导体的力F方向竖直向上.用Fab、Fcd、Fa ' b'和Fc ' d'分别表示图乙、丙中闭合开关时磁场对导体ab、cd、a'b'和c'd'的力，则( B)
A.Fab竖直向上
B.Fcd竖直向上
C. Fa ' b' 竖直向上
D. Fc ' d' 竖直向下
B
4.关于如图所示四个实验，下列说法正确的是( D)
①图甲，说明通电导线的周围有磁场　②图乙，闭合开关后，小磁针N极将顺时针偏转　③图丙，反映的是电动机的工作原理　④图丁，说明通电螺线管的线圈匝数越多，磁性越强
A.①③ B.③④ C.①③④ D.①②③④
D
5.如图装置是直流电动机的工作模型，在工作过程中，　换向器　起了关键的作用，它能使线圈刚刚转过　平衡　位置时，就自动改变线圈中　电流的方向　，从而实现通电线圈在磁场中的连续转动，工作时它是把　电　能转化为　机械　能.
换向器
平衡　
电流的方向
电
机械
6.动圈式扬声器是利用　电动机　(选填“电动机”或“电磁铁”)原理制成的.某种扬声器的结构如图所示，绕在纸盆上的导线构成的线圈处于“E”形磁铁的磁场中，放大器送出的音频电流通过线圈时，纸盆在“E”形磁铁的磁场驱动下就振动起来.扬声器实现了将　电　能向　机械　能的转化.
电动机
电
机械
7.如图所示，将线圈一端引线上的绝缘漆全部刮掉，另一端只刮掉了半个侧面，放在磁铁上方后通电，线圈就会转动起来，这样便做成了一个简易电动机.其工作原理是　通电线圈在磁场中受力发生转动　；若要改变线圈的转动方向，请写出一种操作方法：　调换磁铁的磁极或电池正、负极　.
通电线圈在磁场中受力发生转动　
调换磁铁的磁极或电池正、
负极　
8.在探究“磁场对通电导体的作用”的实验中，小明设计了如图所示的电路，导体棒ab用绝缘细线悬挂在蹄形磁铁的两极之间.
(1)磁体周围和通电导线周围都存在一种
特殊物质是　磁场　(选填“磁场”或“磁感线”).
(2)闭合开关前，导体棒ab静止，闭合开关后，导体棒向右运动，说明磁场对　通电导体　有力的作用.
(3)断开开关，将图中磁铁的N、S极对调，再闭合开关，会发现导体ab的运动方向与对调前的运动方向　相反　，说明通电导体在磁场中受力的方向与　磁场方向　有关.
磁场　
通电导体
相反
磁场方向
(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ab的运动方向与对调前的运动方向　相反　，说明通电导体在磁场中的受力方向与　电流方向　有关.
(5)如果同时改变磁场方向和电流方向，　不能　(选填“能”或“不能”)确定受力方向与磁场方向或电流方向是否有关.
相反
　电流方向
不能
学后反思
结合结构图反思一下学了哪些知识点？是如何获得的？可解决生活中哪些问题？
序号 学习目标 优秀★★★ 良好★★ 一般★
1 通过实验，了解通电导线在磁场中会受到力的作用
2 知道通电导线在磁场中受力的方向与电流方向和磁场方向有关
3 了解直流电动机的构造和工作原理及其能量转化
4 学会制作简易的直流电动机模型 (共23张PPT)
第二十章　电与磁
第5节　跨学科实践：制作简易直流电动机
基础回顾
1.《新能源汽车产业发展规划(2021~2035年)》指出：发展新能源汽车是我国从汽车大国迈向汽车强国的必由之路.下列家用电器与新能源电动汽车动力装置的工作原理相同的是(D )
　　A.电视机　　 　B.手电筒　　　C.电饭锅　　　D.电风扇
D
2.如图所示，小翔同学做了一个小直流电动机模型.同学们围着观看线圈的持续转动，一起分享着他的成果.下列关于此直流电动机模型的说法，你认为正确的是( D)
A.此电动机模型是根据电磁感应的原理制成的
B.转动过程中，CD边始终受到磁场力
C.绕制线圈时，如果没有漆包线，可以用普通的铜导线代替
D.线圈两端(作为转轴)的漆皮一端全部刮去，另一端刮去半周，这样可持续转动
D
3.如图为学生用电流表的内部结构示意图.当电流表接入电路，有电流通过线圈时，线圈带动指针偏转.该电流表的工作原理与　电动机　相同；当电流表正、负接线柱接反时，电流表指针反向偏转，说明受力方向与　电流方向　有关.
