电流与磁.docx

电流与磁.docx

《电流与磁.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电流与磁.docx（13页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

电流与磁

1.磁性（吸铁性）:

磁铁能吸引铁、钴、镍等物质的性质。

2.磁体

定义：

具有磁性的物质。

分类：

永磁体分为天然磁体、人造磁体。

3.磁极

定义：

磁体上磁性最强的部分叫磁极。

（磁体两端最强中间最弱）

种类：

水平面自由转动的磁体，指南的磁极叫南极（S），指北的磁极叫北极（N）。

作用规律：

同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。

说明：

一个永磁铁被分成很多部分后，每一部分仍有两级。

4.物体是否具有磁性的判断方法：

①根据磁体的吸铁性判断。

②根据磁体的指向性判断。

③根据磁体相互作用规律判断。

④根据磁极的磁性最强判断。

5.磁化

定义：

使原来没有磁性的物体获得磁性的过程。

钢和软铁的磁化：

软铁被磁化后，磁性容易消失，称为软磁材料。

钢被磁化后，磁性能长期保持，称为硬磁性材料。

所以制造永磁体使用钢，制造电磁铁的铁芯使用软铁

6.磁性材料的应用

磁悬浮列车底部装有用超导体线圈饶制的电磁体，利用磁体之间的相互作用，使列车悬浮在轨道的上方以提高运行速度。

1．定义：

磁体周围存在着传递磁极间相互作用的物质。

2．基本性质

磁场对放入其中的磁体产生力的作用。

磁极间的相互作用是通过磁场而发生的。

3．方向规定

在磁场中小磁针静止时，北极所指的方向（小磁针北极所受磁力的方向）就是该点磁场的方向。

4．磁感应线

定义：

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点的磁针北极所指的方向一致。

方向：

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。

性质说明:

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。

但磁场客观存在

磁感线是封闭的曲线。

磁感线立体的分布在磁体周围，而不是平面的。

磁感线不相交。

磁感线的疏密程度表示磁场的强弱。

5.地磁场：

定义：

在地球周围的空间里存在的磁场，磁针指南北是因为受到地磁场的作用。

磁极：

地磁场的北极在地理的南极附近，地磁场的南极在地理的北极附近。

说明：

地磁南极在地理北极附近，地磁北极在地理南极附近

电流的磁场：

奥斯特实验：

通电导线的周围存在磁场，称为电流的磁效应。

该现象说明：

通电导线的周围存在磁场，且磁场与电流的方向有关。

例题

.关于磁场和磁感线的说法的是

A.磁感线是磁场中确实存在的线　B.没有磁感线的区域就没有磁场

C.磁体的周围都存在着磁场　D.磁感线上某一点的切线方向可能与该点的磁场方向不一致

1.电生磁

奥斯特实验：

通电导线的周围存在磁场，称为电流的磁效应。

该现象说明：

通电导线的周围存在磁场，且磁场与电流的方向有关。

通电螺线管的磁场：

通电螺线管的磁场和条形磁铁的磁场一样。

其两端的极性跟电流方向有关，电流方向与磁极间的关系可由安培定则来判断。

安培定则:

用右手握住螺旋管，四指弯曲且跟螺旋管中电流方向一致，则大拇指所指方向就是螺旋管的北极

例题

放在条形磁铁和通电螺线管旁边的小磁针，静止时N极的指向就是小磁针中心所在位置的磁场方向，图8所示的四幅图中，小磁针的指向错误的是

2.电磁铁

定义：

内部插入铁芯的通电螺线管

构造：

线圈和铁芯

工作原理：

电流的磁效应，通电螺线管插入铁芯后磁场大大增强。

优点：

磁性有无由通断电来控制磁极由电流方向来控制磁性强弱由电流大小、线圈匝数、线圈形状来控制

应用：

电磁继电器、电话

如图所示，在电磁铁正上方用弹簧挂着一条形磁铁，开关闭合后，当滑片P从a端向b端滑动过程中，会出现的现象是

A．电流表示数变小，弹簧长度变短

B．电流表示数变小，弹簧长度变长

C．电流表示数变大，弹簧长度变长

D．电流表示数变大，弹簧长度变短

3.磁生电

定义：

闭合电路中部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中产生电流叫做感应电流

　感应电流产生的条件：

闭合的电路部分导体做切割磁感线运动

感应电流的方向判断

右手定则：

右手平展，使大拇指与其余四指垂直，并且都跟手掌在一个平面内。

把右手放入磁场中，让磁力线垂直进入手心（当磁感线为直线时，相当于手心面向N极），大拇指指向导线运动方向，则四指所指方向为导线中感应电流的方向。

1下列实验中能探究“什么情况下磁可以生电”的是（　　）

1、不同能量之间是可以相互转化的：

（ 1）能源的分类。

①能源：

凡是能够提供可利用能量的物质统称为能源.

②化石能源：

煤、石油、天然气是埋在地下的动植物经过数亿年的地质演变而形成的，这些能源统称为化石能源.

③一次能源：

直接取之于自然界，未经人类加工转换的能源称之为一次能源.如：

煤、石油、天然气、水能、风能、太阳能、生物能、海洋能、地热能等.

④二次能源：

从一次能源直接或间接转化而来的能源称之为二次能源.如：

电能、氢能、焦炭等.

⑵能源的利用与能量转化

①常规能源：

煤、石油、天然气、水电等；

②新能源：

太阳能、核能、地热能、海洋能等的利用如图所示.

2、功能原理

⑴机械能守恒定律成立的条件是只有重力或弹力做功．

外力（除了重力和弹力之外的力）对系统做负功，系统的机械能减少．

当外力（除了重力或弹力以外的力）对物体做正功，物体的机械能增加，物体机械能的增加量等于外力对物体做的功．

⑵功能原理：

物体所处的系统除了物体本身重力和弹力之外的力对物体做功时，系统的机械能不守恒，此时外力对系统做的功等于系统机械能的变化．

W=ΔE=E2一E1=（EP2+Ek2）一（Ek1+EP1）

这里的外力是指除了物体本身重力和弹力之外的力，弹力仅指弹簧类的力．

滑动摩擦力和空气阻力做功W=fd路程E内能（发热）

⑶功是能量转化的量度。

有两层含义：

①做功的过程就是能量转化的过程；

②做功的多少决定了能转化的数量,即:

功是能量转化的量度。

强调：

功是一种过程量，它和一段位移（一段时间）相对应；而能是一种状态量，它与一个时刻相对应。

两者的单位是相同的（都是J），但不能说功就是能，也不能说“功变成了能”。

3、能量守恒定律

　⑴导致能量守恒定律最后确立的两类重要事实：

是确立了永动机的不可能性和发现了各种自然现象之间的能量的相互联系与转化．

⑵能量守恒定律不是一个人发现的。

19世纪40年代前后，不同国家、不同领域的十几位科学家，以不同的方式，各自独立提出了能量守恒定律的内容．对能量守恒定律贡献比较大的科学家有：

德国物理学家和医生迈尔，英国物理学家焦耳，德国物理和生理学家亥姆霍兹等人．

⑶能量守恒定律内容：

能量既不会消灭，也不会创生，它只会从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到另外一个物体．而在转化和转移的过程中．能量的总和保持不变．

对一个相对独立的系统而言：

E总１=Ｅ总２　，或者　ΔE=Ｅ总２一E总１=0

⑷能量守恒定律建立的意义

①能量守恒定律是指能量的总量不变，但更重要的是指转化和转移过程中的守恒．在不同形式的能量间发生转化，在不同的物体间发生转移．不需要任何外界动力而持续对外做功的机器是违背能量守恒定律的，是永远不可能制成的．机械能转化成了其他形式的能量而不能消失，能量是不会消失的．

②能量守恒定律的建立过程，是人类认识自然的一次重大的飞跃，是哲学和自然科学长期发展和进步的结果．它是最普遍、最重要、最可靠的自然规律之一，而且是大自然普遍和谐性的一种表现形式．和谐美是科学的魅力所在．

