第二十章《电与磁》复习与总结(课件）（29页PPT）

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第二十章 电与磁
复习与总结
课时学习目标
1．通过实验认识磁场。知道用磁感线描述磁场。知道地磁场。
2．通过实验，了解电流周围存在磁场。探究并了解通电螺线管外部磁场的方向。会判断通电螺线管的极性或电流方向。
3．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及磁场的方向都有关系。了解直流电动机的工作原理。
4 . 通过实验，探究并了解导体在磁场中做切割磁感线运动时产生感应电流的条件。了解电磁感应现象在生产、生活中的应用。了解发电机的工作原理。
知识点梳理
知识点一：磁现象 磁场
1.磁现象
（1）磁性：能够吸引铁、钴、镍等物质的性质。
（2）磁体：具有磁性的物体。
（3）磁极：磁体的吸引能力最强的两个部分叫做磁极；每个磁体都有两个磁极，分别叫做南极（ 极）和北极（ 极）。
（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。
（5）磁化：一些物体在磁体或电流的作用下会获得磁性，这种现象叫做磁化。
易错提醒：1.条形磁体两端的磁性最强，中间的磁性最弱;当条形磁体从中间断开时，每一块都有两个磁极。
2.当物体与磁体互相排斥时，该物体一定有磁性;当物体与磁体互相吸引时，则该物体不一定有磁性。
知识点梳理
知识点一：磁现象 磁场
2.磁场
（1）磁场：磁体周围存在着一种物质，能使磁针偏转。这种物质看不见、摸不着，我们把它叫做磁场。
（2）基本性质：对放入其中的磁体有力的作用。
（3）方向：物理学中把小磁针静止时北极所指的方向规定为该点磁场的方向。
（4）磁感线：描述磁场分布的假想曲线。
磁体外部的磁感线是从磁体的北极出来，回到南极。磁体内部的磁感线从 极到 极。
知识点梳理
知识点一：磁现象 磁场
3.地磁场
（1）地球周围存在着磁场,形状类似于条形磁体的磁场;指南针能指南北就是受到地磁场力的作用。
（2）地磁体的南极在地理的被极附近,地磁踢的北极在地理的南极附近。
（3）地磁的两极与地理的两极不重合,最早是由宋代科学家沈括发现的。
知识点二：比热容
知识点二：电生磁
1.电流的磁效应
知识点梳理
（1）丹麦物理学家奥斯特，最早证实了电流周围存在磁场；由甲、乙实验可知，通电导线周围存在磁场；由甲、丙实验可知，通电导线的磁场方向与电流方向有关。
（2）电流的磁效应：通电导线周围存在与电流方向有关的磁场，这种现象叫做电流的磁效应.
知识点二：比热容
知识点二：电生磁
2.通电螺线管的磁场
知识点梳理
（1）通电螺线管外部的磁场与条形磁体的磁场相似。
（2）通电螺线管周围磁场的方向与螺线管中电流方向有关，磁场强弱与电流大小有关。
3.安培定则：用右手握住螺线管，让四指指向螺线管中电流的方向，则拇指所指的那端就是螺线管的N极。
知识点三：电磁铁 电磁继电器
知识点梳理
1.电磁铁
（1）内部带铁芯的螺线管叫做电磁铁。
（2）工作原理：电流的磁效应
（3）影响电磁铁磁性强弱的因素
①匝数一定时，通入的电流越大，磁性越强；
②电流一定时，外形相同的螺线管，匝数越多，磁性越强。
（4）特点：磁性的有无可由通、断电来控制；磁性的强弱可由电流的大小和线圈匝数的多少来控制；磁极的方向可由电流的方向来控制。
（5）应用：电磁起重机、磁悬浮列车、电铃、电动机、发电机等。
知识点三：电磁铁 电磁继电器
知识点梳理
2.电磁继电器
（1）电磁继电器是利用低电压、弱电流电路的通断，来间接地控制高电压、强电流电路通断的开关。
（3）工作原理：当 、 两端加上较低的电压时，电磁铁有磁性把衔铁吸下来，使 、 接通高电压、强电流的电路，即工作电路闭合；当将 、 上的电源断开时，电磁铁失去磁性，在弹簧的作用下 、 断开， 、 接触，即工作电路断开。
（2）结构：由电磁铁、衔铁、弹簧、触点等组成。
知识点梳理
知识点四：电动机
1.磁场对通电导体的作用
（1）通电导线在磁场中受到力的作用，力的方向跟电流的方向和磁场的方向都有关系.
