第19章电磁转换电磁波与现代通信

1、第十九讲电磁转换 电磁波与现代通信 常考点一：磁 现象 常考点二：磁场 重点摘要 常考点三：电生磁 常考点四：磁场对电流的作用、电动机 常考点五：磁生电 常考点六：电话 常考点七：电磁波 常考点八：广播、电视和移动通信 常考点九：越来越宽的信息之路 常考点一磁现象常考点一磁现象 2磁极：磁体上磁性 部分叫磁极，一 个磁体有 个磁极分别叫做 和 1磁体：物体能吸引铁、钴、镍等物质，我们就 说该物体具有 ，具有 的物体叫 磁体 磁性磁性 最强 两北极(N N极) 南板(S S极) 3磁极间的相互作用规律：同名磁极相互 ，异名 磁极相互 5磁化后磁性容易消失的物体叫 ，磁性能 长久保持的物体叫 ，消

2、磁、退磁方 法： 4磁化：使原来没有磁性的物体获得磁性的过程叫 排斥 吸引 磁化 软磁体 硬磁体(永磁体) 高温加热、敲击 常考点二磁场常考点二磁场 1磁场：磁体周围空间存在着磁场，其基本性质是对放入其 中的磁体产生 的作用磁体之间的相互作用是通过 发生的 2磁场方向：磁场中的某一点，小磁针静止时 所指 的方向就是该点的磁场方向同一磁铁的不同地方，磁场方 向不同 3磁感线：我们可以用 来方便形象地描述磁体 周围的磁场分布情况，磁体周围的磁感线都是从磁体的 出 发，回到 磁感线越密集的区域，磁性 磁力(力) 磁场 北极 光滑的曲线 S S极越强 N N极 4地磁场：地球本身是一个大 ，其周围空间

3、存在着 ，磁场南极在地理 ，地磁北极在地理 帮你归纳1.磁场看不见、摸不着，我们可以根据它所产 生的作用来认识它，这里应用的是转换法 2用磁感线描述磁场的方法叫建立理想模型法 (1)磁感线是为了直观、形象地描述磁场而引入的带方向的曲 线，不是客观存在的；但磁场是客观存在 (2)磁感线是封闭的曲线，磁感线立体地分布在磁体周围，而 不是平面地分布，磁感线不相交，磁感线的疏密程度表示磁 场的强弱 磁体 地磁场 北极附近 南极附近 常考点三电生磁常考点三电生磁 1电流磁效应：奥斯特实验表明通电导线周围存在着 ，其方向与 方向有关，这种现象叫做电 流的 效应 2通电螺线管：通电螺线管外部的磁场与 相 似

4、，通电螺线管的极性跟螺线管中 方向有关， 可以用 来判定二者的关系 3安培定则：用 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 ，如图所示 磁场电流 磁 条形磁体 电流 安培定则 右 北极 4电磁铁：内部带铁芯的通电螺线管叫 铁芯只 能用 制成电磁铁的工作原理：利用电流的 效应 和通电螺线管中插入铁芯后磁场大大增加的原理工作的 5影响电磁铁磁性强弱的因素： 、 、 6电磁铁的优点：磁性的有无可以由 来控制， 磁性的强弱可以由 来控制； 磁极的方向可以由 来控制 7电磁继电器：电磁继电器就是利用 来控制工作电 路的一种开关，它可以用低电压、弱电

5、流控制 、 ，还可实现远距离操纵或自动控制等 电磁铁 软磁铁 磁 电流大小 线圈匝数多少 是否插入铁芯 电流的通断 电流大小或线圈匝数的多少 电流方向 电磁铁 高电压 强电流 常考点四磁场对电流的作用、电动机常考点四磁场对电流的作用、电动机 1磁场对电流的作用：通电导体在磁场中会受到 的作用，其受力方向与 方向、 方 向有关 2电动机的原理：直流电动机是根据通电线圈在磁场 中受力而转动的原理工作的，它是将 能转化为 能，为使线圈持续地转动下去，用 使线 圈转过平衡位置时自动改变线圈中的电流方向它其实 就是两个互相绝缘的铜制半环 力电流磁场 电 机械换向器 3电动机的优点：构造简单，控制 ，体

