2017—2018学年物理人教版选修1-1 同步教学课件（22份）

课件39张PPT。第一章 电场　电流一、电荷　库仑定律读一读辨一辨一、电荷
阅读教材第2~4页“接引雷电下九天”和“电荷”部分,知道电荷间有相互作用,初步从物质的微观结构理解物体带电的本质。
1.1752年6月,富兰克林在美国费城进行了著名的风筝实验,证明了闪电是一种放电现象,跟地上的电是一样的,统一了天电和地电,使人类摆脱了对雷电现象的迷信。读一读辨一辨2.电荷
(1)种类
自然界中只存在两种电荷,分别是正电荷和负电荷。其中用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电荷,用毛皮摩擦过的硬橡胶棒带负电荷。
(2)相互作用
同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引。
(3)电荷量
电荷的多少叫电荷量,用Q或q表示,在国际单位制中,单位为库仑,符号为C。通常,正电荷量用正数表示,负电荷量用负数表示。读一读辨一辨3.起电方式
(1)摩擦起电:摩擦起电的实质是电子从一个物体转移到另一个物体上,失去电子的物体带正电,得到电子的物体带负电。
(2)感应起电:把电荷移近不带电的导体,可以使导体带电的现象,叫作感应起电。读一读辨一辨二、电荷守恒
阅读教材第4页“电荷守恒”部分,初步理解电荷守恒定律,理解元电荷的概念。
1.电荷守恒定律的内容是什么?
答案:电荷既不能创生,也不能消灭,只能从一个物体转移到另一个物体,或者从物体的一部分转移到另一部分,在转移的过程中,电荷的总量不变。
2.什么叫元电荷?物体所带电荷量与元电荷有什么关系?
答案:最小的电荷量叫元电荷,用e表示,数值上等于一个电子所带电荷量的绝对值,即e=1.60×10-19 C。实验指出,任何带电体的电荷量都等于e或者是e的整数倍。读一读辨一辨三、库仑定律
阅读教材第4~6页“库仑定律”部分,掌握库仑定律的内容,理解点电荷的概念。
1.内容:真空中两个静止点电荷之间的相互作用力,跟它们电荷量的乘积成正比,跟它们距离的二次方成反比,作用力的方向在它们的连线上。
2.表达式:F= 。静电力常量k=9.0×109 N·m2/C2。?
3.库仑定律的适用条件是什么?
答案:(1)在真空中;(2)点电荷。
4.什么是点电荷?实际带电体看成点电荷的条件是什么?
答案:如果带电体间的距离比它们自身线度的大小大得多,以至带电体的形状和大小对相互作用力的影响可以忽略不计,带电体可看作点电荷,它是理想化的模型,实际上并不存在。读一读辨一辨1.思考辨析。
(1)玻璃棒和丝绸摩擦后,玻璃棒带正电说明丝绸上的正电荷移动到玻璃棒上。 (　　)
解析:玻璃棒和丝绸摩擦时,电子会由玻璃棒移动到丝绸上,玻璃棒因失去电子而带正电。
答案:×
(2)甲物体带有+3 C电荷,乙物体带有-5 C电荷,甲带的电荷量大于乙带的电荷量。 (　　)
解析:正负号表示物体带电荷的正负,比较电荷的多少时只能看物体带电荷的数量,与正、负无关。
答案:×读一读辨一辨(3)一个物体所带的电荷量可能是1.80×10-19 C。 (　　)
解析:带电体所带的电荷量是元电荷的整数倍,1.80×10-19不是1.60×10-19的整数倍。
答案:×读一读辨一辨?问题导引名师精讲典例剖析探究一探究二探究三探究一 对起电方式的理解
如图所示,取一对用绝缘柱支撑的导体A和B,使它们彼此接触。起初它们不带电,贴在下部的金属箔片是闭合的。
(1)把带正电的物体C移近导体A,金属箔片有什么变化?
(2)这时把A和B分开,然后移去C,金属箔片又有什么变化?
(3)再让A和B接触,又会看到什么现象?
(4)再把带正电物体C和A接触,金属箔片又有什么变化?问题导引名师精讲典例剖析探究一探究二探究三要点提示(1)C移近导体A,两侧金属箔片都张开;(2)金属箔片仍张开,但张角变小;(3)A、B接触,金属箔片都闭合;(4)两侧金属箔片都张开。问题导引名师精讲典例剖析探究一探究二探究三使物体带电的方法有三种:摩擦起电、感应起电和接触带电。
1.摩擦起电是由于相互摩擦的物体的电子的得失,而使物体分别带上等量异种电荷。玻璃棒与丝绸摩擦时,由于玻璃棒容易失去电子而带正电;橡胶棒与毛皮摩擦时,由于橡胶棒容易得到电子而带负电。
2.静电感应是当一个带电体靠近导体时,由于电荷间相互吸引或排斥,导体中的自由电荷便会趋向或远离带电体,使导体靠近带电体的一端带异种电荷,远离带电体的一端带同种电荷。利用静电感应使金属导体带电的过程叫作感应起电。
3.接触带电是指一个不带电的金属导体跟另一个带电的金属导体接触后分开,不带电的导体便带上了电荷。问题导引名师精讲典例剖析探究一探究二探究三【例题1】 (多选)如图所示,A、B为相互接触的用绝缘柱支撑的金属导体,在它们的下部贴有金属箔片,起初它们不带电。C是带正电的小球,下列说法正确的是(　　)
A.把C移近导体A时,A、B上的金属箔片都张开
B.把C移近导体A后,先把A、B分开,然后
移去导体C,A、B上的金属箔片仍张开
C.把C靠近A稳定后,先把C移走,再把A、B
分开,A、B上的金属箔片仍张开
D.把C靠近A稳定后,先把A、B分开,再把C移走,然后重新让A、B接触,A上的金属箔片张开,而B上的金属箔片闭合问题导引名师精讲典例剖析探究一探究二探究三解析:虽然A、B起初都不带电,但带正电的小球C对A、B内的电荷有力的作用,使A、B中的自由电子向左移动,使得A端积累了负电荷,B端积累了正电荷,其下部贴有的金属箔片分别带上了与A、B同种的电荷。由于同种电荷间的斥力,所以金属箔片都张开,选项A正确;C在A、B附近时,先把A、B分开,则A、B分别带上了等量的异种电荷,移去C后,A、B上的电性和电荷量不变化,两金属箔片张开,选项B正确;如果先移走C,A、B上的感应电荷会在其相互之间的作用下吸引中和,不再带电,所以金属箔片都不会张开,选项C错误;先把A、B分开,再移走C,A、B仍然带电,但重新让A、B接触后,A、B上的感应电荷完全中和,金属箔片都不会张开,选项D错误。
答案:AB问题导引名师精讲典例剖析探究一探究二探究三归纳总结(1)静电感应中,中性导体在两侧同时感应等量异种电荷。感应的过程,就是导体内电荷重新分布的过程。
(2)注意静电感应现象中要放上带电体后将两物体分开,两物体带等量异种电荷,若先将物体分开再移入带电体,移去带电体后,两物体均不会带电。问题导引名师精讲典例剖析探究一探究二探究三变式训练1下列说法正确的是(　　)
A.摩擦起电和静电感应都是使物体的正、负电荷分开,而总电荷量并未变化
B.用毛皮摩擦过的硬橡胶棒带负电,是摩擦过程中硬橡胶棒上的正电荷转移到了毛皮上
C.用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电,是摩擦过程中玻璃棒得到了正电荷
D.物体不带电,表明物体中没有电荷
解析:摩擦起电和感应起电的本质都是电子发生转移,不是正电荷在运动,正电荷处在原子核上无法移动,只有得到多余的电子带负电,失去电子带正电。物体显示中性时,是正、负电荷等量,不是没有电荷。故只有选项A正确。
答案:A探究一探究二探究三问题导引名师精讲典例剖析探究二 电荷守恒定律的理解及其应用
小明同学用自制的验电器进行了一些探究实验。如图所示,小明使验电器带了负电荷,经过一段时间后,他发现该验电器的金属箔片(用包装巧克力的锡箔纸制作)几乎闭合了。关于此问题,他跟学习小组讨论后形成了下列观点,你认为哪些是正确的?探究一探究二探究三问题导引名师精讲典例剖析①金属球上原有的负电荷逐渐消失了;
②在此现象中,电荷不守恒;
③金属球上负电荷减少的主要原因是潮湿的空气将电子导走了;
④该现象是由于电子的转移引起的,仍然遵循电荷守恒定律。
要点提示带负电的验电器在潮湿的空气中,经过一段时间后,金属球上的负电荷(电子)被潮湿的空气导走了,但电荷在转移的过程中仍然守恒,故③④正确。探究一探究二探究三问题导引名师精讲典例剖析1.“总量”含义:指电荷的代数和。
2.起电过程中电荷变化:不论哪一种起电过程都没有创造电荷,也没有消灭电荷,本质都是电子发生了转移,也就是说物体所带电荷重新分配。
3.守恒的广泛性:电荷守恒定律同能量守恒定律一样,是自然界中最基本的规律,任何电现象都不违背电荷守恒定律。
4.电荷守恒定律与三种起电方式完全对应:守恒定律中所谓的“电荷从一个物体转移到另一个物体”对应的是摩擦起电与接触起电;“电荷从物体的一部分转移到另一部分”对应的是感应起电。探究一探究二探究三问题导引名师精讲典例剖析【例题2】导学号66824001有两个完全相同的带电绝缘金属球A、B,分别带有电荷量QA=6.4×10-9 C,QB=-3.2×10-9 C。问:
(1)让两绝缘金属球接触后,A、B所带电荷量各是多少?此过程中电荷发生了怎样的转移,转移了多少?