电动机
电流方向
4.如图所示的直流电动机工作示意图中，E、F两个铜半环被称为
　换向器　，其作用是在线圈转过平衡位置时自动改变线圈中的
　电流方向　，从而实现通电线圈在磁场中持续转动.
换向器
电流方向
项目分析
1.材料选取
(1)线圈：应使用漆包线(刷有　绝缘　漆的铜导线)来作为导线，绕制线圈(如图所示).不选择普通的导线原因可能是　没有绝缘层包裹，绕制线圈时铜线之间相互连通，相当于两条并联的支路，通电时电流方向相同，在相同的磁场中受力方向也相同，无法转动　.
设计简易直流电动机的问题分析
绝缘
没有绝缘层包裹，绕制线圈时铜线之间相互连通，相当于两条并联的支路，通电时电流方向相同，在相同的磁场中受力方向也相同，无法转动　
(2)磁体：方便起见，选择　永磁体　(选填“永磁体”或“电磁铁”)作为提供磁场的磁体，为了使电动机的效果更好，应选择磁性较　强　(选填“强”或“弱”)的磁体.
(3)电源：几节干电池，一节干电池的电压约为　1.5　V.
永磁体
强
1.5　
2.设计电动机的结构
(1)转子、定子：一般而言，线圈作为　转子　，磁体作为　定子　.(均选填“转子”或“定子”)
(2)线圈匝数：匝数太多，可能会导致电阻偏大，电流偏小，空载转速较低，也可能使线圈发热过多，浪费电能；但匝数太少，也可能会造成动力不足.实际制作过程中，可先用所选的电源试触一下，以靠近磁体后能感觉到明显的作用力为宜.
转子
定子
(3)如何保证通电线圈能在磁场中持续转动
实际的电动机通过　换向器　和电刷来现实电流的自动变向(如图甲)，从而使线圈能在磁场中持续转动.在制作简易模型时，简单起见，可以直接令线圈在转动一周时，只有半周受到磁场的驱动力，另外半周断电，依靠　惯性　连续转动.为此，可以用小刀刮去线圈两端引线的漆皮，把一端全部刮掉，另一端只刮半周(如图乙).
换向器
惯性
项目实施
1.制作步骤
(1)把一段粗漆包线绕成约3cm×2cm的矩形线，作为转子.
(2)从线圈的两端各拉出约2cm的漆包线作为转轴.
(3)用硬金属丝做两个支架，固定在纸板或电池盒上.
(4)两个支架分别与　电池　的两极相连.
(5)把线圈放在支架上，线圈下放一块强磁体作为定子.
制作简易直流电动机与交流
电池
2.通电测试：闭合开关(或接通回路)，调试自己制作的简易电动机.注意线圈两端的引线要尽量在同一　直线　上，避免转动时出现明显跳动，导致断开连接.若线路闭合后线圈依旧不动，可能是线圈刚好处于　平衡　位置或者引线有漆皮的半周接触支架，此时可以用手轻轻推动一下.
直线
平衡　
3.思考与拓展
(1)如何使电动机转动得更快、转动的力更大？
(2)除了上述做法(一端引线的漆皮只刮掉半周)外，还有什么方法使线圈连续转动？
略
应用小测
1.小明同学自己动手做了一个直流电动机模型，接通电路后发现电动机不转动，可当他拨了一下线圈后，电动机就快速转了起来，造成这一情况的原因可能是( D)
A.电源电压太低
B.电刷接触不良
C.电源正、负极接反了
D.开始时，线圈处于平衡位置了
D
2.如图所示，放在蹄形磁铁两极之间的铝盘的下边缘浸在液态水银中，闭合开关S，铝盘会绕水平轴O转动.下列说法正确的是( A)
A.铝盘转动的原理与电动机的工作原理相同
B.将磁铁的磁极对调后，铝盘的转动方向不变
C.将电源的正、负极对调后接入电路，铝盘的转动方向不变
D.左右移动滑动变阻器的滑片P，铝盘的转动方向改变
A
3.小文把安装完成的直流电动机模型接入如图所示的电路中，闭合开关，电动机的转子正常转动，下列说法错误的是( C)
A.滑片P向A移动，电动机的转子转动加速
C.只对调电源的正、负极，能改变转子转动方向
C.将磁体平移至线圈下方，其他不变，不能改变转子转动方向
D.导线①改接G、F点，导线②改接C、E点，能改变转子转动方向
C
4.将两块磁铁分别吸在干电池的正负极上，使两个磁铁的N极都向外，构成了一个可以在平面上滚动的滚轮.如图所示，将锡箔纸平铺在水平桌面上，再将滚轮轻轻放在锡箔纸上，这时锡箔纸、磁铁、干电池就构成了闭合电路形成电流，电流在锡箔纸上的方向是从　A到B　(选填“A到B”或“B到A”).由于干电池在磁场中会受到　力的作用　，滚轮立刻开始滚动.滚轮能够滚动，其原理与　电动机　(选填“发电机”或“电动机”)相同.若让滚轮向相反的方向滚动，请说出一种可行的做法　将电池正、负极对调(合理即可)　.