③恩格斯曾经把能量转化和守恒定律称为“伟大的运动基本规律”，认为它的发现是19世纪自然科学的三大发现之一．（另两个发现是细胞学说，达尔文的生物进化论）

２、能源和能量耗散

⑴人类应用能源的历程

从人类应用能源的历程看，能源对人类社会发展所起的作用巨大；但是，人类在利用能源的同时也对环境造成了严重污染。

4、能量耗散

　能量转化具有方向性，然料燃烧时一旦把自己的热量释放出去，它就不会再次自动聚集起来供人类重新利用，电池中的化学能转化为电能，它又通过灯泡转化成内能和光能，热和光被其他物质吸收后变为周围环境的内能，我们无法把这些内能收集起来重新利用．这种现象叫做能量的耗散．

能量耗散和能量守恒并不矛盾，能量耗散表明，在能源利用的过程中，即在能量的转化过程中，能量在数量上并没有减少．但是可利用的品质上降低了，从便于利用变为不便于利用了．这说明能量的耗散从能量转化的角度反映出自然界中宏观过程的方向性．

5、节约能源和开发可再生能源

正是因为能量转化的方向性，能量的利用受这种方向性的制约，所以能量的利用是有条件的，也是有代价的．

解决世界能源问题的根本途径，主要有两个方面：

其一是广泛开源，其二是认真节流．

所谓开源，就是积极开发和利用各种能源．在继续加紧石油勘探和寻找新的石油产地的同时，积极开发丰富的煤炭资源，还要大力开发水能，生物能等常规能源，加强核能、太阳能，风能、沼气，海洋能，地热能以及其他各种新能源的研究和利用，从而不断扩大人类的能源资源的种类和来源．

所谓节流，就是要大力提倡节约能源．节能是世界上许多国家关心和研究的重要课题，甚至有人把节能称为世界的“第五大能源”，与煤、石油和天然气、水能、核能等并列．在节能方面，在有计划地控制人口增长的同时，重点要发挥先进科学技术的优势，提高各国的能源利用效率．如果世界各国家和各地区都能改进各种用能设备，不断提高能源的质量标准和降低单位产品的能耗，加强科学管理，适当控制生活能源的合理使用，就能使能源更加有效地用于生产和生活之中，从而解决人类面临的能源问题．

6、能量守恒定律

能量既不会消灭，也不会创生，它只会从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到另外一个物体．而在转化和转移的过程中．能量的总和保持不变．

对一个相对独立的系统而言：

E总１=Ｅ总２　，或者　ΔE=Ｅ总２一E总１=0

1.从能量的角度分析如图16-5-1所示的滚摆和单摆上下的运动情况，它们共同表明_____________________。

图16-5-1

2.把一个薄壁金属管固定在桌上，里面放一些酒精，用塞子塞紧，拿一根绳子在管外绕几圈，并迅速地来回拉动绳子，过一会儿，你会看到塞子跳了起来，如图16-5-2所示。

从能量的角度分析,这个现象表明_________________________。

3.能量既不会凭空___________，也不会凭空___________，它只会从一种形式___________为其他形式，或者从一个物体___________到另一个物体，而在___________和___________的过程中，能量的总量保持___________。

这就是能量守恒定律。

4.你知道自然界中哪些能量之间可以相互转化吗？

举例说明：

1.下列能量的转化中，属于机械能转化为内能的是（）

A.点燃爆竹，爆竹腾空而起B.汽车紧急刹车，轮胎发热

C.给生石灰加水，温度升高D.给电炉通电，电炉发热

2.写出能量守恒定律的内容：

______________________________________________。

3.水轮机带动发电机发电，是___________能转化为___________能；电动机带动水泵，把水抽到高处，是___________能转化为___________能。

