1、第第 15 讲讲 电和磁电和磁 课标要求 考试细则 1.知道磁体周围存在磁场并 能说出其证据。 2.通过实验认识通电导线周 围存在磁场，知道通电螺线 管周围磁场的特点。 3.通过实验认识通电导体在 磁场中受力方向与磁场方 向、电流方向有关。 4.通过实验了解导体在磁场 中运动时产生感应电流的 条件。 1.简单的磁现象 (1)知道磁性、磁体、磁极和磁化的概念。 (2)理解磁极间的相互作用规律。 (3)会用实验判断磁体周围存在磁场。 (4)会根据磁感线方向判定磁铁的南、北极。 (5)会绘制条形磁铁、蹄形磁铁周围的磁感线。 (6)知道地磁场的特征。 (7)知道我国古代劳动人民创造的司南是对人类文明作
2、出的贡 献。 (8)了解通电直导线周围存在磁场并能描述磁感线的形状。 (9)了解通电螺线管周围存在磁场并能描述磁感线的形状， 会用 安培定则判断通电螺线管磁场的方向。 (10)知道影响电磁铁磁性强弱的因素，了解电磁铁的应用。 (11)知道电磁继电器是用电磁铁来控制工作电路的通断的。 2.电动机 (1)知道从实验得到磁场对电流作用的事实。 (2)知道直流电动机的工作原理。 3.实验：装配直流电动机模型 (1)知道直流电动机模型的构造。 (2)知道线圈的转动方向与哪些因素有关。 (3)知道线圈的转动速度与电流大小的关系。 4.电磁感应现象 (1)知道电磁感应现象，知道产生感应电流的条件。 (2)知
3、道我国交流电的周期和频率。 (3)知道感应电流方向跟磁场方向和导体运动方向有关。 一、 核心知识点 1磁现象 (1)磁性：磁体具有能吸引铁、钴、镍等物质的性质。 (2)磁极：磁体上磁性最强的部位，分 N 极和 S 极。磁体间的相互作用规律为同名磁极相 互排斥，异名磁极相互吸引。 (3)磁化：使原来没有磁性的物体得到磁性的过程。 (4)磁感线：为了形象地描述磁场，英国物理学家法拉第引入磁感线。其箭头表示的方向 就是磁场方向，磁感线密集的地方磁场强，稀疏的地方磁场弱。 2电生磁 (1)奥特斯实验证明了通电导线周围存在磁场，其方向与电流方向有关。 (2)直线电流磁场的磁感线是一个个以通电直导线为圆心
4、的同心圆，距离直线电流越近， 磁场越强。 (3)通电螺线管周围的磁场分布与条形磁体的磁场很相似。改变电流方向，通电螺线管的 磁极会发生变化。 (4)用右手螺旋定则来判定通电螺线管的磁极方向和电流方向的关系：右手握通电螺线管， 让四指弯向螺线管中的电流方向，大拇指所指的那一端就是通电螺线管的北极。 (5)影响通电螺线管磁性强弱的因素：电流大小、线圈匝数、有无铁芯。通电螺线管线圈 的匝数越多，电流越大，线圈磁性越强；插入铁芯，线圈磁性大大增强。 (6)带有铁芯的通电螺线管称为电磁铁。电磁铁产生磁场的有无可以用开关来控制，磁场 的强弱可以通过改变电流大小来调节，磁场方向的改变可以通过改变电流方向来实
5、现。 (7)电磁继电器是利用电磁铁来控制工作电路的一种自动开关，可以实现利用低电压和弱 电流电路的通断，来控制高电压和强电流电路的通断。 3电动机 (1)通电导体在磁场里，受力方向与电流方向和磁场方向(磁感线方向)有关。 (2)原理：通电线圈在磁场中受力而转动。电动机是把电能转化成机械能。 4磁生电 (1)电磁感应：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中就会产生感 应电流，实现机械能向电能转化。 (2)感应电流的方向与磁场方向、导体切割磁感线的运动方向有关。 (3)感应电流的大小与导体切割磁感线的速度、磁场强度等因素有关。 (4)发电机的工作原理是电磁感应现象。发电机是把机械能
