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第3节　电磁铁　电磁继电器
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学习目标
课堂探究
课后巩固
学习目标
1.能描述电磁铁,说明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,了解电磁继电器在生产、生活中的应用。
课堂探究
课前一问
驱动巨大机器的电流可能达到几十安、几百安,用手直接控制强大的电流或操作高压电路是很危险的。我们要如何操作这些电流非常大的机器
知识点一　电磁铁
重点整理
1.电磁铁
把导线绕成　 　,再在螺线管内插入　 　。当有电流通过时,它会有较强的磁性,我们把这种磁体叫作电磁铁。
2.电磁铁的磁性
(1)磁性强弱的影响因素
①　 　的大小、线圈的形状和 　 。
螺线管
铁芯
电流
匝数
②　 　一定时,通入的电流越大,电磁铁的磁性越　　;　 　一定时,外形相同的螺线管,匝数越多,电磁铁的磁性越　 　。
(2)电磁铁的优点
①磁性的有无可由　 　来控制;②磁性的强弱可由　 　来控制;③磁极可以通过改变　 　来改变。
匝数
强
电流大小
强
通断电
电流的大小
电流方向
典型例题
例1　如图所示是小李探究电磁铁磁性强弱与什么因素有关的实验装置。下列措施能使电磁铁磁性增强的是(　 　)
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
例2　如图所示,通过观察和比较电磁铁A和B吸引大头针的多少,可以得出电磁铁　 　磁性更强(选填“A”或“B”),说明电磁铁磁性的强弱与线圈的　 　有关。
A
匝数
举一反三
1.如图所示,小明利用铁钉制作了一个电磁铁,闭合开关,铁钉吸起了几个大头针。电磁铁上端是　 　(选填“N”或“S”)极。若使电磁铁吸引大头针的个数增多,可将滑动变阻器的滑片向　 　移动。
N
左
2.如图是小明模拟电磁起重机工作的实验装置。将漆包线绕在铁钉上制成电磁铁并接入电路。现要改变电磁铁的磁场方向,下列方法可行的是(　 　)
A.只增加通电线圈的匝数
B.只增加串联电池的节数
C.只将电池的正负极对调
D.只移动滑动变阻器滑片
C
3.使用电磁铁的优点是(　 　)
A.它可永保磁性
B.它不需消耗电能
C.它的磁极磁性可确定
D.它磁性有无、强弱、磁极可以控制
D
知识点二　电磁继电器
重点整理
1.继电器:利用低电压、弱电流电路的通断,来间接地控制　 　、
　 　电路通断的装置。电磁继电器就是利用　 来控制工作电路的一种开关。
2.电磁继电器的结构:由　 、　 　、　 　、　 组成。其工作电路由　 　电路和　 　电路两部分构成。
高电压
强电流
电磁铁　
电磁铁　
衔铁
弹簧
触点　
低压控制
高压工作
3.工作过程:当　 　加在接线柱D、E两端,　 　流过线圈时,电磁铁把　 　吸下,使　 　两个接线柱所连的触点接通,　 　就可以通过B、C带动机器工作了。
较低的电压
较小的电流
衔铁
B、C
较大的电流
典型例题
例1　如图是一种水位自动报警器的原理图。关于它的工作原理,下列说法正确的是(　 　)
A.水位达到金属块A时,绿灯亮
B.水位达到金属块A时,两灯同时亮
C.水位达到金属块A时,红灯亮
D.电磁铁中的电流越大,灯泡越亮
C
例2　如图所示是电磁继电器的工作原理图,闭合开关后,下列说法正确的是(　 　)
A.弹簧的弹性势能减小
B.电磁铁的上端为S极
C.电动机工作,灯不发光
D.电磁铁的工作原理是磁极间的相互作用
C
1.如图所示是某同学连接的电铃电路,开关闭合后,电路中始终有电流,但电铃只响一次就不再响了,原因是(　 　)
A.电磁铁始终没有磁性
B.衔铁没有向下运动
C.衔铁一直被电磁铁吸着不能回弹
D.电池正、负极接反了
举一反三
C
2.如图所示是一个温度自动控制装置。当周围环境温度低于90 ℃时只有加热灯工作,当周围环境温度达到90 ℃时,电铃报警同时加热灯停止加热。请你用笔画线将电路补充完整。
答案:如图所示
课后释问
利用电磁继电器来操作强大电流的机器。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、强电流电路的通断。
课后巩固
建议用时:15分钟 实际用时: 分钟
1.比较条形磁体与电磁铁,说法错误的是(　 　)
A.都有N极和S极
B.悬挂后N极指向北方
C.都一直有磁性
D.S极都可吸引小磁针的N极
基础题
C
2.某种指纹锁原理如图所示,S是指纹开关,电磁继电器中K是轻质弹簧,
L是电磁铁,A是带有固定磁极的锁,图中为锁定状态。当指纹匹配时,开关S闭合,门锁打开。下列说法正确的是(　 　)
A.A的左端是S极
B.闭合开关后,电磁铁L上端是N极
C.绿灯与电磁铁P是串联的
D.若绿灯灯丝烧断,闭合开关后,门锁仍可打开
C
3.如图是某仓库设计的温度报警电路。R1为热敏电阻,其阻值随温度的变化而变化,R2为可调电阻。温度正常时指示灯L发光,当温度升高到报警温度时,指示灯熄灭,蜂鸣器报警。下列判断正确的是(　 　)
A.电磁继电器是利用电流的热效应原理工作的
B.控制电路接通时,电磁铁上端是S极
C.温度升高过程中,电磁铁磁性减弱
D.若控制电路电源电压降低,报警温度将升高
D
4.法国科学家阿尔贝·费尔和德国科学家彼得·格林贝格尔由于发现了
“巨磁电阻”(GMR)效应而荣获2007年诺贝尔物理学奖。图中GMR代表巨磁电阻,在磁场中,其阻值随磁场的逐渐变强而减小。闭合开关S1、S2,将滑片P向a端滑动,电磁铁磁性变　 　,指示灯亮度变　 　。
强
亮
5.酿酒坊里总能闻到一股酒的气味,这是　 　现象。酿酒的发酵罐配有笨重的密封罩,为了方便操作,设计了一个杠杆和电磁铁组合系统来升降密封罩,如图所示,装置通电后,电磁铁上端为　 　(选填“N”或“S”)极,若此时装置提不起密封罩,则可将滑动变阻器滑片向　 　(选填“左”或“右”)滑动。
扩散
N
左
6.某拆除工地上,一机车举着大铁砣在废墟上捡拾废钢筋,如图所示。根据所学知识判断:“大铁砣”应是一块　 　,　 　时在废墟上捡拾吸住废钢筋,然后举至运输车车厢上方　 放下废钢筋。
电磁铁
断电
通电
7.如图所示是蔬菜大棚湿度自动控制电路,Rs为阻值随湿度增大而增大的湿敏电阻。当棚内湿度低于设定值时,红灯亮,加湿机启动,喷洒水雾加湿;棚内湿度高于设定值时,绿灯亮,加湿机停止工作。请连接好工作电路。
答案:如图所示
8.温度自动报警器的工作原理如图所示,在水银温度计的上方封入一段金属丝,当温度没有达到金属丝下端所指示的温度时,绿灯亮;当温度达到金属丝下端所指示的温度时,红灯亮,同时电铃响,此时电铃与红灯串联,请根据以上要求,用笔画线代替导线,完成工作电路部分的连接。(要求导线不交叉)
