第二十章电与磁复习教案Word下载.docx
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二、过程与方法
1.观察和体验通电导体与磁体之间的相互作用，初步了解电和磁之间有某种联系；
2.引导学生做课堂应用，让学生从解题的过程中总结解题方法和解题的思路。
3.培养对电与磁知识点的综合应用的能力。
三、情感态度与价值观
1.培养学生对物理美的欣赏能力，和对保护自然环境的责任心；
2.增强学生对电学知识的理解和应用，提高学生的爱国热情。
教学重点
1、磁现象磁场
2、电生磁
3、电磁铁电磁继电器
4、电动机
5、磁生电
教学难点
1、电生磁
2、电动机
3、磁生电
教学过程
1、复习预习
本章我们学习了有关磁的知识，通过了解我国古代对磁的研究方面取得的成就，激发爱国热情，进一步提高学习物理的兴趣。
另外还要知道磁场是一种看不见摸不着，但是客观存在的一种特殊物质。
这点对于学习磁场至关重要。
本章几个重要的实验在中考中经常出现，主要是奥斯特实验——电流的磁效应；
电动机原理——通电导体在磁场中受力的作用；
还有就是发电机原理——电磁感应现象。
复习时候一定要对比学习，这样才能更好的理解。
二、知识讲解
课程引入：
为什么磁铁能吸引铁钉？
电动机是怎么工作的，仅仅是将电能转化为机械能这么简单?
发电机的原理又是什么？
太空中的卫星如何实现与地面的良好沟通？
奥斯特发现电流的磁效应后，许多科学家都在思索，既然电流能产生磁，那么磁能否产生电呢？
什么情况下磁能生电？
考点/易错点1、磁现象磁场
1、磁现象：
磁性：
物体能够吸引钢铁、钴、镍一类物质（吸铁性）的性质叫磁性。
磁体：
具有磁性的物体，叫做磁体。
磁体具有吸铁性和指向性。
磁体的分类：
①形状：
条形磁体、蹄形磁体、针形磁体；
②来源：
天然磁体（磁铁矿石）、人造磁体；
③保持磁性的时间长短：
硬磁体（永磁体）、软磁体。
磁极：
磁体上磁性最强的部分叫磁极。
磁极在磁体的两端。
磁体两端的磁性最强，中间的磁性最弱。
磁体的指向性：
可以在水平面内自由转动的条形磁体或磁针，静止后总是一个磁极指南（叫南极，用S表示），另一个磁极指北（叫北极，用N表示）。
无论磁体被摔碎成几块，每一块都有两个磁极。
磁极间的相互作用：
同名磁极互相排斥，异名磁极互相吸引。
（若两个物体互相吸引，则有两种可能：
①一个物体有磁性，另一个物体无磁性，但含有钢铁、钴、镍一类物质；
②两个物体都有磁性，且异名磁极相对。
）
磁化：
一些物体在磁体或电流的作用下会获得磁性，这种现象叫做磁化。
钢和软铁都能被磁化：
软铁被磁化后，磁性很容易消失，称为软磁性材料；
钢被磁化后，磁性能长期保持，称为硬磁性材料。
所以钢是制造永磁体的好材料。
2、磁场：
磁场：
磁体周围的空间存在着磁场。
磁场的基本性质：
磁场对放入其中的磁体产生磁力的作用。
磁体间的相互作用就是通过磁场而发生的。
磁场的方向：
把小磁针静止时北极所指的方向定为那点磁场的方向。
磁场中的不同位置，一般说磁场方向不同。
磁感线：
在磁场中画一些有方向的曲线，任何一点的曲线方向都跟放在该店的磁针北极所指的方向一致。
这样的曲线叫做磁感线。
对磁感线的认识：
①磁感线是在磁场中的一些假想曲线，本身并不存在，作图时用虚线表示；
②在磁体外部，磁感线都是从磁体的N极出发，回到S极。
在磁体内部正好相反。
