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人教版物理 九年级全册 电与磁(电磁铁、电动机、电磁感应)

发布时间:2014-01-08 17:03:07  

课题:电与磁(二)

教学目标:1.知道电磁铁的特点;了解电磁继电器的作用;

2.知道磁场对通电导线的作用;了解电动机的原理;

3.理解电磁感应现象及其应用(发电机)。 教学难点:电磁感应

教学方法:互动式教学

教学过程:1.检查反馈

2.情景引入

3.精讲精练

知识点1:电磁铁 电磁继电器

知识点2:电动机

知识点3:磁生电

4.课堂训练

5.课堂小结

6.作业

1

【精讲精练】

专题1:电磁铁、电磁继电器 1.电磁铁

(1)定义:内部带有铁芯的螺线管。

(2)通过电磁铁线圈的电流越大,线圈匝数越多,电磁铁的磁性越强。

(3)特点:①磁性的有无可由电流的通断来控制;

②磁性的强弱可由改变电流大小和线圈的匝数来调节;

③磁极的位置可由电流方向来改变。

2.电磁继电器

(1)构造:如图所示,电磁继电器的主要部分是

电磁铁、衔铁、簧片和触点。

(2)实质:由电磁铁控制工作电路通断的开关。

(3)工作原理:电磁铁通电时,把衔铁吸下来,将工作电路的触点接通,工作电路闭合;电磁铁断电时失去磁性,弹簧把衔铁拉起来,切断工作电路。

(4)应用:用低压电路的通断间接地控制高压电路的通断,可实现远距离控制,

与其他元件配合实现自动控制。

1.图是电磁选矿的示意图,当电磁选矿机工作时,铁砂将落入___箱,非铁物质落入___箱。

2.目前许多国家都在研制磁悬浮列车,我国拥有全部自主知识产权的第一条磁悬浮列车试验线已建成,且实现了2000km

无故障运行。磁悬浮列车的车厢和铁轨上分别安放着磁体,车厢用的磁体大多是强大电流的电磁铁,现有下列说法,正确的组合是( )

①磁悬浮列车利用了同名磁极互相排斥 ②磁悬浮列车利用了异名磁极互相排斥

③磁悬浮列车消除了车体与轨道之间的摩擦 ④磁悬浮列车增大了车体与轨道之间的摩擦

A.①和③ B.①和④ C.②和③ D.②和④

3.给你一个带铁芯的螺线管、蓄电池、开关、滑动变阻器。

(1)用笔画线代替导线,把它们连接起来,要求:

a.组成一个可以改变电磁铁磁性强弱的电路;

b.当滑动变阻器的滑片向左滑动时,电磁铁的磁性增强;

2

(2)标出通电电磁铁的N、S极。

4.在“研究电磁铁”的实验中:

(1)已有一个线圈匝数可以改变的电磁铁(含铁芯),电源、开关、电流表和一小堆大头针,还应补充的器材是_____________。

(2)为增加电磁铁的磁性,小华提出了以下方案,在上述方案中,经实验证实,正确的做法是( ) ①增大电磁铁中的电流 ②抽出电磁铁的铁芯 ③减少线圈的匝数 ④增加线圈的匝数

A.①②方案 B.②④方案 C.①④方案 D.②③方案

5.如图所示是小新同学做“制作、研究电磁铁”实验的示意图,他在

实验中发现大铁钉A比B能吸引更多的大头针。根据图示的实验现象

他得出的结论是:当 —定时,电磁铁的线圈匝数越多,磁性_____。

将滑动变阻器的滑片向右移动时,铁钉吸引的大头针将______(填“变多”、“变少”或“没有变化”),这说明电磁铁的磁性还与_____有关。

6.如图所示是研究电磁铁实验的示意图,图中I1 < I2 = I3

(1)比较图甲、图乙可以得出

(2)比较图乙、图丙可以得出

7.如图所示,是一根锰铜丝制成的软质弹簧,B是水银槽,槽内盛有水银,A的上端通过接线柱与电源相连,A的下端恰好与水银表面接触,开关S闭合时发生的现象是( )