答案:如图所示
9.如图是小组同学设计的探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”的实验电路图。
(1)在判断电磁铁的磁性强弱时,可通过观察电磁铁吸引铁钉的
　 　来确定。
数量多少
(2)下表是该组同学所做实验的记录:
电磁铁(线圈) 50匝 100匝
序号 1 2 3 4 5 6
电流/A 0.8 1.2 1.5 0.8 1.2 1.5
吸引铁钉的最多数目/枚 5 8 10 7 11 14
①比较实验中的1、2、3(或4、5、6),可得出的结论是　
　;
②比较实验中的1和4(或2和5或3和6),可得出的结论是　
　。
当电磁铁线圈
匝数一定时,电流越大,电磁铁磁性越强
当电磁铁电流
大小一定时,线圈匝数越多,电磁铁磁性越强
(3)在与同学们交流讨论时,另一组的一个同学提出一个问题:“当线圈中的电流和匝数一定时,电磁铁的磁性强弱会不会还与线圈内的铁芯大小有关 ”
①你对此猜想是　 　;
②现有大小不同的两根铁芯,利用本题电路说出你验证猜想的方法:
　 。
有关
使电路中的电流、线圈匝数保持一定,换用大小不同的铁芯插入螺线管中,观察电磁铁吸引铁钉的多少并进行比较　
拓展题
1.如图所示为一种防汛报警器的原理图,S是触点开关,B是漏斗形的竹片圆筒,里面有个浮子A,当水面上涨到警戒水位时(　 　)
A.甲灯亮
B.乙灯亮
C.两灯都亮
D.两灯都不亮
B
2.医生给心脏疾病的患者做手术时,往往要用一种称为“人工心脏泵”的体外装置来代替心脏,以推动血液循环。图甲是该装置的示意图,相当于一个电磁铁,通电时线圈与活塞柄组成的系统与固定在左侧的永磁体相互作用,带动活塞往复运动,从而完成抽血和送血。(活塞筒通过阀门与血管相通,阀门S1只能向上开启,S2只能向上开启)
(1)图甲中,当线圈中的电流从A流向B时,活塞向　 　(选填“左”或“右”)运动,从而　 　(选填“增大”或“减小”)活塞筒内的压强,使血液通过阀门S2进入活塞筒中,此时处于抽血状态。线圈AB所固定的活塞柄适宜用　 　(选填“铜”“铁”或“铝合金”)材料制作。
(2)手术时,还需要利用电磁血流计来检测血流速度和血流量,如图乙所示。使用时,将血管放置于两磁极之间,两金属电极a、b与血管壁接触,当血液流动时,就会有微弱电流产生,电流表指针偏转,显示出血流速度,其原理是我们学过的　 　现象。由已学知识可推测,当血流速度趋快时,电流表示数越　 　(选填“大”或“小”)。
左
减小
铁
电磁感应
大
(3)在检查“人工心脏泵”(图甲)时发现,永磁体对线圈的作用力较小,因此活塞难以运动,在不增加也不更换器材的前提下,只需将
　 　,就可以解决这个问题。
滑片P向左移动增大电流
3.如图所示为某兴趣小组为学校办公楼空调设计的自动控制装置,R是热敏电阻,其阻值随温度变化关系如表所示。已知继电器的线圈电阻R0=10 Ω,左边电源电压为6 V恒定不变。当继电器线圈中的电流大于或等于15 mA时,继电器的衔铁被吸合,右边的空调电路正常工作。
温度t/℃ 0 5 10 15 20 25 30 35 40
电阻R/Ω 600 550 500 450 420 390 360 330 300
(1)由表中数据可知,当温度升高时,电流表的示数将会　 　。
变大
(2)计算该空调的启动温度是多少 (写出必要的文字说明和表达式)
(3)为了节省电能,将空调启动温度设定为30 ℃,可适当　 　电磁铁线圈匝数(阻值变化不计)或在控制电路中串联　 　的电阻。
减少
30 Ω
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第4节　电动机
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学习目标
课堂探究
课后巩固
学习目标
1.通过实验,了解通电导线在磁场中会受到力的作用,知道力的方向与电流方向和磁场方向有关。
2.了解直流电动机的构造和工作原理及其能力转化。
课堂探究
课前一问
生活中的电扇、洗衣机等家用电器都装有电动机,电动机的工作原理是什么
知识点一　磁场对通电导线的作用
重点整理
1.作用:通电导线在磁场中要受到　 　。
2.力的方向与　 　的方向、　 　的方向都有关系;当电流或者磁场的方向变得相反时,通电导线　 的方向也变得相反。
力的作用
电流
磁场
受力
3.换向器
使线圈连续转动的方法是改变　 　方向。实际的电动机是通过
　 　来实现这一目的的。
(1)构造:换向器中两个　 　E和F跟线圈两端相连,可随线圈一起转动,两个半环中间断开,彼此绝缘。　 　A、B分别跟两个半环接触,使电源和线圈组成　 　电路。
电流
换向器
铜半环
电刷
闭合
(2)作用:每当线圈刚转过　 　位置时,自动改变线圈中　 　的方向,从而改变线圈两边的　 　方向,使线圈连续转动。
平衡
电流
受力
典型例题
例　在“探究让通电导线在磁场中动起来”的实验中(如图),下列说法不正确的是(　 　)
A.ab处应该接入电源
B.根据该原理可以制成电动机
C.同时改变磁场方向和电流方向,导体棒的运动方向改变
D.导体棒在磁场中受力的方向与电流方向和磁场方向有关
C
举一反三
如图所示的装置,闭合开关时,静止的轻质铜棒ab水平向右运动(铜棒ab上的箭头代表电流的方向)。要使铜棒ab水平向左运动,下列方法可行的是(　 　)
A
知识点二　电动机的基本构造
重点整理
基本结构:能够转动的　 　(转子)和固定不动的　 　(定子)。
线圈
磁体
典型例题
例　如图所示的线圈放入磁场中,闭合开关S,下列说法正确的是
(　 　)
A.线圈不能转动
B.线圈转动90°后停止
C.线圈会不停地转动下去
D.线圈转动到90°的位置后摆动几下,最后慢慢停下来
D
如图为直流电动机的两个不同时刻的工作原理图,下列分析错误的是
(　 　)
A.导线ab中的电流在这两个时刻方向不同,受到的磁场力方向也不同
B.甲、乙两图中的线圈再转动90度角,都能到达平衡位置
C.由上往下看,线圈中电流均为顺时针方向
D.若电动机持续转动,则电动机内外流的都是直流电
举一反三
D
课后释问
通电导线周围存在磁场,通电导线在磁场中会受到力的作用。将导线制成能够转动的线圈,和固定不动的磁体组成电动机。
课后巩固
建议用时:15分钟 实际用时: 分钟
1.如图为实验室常用电流表的内部结构图。多匝金属线圈悬置在磁体的两极间,线圈与一根指针相连。当线圈中有电流通过时,它受力转动带动指针偏转,便可显示出电流的大小。下列与此工作原理相同的电器设备是(　 　)
A.电烙铁 B.电铃
C.指南针 D.电动机
基础题
D
2.通电导体在磁场中受力而运动时(　 　)
A.消耗了电能,转化成机械能
B.消耗了机械能,转化成电能
C.消耗了机械能,转化成内能
D.消耗了化学能,转化成电能
A