(2)A、B两球接触前固定好,让第三个与它们相同的小球C反复与A、B接触,最终A、B两球的电荷量和电性如何?探究一探究二探究三问题导引名师精讲典例剖析解析:(1)两小球接触时,电荷量少的负电荷先被中和,剩余的正电荷再重新分配,即接触后两小球的电荷量在接触过程中,电子由B球转移到A球,自身的“净”电荷全部中和后,继续转移,直至其带QB'的正电荷,这样,共转移的电荷量为ΔQ=QB'-QB=1.6×10-9 C-(-3.2×10-9 C)=4.8×10-9 C。
(2)由于三球完全相同,反复接触后三球最终电荷量相同,均分中和后的电荷量,故A、B均带正电,电荷量为答案:(1)均为1.6×10-9 C　电子由B球转移到了A球,转移的电荷量为4.8×10-9 C　(2)均为 ×10-9 C　均为正电探究一探究二探究三问题导引名师精讲典例剖析归纳总结导体接触带电时电荷量的分配与导体的形状、大小有关,当两个完全相同的金属球接触后,电荷将平均分配,即最后两个球一定带等量的同种电荷。若两个球原先带同种电荷,电荷量相加后均分;若两个球原先带异种电荷,则电荷先中和再均分。探究一探究二探究三问题导引名师精讲典例剖析变式训练2(多选)原来不带电的甲、乙两物体相互摩擦,没有其他物体参与电荷的交换,发现甲物体带了9.6×10-16 C的正电荷。以下结论正确的是(　　)
A.甲物体失去了6×103个电子
B.乙物体失去了6×103个电子
C.乙物体带9.6×10-16 C的负电荷
D.乙物体带9.6×10-16 C的正电荷
解析:根据摩擦起电的特点,甲物体带了9.6×10-16 C的正电荷,说明甲物体失去了9.6×10-16 C的负电荷,即失去了 =6×103个电子;由电荷守恒定律可知,乙物体得到了6×103个电子,带9.6×10-16 C的负电荷。
答案:AC探究一探究二探究三问题导引名师精讲典例剖析探究三 对点电荷与库仑定律的理解
现有一个半径为20 cm的带电圆盘,能否把它看作点电荷?库仑定律能否用来计算任意带电体间相互作用的静电力?
要点提示不一定,能否把带电圆盘看作点电荷,不能只看大小,要视具体情况而定。若考虑它与10 m远处的一个电子的作用力时,完全可以把它看作点电荷;若电子距圆盘只有1 mm,这一带电圆盘就相当于一个无限大的带电平面,因而不能看作点电荷。不能,库仑定律是有适用条件的,只能用来计算真空中点电荷间相互作用的静电力。探究一探究二探究三问题导引名师精讲典例剖析1.能否应用库仑定律的关键是看带电体是否能看成点电荷,是否满足库仑定律的条件。
2.计算静电力的大小时,只代入Q1、Q2的大小,不代入正负号,当带电体是均匀带电球体时,r应为球心距。
3.判断静电力方向的关键是判断两带电体的电性,库仑力一定作用在两者连线上,同种电荷间相互排斥,异种电荷间相互吸引。
4.点电荷与元电荷的区别与联系探究一探究二探究三问题导引名师精讲典例剖析5.库仑定律中的三个关键词 探究一探究二探究三问题导引名师精讲典例剖析6.库仑定律与万有引力定律的比较 探究一探究二探究三问题导引名师精讲典例剖析【例题3】 甲球带有4.8×10-16 C的正电荷,乙球带有3.2×10-16 C的负电荷,放在真空中相距为10 cm的地方,甲、乙两球的半径远小于10 cm。
(1)试求两球之间的库仑力,并说明是引力还是斥力。
(2)将两个导体球相互接触,再放回原处,能否求出两球间的库仑力是多大?是斥力还是引力?探究一探究二探究三问题导引名师精讲典例剖析解析:(1)因为两球的半径都远小于10 cm,因此可以作为两个点电荷来处理。根据库仑定律有两球带异种电荷,它们之间的作用力是引力。
(2)由于题中并没有说明两个导体球是否完全一样,因此我们无法知道两球接触再放回原处后各自电荷量的多少,也就无法求出它们之间库仑力的大小。但可以肯定两球放回原处后,它们之间的作用力变为斥力。
答案:(1)1.38×10-19 N　引力　(2)力的大小无法求出　斥力探究一探究二探究三问题导引名师精讲典例剖析归纳总结如果两个导体球完全相同,接触后电荷量重新分配,两球所分电荷量相同,由库仑定律可计算出两球之间的作用力。本题中两球没说明是完全相同的,就不能应用上述规律求解接触后带的电荷量的多少。在解题时应仔细分析题目所给条件,不能仅凭经验做题。探究一探究二探究三问题导引名师精讲典例剖析变式训练3导学号66824002真空中有甲、乙两个点电荷,相距为r,它们间的静电力为F。若甲的电荷量变为原来的2倍,乙的电荷量变为原来的 ,它们间的距离变为2r,则它们之间的静电力变为(　　)解析:根据题目给出的条件知,符合库仑定律条件, 答案:B 1 2 3 4 51.(三种起电方式的理解)冬天人穿毛衣时很容易产生静电,这种产生静电的方式属于(　　)
A.感应起电 B.接触起电
C.摩擦起电 D.毛衣本身就带电
解析:感应起电的实质是在其他带电体的影响下电荷从物体的一部分转移到另一部分;摩擦起电的实质是电子从一个物体转移到另一个物体。毛衣本身不带电,但在与皮肤摩擦时很容易产生静电,这种产生静电的方式属于摩擦起电,选项C正确。
答案:C1 2 3 4 52.(元电荷的理解)关于元电荷的理解,下列说法正确的是 (　　)
A.元电荷就是电子
B.元电荷就是质子
C.1 C的电荷量叫作元电荷
D.物体所带的电荷量都是元电荷的整数倍
解析:最小的电荷量叫作元电荷,电荷量为1.60×10-19 C,电子、质子的电荷量与元电荷相同,但它们是微观粒子,不是元电荷,选项A、B、C错误;物体所带的电荷量都是元电荷的整数倍,选项D正确。
答案:D1 2 3 4 53.(静电感应的理解)使带电的金属球靠近不带电的验电器,验电器的金属箔片张开,如图所示表示验电器上感应电荷的分布情况,正确的是(　　)1 2 3 4 5解析:把带电金属球移近不带电的验电器,若金属球带正电荷,则将导体上的自由电子吸引上来,这样验电器的上部将带负电荷,箔片带正电荷;若金属球带负电荷,则将导体上的自由电子排斥到最远端,这样验电器的上部将带正电荷,箔片带负电荷。故选项B正确。
答案:B1 2 3 4 54.(点电荷的理解)下列说法正确的是(　　)
A.点电荷就是体积很小的带电体
B.点电荷就是体积和电荷量都很小的带电体
C.根据F=k 可知,当r→0时F→∞
D.静电力常量的数值是由实验得出的
解析:`点电荷是带电体的理想模型,实际带电体在体积和形状上对问题的研究没有影响或影响不大时,都可以当成点电荷,A、B错误。库仑定律仅适用于真空中静止的点电荷,当r→0时,库仑定律不成立,C错误。静电力常量是库仑通过扭秤实验测得,D正确。
答案:D1 2 3 4 55.(多选)(库仑定律和电荷守恒定律)两个半径、材料完全相同的金属小球,所带电荷量之比为1∶7,间距为r,把两球相互接触后再放回原来的位置上,则相互作用力可能为原来的(　　)答案:CD 课件30张PPT。二、电场读一读辨一辨一、电场
阅读教材第7页“电场”部分,初步理解电场是一种物质。
1.什么是电场?