4.用热传递的方法来改变物体的内能，实质上是能量的___________过程；用做功的方法来改变物体的内能，实质上是能量的过程。

图16-5-3

5.（2010广东莆田模拟，11）参照图16-5-3及示例填写不同形式的能量之间的转化及其实例。

示例：

电能→光能：

电灯

（1）____________________________________________________

（2）_______________________________________________________

6.（2010湖北宜昌模拟，34）某校师生在学习了能量的转化与守恒以后，组织兴趣小组调查学校几种炉灶的能量利用效率。

他们发现学校的一个老式锅炉烧水时，经常冒出大量的黑烟，且烧水时锅炉周围的温度很高，锅炉的效率很低。

（1）请你根据调查中发现的现象分析此锅炉效率低的原因，并提出相应的改进措施。

（2）要减少烟气带走的热量，可以采用什么办法？

1.木块从粗糙的斜面顶端匀速下滑到底端的过程中（）

A.木块的重力势能全部转化为动能

B.木块的动能增加，重力势能减小

C.木块有一部分机械能转化为内能

D.木块的机械能全部转化为内能

解析：

解答本题注意“匀速”“下滑”这两个条件，既然是匀速，则动能保持不变，而下滑又说

2.某物体对外做功，消耗了100J的机械能，这些机械能转化为其他形式的能量是（）

A.50JB.100JC.0JD.无法确定

3.用打桩机打桩，打桩锤从5m高处自由落下时，锤与桩因冲击力作用表面温度升高，这说明（）

A.机械能守恒B.动能守恒

C.势能守恒D.能量守恒

4.下面关于能量的说法中，正确的是（）

A.用砂轮磨刀是由内能转化为动能

B.陨石进入大气层成为流星时，是内能转化为机械能

C.壶中的水沸腾时壶盖不停地跳动，是水的势能转化为壶盖的动能

D.用打气筒给轮胎打气，打气筒发热，是机械能转化为内能

5.在一个密封的小房间里，放着一台开着门的电冰箱，给电冰箱通电，过一段时间后，房间的温度将…（）

A.升高B.降低C.不变D.无法确定

6.火箭在大气层里加速上升的过程中（）

A.机械能减少，内能增加B.机械能增加，内能减少

C.机械能与内能都增加D.机械能不变，内能增加

7.（2010湖北宜昌模拟，21）通讯卫星板状的两翼是太阳电池板，它的作用是把能转化为能，供卫星使用。

8.在下列现象中，能量是怎样转化的？

（1）用锯锯木头，过一会锯条变热了；______________________

（2）木材燃烧，发光发热；_________________________________

（3）植物进行光合作用；_________________________________

（4）电动机通电后转动起来；_________________________________

（5）核电站发电；_________________________________

（6）蓄电池放电；_________________________________

（7）对蓄电池充电。

_________________________________

9.（2010江苏连云港模拟，24）请阅读下面的介绍，回答相关问题。

焦耳是一位伟大的物理学家，他成功地发现了焦耳定律，测出了热功当量……。

但他在探索科学真理的道路上，也走过弯路。

年轻的时候，焦耳也和许多人一样设想能制作出一种“永动机”——不需要给它提供任何动力（即不消耗任何能源）就能自动工作起来的机械装置。

他曾通宵达旦地冥思苦想，不断地设计、制作，但没有一次是成功的。

接连的失败引起了焦耳的深思，他没有像有些人那样“执迷不悟”，而是反思原来的设想，重新确定新的探究课题。

经过不懈地努力，他终于在新的研究领域中取得了成功，发现了科学真理。

（1）“永动机”制造一直失败的原因是：

它违背了______________________。

（2）你从焦耳科学探究的历程中得到的启示是:

______________________。

10.从210m处自由下落的雨滴，如果下落过程中重力对它做功的40％用来增加雨滴的内能，它落到地面时，温度升高了多少？

（取g＝10N/kg）

一、磁现象：

1、磁性：

磁铁能吸引等物质的性质（吸铁性）

2、磁极：

定义：

。

（磁体两端最强中间最弱）

种类：

水平面自由转动的磁体，指南的磁极叫，指北的磁极叫

作用规律：

。

说明：

最早的指南针叫。

一个永磁体分成多部分后，每一部分仍存在。

3、磁化：

①定义：

使原来没有磁性的物体。

4、分类：

Ι、地磁场：

1定义：

在地球，磁针指南北是因为。

2磁极：

地磁场的北极在，地磁场的南极在。

3磁偏角：

首先由发现。

Ⅱ、电流的磁场：

1奥斯特实验：

通电导线的周围存在磁场，称为电流的效应。

该现象在年被丹麦的物理学家发现。

该现象说明：

。

2通电螺线管的磁场：

通电螺线管的磁场和的磁场一样。

其两端的极性跟有关，电流方向与磁极间的关系可由来判断。

③应用：

电磁铁

A、定义：

内部.的通电螺线管。

B、工作原理：

.。

C、优点：

磁性有无由来控制，磁极由来控制，磁性强弱由来控制。

D、应用：

电磁继电器、电话

电磁继电器：

实质。

应用：

。

电话：

组成：

。

基本工作原理：

。

二、磁场：

1、定义：

磁体周围存在着的物质，它是一种看不见、摸不着的特殊物质。

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。

这里使用的是。

通过电流的效应认识电流也运用了这种方法。

2、基本性质：

。

磁极间的相互作用是通过磁场而发生的。

3、方向规定：

就是该点磁场的方向。

4、磁感应线：

①定义：

在磁场中画一些有方向的曲线。

任何一点的曲线方向都跟一致。

②方向：

磁体周围的磁感线都是从磁体的出来，回到磁体的。

③典型磁感线：

④说明：

A、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。

但磁场客观存在。

B、用磁感线描述磁场的方法叫。

C、磁感线是的曲线。

D、磁感线的分布在磁体周围，而不是平面的。

E、磁感线不。

F、磁感线的疏密程度表示。

4、磁极受力：

在磁场中的某点，所受磁力的方向跟该点的磁场方向一致，所受磁力的方向跟该点的磁场方向相反。

三、电磁感应:

1.现象――英国的物理学家在1831年发现了电磁感应现象，即的一在磁场里做磁感应线的运动时，导体中就会，这种现象叫做。

2.感应电流――电磁感应现象中产生的电流叫做。

3.感应电流的产生的条件：

（1）电路必须是电路；

（2）必须有一导体做磁感应线运动。

4.感应电流的跟方向和导体切割磁感线运动的有关。

5.发电机：

原理――发电机是根据现象制成的。

6.方向不会发生改变的电流叫做。

大小和方向作改变的电流叫做

四、磁场对电流的作用:

1、通电导体在磁场中受到的作用，与和有关。

2、通电线圈在磁场中，当线圈平面与磁感应线时，磁场力会使线圈；当线圈平面与磁感应线时，也会受到磁场力的作用，但，这一位置叫做。

3、直流电动机――用供电的电动机。

原理――电动机是根据通电线圈在磁场中的基本原理制成的。

构造――直流电动机模型主要由（定子）、（转子）、和四部分组成，其中，最简单的换向器是两个彼此的金属，它的作用是当通电线圈由于惯性刚转过平衡位置时，立刻线圈中的，以保持线圈的转动。

直流电动机的可由来控制；可由和

来控制。

【课堂练习】

1、南宋民族英雄文天祥（江西吉安人），在《扬子江》一诗中著下“臣心一片磁针石，不指南方不肯休”的诗句.这里磁针石的南极指向地理位置的＿＿＿＿方。

.　　

2、目前我国正在实施“登月工程”．月球表面没有空气，没有磁场，引力为地球的六分之一，宇航员登上月球，＿＿＿＿用指南针辨别方向。

.

4．小宇同学为了检验某根钢条是否具有磁性，它将钢条的A端靠近小磁针的N极，发现它们相互吸引；当仍将钢条的A端靠近小磁针的S极时，发现它们仍然相互吸引，则【　】.

A．钢条A端为南极，另一端为北极B．钢条A端为北极，另一端为南极

C．不能确定钢条是否具有磁性D．钢条没有磁性

5．如图9-4所示，一根条形磁铁，左端为S极，右端为N极。

下列表示从S极到N极磁性强弱变化情况的图像中正确的是【　】.

ABCD

6．关于磁感线，下列说法正确的是【　】.

