2024年中考物理总复习课件：专题六磁第三节 磁学实验 (共36张PPT)

(共36张PPT)
2024年中考物理总复习课件
专题六 磁
第三节 磁学实验
江西省物理学考试卷对本节知识的考查以实验与探究题为主，考查点主要有探
究通电螺线管外部磁场的方向、探究电磁感应现象，前者是电生磁，后者是磁生电。
前者的命题方向主要有：实验器材的选取及作用（如在螺线管周围放置铁屑还是小
磁针，其目的和意义是不同的）、实验操作注意事项（如轻敲玻璃板等）、利用转
换法认识电流周围的磁场等；后者的命题方向主要有：产生感应电流的条件、控制
变量法、电流过小的原因分析及应对措施等。
实验 奥斯特实 验 探究通电螺 线管外部的 磁场方向 探究电磁铁磁 性强弱的影响 因素 电磁感应实验 探究磁场对电流的
作用
装置 图
实验 奥斯特实 验 探究通电螺 线管外部的 磁场方向 探究电磁铁磁 性强弱的影响 因素 电磁感应实验 探究磁场对电流的
作用
工作 原理 电流的磁 效应 电流的磁效 应 电流的磁效应 电磁感应原理 通电导体在磁场中
受力运动
能量 转化 — — — 机械能转化为 电能 电能转化为机械能
续表
实验 奥斯特实 验 探究通电螺 线管外部的 磁场方向 探究电磁铁磁 性强弱的影响 因素 电磁感应实验 探究磁场对电流的
作用
影响 因素 磁场的方 向与电流 方向有关 磁场方向与 螺线管中电 流的方向有 关 电磁铁磁性的 强弱与电流的 大小、线圈的 匝数有关 感应电流的方 向与磁场方 向、导体做切 割磁感线运动 的方向有关 导体受力的方向与
电流方向、磁场方
向有关
续表
实验 奥斯特实 验 探究通电螺 线管外部的 磁场方向 探究电磁铁磁 性强弱的影响 因素 电磁感应实验 探究磁场对电流的
作用
判断 依据 — — — 电路中无外接 电源 电路中有外接电源
主要 应用 — — 电磁继电器、 电磁起重机 发电机、动圈 式话筒 电动机、扬声器
续表
考点1 探究通电螺线管外部磁场的方向
考点加油站
【问题】
1.通电螺线管的外部是否存在磁场？
2.通电螺线管外部磁场的分布情况如何？
【证据】
1.主要实验器材及作用
（1）在通电螺线管周围不同位置放置小磁针的目的：便于观察磁场的方向；
（2）螺线管中插入铁棒的目的：使通电螺线管的磁性增强。
2.转换法的应用：根据小磁针静止时的指向判断通电螺线管的极性，通过铁屑
的密集程度判断磁场的强弱。
3.实验操作
（1）在嵌入螺线管的玻璃板上均匀撒些细铁屑，通电后轻敲玻璃板的目的：
减小铁屑与玻璃板的摩擦，使铁屑受到磁场的作用有规律地排列；
（2）对调电池正、负极的目的：探究通电螺线管的磁场方向与电流方向是否有关。
4.安培定则的应用：判断通电螺线管的极性。
【解释】
1.根据玻璃板上铁屑分布的情况判断磁场强弱：两端磁场强，中间磁场弱。
2.通电螺线管外部的磁场方向：磁感线从 极出发回到 极。
3.通电螺线管外部存在磁场，其磁场与条形磁体的磁场相似。
4.通电螺线管的极性与环绕通电螺线管的电流方向有关，电流方向改变，通电
螺线管的极性也改变。
【交流】
1.通电螺线管与小磁针之间通过磁场产生力的作用。
2.为描述磁场而引入的磁感线不是真实存在的。
3.不能用悬挂且可自由旋转的大头针代替小磁针的原因：大头针不能指示磁场方向。
4.磁极间的相互作用：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。
【实验结论】通电螺线管外部的磁场与条形磁体的磁场相似，如图。
图1
例1 小海在探究通电螺线管的磁场特点时，
通电螺线管在某状态下的两个实验现象如
图1所示，其中小磁针（黑色一端为 极）
静止时的指向情况如图甲所示，铁屑静止
时的分布情况如图乙所示。
（1）开关闭合前，可自由转动的小磁针均指南北，说明地球周围存在______；实
验中，小磁针的作用是研究通电螺线管周围的__________（填“磁场强弱”或“磁场
方向”）。
磁场
磁场方向
（2）开关闭合后，小磁针的指向和铁屑的分布如图1甲、乙所示，说明通电螺线管
外部的磁场与______磁体的磁场相似。
条形
（3）小海用磁感线描述图甲、乙所示的两个实验现象，图丙是他画出的部分曲线，
请用箭头标出图丙中 点的磁场方向。
[答案]