A到B
力的作用
电动机
将电池正、负极对调(合理即可)
5.小明为观察磁场对通电线圈的作用.如图所示，用漆包线做成线圈，将线圈两端的漆全部刮去，放在接有电源的金属支架上并放入磁体中.闭合开关后，看到线圈　左右摆动　(选填“持续转动”“左右摆动”或“静止不动”).为了使线圈能持续转动，正确的刮漆方法应该是下列哪两种　BC　(选填字母).
A.两侧全刮
B.一侧全刮，另一侧刮半周
C.两侧均刮上半周
D.一侧刮上半周，一侧刮下半周
左右摆动　
　BC　
6.学习了电磁学的知识后，善思好学的小明利用一节电池、一个硬铜导线框和纽扣强磁铁，组装成一个简易电动机，如图所示.
(1)导线框动起来的原理是
　通电线圈在磁场中受力转动　.
(2)若要改变导线框转动的方向，可以
　对调纽扣磁铁的N、S极(合理即可)　.
(3)该电动机没有类似换向器的结构，请结合条形磁体的磁感线分布和电流方向分析，放手后的导线框abcd　能　(选填“能”或“不能”)以干电池为轴持续转动.
通电线圈在磁场中受力转动
对调纽扣磁铁的N、S极(合理即可)　
能(共28张PPT)
第二十章　电与磁
章末复习
知识梳理
知识闯关
核心概念一：磁现象　磁场
要点总结：(1)磁体间通过磁场来发生力的相互作用，磁场是真实存在的.
(2)磁感线是为了形象描述磁场而人为引入的，实际不存在.
(3)能相互吸引的两个物体，可能都有磁性(异名磁极相吸)，也可能一个有磁性，一个没磁性(含铁、钴、镍的物体可被磁体吸引).
1.如图所示是条形磁体的磁感线分布图，下列说法正确的是( D)
A.磁感线是磁场中真实存在的曲线
B.P和Q两处的磁场强弱相同
C.没有磁感线的区域就没有磁场
D.该条形磁体的左端为S极，右端为N极
D
2.学过磁场的知识后，我们学会了用磁感线描述磁场.下列四个图中，磁感线方向标注错误的是(B )
A
B
C
D
B
3.指南针是我国古代四大发明之一，如图所示是我国早期的指南针——司南，用天然磁石琢磨成一个勺子的形状，放在一个光滑的“地盘”上，盘上刻着方位，静止时它的长柄指向南方，司南能指示南北方向，是因为受到　地磁场　的作用，静止时长柄指向地磁的　N　极附近，下面光滑的“地盘”材质可能是　铜　(选填“铜”或“铁”).
地磁场
N
铜
4.如图所示中，(1)标出图甲、乙中两磁体的S极.
(2)标出图乙中磁体磁感线的方向.
答案图
答案图
核心概念二：电生磁　电磁铁及其应用
要点总结：(1)通电螺线管的磁场方向由安培定则判定，磁场强弱由电流大小决定.
(2)电磁铁的磁性强弱与通入的电流大小和线圈的匝数有关，电流越大，线圈的匝数越多，它的磁性越强.
(3)磁性有无可由电路的通断来控制.通电时有磁性，断电时磁性立即消失；极性可以通过电流的方向来改变.
5.小阳利用如图甲所示装置进行如下实验：断开开关，小磁针的指向如图甲所示；闭合开关，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，小磁针的偏转情况如图丙中箭头所示.下列结论合理的是(A )
A.由甲、乙两图可得电流周围可以产生磁场
B.由甲、乙两图可得利用磁场可以产生电流
C.由乙、丙两图可得电流产生的磁场的强弱与电流大小有关
D.由甲、丙两图可得电流产生的磁场的方向与电流方向有关
A
6.在探究通电螺线管周围的磁场分布的实验中，在一块有机玻璃板上安装了一个用导线绕成的螺线管，在板面上均匀撒满铁屑，通电后轻敲玻璃板，铁屑的排列如图所示.下列说法正确的是( D)
A.撒铁屑是为了确定产生的磁场方向
B.改变电流方向，细铁屑的分布也会发生改变
C.用木屑代替铁屑进行实验也会有规律地排列
D.P和Q两处若都放上小磁针，静止后它们的指向相同
D
7.在探究通电螺线管的磁场实验中，小明连接了如图所示的电路，通电螺线管A端放有一小磁针，闭合开关.下列说法正确的是(B )
A.通电螺线管B端为N极
B.通电螺线管外C点的磁场方向向右
C.小磁针静止时，N极指向螺线管A端
D.滑动变阻器的滑片P向B端移动时，通电螺线管的磁性增强
B
8.如图甲所示是一款“智能照明灯”的电路原
理图，光线较暗时灯泡自动发光，光照到一
定强度时灯泡自动熄灭.控制电路中，电源电
压恒定，R0为定值电阻，R为光敏电阻，其
阻值R随光照强度E的变化图像如图乙所示，当光照强度增强时，R0两端的电压　增大　(选填“增大”或“减小”)，灯泡应设计在　AB　(选填“AB”或“CD”)两接线柱之间，要想灯在更亮时发光，应　增大　(选填“增大”或“减小”)R0的阻值.
