苏科版九年级物理第十六章电磁转换-师

PAGEPAGE32苏科版九年级物理第十六章电磁转换第一节磁体与磁场第二节电流的磁场一、内容第一节磁体与磁场电流的磁场二、学习目标1、知道磁体有吸铁性和指向性：知道磁极间的相互作用。2、知道磁体周围存在磁场和磁场具有方向性，知道磁感线，了解地磁场。3、知道电流周围存在磁场，知道通电螺线管对外相当于一个磁体4、通过实验，探究通电螺线管外部磁场的方向5、用实验证实电磁间的相互作用，知道电磁继电器的构造和工作原理三、重点与难点1、磁极间的相互作用：用磁感线描述磁场的方向性2、探究通电直导线及通电螺线管周围存在着磁场3、会用安培定则判断通电螺线管的电流与磁极间的关系4、理解电磁铁和电磁继电器的原理四、方法指导(一)磁体和磁场1．磁体的一些性质（一）磁性：磁体具有吸引大头针等物质的性质称为磁性用磁体去吸引一堆大头针的实验可以得出此结论(2)磁极：磁体上磁性最强的部分称为磁极。磁体有两个磁体：北极（N)和南极(S)(3)磁化：使原来没有表现出磁性的物体获得磁性的过程叫磁化实验：用被磁体磁化的大头针靠近其它大头针，结果其它大头针也被吸引了。2．磁场：(1)磁场的存在：可利用小磁针来检验小磁针在一般情况下是指向南北的。若小磁针指向发生变化，则小磁针周围存在着磁场（2）磁场方向：磁场具有方向性，当小磁针放在磁场不同处，小磁针N极指向不同，这说明磁场各点方向不同。规定：小磁针静止时，N极所指方向就是该点磁场方向（3）磁感线：磁感线是用来描述磁场的一些假想曲线，实际上并不存在，但它是根据无数小磁针(被磁化的铁屑)在磁场里分布和排列情况，模仿出的曲线。磁体周围磁感线都是从磁体北极出来，回到南极。3．地磁场⑴地球本身是一个巨大的磁体，地球周围的磁场叫地磁场⑵地磁北极在地理南极附近，地磁南极在地理北极附近。⑶我国宋代沈括是世界上最早记载地理两极与地磁两极并不重合，存在着磁偏角的科学家。(二)电流的磁场1．奥斯特实验：说明通电导体周围存在着磁场，磁场的方向跟电流方向有关2．通电螺线管的外部磁场(1)通电螺线管周围也存在着磁场(2)通电螺线管周围磁场跟条形磁体十分相似用铁屑和一定数量小磁针摆在通电螺线管周围，观察铁屑的分布和小磁针的偏转情况。3．安培定则判断通电螺线管的电流和磁极间关系使用安培定则判断的步骤：(1)标出螺线管上电流环绕方向（2）由环绕方向确定右手的握法(3)由握法确定大拇指的指向，大拇指所指的这一端就是螺线管的N极4．电磁铁及其应用⑴电磁铁实际上就是带有铁心的螺线管⑵通过电磁铁的电流越大，线圈匝数越多，磁性就越强⑶电磁铁跟永磁体比较的优点。5．电磁继电器的工作原理及作用电磁继电器可以用低电压、弱电流的控制电路控制高电压、强电流的工作电路，实现遥控牙口生产自动化。五、例题选讲例1、有甲、乙两根外形完全相同的钢棒，一根有磁性，另一根没有磁性，用图中的哪种方法可以一次把它们区分开来？解析：一般条形磁铁在磁极在棒的两端，棒中间是没有磁性的，选项C没有办法确定棒是否有磁性；在选项A、B中，甲、乙两棒各有顶端相互接触，根据力的作用是相互的，因此也无法确定哪个棒的顶端有磁性。选项D用甲棒顶端接触乙棒的中间，如果吸引，说明甲棒顶端是磁极，甲是条形磁铁，乙是没有磁性的钢棒；如果不吸引，说明甲棒没有磁性，乙棒就是条形磁铁。本题应选D。例2、当钢条靠近磁针的N极时，N极自动接近钢条，根据这一现象可知（）A、可以确定钢条原来一定有磁性，且钢条与磁针接近的一端是N极B、可以确定钢条原来一定有磁性，且钢条与磁针接近的一端是S极C、可以确定钢条原来一定无磁性D、不能确定钢条原来没有磁性解析：仅从磁针自动接近钢条并不能确定钢条一定有磁性。因为磁极对磁性物质的作用是相互的。磁针轻小，它和没有磁性的钢条相互作用时就能自动接近钢条，所以选项B只是一条可能，这要求我们分析问题必须全面、周到。本题应选D。例3、下列关于磁场和磁感线的说法正确的是（）A、只有磁铁周围才有磁场B、磁感线是由铁屑形成的C、磁感线是客观存在的闭合曲线D、越靠近磁极的地方磁感线越密解析：本题考查对磁场和磁感线概念的理解。由于通电导体和磁体一样，周围存在着磁场，故选项A是错误的；因为磁场对放入其中的磁体有力的作用，小磁针正是在这个力的作用下发生了偏转，如果顺着众多小磁针所指的方向连成曲线，就得到了假想的磁感线，故选项B与C都是错误的；由于磁体磁性最强的部分是磁极，由“铁屑实验”可观察到，越靠近磁极铁屑越密。本题应选D。例4、如图（甲）所示，根据小磁针的指向（黑色为N极），画磁感线的方向（每条都画），并标出磁铁的N、S极。解析：小磁针在磁场中静止时北极所指的方向就是该点的磁场方向，再根据条形磁铁在磁体外部磁感线由N极出发回到S极，便可确定条形磁体（或蹄形磁体）的南北极，答案如图（乙）所示。例5、如图所示，当开关S闭合后，小磁针的N、S极按箭头方向转动到与螺线管轴方向一致时静止不动，试判断电源的正、负极。解析：螺线管通电后两端出现N、S极，根据同名磁极相斥、异名磁极相吸这一特点，可以判定螺线管的左端一定为N极。由安培定则画出螺线管中的电流方向，再由电流总是由电源正极流出。通过螺线管回到电源负极，便可确定电源正、负极。经分析可知：电源左端为正极，右端为负极。例6、如图所示，轻弹簧下悬挂一个条形磁铁，磁铁下方有一通电螺线管，如图所示，为使悬挂磁铁的轻弹簧伸得最长，下列措施正确的是（）A、S2闭合B、滑片P向b移动C、螺线管内插入铁芯D、把电源两极对调后，接入原电路解析：根据现在图中所示的电路可知，螺线管的上端为N极，与条形磁铁相互排斥，条形磁铁上的弹簧伸长极小。要想使其伸得最长，只能变斥力为引力，要求螺线管上方为S极，本题应选D。例7、如图是王刚做“研究电磁铁”实验的示意图，他在实验中发现大铁钉A比B能吸引更多的上铁钉。⑴在图中标出电磁铁A和B的N极。⑵根据实验现象得到什么结论？_____________________解析：本题通过观察比较，着重考查运用控制变量法研究影响电磁铁磁性强弱实验的能力。此实验控制的变量可以是：⑴电流的强弱；⑵铁芯的大小；⑶线圈的匝数。观察图知，A和B都是大小相同的勿钉，两个电磁铁串联，且它们的电流相同，左边电磁铁的匝数多，吸引的小铁钉多，故它的磁性也较强。解答：⑴电磁铁A的上端为N极，电磁铁B的下端为N极（图略）。⑵电流相同（外形等其他条件确定），电磁铁线圈匝数越多，磁性越强。例8、图是一种防汛报警器的原理图，K是触点开关，B是一个漏斗形的竹片圆筒，里面有个浮于A，当水面上涨到到达警戒水位时（）A、甲灯亮B、乙灯亮C、两灯都亮D、两灯都不亮解析：本题是电磁继电器在防汛中的应用，当水位在安全水位时，触点K断开，电磁继电器中无电流，衔铁被弹簧拉开，工作电路甲灯亮；当水位上升时，浮筒A上升，等到触点开关被接通，电磁铁产生磁性将衔铁吸下，工作电路中乙灯亮。解答：本题选B。

