山东省龙口市诸由观镇诸由中学九年级物理下册 第十六章 电磁现象课件 鲁教版五四制.ppt

电磁现象 知识结构 电磁现象知识结构网络 一 磁现象 1 磁性2 磁体3 磁极4 磁极间的相互作用规律5 磁化 二 磁场 1 定义2 性质3 方向的规定4 磁感线 1 定义 2 方向 3 特点5 地磁场 1 定义 2 地磁极 3 磁偏角 三 电生磁 1 奥斯特实验 1 现象 2 结论2 通电螺线管 1 磁场 2 磁感线方向3 安培定则 1 定义 2 应用步骤4 电生磁应用 四 磁生电 磁生电 1 电磁感应 1 感应电流 2 现象 3 产生条件 4 电流方向 5 能转化2 发电机 1 工作原理 2 主要构造 3 能量转化 4 分类 5 发出的电 1 直流电 2 交流电 电磁现象知识结构网络 例1 爱因斯坦曾说过 磁场 在物理学家看来 正如他坐在椅子上一样实在 这句话形象地说明了 b a 磁场是为研究问题而假想的b 磁场是真实存在的一种物质c 椅子一定是磁体d 磁场是看得见 摸得着的 第一部分跟踪深化 一 磁体磁场磁性材料 例2 两个条形磁铁如图放置 当两磁体相互接触时 小铁钉将会 c a 相互靠近b 相互远离c 落下d 静止不动 例3 如图所示 重为g的小铁块在水平方向力f的作用下 沿条形磁铁的表面从n极滑到s极 下列说法正确的是 a a 小铁块受到的重力始终不变b 小铁块对磁铁的压力始终不变c 小铁块受到的摩擦力始终不变d 小铁块对磁铁的压强始终不变 例4 如图所示 是小宇同学画出的几种磁体周围磁感线的分布情况 其中正确的是 bc 例5 关于磁场和磁感线 下列说法正确的是 c 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的北极出来 回到南极d 在磁场中某点 小磁针静止时 s极所指的方向就是该点的磁场方向例6 指南针是我国古代的四大发明之一 它的应用原理是 c a 同名磁极相吸b 同名磁极相斥c 异名磁极相吸d 异名磁极相斥 例7 为了判断一根钢棒是否有磁性 小明进行了如下几组小实验 其中不能达到目的的是 d a 让钢棒靠近铁屑 铁屑被吸引 则钢棒具有磁性b 用细线将钢棒吊起来 使它能在水平面内自由转动 静止时总是指南北方向 则钢棒具有磁性c 让小磁针靠近钢棒 若钢棒与小磁针相互排斥 则钢棒具有磁性d 让小磁针靠近钢棒 若钢棒与小磁针相互吸引 则钢棒具有磁性例8 橡皮泥具有很强的可塑性 深受小朋友们的喜爱 现在有一种爱吞磁铁的橡皮泥 把高强磁铁放在旁边 磁铁会被慢慢吞噬 如图所示 磁铁会被吞噬的原因是 d a 橡皮泥受到磁铁的压力b 橡皮泥有较强的粘连性c 高强磁铁具有动能d 橡皮泥中含有磁性物质 例9 有一条形铁块 上面的字已模糊不清 试用多种方法判定它是否具有磁性 方法1 根据磁体的吸铁性来判断 如果条形铁块能吸引铁屑 就说明它有磁性 是磁体 如果条形铁块不能吸引铁屑 就说明它没有磁性 不是磁体 方法2 根据磁体的指向性来判断 把条形铁块用细线系住中间 悬吊起来 如果它静止时总是指向南北方向 它就具有磁性 是磁体 如果它静止时会指向任意方向 则它就不具有磁性 不是磁体 方法3 根据磁极间的相互作用来判断 另取一根条形磁铁 用其两端分别先后去靠近条形铁块的某一端 如果两次都能吸引 说明该铁块无磁性 不是磁体 如果一次吸引 一次排斥 说明它有磁性 是磁体 方法4 根据磁体的磁极磁性最强来判断 拿该铁块的一端去靠近一钢棒 或条形磁体 的中间 如图所示 如果能吸引 则说明该铁块有磁性 是磁体 如果不能吸引 则说明该铁块无磁性 不是磁体 二 电流的磁场电磁铁及应用 例3 如图所示 关于通电螺线管产生的磁场 下列判断正确的是 b a a点的磁场向左b b点的磁场向左c c点的磁场向左d d点的磁场向右 知识点 安培定则 通电螺线管周围磁场分布 磁极间的相互作用例1 请在图12中画出通电螺线管的绕法及磁感线的方向 例2 开关s闭合后 小磁针静止时的指向如图所示 由此可知 d a a端是电磁线管的n极 c端是电源正极b b端是电磁线管的n极 