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(共31張PPT)
第六節 探究產生感應電流的條件
第十四章 電與磁
知識點
電磁感應現象
知1－講
1
1. 感應電流 利用磁場產生的電流。
2. 電磁感應 當閉合電路的一部分導體
在磁場中做切割磁感線運動時，
電路中會產生感應電流的現象。
感應電流產生條件如圖1所示。
知1－講
3. 理解磁生電的條件
電路是閉合的；一部分導體在磁場中做切割磁感線 運動。
(1)做切割磁感線運動的導體必須是閉合電路的一部分，而不是整個電路。
知1－講
(2)只要導體運動的方向與磁感線有一定角度，而不是與磁感線平行，導體就會切割磁感線。
(3)“ 切割磁感線運動”是指導體與磁場的相對運動。當磁場不動，導體運動時能切割磁感線；當導體不動，磁場運動時也能切割磁感線。
知1－講
4. 感應電流方向的影響因素 導體切割磁感線運動的方向和磁場方向。
5. 感應電流大小的影響因素 導體切割磁感線運動的速度、磁場的強弱、切割磁感線運動的導體的有效長度和線圈的匝數。
知1－講
推理思考 如果導體切割磁感線運動方向和磁場方向同時改變時，靈敏電流計的指針偏轉方向是否改變？
推理結果
不改變；只改變切割磁感線方向時，感應電流方向發生改變，再改變磁場方向時，感應電流方向再次改變，兩次改變導致電流方向相同，即切割磁感線運動方向和磁場方向同時改變時，靈敏電流計的指針偏轉方向不會改變。
知1－練
例 1
[中考·泰州]如圖2所示，小明和小剛利用蹄形磁體、靈敏電流計、開關、導體AB和若干導線等器材來探究感應電流產生的條件。
知1－練
閉合開關，他們完成操作，將觀察到的現象記入表格：
序號 導體AB的運動情況 有無感應電流
① 左右運動 有
② 上下運動 無
③ 前后運動 無
④ 斜向上、斜向下運動 有
知1－練
解題秘方：產生感應電流的條件有兩個：一是電路是閉合的；二是導體在磁場中做切割磁感線運動；兩者缺一不可。
知1－練
(1)分析①②兩次實驗現象，小明說：“閉合電路的一部分導體在磁場中的運動方向與磁場方向垂直時，電路中就會產生感應電流?！毙傉J為不準確，因為導體AB____運動時，其運動方向也與磁場方向垂直，但無感應電流。
前后
知1－練
解析：根據表格中收集的現象可以發現，導體AB 在蹄形磁體中前后運動時，在磁場中的運動方向與磁場方向垂直，但這個時候沒有感應電流產生，所以小明的說法不準確。
知1－練
(2)采納小剛意見后，小明又說：“閉合電路的一部分導體在磁場中垂直切割磁感線時，電路中才會產生感應電流”。小剛認為不全面，因為導體AB______________運動時，也有感應電流。
斜向上、斜向下
知1－練
解析：根據表格中收集的現象可以發現，導體AB 在蹄形磁體中斜向上、斜向下運動時，雖然在切割磁感線，但不是垂直切割，也有感應電流產生，所以小明說：“閉合電路的一部分導體在磁場中垂直切割磁感線時，電路中才會產生感應電流”是不全面的。
知1－練
(3)從能量的角度來分析，感應電流的產生過程是將______能轉化為電能；如果將圖中的靈敏電流計換成______，可以探究磁場對電流的作用。
機械
電源
知1－練
解析：閉合電路的一部分導體在磁場中做切割磁感線運動時，產生感應電流，從能量的角度來分析，感應電流的產生過程是將機械能轉化為電能。要探究磁場對電流的作用，電路中需要有電源，所以可將圖中的靈敏電流計換成電源。
知1－練
1. [中考· 陜西]如圖，是“探究導體在磁場中運動時產生感應電流的條件”的實驗裝置。
知1－練
(1)閉合開關后，觀察各種情況下靈敏電流計指針偏轉情況，將實驗現象記錄在表格中。
實驗次數 導體ab在磁場中的運動情況 靈敏電流計指針偏轉情況
1 靜止 不偏轉
2 上下運動 不偏轉
3 左右運動 偏轉
知1－練
分析實驗現象可知：閉合電路中的一部分導體在磁場中做___________運動時，電路中會產生感應電流。產生感應電流時，導體ab相當于電路中的_____(填電路元件名稱)。
切割磁感線
電源
知1－練
(2)若要探究感應電流方向與磁場方向的關系，應保持導體ab運動方向不變，將______________對調，觀察靈敏電流計指針偏轉情況。
(3)下列物品中，應用該實驗結論工作的是______(填字母)。
A. 電風扇
B. 手搖發電手電筒
磁體的N、S極
B
知2－講
知識點
電磁感應現象的應用
2
1. 動圈式話筒
(1)原理：電磁感應現象。
(2)主要結構：膜片、永磁體、線圈。(如圖3)
(3)工作過程：聲波引起膜片振動，膜片帶動線圈在磁場中做切割磁感線運動，產生隨聲音變化的電流，將聲信號轉換成隨聲音變化的電信號。
知2－講
深度思考 動圈式話筒和動圈式揚聲器的區別是什么？
深度理解
動圈式話筒將聲音轉化為隨聲音變化的電流，將機械能轉化為電能，是利用磁生電，其原理是電磁感應現象；動圈式揚聲器是將電信號轉化為聲信號，是由于通電線圈在磁場中受力振動而產生聲音，將電能轉化為機械能。
知2－講
2. 發電機
(1)原理：電磁感應現象。
(2)能量轉化：將其他形式的能轉化成電能。
(3)主要結構：磁體、線圈、電刷(A、B)、滑環或換向器。
知2－講
(4)分類：
