九年级物理全册 第十四章 磁现象课件 （新版）北师大版

第十四章磁现象,1.磁现象:(1)磁体:具有_的物体。磁体可吸引_等物质。(2)磁极:磁体上磁性_的两个部位,分_极(s)和_极(n)。(3)磁化:在_的影响下,使原来没有磁性的物体有了_的过程。(4)磁极间作用的规律:同名磁极相互_,异名磁极相互_。2.磁场:(1)存在:_周围存在着磁场。(2)性质:磁场对放入其中的磁体具有_。,磁性,铁、钴、镍,最强,南,北,磁体,磁性,排斥,吸,引,磁体,作用力,3.磁感线:(1)描述:用来方便、形象地描述磁场的一些_的曲线。在磁体外部,磁体周围的磁感线从_出发,回到_。(2)强弱:磁感线密集的地方磁场_;磁感线稀疏的地方,磁场_。(3)方向:磁感线上某一点的_方向、放在该处的小磁针_的指向,即为该点磁场方向。,带箭头,n极,s极,强,弱,切线,北,极,4.地磁场:(1)存在:_周围存在着磁场。(2)特点:地磁南极在地理_附近,地磁北极在地理_附近。但地理的两极和地磁场的两极并不重合,这一现象最早是由我国宋代学者_记述的。,地球,北极,南极,沈括,1.电流的磁场:(1)发现:丹麦物理学家_在世界上第一个通过实验证实_的周围存在着磁场。(2)现象: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:(1)分布:通电螺线管外部的磁感线形状与_磁体的磁感线形状相似,螺线管内部的磁感线从_出发,回到_。(2)极性:通电螺线管两端的磁极性质跟螺线管中_的方向有关。,奥斯特,电流,电流,条形,s极,n极,电流,(3)极性判断右手螺旋定则:用_握住螺线管,让四指弯曲且与螺线管中_的方向一致,则大拇指所指的那端就是通电螺线管的_极,大拇指所指的方向也是通电螺线管内部_的方向。如图所示,当开关闭合后,通电螺线管的右端是_(选填“s”或“n”)极。,右手,电流,n,磁场,s,3.电磁铁及其应用:(1)构造:插入了_的通电螺线管。(2)影响磁性强弱的因素线圈匝数一定时,线圈中电流_,电磁铁磁性越强。电流一定时,外形相同的螺线管,线圈匝数_,电磁铁磁性越强。(3)应用:_、电磁选矿机、电铃、电磁继电器等。4.电磁继电器:(1)工作原理:利用_电路的通断间接地控制_电路。(2)实质:利用_来控制工作电路的一种开关。,软铁棒,越大,越多,电磁起重机,低电压、弱电流,高,电压、大电流,电磁铁,1.磁场对通电导线的作用:(1)特点:通电导线在磁场中受到_的作用,力的方向跟_方向和_方向都有关系。(2)通电导线受力方向的判定左手定则(如图):伸开左手,使大拇指与四指在同一平面内并跟四指_,让磁感线_穿入手心,四指指向_方向,则拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受_的方向。,力,磁感线,电流,垂直,垂直,电流,磁场力,(3)应用:动圈式扬声器。构造:_、音圈和锥形纸盆。工作原理:当音圈中通过大小和方向_的电流时,音圈就会受到_的作用而前后往复运动,从而带动纸盆来回_,就发出声音了。2.直流电动机:(1)构造:主要由磁体、_、_、电刷等组成。(2)原理:_。,永磁体,反复变化,磁场,振动,线圈,换向器,通电线圈在磁场中受力发生转动,(3)换向器:构成:两个相对中间绝缘的_,两个相对的_。作用:每当线圈刚转过_时,换向器就能自动改变线圈中_的方向。(4)能量转化:把_能转化成_能。,铜半环,电刷,平衡位置,电流,电,机械,1.电磁感应现象:当导体回路中的一部分在磁场中做_运动时,回路中产生_的现象。2.感应电流的方向:与导体_的方向和_的方向有关,若其中一个方向改变,则感应电流的方向_;若二者同时改变方向,则感应电流的方向_。