第15_16章 电功和电热 电磁转换【考点串讲】 (共99张PPT) -2023-2024学年九年级物理上学期期末考点大串讲（苏科版）

第15章 电功和电热
第16章 电磁转换
苏科版
九年级下册
单元复习
第15章 电功和电热
目录
CONTENTS
电能表与电功
01
电功率
02
电热器 电流的热效应
03
家庭电路与安全用电
04
1
思维导图
2.1.1
一、电能表与电功
1.电功与电能
（1）定义：电流通过某段电路所做的功叫电功。
（2）单位：国际单位是焦耳（J）；常用单位：度（kW?h）；1度=1千瓦时=1kW?h=3.6×106J。
（3）电功的实质：电流做功的过程，实际就是电能转化为其他形式的能（消耗电能）的过程；电流做多少功，就有多少电能转化为其他形式的能,电功是一个过程量，电流做功的过程就是消耗电能的过程;
（4）电流做功的形式：电流通过各种用电器使其转动、发热、发光、发声等都是电流做功的表现。
知识点回顾
2.1.1
2.电功的计算
（1）定义式：W=UIt：
U表示某段电路两端的电压，单位是V；
I表示通过该电路的电流，单位是A；
t表示通电时间，单位是s；
W表示电流在该段电路上所做的功，单位是J．
（2）对于纯电阻电路可推导出：①串联电路中常用公式：W=I2Rt；
②并联电路中常用公式：,W1：W2=R2：R1；
③无论用电器串联或并联，计算在一定时间所做的总功，常用公式W=W1+W2+…Wn。
知识点回顾
2.1.1
2.电功的计算
（3）应用公式过程中的“同一性”：
a．电路的同一性，电流通过某灯泡做的功，等于该灯泡两端的电压、通过该灯泡的电流和该灯泡通电时间的乘积．即W、U、I、t四个物理量必须是同一个导体上的四个物理量；
b．单位的统一性，W、U、I、t四个物理量的单位必须分别是J、V、A、s，若有一个单位不符，就必须将其换算成标准单位后，再代入公式计算．
知识点回顾
1.1
3.串、并联电路中电功的特点
（1）推理探究：串、并联电路中总功与各用电器做功之间的关系；
a．串联电路：电阻R1、R2串联在总电压为U的电路中，设它们两端的电压分别为U1、U2，电路中的电流为I，则在时间t内电流所做的功分别是W总=UIt，W1=U1It，W2=U2It；又因为U=U1+U2，故W总=（U1+U2）It=U1It+U2It=W1+W2。
b．并联电路：电阻R1、R2并联在电压为U的电路中，设通过它们的电流分别为I1、I2，电路中的电压为U，则在时间t内电流所做的功分别是W总=UIt，W1=UI1t，W2=UI2t；又因为I=I1+I2，故W总=U（I1+I2）t=UI1t+UI2t=W1+W2。
概念规律：无论是串联电路还是并联电路，电流所做的总功都等于电流通过各用电器（或各支路）做功之和，表示为W总=W1+W2。
知识点回顾
2.1.1
4.电能表参数的理解
（1）220V：表示电能表应该在220V的电路中使用；
（2）30（100）A：表示该电能表的标定电流是30A，额定最大电流是100A；
（3）50Hz：表示电能表在50Hz的交流电路中使用；
（4）120revs/kW?h：表示接在这个电能表上的用电器每消耗1kW?h的电能，电能表上的转盘转过120圈；
知识点回顾
2.1.1
1.1
5.电能的求法
（1）测量较大电能时用刻度盘读数：最后一位是小数位；两次读数之差就是这段时间内消耗的电能，单位是度（千瓦时）；
（2）测量较小电能时用转盘转数读数：通过记录某段时间内电能表转盘转数，结合电能表转盘每转表示的电能计算出该段时间内消耗的电能。
※注意：利用转盘转数来计算电能时，得到的单位是kW?h，记住单位之间换算关系：1kW?h=3.6×106J。
知识点回顾
2.1.1
1.1
6.电功的测量
（1）利用电能表计算电功：根据电能表的转数可以求出通过家用电器的电流在某段时间内做的功，或消耗的电能。
（2）在计算时通常有两种方法：
①先根据每kW?h的转数求出表盘转一转所消耗的电能，再看表盘在一段时间内转了多少转，用上面两个数据相乘，所得乘积就是用电器在这段时间内消耗的电能。
②由于电能表的转盘的转数与电流做的功（或消耗的电能）成正比，因此可以先统一单位，然后列出比例式，再求解答案。
知识点回顾
2.1.1
1.2
典例一：（2023秋?南岗区校级期中）将规格都是“220V；150W”的一台电风扇、一台电视机和一只电烙铁分别接入家庭电路中，正常工作相同时间，以下说法正确的是（　　）
A．三个用电器均将电能全部转化为内能
B．电烙铁消耗电能最快
C．三个用电器消耗的电能一样多
D．三个用电器产生的热量相等
C
典例精讲
2.1.2
1.2
典例二 ：（2023秋?东营期中）华为某款手机用的锂电池标有“6000mA?h”。若手机正常工作时的电流约200mA，则这种充满电的锂电池可供该手机连续使用 　 　h；给手机充电时锂电池相当于电路中的 　 　（选填“电源”或“用电器”）。
用电器
典例精讲
2.1.2
30
二、电功率
1.电功率的概念
（1）定义：电流单位时间内所做的功。
（2）物理意义：表示电流做功快慢的物理量，用字母P表示，灯泡的亮度取决于灯泡的实际功率大小。
（3）国际单位：瓦特（W）；常用单位：千瓦（kW）。?