①交流發電機(滑環為兩個圓環，如圖4甲中K、L)：線圈在磁場中周期性切割磁感線，產生大小和方向周期性變化的電流，稱為交流電，這種發電機稱為交流發電機。
知2－講
②直流發電機：在結構上，和電刷相連的兩個半環是換向器，如圖乙中E、F。雖然線圈中產生的是交流電，但供給外部電路的電流方向保持不變，這種發電機稱為直流發電機。
知2－講
方法提示 對比法的運用：
電動機 發電機
原理 磁場對通電導線有力的作用 電磁感應
能量轉化 電能轉化為機械能 其他形式的能轉化為電能
結 構 定子 磁體 磁體(或線圈)
轉子 線圈 線圈(或磁體)
知2－講
知識拓展
我國供生產和生活用的交流電的周期是0.02秒，頻率是50赫茲，其意義是發電機線圈轉1周用0.02秒，即1 秒內線圈轉50周。
知2－練
發電機的工作原理是_________；能說明直流電動機工作原理的是圖5中的______圖。
例 2
電磁感應
乙
知2－練
解題秘方：從電路的連接和原理兩個方面區分。
解析：磁場中轉動的線圈產生電流的現象是電磁感應現象；電動機是利用通電線圈在磁場中受力轉動的原理制成的。
知2－練
方法點撥：運用對比法識別發電機和電動機原理示意圖：示意發電機原理的電路中，原本沒有電源，在磁場中做切割磁感線運動的導線實質上就是電源；示意電動機原理的電路中有電源，給線圈通電，線圈才能轉動。
知2－練
2. [中考· 蘇州]如圖所示，將甲、乙兩個微型電動機的轉軸對接并固定在一起，閉合開關后兩電動機一起轉動，小燈泡發光。此處產生電磁感應現象的是_____(填“甲”或“乙”)電動機。該過程中能量轉化是將電能→_____能→ 電能，最終轉化為內能和光能。
甲
機械
探究產生感應電流的條件
電磁感應
話筒
發電機
結構
交流電
定子、轉子(共47張PPT)
第三節 電流的磁場
第十四章 電與磁
知識點
電流的磁效應
知1－講
1
1. 探究通電直導線周圍的磁場
實驗體驗：如圖1所示，將一根直
導線沿南北方向水平架在靜止、可自
由轉動的小磁針上方附近，并使直導
線與小磁針平行。
知1－講
(1)閉合開關接通電路，小磁針會發生偏轉；
(2)改變直導線中電流方向，小磁針的偏轉方向發生改變。
實驗結論：通電導線周圍存在磁場，其方向與電流方向有關。
知1－講
知識鏈接
直線電流產生的磁場中，磁感線是以導線為圓心排列的一系列的同心圓。
知1－講
深度思考 實驗時，通電直導線能否由南北方向(平行架在靜止小磁針的上方)改為東西方向？為什么？
深度理解
不能；假如導線沿東西方向，若通電時直導線下方的磁場方向和地磁場方向恰好相同，則小磁針不會發生偏轉，故沿東西方向可能發現不了通電直導線周圍有磁場。
知1－講
2. 電流的磁效應
(1)內容：通電導線周圍存在與電流方向有關的磁場。
(2)發現者：丹麥物理學家奧斯特。
(3)實驗的意義：發現了電和磁之間是有聯系的，對物理學的發展做出了劃時代的貢獻。
知1－練
例 1
[衡水期末]如圖3所示，將一根直導線放在靜止小磁針的正上方，并與小磁針平行放置。
知1－練
解題秘方：磁場的基本性質是對放入其中的磁體產生力的作用，磁場方向不同，小磁針靜止時N 極的指向不同。
知1－練
(1)接通電路后，觀察到小磁針偏轉，說明______________
_________。若接通電路后移去小磁針，上述結論是否成立？______ (填“成立”或“不成立”)。
解析：接通電路后，小磁針發生偏轉，說明通電導線周圍存在磁場，這是著名的奧斯特實驗；若接通電路后移去小磁針，上述結論仍然成立。
通電導線周圍
存在磁場
成立
知1－練
(2)實驗中小磁針的作用是____________________________。
解析：小磁針受到磁場力的作用能夠發生偏轉，故小磁針可以檢測磁場的存在。
驗證通電導線周圍是否存在磁場
知1－練
(3)改變直導線中的電流方向，小磁針偏轉方向______(填“改變”或“不改變”)，表明_____________________
_____________。
解析：改變電流方向，小磁針偏轉方向發生改變，說明電流周圍的磁場方向與電流方向有關。
改變
電流周圍的磁場方向與
電流方向有關
知1－練
(4)該實驗中用到的一種重要科學研究方法是__________。
A. 類比法 B. 轉換法
C. 控制變量法 D. 等效替代法
B
知1－練
1. 某同學利用如圖所示裝置進行了實驗，閉合開關前，小磁針的指向如圖甲所示；閉合開關后，小磁針的偏轉情況如圖乙中箭頭所示；只改變電流方向，再次進行實驗，閉合開關后，小磁針的偏轉如圖丙中箭頭所示。
知1－練
(1)由圖甲、乙可得電流可以產生_______。
(2)由圖乙、丙可得電流周圍的磁場的方向與電流的______有關。
磁場
方向
知2－講
知識點
通電螺線管周圍的磁場
2
1. 螺線管的構成 把帶有絕緣皮的導線沿著一個方向繞在塑料管(或硬紙筒)上就做成了螺線管。
知2－講
2. 探究通電螺線管的磁場分布
實驗體驗：(1)用銅導線穿過一塊硬紙板繞成螺線管。在硬紙板上均勻地撒些鐵屑，輕輕敲擊硬紙板后鐵屑排列如圖4 甲所示。
知2－講
(2)在通電螺線管內外放置一些小磁針，小磁針靜止時排列如圖乙所示。
