8.3 跨学科实践：传感技术&第8章 电磁相互作用章末整合-【指南针·课堂优化】2026-2027学年九年级全一册物理（教科版·新教材）

指南针·课堂优化·九年级·物理(JK) 第3节 跨学科 课 前自 主 导 学 知识点①把声音转换为电流 如图所示，当我们对着线圈说话时，示波器 上出现了与声音相对应的图形。这是因为声音 使纸片发生了振动，纸片上的线圈随之在磁场 中做切割磁感线运动，发生电磁感应现象，线圈 中产生与声音相对应的感应电流。这样，我们 就把声音转变成了电流。这就是话筒（动圈式 麦克风)的原理。 知识点②把电流转换为声音 如图所示，将线圈的两根引线与电池的两 极瞬间接触，变化的电流通过线圈时，由于通电 导体在磁场中受力的作用，会引起线圈振动，从 而带动纸片振动发出声音。如果通过线圈的是 由声音转化而来的电流，这个装置就会把声音 还原。这就是扬声器的工作原理。 知识点③)动圈式麦克风和电动式扬声器 如图所示，当人对着话筒说话时，声音会带 动膜片振动，与膜片相连的线圈也跟着一起振 动，此时线圈就在磁场中做切割磁感线运动，从 而产生随声音变化而变化的交变电流，经放大 ·19 实践：传感技术 器放大后流入扬声器，通有交变电流信号的线 圈在磁场中受力而运动，使与线圈相连的振膜 振动，从而牵连纸盆振动发出声音，再通过空气 介质，将声波传送出去。 膜片 永磁体 线圈 放大器 纸盆 线圈 永磁体 话筒 扬声器节 知识点④电话 (1)1876年贝尔发明了电话。 (2)电话由话筒、键盘和听筒组成。 (3)电话的基本工作原理。 话筒中置于磁极附近的线圈在声音推动下 做切割磁感线振动时，线圈中会产生与声音变 化相应的感应电流，这样就把声音转变成了相 应的电流变化。变化的电流通过导线传送到对 方的听筒，听筒中线圈的电流由于是变化的，根 据磁场对电流的作用，使线圈振动起来，从而把 电流还原成声音。即：（声音）振动→电流的变 化→振动（声音）。 知识点⑤传感技术 (1)能把声、光、热、力等信息转换为电信号 的器件，叫作传感器。 (2)应用 ①在日常生活中的广泛应用：话筒是声传 感器；空调、冰箱中的温度传感器，遥控电视频 道的红外传感器；城市路灯常用光传感器；抽油 烟机里有烟气传感器；电子秤利用了压力传感 器等； ②传感器在工业生产、宇宙开发、海洋探 测、环境保护、资源调查、医学诊断、生物工程、 甚至文物保护等领域中都有广泛的应用。 课中学法指导 正确理解麦克风（话筒）与扬声器（听筒）工 作原理 动圈式麦克风与“新式电话”的话筒的工作 原理基本相同，都是利用电磁感应产生随声音 变化的电流，相当于“发电机”；电动式扬声器与 “新式电话”的听筒的发声原理基本相同，都是 利用磁场对电流的作用使与音圈相连的振膜 (纸盆)振动发出声音，相当于“电动机”。 【例】下图是动圈式麦克风的结构示意 图。当你对着它说话或唱歌时，人声带由于 而产生的声音，通过 传播到 膜片，使膜片以及与膜片相连的线圈在磁场中 运动，线圈的这种运动能产生随着声音变化而 变化的 ,线圈在运动中能量的转化情 况是 永久磁体 线圈 【答案】振动 空气电流 机械能转化 为电能 跨学科实践 活动 活动主题：追寻传感器 活动任务 1.寻找传感器 传感器无处不在。请找出在我们周围有哪 些传感器，填入以下表格中。 把什么转化 名称 原理 应用领域 为电 需要节电的公 声控灯 话筒将声音转 声音 化为电流 共场所 19 第8章电磁相王作用 传感器技术在一个多世纪中实现了巨大的 进步。展望未来，传感器会有怎样的发展呢？ 用200字左右的文字，描述你的畅想。 2.自制简易光控路灯 要求：请设计电路，自制简易光控路灯，实 现“太阳出来时，路灯灭；太阳下山时，路灯亮”。 器材：光敏电阻、灯泡、干电池、继电器开 关、手电筒（模拟太阳）等。 课 后 巩固 提 升 【基础训练】 一、填空题 1.如图所示，当动圈式话筒工作时，声音使得膜 片 ,与膜片相连的线圈跟着做切割 运动产生感应电流，这就是 现象。 锥形纸盆 永久磁体 某一瞬间 永磁体 电流方向 线圈 第1题图 第2题图 2.如图，扬声器是把 信号转换成 信号的一种装置，它主要由固定的永久磁体、 和 构成。通过实验可以发 现，当扬声器通电时，线圈受磁体的 带动锥形纸盆向里（或向外）运动并发出声响； 改变电流方向，线圈的运动方向 ;当 通过扬声器的电流方向和大小 时，线圈就带动纸盆来回振动，扬声器就能发 出 。 