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鲁教版第16章电磁现象复习

发布时间:2013-12-28 09:06:30  

第十六章

电磁现象复习

知识网络 简单磁现象 磁现象 磁场 磁感线 地磁场

电 与 磁

奥斯特实验 通电螺线管的磁场 电生磁 电磁铁 磁场对电流的作用 磁场对电流的作用 电动机 电磁感应(法拉第) 磁生电 发电机 交流电

一、1

磁现象

1.磁性:物体具有吸引铁、钴、镍等物质的性质。 2.磁体:具有磁性的物体。磁体分为人造磁体和天然磁体 按形状可分:条形、针形、蹄形、圆柱形等。
3.磁极:磁体上磁性最强的部位。(磁体两端的磁性最强, 中间磁性最弱)

动画演示
北极

能够自由转动

的磁体,静止时指
南的那个磁极叫南 极或S极,指北的那 个磁极叫北极或N极。

南极

3.磁体间相互作用的规律:同名磁极相互排 斥,异名磁极相互吸引。 图片演示

动画演示

4.一些物体在某些条件下可以获得磁性,这 种现象叫做磁化。

铜棒 不能被磁 化,铁棒 可以被磁 化。

一、2

磁场

1.磁场的定义: 磁体周围存在着一种特殊物质,能使小磁针偏转。 这种物质看不见、摸不着,我们把它叫做磁场。 2.磁场的基本性质:磁场对放入其中的磁体会产生磁力的作用。 3.磁场的方向:在物理学中,我们把小磁针静止时N极所指的方向 定为该点磁场的方向。

动 画 演 示

4.我们把小磁针在磁场中排列情况,用一根带箭头的 曲线画出来,形象地描述磁场,这样的曲线叫做磁感线。

动画演示

N

S

常见的磁场

N

S

N

N

5.地磁场特点 地磁N极在 地理的南极附近; 地磁S极在 地理的北极附近。 地理两极与 地磁两极相反, 且并不完全重合。 (沈括最早记载)

磁现象 例1:图中有甲、乙两根外形完全相同的钢棒,当 乙的一端靠近甲的一端时,甲被吸引而转动起来, 则可以判断 ( D ) A.甲棒有磁性,乙棒无磁性

B.乙棒有磁性,甲棒无磁性
C.甲、乙都有磁性

D.以上三种说法都有可能

例2:如图所示的三根钢棒,B有磁性,则( C ) A. A棒有磁性,C棒无磁性 B. A棒无磁性,C棒有磁性 C. A棒可能有磁性,也可能没有磁性

D.C棒可能有磁性,也可能没有磁性

磁体间的相互作用规律 例3.磁悬浮列车是在车厢和铁轨上分别安放磁体, 利用同名磁极相互 排斥,使列车离开地面,从而减小列 车运行时的阻力,提高车速。 例4.把铁棒甲的一端靠近铁棒乙的中部时,发现两 者吸引,而把乙的一端靠近甲的中部时,两者互不吸引, 则( A ) A甲有磁性,乙无磁性 B甲无磁性,乙有磁性 C甲、乙都有磁 D甲、乙都无磁性

磁化 例5.如图所示,用磁铁的S极在钢棒AB上从A向B反复 摩擦几次后,钢棒就具有了磁性,这种现象称为 S , 并且钢棒的A端为 磁化 极。

磁场、磁

感线 例6.磁体周围一条磁感线的方向如图所示,试分 别确定磁体和小磁针的N、S极。

S

N

N

S

例7:标出磁体的N、S极,小磁针的N、S极及磁感线方向。
N

N
S N

S

例8.小磁针在如图所示的位置静止,请标出磁体的磁极, 并画出磁感线的方向。
N

N

例9.下列关于地磁场的描述正确的是 ( A ) A.指南针总是指向南北,是因为受到了地磁 场的作用

B.地磁场两极与地理两极完全重合
C.地球周围的地磁场的磁感线是从地磁南极

出发指向地磁北极
D.我国宋代学者沈括找到了地磁场产生的原



10、实验表明,磁体能吸引一元硬币,对这种 现象解释正确的是(D) A、硬币一定是铁做的,因为磁体能吸引铁 B、硬币一定是铝做的,因为磁体能吸引铝 C、磁体的磁性越强,能吸引的物质种类越多 D、硬币中含有磁性材料,磁化后能被吸引 11、如图弹簧秤下挂一铁球,将弹簧秤自左向 右逐渐移动时,弹簧 秤的示数将(C) A、不变 B、逐渐减小 C、先减小再增大 N S D、先增大后减小

12、在一个圆纸盒里藏放着一个条形磁铁,在盒的周 围放置一些小磁针(小磁针涂红端为N极),这些小磁 针静止时的指向如图所示,则图乙中能反映盒中条形 磁铁放置情况的是 ( B )

