电与磁
主
题
电与磁
教学内容
重点：1.理解磁场的基本性质，知道磁场的方向和判断方法。
2.认识通电螺线管磁场的特征，会用右手螺旋定则判断磁场方向和电流方向。
3.理解电磁继电器的结构和工作原理。知道通电导线在磁场中受到的力的方向与哪些因素有关。
难点：1.知道地磁场的存在，知道地理北极就是地磁南极。
2.能设计实验探究影响电磁铁磁性强弱的因素，并从实验结果定性得出影响电磁铁磁性强弱的因素
及其相互关系。
3.了解直流电动机的构造和工作原理，理解换向器的作用。【知识点4】磁场对通电导线和线圈的作用：1.
磁场对通电导线的作用：【实验】磁场对通电导线的作用（1）当合上开关使导线AB通电时，出现的实验现象：原来静止在导轨上的导体AB会沿导轨运动。实验表明：通电导线在磁场中要受到力的作用。（2）改变电流方向或磁铁的磁极方向时，出现的实验现象：导体AB的运动方向发生改变。实验现象分析：导体AB的运动方向发生改变，说明导体AB所受力的方向发生改变。表示磁场对导体AB的作用力的方向发生改变。即通电导体在磁场里受力的方向，跟电流方向和磁感线方向有关。（3）知识拓展：通电导线在磁场中所受力的方向的判断（左手定则），判断方法为：伸开左手，让大拇指与其他四指垂直，让磁感线穿过手心，四指指向电流方向，则大拇指所指的方向就是通电导线的受力方向（如下图所示），同时有3道例题作为练习题，同学们自己先试着做一下，然后听老师讲解。2.
磁场对通电线圈的作用：（1）通电线圈处于下图位置－－线圈平面与磁场平行时，线圈发生转动。对照图分析：由于通电线圈的两条对边中的电流方向相反，它们在磁场中受到的磁场力的方向也相反且不在一条直线上，在这两个力的作用下线圈会发生转动。通电线圈处于下图位置——线圈平面与磁场垂直时，线圈不发生转动。对照图分析：当线圈平面与磁场垂直时，这两个力恰好在同一直线上，而且大小相等、方向相反，是平衡力。线圈在这对平衡力作用下可以在该位置保持静止。这个位置叫平衡位置。（2）通电线圈转到平衡位置时，为什么不立即停下来，而是在平衡位置附近摆动几下才停下来？——通电线圈转到平衡位置前具有一定的速度，由于惯性它会继续向前运动，但由于这时受到的磁场力及摩擦力等又会使它返回平衡位置，所以它要摆动几下后才停下来。例1.
关于直流电动机模型安装实验中，下列现象能发生的是（
）
A.
将电源两极对调，线圈转动方向不变B.
将磁铁两极对调，线圈转动方向不变C.
将电源和磁铁两极都同时对调，线圈转动方向不变D.
将电源和磁铁两极都同时对调，线圈会反方向转动解析：本题综合考查了通电导体在磁场中的受力方向与哪些因素有关，前面的知识点中我们学习到，通电导体在磁场中的受力方向与磁场方向和电流方向有关，将电源两极对调就是改变了电流方向，所以线圈的转动方向会改变；将磁铁两极对调，是改变了磁场方向，所以线圈的转动方向会改变；如果将电源和磁铁的两极都同时对调，则线圈转动方向不变。答案选择C。答案：C例2.
如图所示，磁场方向垂直纸面向外，与磁感线方向垂直的三条导线a、b、c中都分别有电流通过，下列说法中错误的是（
）A.
三条导线都受磁场力的作用 B.
三条导线所受的磁场力方向都相同 C.
三条导线所受的磁场力方向都不同D.
导线a所受磁场力的方向与电流的方向垂直解析：本题关键在于考查同学们对左手定则的理解，虽然中考对这一知识点不作要求，但是同学们如能理解则一定会提高同学们的解题能力。利用左手定则不难判断出导线a所受磁场力的方向是向左，导线b所受磁场力的方向是向下，导线c所受磁场力的方向是向右。所以三根导线受力方向不同，B选项错误，选择答案B。答案：B例3.
通电直导线在磁场中受到的力的方向（ ）A.
跟磁感线方向平行，跟电流方向垂直
B.
跟磁感线方向垂直，跟电流方向平行C.
跟磁感线方向垂直，跟电流方向垂直
D.
跟磁感线方向平行，跟电流方向平行解析：本题考查同学们对“磁场对通电导线的作用”这一实验的理解，通过回忆实验模型不难想到通电直导线在磁场中受到的力的方向跟磁感线方向垂直，跟电流方向垂直。选择答案C。答案：C【知识点5】直流电动机：【问题】怎样使线圈在转过平衡位置后继续沿原来的方向转动下去？1.
