(共18张PPT)
第二十章 电与磁
第5节 跨学科实践：制作简易直流电动机
素养分层评价
课标知识导学
项目式学习单
一、课标要求
通过实验,了解通电导线在磁场中会受到力的作用,并知道力的方向与哪些因素有关。
二、学以致用
1.如图所示,观察玩具车的马达。
(1)拆开马达,我们可以看到马达主要包括 子和 子两部分。
(2)给马达接通电路,马达开始转动,原理是 。
(3)这个过程中,是由 能转化为 能。
2. 找一找,生活中还有哪些装置上有电动机 观察和思考它们有什么作用。
项目主题:制作简易直流电动机。
材料选择:
1.找一个强磁体和一团漆包线。
2.准备好提供电能的 。
3.准备好曲别针做支架用。
4.准备好钢丝钳、小刀、导线、开关、支架底座。
电源
项目实施:
1.制作线圈:用钢丝钳将漆包线绕成一个线圈,两端各留出一截引线进行刮漆处理。
2.如图所示,用小刀对漆包线两端的引线分别进行刮漆处理。如何刮去油漆皮才能保证通电线圈在磁场中持续地转动
3.用曲别针和钢丝钳制作支架,并固定在支架底座上。
4.在底座上放上强磁体提供磁场。
5.把导线、开关、漆包线和电源连接好,形成闭合回路。
6.制作完毕,检测效果。
一端全部刮掉,另一端只刮半周
原理应用: 线圈在 中 。
能量转化: 能转化为 能。
项目分析:
(1)如果整个制作没有问题,但接上电源后线圈不动,这时应做哪些尝试
① ;② 。
(2)通电后线圈能转动,如果要改变转动方向,可采取的做法是:
① ;② 。
(3)通电后线圈能转动,如果要加快线圈转动速度,可采取的做法是:
① ;② 。
展示交流:
通过亲手制作简易直流电动机,你有什么发现与收获
通电
磁场
受力而转动
电
机械
用手拨动一下线圈
换一块磁性更强的磁体
只改变电流方向
只改变磁场方向
增大电流
换一块磁性更强的磁体
1.科技小组研究如何制作小型电动机。经过课堂学习,他们了解到电动机主要由线圈和 两部分组成,下图是该小组同学自制的简易电动机模型电路。闭合开关,发现线圈不转,当用手轻轻转了一下线圈,电动机模型开始正常转动,这是因为 (填字母代号)。
A.轴与金属支架接触不良
B.线圈内部断路
C. 线圈正好处于平衡位置
永磁体
C
(1)如果仅将图中的永磁体上下磁极调换一下,那么线圈转动方向与原来转动方向 (填“相同”或“相反”)。
(2)该小组同学换用三节电池供电,发现线圈转速变快了。为了便于改变线圈转动速度,在不改变电源电压的情况下,他可以在电路中 (填“串联”或“并联”)一个 。
相反
串联
滑动变阻器
2.为了探究电动机为什么会转动,小明根据电动机主要构造制作了一台简易电动机。如图所示,他用回形针做成两个支架,分别与电池的两极相连;用漆包线绕制一个矩形线圈,以线圈引线为轴,并用小刀刮去轴的一端全部漆皮,另一端只刮去半周的漆皮;将线圈放在支架上,磁体放在线圈下方;闭合开关,用手轻推一下线圈,线圈就会不停地转动起来。
(1)要想改变线圈的转动方向,小明可采用的措施: 、
。
(2)开关闭合后,如果电动机不转,那么可能的原因是: 、
(写出两点)。
(3)小明还想设计一个能调节电动机转速的实验装置,他还需要的主要器材是 ,在虚线框内画出实验电路图(电动机用符号 表示)。
只改变电流方向
只改变磁场方向
电池没电了
开关接触不良
滑动变阻器
答案：如图所示
3.小奇在制作电动机模型时把一段粗漆包线绕成3 cm×2 cm的矩形线圈,漆包线在线圈的两端各伸出约3 cm,用硬金属丝做两个支架,两个支架分别与电池的两极相连接。把线圈放在支架上,线圈下放一块强磁体,如图所示。给线圈通电并用手轻推一下,线圈就会持续转动。
(1)在漆包线两端用小刀刮去引线的漆皮,为使线圈能够持续转动,刮线的要求是 (填字母代号)。
A.两端全刮掉 B.一端全部刮掉,另一端只刮半周
(2)线圈在转动过程中经过如图甲、乙所示两个位置,图 的线圈恰好处于平衡位置,此时线圈由于 不会静止;另一个图中线圈左右两边所受的两个力不平衡的原因是这两个力 。
B
乙
惯性
不在同一直线上
(3)如图丙所示的线圈可以持续转动,是因为它加装了换向器,能在线圈刚转过平衡位置时,会自动改变线圈中的 。
电流方向
4.在跨学科实践课上,某小组开展了“设计小型电动感应系统”的项目学习活动。下面是该小组同学交流的实践过程。
【项目分解】
(1)制作小型电动机。
(2)设计电动感应电路。
【项目实施】
(1)制作小型电动机。
经过课堂学习,我们了解到电动机中有线圈和磁体,图甲是直流电动机模型,图乙是该小组同学自制的简易电动机模型电路。闭合开关,发现线圈不转,当用手轻轻转了一下线圈,电动机模型开始正常转动。
①如果将图乙中电源的正、负极对调后接入电路,那么线圈转动的方向与原来转动的方向 (填“相同”或“相反”)。
②如图乙所示,该小组同学换用三节电池供电,发现线圈转速变大了。不改变电源电压,他想在电路中增加一个元器件用来调节线圈转动的速度,该元器件是 ,跟电动机模型连接的方式是 。
(2)设计电动感应电路。
当有人走近商场的电动感应门时,感应器会发出信息,电路接通,电动门开始工作,门自动打开。图丙是该小组同学设计的电动感应门的电
相反
滑动变阻器
串联
路,左边电路的感应器相当于一个 (填元器件名称),当有人走近时,左边电路就会接通,电磁继电器 (填“有”或“没有”)磁性,吸引衔铁又把右边电路接通,电动机开始工作,门自动打开。
【项目拓展】
该小组同学进一步研究图乙中的电动机模型,测得当电动机两端电压为4.5 V时,通过电动机的电流为0.4 A,此时该电动机的电功率为 W。
开关
有
1.8 (共32张PPT)
第二十章 电与磁
第1节 磁现象 磁场
关键能力训练
素养分层评价
必备知识导学
学习任务清单
序号 学习任务 核心素养
1 了解简单的磁现象 物理观念
2 通过实验认识磁极及磁极间的相互作用 科学探究
3 通过实验认识磁场 科学探究
4 知道磁感线可以用来形象地描述磁场,会用磁感线描述磁体周围的磁场 科学思维
5 了解地磁场 物理观念
知识点一 磁现象
1.磁性:磁体能够吸引铁、钴、镍等物质。
2.每个磁体上吸引能力最 的两个部位叫作磁极。能够自由转动的磁体,例如悬吊着的磁针,静止时指南的那个磁极叫作 极或 极,指北的那个磁极叫作 极或 极。磁极间相互作用的规律是:同名磁极相互 ,异名磁极相互 。
3.有些物体在 或 的作用下会获得磁性,这种现象叫作磁化。
南
强
S
北
N
排斥
吸引
磁体
电流
例1 如图所示,趋磁细菌体内可以合成纳米级、链状排列的磁小体,可用于生产磁性定向药物或抗体,制造生物传感器等。为合成磁小体,趋磁细菌需要从海洋中汲取的金属元素是( )。
A.Na B.Al C.Fe D.Cu
C
例2 将一根软铁棒夹在铁架台上,它不能吸引台上的大头针,说明该软铁棒 (填“是”或“不是”)磁体;把一条形磁体按如图所示的方式靠近软铁棒的A端,可观察到软铁棒的B端吸引大头针,说明软铁棒获得磁性,这种现象叫作 ,软铁棒的B端为 极。