(3)改變通電螺線管中的電流方向時，圖乙中小磁針N 極和S 極的指向對調。
知2－講
論證思考 (1)根據什么實驗事實，可以判斷通電螺線管外部的磁場和條形磁體的磁場相似
(2)根據什么實驗事實，可以判斷通電螺線管外部的磁場方向隨電流方向的改變而改變
(3)根據什么實驗事實，可以判斷通電螺線管內部存在磁場
知2－講
論證結果
(1)圖4甲中通電螺線管外部的鐵屑排列情況、圖乙中通電螺線管外部小磁針排列情況都和條形磁體周圍的鐵屑、小磁針排列相似。
(2)圖乙中改變通電螺線管中的電流方向時，小磁針南北極的指向對調。
(3)圖甲中通電螺線管內部的鐵屑、圖乙中通電螺線管內部的小磁針，都是有規律排列的。
知2－講
3. 通電螺線管磁場的特征
(1)通電螺線管外部磁場分布情況與條形磁體的情況相似；
(2)通電螺線管磁場方向與電流方向有關；
(3)磁感線如圖5所示是一條條閉合的曲線。
知2－練
[中考·河南]在探究通電螺線管外部磁場方向的實驗中。
例 2
解題秘方：本實驗通過轉換法來認識磁場。通過控制變量法探究通電螺線管的極性與電流的方向是否有關。
知2－練
(1)在裝有螺線管的硬紙板上均勻撒滿鐵屑，通電后鐵屑分布無明顯變化，這時需______紙板，觀察到鐵屑排列成如圖6所示的形狀?？梢?，通電螺線管外部磁場與______磁體的磁場相似。
輕敲
條形
知2－練
解析：通電螺線管周圍的鐵屑會被磁化，但由于鐵屑與紙板間的摩擦力太大，不能自由轉動，因此實驗中可以輕敲紙板減小鐵屑與紙板間的摩擦，使鐵屑在磁場力的作用下有規則地排列。由圖中鐵屑排列形狀可知，通電螺線管外部磁場與條形磁體的磁場相似。
知2－練
(2)用小磁針探究磁場方向時，發現小磁針沒有標N、S 極，請寫出一種判斷小磁針N、S極的做法：_____________
__________________________________________________________________________________________________________________________。
將小磁針放在
光滑的水平桌面上，靜止時指向南的一端為S極，另一端為N極(或用條形磁體的N極靠近小磁針的一端，相吸的為S極，相斥的為N極)
知2－練
解析：利用地磁場對小磁針的作用，將小磁針放置在光滑的水平桌面上，待其靜止時，指向南的一端為S極，指向北的一端為N極(或利用磁極間的相互作用規律判斷)。
知2－練
(3)對調螺線管所接電源正、負極，周圍小磁針的指向也隨之對調，說明通電螺線管的極性與螺線管中電流的______有關。
方向
知2－練
2. [中考·成都]如圖是小聰和小明同學探究“通電螺線管的磁場方向”實驗示意圖。實驗時，在小圓位置放置小磁針，閉合開關，畫出不同位置小磁針靜止時N 極的指向；對調電源正負極，重復上述操作。
知2－練
下列說法不正確的是( )
A. 小磁針的作用是指示通電螺線管周圍的磁場方向
B. 閉合開關，放置在a、b處的小磁針靜止時N極指向相同
C. 對調電源正負極，閉合開關，通電螺線管的磁場方向 改變
D. 通過實驗可總結出通電螺線管的磁極和電流方向的關系
B
知3－講
知識點
右手螺旋定則
3
1. 內容 用右手握住螺線管，讓四指彎曲且與螺線管中電流的方向一致，則大拇指所指的那端就是通電螺線管的N 極。
知3－講
2. 兩種握法 螺線管面對自己這邊電流向下的握法如圖7甲，電流向上的握法如圖乙。
知3－講
3. 右手螺旋定則三個方面的應用
(1)依據繞線確定螺線管中電流的方向，判斷通電螺線管的磁極。
(2)給出通電螺線管的磁極，判斷螺線管中的電流方向。
(3)由螺線管兩端導線的電流方向及磁極，對螺線管繞線。
知3－講
技巧點撥
已知電流方向時，先讓四指方向和電流方向一致握住螺線管，大拇指所指的那端就是N極。
已知螺線管的磁極時，先讓大拇指指向N 極握住螺線管，彎曲四指所指的方向就是螺線管中電流環繞的方向。
知3－練
把一根螺線管和電源組成如圖8所示的電路，閉合開關后，下列判斷中正確的是(　　)
A. 螺線管的左端是N極
B. 在A處自由靜止的小磁針的左端是N極
C. 在B處自由靜止的小磁針的左端是N極
D. 在C處自由靜止的小磁針的左端是N極
例 3
知3－練
解題秘方：判斷磁極的思路：首先根據電源的正負極標注通電螺線管中的電流方向，然后用右手握住螺線管使電流方向和四指指向一致，這時大拇指所指的那端就是通電螺線管的N極。
知3－練
解析：由圖可知，閉合開關后，電流從螺線管的左側流入、右側流出，由右手螺旋定則可知，螺線管的右端是N極，左端是S極，由磁極間的相互作用規律可知，在A處自由靜止的小磁針的左端是S極，在B處自由靜止的小磁針的左端是S極，在C處自由靜止的小磁針的左端是N極。
答案：D
知3－練
3. [中考·宿遷]如圖所示，根據電流方向，請在虛線框內標出通電螺線管和小磁針靜止時的磁極。
解：如圖所示。
知3－練
[中考·大連]小磁針靜止時的指向如圖9所示，請標出
通電螺線管的N極，并在括號中標出電源的“+”“-”極。
例 4
知3－練
解題秘方：判斷電流方向的思路：用右手握住螺線管且滿足大拇指所指那端就是通電螺線管的N極，這時彎曲四指的指向就是線圈中電流的環繞方向。
知3－練