同步练习一、填空题1、磁化是指原来没有__________的物体获得________，被磁化的钢棒，磁性能长期_______，因此可用钢制成水磁体。2、能在水平面内自由转动的小磁针静止时，总是一端_________，一端_________，这是因为受到________的作用。3、在磁场中的某一点，小磁针北极所受磁力的方向与该点的磁场方向_________，南极所受磁力的方向与该点的磁场方向__________。4、螺线管与电磁铁的区别是______________，电磁铁的磁性比螺线管的磁性______，这是因为_______________________。5、电磁继电器是利用________来工作的，它可以用低电压、弱电流的控制电路去控制_________、_________的工作电路，还可以实现_________和_________的目的。6、如图所示，在静止的小磁针上方拉一根与磁针平行的导线，给导线通电时，磁针会_________，这个实验叫________实验，它表明_______________________。若改变导线中的电流方向，小磁针偏转达方向_______。这表明电流的磁场方向与________的方向有关系。7、通电螺线管周围的磁场和_________的磁场一样，它两端的极性跟________的方向有关，可以用________来判定。其方法是用________手握住通电螺线管，让__________的方向与电流的方向一致，那么大拇指所指的那端就是螺线管的__________。二、选择题8、某同学设计几种不同方法来检验一块铁片有没有磁性，其中无效的是（）A、把这块铁片跟磁铁靠近，看它们是否排斥B、把这块铁片跟磁铁靠近，看它们是否吸引C、把这块铁片悬挂起来，让它能在水平内自由转动，看它是否能静止在南北方向D、把这块铁片靠近来磁化的大头针，看这它能整流器吸引大头针9、下列说法中正确的是（）A、在磁场中草药同的点，磁场方向一定不同B、磁场中的磁感线可能相交C、磁感线上任何一点的切经方向就是该点的磁场方向D、磁场是看不见、摸不着的，因此磁场是人们假想的10、图中，正确的是图（）11、如图所示的电路中，甲、乙线圈套在同一玻璃棒上能够自由移动，当开关S闭合后（）A、两个线圈将向左右分开B、两个线圈将向中间靠拢C、两个线圈都静止不动D、两个线圈先向左右分开，后向中间靠拢12、在图中，要使铁钉磁化后的磁性加强，采取下列哪些措施能达到目的？（）A、改变电流方向B、减小通过导线的电流C、增大通过导线的电流D、减小绕过铁钉上导线的圈数13、如图所示，为电流及其磁场的磁感线分布图示，其中正确的是（）A、图(a)和图(b)B、图(b)和图(d)C、图(a)和图(d)D、只有图(c)14、如图所示，当滑动变阻器的滑片P向右移动时，下列说法中正确的是（）A、电流表的示数变小，电磁铁的磁性减弱B、电流表的示数变大，电磁铁的磁性增强C、电流表的示数不变，电磁铁的磁性减弱D、电流表的示数减小，电磁铁的磁性增强15、电磁铁的两磁体的位置如图所示，虚线表示磁感线，从图中可知，磁极甲乙丙丁的顺序是（）A、S、N、S、NB、N、N、S、NC、S、N、S、SD、N、S、N、N三、作图题16、放在纸盒外的小磁针静止时各磁针N极指向如下图左所示，请画出盒中条形磁体并标明N、S极。17、试在上图右中标出A、B、C三处磁感线方向。18、在图中标出小磁针发生转动的方向。19、请在图中标出小磁针的N和S极或标出电源的正负极。20、根据图中给出的条件画邮螺线管的绕线。四、实验设计题21、有两根完全相同的钢棒，一根有磁性，另一根没有磁性，如果没有任何其他用具，怎能样才能知道哪个有磁性，哪个没有磁性？如果可以用其他用具，可以用几种方法判断哪一根有磁性，哪一根没有磁性？22、如图所示，用笔画线代替导线，将图中各元件连成电路。要求：⑴电池串联使用；⑵接通电路后小磁针静止于图示位置；⑶变阻器滑片P向右移动时，蹄形电磁铁的磁性减弱。23、如图所示是一种火警报警器，安全时绿灯亮，当发生火警时，红灯亮，电铃响，从而达到报警的目的。试说明这种火警报警器的工作原理。24、如图所示的是一个自动控制电热水器的示意图，温控部分是一个充有水银的温度计，在温度计玻璃泡中引出一根导线，在温度计玻璃管上部装有一可调的金属丝，还有一个电磁继电器，一个绿灯，一个电热丝，要求：在温度计没有达到设定温度时电热丝通电工作，当水温升高到设定温度时，指示水温达到要求的电灯（绿灯）亮，电热丝断电停止加热。请按要求，把示意图中的电路连接起来。