3.小明同学用如图所示的装置研究通电线圈在磁场中将如何运动的实验,闭合开关,下列关于此实验说法正确的是(　 　)
A.根据此装置的原理制成了发电机
B.当线圈由图示位置顺时针转动90°时,线圈受平衡力作用
C.当线圈由图示位置顺时针转动90°时,线圈中无电流,ab边和cd边将不受力的作用
D.当线圈由图示位置顺时针转动90°时,线圈由于惯性会越过平衡位置持续转动
B
4.如图是探究“通电导线在磁场中受力”的实验装置。瞬间接通电路,原来静止的导线ab向右运动。要使导线ab向左运动,可行的措施是
(　 　)
A.将磁体的N、S极对调
B.增大电源电压
C.换用磁性更强的磁体
D.将磁体的N、S极对调,同时改变电流的方向
A
5.如图所示,通电导线a、b固定不动,左磁体对a的作用力为Fa,右磁体对b的作用力为Fb,下列说法正确的是(　 　)
A.Fa、Fb方向相反 B.Fa、Fb方向相同
C.Fa、Fb方向相反 D.Fa、Fb方向相同
A
6.如图所示是扬声器的构造示意图,当扬声器的线圈中通入携带声音信息、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(　 　)
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.扬声器中的永磁体不会对线圈有作用力
D.扬声器是把声音信号转换成电信号的一种装置
B
7.根据图甲中磁场方向、通电导体中的电流方向及导体在磁场中的受力方向之间的关系,将乙、丙、丁三图所缺的内容补充完整( 表示电流方向为垂直于纸面向里,☉表示电流的方向为垂直于纸面向外)。
答案:如图所示
8.如图所示,使线圈位于两磁极间。
答案:(1)如图所示
(1)通电后,图甲中ab段导线的电流方向是　 　(选填“由a到b”或“由b到a”)。图甲中ab段导线受磁场力的方向向上,用箭头标示出图丙中ab段导线所受磁场力的方向。
由a到b
(2)线圈转过图乙所示位置,用　 　的办法可使线圈靠磁场力继续顺时针转动至少半圈。
(3)从图甲转动到图丙后,发现线圈有点发热,此过程　 　能转化为
　 　能和　 　能。
改变电流方向
电
机械
内
拓展题
1.如图甲,磁场对导体的力F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(　 　)
A.Fab竖直向下,Fcd竖直向下
B.Fab竖直向上,Fcd竖直向下
C.Fa′b′竖直向上,Fc′d′竖直向下
D.Fa′b′竖直向下,Fc′d′竖直向上
D
A B C D
B
3.如图的通电线圈置于磁场中,在某时刻线圈平面刚好与磁感线的方向相平行,则下列说法中正确的是(　 　)
A.ab段与cd段所受的磁场力大小相等,方向相反,线圈处于平衡状态
B.ab段与cd段所受的磁场力大小不相等,但方向相反,故线圈处于不平衡状态
C.ab段与cd段所受的磁场力大小不相等,方向也不相反,故线圈处于不平衡状态
D.ab段与cd段所受的磁场力大小相等,方向相反,但不在同一条直线上,故线圈处于不平衡状态
D
4.如图是简易“电动火车”的示意图,把一个干电池两端吸有短小圆柱形强磁铁的“结合体”,放入很长的固定在水平桌面的螺旋线圈内,干电池和强磁体的“结合体”就会在螺旋线圈内运动。关于简易“电动火车”的说法有:①线圈可以用漆包线绕成,确保各处绝缘;②强磁体与线圈在任何位置都应保持良好接触;③“结合体”受到磁场力的作用;④“结合体”受到电源产生的电力。其中正确的是(　 　)
A.①② B.②③
C.①③ D.①④
B
5.为了探究电动机为什么会转动,小明根据电动机主要构造制作了一台简易电动机(如图),他用回形针做成两个支架,分别与电池的两极相连。用漆包线绕一个矩形线圈,以线圈引线为轴,并用小刀刮去轴的一端全部漆皮,另一端只刮去半周漆皮将线圈放在支架上,磁体放在线圈下方,闭合开关,用手轻推一下线圈,线圈就会不停地转动起来。
(1)要想改变线圈的转动方向,小明可采用的措施是　
　;
(2)开关闭合后,如果电动机不转,可能的原因是　
　;
改变电流方向或
改变磁场方向
接线柱接触不良、
磁场不够强、线圈匝数太少、电池电压不够(任写出两点)
(3)小明还想设计一个能调节电动机转速的实验装置,他还需要的主要器材是　 　,并在虚线框内画出实验电路图。(电动机用符号 表示)
滑动变阻器
答案:如图所示
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第1节　磁现象　磁场
第二十章 电与磁
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学习目标
课堂探究
课后巩固
学习目标
1.了解简单的磁现象。
2.通过实验认识磁极及磁极间的相互作用。
3.通过实验认识磁场。
4.知道磁感线可用来形象地描述磁场,会用磁感线描述磁体周围的磁场分布状况。
5.知道地磁场。
课堂探究
课前一问
生活中的指南针为什么可以一直指示南北方向
知识点一　磁现象
重点整理
1.磁体:磁体能够吸引　 　、　 　、　 　等物质。
2.磁极:磁体吸引能力　 　的两个部位。每个磁体都有两个磁极。能够自由转动的磁体,静止时 　的那个磁极叫作南极或S极,
　 　的那个磁极叫作北极或N极。
铁
钴
镍
最强
指南
指北
3.磁极间相互作用的规律:同名磁极相互　 　,异名磁极相互
　 　。
4.磁化: 有些物体在磁体或电流的作用下会　 　,这种现象叫作磁化。
排斥
吸引
获得磁性
典型例题
例1　如图所示是生活中常用来固定房门的“门吸”,它由磁体和金属两部分组成。该金属能被磁体吸引,是因为可能含有以下材料中的
(　 　)
A.银
B.铁
C.铝
D.锌
B
例2　如图中小磁针在蹄形磁体的磁场中的指向,可以知道该蹄形磁体的极性是(　 　)
A.A端是N极,B端是S极
B.A端是S极,B端是N极
C.A、B两端极性可能相同
D.不知磁感线,故无法断定
B
举一反三
1.下列关于磁体的说法中正确的是(　 　)
A.磁体与带电体一样也能吸引轻小物体
B.永磁体的磁性永远不会消失
C.磁体间不需要直接接触就能产生力的作用
D.任何材料制成的物体都能被磁化
C
2.小明设计了下列四个实验,来验证“条形磁体的磁性两端强、中间弱”的特性。其中不能达到实验目的的是(　 　)
A.甲实验中,将条形磁体平移靠近三颗小铁球
B.乙实验中,将两根条形磁体相互平移靠近
C.丙实验中,将条形磁体沿水平方向从挂有铁块的弹簧测力计下方向右移动
D.丁实验中,将放在一堆大头针上的条形磁体提起
B
知识点二　磁场
重点整理
1.磁场:　 　 周围存在着一种看不见、摸不着,能使磁针偏转的物质。
2.磁场的方向:在物理学中,把放在磁场中的小磁针静止时　 　所指的方向规定为该点磁场的方向。