6、积小、效率 、无 等 4扬声器：动圈式扬声器是通过通电线圈在磁场 中运动实现将 信号转换成 信号的装 置 方便 高 污染 电声 常考点五磁生电常考点五磁生电 1电磁感应： 电路中的一部分导体在磁场 中做 磁感线运动时，导体中就会产生电流， 这种现象叫电磁感应现象，产生的感应电流方向与 方向、 方向有关 2发电机：发电机是利用 原理制成的，工 作时将 能转化为 能动圈式话筒(麦克风)是 通过 将声音变成电流 闭合 切割 磁场切割磁感线的运动 电磁感应 机械电 电磁感应现象 3交流电：周期性改变 的电流，电流1秒钟 内周期性变化的 叫做频率，我国交流电的频率是 ，周期是 ，电流方向每秒改变 次 帮

7、你归纳1.电生磁：无条件，只要有电流， 在其周围就存在磁场.2.磁生电：有条件，在外力 的参与且做切割磁感线运动.3.磁场对电流的作用： 有条件，电流必须在磁场中且电流方向与磁场方 向不平行.4.机械能和电能的相互转化离不开磁场 这个媒介物，即都是在磁场中完成的 方向和大小 次数 50 Hz0.02 s100 常考点六电话常考点六电话 1电话的组成：最简单的电话由 和 组成， 靠 沿着导线把信息传到远方电话是1876年 发明的 2电话的工作原理：声音（话筒）变化的电流（听 筒）声音，为了提高电话线路的利用率，实现任意 两用户互相通话，发明了 3两种通信方式：模拟通信和 通信 话筒听筒 电流 贝

8、尔 电话交换机 数字 常考点七电磁波常考点七电磁波 1产生：导线中迅速变化的电流能在周围空间产生电 磁波，它是传递各种信息的载体 2传播：电磁波的传播不需要介质，可以在真空中 传播在真空中的传播速度为 金 属容器对电磁波有 作用 3波速c、波长、频率f三者的关系：cf，电磁波 的波速c 屏蔽 常考点八广播、电视和移动通信常考点八广播、电视和移动通信 1广播的发射：无线电广播电台将音频电信号用调制器加 载到高频电磁波上，通过 发射到空中 2电视信号的发射：话筒将 变成电信号，摄像机 将 成电信号发射机将这些电信号加载到高频 上，通过天线发射到空中 3移动电话(手机)：它利用 来传递信息，既是无线

9、 电的发射台，又是接收台，其通话需要 转接 天线 声信号 图像 电磁波 电磁波 基地台 常考点九越来越宽的信息路常考点九越来越宽的信息路 1微波通信：微波比无线电波的频率更 ，传递信息更多， 需要每隔 km建一个中转站，才能把信息一直传递下 去 2卫星通信：可以弥补微波通信的不足，在地球周围至少 配置 颗同步通信卫星，信号就可覆盖全球 3光纤通信：频率 ，方向高度 的光叫激光， 利用激光在特殊的管道 里实现信息传播的通 信，叫光纤通信 4网络通信：计算机可以高速处理大量信息，把计算机 连在一起，可以进行 通信目前人们经常使用的网 络通信的形式是 世界上最大的计算机网络叫 . 高 50 3 单一

10、集中 光导纤维 网络 电子邮件 因特网 剖析剖析1 磁现象磁现象 例例1 1 2014杭州，1如图所示，甲乙两小磁针在一根磁 铁附近，下列判断正确的是( ) A. 甲小磁针左端是S极，乙小磁针左端是N极 B. 甲小磁针左端是N极，乙小磁针左端也是N极 C. 甲小磁针左端是S极，乙小磁针左端也是S极 D. 甲小磁针左端是N极，乙小磁针左端是S极 B B 例 1 图 解析：由于同名磁极相互排斥，异名磁极 相互吸引，而图中条形磁体的a端与小磁针的 N极吸引，故可知a端是S极，b端是N极；小 磁针甲和乙的左端都指向条形磁体的a端即条 形磁体的S极，所以均为N极，故选B. 【方法点拨】本题考查了磁极间的