解析：由于異名磁極相互吸引，所以當小磁針自由靜止時，與小磁針S極靠近的螺線管的右端為N極；根據圖示的線圈繞向和螺線管的N、S極，利用右手螺旋定則可以確定螺線管中電流的方向是從螺線管的右端流入，左端流出，因此電源的左端為負極，右端為正極。
知3－練
解：如圖10所示。
知3－練
4. [沈陽一模]如圖所示，由通電螺線管的磁感線方向可知，電流表的上端為______(填“正” 或“負”)接線柱；靜止的小磁針的右端為______(填“N”或“S”)極。
正
S
知3－練
[西安雁塔區校級模擬]給螺線管通電時，小磁針靜止時的指向如圖11所示，請標出通電螺線管的磁極和線圈的繞向。
例 5
知3－練
解題秘方：首先根據磁極間的相互作用判斷通電螺線管的磁極，然后根據磁極運用右手螺旋定則判斷電流環繞方向，最后結合電源正負極畫出導線的環繞情況。
知3－練
解析：小磁針靜止時N極指向左端，由磁極間的相互作用規律可知，通電螺線管的右端為S極，左端為N極；根據右手螺旋定則，伸出右手使大拇指指向通電螺線管的N極(即螺線管的左端)，則四指彎曲的方向為電流的方向，結合電流由螺線管的左端流入畫出繞線方法。
知3－練
解：如圖12所示。
知3－練
5. 如圖所示，是一個可自由轉動的小磁針放在通電螺線管的一端最終靜止時的狀態。請在圖中畫出繞線(三匝即可)， 使它和電源形成閉合電路， 并標出電源“+”“-”極。
解：如圖所示。
電流的磁場
電
生
磁
奧斯特實驗
通電螺線管
右手螺旋定則
構成
特點(共34張PPT)
第一節 簡單磁現象 第二節 磁場
第十四章 電與磁
知識點
磁體與磁極 磁化
知1－講
1
1. 磁性與磁體
(1)磁性：如果物體能夠吸引含有鐵、鈷、鎳等物質的物品，我們就說它具有磁性。
(2)磁體：具有磁性的物體。
知1－講
2. 磁極與磁極間的相互作用
(1)磁極：磁體上磁性最強的兩個部位。一個磁體有兩個磁極，分別是南極和北極。可以在水平面內自由轉動的磁體, 其最終靜止時兩磁極總是沿南北方向，此時指北的磁極稱為N(北)極，指南的磁極稱為S(南)極。
(2)磁極間的相互作用規律：同名磁極相互排斥，異名磁極相互吸引。
知1－講
發散思考 (1)如果一個鐵塊被磁體的南極吸引，能否說明鐵塊被南極吸引的部分原來就具有磁性而且是北極？
(2)如圖1所示，被磁體吸引的大頭針能吸引其他大頭針，說明了什么
知1－講
關聯結果
(1)不能，假設鐵塊原來沒有磁性，南極靠近時，鐵塊也能被南極所吸引(這里運用的科學方法稱為假設法)。
(2)被磁體吸引的大頭針具有了磁性從而能吸引其他大頭針，即大頭針被吸引時，自身也具有了磁性。
知1－講
3. 磁化
(1)磁化：在磁體的影響下，使原來沒有磁性的物體有了磁性的過程。
(2)永磁體：磁化后能長期保持磁性的物體，如鋼棒。
(3)磁性材料：能夠被磁化的物質，除了鐵以外還有鈷、鎳和許多種合金，統稱為磁性材料。
(4)硬磁材料和軟磁材料：硬磁材料被磁化后具有保持磁性的性質。軟磁材料被磁化后，不能長期保持磁性。
只能是磁性材料
知1－講
4. 磁現象與電現象的對比
磁現象 電現象
磁體能吸引鐵、鈷、鎳等物質 帶電體能吸引輕小物體
磁極有兩種：N(北)極和S(南)極 電荷有兩種：正電荷和負電荷
同名磁極相互排斥，異名磁極相互吸引 同種電荷相互排斥，異種電荷相互吸引
磁極不接觸也能相互作用(磁場) 電荷不接觸也能相互作用(電場)
摩擦可使鐵、鈷、鎳類物體磁化 摩擦可使物體帶電
知1－講
延伸拓展 對磁化的認識：
磁化 方法 靠近、接觸、摩擦
利 制作各種永磁體、指南針、應用于磁記錄、密封技術等
弊 機械手表被磁化后，走時不準 ；彩色電視機顯像管被磁化后，色彩失真
退磁 方法 劇烈撞擊、高溫燃燒等
知1－練
例 1
如圖2所示，某同學研究磁體間相互作用力大小時，用彈簧測力計吊著一磁體沿水平方向從水平放置的條形磁體的A端移到B端的過程中，
知1－練
圖3中能表示彈簧測力計示數與水平位置關系的是(　　)
解題秘方：根據磁體的性質以及磁體間的相互作用規律解答。
知1－練
解析：磁體從A端到條形磁體的中間，表現為斥力，且斥力逐漸減小，所以彈簧測力計的示數逐漸增大；磁體從條形磁體中間到B端，表現為引力，且引力逐漸增大，所以彈簧測力計的示數逐漸增大，故整個過程中，彈簧測力計的示數一直增大。
答案：C
知1－練
1. 如圖是兩根外形完全相同的鋼棒a和b，按圖甲放置時，它們能夠相互吸引；按圖乙放置時，它們之間感覺不出有相互作用力。則可知(　　)
A. a和b都是磁體
B. a不是磁體，b是磁體
C. a是磁鐵，b不是磁體
D. a和b都不是磁體
B
知2－講
知識點
磁場
2
1. 定義 磁體周圍存在著我們肉眼看不見的特殊物質，稱為磁場。
2. 磁場的基本性質 磁場對放入其中的磁體有力的作用。磁體間的相互作用是通過磁場發生的。
3. 磁場方向 將在磁場中自由轉動的小磁針靜止時N(北)極所指的方向規定為該點的磁場方向。
知2－講
方法點撥
磁場雖然看不見、摸不著，但它客觀存在。我們可以通過它對磁體的作用來認識。(轉換法)
知2－練
[多選]下列關于磁場的描述，不正確的是(　　)
A. 磁體之間的相互作用是通過磁場產生的
B. 磁場看不見，摸不著，但可以借助小磁針感知它的存在