3.磁感线:可以方便、形象地描述磁场而用的一些　 　的曲线叫作磁感线。在用磁感线描述磁场时,磁体　 　的磁感线都是从磁体的　 　极出发,回到　 　极。
北极
磁体
带箭头
外部
N
S
典型例题
例1　关于磁感线的说法正确的是(　 　)
A.磁感线是由小铁屑形成的
B.磁场中有许多曲线,这些曲线叫磁感线
C.小磁针在磁感线上才受力,在两条磁感线之间不受力
D.磁感线是人们为了形象地描述磁场的分布而假想出来的,实际并不存在
D
例2　标出磁极的名称和A、B两点的磁场方向。
答案:如图所示
1.在图中,小磁针处于静止状态,则关于a、b两磁极及磁感线方向的判断正确的是(　 　)
A.a是N极,b是N极,磁感线从a、b进入
B.a是S极,b是N极,磁感线从a出发
C.a是S极,b是N极,磁感线从a进入
D.a是N极,b是N极,磁感线从a、b出发
举一反三
D
2.根据图中条形磁体磁感线的分布情况,标出图中条形磁体左端和小磁针左端的磁极。
答案:如图所示
知识点三　地磁场
重点整理
1.地磁场:　 　周围存在的磁场;地磁场的形状跟　 　的磁场相似。
2.地理的两极和地磁场的两极并不重合,磁针所指的南北方向与地理的南北方向略有偏离;地磁北极在　 　附近,地磁南极在
　 　附近。
地球
条形磁体
地理南极
地理北极
典型例题
例　中国宋代科学家沈括在《梦溪笔谈》中最早记载了地磁偏角:
“以磁石磨针锋,则能指南,然常微偏东,不全南也。”进一步研究表明,地球周围地磁场的磁感线分布示意如图所示。关于地磁场下列说法正确的是(　 　)
A.地磁场的N极在地理的南极附近
B.地磁场的磁感线是真实存在的
C.地理南、北极与地磁场的南、北极完全重合
D.北京地区的地磁场方向由地理北极指向地理南极
A
假想地磁场是由地球内部一块大磁体产生的,如图所示的四个示意图中,能合理描述这块大磁体的是(　 　)
举一反三
B
课后释问
地磁场的南极和北极在地理的北极和南极附近。指南针自身就是一个磁体,在地磁场的作用下,指南针指向地磁场的南极和北极,所以我们看到的指南针可以指向地理的南北方向。
课后巩固
建议用时:15分钟 实际用时: 分钟
1.指南针是我国古代的四大发明之一。如图所示是我国早期的指南针——司南,公元1世纪初,东汉学者王充在《论衡》中记载:“司南之杓,投之于地,其柢指南。”这句话中的“柢”和“南”分别指的是(　　)
A.指南针的南极,地理的南极
B.指南针的北极,地理的北极
C.指南针的南极,地理的北极
D.指南针的北极,地理的南极
基础题
A
2.为了判断一根钢棒是否具有磁性,下列说法正确的是(　 　)
A.将钢棒放置在水平桌面上,若静止时钢棒的两端分别指向南北方向,则钢棒有磁性
B.将钢棒一端靠近小磁针,若相互吸引,则钢棒有磁性
C.将钢棒一端靠近小铁钉,若小铁钉被吸引,则钢棒有磁性
D.将钢棒一端靠近验电器,若验电器金属箔没有张开,则钢棒没有磁性
C
3.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
4.在图中,根据小磁针静止时的指向,标出A、B两个磁极的名称。
答案:如图所示
5.请根据图中小磁针N极的指向,标出磁体的N、S极,并在磁感线上标出磁场的方向。
答案:如图所示
6.地球周围存在着磁场——地磁场,请在图中画出地磁场的磁感线的方向。
答案:如图所示
7.探究“磁极间作用力的大小与磁极间距离的关系”。
(1)由学过的知识可猜想磁极间的距离越近,作用力越　 ;
(2)林红同学用如图所示的实验进行探究。由于磁极间作用力的大小不便测量,她通过观察细线与竖直方向的夹角的变化,来判断磁极间力的变化,用到的科学方法是　 　法;
(3)林红分析三次实验现象,得出结论跟猜想符合。小月认为:这个结论还需要进一步实验论证,联想到磁极间的相互作用规律,还需研究两块磁体相互　 　时,磁极间作用力与距离的关系。
大　
转换
排斥
8.对农民来讲,农作物的种子中混有一些杂草的种子是很头疼的事情。这两种种子的外表面是不同的,农作物的种子比较光滑,不易吸附小颗粒物,而杂草的种子表面有许多绒毛,能够吸附靠近它的小颗粒物。现在,给你一些铁屑和一块磁体,请你替农民把杂草种子从农作物种子中分离出来,说出你的办法和理由。
答案:把铁屑撒进种子中,利用杂草种子表面有许多绒毛,能够粘住铁屑,搅拌均匀,再用磁铁去把粘有铁屑的杂草种子吸引出来。
拓展题
1.在一个密闭的矩形盒子里放有2块条形磁体,将一个小磁针放置到盒子的一端,当小磁针稳定不动时,盒子里条形磁体的放置方式是(　　)
B
2.如图所示,两根完全相同的铁块A和B,如图甲所示放置时,B被吸住掉不下来;如图乙所示放置时,A不能被吸住而掉下来,此现象说明(　　)
A.A、B都是磁体
B.A、B都不是磁体
C.A是磁体,B不是磁体
D.A不是磁体,B是磁体
D
3.两个相同的条形磁体的两端互相吸引在一起,成为一个新的磁体,那么新的磁体的磁极有(　 　)
A.两个 B.四个 C.无数个 D.没有
A
4.小明用水平放置的一根条形磁针的一端吸起一根较小的铁钉,如图所示,若他用一根同样的条形磁体的S极与原来的磁体N极靠近合并时,将看到的现象是(　 　)
A.铁钉的尖端被吸向右端磁体
B.铁钉将落下
C.铁钉的尖端被吸向左端磁体
D.铁钉被吸得更牢
B
5.如图所示,将大的条形磁体中间挖去一块,放入一可以自由转动的小磁针,当小磁针静止时,它的N极应指向(　 　)
A.左边a
B.右边c
C.b边或d边
D.不能确定
A
6.小明学习了“电与磁”后进行了如甲、乙图所示的实验。请回答下列问题:
(1)图甲实验中,悬挂的钢棒某一次转动后,静止时一端指南,一端指北,由此判断钢棒
　 　(选填“一定有”或“可能有”)磁性。
(2)图乙实验中,弹簧测力计下挂一条形磁体,沿着另一条形磁体自左向右水平方向移动时,弹簧测力计的示数将　 　(选填正确选项字母)。
A.不变 B.逐渐增大
C.先增大后减小 D.先减小后增大
可能有
B
7.小柯同学参加了学校研究性学习小组开展的“探究磁体磁性强弱是否与温度有关”的课题。
温度越高,磁体的磁性越强
[作出假设]
假设一:　 　。
假设二:温度越高,磁体的磁性越弱。
假设三:磁体的磁性随温度升高变化不大。
[设计实验]
小柯将一条形磁体的一端固定在铁架台上,另一端吸着一些小铁钉,用酒精灯给磁铁加热,如图甲所示。
(1)加热一段时间后出现　 　,则假设二成立。
(2)根据这一结论,小柯大胆设计了一个温度报警器,如图乙所示,请简述它的工作原理:当温度逐渐升高时,磁体的磁性减弱,无法吸引弹簧开关,弹簧开关　 　(选填“向下”或“向上”)恢复原状,这样下面的电路就被接通,从而使电铃报警。
(3)同组的小明同学却认为小柯设计的温度报警器有不足之处,理由是　
　。
小铁钉纷纷落下
向下
难以设定
具体的报警温度
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第6节　磁生电
