沪科版九年级物理全册教学案：第十七章从指南针到磁浮列车 复习课

第十七章 从指南针到磁浮列车 复习课
要点回顾 一、磁是什么 1.磁现象： （1）磁体：磁体能够吸引___________等物质。 （2）磁极：磁体上吸引能力_____的两个部位，分______极（S）和______极（N）。 （3）磁极间作用的规律：同名磁极相互_____，异名磁极相互______。 （4）磁化：一些物体在磁体或电流的作用下获得________的现象。 2.磁场： （1）存在：_____周围存在着磁场。 （2）特性：对放入其中的磁体产生_____的作用。 （3）方向：磁体周围某点的小磁针静止时，小磁针_____的指向。 3.磁感线：用来方便、形象地描述磁场的一些_______的曲线。在磁体外部，磁感线从____发出，回到____。 4.地磁场： （1）存在：_____周围存在着磁场。 （2）特点：地磁南极在地理_____附近，地磁北极在地理_____附近。但地理的两极和地磁场的两极_________，这一现象最早是由我国宋代学者_____记述的。 二、电流的磁效应 1.电流磁效应： （1）发现：丹麦物理学家_______是世界上第一个通过实验证实_____的周围存在着磁场。 （2）现象：通电导线周围的磁场方向与_____方向有关。 2.通电螺线管的磁场： （1）分布：通电螺线管外部的磁场与_____磁体的磁场相似。 （2）极性：通电螺线管两端的极性跟螺线管中_____的方向有关。 （3）右手螺旋定则：用_____握住螺线管，让四指指向螺线管中_____的方向，则拇指所指的那端就是螺线管的_____极。如图所示，当开关闭合后，通电螺线管的右端是____（选填“S”或“N”）极。 3.电磁铁： （1）特点：有_____通过时有磁性，否则无磁性。 （2）影响磁性强弱的因素： ①匝数一定时，线圈中电流_____，电磁铁磁性越强。 ②电流一定时，外形相同的螺线管，匝数_____，电磁铁磁性越强。 （3）应用：___________、电铃、电磁继电器等。 4.电磁继电器： （1）工作原理：利用_________电路的通断间接地控制__________电路。 （2）实质：利用_______来控制工作电路的一种开关。 三、科学探究：电动机为什么会转动 1.磁场对通电导线的作用（如图所示）： （1）性质：通电导线在磁场中受到______的作用。如图当开关闭合后，导线_____运动。 （2）影响因素：力的方向与电流方向、磁场方向有关。当电流方向或磁场方向改变时，受力的方向_____。若两者同时改变，受力的方向_____。 2.电动机： （1）原理：根据_________________________的原理制成。 （2）结构：由_____、_____、换向器和电刷等组成。 （3）换向器： ①构造：由两个彼此绝缘的金属_______组成。 ②作用：每当线圈刚转过_________时，自动改变线圈中的电流方向，使线圈持续转动下去。 （4）能量转化：_____能转化为_____能。 本章热点题型 一、磁场、磁感线 例1 如图所示是条形磁体的磁场分布图，下列说法正确的是（ ） A.该条形磁体的左端为N极 B.磁场不是真实存在的 C.磁感线是真实存在于该条形磁体周围的 D.磁感线是为了研究方便引入的假想曲线 【解析】在磁体的外部，磁感线都是从N极发出，回到S极，所以由图可知该条形磁体的右端为N极，左端为S极，故A选项错误；为了形象、方便地描述磁场，人们用一些带箭头的曲线来表示磁场的方向和强弱，这样的曲线叫磁感线，磁感线是假想出来的，不是真实存在的，但磁场是真实存在的，故BC选项错误，D选项正确。 