6、转化为电能。 二、 难点 发电机和电动机的区别： 1工作原理的区别：发电机是根据电磁感应原理工作的；电动机是根据通电线圈在磁场 中受力而转动的原理制成的。 2能量转化：发电机是由机械能转化为电能；电动机是由电能转化为机械能。 三、 易错点 1指南针能指南北，这里的“南北”是指地理的南北，也就是南极和北极。指南针本身 就是一个磁体，与地磁场之间同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。由此可推得，地磁的南 极在地理的北极附近，地磁的北极在地理的南极附近。 2磁感线是闭合的曲线，磁体外部的磁感线方向是北极出、南极进，磁体内部则相反。 3研究电磁感应现象的实验装置与研究电磁铁、磁场对电流的作用等实验的最明
7、显区别 是装置中没有电源。 1. 如图所示， 当弹簧测力计吊着一磁铁沿水平方向从水平放置的条形磁铁的 A 端移动到 B 端，此过程中测力计示数与水平位置的关系可表示为( D ) A. B. C. D. 【试题解析】 水平放置的条形磁铁两边磁场强， 中间磁场弱， 从 A 端到条形磁铁的中间， 表现为斥力，且斥力逐渐减小，所以弹簧测力计的读数逐渐增大，从磁铁中间到 B 端，表现 为引力，且引力逐渐增大，所以弹簧测力计的读数继续逐渐增大。可知整个过程中，弹簧测力 计的读数一直增大。故 D 正确，A、B、C 错误。 【命题意图】 该题考查了磁体磁极、磁性强弱及其相互作用规律，将力与磁性关系相互 结合，
8、更好地体现对知识、技能的理解和应用。 2. (2020 绍兴)下列有关电铃(如图)，说法正确的是( D ) A电铃的工作原理是电磁感应 B小锤击打到铃碗时，电磁铁仍具有磁性 C要使铃声响度大一些，可适当降低电压 D将滑动变阻器的滑片向左移动，电磁铁的磁性增强 【试题解析】 A.电铃内部有一个电磁铁，则电铃的工作原理是电流的磁效应，故 A 错误； B.开关闭合后，电磁铁吸引衔铁，小锤击打到铃碗，此时衔铁与上面触点分开，使电路断开， 则电磁铁失去磁性，故 B 错误；C.要使铃声响度大一些，应使小锤敲击铃碗的力增大，电磁铁 的磁性应增强，在线圈匝数不变时，电路中电流应增大，所以应增加电源电压，故 C
9、 错误； D.由图知， 滑动变阻器的滑片向左移动时， 电阻减小， 则电路的电流增大， 电磁铁的磁性增强， 故 D 正确。 【命题意图】 此题以教材中的“电铃”为命题素材。电铃是利用电流的磁效应工作的， 电磁铁对衔铁的吸引是小锤敲击铃碗的动力。本题既考查了电铃的工作原理，也考查了电磁铁 的知识，同时要求学生利用欧姆定律来解释影响电磁铁磁性强弱的因素。 3. 如图所示为“探究影响电磁铁磁性强弱的因素”的电路。实验中使用了若干个相同的 大铁钉和一些大头针。 (1)实验中通过观察_电磁铁能够吸起的大头针的数量_来判断电磁铁磁性的强弱。 (2)图 1 中甲、乙串联的目的是_保证电流相等，探究电磁铁磁性的
10、强弱与线圈匝数的关 系_。 (3)图 2 研究的问题是电磁铁的磁性强弱与_电流大小_有关。 (4)图 2 实验中，小金想验证大铁钉的尖端为 N 极，请帮他设计一个验证方案：_拿一个 已知极性的磁体，让磁体的 N 极靠近铁钉的尖端，如果相互排斥，则铁钉的尖端为 N 极_。 【试题解析】(1)磁性的强弱无法用肉眼直接观察，因此，可借助观察电磁铁能够吸起的 大头针的数量来判断其磁性的强弱，这属于转换法的应用。 (2)读图可知，两只电磁铁是串联在电路中的，而串联电路中电流相同，并且两线圈的匝 数不同，因此串联的目的是为了保证电流相等，探究电磁铁磁性的强弱与线圈匝数的关系； (3)根据图 2 可知，滑动
