資源簡介

電與磁
主
題
電與磁
教學內容
重點：1.理解磁場的基本性質，知道磁場的方向和判斷方法。
2.認識通電螺線管磁場的特征，會用右手螺旋定則判斷磁場方向和電流方向。
3.理解電磁繼電器的結構和工作原理。知道通電導線在磁場中受到的力的方向與哪些因素有關。
難點：1.知道地磁場的存在，知道地理北極就是地磁南極。
2.能設計實驗探究影響電磁鐵磁性強弱的因素，并從實驗結果定性得出影響電磁鐵磁性強弱的因素
及其相互關系。
3.了解直流電動機的構造和工作原理，理解換向器的作用。【知識點4】磁場對通電導線和線圈的作用：1.
磁場對通電導線的作用：【實驗】磁場對通電導線的作用（1）當合上開關使導線AB通電時，出現的實驗現象：原來靜止在導軌上的導體AB會沿導軌運動。實驗表明：通電導線在磁場中要受到力的作用。（2）改變電流方向或磁鐵的磁極方向時，出現的實驗現象：導體AB的運動方向發生改變。實驗現象分析：導體AB的運動方向發生改變，說明導體AB所受力的方向發生改變。表示磁場對導體AB的作用力的方向發生改變。即通電導體在磁場里受力的方向，跟電流方向和磁感線方向有關。（3）知識拓展：通電導線在磁場中所受力的方向的判斷（左手定則），判斷方法為：伸開左手，讓大拇指與其他四指垂直，讓磁感線穿過手心，四指指向電流方向，則大拇指所指的方向就是通電導線的受力方向（如下圖所示），同時有3道例題作為練習題，同學們自己先試著做一下，然后聽老師講解。2.
磁場對通電線圈的作用：（1）通電線圈處于下圖位置－－線圈平面與磁場平行時，線圈發生轉動。對照圖分析：由于通電線圈的兩條對邊中的電流方向相反，它們在磁場中受到的磁場力的方向也相反且不在一條直線上，在這兩個力的作用下線圈會發生轉動。通電線圈處于下圖位置——線圈平面與磁場垂直時，線圈不發生轉動。對照圖分析：當線圈平面與磁場垂直時，這兩個力恰好在同一直線上，而且大小相等、方向相反，是平衡力。線圈在這對平衡力作用下可以在該位置保持靜止。這個位置叫平衡位置。（2）通電線圈轉到平衡位置時，為什么不立即停下來，而是在平衡位置附近擺動幾下才停下來？——通電線圈轉到平衡位置前具有一定的速度，由于慣性它會繼續向前運動，但由于這時受到的磁場力及摩擦力等又會使它返回平衡位置，所以它要擺動幾下后才停下來。例1.
關于直流電動機模型安裝實驗中，下列現象能發生的是（
）
A.
將電源兩極對調，線圈轉動方向不變B.
將磁鐵兩極對調，線圈轉動方向不變C.
將電源和磁鐵兩極都同時對調，線圈轉動方向不變D.
將電源和磁鐵兩極都同時對調，線圈會反方向轉動解析：本題綜合考查了通電導體在磁場中的受力方向與哪些因素有關，前面的知識點中我們學習到，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，將電源兩極對調就是改變了電流方向，所以線圈的轉動方向會改變；將磁鐵兩極對調，是改變了磁場方向，所以線圈的轉動方向會改變；如果將電源和磁鐵的兩極都同時對調，則線圈轉動方向不變。答案選擇C。答案：C例2.
如圖所示，磁場方向垂直紙面向外，與磁感線方向垂直的三條導線a、b、c中都分別有電流通過，下列說法中錯誤的是（
）A.
三條導線都受磁場力的作用　　B.
三條導線所受的磁場力方向都相同　　C.
三條導線所受的磁場力方向都不同D.
導線a所受磁場力的方向與電流的方向垂直解析：本題關鍵在于考查同學們對左手定則的理解，雖然中考對這一知識點不作要求，但是同學們如能理解則一定會提高同學們的解題能力。利用左手定則不難判斷出導線a所受磁場力的方向是向左，導線b所受磁場力的方向是向下，導線c所受磁場力的方向是向右。所以三根導線受力方向不同，B選項錯誤，選擇答案B。答案：B例3.
通電直導線在磁場中受到的力的方向（　　）A.
跟磁感線方向平行，跟電流方向垂直
B.
跟磁感線方向垂直，跟電流方向平行C.
跟磁感線方向垂直，跟電流方向垂直
D.
跟磁感線方向平行，跟電流方向平行解析：本題考查同學們對“磁場對通電導線的作用”這一實驗的理解，通過回憶實驗模型不難想到通電直導線在磁場中受到的力的方向跟磁感線方向垂直，跟電流方向垂直。選擇答案C。答案：C【知識點5】直流電動機：【問題】怎樣使線圈在轉過平衡位置后繼續沿原來的方向轉動下去？1.