知识点回顾
2.2.1
2.额定电压、额定功率、实际电压、实际功率
（1）用电器正常工作时的电压叫额定电压；用电器在额定电压下的功率叫额定功率；
（2）用电器实际工作时的电压叫实际电压；用电器在实际电压下的功率叫实际功率。
3.电功率与电能、时间的关系
（1）电功率是反映电能消耗快慢的物理量，定义为1秒钟内消耗电能的多少，因此，用所消耗的电能除以消耗这些电能所用的时间，就得到定义式。
（2）公式在使用时单位要统一，有两种可用：
①电功率用瓦（W），电能用焦耳（J），时间用秒（s）；
②电功率用千瓦（kW），电能用千瓦时（kW?h 度），时间用小时（h）。
知识点回顾
2.2.1
4.电功率与电压、电流的关系
（1）在电压相等的情况下，通过灯泡的电流越大，灯泡消耗的电功率越大；
（2）在电流相同的情况，电功率的大小与电压的大小有关，且与电压成正比；
（3）在电压相同的情况，电功率的大小与电流的大小有关，且与电流成正比。
知识点回顾
2.2.1
5.电功率的计算
（1）定义式：P=UI．即电功率等于用电器两端的电压和通过它的电流的乘积，该公式是电功率的普适公式，适用于所有的用电器。
P表示电功率，单位是W；U表示某段电路两端的电压，单位是V；I表示通过这段电路的电流，单位是A
（2）导出式：P=I2R， ,这两个公式只适用于纯电阻电路，即能将电能全部转化为内能的用电器，如电炉子、电饭煲就属于纯电阻电路。
知识点回顾
2.2.1
6.电功率的测量
（1）实验室里通常根据电功率的计算公式P=UI测量电功率。
测量电功率的方法：
①测量用电器的电功率可以用专门的仪器。
②用电能表测量出电流通过用电器做的功，用秒表测量出所用的时间。根据公式计算出用电器的电功率。
③用电压表测出加在用电器两端的电压，用电流表测出通过用电器的电流，根据公式P=UI计算出用电器此刻的电功率，这种方法叫做伏安法。
知识点回顾
2.2.1
6.电功率的测量
（2）伏安法测电功率的电路图：如图所示，测量小灯泡电功率的电路有两种接法。
（3）如果没有电压表，我们可以用一个已知电阻和电流表来代替电压表，根据U=IR可得出电压值，这时应将小灯泡与已知电阻并联，因为得出了已知电阻两端的电压，就知道了小灯泡两端的电压；反之，如果没有电流表，我们可以用一个已知电阻和电压来代替电流表，根据 可得出电流值，这时应将小灯泡与已知电阻串联，因为得出了已知电阻的电流，就知道了通过小灯泡的电流。
知识点回顾
2.2.1
7.探究小灯泡的电功率实验
（1）实验目的：用电流表、电压表测出小灯泡在不同电压下的电功率；
（2）实验原理： 。
（3）实验方法：伏安法。
（4）实验器材：干电池、小灯泡、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线若干；
（5）实验步骤：
步骤①根据电路图连接实物图，注意连接时开关要断开，开关闭合之前要把滑动变阻器调到阻值最大处；
知识点回顾
2.2.1
7.探究小灯泡的电功率实验
步骤②检查电路无误后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，当电压表的示数等于2.5V时，停止滑动，记录此时电流表的示数，并观察灯泡的亮度，记录在表格中；
步骤③调节滑动变阻器的滑片，分别使电压表的示数低于2.5V、等于2.5V的1.2倍（注意不能超过小灯泡的额定电压太多，否则会损坏小灯泡），记录每一次对应电流表的示数，并观察灯泡的亮度，记录在表格中；
步骤④将实验中记录的数据分别代入P=UI，算出小灯泡的实际功率，并填人表格中；
步骤⑤整理实验器材。
知识点回顾
2.2.1
7.探究小灯泡的电功率实验
（6）实验分析和结论：
①小灯泡的发光情况由它的实际功率决定，实际功率越大，灯泡越亮；
②灯泡实际消耗的电功率随着加在它两端的电压而改变，电压越大，功率越大；
③灯泡的实际功率可以等于额定功率，也可以不等于额定功率。
（7）实验中滑动变阻器的作用：
①闭合开关前，应该先调节滑动变阻器的滑片，使其连入电路中的电阻最大，电路中的电流最小，这样能够保护电路中的各个电路元件不至于损坏；（保护电路）
②接通电源后，移动滑动变阻器的滑片，可以调节小灯泡两端的电压。（调节电压）
知识点回顾
2.2.1
典例一：（2023秋?东平县期中）如图所示，在探究并联电路中电流电压规律的实验中，闭合开关S后，发现L1比L2亮。下列说法中（　　）
①L1的电流小于L2的电流
②L1的电阻小于L2的电阻
③L1两端电压大于L2两端电压
④L1的实际功率大于L2的实际功率
A．只有②④正确 B．只有③④正确
C．只有①②正确 D．只有②③④正确
A
典例精讲
2.2.2
典例二：（2023秋?厦门期中）如图是电吹风内部的电路图，吹热风时的开关状态是 　 　，接在电压正常的插座上时，电压吹热风时通过电动机的电流为0.5A，通过电热丝的电流为5.5A，吹热风的电功率是 　 　W。
开关S1、S2都闭合
典例精讲
2.2.2
1320
典例三：（2023?鸠江区校级模拟）图甲为测量小灯泡（额定电流为0.5A）额定功率的电路图，使用的电源电压约为6V，滑动变阻器的规格是“50Ω 2A”。
（1）该同学将滑片移至正确位置后，闭合开关，移动滑片到某位置，当电压表示数为1.5V时，电流表的示数如图乙所示，则此时小灯泡的电功率为 　 　W。
（2）为了测量这个小灯泡的额定功率，则接下来的具体操作是 　 　。
