中考物理 第1718章课件 沪科版.ppt

第十七章从指南针到磁浮列车第十八章电能从哪里来 1 磁现象 1 磁极 任何磁体都有两个磁极 磁 n极 磁 s极 2 磁极间的相互作用规律 同名磁极相互 异名磁极相互 3 磁化 原来不显磁性的物质通过靠近或接触等方式使其显出 的现象 4 铁磁化物质 能被 的物质 如 等 北极 南极 排斥 吸引 磁性 磁化 铁 钴 镍 2 磁场 1 概念 周围存在的一种看不见 摸不着的物质 2 描述方法 磁感线 定义 描述磁场的某些特征和性质的带 的 方向 磁感线上任何一点的 方向 就是该点的磁场方向 特点 a 方向 在磁体外部 磁感线总是从磁体的 极发出 最后回到 极 b 强弱 磁感线分布越密的地方 其磁场越 磁感线分布越疏的地方 其磁场越 磁体 箭头 曲线 切线 n s 强 弱 3 地磁场 1 定义 这个天然大磁体产生的磁场 2 地磁场的磁极 如图所示 地磁的n极在地球地理位置的 地磁的s极在地球地理位置的 3 作用 航海 海龟的洄游 信鸽的飞翔 地球生命的 保护伞 地球 南极附近 北极附近 指南针 1 奥斯特实验 1 意义 首先揭开了 的联系 2 结论 证明了 周围存在着磁场 通电导体周围磁场的方向与 方向有关 电和磁 通电导体 电流 2 通电螺线管的磁场 1 特点 通电螺线管周围的磁场跟 的磁场相似 2 通电螺线管的磁极 影响螺线管极性的因素 判定 右手螺旋定则 用 握住螺线管 让四指弯曲的方向跟螺线管中的 一致 大拇指所指的那端就是通电螺线管的 如图所示 条形磁铁 电流的方向 右手 电流方向 n极 3 应用 电磁铁 定义 内部插有 的通电螺线管 磁性强弱的影响因素a 线圈匝数 结构相同的电磁铁 电流一定时 线圈的匝数 磁性越强 b 电流大小 线圈匝数一定时 电流 磁性越强 铁心 越多 越大 1 磁场对通电导体的作用 1 磁场对通电导体具有 的作用 2 通电导体在磁场中的受力方向跟 和 有关 力 电流方向 磁场方向 2 电动机 1 原理 根据 的原理制成 2 主要部件 等 如图所示 3 线圈连续转动的原因 每当线圈刚转过 位置时 利用两个铜半环 自动改变线圈中的电流方向 4 能量转化 能转化为 能 通电导体在磁场中受力运动 磁体 线圈 平衡 电 机械 1 电能的产生 1 电池 特点 把 转化为电能的装置 作用 提供 其电流的大小和方向不随时间变化 种类 电池 电池等 其他形式的能 直流电 化学 太阳能 2 发电机 定义 把其他形式的能转化为 的装置 种类 a 发电的能量转化过程 电能 火力 化学 内 机械 b 水力发电的能量传递和转化过程c 核能发电的能量转化过程 机械 机械 机械 内 机械 2 电磁感应现象 1 概念 导体在磁场中做 运动时产生电流的现象 2 感应电流 电磁感应现象中产生的电流 3 感应电流产生的条件 电路的 导体在磁场中做 运动时 电路中产生感应电流 4 影响感应电流方向的因素 导体运动方向 磁场方向 只改变其中一个方向时 感应电流的方向发生 当同时改变二者方向时 感应电流的方向 5 能量转化 在电磁感应现象中 能转化为 能 6 动圈式话筒 应用 原理制成的 切割磁感线 闭合 部分 切割磁感线 改变 不改变 机械 电 电磁感应 3 电能的输送 1 发电机 基本构造 由 两大部分组成 原理 利用 原理制成的 能量转化 把转子转动的 能转化为 能 2 电能的输送 采用高压输电 因为这样可以 电能在输送线路上的损失 转子和定子 电磁感应 机械 减少 电 3 高压触电及其防护 高压触电的形式 a 触电 b 触电 防护 为了安全 必须 高压带电体 电弧 跨步电压 远离 1 微风吊扇通电后扇叶转动 此过程中能转化为能 2 拔下插头 在插头处接发光二极管 用手旋转叶片 发光二极管发光 这是生电的现象 人们利用这一原理制成了 选填 发电机 或 电动机 参考答案 1 电动 或机械 2 磁发电机 1 磁场是一种客观存在的物质 它布满磁体周围的整个空间 并不只在一个平面上 