九年级物理全册 第二十章 电与磁课件 （新版）新人教版.ppt

第二十章电与磁 一 磁现象和磁场1 磁现象 1 磁体 磁体能够吸引 等物质 2 磁极 磁体上吸引能力 的两个部位 分 s 和 n 3 磁极间作用的规律 同名磁极相互 异名磁极相互 4 磁化 一些物体在磁体或电流的作用下获得 的现象 铁 钴 镍 最强 南极 北极 排斥 吸引 磁性 2 磁场 1 存在 周围存在着磁场 2 性质 对放入其中的磁体产生 的作用 3 方向 磁体周围某点的小磁针静止时 小磁针 的指向 3 磁感线 用来方便 形象地描述磁场的一些带箭头的曲线 在磁体外部 磁体周围的磁感线从 出发 回到 磁体 力 北极 n极 s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 地球 北极 南极 二 电生磁1 电流磁效应 1 发现 丹麦物理学家 证实电流的周围存在着磁场 2 影响因素 通电导线周围的磁场方向与 方向有关 奥斯特 电流 2 通电螺线管的磁场 1 分布 通电螺线管外部的磁场与 的磁场相似 2 极性判断 安培定则 用右手握住螺线管 让四指指向螺线管中 的方向 则拇指所指的那端就是螺线管的 极 条形磁体 电流 n 3 电磁铁 1 特点 有 通过时有磁性 否则无磁性 2 影响磁性强弱的因素 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 匝数 电磁铁磁性越强 3 应用 电磁起重机 电铃 电磁继电器等 电流 越大 越多 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 低电压 弱电流 高电 压 强电流 电磁铁 三 电动机1 磁场对通电导线的作用 1 性质 通电导线在磁场中受到 的作用 2 影响因素 力的方向与 有关 力 电流方向 磁感线的方向 2 电动机 1 原理 根据 的原理制成 2 换向器 每当线圈刚转过 时 自动改变线圈中的电流方向 使线圈持续转动下去 3 能量转化 电能转化为 能 通电导体在磁场中受力运动 平衡位置 机械 四 磁生电1 电磁感应现象 由于导体在磁场中运动而产生 的现象 2 产生感应电流的条件 1 部分导体 2 电路闭合 3 做 运动 3 感应电流的方向 与导体 的方向和 的方向有关 4 发电机 1 原理 2 能量转化 机械能转化为 能 电流 切割磁感线 切割磁感线 磁场 电磁感应 电 读 练 1 判一判 地磁场地球是一个巨大的磁场 最早利用地磁场指示方向的装置是图中所示的 司南 勺柄应为该磁体的 选填 n 或 s 极 s 2 练一练 电流的磁效应某同学用如图所示装置研究电与磁的关系 比较甲乙两图可知 比较甲丙两图可知 通电导 体的周围存在着磁场 电流的磁场方向与电流方 向有关 3 填一填 动圈式扬声器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 当电流方向改变时 线圈将 运动 与扬声器原理相同的是 选填 电动机 或 发电机 s 反向 电动 机 4 画一画 根据螺线管中电流的方向 请画出下面两图中螺线管的n s极 参考答案 考点1磁场 磁感线 通电螺线管的磁场磁场 磁感线 通电螺线管磁场和磁极之间的关系 联系 磁场方向 小磁针静止时n极指向 磁感线的方向以及小磁针静止时n极受力方向都是一致的 提分技法 1 任何一个磁体的两端磁性最强 中间几乎无磁性 2 磁场客观存在 而磁感线并不存在 3 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 示范题1 2015 滨州中考 如图所示 通电螺线管附近的小磁针处于静止状态 则螺线管a端是 极 电源的d端是 极 解题探究 解答本题时思考以下两个问题 1 根据小磁针静止时的指向可以明确哪些信息 2 如何利用安培定则判断电源的正负极 提示 1 小磁针静止时n极的指向就是磁感线的方向 2 根据安培定则可以判断出电磁铁中的电流流向 根据电流流向判断正负极 解析 本题考查磁极间的相互作用和安培定则的应用 