答案:电荷周围存在着的一种物质。
2.电场的基本性质是什么?
答案:对放入其中的电荷有力的作用。
3.物质存在的两种不同形式是什么?
答案:场和实物。读一读辨一辨二、电场强度
阅读教材第7~8页“电场强度”部分,知道检验电荷或试探电荷的概念、电场强度的定义式和单位,知道电场强度方向的规定,并初步理解电场强度的矢量性。
1.什么是试探电荷或检验电荷?
答案:用来检验电场是否存在及其强弱分布的电荷。
2.为什么不能直接用试探电荷所受的力来表示电场的强弱?
答案:因为对于电荷量不同的试探电荷,即使在电场的同一点,所受的静电力也不相同。
3.写出电场强度的定义式和单位。4.电场强度的方向是怎样规定的?
答案:正电荷受力的方向即为该点电场强度的方向。读一读辨一辨三、电场线
阅读教材第8~9页“电场线”部分,初步理解电场线的作用和特点,掌握匀强电场的电场线的特点。
1.定义
电场线是画在电场中的一条条有方向的曲线,曲线上每点的切线方向表示该点的电场强度的方向,如图所示。读一读辨一辨2.电场线的特点
(1)电场线从正电荷或无限远出发,终止于无限远或负电荷。
(2)电场线在电场中不相交,这是因为在电场中任意一点的电场强度不可能有两个方向。
(3)在同一幅图中,电场强度较大的地方电场线较密,电场强度较小的地方电场线较疏,因此可以用电场线的疏密来表示电场强度的相对大小。
(4)电场线不是实际存在的曲线,是为了形象地描述电场而假想的线。读一读辨一辨3.匀强电场
(1)概念:在电场中的某一区域里,如果电场强度的大小和方向都相同,这个区域的电场叫作匀强电场。
(2)电场线特点:匀强电场中的电场线是距离相等的平行直线。
(3)产生:平行正对的两金属板分别带有等量的正负电荷后,它们之间(除边缘外)的电场就是匀强电场。如图所示。读一读辨一辨1.思考辨析。
(1)电荷与电荷间的相互作用力是通过电场发生的。 (　　)
解析:电荷甲受到电荷乙的作用力是电荷乙的电场给电荷甲的作用力,同样,电荷乙受到电荷甲的作用力是电荷甲的电场给电荷乙的作用力。
答案:√
(2)根据E= ,电场强度与电荷的电荷量和受的力有关。 (　　)
解析:电场强度是电场自身的性质,与检验电荷的电荷量和受力均无关。
答案:×
(3)电场强度的方向就是电荷受力的方向。 (　　)
解析:正电荷受力的方向规定为电场强度的方向。
答案:√读一读辨一辨(4)电场线上某点的切线方向与电荷在该点受力方向可以不同。 (　　)
解析:电场线的切线方向表示电场的方向,正电荷受力方向与电场方向相同,负电荷受力方向与电场方向相反,所以电场线上某点的切线方向与电荷在该点受力方向可以不同。
答案:√
(5)在多个电荷产生的电场中,电场线是可以相交的。 (　　)
解析:电场中任意一点的电场强度不可能有两个方向。
答案:×
(6)电场线是闭合的曲线。 (　　)
解析:电场线从正电荷或无穷远出发,终止于负电荷或无穷远,是不闭合的曲线。
答案:×读一读辨一辨2.探究讨论。 答案:该同学的结论是错误的。因为电场强度是一个用比值定义的物理量,该物理量的大小与比值中的分子、分母的大小没关系。
(2)在相邻的两条电场线之间没画电场线的地方有电场吗?
答案:电场线是假想的。如果在每个地方都画电场线也就无法对电场进行描述了,所以在相邻的两条电场线之间没画电场线的地方也有电场。
(3)电场线是直线的电场一定是匀强电场吗?
答案:不一定。例如:点电荷的电场线是直线,但点电荷周围的电场不是匀强电场。问题导引名师精讲典例剖析探究一探究二探究一 对电场强度的理解
在电场中的某点放一试探电荷+q,它所受的电场力大小为F,方向水平向右,则该点的电场强度大小EA= ,方向水平向右。若在该点放一个负试探电荷,该点的电场强度方向是否变化?若在该点放一个+2q的试探电荷,该点的电场强度大小是否变化?若在该点不放试探电荷,该点电场强度是否变化?
要点提示都不变,这是因为电场中某点电场强度E的大小和方向取决于电场本身(即场源电荷及该点的空间位置),与有无试探电荷、试探电荷的电性、电荷量的大小均无关。问题导引名师精讲典例剖析探究一探究二问题导引名师精讲典例剖析探究一探究二【例题1】 电场中有一点P,下列说法正确的是(　　)
A.若放在P点的电荷的电荷量减半,则P点的电场强度减半
B.若P点没有试探电荷,则P点电场强度为零
C.P点电场强度越大,则同一电荷在P点所受电场力越大
D.P点的电场强度方向为该点的电荷的受力方向
解析:电场中某点的电场强度是客观存在的,不依赖于有无试探电荷。选项A、B错误。由E= 得F=Eq,当q一定时,F与E成正比,所以选项C正确。电场中某点的电场强度方向规定为正电荷在该点时受到的电场力方向,与负电荷受力的方向相反,选项D错误。
答案:C问题导引名师精讲典例剖析探究一探究二规律总结电场强度是电场中的重要概念,初学时往往会认为“电荷受力越大电场强度就越大”。要明确电场强度是由电场力F与电荷量q的比值来定义的,对电场中确定的一点,其电场强度是一定的,与引入的试探电荷无关。问题导引名师精讲典例剖析探究一探究二变式训练1(多选)关于电场强度的定义式E= ,下列说法正确的是(　　)
A.式中F是放入电场中的电荷所受的力,q是放入电场中的电荷的电荷量
B.电场强度E与电场力F成正比,与放入电场中的电荷的电荷量q成反比
C.电场中某一点的电场强度在数值上等于单位电荷在此点所受的电场力
D.电场强度的定义利用了比值定义法问题导引名师精讲典例剖析探究一探究二解析:在E= 中q是引入的试探电荷的电荷量,F是试探电荷所受的电场力,E和 二者在数值上相等,但是E与F和q都无关,E是由电场本身决定的。电场强度E是由F与q的比值定义的,利用了比值定义法。
答案:ACD探究一探究二问题导引名师精讲典例剖析探究二 对电场线的理解
按照以下步骤观察花粉在电场中的分布:
(1)将花粉均匀地拌在蓖麻油(或洗洁精)内,然后放到点电荷电场中,观察花粉的排列形状。
(2)将两块相互平行、比较靠近的金属板,分别接到起电机的两个放电球上,两板之间形成匀强电场。将拌有花粉的蓖麻油容器放进电场中。观察到的部分现象如图所示:探究一探究二问题导引名师精讲典例剖析从图中我们清楚地看到花粉在电荷周围规则排列,这是否说明带电体周围电场线是客观存在的?探究一探究二问题导引名师精讲典例剖析要点提示不是。花粉只是模拟了电荷周围电场线的分布。电场线只是为了形象描述电场而引入的一种模型。探究一探究二问题导引名师精讲典例剖析1.电场线的切线方向即为电场强度的方向。
2.电场线不是电场里实际存在的线,而是为形象地描述电场而假想的线,因此电场线是一种理想化模型。
3.电场线始于正电荷,止于负电荷。在正电荷形成的电场中,电场线起于正电荷,延伸到无穷远处;在负电荷形成的电场中,电场线起于无穷远处,止于负电荷。
4.电场线不闭合、不相交,也不是带电粒子的运动轨迹。在特殊情况下,带电粒子的运动轨迹可以与电场线重合。
5.在同一电场里,电场线越密的地方,电场强度越大;电场线越稀的地方,电场强度越小。探究一探究二问题导引名师精讲典例剖析电场线的疏密和电场强度的关系常见情况分析如下:
如图甲中,EA>EB。若只给一条直电场线,如图乙所示,则A、B两点的电场强度大小,无法由疏密程度来确定,对此情况可有多种推理判断:①若是正点电荷电场中的一根电场线,则有EA>EB;②若是负点电荷电场中的一根电场线,则有EAA.A、B两点的电场强度方向相同
B.电场线从A指向B,所以EA>EB
C.A、B同在一条电场线上,且电场线是直线,所以EA=EB
D.不知A、B附近的电场线分布状况,EA、EB的大小不能确定
解析:根据电场线的物理意义,线上各点的切线方向表示该点的电场强度方向。因题中的电场线是直线,所以A、B两点的电场强度方向相同,都沿着电场线向右;因为电场线的疏密程度反映了电场强度的大小,但由于题中仅画出一条电场线,不知道A、B附近电场线的分布状况,所以无法确定EA、EB的大小。
答案:AD探究一探究二问题导引名师精讲典例剖析归纳总结一条电场线不能反映电场的全部性质,只有多条电场线才能把电场的全部性质反映出来。探究一探究二问题导引名师精讲典例剖析变式训练2右图是点电荷Q周围的电场线,以下判断正确的是 (　　)
A.Q是正电荷,A点的电场强度大小大于B点的电场强度大小
B.Q是正电荷,A点的电场强度大小小于B点的电场强度大小
C.Q是负电荷,A点的电场强度大小大于B点的电场强度大小
D.Q是负电荷,A点的电场强度大小小于B点的电场强度大小
解析:电场线起始于正电荷,指向负电荷或无穷远处,故Q是正电荷。电场线越密集的地方电场强度越强,即EA>EB。故选项A正确。
答案:A1 2 3 4 51.(电场的理解)下列说法不正确的是(　　)
A.只要有电荷存在,电荷周围就一定存在电场
B.电场不是物质,因为我们没有看见
C.电荷间的相互作用是通过电场产生的
D.电场的基本性质是对放入其中的电荷有力的作用
解析:电场是一种特殊的物质,看不见、摸不着,其基本性质是对放入其中的电荷有力的作用,电荷之间的相互作用是通过电场发生的,所以A、C、D正确,B错误。
答案:B1 2 3 4 52.(电场和电场线)关于电场和电场线,下列说法正确的是 (　　)
A.电场和电场线都看不见、摸不着,所以电场和电场线实际都不存在
B.虽然电场和电场线都看不见、摸不着,但电场是一种客观存在的物质,而电场线不存在
C.虽然电场和电场线都看不见、摸不着,但电场线是一种客观存在的物质,而电场不存在
D.虽然电场和电场线都看不见、摸不着,但电场和电场线都是客观存在的物质
解析:电场是一种客观存在的物质,而电场线是人们为了形象地描述电场引进的假想的线,实际不存在。
答案:B1 2 3 4 53.(多选)(电场强度的理解)下列关于电场强度的叙述正确的是(　　)
A.电场中某点的电场强度在数值上等于单位电荷受到的电场力
B.电场中某点的电场强度与该点试探电荷所受的电场力成正比
C.电场中某点的电场强度方向就是试探电荷在该点所受电场力的方向
D.电场中某点的电场强度与该点有无试探电荷无关
解析:由电场强度的定义知选项A正确;电场强度的大小和试探电荷无关,选项B错误,选项D正确;电场强度方向就是带正电的试探电荷在该点所受电场力的方向,选项C错误。
答案:AD1 2 3 4 54.(电场线)如图能正确描述负点电荷电场线的是(　　)
解析:正点电荷产生的电场的电场线似“光芒四射”,负点电荷产生的电场的电场线似“万箭穿心”,选项B正确。
答案:B1 2 3 4 55.(多选)(电场强度的理解)在电场中的某点A放一试探电荷+q,它所受到的电场力大小为F,方向水平向右,则A点的电场强度大小EA= ,方向水平向右。下列说法正确的是(　　)
A.在A点放一个负试探电荷,A点的电场强度方向变为水平向左
B.在A点放一个负试探电荷,它所受的电场力方向水平向左
C.在A点放置一个电荷量为2q的试探电荷,则A点的电场强度变为2EA
D.在A点放置一个电荷量为2q的试探电荷,则它所受的电场力变为2F1 2 3 4 5解析:E= 是电场强度的定义式,某点电场强度大小和方向与场源电荷有关,而与放入的试探电荷没有任何关系,选项A、C错误,B正确。A点电场强度EA一定,放入试探电荷所受电场力大小为F=qEA,当放入电荷量为2q的试探电荷时,试探电荷所受电场力应为2F,故选项D正确。
答案:BD课件25张PPT。三、生活中的静电现象读一读辨一辨一、放电现象
阅读教材第10页“放电现象”部分,了解两种常见的放电现象。
1.什么是火花放电?
答案:在干燥的天气里脱化纤布料的衣服时,会看到火花、听到噼啪声,这是火花放电现象。
2.什么是接地放电现象?
答案:在生活、生产中,为了防止电荷在导体上过量聚集,常常用导线把带电导体与大地连接起来,这是接地放电现象。读一读辨一辨二、雷电和避雷
阅读教材第10~11页“雷电和避雷”部分,知道雷电产生的原因,了解尖端放电的原理。
1.雷电:云层之间或云层与大地之间发生的强烈的放电现象,并能产生耀眼的闪光和巨响。
2.尖端放电
(1)实验表明,电荷在导体表面的分布是不均匀的,突出的位置,电荷比较密集;平坦的位置,电荷比较稀疏,导体尖锐部位的电荷特别密集,尖端附近的电场就特别强,会产生尖端放电。
(2)避雷针是利用尖端放电的原理来工作的。读一读辨一辨3.简述雷电对日常生活造成的危害和带来的好处。
答案:危害:闪电的电流可以高达几十万安培,会使建筑物损坏;
好处:闪电产生的高温促使空气中的氧和氮合成氮氧化物,随雨水降至地面,成为天然的氮肥;闪电产生的臭氧留在大气层中,能保护地球上的生物免遭紫外线的伤害。读一读辨一辨三、静电的应用和防止
阅读教材第13页“静电的应用和防止”部分,知道人们对静电的应用,了解静电除尘的工作原理。
1.静电的应用主要有哪些?
答案:静电除尘、静电喷漆、静电复印等。
2.静电除尘的原理是怎样的?
答案:烟尘由于吸附了电子而带负电,在电场力的作用下向带异种电荷的电极运动,最后被吸附在电极上,这样可除去烟尘中的微粒。读一读辨一辨1.思考辨析。
(1)物体放电后,对外不显电性,即物体原来带有的电荷消失了。 (　　)
解析:物体放电实质是电荷的中和现象,物体原来带有的电荷并没有消失。
答案:×
(2)发现尖端放电现象的科学家是富兰克林。 (　　)
解析:美国科学家富兰克林通过一系列实验发现了尖端放电现象。
答案:√读一读辨一辨(3)油罐车后面装一条拖地的铁链是为了防止静电的危害。 (　　)
解析:油罐车在行驶的过程中,由于摩擦容易积累大量电荷。电荷放电会产生火花以致引发火灾。在车后装一条拖地的铁链目的是尽快把产生的静电导走。
答案:√读一读辨一辨2.探究讨论。
在干燥的冬季,回到家中脱去外套后如果接着去触摸导电体,比如门把手、水龙头、煤气开关、其他人等,常会被电击一下,如何减少这种受电击的情况呢?
答案:脱外套时内外衣物摩擦,会产生大量电荷,从而使人体带电。接着接触其他导体时,由于放电现象,会使人有被电击的感觉。要减少电击现象,一是脱衣时慢一些,从而减少摩擦生电,同时使内外衣物上的电荷能有充分的中和时间;二是脱衣后先不要用手接触导体,过一段时间后,身上的电荷和周围的异种电荷慢慢中和,人体就不带电了。问题导引名师精讲典例剖析探究一探究二探究一 认识常见的放电现象
“在干燥的空气中脱化纤衣服时,会看到电火花,并听到噼啪声” “飞机降落时,它与空气摩擦产生的静电通过导电橡胶轮胎导入大地”分别属于哪类放电现象?
