《電與磁》講義(教學資料)
§9.1 磁現象
1、磁性:磁鐵能吸引鐵、鈷、鎳等物質的性質(吸鐵性)
2、磁體: 定義:具有磁性的物質
分類:永磁體分為天然磁體、人造磁體
3、磁極: 定義:磁體上磁性最強的部分叫磁極。(磁體兩端最強中間最弱)
種類:水平面自由轉動的磁體,指南的磁極叫南極(s),指北的磁極叫北極(n)
作用規律:同名磁極相互排斥,異名磁極相互吸引。
注意:☆最早的指南針叫司南 。乙個永磁體分成多部分後,每一部分仍存在兩個磁極。
4、磁化:① 定義:使原來沒有磁性的物體獲得磁性的過程。
磁鐵之所以吸引鐵釘是因為鐵釘被磁化後,鐵釘與磁鐵的接觸部分間形成異名磁極,異名磁極相互吸引的結果。
②鋼和軟鐵的磁化:軟鐵被磁化後,磁性容易消失,稱為軟磁材料。鋼被磁化後,磁性能長期保持,稱為硬磁性材料。所以製造永磁體使用鋼 ,製造電磁鐵的鐵芯使用軟鐵。
5、物體是否具有磁性的判斷方法:
①根據磁體的吸鐵性判斷。 ②根據磁體的指向性判斷。
③根據磁體相互作用規律判斷。 ④根據磁極的磁性最強判斷。
:☆磁性材料在生活中得到廣泛應用,音像磁帶、計算機軟盤上的磁性材料就具有硬磁性。
☆磁懸浮列車底部裝有用超導體線圈饒制的電磁體,利用磁體之間的相互作用,使列車懸浮在軌道的上方以提高執行速度,這種相互作用是指:同名磁極的相互排斥作用。
☆放在條形磁鐵南極附近的一根鐵棒被磁化後,靠近磁鐵南極的一端是磁北極。
§9.2 磁場
1、定義:磁體周圍存在著的物質,它是一種看不見、摸不著的特殊物質。
[, ]
3、方向規定:在磁場中的某一點,小磁針北極靜止時所指的方向(小磁針北極所受磁力的方向)就是該點磁場的方向。
4、磁感應線:
①定義:在磁場中畫一些有方向的曲線。任何一點的曲線方向都跟放在該點的磁針北極所指的方向一致。
②方向:磁體周圍的磁感線都是從磁體的北極出來,回到磁體的南極。
③說明:a、磁感線是為直觀、形象地描述磁場而引入的帶方向的曲線,不客觀存在。但磁場客觀存在。
b、用磁感線描述磁場的方法叫建立理想模型法。
c、磁感線是封閉的曲線。
d、磁感線立體的分布在磁體周圍,而不是平面的。
e、磁感線不相交。
f、磁感線的疏密程度表示磁場的強弱。
5、磁極受力:在磁場中的某點,北極所受磁力的方向跟該點的磁場方向一致,南極所受磁力的方向跟該點的磁場方向相反。
6、分類:
ι、地磁場:
定義:在地球周圍的空間裡存在的磁場,磁針指南北是因為受到地磁場的作用。
磁極:地磁場的北極在地理的南極附近,地磁場的南極在地理的北極附近。
磁偏角:首先由我國宋代的沈括發現。
ⅱ、電流的磁場:
a、奧斯特實驗:通電導線的周圍存在磁場,稱為電流的磁效應。該現象在2023年被丹麥的物理學家奧斯特發現。該現象說明:通電導線的周圍存在磁場,且磁場與電流的方向有關。
b、通電螺線管的磁場:通電螺線管的磁場和條形磁鐵的磁場一樣。其兩端的極性跟電流方向有關,電流方向與磁極間的關係可由安培定則來判斷。
§9.3 電生磁
1、2023年,丹麥物理學家奧斯特發現:電流周圍有磁場
2、電流的磁效應:通電導線的周圍有磁場,磁場的方向跟電流的方向有關
3、通電螺線管的磁場:
把導線繞在圓筒上,做成螺線管(也叫線圈)。各條導線產生的磁場疊加在一起,磁場就會強很多。
①通電螺線管外部的磁場與條形磁體的磁場相似。
②通電螺線管的極性與電流方向有關,用右手安培定則判斷
4、右手安培定則:①使用右手
