2024贵阳中考物理二轮重点专题研究 第14讲 从指南针到磁浮列车 电能从哪里来（课件）(共45张PPT)

(共45张PPT)
从指南针到磁浮列车　电能从哪里来
第14讲
知识精讲
2
考点清单
实验突破—科学探究素养提升
3
实验1 探究通电螺线管的磁场特点
贵阳近年真题及拓展
1
实验2 探究感应电流产生的条件
贵阳近年真题及拓展
命题点
1
磁场的性质(2023. 10)
1. (2023贵阳10题3分)我们知道磁体间的相互作用是通过磁场这一看不见、摸不着的物质发生．下列物体间相互作用的发生与此类似的是(　　)
A. 运动场对正在跑步的运动员有摩擦力的作用
B. 形变的跳板对跳水运动员有弹力的作用
C. 向两张竖直放置的白纸中间吹气，两张纸会相互靠拢
D. 带电的橡胶棒对靠近它的不带电泡沫小球有吸引力
D
命题点
2
电流的磁效应(2022. 9)
2. (2022贵阳9题3分)如图所示，是探究“通电直导线周围是否存在磁场”实验装置的一部分，置于水平桌面的小磁针上方有一根与之平行的直导线，关于这个实验下列说法正确的是(　　)
A．首次通过本实验揭开电与磁关系的科学家是法拉第
B．当直导线通电时，小磁针会离开支架悬浮起来
C．小磁针用于检验通电直导线周围是否存在磁场
D．改变直导线中电流方向，小磁针N极的指向不变
C
命题点
3
电磁感应及其应用(10年4考)
3. (2022贵阳9题3分)1831年英国物理学家法拉第发现了电磁感应现象，这一发现标志着人类电气化时代的到来．根据电磁感应原理制造的机器是
(　　)
A. 蒸汽机　 B. 内燃机　 C. 发电机　 D. 电动机
C
4. (2020贵阳12题3分)铜质金属框在光滑水平面上以一定速度向右滑动，其右侧有一足够大的均匀磁场区域(磁感线方向垂直于纸面)，如图所示．
关于金属框从刚进入磁场到完全离开磁场的过程中，若不计空气阻力，下列说法正确的是(　　)
A. 由于水平面光滑金属框能保持匀速直线运动状态
B. 金属框由于被磁化而受到磁场对它水平向左的力
C. 金属框一直在做切割磁感线运动而产生感应电流
D. 金属框的运动体现力是改变物体运动状态的原因
D
5. (2022贵阳17题2分)电磁感应现象是英国物理学家法拉第划时代的重大发现，即在一定的条件下通过磁场可获得电流，这是一个原本存在的自然规律还是发明创造？____________________.在物理学历史上有许多发明与发现，请写出一个你所知道的发明的事例：_______________________.
原本存在的自然规律
发电机(其他答案合理即可)
命题点
4
电磁作图(10年4考)
类型1　磁现象作图(2020.22，2022.24，2023.22)
6. (2020贵阳22题2分)如图所示，条形磁铁静置于水平面，将两枚相同的小磁针分别置于磁铁周围的A、B区域．请在图中两虚线框内画出小磁针静止时的情形．(用“ ”表示小磁针，涂黑端表示N极)
7. (2023贵阳22题2分)如图所示，是小磁针的一端靠近条形磁体S极静止时的情景，请在图中的括号内标出小磁针的N、S极，并用箭头标出条形磁体外部磁感线的方向．
N
S
8. (2022贵阳24题2分)如图所示为俯视图：粗糙的水平桌面上，在同一直线上相距较远地放置两个条形磁铁A、B，现在A上施加水平力F使其沿直线向磁铁B运动，假设当A运动一段时间后，两磁铁间才出现吸引力，直至它们吸在一起后共同向右运动一段时间．若整个过程保持A做匀速直线运动．请你画出在上述过程中，作用于磁铁A上的力F其大小随时间t变化关系的大致图像．(只需画出一种可能的情况)
类型2　通电螺线管作图(2023.27)
9. (2023贵阳27题2分)如图所示，请在图中画出在S闭合后，通电螺线管外部的磁感线．(要求：只需在螺线管上、下用虚线各画一条即可，要标注箭头)
拓展设问
10. (2021福建)如图所示，当闭合开关S后，用细线悬挂的条形磁体与通电螺线管相互吸引，请在图中虚线上标出磁感线的方向，并在括号内标出条形磁体左端的极性．
N
11. (2021营口)将如图所示的电磁铁的电路连接完整，要求：(1)根据小磁针静止时N极指向，在括号中标出电磁铁左端的极性(用“N”或“S”表示)；(2)在虚线框内画出电池符号；(3)开关闭合后，变阻器的滑片只有向右移动时，电磁铁的磁性才会变强(连接时导线不能交叉)．
N
命题点
5
探究产生感应电流的条件(2023.25，2023.31)
12. (2023贵阳25题9分)小明在探究“怎样产生感应电流”的实验中，用导线将金属棒、开关、灵敏电流计连接成如图所示的电路．请你参与探究并回答下列问题：
(1)悬挂金属棒静置于U形磁铁的磁场中，此时两极正对区域磁感线的箭头方向是竖直向________(选填“上”或“下”)．
下
(2)灵敏电流计的作用是用来检测________的．若闭合开关后并未发现电流计指针偏转，经检查器材均完好，各器材间连接无误，那么接下来你认为最应该关注的器材是______________________________．
(3)小明认为是原来磁铁的磁性太弱所致，他提出更换磁性更强的磁铁，就在他移动原磁铁时，你发现电流计的指针出现了晃动，你认为接下来最应该做什么来找到让电流计指针偏转的原因____________________.