（2）当仅电流的方向或磁场的方向变得相反时，通电导线受到力的方向相反；当电流的方向与磁场的方向同时反向时，通电导线受到力的方向不变。
知识点梳理
知识点四：电动机
2.电动机
（1）电动机主要由转子（能够转动的线圈）和定子（固定不动的磁体）组成。
（2）工作原理：通电线圈在磁场中受力转动。
（3）能量转化：电能转化为机械能。
（4）直流电动机的换向器作用：线圈转过平衡位置时，自动改变线圈中的电流方向，从而使线圈受力方向始终和转动方向相同，能够绕轴持续转动。
知识点五：磁生电
知识点梳理
1.电磁感应
（1）英国物理学家法拉第发现了电磁感应现象。
（2）闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中就产生感应电流，这种现象叫做电磁感应现象。
（3）感应电流的方向与导体切割磁感线运动的方向和磁场的方向有关。
（4）应用：发电机、动圈式话筒等.
2.发电机
（1）发电机主要由转子（能够转动的线圈）和定子（固定不动的磁体）组成。
（2）工作原理：电磁感应。
（3）能量转化：机械能转化为电能。
知识点梳理
直流电动机 交流发电机
原理 通电线圈在磁场中受力转动 电磁感应
原理图
能量的转化 电能转化为机械能 机械能转化为电能
线圈中电流来源 由电源提供 线圈产生感应电流
电路中作用 用电器 电源
直流电动机和交流发电机的区别
概念辨析
【例题1】如图所示是条形磁体的磁感线分布图，下列说法正确的是【 】
A. 磁感线是磁场中真实存在的曲线
B. P和0两处的磁场强弱相同
C. 没有磁感线的区域就没有磁场
D. 该条形磁体的左端为S极，右端为N极
【解析】磁体周围存在着特殊形式的物质——磁场，磁场看不见、摸不着，但可以通过放在其中的磁针显示磁场的存在。
磁感线是为了形象直观描述磁场建立的物理模型，磁体周围并不存在磁感线。用磁感线描述磁体周围的磁场分布时，磁体周围的磁感线总是从磁体北极发出，回到磁体的南极。磁感线稠密处磁场强，稀疏处磁场弱。磁场中某点的磁场方向，跟放在该点的磁针静止时北极的指向相同，跟过该点的磁感线的方向相同。
小磁针所在处磁感线方向和磁针N极指向相同，水平向左，条形磁体周围的磁感线是从磁体右端发出的，条形磁体的右端为N极，左端为S极。
D
概念辨析
【例题2】将小磁针放置在通电螺线管右侧，小磁针静止时，其N极的指向如图所示。下列说法正确的是【　　】
A．电流从导线的A端流入螺线管
B．通电螺线管的左端为N极
C．通电螺线管周围真实存在磁感线
D．改变导线中电流方向，通电螺线管磁性强弱会改变
【解析】A、B.由图可知，小磁针的左侧为N极，右侧为S极，根据异名磁极相互吸引的磁极间相互作用规律可知，通电螺线管的左端为N极，右端为S极。根据安培定则可知，电流是从B端流入螺线管线圈的；
C.通电螺线管周围存在磁场，磁感线是为了描述磁场建立的物理模型，不是真实存在的；
D.电磁铁的磁性强弱和电流大小、线圈匝数有关，改变导线中的电流大小，通电螺线管的磁性强弱会改变。改变导线中的电流方向，通电螺线管周围的磁场方向改变，通电螺线管的磁性强弱不会改变。
B
概念辨析
【例题3】（2024年四川资阳中考题）超市的智能扶手电梯很“聪明”。电梯上无乘客时，电动机转动变慢，使电梯运动变慢；电梯上有乘客时，电动机转动变快，使电梯运动变快。查阅资料后，了解到智能扶手电梯的工作原理如图所示。左边的控制电路是一个电磁继电器，其中 R 是阻值随压力变化而变化的压敏电阻(压力越大阻值越小)。右边的工作电路由一个单刀双掷开关控制。
