第二十章小结与复习第二十章电与磁 知识结构电与磁磁场对通电导体的作用磁生电磁场磁现象力的方向影响因素电能转化为机械能电磁感应现象产生感应电流条件基本性质磁性磁极磁极间的相互作用方向发电机磁化磁感线地磁场磁偏角指南针方向假想曲线电生磁通电螺线管的磁场安培定则电磁铁磁性强弱的影响因素电动机电流的磁效应机械能转化为电能 重点回顾：磁现象磁场一、磁现象1.磁性：能够吸引______________等物质的性质。2.磁极(1)定义：磁体的磁性最_______的两个部位叫做磁极。(2)南极和北极：能够自由转动的磁体，例如悬吊着的小磁针，静止时指南的那个磁极叫做_______或_______极，指北的那个磁极叫做_______或______极。强南S铁、钴、镍北N (3)磁极间相互作用的规律：同名磁极相互_______，异名磁极相互_______。3.磁化：一些物体在磁体或电流的作用下会获得磁性，这种现象叫做磁化。吸引排斥 二、磁场1.定义：磁体周围存在着一种物质，能使磁针发生偏转．这种物质看不见、摸不着，我们把它叫做_______。磁体之间的相互作用是通过磁场发生的。2.基本性质：对放入其中的磁体有_______的作用。3.方向：物理学中把小磁针静止时_______所指的方向规定为该点磁场的方向。磁场力北极 4.磁感线：磁感线是描述_______的带箭头的假想线，在磁体外部，磁感线从磁体的_______极出发回到_______极，磁感线分布越密的地方，磁场越_______，磁感线分布越疏的地方，磁场越_______。5.地磁场：地球周围存在着磁场，地磁场的北极在地理_____极附近，地磁场的南极在地理______极附近.磁场NS强弱南北 例1小明同学用硬纸板和大头针制作底座，把两根缝衣针磁化后，穿过按扣的两个孔，放在底座的针尖上，就制成了一个如图所示的指南针．指南针能指南北说明地球周围存在着________。该指南针静止后，针尖指南方，则针尖是指南针的______(选填“N”或“S”)极。磁场S典例精析 例2如今，说我们的生活是由磁铁支撑着并不为过．史上最强力的钕磁铁广泛用于手机、电脑、冰箱等．如图所示，是小明同学用钕磁铁和曲别针进行的实验．通过实验情景，可以判定下列说法正确的是()A.钕磁铁周围存在磁感线，不存在磁场B.钕磁铁对放入其磁场中的曲别针有力的作用C.钕磁铁周围各点的磁场方向都是竖直向下的D.钕磁铁周围的磁场分布是均匀的B 1.电流的磁效应：丹麦的物理学家_________证实了电流周围存在磁场。通电导线周围的磁场方向与______方向有关。2.通电螺线管的磁场：通电螺线管外部的磁场与___________的磁场相似，它的两端相当于条形磁体的两极，可用___________判断。3.安培定则内容：用_______握住螺线管，让四指指向螺线管中_______的方向，则________所指的那端就是螺线管的_______。奥斯特电流条形磁体安培定则右手重点回顾：电生磁N极大拇指电流 4.电磁铁电磁铁:在螺线管内部插入铁芯，可以做成电磁铁。电磁铁的特点：(1)电磁铁磁性的有无可以由电流的通断来控制；(2)线圈匝数越______，电流越_____，电磁铁的磁性越_______；(3)电磁铁的N、S极以及它周围的磁场方向是由通电线圈中的电流方向决定的。应用：电磁起重机和电磁继电器。多大强 典例精析例3小明在一块有机玻璃板上安装了一个用导线绕成的螺线管，在板面上均匀撒满铁屑，通电后轻敲玻璃板，铁屑的排列如图所示．下列说法正确的是()图中P、Q两点相比，P点处的磁场较强若只改变螺线管中的电流方向，P、Q两点处的磁场会减弱 典例精析例3小明在一块有机玻璃板上安装了一个用导线绕成的螺线管，在板面上均匀撒满铁屑，通电后轻敲玻璃板，铁屑的排列如图所示．下列说法正确的是()若只改变螺线管中的电流方向，P、Q两点处的磁场方向会改变若只增大螺线管中的电流，P、Q两点处的磁场方向会改变C 例4如图所示，是直流电铃的原理图，衔铁与弹性片A相连，自然情况下，弹性片A是和螺钉接触的，接通电源后，电磁铁的左端是________极，电磁铁吸引________，敲击铃发声，但同时弹性片与螺钉分离，导致电路处于________状态，弹性片又和螺钉接触而通电，如此往复，电铃不断发出铃声．S衔铁断开 例5如图所示，弹簧测力计下悬挂一条形磁体，当开关闭合时，弹簧测力计的示数变大。请标出电磁铁的N极并用“＋”标出电源的正极。N+ 重点回顾：电动机1.磁场对通电导线的作用：通电导线在磁场中要受到力的作用，力的方向跟_______的方向、_______的方向都有关系。2.电动机组成：能够转动的线圈和固定不动的磁体。原理：_________________________________。能量转化：将________能转化为________能。通电导体在磁场中受到力的作用电流电机械磁场 例5如图所示，是小华同学制作的“小小电动机”的实验装置图。线圈能够转动的原因是________________________________，线圈在转动过程中________能转化为______能。