(仅写出最应该进行的一步操作)
(4)就根据上述探究过程，小明就说：“我们找到产生感应电流的秘密了！”此时你对小明的“成果发布”作何评价？_______________________
____________________________.
电流
磁铁(或金属棒、磁铁和金属棒)
反复来回移动磁铁
仅凭一个偶然得到的现象是需要反复验证的
13. (2023贵阳31题7分) 为了“探究通过磁场获得电流的条件”，小乐设计了如图所示的装置，主要器材有：铁架台、U形磁体、灵敏电流计、金属杆(金属杆用细导线连接并悬挂于铁架台上)、开关及导线若干．
(1)图中金属杆、灵敏电流计及开关的连接方式是______联．
串
(2)小乐安装好器材，便开始观察灵敏电流计，结果发现指针没有发生偏转，出现这个问题最有可能是因为______________造成的．
(3)解决(2)中的问题后，小乐再次观察灵敏电流计，发现指针还是没有发生偏转，于是他晃动金属杆，发现灵敏电流计的指针发生了摆动，则表明电路中有了________通过，此时____________就相当于电路中的电源．
(4)经历了(2)、(3)的探究，小乐便得出了通过磁场获得电流的条件：①有一个闭合的电路；②电路的一部分导体要在磁场中运动．对于他的结论，你认为哪一条还不够准确？________(选填“①”或“②”)．要使结论准确，你应该怎样做：_________________________________________________
___________________________________________________________.
电路未闭合
电流
金属杆
②
让金属杆沿不同的方向、以不同的形式运动，总结出产生感应电流时金属杆的运动方式
从指南针到磁浮列车 电能从哪里来
电动
机与
发电机
感应电
流的
方向
电磁感应
内容
感应电
流产生
的条件
磁极
磁化
定义
基本性质
磁是
什么
磁场
方向
磁感线
地磁场
电生磁
奥斯特实验
通电螺线管的磁场
右手螺旋定则
电磁铁
电磁继电器
原理
装置图
能的转化
区别、应用
知识精讲
考点清单
一、磁是什么
1、磁极
(1)定义：磁体上________最强的两个部位叫做磁极.
(2)南极和北极：能够自由转动的磁体，静止时指南的磁极叫________ ，用______ 表示；指北的磁极叫________，用______表示.
(3)磁极间的相互作用：同名磁极相互________，异名磁极相互________.
2、磁化：原来不显磁性的物质通过靠近或接触磁体等方式使其显出______的过程叫磁化，能被磁化的物质叫铁磁性物质，如铁、钴、镍等.
磁性
南极
S
北极
N
排斥
吸引
磁性
3、磁场
(1)定义：磁体的周围存在着一种看不见、摸不着的物质，人们将其称为磁场.
(2)基本性质：对放入其中的磁体__________ . 磁体之间的相互作用是通过磁场发生的.
(3)方向：在磁场中放入小磁针，物理学中把小磁针静止时________所指的方向规定为该点磁场的方向.
有力的作用
北极
(4)磁感线
①定义：描述磁场________的假想曲线. 磁体外部的磁感线都是从磁体的________极出发，回到________极.