3.发电机:(1)原理:_。(2)能量转化:_转化为电能。4.交流电:_周期性变化的电流,我国电网交流电的频率为_。,切割磁感,线,电流,切割磁感线,磁场,改变,不变,电磁感应,机械能,大小和方向,50hz,(1)当对着话筒说话时,膜片振动带动线圈在磁场中运动,线圈中产生了随振动而变化的电流。与动圈式话筒原理相同的是(选填“电动机”或“发电机”)。,(2)当扬声器中的线圈通过的电流方向如图所示时,线圈的左端是极;线圈向运动;通电线圈和永久磁体是通过发生作用的。(3)当电流方向改变时,线圈将向运动;如此反复,线圈带动纸盆而发声。(4)与扬声器原理相同的是(选填“电动机”或“发电机”)。参考答案：(1)交变发电机(2)n右磁场(3)左振动(4)电动机,1.磁场:磁场是一种客观存在的物质,磁场充满磁体周围整个空间,并不只在一个平面上。对放入其中的磁体产生作用力。2.磁感线:(1)人们为了研究方便而假想出来的物理模型,不是真实存在的。(2)在磁体周围,磁感线都是从磁体的n极出来,回到s极。(3)磁感线越密集的地方磁场越强。,3.磁场、磁感线、通电螺线管磁场和磁极之间的关系:磁场方向、小磁针n极指向、磁感线某点切线的方向以及该点小磁针n极指向都是一致的。【方法技巧】对磁体作图要抓住“两向一致,线从南入”,即磁感线方向和小磁针静止时n极所指方向一致,只要已知其中一个方向就知道了另一个方向,并且磁感线从s极进入磁体。,【拓展延伸】对磁场的进一步认识(1)磁场是客观存在的,而磁感线是为了方便、形象地描述磁场而假想的,属于辅助线条;细铁屑撒在磁体周围,模拟的是磁感线的形状,并不是得到了真实的磁感线。(2)小磁针在磁场中的受力方向、静止时n极的指向、所在点处的磁场方向及磁感线上该点的切线方向,“四向”一致。(3)磁感线表示磁场有以下特征:磁感线是一些闭合的曲线,即磁体周围的磁感线都是从磁体的n极出发,回到s极,而在磁体的内部,都是从磁体的s极指向n极。磁体周围的磁感线的分布是立体的,而不是平面的。,磁感线分布的疏密可以表示磁场的强弱:磁体两极处磁感线最密,表示两极处磁场最强。磁感线不相交。如图,假设两条磁感线a、b在空间某处相交于a点,那么在a点放一个小磁针,由a线可得它的n极应该指向p1方向,由b线可得n极应指向p2方向,而磁场中的一点只能有一个方向,故磁感线不能相交。,【典例1】(2013聊城中考)如图所示为永磁体a和电磁铁b之间的磁场分布。请根据图中磁感线的方向标出永磁体a右端的磁极和电磁铁b中电源的“+”“-”极。,【思路导引】解答本题抓住题图中的信息是解答此题的关键,应按以下思路分析:,【精讲精析】本题考查磁极的判断及右手螺旋定则的应用。在磁体周围磁感线都是从磁体的n极出发,回到s极,所以据此可以判断出永磁体a的右端是s极,电磁铁b的左端是n极。再根据右手螺旋定则可以判断出电磁铁b中的电流流向,则电源的右端是“+”极,左端是“-”极。答案：如图所示,【失误档案】(1)每个磁体都有两个磁极,磁极附近的磁场最强。(2)磁体间的相互作用都是通过磁场发生的。(3)磁场中某点只有唯一确定的方向,所以任意两条磁感线都不能相交。(4)利用右手螺旋定则时,使用的是右手而不是左手。,【变式训练】(2013兰州中考)根据图中小磁针n极指向,标出磁体的n极和s极,并画出磁感线的方向。【解析】本题考查磁场方向即磁极间作用力的知识。同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引。可知左端为s极,右端为n极。磁体外部磁感线的方向总是从n极出发,回到s极。答案：,1.电磁铁:(1)实验方法:控制变量法。