内容正文:
主题单元十四 电磁学
第36课时 磁及其相互作用 电能从哪里来
基础梳理篇
对比学习 发电机与电动机的区别
项目 发电机 电动机
工作原理 电磁感应 通电导体在磁场中受力运动
装置图
能量转化 __________________ __________________
影响因素 感应电流方向与导体运动方向和磁场方向有关 导体受力运动方向与电流方向和磁场方向有关
判断依据 电路中无电源 电路中有电源
机械能转化为电能
电能转化为机械能
例1 [2025漳州质检2分]地理的两极和地磁的两极并不重合,最早记录这一现象的人是( )
A.沈括 B.焦耳
C.牛顿 D.奥斯特
电磁相关物理学史
A
重点1
重点2
重点3
重点4
重点5
重点6
重点7
例2 机遇总是青睐有准备的人。深信电磁间有联系且坚持研究,并最终无意间发现电流磁效应的科学家是( )
A.伽利略 B.卢瑟福 C.法拉第 D.奥斯特
D
重点1
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重点7
例3 如图所示的分体式磁性数据线,接头与线体是分离的,具有磁性的接头可长期插在手机充电口上,将同样具有磁性的线体靠近接头,就能自动吸附开始充电。自动吸附利用了__________相互吸引,具有磁性的线体
__________(填“能”或“不能”)吸附铜线。
磁现象和磁场
新课标要求:通过实验,认识磁场。知道地磁场。[9年4考]
重点1
重点2
重点3
重点4
重点5
重点6
重点7
异名磁极
不能
例4 小明同学用如图乙所示的天然磁石仿制如图甲所示的司南,他以该磁石的D端为勺柄打磨成司南,再用细线将其悬挂,如图丙所示。下列说法正确的是( )
A.天然磁石B、D两端磁性最弱
B.图乙中磁感线是客观存在的
C.勺柄是N极
D.图丙司南静止时,勺柄指向地球的南方
D
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重点7
(补充设问)司南能指南北是受到____________的作用。上题甲图中司南下面光滑的“地盘”的材质可能是______(填“铜”或“铁”)。
重点1
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地磁场
铜
电磁铁和电磁继电器
新课标要求: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应用。
重点1
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重点7
例5 2025年4月,神舟飞船与中国空间站核心舱成功对接(模拟画面如图1甲所示)。当飞船和核心舱靠近对接时,为预防撞击带来影响,需配有对接缓冲装置。小蓝设计了如图1乙所示的对接缓冲装置简图。通电后,螺线管的右端为______(填“N”或“S”)极。为减小作用力,滑动变阻器的滑片应向______(填“A”或“B”)端滑动。
N
A
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例6 如图2所示的是一种闯红灯违规证据模拟记录器的工作原理图,光控开关接收到红绿灯发出的__________(填“绿光”或“红光”)时会自动闭合,若压敏电阻同时受到车的压力,其阻值变小,控制电路中电流变大,电磁铁的磁性增强,使动触点与触点________(填“1”或“2”)接触,电控照相机工作。要使质量较小的车闯红灯也能被拍下,请提出一条措施:_______________________。
红光
2
重点1
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重点7
适当减小定值电阻的阻值
例7 电磁作图:如图3所示,小磁针在条形磁体作用下处于静止状态,标出条形磁体的N极和A点处的磁场方向(用箭头表示)。
电磁作图
答:如图所示。
重点1
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思维生长—两块磁体:图4中画出了两个磁极间的磁感线。请在图4中标出磁极的名称,并标出B点的小磁针静止时的N极。
重点1
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重点6
重点7
答:如图所示。
思维生长—电磁铁:[2025泉州一检2分]在图5中标出小磁针静止时右端的磁极,并标出电源的正极。
重点1
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答:如图所示。
思维生长—应用实践:如图甲所示的磁悬浮陀螺仪,由电磁底座和陀螺两部分组成,它的悬浮原理如图乙所示。请在“( )”内标出陀螺的磁极,并标出O点处的磁场方向。
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答:如图所示。
例8 电磁现象的应用与辨析:工业生产中常用“吸”的方式来搬运物体。吸盘安装在吊车上,抽出空气后的吸盘“吸”起大块玻璃板,这是利用____________的作用;电磁铁安装在吊车上,通电后“吸”起大量钢铁,这是利用电流的________效应。
电磁现象的应用与辨析 [9年4考]
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磁
大气压
(1)[2025厦门质检2分]“四川舰”是全球首次采用电磁弹射技术的两栖攻击舰。电磁弹射器的弹射车处于强磁场中,当弹射车内的导体中有强电流通过时,弹射车就给舰载机提供强大的推力使舰载机快速起飞。上面选项中与弹射器主要工作原理相同的是________。
思维生长—结合原理图辨析: 如图所示的是电磁相关的原理图,请完成下列各题。(均填序号)
D
重点1
重点2
重点3
重点4
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重点6
重点7
(2)[2025厦门质检2分]电磁血流计是用来检测血流速度和血流量的仪器,当血液流动时,佩戴的电磁血流计的仪表上就会有电流产生。上面选项对应原理与其工作原理相同的是________。
A
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思维生长—对比分析:将两个玩具电动机M1、M2的转轴用塑料管连接起来,如图6。闭合开关,小灯泡发光。M2的原理与__________(填“电动机”或“发电机”)相同。若只将电池的正负极对调,闭合开关后M1的转动方向________(填“会”或“不会”)改变。
重点1
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发电机
会
思维生长—结合能的角度分析:春晚节目精彩纷呈,一群穿着花棉袄的机器人在舞台上扭秧歌,如图7甲所示。节目让人眼前一亮。
(1)主持人报幕使用动圈式话筒(如图7乙所示),话筒工作时,声音使得膜片振动,与膜片相连的线圈产生感应电流,这就是____________现象;话筒工作时把________能转化为________能。
(2)电动机使机器人舞动,电动机转动时主要将电能转化为________能。
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机械
电磁感应
机械
电