②特点：磁感线上任意一点的切线方向就是该点的________；以磁感线的疏密来表示磁场的强弱，磁感线越密，磁场越______ ；反之磁场越_____.
(5)地磁场：地球周围存在着磁场，地磁的北极在地理________极附近，地磁的南极在地理________极附近. 四大发明之一的________就是利用地磁场来工作的.
分布
北(N)
南(S)
磁场方向
强
弱
南
北
指南针
二、电生磁
1、奥斯特实验
(1)丹麦物理学家奥斯特首先发现了电与磁之间的关系，证实了电流周围存在磁场.
(2)实验现象：接通电路，导线中有电流通过，小磁针发生偏转；断开电路，导线中无电流通过，小磁针恢 复到原来的指向，不再发生偏转. 改变导线中电流的方向，小磁针偏转方向改变.
(3)结论：通电导体周围存在着磁场，磁场的方向与________的方向有关.
电流
2、通电螺线管的磁场
通电螺线管外部的磁场与________的磁场相似. 通电螺线管的磁场分布与 磁场方向和________方向有关，可以用________________________来判定磁极方向.
3、右手螺旋定则(安培定则)：用________手握住螺线管，让四指弯曲的方向 跟螺线管中________方向一致，则大拇指
所指 的那端就是通电螺线管的________ .
如图所示.
条形磁体
电流
右手螺旋定则(安培定则)
右
电流
北(N)极
4、电磁铁
(1)构造：带有________的通电螺线管.
(2)特点：电磁铁磁性的有无可以通过________来控制.
(3)磁性强弱的影响因素
①电流大小：其他条件相同时，电流________ ，磁性越强；
②线圈匝数：其他条件相同时，线圈的匝数________ ，磁性越强.
(4)应用：电磁起重机、磁浮列车、电磁继电器、电铃等.
5、电磁继电器：利用较小的电流、较低的电压控制较大电流、较高电压的一种“自动开关”.
铁芯
通断电
越大
越多
三、电动机与发电机
1、磁场对通电导体具有力的作用，其作用力的方向与_________和_________有关.
2、电磁感应
(1)内容：______电路的部分导体在磁场中做___________运动时产生电流的现象
(2)感应电流的产生条件：a.______电路；b. 部分导体做__________运动
3、感应电流的方向：与________和_____________________有关.
磁场方向
电流方向
闭合
切割磁感线
闭合
切割磁感线
磁场方向
导体切割磁感线的方向
名称 电动机 发电机
原理 ________________________ ________________
装置图
磁场对通电导体有力的作用
电磁感应
名称 电动机 发电机
能的转化 ________能转化为________能 ________能转化为________能
区别 _______(选填“有”或“无”)电源 _______(选填“有”或“无”)电源
应用 电风扇、动圈式扬声器等 动圈式话筒等
电
机械
机械
电
有
无
失分警示
(1)磁感线是磁场中实际存在的曲线(　　)
(2)磁体间的吸引或排斥作用是通过磁场实现的(　　)
(3)能够自由转动的小磁针静止时，其N极指向地理南极附近(　　)
(4)导体在磁场中做切割磁感线运动时一定产生感应电流(　　)
(5)电磁铁中的铁芯可以用铜棒代替(　　)
(6)电动机是根据电磁感应原理工作的，它工作时将机械能转化为电能
(　　)
×
√
×
×
×
×
(7)电磁继电器是利用电流的热效应工作的(　　)
(8)只改变导体运动方向或磁场方向时，产生的感应电流的方向不变(　　)
(9)电磁铁磁性的强弱只与线圈中电流的大小有关(　　)
×
×
×
实验突破—科学探究素养提升
一题多设问
实验
1
探究通电螺线管的磁场特点(课标要求必做)
例1　小明同学用如图所示的装置做“探究通电螺线管外部的磁场”实验时.
设计与进行实验
(1)在图甲螺线管中插入一根铁棒的目的是____________________.
(2)小明把小磁针放在通电螺线管四周不同位置，闭合开关，记录小磁针N极的方向．这样操作的目的是___________________.
增强螺线管磁性
记录磁场方向
分析与论证
(3)小明记录的小磁针N极的大致指向如图甲所示，
则螺线管的左端为_____极.
(4)通过观察图甲，可以初步得出：通电螺线管外
部的磁场与__________的磁场相似．为描述磁场
而引入的磁感线______(选填“是”或“不是”)真实存在的.