丙
（4）小海在如图1甲所示实验的基础上，只改变电流的方向，发现小磁针静止时
极的指向均与原来相反，说明通电螺线管两端的磁极方向与__________有关。
电流方向
图1
图2
（5）如图2所示，小海画出了通电螺线管的一种绕线情况，并
标出了电流方向，可知通电螺线管的___（填“”或“ ”）端是
极。
（6）下列操作中能增强通电螺线管磁性的是____（多选，填字母）。
A.增大通电螺线管中的电流
B.改变通电螺线管中的电流方向
C.在通电螺线管内插入铁棒
D.减少通电螺线管线圈的匝数
【满分笔记】
1.通电螺线管的磁场分布与条形磁体相似。
2.由小磁针的指向，根据磁极间的相互作用可知通电螺线管的极性。
3.通电螺线管的极性与电流方向有关。
4.磁体具有吸铁性，不能用铜屑代替铁屑。
考点2 探究电磁感应现象
考点加油站
【问题】
1.电路中能否产生感应电流与开关的闭合、导体在磁场中的运动方向是否有关？
2.感应电流的方向与导体的运动方向和磁场方向是否有关？
3.感应电流的大小与导体运动的速度和磁场的强度是否有关？
【证据】
1.实验装置图
2.转换法的应用
通过灵敏电流计或电流表的指针是否偏转来判断是否产生感应电流：指针偏转，
电路中有感应电流产生；指针不偏转，电路中没有感应电流产生。
3.控制变量法的应用
（1）探究电流方向与磁场方向的关系：控制导体运动方向不变，改变磁场方
向，观察灵敏电流计或电流表指针的偏转方向。
（2）探究电流方向与导体运动方向的关系：控制磁场方向不变，改变导体运
动方向，观察灵敏电流计或电流表指针的偏转方向。
（3）探究感应电流大小与导体运动速度的关系：保持磁场强度不变，让导体以不
同的速度沿相同方向做切割磁感线运动，比较灵敏电流计或电流表指针的偏转角度。
（4）探究感应电流大小与磁场强度的关系：控制导体速度大小和运动方向不
变，在强弱不同但方向相同的磁场中做切割磁感线运动，比较灵敏电流计或电流表
指针的偏转角度。
4.电路中没有感应电流产生的原因：导体在磁场中静止、导体运动但未切割磁
感线、电路没有闭合。
【解释】
实验结论:闭合电路中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。
【交流】
1.实验中灵敏电流计或电流表指针偏转不明显的原因及改进措施。
（1）原因：感应电流太小。
（2）改进措施：①更换灵敏度更高的电流计;②用多匝线圈替代单根导体棒;③
加快导体切割磁感线的速度;④换用磁性更强的蹄形磁体等。
2.实验过程中的能量转化：机械能转化为电能。
3.电磁感应现象最早由英国物理学家法拉第发现。
4.安培定则的应用。
5.将灵敏电流计或电流表换成电源，可以探究导体在磁场中受到力的作用。
6.电磁感应现象在生活中的应用：发电机、动圈式话筒等。
7.电磁感应和磁场对电流的作用对比。
电磁感应 磁场对电流的作用
有无电源 没有电源 有电源
影响因素 影响电流方向的因素是导体运 动方向和磁场方向 影响导体受力的方向的因素是电流
方向和磁场方向
能量转化 机械能转化为电能 电能转化为机械能
应用 发电机 电动机
例2 在“探究什么情况下磁可以生电”的实验中，小军做了如下实验。
甲
（1）实验中通过观察____________________来判断电路中是
否产生感应电流，如图甲，导体 水平左右运动时，电流计
的指针____（填“会”或“不”）偏转。
电流计指针是否偏转
不
乙
（2）如图乙，导体棒 静止时，电流计的指针____（填“会”或
“不”）偏转；左右移动时，电流计的指针____（填“会”或“不”）
偏转；保持金属棒不动，左右移动 形磁铁时，电流计的指针
____（填“会”或“不”）偏转。
不
会
会
丙
（3）如图丙，当金属棒上下移动时，电流计的指针____（填“会”或
“不”）偏转。
不
（4）根据实验现象，初步得出电路中产生感应电流的条件是：______电路的一部
分导体在磁场中做____________运动，导体中就会产生感应电流。在该运动过程中，
主要将机械能转化为____能。这就是发电机的原理：电磁感应原理。此原理最早由
英国物理学家________发现。
闭合
切割磁感线
电
法拉第
（5）金属棒分别向左和向右移动时，电流计指针的偏转方向不同，说明感应电流
的方向与__________________________有关。
导体切割磁感线运动的方向
（6）实验结束后，有同学提出电流计指针偏转角度较小，有什么办法能使指针偏
转更明显呢？你的方法是__________________________________________________
___。
换一个磁性更强的磁体或增加导体切割磁感线的运动速
度
（7）应用：利用电磁感应原理工作的装置是____________（填“电铃”“扬声器”“电
磁起重机”或“动圈式话筒”）。
动圈式话筒