参考答案与提示一、1、磁性、磁性、保持2、指南、指北、地磁场3、相同，相反4、电磁铁内部有铁芯，强，铁芯被磁化后磁场更强5、电磁铁，高电压，强电流，自动控制，远程控制6、偏转，奥斯特，电流周围存在着磁场，改变，电流7、条件磁体，电流，安培定则，右，四指，北极二、8、B9、C10、C11、B12、C13、D14、B15、C三、16、17～20略四、21、没有其他用具：用甲棒的一端去靠乙棒的中间，若吸引，则甲有磁性；若不吸引，则乙有磁性。22、略23、第16章电磁转换第3节磁体对电流的作用第4节直流电动机

2008-01-1913:31:08|

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电磁转换第3节

磁体对电流的作用第4节

直流电动机

A二.

教学重点、难点：1.

知道磁极对电流的作用2.

知道影响通电导体在磁场中的受力方向的因素3.

知道磁场对电流作用的应用（电动机）及能量转化。4.

知道直流电动机的主要构造，会安装直流电动机模型。5.

理解改变直流电动机转向的方法。三.

主要知识点分析：1.

通电导体在磁场中受力A.

原因：电流周围存在着磁场，与原磁场之间有力的作用B.

受力的方向与电流的方向和磁场的方向有关C.

受力的大小与电流的大小和磁场的强弱有关2.

通电线圈在磁场中受力而转动A.

当线圈转动到平衡位置时，如图上下两边受到的力彼此平衡，线圈将停止转动。此位置为平衡位置。B.

换向器：（1）构造：两个半圆环、两个电刷（2）作用：当线圈转到平衡位置时，自动改变线圈中的电流方向，使线圈能够连续转动3.

电动机A.

原理：通电线圈在磁场中受力而转动，并通过换向器自动改变线圈中电流的方向，从而使电动机连续转动B.

电动机的转动方向与电流的方向和磁场的方向有关，只改变电流方向或磁场的方向都能改变电动机的转动方向而电流方向和磁场的方向同时改变则不能改变电动机的转动方向。C.

转动速度与电流大小和磁场的强弱有关，提高电流大小和磁场强弱可以改变电动机的转动速度。

【典型例题】例1.

如图所示是检验磁场对通电导体作用力的实验装置。当导线ab中有某方向电流通过时，它受到磁场的作用力向上。（1）如果仅将两磁极对调位置，导线ab受力向___________；（2）如果磁极位置不变，仅改变ab中的电流方向，导线ab受力向__________；（3）如果同时对调磁极位置和改变电流方向，导线ab受力向____________。分析：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。当电流的方向或者磁感线的方向变得相反时，通电导线受力的方向也变得相反。如果电流的方向和磁感线的方向都变得相反，通电导线受力的方向不变。答案：由以上分析可知：（1）如果仅将两磁极对调位置，导线ab受力向下；（2）如果仅改变ab中的电流方向，导线ab受力向下；（3）如果同时对调磁极位置和改变电流方向，导线ab受力向上。说明：受力的方向可以用左手定则来实行断定。

例2.

要改变直流电动机的转向，下列哪些方法是不可行的（

）。

A.

改变线圈中的电流方向

B.

改变磁场方向

C.

将电源的正负极和两个磁极同时调换

D.

电源的正负极或两个磁极调换

分析：线圈的转动方向与线圈受的磁力方向有关，而磁力方向同电流方向以及磁感线方向都有关。A：只改变线圈中的电流方向时线圈受的磁力方向也随之反向；同理B情况下线圈受的磁力方向也反向；C：电源的正负极和两个磁极同时调换时线圈受的磁力方向不改变；D情况分别与A或B完全相同。故可行的是A、B、D三种方法。答案：C说明：在改变直流电动机的转动方向时，我们可以依据受力的方向与哪些因素有关的知识来进行判断

例3.

如图所示，AB、CD是两根通电导线，在图中标出两根导线的电流方向，则__________。分析：AB导线周围存在着磁场，CD导线的周围也存在着磁场，电流方向相反，故磁场的方向也应该相反，可以看成是两个异名磁极的磁场，故相吸引。答案：相互吸引。说明：对于直线电流我们也可以用右手螺旋定则来进行判断，这时，把导线看作是一个很大的螺母管的一个部分，用右手四指弯向电流方向，拇指指向磁场方向。

例4.

如图所示，从一个不能打开的盒子（内有电池组等电路元件）上的两个小孔中伸出一段细软的长导线。试在不断开该导线的情况下，设计两种不同的方法判断该导线中是否有电流，并根据你的设计填写下表。

所用器材主要实验步骤及判断导线中是否有电流的方法方法一

方法二

分析：电流看不见，摸不到，但电流通过导体时会产生一些特有的现象，即电流通过导体会产生一些效应。我们可以通过电流的效应来判断电流的存在。答案：方法一：利用电流的磁效应判断所用器材：大铁钉、一些大头针主要实验步骤和判断方法：①把细软导线紧密排绕在大铁钉上制成一个电磁铁；②把电磁铁一端靠近大头针，如果吸引大头针，导线中有电流，如果不吸引大头针，导线中没电流。方法二：利用电流的磁效应判断所用器材：小磁针（带支架）主要实验步骤和判断方法：①把小磁针支起来，使小磁针能够在水平面内自由转动；②小磁针静止时，将细软导线拉直并且平行小磁针使之处在小磁针的上方。若小磁针发生偏转，导线中有电流，如果小磁针不发生偏转，导线中没有电流。

方法三：利用通电导线在磁场中受力运动判断所用器材：大蹄形磁铁。一段轻质直棒主要实验步骤和判断方法：①把细软导线顺沿轻质直棒后，在棒的两端绑缚并能使棒悬挂起来；②把直棒水平放置在蹄形磁铁两极之间（如图所示），若直棒受力运动，导线中有电流，如果直棒静止不动，导线中没有电流。说明：在做这类题目时，我们应该把知识前后联系起来。建构自己的知识体系。