由于异名磁极相互吸引可以确定通电螺线管的b端为n极 所以a端为s极 根据安培定则可以判断出通电螺线管外面线圈中电流的方向向下 又因为电流从电源的正极流出 所以电源的d端为正极 答案 s正 示范题2 2014 茂名中考 闭合开关s后 电磁铁a和永磁体b间的磁场分布如图所示 请标出永磁体b的n s极和画出通电螺线管的绕线方法 解题探究 解答本题时思考以下两个问题 1 根据磁感线的方向可以明确哪些信息 2 如何判断通电螺线管中的电流流向 提示 1 在磁体周围磁感线都是从磁体的n极出发 回到s极 可以判断永磁体和电磁铁的n s极 2 根据安培定则可以判断出通电螺线管中的电流流向 解析 在磁体的外部 磁感线总是从磁体的n极发出最后回到s极 所以永磁体b的左端为s极 电磁铁a的右端是n极 根据安培定则 伸出右手使右手大拇指指向电磁铁的n极 四指弯曲所指的方向为电流的方向 即电流从电磁铁a的左端流入 答案 如图所示 备选例题 2014 烟台中考 如图所示的电路中 开关闭合后 根据小磁针静止时的指向可知 a a端是通电螺线管的n极 c端是电源正极b a端是通电螺线管的n极 c端是电源负极c b端是通电螺线管的n极 d端是电源正极d b端是通电螺线管的n极 d端是电源负极 解析 选b 本题考查通电螺线管的极性和电流方向的判断 小磁针静止时n极指向右 由于异名磁极相互吸引 同名磁极相互排斥 可以确定螺线管的a端为n极 b端为s极 根据图中的线圈绕向 利用安培定则可以确定线圈中的电流方向是从螺线管的右端流入 左端流出 所以电源的d端为正极 c端为负极 故选b 知识拓展 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 小磁针在磁场中静止时n极的受力方向 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 考点2电磁铁和电磁继电器1 电磁铁 1 实验方法 控制变量法 2 磁性强弱的比较 通过它吸引铁钉或曲别针等的多少来判断 吸引数量越多 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 弹簧弹起衔铁 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 示范题3 2015 烟台中考 如图是一种水位自动报警器的原理示意图 当水位升高到金属块a时 a 红灯亮 绿灯灭b 红灯灭 绿灯亮c 红灯亮 绿灯亮d 红灯灭 绿灯灭 解题指南 解答本题抓住以下关键 关键1 明确控制电路的工作过程 关键2 明确工作电路的工作过程 解析 选a 本题考查电磁继电器的工作原理 当水位升高到金属块a时 控制电路接通 电磁铁有磁性 吸引衔铁 使动触点与下面的静触点相连 与上面的静触点分离 所以红灯亮 绿灯灭 a选项正确 示范题4 2014 佛山中考 如图所示是直流电铃的工作原理示意图 铃锤与衔铁一端固定 衔铁与弹性片相连 在自然情况下弹性片是和螺钉接触的 接通电源 电磁铁具有 从而吸引衔铁 铃锤敲击铃碗发声 同时弹性片与螺钉 导致断电 此时电磁铁释放衔铁 弹性片又和螺钉 使电路通电 铃碗发声 如此往复循环 解题关键 解答本题抓住以下关键 关键1 明确电磁铁的磁性有无与电流通断有关 关键2 知道电磁铁通电后具有吸引铁 钴 镍的性质 解析 本题考查对电磁继电器的工作原理的了解和掌握 通电时 电磁铁有电流通过 产生了磁性 把铃锤下方的弹性片吸过来 使铃锤打击铃碗发出声音 同时电路断开 电磁铁失去了磁性 铃锤又被弹回 电路闭合 不断重复 电铃便发出连续击打声了 答案 磁性分离接触 考点3电磁三现象及其应用 提分技法 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 示范题5 2015 济南中考 如图所示是一种环保型手电筒 使用它时只要将它来回摇晃 就能使灯泡发光 下列四幅图中能反映这种手电筒的工作原理的是 解题关键 解答本题从以下角度分析 1 装置中是否有电源 电磁感应现象和发电机装置中没有电源 2 有电源的装置中是否有电流表 是否有线圈转动 