A

B

C

D

13、壹元硬币的外观有银白色的金属光泽,一些同学 认为它可能是铁制成的。在讨论时,有同学提出: “我们可以先拿磁铁来吸一下”。就“拿磁铁吸一下” 这一过程而言,属于科学探究中的 ( A ) A、实验 B、假设 C、观察 D、分析

二、1 奥斯特实验
1、直线电流的磁场 1820年,丹麦物理学家奥斯特发现:在小磁针的上方拉一根与小磁 针平行的直导线,当直导线中通过电流时,小磁针发生了偏转;改 变电流的方向,小磁针指向与原先相反。奥斯特在世界上首次发现 了电和磁之间的联系。

I

图1
2、结论(电流的磁效应)

图2

I

⑴ 通电导体周围有磁场 ⑵磁场的方向跟电流的方向有关

图3

通电直导线周围存在磁场 例1.小明利用如图所示的装置研究电磁的关系,请 仔细观察装置和现象,然后归纳得出初步结论。

(1)比较甲、乙两图可知 通电导体周围有磁场 ;

(2)比较乙、丙两图可知 磁场的方向跟电流的方向有关 。

二、2 通电螺线管的磁场
如果把直导线按一定的方向绕成螺线圈后再通电,发 现螺线圈能吸引大头针。说明通电螺线圈周围也存在 磁场
⑴磁场的形状和特性:与 条形磁体的磁场相似。通 电螺线管的两端相当于条 形磁体的两个磁极。它的 极性可以从小磁针的指向 来确定。

S

N

+

-

N

S

结论:电流的 方向 不同, 磁场两端的极性 不同 。

-

+

⑶磁极判断的方法:


S

N

“安培定则”
①标出螺线管上电

流环绕的方向。 ②右手握螺线管

I

③四指弯向螺线管中电流的方向。 ④大拇指指的就是螺线管的北极。

方法:用右手握住螺线管,让四指弯曲方向跟螺线 管中的电流方向一致,则大拇指所指的那端就是通 电螺线管的N极。

通电螺线管周围的磁场

例1.请根据图中小磁针静止时的指向,标出通电螺线 官的N、S和电源的正、负极。
S

N

+
电 源

N

分析与讨论:根据小磁针静止时的指向和通电螺线 管周围磁场分布特点确定螺线管上方为S极下方为N 极,用右手判断螺线管电流方向与磁极方向关系, 就可以确定电源上方为正极下方为负极。

例2..根据图中小磁针静止时的指向,在图中标出通 电螺线管的N、S极及电源的正、负极。
N

电 源

+
S

1.请你在如图所示的通电螺线管中标 出电流的方向和螺线管的N、S极。

N

S

2.根据小磁针静止时的指向,在图中 标明螺线管中电流的方向。

S

N

3.如图12所示,请分别标出通电 螺线管和小磁针的N、S极。

S

N

N

S

4.在图中标出了通电线圈的N 极,请在图中分别标出通电线 圈中的电流方向和静止在通电 线圈旁边的小磁针的N极。
N

5.在图3所示的四个通电螺线管中,
能正确地表示通电螺线管磁极极

性的是

( D )

A

B

C

D

6. 如图12-7所示,一个轻质弹簧下端悬挂一个 小铁片,当开关S断开时,铁片刚好与水银槽中 水银接触。当开关S闭合后,铁片会 ( D ) A.不动 B.陷入水银面以下 C.向上运动停止在空中

D.上下不停的振动

7. 如图所示,当开关S闭合时,螺线管与左边始 终静止的磁铁相互吸引。请在图中画出螺线管的 绕线;当滑动变阻器的滑片P由左向右端滑动时, 左端磁铁所受的摩擦力将 ( B ) A.变大 B.变小 C.不变 D.无法判断
S

8.如右图所示,螺线管通电时小磁针静止 N 在图示的位置上,小磁针a端是__极;当 滑动变阻器的滑片向右移动时,电磁铁的磁 增强 性将___。

二、3 电磁铁

在螺线圈中插入一根铁棒或一枚铁钉,发现 螺线圈吸引的大头针更多,插入铁芯后磁性增强。 1.电磁铁:在通电螺线管中插入一根铁芯,在有 电流通过时有磁性,没有电流时就失去磁性,我 们把这种磁体叫电磁铁。 2.工作原理:电磁铁的磁性比通电螺线管的磁性 强很多,这是因为铁芯在通电螺线管中被磁化, 产生了与原来螺线管方向一致的磁场,因而它的 磁性比原来强得多,所以电磁铁就是利用电流的 磁效应和通电螺线管中插入铁芯后磁性大大增强 的原理工作的。

研究电磁铁的磁性强弱与电流的关系 实验 调节滑动变阻 器改变电流
现象 增大电流电磁铁吸引 增

多 的大头针数目_____. 结论 大 越强 通过电磁铁的电流越____,电磁铁的磁性_____.