11、相互作 用规律；解决此题的突破口是先确定条形磁 体的N、S极再利用两端小磁针的N、S极， 即可以确定条形磁体的N、S极 . 剖析剖析2 安培定则的应用安培定则的应用 例例2 2 2014武汉，3下列四幅图中，通电螺线管中电流 的方向标注正确的是( )A 解析：电流由螺线管的右端流入，由安培定则可 知，螺线管的右端为N极，故A正确电流由螺线管的 左端流入，由安培定则可知，螺线管的右端为N极， 故B错误电流由螺线管的左端流入，由安培定则可 知，螺线管的左端为N极，故C错误电流由螺线管的 右端流入，由安培定则可知，螺线管的左端为N极， 故D错误，故选A. 剖析剖析3 电磁铁及其应用电磁铁及其应用 例

12、例3 3 2014株洲，11如图可以说明巨磁电阻的特性闭 合开关S1、S2并使滑片P向左移动，观察到指示灯变亮，那 么( )D A电磁铁左端为S极 B巨磁电阻两端的电压变大 C巨磁电阻随磁场增强而变大 D巨磁电阻随磁场增强而变小 例3图 解析：滑动变阻器的滑片向左移动时，变阻器的阻 值减小，由欧姆定律可知，线圈中的电流增大，则电磁 铁的磁场增强，而题目给出此时指示灯变亮，可知此时 指示灯两端的电压U灯变大，由于电源电压一定，则由U 电阻U源U灯可知，U电阻即巨磁电阻两端的电压变小， 由串联分压可知，此时巨磁电阻的阻值变小了，故选D. 【方法点拨】先分析滑片向左移动时，变阻器的阻 值是变大了还是

13、变小了，然后根据欧姆定律得出电流大 小变化情况，从而判断出电磁铁的磁场强弱变化情况， 进而再判断巨磁电阻阻值的变化情况 剖析剖析4 电动机和发明机电动机和发明机 例例4 2014泰安，6同学在制作简易(直流)电动机的过程中，若 要改变电动机的转动方向，可以( ) A将电源的正负极对调 B改变通电电流的大小 C换用磁性更强的磁铁 D增加电动机的线圈匝数 A 解析：将电源的正负极对调，则线圈中电流方向改变，电动机 的转动方向改变，故A正确；电流方向影响线圈转动方向，电流大小 影响的是转动速度，改变通电电流的大小，线圈转动速度改变，但转 动方向不变，故B错误；磁场方向影响线圈转动方向，磁性强弱影响

14、的是转动速度，故C错误；增加线圈匝数可以增大转速，不改变转动 方向，故D错误，故选A. 【方法点拨】记住影响通电导体在磁场中受力方向的两个 因素是磁场方向和电流方向，不要记成磁场强弱和电流大小 剖析剖析5 电磁波的传播和应用电磁波的传播和应用 例例5 5 2014广安，7随着数字时代的到来，3G与4G的相继出 现，现在我们已经可以很方便地使用3G或4G手机进行无线网络 登陆下列对手机上网的说法中，正确的是( ) A使用电磁波传输数字信号 B使用超声波传输数字信号 C使用红外线传输数字信号 D使用次声波传输数字信号 解析：3G或4G手机随时随地进行无线网络登录 是利用电磁波来传播信息的对于手机无

15、线上网，主要 是使用电磁波传递数字信号的 【方法点拨】要解答此题需掌握：网络通信是利用电 磁波和通信线路将世界各地的计算机网络联系起来，以 及3G或4G手机是怎样传递信息的 A 学生随堂巩固 1 1教材拓展题在研究磁场时，同学将一些铁屑散在条形 磁体周围，观察到如图所示现象下列关于磁感线的说法中 正确的是( ) A磁感线是由铁屑连接而成的 B取走铁屑，磁感线就会消失 C磁体周围不存在磁感线 D磁感线总是从磁体的S极指向N极 第 1 题图 C 2 2关于现代通信和电磁波，下列叙述正确的是( ) A光纤通信传输的信息量很大，主要用于无线电广播 B电磁波不能在真空中传播 C电磁波的应用对人类有利无害