（3）在第（2）小题操作中，若考虑电压表的内阻，灯泡的实际功率 　 　（选填“大于”“等于”或“小于”）测得的额定功率。
典例精讲
2.2.2
0.72
调节滑动变阻器，使电流表示数为0.5A，读出并记下电压表示数，然后由电功率公式P＝UI求出灯泡额定功率
小于
典例精讲
2.2.2
典例四：（2023?安徽模拟）小明用图示电路模拟供电站向小区供电的场景，供电站的输出电压U＝220V，r代表输电线路上的总电阻，R1和R2代表小区用户家中并联使用的纯电阻用电器，R1＝R2＝20Ω。闭合开关S后：
（1）求R1和R2并联之后的总电阻R。
（2）若r的阻值很小，对电路的影响忽略不计，求电阻R1的电功率。
（3）若r的阻值为10Ω，求电阻R1的电功率。
典例精讲
2.2.2
典例四：
三、电热器 电流的热效应
1.电流的热效应
（1）电流的热效应定义：电流通过导体时电能转化成热，这个现象叫做电流的热效应。
（2）电流热效应的实质：是电流通过导体时，由电能转化为内能。
（3）电流热效应影响因素：与通电的时间、电流、电阻有关，通过导体的电流越大，导体的电阻越大，通电时间越长，导体产生的热量越多。
（4）公式：Q=I2Rt（普遍适用） Q=W=UIT（只适用于电热器）
式中：I-通过导体的电流，单位是安培（A）；R--导体的电阻，单位是欧姆；
t--电流通过导体的时间，单位是秒（S）；Q--电流在电阻上产生的热量，单位是焦（J）
知识点回顾
2.3.1
2.电热的利用与防止
（1）电热器：电流通过导体时将电能全部转化为内能的用电器。其优点是清洁、无污染、热效率高，且便于控制和调节电流。
（2）有时人们利用电热，如电饭锅、电熨斗等；有时人们防止电热产生的危害，如散热孔、散热片、散热风扇等。
知识点回顾
2.3.1
3.探究影响电流通过导体时产生热量的因素
探究电热与哪些因素有关：
（1）怎样用转换法体现电热：用温度计升高的度数；用细管内液柱升高的高度；用气球膨胀的大小；
（2）怎样用控制变量法研究与电阻的关系：串联时控制电流和通电时间一定，并联时控制电压与通电时间一定。
知识点回顾
2.3.1
4.焦耳定律
（1）内容：电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比，这个规律叫焦耳定律；
（2）公式：Q=I2Rt，公式中的电流I的单位要用安培（A），电阻R的单位要用欧姆（Ω），通过的时间t的单位要用秒（s）这样，热量Q的单位就是焦耳（J）；
（3）变形公式： ，Q=UIt。
（4）在纯电阻电路中，电能全部转化为热能，电功等于电热，即W=Q；在非纯电阻电路中，电能大部分转化为其他能，已小部分转化为热能，电功大于电热，W=Q+W其他；
知识点回顾
2.3.1
5.焦耳定律的应用
（1）纯电阻电路：纯电阻电路就是除电源外，只有电阻元件的电路，或有电感和电容元件，但它们对电路的影响可忽略；电压与电流同频且同相位；电阻将从电源获得的能量全部转变成内能，这种电路就叫做纯电阻电路；基本上，只要电能除了转化为热能以外没有其他能的转化，此电路为纯电阻电路；
（2）焦耳定律的推导公式： ，Q=UIt，适用范围，纯电阻电路；
知识点回顾
2.3.1
6.电热器的“双挡”问题
（1）“双挡”中的电阻：电热器通常设计有“高温挡”和“低温挡”；根据 可知，当U一定时，电阻越大，电功率越小；电阻越小，电功率越大，所以高温挡总电阻最小，低温挡总电阻最大；
（2）“双挡”的控制开关
①短路式：两个电阻串联，把开关与其中一个电阻并联，如下图所示；
当闭合开关时，有一个电阻短路，只有一个电阻工作，此时为高温挡；
当断开开关时，两电阻串联，电阻大一些，电热器的功率小一些，此时为低温挡；
知识点回顾
2.3.1
6.电热器的“双挡”问题
②单刀双掷式：主要工作电阻放在干路上，一条支路用导线，一条支路连接在附加电阻上，如下图所示；
当开关掷向附加电阻的支路时，两电阻串联，为低温挡；当开关掷向导线支路时，只有主要工作电阻工作，此时为高温挡。
※注意：电流通过电动机做功消耗的电能，一部分转化为机械能，另一部分是转化为内能，也就是W≠Q．那么，用来计算电功的公式W=UIt不能用来计算电热，电热智能用焦耳定律Q=I2Rt来计算。
知识点回顾
2.3.1
典例一：（2023秋?阳信县期中）甲图是小灯泡L和电阻R的I﹣U图象。将小灯泡L和电阻R接入乙图所示电路中，只闭合开关S1时，电流表的示数为0.5A。再闭合开关S2后，下列说法正确的是（　　）
A．电源电压为3V
B．小灯泡L的电阻为40Ω
C．电路总功率增加了0.4W
D．在1min内电阻R产生的热量为6J
C
典例精讲
2.3.2
典例二：（2023秋?南岗区校级期中）如图甲所示为某型号的电烤箱，有“高温”和“低温”两挡，内部结构的电路示意图如图乙所示，其中R1和R2均为发热电阻；当开关S接2时，电路是 　 　（选填“高温”或“低温”）挡；当开关S分别接“1”和“2”时，电流表的示数分别为5A和2A，电烤箱处于“高温”挡工作1min产生热量为 　 　J。
低温
典例精讲
2.3.2
6.6×104
四、家庭电路与安全用电
1、家庭电路的组成
（1）家庭电路的主要组成部分有：进户线、电能表、总开关、保险装置、开关和灯泡、插座和用电器；
（2）要分析清楚各组成部分的先顺序：为防止偷电事故，进户线首先要进电能表；为检修电路保险丝时安全，总开关要安装在保险丝前面；
（3）开关与所控制的灯泡是串联的；各用电器之间是并联的。