磁场的基本性质就是对放入其中的磁体产生力的作用 2 磁感线是为了形象描述磁场而引入的一些假想的一种物理模型 不是真实存在的 3 磁场的方向 静止时小磁针北极的指向 小磁针北极的受力方向和磁感线的切线方向四者是一致的 4 磁感线密集处磁场强 稀疏处磁场弱 5 在磁体外部 磁感线从n极出发回到s极 而在内部则由s极指向n极 从而形成闭合曲线 拓展延伸 怎样认识和描述磁场磁场是抽象的 在认识和描述磁场的过程中主要采用以下方法 1 通过磁场对放入其中的磁体或磁性物质产生吸引或排斥作用 确认它的存在 这是转换法 2 用铁屑显示磁场的分布 实际上是铁屑在磁场中被磁化成小磁针 由于受到磁力的作用而有规律地排列起来 这是小磁针法 3 与用光线描述光的直线传播一样 用磁感线描述磁场 这是模型法 典例1 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 思路导引 精讲精析 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 方法归纳 1 每个磁体都有两个磁极 不存在单磁极 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相交 变式训练 2012 内江中考 在磁体周围存在磁场 为了形象直观地描述磁场而引入 在它上面的任何一点的切线方向表示该点的磁场方向 它分布的密或疏表示磁场的 解析 本题考查磁场的基本性质和作用 磁体的周围存在磁场 为了形象地描述磁体周围的磁场 引入磁感线的概念 磁感线上任何一点的切线方向表示该点的磁场方向 且磁感线疏密表示磁场的强弱 磁感线越密的地方表示该处的磁场越强 答案 磁感线强弱 磁场 磁感线 磁极间的相互作用规律以及通电螺线管极性的判断是本部分的几个重要知识点 总结如下 典例2 2013 岳阳中考 标出图中通电螺线管的n极 小磁针的n极和磁感线的方向 思路导引 精讲精析 本题考查通电螺线管的磁场和磁感线的知识 根据电源的连接可知螺线管正面部分的电流方向是向下的 利用右手螺旋定则可以判断螺线管的右端为n极 则小磁针的左端为s极 右端为n极 通电螺线管的磁感线方向应当是从n极出发回到s极 答案 如图所示 方法归纳 1 对于右手螺旋定则 使用的是右手而不是左手 2 螺线管上的电流方向是环绕方向 而不是直线方向 3 小磁针的n极所指方向是该点的磁场方向 而s极所指方向与该点的磁场方向相反 变式训练 2012 威海中考 请在图中的虚线方框内 画上适当的电器元件 与框外的通电螺线管和开关组成一个闭合电路 使此电路在开关s1闭合后能够满足 改变电流的强弱 使小磁针静止时方向如图中所示 然后再根据小磁针的指向 在图中标出通电螺线管的n s极 解析 本题考查通电螺线管的性质和极性判断 分析题意可知 必须连入电源和滑动变阻器 根据磁极间的相互作用可知 通电螺线管的左端为n极 右端为s极 再根据右手螺旋定则可知 电流在题图的电路中按顺时针方向流动 据此可确定电源的正负极 答案 如图所示 1 电与磁的关系 2 三种现象的比较 易错警示 1 电生磁无条件 只要有电流 在其周围就存在磁场 2 磁场对电流的作用有条件 电流必须在磁场中且电流的方向和磁场方向不平行 3 磁生电 有条件 有外力的参与 典例3 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 思路导引 解答本题的思路 精讲精析 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 方法归纳 区分电动机与发电机原理图的方法判断是电动机原理图还是发电机原理图 方法是看电路中有电源还是有电流表或灯泡等用电器 如果有电源说明是先有电而后动 所以是电动机原理图 若有电流表说明是动起来后才有了电流 所以是发电机原理图 变式训练 2012 宜昌中考 如图所示是电学中很重要的两个实验 