初中科学备课组 教师 班级 学生
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主课题： 电和磁
教学目标：了解磁现象和磁场知道电流的磁效应知道电磁感应知道电磁铁在技术中的应用
教学重难点：电流磁效应电磁感应判断
教学内容
一、热身训练1．将钢棒的一端靠近磁针的N极时，所看到的现象如图所示，则下列说法中正确的是（ ）A．钢棒具有磁性，且A端为S极 B．钢棒具有磁性，且A端为N极C．钢棒无磁性 D．不能确定钢棒是否有磁性2．已知通电螺线管中的电流方向和画出的磁感线方向(或螺线管两端的极性)，图中正确的图是（ ） A B C D 3．如图所示，将挂有小铁球的弹簧秤自左向右地慢慢移动时，弹簧秤的示数将（ ） A．不变 B．逐渐变小 C．先变小后变大 D．先变大后变小 4.在物理学史上，第一个利用如右图所示实验，证实电流周围存在磁场的科学家是（ ）A．瓦特 B．焦耳 C．奥斯特 D．法拉第5.关于磁场，下列说法不正确的是（ ）A．磁体周围空间存在着磁场B．磁体间相互作用都是通过磁场发生的C．磁场中的不同位置，一般来说磁场的方向不同D．磁场是假想的场，实际并不存在6.下列磁体周围分布正确的是（ ）A．B．C．D．7.磁铁周围的磁场看不见、摸不着．能证明磁铁周围存在的证据是（ ）A．磁铁周围有看得到的磁感线B．磁场不停地向周围空间辐射能量C．磁场对小磁针产生磁力作用D．手能感受到磁感线穿过手心8.如图所示，闭合电键后，A点磁场方向向左的是（ ）A．B．C．D．9.小明用导线烧在铁钉上，接入图所示的电路中，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 。 10．某同学利用如上图所示装置研究磁与电的关系，请仔细观察图中的装置、操作和现象，然后归纳得出初步结论。分析（a）、（b）两图可知： ；分析（b）、（c）两图可知：________________________________________。11、为了研究通电螺线管的磁性强弱与哪些因素有关，某小组同学利用一个螺线管、几根完全相同的铁棒及其他器材进行实验。实验时，先把螺线管固定在连有弹簧的铁块下方，并将其接入电路，闭合电键，移动滑片，使通过螺线管的电流为某一数值，弹簧略有伸长，出现如图7(a)的现象。接着他们再分别在螺线管中插入数量不同的铁棒，重复上述实验，每次实验电流表示数均相同，现象分别如图7(b)、(c)、(d)所示。请仔细观察图中的操作和现象，然后归纳得出结论。比较图7(a)与(b)[或(a)与(c)，或(a)与(d)]两图可得： 。②比较图7(b)与(c)与(d)三图可得： 。 二、知识回顾1.磁场1．磁性和磁体 (1)磁性：物体具有能吸引 、 、 等物质的性质。具有磁性的物体称 。 是一个大磁体。 (2)磁体中各部分磁性强弱不同，两端磁性最强称为 ，磁体的磁极有 (S)和 (N)之分。 (3)磁极间同名磁极相互 ，异名磁极相互 。2．磁化： ① 定义：使原来没有磁性的物体获得磁性的过程。 磁铁之所以吸引铁钉是因为铁钉被磁化后，铁钉与磁铁的接触部分间形成 异名磁极，异名磁极相互吸引的结果。 ②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。3．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。4．磁场 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。这里使用的是转换法。通过电流的效应认识电流也运用了这种方法。磁场的基本性质 (1)对放入其中的磁体 的作用。 (2)磁场是有 的，在磁场中某点小磁针静止时 所指的方向为该点的磁场方向。 (3)磁场的分布用磁感线表示，磁感线的越 ( )表示磁场的强(弱)。磁感线的 就表示磁场的方向。(4)磁极受力：在磁场中的某点，北极所受磁力的方向跟该点的磁场方向一致，南极所受磁力的方向跟该点的磁场方向相反。5．磁感线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建立理想模型法。 