知识点回顾
2.4.1
知识点回顾
2.4.1
2、家庭电路的连接
（1）进户线：连接户外的供电电路的电线，一根是火线，另一根是零线，它们之间有220V的电压；
（2）电能表：测量用户在一段时间内消耗电能的仪器；
（3）总开关：能同时切断火线和零线，方便室内电路的安装和检修；
（4）保险丝：当电路中电流过大时，自动熔断并切断电源，起保护电路的作用，现在家庭多用空气开关来取代保险丝；
（5）插座与用电器：插座给可移动家用电器供电，插座并联在电路中，两孔插座右火左零，三孔插座右火左零上地，用电器是直接利用电能工作的器件，各用电器之间通常是并联的；
（6）开关与灯泡：开关与被控制的灯泡串联，为了安全，开关应接在火线与灯泡的尾部金属体之间。
注意：家庭电路中各用电器之间是并联的，开关与被控制的用电器是串联的。
知识点回顾
2.4.1
3、家庭电路的故障分析
在进行家庭电路故障分析时，可有两种方法：
（1）用测电笔：如果氖管发光，则被测点与火线之间连通，如果氖管不发光，则被测点与火线之间是断的；
（2）用检验灯泡：根据断路、短路、正常电路表现出的现象判断；
（3）突然家里所有用电器都停止工作，则有保险丝断的可能性。
知识点回顾
2.4.1
4、零线火线的辨别方法
（1）家庭电路的电压是220V，其中火线与大地之间是220V，火线与零线之间是220V，零线与大地之间是0V；在我国家庭电路的工作电压都是220V，在其他某些国家不是；
（2）用测电笔检验，如果测电笔氖管发光则被测线是火线，如果测电笔氖管不发光则被测线是零线。
知识点回顾
2.4.1
5、测电笔的使用
（1）测电笔的用途：用来辨别火线和零线；
（2）测电笔的结构：笔尖、电阻、氖管、弹簧、笔卡（或笔部金属体）；
（3）测电笔的使用方法：笔尖接触被测导线，手接触尾部金属体；
注意：掌握测电笔的正确使用，手一定接触笔尾金属体，手一定不能接触笔尖金属体。
知识点回顾
2.4.1
6、插座的构造与工作方式
（1）分类：按是否移动可分为固定插座和移动插座；按孔的数量分为双孔插座和三孔插座．插排是多个插座的组合；
（2）接法：右孔接火线、左孔接零线、上孔接地线（右火左零上地）；
（3）三孔插座配合三脚插头使用的，三脚插头的第三个脚与用电器的金属外壳相连，三孔插座的第三个孔与大地相连，这样在使用的时候就把用电器的金属外壳与大地相连通，避免用电器一旦漏电时使人发生触电事故；
（4）三脚插头的第三个脚比另外两个长，这样在插入时先把用电器外壳与大地接通，拨出时后把用电器外壳与大地分离，更加安全。
知识点回顾
2.4.1
7、熔断器的作用及保险丝的选择方法
（1）保险丝的作材料：电阻率较大，熔点较低的铅锑合金；
（2）保险丝的作用：当电路中电流过大时自动切断电路；
（3）保险丝工作原理：保险丝的电阻比相连导线电阻更大，由电热功率P热=I2R可知，同样
的电流，保险丝发热功率比导线更大，温度升高更快，又因为保险丝熔点较低，所以在电流
过大时，保险丝迅速熔断，从而切断电路，起到保护作用；
（4）保险丝的选择方法：选择额定电流等于或稍大于电路正常工作电流最大值的保险丝。
知识点回顾
2.4.1
8、家庭电路电流过大的原因
家庭电路电流过大的原因：短路；总功率过大。
注意：改造线路时要同时考虑导线、电能表、保险装置的承受能力。
知识点回顾
2.4.1
9、触电危害及常见的触电类型与预防
（1）家庭电路触电类型：
①单线触电：人站在地上碰到火线；
②双线触电：人同时碰到火线和零线；
9、触电危害及常见的触电类型与预防
（2）高压电路触电类型：
①高压电弧触电：人靠近高压带电体到一定距离时，带电体和人之间发生放电现象；
②跨步电压触电：高压输电线头落到地上，地面上与线头距离不同的各点存在电压，当人走近导线时两脚之间有电压；
（3）触电急救：
①处理原则：迅速切断电源，注意自身安全；
②具体做法：一是切断电源，或者用绝缘棒将电线挑开，尽快使触电者脱离电源；二是尽力抢救；三是发生火灾务必先切断电源再救；
知识点回顾
2.4.1
典例一：（2023秋?临沂期中）“生命宝贵，安全第一”！下列做法符合安全用电原则的是（　　）
A．连接家庭电路时，开关接在零线和用电器之间
B．用手指触碰插座插孔
C．使用测电笔时，手指按住笔尾金属体
D．湿手按开关
C
典例精讲
2.4.2
典例二：（2023秋?青秀区校级期中）我国家庭电路的电压是 　 　V。家庭中的电视机和电冰箱的连接方式是 　 　。
220
典例精讲
2.4.2
并联
典例三：（2023?盐城）如图所示是厨房里用开关控制的三孔插座，用笔画线代替导线将其接入电路中。
典例精讲
2.4.2
第16章 电磁转换
目录
CONTENTS
磁体与磁场
01
电流的磁场
02
磁场对电流的作用 电动机
03
安装直流电动机模型
04
电磁感应 发电机
05
1
思维导图
2.1.1
一、磁体与磁场
1.认识磁体
（1）磁性：物体能够吸引铁、钴、镍等物质的性质叫磁性；
（2）磁体：具有磁性的物体叫磁体；
（3）磁体的分类：①天然磁体、人造磁体；②条形磁体、蹄形磁体、磁针；③硬磁体、软磁体；
（4）磁性材料：指由过度元素铁、钴、镍及其合金等能够直接或间接产生磁性的物质。
（5）磁极：磁体上磁性最强的部分叫磁极；
（6）水平方向能够自由转动的磁体，静止时指南的一端叫南极，又叫S极，指北的一端叫北极，又叫N极；
知识点回顾
2.1.1
1.认识磁体
（7）磁极间的相互作用规律：同名磁极相排斥，异名磁极相吸引。?