d端是电源负极c a端是电磁线管的n极 d端是电源正极d b端是电磁线管的n极 c端是电源负极 例4 如图所示 有两个线圈套在光滑的支架上 当开关s闭合后 两个线圈将 b 因相互吸引而间距变小 因相互排斥而间距变大 因不发生相互作用所以间距不变 以上三种情况都有可能发生 例2 通电直导线不能吸引小铁钉 将它在塑料管上绕上几十匝通电后能吸引小铁钉 可见将磁体按异名磁极串接起来 磁性会 增强 将通电螺线管内插入铁芯 磁性增强 是因为铁芯被磁化铁芯也有了磁性 这样通电螺线和铁芯的磁场叠加在一起 磁性就会大大增强 知识点 电磁铁及应用 例1 11 电磁铁与永磁体相比 其优点是 磁性的有无可以通过电流的通断来实现 磁性的强弱可以通过 电流的大小 来控制 磁极的极性可以通过 改变电流的方向 来实现 例3 如图 弹簧下端悬挂一条形磁铁 磁铁下方有一通电螺线管 闭合开关后为使弹簧伸长 下列措施中可采取的是 acd a 使滑片p移向右b 使滑片p移向左端c 将铁芯从螺线管中取d 把电源两极对调后接入原电路 电磁继电器 接通电源后 电磁铁吸引衔铁 敲击铃碗发声 但同时铃碗与螺钉分离 通过线圈的电路断开 电磁铁失去磁性 衔铁由于弹性回到初始位置 这时铃碗与螺钉又接触 线圈的电路闭和 电磁铁又吸引衔铁 敲击铃碗发声 如此往复 电铃就不断发出声音 例4 例5 如图所示 是一种水位自动报警器的原理示意图 当水位未达到金属块a时 要求绿灯亮 电铃不响 当水位上升达到金属块a时 要求红灯亮 电铃响 从而报警 请你用笔画线代替导线 按照上述要求在图1中连接电路 例6 图所示的是恒温箱的简易电路图 其工作原理是 接通工作电路后 电热丝加热 箱内温度升高 当箱内温度达到温度计金属丝a所指的温度时 控制电路接通 电磁铁有磁性 衔铁被吸下 工作电路断开 或停止工作 电热丝停止加热 当箱内温度低于金属丝a所指的温度时 控制电路断开 衔铁被弹簧拉起 工作电路再次工作 电热丝加热 从而保持恒温箱内温度恒定 1 结构 电磁阀由阀体 滑阀 衔铁 电磁线圈等组成 2 工作原理 电磁阀车门是通过改变线圈中电流的通断 来实现磁性的有无的 电磁铁的移动带动滑阀移动 完成车门的关闭和打开 3 电磁阀的其他应用 燃气热水器的电磁阀门 全自动洗衣机的进 排水系统 卫生间里感应式冲水器的阀门等 电磁阀门 例7 小明利用光敏电阻受到光照时电阻变小的特性 设计了如图所示的自动控制电路 要求光暗时灯亮 光亮时灯灭 在实际调试时 发现灯始终亮着 而光敏电阻和其他电路元件都正常 下列调节能使控制电路达到要求的是 c a 减少电磁铁线圈的匝数b 抽出电磁铁中的铁芯c 滑动变阻器滑片p向左移动d 减少控制电路电源电压 空气开关 例8 干簧管 也叫干簧继电器 比一般机械开关结构简单 体积小 工作寿命长 而与电子开关相比 它又有抗负载能力强的特点 工作可靠性很高 如图甲所示 是干簧管的结构简图 其中磁簧片是一种有弹性的薄铁片 被固定于玻璃管上 1 如图乙所示 当将一个条形磁铁与干簧管平行放置时 干簧管的两磁簧片被磁化 则磁簧片ab的b端为n极 磁簧片cd的c端为s极 它们将因相互吸引而触接 2 如图丙所示 是小明用干簧管自制的水位自动报警器的结构简图 当水面在a b之间正常水位时 上 下两干簧管都远离条形磁铁 磁簧片没有被磁化 是断开的 红 绿灯都不发光 电铃不响 当水面上升到最高水位a处时 红灯发光 电铃响 当水面下降到最低水位b处绿灯发光 电铃响 这样通过红 绿灯的发光情况就可以判断水位是否正常 三 磁场对通电导体的作用及应用 例2 如图所示 a表示垂直于纸面的一根导体 它是闭合电路的一部分 它在磁场中沿图示的方向运动时 哪种情况下不会产生感应电流 c 例1 借助如图所示的实验装置 小明探究 磁场对通电直导线的作用 闭合开关s 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 d a 将a b两端对调b 将滑动变阻器的滑片p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 