增大
　AB
增大
9.作图：(1)如图甲所示，小磁针的N极指向左，请标出磁感线上A点的磁场方向和电源的正、负极(用“+”“-”表示).
答案图
(2)如图乙所示，滑动变阻器用来控制螺线管的磁性强弱，要求向左移动滑片时螺线管的磁性变强，请按要求将实物图连接好，并在图中虚线框内标出闭合开关后螺线管左端的磁极.
答案图
(3)小宇学习了电磁铁与自动控制后，想设计一种自动防盗报警器，原理是在家门口设置一种装置，夜深启动报警器，当人进入家中踩踏板时，自动报警器的电铃发出警报，无人踩踏板时绿灯亮，请你根据这一原理，帮助小宇用笔画线代替导线，将图丙中的电路连接完整.
答案图
核心概念三：磁场对通电导线的作用　电动机
要点总结：(1)通电导体在磁场中受到磁场力的作用，磁场力的方向与磁场方向、电流方向有关.
(2)应用：电动机，其能量的转化为：电能转化为机械能.
10.(2025年广东卷)如图所示实验中，闭合开关，导体ab向右运动，下列操作能让导体ab向左运动的是(A )
A.改变电压大小
B.改变电流方向
C.改变电流大小
D.改变导体ab长度
A
11.我国“福建舰”配备了电磁弹射器.当弹射器内的导体接通强大的电流时，就受到强大的电磁力而向前加速，将与之连接的舰载机弹射起飞.下列实验揭示了电磁弹射器工作原理的是( C)
A
A
B
C
D
C
12.电动机在我们的生活中扮演着越来越重要的角色，大到电动汽车的应
用，小到玩具电动汽车，无处没有它的身影.如图甲为一玩具直流电动机，根据所学知识回答与之有关的问题：
(1)直流电动机的工作原理是　通电线圈在磁场中受到力的作用而转动　，它在工作时把　电　能转化为　机械　能.
(2)同时改变直流电动机的磁场和电流方向，它的转动方向　不变　(选填“改变”或“不变”).
通电线圈在磁场中受到力的作用而转动　
电
机械
不变
(3)小明在学了电动机知识后，回家做了一个电动机模型，如图乙，他将线圈两端引线的漆皮，一端全部刮掉，要使线圈能连续转动，则另一端的漆皮应刮　半周　(选填“半周”或“全部”).
(4)按图丙的电路把灯泡、电动机接入电路，观察到电机转起来，同时灯泡发光.如果用手指捏住玩具电动机的转轴使其转动变慢最后完全停下来，灯泡的亮度将变　亮　(选填“亮”或“暗”)，通过电动机的电流将　变大　(选填“变大”“不变”或“变小”).
半周
亮
变大
核心概念四：电磁感应　发电机
要点总结：(1)产生感应电流必须同时满足两个条件：①电路是闭合的；②导体要在磁场中做切割磁感线的运动.
(2)感应电流的方向跟导体切割磁感线运动方向和磁场方向有关.
(3)应用：发电机，其能量转换是把机械能转化为电能.
13.我国高铁采用了能量回收制动方式，这不仅能减少电网的负载，而且还能节省能源的消耗.列车到站前停止动力供电，内部线圈随车轮转动，切割磁感线产生感应电流，下列选项中与高铁节能原理相同的是( C)
A
B
C
D
C
14.下列关于甲、乙两图的说法中正确的是( C)
A.图甲是研究电磁感应现象的装置，利用该实验的原理可以制成发电机
B.图乙是研究磁场对电流作用的装置，利用
该实验的原理可以制成发电机
C.图甲是研究磁场对电流作用的装置，利用
该实验的原理可以制成电动机
D.图乙是研究电磁感应现象的装置，利用该实验的原理可以制成电动机
C(共33张PPT)
第二十章　电与磁
第6节　磁生电
2022版课标 学习目标
探究并了解导体在磁场中运动时产生感应电流的条件.了解电磁感应在生产生活中的应用. 1.知道电磁感应现象，知道产生感应电流的条件.