C. 磁場對放入其中的物體一定會產生力的作用
D. 小磁針靜止時N極所指的方向為該點的磁場方向
例 2
知2－練
解析：磁體間的吸引或排斥作用都是通過磁場來完成的；磁場是看不見、摸不著的，但對放入其中的磁體有力的作用，故可通過小磁針感知它的存在；磁場對放入其中的磁性物質會產生力的作用；能自由轉動的小磁針，靜止時N 極所指方向為該點的磁場方向。
答案：CD
知2－練
2. 如圖所示，在探究條形磁體外部磁場的分布和方向實驗中，怎樣知道在條形磁體附近M點的磁場方向，請你寫出具體做法和判斷方法。
解：在M點處放一個小磁針，靜止時，小磁針N(北)極所指方向就是M點的磁場方向。
知3－講
知識點
磁感線
3
1. 用鐵屑探究條形磁體周圍磁場的分布
實驗體驗：在水平桌面上放一根條形磁體，在條形磁體上放一塊玻璃板，將鐵屑均勻地撒在玻璃板上，輕輕敲擊玻璃板。
知3－講
分析思考 鐵屑在磁場中的排列情況能否反映磁體周圍磁場的分布特點？
分析結果
鐵屑在磁體周圍被磁化成一個個的小磁針，從而在磁場中有序地排列起來，即鐵屑的排列情況反映了磁體周圍磁場的分布情況。
知3－講
2. 磁感線
(1)定義：用一些帶箭頭的曲線來描述磁場的分布，這樣的曲線叫作磁感線。
(2)方向：在磁體外部，磁感線從磁體的N極出發，回到S極；在磁體內部，磁感線從磁體的S極回到N極。
知3－講
(3)性質：①磁感線的疏密表示磁場的強弱，越密集表示該點磁場越強。磁體兩端處磁感線最密集，表示其磁極處磁場最強。②磁感線上任意一點的切線方向，都與該點可自由轉動的小磁針靜止時N極的指向(磁場方向)一致。
知3－講
深度思考 磁體周圍的磁感線會不會相交？
深度理解
不會；磁感線上某點的切線方向為該點的磁場方向，假設(假設法)兩條磁感線相交了，這一點就出現了兩個切線方向，該點的磁場也就出現了兩個方向，違背了磁體周圍磁場的特點。
知3－講
(4)常見磁體周圍的磁感線
蹄形磁體 異名磁極 同名磁極
知3－練
如圖4是條形磁體的磁場分布，下
列說法正確的是(　　)
A. a點和b點的磁場強弱相同
B. 置于a點的小磁針靜止時N極指向右側
C. 條形磁體左端為N極，右端為S極
D. 置于b點的小磁針靜止時S極指向左側
例 3
知3－練
解析：磁體周圍，越靠近磁極其磁感線越密集，磁場越強，所以b點的磁場比a點的強，故A錯誤；由于在磁體外部，磁感線都是從磁體的N極出發，回到S極，所以該條形磁體的右端為N極，左端為S極，故C錯誤；小磁針靜止時N極所指的方向為磁場的方向，所以將一小磁針置于a點，靜止時N極指向左側，置于b點的小磁針靜止時S極指向左側，故B錯誤，D 正確。
答案：D
知3－練
3. [南寧三模]甲、乙為兩個條形磁體的兩個磁極，根據如圖所示的小磁針靜止時的指向和磁感線的分布可知(　　)
A. 甲、乙是異名磁極
B. 兩個磁體周圍的磁場是由磁感線組成的
C. 甲、乙都是S 極
D. 甲、乙都是N極
D
知4－講
知識點
地磁場
4
1. 定義 地球周圍空間存在的磁場叫作地磁場。
2. 地磁場的分布 地磁的N極在地理南極附
近，地磁的S極在地理北極附近；地磁場
的磁感線分布如圖5所示。
3. 指南針指南北是地磁場作用的緣故。
知4－講
深度思考 指南針所指的方向是否為地理的正南、正北方向？判斷的依據是什么？
深度理解
指南針不是指向地理的正南和正北方向，而是稍微有點偏差。原因在于地磁的南北極和地理的南北極并不重合。(我國宋代科學家沈括是世界上最早準確地記載了這一現象的人)
知4－練
司南是我國早期的指南針。小科將條形磁體置于塑料勺內，在勺下墊泡沫，一起置于裝水的紙盤中，漂浮在水面上，能自由轉動，從而得到一個仿制“司南” (如圖6所示)。
例 4
知4－練
下列說法正確的是(　　)
A. “司南”靜止時勺柄指南，標為N極
B. “司南”能指南北是受地磁場的作用
C. “司南”的紙盤換成鐵盤后也能正常使用
D. “司南”勺柄的指向與勺內磁體的磁極方向無關
知4－練
解題秘方：“司南”指南北是因為受到地磁場的作用，同名磁極相互排斥，異名磁極相互吸引。
知4－練
解析：“司南”靜止時勺柄指南，就是南極，為S極；“司南”能指南北是因為受到地磁場的作用；“司南”實質上是一個條形磁體，對鐵物質具有吸引的作用，如果將紙盤換成鐵盤，則會由于鐵盤的吸引作用而無法指南北；勺內磁體左端為S極，與地磁場的N極相互吸引，故“司南”勺柄指南。
答案：B
知4－練
4. “指南魚”用一塊薄薄的鐵片做成，形狀很像一條魚，將其磁化后，浮在水面上，其靜止時魚頭指向南方。關于“指南魚”，下列說法正確的是(　　)
A. “指南魚”魚頭能指南是因為其受到地磁場的作用
B. “指南魚”被磁化后，只有N極一個磁極
C. “指南魚”魚頭端為該魚形磁體的N極
D. “指南魚”魚頭指向的是地磁場的S極
A
簡單磁現象 磁場
磁場
定義
基本性質
描述
磁感線
幾個相關概念
磁體 磁化 磁性材料 磁極
地磁場→概念 分布規律(共36張PPT)
第四節 電磁鐵及其應用
第十四章 電與磁
知識點
電磁鐵
知1－講
1
1. 定義 插入了軟鐵棒的螺線管叫作電磁鐵。
2. 構成 鐵芯(軟鐵棒)和線圈(螺線管)。
3. 工作原理
電磁鐵是根據電流的磁效應和在通電螺線管中插入鐵芯后磁場將大大增強的原理來工作的。