直流电动机 例3 图为直流电动机模型 直流电动机的工作原理是通电线圈在磁场中受力转动 电动机工作时 能够使线圈平稳 连续不停地转动下去是靠换向器来实现的 例2 如图所示的装置中 当闭合电路中的导体ab在磁场中做切割磁感线运动时 电流表指针发生偏转 说明电路中有了电流 此过程中 b a 电能转化成机械能 导体ab相当于电源b 机械能转化成电能 导体ab相当于电源c 电能转化成机械能 电流表相当于电源d 机械能转化成电能 电流表相当于电源 四 电磁感应及应用 例1 如图所示 a表示垂直于纸面的一根导体 它是闭合电路的一部分 它在磁场中沿图示的方向运动时 哪种情况下不会产生感应电流 c abcd 例3 甲 乙 丙三个同学用长导线作为 绳子 按右图所示的情景进行跳绳游戏 当甲 乙同学沿 选填 东西 或 南北 方向站立摇绳时 灵敏电流表指针的偏转才最明显 原因是 东西 地磁的两极为地理南北附近 东西方向能切割地磁场可能产生电流 例4 信用卡刷卡时 其表面的小磁体经过刷卡机的缝隙 线圈中会产生电流 此过程主要涉及的知识是a 电磁感应 a b 磁极间的相互作用c 通电导线周围存在磁场d 通电导线在磁场中受力运动 交流发电机 例4 如图是直流发电机的工作原理图 关于直流发电机的说法正确的是 a a 直流发电机线圈里产生的是交流电 供给外部电路的是直流电 b 直流发电机线圈里产生的是直流电 供给外部电路的也是直流电 c 它是利用通电线圈在磁场中受到力的作用而转动的原理工作的 d 图中的ef称为换向器 它的作用是改变线圈中的电流方向 第二部分研究方法 一 磁体磁性强弱变化的图象 例 如图一根条形磁铁 左端为s极 右端为n极 下列表示磁体周围 从s极到n极磁性强弱变化情况的图象中正确的是 d 二 在物理学中 许多看不见 摸不着的物质 可以通过它对其他物体的作用来认识 转换法 通过磁场对磁体 电流 作用的效果来认识磁场 转换 研究电磁铁的磁性强弱跟什么因素有关 三 磁感线并不存在 是科学家为了描述磁场假想出的一组闭合曲线 这种研究问题的方法叫做法 建立理想模型 四 在研究多因素 多变量 的问题时 常常采用控制因素 变量 的办法 把多因素的问题变成多个单因素的问题 分别加以研究 最后再综合解决 这种方法叫做法 控制变量 本章知识学习中大量运用 比较法 转换控制变量比较 1 三种电磁现象的比较 三种电磁现象的比较 2 电动机和发电机的比较 两种情况 无电源 有电流表或灯泡 因动而电 发电机 有电源 因电而动 电动机 交流发电机 直流发电机 电动机 1 2 3 3 动圈式话筒与扬声器的比较 4 带电体与磁体的比较 例2 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 d 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 例1 如图 能说明发电机工作原理的是图乙 选填 甲 或 乙 例3 当扬声器中的线圈通过的电流方向如图所示时 线圈向左运动 那么当电流方向改变时 线圈将向右运动 如此反复 线圈带动纸盆振动而发声 与扬声器原理相似的是电动机 填 电动机 或 发电机 例4 动圈式话筒的结构如图 它工作时 线圈运动能产生随着声音的变化而变化的电流 与膜片相连的线圈随之一起振动 人唱歌或说话产生的声音使膜片振动 变化的电流经过放大后 由扬声器还原为声音 关于它的原理 排序正确的是 d a b c d 例17 例18 例5 如图所示 动圈式话筒的膜片与线圈固定在一起 线圈套在磁铁上 当我们对着话筒讲话时 声音使膜片振动 膜片带动线圈也一起振动 于是线圈中产生了随声音变化的电流 图中能说明其工作原理的是 b abcd 例6 如图甲所示为猴子荡千秋的游戏装置 闭合电键后 猴子就会绕上方的横梁往复振荡 其内部电路基本结构如图乙所示 实现往复振荡的电路图中未画出 1 开关闭合后 螺线管中产生磁场 其上方是s极 2 要让猴子动起来 下列设计和原理中 错误或不合理的是 