电与磁设计及习题.doc

教 案教师：_ 学生：_ 上课时间：_学生签字：_ 第一节 磁现象（一）、学习目标1、知道磁体的性质、磁极2、了解磁体在生活中的应用实例3、知道磁极间的相互作用规律（二）、知识框架1、磁性2、磁极3、磁体的指向性4、磁极间的相互作用规律5、磁化6、磁性材料7、怎样判断物体是否具有磁性（三）、详细知识点1、磁性：磁体能吸引铁片等铁质物品的性质2、磁极：磁体上磁性最强的部分叫磁极。每个磁体有两个磁极将一块磁体分成若干小磁体，不论分成多少块，每一块小磁体均有两个极磁体两端磁性最强，中间磁性较弱。与电荷不同，磁极总是成对出现的3、磁体的指向性在水平面内可以自由转动的磁体，静止后总是一个磁极指南，另一个磁极指北。指南的磁极叫南极，又叫S极；指北的磁极叫北极，又叫N极4、磁极间的相互作用规律同名磁极互相排斥，异名磁极相互吸引。磁体两端的磁性最强，中间的磁性最弱【例1】 如图所示，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图中的（ ） A B C D5、磁化 把铁磁性物质与磁铁的磁极接触或靠近时显出磁性的过程叫做磁化凡是能被磁体吸引的物质称为铁磁性物质只有铁磁性物质才能被磁化，像人造磁体都是通过磁化的方法使其具有磁性的磁体吸引铁钉等物质的实质是铁钉被磁体磁化，因靠近磁极端被磁化为异名磁极而相吸被磁化物体磁极的确定方法：一般是靠近磁极那端磁化为异名磁极；或将磁化物体认为是小磁针，利用小磁针受力特点确定【例2】 用磁铁的N极在钢针上沿同一方向摩擦几次钢针被磁化如图那么钢针的右端被磁化成 极。6、磁性材料（1）磁性材料：能够被磁化的物质（2）磁性材料的分类：软磁性材料、硬磁性材料（3）应用：磁带、磁盘上的磁粉、变压器、电磁铁、收音机7、怎样判断物体是否具有磁性 两根外形完全相同的钢棒，其中一根有磁性，另一根没有磁性，怎样才能判断哪一根有磁性？方法一：根据磁体指南北的性质来判断。用细线分别将两根钢棒悬挂起来，使它们能在水平面内自由转动，钢棒静止时，若始终是指向南北的一根就具有磁性，另一根则没有。方法二：根据磁体具有磁性来判断：取一根没有磁性的铁棒分别去靠近钢棒，能与铁棒互相吸引的钢棒具有磁性方法三：根据磁极间的相互作用来判断。取一根条形磁铁，并将磁铁的一个磁极靠近钢棒的一端，如果互相排斥，则这根钢棒有磁性。如果互相吸引，则将磁铁的另一端再靠近钢棒的这一端，如果还是吸引，则钢棒没有磁性；如果互相排斥，则钢棒具有磁性。方法四：根据磁体上磁性分布强弱来判断【例3】两个外形完全相同的条形铁条a、b，如图 10所示，如按甲图位置，用手拿住a，铁条b掉下来，如按乙图所示，用手拿住b，铁条a不会掉下来，这现象说明 Aa不是磁铁，b是磁铁Ba是磁铁，b不是磁铁Ca和b都不是磁铁 Da和b都是磁铁 第二节 磁场（一）、学习目标1、知道磁场、可以用磁感线形象描述磁场2、知道地磁场以及地磁场的南北极（二）、知识框架1、磁场2、磁感线3、地磁场4、怎样确定磁场的方向（三）、详细知识点1、磁场磁体周围存在着一种物质，能使磁针偏转，这种物质看不见、摸不着磁场看不见，摸不到，可利用它产生的作用来认识它靠近磁极附近的磁场最强，磁体中间附近的磁场最弱磁场具有能量。磁场对放入磁场中的磁体有力的作用，磁体的相互作用其实就是磁场的相互作用磁场具有方向性，磁场中任一点的磁场方向跟放在该点小磁针N极的受力方向相同。说明磁场中各点的磁场方向不同2、磁感线用一些带箭头的曲线将小磁针的排列情况表示出来，这样的曲线叫磁感线磁感线的方向：磁体周围的磁场的磁感线都是从磁体北极出来，回到磁体的南极磁场是真实存在于磁体周围空间的一种特殊物质，而磁感线是人们为了直观，形象地描述磁场的方向和分布情况而引入的带方向的曲线，它并不是客观存在于磁场中的真实曲线磁感线分布的疏密可以表示磁场的强弱，磁体两级处磁感线最密，表示其两级处磁场最强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北极出来，回到磁体的南极，在磁体的内部，都是从磁体的南极指向北极磁体周围磁感线的分布是立体的，而不是平面的。