2.知道发电机的工作原理，影响感应电流大小和方向的因素.
3.知道什么是交变电流，知道我国生产和生活用的是交变电流
真实任务
前面学过的奥斯特实验说明电可以生磁，那么反过来磁能不能生电呢？现在我们所用的发电机是可以产生电，它是由磁产生的吗？它的工作原理是什么？什么条件下才能生电？
学习过程
探究
(一)实验　什么情况下磁能生电？
(1)提出问题：什么情况下磁场里的导线中能够产生电流？
认识电磁感应现象
甲
乙
(2)设计实验：
①如何获得磁场？ 用蹄形磁体提供　磁场　.
②电路中有电流的条件？ 电路必须　闭合　.
③如何显示电路中有无电流？ 用　电流表　(　灵敏电流计　)检验电路中是否有电流.
磁场
闭合
电流表
灵敏电流计
(3)进行实验：在蹄形磁体的磁场中放置一根导
线ab，导线的两端跟电流表连接，如图所示.
进行如下操作，注意观察电流表指针是否发生
偏转.填写表格(均选填“偏转”或“不偏转”).
序号 开关 ab运动方向 电流表指针偏转情况
1 闭合 静止 　不偏转　
2 闭合 沿竖直方向上下运动 　不偏转　
3 闭合 沿水平方向里外运动 　不偏转　
4 闭合 沿水平方向左右运动 　偏转 　
5 闭合 斜向上运动(或斜向下) 　偏转 　
6 断开 沿水平方向左右、斜向上或向下运动 　不偏转　
不偏转　
不偏转　
不偏转　
偏转　
偏转　
不偏转　
(4)分析：如果把磁感线想象成一根根实实在在的　线　，把导线想象成一把　刀　，表达起来可能会方便些.
①由实验序号1、2、3可知，电路闭合，导体在磁场中不做切割磁感线运动时，电流表的指针不偏转，表明没有产生　电流　.
②由实验序号4、5可知，电路闭合，导体在磁场中做切割磁感线运动时，电流表的指针偏转，表明产生了　电流　.
③由实验序号6可知，电路断开，导体在磁场中做切割磁感线运动时，电流表的指针不偏转，表明没有产生　电流　.
线
刀
电流
电流
电流
归纳总结：(1)闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中就产生电流，这种现象叫作　电磁感应　，产生的电流叫作　感应　电流.
(2)导体中产生感应电流的条件：①导体是　闭合　电路的一部分；②导体在磁场中做　切割磁感线　运动.
(3)在电磁感应现象中，　机械能　转化为　电能　.
电磁感应
感应
　闭合
切割磁感线
机械能　
电能　
(二)实验探究：影响感应电流方向的因素.
序号 磁场方向 AB运动方向 电流表指针偏转情况
1 上N下S 向左运动 　向右偏转　
2 上N下S 向右运动 　向左偏转　
3 上S下N(磁体的N、S极对调) 向左运动 　向左偏转　
4 上S下N(磁体的N、S极对调) 向右运动 　向右偏转　
向右偏转　
向左偏转　
向左偏转　
向右偏转　
分析：只改变磁场的方向或导体做切割磁感线运动的方向，感应电流的方向　改变　；若同时将磁场的方向和导体做切割磁感线运动的方向改变，则感应电流的方向　不变　.
归纳总结：在电磁感应中，感应电流的方向跟导体在磁场中
　做切割磁感线运动　的方向和　磁场的方向　有关.
改变
不变
做切割磁感线运动　
磁场的方向
1.如图是探究“什么情况下磁可以生电”的实验，下列说法正确的是(B )
A.只要导体ab在磁场中运动，灵敏电流计的指针就会发生偏转
B.只对调两个磁极，灵敏电流计的指针偏转方向发生改变
C.只改变导体ab切割磁感线的方向，灵敏电流计指针的偏转方向不发生改变
D.实验过程中把电能转化为机械能
B
2.“探究什么情况下磁可以生电”实验.
序号 实验操作 电流表指针偏转情况
1 保持导体与磁体静止 不偏转
2 保持磁体静止，导体水平向左切割磁感线 向右偏转
3 保持磁体静止，导体水平向右切割磁感线 向左偏转
(1)比较1、2(或1、3)实验现象可知，闭合电路的一部分导体在磁场中做　切割磁感线　运动时，导体中就产生电流.