b a 应用了电流的磁效应b 应用了电磁感应的原理c 应用了电动机的原理d 螺线管安装在底盘内 直导线安装在猴子的座位内 例7 同学们做实验的装置如图所示 闭合开关 先将导体ab水平用力向右移动 导体cd也随之运动起来 则在以上的实验中下列说法正确的是 a a 实验装置中的甲装置运用的原理是电磁感应现象b 实验装置中的甲装置把电能转化为机械能c 实验装置中的乙装置产生的现象在生活中的应用是发电机d 若将导体ab水平用力向左移动 导体cd的运动方向不变 例8 图是磁带录音机磁头工作原理图 录音机的磁带上附有一层硬磁性材料的小颗粒 录音时 动圈话筒将声音转变成强弱变化的电流 这样的电流通过录音磁头 产生了强弱变化的磁场 磁带划过磁头时 磁带上的小颗粒被强弱不同地磁化 于是记录了一连串有关磁性变化的信息 放音时 磁带贴着放音磁头运动 磁性强弱变化的磁带使磁头中产生变化的感应电流 电流经放大后使扬声器发声 便 读 出了录音带中记录的信息 阅读上文 回答下列问题 1 在图中标出此时录音磁头线圈中电流的方向 2 说出录音和放音过程主要运用了哪些物理原理 录音时由于强弱变化的电流通过磁头能产生磁场 说明电流具有磁效应 放音时由于磁场的强弱变化产生变化的电流 说明发生了电磁感应现象 3 请你再列举一个用磁来记录信息的生活实例 银行卡 磁盘 电话卡 考点 磁化 通电螺线管的磁场 右手螺旋定则 电磁感应 第三部分实验探究 奥斯特实验 研究电磁铁 通电导体在磁场中受力 研究电磁感应现象 1 如图所示 请将图中表示的实验序号正确填入横线 1 研究磁极间相互作用关系的实验 c 2 研究电流磁效应的奥斯特实验 d 3 研究通电导体在磁场中受力的作用的实验 b 4 研究电磁感应现象的实验 a 2 为了探究 电磁铁的磁性强弱与哪些因素 有关 做了以下几次实验 实验现象如图所示 根据图示现象回答下列问题 1 通过观察图甲中a与b两个电磁铁 当通过线圈的电流相同时 有无铁芯相同时 电磁铁线圈的匝数越多 它的磁性就越强 2 通过观察图甲中b与c两个电磁铁 当通过线圈的电流相同时 线圈的匝数相同时 有铁芯的电磁铁 它的磁性就越强 选填 有 或 无 3 通过观察图乙与图丙 当线圈的匝数相同 有无铁芯相同时 电磁铁的电流越大 它的磁性就越强 4 结论 影响电磁铁磁性强弱的因素有通过电磁铁的电流大小 线圈的匝数 有无铁芯 3 如图是小明同学为了探究闭合电路的一部分导体在磁场中运动时 产生感应电流方向与哪些因素有关的实验情景 下列分析比较 结论正确的是 ab a 比较图a和b 说明感应电流方向与磁场方向有关b 比较图b和c 说明感应电流方向与导体运动方向有关c 比较图a和e 说明感应电流方向与磁场方向和导体运动方向均无关d 由图d可得出结论 感应电流方向与导体是否运动无关 4 探究利用磁场产生电流的实验中 连接了如图所示的实验装置 1 实验中 通过观察电流表指针是否偏转来判断电路中是否有感应电流 2 闭合开关后 钥匙电路中形成感应电流 铜棒ab应左右运动 选填 上下 或 左右 这是一种电磁感应现象 利用这一原理可制成发电机 3 要使电流表指针偏转方向发生改变 可以采取的方法有调换n极 s极位置 或改变磁场方向 改变ab运动方向 答出一种方法即可 5 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 1 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 实验中 小明通过观察电流表指针是否偏转来判断电路中是否有感应电流 比较实验2和3 或6和7 可知 在磁场方向一定时 感应电流的方向与导体运动的方向有关 比较实验2 6 或3 7 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 小明分析得出 产生感应电流的条件是 闭合电路的一部分导体 在磁场中做切割磁感线运动 2 小明在 探究通电螺线管外部磁场的方向 实验中 设计的部分电路如图乙所示 