要点提示前者是当静电累积到一定程度时产生的“火花放电”,后者是带电体与大地连接后的接地放电现象。问题导引名师精讲典例剖析探究一探究二1.放电现象
带电体失去电荷的现象。
2.火花放电
最常见的放电现象,当静电荷积累到一定程度时,就会产生火花放电。
火花放电在生活中常会遇到。在地毯上行走的人,与地毯摩擦而带的电荷如果足够多,当人伸手去拉金属门把手时,手与金属把手间会产生火花放电,严重时会使人痉挛;在空气中飞行的飞机,与空气摩擦而带的电在着陆过程中如果没有被导走,当地勤人员接近机身时,人与飞机间会产生火花放电,严重时能将人击倒;静电对现代高精密度、高灵敏度的电子设备颇有影响,带静电很多的人甚至可以使那些灵敏、脆弱、小巧玲珑的电子器件因火花放电而被击穿,毁坏一部电子仪器。问题导引名师精讲典例剖析探究一探究二3.接地放电
(1)接地放电:用导线把带电体与大地连接起来,从而使带电体上的电荷导入大地,这就是接地放电现象。
(2)常见的接地放电现象
①油罐车尾部拖一铁链,把车上的电荷导入大地。
②飞机降落时,它与空气摩擦产生的静电通过导电橡胶轮胎导入大地。
③计算机房和大型电话交换机房的地板要用导电良好的材料制成,以防静电的积累。问题导引名师精讲典例剖析探究一探究二4.尖端放电现象产生的原因
通常情况下空气是不导电的,但是如果电场特别强,气体分子中的正、负电荷受到方向相反的强电场力,有可能被“撕”开,这个现象叫作空气的电离。电离后空气中存在着负电荷(负离子、自由电子)和正离子。
由于同种电荷相互排斥,导体上的静电荷总是分布在表面上,而且一般说来分布是不均匀的,导体尖端的电荷特别密集,所以尖端附近空气中的电场特别强,使得空气中残存的少量离子加速运动。这些高速运动的离子撞击气体分子,使更多的分子电离,这时空气成为导体,于是产生了尖端放电现象。问题导引名师精讲典例剖析探究一探究二5.尖端放电现象的重要应用——避雷针
带电云层靠近建筑物时,同种电荷受到排斥,流入大地,建筑物上留下了异种电荷。当电荷积累到一定程度时,会发生强烈的放电现象,可能产生雷击。
如果在建筑物上安装了避雷针,在避雷针上产生的感应电荷会通过针尖放出,逐渐中和云中的电荷,从而保护建筑物,使其免受雷击。问题导引名师精讲典例剖析探究一探究二【例题1】 人们在晚上脱衣服时,有时会看到火花四溅,并伴有“噼啪”声,这是因为(　　)
A.衣服由于摩擦而产生了静电
B.人体本身是带电体
C.空气带电,在衣服上放电所致
D.以上说法均不正确
解析:本题考查的内容是对火花放电的理解。若我们身穿含有化纤成分的衣服,且不断运动,使衣服与衣服之间、衣服与皮肤之间不停地摩擦,在摩擦中就会使衣服上带有异种电荷。在脱衣服时,正电荷和负电荷碰到一起就产生放电现象,于是我们听到“噼啪”的放电声音,在晚上还可以看见火花。故选A。
答案:A问题导引名师精讲典例剖析探究一探究二归纳总结对于放电现象,要掌握三种放电方式:火花放电、接地放电和尖端放电。要理解其各自的特点,并在此基础上去分析、解决有关问题。问题导引名师精讲典例剖析探究一探究二变式训练1避雷针能够避免建筑物被雷击的原因是(　　)
A.云层中带的电荷被避雷针通过导线导入大地
B.避雷针的尖端向云层放电,中和了云层中的电荷
C.云层与避雷针发生摩擦,避雷针上产生的电荷被导入大地
D.以上说法都不对
解析:本题考查的内容是对避雷针避雷原理的理解。带电荷的云层靠近避雷针时,在避雷针的尖端感应出与云层电性相反的静电,达到一定程度时就会向空中放电,中和云层中的电荷,从而避免建筑物遭受雷击,故选B。
答案:B探究一探究二问题导引名师精讲典例剖析探究二 静电的防止和应用
在给电脑硬件进行维修时,技师常把手在金属水龙头上触一下,这样做的目的是什么呢?
要点提示人在干燥的环境中工作时,由于人体与衣服的摩擦,常出现静电现象,与金属水龙头或地接触可以把电荷导走,防止静电把电脑上的电子元件损坏。探究一探究二问题导引名师精讲典例剖析1.静电的产生
两种不同的物体相互摩擦可以起电,甚至干燥的空气与衣物摩擦也会起电。摩擦起的电在能导电的物体上可迅速流失,而在不导电的绝缘体如化纤、毛织物等物体上就不会流失而形成静电,并聚集起来,当达到一定的电压时就产生放电现象,产生火花并发出声响。
2.静电的应用实例
静电除尘、静电喷漆、静电植绒、静电复印等。
3.静电的危害与防止
(1)危害:火花放电引发火灾;使人受到电击,干扰正常的生活;影响工厂正常的生产活动;毁坏精密的电子设备……
(2)防止:尽快把静电导走,避免过多的积累,如:室内要保持一定的空气湿度;避免使用化纤、塑料质地的饰物;穿柔软的棉织或丝织内衣;用湿毛巾擦手、脸;摸墙;赤足……探究一探究二问题导引名师精讲典例剖析【例题2】 导学号66824008(多选)利用如图所示的装置可以消除烟气中的煤粉,
金属管A和悬挂在管中的金属丝B之间接高压电源,下面关于其工作情况的说法正确的是(　　)
A.靠近B的空气分子被电离为电子和正离子
B.电离出的电子在电场力的作用下向
A做匀加速运动
C.煤粉的颗粒被电离为正、负带电微粒,
分别吸附在B和A上,再从F处落下
D.从空气分子中电离出的电子在向A运动
的过程中,遇到煤粉使煤粉带负电,带负电
的煤粉被吸附到A上,再从F处落下静电除尘装置 探究一探究二问题导引名师精讲典例剖析解析:由于电极A、B是接在高压电源上,B为一细金属丝,从电场线的分布可知,越靠近B处电场越强,所以靠近B处的空气分子在强电场的作用下被电离,选项A正确;除尘装置中的电场是非匀强的,电子向A做变加速运动,选项B错误;电子遇到煤粉就会附着在煤粉上,使煤粉带上负电,带负电的煤粉在电场力作用下向A加速运动并吸附到A上,这样,烟气中的煤粉即被清除。注意被电离的是空气分子,而不是煤粉颗粒。选项C错误,选项D正确。
答案:AD
规律总结本题属于电场知识在生活、生产中的综合应用。解答本题的关键是要明确静电除尘的工作原理。探究一探究二问题导引名师精讲典例剖析变式训练2在医疗手术中,为防止麻醉剂乙醚爆炸,地砖要用导电材料制成,医生护士要穿由导电材料制
成的鞋子和棉布外套,一切设备要良好接地,甚至病人身体也要良好接地,这样做是为了(　　)
A.应用静电 B.除菌消毒
C.消除静电 D.防止漏电
解析:麻醉剂乙醚易挥发,遇明火容易发生爆炸,医生护士做手术时要穿由导电材料制成的鞋子和棉布外套,一切设备要良好接地,这样做是为了将摩擦产生的静电及时导走,防止放电产生火花而引起爆炸,C正确。
答案:C1 2 31.(静电的防止)下列哪些措施是为了防止静电产生的危害(　　)
A.在高大的建筑物顶端安装上避雷针
B.在高大的烟囱中安装静电除尘器
C.静电复印
D.静电喷漆
解析:安装上避雷针是为了通过尖端放电将感应电荷及时导出,避免建筑物遭雷击。静电除尘器、静电复印、静电喷漆都是静电现象的应用。故应选A选项。
答案:A1 2 32.(静电的应用)下列关于静电除尘的说法正确的是(　　)
A.进入除尘器后,烟雾中的颗粒被强电场电离而带正电,颗粒向电源负极运动
B.除尘器中的空气被电离,烟雾颗粒吸附电子而带负电,颗粒向电源正极运动
C.烟雾颗粒带电后,受到竖直向下的电场力而向下运动
D.烟雾颗粒被强电场粉碎成更小的颗粒,排到大气中人眼看不到
解析:静电除尘器的两个电极接高压电源,形成强电场,使空气发生电离,自由电子在电场力作用下,向正极加速运动,电子被烟雾颗粒吸附后,一起向电源正极运动,在正极积聚大量颗粒,在重力作用下,从除尘器的下部排出。
答案:B1 2 33.(静电的防止与应用)下列措施中,哪些是用来防止火花放电的?哪些是利用火花放电的?
(1)汽车中汽油发动机的点火装置。
(2)飞机的轮胎用导电橡胶制作。
(3)地毯中夹杂着长为0.05~0.07 mm的不锈钢丝纤维。
解析:(1)汽车发动机的点火装置是利用火花放电,使汽油燃烧从而产生动力。
(2)飞机的轮胎用导电橡胶制作,是把飞机上积累的电荷导入大地,以防止火花放电。
(3)人在地毯上行走会发生摩擦起电现象,地毯中掺入导体是用来防止火花放电的。
答案:见解析课件25张PPT。四、电容器读一读辨一辨一、电容器
阅读教材第14页第1~3自然段及“电容器”部分,知道什么是电容器,了解电容器的作用。
1.什么是平行板电容器?电容器的作用是什么?
答案:在两个正对的平行金属板中间夹一层绝缘物质,就组成一个最简单的电容器——平行板电容器。实际上任何两个彼此绝缘又相互靠近的导体,都可以组成电容器。
电容器的作用是储存电荷。
2.最早出现的电容器是什么?
答案:最早出现的电容器是莱顿瓶。读一读辨一辨3.什么叫电容器的充电?