③磁感线的疏密可以反应磁场的强弱，磁性越强的地方，磁感线越密，磁性越弱的地方，磁感线越稀；
④磁感线在空间内不可能相交。
典型的磁感线：
3、地磁场：
地球本身是一个巨大的磁体，在地球周围的空间存在着磁场，叫做地磁场。
地磁场的北极在地理南极附近；
地磁场的南极在地理北极附近。
小磁针能够指南北是因为受到了地磁场的作用。
地理的两极和地磁的两极并不重合，磁针所指的南北方向与地理的南北极方向稍有偏离（地磁偏角），世界上最早记述这一现象的人是我国宋代的学者沈括。
（《梦溪笔谈》）
考点/易错点2、电生磁
1、奥斯特实验：
最早发现电流磁效应的科学家是丹麦物理学家奥斯特。
奥斯特实验：
对比甲图、乙图，可以说明：
通电导线的周围有磁场；
对比甲图、丙图，可以说明：
磁场的方向跟电流的方向有关。
2、通电螺线管的磁场：
通电螺线管外部的磁场方向和条形磁体的磁场一样。
通电螺线管的两端相当于条形磁体的两个极，通电螺线管两端的极性跟螺线管中电流的方向有关。
3、安培定则：
用右手握螺线管，让四指指向螺线管中电流的方向，则大拇指所指的那端就是螺线管的N极。
考点/易错点3、电磁铁电磁继电器
一、电磁铁：
定义：
插有铁芯的通电螺线管。
特点：
①电磁铁的磁性有无可由通断电控制，通电有磁性，断电无磁性；
②电磁铁磁极极性可由电流方向控制；
③影响电磁铁磁性强弱的因素：
电流大小、线圈匝数、：
电磁铁的电流越大，它的磁性越强；
电流一定时，外形相同的电磁铁，线圈匝数越多，它的磁性越强。
二、电磁继电器：
电磁继电器是利用低电压、弱电流电路的通断，来间接地控制高电压、强电流电路的装置。
电磁继电器是利用电磁铁来控制工作电路的一种开关。
电磁继电器的结构：
电磁继电器由电磁铁、衔铁、弹簧、动触点和静触点组成，其工作电路由低压控制电路和高压工作电路组成。
三、扬声器：
扬声器是将电信号转化成声信号的装置，它由固定的永久磁体、线圈和锥形纸盆构成。
扬声器的工作原理：
线圈通过如图下所示电流时，受到磁体吸引而向左运动；
当线圈通过方向相反的电流时，受到磁体排斥而向右运动。
由于通过线圈的电流是交变电流，它的方向不断变化，线圈就不断地来回振动，带动纸盆也来回振动，于是扬声器就发出了声音。
考点/易错点4、电动机
1、磁场对通电导线的作用：
通电导体在磁场里受到力的作用。
力的方向跟磁感线方向垂直，跟电流方向垂直；
通电导体在磁场里受力的方向，跟电流方向和磁感线方向有关。
（当电流方向或磁感线方向两者中的一个发生改变时，力的方向也随之改变；
当电流方向和磁感线方向两者同时都发生改变时，力的方向不变。
当通电导线与磁感线垂直时，磁场对通电导线的力最大；
当通电导线与磁感线平行时，磁场对通电导线没有力的作用。
2、电动机：
电动机是根据通电线圈在磁场中因受力而发生转动的原理制成的，是将电能转化为机械能的装置。
电动机是由转子和定子两部分组成的。
换向器的作用是每当线圈刚转过平衡位置时，能自动改变线圈中电流的方向，使线圈连续转动。
改变电动机转动方向的方法：
改变电流方向（交换电压接线）或改变磁感线方向（对调磁极）。
提高电动机转速的方法：
增加线圈匝数、增加磁体磁性、增大电流。
考点/易错点5、磁生电
1、电磁感应现象：
英国物理学家法拉第发现了电磁感应现象。
内容：
闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中就产生电流，这种现象叫做电磁感应，产生的电流叫做感应电流。