不是
磁化
S
方法点拨： 判断物体是否具有磁性的方法。
①根据磁性判断:该物体靠近铁、钴、镍等物质,观察是否吸引。
②根据磁体的指向:将该物体悬吊起来,使其在水平面内自由转动,观察静止时是否总是指向南北。
③根据磁极间相互作用的规律:物体某一端是否和已知磁体的磁极相排斥。
知识点二 磁场
1.磁体周围存在着一种物质,能使磁针偏转,我们把这种看不见、摸不着的物质叫作 。
2.方向:在物理学中,把放在磁场中的小磁针静止时 极所指的方向规定为该点磁场的方向。
磁场
北
知识拓展： 磁场看不见、摸不着,所以研究磁场时我们通过磁场对小磁针的作用来间接认识磁场的存在,这是转换法的具体应用;空间中某点是否存在磁场,与小磁针的存在与否无关,小磁针只起到显示磁场存在的作用。
3.可以用一些 的曲线,方便、形象地描述磁场,这样的曲线叫作磁感线。磁体外部的磁感线都是从磁体的 极出发,回到 极的。
带箭头
N
S
例3 一个圆纸盒内藏着一根条形磁体,在盒子周围放置一些小磁针(小磁针涂黑的一端为N极),这些小磁针静止时的指向如图甲所示,则图乙中能正确反映盒中条形磁体放置情况的是( )。
甲 乙
A
知识点三 地磁场
1.地球是一个巨大的磁体,其周围存在磁场,称为 。地磁场的形状跟 形磁体的磁场相似。
2.如图所示,地理的两极和地磁场的两极并不重合,磁针所指的南北方向与地理的南北方向略有偏离。世界上最早记述这一现象的人是我国宋代学者 。
地磁场
条
沈括
例4 公元1世纪初,东汉学者王充在《论衡》中记载:“司南之杓,投之于地,其柢指南。”如图所示,“柢”即握柄,是磁体的 极,司南之所以能指向南北方向,是因为地球周围存在着 。
知识拓展： 指南针工作原理:由于受到地磁场的作用,小磁针静止时南极总是指向南方(地磁北极),北极总是指向北方(地磁南极)。
S(或南)
地磁场(或磁场)
知识点一 磁现象
1.从细沙和铁屑的混合物中快速分离出铁屑,最合适的工具是( )。
A.磁体
B.镊子
C.药匙
D.放大镜
A
2.某同学用水平放置的一根条形磁体的一端吸起一根较小的铁钉,若他用一根同样的条形磁体的S极与原来磁体的N极靠近并合并,如图所示,则将看到的现象是( )。
A.铁钉的尖端被吸向右端磁体
B.铁钉落下
C.铁钉的尖端被吸向左端磁体
D.铁钉被吸得更牢
B
3.弹簧测力计下竖直悬挂着一根条形物块,保持静止,在物块下方,一根条形磁体从如图所示位置匀速向左运动至其S极刚好到达物块下方。在此过程中,下列说法正确的是( )。
D
A.若物块为铜块,则弹簧测力计的示数先变小后变大
B.若物块为铁块,则弹簧测力计的示数先变大后变小
C.若物块为磁体,且下端为S极,则弹簧测力计的示数
先变大后变小
D.若物块为磁体,且弹簧测力计的示数一直变大,则物块的下端为N极
知识点二 磁场
4.关于磁场,下列说法不正确的是( )。
A.磁体间的相互作用是通过磁场产生的
B.磁场看不见、摸不着,但可以借助小磁针感知它的存在
C.磁场对放入其中的物体一定产生力的作用
D.能自由转动的小磁针静止时N极所指的方向为该点磁场的方向
C
5.在有机玻璃板上均匀地撒上细铁屑,并将它放在条形磁体上,轻敲玻璃板,可观察到细铁屑的分布情况如图所示,则下列分析正确的是( )。
A.细铁屑的分布形象地显示了磁场中磁感线有多少条
B.细铁屑的排列形象地显示了磁场的分布情况
C.磁场强弱的分布情况与细铁屑的多少有关
D.细铁屑所在的位置才存在磁场
B
6.三个磁体相邻磁极间的磁感线分布如图所示,D端为 极,B端为 极。(均填“N”或“S”)
N
N
知识点三 地磁场
7.古籍《梦溪笔谈》中有对“缕悬法”的描述,以单根蚕丝作悬线,悬线的一端用蜡粘结磁针中部,另一端悬挂于木架上,静止时,磁针两端指南北方向。“缕悬法”中磁针之所以指南北,是因为磁针受到 的作用,磁针指南的一端为 极。
地磁场
S
8.在班级组织的“自制指南针”活动中,小伟将磁化后的缝衣针放在漂浮于水中的树叶上,针尖指向树叶尖,待树叶静止后,树叶尖总是指向南方,如图所示。下列说法正确的是( )。
A.缝衣针尖端是S极
B.树叶周围存在磁感线
C.若用条形磁体的N极靠近树叶尖,则会相互排斥
D.缝衣针尖端指向地磁场的南极
A
1.关于磁体、磁场和磁感线,下列说法正确的是( )。
A.在磁体周围放置小磁针,磁体产生磁场,取走小磁针,磁体周围的磁场消失
B.某一点的磁场方向就是放在该点的小磁针静止时北极所指的方向
C.磁感线是有方向的,在磁体周围的磁感线都是从磁体的南极出来,回到北极
D.磁体周围的磁感线是一系列真实存在的闭合曲线
B
2.能被磁体吸引的物体是( )。
A.铁钉 B.铜线 C.金币 D.铝箔
3.如图所示,一根条形磁体周围放着能自由转动的小磁针甲、乙、丙、丁,这四根小磁针静止时N极指向正确的是(磁针的黑端表示N极)( )。
A.甲 B.乙 C.丙 D.丁
A
D
4.下列三幅图涉及到一些磁现象的知识,关于磁现象的描述正确的是( )。
B
A.磁场看不见,摸不到,是不存在的,是我们假想出来的一个模型
B.甲图中条形磁体A端靠近另一个条形磁体的N极,若二者相互排斥,则A端为N极
C.乙图中地理北极是地磁场南极,图中小磁针上端为S极
D.丙图表示的是两个条形磁体异名磁极附近的磁感线分布
5.如图所示,为判断一根铁棒是否有磁性,用铁棒靠近置于水平桌面上的小磁针进行检验,能证明铁棒有磁性的现象是( )。
A.将铁棒一端靠近小磁针N极,N极被排斥
B.将铁棒一端靠近小磁针N极,N极被吸引
C.将铁棒两端分别靠近小磁针N极,N极均被吸引
D.将铁棒同一端分别靠近小磁针N、S极,两极均被吸引
A
6.如图所示,某同学将两根相同的铁钉靠近条形磁体的一端,铁钉被磁体吸引,且下端彼此分开。这是因为两铁钉的下端同为 极,且同名磁极相互 。
S
排斥
7.在图中的括号内标出小磁针的N、S极及磁感线方向。
答案：如图所示
8.两根完全相同的铁棒a和b,如图甲所示放置时,b能被吸住而不掉下来。如图乙所示放置时,a不能被吸住而掉下来。此现象说明( )。
A.a、b都是磁体
B.a、b都不是磁体
C.a是磁体,b不是磁体
D.a不是磁体,b是磁体
D
甲 乙
9.(传统文化)如图所示,《武经总要》记载了“指南鱼”:有磁性的空心铁鱼漂浮在水中,多次轻轻旋转铁鱼,静止后发现鱼尾总是指向南方。下列说法正确的是( )。
A.鱼尾是指南鱼的N极
B.鱼尾指向地磁场的南极
C.指南鱼周围存在磁感线
D.条形磁体的S极靠近鱼尾会相互排斥
D
10.如图所示,车载手机支架上端的倾斜台面是一块磁体。将背部贴有铁片的手机置于台面上,手机便可固定。关于该手机支架的台面,下列说法正确的是( )。
A.周围存在无数条磁感线
B.表面一定是磁体的N极
C.表面可以吸引所有金属
D.周围的磁场是不均匀的
D
11. “磁悬浮地漏”是一种新产品,其工作原理如图所示,当密封盖上方无水时,在磁体B的作用下,磁体A将密封盖顶起。该“磁悬浮地漏”的工作原理是( )。
A.异名磁极相互吸引