我们在画图时，因受纸面的限制，而只画了一个平面的磁感线分布情况磁场中的某点，小磁性静止时北极的指向，磁感线方向，磁场方向三者是统一的，即知道其中任意一个方向可判断另一个方向3、地磁场地球本身相当于一个大磁体，地球周围空间存在的磁场叫做地磁场地磁场的N极在地理的南极附近，地磁场的S极在地理的北极附近地理的两极与地磁的两极并不重合沈括4、怎样确定磁场的方向、磁场中某点的磁场方向可根据该点小磁针N极受力方向或通过该点的磁感线方向确定磁体的磁极、磁场中某点的磁场方向、小磁针N极指向、磁感线方向是一致的，可以由其中任一条件确定另外几个磁体间的相互作用实质是磁体周围磁场的相互作用 第三节 电流的强弱一、学习目标1、知道电与磁有密切的联系2、知道电流的周围存在磁场3、知道通电螺线管对外相当于一条形磁铁二、知识框架1、奥斯特实验2、通电螺线管的磁场3、右手螺旋定则4、螺线管的绕制方法5、通电直导线周围的磁场三、详细知识点1、奥斯特实验导线有电流通过，小磁针转动；断开电路，导线中无电流通过，小磁针不转动；反向通电，小磁针反向偏转实验表明：通电导线和磁体一样，周围存在着磁场，即电流的磁场电流的磁场方向跟电流方向有关2、通电螺线管的磁场磁场特点：通电螺线管外部的磁场和条形磁体的磁场相似，通电螺线管的两端相当于条形磁铁的两极通电螺线管的磁感线是一些闭合的曲线，即在外部由N极到S极，在内部由S极到N极的曲线通电螺线管的磁场方向跟电流方向有关，跟螺线管的绕法有关通电螺线管的磁极判断方法：右手螺旋定则3、右手螺旋定则 用右手握住螺线管，让四指弯曲且与螺线管中电流的方向一致，则大拇指所指的那端就是通电螺线管的N极四指弯曲的方向与螺线管中的电流方向一致右手螺旋定则的应用包括：根据螺线管中电流方向确定通电螺线管的磁极；根据通电螺线管的磁极确定螺线管中电流的方向；由通电螺线管中电流的方向和磁极可绕制符合要求的螺线管4、螺线管的绕制方法绕制螺线管时，先根据题中条件确定通电螺线管的磁极，再比较进线电流方向与螺线管中必须通过的电流方向，以确定绕法5、通电直导线周围的磁场直线电流周围的磁场中磁感线分布在垂直于电流的所有平面上，是以电流为中心的一系列同心圆，磁场的方向与电流方向有关第二节 探究影响电磁铁磁性强弱的因素一、学习目标1、 知道电磁铁2、 知道影响电磁铁磁性强弱的因素二、知识框架1、电磁铁及工作原理2、影响电磁铁磁性强弱的因素3、探究过程中要掌握的几点4、电磁铁的优点 三、详细知识点1、电磁铁及工作原理 内部带有铁芯的螺线管叫做电磁铁。电磁铁的铁芯是用软铁制成的，而不是用钢制成的，这是因为电磁铁要实现通电时立即有磁性，断电时磁性立即消失，只有软铁制成的铁芯才能达到这一要求。若用钢质铁芯，通电后被电流的磁场磁化的钢芯会变成为永磁体，对电磁铁磁性的有无就是去了控制工作原理：电磁铁是利用电流的磁效应来工作的2、影响电磁铁磁性强弱的因素（1）影响电磁铁磁性强弱的因素有线圈的匝数，通过线圈电流的大小（2）在通过线圈电流大小及内芯相同时，线圈匝数越多，电磁铁磁性越强。 在内芯和线圈匝数相同时，通过线圈的电流越大，电磁铁的磁性越强3、探究过程中要掌握以下几点（1）、磁性强弱的比较方法：通常比较吸引大头针的数目，吸引得数目越多磁性越强；也可以在弹簧下挂一铁块，将其靠近电磁铁，比较弹簧的伸长量，弹簧伸得越长磁性越强（2）、在探究电磁铁磁性强弱跟电流大小的关系时，用滑动变阻器改变电流的大小；在探究电磁铁磁性强弱根线圈匝数的关系时，用滑动变阻器调节电路中的电流使电流不变4电磁铁的优点（1）电磁铁的内芯应选用铁这种物质（2）改变电磁铁磁极极性与改变电磁铁磁性强弱不同。电磁铁的磁极取决于电磁铁中螺线管的绕法和电流方向；电磁铁的磁性强弱取决于线圈匝数、电流的大小及电磁铁外形（3）电磁铁的磁性有无可以由通、断电流来控制；磁性的强弱可以由改变电流大小或线圈的匝数来控制；磁极的极性可以由改变电流的方向来控制。 第五节 电磁铁的应用一、学习目标1、了解电磁继电器的工作原理2、了解电磁铁的应用二、知识框架1、电磁铁的应用2、电磁继电器3、电磁继电器的应用三、详细知识点1、电磁铁的应用电磁起重机、电话、电铃、磁悬浮列车、机动车电启动装置2、电磁继电器（1）构造：电磁继电器的构造分两部分：低压控制电路低压电源、开关、电磁铁、衔铁构成； 高压工作电路高压电源、静触点、高压工作设备组成（2）工作原理：电磁铁通电时，具有磁性，吸引衔铁，使动触点和静触点接触，工作电路闭合；电磁铁断电时失去磁性，在弹簧片作用下拉动衔铁，切断工作电路，其实质是电磁铁控制的开关。