【模拟试题】一、填空题1、直流电动机的主要组成部分是________、________、________和________。

2、要改变电动机转向，只需把________对调一下，或把________对调一下，要增大电动机转速，则应将变阻器滑片移到________的位置。

3、观察直流电动机模型的两个电刷，它们分别与换向器的________相接触，使电源和线圈组成________电路，又能使线圈由于惯性经过平衡位置时能________地改变电流的方向。

4、从能量的角度来思考，通电导体在磁场中运动时，________能变成________能。

5、实际的电动机内部线圈总是有电阻的，电流通过时会发热，一部分电能转化成________能，使电动机的温度升高，这就是说，电动机工作时，并没有将电能全部转化成________能。

6、如图所示，是________的示意图，其中能够自动改变线圈中电流方向的装置叫做________。7、通电线圈在__________里受力而转动时，电能转化成机械能。__________机是利用这个原理制成的。8、通电导体在磁场中受力方向与__________方向和__________方向有关。9、增强通电螺线管的磁性，可以采用______螺线管的匝数、增大通过螺线管的________和在通电螺线管中加入______的方法。而要提高电动机的转动速度则可以_______________和___________的方法。

10、实验结果表明，电磁铁通电时才________磁性；通入电磁铁的电流越大，它的磁性越_____；在电流一定时，外形相同的螺线管，线圈的匝数越多，它的磁性越_______。

11、电动机是利用

的原理制成的，它把

能转化为

能。同时，它在工作时还会发热，这说明，还有一部分

能转化为

能。

二、选择题12、在安装直流电动机模型的实验中，要减小电动机的转速，正确的措施是（

）A.

增大电源电压

B.

调换磁铁的磁极C.

改变线圈中电流方向

D.

减小线圈中的电流13、一个能自由转动的矩形线圈悬挂在磁场中，通电后，线圈不动，这可能是（

）A.

线圈中电流方向接反了

B.

线圈中通的是交流电C、线圈此时正好处在“平衡位置”

D.

以上说法均不对

14、下列电器中根据通电导体在磁场中要受力的作用原理制成的有（

）A.

电磁铁

B.

发电机

C.

电动机

D.

电磁继电器

15、要想使一台直流电动机的转速增大一些，下列哪些方法可行（

）。A.

增大线圈中的电流强度B.

换用电压较高的直流电源C.

将磁极对调D.

减小原来磁场的磁性

16、关于直流电动机，下列说法中正确的是（

）

A.

直流电动机的工作原理是电磁感应现象

B.

直流电动机正常工作时，将机械能转化为电能

C.

直流电动机换向器是由两个彼此绝缘的半铜环组成的D.

电源的正负极和磁场的方向都改变，直流电动机的转动方向也改变

17、通电直导线在磁场中，下面说法正确的是：（

）A.

一定会受到力的作用；B.

一定会发生运动；C.

不一定受磁力作用；D.

若同时改变电流方向和磁场方向（改为反方向），导线的受力方向不变。18、通电直导线在磁场中受到的力的方向（

）A.

跟磁感线方向平行，跟电流方向垂直。B.

跟磁感线方向垂直，跟电流方向平行。C.

跟磁感线方向垂直，跟电流方向垂直。D.

跟磁感线方向平行，跟电流方向平行。19、奥斯特实验说明了

（

）A.

通电导体的周围存在着磁场

B.

导体的周围存在着磁场C.磁体的周围存在着磁场

D.

磁场对电流有磁力作用20、关于磁场和磁感线下列正确的是

（

）A.

只有在磁铁周围才有磁场B.

磁感线是由铁屑组成的

C.

磁体周围的磁感线都是从磁体北极出来，回到南极

D.

在磁场中某点的小磁针静止时南极所指方向就是该点磁感线方向21、通电螺线管两端磁极的性质决定于

（

）A.

螺线管的匝数

B.

螺线管中电流强度的方向C.

螺线管中有无铁芯

D.

螺线管的长度22、关于磁感线下列正确的是

（

）

A.

磁体周围的磁感线从磁体南极出来回到磁体北极

B.

磁感线是磁体周围实际存在的曲线

C.

磁针北极受磁力方向与该点磁感线方向相同

D.

磁针北极受磁力与该点磁感线方向相反23、第一个发现电与磁之间的联系的人是

（

）A.

焦耳

B.

法拉第

C.

奥斯特

D.

沈括24、电源正负极不调时，通电螺线管某端形成磁场的北极取决于（

）A.

电流的强弱

B.

线圈的绕法

C.

电压的大小

D.

线圈的匝数25、关于直流电动机，下列说法中正确的是（

）A.

电动机工作时，机械能转化为电能B.

电动机是根据电磁感应原理制成的C.

电动机是通过换向器来实现连续转动的D.

同时改变磁场方向和线圈中的电流方向，才能改变电动机的转动方向26、直流电动机工作时，当线圈转到平衡位置时，还会继续转过平衡位置一些，这是由于（

）A.

电流的作用

B.

磁场力的作用

C.

换向器的作用

D.

惯性27、要改变通电导体在磁场中的受力方向，可以采取的方法是：a.

只改变电流的方向；b.

只改变磁场的方向；c.

只改变磁场的强弱；d.

只改变电流的强弱；e.

同时改变电流的方向和磁场的方向。这些方法中，正确的有

（

）A.a、d

B.a、b

C.a、b、e

D.a、b、c28、某同学安装了直流电动机的模型，通电后发现电动机不转，在分析原因时，下列判断中肯定不对的是（

）

A.

磁铁没有磁性了

B.

转子中的线圈烧断了

C.

换向器和电刷接触不良

D.