B.异名磁极相互排斥
C.同名磁极相互吸引
D.同名磁极相互排斥
D
12.如图所示,一款磁吸式数据线可以和具有磁性的不同型号充电头吸附对接,达到“一线多头”的使用效果。下列说法正确的是( )。
A.含有磁体的线体可以吸附任何金属
B.磁性充电头周围存在磁感线
C.充电头吸附对接是受到地磁场的作用
D.线体和充电头吸附对接是因为异名磁极相互吸引
D
13.请根据图中小磁针静止时的指向,标出磁感线的方向,并在括号内标出两磁体的磁极。
答案：如图所示 (共44张PPT)
第二十章 电与磁
第2节 电生磁
第1课时 电流的磁效应
关键能力训练
素养分层评价
必备知识导学
学习任务清单
序号 学习任务 核心素养
1 通过实验了解电流周围存在磁场 科学探究
2 知道磁场的方向与电流方向有关 物理观念
1.1820年,丹麦物理学家奥斯特发现:当导线中通过电流时,它下方的磁针会发生偏转,证实电流的周围存在着 。
2.通电导线周围存在与 方向有关的磁场,这种现象叫作电流的 效应。
磁场
电流
磁
例1 某同学将一枚小磁针放置在直导线下方,小磁针指向如图所示。闭合开关,观察到小磁针发生偏转,说明通电导线周围存在 ;对调电源正、负极后,重新实验,观察到小磁针向相反方向偏转,说明通电导线周围的磁场方向与 方向有关。
磁场
电流
方法技巧：实验中,宜采用“触接”的方式给导线通电,即给导线通电时间要短,因为用电源短路的形式虽然可以获得较大的电流,但也容易烧坏电源。
1.根据物理学史记载,世界上第一个发现了电与磁之间联系的科学家是( )。
A.安培 B.欧姆 C.伏特 D.奥斯特
2.下面是奥斯特实验的示意图,下列说法正确的是( )。
A.通电导线周围磁场的方向由小磁针的指向决定
B.发生偏转的小磁针对通电导线有力的作用
C.移去小磁针后的通电导线周围不存在磁场
D.通电导线周围的磁场方向与电流方向无关
D
B
3.如图所示,将一根直导线平行放在静止的小磁针正上方,接通电路后,观察到小磁针发生了偏转。下列说法不正确的是( )。
A.磁场对通电导体有力的作用
B.改变直导线中的电流方向,小磁针偏转的方向也发生改变
C.小磁针的作用是检测电流周围是否存在磁场
D.实验中用到的科学研究方法是转换法
A
4.受奥斯特实验的启发,某同学也想要设计实验探究通电直导线周围的磁场。
(1)如图所示,连接好电路后,在导线下方放置能自由转动的小磁针,调节 (填“直导线”或“小磁针”)的位置,使小磁针静止时与直导线 。
直导线
平行
(2)闭合开关,当直导线中有电流通过时小磁针偏转;断开开关一段时间后,小磁针S极指向地理的 方。
(3)改变直导线中电流方向后,小磁针的偏转方向与(2)中闭合开关时小磁针的偏转方向 (填“相同”或“不同”),说明通电导线周围的磁场方向与电流方向有关。
南
不同
1.关于奥斯特实验的描述,下列说法正确的是( )。
A.小磁针应该垂直于通电直导线放置
B.通电直导线应沿南北放置
C.通电直导线可以竖直放置
D.移去小磁针,通电直导线周围的磁场消失
B
2.下面是奥斯特实验的示意图,当开关闭合时,小磁针发生偏转,下列说法正确的是( )。
A.这一现象说明通电导线周围存在磁场
B.发生偏转的小磁针对通电导线没有力的作用
C.通电导线周围的磁场方向由小磁针的指向决定
D.通电导线周围的磁场方向与电流方向无关
A
3.一根长直铜导线在靠近(未碰到)一个原来静止的小磁针的过程中( )。
A.小磁针不动,导线中一定没有电流通过
B.小磁针不动,导线中一定有电流通过
C.小磁针转动,导线中一定有电流通过
D.小磁针转动,导线中一定没有电流通过
C
4.学习了电流的磁效应后,某同学将小磁针放置于如图所示的直导线AB的下方,完成了如下实验。
(1)闭合开关,小磁针指向不变,原因可能是 。
(2)改进装置后,闭合开关,小磁针发生偏转,证明通电导线周围存在 。
(3)他还想验证磁场方向与电流方向的关系,接下来应该进行的操作是
;若观察到 ,则说明磁场方向与电流方向有关。
导线AB沿东西方向放置
磁场
对调电源正、负极
小磁针偏转方向相反
5.如图所示,甲、乙为能够自由转动的小磁针,若导线中电流的方向如图所示,则( )。
A.甲偏转,乙不动
B.乙偏转,甲不动
C.甲、乙都发生偏转
D.甲、乙都不动
C
6.某同学按照如图甲所示连接好电路。闭合开关前,小磁针的指向如图甲所示;闭合开关,小磁针的偏转情况如图乙中箭头所示;只改变电源的正、负极,再次进行实验,小磁针的偏转情况如图丙中箭头所示。下列说法正确的是( )。
D
A.由甲、乙两图可得导体的周围一定存在着磁场
B.由甲、乙两图可得电流的磁场方向与电流方向有关
C.由乙、丙两图可得电流的磁场强弱与电流大小有关
D.由乙、丙两图可得电流的磁场方向与电流方向有关
7.如图甲所示,在观察奥斯特实验时,某同学注意到置于通电直导线下方的小磁针的N极向纸内偏转。他由此推测:若一束电子沿着如图乙所示的水平方向飞过磁针上方时,小磁针也将发生偏转。该同学推测的依据是
。你认为磁针的N极会向 (填“纸内”或“纸外”)偏转。
电荷的定向移动形成电流
甲 乙
纸外
第二十章 电与磁
第2节 电生磁
第2课时 安培定则
关键能力训练
素养分层评价
必备知识导学
学习任务清单
序号 学习任务 核心素养
1 探究通电螺线管外部的磁场方向,了解通电螺线管外部的磁场与条形磁体的磁场相似 科学探究
2 会判断通电螺线管的电流方向和两端的极性 科学探究
知识点一 通电螺线管的磁场
1.实验思路。
利用小磁针及铁屑,探究通电螺线管外部磁场的形状及方向,找出通电螺线管的极性与环绕电流方向之间的关系。
2.实验过程。
(1)在有螺线管的玻璃板上均匀撒满铁屑,闭合开关使电流通过螺线管。
(2)轻敲玻璃板,观察铁屑的排列情况。
(3)在通电螺线管周围放一些小磁针,闭合开关后观察小磁针北极的指向(黑色为N极)。
(4)改变螺线管导线中电流的环绕方向,闭合开关后观察小磁针北极的指向(黑色为N极)。
(5)改变螺线管的绕线方向,重复(3)(4)。
3.实验结论。
(1)通电螺线管外部的磁场和 磁体的磁场相似。
(2)通电螺线管的磁场方向与环绕螺线管的电流方向 关。
条形
有
例1 在探究通电螺线管外部磁场的方向实验中,某同学把小磁针(涂黑的一端为N极)分别放置在条形磁体和通电螺线管周围,小磁针静止时的指向如图所示。说明通电螺线管周围的磁场与 磁体的磁场相似,图乙中通电螺线管的 (填“左”或“右”)端为N极;要继续探究通电螺线管外部磁场方向与电流方向的关系,应进行的操作是 。
甲 乙
条形
右
对调电源正、负极
拓展延伸： 将小磁针置于通电螺线管内部,由小磁针的指向可知,通电螺线管内部的磁场方向与外部磁场方向相反,由此画出的通电螺线管周围的磁感线为闭合曲线。
知识点二 安培定则
安培定则:如图所示,用右手握住螺线管,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。
电流
N