A.弹簧伸长,灯持续发光 B.弹簧上下振动,灯忽亮忽灭

C.弹簧缩短,灯熄灭 D.弹簧静止不动,灯持续发光

8.下列四个例子中,采用相同的物理研究方法的是( )

①根据电流所产生的效应认识电流 ②研究电流时把它比作水流

③根据磁铁产生的作用来认识磁场 ④利用磁感线来描述磁场

A.①② B.①③ C.③④ D.②④

【补充】

(1)控制变量法:物理学中对于多变量的问题,常常采用控制变量的方法,把多因变量的问题变成多个单变量的问题;每一次只改变其中的某一个变量,而控制其余几个变量不变,从而研究被改变的这个变量对事物的影响,分别加以研究,最后再综合解决的方法;

(2)等效替代法:

是指在研究某一个物理现象和规律中,因实验本身的特殊限制或因实验器材等

3

限制,不可以或很难直接揭示物理本质,而采取与之相似或有共同特征的等效现象来替代的方法;

(3)模型法:通过模型来揭示原型的形态、特征和本质的方法;

(4)转换法:是中学物理中把直接测量有困难的量转换成便于测量的量来研究的一种重要的研究方法,也就是借助某些物体的特性来研究看不到或不易观察到物质,形象直观;

(5)类比法:也叫“比较类推法”,是指由一类事物所具有的某种属性,可以推测与其类似的事物也应具有这种属性的推理方法,其结论必须由实验来检验,类比对象间共有的属性越多,则类比结论的可靠性越大。

9.下列说法错误的是( )

A.螺线管周围一定存在磁场 B.安培定则是用来判定电流方向与磁极方向的

C.知道通电螺线管的南北极就可判断出电流的方向 D.通电螺线管的磁极可以对调

10.如图所示的通电螺线管,其中正确的是( )

11.如图所示,弹簧下吊一块软铁,下端有一个带铁心的螺线管,R是滑动变阻器,

如果将滑片P向右端移动或者抽出铁心,则弹簧长度的变化应分别是( )

A.伸长、伸长 B.缩短、缩短 C.伸长、缩短 D.缩短、伸长

12.如图所示,当开关闭合后,两通电螺线管会( )

A.相吸 B.相斥 C.先吸引,后排斥 D.先排斥,后吸引

13.如图所示,正确的是( )

14.如图,根据通电螺线管周围的磁感线分布,可确定磁极甲、乙、丙、丁的极性依次是( )