答案:把电容器的一个极板与电池组的正极相连,另一个极板与电池组的负极相连,就能使两个极板分别带上等量的异种电荷,这个过程叫作电容器的充电。
4.电容器是怎样帮助闪光灯实现其功能的?
答案:照相机的闪光灯,在不到 s的短暂时间内发出强烈闪光,瞬时电流很大,各种电池都不能承受。在实际中,常常用电容器帮助闪光灯实现它的功能。拍照前先用较长的时间(一般是几秒)给电容器充电,拍照时触发闪光灯,使电容器通过灯管放电,发出耀眼的白光。然后电源又给电容器充电,为下次闪光做准备。读一读辨一辨二、电容器的电容
阅读教材第15页“电容器的电容”部分,知道电容器的电容大小的影响因素,电容器的单位等。
1.物理意义:用来描述电容器容纳电荷本领大小的物理量。
2.决定因素:电容器极板的正对面积越大,极板间的
距离越近,电容器的电容就越大。极板间电介质的性质也会影响电容器的电容。
3.单位及换算:在国际单位制中,电容的单位是法拉,简称法,符号是F。实际中常用的还有微法(μF)和皮法(pF)。它们的换算关系是
1 F=106 μF=1012 pF。读一读辨一辨1.思考辨析。
(1)电容器的电容大,储存的电荷就多。 (　　)
解析:电容器储存的电荷除与电容器的电容有关外,还与两极板的电压有关。在电压一定的情况下,电容越大,储存的电荷越多。
答案:×
(2)当电容器不带电时其电容为零。 (　　)
解析:电容是电容器自身的因素决定的,与电容器所带电荷量的多少、电压的高低等因素无关。
答案:×读一读辨一辨(3)一个电容器的规格是“10 μF,50 V”,则这个电容器所加电压不能低于50 V。 (　　)
解析:电容器上所标的电压为电容器两端所允许施加的电压的最大值。
答案:×
2.探究讨论。
通过查阅资料,说说电容器可以通过改变哪些物理量来改变电容的大小?
答案:对于可变电容器来说,通常可以通过改变电容器两个极板的正对面积、两极板间的距离、极板间的电介质等因素来改变电容的大小。问题导引名师精讲典例剖析探究一探究二探究一 对电容器的理解
“电容器”顾名思义就是容纳电荷的仪器。在电气设备中常用到各种型号的电容器,你知道它们在结构上有什么共同点吗?它们又是怎样储存电荷的呢?
要点提示尽管电容器的外形不尽相同,但都是由两个彼此绝缘又互相靠近的导体(又叫电容器的极板)组成的;由于两极板相对且靠得很近,正负电荷相互吸引,电容器就是以这种方式储存电荷的。问题导引名师精讲典例剖析探究一探究二1.电容器是储存电荷的装置,莱顿瓶是最早出现的电容器。电容器是电气设备中的重要元件。任何两个彼此绝缘而又互相靠近的导体都可以看成电容器。
2.电容器带的电荷量等于一个极板所带电荷量的绝对值。
3.电容器储存的电荷只在极板上聚积而不通过电容器。
这要从电容器的结构上看:两极板均为导体,和电源的正、负极相连,它使两极板带上等量异种电荷。电容器两个极板间充满电介质,彼此绝缘,电介质中没有定向移动的自由电荷,所以两极板的电荷不会通过电介质。问题导引名师精讲典例剖析探究一探究二4.常用电容器及标称值
常用的电容器,从构造上看,可以分为固定电容器和可变电容器两类。
加在电容器两极上的电压不能超过某一限度。超过这个限度,电介质将被击穿,电容器损坏。这个极限电压称为击穿电压。电容器工作时的电压应低于击穿电压。电容器上一般都标明电容器的电容和额定电压的数值。额定电压是指电容器长期工作时所能承受的电压,比击穿电压要低。问题导引名师精讲典例剖析探究一探究二5.电容器的充电和放电
(1)充电
①定义:使电容器两极板带上等量异种电荷的过程叫作充电,如图甲所示。
②特征:两极板所带等量异种电荷均匀分布在两极板相对的内侧,充电的过程是将电能储存在电容器中。问题导引名师精讲典例剖析探究一探究二(2)放电
①定义:使充电后的电容器失去电荷的过程叫作放电,如图乙所示。
②特征:放电过程是储存在电场中的电场能转化为其他形式的能。问题导引名师精讲典例剖析探究一探究二【例题1】如图所示实验中,关于平行板电容器的充、放电,下列说法正确的是(　　)
A.开关接1时,平行板电容器充电,且上极板带正电
B.开关接1时,平行板电容器充电,且上极板带负电
C.开关接2时,平行板电容器充电,且上极板带正电
D.开关接2时,平行板电容器充电,且上极板带负电问题导引名师精讲典例剖析探究一探究二解析:开关接1时,平行板电容器充电,上极板与电源正极相连而带正电,A对,B错;开关接2时,平行板电容器放电,放电结束后上下极板均不带电,C、D错。
答案:A
方法技巧电容器充电方法及特点
(1)充电方法:将电容器的两个极板与电源的正负两极相连接。
(2)充电的特点:
①与电源正极相连的极板带正电,与电源负极相连的极板带负电;②充电过程,其他能转化为电容器的电场能。问题导引名师精讲典例剖析探究一探究二变式训练1导学号66824010(多选)下列关于电容器的叙述正确的是(　　)
A.电容器是储存电荷和电能的容器,只有带电的容器才称为电容器
B.任何两个彼此绝缘而又相互靠近的导体,都能组成电容器,而且跟这两个导体是否带电无关
C.电容器所带的电荷量是指单个极板所带电荷量的绝对值
D.电容器充电过程是将其他形式的能转变成电容器的电能并储存起来;电容器放电过程是将电容器储存的电能转化为其他形式的能问题导引名师精讲典例剖析探究一探究二解析:电容器是任何两个彼此绝缘而又互相靠近的导体组成的能够储存电荷和电能的装置,与是否带电无关,则A错误,B正确。电容器充电时,将其他形式的能转化为电能储存起来;反之,放电过程是将它储存的电能转化为其他形式的能,故D正确。由电容器的性质知C正确。
答案:BCD探究一探究二问题导引名师精讲典例剖析探究二 对电容器电容的理解
这个电容器的电容是多少?使用时两极间的电压不能超过多少伏?
要点提示100 μF　100 V探究一探究二问题导引名师精讲典例剖析1.电容器与电容的区别
电容器是一个电学元件,而电容是一个物理量,它表征了电容器容纳电荷的本领。
2.平行板电容器电容大小的决定因素
电容器的电容跟两极板的正对面积、两极板的间距以及两极板间的电介质有关。两极板的正对面积越大,极板间的距离越小,电介质的介电常数越大,电容器的电容就越大,反之,则越小。
通常的可变电容器就是通过改变两极板的正对面积来实现电容变化的。
3.电容器铭牌的含义
如果一容器上面标注有“50 μF,6 V”,则表示其电容大小为50 μF,额定电压6 V,加在其两端的电压不能超过6 V。探究一探究二问题导引名师精讲典例剖析【例题2】 (多选)关于电容器,下列说法正确的是(　　)
A.电容器和电容是同一个概念
B.电容器是储存电荷的装置
C.电容表示电容器储存电荷的本领
D.电容器极板的正对面积越大,板间距离越大,电容就越大
解析:电容器是储存电荷的装置,形形色色的电容器在生产生活中有着广泛的应用,电容是描述电容器储存电荷本领的物理量,二者是不同的,选项A错误,选项B、C正确;电容器电容的大小与极板的正对面积、极板间的距离有关,正对面积越大电容越大,极板间的距离越小电容越大,选项D错误。
答案:BC
归纳总结要知道电容器、电容的概念,知道两个概念的区别。知道电容的大小与哪些因素有关。探究一探究二问题导引名师精讲典例剖析变式训练2导学号66824011下列关于电容的说法正确的是(　　)
A.一只电容器所带的电荷量越大,电容越大
B.如果一个电容器两极板间没有电压,就没有电荷量,也就没有电容
C.对于可变电容器而言,在其他条件不变的基础上,电容器极板的正对面积越大,电容越小
D.对于可变电容器而言,在其他条件不变的基础上,电容器极板的正对面积越大,电容越大探究一探究二问题导引名师精讲典例剖析解析:电容是描述电容器容纳电荷本领大小的物理量,其大小是由电容器自身性质决定的,取决于两极板的正对面积、极板间的距离及两极板间电介质的种类这三个因素,所以选项A、B错误;对于可变电容器,动片旋入越多,正对面积越大,电容也就越大,故选项C错误,D正确。
答案:D1 2 3 41.(电容器的符号)下列符号表示电容器的是(　　) 答案:A 1 2 3 42.(电容的单位)有关电容的单位,正确的是(　　)
A.1 F=106 μF B.1 F=10-6 μF
C.1 F=106 pF D.1 F=10-6 pF
解析:1 F=106 μF=1012 pF,故A对,B、C、D错。
答案:A1 2 3 43.(多选)(电容器的理解)关于电容器,以下说法正确的是 (　　)
A.电容器所带电荷量是指两个极板所带电荷量的绝对值之和
B.电容器所带电荷量是指一个极板所带电荷量的绝对值
C.可变平行板电容器的动片旋出(两极板正对面积减小),它的电容就增大;旋进,它的电容就减小
D.任何两个彼此绝缘而又相互靠近的导体,就组成了电容器,跟这两个导体是否带电无关
解析:电容器所带电荷量是指一个极板所带电荷量的绝对值,故选项A错误,B正确;减小平行板电容器的正对面积,其电容将减小,故选项C错误;任何两个彼此绝缘而又相互靠近的导体,就组成了电容器,跟这两个导体是否带电无关,故选项D正确。
答案:BD1 2 3 44.(电容器的充、放电)如图所示,开关S闭合的瞬间和平行板电容器充电稳定后增大两极板距离的过程中,对电阻R来说,有无电流通过?如果有,方向怎样?