C、磁感线是封闭的曲线。 D、磁感线立体的分布在磁体周围，而不是平面的。 E、磁感线不相交。 F、磁感线的疏密程度表示磁场的强弱。6．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。 磁偏角：首先由我国宋代的沈括发现。7．奥斯特证明通电导线周围存在着磁场 (1)通电直导线周围的磁场是以 为中心的 。 (2)越靠近导线，磁感线越密集。 (3)磁场的方向随着 方向的改变而改变。8．通电螺线管的磁场 若通电螺线管的形状若与条形磁铁相似，其周围的磁场与 磁体相似；若通电螺线管的形状与 形磁体相似，其周围的磁场与马蹄形磁体相似。通电螺线管的磁体的南北极随 的改变而改变。其磁场的强弱随 、 及插入铁芯的改变而改变，电流为零时，磁场 。2.电磁感应1．电磁感应现象： 电路的 导体在磁场中做 磁感线运动时，导体中会产生电流，这种现象叫电磁感应现象。在电磁感应中产生的电流叫 电流。2．感应电流的方向：与 方向和 方向有关。3.应用：发电机3.磁场对电流的作用1.通电导体在磁场中受到磁场力的作用，力的方向与磁场方向和电流方向有关。2.应用：电动机4.电磁知识在技术中的应用1．电动机是利用 原理制成的，电动机工作时将 转化为 。电动机具有使用方便、效率高、无污染、体积小的优点。2．发电机是利用 原理制成的，发电机工作时将 转化为 。3．电磁起重机、电磁选矿机、电磁继电器、磁悬浮列车等都是利用 工作的。电磁铁是带 的螺线管，是根据通电螺线管磁性强弱的控制原理制成的。4．磁带、磁卡等是通过电磁转换，利用磁性材料记录信息的产品。磁记录技术提高了工作效率，给人们的生活带来了极大方便。三、经典例题例1一个空心小铁球放在盛水的容器中且置于铁棒AB的上方，绕在铁棒上的线圈接入如图电路中，开关S闭合后，小铁球仍浮在水面上，试在图中标出B端的磁极，并作出小铁球的受力示意图。例2如图所示，微风吊扇通电后扇叶转动，此过程中__ __能转化为动能。拔下插头，在插关处接发光二极管，用手旋转叶片，发光二极管发光，这是__ __现象，人们利用这一原理制成了__ __(填“发电机”或“电动机”)。例3小波小组在探究“通电螺线管的外部磁场”实验中，设计了如图甲所示电路。实验时，(1)可通过观察__ __判断通电螺线管的磁极。(2)如图乙所示是通电螺线管周围的有机玻璃板上的小磁针分布状态，观察可知通电螺线管的外部磁场与__ __的磁场相似。(3)小波猜想通电螺线管磁场强弱可能与线圈匝数和电流大小都有关。实验中，他利用图甲将开关S从1换到2上时，调节变阻器的滑片P，再次观察电流表示数及吸引的回形针数目，此时调节滑动变阻器是为了__ __，来研究__ __的关系。例4物理学中常用磁感线来形象地描述磁场，用磁感应强度(用字母B表示)来描述磁场的强弱，它的国际单位是特斯拉(符号是T)，磁感应强度B越大表明磁场越强；B＝0表明没有磁场。有一种电阻，它的大小随磁场强弱的变化而变化，这种电阻叫做磁敏电阻，图1所示是某磁敏电阻R的阻值随磁感应强度B变化的图像。为了研究某磁敏电阻R的性质，小刚设计了如图2所示的电路进行实验，请解答下列问题： (1)当S1断开，S2闭合时，电压表的示数为3V，则此时电流表的示数为__ _A。(2)只闭合S1，通电螺线管的左端为_ __极；闭合S1和S2，移动两个滑动变阻器的滑片，当电流表示数为0.04 A时，电压表的示数为6 V，由图像可得，此时该磁敏电阻所在位置的磁感应强度为_ _T。(3)实验中小刚将电路中电源的正负极对调，发现乙电路中电压表和电流表的示数不变，这表明：该磁敏电阻的阻值与磁场的__ __无关。(4)实验中小刚通过改变滑动变阻器连入电路中的阻值来改变磁敏电阻所在位置的磁感应强度，请你再提供一种改变磁感应强度的方法__ __。例5如图甲所示为一恒温箱温控电路，包括工作电路和控制电路两部分。R为热敏电阻(置于恒温箱内)，阻值随温度变化的关系如图乙所示。恒温箱温控电路工作原理：加热过程中，恒温箱温度升高到一定值时，控制电路中电流会达到一定值，继电器的衔铁被吸合，工作电路停止加热。