【答案】D 跟踪练习 1.如图是条形磁体的磁场分布图，有以下说法，其中正确的是（ ） ①该条形磁体的右端为N极，左端为S极； ②处的磁场强弱与处的磁场强弱相同； ③置于点的小磁针，静止时北极指向左侧； ④磁感线是真实存在的一种物理模型。 A.①② B.③④ C.①③ D.②④ 例2 指南针是我国古代的四大发明之一，如图所示是我国早期的指南针——司南。公元1世纪初，东汉学者王充在《论衡》中记载为:“司南之杓，投之于地，其柢指南。”这句话中“柢”和“南”分别指的是（ ） A.指南针的南极，地理的南极 B.指南针的北极，地磁的北极 C.指南针的北极，地理的北极 D.指南针的南极，地磁的南极 【解析】地球本身是一个大磁体，司南是用天然磁石磨制成的勺子，即其实质就是一块磁铁，在地球的磁场中受到磁力的作用，静止时其“柢”（勺柄）指向南方，即指南针的南极，地理上的南极是地磁的北极，故A选项正确，B、C、D选项错误。 【答案】A 跟踪练习 2.中国宋代科学家沈括在《梦溪笔谈》中最早记载了地磁偏角：“以磁石磨针锋，则能指南，然常微偏东，不全南也。”进一步研究表明，地球周围地磁场的磁感线分布示意图如图所示。关于地磁场，下列说法正确的是（ ） A.地理南、北极与地磁场的南、北极完全重合 B.只有地球外部存在磁场，内部不存在磁场 C.地磁场的N极在地球的南极附近 D.北京地区的地磁场方向由北向南 二、右手螺旋定则的应用 例3 如图所示为永磁体和电磁铁之间的磁场分布。请根据图中磁感线的方向标出永磁体右端的磁极和电磁铁中电源的“”“”极。 【解析】解答本题抓住题图中的信息是解答此题的关键，应按以下思路分析： 在磁体周围磁感线都是从磁体的N极发出，回到S极，所以据此可以判断出永磁体的右端是S极，电磁铁的左端是N极。再根据右手螺旋定则可以判断出电磁铁中的电流流向，则电源的右端是“+”极，左端是“-”极。 【答案】如图所示 跟踪练习 3.为判断电源的正负极，晓华同学找来了一个小铁钉，把绝缘导线的一部分绕在上面，制成了一个电磁铁连在电路中。闭合开关S，小磁针静止时的指向如图所示。据此判断____(选填“”或“”)端是电源的正极。 三、电磁铁及其应用 例4 连接如图所示电路，提供足够数量的大头针，只通过控制开关和调节滑动变阻器滑片的位置，无法探究（ ） A.电流的有无对电磁铁磁场有无的影响 B.电流方向对电磁铁磁场方向的影响 C.电流大小对电磁铁磁场强弱的影响 D.线圈匝数对电磁铁磁场强弱的影响 【解析】闭合开关，电路中有电流通过，大头针被吸引，说明电磁铁有磁性；断开开关，电路中无电流，大头针没有被吸引，说明电磁铁没有磁性，故可完成A的探究。只通过控制开关和调节滑动变阻器滑片P的位置，无法改变电流的方向，且磁场方向不便于判断，所以，无法探究电流方向对电磁铁磁场方向的影响，故不能完成B的探究。闭合开关，调节滑动变阻器滑片，电路电流改变，大头针被吸起的数目发生改变，说明电磁铁磁场强弱与电流大小有关，故可完成C的探究。两个线圈串联，通过的电流相等，但吸起大头针的数目不同，说明电磁铁磁场强弱与线圈匝数有关，故可完成D的探究。 【答案】B 跟踪练习 4.为了探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”，小明设计了如图所示的实验。 （1）实验中，用吸引大头针的数量来反映磁性的强弱，这种科学研究方法叫___________（选填“控制变量”“转换”或“等效替代”）法。 （2）实验结论：当通过电磁铁的电流相同时，电磁铁的________越多，磁性越强。 （3）图中乙钉的尖端是_______（选填“N”或“S”）极。 四、电磁继电器 例5 如图所示是汽车启动装置电路简图，当钥匙插入钥匙孔并转动时，电磁铁得到磁性，此时电磁铁上端为______极，触点与_______(选填“接通”或“断开”)，汽车启动。 【解析】解答本题按以下流程： 通电螺线管磁极的判断方法：首先标出通电螺线管中电流的方向，然后根据右手螺旋定则判断螺线管两端的磁性；当钥匙插入钥匙孔并转动时，控制电路接通,电磁铁具有磁性，吸引衔铁，转轴转动，触点、接通，电动机转动，汽车启动。 【答案】N 接通 跟踪练习 5.如图所示是某科技小组设计的一种温度自动控制报警装置电路图，下列关于该报警装置的叙述，正确的一项是（ ） A.当温度低于95℃时，报警装置就会响铃，同时绿灯亮 B.当温度低于95℃时，报警装置就会响铃，同时红灯亮 C.当温度达到95℃时，报警装置就会响铃，同时红灯亮 D.当温度达到95℃时，报警装置就会响铃，同时绿灯亮 五、磁场对电流的作用 例6 如图甲所示为“通电导线在磁场中受力”的实验示意图，小谦同学实际探究时，在电路上连接了一个滑动变阻器，实验记录如下表： 甲 　　　　　 　　　乙 实验序号磁场方向中电流方向运动方向1向下无电流静止不动2向下由向向左运动3向上由向向右运动4向下由向向右运动
（1）用笔画线代替导线，在乙图中将滑动变阻器正确连入电路，小谦在电路中接入滑动变阻器的作用是_____________________。 （2）比较实验2和3，说明通电导线在磁场中受力方向与____________有关，比较实验________，说明通电导线在磁场中受力方向与电流方向有关。 （3）小谦通过观察导线运动方向，来判断导线在磁场中受力方向，用到的科学方法是_____________________。 【解析】（1）滑动变阻器按“一上一下”的接法；滑动变阻器起到保护电路的作用，防止电源被短路。（2）比较实验2和3，电流方向相同，磁场方向不同，导体运动的方向不同，说明通电导线在磁场中受力方向与磁场方向有关；比较实验2、4，磁场方向相同，电流方向不同，导体运动方向不同，说明通电导线在磁场中受力方向与电流方向有关。（3）实验中通过观察导线运动方向，来判断导线在磁场中受力方向，用到的科学方法是转换法。 【答案】（1）如图所示 保护电路 （2）磁场方向 2、4 （3）转换法 跟踪练习 6.探究“通电导体在磁场中受力与什么因素有关”的实验，如图所示。 　　　　 　甲　　　　　　　　　　　乙 （1）如图甲所示，将导体置于蹄形磁体的两极之间，闭合开关，导体向右运动，说明磁场对_______导体有力的作用。 （2）仅将图甲中磁体的N、S极对调，闭合开关，导体向左运动，说明导体在磁场中的受力方向与____________有关；仅将图甲中电源的正、负极对调，导体向左运动，说明导体在磁场中的受力方向与____________有关。 （3）将导体换成线圈放入磁场中，如图乙所示，闭合开关，线圈不能持续转动，是因为线圈越过了平衡位置以后，受到磁场的力要____________它的转动。为了使线圈持续转动下去，可以通过每半周改变电流的方向或改变________的方向，生活中的电动机一般是通过换向器改变_________的方向让线圈持续转动起来的。 参考答案 要点回顾 一、磁是什么 1.（1）铁、钴、镍 （2）最强 南 北 （3）排斥 吸引 （4）磁性 2.