磁铁的磁极装反了

三、实验探究题29、在探究通电导线在磁场中的受力方向与什么有关系时，一位同学做了如图（a）、（b）、（c）的三个实验。图中AB表示闭合电路的一部分导线，导线上的箭头表示电流的方向，F表示导线受力的方向，S、N表示蹄形磁铁的南北极。（1）通过实验（a）和（b）说明，通电导线在磁场中的受力方向与______的方向有关。（2）通过实验（a）和（b）说明，通电导线在磁场中的受力方向与______的方向有关。30、阅读短文，回答问题从无意中的觉察到伟大的发现

1822年，法拉第想到：既然电流可以产生磁，那么，反过来，磁能否产生电流呢？他决心去探索“磁生电”的途径，并对这个问题进行了长期艰苦的探索。1831年的一天，他做的实验再次失败，他依然想不出个所以然，只好动手收拾器材，就在他从线圈中收起一根磁铁时，无意间发现和线圈相连的电流计上的指针摇动了一下；于是他抓住这一机会深究下去，终于发现了感应电流——“磁”确能产生电流！

法拉第在不断重复这个实验的时候，领悟到：静止的磁不能产生电，只有运动的磁才能生电啊！许多年来，那么多有才华的科学家孜孜不倦、苦心探索的问题，答案竟是如此简单!他们之所以在电磁的研究领域徘徊不前，原来是“静电”和“静磁”的框架束缚了他们的头脑。这说怪也不怪，大凡人们在思考问题的时候，总喜欢按习惯的方法和现有的思想体系来进行逻辑推理，这叫做思维定势。到了这一步创造能力已被窒息，再要前进就困难了。

阅读上文后，请你回答：

（1）“磁生电”在物理学里叫做什么现象！请你举一个实际应用的例子。（2）我们要有新的发现，最重要的是要具有什么样的科学观念？（请写出两个要点）

四、论述题31、我国2008年将正式启动登月计划，如果让你来设计登月车，你将用什么能来驱动登月车？试谈谈你的看法。

【试题答案】

1、线圈，磁体，电刷，换向器

2、磁极，电源正负极，电阻较小

3、两个铜半环，闭合，及时

4、电，机械

5、热（内），机械

6、电动机，换向器7、磁场

电动8、电流

磁场9、增大

电流

铁芯

加大电流

增强磁场10、产生

强

强11、通电导体在磁场中受力转动，并通过换向器自动改变电路中电流的方向使线圈连续转动

电

机械

电

内

12、D

13、C

14、C

15、C

16、C

17、CD

18、C

19、A

20、C

21、B

22、C

23、C

24、B

25、C

26、C

27、B

28、D29、（1）电流

（2）磁场

30、（1）电磁感应

发电机（2）略31、太阳能转化为电能，通过电动机来带动登月车

二.

教学重点、难点：1.

知道磁极对电流的作用2.

知道影响通电导体在磁场中的受力方向的因素3.

知道磁场对电流作用的应用（电动机）及能量转化。4.

知道直流电动机的主要构造，会安装直流电动机模型。5.

理解改变直流电动机转向的方法。

三.

主要知识点分析：1.

通电导体在磁场中受力A.

原因：电流周围存在着磁场，与原磁场之间有力的作用B.

受力的方向与电流的方向和磁场的方向有关C.

受力的大小与电流的大小和磁场的强弱有关2.

通电线圈在磁场中受力而转动A.

当线圈转动到平衡位置时，如图上下两边受到的力彼此平衡，线圈将停止转动。此位置为平衡位置。B.

换向器：（1）构造：两个半圆环、两个电刷（2）作用：当线圈转到平衡位置时，自动改变线圈中的电流方向，使线圈能够连续转动3.

电动机A.

原理：通电线圈在磁场中受力而转动，并通过换向器自动改变线圈中电流的方向，从而使电动机连续转动B.

电动机的转动方向与电流的方向和磁场的方向有关，只改变电流方向或磁场的方向都能改变电动机的转动方向而电流方向和磁场的方向同时改变则不能改变电动机的转动方向。C.

转动速度与电流大小和磁场的强弱有关，提高电流大小和磁场强弱可以改变电动机的转动速度。

【典型例题】例1.

如图所示是检验磁场对通电导体作用力的实验装置。当导线ab中有某方向电流通过时，它受到磁场的作用力向上。（1）如果仅将两磁极对调位置，导线ab受力向___________；（2）如果磁极位置不变，仅改变ab中的电流方向，导线ab受力向__________；（3）如果同时对调磁极位置和改变电流方向，导线ab受力向____________。分析：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。当电流的方向或者磁感线的方向变得相反时，通电导线受力的方向也变得相反。如果电流的方向和磁感线的方向都变得相反，通电导线受力的方向不变。答案：由以上分析可知：（1）如果仅将两磁极对调位置，导线ab受力向下；（2）如果仅改变ab中的电流方向，导线ab受力向下；（3）如果同时对调磁极位置和改变电流方向，导线ab受力向上。说明：受力的方向可以用左手定则来实行断定。

例2.

要改变直流电动机的转向，下列哪些方法是不可行的（

）。

A.

改变线圈中的电流方向

B.

改变磁场方向

C.

将电源的正负极和两个磁极同时调换

D.

电源的正负极或两个磁极调换

分析：线圈的转动方向与线圈受的磁力方向有关，而磁力方向同电流方向以及磁感线方向都有关。A：只改变线圈中的电流方向时线圈受的磁力方向也随之反向；同理B情况下线圈受的磁力方向也反向；C：电源的正负极和两个磁极同时调换时线圈受的磁力方向不改变；D情况分别与A或B完全相同。故可行的是A、B、D三种方法。答案：C说明：在改变直流电动机的转动方向时，我们可以依据受力的方向与哪些因素有关的知识来进行判断

例3.

如图所示，AB、CD是两根通电导线，在图中标出两根导线的电流方向，则__________。分析：AB导线周围存在着磁场，CD导线的周围也存在着磁场，电流方向相反，故磁场的方向也应该相反，可以看成是两个异名磁极的磁场，故相吸引。答案：相互吸引。说明：对于直线电流我们也可以用右手螺旋定则来进行判断，这时，把导线看作是一个很大的螺母管的一个部分，用右手四指弯向电流方向，拇指指向磁场方向。

例4.