在制作电动机时采取的办法是将线圈引线一端的绝缘层全部刮掉，另一端刮掉半周，其目的是利用线圈的________持续转动下去；要想使线圈的转动方向与原来的相反，可以采用______________或者______________的方法。典例精析通电导体在磁场中受到力的作用电机械惯性改变电流方向改变磁场方向 重点回顾：磁生电一、磁生电1.发现者：__________发现了电磁感应现象。2.电磁感应：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线的运动时，导体中就产生_______。这种由于导体在磁场中运动而产生电流的现象叫做电磁感应，产生的电流叫做___________。3.感应电流的产生条件：a.________电路；b.部分导体做______________运动。4.感应电流方向与_________________________和___________有关。感应电流法拉第闭合切割磁感线电流导体切割磁感线的方向磁场方向 二、发电机基本构造：由转子(转动部分)和定子(固定部分)两部分组成的．原理：利用了___________的原理发电。能量转化：将________能转化为________能。电电磁感应机械 四、四种电磁实验辨识实验奥斯特实验电磁感应实验探究磁场对电流的作用实验电磁铁磁性强弱的实验装置图工作原理电流的磁效应电磁感应通电导体在磁场中受力而运动_______________电流的磁效应 实验奥斯特实验电磁感应实验探究磁场对电流的作用实验电磁铁磁性强弱的实验能量转化/机械能→电能电能→机械能/影响因素磁场的方向与电流方向有关感应电流的方向与磁场方向及导体切割磁感线的方向有关导体受力的方向与电流方向及磁场方向有关电磁铁磁性强弱与电流大小、线圈匝数有关主要应用电磁铁发电机、动圈式话筒电动机、扬声器电磁继电器、电磁起重机 例6如图所示是手摇发电机模型，下列说法中正确的()A.发电时，线圈在磁场中运动不切割磁感线B.灯泡发光的亮暗与手摇转盘转动快慢无关C.该发电机是利用电磁感应原理发电的D.它是利用通电导体在磁场中受力的原理发电的典例精析C 例7如图所示的实验装置中，下列说法正确的是()A.甲图所示的动圈式话筒是利用电磁感应现象工作的B.发电机是利用乙图原理制成的C.磁悬浮列车是根据丙图原理工作的D.利用丁图可以探究电磁铁磁性强弱与线圈匝数的关系典例精析A 【设计与进行实验】1.主要实验器材的选取及其作用(1)在通电螺线管周围不同位置放置小磁针的目的(便于观察磁场的方向)(2)螺线管中插入铁棒的目的(使通电螺线管的磁场加强)实验一探究通电螺线管外部的磁场分布重点实验突破 2.转换法的应用(根据小磁针的指向判断通电螺线管的极性，通过铁屑的密集程度判断磁场的强弱)3.实验操作(1)在嵌入螺线管的玻璃板上均匀撒些细铁屑，通电后轻敲玻璃板的目的(减小铁屑与玻璃板的摩擦，使铁屑受到磁场的作用力而有规律地排列)(2)电池正负极对调的目的(探究通电螺线管的磁场方向与电流方向是否有关)4.安培定则的应用(判断通电螺线管的极性)˴ 【分析数据和现象，总结结论】5.根据玻璃板上铁屑分布情况判断磁场强弱(两端磁场强，中间磁场弱)6.通电螺线管外部的磁场方向(磁感线从N极出发，最后回到S极)7.通电螺线管外部的磁场特点(与条形磁铁相似)8.通电螺线管的极性与环绕通电螺线管的电流方向有关，电流方向改变，通电螺线管的极性也改变˴ 【交流与反思】9.通电螺线管与小磁针之间是通过磁场产生力的作用10.不能用悬挂且可自由旋转的大头针代替小磁针的原因(大头针不能指示磁场方向)11.磁极间的相互作用(同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引)实验结论：通电螺线管外部的磁场与条形磁体的磁场相似。˴ 例8小马同学在做“探究通电螺线管外部的磁场分布”实验时，采用如图所示的实验装置。(1)实验中选用小磁针是为了________________，这里采用的物理研究方法是________。(2)图中，在螺线管内插一个铁芯，当电流通过螺线管时，螺线管中的铁芯就被电流周围的磁场________，可使螺线管的磁性________。典例精析显示磁场的方向转换法磁化增强 (3)闭合开关后，通电螺线管的左端为______(选填“N”或“S”)极。(4)在进行实验时，______(选填“能”或“不能”)用大头针代替小磁针(假设大头针也能被悬起且自由转动)。(5)小马改变通电螺线管中的电流方向，发现小磁针指向转动180°，由此可知：通电螺线管外部的磁场方向与螺线管中________方向有关。S不能电流 (6)同桌小峻在实验时，螺线管恰好呈南北走向摆放，闭合开关后，小磁针的指向没能发生变化，经检查电路完好，各种器材规格均符合要求，那么你认为小磁针指向不变的原因是__________________________________________________________________________________。