例9 如图所示的是某实验小组探究“通电螺线管外部的磁场分布”的实验电路。在玻璃板上均匀地撒满铁屑,并放置小磁针。
【实验思路】
(1)撒铁屑的目的是___________________________________,放置小磁针的目的是______________________________。
★实验:探究通电螺线管外部磁场的方向
重点1
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显示通电螺线管周围磁场的方向
推断通电螺线管周围磁场分布特点
【实验过程】
(2)闭合开关后,发现铁屑的分布无规律,接下来的操作是________________,观察到铁屑分布情况如图所示,铁屑的分布情况与________磁体周围铁屑的分布情况相似。
(3)断开开关,将电源的正、负极对调接入电路中,再次闭合开关后,发现小磁针转动180°,由此可知:通电螺线管外部磁场方向与螺线管中的______________有关。
重点1
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轻敲玻璃板
条形
电流方向
【反思交流】
(4)【实验优化】实验时发现图中通电螺线管的磁场较弱,铁屑规则排列的效果不明显,为增强螺线管的磁场,可行的措施是______________________________(写出一种方法即可)。
重点1
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增加线圈的匝数(或增大电流)
例10 小点进行“探究产生感应电流的条件”的实验。实验装置如图。
★实验:探究产生感应电流的条件
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【实验思路】
(1)器材选取:ab棒应选用__________(填
“导体棒”或“塑料棒”)。
(2)实验方法:
导体棒
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导体运动方向
磁场
磁场方向
导体运动
②转换法:观察灵敏电流计指针是否偏转,判断______________________________;观察灵敏电流计指针的偏转方向,判断____________________。
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电路中是否产生感应电流
感应电流的方向
【实验过程】
(3)连接实验器材,闭合开关,让ab棒在蹄形磁体的磁场中运动,实验观察到的现象如表。
实验序号 1 2 3 4 5 6 7 8
磁场方向 向下 向上
ab棒运动方向 向上 向下 向左 向右 向上 向下 向左 向右
灵敏电流计指针偏转情况 不偏转 不偏转 向右偏 向左偏 不偏转 不偏转 向左偏 向右偏
重点1
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【实验结论】
(4)由实验可知,闭合电路中的部分导体在磁场中做____________________运动时,电路中产生感应电流。
(5)比较第4次和第______次实验可知:感应电流的方向与磁场的方向有关。
(6)比较第7次和第8次实验可知:________________________________________________。
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感应电流的方向和导体运动的方向有关
8
切割磁感线
【交流反思】
(7)【结论应用】要使感应电流的方向发生改变,可采取的措施是_______________________________________________
_________________________________(写出一种即可)。
(8)【能量转化】从能量的角度分析,感应电流产生的过程是____________转化为电能。
机械能
保持磁场方向不变,改变导体棒运动的方向(或保持导体棒运动的方向不变,改变磁场方向)
重点1
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重点7
(9)【对比实验】如果将灵敏电流计换成________,则可以探究磁场对通电导体的作用。若想探究通电导体在磁场中受力的方向跟磁场的方向是否有关,具体的实验操作是:保持____________不变,只对调____________________。
电源
电流方向
重点1
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重点3
重点4
重点5
重点6
重点7
磁体的磁极
(10)【创新实验】若把红、绿两个发光二极管(发光二极管具有单向导电性)连入电路,用二极管的发光来显示感应电流的方向。则两个发光二极管的连接方式应是______。
A.极性相同地串联 B.极性相反地串联
C.极性相同地并联 D.极性相反地并联
重点1
重点2
重点3
重点4
重点5
重点6
重点7
D
1.[2023福建2分]经过十年的不懈探索,法拉第发现了电磁感应现象。下列可以探究产生感应电流条件的装置是( )
A B C D
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C
2.[2022福建2分]电流的磁效应被发现后,科学家笃信自然力的统一,以逆向的思想,开始在磁生电的研究中进行艰辛的探索。下列科学家与其重要发现对应正确的是( )
A.法拉第——电磁感应现象
B.奥斯特——电流的热效应
C.安培——通电导体周围存在磁场
D.焦耳——磁场对通电导体的作用
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A
3.[2021福建2分]跳绳也可以“发电”。用一根带有绝缘皮的长铜导线做跳绳,将它的两端与固定在地面上的灵敏电流计相连,摇动跳绳时,发现灵敏电流计的指针左右摆动。则( )
A.向任意方向摇绳均可产生电流
B.电流方向与绳子运动方向无关
C.此过程中机械能转化为电能
D.跳绳发电属于电流的磁效应
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C
4.[2025福建2分]将回形针掰直,磁化后放在树叶上,漂浮于水面,如图,回形针在地球__________ 的作用下,静止后指向南北。参照冬季午间小草的影子偏向北方,进一步推测A端是回形针磁体的__________极。
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6
地磁场
S(南)
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5.[2024福建2分]福建舰是我国首艘采用电磁弹射系统的航空母舰。电磁弹射系统采用飞轮储能技术,即利用电能驱动大质量的飞轮高速旋转,把电能转化为飞轮的______能,这种能量转化方式与我们学过的________(填“电动机”或“发电机”)相似。
机械
电动机
6.[2021福建2分]如图,当闭合开关S后,用细线悬挂的条形磁体与通电螺线管相互吸引,请在图中实线上标出磁感线的方向,并在括号内标出条形磁体左端的极性。
解:如图所示。
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