A. N、N、S、N B. S、N、S、S

C. S、S、N、N D. N、S、N、N

15.图所示的是恒温箱的简易电路图。其工作原理是,接通工作电路后,电热丝加热,箱内温度升高,当箱内温度达到温度计金属丝A

所指的温度时,控制电路接通,电磁铁有磁性,衔铁被吸下,工作电 4

路 ,电热丝停止加热。当箱内温度低于金属丝A所指的

温度时,控制电路断开,衔铁被 ,

工作电路再次工作,电热丝加热,从而保持恒温箱内温度恒定。

16.小明去超市,走到电梯前发现电梯运动较慢,当他站在电梯

上时又快了起来。小明根据所学的知识,画出如图所示的电路

(R是一个压敏电阻)。小明分析:当人站在电梯上,压敏电阻的

阻值减小,则电磁铁的磁性变 ,衔铁与触点

(填“1”或“2”)接触,电动机的转速变 。 专题2

:电动机

1.磁场对通电导线的作用

(1)通电导线在磁场中要受到力的作用。

(2)通电导线在磁场中受力方向跟电流方向和磁场方向有关。若两者中有一个变为反向则导线受力方向变为反向,若两者同时变为反向则导线受力方向不变。

2.电动机

(1)原理:通电线圈在磁场中受力转动

(2)组成:电动机由能够转动的线圈和固定不动的磁体组成。在电动机力,能够转动的部分叫转子,固定不动的部分叫定子。

(3)直流电动机中换向器的作用:每当线圈刚转过平衡位置时,换向器能自动改变线圈中的电流方向,使线圈连续转动下去。

(4)电动机转动的方向:与电流方向和磁场反向都有关。改变电流方向或磁场方向,电动机的转动方向就随之改变;但如果同时改变电流方向和磁场方向,电动机的转动方向不变。

(5)能的转换:电动机工作时,将电能转化为机械能。

3.扬声器

(1)构造:扬声器主要由固定的永久磁体、线圈和锥形纸盆构成。

(2)工作原理:扬声器是把电信号转换成声音信号的一种装置,

扬声器的线圈通过电流时,线圈产生磁场,相当于一个条形磁体,并

受固定的永久磁体的作用力而带动纸盆运动。由于通过线圈的电流时

5

大小和方向都在不断变化的交变电流,线圈所受力的方向也在不断改变,导致线圈来回振动,带动纸盆

来回振动,扬声器就发出声音。

1.关于图所示的实验装置,下列说法正确的是( )

A.可以研究发电机的工作原理

B.可以研究感应电流的方向与磁场方向的关系

C.可以研究磁场对通电导体的作用力方向与磁场方向的关系

D.该装置实验过程中使机械能转化为电能

2.如右图所示,小明同学做了一个小小直流电动机模型。同学们围着观看线圈的转动,一起分享着他的成果。同时其他没有做成功的同学提出了以下不同想法,你认为正确的是答案( )

A.绕制线圈时,如果没有漆包线,可以用普通的铜导线代替

B.线圈两端(作为转轴)的漆皮应全部刮去,这样才可持续转动下去

C.线圈两端(作为转轴)的漆皮应一端全部刮去,另一端刮去半周,

这样才可持续转动下去

D.此电动机模型是根据电磁感应的原理制成的

专题3:磁生电

1.电磁感应现象

(1)电磁感应现象:闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动,导体中就会有电流产生,这种现象叫电磁感应,产生的电流叫感应电流。感应电流的方向与导体的运动方向和磁场法相有关。

(2)产生感应电流的条件:电路必须是闭合的;一部分导体在磁场中;在磁场中的部分导体做切割磁感线运动。

(3)能量转化:在电磁感应现象中,机械能转化为电能。

2.发电机

(1)原理:发电机是根据电磁感应现象制成的。

(2)能的转化:发电机工作时将机械能转化为电能。

3.直流电和交流电:我国供生产、生活所用的交流电的周期为0.02s,频率为50Hz。

1.如图所示,是某小组的同学探究感应电流方向与哪些因素有关的实验情景(图中箭头表示导体的运 6

动方向)

,下列说法中正确的是(

A.比较图(a)和图(b)可知,感应电流的方向与磁场方向有关

B.比较图(b)和图(c)可知,感应电流的方向与磁场方向和导体运动方向无关 C.比较图(a)和图(c)可知,感应电流的方向与磁场方向无关

D.由图(d)可以得出感应电流的方向跟导体是否运动无关

2.法拉第发现的电磁感应现象,是物理学史上的一个伟大发现,它使人类从蒸汽机时代步入了电气化时代。下列设备中,根据电磁感应原理制成的是(

A.汽油机

B.发电机 C.电动机 D.电熨斗

3.回顾如图所示“什么情况下磁可以生电”的探究过程,你认为以下说法正确的是( )

A

.让导线在磁场中静止,蹄形磁铁的磁性越强,电流表指针偏转

B.用匝数较多的线圈代替单根导线,且使线圈在磁场中静止,这时电流表 指针偏转角度大些

C.蹄形磁铁固定不动,使导线沿水平方向运动时,电流表指针会发生偏转 D.蹄形磁铁固定不动,使导线沿竖直方向运动时,电流表指针会发生偏转 4.如图所示,在磁场中悬挂一根直导线,导线的两端分别连接在电流表的两 个接线柱上,组成一个闭合电路。当导线沿着图示方向运动时,有两个运动方

向能使电流表的指针偏转,这两个运动方向是(

A.向右或向左 B. 向上或向下 C. 向左或向上 D. 向右或向下 5.与图中动圈式话筒工作原理相同的是( )

6.图为探究“磁生电”的实验装置。

7

(1)闭合开关,让悬着的导体AB__(选填“左右”、“上下”、“沿A向B”或“沿B向A")运动时,电流表会发生偏转。

(2)若保持导体AB不动,要产生感应电流,正确的操作是________。 (3)实验中发现电流表指针偏转不明显,为了使指针偏转明显,请 你从实验装置和操作上各提一条改进建议。