②四指握成拳頭狀,大拇指伸出
③四指表示電流方向,大拇指表示螺線管北極(n極)的方向
§9.4 電磁鐵
a、定義:內部插入鐵芯的通電螺線管。
b、工作原理:電流的磁效應,通電螺線管插入鐵芯後磁場大大增強。
c、優點:磁性有無由通斷電來控制,磁極由電流方向來控制,磁性強弱由電流大小、線圈匝數
d、應用:電磁繼電器、**
電磁繼電器:實質由電磁鐵控制的開關。應用:用低電壓弱電流控制高電壓強電流,進行遠距離操作和自動控制。
**:組成:話筒、聽筒。基本工作原理:振動、變化的電流、振動。
§9.電磁繼電器、揚聲器
(一)電磁繼電器
1、繼電器:利用低電壓,弱電流電路的通斷,來間接地控制高電壓,強電流電路的裝置。它是利用(電磁鐵)來控制工作電路的一種開關。
2、電磁繼電器:由電磁鐵、銜鐵、簧片、觸點組成。工作電路由低壓控制電路和高壓控制電路兩部分組成。
(二)揚聲器
1、揚聲器構成:是由固定的永久磁體、線圈和錐形紙盆構成
2、揚聲器是把電訊號轉換成聲訊號的一種裝置
3、原理:當線圈中通過電流時,線圈受到磁鐵的吸引向一邊運動;當線圈中的電流方向改變時,線圈受到排斥向另一邊運動。由於通過線圈的是交變電流,它的方向不斷變化,線圈就不斷的來回振動,帶動紙盆來回振動,於是揚聲器就發出了聲音。
揚聲器的線圈中通入攜帶聲資訊,時刻變化的電流,使得在乙個瞬間和下乙個瞬間產生不同方向的磁場,線圈就不斷地來會震動,紙盆也就振動起來,便發出聲音。
5、電動機
1、①能量轉化:電能轉化為機械能;②直流電動機的構造及電動機轉動過程中換向器的作用;
2、通電導線在磁場中受力運動
通電導線在磁場中受到力的作用的條件是電流方向和磁感線方向不平行.通電導線在磁場中的受力方向跟電流的方向垂直,也跟磁感線的方向垂直.
3、通電線圈在磁場中的轉動
把矩形線圈放在磁場中,開始時使線圈平面和磁感線平行,接通電路後,由於通電線圈的兩條對邊中的電流方向相反,它們受到磁場的作用力的方向相反,但不在一條直線上,通電線圈在這兩個力的作用下便發生轉動.當線圈轉到線圈平面垂直磁感線的位置時,線圈的兩條對邊受到的力恰好在同一直線上,且大小相等,方向相反.線圈此時受平衡力處於平衡狀態,所處的位置叫做平衡位置,線圈靠慣性越過平衡位置後所受的磁場力又迫使線圈回到平衡位置.線圈只能在平衡位置附近來回擺動,不能沿乙個方向持續轉動。
七、磁生電
1、電磁感應:閉合導體的一部分在磁場中做切割磁感線運動而產生電流的現象
2、感應電流:由於電磁感應產生的電流就叫著感應電流
3、發電機
①原理:電磁感應現
②如圖所示為發電機示意圖
導體在磁場中產生電流的前提:左右運動時切割磁感線,才能產生電流,上下運動時不切割磁感線,所以不產生電流。閉合電路的一部分導體在磁場中做切割磁感線運動時,導體中就產生電流。
這種現象叫做電磁感應,產生的電流叫做感應電流。
說明:導體中感應電流的方向,跟導體運動方向和磁感線方向有關。
4、直流電與交流電
直流電:從電池得到的電流的方向不變,通常叫做直流電。
交流電:家庭電路中的電流、供生產用的動力線路中的電流,都是交流電。家庭用電為典型的交流電,週期是0.02s,頻率是50hz,即1s內有50個週期
1、.在地球表面的某位置,發現能自由轉動的磁針靜止時沿豎直方向,且n極向下,則該位置是( )(a)地磁場的北極附近 (b)地磁場的南極附近(c)地理北極附近 (d)地理南極附近.