(1)如图甲所示的状态，电路处于加热还是未加热？(2)恒温箱的温度为100 ℃时，继电器线圈中的电流达到20 mA，衔铁被吸合，此时热敏电阻R消耗的功率是多少？(3)电阻R′有什么作用？(要求写出两点) 四、课堂小练1．如图是研究磁体周围磁场时的铁屑分布情况。实验时，a、b、c三个位置所对应的磁极可能是( )A. N、N、N B. N、S、S C. N、N、S D. S、N、S2．如图2，把一根包有绝缘层的导线绕在铁钉上，把导线两端的绝缘层刮去，接上干电池后，铁钉（ ）A．有磁性 B．会熔化C．有电流流过 D．两端对小磁针北极都有吸引力3．下列关于磁场的说法中错误的是：( )A、磁体周围的空间中存在着看不见、摸不着的磁场。 B、磁体间的相互作用是通过磁场发生的。C、磁场是有方向的，在磁场的不同位置，其磁场方向一般不同。D、在磁场中的某点，小磁针南极所受磁力的方向与该点的磁场方向相同。4．关于磁感线，正确的说法是：( )A、磁感线是磁场中实际存在的曲线。 B、磁铁周围的磁感线都是从磁体的南极出发回到北极终止。C、小磁针北极在某点所受的磁力方向，跟该点磁感线的方向相同。D、磁感线都是从N极出发到S极终止。5．下列关于磁场和磁感线的说法中正确的是：( )A、只有磁铁周围有磁场。 B、磁感线是由铁屑形成的。C、磁感线是客观存在的闭合曲线。 D、越靠近磁极的地方磁感线越密。6．如图2所示，在条形磁铁周围放置有甲、乙、丙三个小磁针，小磁针N极指向正确的是（ ）A、甲、乙对；丙错 B、甲、丙对；乙错 C、乙、丙对；甲错 D、甲、乙、丙都对7．如图所示的MN是水平放置光滑绝缘棒，有两个靠得较近的螺线管套在上面，当两螺线管上的开关S1、S2同时闭合后，螺线管间将发生的现象是（ ）A、吸引 B、排斥 C、无法判断 D、无明显现象8．关于电磁铁，下面说法中正确的是( )A．电磁铁是根据电磁感应原理制作的B．电磁继电器中的磁体，必须用电磁铁C．电磁继电器中的磁体，可以用永磁体，也可以用电磁铁D．电磁铁中的铁芯，可以用钢棒代替9．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( )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10．如图所示的四个装置可以用来演示物理现象或原理，下列表述正确的是( )A．图a可用来演示电磁感应现象B．图b可用来演示电动机原理C．图c可用来演示发电机原理D．图d可用来演示电磁铁磁性强弱与线圈匝数的关系11．如图，闭合开关，将滑动变阻器的滑片P向右移动时，弹簧测力计的示数变小。则下列分析正确的是( )A．电磁铁的上端为S极B．电源左端为“＋”极C．断开开关，弹簧测力计的示数为零D．若滑动变阻器的滑片P不动，抽去电磁铁铁芯，弹簧测力计的示数增大12．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。 13．法国和德国的科学家费尔和格林贝格尔由于发现了巨磁电阻（GMR）效应，荣获了2007年诺贝尔物理学奖，图9是研究巨磁电阻特性的电路示意图，当闭合S1、S2后使滑片P向左滑动过程中，指示灯明显变亮，则下列说法正确的是（ ）A、滑片P向左滑动过程中电磁铁的磁性减弱B、滑片P向左滑动过程中电磁铁的磁性增强C、巨磁电阻的阻值随磁场的增强而明显减小D、巨磁电阻的阻值随磁场的增强而明显增大五、课后作业1.小刚学习了磁的知识后，标出了如图3四种情况磁体的磁极（小磁针的黑端为N极），其中正确的是（ ） 2.在地球表面的某位置，发现能自由转动的磁针静止时沿竖直方向，且N极向下，则该位置是（ ）A、地磁场的北极附近 B、地磁场的南极附近C、地理北极附近 D、地理南极附近3.如右图所示，通电螺线管周围的小磁针静止时，小磁针指向不正确的是（ ）A、a B、b C、c D、d 5.如图所示，甲乙为条形磁体，中间是电磁体，虚线是表示磁极间磁场分布情况的磁感线。则可以判断图中A、B、C、D四个磁极依次是（ ）A、N、S、N、N B、S、N、S、S C、S、S、N、S D、N、N、S、N 6.