装置改进:___________________;操作改进:_____________ 。

专题4:三种电磁现象的比较

1.我们常常将看似无关的两个事物或现象联系起来,进行“类比”。 以下是两个“类比”学习案例:

(1)将如图所示的“水路”模型类比基本电路,可以发现: ①叶轮机在“水路”中的作用与下面哪个元件在电路中的作 用相当( )

A.电源 B.开关 C.用电器 D.导线

⑦类比“水路"模型中“水压是使水管中水定向运动形成水流

的原因”,我们很容易理解电压是使电路中 定向运动形成 的原因。

(2)运用“类比法”,我们还可以将实验室交流发电机和直流电动机列表比较,请完成表中的三处填空(将答案直接写在横线上)。

8

2.下列实验现象所揭示的物理原理、规律与对应的实用技术的原理、规律不相符的

是(

....

3.如图所示,在电磁铁正上方用弹簧挂着一条形磁铁,开关闭合后,当滑片P从 a端向b端滑动过程中,会出现的现象是( )

A.电流表示数变小,弹簧长度变短 B.电流表示数变小,弹簧长度变长 C.电流表示数变大,弹簧长度变长 D.电流表示数变大,弹簧长度变短 4.对下列四幅图阐述合理的是( )

A.A图:磁场能产生电流 B.B图:闭合开关,通电导体在磁场中受到力 C.C图:闭合开关,导体棒在磁场中受到力 D.D图:微波炉利用电流的热效应工作

5.图为我们实验室所用电流表的内部结构示意图。当接入电路,有电流 通过线圈时,线圈带动指针偏转。该电流表的工作原理是____________ 。

9

6.同学们做实验的装置如图所示,闭合开关,先将导体ab水平向右

移动,导体cd也随之运动起来。可知:实验装置左侧运用的原理是

;实验装置右侧产生的现象在生活中的应用是

(举—个实例)。

7.家庭生活中的电冰箱、电风扇、洗衣机等都离不开电动机。电动机是根据下列哪种现象制成的( )

A.通电导线在磁场中受到力的作用 B.磁场对放入其中的磁针产生力的作用

C.电流周围存在磁场 D.电磁感应

8.电阻制动是高速动车组列车制动方式之一:在列车需要减速或停车时,停止给电机供电,同时将一电阻接入电机。列车失去动力后,由于__________,仍将继续前进,带动电机转动,电阻发热。此过程中,机械能最终转化成___________能,电机实际上是____________(填“发电机”或“电动机”)。

9.电风扇是我们生活中的常用电器,工作时它自身的温度会升高,下列有关它的说法正确的是( )

A.工作时,它将机械能转化为电能 B.工作时,它的机械能是由电能转化

C.工作时,它的线圈电阻不发热 D.工作时,它能降低温度

【课堂训练】

1.如图所示的四个图的装置可以用来演示物理现象,则下列表述正确的是( )

甲 乙 丙 丁

A.图甲可用来演示电磁感应现象

B.图乙可用来演示磁场对电流的作用

C.图丙可用来演示电流的磁效应

D.图丁可用来演示电磁铁的磁性强弱与电流大小的关系

2.法国科学家阿尔贝和德国科学家彼得由于发现了巨磁电阻 (GMR)

效应,荣获诺贝尔物理学奖。如图是研究巨磁电阻特性的原理示意图。 实验发现,当闭合S1、S2后使滑片P向左滑动过程中,指示灯明显变亮,则下列说法正确的是( )

A.电磁铁右端为N极 B.滑片P向左滑动过程中电磁铁的磁性减弱

C.巨磁电阻的阻值随磁场的增强而明显减小 D.巨磁电阻的阻值随磁场的减弱而明显减小

3.如图所示是有关电与磁实验的装置图,能用来探究影响电流的磁场强弱因素的是( ) 10

4.下列实验中能探究“什么情况下磁可以生电”的是( )

5.下列说法中错误的是( )

A.磁场和磁感线都是真实存在的 B.电动机工作时是将电能转化为动能

C.扬声器、电磁继电器、电铃都应用了电磁铁 D.磁极间的相互作用是通过磁场发生的

6.如图所示,下列说法中不正确的是( )