其中利用图甲所示实验装置的原理可以制造出机 利用图乙所示实验装置的原理可以制造出机 解析 本题考查电与磁的相关知识 两个实验的最大区别是 是否需要电源 如图甲所示的电磁感应实验中 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 发电机正是利用该原理制成的 如图乙所示的实验中 通电导体在磁场中受到磁力的作用而发生运动 说明磁场对通电导体有力的作用 电动机就是利用该原理制成的 答案 发电电动 1 实验装置 2 实验方法 法 3 实验设计与步骤 1 闭合开关 观察金属杆是否运动 2 探究通电导体的受力方向与磁场方向的关系 思路 保持 不变 只改变 观察 比较金属杆的运动方向 3 探究通电导体的受力方向与电流方向的关系 思路 保持 不变 只改变 观察 比较金属杆的运动方向 4 实验结论 磁场对通电导体具有 的作用 其作用的方向与 方向和 方向有关 控制变量 电流方向 磁场方向 磁场方向 电流方向 力 磁场 电流 5 问题探究 1 实验中 如何证明磁场对通电导体是否有力的作用 提示 闭合开关 当金属杆中有电流时 金属杆由静止变为运动 说明金属杆受到了力的作用 从而证明磁场对通电导体有力的作用 2 实验中 如何判断金属杆所受力的方向 提示 根据金属杆的运动方向 金属杆向左运动 说明金属杆受到向左的力 金属杆向右运动 说明金属杆受到向右的力 易错警示 1 该实验常跟电磁感应的实验混淆 应该特别注意利用实验装置的不同进行区分 2 同时改变磁场方向和电流方向时 通电导体的受力方向不变 典例1 2011 绵阳中考 如图所示的实验装置是用来研究 选填 电流磁效应 电磁感应现象 或 磁场对通电导线的作用 的 实验中把导线ab放在磁场里 接通电源 让电流通过导线ab 会观察到导线向右运动 如果把电源正 负极对调后接入电路 会观察到导线ab向 选填 左 或 右 运动 如果不对调电源正 负极 但把蹄形磁体上下磁极调换一下 会观察到导线ab向 选填 左 或 右 运动 如果把电源正 负极对调 同时把蹄形磁体上下磁极也调换 则会观察到导线ab向 选填 左 或 右 运动 解析 本题考查磁场对电流的作用 实验装置中有电源 但不是为了吸引铁磁性物质 故不是研究电流磁效应和电磁感应现象 而是研究磁场对通电导线的作用 实验过程中 电源正 负极对调 上下磁极调换 二者改变其一都会使导线ab的运动方向变化 若二者同时改变 则导线ab的运动方向不变 答案 磁场对通电导线的作用左左右 延伸探究 结合典例探究以下问题 1 此现象中 电能转化为 据此制成机 2 猜想 磁场对通电导体作用力的大小与什么因素有关 写出一条即可 你做出上述猜想的依据是什么 解析 1 实验中 电源供电 电路消耗电能 处于磁场中的导体运动起来 获得机械能 故电能转化为机械能 2 磁场和电流是导体受力的两个必要条件 故可猜想磁场对通电导体作用力的大小可能与磁体磁性强弱 导体中的电流大小有关 也可猜想与导体的长度有关 磁场对通电的导体才有作用力 电流有大小之分 力有大小之分 所以猜测二者有关 答案 1 机械能电动 2 与导体中电流大小有关 其他如与磁体磁性强弱 导体长度等有关也可 磁场对通电的导体才有作用力 电流有大小之分 力有大小之分 所以猜测二者有关 1 实验装置 2 实验方法 法 控制变量 3 设计实验与步骤 1 探究感应电流产生的条件 思路 闭合开关 让金属杆分别沿 运动 观察灵敏电流计的指针是否偏转 开关 重新让金属杆分别沿不同的方向运动 观察灵敏电流计的指针是否偏转 不同的方向 断开 2 探究感应电流的方向与导体运动方向的关系 思路 控制 方向不变 改变金属杆的 方向 使金属杆分别向左或向右运动 观察灵敏电流计的指针偏转方向 3 探究感应电流的方向与磁场方向的关系 思路 控制金属杆的 方向不变 改变 的方向 磁极对调 观察灵敏电流计的指针偏转方向 磁场 运动 运动 磁场 4 问题探究 1 灵敏电流计的作用是什么 提示 显示电路中是否有电流 