所以扬声器是把 能转化 成 能的一种装置。 3.(2025·镇江)如图所示为某种扬声器的原理 图，AB间连接一导线，导线置于磁极之间，导 5 措南针·课堂优化·九年纸·物理(JK) 线中间固定一薄膜片。当AB间通有方向不 断变化的电流时，导线所受的磁场作用力的 方向 ,薄膜片 发声，声 音传人人耳。人耳的鼓膜面积取0.8cm,大 气压强取1×105Pa,则大气对鼓膜的压力为 N。 薄膜片 4.1860年，德国的莱斯提出这样的猜想：“人的 声音是通过 的振动传递的，如果把 这一振动转换成 的强弱而传送，再 把 转换成声音，那么也许能把说的 话传递到很远的地方。”1876年， 发 明了电话，实现了莱斯的梦想。 5.如图所示，在纸片上撒少许碎纸屑，将线圈的 两根引线与电池两极瞬间接触，粘着线圈的 纸片会振动起来。该现象与电话的 (选填“话筒”或“听筒”)工作原理相同。 电源 纸屑 纸片 6.话筒是一种常用的 传感器，其作用是 将 信号转换为 信号。 7.传感器在日常生活中有广泛应用，有一种开 关在有声音并且光照强度低时就自动闭合， 这种开关里有 传感器和 传感 器，这种开关经常用来控制楼道里灯的亮灭。 二、选择题 8.(2025·资阳)如图所示，图甲和图乙分别为动 圈式话筒的实物图和构造示意图。当你对着 话筒说话或唱歌时，声音使膜片振动，与膜片 相连的线圈也跟着一起振动，线圈处在磁场 ·196 中。把线圈两端的导线接人扩音机，就能通 过扬声器听到你说话的声音。下列设备的工 作原理与动圈式话筒类似的是 () 永久磁体 膜 线圈 甲 A.电水壶 B.手摇式发电机 C.电动自行车 D.电磁起重机 9.(2025·西藏)电磁学作为现代科技的核心基 础，推动了社会进步，提升了生活质量。下列 关于各图的描述正确的是 ) 衔铁 D 俺源 乙 二锥形纸盆 永久磁体 线圈 永久磁体 膜 线圈 丙 丁 A.图甲中电磁继电器利用了电磁感应的原理 B.图乙是发电机的工作原理图 C.图丙中扬声器利用了通电导线在磁场中受 到力的作用 D.图丁中动圈式话筒利用了电流的磁效应 10.(2024·安徽)如图所示为动圈式话筒的简化 示意图，磁铁固定在适当位置，线圈与膜片 相通，声波可使膜片左右振动从而带动线圈 振动，线圈中就产生电流，实现声信号到电 信号的转变。其工作原理是 () A.磁场对通电导线的作用 B.电流的热效应 C.电流的磁效应 D.电磁感应 强磁铁 膜片 线圈 信号输出 线圈永久磁铁 第10题图 第11题图 11.(2024·辽宁)（多选）如图，某同学自制了一 个扬声器，将线圈紧密粘贴在纸杯底部，在 线圈上方放置一个强磁铁，在线圈中通入交 变电流后，纸杯振动发声。下列说法正确 的是 () A.该扬声器与电动机的工作原理相同 B.磁场对线圈的力的方向随电流方向改变 而改变 C.线圈带动纸杯振动是电磁感应现象 D.线圈中的电流不会产生磁场 12.压电式传感器的工作原理是基于压电效应， 当外力作用于压电材料时，会产生电压变化。 以下传感器属于压电式传感器的是() A.热敏电阻传感器B.光电二极管 C.压电陶瓷传感器D.磁电式传感器 13.现代生活离不开智能手机，手机中有很多特 殊功能需要传感器来实现。例如当人将手 机靠近耳朵附近接听电话时，手机会自动关 ·197 第8章电磁相互作用 闭屏幕从而达到省电的目的，实现这一功能 可能用到的传感器为 ) A.光传感器和位移传感器 B.磁传感器和温度传感器 C.磁传感器和声传感器 D.压力传感器和加速度传感器 【能力提高】 14.(2023·本溪)将扬声器、电池和电流表等元 件连成如图所示电路。断开S2,反复快速闭 合、断开开关S1,扬声器发出咔咔声；断开 S,闭合开关S2,反复轻敲扬声器的纸盆，会 看到电流表的指针左右摆动。下列有关说 法正确的是 () 干电池 扬声器 电流表 00-0 A.扬声器发声的原理与发电机发电的原理 相同 B.扬声器发声时，将机械能转化为电能 C.扬声器发电的原理与动圈式话筒工作的 原理相同 D.电流表的指针左右摆动，是因为磁场方向 发生变化 15.(黄风冈·中考)如图所示是一种动圈式耳机的 内部结构示意图。当音圈中有大小和方向 反复变化的电流通过时，音圈带动音膜 (选填“向左”“向右”或“左右往 复”)运动。