(2)磁性强弱的比较:通过它吸引铁块、铁钉或曲别针等的多少来判断,吸引数量越多,磁性越强。(3)影响因素:电磁铁匝数越多,通过的电流越大,电磁铁磁性越强。2.电磁铁的应用电磁继电器:(1)种类:一种有两个触点静触点和动触点各一个,如图甲,多用于简单的控制电路中,是一个控制电路通断的开关。,另一种有三个触点两个静触点,一个动触点,如图乙,多用于复杂的自动控制电路中,它的动、静触点相当于一个单刀双掷开关,能实现的是电路的切换:当电磁铁有磁性时,电磁铁吸引衔铁,接通一个电路;当电磁铁无磁性时,弹簧拉起衔铁,断开一个电路同时接通另一个电路。,(2)相关电路设计:控制电路:电磁铁通过开关与电源相连。工作电路:根据题意,确定各元件的连接方式,将继电器的每对动、静触点看成一个开关,有时看成一个单刀双掷开关。,【典例2】(2012泰州中考)如图所示是汽车启动装置原理图。对于这一装置及其工作特点,下列说法中不正确的是()a.旋转钥匙能使电磁铁所在电路工作b.电磁铁的工作电压比电动机的工作电压低c.电磁铁通电时,上端是s极,下端是n极d.电磁铁通电时,吸引上方的衔铁,使触点a向右与b接触,【思路导引】解答本题按以下流程:,【精讲精析】选c。本题考查电磁铁的有关知识。旋转钥匙插入后,使电磁铁电路构成通路,该电路正常工作,选项a正确;电磁铁电路属于控制电路,图中显示低电压,电动机电路属于工作电路,图中显示高电压,选项b正确;根据图中电源的正负极可知,电路接通后,电流从电磁铁的上端正面流入,从下端背面流出,由右手螺旋定则可知,电磁铁上端为n极,下端为s极,选项c错误;电磁铁电路接通后,吸引上方的衔铁,使触点a向右与b接触,选项d正确。,1.电与磁的关系:,2.电磁三现象的辨析:,【方法技巧】右手螺旋定则是根据通电螺线管磁场方向判断电流方向,左手定则是根据电流方向判断导体受力方向。,【典例3】(2012荆州中考)探究电磁感应现象应该选用如图_(选填“甲”或“乙”)中所示的装置进行实验,根据另一个图中装置进行实验得到的现象和结论,人类制造出了(选填“电动机”或“发电机”)。,【思路导引】解答本题应抓住两点:(1)电动机是外部电源供电,原理是磁场对通电导线的作用。(2)发电机是自身产生电,外部无电源。原理是电磁感应。【精讲精析】本题考查电动机和发电机原理的辨析。根据实物电路图判断探究电磁感应现象的时候,可以观察实物电路图中是否有电源,若无电源,此实验是探究电磁感应现象的,所以图乙是探究电磁感应现象的。图甲有电源,所以图甲是探究通电导体在磁场中受力运动的,根据这种现象人类制造出了电动机。答案：乙电动机,【方法归纳】电动机与发电机的区分区分二者的关键是“电”与“动”的先后,“电动机”是指电路中有电源,电引起动,即先电后动;“发电机”是指线圈的“动”使电路中有了电流,动引起电,即先动后电。,【变式训练】(2013咸宁中考)如图所示是电磁现象的四幅实验装置图,下列分析中不正确的是(),a.图甲装置是研究电磁感应现象b.图乙装置是研究磁场对电流的作用c.图丙装置是研究电流周围存在着磁场d.图丁装置是电动机的结构原理图【解析】选d。本题考查电与磁现象,要求学生区分电磁感应、电流的磁效应和磁场对电流的作用。甲通过ab做切割磁感线运动产生感应电流;乙是演示通电导体在磁场中受力转动;丙图是奥斯特实验;丁图是线圈的转动切割磁感线产生感应电流,是发电机的原理图。故选d。,(2012铜仁中考)如图所示甲、乙两图是电磁学部分的两个重要实验。甲图闭合开关后,会发现直导线在磁场中运动;乙图闭合开关后,如果用力推动直导线沿左右方向运动,会发现灵敏电流计指针也左右摆动。请判断:人们是根据图的原理制成了发电机,根据图的原理制成了电动机。