（8）若将电流计换成______，则可以探究磁场对通电导体的作用。
电源
【满分笔记】产生感应电流的条件：一是“闭合电路”，电路必须是完整的回路；
二是“一部分导体”，不是全部的导体都参与运动；三是“切割磁感线运动”，导体的
运动必须是切割磁感线的，正切、斜切都可以，但不能不切割。另外，“切割磁感
线运动”指导体与磁感线的相对运动，方式可以是：①导体不动，磁场运动；②导
体运动，磁场不动；③两者都动，且有相对运动。
1.实验室备有嵌入螺线管的玻璃板和电源，小明和小亮分别选用铁屑和小磁针来
“探究通电螺线管外部磁场的方向”，如图甲、乙。
甲
乙
（1）小明在螺线管周围的玻璃板上均匀地撒上一层铁屑。给螺线管通电后，_____
_______（填“轻敲玻璃板”或“玻璃板保持不动”），小明观察到螺线管周围铁屑的
分布情况如图甲所示。小明的实验说明，通电螺线管外部的磁场和__________外部
的磁场相似。
轻敲
玻璃板
条形磁体
（2）小亮在螺线管周围的玻璃板上整齐、均匀地放置了32个小磁针，如图乙所示。
给螺线管通电后，小亮观察到这32个小磁针的指向更接近于图中的___。
B
A. B. C. D.
（3）小明的实验方案具有明显的不足，其不足之处是_________________________
_________。
（4）为了弥补小明实验方案的不足，请提出一条改进建议：___________________
_________________。
无法判断通电螺线管外部的
磁场方向
在通电螺线管四周不
同位置放上小磁针
2.“大胆猜想与小心求证”是科学研究的基本要求。甲、
乙两个同学做了如图所示的实验：在静止的小磁针上
方平行地放一根直导线，闭合开关，原来静止的小磁
针转动了。对于小磁针转动的原因，两个同学有着不
同的假设：
甲：导线通电发热，造成导线周围空气温度升高，空气的对流运动使小磁针偏转。
乙：电流周围产生磁场，磁场对小磁针产生了力的作用。
（1）没通电时，静止的小磁针的 极指向______（填“南方”或“北方”）。
北方
（2）甲同学看到小磁针偏转，认为它一定受到力的作用，他判断的理由是_______
___________________。
力可以
改变物体的运动状态
（3）两个同学讨论后，设计了以下实验来验证哪一个观点是正确的：他们调换电
池的正、负极，改变电流的方向，闭合开关，如果甲同学的假设是正确的，预计应
该看到的现象是____________________。
磁针偏转的方向不变
（4）老师在其他实验条件不变的情况下，把小磁针从直导线下方移到了直导线上
方，闭合开关后，小磁针的转动方向将______（填“不改变”或“改变”）。
改变
（5）在做该实验时，下列操作中现象最明显的是___（填字母）。
A.电流沿东西方向放置在磁针的正上方
B.电流沿南北方向放置在磁针的正上方
C.沿电流方向放置小磁针，使磁针在导线的正下方
D.沿电流方向放置小磁针，使磁针在导线的延长线上
B
图1
3.在研究“影响电磁铁磁性强弱的因素”实验中，小明用两
根相同的铁钉制作了简易的电磁铁甲、乙，并设计了如图
1所示的电路。
（1）实验中是通过观察____________________________来
判定电磁铁磁性强弱的，这种实验的研究方法是________。
电磁铁吸引大头针数目的多少
转换法
（2）当滑动变阻器滑片向左移动时，电磁铁甲、乙吸引大头针的个数______（填
“增加”或“减少”），说明当线圈的匝数一定时，电流越____，电磁铁磁性越强。
增加
大
（3）甲、乙电磁铁采用串联接法的目的是保证通过两电磁铁的______相同，根据
图示的情境可知，____（填“甲”或“乙”）的磁性强，由此我们可以得出的结论是
__________________________________________。
电流
乙
电流一定时，线圈匝数越多，电磁铁磁性越强
（4）电磁铁吸引的大头针下端分散的原因是__________________；断开开关后，
小明发现大头针没有完全掉落下来，原因是__________________________________
___。
同名磁极相互排斥
铁钉被磁化，获得的磁性还没完全消
失
图2
（5）完成上述实验后，小明想：“电磁铁两极磁性
强弱是否相同呢？”于是他接着用图2所示的装置进
行了进一步的探究。
①闭合开关后，弹簧测力计的示数太小，要使其示
数变大，滑动变阻器滑片 应向____端移动。
左
图3
②将滑动变阻器调节完成后，弹簧测力计的示数如图3，读数为____ 。
2.2
③在原位置将电磁铁两端对调，使 端向上，保持电流不变，观察到
弹簧测力计示数与②中相同。初步可得出的结论是：电磁铁两极磁
性强弱______。
相同
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