例2 请你根据小磁针静止时的指向,在图中标出螺线管的N、S极和电源的正极。
答案：如图所示
方法技巧： 安培定则的应用。
①已知通电螺线管的磁极,判断螺线管中电流的方向。
根据螺线管极性,确定拇指指向 右手握向螺线管,确定电流方向
②已知电流方向,判断螺线管的极性。
标出螺线管中电流方向 右手握向螺线管,确定螺线管极性
③已知电源正、负极及螺线管的极性,判断螺线管线圈缠绕方式。
根据电源正、负极,标出螺线管中电流方向
根据螺线管的极性,确定拇指指向
右手握向螺线管,确定螺线管线圈缠绕方式
知识点一 通电螺线管的磁场
1.在探究通电螺线管周围的磁场分布的实验中,在一块有机玻璃板上安装了一个用导线绕成的螺线管,在板面上均匀撒满铁屑,通电后轻敲玻璃板,铁屑的排列情况如图所示。下列说法正确的是( )。
D
A.不同位置的铁屑可以反映该处磁场的方向
B.铁屑有规律地排列,它们共同组成了磁体周围客观
存在的磁感线
C.用木屑代替铁屑进行实验,木屑也会有规律地排列
D.如果在P处静止的小磁针的右端是N极,那么在Q处静止的小磁针的左端是S极
2.某同学在探究通电螺线管外部磁场的方向。
(1)实验前,可自由转动的小磁针静止时均指南北,这说明
。
(2)闭合开关,小磁针静止时的指向如图所示,请在图中标出通电螺线管的N极和电源的正极。
地球周围存在磁场
答案：如图所示
(3)对调电源的正、负极,闭合开关,小磁针的指向与之前相反,说明通电螺线管外部的磁场方向与 方向有关。
(4)实验中,小磁针所起的作用是 。
电流
显示磁场的方向
知识点二 安培定则
3.如图所示,通电螺线管旁的小磁针分别静止在图示位置。请科学推断,最终决定通电螺线管极性的是( )。
A.电源正、负极的接法 B.螺线管导线的环绕方向
C.小磁针静止时N极的指向 D.螺线管中电流的方向
甲 乙 丙 丁
D
4.如图所示,某同学自制一个木船模型,将它放入水中漂浮,船头指东,闭合开关S,由于受到 的作用,船头会指向地理的 方。
地磁场
北
5.如图所示,将一个通电螺线管AB用细线悬挂起来。闭合开关,最后静止时A端指南,B端指北。画出螺线管上导线环绕图示,并标出螺线管的N、S极。
答案：如图所示
1.如图所示,将小磁针甲、乙、丙、丁的N极涂黑,静止时指向正确的是( )。
A.小磁针甲
B.小磁针乙
C.小磁针丙
D.小磁针丁
C
2.探究通电螺线管磁场特点的实验装置如图所示。下列操作能改变螺线管两端磁极的是( )。
A.移动滑动变阻器滑片
B.对调电源正、负极
C.改变螺线管线圈匝数
D.增加串联电池的节数
B
3.如图所示,把螺线管沿东西方向水平悬挂起来,然后给线圈通电,看到的现象是:通电螺线管A端指向地理的 方,这是由于通电螺线管受到 的作用力。
北
地磁场
4.用如图所示的装置可以探究通电螺线管外部磁场的分布和方向。
(1)闭合开关,在玻璃板上均匀撒上一层小铁屑,这是因为小铁屑在磁场中能被 。再轻敲玻璃板,可显示磁感线的形状。
(2)实验中还需要借助一只小磁针,目的是 。
(3)实验过程中,把电池的正、负极位置对调,发现小磁针转动180°,由此可知:通电螺线管外部的磁场方向与螺线管中 方向有关。
磁化
显示磁场的方向
电流
5.如图所示,虚线框内画出了通电螺线管C的A端、通电螺线管D的B端以及小磁针在各位置上静止时的指向。图中小磁针涂黑的一端为小磁针的N极,由此可以判断出通电螺线管D的B端是 (填“N”或“S”)极。通电螺线管C下方的E点连接的是电源的 (填“正”或“负”) 极。
N
正
6.如图所示,根据通电螺线管的极性画出螺线管中电流的方向,并用箭头标出。
答案：如图所示
7.开关闭合后小磁针静止时的情形如图所示,请在图中标出螺线管的N、S极和小磁针的N极。
答案：如图所示
8.如图所示,a、b分别为电流表两接线柱,c、d分别为电源两极。闭合开关后,小磁针静止时N极指向通电螺线管甲端,则下列判断正确的
是( )。
A.螺线管甲端为N极,另一端为S极
B.移动滑片,小磁针的指向改变
C.若d为正极,则a为“+”接线柱
D.通电螺线管的极性跟电源正、负极无关
C
9.如图所示,环形铜线可以看成通电螺线管的一圈,圈所在平面与纸面垂直。电流沿图中箭头方向流动。小磁针静止时N极的指向是( )。
A.左 B.右
C.上 D.下
A
10.科技小组的同学将不同金属丝插入菠萝中,自制了水果电池,然后将一根导线在纸筒A上绕制成螺线管,导线两端接在水果电池两极上,螺线管产生的磁场使小磁针静止在如图所示状态。下列判断正确的是( )。
A.通电螺线管的左侧是N极
B.水果电池M端为负极
C.把小磁针取走,通电螺线管周围的磁场消失
D.改变电流方向,小磁针偏转方向不变
B
11.在综合实践活动中,小明购买了如图所示的电学暗箱,暗箱中连有电源(3 V)、电阻、导线等,电学暗箱外的两个接线柱A、B与内部电路相连。为了判断电学暗箱外的开关闭合时导线BC中是否有电流通过且电流方向如何,小明准备了以下四组实验器材:①电压表、导线;②电能表、导线;③铁钉、小磁针;④小灯泡、滑动变阻器。以上器材能完成任务的( )。
A.共有1组
B.共有2组
C.共有3组
D.共有4组
B
12.2025年4月,神舟飞船与中国空间站核心舱成功对接。当飞船和核心舱靠近对接时,为预防撞击带来影响,需配有对接缓冲装置。小杰设计了如图所示的对接缓冲装置简图。通电后,螺线管的b端为 (填“N”或“S”)极。
N
13.某同学用如图所示装置探究通电螺线管外部磁场的方向,图中小磁针黑色部分为小磁针的N极。
(1)闭合开关后,记录小磁针N极所指的方向,这个方向就是该点磁场的方向,由图可知,通电螺线管外部磁场分布与 磁体相似。
(2)断开开关,每个小磁针的S极指向 (填“相同”或“不同”)。只对调图中电源正、负极,闭合开关,螺线管的左端为 极。
条形
相同
N (共23张PPT)
第二十章 电与磁
第4节 电动机
关键能力训练
素养分层评价
必备知识导学
学习任务清单
序号 学习任务 核心素养
1 通过实验,了解通电导线在磁场中会受到力的作用,知道力的方向与电流方向和磁场方向有关 科学探究
2 了解直流电动机的基本构造、工作原理及其能量转化 物理观念
知识点一 磁场对通电导线的作用
1.通电导线在磁场中要受到力的作用,力的方向跟 的方向、 的方向都有关系,当电流的方向或者磁场的方向变得相反时,通电导线受力的方向也变得相反。
2.通电线圈在磁场中不能连续转动,是因为线圈越过了 以后,受到的力阻碍它的转动。实际的电动机通过 来改变线圈中 的方向,使线圈持续地转动下去。
电流
磁场
平衡位置
换向器
电流
例1 为探究通电导体棒在磁场中的运动情况,某同学设计了如图所示实验。
甲 乙
(1)如图甲所示,将导体棒放在磁场里,导体棒静止不动;接通电源,导体棒向左运动,说明 导体在磁场中受到力的作用。
通电
(2)仅将图甲中磁体的N、S极对调,闭合开关,导体棒向右运动,说明通电导体在磁场中受力的方向跟 的方向有关;仅将图甲中电源的正、负极对调,导体棒向右运动,说明通电导体在磁场中受力的方向与 的方向有关。