（8）磁化：一些物质在磁体或电流的作用下获得磁性，叫做磁化；
①被磁化的物质如果离开磁体或电流仍长时间具有磁性，叫硬磁性材料，例如钢；如果很短的时间磁性就消失，叫软磁性材料，例如铁。
②只有磁性材料才能被磁化，如铁、钴、镍．其他材料是不能被磁化的。
③磁性材料被磁化时，遵循同名磁极相排斥、异名磁极相吸引的规则。
（9）磁体具有吸铁性和指南性：人工沙滩先经过磁选，就是利用吸铁性把铁钉铁片去除，选矿时把含铁矿石和不含铁矿石分开；指南针就是利用指南性。
知识点回顾
2.1.1
1.认识磁体
（10）任何一个磁体都有两个磁极，没有一个磁极的磁体，也没有两个以上磁极的磁体，一个磁体截成两半，每一半都有单独的N极和S极；两个条形磁体异名磁极相互接触，变成一个整体，则接触部分变成新磁体的中间，是磁性最弱的部分；如图：
知识点回顾
1.1
2.磁体周围的磁场探究
（1）磁场：在磁体的周围空间，存在着一种能使小磁针发生偏转的物质；
（2）探究方式：在磁场中撒一些铁屑，这些铁屑的分布显示了磁铁周围的磁场分布情况（科学方法：转换法）。
（3）实验步骤：将玻璃板平放在磁体上，并在玻璃板上均匀地撒上一层铁屑，轻轻敲击玻璃板，铁屑在磁场中被磁化成一个个小磁针，从而在磁场中有序地排列起来。从铁屑在磁场中的分布的情况可以看出，铁屑好像排列成许多条曲线。如果按照铁屑在磁场中排列的情况和小磁针n极指向画出一些带箭头的曲线，就可以形象地描述磁场。
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2.1.1
1.1
3.磁感线
（1）定义：用带箭头的曲线来形象、方便地描述磁场，这叫磁感线：为了形象直观地描述磁场的某些特征和性质而引入的带箭头的曲线磁感线的方向：磁场是实际存在的，而磁感线是用来描述磁场的一些假想曲线，实际并不存在。
（2）磁感线的方向：
①磁感线的疏密表示磁性强弱；箭头方向表示磁场方向；
②在磁体外部，磁感线从N极出发，到S极进入；在磁体内部是从S到N．磁感线没有交叉的；
③磁感线是有方向的，曲线上任意一点的切线方向就是该点的磁场的方向，磁感线上某一点的方向与放在该点的小磁针静止时N极的指向一致。
知识点回顾
2.1.1
1.1
4.地球磁场
（1）地球是一个大磁体，地球周围存在的磁场叫地磁场；
（2）地磁场的南北极与地理南北极相反，且不重合，即：地磁南极在地理北极附近，地磁北极在地理南极附近如图：
（3）历史上第一个记载地理和地磁两极不重合的人是我国宋代的沈括，他提出磁偏角的概念。
知识点回顾
2.1.1
1.2
典例一：（2023?富锦市校级一模）五千年的华夏文明，创造了无数的诗词歌赋，我们在欣赏这些诗词歌赋时，不仅要挖掘其思想内涵，还可以探究其中所描述的自然现象与物理规律，下面是某位同学对部分诗句中蕴含的物理知识的理解，其中正确的是（　　）
A．“露似真珠月似弓”—露实际是小水珠，是由冰熔化形成的
B．“臣心一片磁针石，不指南方不肯休”—磁针石具有指向性
C．“不敢高声语，恐惊天上人”—“高”是指声音的特征“音调”高
D．“孤帆一片日边来”—“孤帆”的运动，是以水流为参照物的
B
典例精讲
2.1.2
1.2
典例二 ：（2023?巧家县校级三模）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，　 　轻而易举地提起150kg的物体。（均选填“能”或“不能”）
能
典例精讲
2.1.2
不能
1.2
典例三：（2023?渝北区模拟）根据图中条形磁铁的南北极，标出静止时的小磁针的N极。
典例精讲
2.1.2
二、电流的磁场
1.通电直导线周围的磁场
（1）奥斯特实验过程：实验前要使小磁针静止时指向南北方向，为使小磁针能偏转，直导线应放在小磁针上方且与小磁针平行，即沿南北方向放置；
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2.2.1
1.通电直导线周围的磁场
（2）实验现象：
①给导线通电，小磁针发生偏转；断电后，小磁针又回到原来的位置；
②小磁针与导线不动，调整电源改变导线中电流的方向，磁针偏转方向与原来相反；
（3）实验结论：
①奥斯特实验说明：通电导线周围存在磁场；磁场方向和电流方向有关；
②这一现象叫电流的磁效应，也就是所说的电生磁；
③奥斯特是历史上第一个揭示了电与磁之间联系的科学家；?