研究电磁铁的磁性跟线圈匝数的关系 实验 改变线圈匝数

现象
多 匝数越______, 强 磁性越______.

结论
越多 当电流一定时,电磁铁线圈的匝数______, 越强 磁性______.

3.电磁铁的磁性

实验结论

有 电磁铁通电时____磁性,断电时磁性 消失 ______;电磁铁线圈的匝数一定时,通过 大 电磁铁的电流越____,电磁铁的磁性 ______;当电流一定时,电磁铁线圈的匝 越强 越多 数_____,磁性____. 越强 电磁铁的优点
通断电 电磁铁磁性有无,可用________来控制 改变电流大小 电磁铁磁性强弱,可用_____________来控制 改变电流方向 电磁铁的极性变换,可用_____________来实现。

4.电磁铁的应用

2.电磁起重机

1.磁悬浮列车
4.电磁继电器 3.扬声器 6.恒温箱

5.电铃

例1.下图是某学习小组同学设计的“研究

电磁铁磁性强弱”的实验电路图。
(1)要改变电磁铁线圈中的电流大小, 可通过 滑动变阻器 来实现;要判断电磁 铁的磁性强弱,可观察 吸引铁钉的数目 来

确定。

(2)下表是该组同学所做实验的记录: ①比较实验中的1、2、3(或4、5、6),可得出的结论是:

电磁铁的匝数一定时,通过电磁铁线圈中的电 越大,电磁铁的磁性越强 流 ;
②比较实验中的1和4(或2和5或3和6),可得出的结论是电 磁铁线圈中的电流一定时,线圈匝 越多,电磁铁的磁性越强 数 ;

五、电磁继电器

扬声器

1.电磁继电器是电铃、电话和自控电路装置中的重要部件, 其实质是利用电磁铁来控制工作电路的开关,在电路中 起着类似于开关的作用。

2电磁继电器是利用低电压、弱电流电路的通断,来间接
地控制高电压、强电流的装置。

3、电磁继电器的构造
①电磁铁 ②衔铁 ③ (弹)簧片 ④触点 动触点

动触点

A
B C

静触点

D E

电磁继电器的工作电路由低压控制电路和高压工 作电路两部分构成。

4.工作原理:电磁铁通电时,具有磁性,把 衔铁吸下来,将动触点与静触点接触,闭合

工作电路,电磁铁断电时,失去磁性,弹簧
把衔铁拉起来切断工作电路。

5.应用
(1)利用电磁继电器可以实现利用低电压、弱

电流电路的通断,来间接地控制高电压、强
电流电路。

(2)利用电磁继电器可以实现远距离操纵和自
动控制。

电铃工作原理

电磁继电器

例1.如图所示的自动控制电路中,当开关S断开时,
工作电路的情况是 ( B )

A.灯亮,电动机转起来,电铃响
B.灯亮,电动机转起来,电铃不响 C.灯不亮,电动机不转,电铃响 D.灯亮,电动机不转,电铃响

2、如图是火警自动报警原理图。发生火警时,将会

发生下列变化:(a)温度升高使双金属片弯曲;(b) 接通触点使工作电路中有电流通过;(c)电磁铁有 磁性;(d)衔铁被拉下;(e)接通触点使控制电路 中有电流通过;(f)电灯亮、电铃响,发出报警。这 些变化的正确顺序是 ( B )
铜 铁

电源A 电源B

A、a、b、c、d、e、f C、a、b、d、c、e、f

B、a、e、c、d、b、f D、a、e、d、c、b、f

3.图为一种温度自动报警电器的原理图,在水银温度计
的顶端封入一段金属丝,以下正确的是 ( B ) A.温度升高至74℃时,灯L1亮报警 B.温度升高至74℃时,灯L2亮报警 C.温度升高至78℃时,灯L1亮报警

D.温度升高至78℃时,灯L2亮报警

三、1 磁场对直线电流的作用

实验表明: 通电导线在磁场中要受到力的作用,力的方向 跟电流的方向、磁感线的方向都有关系。

三、2 电动机

2.(直流)电动机的基本构造
(1)电动机是根据通电线圈在磁场中受力转动原理制成 的,它把电能转化为机械能。 (2)电动机主要由转子和定子两部分组成。 (3)每当线圈转过平衡位置时,换向器会自动改变线圈 中的电流方向,使线圈始终沿着同一方向持续转动。