(3)如图乙所示,将线圈放入磁场中,接通电源,线圈因受力沿顺时针方向转动,并由于 而越过平衡位置,但不能持续转动下去,是因为线圈越过了平衡位置以后,受到的力 它的转动。
磁场
电流
惯性
阻碍
规律总结： 换向器的作用:每当线圈越过平衡位置时,换向器就自动改变线圈中的电流方向,以保证线圈会继续转动下去,即实现线圈的连续转动。
知识点二 电动机的基本构造
电动机主要由 和 两部分组成,能够转动的部分叫作 ,固定不动的部分叫作 。
例2 小文把安装完成的直流电动机模型接入如图所示的电路中,闭合开关,电动机的转子正常转动。下列说法错误的是( )。
线圈
A
磁体
转子
定子
A.电动机的工作原理是电流的磁效应
B.只对调磁体的N、S极能改变转子转动方向
C.只对调电源的正、负极能改变转子转动方向
D.滑片P向A端移动,电动机的转子转动加速
知识拓展： 实际的电动机都有多个线圈,每个线圈都接在一对换向片上,以保证每个线圈在转动的过程中受力的方向都能使它朝同一方向转动。
知识点一 磁场对通电导线的作用
1.将磁体靠近通电白炽灯的灯丝(如图所示),灯丝会晃动。产生这一现象的原因是 。
通电导体在磁场中受到力的作用
2.某同学利用下图所示装置探究通电导体在磁场中是否受到力的作用。
(1)直导体ab不能选用 (填“铜”“铁”或“铝”)质材料。
(2)把导体ab放在磁场里,闭合开关,会发现导体ab向左运动,说明磁场对通电导体有 的作用。
铁
力
(3)若只将磁体的两极对调,闭合开关,观察到导体ab向相反方向运动,则说明力的方向与 有关。
(4)若想继续探究通电导体在磁场中受力的方向与电流方向是否有关,则接下来应进行的操作是 。
对调电源正、负极
磁场方向
知识点二 电动机的基本构造
3.电动机在生活中的应用越来越广泛,其工作原理如图所示。线圈abcd处于水平向右的磁场中,两个铜半环E和F跟线圈两端相连,可随线圈一起转动,两个半环中间断开,彼此绝缘;A和B是电刷,它们分别跟两个半环接触,使电源和线圈组成闭合电路。下列分析正确的是( )。
A.线圈能连续转动是靠换向器实现的
B.通电后电动机不转,一定是电路断路
C.线圈由图示位置转动180°时,ab边受力方向不改变
D.电动机在工作过程中,消耗的电能全部转化为机械能
A
4.如图所示,某同学自制了一个扬声器,将线圈紧密粘贴在纸杯底部,在线圈上方放置一个强磁体,在线圈中通入交变电流后,纸杯振动发声。下列说法正确的是( )。
A.该扬声器与电磁继电器的工作原理相同
B.磁场对线圈的力的方向随电流方向的改变而改变
C.线圈带动纸杯振动将机械能转化为电能
D.通电线圈周围不存在磁场
B
1.安装直流电动机模型时,要改变直流电动机的转动方向,可以( )。
A.改变电流的大小
B.将磁体的N、S极对调
C.改变磁场的磁性强弱
D.对调电源正、负极和磁体的N、S极
B
2.收音机、电视机、音响中都有扬声器,其构造如图所示。扬声器的工作原理是( )。
A.地磁场的作用
B.磁场对通电导线有力的作用
C.电流的周围存在磁场
D.电流的热效应
B
3.图甲和图乙分别为直流电动机线圈在两个不同的时刻所处的位置,下列说法正确的是( )。
A.导线ab中的电流方向在这两个时刻相同
B.导线ab在这两个时刻受到的磁场作用力方向不同
C.图乙中的线圈处在平衡位置上
D.由于惯性,线圈能持续转动
B
甲 乙
4.如图所示,公交车自动爆破器是电控安全锤,危急时刻,按下开关,它便可利用电磁线圈在通电时产生的冲击力,带动一个钨钢头击打车窗玻璃边角部位,实现击碎玻璃的目的。下列装置与自动爆破器原理相同的是( )。
A.电磁铁
B.电铃
C.电烤箱
D.扬声器
D
5.如图所示,一个不能打开的盒子外露出一段导线,小明为判断其中是否有电流,将导线悬挂起来,并将一个蹄形磁体缓慢靠近,发现导线向靠近磁体的方向运动,说明导线中 (填“有”或“无”)电流,利用此原理可制成 。
有
6.磁控胶囊内镜只需患者随水吞下,就可以通过体外磁场来控制其在胃内运动。由此说明磁控胶囊内镜在磁场中将会受到 的作用。
电动机
力
7.学习了电磁学知识后,某同学利用一节电池、一个硬铜导线框和纽扣强磁体,组装了一个简易电动机,如图所示。同时放手后可观察到导线框abcd以干电池为轴转动起来。导线框转动起来的原理是
,若要改变导线框转动的方向,则可以改变 方向。
通电导体在磁场中受到力的作用
电流(或磁场)
8.图甲是一款电磁枪,它的能量来自电磁线圈,其原理如图乙所示。当线圈中瞬间通入强大电流时,产生的磁力就会将铁做的子弹弹射出去,子弹进入线圈中间位置时断电,继续运动进入下一个线圈,从而不断加速。下列说法正确的是( )。
D
甲 乙
A.通电后,线圈周围存在磁感线
B.通电后,中间线圈的右端为N极
C.通电后相邻两线圈相互排斥
D.对调电源正、负极,子弹仍能正常发射
9.用如图所示的装置探究磁场对电流的作用,需要在M、N两接线柱间接入 ;导体棒AB适合用 (填“铁棒”或“铝棒”)。若想增大导体棒AB摆动的幅度,可采取的方法是 。
电源
铝棒
增大导体中的电流
10.某同学用如图所示的装置进行实验,其中导体ab的运动方向可以反映导体ab的受力方向。闭合开关,导体ab向右运动,如图甲所示;保持电流方向不变,改变磁场方向,闭合开关,观察到导体ab向左运动,如图乙所示。该同学探究的问题是: 。
通电导线在磁场中受力的方向与磁场方向的关系
甲 乙(共19张PPT)
章末总结
知识整合
专题归纳
专题训练
第二十章 电与磁
专题1 三种电磁现象的辨识
例1 如图所示,闭合开关,玩具电动机转动,这是
利用 的原理,
如果想改变电动机的转动方向,我们可以采取的措
施是 (写出一
种);将电池换成电流表,闭合开关,当用手快速转动电动机转轴时,会发现电流表指针偏转,这是著名的 现象。
通电导体在磁场中受到力的作用
改变电流的方向(或改变磁场的方向)
电磁感应
项目 电生磁 磁生电 磁场对电流的作用
原理 电流周围存在磁场 电磁感应现象 通电导体在磁场中受到力的作用
判断方法 —— 电路中无电源 电路中有电源
影响因素 磁场方向与电流方向有关 电流方向与磁场方向和导体切割磁感线的方向有关 受力方向与磁场方向和电流方向有关
力的性质 磁场力 外力 磁场力
电流 由电源提供 感应电流 由电源提供
主要应用 电磁铁、电磁继电器 发电机、动圈式话筒 电动机
1.有一种环保型手电筒,筒内没有电池,使用时只要来回摇晃手电筒,使永磁体在线圈中来回运动,灯泡就能发光。这种手电筒的工作原理是
( )。
A.电磁感应现象
B.电流的磁效应
C.磁极间的相互作用
D.通电导体在磁场中受到力的作用
A
2.下列物品工作时利用电磁感应现象的是( )。
A.电铃 B.风扇 C.风力发电机 D.门吸
C
专题2 电动机与发电机
例2 课外活动时,几位同学讨论电动机和发电机的问题,他们有下列几种说法,你认为正确的是( )。