(2)要使感应电流方向发生改变，可采取的措施是　BC　(多选).
A.使用磁性更强的磁体
B.保持磁体静止，只改变导体水平运动的方向
C.保持导体水平运动的方向不变，上下调换磁极
D.上下调换磁极，同时改变导体水平运动的方向
切割磁感线
　BC　
(3)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.
(4)如果将电流表换成　电源　，可以探究磁场对通电导体的作用.
机械
电
电源
(一)手摇发电机的发电情况
(1)展示手摇发电机，观察手摇发电机的构造，如图所示.
(2)把手摇发电机与电流表连接起来，先慢后
快地摇动把手，观察电流表指针摆动情况和灯泡的亮暗情况.
现象：①用不同的转速摇动转轮，发现转轮的转速越大，灯泡发光越　亮　.
观察
发电机与交流电
亮
②摇动转轮时，电流表指针　左右摆动　.
分析：手摇发电机产生的电流的　大小和方向　是变化的；电流的大小与发电机的转速有关，转速越　快　，电流越　大　.
左右摆动
大小和方向
快
　大
(二)阅读课本P169，认识交变电流和交流发电机.
(1)交变电流：　电流方向周期性变化　的电流，简称交流电.
(2)我国电网以交流供电，频率为　50　Hz.交流电的方向每一个周期改变　2　次，所以50Hz的交流电电流方向1s内改变　100　次.
(3)交流发电机：由　定子　(固定部分)和　转子　(转动部分)两部分组成.工作时，将　机械能　转化为　电能　.
　电流方向周期性变化
50
2
　100
定子
转子
机械能　
电能
归纳总结：发电机和电动机的原理图区别
电动机 发电机 原理 通电导体在磁场中受到力的作用 电磁感应 判断依据 有电源 无电源 原理图和 模型图
能量转化 电能转化为机械能 机械能转化为电能 应用举例 扬声器、电流表 动圈式话筒 3.把一台手摇发电机跟灯泡连接起来，使线圈在磁场中转动，可以看到灯泡发光.关于手摇发电机的发电过程，下列说法正确的是( D)
A.发电机是将电能转化为机械能的装置
B.匀速摇动转轮，灯泡的亮度不变
C.转轮转速越快灯泡亮度越暗
D.转轮一个周期内电流方向改变两次
D
4.如图所示为发电机的工作原理图，则下列说法中正确的是(C )
A.发电机是利用电流的磁效应原理工作的
B.线圈在磁场中转动时一定会产生感应电流
C.线圈在转动过程中，若产生了感应电流，则电流大小是变化的
D.线圈在转动过程中，若产生了感应电流，则电流方向是不变的
C
5.如图是动圈式话筒内部结构图，对着话筒说话时，声带振动发出声音，使膜片带动线圈做切割磁感线运动，产生的　感应电流　进入扬声器，将声音放大；话筒的工作原理是　电磁感应现象　.线圈切割磁感线运动的过程中，将　机械　能转化为电能.
感应电流
电磁感应现象
　机械
作业检测
1.如图是安检时使用的一种金属探测仪，金属探测仪靠近金属物体时，会产生感应电流，发出报警信号.下列物品工作原理与其相同的是( B)
A.电熨斗 B.发电机
C.电磁铁 D.电动机
B
2.下列四幅图中，应用了电磁感应原理的是( C)
A
B
C
D
C
3.如图是“探究什么情况下磁可以生电”的实验装置，下列说法中( C)
①断开开关，导体ab在磁场中左右运动会产生感应电流　②闭合开关，导体ab左右运动过程中电能转化为机械能　③利用该实验的原理可以制成发电机　④将电流表换成电源，可以研究通电导线在磁场中的受力情况
A.只有①②正确
B.只有①③正确
C.只有③④正确
D.只有②④正确
C
4.如图是一种手摇发电的手电筒，当沿图中箭头方向来回摇动时，灯泡就能发光.这个手电筒壳体透明，可以清晰地看到里面有线圈，摇动时，可以感受到有一个物块在来回运动，小明猜想这个物块是　磁体　.依据是：物体运动时，闭合线圈切割　磁感线　产生感应电流，线圈相当于电路中的　电源　(选填“电源”或“用电器”).
磁体
磁感线
电源　
5.如图所示，是一款“运动手环”，其主要部分是一段内置一小块磁铁的密闭空心塑料管，管外缠绕着线圈.戴着这种手环走路时，塑料管跟着手一起运动，磁铁则在管内反复运动，线圈中便会产生感应电流，此过程利用了　电磁感应　的原理，这一原理是科学家　法拉第　发现的；如图甲、乙所示，与“运动手环”原理相同的是图　甲　(选填“甲”或“乙”).