【解析】电磁继电器的主要组成部分是电磁铁，它是利用电流磁效应工作，即利用“电生磁”工作。图示的是利用电磁继电器控制智能扶手电梯的电路。
电梯上无乘客时，R不受压力，电阻阻值大，电磁铁电路（控制电路）中电流小，电磁铁磁性弱，不能将衔铁吸住，弹簧将衔铁拉起，触点1和动触点接触，工作电路是R1和电动机M组成的串联电路，电路电阻大电流小，电动机转动慢。
电磁继电器主要是利用__________(选填“电生磁”或“磁生电”)的原理工作。电梯上无乘客时，衔铁与接触点__________(选填“1”或“2”)接触。电梯上有乘客时，衔铁与接触点_________(选填“1”或“2”)接触，此时压敏电阻R 的阻值_______(选填“大于”、“小于”或“等于”)无乘客时的阻值。
电生磁
1
概念辨析
【例题3】（2024年四川资阳中考题）超市的智能扶手电梯很“聪明”。电梯上无乘客时，电动机转动变慢，使电梯运动变慢；电梯上有乘客时，电动机转动变快，使电梯运动变快。查阅资料后，了解到智能扶手电梯的工作原理如图所示。左边的控制电路是一个电磁继电器，其中 R 是阻值随压力变化而变化的压敏电阻(压力越大阻值越小)。右边的工作电路由一个单刀双掷开关控制。
【解析】电梯上有乘客时，R受压力大，电阻小，电磁铁电路中电流大，电磁铁磁性强，将衔铁吸下，触点2和动触点接触，工作电路是只有电动机M的简单电路，电路电阻小电流大，电动机转动快。
电磁继电器主要是利用__________(选填“电生磁”或“磁生电”)的原理工作。电梯上无乘客时，衔铁与接触点__________(选填“1”或“2”)接触。电梯上有乘客时，衔铁与接触点_________(选填“1”或“2”)接触，此时压敏电阻R 的阻值_______(选填“大于”、“小于”或“等于”)无乘客时的阻值。
电生磁
1
2
小于
概念辨析
【例题4】2025年9月22日，福建舰上歼15T、歼35以及空警600三型舰载机成功弹射起飞。如图是歼35从福建舰上弹射起飞的情景。福建舰配备了全球领先的电磁弹射装置。如图，电磁弹射装置的弹射车与舰载机前轮连接，并处于强磁场中。当弹射车内的导体通以强大电流时，舰载机就会受到强大的推力而向前弹射飞出。电磁弹射装置的工作原理是_____________________________（选填”电流的磁效应“、“通电导体在磁场中受力运动”或“电磁感应”）。
【解析】电磁弹射装置的弹射车与舰载机前轮连接，并处于强磁场中。当弹射车内的导体通以强大电流时，舰载机就会受到强大的推力而向前弹射飞出。由此可知电磁弹射装置的工作原理是通电导体在磁场中受力运动。弹射过程中，电磁弹射装置消耗电能，把电能转化为舰载机的机械能。
通电导体在磁场中受力运动
概念辨析
【例题5】物理小组的同学们利用如图所示的实验装置，探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件。
（1）磁铁不动，闭合开关，导体棒沿_______（选填“上下”、“左右”或“前后”）方向运动时，灵敏电流计指针会发生偏转；
（2）断开开关，无论磁铁如何放置、导体棒怎样运动，灵敏电流计指针都不发生偏转。由此得出结论：_______电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，电路中就产生感应电流；
（3）该实验在探究过程中，是将_______能转化成电能，生活中的_________（填“电动机”或“发电机”）是根据这一原理制成的。
【解析】（1）磁铁不动，闭合开关，导体棒沿左右方向做切割磁感线运动时，电路中产生感应电流，灵敏电流计指针会发生偏转；