A.磁感线上任何一点的切线方向，就是该点的磁场方向B磁场中的磁感线是确实存在的C.磁体外部的磁感线都是从磁体的N极出来，回到S极D.磁感线是由铁屑构成的

7．在磁场中，肯定不受力作用的是【　】.

A、铝棒B、钢片C、通电钢棒D、小磁针

8.两个磁极之间有一个小磁针，小磁针静止时的指向如图9-2-2所示，请在图中标出两个磁极的极性。

9.甲、乙两个磁极之间有一个小磁针，小磁针静止时的指向如图9-2-3所示。

那么【　】.

A甲、乙都是N极B甲、乙都是S极C甲是s极，乙是N极D甲是N极，乙是S极

10.如图9-2-4所示为两个条形磁体及其它们之间的磁感线，请在图中标出条形磁体的磁极以及相应的磁感线的方向。

11．在地球表面的某位置，发现自由转动的小磁针静止时沿竖直方向，且S极向下（提示：

指向地心为下,远离地心为上），则小磁针所在位置在地球的【　】.

A．北磁极附近B．南磁极附近C．赤道附近D．以上均有可能

12.根据指南针能指方向的事实，下列说法中不正确的是【　】.

A．地磁场的形状与条形磁铁相似B．地球周围空间中存在着磁场

C．指南针北极所指的方向就是地磁北极D．地磁的北极在地理南极附近

13.丹麦物理学家＿＿＿＿＿＿＿＿首先发现电流的磁效应。

电磁起重机、电烙铁、电铃、电磁继电器这四个电器中呈定没有电磁铁的是＿＿＿＿＿＿＿＿；电磁起重机使用电磁铁而不使用永磁铁的优点之一是＿＿＿＿＿＿＿＿

14.小明用导线烧在铁钉上，接入图1所示的电路中，制成了一个电磁铁。

闭合开关S，小磁针静止时左端应为＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿极，当滑动变阻器的滑片P向左移动时，电磁铁的磁性将＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

15．如图2所示是研究“电磁铁磁性强弱”的实验电路图．开关的＿＿＿＿＿可控制磁性的有无；要改变通过电磁铁中的电流大小，可通过改变＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿实现；要判断电磁铁的磁性强弱，可通过观察电磁铁吸引大头针的＿＿＿＿＿来确定。

16.如图是某同学在研究通电螺线管极性时的情形，请你在图中标出通电螺线管的N极；

17.根据下图中小磁针N极的指向，标出通电螺线管电源的“＋”、“－”极。

18.请你在图中，标出小磁针的N、S极及通电螺线管周围的磁感线方向。

19.如右图所示是一种水位自动报警器的原理示意图，当水位达到金属块A时，出现的情况是【】A.红灯亮B.绿灯亮

C.红、绿灯同时亮D.红、绿灯都不亮

20．小明同学在“制作、研究电磁铁”的过程中，使用两个相同的大铁钉绕制成电磁铁进行实验，如图所示，下列说法正确的是【】

A．若将两电磁铁上部靠近，会相互吸引

B．电磁铁能吸引的大头针越多，表明它的磁性越强

C．B线圈的匝数多，通过B线圈的电流小于通过A线圈的电流

D．要使电磁铁磁性增强，应将滑片P向右移动

21．图7为研究磁场对通电导线作用的实验装置，当接通电源，有电流由a至b通过导线ab时，它将受到磁场力作用而向左运动，则【】

A．当磁场方向相反时，ab将向右运动，电能转化为机械能　　　

B．当电流方向相反时，ab将向右运动，机械能转化为电能　　　

C．当电流和磁场方向同时改变时，ab将向右运动，电能转化为机械能　　　

D．当电流和磁场方向同时改变时，ab将向左运动，机械能转化为电能

22.（09福州市）9．下列设备中，利用电磁感应原理工作的是

A．电铃B．电吹风C．发电机D．扬声器

23.（09杭州）6.如图所示的四个演示实验中，能够说明发电机原理的是【】

24.（09江苏）10．在如图所示的实验装置中，用棉线将铜棒ab悬挂于磁铁N、S极之间，铜棒的两端通过导线连接到电流表上．当ab做切割磁感线运动时，能观察到电流表