有则是电动机原理装置图 解析 选a 本题考查对电和磁现象的认识 a图是电磁感应现象 当闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时 在导体中就会产生感应电流 所以灯泡会发光 故正确 b图和c图都是电流的磁效应 故都错 d图不完整 无法判断是电磁感应现象的图 还是通电导体在磁场中受力原理图 故错误 示范题6 2015 镇江中考 某同学制作了如图甲所示的装置 风吹动时 风车带动磁体上方的线圈转动 线圈两端引出线上的绝缘漆已全部刮掉 灵敏电流计的指针会发生偏转 图乙是该同学设计的另一种由轻质材料制成的风车模型 则下列说法正确的是 a 该装置是利用电流磁效应工作的b 该装置的工作原理与电动机相同c 若图甲中电流计换成干电池 则无风吹时 线圈能持续转动d 若用图乙所示风车模型替换图甲中风车 则有风吹时 电流计指针也能发生偏转 解题关键 解答本题要注意以下关键 关键1 发电机与电动机的工作原理 关键2 电动机的线圈能持续转动的条件 关键3 流体压强与流速的关系 解析 选d 本题考查的是电流的磁效应 电磁感应 电动机原理及流体压强和流速的关系 风吹风车转动 灵敏电流计有示数 是机械能转化为电能 属于电磁感应现象 则a b错误 若把电流计换成干电池 通电后线圈会转动 但由于电流方向不变 只能转动90 不会持续转动 c错误 由于图乙的叶片像机翼 当风吹过时较平面空气流速小 压强大 会使叶片沿图乙中的逆时针方向转动 d正确 备选例题 1 2014 德州中考 甲图所揭示的实验原理 乙图中与之相同的是 解析 选d 题图甲中实验是电磁感应实验 闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动 能够产生感应电流 a实验是奥斯特实验 说明了通电导体周围存在着磁场 不符合题意 b实验说明了通电导体在磁场中要受到力的作用 不符合题意 扬声器是磁场中的线圈在通入交变电流时受力发生振动 即通电导体在磁场中受力 不符合题意 动圈式话筒工作过程 声波振动 引起膜片振动 带动线圈振动 线圈切割永久磁体的磁场产生感应电流 经放大传给扬声器 由此可知其工作原理是电磁感应现象 符合题意 故选d 2 2014 梅州中考 如图所示是研究电和磁关系的两个实验装置 下列说法正确的是 a 甲图是发电机的原理图b 乙图是电动机的原理图c 在甲图中 闭合开关时 导体ab会上下运动d 在乙图中 导体ab左右运动时 电路中有感应电流 解析 选d 本题考查磁场对通电导线的作用和电磁感应 图甲是演示磁场对电流作用的实验装置 是电动机的原理图 闭合开关 导体在磁场受力而向左 或向右 运动 故选项a c错误 图乙是研究电磁感应现象的实验装置 是发电机的原理图 导体ab左右运动时 切割磁感线运动 电路中有感应电流 故选项b错误 选项d正确 知识拓展 电与磁相关作用的两个定则 1 右手定则 判断导体做切割磁感线运动时产生的感应电流的方向 磁感线穿过手心 大拇指指向导体运动的方向 四指所指的方向即为感应电流的方向 大拇指与四指所指方向垂直 2 左手定则 判断通电导体在磁场中受力的方向 磁感线穿过手心 四指指向电流方向 大拇指所指的方向即为导体受力的方向 大拇指与四指所指方向垂直 主题一探究磁场对通电导线的作用 实验装置 实验关键 1 闭合开关 观察导体ab是否运动 2 探究通电导线受力方向与电流方向的关系 思路 控制 不变 改变 如图 对调电源正负极改变电流方向 3 探究通电导线受力方向与磁感线方向的关系 思路 控制 不变 改变 如图 把蹄形磁体上下磁极对调一下改变磁感线方向 磁感线方向 电流方向 电流方向 磁感线方向 要点探究 1 实验中 如何证明磁场对通电导体有力的作用 提示 闭合开关 当导体中有电流时 导体由静止变为运动 说明导体受到了力的作用 从而证明磁场对通电导体有力的作用 2 怎样增大通电导体在磁场中受力的大小 提示 增强磁场或者增大电流 示范案例 1 2015 泰州中考 1 按图甲组装实验器材 给直导线通电 直导线向左运动 这说明 对通电导线有力的作用 只对调电源正 