导体中感应电流的方向，跟导体的运动方向和磁感线方向有关。
（当导体运动方向或磁感线方向两者中的一个发生改变时，感应电流的方向也随之改变；
当导体运动方向和磁感线方向两者同时都发生改变时，力的方向不变。
2、发电机：
发电机是根据电磁感应现象制成的，是将机械能转化为电能的装置。
发电机是由定子和转子两部分组成的。
从电池得到的电流的方向不变，通常叫做直流电。
（DC）
电流方向周期性变化的电流叫做交变电流，简称交流电。
（AC）
在交变电流中，电流在每秒内周期性变化的次数叫做频率，频率的单位是赫兹，简称赫，符号为Hz。
我国供生产和生活用的交流电，电压是220V，频率是50Hz，周期是0.02s，即1s内有50个周期，交流电的方向每周期改变2次，所以50Hz的交流电电流方向1s内改变100次。
三、例题精析
【例题1】
【题干】如图所示，有三根钢棒，其中甲、乙相互排斥，甲、丙相互吸引，如果已知甲是磁体且右端为N极，那么下列对乙、丙的判断正确的是（）
A.乙是磁体且右端是N极
B.丙是磁体且右端是N极
C.乙是磁体，丙不一定是磁体
D.乙是磁体，丙也一定是磁体
【答案】C
【解析】根据磁极间的相互作用，同名磁极相斥，异名磁极相吸可知，甲、乙相互排斥，说明都具有磁性，都是磁体；
甲磁体的右端为N极，则乙磁体的左端为N极，故A错；
甲、丙相互吸引，则可知丙可能为磁体、也可能不是磁体，故BD错，C正确；
应选C。
【例题2】
【题干】关于磁现象，下列说法中正确的是（ ）
A.磁铁能够吸引所有的金属物品
B.通电导丝周围和磁铁周围一样存在磁场
C.磁体周围的磁感线是真实存在的
D.通电螺线管内部不存在磁场
【答案】B
【解析】磁铁可吸引铁、钴、镍等金属，但不能吸引铝、铜等金属，故A错；
通电导线周围也存在着磁场，磁铁周围也存在着磁场，故B正确；
磁感线是为了研究磁场方便，而假想出来的，不是真实存在的，故C错；
通电螺线管内部和外部都有磁场，故D错；
应选B。
【例题3】
【题干】如图所示，电源电压不变。
R为定值电阻，弹簧测力计下端挂一条形磁铁，且与螺线管B在同一竖直线上，将开关S闭合，条形磁铁静止时，测力计的示数为F0，则（）
A.在螺线管中插入铁棒后，测力计的示数增大
B.在螺线管中插入铁棒后，测力计的示数减小
C.只改变电流的方向，测力计的示数增大
D.只减小线圈的匝数，测力计的示数减小
【答案】BC
【解析】
（1）当S闭合后，通电螺线管将产生磁性。
根据安培定则可判断，电磁铁的上端是N极。
因同名磁极相互排斥，所以当通电螺线管产生磁性时，会与条形磁铁相互排斥。
在螺线管中插入铁棒后，铁棒被磁化，所以螺线管的磁性增强，故测力计的示数变小，故A错误；
B正确；
（2）只改变电流的方向，电磁铁的磁极对调，与磁体之间由斥力变为引力，所以测力计的示数增大，故C正确；
（4）减小线圈匝数，电磁铁的磁性减弱，斥力减小，测力计的示数增大，故D错误。
【例题4】
【题干】如图是一个课外兴趣小组自制的“温度自动报警器”原理图。
下列说法正确的是（）
A.减少线圈的匝数可增大电磁铁的磁性
B.减小电源电压能使电磁铁的磁性增强
C.只要温度计内的水银柱升高电铃就发声
D.若a点接电源的正极,通电时电磁铁的左端为S极
【答案】D
【解析】线圈的匝数越小电磁铁的磁性越弱，故A错；
电源电压减小，会造成电流变小，电磁铁的磁性会减弱，故B错；
温度计内的水银柱需升高的到一定程度才会接通电路，使电铃发声，故C错；
