第二十二章 能源与可持续发展 专题九　电与磁（含信息传递、新能源） 课件 2025-2026学年人教版物理九年级上学期

第二十二章　能源与可持续发展 专题九　电与磁（含信息传递、新能源） 1 磁现象　磁场 【例1】在图中分别标出磁极的名称和小磁针B的N极。 如答案图所示 　　　 答案图 【解析】因为磁感线总是从磁体的N极出来回到S极，所以图中左端和右端磁 极都为N极；根据同名磁极相互排斥、异名磁极相互吸引可知，靠近磁体N极 的一端为小磁针的S极，小磁针上端为S极，下端为N极。 1. 如图所示为两个磁极间的磁感线分布图，小磁针静止在A点。请在图中标 出磁极的名称以及小磁针的N极。 如答案图所示 　　 答案图 电生磁 【例2】如图所示，小明闭合两开关后，发现两通电螺线管A、B相互排斥， 请在图中括号内分别标出A线圈的N、S极和B线圈电源的“＋”“－”极。 如答案图所示 　　　　 答案图 【解析】由图可知，闭合开关，左边螺线管电流从螺线管左侧流入，右侧流 出，用右手握住螺线管，四指指向电流方向，则大拇指所指的方向即为N 极，即通电螺线管的右端为N 极。两通电螺线管相互排斥，所以右边螺线管 左端为N极，根据安培定则可知电流应该从左端流入，所以电源左端为正 极，右端为负极。 2. 如图是通电螺线管的N、S极以及外部的一条磁感线，在图中标出磁感线 的方向，并在括号中标出电源的正、负极。 如答案图所示 　　　　 答案图 电动机 【例3】在探究“电动机为什么会转动”的实验中： （1）我们首先想到的是，磁体间发生相互作用是因为一个磁体放在另一个 磁体的磁场中，那么通电导体周围也存在 ，磁体会对通电导体产生 力的作用吗？ 磁场　 （2）如图所示，将一根导体ab置于蹄形磁体的两极之间，未闭合开关前， 导体 ，闭合开关后，导体 ，说明磁场对通电导体有力的作 用，这个过程将 能转化为导体的 能。日常生活中的 ⁠ （选填“电动机”或“发电机”）就是利用这个原理制成的。 （3）断开开关，将图中磁体的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 ，说明通电导体在磁场中的受力方向 与 有关。 静止　 运动　 电　 机械　 电动 机　 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 ，说明通电导体在磁场中的受力方 向与 有关。 （5）如果同时改变磁场方向和电流方向， （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　 3. 如图所示，使线圈位于磁体两磁极间的磁场中。已知线圈在如图甲位置时 通电，线圈ab边受到向上的磁场力，它会沿顺时针转动到丙位置。 （1）根据甲位置时ab边的受力，画出乙、丙位置时ab边、cd边受力的示 意图。 如答案图所示 答案图 （2）小明发现线圈转到丙位置时，不能继续转动。要使线圈能够不停地转 动下去，可采取的方法是 ⁠ ⁠。 迅速改变电流方向或迅速改变磁场方向或在电路 和线圈上加装一个换向器　 （3）改装后线圈abcd转动时经过丁、戊位置时，导线ab所受磁场力的方 向 （选填“相同”或“相反”），原因是 ⁠ ⁠。 （4）线圈转动过程中，消耗 能，主要转化为 能。 相反　 磁场方向不变，导线ab 中的电流方向改变了　 电　 机械　 磁生电 【例4】如图是小明做“探究什么情况下磁可以生电”的实验装置。 （1）实验时，小明通过观察 ⁠来判断电路中 是否产生感应电流。 灵敏电流计的指针是否偏转　 （2）小明进行了如图所示的5次操作，其中能产生感应电流的是 ⁠ （选填所有符合要求的操作序号）。 （3）完成实验后，小明认为实验现象不太明显，请你提出一条改进措 施： ⁠。 （4）利用“磁生电”工作的装置有 （选填“电铃”“扬声 器”“动圈式话筒”或“电磁起重机”）。 ①③④　 将导体AB换成多匝线圈　 动圈式话筒　 4. 如图所示，在“探究什么情况下磁可以生电”实验中： 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 运动时，导体中就产生了感应电流。 切割磁感线　 （2）要使感应电流方向发生改变，可采取的具体措施是 。（选填 字母） 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. 