（2）断开开关，无论磁铁如何放置、导体棒怎样运动，灵敏电流计指针都不发生偏转，因为电路是断路。由此得出结论：闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动时，电路中会产生感应电流，这种现象叫做电磁感应；
（3）产生感应电流的过程中，消耗了机械能，转化为电能，人们利用电磁感应现象制成了发电机。
左右
闭合
机械
发电机
【例题1】(2024年云南中考题)关于电与磁,下列说法正确的是【 】
A.同名磁极靠近时会相互吸引
B.奥斯特实验证实了电流周围存在磁场
C.螺线管通电时,电流越大其磁性越弱
D.发电机工作时将电能转化为内能
【解析】A.同名磁极靠近时会相互排斥，异名磁极靠近时会相互吸引;
B.奥斯特实验中，放置在通电直导线下方的小磁针在磁场力的作用下发生偏转，证实了电流围存在磁场;
C.通电螺线管的磁性强弱与电流大小和线圈匝数多少有关，匝数一定的螺线管通电时，通过的电流越大其磁性越强;
D.发电机的原理是电磁感应，工作过程中将机械能转化为电能。
知识点强化训练
B
【例题2】如图所示，请用笔画线代替导线将电路连接完整，并在括号中标出小磁针静止时右端的磁极名称（要求闭合开关，移动滑片P能改变螺线管磁性强弱）
【解析】移动滑动变阻器的滑片P能改变螺线管磁性强弱，滑动变阻器需要和螺线管串联连接，并且将滑动变阻器电阻丝一端的接线柱A或B接入电路；
图中电路连好后，闭合开关，电流从螺线管左侧流入线圈，根据安培定则，螺线管的左端为S极，根据磁极间的相互作用规律，可判断小磁针的右端磁极为N极，左端磁极为S极。
知识点强化训练
N
【例题3】（2025年四川自贡中考题） 图甲为某无人机内发动机限速的简化电路，当飞行速度达到350km/h时，衔铁B刚好被吸下，油门C的喷油量减小，无人机速度不再增大。已知电源电压为12V，定值电阻R0为25Ω，电磁铁线圈电阻不计，图乙为电阻R的阻值随飞行速度变化的关系图。下列说法正确的是【　　】
【解析】A．由图甲可知，开关闭合，电流从电磁铁线圈的上端流入，由安培定则可知，电磁铁的上端是S极，下端是N极；
B．由图甲可知，R和R0串联，电压表测量R0两端的电压，由图乙可知，R的阻值随飞行速度的增大而减小，当飞行速度增大时，R的阻值减小，电路的总电阻减小，电路中的电流增大，R0两端的电压增大，电压表的示数增大；
知识点强化训练
A. 电磁铁下端的极性为S极
B. 当飞行速度增大对，电压表的示数减小
C. 当飞行速度达到210km/h时，电压表的示数为7.5V
D. 若以350km/h的速度飞行1min，电阻R产生的热量是54J
【例题3】（2025年四川自贡中考题） 图甲为某无人机内发动机限速的简化电路，当飞行速度达到350km/h时，衔铁B刚好被吸下，油门C的喷油量减小，无人机速度不再增大。已知电源电压为12V，定值电阻R0为25Ω，电磁铁线圈电阻不计，图乙为电阻R的阻值随飞行速度变化的关系图。下列说法正确的是【　　】
【解析】C．当飞行速度达到210km/h时，从图中可知R=15Ω，电路中的电流 ，电压表的示数为U0=IR0=0.3A×25Ω=7.5V .
知识点强化训练
A. 电磁铁下端的极性为S极
B. 当飞行速度增大对，电压表的示数减小
C. 当飞行速度达到210km/h时，电压表的示数为7.5V
D. 若以350km/h的速度飞行1min，电阻R产生的热量是54J
D．若以350km/h的速度飞行，R′=5Ω，电路中电流
飞行1min，电阻R产生的热量 .