若a点接电源的正极，根据右手螺旋定则可得通电时电磁铁的左端为S极，故D正确；
应选D。
【例题5】
【题干】为探究“什么情况下磁可以生电”，小华组装了如图所示的实验装置，图中ab是一根细铜直导线．闭合开关，当ab沿竖直方向上下运动时，电流表指针没有发生偏转，下列说法正确的是（）
A.感应电流太小，无法使电流表指针发生偏转
B.铜直导线太细，应换用较粗的铜棒
C.应该把ab改为左右运动
D.应该把磁体的N、S极对调
【解析】解答：
图中用到的电流表是灵敏电流表，电流表的指针没有发生偏转说明电路中没有产生感应电流；
要产生感应电流，导体要做切割磁感线运动，而题中导体ab竖直方向运动，这和磁感线的方向一致，没有切割到磁感线，所以没有产生感应电流；
要产生感应电流，可以让导线ab水平左右运动或者斜向上、斜向下运动，只要能够切割到磁感线就行。
A.电流表指针没有发生偏转说明没有产生感应电流，所以A是错误的；
B.换成教粗的铜棒，但没有改变运动方向，不能切割到磁感线，不能产生感应电流，所以B是错误的；
C.ab改为左右运动，做切割磁感线运动，就可以产生感应电流，所以C是正确的；
D.把磁体的N、S极对调，不改变导体ab运动方向，依然不能做切割磁感线运动，不能产生感应电流，所以D是错误的；
【例题6】
【题干】如图所示的是动圈式话筒（麦克风）和扬声器（喇叭）的构造示意图。
当人对着话筒讲话时，产生的声音使膜片以及与之相连的线圈一起振动，线圈在磁场中的这种运动，能产生随着声音变化的电流；
变化的电流经放大器放大后，通过扬声器的线圈，通电线圈就在磁场中来回振动，带动纸盆也来回振动，扬声器就发出声音。
根据以上原理，请你思考并回答：
（1）图示装置的主要目的是为了改变声音的________（填“音调”“响度”或“音色”）；
（2）话筒是一种把声信号转化为电信号的装置，它利用了____________原理；
（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________运动，与扬声器原理相似的是________（填“电动机”或“发电机”）。
【答案】响度电磁感应右电动机
【解析】装置动圈式话筒将声音转化为随声音变化的电流，变化的电流经放大后通过扬声器转化为声音，此过程中变化的频率没有发生变化，故该装置的主要目的是改变声音的响度；
话筒将声音的声波引起音膜振动，音膜带动线圈在磁场中运动，产生感应电流，此电流随声音的变化而变化，利用的原理为电磁感应原理；
通电线圈在磁场中受到力的作用而运动，其运动方向与电流方向有关，当电流方向发生改变时导体运动方向也发生改变，所以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，与扬声器原理相似的是电动机。
四、课堂运用
【基础】
1、如图是动圈式话筒的构造示意图，当人对着话筒说话时，声音使膜片振动，与膜片相连的线圈在磁场中运动，产生随声音变化而变化的电流，经放大后通过扬声器还原成声音，下列设备与动圈式话筒工作原理相同的是（）
A.电钳B.电饭锅C.电动机D.发电机
动圈式话筒功作原理是电磁感应现象，A.电钳里有电动机，通电导体在磁场中受力原理；
B.电饭锅里有发热体，电流的热效应原理；
C.电动机是通电导体在磁场中受力原理；
D.发电机是电磁感应现象原理,故选D
2、图中的两个线圈，套在一根光滑的玻璃管上．导线柔软，可自由滑动．开关S闭合后，则（ ）.