如图所示，条形磁铁置于水平桌面上，电磁铁的右端固定，闭合开关，当滑动变阻器滑片P向右移动时，条形磁铁仍保持静止，在此过程中，条形磁铁受到的摩擦力的方向和大小是（ ）A．方向向左，逐渐增大 B．方向向右，逐渐增大C．方向向左，逐渐减小 D．方向向右，逐渐减小7.学习了通电螺线管的磁场后，小华同学利用螺线管、小磁针、电键和电池等器材继续做实验。小华将小磁针放在螺线管内部，电键S断开，小磁针静止后如图6（a）所示。闭合电键S，小磁针转动，静止后如图6（b）所示。接着小华改变电池的接法，再闭合电键S，小磁针静止后如图6（c）所示。请根据现象及相关条件归纳得出初步结论。① 比较图6（a）和（b）可知：____________________________________________。② 比较图6（b）和（c）可知：____________________________________________。 8.为了探究通电螺线管磁场的强弱与哪些因素有关，某小组同学使用电压相等的电源、规格相同的滑动变阻器R、大头针和螺线管等器材进行实验，并通过插在螺线管中铁芯吸引大头针的数量来比较螺线管磁场的强弱。实验中，他们先将甲、乙两个匝数不同的螺线管分别连入电路，并使滑动变组器接入电路的电阻不同（Ra>Rb），其实验现象如图6（a）、（b）所示。该小组同学在仔细观察、比较图6（a）、（b）后，认为无法得出结论。于是在此基础上继续进行研究，实验现象如图6（c）所示（Ra>Rb>R c）。① 该小组同学在观察、比较图6（a）和（b）的实验现象后无法得出结论的理由是： ；② 进行图6（c）实验后，是否可以得出初步结论？若可以，请写出有关结论；若不可以，请说明理由： 。 9.根据图中通电螺线管的N极，标出磁感线方向.小磁针的N极，并在括号内标出电源的正.负极． 10.如图甲所示，轻推一下小车B，越靠近小车A，B车就越快，直到A、B两磁体接触上；如图乙所示，轻推一下小车B，越靠近小车A，B车就越慢，B车距A一段距离停止。甲乙根据以上现象，可以得出的结论有(包括“力学”“磁学”)：(1)由图甲和图乙可得：________ ____；(2)由图甲可得：_______ ___________；(3)由图乙可得：________________________________。11.某同学研究磁极间相互作用力的大小。他先将一块条形磁铁悬挂在弹簧测力计下保持静止，观察弹簧测力计的示数，如图9（a）所示；再将它逐渐靠近另一块条形磁铁，并观察弹簧测力计示数，过程如图9（b）、（c）、（d）所示。根据要求做出判断，写出结论。①请判断：弹簧测力计下悬挂的条形磁铁的下端为 极。②比较图9（b）、（c）、（d）三图，可得出结论： 。 12、小明同学发现学校物理实验室的一根条形磁铁的两极已看不清，于是设计了一个实验进行辨认．他将磁铁悬挂起来靠近螺线管，闭合开关后，磁铁静止时的情况如图所示，则磁铁的a端是 ___极（填“N”或“S”），电源的b端是 （填“正”或“负”）．
(a) (b) (c) (d)
三根
一根
五根
图7
S1
S2
N
S
S
N
N
M
（a）电键断开 （b）电键闭合 （c）电键闭合
N
N
图6
N
图6
（a） （b） （c）
S
甲
Ra
S
乙
Rb
S
乙
Rc
N
N
S
N
S
N
S
（a） （b） （c） （d）
图9
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教学重难点：电流磁效应电磁感应判断