栏目导航
学习目标
课堂探究
课后巩固
学习目标
1.通过实验,探究并了解导体在磁场中运动时产生感应电流的条件。
2.了解电磁感应在生产、生活中的应用。
3.了解发电机的原理,知道发电机工作过程中的能量转化。
课堂探究
课前一问
既然电流能产生磁,那么磁能否产生电呢
知识点一　什么情况下磁能生电
重点整理
电磁感应:　 　的一部分导体在磁场中做　 　运动时,导体中就产生电流;这种由于导体在磁场中运动而产生　 　的现象叫作电磁感应,产生的电流叫作　 　。
闭合电路
切割磁感线
电流
感应电流
典型例题
例　下列过程中一定能产生感应电流的是(　 　)
A.导体在磁场中做切割磁感线运动
B.闭合电路的一部分导体在磁场中运动
C.只要导体在磁场中运动
D.闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动
D
举一反三
如图是研究电磁感应现象的装置,把闭合电路中的一部分导体放在磁场中,图中的圆圈表示导体的横截面,箭头表示导体的运动方向,其中不能产生感应电流的是(　 　)
B
知识点二　发电机
重点整理
1.手摇发电机:把一台手摇发电机跟灯泡连接起来,使线圈在　 　中　
　,可以看到灯泡会　 　。这表明,电路中有了　 　。
2.如果把手摇发电机跟电流表连接起来,线圈在磁场中转动时,可以看到电流表的指针随着　 　而　 　。这个现象表明,发电机发出的电流的　 　和　 　是变化的。
磁场
转动
发光
电流
线圈的转动
左右摇摆
大小
方向
3.交变电流
(1)发电机发出电流的　 　和　 　是变化的,即电路中产生的是交变电流,简称交流。
(2)交变电流的频率在数值上等于电流在每秒内周期性变化的次数;我国电网以交流供电,频率为　 　Hz。
大小
方向
50
4.实际的发电机比模型式发电机复杂得多,但仍是由　 　和　 　组成的。大型发电机发的电,　 　很高、　 　很强,一般采取线圈不动、磁极旋转的方式来发电,同时为了得到较强的磁场,还要用　 　代替永磁体。
5.发电机发电的过程是　 　的过程。发电机靠内燃机、汽轮机、水轮机等机械带动,把燃料中的　 　或水汽的　 　转化为电能。
转子
定子
电压
电流
电磁铁
能量转化
化学能
机械能
典型例题
例　在科学研究的道路上经常会出现令人惋惜的遗憾。例如1825年日内瓦年轻物理学家科拉顿一个人在研究电磁现象时,其类似的实验装置如图甲所示,示意图如图乙。为避免磁铁的磁场对小磁针的作用,把实验装置放在两个房间,在右边房间里把磁铁反复插入线圈,然后科拉顿跑到左边房间里观察,结果没有看到小磁针偏转。下列说法中正确的是(　 　)
A.该实验过程中没有发生电磁感应现象
B.通电导线周围产生磁场的现象叫电磁感应现象
C.科拉顿没看到小磁针偏转,是因为线圈中没有产生电流,所以看不到小磁针偏转
D.科拉顿没看到小磁针偏转,是因为当他切割完磁感线再跑到另一个房间时,线圈中产生的电流已经消失,所以小磁针也停止偏转
D
无线充电技术应用了特斯拉线圈,如图,用一不通电的LED灯靠近正在通电的特斯拉线圈时,LED灯发光了,灯被点亮的现象可以用我们学过的哪一知识来解释(　 　)
A.电流的磁效应
B.磁场对电流的作用
C.安培定则
D.电磁感应
举一反三
D
课后释问
将闭合回路中的一部分导线放在磁场中,做切割磁感线的运动,导体中就产生了电流,即磁也可以产生电。
课后巩固
建议用时:15分钟 实际用时: 分钟
1.在探究感应电流时,要改变感应电流的方向,下列方法中正确的是
(　 　)
A.改变导体切割磁感线的方向 B.改变导体切割磁感线的速度
C.改变导体所在处磁场的强弱 D.改变导体的长度
基础题
A
2.如图所示是探究产生感应电流条件的实验情景(图中箭头表示导体的运动方向)。下列说法正确的是(　 　)
A.比较图甲和图丙,说明感应电流方向与磁场方向无关
B.比较图乙和图丙,说明感应电流方向与导体运动方向有关
C.由图丁可得出结论:感应电流有无与导体是否运动无关
D.若导体ab用超导材料制成,则实验中不会产生感应电流
B
3.如图所示是动圈式话筒的构造示意图。当我们对着话筒说话或唱歌时,声音使膜片　 　,与膜片相连的线圈也跟着一起　 　,线圈在磁场中做　 　运动,从而产生交变电流,将声音信号转化为电信号,把　 　能转化为　 　能,利用此原理制成了　 　(选填
“发电机”或“电动机”)。
振动
振动
切割磁感线
机械
电
发电机
4.如图是“探究什么情况下磁可以生电”的装置,导体ab、开关、电流表用导线连接,组成电路。
电流
(1)实验中,我们通过电流表指针是否偏转来判断电路中是否有
　 　;通过指针偏转的方向判断　 　。
电流方向
(2)闭合开关,让导体ab在磁场中上下运动,发现电流表的指针　 　;让导体ab静止,磁体水平向右运动,则电流表的指针　 　。(均选填“偏转”或“不偏转”)
(3)如果想进一步探究感应电流的大小与导体运动的快慢是否有关,则应闭合开关,保持其他条件不变,只改变　 　,观察
　 　得出结论。
(4)金属棒ab在磁场中不断左右往返运动,你能观察到电流表的指针
　 　。
电流表指针的偏转程度
不偏转
偏转
导体运动的速度
不断左右摆动
5.某同学做“电和磁”系列实验。
(1)图甲中,置于磁极间静止的小磁针涂黑端是　 (选填“N”或“S”)极。
(2)图乙中,磁场对铜棒的力F竖直向上。把电源的正、负极对调后接入电路,闭合开关,铜棒受到磁场作用力的方向与F的方向　 　(选填“相同”或“相反”)。
N
相反
(3)如图丙,铜棒a跟导线组成闭合电路。用“ ”表示垂直于纸面的铜棒a,铜棒a在磁场中按箭头方向运动时,能产生感应电流的是　 　。(多选)
CD
拓展题
1.如图所示是动圈式话筒和扬声器的构造示意图。讲话时的声音使膜片振动,与膜片相连的线圈也跟着一起振动,线圈中产生随声音变化的电流。变化的电流通过扬声器的线圈,线圈就会在磁场中来回振动,带动纸盆也来回振动发出声音。根据以上叙述思考,下列说法正确的是(　 　)
A.扬声器的线圈振动是因为通电导线在磁场中受到力的作用
B.动圈式话筒是把电能转化成机械能的一种装置
C.电风扇的工作原理与动圈式话筒的工作原理相同
D.扬声器的工作原理是法拉第发现的电磁感应现象
A
2.一名同学手中拿着一块磁性较强的永磁体,沿着与电视机天线垂直的方向,从一台正在播放的电视机旁走过。这时电视机屏幕上出现干扰图像,这是因为(　 　)
A.天线被永磁体吸引 B.磁体干扰天线信号接收
C.天线上产生感应电流 D.电视机一时出现故障
B
3.如图所示,ab为可以沿着光滑的金属轨道移动的导体,若使ab向左运动时,小磁针的N极会向左偏转,则下列说法中正确的是(　 　)
A.若使ab向左运动时,螺线管的A端为N极
B.若使ab向右运动时,螺线管的A端为S极
C.若使ab向右运动时,小磁针的N极会向右偏转
D.若使ab向右运动时,小磁针的N极仍会向左偏转
