【教案】第十四章电磁现象

1、单元复习电磁现象一、知识与技能：1、知道磁极之间的相互作用，了解磁场也是一种物质，用磁感应线描述磁场，能判断磁场方向。2、认识电流的磁效应，通电导体周围存在磁场，会用右手螺线管定则判定螺线管极性或其中的电流方向。3、知道通电导体在磁场中受力的作用，会用左手定则判定通电导线在磁场中所受磁力的方向，能正确说明通电线圈在磁场中转动的原理，知道直流电动机的工作原理。4、知道电磁感应现象，通过实验探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件，知道发电机的工作原理。二、过程与方法1、对比电磁现象中主要的三个实验：奥斯特实验、磁场对通电导体的作用实验和电磁感应实验，培养学生实验探究能力，分析概括能力，解决问题能

2、力。2、学会用控制变量法研究物理问题。三、情感态度与价值观1、在解决问题的过程中，能与同学交流与合作，体验战胜困难、解决物理问题时的喜悦。2、在复习过程中，能查缺补漏，形成知识网络，并把物理知识应用到实际问题中去。教学过程（一）磁体和磁场：1. 磁体：（1）磁体：一些物体具有吸引铁、钴、镍等物质的性质叫做磁性。具有磁性的物体叫做磁体。（2）磁极：磁体上磁性最强的部分叫做磁极。每个磁体都有两个磁极，分别叫做南极（S极）和北极（N极）。（3）磁化：使没有磁性的物体得到磁性的过程叫做磁化。（4）磁极之间的相互作用规律：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。2. 磁场：（1）磁体和电流周围存在着一种特殊

3、的物质，叫做磁场。磁场的基本性质就是对放入其中的磁体产生磁力作用。我们可以用小磁针是否受到磁力作用来检验小磁针周围空间是否存在磁场。（2）磁场是有方向的。规定：小磁针北极在磁场中静止时的指向为该点的磁场方向。（3）磁感线是人们为了描绘磁场而人为地画出来的一些假想的曲线，并不真实地存在于磁场之中。利用这些曲线可以形象地表示磁场中各点的磁场方向和磁场的强弱。（4）在画磁感线时应该注意：磁体周围的磁感线是从磁体的N极出来，从磁体的南极进去；磁感线不能相交；磁感线可以是实线，也可以是虚线，但每条磁感线上必须画上箭头；几种常见的磁感线要记牢。3. 地磁场：（1）地球本身是个大磁体，地球周围的磁场叫做地磁

4、场。（2）地磁场的两极和地理两极并不重合，地磁北极在地理南极附近，地磁南极在地理北极附近。（二）电流的磁场（电生磁）：丹麦物理学家奥斯特通过实验发现：电流周围存在磁场（即电流的磁效应）。通电螺线管：通电螺线管的外部磁场与条形磁铁外部的磁场分布相似，通电螺线管的极性与电流方向间的关系可用右手螺旋定则（又叫安培定则）确定。螺线管的磁性有无可由通、断电来控制；磁性的强弱与有无铁芯、电流大小、线圈匝数有关；磁极的极性可由电流方向来改变。电磁继电器：（1）电磁继电器实际上是一个由电磁铁控制的开关，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、弱电流的通断，来间接地控制高电压、强电流的电路的

5、装置。（三）磁场对电流的作用（磁与电流的作用）：1. 通电导体在磁场中要受到磁力的作用。2. 通电导体在磁场里受力的方向，不仅跟导体中的电流方向有关，还跟磁感线的方向有关。磁感线或电流只要有一个方向相反，受力的方向即相反；当导体中的电流与磁感线平行时，磁场对导体没有力的作用。3. 通电导体在磁场中受力而运动的过程就是电能转化为机械能的过程。4. 应用：直流电动机就是根据磁场对通电线圈的转动作用制造而成的。直流电动机中的换向器能自动改变线圈中电流的方向，使用线圈在磁场中绕一个方向不断地旋转。（四）电磁感应（磁生电）：1. 现象：闭合电路的一部分导体在磁场中作切割磁感线的运动时，导体中就产生电流的

6、现象叫做电磁感应，产生的电流叫做感应电流。这一现象是科学家法拉第发现的。2. 产生感应电流的条件是：导体所在的电路是闭合的；导体作切割磁感线的运动。3. 感应电流的方向，不仅跟导体切割磁感线运动的方向有关，还跟磁感线的方向有关，两者只要有一个方向相反，感应电流的方向即相反。4. 应用：发电机是利用电磁感应现象制成的。通过发电机把机械能转化为电能。（五）交流电和直流电：1. 交流电：电流的大小和方向随时间作周期性变化。我国电网规定：交流电的频率为50Hz，周期为0.02s。2. 直流电：电流方向保持不变。【典型例题】例1. 如果通电螺线管的磁场使小磁针成如图所示的指向，试标出通电螺线管中电流方向

