内容正文:
电与磁
课标要求:通过实验认识磁场。知道地磁场。
磁现象
磁性 能够吸引 铁、钴、镍 等物质的性质叫磁性
磁体 具有磁性的物体叫磁体
磁极 磁体两端磁性最强,磁性最强的部位叫做磁体的__________。能够自由转动的磁体,静止时指南的那端叫__________,用________表示;指北的一端叫__________, ________表示。
磁极
南极
S
北极
N
规律 磁极之间的相互作用规律:同名磁极相互__________、异名磁极相互__________。
磁化 一些物体在磁体或电流的作用下会获得磁性,这种现象叫做__________。
磁化的方法有:用磁体摩擦、用电流磁化。
排斥
吸引
磁化
磁场
定义 磁体周围存在着一种能使磁针偏转的物质,这种物质看不见,摸不着,我们把它叫做__________。小磁针受力发生偏转或铁屑在磁场中有规律的排列,可以反映__________周围有磁场的存在,这是__________法的应用。
性质 磁场对放入其中的磁体会产生__________的作用,磁体之间的相互作用就是通过__________实现的。
磁场
磁体
转换
磁力
磁场
方向 把小磁针放在磁体的周围,物理学中把小磁针静止时______极所指的方向规定为该点磁场的方向。
描述 我们用_______来形象地描述磁体周围磁场的情况。在磁体外部,磁感线都是从磁体的_____极出发,回到_____极。_______是人们为直观、形象地描述磁场的分布与方向而假想的带箭头的曲线,是一种物理模型,实际并不存在。
N
磁感线
N
S
磁感线
强弱 磁场的强弱不同,同一磁体在磁场中受力不同。磁感线越_____的地方,磁场越强,磁体受到的磁力越大。注意:磁场的强弱由磁场本身决定,磁感线的疏密度只是磁场强弱的体现。
地磁场
在地球周围的磁场叫做___________。地磁南极在地理______极附近,地磁北极在地理______极附近,它的形状跟___________
的磁场很相似。
我国宋代学者_______在《梦溪笔谈》中最早记载了磁偏角
密集
地磁场
北
南
条形磁铁
沈括
例1 如图所示装置是一个自制的小指南针。它是把磁化后的缝衣针穿过按扣的两孔,放在底座上,缝衣针能在水平面自由转动,当缝衣针静止后,针尖总是指向北方。则下列说法中正确的是( )
A. 针尖指的是地理南极
B. 缝衣针周围不存在磁场
C. 缝衣针的指向不会受到靠近的磁铁干扰
D. 缝衣针静止时针尖指向北方是由于地磁
场的作用
D
例2 小明设计了下列四个实验,来验证“条形磁铁的磁性两端强、中间弱”的特性。其中不能达到实验目的的是( )
A. 甲实验中,将条形磁铁平移靠近三颗小铁球
B. 乙实验中,将两根条形磁铁相互平移靠近
C. 丙实验中,将条形磁铁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铁提起
B
课标要求: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。了解电磁铁在生产生活中的一应用。
奥斯特实验
装置
操作 丹麦物理学家奥斯特在1820年发现了电流的________效应。具体做法:将一根导线平行(南北方向)拿到静止小磁针的上方,观察导线通电时小磁针是否偏转,改变电流的方向,再观察一次。
磁
现象及
结论 甲和乙对比,甲图中小磁针偏转,乙图中小磁针不偏转,说明:__________________________;
甲和丙对比,丙图中小磁针偏转方向与甲图不同,说明:_______
_____________________________________。
通电导线的周围有磁场
通电导
线周围的磁场的方向与电流的方向有关
通电螺线管
理解 把导线绕在圆筒上,做成螺线管,叫________
分布 通电螺线管磁场相当于______________的磁场,通电螺线管的两端相当于条形磁体的两个__________。
安培定制 用__________握螺线管,让__________指向螺线管中电流反向,则大拇指所指的那端就是螺线管的________极。