（1）磁体 （2）力 （3）北极 3.带箭头 N极 S极 4.（1）地球 （2）北极 南极 并不重合 沈括 二、电流的磁效应 1.（1）奥斯特 电流 （2）电流 2.（1）条形 （2）电流 （3）右手 电流 N S 3.（1）电流 （2）①越大 ②越多 （3）电磁起重机 4.（1）低电压、弱电流 高电压、强电流 （2）电磁铁 三、科学探究：电动机为什么会转动 1.（1）力 受力 （2）改变 不变 2.（1）通电导体在磁场中受力运动 （2）磁体 线圈 （3）①半圆环 ②平衡位置 （4）电 机械 本章热点题型 跟踪练习 1.C 【解析】①在磁体外部，磁感线都是从N极发出，回到S极，因此，图中条形磁体的右端为N极，左端为S极，故①正确；②磁体中两极的磁性最强，中间的磁性最弱，因此，处的磁场比处的磁场弱，故②错误；③由于磁场中某一点，小磁针静止时N极所指的方向为磁场的方向，所以置于点的小磁针，静止时北极指向左侧，故③正确；④磁感线是为了便于研究，人们假想出来的，是一种物理模型，但不是真实存在的，故④错误。综上可知，①③正确。 2.C 【解析】地球周围存在地磁场，地磁场的N极在地球的南极附近，地磁场的S极在地球的北极附近，所以地理南、北极与地磁场的北、南极不重合，故A选项错误，C选项正确；磁体的外部存在磁场，内部也存在磁场，故B选项错误；地磁场的N极在地球的南极附近，地磁场的S极在地球的北极附近，北京地区地磁场方向由南向北，故D选项错误。 3. 【解析】解答此类题目一般采取分步解析法，具体运用时可分为三步进行：（1）判断电磁铁两端的磁极。（2）用右手螺旋定则判断电流方向。（3）标出电磁铁电流的环绕方向。由小磁针S极指向可知电磁铁右端为N极，由右手螺旋定则可判断电磁铁的电流方向，再根据电流方向判断电源的正、负极。 4.（1）转换 （2）线圈匝数 （3）N 【解析】（1）电磁铁磁性的强弱是无法直接观察的，实验中是利用电磁铁吸引大头针数目的不同来反映磁性强弱的不同，这是转换法的应用。（2）由图可知，两个电磁铁串联，则通过电磁铁的电流相同，甲电磁铁的线圈匝数多，吸引大头针的个数多，说明其磁性强，故可得出实验结论：当通过电磁铁的电流相同时，电磁铁的线圈匝数越多，磁性越强；（3）由图可知，电流从乙电磁铁的下端流入、上端流出，根据右手螺旋定则可知，乙钉的尖端为N极。 5.C 【解析】如题图，当温度低于95℃时，左边的控制电路没有接通，电磁铁没有磁性，衔铁被弹簧拉起，中间的动触点和上面的静触点接通，绿灯和电源构成通路，绿灯亮，故A、B选项错误。当温度达到95℃时，左边的控制电路接通，电磁铁有磁性，电磁铁吸引衔铁，中间的动触点和下面的静触点接通，红灯和电铃与电源构成通路，红灯亮电铃响，故C选项正确，D选项错误。 6.（1）通电 （2）磁场方向 电流方向 （3）阻碍 磁场 电流 【解析】（1）将导体置于蹄形磁体的两极之间，闭合开关后，电路中有电流，导体运动，说明磁场对通电导体有力的作用。（2）导体在磁场中的受力方向与电流的方向和磁场的方向有关；仅将图甲中磁体的N、S极对调，闭合开关，导体向左运动，说明导体在磁场中的受力方向与磁场方向有关；仅将图甲中电源的正、负极对调，导体向左运动，说明导体在磁场中的受力方向与电流的方向有关。（3）由图乙知边受到向上的力，线圈越过了平衡位置以后，受到磁场的力的方向与运动方向相反，阻碍线圈的转动，为了使线圈持续转动下去，可以通过每半周改变电流的方向或改变磁场的方向，生活中的电动机一般是通过换向器改变电流的方向让线圈持续转动起来的。