A.电动机工作时把电能转化为机械能
B.发电机是利用通电线圈在磁场中受到力的作用的原理制成的
C.电动机是利用电磁感应现象制成的
D.发电机工作时把电能转化成其他形式的能
A
异同点 发电机 电动机
相同点 都由定子和转子组成 不 同 点 构造 滑环 换向器
外接 电路 用电器(电表) 电源
原理 电磁感应 通电线圈在磁场
中受到力的作用
能量 转化 机械能转 化为电能 电能转化
为机械能
3.下图为发电机的工作原理图,下列说法正确的是( )。
A.线圈在磁场中转动时不一定会产生感应电流
B.线圈在转动过程中,若产生了感应电流,则电流大小不变
C.线圈在转动过程中,若产生了感应电流,则电流方向不变
D.发电机的原理和扬声器相同
A
4.下列几个装置中,能说明电动机工作原理的是( )。
B
A B C D
专题1 三种电磁现象的辨识
1.核磁共振成像是一种医学成像技术,它利用强静磁场和变化的磁场使人体组织成像。若携带金属物做核磁共振成像,强静磁场会吸引铁质物品,变化的磁场会使携带的金属物中产生感应电流,金属物发热从而灼伤病人。上述说明中,没有涉及的知识是( )。
A.磁体的吸铁性 B.电磁感应
C.电流的热效应 D.同名磁极相互排斥
D
2.小明家有一款磁悬浮音箱,音箱底部有一块磁体,圆
柱状底座内部有电磁铁。他发现这个底座内的电路与右
图所示电路原理相同。闭合开关,音箱悬浮于空中,下列
判断正确的是( )。
A.底座通电后能产生磁场,音箱的A端应该是S极
B.底座通电后能产生磁场,与电动机的工作原理相同
C.将滑片P向右滑至某处,音箱将再次悬浮,此时音箱受到的磁力与调节P之前的磁力大小相等
D.保持其他条件不变,减少线圈匝数,S闭合时,音箱在底座上悬浮时的高度会变高
C
3.振动电缆报警器利用磁性材料建立永久磁场,当电缆振动时,活动导线切割磁感线产生感应电流触发报警。下列选项中,原理与该设备相同的是( )。
C
A B C D
4.跨学科实践活动中,小明的作品“隔板移物”引起了同学们的极大兴趣,其原理如图所示,a、b两个导体棒分别悬挂在两个蹄形磁体的磁场中,两导体棒通过导线相连,构成了一个闭合回路,用手推动导体棒a左右摆动时,导体棒b会随之摆动。下列关于这一现象的说法正确的是( )。
D
A.手推动导体棒b左右摆动时,导体棒a不会随之摆动
B.推动导体棒a是电动机的工作原理
C.导体棒b随之摆动的原理与电动机的原理不同
D.导体棒a左右摆动时,闭合回路中能够产生感应电流
5.小明设计了手摇电筒,其内部除灯泡、导线外,只有固定的线圈和可来回运动的条形磁体,当他摇动手电筒、条形磁体来回运动时,灯泡发光。手摇电筒中的磁体和线圈相当于 ,它应用的是 原理。
6.运动手环内置一个空心密闭的塑料管,管内有一小块可移动的磁体,管外绕着线圈。戴着这种手环步行时,磁体随手臂的摆动在管内往复运动,线圈中便会产生电流,这是利用了 原理。
电源
电磁感应
电磁感应
专题2 电动机与发电机
7.如图所示,两根绝缘细线悬挂着的导体ab放在U形磁体中央,ab两端连接着导线,若要探究发电机的工作原理,则虚线方框中接入的实验器材是( )。
A.电源
B.电压表
C.电流表
D.滑动变阻器
C
8.如图所示,将马达甲、乙的转轴对接并固定在一起,闭合开关后两转轴一起转动,小灯泡发光。下列说法正确的是( )。
A.甲是电动机,将电能转化为机械能
B.乙是发电机,将机械能转化为电能
C.该过程中的能量转化:电能→机械
能→电能→内能和光能
D.如果将灯泡两端的导线改接到该蓄电池对应的两极,那么可制成“永动机”
C
9.有一款能发电的魔方充电器,转动魔方时,根据 原理发电,这个过程 能转化为电能,产生的电能储存于魔方内。
10夏天,教室里的电风扇工作时,主要将电能转化为 能,电风扇的核心部件是电动机,电动机的工作原理是
。
电磁感应
中受到力的作用
机械
机械
通电线圈在磁场(共26张PPT)
第二十章 电与磁
第3节 电磁铁 电磁继电器
关键能力训练
素养分层评价
必备知识导学
学习任务清单
序号 学习任务 核心素养
1 能描述电磁铁,说明电磁铁的特点和工作原理 物理观念
2 能通过实验,得出电磁铁磁性强弱与哪些因素有关 科学探究
3 能说明电磁继电器的结构及工作原理,了解电磁继电器在生产生活中的应用 科学思维
知识点一 电磁铁
1.把导线绕成螺线管,再在螺线管内插入铁芯,当有 通过时,它会有较强的磁性,这种磁体叫作电磁铁。电磁铁磁性的有无可由 来控制,它的磁极可以通过改变 来改变。
2.电磁铁的磁性强弱与电流强弱、线圈匝数有关。对于外形相同的线圈,匝数一定时,通入的电流越大,电磁铁的磁性越 ;电流一定时,外形相同的螺线管,匝数越多,电磁铁的磁性越 。
电流
通断电
电流方向
强
强
例1 为探究影响电磁铁磁性强弱的因素,某同学制作了两个外形相同、匝数不同的电磁铁甲、乙,并设计了如图所示电路。
(1)由图中信息可知,电磁铁 (填“甲”或“乙”)的磁性更强,说明:电流一定时,外形相同的螺线管, ,电磁铁的磁性越强。
甲
匝数越多
(2)将滑动变阻器滑片向左移动,观察到电磁铁甲、乙吸引大头针的数量均增加,说明:线圈匝数一定时,通入的电流越 ,电磁铁的磁性越强。
(3)电磁铁吸引的大头针下端分散的原因是 。
大
知识拓展：电磁铁磁性的有无可由通断电来控制。因为铁是软磁性材料,获得磁性后磁性容易消失,钢是硬磁性材料,获得磁性后磁性难以消失,即断电后钢棒仍有磁性,所以构成电磁铁的铁芯不能用钢棒代替。
同名磁极相互排斥
知识点二 电磁继电器
1.结构:如图所示,电磁继电器由 、衔铁、弹簧、触点等组成。
电磁铁
2.实质:利用电磁铁来控制 电压、 电流电路通断的一种 。
高
强
开关
例2 电磁继电器的工作原理如图所示,闭合开关后,下列说法正确的是( )。
A.电磁铁的上端为S极
B.电动机工作,灯泡不发光
C.弹簧的弹性势能减少
D.电磁铁不通电时磁性消失,应该用硬磁材料制作电磁铁
B
规律总结： 电磁继电器的工作过程。
控制电路通、断电 衔铁吸、放 工作电路通、断电
知识点一 电磁铁
1.如图所示,小月家新购入一盆盆栽,盆栽底部装有永磁体,底座内装有电磁铁,通电后能使得盆栽悬浮在空中。底座内电磁铁的原理是 ,盆栽之所以悬浮在空中,是因为同名磁极相互 。
电流的磁效应
排斥
2.为探究影响电磁铁磁性强弱的因素,某同学利用2根铁钉和若干大头针等器材进行了如图所示的实验。
A B C
(1)他将导线绕在铁钉上制成简易电磁铁,并巧妙地通过其 来判断电磁铁磁性的强弱。
吸引大头针的数量
(2)连接好电路,使滑动变阻器连入电路的电阻较大,闭合开关,观察到如图A所示的情景;接着,移动滑片,使滑动变阻器连入电路的电阻变小,观察到图B所示的情景。比较图A和B可知,线圈匝数相同时,通过电磁铁的电流越 ,电磁铁的磁性越强。
(3)根据图C的现象,得出的结论是:电流一定时,外形相同的螺线管,匝数越多,电磁铁的磁性越 。
大
强
A B C
知识点二 电磁继电器