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一、热身训练1．将钢棒的一端靠近磁针的N极时，所看到的现象如图所示，则下列说法中正确的是（ D ）A．钢棒具有磁性，且A端为S极 B．钢棒具有磁性，且A端为N极C．钢棒无磁性 D．不能确定钢棒是否有磁性2．已知通电螺线管中的电流方向和画出的磁感线方向(或螺线管两端的极性)，图中正确的图是（ B ） A B C D 3．如图所示，将挂有小铁球的弹簧秤自左向右地慢慢移动时，弹簧秤的示数将（ C ） A．不变 B．逐渐变小 C．先变小后变大 D．先变大后变小 4.在物理学史上，第一个利用如右图所示实验，证实电流周围存在磁场的科学家是（ C ）A．瓦特 B．焦耳 C．奥斯特 D．法拉第5.关于磁场，下列说法不正确的是（ D ）A．磁体周围空间存在着磁场B．磁体间相互作用都是通过磁场发生的C．磁场中的不同位置，一般来说磁场的方向不同D．磁场是假想的场，实际并不存在6.下列磁体周围分布正确的是（ B ）A．B．C．D．7.磁铁周围的磁场看不见、摸不着．能证明磁铁周围存在的证据是（ C ）A．磁铁周围有看得到的磁感线B．磁场不停地向周围空间辐射能量C．磁场对小磁针产生磁力作用D．手能感受到磁感线穿过手心8.如图所示，闭合电键后，A点磁场方向向左的是（ A ）A．B．C．D．9.小明用导线烧在铁钉上，接入图所示的电路中，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 。 N,增强 10．某同学利用如上图所示装置研究磁与电的关系，请仔细观察图中的装置、操作和现象，然后归纳得出初步结论。分析（a）、（b）两图可知： ；分析（b）、（c）两图可知：________________________________________。（1）通电导线周围存在磁场，（2）通电导线中电流的方向发生改变则导线周围磁场的方向也随之发生改变。11、为了研究通电螺线管的磁性强弱与哪些因素有关，某小组同学利用一个螺线管、几根完全相同的铁棒及其他器材进行实验。实验时，先把螺线管固定在连有弹簧的铁块下方，并将其接入电路，闭合电键，移动滑片，使通过螺线管的电流为某一数值，弹簧略有伸长，出现如图7(a)的现象。接着他们再分别在螺线管中插入数量不同的铁棒，重复上述实验，每次实验电流表示数均相同，现象分别如图7(b)、(c)、(d)所示。请仔细观察图中的操作和现象，然后归纳得出结论。比较图7(a)与(b)[或(a)与(c)，或(a)与(d)]两图可得： 。②比较图7(b)与(c)与(d)三图可得： 。(1)在电流相等的情况下，同一通电螺线管插入铁棒后，通电螺线管的磁性增强；(2)在电流相等的情况下，插入同一通电螺线管的铁棒越多，通电螺线管的磁性越强。二、知识回顾1.磁场1．磁性和磁体 (1)磁性：物体具有能吸引铁、钴、镍等物质的性质。具有磁性的物体称 磁体 。地球是一个大磁体。 (2)磁体中各部分磁性强弱不同，两端磁性最强称为磁极 ，磁体的磁极有 南极 (S)和 北极 (N)之分。 (3)磁极间同名磁极相互排斥 ，异名磁极相互吸引 。2．磁化： ① 定义：使原来没有磁性的物体获得磁性的过程。 磁铁之所以吸引铁钉是因为铁钉被磁化后，铁钉与磁铁的接触部分间形成 异名磁极，异名磁极相互吸引的结果。 ②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。3．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。4．磁场 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。这里使用的是转换法。通过电流的效应认识电流也运用了这种方法。磁场的基本性质 (1)对放入其中的磁体有力的作用。 (2)磁场是有方向 的，在磁场中某点小磁针静止时北极(N) 所指的方向为该点的磁场方向。 (3)磁场的分布用磁感线表示，磁感线的越密 (疏)表示磁场的强(弱)。磁感线的 切线方向 就表示磁场的方向。(4)磁极受力：在磁场中的某点，北极所受磁力的方向跟该点的磁场方向一致，南极所受磁力的方向跟该点的磁场方向相反。5．磁感线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建立理想模型法。 C、磁感线是封闭的曲线。 D、磁感线立体的分布在磁体周围，而不是平面的。 E、磁感线不相交。 F、磁感线的疏密程度表示磁场的强弱。6．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。 磁偏角：首先由我国宋代的沈括发现。