直流电动机靠直流电源供电，是利用通电线圈在磁场里受到力的作用而转动的现象制成的，是把电能转化为机械能的装置。 2.
直流电动机主要由磁铁和线圈组成，此外还有换向器、电刷等。 3.
换向器的作用：每当线圈转过平衡位置时，它能自动改变线圈中的电流方向。 （1）换向器是怎样实现“换向”的？ 用直流电源给处在磁场中的线圈通电时，要使线圈能绕轴连续转动的关键，就在于使线圈一转到平衡位置就能自动改变线圈中的电流方向，换向器就是能完成这一任务的装置。①换向器由两个半铜环组成。②当线圈由于惯性稍稍转过平衡位置时，能交换电刷与换向器的半铜环的接触，从而改变了线圈中的电流方向和受力方向，使线圈仍能按原来的绕向转动。如下图分解：（2）交流电动机也是依靠通电导体在磁场中所受的力来运转的。和直流电动机一样，都由定子、转子两个基本部分组成。（3）电动机的优点：构造简单、控制方便、效率高、无污染。学生实验：安装直流电动机模型1）直流电动机模型的安装顺序是从内到外，从下到上的。具体顺序是：支架→线圈（转子）→电刷→磁极（定子）。安装直流电动机模型的要点：①应按一定次序安装；
②电刷与换向器之间的松紧，线圈转子与定子之间的间隙要适中；③安装完毕后用手拨一下转子，观察其运转是否良好，否则应加以调试。2）改变直流电动机转动方向的方法：改变通过线圈的电流的方向（对调电源两极）或者改变磁感线方向（对调磁铁的两极）。3）改变转速的方法：改变线圈中电流的大小。4）实验步骤：①仔细观察换向器，弄清换向器的作用；②安装直流电动机模型；③画出有关电路图，并按图连接电路；④经检查无误后，闭合开关，调节滑动变阻器至合适位置，观察电动机转动情况。【小结】1.
电动机原理：通电线圈在磁场里受力而转动；2.
直流电动机：利用直流电源供电的电动机叫直流电动机；3.
直流电动机的组成：由磁体、线圈、换向器和电刷组成，实际的电动机由转子和定子两个基本部分组成；4.
换向器的结构和作用：结构：由两个铜半环构成
作用：每当线圈转过平衡位置时，就会自动改变线圈中电流的方向；5.
能量转化：电动机工作时把电能转化为机械能。例1.
我们每一位同学家中所使用的电冰箱、洗衣机、电风扇等用电器都装配有电动机。电动机是根据下列哪种现象制成的：（
）A.
通电导体在磁场中受到力的作用
B.
电流周围存在磁场C.
磁场对放入其中的磁体产生磁力的作用
D.
电磁感应现象解析：本题重在考查电动机的工作原理，从前面的学习中不难得出电动机是根据通电导体在磁场中受到力的作用这一原理制成的。答案选择A。答案：A例2.
在下列家用电器中，应用直流电动机工作的是（
）A.
电熨斗
B.
电冰箱
C.
电吹风
D.
电动剃须刀解析：本题主要考查同学们对于直流电动机和交流电动机的理解，电熨斗是利用电热器工作的，不属于电动机。电冰箱中的压缩机和电吹风中的电动机利用的是交流电，所以是交流电动机。电动剃须刀是利用干电池或利用低压蓄电池提供的直流电工作的，所以是直流电动机。答案选择D。答案：D例3.
关于电动机的工作原理，下列说法正确的是（
）A.
电动机是根据电磁感应原理工作的B.
电动机是根据通电线圈在磁场中受力而转动的工作原理工作的C.
电动机是根据电流的磁效应工作的D.
电动机是根据电流的热效应工作的解析：电动机是根据通电线圈在磁场中受力而转动的工作原理工作的，也可以说成是根据通电导体在磁场中受到力的作用制成的。电动机工作是把电能转化为机械能，所以体现的是电流的机械效应，选择答案B。答案：B1.
下列各种情况中，导体在磁场中一定受到磁场力的作用的是（
）A.
导体与磁场方向平行放置
B.
导体与磁场方向垂直放置C.
通电导体与磁场方向垂直
D.
通电导体与磁场方向平行答案：C2.
一个符合安装要求的直流电动机模型，合上开关后，电动机不转，若轻轻推一下转子，电动机马上就转起来，原来不转动的原因是：（
）A.
线圈平面与磁感线垂直
B.
线圈平面与磁感线平行
C.
换向器与线圈之间断路
D.
磁极失去磁性答案：A3.