,【解析】本题考查电与磁的相互作用。甲图说明通电导体在磁场中受到力的作用,这是电动机的原理,乙图是电磁感应现象,这是发电机的原理。答案：乙甲,1.实验方法:_和转换法。2.实验电路图:,控制变量法,3.实验设计:(1)探究感应电流的方向与导体运动的方向的关系思路:保持_方向不变,改变导体_的方向,观察感应电流方向的变化情况(灵敏电流计指针的偏转方向)。(2)探究感应电流的方向与磁感线的方向的关系思路:保持_方向不变,改变磁感线的方向(对调_),观察感应电流方向的变化情况(灵敏电流计指针的偏转方向)。,磁感线,切割磁感线,导体运动,磁极,4.问题探究:(1)实验中,产生的感应电流非常小,如何感知?怎样感知感应电流的方向?提示：靠灵敏电流计指针的偏转靠灵敏电流计指针的偏转方向,若向右偏,则电流从灵敏电流表的正接线柱流入;若向左偏,则反之。(2)实验中,由于产生的感应电流较小,应采取怎样的措施使现象明显?提示：要尽可能选用磁性强的蹄形磁体。可用导线制成匝数很多的线圈代替单根导线。切割磁感线时,要垂直且尽量快速。,【典例】(2013日照中考)为进一步研究电现象与磁现象之间的联系,小明利用身边的实验器材做了下面的探究:小明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;闭合开关后,铜棒ab、电流表、开关组成闭合电路;小明将实验中观察得到的现象记录在表中。,(1)实验中,小明通过观察来判断电路中是否有感应电流。(2)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。(3)比较实验可知:在导体运动方向不变时,感应电流方向与磁场方向有关。(4)小明分析得出,产生感应电流的条件是_。,【解析】(1)小明通过观察电流表的指针是否偏转来判断电路中是否有电流。(2)由2和3(或6和7)知,磁场方向相同,导体的运动方向不同,电流表指针的偏转方向不同,说明感应电流的方向与导体运动的方向有关。(3)由表格中数据知,2和6或3和7的导体运动方向相同,磁场方向不同,电流表指针的偏转方向也不同,说明感应电流的方向与磁场的方向有关。,(4)由表格中数据知,当开关断开时,不会有电流产生;若导体向上运动或向下运动时,不切割磁感线,此时电路中也没有电流,可得产生感应电流的条件是闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动。答案：(1)电流表指针是否偏转(2)导体运动的方向(3)2、6(或3、7)(4)闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动,【延伸探究】结合典例探究以下问题:(1)在上述实验中,保持导体ab不动,闭合开关,让磁体左右运动,此时电流表指针(选填“偏转”或“不偏转”)。(2)产生感应电流的过程中,能转化为能。【解析】本题考查电磁感应现象。(1)导体ab不动,磁体左右运动时,以磁体为参照物,导体做切割磁感线运动,所以此时会产生感应电流,电流表的指针会发生偏转。(2)在电磁感应的过程中,消耗了机械能,产生了电能,机械能转化为电能。答案：(1)偏转(2)机械电,1.如图是生活中常用来固定房门的“门吸”,它由磁铁和金属块两部分组成。该金属块能被磁铁所吸引,是因为可能含有以下材料中的()a.银b.铁c.铝d.锌【解析】选b。本题考查磁现象的磁性。磁铁能吸引铁、钴、镍等材料,但是不能吸引银、铝和锌,故b对。,2.如图是u形磁铁周围的磁感线。根据磁感线方向,下列对磁极的判断正确的是()a.甲是n极,乙是s极b.甲是s极,乙是n极c.