音圈之所以运动，是由于磁场对 有力的作用，此现象中能量转 化情况是 音 音膜 永久磁体 措南针·课堂代化·九年纸·物理(JK) 章未整合 一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一 一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一 知识点①)电磁感应 (2)通电导体在磁场中受力而运动的过程 (1)闭合电路的一部分导体在磁场中做切 就是电能转化为机械能的过程。电动机是磁场 割磁感线的运动时，导体中就产生电流的现象 对电流的作用的重要应用。 叫作电磁感应，产生的电流叫作感应电流。导 知识点3传感技术 体中感应电流的方向与导体运动方向和磁感线 (1)动圈式麦克风：把声音转换成电流。 方向有关。 (2)扬声器：把由声音转化而来的电流还原 (2)电磁感应把机械能转化为电能。发电 成声音。 机是电磁感应的重要应用。 (3)电话的基本工作原理：（声音）振动→电 知识点2磁场对电流的作用 流的变化→振动（声音）。 (1)通电导体在磁场中要受到磁力的作用。 (2)传感器：实现将其他物理量转换成电信 通电导体在磁场中受力的方向与导体中的电流 号的器件。传感器有广泛的应用。 方向和磁场的方向有关。 应 用 1 【例1】（多选)如图所示，图中“○”表示闭 【例3】麦克风的工作原理是：人说话时， 合电路的部分导体的横截面，箭头表示导体运 声波引起线圈在磁极附近振动产生与声音变化 动方向，或表示磁铁运动方向，则导体中有感应 相应的感应电流，下列装置的工作原理与麦克 风的工作原理相同的是 () 电流的是 」N 9 B 【答案】BCD 【例2】要改变直流电动机的转动方向，可 以 () A改变线圈（转子）中电流的方向，或改变 定子的磁场方向 B.同时改变线圈（转子）中电流的方向和定 子的磁场方向 C.适当改变电流的大小 D.没有办法改变直流电动机的转向 【答案】A 198·第4节跨学科实践：指南针 基础训练 一、填空题 1.南南 2.南(S)不重合 3.地磁场S钢4.磁场S 二、选择题 5.B6.B7.C8.A9.B10.D 第8章 电磁相互作用 第1节 电磁感应现象 基础训练 一、填空题 1.电磁感应发电机2.闭合 切割磁感线的运动 3.不偏转偏转4.电磁感应 交变电流发电机 5.电磁感应0.02 二、选择题 6.D7.D8.C9.A10.C 三、实验题 11.(1)甲、乙 (2)乙、丙(3)磁场 能力提高 12.A 13.(1)左右(2)左右移动磁体 (3)换强磁体（或绕制线圈）快速移动导体（或磁体） 第2节磁场对电流的作用 基础训练 一、填空题 1.力电流磁场2.导体有相反 3.磁场右大 4.通电线圈在磁场中受力转动转子定子电机械平 衡惯性换向器 5.磁场电 二、选择题 6.A7.D8.D9.D10.AC 三、实验题 11.(1)磁场 (2)静止运动通电 (3)相反 磁场方向(4)相反电流方向(5)不能 能力提高 12.C12.B 第3节跨学科实践：传感技术 基础训练 一、填空题 1.振动磁感线 电磁感应 2.电声线圈纸盆磁力改变不断变化声音 电 机械 3.不断变化振动84.空气电流电流贝尔 5.听筒6.声声电7.声音光 二、选择题 8.B9.C10.D11.AB12.C13.A 能力提高 14.C 15.左右往复通电导体电能转化为机械能 65 指南针·课堂优化·九 期末考试复习专题 第一部分内能和热机 一、选择题 1.A2.C3.C4.C5.C6.D7.B8.C9.AC 二、填空题 10.扩散热传递11.剧烈（快）减小（变小） 12.大于增加13.gV Q ,14.125032.6% 三、简答题 15.(1)低温煤油气(2)大于具有1.4×104 四、实验题 16.晶体固液共存状态小于大于 五、计算题 17.(1)水吸收的热量Q吸=c水m水△= 4.2X103J/(kg·℃)×2kg×(60℃-20℃)= 3.36×105J (2)燃烧100g木炭放出的热量 Q做=m炭9=0.1kgX3.36×102J/kg=3.36×10°J 该火烧水的然效率7是X1m%-号鹅x8× 100%=10% 答：(1)水吸收的热量为3.36×105J;(2)该火炉烧水的热 效率为10%。 18.(1)汽车行驶的平均速度 30 km-75 kam/h t0.4h (2)氢气燃烧放出的热量 Q数=mg9气=0.8kgX1.4×108J/kg=1.12×10J (3)牵引力做功 W=Fs=1.4×103N×30000m=4.2×10J 利用氢能的效率 9&品××10%=3双5% 答：(1)此过程中汽车行驶的平均速度为75km/h;(2)氢气燃 烧放出的热量为1.12×108J:(3)利用氢能的效率为37.5%。 