如图所示，从一个不能打开的盒子（内有电池组等电路元件）上的两个小孔中伸出一段细软的长导线。试在不断开该导线的情况下，设计两种不同的方法判断该导线中是否有电流，并根据你的设计填写下表。

所用器材主要实验步骤及判断导线中是否有电流的方法方法一

方法二

分析：电流看不见，摸不到，但电流通过导体时会产生一些特有的现象，即电流通过导体会产生一些效应。我们可以通过电流的效应来判断电流的存在。答案：方法一：利用电流的磁效应判断所用器材：大铁钉、一些大头针主要实验步骤和判断方法：①把细软导线紧密排绕在大铁钉上制成一个电磁铁；②把电磁铁一端靠近大头针，如果吸引大头针，导线中有电流，如果不吸引大头针，导线中没电流。方法二：利用电流的磁效应判断所用器材：小磁针（带支架）主要实验步骤和判断方法：①把小磁针支起来，使小磁针能够在水平面内自由转动；②小磁针静止时，将细软导线拉直并且平行小磁针使之处在小磁针的上方。若小磁针发生偏转，导线中有电流，如果小磁针不发生偏转，导线中没有电流。

方法三：利用通电导线在磁场中受力运动判断所用器材：大蹄形磁铁。一段轻质直棒主要实验步骤和判断方法：①把细软导线顺沿轻质直棒后，在棒的两端绑缚并能使棒悬挂起来；②把直棒水平放置在蹄形磁铁两极之间（如图所示），若直棒受力运动，导线中有电流，如果直棒静止不动，导线中没有电流。说明：在做这类题目时，我们应该把知识前后联系起来。建构自己的知识体系。

【模拟试题】一、填空题1、直流电动机的主要组成部分是________、________、________和________。

2、要改变电动机转向，只需把________对调一下，或把________对调一下，要增大电动机转速，则应将变阻器滑片移到________的位置。

3、观察直流电动机模型的两个电刷，它们分别与换向器的________相接触，使电源和线圈组成________电路，又能使线圈由于惯性经过平衡位置时能________地改变电流的方向。

4、从能量的角度来思考，通电导体在磁场中运动时，________能变成________能。

5、实际的电动机内部线圈总是有电阻的，电流通过时会发热，一部分电能转化成________能，使电动机的温度升高，这就是说，电动机工作时，并没有将电能全部转化成________能。

6、如图所示，是________的示意图，其中能够自动改变线圈中电流方向的装置叫做________。7、通电线圈在__________里受力而转动时，电能转化成机械能。__________机是利用这个原理制成的。8、通电导体在磁场中受力方向与__________方向和__________方向有关。9、增强通电螺线管的磁性，可以采用______螺线管的匝数、增大通过螺线管的________和在通电螺线管中加入______的方法。而要提高电动机的转动速度则可以_______________和___________的方法。

10、实验结果表明，电磁铁通电时才________磁性；通入电磁铁的电流越大，它的磁性越_____；在电流一定时，外形相同的螺线管，线圈的匝数越多，它的磁性越_______。

11、电动机是利用

的原理制成的，它把

能转化为

能。同时，它在工作时还会发热，这说明，还有一部分

能转化为

能。

二、选择题12、在安装直流电动机模型的实验中，要减小电动机的转速，正确的措施是（

）A.

增大电源电压

B.

调换磁铁的磁极C.

改变线圈中电流方向

D.

减小线圈中的电流13、一个能自由转动的矩形线圈悬挂在磁场中，通电后，线圈不动，这可能是（

）A.

线圈中电流方向接反了

B.

线圈中通的是交流电C、线圈此时正好处在“平衡位置”

D.

以上说法均不对

14、下列电器中根据通电导体在磁场中要受力的作用原理制成的有（

）A.

电磁铁

B.

发电机

C.

电动机

D.

电磁继电器

15、要想使一台直流电动机的转速增大一些，下列哪些方法可行（

）。A.

增大线圈中的电流强度B.

换用电压较高的直流电源C.

将磁极对调D.

减小原来磁场的磁性

16、关于直流电动机，下列说法中正确的是（

）

A.

直流电动机的工作原理是电磁感应现象

B.

直流电动机正常工作时，将机械能转化为电能

C.

直流电动机换向器是由两个彼此绝缘的半铜环组成的D.

电源的正负极和磁场的方向都改变，直流电动机的转动方向也改变

17、通电直导线在磁场中，下面说法正确的是：（

）A.

一定会受到力的作用；B.

一定会发生运动；C.

不一定受磁力作用；D.

若同时改变电流方向和磁场方向（改为反方向），导线的受力方向不变。18、通电直导线在磁场中受到的力的方向（

）A.

跟磁感线方向平行，跟电流方向垂直。B.

跟磁感线方向垂直，跟电流方向平行。C.

跟磁感线方向垂直，跟电流方向垂直。D.

跟磁感线方向平行，跟电流方向平行。19、奥斯特实验说明了

（

）A.

通电导体的周围存在着磁场

B.

导体的周围存在着磁场C.磁体的周围存在着磁场

D.

磁场对电流有磁力作用20、关于磁场和磁感线下列正确的是

（

）A.

只有在磁铁周围才有磁场B.

磁感线是由铁屑组成的

C.

磁体周围的磁感线都是从磁体北极出来，回到南极

D.

在磁场中某点的小磁针静止时南极所指方向就是该点磁感线方向21、通电螺线管两端磁极的性质决定于

（

）A.

螺线管的匝数

B.

螺线管中电流强度的方向C.

螺线管中有无铁芯

D.

螺线管的长度22、关于磁感线下列正确的是

（

）

A.

磁体周围的磁感线从磁体南极出来回到磁体北极

B.

磁感线是磁体周围实际存在的曲线

C.

磁针北极受磁力方向与该点磁感线方向相同

D.

磁针北极受磁力与该点磁感线方向相反23、第一个发现电与磁之间的联系的人是

（

）A.

焦耳

B.

法拉第

C.

奥斯特

D.

沈括24、电源正负极不调时，通电螺线管某端形成磁场的北极取决于（

）A.

电流的强弱

B.

线圈的绕法

C.

电压的大小

D.

线圈的匝数25、关于直流电动机，下列说法中正确的是（

）A.

电动机工作时，机械能转化为电能B.

电动机是根据电磁感应原理制成的C.

电动机是通过换向器来实现连续转动的D.

同时改变磁场方向和线圈中的电流方向，才能改变电动机的转动方向26、直流电动机工作时，当线圈转到平衡位置时，还会继续转过平衡位置一些，这是由于（

）A.

电流的作用

B.

磁场力的作用

C.

换向器的作用

D.

惯性27、要改变通电导体在磁场中的受力方向，可以采取的方法是：a.

只改变电流的方向；b.

只改变磁场的方向；c.