11、变阻器与线圈串联，改变滑动变阻器接入电路的阻值可改变电路 电流的大小，因此该实验是探究电磁铁磁性强弱与电流大小的关系； (4)拿一个已知极性的磁体，让磁体的 N 极靠近铁钉的尖端，如果相互排斥，则铁钉的尖 端为 N 极。 【命题意图】 此题以“探究影响电磁铁磁性强弱的因素的实验”为命题题材。(1)题考查 了“转换法”的实验方法；(2)题考查了探究实验中“控制变量法”的应用；(3)题考查学生分 析实验能力，得出电磁铁的磁性强弱的影响因素；(4)题考查学生对实验的设计能力。本题综 合性较强，考查学生的综合能力，对教师在平时教学中培养学生的实验的分析能力，以及对实 验的设计能力有很好的指导意义。 4
12、. 如图所示为小科和小江制作的一种直流电动机模型，他们用回形针做成两个支架， 分别与电池的两极相连；用漆包线绕一个矩形线圈，以线圈引线为轴，并用小刀刮去轴的一端 全部漆皮，另一端只刮去上半周漆皮，将线圈放在支架上，将蹄形磁体放在线圈周围。 (1)根据所学知识，分析按他们这种刮漆的方法使线圈能继续转动的原理是：_一个半周 内受到磁场的力的作用，另一个半周利用惯性转动_。 (2)小科提出可以通过改变磁极方向来改变线圈的转动方向，而小江则采用了另一种方法， 完成小江方案的具体操作是：_把电池的正负极对调_。 (3)如果电池、开关、导线的连接和性能良好，闭合开关后，发现线圈只抖动了一下，并 不转动，原
13、因可能是_磁场太弱_，这时可进行的有效尝试是_换用较强的磁场_。 【试题解析】(1)该线圈之所以能转动，是据通电导线在磁场中受力的作用的原理来工作 的，但是该线圈在转过平衡位置时，若不改变电流的方向，此时所受到的磁场力会阻碍线圈的 转动，故为了使线圈持续转动，将线圈两端引线的漆皮一端全部刮掉，另一端只刮半周，这样 在一个半周内受到磁场的力的作用，另一个半周利用惯性转动； (2)要改变线圈的转动方向，就要改变线圈的受力方向，而线圈的受力方向由磁场方向和 电流方向来决定，因此可改变磁场方向或电流方向来改变线圈的转动方向；故小江方案的具体 操作是把电池的正负极对换； (3)如果电池、开关、导线的连接
14、和性能良好，闭合开关后，线圈不能连续转动，可排除 无电流的情况，可能是电流太弱、磁场太弱或开始线圈处在平衡位置等，可进行有针对性的尝 试，包括换新电池使电流增大，换较强的磁场，用手推一下线圈使其转过平衡位置等。 【命题意图】 此题以教材中的“电动机模型”为命题素材，并将教材中的电动机模型进 行改装，用刮去上半周漆皮来代替换向器。本题考查了电动机的结构与原理、工作过程、改变 线圈转动方向的方法，以及故障判断等，考查较为全面，使我们对电动机有了全面了解。在新 的情境中， 加深对电动机结构和原理的理解，这就要求学生具有对题目情境有良好的综合分析 和应用拓展能力。 5. (2020 舟山)图甲是法拉第发明的紫铜圆盘发电机。转动摇柄使圆盘旋转起来，电路中就 会产生电流。圆盘相当于图乙中的_导体 AB_。如果要改变圆盘发电机产生的电流方向，可 采用的方法是_改变圆盘的转动方向(或改变磁场的方向)_。(写出一点即可) 【试题解析】 闭合电路的圆盘转动时，会产生感应电流，这是电磁感应现象，则圆盘相 当于乙图中的导体 AB；如果要改变圆盘发电机产生的电流方向，需要改变圆盘的转动方向或 磁场的方向。 【命题意图】 此题以教材中“产生电磁感应现象的条件和规律”为命题素材，考查了学 生对电磁感应原理的理解，以及感应电流的方向与磁场方向和导体运动的方向的关系。
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