答案:S闭合的瞬间有电流,方向从A流向B,在增大两极板距离的过程中,也有电流,方向从B流向A。课件26张PPT。五、电流和电源读一读辨一辨一、电流
阅读教材第16页第1、2自然段和“电流”部分,了解人们对电流认识的发展历程,知道电流的方向及求法。
1.哪位科学家发明了最早的直流电源——电堆?
答案:伏打。
2.电流是怎样形成的?电流的方向是怎样规定的?
答案:电荷的定向移动形成电流。习惯上规定正电荷定向移动的方向为电流的方向,与负电荷定向移动的方向相反。
3.在电源外部的电路中,电流从电源的正极流向负极。读一读辨一辨4.什么是电流?电流的公式及单位是什么?
答案:用通过导体横截面的电荷量Q跟通过这些电荷量所用时间t的比值来描述电流的强弱。单位:安培,简称安,国际符号A。
1毫安(mA)=10-3 A,1微安(μA)=10-6 A。读一读辨一辨二、电源和电动势
阅读教材第17页“电源和电动势”部分,了解闭合电路的组成、电源在电路中所起的作用、电动势的单位等。
1.一个闭合电路的组成包含哪些元件?
答案:电源、开关、用电器和导线。
2.电源在电路中起什么作用?
答案:(1)保持导体上有持续电压。
(2)将其他形式的能转化为电能,提供给用电器使用。读一读辨一辨3.电动势
(1)大小:电源的电动势等于电源没有接入电路时两极间的电压。
(2)决定因素:电源的电动势是由电源本身的性质决定的,它表征了电源把其他形式的能转化为电能的本领大小。
(3)符号及单位:电动势的符号是E ,单位与电压的单位相同,也是伏特。读一读辨一辨1.思考辨析。
(1)电源是把其他形式的能转化为电能的装置。(　　)
解析:电源的作用就是把其他形式的能转化为电能,提供给用电器使用。
答案:√
(2)电源两极间的电压就是电源的电动势。(　　)
解析:电源的电动势等于电源没有接入电路时两极间的电压,当电源接入电路时,两极间的电压与电动势不相等。
答案:×
(3)通过导体横截面的电荷量越多,导体中的电流就越大。 (　　)
解析:根据电流的定义式I= ,电流还与通过电荷量Q所用的时间有关。
答案:×读一读辨一辨(4)金属导体中的自由电荷是电子,电流的方向为电子定向移动的反方向。 (　　)
解析:电流的方向规定为正电荷定向移动的方向,与负电荷定向移动的方向相反。电子带负电,故电流的方向与电子定向移动的方向相反。
答案:√读一读辨一辨2.探究讨论。
(1)什么条件下电荷才能做定向移动呢?
答案:把导体两端分别接到电源的两极上,导体两端就有了电压,这时导体中也有了电场,导体中的自由电荷在电场的作用下发生定向移动,形成电流。
(2)①用毛线将干电池和小灯泡接成闭合回路,小灯泡亮吗?
②若去掉干电池,用导线把小灯泡正负极相连呢?想想为什么?
答案:①中小灯泡不亮,原因是小灯泡中没有电流通过。因为毛线中无自由电荷,不导电。②中灯泡不亮是因为电路中无电源。问题导引名师精讲典例剖析探究一探究二探究一 对电流的理解
电解液导电时,电解液中的自由电荷既有正电荷,也有负电荷,计算电流时,电荷量是用正电荷的电荷量,还是负电荷的电荷量?根据I= 能不能说电流与Q成正比,与t成反比?
要点提示在利用I= 计算电解液中电流的大小时,由于正、负离子定向移动的方向相反,形成的电流方向相同,所以此时的Q应为定向移动的正、负离子所带电荷量的绝对值之和,即Q=|Q1|+|Q2|,用此公式计算出的电流是t时间的平均值;由于I= 是电流的定义式,所以不能认为I与Q成正比,与t成反比。问题导引名师精讲典例剖析探究一探究二1.形成电流的条件
(1)要有能自由移动的电荷。
一切导体中都有自由电荷,例如:金属导体中的自由电子,酸、碱、盐水溶液中的正、负离子,都是自由电荷。
(2)导体两端存在电压。
自由电荷只有定向移动才能形成电流,要使自由电荷定向移动,需要给自由电荷施加驱使它们做定向移动的作用力,这个作用力可以由电场施加。将导体的两端加上一定的电压(通过电源来实现),导体中就有了电场,导体中的自由电荷便在电场力的作用下定向移动,形成电流。所以形成电流还应满足:导体两端存在电压。
干电池、蓄电池、发电机等电源,它们在电路中的作用是保持导体两端的电压,使导体中有持续的电流。问题导引名师精讲典例剖析探究一探究二2.对电流I= 的理解
通过导体横截面的电荷量Q与所用时间t的比值称为电流。公式为I= 。
(1)公式中Q是通过横截面的电荷量而不是单位横截面的电荷量。
(2)电荷量不等的同种电荷同向通过某一横截面时,Q=Q1+Q2,异种电荷反向通过某一横截面时,Q=Q1+Q2,不能相互抵消。
(3)该公式为电流的计算式,不是电流的决定式,电流的大小是由电路中的电压和电阻决定的。
(4)电流虽然有大小、有方向,但它不是矢量,电流的合成不遵循平行四边形定则,它是一个有方向的标量。
(5)电流是一个基本物理量,因此,它的单位A是国际单位制中的基本单位之一,常用单位还有mA,μA。
其换算关系为1 A=103 mA,1 A=106 μA。问题导引名师精讲典例剖析探究一探究二【例题1】 通过某导体的电流为1 mA,在1 s内通过该导体横截面的自由电子数是多少?若“220 V　60 W”的白炽灯正常发光时的电流为273 mA,则20 s内通过灯丝横截面的电子数目是多少?答案:6.25×1015个　3.4×1019个 问题导引名师精讲典例剖析探究一探究二归纳总结(1)根据I= 计算,注意单位的统一。
(2)金属导体中导电的是自由电子,自由电子所带的电荷量为e=1.6×10-19 C。
(3)当自由电子定向移动通过导体横截面时,若通过的自由电子个数为n,则Q=It=ne。问题导引名师精讲典例剖析探究一探究二变式训练1导学号66824013在电解液导电中,若在5 s内分别有5 C的正离子和5 C的负离子通过电解槽中与电流方向垂直的某一截面,电路中电流是多少?
解析:在电解质溶液中,通过某一截面的正、负离子并不相互抵消,负电荷的反向移动等效于正电荷的同向移动,所以,电流等于同一截面上正、负电荷迁移电荷量的绝对值之和与所用时间之比,即I= =2 A。
答案:2 A探究一探究二问题导引名师精讲典例剖析探究二 电源和电动势
日常生活中我们经常接触到各种各样的电池,如图所示的干电池和手机电池,它们分别标有“1.5 V”和“3.7 V”的字样。这些数值代表什么?它表示电池的何种特性?