A.两线圈左右分开
B.两线圈向中间靠拢
C.两线圈静止不动
D.两线圈先左右分开，然后向中间靠拢
【答案】A
【解析】由右手螺旋定则可判断出，当通电后线圈L1的右端为N极，L2的左端为N极，根据同名磁极相互排斥可知两个线圈将会左右分开，故应选A。
3、如图是直流电铃的原理图．关于电铃工作时的说法正确的是（ ）
A.当闭合开关后，电磁铁周围就产生了磁场
B.小锤击打铃碗时，电磁铁仍具有磁性
C.电磁铁吸引衔铁时，弹性片有弹性势能
D.小锤击打铃碗发出声音，是由于铃碗发生了振动
【答案】ACD
【解析】由图示可知，当闭合开关时，电路被接通，电磁铁具有了磁性，周围就会产生磁磁，故A正确；
电磁铁有了磁性，会吸引上面的衔铁下运动，此时铃被敲响，同时电路会断开，电磁铁磁性消失，故B错；
电磁铁吸引衔铁时，弹性片会发生形变，具有弹性势能，故C正确；
声音是由物体振动产生的，铃声是铃碗的振动产生的，故D正确；
应选ACD。
【巩固】
1、如图是一种温度自动报警器的原理图．制作水银温度计时，在玻璃管中封入一段金属丝，电源两极分别与水银和金属丝相连，当温度达到金属丝下端所指的温度时（ ）
A.衔铁被吸引，电铃发出报警声
B.衔铁被排斥，电铃发出报警声
C.衔铁被吸引，电铃停止发出报警声
D.衔铁被排斥，电铃停止发出报警声
【解析】由图示可知，当温度达到金属丝下端所指的温度时，左边电路被接通，电磁铁具有磁性，会吸引衔铁，此时会接通右边电路，电铃会发出警报声，故应选A。
2、为了探究电磁铁的磁性强弱与哪些因素有关，某同学使用两个相同的大铁钉绕制成电磁铁进行实验，如图所示．则下列说法中正确的是（ ）
A.滑片P向右滑动，电磁铁的磁性减弱
B.电磁铁能吸引的大头针越多，表明它的磁性越强
C.电磁铁A、B的上端均为S极
D.该实验可以探究电磁铁磁性的强弱与匝数多少的关系
【答案】ABD
【解析】由图示可知，当滑片向右滑动时，电阻减小，电流变大，所以电磁铁的磁性会增强，故A正确；
电磁性的磁性强弱是通过吸引大头针的数目多少来判断的，能吸引的大头针越多，表明它的磁性越强，故B正确；
由右手螺旋定则可判断出电磁铁A的上端都是S极，电磁铁B的上端为S极，故C错；
由图示可知，两个电磁铁是串联的，通过它们的电流大小相等，线圈的匝数不同磁性强弱就不同，说明磁性的强弱与匝数多少有关系，故D正确；
应选ABD。
3、某同学探究“什么情况下磁可以生电”的实验装置如图所示，ab是一根直铜丝，通过导线接在量程为0～3A电流表的两接线柱上，电流表指针指零．当把直铜丝ab迅速向右运动时，并未发现电流表的指针明显偏折，你认为最可能的原因是（ ）
A.电流表量程太大，换用灵敏电流计能使指针明显偏转
B.直铜丝ab太细，换用粗铜棒便能使指针明显偏转
C.磁体的磁性太强，换用强磁体便能使指针明显偏转
D.直铜丝ab运动方向不对，应让直铜丝ab上下迅速运动
【解析】磁生电的条件实验中，产生的感应电流非常的微弱，若用量程为0~3A电流表测量因分度值较大，所以指针偏转不明显，因电流的大小与导线切割磁感线的快慢和磁场的强弱有关，故B说法错误，C只强调磁场强弱并未提到切割速度，说法不全面，若导线上下运动，则导体没有切割磁感线，没有电流产生，电流表一点都不偏转，答案选A。
【拔高】
1、如图所示是探究“感应电流的大小跟哪些因素有关？
”的实验，运用该实验器材证明下列所作的猜测错误的是（ ）
A.感应电流的大小与导线运动的方向有关
B.感应电流的方向与导线切割磁感线的方向有关
C.感应电流的大小与切割磁感线的导线条数有关
D.感应电流的大小与导线切割磁感线的速度有关
要练说，得练看。
看与说是统一的，看不准就难以说得好。
练看，就是训练幼儿的观察能力，扩大幼儿的认知范围，让幼儿在观察事物、观察生活、观察自然的活动中，积累词汇、理解词义、发展语言。
在运用观察法组织活动时，我着眼观察于观察对象的选择，着力于观察过程的指导，着重于幼儿观察能力和语言表达能力的提高。
【解析】由电磁感应原理可知感应电流的方向与导线切割磁感线的方向有关、与磁场方向有关；
所以B说法正确；
而感应电流的大小与切割磁感线的导线条数有关、与导线切割磁感线的速度有关．CD说法正确，感应电流的大小与导线运动方向无关，故A说法错误．答案选A。
2、图中小磁针静止在通电螺线管旁，请你在图上标明：
（1）电源的正负极；
（2）通电螺线管的N、S极；
（3）磁感线的方向．
【答案】
【解析】根据磁极间的相互作用规律可知，通电螺线管左端为N极，右端为S极。
所以在磁体外部，磁感线由螺线管的左端指向右端。
根据安培定则，伸出右手，让右手的大拇指指向螺线管的N极，四指弯曲所指的方向为电流的方向．所以，电流由右端的导线流入，即电源的右端为正极，左端为负极。
3、如图是“探究什么情况下磁可以生电”的装置，导体ab、开关、灵敏电流表用导线连接，组成电路.