甲、乙都是s极d.甲、乙都是n极【解析】选a。本题考查磁感线的相关知识。在磁体的外部,磁感线都是从n极出发,回到s极。故选a。,3.如图所示的奥斯特实验说明了()a.电流的周围存在着磁场b.电流在磁场中会受到力的作用c.导线做切割磁感线运动时会产生电流d.小磁针在没有磁场时也会转动【解析】选a。本题考查电生磁。奥斯特实验首次发现电和磁之间的联系,当导线中有电流通过时,小磁针发生偏转,说明通电导线周围有磁场,即电流周围存在磁场,故选a。,4.用如图所示的电路研究“磁场对通电导线的作用”时,下列做法可以改变导体受力方向的是()a.只改变电流方向b.增大电流c.减小电流d.对调磁极同时改变电流方向,【解析】选a。本题考查磁场对电流的作用。当只改变电流的方向或只改变磁场的方向时,导体的受力方向会发生改变,当两者都改变时,导体的受力方向不改变,而电流的大小只影响导体受力的大小,故选a。,5.小磁针悬挂静止后有一定的指向,说明地球本身_(选填“是”或“不是”)个巨大的磁体;电磁铁在实际中的用途很多,最直接的应用之一是电磁起重机。把电磁铁安装在吊车上,通电后吸起大量钢铁,移动到指定位置后,切断,磁性消失,把钢铁放下。【解析】本题考查地磁场及电磁铁的应用。地球本身是一个巨大的磁体,在其周围存在磁场,小磁针受地磁场的作用后,有一定的指向;电磁铁的磁性有无可以通过电路的通断来进行控制。答案：是电流,6.为判断电源的正负极,晓华同学找来了一个小铁钉,把绝缘导线的一部分绕在上面,制成了一个电磁铁连在电路中。闭合开关s,小磁针静止时的指向如图所示。据此判断(选填“a”或“b”)端是电源的正极。,【解析】本题考查磁极间的作用及右手螺旋定则。解答此类题目一般采取分步解析法,具体运用时可分为三步进行:(1)判断电磁铁两端的磁极。(2)用右手螺旋定则判断电流方向。(3)标出电磁铁电流的环绕方向。由小磁针s极指向可知电磁铁右端为n极,由右手螺旋定则可判断电磁铁的电流方向,再根据电流方向判断电源的正、负极。答案：b,7.某同学探究电磁铁的特性,连成了如图所示的电路。如果想改变电路中的电流,可以通过调节来实现。通过观察电磁铁吸起大头针的多少可判断电磁铁磁性的_。,【解析】本题考查电磁铁特性的实验探究。由欧姆定律可知,电压一定时,电流跟电阻成反比。由题图可知,电路的总电压不变,移动滑动变阻器的滑片时,电路中的电阻发生变化,电流也将随着变化;磁铁的磁性越强,吸引的磁性物质越多,所以通过观察电磁铁吸起大头针的多少可判断电磁铁磁性的强弱。答案：滑动变阻器强弱,8.如图是一种温度自动报警器原理示意图,制作水银温度计时,插入一根金属丝,水银与金属丝相接触时,电磁铁电路就会接通。当温度时,电铃响,发出报警信号,此时螺线管的上端是极。,【解析】本题考查电磁继电器的工作过程及右手螺旋定则的应用。当温度升高时,水银与金属丝相接触,电磁铁电路接通,电磁铁有磁性吸引衔铁,电铃电路接通,电铃响,发出报警信号;根据右手螺旋定则可判定螺线管的上端是n极。答案：升高n,9.如图所示,请标出开关闭合后螺线管的南、北极并画出放在其左侧的小磁针的转动方向。,【解析】本题考查右手螺旋定则的应用及磁极间的相互作用。由通电螺线管的电流方向,可由右手螺旋定则判断螺线管左端为n极,右端为s极。根据小磁针n极指向与磁感线方向相同,判断出小磁针将顺时针转动。答案：如图所示,10.如图所示是研究电磁感应现象的实验装置,ab是一段粗铜导线,通过导线连接在灵敏电流计的两接线柱上。通过一系列的实验操作,分析总结出了产生感应电流的条件。请你回想一下你们当时在做这个实验时的情境,并参照表格示例,再写出其中的两次实验操作及相应的实验现象。,【解析】本题考查电磁感应的实验探究的操作,是开放性试题。