影响导体电阻大小的有多种因素。如图甲所示的实验是为了探究导体电阻大小与_______________的关系。同学们查阅资料后知道某些导体的电阻还与磁场强弱有关（磁场强弱称为磁场强度，用符号B表示，其单位为特斯拉，用符号T表示），电阻随磁场的增强而增大，利用这种关系可以测量磁场的强度。如图乙所示为室温下某磁敏电阻阻值R随磁场强度变化的曲线。若实验室可提供以下器材：磁敏电阻、蹄形磁铁、电源、开关、导线、滑动变阻器、电压表、电流表（单位为毫安）。（1）现要测定如图丙所示蹄形磁铁两极间磁敏电阻R所在处的磁场强度，请在虚线框内画出实验电路图；（2）某同学正确实验后，测得磁敏电阻R两端的电压与电流的数据如下：请利用表中数据计算该磁敏电阻R在此磁场中的阻值为
欧，该处磁场强度大约为
特斯拉；实验次数123U/伏0.450.911.50I/毫安0.30.61.0（3）若要在上述实验后继续研究磁敏电阻大小与磁场方向的关系，则只要在原实验中改变
即可。解析：本题是一道很好的综合探究题，从甲图很容易看出是为了探究导体电阻大小与温度的关系，第（1）问的作图类似于伏安法测电阻的电路，第（2）问由第1次数据可得电阻为1500欧，由第2次数据可得电阻为1517欧，由第三次数据可得电阻为1500欧，最后求平均值为1506欧。然后对照图乙很容易查出磁场强度大约为1.0特斯拉。第（3）问要研究磁敏电阻大小与磁场方向的关系，只要改变磁场方向或电流方向即可。答案：温度 （1）如下图所示 （2）1506欧
1.0 （3）磁场方向（或电流方向）4.
小张在探究通电导线在磁场中的受力方向与什么有关时，做了如图1（a）（b）（c）的三个实验。图中AB表示闭合电路的一部分导线，导线上的箭头表示电流的方向，F表示导线受力的方向，S、N表示蹄形磁铁的南北极。（1）通过实验（a）和（b）说明，通电导线在磁场中的受力方向与__________的方向有关。（2）通过实验（a）和（c）说明，通电导线在磁场中的受力方向与____________的方向有关。实验表明，通电导线在磁场中要受到________的作用，力的方向跟________方向、________方向都有关。解析：这道题综合考查同学们对实验变量的理解，通过分析实验（a）和（b），可以看出唯一不同的量是电流方向，由此说明，通电导线在磁场中的受力方向与电流的方向有关。通过分析实验（a）和（c），可以看出唯一不同的量是磁场方向，由此说明，通电导线在磁场中的受力方向与磁场的方向有关。最后总结实验表明：通电导线在磁场中要受到力的作用，力的方向跟电流方向、磁场方向都有关。答案：（1）电流（2）磁场
力
电流
磁场5.
下图装置是一个___________，当接通电源后，磁场内线圈abcd会______________，这一过程是____________能转化为____________能.解析：本题考查了电动机装置的识别和能量转化，这个装置是电动机，当接通电源后，磁场内线圈abcd因为受到磁场力的作用而持续转动，这一过程把电能转化为机械能。答案：电动机 持续转动 电 机械1.
2.3.【预习部分】1.
电磁感应现象于
年被
国物理学家
首次发现。2.
电磁感应现象定义：
电路的一部分导体在磁场中做
磁感线的运动时，导体中就会产生电流，这种现象叫做电磁感应现象。3.
感应电流：
①定义：在
现象中产生的电流。②产生的条件：
、
、
、做
运动。③导体中感应电流的方向，跟
和
有关。如果改变其中一个量的方向，则电流方向将
；如果两个量的方向同时发生改变，则电流方向将不变。4.
感应电压：在
现象中产生的电压。（注：有感应电压时不一定有感应电流）5.
交流电和直流电：①交流电：电流方向
变化的电流。我国家庭电路使用的是
。电压是
伏、周期是
秒、频率是
赫、电流方向1s改变
次。②直流电：电流方向
的电流。【本节复习】6.
下列哪些设备是根据磁场对电流作用的原理制成的（
）A.
电磁继电器
B.
电风扇
C.
电铃
D.
发电机7.
要改变直流电动机的转动方向，可采用的措施是（
）
A.
增大或减小线圈中的电流强度
B.
增强或减弱电动机里的磁场
C.
改变线圈中的电流方向，或对调磁铁的磁极
D.
改变线圈中的电流方向，同时对调磁铁的磁极9.
通电线圈在磁场里处于平衡位置时，下列说法中正确的是（
） A.
磁感线与线圈平面平行，线圈不受力 B.
磁感线与线圈平面垂直，线圈不受力 C.
磁感线与线圈平面平行，线圈受到平衡力D.
磁感线与线圈平面垂直，线圈受到平衡力答案：ACCDBCD直流电动机的线圈每转一周，线圈中的电流方向要改变
次，当线圈转到________________时，电流方向发生改变，这样才能使线圈连续地转动下去。答案：
2
平衡位置