直流電動機靠直流電源供電，是利用通電線圈在磁場里受到力的作用而轉動的現象制成的，是把電能轉化為機械能的裝置。　2.
直流電動機主要由磁鐵和線圈組成，此外還有換向器、電刷等。　3.
換向器的作用：每當線圈轉過平衡位置時，它能自動改變線圈中的電流方向。　　（1）換向器是怎樣實現“換向”的？　　用直流電源給處在磁場中的線圈通電時，要使線圈能繞軸連續轉動的關鍵，就在于使線圈一轉到平衡位置就能自動改變線圈中的電流方向，換向器就是能完成這一任務的裝置。①換向器由兩個半銅環組成。②當線圈由于慣性稍稍轉過平衡位置時，能交換電刷與換向器的半銅環的接觸，從而改變了線圈中的電流方向和受力方向，使線圈仍能按原來的繞向轉動。如下圖分解：（2）交流電動機也是依靠通電導體在磁場中所受的力來運轉的。和直流電動機一樣，都由定子、轉子兩個基本部分組成。（3）電動機的優點：構造簡單、控制方便、效率高、無污染。學生實驗：安裝直流電動機模型1）直流電動機模型的安裝順序是從內到外，從下到上的。具體順序是：支架→線圈（轉子）→電刷→磁極（定子）。安裝直流電動機模型的要點：①應按一定次序安裝；
②電刷與換向器之間的松緊，線圈轉子與定子之間的間隙要適中；③安裝完畢后用手撥一下轉子，觀察其運轉是否良好，否則應加以調試。2）改變直流電動機轉動方向的方法：改變通過線圈的電流的方向（對調電源兩極）或者改變磁感線方向（對調磁鐵的兩極）。3）改變轉速的方法：改變線圈中電流的大小。4）實驗步驟：①仔細觀察換向器，弄清換向器的作用；②安裝直流電動機模型；③畫出有關電路圖，并按圖連接電路；④經檢查無誤后，閉合開關，調節滑動變阻器至合適位置，觀察電動機轉動情況。【小結】1.
電動機原理：通電線圈在磁場里受力而轉動；2.
直流電動機：利用直流電源供電的電動機叫直流電動機；3.
直流電動機的組成：由磁體、線圈、換向器和電刷組成，實際的電動機由轉子和定子兩個基本部分組成；4.
換向器的結構和作用：結構：由兩個銅半環構成
作用：每當線圈轉過平衡位置時，就會自動改變線圈中電流的方向；5.
能量轉化：電動機工作時把電能轉化為機械能。例1.
我們每一位同學家中所使用的電冰箱、洗衣機、電風扇等用電器都裝配有電動機。電動機是根據下列哪種現象制成的：（
）A.
通電導體在磁場中受到力的作用
B.
電流周圍存在磁場C.
磁場對放入其中的磁體產生磁力的作用
D.
電磁感應現象解析：本題重在考查電動機的工作原理，從前面的學習中不難得出電動機是根據通電導體在磁場中受到力的作用這一原理制成的。答案選擇A。答案：A例2.
在下列家用電器中，應用直流電動機工作的是（
）A.
電熨斗
B.
電冰箱
C.
電吹風
D.
電動剃須刀解析：本題主要考查同學們對于直流電動機和交流電動機的理解，電熨斗是利用電熱器工作的，不屬于電動機。電冰箱中的壓縮機和電吹風中的電動機利用的是交流電，所以是交流電動機。電動剃須刀是利用干電池或利用低壓蓄電池提供的直流電工作的，所以是直流電動機。答案選擇D。答案：D例3.
關于電動機的工作原理，下列說法正確的是（
）A.
電動機是根據電磁感應原理工作的B.
電動機是根據通電線圈在磁場中受力而轉動的工作原理工作的C.
電動機是根據電流的磁效應工作的D.
電動機是根據電流的熱效應工作的解析：電動機是根據通電線圈在磁場中受力而轉動的工作原理工作的，也可以說成是根據通電導體在磁場中受到力的作用制成的。電動機工作是把電能轉化為機械能，所以體現的是電流的機械效應，選擇答案B。答案：B1.
下列各種情況中，導體在磁場中一定受到磁場力的作用的是（
）A.
導體與磁場方向平行放置
B.
導體與磁場方向垂直放置C.
通電導體與磁場方向垂直
D.
通電導體與磁場方向平行答案：C2.
一個符合安裝要求的直流電動機模型，合上開關后，電動機不轉，若輕輕推一下轉子，電動機馬上就轉起來，原來不轉動的原因是：（
）A.
線圈平面與磁感線垂直
B.
線圈平面與磁感線平行
C.
換向器與線圈之間斷路
D.
磁極失去磁性答案：A3.