电磁感应
法拉第
甲
学后反思
结合结构图反思一下学了哪些知识点？是如何获得的？可解决生活中哪些问题？
序号 学习目标 优秀★★★ 良好★★ 一般★
1 通过实验，探究并了解电磁感应现象
2 了解影响感应电流方向的因素
3 了解发电机的原理，知道发电机工作过程中的能量转化
4 了解交变电流 (共34张PPT)
第二十章　电与磁
第2节　电生磁
2022版课标 学习目标
通过实验，了解电流周围存在磁场. 探究并了解通电螺线管外部磁场的方向 1.认识电流的磁效应.
2.认识电流的磁场跟电流方向的关系.
3.通电直导线和通电螺线管的磁场分布规律
真实任务
　我们生产和生活中的一些电气设备中，如扬声器、电磁继电器、话筒、电吉他、电话等，均用到了磁性，它们的磁性均离不开电，由此看来，电与磁之间一定存在着某种联系.首先揭开这个奥秘的是丹麦物理学家奥斯特，电流可以产生磁场，到底是一个什么样的实验呢？
学习过程
探究
(一)奥斯特实验.
(1)如图甲所示，将一枚转动灵活的小磁针放置在直导线下方，然后使导线和电池触接，连通电路，观察小磁针的变化.
(2)如图乙所示，把电源切断后，观察小磁针的变化.
(3)如图丙所示，改变导线中电流的方向，观察小磁针有什么变化？
电流的磁效应
(4)实验分析：小磁针发生偏转，说明小磁针受到力的作用，表明通电导线和磁体一样，周围存在　磁场　.电流方向改变时，小磁针的受力方向发生改变，偏转方向发生改变，说明磁场方向发生了改变.进一步说明电流的磁场方向跟　电流方向　有关.
归纳总结：通电导体周围存在着磁场，磁场方向跟电流方向有关，这种现象叫作电流的磁效应.
磁场
电流方向
1.小刚利用电池组、小磁针和若干导线等器材做了如图所示的实验：
(1)由图甲与乙可知通电导体周围存在　磁场　.
(2)由图乙与图丙可知电流的磁场方向和　电流方向　有关.
(3)该实验现象叫作电流的　磁效应　，是丹麦的物理学家　奥斯特　首先发现的.
磁场
电流方向
磁效应
奥斯特
(4)如果移走图乙中的小磁针，通电导线周围　存在　(选填“存在”或“不存在”)磁场.
(5)如图丁所示，将小磁针放在导线上方，闭合开关小磁针　会　(选填“会”或“不会”)发生偏转.
存在
会
(一)螺线管
通电直导线周围的磁场较弱，怎样才能将这种较弱的磁场比较明显地显示出来，供我们加以应用呢？
方法：①增大电流；②让直导线集中起来绕成管状，这就是螺线管.
探究
通电螺线管的磁场
(二)通电螺线管的磁场分布
(1)实验1：如图所示，用铜导线穿过硬纸板，绕成螺线管(或用螺线管演示器)，在纸板上均匀
地撒满铁屑，给螺线管通电后，轻敲纸板，观察铁屑的排列情况.
实验现象：看到小铁屑有规则地排列起来.
分析：从铁屑的分布情况来看，通电螺线管外部的磁场和　条形磁体　相似.
条形磁体
(2)实验2：如图所示，将小磁针放到通电螺线管周围不同的位置，包括螺线管内部，在纸板上记下小磁针在各个位置时的N极指向.
实验现象：看到周围小磁针的N极指向　不相同　，内部小磁针N极指向　相同　.(均选填“相同”或“不相同”)
分析：从小磁针N极指向来看，通电螺线管外部的磁场分布与条形磁体相似，有N极和S极，磁感线是从通电螺线管一端出来回到另一端；内部磁感线的方向与外部磁感线的方向相反.
不相同
相同
(三)电流方向对通电螺线管磁场方向的影响
实验：如图所示，在螺线管一端放一个小磁针，当电流的方向变化时，观察小磁针的方向是否也随之改变.
实验现象：小磁针的N极指向与上次实验刚好相反.
现象：当电流方向改变时，小磁针的方向也随之发生改变；改变电流方向，小磁针偏转的方向正好相反.
分析：通电螺线管的磁场方向与　电流方向　有关.
电流方向
归纳总结：通电螺线管外部的磁场和　条形磁体　相似，通电螺线管的磁场方向与　电流方向　有关.