7、，以及电源的正、负极（小磁针的黑端为磁针的北极）。分析：通电螺线管相当于一个条形磁铁，由小磁针的指向可判定出通电螺线管左端为S极，右端为N极，运用安培定则可判定出通电螺线管中的电流方向，再根据电流方向进一步判定电源的正极和负极。解答：如图所示。例2. 某同学在一个空心纸管上绕了一些漆包线，为了使导线通电后产生的磁场明显增强，可以采用的方法是：A. 拆去若干圈导线，使所绕导线的电阻减小一些。B. 在空心纸管内部放入一个尽量粗一些的铁芯。C. 再多绕若干圈导线，并在空心纸管内放入一个铜心。D. 在空心纸管内部放入任意材料的金属都可以。分析：通电螺线管的磁性强弱与通入的电流大小、线圈匝数多少、是否插

8、入铁芯等有关。如果拆去若干圈导线，所绕导线的电阻会减小一些，若电源电压不变，电流会大一些，但线圈的匝数减少了，那么磁性可能还会减小，即使由于电流大一些使磁性强一些，也很不明显。同时，增加匝数，如果电流减小一些，磁性也不一定增强。插入铁芯来增强磁性，其道理是铁芯被磁化，所以插入的应是磁性金属，而不能是铜或任意材料的金属。综上所述，可采用的方法是B。解答：B。例3. 如图所示，闭合开关S，并给轻小线圈abcd通以电流，这时将观察到什么现象？试用学过的物理知识简要地予以解释。分析：这时将观察到轻小线圈abcd绕轴OO转动。这是因为闭合开关S后，线圈处于电磁铁的磁场中，所在处的磁感应线自右向左。当给线

9、圈通电后，磁场对电流会产生力的作用。但因ab、cd两边电流的方向相反，故两边受到磁场作用力的方向也相反。这样，线圈将受到两个大小相等、方向相反，不在一条直线上的力的作用，于是绕OO轴发生转动。解答：当线圈abcd中通以电流时，它会绕轴发生转动。例4. 如图所示，图中“”表示磁感线的方向垂直纸面向里，当导体AB向左运动时，（AB与CD、EF的接触处都能通电），小磁铁：（）A. 一定转动。B. 一定不转动。 C. 可能转动，也可能不转动。D. 无法判断。分析：导体ABCDA组成一个闭合电路。根据产生感应电流的条件可知：本题中导体AB向左运动时切割磁感线，会产生感应电流，当这个电流通过螺线管时，螺线

10、管产生磁场，通电螺线管附近的磁场对小磁针作用，使其发生转动。解答：A。【模拟试题】（答题时间：80分钟）一、选择：1. 下列说法正确的是（ ）A. 电动机工作时将机械能转化成电能 B. 话筒工作时将电能转化成机械能C. 变压器是根据电磁感应原理制造的 D. 蓄电池不能将电能转化成化学能2. 如下左图所示，当弹簧测力计吊着一磁体，沿水平方向从水平放置的条形磁铁的A端移到B端的过程中，能表示测力计示数与水平位置关系的是下右图中的（ ） 3. 如图所示的四个实验装置中，用来研究电磁感应现象的是（ ）4. 发现电磁感应现象的科学家是（ ）A. 奥斯特B. 安培C. 法拉第D. 焦耳5. 下列说法中符合

11、实际的是（ ）A. 受地磁场的作用，静止的小磁针的S极总是指向地球的北方B. 高层建筑物顶端装有避雷针C. 行驶的汽车刹车时，乘客会向后倾倒D. 阳光下人们用近视眼镜取火6. 如图所示，在“山”字型铁芯的B端绕有一通电线圈，则它的磁极位置（ ）A. A端为N极，C端为S极B. A端为b极，C端为N极C. A、C两端均为N极，B端为S极D. A、C端均为S极，B端为N极7. 以下哪种物理现象的发现和利用，实现了电能大规模生产（把机械能转化为电能）使人们从蒸气时代进入电气时代（ ）A. 电流通过导体发热B. 电磁感应现象C. 电流的磁效应D. 通电线圈在磁场中转动8. 在如图所示的四个通电螺线管中