上下调换磁极，同时改变导体水平运动的方向 B　 （3）从能量的角度来分析，感应电流的产生过程是 ⁠能转化为电 能。 （4）如果将电流表换成 ，可以探究磁场对通电导体的作用。 机械　 电源　 信息传递 【例5】（物理与科学探究）手机是一种不用电线的电话——移动电话，其原 理是将接收到的电磁波转化为声音信号，为验证声音和电磁波的 传播是否需要空气，小明同学进行了如下实验： 第一步：他先将手机放在玻璃瓶中，拨号呼叫它， 看到信号灯闪烁，并听到铃声。 第二步：如图所示，将手机放在玻璃瓶中，并用抽气机将其中的气体不断地 向外抽。打电话呼叫瓶中的手机，这时手机信号灯闪烁，铃声不断减弱，直 到最后听不到铃声，反复拨叫只看到信号灯闪烁，没有听到铃声。 （1）信号灯闪烁说明手机 （选填“能”或“不能”）收到呼叫信 号，由此实验现象可以得出的结论是 ⁠。 （2）听不到铃声，说明 ⁠。 能　 电磁波能在真空中传播　 真空不能传声　 （3）他又将手机放在金属容器中，打电话呼叫容器中的手机，这时手 机 （选填“能”或“不能”）收到呼叫信号，然后再将手机放在塑 料容器或纸容器中，再打电话呼叫容器中的手机，这时，手机 （选填 “能”或“不能”）收到呼叫信号，这说明 ⁠。 （4）许多人习惯将手机挂在胸前，手机发射出的电磁波 （选填 “能”或“不能”）穿过衣服和人体对人的心脏造成不良影响。 不能　 能　 金属容器能屏蔽电磁波　 能　 新能源 【例6】（物理与社会发展）如图甲是某地风力发电的外景。风力发电机组 主要由风机叶片和发电机组成。请回答下列问题： （1）风力发电利用的是风能，风能是清洁的、 （选填“可再 生”或“不可再生”） 能源。 （2）风机叶片具有质量轻、强度高、耐磨损等性能，通常用密度 ⁠ （选填“大”或“小”）、硬度大的复合材料制成；叶片形状像飞机的机 翼，若叶片位置和风向如图乙所示， 由于叶片上下两面空气流速不同而产 生 差，使叶片旋转。 （3）风叶产生的动力通过传动系统传递给发电机，发电机是利用 ⁠ 原理， 把机械能转化为电能。 可再生　 小　 向上的压力　 电磁感 应　 （4）某风力发电机的输出功率与风速的关系如图丙所示， 由图像可以知 道，当风速在v1到v2之间时，风速越大，发电机组的电功率 ⁠。 （5）请你根据图丙判断，台风来临时，能否给风力发电带来最大的经济效 益？ （选填“能”或“不能”）。 越大　 不能　 5. 阅读短文，回答问题。 光伏发电 　　光伏发电是利用半导体界面的光生伏特效应，将光能转化为电能的一种 技术。通常其工作系统主要由太阳能电池、控制器和蓄电池等部分组成，简 化电路如图所示。当太阳光照射太阳能电池发电时，控制器发射控制信号将 开关S1闭合、S2断开，太阳能电池向蓄电池充电；当控制信号将开关S1断 开、S2闭合时，蓄电池向外供电。 　　光－电转化效率是太阳能电池的一个关键参数指标，所谓“光－电转化 效率”简单的理解就是指太阳能电池将照射到它表面的光能转化成电能的效 率，可以用太阳能电池产生的电能除以太阳能电池接收到的太阳能来计算。 目前实际应用中，单晶硅太阳能电池转化效率较高，投入使用时的效率可达 到15％。 　　太阳能是可再生能源，比石油、煤炭等不可再生的矿物能源的利用更加 有利于环境保护。近年我国光伏发电累计装机容量不断增长，到2020年装机 容量已达到2.53×108 kW。未来太阳能光伏发电技术将会持续突破、拥有广 阔的发展前景。 （1）光伏发电是将光能转化为 能。 （2）控制信号将图中开关S1闭合、S2断开时，此时电路中的电源是 ⁠ ⁠。 （3）光伏发电相较于传统的石油、煤炭等发电方式，其优点有 ⁠ 。（写出一条即可） （4）如果在太阳照射条件较好的天气里，用E1表示一段时间内太阳能电池 产生的电能，用E2表示在这段时间内太阳能电池接收到的太阳能，则该太阳 能电池的光－电转化效率的表达式：η＝ ⁠。 电　 太阳能 电池　 有利于环 境保护　 　 1. 如图所示，根据图中磁体的N极，标出磁感线的方向和小磁针的N极 和S极。 如答案图所示 第1题图 第1题答案图 第1题答案图 2. 如图甲所示是一个磁悬浮地球仪，球体内有一个条形磁体，其磁场方向与 地磁场方向相同，下方环形底座内有一个电磁铁，通过磁极间的相互作用使 地球仪悬浮在空中，图乙是其内部结构示意图。请在图乙中标出： （1）球体内条形磁体的N极； （2）开关闭合后磁感线的方向； （3）电源的“＋”“－”极。 