知1－講
(1)電磁鐵比通電螺線管的磁性強的原因：螺線管通電后具有磁性，這時內部的鐵芯被磁化，兩個磁場疊加，使磁性比原來通電螺線管的磁性強。
(2)電磁鐵的鐵芯一般用鐵來制作，因為電磁鐵在實際應用中，通常情況下要求得失磁性自由，鐵是軟磁材料，符合這樣的要求。
不能用鋼，鋼是硬磁性材料，被磁化后磁性能長期保持。
知1－講
4. 應用 電磁起重機、電磁選礦機、磁懸浮列車、電鈴、電磁繼電器等。
知1－講
知識鏈接
電流的磁效應
↓
通電直導線周圍有磁場(磁性弱)
↓
通電螺線管類似條形磁體(磁性強)
↓
電磁鐵(磁性可以更強)
知1－練
例 1
通電螺線管中插入鐵芯后，磁性大大增強，其原因是( )
A. 鐵芯本身具有磁性
B. 插入鐵芯，使電流增大了
C. 插入鐵芯，相當于增加了線圈的匝數
D. 螺線管的磁性與被磁化的鐵芯的磁性共同作用
知1－練
解析：通電螺線管周圍存在磁場，當鐵芯插入其中后，鐵芯被磁化，又形成一個磁場，兩個磁場相互疊加，使磁性增強。
答案：D
知1－練
1. [多選]許多自動控制的電路中都安裝有電磁鐵。關于電磁鐵，下列說法中正確的是( 　　)
A. 電磁鐵的鐵芯是用軟磁性材料制成的
B. 電磁鐵的鐵芯，可以用銅棒代替
C. 電磁鐵是利用通電導體在磁場中受到力的作用制作的
D. 電磁鐵是根據電流的磁效應制成的
A、D
知2－講
知識點
電磁鐵的磁性
2
1. 探究影響電磁鐵磁性強弱的因素
實驗設計：(1)如圖1所示，線圈的
匝數一定，改變通過電磁鐵線圈中
的電流大小，保持軟鐵塊P與電磁鐵M下端
的距離不變，觀察電子測力計的示數(電子測力計始終有示數)，可判斷電磁鐵磁性強弱與電流大小的關系。
知2－講
(2)電流大小不變，改變線圈的匝數，根據電子測力計的示數，可判斷電磁鐵磁性強弱與線圈匝數的關系。
實驗結論：電磁鐵磁性的強弱與電流的大小和線圈匝數的多少有關，電流越大、線圈匝數越多，磁性越強。
知2－講
2. 電磁鐵的特點(三可控)
(1)磁性的有無由電流的通斷來控制。
(2)磁性的強弱由電流的大小和線圈匝數的多少來控制。
(3)磁極的方向由電流的方向來控制。
知2－講
知識鏈接
探究電磁鐵磁性強弱用到轉換法和控制變量法。
(1)將磁性強弱轉換為電子測力計的示數大小變化。
(2)影響電磁鐵磁性強弱的因素有多個，在探究磁性強弱與其中一個因素的關系時，控制其他因素保持不變，運用了控制變量法。
知2－練
[中考·蘭州]如圖2所示，在“探究電磁鐵磁性強弱與電流大小關系”的實驗中，
某同學用絕緣細線將電磁
鐵M懸掛在鐵架臺上，并
保持它與軟鐵塊P的距離
不變。
例 2
知2－練
解題秘方：由線圈匝數相同、電流不同的幾次實驗數據歸納電磁鐵磁性強弱與電流大小的關系。
知2－練
(1)以下是他的部分實驗步驟：
①斷開開關S，按圖組裝實驗電路，將滑動變阻器的滑片置于最______(填“左”或“右”)端。用已調零的電子測力計測出軟鐵塊P對電子測力計的壓力F0并記錄在表格中。
②閉合開關S，調節滑動變阻器的滑片到適當位置，讀出電流表的示數I和電子測力計的示數F，并將I、F 的數據記錄在表格中。
右
知2－練
解析：閉合開關前，使滑動變阻器接入電路的阻值最大，即滑動變阻器的滑片置于最右端。
知2－練
③仿照步驟②再進行兩次實驗。
實驗次數 1 2 3
I/A 0.34 0.40 0.44
F0/N 0.9 0.9 0.9
F/N 0.84 0.82 0.81
知2－練
(2)由表中數據可以得出的實驗結論：對于同一電磁鐵，_____________________________________。
解析：電磁鐵的線圈匝數不變，由表中數據可知，只改變了電路中電流大小，且電流增大時，電子測力計示數的變化量ΔF增大(即電磁鐵對軟鐵塊的吸引力增大)，所以可得出結論：對于同一電磁鐵，通過線圈的電流越大，電磁鐵的磁性越強。
通過線圈的電流越大，電磁鐵的磁性越強
知2－練
(3)閉合開關S后，電磁鐵下端的磁極為______(填“N”或“S”)極。
解析：根據電源的正負極，判斷出電磁鐵外側線圈中電流的方向是從左向右的，由右手螺旋定則可判斷出電磁鐵的下端為S極。
S
知2－練
(4)本實驗中，滑動變阻器除了保護電路的作用外，還起到　 ___________________的作用。
改變電路中電流大小
知2－練
2. 在探究影響電磁鐵磁性強弱的因素的實驗中，小利利用實驗室準備的器材，設計了如圖所示的電路。
知2－練
(1)實驗中通過觀察電磁鐵_______________的不同，可以判斷電磁鐵的磁性強弱不同，這種研究問題的方法物理上稱之為______法。
(2)當滑動變阻器滑片向左移動時，電磁鐵甲、乙吸引大頭針的個數______(填“增加”或“減少”)，說明電流越______，電磁鐵磁性越強。
吸引大頭針數量
轉換
增加
大
知2－練
(3)根據圖中的情景可知，______(填“甲” 或“乙”)的磁性強，說明電流一定時，_____________，電磁鐵磁性越強。
(4)實驗結束，斷開開關，大頭針全部掉落，說明電磁鐵磁性的有無可以通過__________來控制。
甲
線圈匝數越多
電流通斷
知3－講
知識點
電磁鐵的應用——電磁繼電器
3