条形磁体
电流方向　
2.在探究“通电螺线管外部的磁场分布”的实验中：
(1)按照图甲布置实验器材，螺线管通电后小磁针发生偏转，说明通电螺线管的周围存在　磁场　；小磁针放在螺线管四周不同位置，在图上记录了小磁针　N(或北)　极的方向，这个方向就是该点的磁场方向.
(2)小明做了如图乙所示的实验，由实验现象得出：通电螺线管的磁场方向与　电流方向　有关.
磁场
N(或北)
电流方向
探究
(一)探究通电螺线管两端的极性与环绕螺线管的电流方向间的关系
(1)实验：拿两个绕向不同的螺线管，给它们通有相同方向的电流，用小磁针判断螺线管的N、S极.
安培定则
(2)实验现象分析
①甲、丁(乙或丙)两个螺线管的绕法不同，螺线管中电流的方向相同，通电螺线管两端的极性　不相同　(选填“相同”或“不相同”)；
②甲、乙(或丙、丁)两个螺线管的绕法相同，螺线管中电流的方向不同，通电螺线管两端的极性　不相同　(选填“相同”或“不相同”).
不相同
不相同
(二)验证安培定则
你能想出一些办法描述通电螺线管的极性与电流方向间的关系吗？
安培定则：用右手握住螺线管，让四指手指方向与 　螺线 管中电流的方 一致，则　拇指　所指的那端就是通电螺线管的　N极　.
螺线管中电流的方向
拇指
N极
3.如图所示，对于通电螺线管极性的标注正确的是( B)
B
4.通电螺线管的上方放一个小磁针，小磁针静止时的方向如图所示，下列说法正确的是( D)
A.通电螺线管c端为N极，电源a端为正极
B.通电螺线管c端为N极，电源a端为负极
C.通电螺线管d端为N极，电源b端为正极
D.通电螺线管d端为N极，电源b端为负极
D
5.在图中根据磁感线的方向，标出通电螺线管的N、S极和电源的“+”“-”极.
答案图
作业检测
1.如图所示是奥斯特实验的示意图，以下关于奥斯特实验的分析正确的是( A)
A.小磁针发生偏转说明通电导线周围存在磁场
B.移去小磁针后，通电导线周围磁场消失
C.通电导线周围磁场与条形磁体周围磁场相似
D.通电导线周围的磁场方向与电流方向无关
A
2.如图所示，在螺线管中插入一根铁棒，把小磁针放到螺线管周围不同位置.通电后，小磁针静止时N极指向正确的是(B )
A.甲、乙 B.乙、丁
C.丙、丁 D.乙、丙
B
3.通电螺线管周围的磁感线如图所示，则下列说法正确的是(C )
A.A端为电源的正极
B.小磁针左端为S极
C.通电螺线管左端为N极
D.改变电流的大小可以改变通电螺线管的磁场方向
C
4.如图所示，甲、乙为条形磁体，中间是通电螺线管，虚线是表示磁极间磁场分布情况的磁感线.则可以判断图中A、B、C、D四个磁极依次是
( )
A.N，S，N，N
B.S，N，S，S
C.S，S，N，S
D.N，N，S，N
D
5.科学家的每次重大发现，都有力地推动了人类文明的进程，丹麦物理学家　奥斯特　首先发现了电流周围存在磁场，第一个揭示了电和磁之间的联系.置于通电螺线管右侧的小磁针静止时，其N极指向如图所示.由此可知，通电螺线管的右端是　S　(选填“N”或“S”)极，电流是从　B　(选填“A”或“B”)端流入螺线管的.
奥斯特
S　
B
6.1876年物理学家罗兰完成了著名的“罗兰实验”.把负电荷加到一个橡胶圆盘上，并在其轴线位置上放置一枚小磁针，当圆盘绕中心轴按如图所示的箭头方向高速旋转时，小磁针发生了转动后静止在如图所示的位置，则小磁针静止时　右　(选填“左”或“右”)端为N极(忽略地磁场对小磁针的影响).
右
7.请按以下要求完成作图.
(1)根据小磁针N极的指向，在图甲中标出通电螺线管的N、S极，磁感线的方向及电源的正、负极.
答案图
(2)如图乙所示为永磁体A和电磁铁B之间的磁场分布.请根据图中小磁针的方向标出A、B两条磁感线的方向、永磁体A右端的磁极和电磁铁B中电源的“+”“-”极.
答案图
学后反思
结合结构图反思一下学了哪些知识点？是如何获得的？可解决生活中哪些问题？
序号 学习目标 优秀★★★ 良好★★ 一般★
1 通过奥斯特实验，了解电流周围存在着磁场
2 了解通电螺线管外部的磁场与条形磁体的磁场相似
3 会根据安培定则，判断通电螺线管的电流方向和两端的极性

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