C
4.阅读短文,回答问题。
会发光的电磁跷跷板
小明制作了如图甲所示的电磁跷跷板参加学校的科技节活动。该电磁跷跷板是在两端封闭的透明塑料管中放有一块磁性很强的磁体,塑料管外绕有金属丝作为线圈,在线圈两端并联两只发光二极管(符号 ),其电路如图乙所示。二极管具有单向导电性,电流只能从二极管的正极流入,负极流出。演示时,将塑料管上下翘动,磁体便在线圈中左右移动,相当于线圈导体在磁场中做切割磁感线运动,这时会看见两只发光二极管在轮流发光。
(1)电磁跷跷板中发光二极管轮流发光是根据　 　原理工作的,　 　(选填“电动机”或“发电机”)也是根据这一原理工作的。
(2)电磁跷跷板上下翘动时,为什么发光二极管会轮流发光
电磁感应
发电机
答案:因为当磁铁向低处滑动时,磁铁穿过闭合线圈,线圈相当于在做切割磁感线运动,产生感应电流,此时,电流通过两个二极管中的一个,故该二极管发光;当另一端低时,磁铁又向相反方向穿过线圈,产生相反方向的电流,故另一个二极管也会发光。所以,二极管会轮流发光。
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章 末 小 结
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华南师大附中双优导学练物理
九年级全一册RJ
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00000000000000000000000000000000000000000000
章末小结
磁体
磁现象磁极一每个磁体都有两个磁极（极、S极）
磁极间相互作用的规律一同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引
磁体周围存在着磁场
磁现象
磁场磁场方向一小磁针静止时N极所指的方向为该点磁场的方向
磁场
磁感线
可以方便、形象地描述磁场而用的一些带箭头的曲线
地球周围存在的磁场
地磁场
地磁北极在地理南极附近
磁极
地磁南极在地理北极附近
电流的磁效应
通电导线周围存在与电流有关的磁场
把导线绕在圆筒上，做成螺线管，各圈导线产生的磁场叠加在
电生磁通电螺线管的磁场
一起
磁场特点一通电螺线管外部的磁场与条形磁体的磁场相似
安培定则
用右手握住螺线管，让四指指向螺线管中电流的方向，则拇指所指
的那端就是螺线管的N极
电
电磁铁一把一根导线绕成螺线管，再在螺线管内插入铁芯，有电流通过时
磁
就有磁性，没有电流时就没有磁性
电磁铁
电磁铁的磁性—影响磁性强弱的因素：电流的大小、线圈的形状、线圈的
电磁继电器
匝数
电磁继电器一利用低电压、弱电流的通断，来间接地控制高压电、强电流
的通断的装置
通电导线在磁场中要受到力的作用
磁场对通电导线的作用
电动机
力的方向与电流方向、磁场方向都有关
电动机的基本构造
转子和定子
闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，导体中
什么情况下磁能生电就产生感应电流
磁生电
感应电流的方向与导体运动方向、磁场方向有关
线圈在磁场中转动，产生大小和方向变化的电流
发电机
能量转换—机械能转化为电能
244
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000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000(共7张PPT)
第5节　跨学科实践:制作简易直流电动机
生活中有许多地方会用到直流电动机,例如很多玩具电动车就是用直流电动机来驱动的。利用前面学习过的直流电动机的工作原理,你可以制作一台简易的直流电动机,来探索玩具电动车的“奥秘”。
直流电动机
1.组成:直流电动机主要是由　 　和　 　组成的,能够转动的部分叫作　 　,固定不动的部分叫作　 　。
2.原理:　 　。
线圈
磁体
转子
定子
通电线圈在磁场中受力转动
【活动器材】
漆包线(刷有绝缘漆的铜导线)、强磁体、电池等。
【动手实践】
1.制作:把一段粗漆包线绕成约3 cm×2 cm的矩形线圈,作为转子。从线圈的两端各拉出约2 cm的漆包线作为转轴。用硬金属丝做两个支架,固定在硬纸板或电池盒上。两个支架分别与电池的两极相连。最后把线圈放在支架上,线圈下放一块强磁体作为定子。
2.试用与调整
(1)制作、安装好以后,接通电路,会发现通电线圈在转到下半周时受到的力使线圈反向转动,线圈将不会持续转动。
(2)我们用小刀刮去线圈两端引线的漆皮,把左端全部刮掉,右端只刮半周。组装好电动机,给线圈通电并用手轻轻推动一下,线圈就会不停地转动了。
【活动评估】电动机的线圈匝数越多,转动就　 　。
越快
【实践应用】
1.如图所示是小明在课后制作“让线圈转起来”的装置图。为了使线圈能持续转动,他采取的办法:①将线圈两端引线的绝缘层全部刮掉,②将线圈一端引线的绝缘层全部刮掉,另一端引线的绝缘层刮掉一半,③将线圈两端引线的绝缘层在同侧刮掉一半,④将线圈两端引线的绝缘层在异侧刮掉一半,上述方法中合理的有(　 　)
A.①② B.②③ C.③④ D.②③④
B
2.将自制电动机接入电路,如图所示,闭合开关,线圈开始转动,其中A、B支架是　 　(选填“导体”“绝缘体”或“换向器”)。若仅对调磁体的磁极,线圈转动方向与原转动方向　 　。
导体
相反
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学 习 评 价
基础巩固
1.如图所示是把A、B、C三块钢块悬挂起来,并让它们彼此靠近时的情况,则下列判断正确的是(　 　)
A.因为A、B吸引,B、C相互排斥,所以只有B是磁体
B.因为A、B吸引,B、C相互排斥,所以A、B、C一定都是磁体
C.若A、C靠近,一定会相互吸引
D.若A、C靠近,可能会相互排斥
D
2.如图所表示的磁场与实际不相符的是(　 　)
A　 　 B　 　 C　 　 D
C
3.在螺线管附近放一小磁针,静止时小磁针位置如图所示。闭合开关S时,小磁针发生旋转,下列关于通电螺线管的N极及小磁针旋转方向描述正确的是(　 　)
A.通电螺线管的左侧是N极,小磁针顺时针旋转
B.通电螺线管的左侧是N极,小磁针逆时针旋转
C.通电螺线管的右侧是N极,小磁针顺时针旋转
D.通电螺线管的右侧是N极,小磁针逆时针旋转
D
4.小金利用如图所示装置探究磁化过程,图中容器内装的是一些铁屑,架上所夹的是根铁棒。以下关于此实验的观点不正确的是(　 　)
A.图甲到图乙的过程叫磁化
B.图乙中铁棒的上端是S极
C.若把图乙中磁体移走,铁棒的磁性将消失
D.若将图乙中铁棒换成钢棒,被吸引的铁屑将会减少
D
5.如图是汽车启动装置电路简图,当钥匙插入钥匙孔并转动时,下列说法中正确的是(　 　)