（3）特点：电磁铁的磁性有无可由通断电流来控制（4）优点：利用电磁继电器可以实现用低压、弱电流的电路控制高压、强电流的电路；利用电磁继电器可以实现远程控制和自动控制3、电磁继电器的应用（1）电磁阀车门：工作原理：由开关控制开门、关门相应螺线管中的电流通断，通电时吸引相应衔铁，利用机械的传动，使车门打开或关闭特点：利用电磁铁磁性有无可由通断电流来控制，协助机械传动（2）磁悬浮列车：工作原理：此悬浮列车工作时利用同名磁极相互排斥使列车悬浮特点：利用超导材料的零电阻现象，得到强大的电流而获得极强的磁场优点：高速、舒适、无噪音、低能耗第六节 磁场对电流的作用力一、学习目标1、了解通电导线在磁场中受到力的作用，并且受力的方向与电流的方向及磁场的方向都有关系2、了解其受力方向用左手定则判断二、知识框架1、磁场对电流的作用力 通电导线在磁场中要受到力的作用；受力方向跟电流方向和磁感线的方向都有关系通电导线在磁场中并不一定受到力的作用；当通电导线中的电流方向与磁感线的方向平行时，导线不受磁场的作用力；当通电导线中的电流方向垂直于磁感线方向时，导线受到的力最大。关于磁场对电流的作用：场场能量转化方式：电能机械能2、左手定则：伸开左手，使大拇指与四指在同一平面内并跟四指垂直，让磁感线垂直穿入手心，使四指指向电流方向，这时，拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受磁场力的方向。第七节 直流电动机一、学习目标1、了解电动机的构造和原理2、了解电动机的应用二、知识框架1、直流电动机的构造及原理构造：磁极（定子）、线圈（转子）、换向器、电刷原理：通电线圈在磁场中受力而发生转动能的转化：电能转化为机械能2、换向器的作用平衡位置：当线圈平面转到与磁感线方向垂直的位置时，线圈两边受到平衡力的作用而不能使线圈转动，这个位置为平衡位置换向器的作用：当线圈依靠惯性转过平衡位置时，自动改变线圈中的电流方向，使线圈能持续转动下去。3、 影响直流电动机的转速与转向的因素直流电动机的转速大小与电流的大小和磁场的强弱有关，电流越大，磁性越强，电动机的转速越快。直流电动机的转动方向与电流方向和磁感线方向有关4、 电动机的应用（1）电动机的优点：构造简单，制造方便、体积小（2）分为直流电动机和交流电动机（3） 第八节 电磁感应 发电机一、学习目标1、知道电磁感应现象和产生感应电流的条件2、知道发电机的原理以及发电过程中能量是如何转化的二、知识框架1、电磁感应2、动圈式话筒3、发电机4、交流电三、详细知识点1、电磁感应 当闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中就会产生电流电磁感应现象是英国物理学家法拉第首先发现的产生感应电流的两个条件缺一不可：一是电路必须闭合；二是闭合电路中的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动“导体运动”包括“导体在磁场中切割磁感线运动”和“导体静止而磁体运动”感应电流的方向与导体运动方向和磁感线方向有关2、发电机（1）制作原理：利用电磁感应现象制成的（2）能的转化：机械能转化为电能（3）构造：实际的发电机由定子和转子两部分组成。大型发电机采用线圈不动，磁极旋转的方式发电（4）分类：发电机分直流发电机和交流发电机。它们的区别主要是直流发电机将线圈运动产生的交流电通过换向器变成直流电输出，交流发电机将线圈运动产生的交流电直接输出3、交流电（1）、定义：大小和方向都发生变化的电流（2）频率：交流电在1s内完成周期性变化的次数叫做交流电的频率，频率的单位是赫兹，符号Hz例1判断钢条是否带有磁性，下面方法正确的是 A用钢条靠近磁性，磁针被吸引，则钢条一定有磁性B用钢条靠近铁屑，铁屑被吸引，则用条一定有磁性C观察钢条周围没有磁力线，则钢条无磁性D把钢条放入通电螺线管中，螺线管磁性加强，则钢条一定有磁性 例2使用两物体（不带电）靠近但它们不接触，下列说法中正确的是 A没有相互作用，两物体都不是磁体B相互吸引，只能有一个是磁体C相互吸引，两物体都是磁体D相互排斥, 两物体都是磁体 例3如图6所示，在一通电环形线圈内放一小磁针，小磁针的指向是 AN极垂直纸面指向纸内BN极垂直纸面指向纸外CN极指向右DN极指向左 例4闭合电键后，甲、乙两个小磁针静止在图8所示的位置，它们的北极分别是 Aa端和b端Bb端和d端Ca端和c端Db端和c端 例5通电螺线管两端的磁极性质决定