强弱 通电螺线管的磁场强弱与______________、______________、有无铁芯有关。
线圈
条形磁体
磁极
右手
四指
N
电流大小
线圈匝数
条形磁体与通电螺线管的异同
条形磁体 通电螺线管
不
同
点 ①是永磁体,磁性长期保持 ①通电时_____磁性,断电时______磁性
②N、S极是________的 ②N、S极不固定,与电流方向和线圈绕线方向均有关
③磁性强弱不变 ③磁性强弱与__________________和电流大小有关
有
无
固定
线圈匝数多少
相同点 ①它们都有吸引铁、钴、镍等物质的性质
②通电螺线管外部的磁场与条形磁体相似
③把条形磁体和通电螺线管挂起来后都有指向性
④条形磁体和通电螺线管都有两个磁极,且都有“同名磁极相互排斥、异名磁极相互吸引”的特点
探究电磁铁的磁性强弱与哪些因素有关
实验装置
实验方法 转换法:实验中用电磁铁______________________来表示电磁铁的磁性强弱,吸引大头针的个数越多,表示电磁铁的磁性越强。
控制变量法:
①在探究电磁铁的磁性强弱与电流大小的关系时,需要保证______________一定;
②在探究电磁铁的磁性强弱与线圈匝数的关系时,需要保证______
______一定。
结论 电磁铁的磁性强弱与电流大小和线圈匝数有关,电流越大、线圈匝数越多,电磁铁的磁性__________。
吸引大头针的个数
线圈匝数
电流
大小
越强
通电螺线管与电磁铁的异同
因素 通电螺线管 电磁铁
不同点 构造 内部__________铁芯 内部________铁芯
相同点 磁性的有无 由通断电决定
磁性的强弱 磁性的强弱与电流的大小、线圈匝数多少等有关
磁场的方向 周围磁场的方向由电流的方向、线圈的缠绕方向决定
没有
有
电磁继电器
定义 继电器是利用____________、____________电路的通断,来间接地控制____________、____________电路的装置。实质上它就是利用电磁铁来控制工作电路的一种自动__________。
组成 电磁继电器由电磁铁、衔铁、簧片、触点组成;其工作电路由低压__________电路和高压__________电路两部分组成。
应用 水位报警装置、温度自动报警器、电铃等。
低电压
弱电流
高电压
强电流
开关
控制
工作
课标要求:通过实验,了解通电导线在磁场中会受到力的作用,知道力的方向与哪些因素有关。
磁场对电流的作用及其应用
磁场对通电导体有力的作用 设计方案
磁场对通电导体有力的作用 实验方法 控制变量法:①当探究通电导线受力的大小与电流大小的关系时,需要保证 ______________不变。②当探究通电导线受力的大小与磁场强弱的关系时,需要保证______________不变。
结论 ①与电流的大小有关: _____________相同时,电流_________,导体受到的磁场力越大。
②与磁场强弱有关:__________相同时,__________越强,导体受到的磁场力越大。
力的
方向 ①与电流方向有关:电流的方向改变,力的方向改变。
②与磁场方向有关,磁场方向改变,力的方向改变。
磁场强弱
电流大小
磁场强弱
越大
电流大小
磁场
直流电动机 构造 线圈、一对磁极、换向器、一对电刷。
图示
原理 通电线圈在磁场中受到________的作用而转动,在平衡位置,换向器及时改变线圈中的电流方向,使线圈持续旋转下去。
能量转化 电能转化为__________能。
力
机械
课标要求: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。
电磁感应现象
发现者 英国物理学家____________发现了电磁感应现象。
内容 闭合电路的部分导体,在磁场中做________________运动时,导体中就会产生电流,这种现象称为电磁感应现象,产生的电流叫做__________电流。
法拉第
切割磁感线
感应
设计方案
实验方法 控制变量法:①当探究感应电流大小与磁场强弱的关系时,需要保证导体棒做切割磁感线
______________不变;②当探究感应电流大小与导体棒做切割磁感线运动快慢的关系时,需要保证______________不变。
实验结论 ①与导体棒做切割磁感线运动快慢有关:切割磁感线的速度越________,感应电流越大。