A.电磁铁上端为S极,触点B与C断开,汽车启动
B.电磁铁上端为S极,触点B与C接通,汽车启动
C.电磁铁上端为N极,触点B与C断开,汽车启动
D.电磁铁上端为N极,触点B与C接通,汽车启动
D
6.如图所示,小明用漆包线绕成线圈ABDC,将线圈一端的漆全部刮去,另一端刮去一半放入磁场,做成电动机模型。连接干电池后(　 　)
A.线圈持续来回摆动
B.线圈沿固定方向持续转动
C.AB边中电流方向交替变化
D.CD边始终受到磁场力作用,且是动力
B
7.如图所示,将两个发光二极管极性相反地并联起来,并与手摇交流发电机串联。摇动转轮,使线圈在磁场中转动,则下列说法中正确的是
(　 　)
A.发电机的工作原理是电流的磁效应
B.线圈转动时,两个发光二极管会同时发光
C.线圈转动时,两个发光二极管会交替发光
D.线圈转动过程中,电能转化为机械能
C
8.如图,闭合开关,将滑动变阻器的滑片P向右移动时,弹簧测力计的示数变小。则下列分析正确的是(　 　)
A.电磁铁的上端为S极
B.电源左端为“+”极
C.断开开关,弹簧测力计的示数为零
D.若滑动变阻器的滑片P不动,抽去电磁铁铁芯,弹簧测力计的示数增大
D
9.如图所示是实验室电流表的内部结构图,处在磁场中的线圈有电流通过时,线圈会带动指针一起偏转。线圈中电流越大,指针偏转角度就越大。关于该现象,下列说法中正确的是(　 　)
A.该电流表的工作原理与发电机相同
B.线圈中有电流通过时,把机械能转化为电能
C.改变线圈中的电流方向,指针的偏转方向不会改变
D.线圈中电流越大,其所受磁场力就越大
D
10.在探究通电螺线管外部磁场的方向时,玻璃板上均匀地撒铁屑,闭合开关,轻敲玻璃板,铁屑的分布情况如图所示。铁屑在玻璃板上的分布与　 　的磁场分布非常相似。若把连接电源正负极的接线对调,再闭合开关,轻敲玻璃板,此时铁屑的分布情况　 　(选填“改变”或“不变”),小磁针N、S极的指向　 　(选填“改变”或“不变”)。
条形磁体
不变
改变
11.如图所示,条形磁体放在水平木桌上,电磁铁右端固定并与条形磁体在同一水平面上。闭合开关,当滑动变阻器的滑片逐渐向右移动时,条形磁体仍保持静止,此时电磁铁的左端为　 　极,条形磁体受到的摩擦力　 　(选填“变大”“变小”或“不变”)。
N
变大
12.扬声器是把电信号转化成　 　信号的一种装置;当线圈中通过变化的电流时,线圈受到　 力作用,从而带动与线圈相连的纸盆振动,于是扬声器发出声音,该过程实现了　 　能转化为　 　能,它的原理跟　 　原理相似。
声
磁场
电
机械
电动机
13.如图所示,小磁针放在两通电螺线管之间,静止时小磁针的N、S极处于如图所示的状态,请完成右侧螺线管的绕线,并标出电源的正、负极。
答案:如图所示
14.小明利用如图所示的实验装置探究“导体在磁场中运动时产生感应电流的条件”。
(1)磁体不动,闭合开关,导体棒沿　 　(选填“上下”或“左右”)方向运动时,电流表指针会发生偏转。
(2)导体棒不动,闭合开关,磁体上下运动,电流表指针　 　(选填“会”或“不会”)发生偏转。
(3)断开开关,无论磁体如何放置,导体棒怎样运动,电流表指针都不发生偏转。由此小明得出结论:闭合电路的一部分导体在磁场中做
　 　运动时,电路中就产生感应电流。
左右
不会
切割磁感线
(4)小明进一步猜想,感应电流的大小可能与导体棒运动速度和磁场强弱有关。为了探究感应电流的大小与磁场强弱是否有关,他应进行的操作是
　 　。
保持导体棒运动快慢相同,改变磁场强弱,观察电流表指针的
偏转角度
拓展提升
15.小明发现了一个奇异的现象,当它用磁体的一端靠近正在发光灯泡的灯丝时,发现灯丝或靠近或远离磁体。对这个现象,他进行了深入探究。
(1)如图甲所示,当磁体的磁极靠近正常工作的碳丝灯泡时,灯丝上端被磁体吸引,这是因为通电后的灯丝在磁场里受到了　 　的作用。
力
(2)要从图甲现象变为图乙中灯丝上端被排斥的现象,可改变　　 方向。
磁场
16.相距为H的两条水平虚线之间是方向垂直纸面向里的匀强磁场,正方形金属线圈abcd边长为L(L”“<”或“=”)v2,并说明你推测的理由:　
。
<
有磁场时线框切割
磁感线产生感应电流,在线框中产生热量,总的机械能相比无磁场时减少　
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第2节　电生磁
栏目导航
学习目标
课堂探究
课后巩固
学习目标
1.通过实验了解电流周围存在磁场。
2.探究通电螺线管外部的磁场方向,了解通电螺线管外部的磁场与条形磁体的磁场相似。
3.会判断通电螺线管的电流方向和两端的极性。
课堂探究
课前一问
把螺线管水平悬挂起来,然后通电,会发生什么现象
知识点一　电流的磁效应
重点整理
1.电流的磁效应:世界上第一个发现了电与磁之间联系的是丹麦物理学家　 　。
2.如果导线在小磁针上方并且两者平行,当导线　 　时,磁针发生偏转;切断电流时,磁针又　 　。这说明通电导线和磁体一样,周围存在　 　。
奥斯特
通电
回到原位
磁场
3.当电路中电流反向时,磁针的偏转方向也　 　。通电导线周围存在与　 　有关的磁场,这种现象叫作电流的磁效应。
相反
电流方向
典型例题
例　如图所示是探究“通电直导线周围是否存在磁场”实验装置的一部分,置于水平桌面上静止的小磁针上方有一根与之平行的直导线。当直导线中通过如图所示的电流时,小磁针发生偏转。下列说法正确的是(　 　)
A.首次通过本实验发现电磁间有联系的科学家是焦耳
B.小磁针用于检验通电直导线周围是否存在磁场
C.只改变直导线中的电流方向,小磁针偏转方向与如图所示相同
D.只改变直导线中的电流大小,小磁针偏转方向与如图所示相反
B
举一反三
对于如图所示的实验,下列说法正确的是(　 　)
A.这是法拉第的电磁感应实验
B.甲、丙对比可说明通电导体周围存在磁场
C.本实验揭示了电生磁现象
D.图乙断电后,小磁针的N极将会指向地球地磁的北极
C
知识点二　通电螺线管的磁场
重点整理
1.螺线管(线圈):把导线绕在圆筒上,做成螺线管,各圈导线产生的
　 　叠加在一起,磁场就会强得多。
2.特点:通电螺线管外部的磁场和　 　磁体的磁场相似,通电螺线管的两端相当于条形磁体的　 　。
磁场
条形
两极
典型例题
例1　为了研究通电螺线管外部的磁场分布情况,可在螺线管的两端放上小磁针,在硬纸板上均匀地撒满铁屑。通电后轻敲纸板,小磁针的指向和铁屑的排列情况如图所示。请回答下列问题:
(1)通电后小磁针静止时的分布如图所示,此时小磁针　 　(选填“N”或“S”)极的指向就是该点的磁场方向。
(2)改变螺线管的绕线方向,发现小磁针南北极所指方向发生了改变,由此可知:通电螺线管外部磁场方向与螺线管的　 　方向有关。
(3)实验结论:通电螺线管外部的磁场和　 　的磁场相似。
N
电流
条形磁体
例2　如图所示,闭合开关S,A、B、C、D四个小磁针静止时指向正确的是(　 　)