影響導體電阻大小的有多種因素。如圖甲所示的實驗是為了探究導體電阻大小與_______________的關系。同學們查閱資料后知道某些導體的電阻還與磁場強弱有關（磁場強弱稱為磁場強度，用符號B表示，其單位為特斯拉，用符號T表示），電阻隨磁場的增強而增大，利用這種關系可以測量磁場的強度。如圖乙所示為室溫下某磁敏電阻阻值R隨磁場強度變化的曲線。若實驗室可提供以下器材：磁敏電阻、蹄形磁鐵、電源、開關、導線、滑動變阻器、電壓表、電流表（單位為毫安）。（1）現要測定如圖丙所示蹄形磁鐵兩極間磁敏電阻R所在處的磁場強度，請在虛線框內畫出實驗電路圖；（2）某同學正確實驗后，測得磁敏電阻R兩端的電壓與電流的數據如下：請利用表中數據計算該磁敏電阻R在此磁場中的阻值為
歐，該處磁場強度大約為
特斯拉；實驗次數123U/伏0.450.911.50I/毫安0.30.61.0（3）若要在上述實驗后繼續研究磁敏電阻大小與磁場方向的關系，則只要在原實驗中改變
即可。解析：本題是一道很好的綜合探究題，從甲圖很容易看出是為了探究導體電阻大小與溫度的關系，第（1）問的作圖類似于伏安法測電阻的電路，第（2）問由第1次數據可得電阻為1500歐，由第2次數據可得電阻為1517歐，由第三次數據可得電阻為1500歐，最后求平均值為1506歐。然后對照圖乙很容易查出磁場強度大約為1.0特斯拉。第（3）問要研究磁敏電阻大小與磁場方向的關系，只要改變磁場方向或電流方向即可。答案：溫度　（1）如下圖所示　　（2）1506歐
1.0　　（3）磁場方向（或電流方向）4.
小張在探究通電導線在磁場中的受力方向與什么有關時，做了如圖1（a）（b）（c）的三個實驗。圖中AB表示閉合電路的一部分導線，導線上的箭頭表示電流的方向，F表示導線受力的方向，S、N表示蹄形磁鐵的南北極。（1）通過實驗（a）和（b）說明，通電導線在磁場中的受力方向與__________的方向有關。（2）通過實驗（a）和（c）說明，通電導線在磁場中的受力方向與____________的方向有關。實驗表明，通電導線在磁場中要受到________的作用，力的方向跟________方向、________方向都有關。解析：這道題綜合考查同學們對實驗變量的理解，通過分析實驗（a）和（b），可以看出唯一不同的量是電流方向，由此說明，通電導線在磁場中的受力方向與電流的方向有關。通過分析實驗（a）和（c），可以看出唯一不同的量是磁場方向，由此說明，通電導線在磁場中的受力方向與磁場的方向有關。最后總結實驗表明：通電導線在磁場中要受到力的作用，力的方向跟電流方向、磁場方向都有關。答案：（1）電流（2）磁場
力
電流
磁場5.
下圖裝置是一個___________，當接通電源后，磁場內線圈abcd會______________，這一過程是____________能轉化為____________能.解析：本題考查了電動機裝置的識別和能量轉化，這個裝置是電動機，當接通電源后，磁場內線圈abcd因為受到磁場力的作用而持續轉動，這一過程把電能轉化為機械能。答案：電動機　持續轉動　　電　　機械1.
2.3.【預習部分】1.
電磁感應現象于
年被
國物理學家
首次發現。2.
電磁感應現象定義：
電路的一部分導體在磁場中做
磁感線的運動時，導體中就會產生電流，這種現象叫做電磁感應現象。3.
感應電流：
①定義：在
現象中產生的電流。②產生的條件：
、
、
、做
運動。③導體中感應電流的方向，跟
和
有關。如果改變其中一個量的方向，則電流方向將
；如果兩個量的方向同時發生改變，則電流方向將不變。4.
感應電壓：在
現象中產生的電壓。（注：有感應電壓時不一定有感應電流）5.
交流電和直流電：①交流電：電流方向
變化的電流。我國家庭電路使用的是
。電壓是
伏、周期是
秒、頻率是
赫、電流方向1s改變
次。②直流電：電流方向
的電流。【本節復習】6.
下列哪些設備是根據磁場對電流作用的原理制成的（
）A.
電磁繼電器
B.
電風扇
C.
電鈴
D.
發電機7.
要改變直流電動機的轉動方向，可采用的措施是（
）
A.
增大或減小線圈中的電流強度
B.
增強或減弱電動機里的磁場
C.
改變線圈中的電流方向，或對調磁鐵的磁極
D.
改變線圈中的電流方向，同時對調磁鐵的磁極9.
通電線圈在磁場里處于平衡位置時，下列說法中正確的是（　
　）　　A.
磁感線與線圈平面平行，線圈不受力　　B.
磁感線與線圈平面垂直，線圈不受力　　C.
磁感線與線圈平面平行，線圈受到平衡力D.
磁感線與線圈平面垂直，線圈受到平衡力答案：ACCDBCD直流電動機的線圈每轉一周，線圈中的電流方向要改變
次，當線圈轉到________________時，電流方向發生改變，這樣才能使線圈連續地轉動下去。答案：
2
平衡位置

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