12、，能正确地表示通电螺线管磁极极性的是 （ ）ABCD9. 下列实验装置中用于研究电磁感应现象的是（ ）10. 在一个圆纸盒里藏放着一个条形磁铁，在盒子周围放置一些小磁针（小磁针涂黑端为极），这些小磁针静止时的指向如左图所示，则右图中能正确反映盒中条形磁铁放置情况的是（）11. 请你想象一下，假如没有磁（现象），下列可能发生的是（ ）A. 水电站的发电机照常发电B. 电风扇照常工作C. 指南针不能指明方向D. 电动机照常工作12. 要改变直流电动机的转向，以下方法可行的是 （ ）A. 改变电流的大小B. 改变磁场的强弱C. 同时改变电流方向和磁场方向D. 改变电流方向或磁场方向二、填空：1. 为

13、了增强磁性，对通电螺线管可采取的措施是_；_；_.2. 如图所示，当闭合开关S时，小磁针将向 （填“顺时针”或“逆时针”）方向转动，当滑动变阻器的滑片P向右移动时，电磁铁的磁性将 （填“增强”、“不变”或“减弱”）3. 在“畅想家乡美好未来”的主题班会上，同学们奇想妙设，纷纷出计献策。王林同学设计了城市未来磁悬浮轨道列车交通方案，图纸如图所示，请你分析该方案中中应用到的物理知识有：（只要求写出两条）（1）_（2）_4. 发电机是利用_现象制成的，直流电动机是利用通电线圈在_里受力转动的原理制成的。5. 由图中通电螺线管右端的小磁针静止时的指向可知，螺线管所接电源的A端为_极。6. 如图所示，A

14、端是通电螺线管的极。7. 让世人瞩目的世界首条商业运营磁浮线于二二年十二月三十一日在沪通车，科学家们利用了磁极间相互作用的原理，使得列车与导轨脱离接触，目的是为了_ _，从而提高车速。乌鲁木齐到北京铁路线长约为3424km，若乘上平均速度为400kmh的磁悬浮列车，则需_h，就能到达北京。三、作图与探究：1. 如图所示，请分别标出通电螺线管和小磁针的N、S极。2. 如图是一个通电螺线管电路，开关S合上时，小磁针静止在图示位置，请再结合图上提供的其它信息，标出电源的“+”“-”负极，画出螺线管的绕法。3. 小华探究电磁铁磁性与线圈匝数的关系，设计了如下实验：他用相同的漆包线在相同的铁钉上绕制成两

15、个电磁铁，它们的线圈匝数不同，同时用电源分别通电，小华根据图示实验现象得出结论：电磁铁的线圈匝数越多，磁性越强.（1）小华设计的实验不妥之处是_。（2）请你写出实验的改进方法_。 4. 小芳用漆包线在笔杆上绕制了一只螺线管,接入如图所示的电路.闭合开关S后,要使螺线管吸引大头针的数量增多,变阻器的滑片P应向 _ 端移动（填“a”或“b”）,此时灯泡的亮度 _ （ 填 “变亮”“变暗” 或“不变”）。 5. 随着“神舟五号”载人飞船的成功巡天，华夏儿女的下一个目标是登上月球。关于月球上的物理现象和规律，同学们提出了很多问题和猜想。有关月球周围的磁场问题，安琪同学提出了自己的猜想和检验猜想的实验方

16、案。安琪同学的猜想：月球可能像地球一样，本身就是一个巨大的磁体，在它的周围存在磁场，并且也有“月磁”南极和“月磁”北极安琪同学为检验上述猜想所拟定的实验方案：（1）取一个小磁针用细线悬挂在月球表面附近，如果它静止时指向某一方向，则可表明月球周围存在磁场；（2）小磁针静止时，它的N极所指的方向就是“月磁”的北极你认为，安琪为检验猜想所拟定的实验方案中应该改进或改正的是：6. 如图甲表示一个放在磁场中的铁质球壳截面（截面有一定厚度），外磁场的绝大部分 将沿铁质球壳壁内“通过”，极少部分“进入”球内空间。这种现象可以称为“磁屏蔽”。试回答下列问题。（1）类比于电流与电阻的关系，空气与铁这两种物质，“

17、导磁能力”强的是_；（2）为使精密仪器不受外面磁场的影响，可以将仪器放在铁球_的空间中（选填“外部”或“内部”），从而达到磁屏蔽的目的。（3）学完上述知识，用如图乙所示的装置进行实验探究。研究对象有：铁片、铝片、玻璃片、纸片、钢片。将这些研究对象分别置于U形磁铁与回形针之间，哪些物体插入后回形针不会下落？_【试题答案】一、1. C2. D3. A4. C5. B6. D7. B8. D9. B10. C11. C12. D二、1. 插入铁芯增加线圈匝数增大电流（注：这三个答案的顺序可颠倒）。顺时针，增强。2. 利用电流能产生磁场；磁极间的相互作用；车体设计成流线型减小空气阻力；进站时动能转化为重力势能