A.小磁针A
B.小磁针B
C.小磁针C
D.小磁针D
C
1.如图是探究通电螺线管外部的磁场分布的实验装置。
(1)根据磁感线的方向小磁针的右端是　　极,电源的左端是　 　极;若在通电螺线管四周不同位置摆放多枚小磁针后,发现通电螺线管外部的磁场与　 　的磁场相似。
(2)若想增强通电螺线管的磁场,可以采取的措施是　 　。(只填一种,合理即可)
举一反三
N
负
条形磁体
增加线圈匝数
2.在探究“通电螺线管外部磁场分布”的实验中,开关断开时,小磁针甲、乙的指向如图所示,当开关闭合时,通电螺线管有磁性,则下列说法正确的是(　 　)
A.小磁针甲偏转,小磁针乙不偏转
B.小磁针乙偏转,小磁针甲不偏转
C.小磁针甲、乙均偏转
D.滑动变阻器滑片P从右向左滑动时,通电螺线管的磁性逐渐增强
B
知识点三　安培定则
重点整理
安培定则:用　 　握住螺线管,让四指指向螺线管中 　,则拇指所指的那端就是螺线管的　 　。
右手
　电流的方向
N极
典型例题
例1　通电螺线管中电流的方向如图所示,在图中标出它的N、S极。
答案:如图所示
例2　根据图中小磁针静止时的指向,标出通电螺线管磁感线的方向和电源左端的极性(选填“+”或“-”)。
答案:如图所示
1.如图所示的通电螺线管,四个小磁针静止后,N极指向正确的是(　　)
A.①②③
B.②③④
C.①③④
D.①②④
举一反三
D
2.如图所示,根据通电螺线管下方小磁针静止时的指向,可判断通电螺线管的b端为　 　(选填“N”或“S”)极,电源的d端为　 　(选填“正”或“负”)极。
N
正
课后释问
如果把螺线管朝东西方向水平悬挂起来,然后通电,螺线管会发生偏转。如果把螺线管朝南北方向水平悬挂起来,然后通电,可能会偏转,也可能不会偏转。通电螺线管和指南针一样,指向南北。
课后巩固
建议用时:15分钟 实际用时: 分钟
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.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.通电导线周围的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
基础题
A
2.小明利用铁屑探究通电螺线管的磁场,通电后轻敲玻璃板,小磁针和铁屑静止时分布情况如图所示,则下列磁感线描述正确的是(　 　)
A 　　 B 　　 C 　　 D
C
3.将两个通电螺线管并列放在一起,A、B为相对的两个磁极,它们之间的磁感线分布如图所示。下列说法正确的是(　 　)
A.a端为电源的正极,A为螺线管S极
B.b端为电源的正极,A为螺线管N极
C.c端为电源的正极,B为螺线管N极
D.d端为电源的正极,B为螺线管S极
A
4.如图所示,在观察奥斯特实验时,小明注意到置于通电直导线下方的小磁针的N极向纸内偏转。小明由此推测:若一束电子沿着如图乙所示的水平方向飞过磁针上方时,小磁针也将发生偏转。请你说出小明推测的依据是:　 　。你认为磁针的N极会向　 　(选填 “纸内”或“纸外”)偏转。
电子的定向移动形成电流,电流周围存在磁场
纸外
5.如图所示,螺线管的右端是　 　(选填“N”或“S”)极。
N
6.如图所示为一种电磁仪表的部分装置,闭合开关后,磁体N极向上转动(箭头所示)。则通电线圈上端为　 　(选填“S”或“N”)极,电源右侧电极为　 　(选填“正”或“负”)极。
N
负
7.螺线管通电时,小磁针静止时的指向如图所示,请标出螺线管的北极和线圈的绕向。
答案:如图所示
8.如图所示,闭合开关S,条形磁体静止后,将滑动变阻器的滑片P从左往右滑动的过程中,弹簧将　 (选填“伸长”或“缩短”),螺线管的下侧为　 　(选填“N”或“S”)极,小磁针N极向　 　(选填“上”或“下”)偏转。
伸长
S
下
9.小羽同学在进行“通电螺线管外部的磁场分布”的相关实验。
a
(1)正确连接电路,并在电路旁边放置了一个指南针,指南针的北极静止时如图a所示,在闭合开关前,放一个小磁针在甲点位置,该小磁针静止时N极指向正确的是　 　。
A B C D
A
(2)小羽同学通过实验,发现通电螺线管外部的磁场与条形磁体的磁场相似,部分磁感线分布如图b所示,与闭合开关前乙点位置小磁针静止时相比,开关闭合后,该小磁针N极将　 　(选填正确选项字母)。
A.顺时针转90°　　　　　
B.逆时针转90°　　　　　
C.顺时针转180°
A
b
(3)若把电路做一些改动,如图c所示,放一个小磁针在丙点位置,闭合开关后,该小磁针静止时N极的方向是　 　。
A.向上 B.向下 C.向左 D.向右
D
c
10.如图所示是小明同学在研究通电螺线管极性时的情形,请标出开关闭合后通电螺线管的N极、螺线管内小磁针的N极和磁感线上A点的磁场方向。
答案:如图所示
拓展题
1.如图所示,闭合开关S1、S2,两个通电螺线管的相互作用情况以及A、B端的极性分别是(　 　)
A.相斥,A端为N极,B端为N极
B.相斥,A端为S极,B端为S极
C.相吸,A端为S极,B端为N极
D.相吸,A端为N极,B端为S极
D
2.如图所示的两个线圈套在一根光滑的玻璃管上。导线柔软,可自由滑动。开关S闭合后,则(　 　)
A.两线圈左右分开 B.两线圈向中间靠拢
C.两线圈静止不动 D.两线圈先左右分开,然后向中间靠拢
A
3.在做探究实验时,某同学将螺线管按如图所示方式沿东西方向摆放,然后给螺线管通电,看到的现象是通电螺线管(　 　)
A.仍保持在原来的位置上
B.不停地转动下去
C.转动后停在南北方向上
D.转动后停在任意位置上
C
双触点干簧管
双触点干簧管是一种磁控开关,结构如图甲所示,其外壳是一只密封的玻璃管,管内充有某种惰性气体,并装有A、B和C三块簧片,其中B和C是用铁或镍等材料制成,A是用铜或铝等非磁性材料制成,A的端点与C的端点是固定端点,B的端点是自由端点,正常时B的端点在自身弹力作用下与A的端点接触,当绕在干簧管上的线圈通电时,如图乙所示,B的端点与C的端点分别被磁化而相互吸引,当吸引力大于B的弹力时,B与A的端点分开,并与C的端点接触。而当B与C的吸引力减小到一定程度时,B在弹力的作用下与C的端点分开,重新恢复与A的端点接触。
4.阅读短文,回答问题。
甲
乙
(1)在图乙中,若要使螺线管的左端为N极,则电源左端是　 　极。
(2)簧片A、B和C所对应的材料可能是　 　(选填序号)。
①铁、铁、铜 ②铜、铝、铁
③铜、铁、铁 ④镍、铁、铝
(3)当B的端点与C的端点接触时,簧片B具有　 　势能。
正
③
弹性
(4)如图丙所示,请将电路连接完整,要求闭合开关后,红灯先通电,然后绿灯与红灯能交替通电。
丙
答案:如图所示
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