7．奥斯特证明通电导线周围存在着磁场 (1)通电直导线周围的磁场是以 导线上各点为中心的 同心圆 。 (2)越靠近导线，磁感线越密集。 (3)磁场的方向随着 电流 方向的改变而改变。8．通电螺线管的磁场 若通电螺线管的形状若与条形磁铁相似，其周围的磁场与 条形 磁体相似；若通电螺线管的形状与 马蹄形磁体相似，其周围的磁场与马蹄形磁体相似。通电螺线管的磁体的南北极随 电流的方向 的改变而改变。其磁场的强弱随 电流大小 、线圈匝数及插入铁芯的改变而改变，电流为零时，磁场 消失 。2.电磁感应1．电磁感应现象： 闭合 电路的一部分导体在磁场中做 切割 磁感线运动时，导体中会产生电流，这种现象叫电磁感应现象。在电磁感应中产生的电流叫感应 电流。2．感应电流的方向：与 导体运动方向 方向和 磁场方向有关。3.应用：发电机3.磁场对电流的作用1.通电导体在磁场中受到磁场力的作用，力的方向与磁场方向和电流方向有关。2.应用：电动机4.电磁知识在技术中的应用1．电动机是利用 通电线圈在磁场中受力转动原理制成的，电动机工作时将 电能转化为机械能 。电动机具有使用方便、效率高、无污染、体积小的优点。2．发电机是利用电磁感应 原理制成的，发电机工作时将 机械能转化为 电能。3．电磁起重机、电磁选矿机、电磁继电器、磁悬浮列车等都是利用 电磁铁工作的。电磁铁是带 铁芯 的螺线管，是根据通电螺线管磁性强弱的控制原理制成的。4．磁带、磁卡等是通过电磁转换，利用磁性材料记录信息的产品。磁记录技术提高了工作效率，给人们的生活带来了极大方便。三、经典例题例1一个空心小铁球放在盛水的容器中且置于铁棒AB的上方，绕在铁棒上的线圈接入如图电路中，开关S闭合后，小铁球仍浮在水面上，试在图中标出B端的磁极，并作出小铁球的受力示意图。解：例2如图所示，微风吊扇通电后扇叶转动，此过程中__电__能转化为动能。拔下插头，在插关处接发光二极管，用手旋转叶片，发光二极管发光，这是__磁生电(电磁感应)__现象，人们利用这一原理制成了__发电机__(填“发电机”或“电动机”)。例3小波小组在探究“通电螺线管的外部磁场”实验中，设计了如图甲所示电路。实验时，(1)可通过观察__小磁针静止时N极(或S极)的指向__判断通电螺线管的磁极。(2)如图乙所示是通电螺线管周围的有机玻璃板上的小磁针分布状态，观察可知通电螺线管的外部磁场与__条形磁体__的磁场相似。(3)小波猜想通电螺线管磁场强弱可能与线圈匝数和电流大小都有关。实验中，他利用图甲将开关S从1换到2上时，调节变阻器的滑片P，再次观察电流表示数及吸引的回形针数目，此时调节滑动变阻器是为了__控制两次实验的电流大小不变__，来研究__通电螺线管磁场强弱与线圈匝数__的关系。例4物理学中常用磁感线来形象地描述磁场，用磁感应强度(用字母B表示)来描述磁场的强弱，它的国际单位是特斯拉(符号是T)，磁感应强度B越大表明磁场越强；B＝0表明没有磁场。有一种电阻，它的大小随磁场强弱的变化而变化，这种电阻叫做磁敏电阻，图1所示是某磁敏电阻R的阻值随磁感应强度B变化的图像。为了研究某磁敏电阻R的性质，小刚设计了如图2所示的电路进行实验，请解答下列问题： (1)当S1断开，S2闭合时，电压表的示数为3V，则此时电流表的示数为__0.03__A。(2)只闭合S1，通电螺线管的左端为__S__极；闭合S1和S2，移动两个滑动变阻器的滑片，当电流表示数为0.04 A时，电压表的示数为6 V，由图像可得，此时该磁敏电阻所在位置的磁感应强度为__0.3__T。(3)实验中小刚将电路中电源的正负极对调，发现乙电路中电压表和电流表的示数不变，这表明：该磁敏电阻的阻值与磁场的__方向__无关。(4)实验中小刚通过改变滑动变阻器连入电路中的阻值来改变磁敏电阻所在位置的磁感应强度，请你再提供一种改变磁感应强度的方法__改变通电螺线管的线圈匝数__。例5如图甲所示为一恒温箱温控电路，包括工作电路和控制电路两部分。R为热敏电阻(置于恒温箱内)，阻值随温度变化的关系如图乙所示。恒温箱温控电路工作原理：加热过程中，恒温箱温度升高到一定值时，控制电路中电流会达到一定值，继电器的衔铁被吸合，工作电路停止加热。