如答案图所示 第2题答案图 3. 在如图所示的电路中，请用笔画线代替导线将电路补全。要求：将滑动变 阻器和螺线管组成串联电路，闭合开关后，螺线管左端为N极，且滑动变阻 器的滑片向左移动时，螺线管的磁性增强。 如答案图所示 第3题图 答案图 答案图 4. 请将图中各器材和元件连成电路。要求：开关S断开时，绿灯亮，红灯熄 灭；开关S闭合时，红灯亮，绿灯熄灭。 如答案图所示 第4题图 答案图 答案图 5. （物理与科学探究）实验小组在“探究什么情况下磁可以生电”的实验 中，连接了如图所示的实验装置。 （1）实验中是通过观察 ⁠来显示电路中是否有 电流产生。 灵敏电流计指针是否偏转　 （2）保持装置不变，改变开关通断状态，让导体AB在磁场中沿不同方向运 动，观察灵敏电流计指针的偏转情况，记录在下表中； 实验次数 开关 磁场方向 导体AB运动情况 灵敏电流计的指针偏转情况 1 断开 上N下S 左右或上下运动 不偏转 2 闭合 上N下S 静止 不偏转 3 闭合 上N下S 上下运动 不偏转 4 闭合 上N下S 左右运动 偏转 （3）闭合开关，保持导体AB和蹄形磁体相对静止，灵敏电流计指针不偏 转，说明电路中 （选填“有”或“没有”）电流产生。 （4）分析实验1和4可知，要想产生电流的条件之一是开关必须 ⁠。 （5）分析实验3和4可知，产生电流的另一个条件是电路中的部分导体必须 做 运动。 （6）分析实验可知，闭合电路中的一部分导体在磁场中 ⁠ 时，导体中就产生电流，这种电流叫作 ⁠。 没有　 闭合　 切割磁感线　 做切割磁感线运 动　 感应电流　 （7）实验中电路中产生的感应电流是将 能转化为电能，此原理可 用来制造 （选填“电动机”或“发电机”）。 （8）如下图所示，a表示垂直于纸面的一根导线，它是闭合电路的一部分， 结合上述实验的结论，判断以下选项中能让a在磁场中沿水平方向左右运动 时产生感应电流的有 。（选填序号） 机械　 发电机　 CD　 （9）完成上述实验后，小红还想探究感应电流的方向与什么因素有关，于 是继续进行了如下实验，并将实验现象填在下表中。比较第5、6（或7、8） 次实验可以得出感应电流的方向与 有关，通 过比较第 ⁠次实验可以得出感应电流的方向还与磁场的方 向有关。 导体切割磁感线的运动方向　 5、7（或6、8）　 实验次数 开关 磁场方向 导体AB运动情况 灵敏电流计的指针偏转情况 5 闭合 上N下S 向左运动 向右偏转 6 闭合 上N下S 向右运动 向左偏转 7 闭合 上S下N 向左运动 向左偏转 8 闭合 上S下N 向右运动 向右偏转 参考答案 例1　如图所示 【解析】因为磁感线总是从磁体的N极出来回到S极，所以图中左端和右端磁 极都为N极；根据同名磁极相互排斥、异名磁极相互吸引可知，靠近磁体N极 的一端为小磁针的S极，小磁针上端为S极，下端为N极。 跟踪练习 1. 如图所示 例2　如图所示 【解析】由图可知，闭合开关，左边螺线管电流从螺线管左侧流入，右侧流 出，用右手握住螺线管，四指指向电流方向，则大拇指所指的方向即为N 极，即通电螺线管的右端为N 极。两通电螺线管相互排斥，所以右边螺线管 左端为N极，根据安培定则可知电流应该从左端流入，所以电源左端为正 极，右端为负极。 跟踪练习 2. 如图所示 例3　（1）磁场　（2）静止　运动　电　机械　电动机 （3）相反　磁场方向　（4）相反　电流方向　（5）不能 跟踪练习 3. （1）如图所示 （2）迅速改变电流方向或迅速改变磁场方向或在电路和线圈上加装一个换 向器 （3）相反 磁场方向不变，导线ab中的电流方向改变了 （4）电 机械 例4　（1）灵敏电流计的指针是否偏转 （2）①③④ （3）将导体AB换成多匝线圈 （4）动圈式话筒 跟踪练习 4. （1）切割磁感线　（2）B　（3）机械　（4）电源 例5　（1）能　电磁波能在真空中传播 （2）真空不能传声 （3）不能　能　金属容器能屏蔽电磁波 （4）能 例6　（1）可再生　（2）小　向上的压力　（3）电磁感应 （4）越大　（5）不能 跟踪练习 5. （1）电　（2）太阳能电池　（3）有利于环境保护　（4） 【巩固提升】 1. 如图所示 2. 如图所示 3. 如图所示 4. 如图所示 5. （1）灵敏电流计指针是否偏转　（3）没有　（4）闭合 （5）切割磁感线 （6）做切割磁感线运动 感应电流 （7）机械 发电机 （8）CD （9）导体切割磁感线的运动方向 5、7（或6、8） $$