只改变磁场的强弱；d.

只改变电流的强弱；e.

同时改变电流的方向和磁场的方向。这些方法中，正确的有

（

）A.a、d

B.a、b

C.a、b、e

D.a、b、c28、某同学安装了直流电动机的模型，通电后发现电动机不转，在分析原因时，下列判断中肯定不对的是（

）

A.

磁铁没有磁性了

B.

转子中的线圈烧断了

C.

换向器和电刷接触不良

D.

磁铁的磁极装反了

三、实验探究题29、在探究通电导线在磁场中的受力方向与什么有关系时，一位同学做了如图（a）、（b）、（c）的三个实验。图中AB表示闭合电路的一部分导线，导线上的箭头表示电流的方向，F表示导线受力的方向，S、N表示蹄形磁铁的南北极。（1）通过实验（a）和（b）说明，通电导线在磁场中的受力方向与______的方向有关。（2）通过实验（a）和（b）说明，通电导线在磁场中的受力方向与______的方向有关。30、阅读短文，回答问题从无意中的觉察到伟大的发现

1822年，法拉第想到：既然电流可以产生磁，那么，反过来，磁能否产生电流呢？他决心去探索“磁生电”的途径，并对这个问题进行了长期艰苦的探索。1831年的一天，他做的实验再次失败，他依然想不出个所以然，只好动手收拾器材，就在他从线圈中收起一根磁铁时，无意间发现和线圈相连的电流计上的指针摇动了一下；于是他抓住这一机会深究下去，终于发现了感应电流——“磁”确能产生电流！

法拉第在不断重复这个实验的时候，领悟到：静止的磁不能产生电，只有运动的磁才能生电啊！许多年来，那么多有才华的科学家孜孜不倦、苦心探索的问题，答案竟是如此简单!他们之所以在电磁的研究领域徘徊不前，原来是“静电”和“静磁”的框架束缚了他们的头脑。这说怪也不怪，大凡人们在思考问题的时候，总喜欢按习惯的方法和现有的思想体系来进行逻辑推理，这叫做思维定势。到了这一步创造能力已被窒息，再要前进就困难了。

阅读上文后，请你回答：

（1）“磁生电”在物理学里叫做什么现象！请你举一个实际应用的例子。（2）我们要有新的发现，最重要的是要具有什么样的科学观念？（请写出两个要点）

四、论述题31、我国2008年将正式启动登月计划，如果让你来设计登月车，你将用什么能来驱动登月车？试谈谈你的看法。

【试题答案】

1、线圈，磁体，电刷，换向器

2、磁极，电源正负极，电阻较小

3、两个铜半环，闭合，及时

4、电，机械

5、热（内），机械

6、电动机，换向器7、磁场

电动8、电流

磁场9、增大

电流

铁芯

加大电流

增强磁场10、产生

强

强11、通电导体在磁场中受力转动，并通过换向器自动改变电路中电流的方向使线圈连续转动

电

机械

电

内

12、D

13、C

14、C

15、C

16、C

17、CD

18、C

19、A

20、C

21、B

22、C

23、C

24、B

25、C

26、C

27、B

28、D29、（1）电流

（2）磁场

30、（1）电磁感应

发电机（2）略31、太阳能转化为电能，通过电动机来带动登月车物理：16.5《电磁感应现象

发电机》复习教案（苏科版九年级下）

一.

教学内容：

第16章电磁转换

第5节

电磁感应现象

发电机

二.

教学重点、难点：

1.

知道导体在磁场中产生感应电流的条件。

2.

了解发电机的工作原理。

3.

感应电流方向与导体切割磁感线的方向和磁场方向有关。

4.

知道发电机中能的转化情况

三.

主要知识点分析：

1.

电磁感应现象

A.

奥斯特研究电是否可以转化为磁的问题，而磁能否产生电呢？这是本节课要研究的问题。

B.

英国物理学家法拉第经过十年的不懈努力，发现了电磁感应现象。

C.

闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中产生电流的现象叫电磁感应现象，电磁感应现象中产生的电流叫感应电流。

2.

影响感应电流方向的因素

A.

在磁感应现象中，导体里感应电流的方向跟磁场的方向和导体运动的方向有关。

B.

在电磁感应现象中机械能转化为电能。

C.

产生感应电流的条件有两点：

（1）一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，导体在磁场中的运动方向和磁感线的方向不平行。

（2）电路闭合，磁场中做切割磁感线运动的导体两端产生感应电压，是一个电源。电路闭合，电路中就会产生感应电流。电路不闭合，电路两端有感应电压，但电路中没有感应电流。

3.

发电机

A.

是利用机械能转化为电能工作的机械

B.

原理：电磁感应

C.

产生的电流的大小时刻在改变，方向也在有规律的改变，我们把这种大小与方向作周期性改变的电流，叫做交流电。

D.

交流电的周期：是指电流有规律地改变一次所用的时间。交流电在1秒内改变的次数，叫做交流电的频率，我国交流电的频率是50Hz。即每秒钟电流方向改变100次。

E.

我们平时使用的各种电池所提供的是直流电。

F.

发电机在工作时是将机械能转化为电能。

所以要消耗其它形式的能,要以其它能源作为动力。发电机都是由转子（转动部分）和定子（固定部分）两部分组成。磁极不动线圈转动的发电机叫做旋转电枢式发电机，线圈不动磁极旋转的发电机叫做旋转磁极式发电机，为了得到较强的磁场，旋转磁极式发电机采用电磁铁代替永磁体

【典型例题】

例1.在探究产生感应电流的实验中，某同学按照如图所示的4种情况让闭合电路的一段导体AB在磁场中沿箭头所示方向运动，其中能够产生感应电流的是（

）分析：电磁感应现象中产生感应电流的条件有两点：一是闭合电路的一部分导体，这一点题目已经明确给出，无须考虑。二是这一部分导体要切割磁感线。重点理解“切割”的含义，图A、B、D中导线运动方向与磁感线方向平行，不存在“切割”，图C中导线运动方向与磁感线方向相交，符合“切割”的含义，故本题中图C能产生感应电流。答案：C说明：产生感应电流的条件有两个：一是闭合电路的一部分导体，二是这一部分导体要切割磁感线。在判断切割运动时，可以是导体运动，也可以是磁场运动。