16、 D卫星通信利用人造卫星作为中继站进行通信 3 3教材拓展题如图所示的奥斯特实验 说明了( ) A电流的周围存在着磁场 B电流在磁场中会受到力的作用 C导线做切割磁感线运动时会产生电流 D小磁针在没有磁场时也会转动 第 3 题图 D A 4教材拓展题如图所示，能够说明“磁生电”的是( ) 5 5关于发电机和电动机，下列说法中正确的是( ) A发电机是利用通电线圈在磁场中受力转动的原理制成的 B电动机是利用磁感应现象制成的 C发电机是把电能转化为机械能的装置 D直流电动机是利用通电线圈在磁场中受力转动的原理制成的 CD D 6 63G手机就是利用 传递信息的，某手 机发射的信号频率是1800 M

17、Hz，那么信号的波 长约为_ m. 电磁波 0.17 7.如图所示，被磁铁吸引的大头针 选 填“能”或“不能”)吸引其他大头针，表 现出 ；磁铁是通过 对大头针产生力的作用的 能 磁性 磁场 第 7 题图 8 8教材拓展题如图是用安培定则判定通电螺线管 的磁极跟电流方向的关系示意图，请标出通电螺线管 的N极，并在导线AB段用箭头标出电流的方向 如答图所示 第 8 题图第8题答图 9 92014宜宾，9请利用图中给出的信息，在图中标 出电源的正极、小磁针的S极，并用箭头标出磁感线 的方向 如答图所示 第 9 题图第 9 题答图 实验强化过关 实验一探究通电螺线管外部磁场的方向实验一探究通电螺线管

18、外部磁场的方向 命题角度：命题角度： 1.通电螺线管外部的磁场分布情况. 2.通电螺线管的磁场方向与电流方向的关系. 3.通电螺线管磁场强弱与电流大小的关系. 4.电路的改进 例例1 如图(a)所示是“探究通电螺线管外部磁场特点”的实验， 小明将许多小磁针放在螺线管周围的不同位置，接通电路后观察各 小磁针静止时的指向(小磁针上涂黑的是N极)然后根据小磁针指向， 画出了螺线管周围的磁感线，如图(b)所示 例 1 图 (1)观察图(a)和(b)发现，通电螺线管外部的磁场分布与 磁体 的磁场十分相似后来，小明对调电源正负极重新实验，发现 小磁针静止时N极指向都与原来相反，这说明通电螺线管的磁场 方向

19、与 有关 (2)如果要探究“通电螺线管磁场强弱与电流大小的关系”，应 在图(a)所示电路的基础上做怎样的改进？ 答： 条形 电流方向 再在电路中串联一个滑动变阻器 解析：(1)根据图示的通电螺线管周围的小磁针的排布情况 和螺线管周围磁感线的形状，可以确定通电螺线管周围磁感线 的形状是纺锤形的，这与条形磁体周围磁场分布相似小明改 变电源的正负极后，螺线管中的电流方向发生了改变，小磁针 的N极指向都与原来相反，说明磁场的方向相反，由此可以确定， 螺线管磁场的方向与电流方向有关(2)要探究螺线管的磁场强 弱与电流大小的关系，就要改变螺线管中的电流大小，而在原 电路中，电流的大小是无法改变的，因此要在

20、电路中再串联入 一个滑动变阻器即可，因为滑动变阻器可以通过改变其接入电 路的电阻的大小来改变电路中的电流大小 实验二探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件实验二探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件 命题角度：命题角度： 1.从表格中获取信息的能力. 2.感应电流的方向与导体切割磁感线运动方向的关系. 3.感应电流的方向与磁场方向的关系. 4.导体中产生感应电流的条件 例例2 如图是“探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条 件”的实验装置，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到的现象记录在下表中 例 2 图 (2)通过比较实验次数3和7(或4和8)可知：在导体切割 磁感线运动方向不变时，感应电流的方向与 有关 (3)小明通过以上实验分析得出：闭合电路中的一部分 导体在磁场里做 时，导体中就会产 生感应电流 (1)通过比较实验次数3和4(或7和8)可知：在磁场方向一 定时，感应电流的方向与 有 关 导体切割磁感线运动方向 磁场方向 切割磁