④为了使磁性增强，人们把直导线改成螺线管形，又叫线圈；在通电线圈中再插入铁芯，磁性会更加增强。
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2.2.1
2.通电螺线管的磁场
（1）通电螺线管外部的磁场和条形磁体的磁场相似；
（2）通电螺线管两端的极性跟螺线管中的电流方向之间的关系可以用安培定则来判断；
（3）通电螺线管相当于条形磁体，与条形磁体联系解题；
（4）以通电螺线管正面电流为例，电流向上，N极在左端，电流向下，N极在右端，便于记忆，可简化为”上左，下右”；
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2.2.1
2.通电螺线管的磁场
（5）通电螺线管外部的磁场方向是从N极到S极，内部的磁场方向是从S极到N极．螺线管附近的小磁针自由静止时N极的指向是磁场的方向，因此放在螺线管内部和外部的小磁针应如图所示：（螺线管内部的小磁针不遵循同名磁极排斥，异名磁极吸引的原则）。
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2.2.1
2.通电螺线管的磁场
（6）安培定则，也叫右手螺旋定则，是表示电流和电流激发磁场的磁感线方向间关系的定则。初中教材中表述：用右手握住通电螺线管，使四指弯曲与电流方向一致，那么大拇指所指的那一端是通电螺线管的N极。
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2.2.1
3.电磁铁及其磁性强弱的影响因素
电磁铁是由线圈和铁芯组成（实质是内有铁芯的螺线管），在一根软铁芯上，用漆包线密绕成线圈就做成了一个简单的电磁铁，通电后它能产生磁性。电磁铁的线圈的匝数越多，电流越大，电磁铁的磁性就越强。
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2.2.1
4.电磁铁的构造和原理及其应用
（1）电磁铁的构造：内部插有铁芯的通电螺线管叫做电磁铁；
（2）电磁铁的原理：电流的磁效应原理；
4.电磁铁的构造和原理及其应用
（3）电磁铁的应用：电磁铁可以分为直流电磁铁和交流电磁铁两大类型，按照用途来划分电磁铁，主要可分成以下五种：
①牵引电磁铁--主要用来牵引机械装置、开启或关闭各种阀门，以执行自动控制任务；
②起重电磁铁--用作起重装置来吊运钢锭、钢材、铁砂等铁磁性材料；
③制动电磁铁--主要用于对电动机进行制动以达到准确停车的目的；
④自动电器的电磁系统--如电磁继电器和接触器的电磁系统、自动开关的电磁脱扣器及操作电磁铁等；
⑤其他用途的电磁铁--如磨床的电磁吸盘以及电磁振动器等
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2.2.1
5.电磁铁（与永磁体相比）的优点
（1）电磁铁磁性的有无可以由通电、断电（电流的有无）来控制。；
（2）电磁铁磁性的强弱可以通过调节电流的大小来控制；
（3）电磁铁的N、S极是由线圈中的电流方向决定的，便于人工控制；
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2.2.1
6.电磁继电器
（1）电磁继电器的构成：由电磁铁、衔铁、簧片、触点（静触点、动触点）组成；其工作电路由低压控制电路和高压工作电路两部分构成；低压控制电路是由电磁铁、低压电源和开关组成；工作电路由机器（电动机等）、高压电源、电磁继电器的触点部分组成；
（2）工作原理和特性：电磁继电器一般由电磁铁、衔铁、弹簧片、触点等组成的，其工作电路由低压控制电路和高压工作电路两部分构成，电磁继电器还可以实现远距离控制和自动化控制；只要在线圈两端加上一定的电压，线圈中就会流过一定的电流，从而产生电磁效应，衔铁就会在电磁力吸引的作用下克服返回弹簧的拉力吸向铁芯，从而带动衔铁的动触点与静触点（常开触点）吸合；当线圈断电后，电磁的吸力也随之消失，衔铁就会在弹簧的反作用力返回原来的位置，使动触点与原来的静触点（常闭触点）释放。
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2.2.1
典例一：（2023?高邮市校级三模）如图所示，这是小聪设计的照明灯自动控制电路，当光暗时灯亮，光亮时灯灭，其中光敏电阻的阻值随光照强度的增大而减小。在实际调试时，小聪发现灯始终亮着，而光敏电阻和其他电路元件都正常。下列调节能使控制电路达到要求的是（　　）
A．减少螺线管线圈的匝数
B．抽出螺线管中的铁芯
C．滑动变阻器滑片P向右移动
D．减小控制电路电源电压
C
典例精讲
2.2.2
典例二：（2023?建华区三模）发现电可以产生磁的科学家是 　 　 ，根据他的发现人们制造了电磁铁应用到很多的领域里去，有一种利用电磁铁控制工作电路通断的开关叫做 　 　。
典例精讲
2.2.2
奥斯特
电磁继电器
典例三：（2023?大连）小磁针静止时的指向如图所示，请标出通电螺线管的N极，并在括号中标出电源的“+”、“﹣”极。
典例精讲
2.2.2
三、磁场对电流的作用 电动机
1.磁场对通电直导线的作用