可以改变ab的运动方向、运动快慢,并观察灵敏电流计指针变化;可以改变磁场的强弱,并观察灵敏电流计指针变化;也可以移动磁铁,并观察灵敏电流计指针变化。,答案：(任答两条)(1)竖直上下移动ab灵敏电流计指针不发生偏转(2)左右移动ab灵敏电流计指针发生偏转(3)左右加快移动ab灵敏电流计指针偏转幅度变大(4)换用磁性较大的磁铁以同样速度左右移动ab,灵敏电流计指针偏转幅度更大(5)ab不动,左右移动磁铁灵敏电流计指针偏转(6)ab左右移动方向不同灵敏电流计指针偏转方向不同,1.(2012滨州中考)下列说法正确的是()a.磁感线是磁场中真实存在的曲线b.在用磁感线描述磁场时,磁感线都是从磁体的s极出发,回到n极c.小磁针的n极在任何情况下都指向地理的南极d.物理学中,把小磁针静止时n极所指的方向规定为该点磁场的方向,【解析】选d。本题考查磁场及其方向的表示和磁现象。磁感线是为了描述磁场的方便而假想的一些曲线,a选项错;磁体周围的磁感线都是从磁体的n极出发回到磁体的s极,内部磁感线从磁体的s极出发回到磁体的n极,b选项错;小磁针静止时n极指向地理的北极,c选项错;物理学中规定小磁针静止时n极的指向为该点的磁场方向,d选项正确。,【误区警示】磁感线是人为画的,是假想的一些线,属于建立的物理模型;不要误认为没有画磁感线的地方就没有磁场;也不要误认为磁场是以磁感线的形式存在的。,2.(2013淄博中考)如图所示,当开关闭合后,下列说法正确的是()a.螺线管的下端是s极b.小磁针将转动,静止后n极向下c.小磁针将转动,静止后s极向下d.当滑动变阻器的滑片向右滑动时,螺线管的磁性增强,【解析】选b。本题考查对右手螺旋定则的理解。开关闭合后,根据右手螺旋定则,螺线管的下端为n极,上端为s极,根据异名磁极相吸的原理,小磁针的n极顺时针转动直到向下为止。当滑动变阻器的滑片向右滑动时,电阻增大,电流减小,螺线管的磁性减弱。,3.(2013临沂中考)借助如图所示的实验装置,晓明探究“磁场对通电直导线的作用”。闭合开关,原本静止的轻质硬直导线ab水平向右运动。要使ab水平向左运动,下列措施中可行的是(),a.将a、b两端对调b.将滑动变阻器的滑片向右移动c.换用磁性更强的蹄形磁体d.将蹄形磁体的n、s极对调【解析】选d。本题考查通电导体在磁场中受力运动的知识。通电导体在磁场中受力运动的方向跟磁场方向和电流方向有关,要改变通电导体在磁场中受力运动的方向,要么只改变磁场的方向,要么只改变导体中电流的方向,故选d。,4.(2013株洲中考)下列用电器或设备中,没有电磁铁的是()a.电烙铁b.电铃c.电磁起重机d.电磁继电器【解析】选a。本题考查电磁铁的应用。电烙铁消耗的电能是完全用来发热的,没有用到电磁铁;电磁铁在通电时有磁性,断电后磁性就随之消失,b、c、d选项均需要电磁铁产生磁性进行工作。,【方法技巧】u形电磁铁的优点当电磁铁被做成u形时,磁性最强的两极相距较近,当通电时,电磁铁的两极可以同时起作用,从而可使其吸引磁性物质的能力更强。在电流相等、匝数相同时,u形电磁铁的磁性是条形电磁铁的2倍。,5.(2013泰安中考)根据图中通电螺线管的南北极,标出小磁针的n极和电源的“+”极。,【解析】本题考查右手螺旋定则的应用。根据同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引可知,小磁针的上端为n极;根据右手螺旋定则电源的上端为正极。答案：如图所示,6.(2013宜昌中考)如图为探究“磁生电”的实验装置。,(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