②与磁场强弱有关:磁场越________,感应电流越大。
运动快慢
磁场强弱
快
强
感应电流方向 ①与磁场方向有关;②与导体棒做切割磁感线运动的方向有关。
当影响感应电流方向的因素只改变一个时,感应电流的方向__________;
当影响感应电流的方向的两个因素均反向时,则感应电流的方向__________。
能量转化 机械能转化为__________。
应用 发电机、动圈式话筒等。
改变
不变
电能
例3 (2024·苏州)如图所示,在a、b两端接入电源或电流表组成不同装置,以下正确的是( )
A. 接电源,和发电机的原理相同
B. 接电流表,和电动机的原理相同
C. 接电源,可将电能转化为机械能
D. 接电流表,移动直导线电流表指针一定偏转
C
例4 (2024·临沂)2024年5月11日,由临沂市五名中小学生组建的无人机足球队在FIDA第二届世界锦标赛中,以全胜的战绩荣获世界冠军。无人机动力系统的核心部件是电动机,下列实验,能说明电动机工作原理的是 ( )
D
方法好
七组图详解电与磁
名称 图示 说明
1. 地磁场 (1)在地球周围的磁场叫做地磁场。
(2)地磁南极在地理北极附近,地磁北极在地理的南极附近。
(3)地磁场的形状跟条形磁体的磁场很相似。
名称 图示 说明
2. 奥斯特实验 (1)甲、乙两图中的现象说明通电导线周围存在磁场;
(2)甲、丙两图中的现象说明磁场的方向跟电流方向有关。
名称 图示 说明
3. 安培定则 (1)安培定则的内容:用右手握住螺线管,让四指弯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N极。
(2)电源正负极(电流方向)、螺线管绕线、极性、小磁针指向、磁感线方向,这5个要素中知道其中的2个,可以求其他的3个。请你标出图中的其他要素。
名称 图示 说明
4. 电磁铁 (1)如果在通电螺线管中插入一根铁芯,则通电螺线管的磁场增强。通电螺线管和它里面的铁芯就构成了一个电磁铁。电磁铁磁性的有无,可以通过电流的通断来控制。
(2)影响电磁铁磁性强弱的因素有线圈匝数的多少和线圈中电流的大小。
名称 图示 说明
5. 电磁继电器
(1)电磁继电器就是利用电磁铁来控制工作电路的一种开关。利用电磁继电器可以用低电压、弱电流的控制电路,来间接地控制高电压、强电流的工作电路。
(2)电磁继电器主要由电磁铁、衔铁、簧片、触点组成。整个电路由低压控制电路和高压工作电路组成。
名称 图示 名称
6. 电动机
(电能转化为机械能)
原理图 通电导线在磁场中受力 (1)原理:通电导线在磁场中受力运动。
(2)导线运动方向与电流方向和磁场方向有关。
(3)导线运动快慢与电流大小和磁场强弱有关。
应用模型图 (1)原理:通电线圈在磁场中受力转动。
(2)线圈转动方向与电流方向和磁场方向有关。
(3)线圈转动快慢与电流大小和磁场强弱有关。
应用:扬声器 (1)定义:扬声器利用电流的磁效应工作,把电信号转换成声信号。(2)原理:当通过扬声器线圈中的电流方向如图所示时,线圈向右运动;当电流方向改变时,线圈将向左运动;如此反复,线圈带动纸盆振动而发声。
名称 图示 名称
7. 发电机
(机械能转化为电能)
原理图
(1)原理:电磁感应。
(2)由于导体在磁场中运动而产生电流的现象,叫做电磁感应。产生的电流叫做感应电流。
(3)产生感应电流的条件是:
①电路必须闭合;②导体在磁场中必须做切割磁感线运动;③做切割磁感线运动的导体只能是一部分导体。
(4)产生的感应电流方向与磁场方向和导体做切割磁感线运动的方向有关。
(5)产生的感应电流大小与磁场强弱和导体做切割磁感线运动的速度大小有关。
应用模型图
应用:动圈式话筒 当你对着如图所示的话筒说话时,产生的声音使膜片振动,与膜片相连的线圈也跟着在磁场中做切割磁感线运动,由电磁感应原理可知,这种运动能产生随着声音变化而变化的感应电流,经放大后,通过扬声器还原成声音。
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