1. 結構 由電磁鐵、銜鐵、彈簧、觸點等組成。
2. 制作原理 利用電流的磁效應。
3. 實質 由電磁鐵控制的(工作電路上的)開關。
知3－講
4. 作用
(1)利用弱電流、低電壓的控制電路，控制強電流、高電壓的工作電路，以保證工作人員的安全。
(2)實現各種自動控制：遠距離自動控制、光自動控制、溫度自動控制等。
5. 工作原理表述 通?？刂齐娐泛凸ぷ麟娐贩謩e表述。
知3－講
結構圖解
電磁繼電器的結構如圖3所示。
知3－練
[中考·十堰]某小區因暴雨引起車庫積水，部分車輛被淹，小明看到新聞后，設計了車庫積水自動報警器，如圖4是該報警器原理圖，金屬塊A和B分別固定在車庫地面附近適當高度處，若車庫
積水水面到達______(填“A”或
“B”)處時，______(填“綠”
或“紅”)燈發光報警，此時
電磁鐵的上端是______(填“N”或“S”)極。
例 3
B
紅
N
知3－練
解析：當水位沒有到達B時，電磁鐵沒有磁性，只有綠燈亮；當水位到達B時控制電路接通，電磁鐵有磁性，銜鐵就會在磁力吸引的作用下將紅燈所在電路接通，紅燈亮。因此，紅燈亮就表示水位過高報警?？刂齐娐方油〞r，電流從電磁鐵的下面導線流入，從上面導線流出，利用右手螺旋定則可以判斷電磁鐵的下端為S極，上端為N極。
知3－練
3. 如圖是熱愛課外實踐的小雙同學設計的汽車CO2排放量檢測電路。開關閉合后，電磁鐵的上端是_____(填“N”或“S”)極。圖中氣敏電阻R1的阻值隨CO2
濃度的增大而減小，導致電磁鐵的
磁性______(填“增強”或“減
弱”)，當CO2濃度高于某一設定
值時，電鈴就會報警。
N
增強
知4－講
知識點
電磁閥
4
1. 結構 電磁閥主要由閥體、滑閥、兩塊銜鐵、兩個電磁線圈組成。
2. 工作原理 電磁閥控制車門是通過改變線圈中電流的通斷，實現磁性的有無，電磁鐵的移動帶動滑閥移動，完成車門的關閉和打開的。
知4－講
3. 電磁閥的其他應用 燃氣熱水器的電磁閥門，全自動洗衣機的進水、排水閥門，衛生間感應沖水器的閥門等。
知4－講
規律總結
電磁閥是利用電磁鐵和壓縮空氣控制車門的打開和關閉。
知4－練
如圖5所示的是公共汽車上用電磁閥控制車門開、關的工作電路圖，L1、L2是固定的線圈。銜鐵T1、T2通過橫桿相連并可左右移動，帶動傳動裝置使車門開啟或關閉。當S接通觸點b時，線圈_____
(填“L1”或“L2”)具有磁性，吸引
銜鐵使橫桿向_____(填“左”或
“右”)運動，帶動傳動裝置關閉車門。
例 4
L2
右
知4－練
解析：由圖可知，S接通觸點b時，線圈L2中有電流通過，具有磁性，吸引銜鐵使橫桿向右運動，帶動傳動裝置關閉車門。
知4－練
4. 如圖是一個電磁閥示意圖。當電磁鐵通電時，與左側的條形磁體吸引，帶動與電磁鐵相連的活塞向左運動，堵住出水口。請在圖中標出通電時，電磁鐵左側的極性、條形磁體左側的磁感線方向及電源右側的極性。
解：如圖所示。
電磁鐵及其應用
電磁鐵
組成
通電螺線管
鐵芯
應用
電磁繼電器
電磁起重機等(共31張PPT)
第五節 磁場對通電導線的作用力
第十四章 電與磁
知識點
磁場對通電導線的作用
知1－講
1
1. 實驗過程 按圖1所示裝置連接電路。
知1－講
(1)閉合開關，觀察到通電直導線ab在磁場中由靜止開始 運動。
(2)改變磁場方向或電流方向，或同時改變磁場方向和電流方向，觀察通電直導線ab的運動方向是否改變。
(3)改變電流的大小和磁場的強弱，觀察通電直導線ab運動速度是否改變(受力的大小是否改變)。
知1－講
2. 實驗結論 通電導線在磁場中會受到力的作用，受力方向與磁場方向和電流方向有關，受力大小與電流大小和磁場強弱有關。
3. 能量轉化 將電能轉化為機械能。
知1－講
關聯思考 在磁場中通電導線為什么會受到力的作用？
關聯結果
將通電導線置于磁場中，由于通電導線周圍存在磁場，磁場與通電導線中電流產生的磁場發生相互作用，故磁場會對通電導線產生力的作用。
知1－講
4. 磁場對通電導線作用力的方向
伸開左手，使大拇指與四指在同一平面內并跟四指垂直，讓磁感線垂直穿入手心，四指指向電流方向。這時，大拇指所指的方向就是磁場對通電導線作用力的方向。這稱為左手定則。
知1－講
知識鏈接
電磁學中，右手螺旋定則判斷的主要是與電有關的方向，如果是和力有關的則用左手定則，即關于力用左手，關于電用右手，記憶口訣：左手力，右手電，手心迎著磁感線。
知1－練
例 1
在探究“磁場對通電導體的作用”的實驗中，小明設計了如圖2所示的電路，導體棒ab用絕緣細線懸掛在蹄形磁體的兩極之間。
知1－練
解題秘方：通電導體在磁場中受力，受力方向與磁場方向和電流方向兩個因素有關，只改變其中一個因素，可以改變通電導體運動方向，同時改變兩個因素，通電導體運動方向不會改變。
知1－練
(1)磁體周圍和通電導線周圍都存在一種特殊的物質是_______(填“磁場”或“磁感線”)。
(2)閉合開關前，導體棒ab靜止，閉合開關后，導體棒ab向右運動，說明磁場對__________有力的作用。
磁場
通電導體
知1－練
(3)斷開開關，將圖中磁體的N、S極對調，再閉合開關，會發現導體棒ab的運動方向與對調前的運動方向_____，說明通電導體在磁場中的受力方向與_________有關。