3.为了规范共享单车定点停放,设计的模拟电路图如图所示。若共享单车停放在禁停区域,则只有指示灯红灯亮;若共享单车停放在规范区域,则只有指示灯绿灯亮。下列说法正确的是( )。
A.在禁停区,S1闭合,电磁铁有磁性
B.在禁停区,S1闭合,衔铁被吸下
C.在规范区,S2闭合,电磁铁上端是N极
D.在规范区,S2闭合,衔铁被吸下
D
4.如图所示,某道路限载报警器的电源电压不变,压敏电阻的电阻为R1,其电阻随压力的变化而变化。闭合开关S,当车的质量超过限载质量时,电磁铁吸下衔铁,电铃响。根据不同的路面,可以改变滑动变阻器滑片P的位置,来设定不同的限载质量。下列说法不正确的是( )。
A.电磁铁能吸下衔铁,是由于通电导体的
周围存在磁场
B.检测时,车的质量越大电磁铁的磁性越强
C.压敏电阻的电阻随压力的增大而增大
D.若要提高设定的限载质量,则应将滑片P向左移动
C
5.某小区因暴雨引起车库积水,部分车辆被淹,某同学看到新闻后,设计了如图所示的车库积水自动报警器,金属块A和B分别固定在车库地面附近适当高处,车库积水水面到达 (填“A”或“B”)时, (填“绿”或“红”)灯发光报警。
B
红
1.关于电磁铁,下列说法正确的是( )。
A.电磁铁的铁芯,可以用铜棒代替
B.电磁继电器中的电磁铁可以用永磁体
C.电磁铁磁性的强弱只与电流的大小有关
D.电磁铁是根据电流的磁效应制成的
D
2.如图所示电路,电磁铁的B端有一个小磁针,闭合开关后,下列说法正确的是( )。
A.电磁铁的A端为S极
B.小磁针静止时,S极水平指向左
C.滑动变阻器的滑片P向左端移动,电磁
铁磁性增强
D.增大电源电压可使电磁铁的磁性增强
D
3.磁悬浮列车工作原理图如图所示,磁体镶嵌在T形轨道里,电磁铁通过磁体间的相互作用使列车悬浮在轨道上,实现非接触的支撑、导向和运行。关于磁悬浮交通系统,下列说法正确的是( )。
A.通电的电磁铁能使列车变轻从而悬浮
B.列车悬浮利用同名磁极相互排斥
C.列车正常运行时电源上端为正极
D.车厢线圈通电后周围存在磁感线
B
4.将自制的电磁铁连入如图所示的电路中,闭合开关S,发现电磁铁的右端吸引了少量铁钉,为了使它吸引更多的铁钉,下列操作可行的是( )。
A.增加线圈匝数
B.将铁棒换成铝棒
C.将滑片P向右移动
D.将电源正、负极互换
A
5.如图所示,条形磁体置于水平桌面上,电磁铁的右端固定,当电路中滑动变阻器的滑片向左移动时,条形磁体仍保持静止,在此过程中条形磁体受到的摩擦力是( )。
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
B
6.如图所示的电路中,将开关S拨到a,小磁针静止时,B端是 极;当开关S由a拨到b时,调节滑动变阻器,使电流表的示数仍保持不变,电磁铁的磁性 (填“增强”“不变”或“减弱”)。
S
减弱
7.一种温度自动报警器的原理图如图所示。当温度达到92 ℃时,关于该报警器,下列说法正确的是( )。
A.红灯不发光,电铃不响
B.绿灯不发光,电铃不响
C.红灯发光,同时电铃响
D.绿灯发光,同时电铃响
A
8.如图所示,光敏电阻的电阻随光照强度的增大而减小,电阻箱已调至合适的电阻,它们和继电器组成自动控制电路来控制路灯。白天灯熄,夜晚灯亮。下列说法正确的是( )。
A.白天流过光敏电阻的电流较小
B.给路灯供电的电源应接在b、c两端
C.要让路灯在天更暗的时候才发光,应将电阻
箱的电阻调大些
D.电源电压减小后,傍晚时路灯比原来早一些亮
D
9.(科技发展)人工心脏泵可在短时间内代替心脏工作,该装置的示意图如图所示,磁体固定在左侧,线圈AB固定在用软铁制成的活塞柄上(相当于一个电磁铁),活塞筒通过阀门与血管相通,阀门S1只能向外开启,S2只能向内开启,线圈中的电流从B流向A时,血液会 (填“流入”或“流出”)活塞筒。该装置工作时,是通过改变 来改变活塞的运动方向的。
流出
电流方向
10.用漆包线绕在铁钉上,做成线圈上有a、b、c、d四个接线柱的电磁铁,使用不同的接线柱,可改变电磁铁线圈的匝数。将电磁铁和其他实验器材组成如图所示电路,用该电路来探究影响电磁铁磁性强弱的因素。
(1)实验中电磁铁磁性的强弱是用 来反映的;按图中方式连接,铁钉的下端应是电磁铁的 极。
(2)连接电磁铁的接线柱a,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片至不同位置,可以探究电磁铁的磁性强弱与 是否有关。
(3)将夹子分别连接电磁铁的四个接线柱,调节滑动变阻器,使电流表的示数保持不变,可以探究电磁铁的磁性强弱与 是否有关。
(4)电磁铁吸引的大头针下端分散的原因是
。
(5)本实验中多次实验的目的和下列实验多次实验的目的相同的是 (填字母)。
A.伏安法测量定值电阻的电阻 B.探究并联电路的电流规律
电磁铁吸引大头针的数量
S
电流的大小
线圈的匝数
大头针被磁化,同名磁极相互排斥
B
11.下面是某汽车超载记录器工作原理图,保护电阻器的电阻为R,压敏电阻的电阻随压力增大而减小。请补充电路:当汽车不超载时,指示灯发光;当汽车超载时,电磁铁的磁性增强,照相机自动照相。
答案：如图所示(共26张PPT)
第二十章 电与磁
第6节 磁生电
关键能力训练
素养分层评价
必备知识导学
学习任务清单
序号 学习任务 核心素养
1 通过实验,探究并了解导体在磁场中运动时产生感应电流的条件 科学探究
2 了解电磁感应在生产、生活中的应用 物理观念
3 了解发电机的原理 物理观念
4 知道发电机工作过程中的能量转化 科学思维
知识点一 磁生电
1.探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件。
(1)实验思路。
导线与电流表组成闭合电路,并将导线放置在磁场中,沿不同方向移动导线,探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件。
(2)实验过程。
①让导线在磁场中静止,观察电流表的指针是否偏转,换用不同强度的永磁体,观察电流表的指针是否偏转。
②让导线在磁场中静止,但不用单根导线,而换用匝数更多的线圈,观察电流表的指针是否偏转。
③让导线在磁场中沿不同方向运动,观察电流表的指针是否偏转。
(3)实验结论。
电路的一部分导体在磁场中做 运动时,导体中就产生电流。
2.这种由于导体在磁场中运动而产生电流的现象叫作电磁感应,产生的电流叫作 。
闭合
切割磁感线
感应电流
例1 探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件的实验装置如图所示。
(1)让导体在磁场中沿不同方向运动,观察并记录电流表指针偏转情况。
实验序号 导体ab在磁场 中的运动情况 电流表指针
偏转情况
1 静止 不偏转
2 上下运动 不偏转
3 左右运动 偏转
分析实验现象可知:闭合电路的一部分导体在磁场中做 运动时,导体中就会产生感应电流。