(1)如图甲所示的状态，电路处于加热还是未加热？(2)恒温箱的温度为100 ℃时，继电器线圈中的电流达到20 mA，衔铁被吸合，此时热敏电阻R消耗的功率是多少？(3)电阻R′有什么作用？(要求写出两点)解：(1)电路处于加热； (2)t＝100 ℃，R＝50 Ω，I＝20 mA＝0.02 A，P＝IU＝I2R＝(0.02 A)2×50 Ω＝0.02 W； (3)电阻R′的作用：保护电路；调节恒温箱的控制温度四、课堂小练1．如图是研究磁体周围磁场时的铁屑分布情况。实验时，a、b、c三个位置所对应的磁极可能是( B )A. N、N、N B. N、S、S C. N、N、S D. S、N、S2．如图2，把一根包有绝缘层的导线绕在铁钉上，把导线两端的绝缘层刮去，接上干电池后，铁钉（ A ）A．有磁性 B．会熔化C．有电流流过 D．两端对小磁针北极都有吸引力3．下列关于磁场的说法中错误的是：( D )A、磁体周围的空间中存在着看不见、摸不着的磁场。 B、磁体间的相互作用是通过磁场发生的。C、磁场是有方向的，在磁场的不同位置，其磁场方向一般不同。D、在磁场中的某点，小磁针南极所受磁力的方向与该点的磁场方向相同。4．关于磁感线，正确的说法是：( C )A、磁感线是磁场中实际存在的曲线。 B、磁铁周围的磁感线都是从磁体的南极出发回到北极终止。C、小磁针北极在某点所受的磁力方向，跟该点磁感线的方向相同。D、磁感线都是从N极出发到S极终止。5．下列关于磁场和磁感线的说法中正确的是：( D )A、只有磁铁周围有磁场。 B、磁感线是由铁屑形成的。C、磁感线是客观存在的闭合曲线。 D、越靠近磁极的地方磁感线越密。6．如图2所示，在条形磁铁周围放置有甲、乙、丙三个小磁针，小磁针N极指向正确的是（ A ）A、甲、乙对；丙错 B、甲、丙对；乙错 C、乙、丙对；甲错 D、甲、乙、丙都对7．如图所示的MN是水平放置光滑绝缘棒，有两个靠得较近的螺线管套在上面，当两螺线管上的开关S1、S2同时闭合后，螺线管间将发生的现象是（ B ）A、吸引 B、排斥 C、无法判断 D、无明显现象8．关于电磁铁，下面说法中正确的是( B )A．电磁铁是根据电磁感应原理制作的B．电磁继电器中的磁体，必须用电磁铁C．电磁继电器中的磁体，可以用永磁体，也可以用电磁铁D．电磁铁中的铁芯，可以用钢棒代替9．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10．如图所示的四个装置可以用来演示物理现象或原理，下列表述正确的是( D )A．图a可用来演示电磁感应现象B．图b可用来演示电动机原理C．图c可用来演示发电机原理D．图d可用来演示电磁铁磁性强弱与线圈匝数的关系11．如图，闭合开关，将滑动变阻器的滑片P向右移动时，弹簧测力计的示数变小。则下列分析正确的是( D )A．电磁铁的上端为S极B．电源左端为“＋”极C．断开开关，弹簧测力计的示数为零D．若滑动变阻器的滑片P不动，抽去电磁铁铁芯，弹簧测力计的示数增大12．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。解：13．法国和德国的科学家费尔和格林贝格尔由于发现了巨磁电阻（GMR）效应，荣获了2007年诺贝尔物理学奖，图9是研究巨磁电阻特性的电路示意图，当闭合S1、S2后使滑片P向左滑动过程中，指示灯明显变亮，则下列说法正确的是（ BC ）A、滑片P向左滑动过程中电磁铁的磁性减弱B、滑片P向左滑动过程中电磁铁的磁性增强C、巨磁电阻的阻值随磁场的增强而明显减小D、巨磁电阻的阻值随磁场的增强而明显增大五、课后作业1.小刚学习了磁的知识后，标出了如图3四种情况磁体的磁极（小磁针的黑端为N极），其中正确的是（ C ） 2.在地球表面的某位置，发现能自由转动的磁针静止时沿竖直方向，且N极向下，则该位置是（ B、C ）A、地磁场的北极附近 B、地磁场的南极附近C、地理北极附近 D、地理南极附近3.如右图所示，通电螺线管周围的小磁针静止时，小磁针指向不正确的是（ D ）A、a B、b C、c D、d 5.如图所示，甲乙为条形磁体，中间是电磁体，虚线是表示磁极间磁场分布情况的磁感线。