相反
磁場方向
解析：斷開開關，將圖中磁體的N、S極對調，磁場方向改變，再閉合開關，電流方向不變，會發現導體棒ab 的運動方向與對調前的運動方向相反，向左運動，這說明通電導體在磁場中的受力方向與磁場方向有關。
知1－練
(4)斷開開關，將圖中電源的正、負極對調，再閉合開關，會發現導體棒ab的運動方向與對調前的運動方向______，說明通電導體在磁場中的受力方向與_________有關。
解析：斷開開關，將圖中電源的正、負極對調，電流的方向發生改變，再閉合開關，會發現導體棒ab的運動方向與對調前的運動方向相反，這說明通電導體在磁場中的受力方向與電流方向有關。
相反
電流方向
知1－練
(5)如果同時改變磁場方向和電流方向，______(填“能”或“不能”)確定受力方向與磁場方向或電流方向是否有關。
不能
知1－練
1. 在物理學中，用 表示電流的方向垂直于紙面向里，⊙表示電流的方向垂直于紙面向外。如圖所示，表示直導體a在磁場中受到一個既跟電流方向垂直，又跟磁場方向垂直的水平向左的磁場力F。
知1－練
下列四種情況中，通電導體b受到的磁場力方向水平向左的是( )
C
知2－講
知識點
電動機 動圈式揚聲器
2
1. 磁場中的通電線圈 如圖3甲所示，把一個線圈放入磁場中，接通電源后，發現該通電線圈轉動起來，但轉到圖乙所示的位置時，線圈轉動幾下后保持靜
止。要使線圈能持續轉動，需要解決的問
題是如何讓線圈中電流變為跟原來反向。
知2－講
深度思考 (1)線圈在圖甲所示位置時轉動的原因是什么？
(2)線圈在圖乙所示位置靜止的原因是什么？
知2－講
深度理解
(1)線圈在圖3甲所示位置時線圈的ab邊受力方向豎直向上，線圈的cd邊受力方向豎直向下，這兩個力大小相等，且作用在同一物體上，但力的作用線不在同一直線上，不屬于一對平衡力，因此線圈發生轉動。
(2)線圈在圖3乙所示位置時，線圈的ab邊和cd邊受到的力屬于一對平衡力，因此線圈保持靜止。
知2－講
2. 換向器
結構： 由兩個彼此絕緣的金屬半環組成
作用：線圈一過平衡位置，換向器改變線圈中的電流方向，使線圈連續轉動
知2－講
3. 換向器使線圈連續轉動的原理
通電線圈在磁場中，ab、cd兩邊電流方向相反，受力方向相反，順時針轉動
線圈轉到平衡位置，電刷接觸到換向器中間絕緣部分，不受力，利用慣性轉過平衡位置
知2－講
續表
線圈越過平衡位置后，利用換向器改變了電流方向，受力方向改變，仍然順時針轉動
線圈利用慣性轉過平衡位置后，又改變了電流的方向和受力方向，繼續轉動
知2－講
4. 電動機
(1)原理：通電導體在磁場中受力而運動。
(2)主要結構：轉子、定子。
(3)能量轉化：電能主要轉化為機械能。
(4)改變線圈轉動方向的方法：改變線圈中的電流方向或改變磁場方向，使之與原方向相反。
知2－講
(5)改變線圈轉速的方法：改變電流的大小或改變磁場的強弱。
(6)分類：直流電動機和交流電動機。
知2－講
5. 揚聲器的工作原理 通電線圈在磁場中受力而運動。
如圖4，揚聲器的音圈中通入的是攜帶聲音信息的大小和方向都變化的交變電流，因而音圈便會在磁場
中受到大小和方向隨電流變化的力而振動，
音圈的振動會帶動紙盆振動，就發出了
聲音，將電流信號變成聲音信號。
知2－講
知識拓展
常用磁電式電流表：
結構：一個永久磁體，還有一個被
兩根游絲架起來的線圈，如圖5 所示。
工作原理：當線圈里通入很小的電流時，
這個電流受到磁場的作用力，線圈將會發生轉動。
知2－練
[中考·安徽]如圖6為直流電動機的工作原理圖。線圈
abcd處于向右的磁場中，兩個銅半環E和F跟線圈兩端相連，可隨線圈一起轉動，兩半環中間
斷開，彼此絕緣；A和B是電刷，
它們分別跟兩個半環接觸，使
電源和線圈組成閉合電路。
在圖示位置，電流沿dcba流過線圈，
例 2
知2－練
dc邊受到磁場的作用力向下，則(　　)
A. 線圈在圖示位置時，ab邊受到磁場的作用力向下
B. 線圈由圖示位置轉過180°時，電流沿dcba流過線圈
C. 線圈由圖示位置轉過180°時，dc邊受到磁場的作用力向下
D. 線圈由圖示位置轉過180°時，ab邊受到磁場的作用力向下
知2－練
解題秘方：明確換向器的作用，知道通電導體在磁場中的受力方向與磁場方向和電流方向有關是解題的關鍵。
知2－練
解析：dc和ab邊中電流方向相反，dc邊受到磁場的作用力向下，所以ab邊受到磁場的作用力向上，故A錯誤。線圈由圖示位置轉過180°時，換向器F和與電源負極相連的電刷B相連，故電流沿abcd流過線圈，ab和dc邊中電流的方向改變，則受力方向改變，故dc邊受到磁場的作用力向上，
ab邊受到磁場的作用力向下，故B、C錯誤，D正確。
答案：D
知2－練
2. 如圖為直流電動機的基本構造示意圖，閉合開關，線圈沿順時針轉動，現要使線圈沿逆時針轉動，下列方法中可行的是(　　)
A. 對調電源正、負極
B. 增加電源電壓
C. 換用磁性更強的磁體
D. 對換磁極同時改變電流方向
A
磁場對通電導線的作用力
電動機
應用
磁場對通電
導線的作用
結構
能量轉化
換向器
其他應用

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