C
【例题4】（2025年山东中考题） 在青岛港的全自动智能化码头，自动导引车经过布置在地上的磁钉时，会产生感应电流，进而实现精准定位。以下实验能揭示此原理的是【 】
【解析】自动导引车经过布置在地上的磁钉时，会产生感应电流，是利用磁场获得电流，属于电磁感应现象；
A是奥斯特实验装置图，实验显示的是电流的磁效应；
B装置中有电源供电，探究的是通电导体在磁场中受力运动现象，揭示的是电动机原理；C装置属于电动机工作原理图，是利用通电导体在磁场中受力的作用而工作的；
D是探究产生感应电流的实验装置图，揭示的是电磁感应原理。
知识点强化训练
A B C D
D
【例题5】（2025年湖南中考题）动圈式话筒可将声信号转换成电信号。下列四幅实验装置图能反映其工作原理的是【 】
【解析】动圈式话筒将声信号转换成电信号，属于磁生电，其工作原理是电磁感应；
A所示的实验装置探究磁极间的相互作用规律；
B所示的是奥斯特实验装置，研究的是电流的磁效应，属于电生磁；
C所示的实验装置探究影响电磁铁磁性强弱的因素，与动圈式话筒的工作原理不同；
D所示的实验装置探究产生感应电流的条件，属于磁生电，揭示的电磁感应原理与动圈式话筒的工作原理相同。
D
知识点强化训练
A B C D
【例题6】（2025年四川自贡中考题）某种植基地安装了一款可以自动注水的喷淋系统，该系统由控制电路和工作电路两部分组成，其简化电路如图甲；图乙是工作电路总电流随时间变化的图像；图丙是与工作电路连接的电能表。控制电路的电源电压U=12V，RF为压敏电阻，放置在注水系统水箱底部，其阻值随压力的增大而减小。随着注水系统水箱内水量的增加，通过电磁铁线圈中的电流逐渐增大，当电流增大到0.15A时，衔铁恰好被吸下，注水系统停止工作。
电磁铁线圈的电阻忽略不计。求：
（1）当衔铁恰好被吸下时，电阻RF的阻值；
（2）10min内与工作电路连接的电能表
转盘转了多少转；
（3）注水系统的电功率。
【解答】（1）控制电路中，电阻RF和线圈串联，当衔铁恰好被吸下时，由欧姆定律得，电阻RF的阻值
知识点强化训练
【例题6】（2025年四川自贡中考题）某种植基地安装了一款可以自动注水的喷淋系统，该系统由控制电路和工作电路两部分组成，其简化电路如图甲；图乙是工作电路总电流随时间变化的图像；图丙是与工作电路连接的电能表。控制电路的电源电压U=12V，RF为压敏电阻，放置在注水系统水箱底部，其阻值随压力的增大而减小。随着注水系统水箱内水量的增加，通过电磁铁线圈中
的电流逐渐增大，当电流增大到0.15A时，衔铁
恰好被吸下，注水系统停止工作。求：
（1）当衔铁恰好被吸下时，电阻RF的阻值；
（2）10min内与工作电路连接的电能表
转盘转了多少转；
【解答】（2）工作电路中，注水系统和喷淋系统并联，电能表接在干路上，测量整个工作电路消耗的电能。由乙图可知，0～200s工作电路总电流为2A，200～600s，工作电路总电流为0.5A，则10min内工作电路消耗的电能为
知识点强化训练
则电能表转盘转数为
【例题6】（2025年四川自贡中考题）某种植基地安装了一款可以自动注水的喷淋系统，该系统由控制电路和工作电路两部分组成，其简化电路如图甲；图乙是工作电路总电流随时间变化的图像；图丙是与工作电路连接的电能表。控制电路的电源电压U=12V，RF为压敏电阻，放置在注水系统水箱底部，其阻值随压力的增大而减小。随着注水系统水箱内水量的增加，通过电磁铁线圈中
的电流逐渐增大，当电流增大到0.15A时，衔铁
恰好被吸下，注水系统停止工作。求：
（3）注水系统的电功率。
【解答】（3）衔铁没有被吸下时，注水系统和喷淋系统并联，总电流为2A，衔铁被吸下后，注水系统停止工作，喷淋系统单独工作，总电流为0.5A，根据并联中电流的规律得，注水系统的电流为
知识点强化训练
注水系统的电功率
复习与提高： 1、2、3、4、5、6、7题
课后作业