第二部分电路、电流、电压和电阻 一、选择题 1.B2.C3.D4.D5.B6.B7.D 二、填空题 8.正同种 9.带电吸引轻小物体人体是导体 10.S2S和S3S、S2和S 11.干路1.54：112.3.56613.1.52096 三、作图题 14. 15. 6220V0 四、实验题 16.(1)L和L2(2)电压表应与所测用电器并联(3)C 17.(1)小灯泡亮度(2)控制变量法(3)A、B(4)横截面 级·物理(JK)·参考答案 积(5)电流表 =3×10-4A×(10+1.5×10)=7.5V 第三部分 欧姆定律 答：(1)照度大小为3Lux;(2)电源电压的最大值为 7.5V。 一、选择题 20.(1)当S、S,和S2都闭合时，R被短路，R1与R2并联，电源 1.D2.D3.B4.D5.C6.A7.D 电压 二、填空题 U=U2=U1=IR1=0.6AX202=12V 8.0.91:39.63010.0.38 通过R2的电流I2=I-I1=1.2A一0.6A=0.6A 11.12:1变大12.1：12：113.R增大 14.6102015.0.110 E的阻值R=光-头-20n 三、实验题 (2)当S闭合，S和S断开时，R1与R串联， 16.(1) R两端的电压U=8V R两端的电压U=U-U3=12V一8V=4V 通过R的电流 4==是=0=0,2A (2)左保护电路(3)电阻R开路 R的腿位风=受-兴二0n (4)2.0正比5(5)1.52~3 (3)当S和S都闭合，S2断开时，R1与R2并联后再与R 17.(1)右(2) 串联， 电路的总电阻 Rs=k+R-88X208+40n=50n R1+R2 202+202 铅笔芯 电路中的电流16一是-品吕024A 答：(1)电源电压为12V,电阻R2的阻值为202；(2)电阻 (3)510(4)15不均匀 R的阻值为402；(3)电流表A的示数为0.24A. 四、计算题 第四部分电功率 18.(1)当闭合开关S,断开开关S时，只有电阻R,接人电路 电源电压U=I1R=0.3A×302=9V 一、选择题 (2)当闭合开关S和S2时，R1与R2并联。 1.C2.B3.C4.A5.D6.C 通过R的电流不变，I=0.3A,干路中的电流为I=1.2A 二、填空题 此时通过R2的电流I2=I一1=1.2A一0.3A=0.9A 7.3023.6小于12158.1：24：1 9.11003300010.保温0.1435.611.242.59 故电阻R的阻值民=号-。=10n 12.1530 13.21100506 答：(1)电源电压为9V;(2)电阻Rz的阻值为102。 三、实验题 19.(1)由图甲可知两个电阻串联，电压表测量R两端电压， 14.(1)电流 通电时间(2)温度计的示数(3)R1(4)12 电路中电流 四、计算题 1-是-6。-5x10A 150由P-UI得1a=号-0=6A 根据串联电路电压特点和欧姆定律可得R,的阻值R2= (2)当开关S和S均闭合时，R短路，R单独工作，电路阻 -U-U=3Y-0.75Y=450000=45kn 值小，功率大，为加热指，由P=发得R=君 5×10-5A (220V)2 由图乙可知此时光照强度为3Lux。 1100W=442 (2)电路能测量7Iux的照度，由图乙可知R2的阻值为15 当开关S闭合，S断开时，R和R2串联，电路阻值大，功率 k2,电压表量程0~3V,电压表示数最大为3V,R为阻 值范围10k2~30k2的电阻箱，根据串联分压原理有 温挡。此时电路总电阻R。=二 100W U U总 RR+R 4842 由串联电路的电阻关系可得R,=R一R= 即Ua-BRR2-U,1+是) 4842-442=4402 R 由于U为3V、R'为15k2且都为定值，则当R阻值最小 (3)加热汤汁直到沸腾所需吸收的热量 时，电源电压最大，即R1的阻值为10k2,则电路中电流为 Q吸=c扬计m△t 4-是=020 =4×103J/(kg·℃)×3.3kg×(100℃-50℃) =3X10-4A =6.6×105J 最大电源电压 不考虑汤汁质量变化和热量损失，则加热消耗的电能W加 U大=I1(R+R2) =Q=6.6×105J 66