例2.如图所示的装置中，金属棒PQ用两根细软导线连接后，在蹄形磁铁之间悬挂，把单刀双掷开关S掷向“1”时，是演示

的现象；开关S掷向“2”时，是演示

的现象。分析：通电导体在磁场中受力的实验中，电能转化为机械能，即消耗了电能，得到机械能，因此在该实验中，需要有电源，所以开关S掷向“1”是演示该实验的。电磁感应现象的实验中，机械能转换为电能，为了检验产生感应电流，在进行实验时，需要在电路中接电流表或灵敏电流计，因此开关S掷向“2”是演示该实验的。答案：通电导体在磁场中受力

电磁感应

说明：“电磁感应”和“磁场对通电导体的作用”两种现象的区别。“电磁感应”和“磁场对通电导体的作用”两种现象，都涉及到磁场、电流、运动，它们之间的区别如下表所示：

磁场对通电导体的作用电磁感应现象分析原因通电导体在磁场中闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动结果受到力的作用而运动产生感应电流导体中电流由电源提供感应电流能量转化电能——机械能机械能——电能典型实验图应用电动机发电机

例3.如图所示是一个交流发电机的原理图，下列关于线圈abcd的各边切割磁感线的情况，正确的是（

）A.各边任何时候都切割磁感线

B.bc、ad边任何时候都切割磁感线C.ab、cd边任何时候都切割磁感线

D.当线圈平面与磁感线垂直时，ab、cd不切割磁感线分析：利用所学知识，不难判断bc、ad边任何时候都不切割磁感线，ab、cd边在线圈平面与磁感线垂直的一瞬间，ab、cd的运动方向与磁感线平行时不切割磁感线，其余时候都切割磁感线。答案：D说明：如图所示，放在磁场中的矩形线圈，两端各连一个铜环K和L，它们分别跟电刷A和B接触，并跟电流表组成闭合电路，让线圈在磁场中转动，由于ab边和cd边做切割磁感线的运动，电路中就有了感应电流。在线圈转动的前半周，线圈都从一个方向切割磁感线，因此电流方向从A经电流表到B不改变；在后半周，线圈从相反方向切割磁感线，电流方向和前半周相反，由B经电流表流向A。线圈继续转动，电流方向将周期性地重复上述变化。线圈在磁场里转动一周，电路中的感应电流的方向和大小就发生一个周期性变化。线圈在磁场中持续转动，线圈就向外部电路提供方向和大小都做周期性变化的交流电。注意：无论交流发电机还是直流发电机，在线圈中产生的都是交流电，只不过直流发电机输出的电流却是直流电。

【模拟试题】（答题时间：60分钟）一、选择题1.下列机器或装置是利用“通电导体在磁场中受力运动”原理工作的是（

）

A.电铃

B.电动机

C.电磁继电器

D.电话2.关于直流电动机，下列说法中正确的是（

）A.电动机工作时，机械能转化为电能B.电动机是利用换向器来实现连续转动的C.同时改变磁场方向和线圈中电流方向，才能改变电动机的方向D.改变线圈中电流方向可以改变电动机的转动速度3.下列说法中正确的是（

）A.电动机工作时将机械能转化为电能B.话筒工作时将电能转化为机械能C.发电机是根据电磁感应原理工作的D.蓄电池不能将电能转化为化学能4.在研究“通电导体在磁场中受力方向与电流方向的关系”时，控制磁场方向不变用到的研究方法与下面哪个相同？（

）A.用磁感线表示磁场的形状B.学习电流时，把它比做水流C.在电流相同的条件下，研究电磁铁的磁性强弱与线圈匝数的关系D.通过条形磁体吸引大头针的数目来确定其磁性的强弱5.关于直流电动机，下列说法中正确的是（

）A.电动机工作时，机械能转化为电能B.电动机是根据电磁感应原理制成的C.电动机是通过换向器来实现连续转动的

D.同时改变磁场方向和线圈中的电流方向，才能改变电动机的转动方向6.科学家发现的电磁感应现象的重要应用是制造出（

）

A.电磁铁

B.发电机

C.电动机

D.电热器7.在下列情况下，导体一定能产生感应电流的是（

）A.导体在磁场中静止时

B.导体在磁场中做切割磁感线运动时C.闭合电路的部分导体在磁场中运动时

D.闭合电路中的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时8.关于放在磁场中的通电导体，下列说法正确的是（

）

A.一定受磁场力的作用

B.一定不受磁场力的作用C.可能受磁场力的作用

D.以上说法都不正确9.若将一台电动机的线圈用超导材料制成，则将出现的现象是（

）

A.通电后电动机将不能转动

B.通电后电动机仍能转动，但会产生大量的热，电能主要转化为内能C.通电后电动机仍能转动，并且不会产生热量，电能几乎都转化为机械能D.以上说法都不对10.如图所示，在安装直流电动机模型的实验中，下列现象可能发生的是（

）A.将电源的两极对调，线圈转动的方向不改变B.将磁铁的两极对调，线圈转动的方向不改变C.将电源、磁铁的两极都对调，线圈转动的方向不改变D.将电源、磁铁的两极都对调，线圈转动的方向会改变11.小佳在安装直流电动机模型中，接通电源后，电路中有电流，电动机就是不转，原因不可能是（

）

A.电源的正、负极接反

B.磁铁的磁性太弱

C.电源电压太低

D.轴承的摩擦力太大了12.下列说法中正确的是（

）

A.电动机的发明，实现了机械能向电能的大规模转化B.发电机是利用通电线圈在磁场中受力转动的原理制成的C.奥斯特实验说明利用磁场可以产生电流D.电铃是利用电流的磁效应来工作的13.直流电动机工作时，当线圈转到平衡位置时，还会继续转过平衡位置一些，这是由于（

）A.电流的作用

B.磁场力的作用

C.换向器的作用

D.惯性14.图中是垂直于纸面的一根导体，并且是闭合电路的一部分，它在磁场中沿如图中箭头所示的方向运动时，不会产生感应电流的是（

）15.要改变通电导体在磁场中的受力方向，可以采取的方法是：a.只改变电流的方向；b.只改变磁场的方向；c.只改变磁场的强弱；d.只改变电流的强弱；e.同时改变电流的方向和磁场的方向．这些方法中，正确的有（

）A.a