2、如圖,在乙個金屬圓環中有乙個可以繞軸oo勻速轉動的條形磁鐵。當磁鐵旋轉時,下列說法正確的是( (a)金屬環中有感應電流(b)因金屬環不動,故環中無感應電流
(c)金屬環中有感應電流,且是交流電(d)金屬環中有感應電流,且是直流電
3、下列說法正確的是( )
a.照明用電是交流電,因此當線路中有電流時,它的周圍也沒有磁場
b.手電筒工作時,在手電筒裡雖然有直流電但電流太小,因此它的周圍也沒有磁場
c.奧斯特實驗只說明了通電直導線的周圍才有磁場
d.奧斯特實驗揭示了電流的方向與其產生的磁場的方向有關
4、在圖5中畫出甲、乙兩個螺線管的繞法,使開關都閉合時,甲、乙兩個螺線管相互排斥。
5、如圖6所示,當滑動變阻器的滑片p向右滑動時,下列說法中正確的是( )
a.示數變小,電壓表示數變大,電磁鐵磁性減弱b.電流表示數變大,電壓表示數變小,電磁鐵磁性增強c.電流表示數變小,電壓表示數變小,電磁鐵磁性減弱d.電流表示數變大,電壓表示數變大,電磁鐵磁性增
6、 如圖所示,「」表示閉合電路的一部分導體的橫截面,箭頭表示運動方向,「××」表示磁感線方向垂直於紙面向裡,在各圖中不能產生感應電流的是()
a b c d
7、關於發電機的敘述正確的是()
a.線圈中產生交流電,向外輸出的是直流電的發電機是直流發電機
b.線圈中產生交流電,向外輸出直流電的發電機是交流發電機
c.線圈中產生直流電,供給外電路的是交流電的發電機是交流發電機
d.線圈中產生交流電,向外輸出的是交流電的發電機是交流發電機
8、線圈在磁場中的初始位置如圖所示。若讓線圈逆時針轉動,這時外電路的電流方向是。若使外電路的電流方向改變,可採取的方法有: 、 。
9、如圖所示,連有電流錶的導軌處在磁場中,裸導線沿導軌向右做切割磁感線的運動時,兩個電流錶都有示數嗎?
10、如圖所示,條形磁鐵置於水平面上,電磁鐵水平放置且右端固定。當電路中滑動變阻器的滑片p逐漸向右移動時,條形磁鐵仍然靜止,在此過程中,條形磁鐵受到的摩擦力( )
(a)逐漸增大,方向向左
(b)逐漸減小,方向向右
(c)逐漸減小,方向向左
(d)逐漸增大,方向向右
11.如圖所示,l是電磁鐵,在l正上方用彈簧掛著一條形磁鐵。設電源電壓恆定,閉合開關k後,當滑動變阻器的滑片p由a點向b點滑動過程中,彈簧長度將是( )
(a)變長b)變短
(c)先變長後變短d)先變短後變長
12下列四幅圖中能說明發電機的工作原理的是( )
13、在電風扇、電熨斗、電磁起重機、動圈式揚聲器、動圈式話筒和發電機中,利用電磁感應原理工作的有 ;利用磁場對通電導體有力的作用原理工作的有 。
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4 前置作業和課堂活動卡對提高課堂效率的作用。新課標的理念之一是以學生為主體,我在學習課標的同時,也吸取借鑑了一些教學理念,其中生本教學對我的影響很深,本節課的特點之一是設定了前置作業,讓學生提前思考電現象和磁現象有哪些相似之處,進而猜想電現象和磁現象是否存在聯絡,並設想將進行怎樣的 也為課堂有更多...
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