并能显示电路中的电流方向的变化情况 2 闭合开关后 如果保持金属杆静止不动 让磁极左右运动 电路中是否会产生感应电流 提示 此时如果以磁极为参照物 金属杆是运动的 即金属杆做切割磁感线运动 所以会产生感应电流 典例2 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 如图所示 通电螺线管左端小磁针n极指向正确的是 解析 选a 本题考查通电螺线管的性质 根据右手螺旋定则判断 通电螺线管左端是n极 所以小磁针的n极应该指向左 2 下面是我国古代的四大发明 其中利用地磁场来工作的是 a 指南针b 造纸术c 火药d 印刷术 解析 选a 本题考查地磁场的应用 指南针静止时之所以指南北 正是因为受到了地磁场的作用 3 如图所示的四幅图中能说明发电机工作原理的是 解析 选a 本题综合考查电和磁的知识 选项a 当转动扇叶时 与之相连的灯泡会发光 说明有电流产生 是线圈在磁场中做了切割磁感线运动 属于电磁感应现象 是发电机的原理 选项b是探究电磁铁磁性强弱与电流大小之间的关系 选项c是探究磁场对电流的作用 是电动机的原理 选项d是探究磁极间的相互作用规律的实验 故选a 4 将一根导线平行置于静止的小磁针上方 当开关闭合时 小磁针发生偏转 如图所示 这说明通电导线周围存在 将电池的正负极对调 观察小磁针偏转方向的变化 可探究电流的磁场方向与的关系 解析 本题考查奥斯特实验 小磁针发生偏转 说明小磁针受到了磁力的作用 由此证明电流周围存在磁场 电流的磁场方向与电流方向有关 当电流方向改变时 磁场方向会发生改变 小磁针的偏转方向就会改变 答案 磁场电流方向 5 如图所示 闭合开关 观察到金属杆ab向右滚动 断开开关 将电源两极对调后重新闭合开关 可观察到金属杆向滚动 解析 通电导体在磁场中受力的方向与通电电流方向有关 当电流方向改变时 受力方向也改变 所以将电源两极对调后 金属杆向左滚动 答案 左 6 运用 类比法 我们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 解析 本题考查电动机和发电机的原理和构造 发电机利用了电磁感应现象 电动机利用了磁场对通电导体的磁力的作用 它们的构造非常相似 都由磁体和线圈组成 答案 7 学校实验室开放时 同学们对手摇发电机非常感兴趣 他们想 发电机产生感应电流大小跟哪些因素有关呢 于是他们开展了探究 如图是他们所用的发电机和实验记录表 1 根据设计的空白表格可知 他们准备研究发电机产生感应电流的大小与和有关 2 手摇发电机在发电时将能转化为电能 3 手摇发电机的工作原理是 解析 由空白表格可以看出 该实验准备探究感应电流大小与线圈转速和转动方向的关系 手摇发电机在发电时将机械能转化为电能 手摇发电机的工作原理是电磁感应 答案 1 线圈转速线圈转向 2 机械 3 电磁感应 1 2013 雅安中考 关于磁体 磁场和磁感线 以下说法中正确的是 a 铜 铁和铝都能够被磁体吸引b 磁感线是磁场中真实存在的曲线c 磁体之间的相互作用是通过磁场发生的d 物理学中 把小磁针静止时s极所指的方向规定为该点磁场的方向 解析 选c 本题考查有关磁的基本知识 磁体只能吸引铁 钴 镍等物体及其化合物 不能吸引铝 铜 所以a错误 磁感线是为了描述磁场而人为画出的一些线 在实际的磁场中是不存在的 故b错误 磁体周围存在着看不见 摸不着的磁场 磁体与磁体之间的相互作用正是通过磁场发生的 故c正确 磁场中 小磁针静止时n极所指的方向为该点磁场方向 d错 故选c 规律总结 磁场虽看不见 也摸不着 但我们可以根据它对放入其中的小磁针产生作用的现象来认识它 物理学中对于一些看不见 摸不着的现象或不易直接测量的物理量 通常用一些非常直观的现象去认识 或用易测量的物理量间接测量 这种研究问题的方法叫作转换法 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