请根据要求在答题卡上用笔画线代替导线将图中的电路补充完整 要求 小磁针的指向满足如图所示的方向 滑动变阻器的滑片向a段移动后 通电螺线管的磁性减弱 原有导线不得更改 6 在 探究什么情况下磁可以生电 的实验中 小芳发现每次电流表指针摆动的角度不同 提出了 感应电流的大小与哪些因素有关 的问题 1 小芳猜想可能与导体切割磁感线运动速度有关 速度越大 动能越大 转化成电能就越多 你的猜想是 可能与磁场强度有关 2 小芳为了验证自己的猜想 利用如图装置进行实验 足够大的磁体放在水平面上 驱动装置通过两根绝缘硬棒ab cd使导体pq沿直线水平向右运动 导体运动区域的磁场强弱相同 同一次实验 应使导体做匀速 填 匀速 或 变速 运动 下表是实验测得的数据 分析数据可得出结论 感应电流的大小与导体切割磁感线的速度有关 3 此实验运用的研究方法主要是控制变量法 1 小宇同学参加了学校 研究性学习小组 探究了 研究磁体的磁性强弱是否与温度有关 的课题 他做的实验如下 将一条形磁铁的一端固定在铁架台上 另一端吸着一些小铁钉 用酒精灯给磁铁加热 如图甲所示 经过一段时间后 当磁铁被烧红时 发现铁钉纷纷落下 1 从小宇的实验可得出的初步结论是温度越高磁性越弱 2 根据这一结论 小宇大胆设计了一个温度报警器 如图乙所示 请简述它的工作原理 当温度逐渐升高时 磁铁的磁性减弱直至消失 无法吸引 填 排斥 或 吸引 弹簧开关 弹簧开关向下恢复原状 这样下面的电路就被接通 从而使电铃报警 3 同组的小明同学却认为小宇设计的温度报警器没有如图丙所示的这种设计好 请你比较两种温度报警器 指出小宇设计中的不足之处小宇的温度不能精确确定 拓展研究 限温器的作用是将内锅的温度控制在103 以下 以保证既能煮熟饭又不会烧糊饭 限温器结构如图所示 它由感温磁钢 衔铁 杠杆和接点等构成 感温磁钢由特殊材料制成 其居里点温度为103 煮饭时按下煮饭按键 杠杆上抬使衔铁与感温磁钢接触并被吸牢 接点接通发热器电源开始煮饭 由于水的沸点为100 因此饭煮好前锅内保持100 当米饭煮熟时水已干 锅内温度开始上升 当达到103 时 感温磁钢失去磁性 衔铁下落带动杠杆下落推动接点断开 切断发热器电源 感温磁钢制成后其居里点温度即不会改变 因此感温磁钢式限温器既简单又可靠 2 探究名称 探究水对磁的影响 提出问题 声波可以穿过空气 也可以穿过水 并且声波在水中要比在空气中传播得快 那么磁呢 水对磁有影响吗 进行猜想 宪宪认为水对磁没有影响 设计并进行实验 宪宪设计了如图6所示的实验 1 烧杯底放一枚小铁钉 放松绳子把绑着的磁铁缓慢下放 让磁铁逐渐靠近小铁钉 在小铁钉刚能被吸起的瞬间停止下放 且在绳子末端所对应的支架处用小胶带做好标记 图中a点 2 拉动绳子提起磁铁 把小铁钉从磁铁上取下 准确地放回杯底原位置 3 往杯内倒入适量水后 缓慢下放磁铁浸入水中 当小铁钉刚能被吸起时停止下放 4 如果这两次绳子末端所到达的位置不变 则说明水对磁的强弱没有影响 交流与评估 本次探究活动中应用了控制变量法 其中控制不变的因素主要有 同一磁铁 一小铁钉 小铁钉的位置 思路点拨 科学探究必须掌握科学的方法 要探究水对磁有没有影响 就要与在空气中的情况进行比较 进行比较时必须控制一些变量 这就涉及比较法和控制变量法的理解和运用 本探究活动中 探究水对磁有没有影响是通过磁铁刚能吸起铁钉时的距离判断的 我们已经知道 磁铁磁性的强弱 小铁钉的磁化性能 小铁钉的重力 小铁钉哪个部位与磁铁靠近都影响它们间的吸引力 因此这些因素都必须加以控制 答案 设计并进行实验 小铁钉刚能被吸起水对磁的强弱没有影响 交流与评估 同一磁铁 同一小铁钉 小铁钉的位置等点评 空气是人类的必需 也是磁经常存在的空间 人类需要空气也需要水 人在水中和在空气中是不一样的 那么磁呢 磁在水中的表现与空气中是否不同 我们经常说 换位思考 这个换位不一定是另一个人 换成另一个物体你可能会得到很多要研究的问题 3 医生对病人进行脑部手术时 需要将体温降至合适的温度 准备手术之前 病人的心肺功能开始由心肺机取代 1