19世纪初，法国物理学家安培发现：磁场对通电导体有力的作用，力的方向与电流方向和磁场方向有关。
按图组装实验器材，给直导线通电，观察到通电直导线发生偏转；改变直导线中的电流方向，偏转方向和原来相反；将磁极对调，改变磁场的方向，通电直导线偏转方向也相反。当电流方向和磁场方向同时改变时，力的方向不变。
知识点回顾
2.3.1
2.磁场对通电线圈的作用
（1）现象：用漆包线绕成线圈，将线圈两端的漆包线刮去放入磁场，闭合开关，线圈转动。
（2）平衡位置：当通电线圈的平面与磁感线垂直时，线圈受到的磁场的作用力相互平衡，我们把这个位置称为平衡位置。
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2.3.1
3.直流电动机的构造和工作过程
（1）直流电机的结构应由定子、转子和换向器组成；
（2）直流电机运行时静止不动的部分称为定子，定子的主要作用是产生磁场，由机座、主磁极、换向极、端盖、轴承和电刷装置等组成；
（3）运行时转动的部分称为转子，其主要作用是产生电磁转矩和感应电动势，是直流电机进行能量转换的枢纽，所以通常又称为电枢，由转轴、电枢铁心、电枢绕组、换向器和风扇等组成；
知识点回顾
2.3.1
3.直流电动机的构造和工作过程
（4）转子中有两组以上的线圈，由漆包线绕制而成，称之为绕组．当绕组中有电流通过时产生磁场，该磁场与定子的磁场产生力的作用．由于定子是固定不动的，因此转子在力的作用下转动；
（5）换向器是直流电动机的一种特殊装置，由许多换向片组成，每两个相邻的换向片中间是绝缘片；在换向器的表面用弹簧压着固定的电刷，使转动的电枢绕组得以同外电路连接；当转子转过一定角度后，换向器将供电电压接入另一对绕组，并在该绕组中继续产生磁场。
知识点回顾
2.3.1
典例一：（2023?芜湖模拟）小明参观历史博物馆时看到一个假人在不停地推石磨转动，其原理为利用蓄电池通电后石磨内的线圈在磁场作用下受力开始转动，并带动假人运动，如图所示。下列说法错误的是（　　）
A．石磨转动是将机械能转化为电能
B．其原理与电动机的原理相同
C．仅改变电流方向可以改变石磨转动的方向
D．仅改变磁场方向可以改变石磨转动的方向
A
典例精讲
2.3.2
典例二 ：（2023?宽城区模拟）我国自主研发建造的“福建舰”排水量约为8万吨，此时受到的浮力约是 　 　N。“福建舰”开创了常规动力航母使用电磁弹射器的先河。当弹射车内的导体通过强电流时，即可以获得强大的推力，其原理和 　 　（填“电动机”或“发电机”）原理相似。（g取10N/kg）
典例精讲
2.3.2
8×10?
电动机
四、安装直流电动机模型
1、直流电机的结构
（1）直流电机的结构应由定子、转子和换向器组成；
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2.4.1
（2）定子：直流电机运行时静止不动的部分称为定子，定子的主要作用是产生磁场，由机座、主磁极、换向极、端盖、轴承和电刷装置等组成；定子（即主磁极）被固定在风扇支架上，是电机的非旋转部分；
1、直流电机的结构
知识点回顾
2.4.1
（3）转子：运行时转动的部分称为转子，其主要作用是产生电磁转矩和感应电动势，是直流电机进行能量转换的枢纽，所以通常又称为电枢，由转轴、电枢铁心、电枢绕组、换向器和风扇等组成；转子中有两组以上的线圈，由漆包线绕制而成，称之为绕组，当绕组中有电流通过时产生磁场，该磁场与定子的磁场产生力的作用，由于定子是固定不动的，因此转子在力的作用下转动。
1、直流电机的结构
知识点回顾
2.4.1
（4）换向器：换向器是直流电动机的一种特殊装置，由许多换向片组成，每两个相邻的换向片中间是绝缘片，在换向器的表面用弹簧压着固定的电刷，使转动的电枢绕组得以同外电路连接；当转子转过一定角度后，换向器将供电电压接入另一对绕组，并在该绕组中继续产生磁场，可见，由于换向器的存在，使电枢线圈中受到的电磁转矩保持不变，在这个电磁转矩作用下使电枢得以旋转。
典例一：（2020?靖江市校级模拟）下列关于直流电动机的线圈中的电流方向和外部电流的方向的说法中，正确的是（　　）
A．线圈中的电流和外部电路中的电流方向都是不变的
B．线圈中的电流和外部电路中的电流方向都是变化的
C．线圈中的电流方向是不变的，外部电路中的电流方向是改变的
D．线圈中的电流方向是变化的，外部电路中的电流方向是不变的
D
典例精讲
2.4.2
典例二：（2022秋?南昌期末）直流电动机的工作过程中，“换向器”起了关键作用，它能使线圈刚刚转过平衡位置时，就自动改变线圈中的　 　，从而实现通电线圈在磁场中的连续转动。
电流方向
典例精讲
2.4.2
五、电磁感应 发电机
1、电磁感应 磁生电现象
（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，会产生电流，这种电流叫感应电流，这一现象叫电磁感应现象。
（2）历史意义：英国科学家法拉第首先发现的电磁感应现象，这一发现进一步揭示了电与磁之间的联系，证明了磁可以生电。
知识点回顾
2.4.1
2、产生感应电流的条件和影响因素
（1）感应电流产生的条件：①闭合电路；②一部分导体；③切割磁感线运动。?