（1）实验中，我们通过电流表指针是否偏转来判断电路中是否有____；
通过指针偏转的方向判断_____；
（2）闭合开关，让导体ab在磁场中上下运动，发现电流表的指针________；
让导体ab静止，磁铁水平向右运动，则电流表的指针________.（填“偏转”或“不偏转”）
（3）如果想进一步探究感应电流的大小与导体运动的快慢是否有关，则应闭合开关，保持其他条件不变，只改变________________，观察________________________得出结论.
【答案】感应电流电流的方向不偏转偏转导体运动的速度电流表指针偏转的幅度
（1）有电流通过电流表时，电流表指针发生偏转。
实验中，我们通过电流表指针是否偏转来判断电路中是否有感应电流；
通过指针偏转的方向判断电流的方向。
（2）闭合开关，让导体ab在磁场中上下运动，发现电流表的指针不偏转；
让导体ab静止，磁铁水平向右运动，则电流表的指针偏转。
（3）探究感应电流的大小与导体运动的快慢是否有关，需要运用控制变量法，闭合开关，保持其他条件不变，只改变导体运动的速度，观察电流表指针偏转的幅度得出结论。
五、课程小结
1、磁现象磁场
3、电磁铁电磁继电器
六、课后作业
1、美国和加拿大的科学家最近研制出一种固定在膝盖上的发电装置，这种装置可通过收集人走路时损失的能量来发电，其电量足够给10部手机充电．如图所示各器具中，与其工作原理相同的是（ ）
A.动圈式扬声器
B.电磁起重机
C.动圈式话筒
D.电话听筒
【解析】发电装置将机械能转化为电能，实质是一个小型的发电机，而发电机的原理是电磁感应，动圈式扬声器原理是通电导体在磁场中受到力的作用，电磁起重机的原理是电流的磁效应，动圈式话筒原理是电磁感应，电话听筒原理是通电导体在磁场中受到力的作用，故答案选C。
2、如图所示的四个装置可以用来演示物理现象或工作原理，下列表述正确的是（）
A.甲图可演示发电机工作原理B.乙图可演示电动机工作原理
C.丙图可演示电生磁现象D.丁图可演示电磁感应现象
【解析】装置中有电源，闭合开关，通电线圈在磁场中受力转动，可以用来演示电动机工作原理，故A错误。
闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动，产生感应电流，该装置可以用来演示发电机工作原理，故B错误。
丙图是奥斯特实验，说明电流周围存在着磁场，可演示电生磁现象，故C正确为答案。
该装置是电磁铁，通过电磁铁吸引大头针现象，可用来演示电流的磁效应，故D错误。
3、下列四幅图中，螺线管两端的极性标注正确的是（ ）
A.
B.
C.
D.
【解析】由右手螺旋定则可判断出：
A图中的右端应是N极，故A错；
B图中的上端应是N极，故B错；
C图中的右端应是N极，故C正确；
D图中的左端应是N极，故D错；
4、在如图所示的电路中，根据小磁针静止时的指向可知（）
A.a端
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