负极接线 通电直导线会向 运动 这说明通电导体的受力方向与 有关 2 如图乙是某兴趣小组制作的神奇转框 框的上部中央与电池正极相连 下部紧贴在与电池负极相连的柱形物两侧 金属框就可以绕电池持续转动 据此 你认为构成柱形物的材料应具有较好的 填物理属性 解析 本题考查探究磁场对电流的作用及其应用 1 按图甲组装实验器材 给直导线通电 直导线向左运动 这说明通电导线在磁场中受到力的作用 且只对调电源正 负极接线 即电流的方向发生改变 通电直导线会向右运动 这说明通电导体的受力方向与电流的方向有关 2 据题意可知 若使得线框转动 即必须有电流 且有磁场 所以对于柱形体来说 必须有磁性 且必须具有导电性 即为导体 答案 1 磁场右电流的方向 2 磁性导电性 2 2014 泉州中考 实验装置如图所示 闭合开关 观察到金属杆向左运动起来 实验现象说明磁场对 有力的作用 利用这种现象可以制成 机 断开开关 对调电源正 负两极 重新接入电路 再次闭合开关 观察到金属杆向 运动起来 解析 本题考查通电导体在磁场中受力运动的知识 通电导体在磁场中会受力而运动 这个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 当对调电源正 负两极 即改变了电流方向 金属杆就会向相反方向运动 答案 通电导体 或通电金属杆 电动右 或相反方向 主题二探究什么情况下磁可以生电 实验装置 实验关键 1 探究感应电流产生的条件 思路 闭合开关 让金属杆分别 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 沿不同的方向 断开 2 探究感应电流的方向与导体运动的方向的关系 思路 保持 不变 改变 的方向 观察灵敏电流计指针的偏转方向 3 探究感应电流的方向与磁感线的方向的关系 思路 保持 不变 改变磁感线的方向 对调 观察灵敏电流计指针的偏转方向 磁感线方向 导体切割磁感线 导体运动方向 磁极 要点探究 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感知感应电流方向靠灵敏电流计指针的偏转方向感知 若向右偏 则电流从灵敏电流计的正接线柱流入 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 示范案例 1 2014 江西中考 利用如图所示的装置探究导体在磁场中运动产生感应电流的条件 实验时 控制磁场方向相同 改变导体ab的运动方向 步骤一 导体水平左右运动 如图甲所示 电流计指针 这是因为 步骤二 导体竖直上下运动 如图乙所示 电流计指针 这是因为 步骤三 导体水平左右运动 如图丙所示 电流计指针偏转 电路中有电流产生 综合上面实验现象 可以得出感应电流产生的条件是 解析 本题考查产生感应电流的条件 在图甲中 导体水平左右运动 虽然切割磁感线 由于开关没有闭合 电路中不会产生感应电流 所以电流计指针不偏转 在图乙中 导体竖直上下运动 没有切割磁感线 不会产生感应电流 所以电流计指针不发生偏转 根据甲 乙 丙三图可得出感应电流产生的条件是闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动 答案 不偏转开关没有闭合不偏转导体ab没有切割磁感线闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动 拓展探究 结合上题探究以下问题 1 如果导体左右往复运动 电路中产生的是 2 闭合电路中有电流的必要条件是要有电源 在电磁感应现象中 闭合电路中 相当于电源 解析 1 如果导体左右往复运动 电路中产生的感应电流的方向将改变 这种电流是交流电 2 在电磁感应现象中 闭合电路中做切割磁感线运动的导体相当于电源 给电路提供电压 答案 1 交流电 2 做切割磁感线运动的导体 2 2015 福州中考 小华在探究怎样产生感应电流的实验中 设计了如图所示的实验装置 1 将磁体向右插入螺线管中时 观察到灵敏电流计的指针向右偏转 由此可知 2 将磁体从螺线管中向左拔出时 会