（2）感应产生的影响因素：磁场强弱、导体运动快慢、线圈匝数。
（3）感应电流方向的影响因素：磁场方向、导体运动方向。
如图，电流表指针偏转方向不同显示电流方向的不同。
知识点回顾
2.4.1
3、发电机的构造和原理
（1）发电机的工作原理：电磁感应现象；
（2）发电机的构造：主要有线圈、磁极、铜环和电刷四个基本组成部分，概括地讲是由转子（转动部分）和定子（固定部分）两部分组成；
实际的大型发电机多采用线圈不动，磁极旋转的方式来发电，叫旋转磁极式发电机．有的发电机利用电磁铁来代替永磁体；
（3）交流发电机工作过程：如图所示，磁场方向水平向右，abcd是线圈，上面的铜环与b直接相连，下面的铜环与a直接相连；
知识点回顾
2.4.1
3、发电机的构造和原理
线圈ab段向纸面里运动时产生电流方向向下，此时cd段向纸面外运动产生电流方向向上；当线圈所在平面运动到与磁感线方向垂直时，由于线圈不切割磁感线，不产生电流；当ab线向纸面外运动时产生向上的电流，此时cd段向纸面里运动产生向下的电流．所以流过电流表的电流方向是变化的，每当线圈所在平面与磁感线垂直时电流表指到零。
知识点回顾
2.4.1
3、发电机的构造和原理
（4）发电机与电动机相对比，电动机是因电而动，工作配置中要有电源，消耗电能获得机械能；发电机则是因动而电，工作配置中没有电源，发电机本身就是电源，消耗机械能获得电能；
（5）无论是直流发电机还是交流发电机，线圈产生的都是交流电，交流发电机输出的是交流电，直流发电机是在换向器的作用下输出的是直流电。
知识点回顾
2.4.1
4、交流电
（1）交流发电机产生的感应电流的大小和方向在周期性地变化，这样的电流叫做交变电流，简称交流（AC）；
（2）在交变电流中，电流在每秒内周期性变化的次数叫做频率，单位是赫兹，简称赫，符号是Hz。
（3）我国家庭电路的交流电电压是220V，频率是50Hz，周期是0.02s，每秒内电流方向变化100次．注意：方向变化100次，周期性变化50次。
知识点回顾
2.4.1
典例一：（2023?郴州）在探究电磁感应现象时，要改变感应电流的方向，下列方法中正确的是（　　）
A．改变导体切割磁感线的方向
B．改变导体所在处磁场的强弱
C．改变导体切割磁感线的速度大小
D．改变导体的长度
A
典例精讲
2.4.2
典例二：（2023?道里区一模）我国高铁的动车组采用了“再生制动”技术：即车到站前，车速从200km/h减到90km/h的过程中，不采用机械刹车，而是关闭电源，由于动车组具有　 　，继续前进，此时磁场中的线圈随车轮一起转动，使导线切割磁感线产生 　 　，即车轮带动发电机（电机逆转）发电，给蓄电池充电。
惯性
典例精讲
2.4.2
感应电流
3
1．（2023秋?南岗区校级期中）如图是探究电流通过导体时产生热量的多少与哪些因素有关的实验装置。两个透明容器中（　　）
A．通电后，甲图透明容器中电阻丝内能增加和空气内能增大的方式是相同的
B．甲图中通电一段时间后，左侧容器中电阻产生的热量更少
C．乙实验是为了研究电流产生的热量与电流的关系
D．通电后，乙图中左、右电阻产生的热量之比是1：2
D
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3
2．（2023秋?新华区校级期中）下列估测的数据中，最符合生活实际的是（　　）
A．我国家庭电路电压是36V
B．空调电流约为1A
C．1米长的家用铜导线（横截面积4mm2）电阻为10Ω
D．液晶电视机的功率约为100W
课堂巩固提升训练
D
3
3．（2023?蜀山区一模）如图为直流电动机的工作原理图。线圈abcd处于磁场中，A和B是电刷，它们分别跟换向器E和F接触，闭合电路，线圈abcd顺时针转动。下列说法正确的是（　　）
A．线圈abcd转动的工作原理是电磁感应
B．线圈由图示位置转过180°时，ab边受力方向不变
C．线圈转动过程中也会产生感应电流
D．线圈转动过程中将电能全部转化为机械能
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C
3
4．（2023秋?东营期中）如图所示电路中，断开开关，在甲、乙两处接电流表时，两表示数之比为2：3；若甲、乙两处换成电压表，再闭合开关，甲、乙两电压表的示数之比为 　 　，通电一段时间，R1、R2消耗的电能之比为 　 　。
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3：1
2：1
3
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5、（2023?十一自主招生）如图所示，A球为均匀带负电的绝缘球体，当它绕着自己的轴做逆时针旋转（由上往下看）时，则A球上方的小磁针的N极将 　 　，A球左侧的小磁针的N极将 　 　（均选填：“指向左”，“指向右”，“指向上方”，“指向下方”）。
指向下方
指向上方
3
6．（2023秋?上杭县期中）请用笔画线代替导线，将图中的电灯、开关和插座正确接入家庭电路中，其中开关控制灯泡。
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3
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3
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