(2)若要探究感应电流方向与磁场方向的关系,则应保持导体ab运动方向不变,将 对调,观察电流表指针偏转情况。
(3)下列物品中,应用该实验结论工作的是 (填字母代号)。
A.电风扇 B.手摇发电手电筒
规律总结: 所谓切割磁感线,可以是垂直切割,也可以是斜着切割,即导体运动方向不能与磁场方向平行;可以是导体运动,也可以是磁场运动。
切割磁感线
磁体的N、S极
B
知识点二 发电机
1.实际的发电机是由 (转动部分)和 (固定部分)两部分组成的。大型发电机一般采取 不动、 旋转的方式来发电,同时为了得到较强的磁场,还要用 代替永磁体。
2.发电机工作时是将 能转化为 能,它是根据
原理制成的。
3.方向周期性变化的电流叫作 。其频率在数值上等于电流在 内周期性变化的次数。我国电网以交流供电,频率为 Hz。
转子
定子
线圈
磁极
电磁铁
机械
电
交变电流
每秒
50
电磁感应
例2 如图所示,电刷A、B与两铜环始终接触,并与小灯泡连通。当线圈在磁场中沿图示方向转动时,有( )。
A.磁场不动,通过小灯泡的电流方向始终不变
B.磁场不动,通过小灯泡的电流方向不断变化
C.当线圈转速增大时,灯泡亮度不变化
D.当线圈转动时,线圈不受磁场力的作用
方法技巧： 发电机与电动机结构非常相似,主要区别在于电路中是否有电源。有电源是线圈先通电后受力运动,为电动机;无电源是线圈先切割磁感线运动后产生感应电流,为发电机。
B
知识点一 磁生电
1.关于如图所示实验装置,下列说法正确的是( )。
A.闭合开关,导体ab在磁场中上下运动会
产生感应电流
B.闭合开关,导体ab左右运动过程中电能
转化为机械能
C.利用该实验原理可以制成电动机
D.将电流表换成电源,可以研究通电导线在磁场中的受力情况
D
2.如图所示,a表示垂直于纸面的一根导线,它是闭合电路的一部分。它在磁场中按箭头方向运动时,不会产生感应电流的是( )。
D
A B C D
知识点二 发电机
3.一种环保型按压式手电筒,使用时按压手柄,齿轮就带动磁体转动,使灯泡发光。下列选项中与按压式手电筒工作原理相同的是( )。
B
A B C D
4.把一台手摇发电机跟灯泡连接起来,使线圈在磁场中转动,可以看到灯泡发光。这表明,电路中有了电流,如图甲所示。
甲 乙
(1)手摇发电机的工作原理是 。
(2)如图乙所示,把两个发光二极管极性相反地 (填“串联”或“并联”)起来,再与发电机串联,转动摇把,两个发光二极管交替发光,说明电路中产生的是 电流。
电磁感应
并联
交变
1.市面上有一款不需要电池的自发电门铃。当按压门铃的按钮时,按钮后面的弹簧会带动磁体运动,从而在线圈中产生电流,发声元件便可以发出声音。它的工作原理是( )。
A.电流的磁效应
B.磁极间的相互作用
C.电磁感应
D.通电线圈在磁场中受到力的作用
C
2.无线充电技术已广泛应用于智能手机。当交变电流通过充电底座中的线圈时,线圈产生磁场,带有金属线圈的智能手机靠近该磁场就能产生电流,来实现充电。下列各图能反映无线充电技术原理的是( )。
B
A B C D
3.如图所示,用绝缘细线分别将铜棒ab、cd水平悬挂,置于磁场方向竖直的蹄形磁体间,两铜棒间用柔软的细长导线连接成闭合回路。下列说法不正确的是( )。
A.竖直上下移动铜棒ab,闭合回路abcd中
没有电流产生
B.左右移动铜棒ab,闭合回路abcd中有电
流产生
C.铜棒ab左右移动的方向对铜棒cd的受力方向无影响
D.铜棒ab左右移动时铜棒cd运动,是因为通电导体在磁场中受到力的作用
C
4.下图为动圈式话筒的简化示意图。永久磁体固定在适当的位置,线圈与膜片连接,声波可使膜片左右振动从而带动线圈振动,线圈中就产生电流,实现声信号到电信号的转变,其工作原理是( )。
A.磁场对通电导线有力的作用 B.电流的热效应
C.电流的磁效应 D.电磁感应
D
5.关于电与磁的实验,下列表述正确的是( )。
甲 乙 丙 丁
A.图甲,该实验是探究磁场对电流的作用
B.图乙,发电机的工作原理是通电导体在磁场中受到力的作用
C.图丙,电动机是利用这一现象来工作的,机械能转化为电能
D.图丁,电流的周围存在着磁场,电流方向改变,磁场方向随之改变
D
6.将两个玩具电动机M1、M2的转轴用塑料管连接起来,如图所示。闭合开关,小灯泡发光,原因是M1带动M2,让M2的线圈切割 ,产生感应电流。若只将电池的正、负极对调,闭合开关后M1的转动方向会 。
磁感线
改变
7.某游乐室里有一块能发电的地板,在上面跳跃时,小灯泡会不停闪烁,地板下方铺设的结构如图所示。当踩踏地板时,固定在地板下方的磁体往复运动,使固定在地面上的弹簧线圈做切割磁感线运动,闭合电路中产生 ,小灯泡发光。
感应电流
8.(科技发展)无链条电动自行车是在普通自行车的基础上,安装了电机、控制器、蓄电池、转把和显示系统的机电一体化交通工具。此车既可以通过电源直接给锂电池充电,也可以通过骑行者踩脚踏板转化为电能,存储在锂电池内。关于无链条电动自行车,下列说法不正确的是( )。
A.骑行者踩脚踏板发电的原理是电磁感应
B.通过电源直接给锂电池充电,化学能转化为电能
C.外界因素相同时,骑行者踩脚踏板与不踩踏板相比,车行驶里程会更大
D.骑行者不踩脚踏板,电动机驱动自行车前行时,电能转化为机械能
B
9.如图甲所示,把一台手摇发电机跟小灯泡连接起来,使线圈在磁场中转动,可以看到小灯泡发光。下列说法正确的是( )。
A.发电机是利用电流的磁效应来工作的
B.发电机将电能转化为机械能
C.线圈转得越快,小灯泡越亮
D.如果将小灯泡换成图乙所示的电流表,那么指针一直偏向右边
C
甲 乙
10.如图所示,某同学利用磁体、线圈等材料制
作了一台小型发电机,并用一个发光二极管(LED)
进行了实验探究。
(1)连接好电路后,以某一速度连续转动线圈,
当线圈转动到如图所示位置时, (填“AB”
或“BC”)段导线在做切割磁感线运动,在电路中产生
了感应电流,这一现象叫作 现象。
(2)由于发光二极管具有 性,在实验中将会看到它 (填“闪烁”或“持续”)发光。
AB
电磁感应
单向导电
闪烁
11.在学习电磁感应现象时,小明猜想感应电流的大小可能与磁场的强弱有关。于是连接了如图甲所示的实验装置,闭合开关后,导体AB、电流表、开关、导线组成闭合回路。
(1)电流表的指针偏转角度越大,电路中产生的感应电流越 。
(2)如图乙所示,小红在小明实验的基础上做了改进,她在两个铁块E、F上绕上导线组成电磁铁,并与开关、滑动变阻器、电源、灯泡组成电路,导体AB与电流表相连。这样就可以通过移动 来改变电磁铁的磁性强弱。
大
滑动变阻器的滑片
(3)将滑片P置于不同位置,让导体AB都以相同速度向下做切割磁感线运动,观察并记录每次实验情况如下表所示。由实验现象可知:感应电流的大小与磁场的强弱 (填“有”或“无”)关。
(4)实验中小红用电磁铁代替磁体的好处是
。
滑片P所处位置 a端 中间 b端
电流表指针偏转情况 最大 较大 最小
有
易于改变磁体的磁性强弱