A.当s1闭合时,电流表测L1的电流 B使用测电笔时,手指应按住笔卡 C.当导体ab左右移动时,电表指针会偏转 D当滑片P向右移动时,电磁铁磁性减弱

7.阅读短文,回答问题:

巨磁电阻效应

1988年阿尔贝·费尔和彼得·格林贝格尔发现,在铁、铬相间的三层复合膜电阻中,微弱的磁场可以导致电阻大小的急剧变化,这种现象被命名为“巨磁电阻效应”。

更多的实验发现,并非任意两种不同种金属相间的三层膜都具有

“巨磁电阻效应”。组成三层膜的两种金属中,有一种是铁、钴、镍这

三种容易被磁化的金属中的一种,另一种是不易被磁化的其他金属,

才可能产生“巨磁电阻效应”。

进一步研究表明,“巨磁电阻效应”只发生在膜层的厚度为特定值

时。用R0表示未加磁场时的电阻,R表示加入磁场后的电阻,科学家

11 甲

测得铁、铬组成的复合膜R与R0之比与膜层厚度d(三层膜厚度均相

同)的关系如乙图所示。

1994年IBM公司根据“巨磁电阻效应”原理,研制出“新型读出磁头”,将磁场对复合膜阻值的影响转换成电流的变化来读取信息。

(1)以下两种金属组成的三层复合膜可能发生“巨磁电阻效应”的是

A.铜、银 B.铁、铜 C.铜、铝 D.铁、镍

(2)对铁、铬组成的复合膜,当膜层厚度是1.7nm时,这种复合膜电阻 (选填“具 有”或“不具有”)“巨磁电阻效应”。

(3)“新型读出磁头”可将微弱的 信息转化为电信息。

(4)铁、铬组成的复合膜,发生“巨磁电阻效应”时,其电阻R比未加磁场时的电阻R0填“大”或“小”)得多。

硬盘上的磁记录

(5)丙图是硬盘某区域磁记录的分布情况,其中1表示有磁区域,

左 右 A B C D

8.小金设计了一个如图所示的线圈指南针,将它放入盛有食盐水的水槽

中(铜片和锌片分别与线圈两端相连后放入食盐水构成了化学电池,铜片

为正极,锌片为负极),浮在液面上的线圈就能指示方向了。关于该装置

的分析错误的是( )

A.线圈周围的磁场与条形磁铁的磁场相似 B.线圈能够指示方向是因为存在地磁场

C.利用该装置可以判断磁铁的南北极 D.交换铜片和锌片位置不会改变线圈的磁极

9.对图所示的四幅图的分析,正确的是( )

12

A.甲所示的实验说明通电导线周围存在磁感应线

B.乙所示的实验现象是电动机的工作原理

C.丙所示的动圈式话筒是利用电磁感应原理工作的

D.丁所示的动圈式扬声器是利用电磁感应原理工作的

13

《电磁铁(二)》答案

【精讲精练】

专题1: N S 1. B;A 2. A 3.

4. (1)滑动变阻器;(2)C

5. 电流;越强;变少;电流大小

6. (1)当电磁铁的线圈匝数一定时,电流越大,电磁铁的磁性越强;

(2)当电流一定时,电磁铁的线圈匝数越多,电磁铁的磁性越强。

7. B 8. B 9. A 10. D 11.C 12.B 13.B 14.D

15. 断开(或停止工作);弹簧拉起 16. 强;2;快

专题2:

1. C 2. C

专题3:

1. A 2. A 3. B 4. C 5. A 6. (1)S ;(2)B 7. C

8.(1)左右 (2)左右移动磁铁 (3)换强磁铁(或绕制线圈);快速移动导体(或磁铁)

专题4:

1. (1)①C;②电荷;电流

(2

2. A 3. D 4. B 5. 通电导线在磁场中受到力的作用或磁场对电流有力的作用

6. 电磁感应现象;电动机 7. A 8. 惯性内 发电机 9. B

【课堂训练】 1. C 2. C 3. C 4. B 5. A 6. A

7. (1)B;(2)具有;(3)磁;(4)小;(5)B

8. D 9. C

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