则可以判断图中A、B、C、D四个磁极依次是（ D ）A、N、S、N、N B、S、N、S、S C、S、S、N、S D、N、N、S、N 6.如图所示，条形磁铁置于水平桌面上，电磁铁的右端固定，闭合开关，当滑动变阻器滑片P向右移动时，条形磁铁仍保持静止，在此过程中，条形磁铁受到的摩擦力的方向和大小是（ D ）A．方向向左，逐渐增大 B．方向向右，逐渐增大C．方向向左，逐渐减小 D．方向向右，逐渐减小7.学习了通电螺线管的磁场后，小华同学利用螺线管、小磁针、电键和电池等器材继续做实验。小华将小磁针放在螺线管内部，电键S断开，小磁针静止后如图6（a）所示。闭合电键S，小磁针转动，静止后如图6（b）所示。接着小华改变电池的接法，再闭合电键S，小磁针静止后如图6（c）所示。请根据现象及相关条件归纳得出初步结论。① 比较图6（a）和（b）可知：____________________________________________。② 比较图6（b）和（c）可知：____________________________________________。①当螺线管通电时，螺线管内部有磁场。②当螺线管内的电流方向变化时，螺线管内磁场的方向发生变化8.为了探究通电螺线管磁场的强弱与哪些因素有关，某小组同学使用电压相等的电源、规格相同的滑动变阻器R、大头针和螺线管等器材进行实验，并通过插在螺线管中铁芯吸引大头针的数量来比较螺线管磁场的强弱。实验中，他们先将甲、乙两个匝数不同的螺线管分别连入电路，并使滑动变组器接入电路的电阻不同（Ra>Rb），其实验现象如图6（a）、（b）所示。该小组同学在仔细观察、比较图6（a）、（b）后，认为无法得出结论。于是在此基础上继续进行研究，实验现象如图6（c）所示（Ra>Rb>R c）。① 该小组同学在观察、比较图6（a）和（b）的实验现象后无法得出结论的理由是： ；② 进行图6（c）实验后，是否可以得出初步结论？若可以，请写出有关结论；若不可以，请说明理由： 。（1）螺线管的匝数、通过的电流均不同，无法确定影响其磁场强弱的因素。（2）由图6（b）和（c）可知，当螺线管的匝数相同时，通过螺线管的电流大，螺线管的磁场强。9.根据图中通电螺线管的N极，标出磁感线方向.小磁针的N极，并在括号内标出电源的正.负极．左端为正极，右端为负极．10.如图甲所示，轻推一下小车B，越靠近小车A，B车就越快，直到A、B两磁体接触上；如图乙所示，轻推一下小车B，越靠近小车A，B车就越慢，B车距A一段距离停止。甲乙根据以上现象，可以得出的结论有(包括“力学”“磁学”)：(1)由图甲和图乙可得：________力可以改变物体的运动状态；______；(2)由图甲可得：________同名磁极相互排斥___________；(3)由图乙可得：_______异名磁极相互吸引_________________________。11.某同学研究磁极间相互作用力的大小。他先将一块条形磁铁悬挂在弹簧测力计下保持静止，观察弹簧测力计的示数，如图9（a）所示；再将它逐渐靠近另一块条形磁铁，并观察弹簧测力计示数，过程如图9（b）、（c）、（d）所示。根据要求做出判断，写出结论。①请判断：弹簧测力计下悬挂的条形磁铁的下端为 极。②比较图9（b）、（c）、（d）三图，可得出结论： 。①N，②同名磁极相互排斥，且磁极距离越近，斥力越大。12、小明同学发现学校物理实验室的一根条形磁铁的两极已看不清，于是设计了一个实验进行辨认．他将磁铁悬挂起来靠近螺线管，闭合开关后，磁铁静止时的情况如图所示，则磁铁的a端是 ___极（填“N”或“S”），电源的b端是 （填“正”或“负”）． S，负极
(a) (b) (c) (d)
三根
一根
五根
图7
S1
S2
N
S
S
N
N
M
（a）电键断开 （b）电键闭合 （c）电键闭合
N
N
图6
N
图6
（a） （b） （c）
S
甲
Ra
S
乙
Rb
S
乙
Rc
N
N
S
N
S
N
S
（a） （b） （c） （d）
图9
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