(5)将电源的正负极位置对调，重复实验．这是为了研究_______________
_______________________________.
S
条形磁体
不是
通电螺线管外部的磁场方向与电流方向的关系
(6)同组的小红用铁屑来做实验，她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，利用惯性使铁屑与玻璃板微微分离，从而减小铁屑与玻璃板间的________，使细铁屑的排列如图乙所示，观察现象可以看出这样做的好处是_________________________________________
_______________________________________________．(合理即可)
摩擦
能更直观地显示螺线管内部和外部的磁场分布
(或能更直观地显示螺线管周围磁场的强弱)
评估与交流
(7)另一同学在用图乙装置实验时，发现通电螺线管的磁场较弱，铁屑规则排列的效果不明显，可行的措施是_______________________________
______________．(写出一种方法即可)
增加螺线管的绕线圈数(或增大通过螺线管的电流)
(8)(2023昆明改编)为了研究通电螺线管的磁极性质，老师与同学们一起对螺线管可能的电流方向和绕线方式进行了实验，得到了下列四种情况．实验说明通电螺线管的磁极极性只与它的___________有关，且这个关系可以用____________判断.
电流方向
安培定则
创新设问
(9)(实验拓展)若要探究“通电螺线管磁场强弱与电流大小的关系”，应在图甲或乙所在电路中串联一个______________.
滑动变阻器
实验
2
探究感应电流产生的条件
图示法过实验
1.操作图示 　
2.转换法的应用 a. 通过观察__________________来判断电路中
是否产生感应电流；
b. 通过观察电流计指针的偏转方向，判断感应电流方向
电流计指针是否偏转
3.电流计指针不偏转的原因 a.没有产生感应电流(如图甲所示，电路闭合，导体未切割磁感线；如图乙所示，导体切割磁感线，但电路未闭合；如图丙所示，电路闭合，导体运动但是没有切割磁感线)
b．产生的感应电流太小(改进措施：用多匝线圈代替单根导体棒；换用磁性更强的磁体；加快导体切割磁感线的速度等)
4.实验 结论 闭合电路的一部分导体在磁场中做______________运动时，电路中就产生感应电流，感应电流的方向与磁场方向和导体切割磁感线的方向有关.
切割磁感线
例2　小明用如图所示的装置探究感应电流产生的条件.．
一题多设问
设计与进行实验
(1)实验时，通过观察__________________来判断电路中是否有感应电流产生.
电流计指针是否偏转
(2)如图所示，保持开关处于断开状态，让导体棒从图示位置分别沿上下、左右运动，观察到电流计的指针________(选填“偏转”或“不偏转”)，说明电路中________(选填“无”或“有”)感应电流．据此可知，产生感应电流的条件之一是：电路必须________.
不偏转
无
闭合
分析与论证
(3)闭合开关，使导体棒分别沿上下、左右运动，观察电流计的指针偏转情况；改变磁场方向，重复上述实验，记录实验现象如表所示.
实验序号 磁场方向 导体棒运动方向 电流计指针偏转情况
1 向下 向上 不偏转
2 向下 不偏转
3 向左 向右偏
4 向右 向左偏
5 向上 向上 不偏转
6 向下 不偏转
7 向左 向左偏
8 向右 向右偏
①分析1、2、3、4四次实验，可以得出感应电流产生的条件是：闭合电路的一部分导体在磁场中做_____________运动.
②比较____________两次实验可知，感应电流的方向与磁场的方向有关.
③比较3、4(或7、8)实验现象发现，产生的感应电流的方向跟__________
___________有关.
切割磁感线
3、7(或4、8)
导体切割磁感线的方向
(4)若保持导体棒不动，闭合开关，让蹄形磁体向左或向右运动，灵敏电流计的指针_____(选填“会”或“不会”)发生偏转．
(5)(2021十堰改编)在此实验过程中，能量转化情况是_________________.利用这一原理，人们在生产生活中制成了_________．
会
机械能转化为电能
发电机
创新设问
(6)(实验设计)(2023河南)小明进一步猜想，感应电流的大小可能与导体运动速度和磁场强弱有关．为了探究感应电流的大小与磁场强弱是否有关，他应进行的操作是：____________________________________________
___________________________________.
(7)(实验拓展)(2022淮安改编)若将灵敏电流计换成________，可以探究磁场对通电导体的作用．
保持导体运动快慢相同、方向不变，只改变磁场强弱，观察电流计指针的偏转角度
电源