(7)本实验经过改进，还可以探究通电螺线管外部磁场的强弱与电流大小的关系，请说出一种改进方法：________________________________________________________________________________________。小磁针所处位置的地磁场方向与螺线管该处的磁场方向一致增加电池节数(或串联一个滑动变阻器) 【设计和进行实验】1.实验原理(电磁感应)2.转换法的应用(通过观察电流计指针是否发生偏转判断电路中是否产生感应电流)3.控制变量法的应用(1)探究感应电流方向与导体运动方向的关系(控制磁场方向不变，改变导体运动方向)重点实验突破实验二探究什么情况下磁可以生电 (2)探究感应电流方向与磁场方向的关系(控制导体运动方向不变，改变磁场方向)【交流与反思】5.导体在磁场中运动时，电流计不偏转的原因[没有感应电流产生(导体没有做切割磁感线运动、电路没有闭合)；产生的感应电流过小]6.实验过程中的能量转化(机械能转化为电能)7.电磁感应现象在生活中的应用(发电机、动圈式话筒) 8.要使电流计偏转明显可采取的措施(用多匝数线圈替代单根导体棒、加快导体切割磁感线的速度、换磁性更强的蹄形磁体)【分析数据和现象，总结结论】实验结论：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动产生感应电流，感应电流的方向与导体的运动方向和磁场方向有关 例9小勇利用如图所示的实验装置“探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件”。(1)实验中，通过________________________来判断电路中是否产生感应电流；通过_______________________来判断感应电流的方向.典例精析电流计的指针是否发生偏转电流计指针偏转的方向 次数次数磁场方向导体AB的运动方向电流计指针的偏转方向1断开上N下S向右运动不偏转2闭合上N下S向右运动向左偏转3闭合上N下S向左运动向左偏转4闭合上N下S向上运动不偏转5闭合上S下N向下运动不偏转6闭合上S下N向右运动向右偏转7闭合上S下N向左运动向左偏转 (2)他将实验中观察到的现象记录在下表中，分析得出：________电路中的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中就会产生感应电流.。(3)比较实验2和3(或6和7)可知：在磁场方向一定时，感应电流的方向与________________有关.。(4)比较实验_______________可知：在导体运动方向一定时，感应电流的方向与磁场方向有关.(5)这个现象在生产和生活中的重要应用是____________.闭合导体运动方向2、6(或3、7)发电机 (6)该实验中发生的能量转化情况是________能转化为________能.(7)小勇在实验时，发现每次电流计指针的偏转角度不相同，于是他提出了“感应电流的大小可能与导体运动的速度有关”的猜想，于是他设计了如下的实验方案：①保持磁场强弱不变，让导体AB以________(选填“相同”或“不同”)的速度沿相同方向做切割磁感线运动，观察电流计指针偏转幅度大小.②如果电流计指针偏转幅度不同，说明感应电流的大小与导体运动速度________(选填“有关”或“无关”).机械电不同有关 1.小明把带铁芯的螺线管、电源、导线和开关组成电路，固定在泡沫板上，让它漂浮在水面，制作指南针．如图所示，该指南针的南极(S)应标在泡沫板的()A.a处B.b处C.c处D.d处D随堂练习 2.小明在科学拓展课上制作了一个简易喇叭(原理如图)．接通信号源后，电流的方向不断改变，导致线圈的磁极不断变化，通过吸引或排斥磁铁，带动纸盆振动．为改变纸盆振动幅度以调节喇叭响度，下列方法不可行的是()A.改变磁铁的磁极B.改变电流的大小C.改变磁铁磁性强弱D.改变线圈的匝数A 3.如图为“探究电磁感应现象”的实验装置，在探究过程中，下列说法正确的是()A.保持导体AB在磁场中静止不动，电流表指针会发生偏转B.只要导体AB在磁场中运动，电流表指针就会发生偏转C.当电流表指针发生偏转时，表明机械能转化为电能D.利用这一现象所揭示的原理，可制成电动机C 4.我国的新型航母将采用自行研制的电磁弹射器，小明猜想它的工作原理如图所示，电磁弹射器的弹射车与飞机前轮连接，并处于强磁场中，当弹射车内的导体通过强电流时，即可受到强大的推力．小明的猜想与下列实验原理相同的是() 4.我国的新型航母将采用自行研制的电磁弹射器，小明猜想它的工作原理如图所示，电磁弹射器的弹射车与飞机前轮连接，并处于强磁场中，当弹射车内的导体通过强电流时，即可受到强大的推力．小明的猜想与下列实验原理相同的是()C 5.如图所示，小磁针处于静止状态，请在两虚线框内分别标出电源和螺线管的极性．