1、电动机可分为____电动机和____电动机。 直流 交流 磁铁 2、直流电动机主要由_____和______组成,此外还有换 线圈 向器、电刷等。 3、换向器的作用:每当线圈转过平衡位置时, 它能 自动改变线圈中的电流的方向 ______________________________。

通电导体在磁场中受力实验与电动机的联系?
1匝直导线 多匝数圈,换向器

1.小兰按如图的装置进行探究“电动机为什么会转
动”实验。 (1)她把导体ab放在磁场里,闭合开关后,看到导

体ab向右运动,把电源的正、负极对调后再闭合开
关,发现导体ab向左运动,这表明通电导体在磁场 中受力的方向跟 电流 有关; (2)然后她又保持导体中的电流方向不变,把蹄形 磁铁上、下磁极调换,发现导体ab的运动方向也 发生了变化,这表明通 电导体在磁场中受力的 方向跟 磁场 有关。

2.在安装直流电动机模型的实验中,安装完毕后闭合开 关,线圈沿顺时针方向转动,要想使线圈沿逆时针方向转 动,正确的做法是 ( D ) A.减少一节电他 B.更换磁性更强的磁铁 C.把电源正、负极和磁铁南、北极同时对调 D.把电源正、负极对调或磁铁南、北极对调 3.一台组装齐全的直流电动机模型接通电源后,电动 机不转,用手拨一下转子后,线圈就正常转动起来,则开 始时电动机模型不转的原因可能是 ( D ) A.线圈内部断路 B.磁铁磁性不强或线圈中电流不大 C.电刷和换向器接触不良 D.线圈正好处于平衡位置

四、

磁生电

1.电磁感应:
闭合电路的一部分导体

在磁场里做切割磁 感线运动时,导体中就会产生电流,这种 现象叫电磁感应。

2.感应电流:
由于电磁感应产生的电流就叫做感应 电流。感应电流的方向跟导体运动方 向和磁感线方向有关。
A、磁场能产生电流。 B、能量转化:机械能转化为电能。

磁生电实验与发电机的联系?

1匝直导线 多匝数圈 1.交流发电机的工作原理:电磁感应现象。工作过程中把 机械能转化为电能。 2.实际使用的大型交流发电机结构比较复杂,但仍是由 定子 转子 ________和_________两部分组成 3.为了获得较强的电流,一般采用多匝线圈不动、用 电磁铁 永磁铁 ______代替______来转动的方式来发电.实用发电机的 转子由水轮机、_____等带动旋转。 汽轮机

交流电与直流电
1.交流电:周期性改变方向的电流叫交变电流,简称交流
电。 (如交流发电机产生的电流)在交变电流中,电流 在每秒内周期性变化的次数叫做频率,单位是赫兹,简称 赫,符号Hz。 2.我国交流电的频率为50赫兹, 3.直流电:方向不变的电流,如电池中得到的电流

直 流 电 动 机

交 流 发 电 机

原理: 利用通电线圈在磁场中受力发生转动的 原理制成。 a定子:由永磁体(电磁铁)和机壳 主要构造 组成 b转子:线圈嵌在铁芯上 c换向器:电刷 能的转化:电能转化为机械能 原理:利用电磁感应原理制成 A定子:由永磁体(电磁铁) 和机壳组成 主要构造: B转子:线圈嵌在铁芯上 (模型发电机) C铜环、电刷 能的转化:机械能转化为电能

电磁感应现象 1.为探究感应电流产生的条件,小华同学设计了实验, 让闭合电路的一部分导体在磁场中运动(如图),其中不能 产生感应电流的是 ( D )

2.发电机和电动机的相继问世,使电能的大规模生产和 利用成为现实,人类社会进入了电气化的时代。图中属于 电磁感应现象的实验图及其应用图的是 ( B ) A①③ B①④ C②③ D②④

3、在图甲所示的实验表明

通电

导体在

磁场中会受到力的作用;依据图乙所揭示的实验 原理可以制成 发电机 。





4.如图所示的三个电机模型中,属于交流发电机、 直流发电机和直流电动机的分别是哪一个?

( 乙丙甲 )

4、在图所示的几种情况中,上排图所示的探究实验 与下排图所示的实验结论应用对应正确的是( )

A

B

C

D

分析:上排的实验探究分别是:A研究磁极间相互作用规律; B、研究电磁感应现象(磁生电)C、研究通电导体在磁场中 受力特点;D研究通电直导线周围磁场的存在(电流的磁效应) 下排的应用原理分别是:A验电器根据同种电荷相互排斥原理 制成;B电铃利用电流的磁效应原理制成;C电动机根

据通电 导体在磁场中受到磁场作用力的原理制成;D发电机根据电磁 感应原理制成。


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