要点提示电动势。把其他形式的能转化为电势能的本领。探究一探究二问题导引名师精讲典例剖析1.电源的作用
(1)从电荷移动角度看:电源的作用就是通过移送电荷,维持电源正、负极间有一定的电势差,从而保持电路中有持续电流。
(2)从能量转化的角度看:电源搬运电荷的过程就是将其他形式的能转化为电能的过程。如化学电池把化学能转化为电能,发电机把机械能转化为电能,太阳能电池把太阳能转化为电能。
温馨提示凡是能把其他形式的能量转化为电能的装置都叫电源,如各种电池、发电机等。探究一探究二问题导引名师精讲典例剖析2.电源的电动势
电动势是描述电源特性的物理量,是由电源本身决定的。不同类型的电源,电动势会不同。如:一节干电池的电动势是1.5 V,一节硫酸铅蓄电池的电动势是2 V。发电机的电动势由于发电机的不同而不同。电源的电动势在数值上等于电源不接用电器时电源两端的电压,用电压表可以直接测量电源的电动势。在接入电路中时,电源两端的电压小于电源的电动势。电源的电动势的大小反映了电源把其他形式的能转化为电能本领的大小,电动势越大,把其他形式的能转化为电能的本领越大。
温馨提示电源的电动势取决于电源自身的结构,与外电路的情况无关。探究一探究二问题导引名师精讲典例剖析【例题2】 关于电源,以下说法正确的是(　　)
A.电源的作用是在电源内部把电子由负极不断地搬运到正极,从而保持两极之间有稳定的电势差
B.电源的作用就是将其他形式的能转化为电能
C.只要电路中有电源,电路中就一定有电流
D.电源实质上也是一个用电器,也需要外界提供能量探究一探究二问题导引名师精讲典例剖析解析:电源的作用是保持正、负极之间恒定的电势差,这需要电源不断地将负电荷向负极聚集,将正电荷向正极聚集。因外电路中的自由电子在电场力的作用下向正极移动,故在电源内部,电源需要将正极上的电子搬运到负极,以维持电势差不变,故A错;从能量角度来看,电源在搬运电荷的过程中,需要克服电场力做功,将其他形式的能转化为电能,B对;电路中有电流时,不仅需要电源,还需要电路是闭合的,故C错;电源是对电路提供能量的装置,故D错。
答案:B探究一探究二问题导引名师精讲典例剖析变式训练2导学号66824014(多选)下列关于电源电动势的说法正确的是(　　)
A.电动势实质上就是电压
B.电动势越大,表明电源把其他形式的能转化为电能的本领越大
C.铅蓄电池的电动势为2 V,这表示蓄电池两极间的电压即为2 V
D.铅蓄电池的电动势为2 V,干电池的电动势为1.5 V,这说明蓄电池将化学能转变成电能的本领比一节干电池的大
解析:电动势和电压是不同的概念,不能混淆。铅蓄电池的电动势为2 V,但蓄电池两极间的电压却不一定等于2 V,只有在蓄电池没有接入电路时两极间的电压才等于2 V,选项A、C错误。电动势表征的是电源把其他形式的能转化为电能的本领,电动势越大,它将其他形式的能转化为电能的本领就越大,选项B、D正确。
答案:BD1 2 3 4 51.(电源的作用)关于电源的作用,下列说法正确的是 (　　)
A.电源的作用是能为电路持续地提供自由电荷
B.电源的作用是能够自己直接释放出电能
C.电源的作用就是能保持导体两端的电压,使电路中有持续的电流
D.电源的作用就是使自由电荷运动起来
解析:电路中的自由电荷是导体提供的,电源的作用是提供导体两端的电压,从而使电路中有持续的电流,A错;电源是把其他形式的能转化为电能的装置,而不是自己直接释放出电能,B错;若没有电源提供电压,自由电荷也在不停地无规则运动,当电源给导体提供电压时,就会使导体中的自由电荷定向运动,形成电流,C对,D错。
答案:C1 2 3 4 52.(电流)关于电流的方向,下列说法正确的是(　　)
A.在金属导体中,电流的方向是自由电子定向移动的方向
B.在电解液中,电流的方向是负离子定向移动的方向
C.无论在何种导体中,电流的方向都与负电荷定向移动的方向相反
D.在电解液中,由于是正、负电荷定向移动形成电流,所以电流有两个方向
解析:电流的方向指正电荷定向移动的方向,与负电荷定向移动的方向相反,故选项A、B、D错误,选项C正确。
答案:C1 2 3 4 53.(产生电流的条件)满足下列哪一个条件,就能产生持续电流(　　)
A.有自由电子
B.导体两端有电压
C.任何物体两端有电压
D.导体两端有恒定电压
解析:产生持续电流的条件是物体内有大量自由电荷;两端有恒定电压。所以A、B、C项错,D项对。
答案:D1 2 3 4 54.(电动势的理解)关于电动势,下列说法错误的是(　　)
A.电动势的单位是伏特
B.电动势大小等于没有接入外电路时电源两端的电压
C.电动势大小由电源本身性质决定
D.电动势的单位是焦耳
解析:电动势的单位与电压的单位相同,是伏特,A对,D错;电动势在数值上等于没有接入外电路时电源两端的电压,B对;电动势大小仅由电源本身性质决定,与其他因素无关,C对。
答案:D1 2 3 4 55.(公式I= 的理解)一个半径为R的绝缘圆盘,绕垂直圆盘的转动轴以角速度ω沿逆时针方向做匀速转动,圆盘边缘上均匀地分布着一圈负电荷,单位弧长上所带的电荷量为q,当圆盘转动时,这些电荷所形成的电流大小I=　　　　,电流的方向为　　　　。?
解析:圆盘边缘上的负电荷随圆盘转动可等效为环形电流。在运动轨迹上任取一截面,则在一个周期内通过截面的电荷量为Q=2πRq,根据圆周运动的知识可知,电子运动的周期为T= ,因此所求电流
为 。电流的方向为正电荷定向移动的方向,所以
该题中电流的方向为顺时针方向。
答案:ωRq　顺时针课件21张PPT。六、电流的热效应读一读辨一辨一、电阻和电流的热效应
阅读教材第19~21页“电阻与电流的热效应”部分,知道什么是电流的热效应、影响导体发热的因素。了解焦耳定律。
1.什么是电流的热效应?
答案:电流通过导体时能使导体的温度升高,电能变成内能,这就是电流的热效应。
2.焦耳定律的内容是什么?公式呢?
答案:(1)内容:电流通过导体产生的热量跟电流的二次方、导体的电阻、通电时间成正比。
(2)公式:Q=I2Rt。
3.什么是热功率?热功率的表达式是什么?
答案:(1)电热器在单位时间内消耗的电能叫热功率。
(2)表达式:P= =I2R。读一读辨一辨4.热功率的单位是什么?
答案:在国际单位制中,热功率的单位是瓦特,简称瓦,符号是W。
二、白炽灯
阅读教材第21页“白炽灯”部分,了解白炽灯的工作原理及其对人们生活的影响。
1.白炽灯的发光原理是什么?
答案:利用电流的热效应,使通电的金属丝温度升高,达到白热,从而发光。
2.对电灯的发明和改进作出贡献的科学家是谁?
答案:美国发明家爱迪生和英国化学家斯旺。
3.电灯的发明对人们生活产生了什么影响?
答案:改变了人们日出而作、日落而息的生活习惯,延长了人们的工作时间;使舞台光辉夺目、城市夜景灿烂炫目等。读一读辨一辨1.思考辨析。
(1)通电导体的发热规律是由英国物理学家焦耳发现并总结的。 (　　)
解析:英国物理学家焦耳通过一系列实验发现了通电导体发热所遵循的规律。
答案:√
(2)教材在研究电阻与电流的热效应关系时采用了先猜想后实验的研究方法,在实验中研究影响热效应的几个因素时,应用了控制变量法。 (　　)
解析:实验中采用了先控制其中几个量,然后看一个量的影响,这就是控制变量法。
答案:√读一读辨一辨2.探究讨论。
(1)使用电炉时,发现电炉丝热得发红,但跟电炉丝连接的铜导线并不怎么热,原因是什么?
答案:电炉丝使用电阻率较高的合金制作,其电阻远远高于铜导线,导线与电炉丝是串联的,电流相同,根据焦耳定律,导线发热量远远低于电炉丝。
(2)“220 V,40 W”规格的电炉,在照明电路中正常使用100 min,产生的热量为多少?
答案:Q=Pt=40×10×60 J=2.4×104 J。
(3)家庭用电中也要节约用电,那么在家庭用电中如何做到节约用电呢?
答案:家电不用时不要待机,应彻底切断电源;换用节能灯等。问题导引名师精讲典例剖析探究一探究二探究一 焦耳定律的理解和应用
(1)初中我们学过电功,电流I通过某段电路,如果电路两端的电压为U,通电时间为t,则这段时间内的电功是多少?
(2)我们家庭中通常用如图所示的电能表来量度家中每月的用电量,其单位通常用“度”或“千瓦时”表示,已知1度=1千瓦时,则1度电相当于多少焦耳的电能?要点提示(1)UIt。(2)1度=1千瓦时=1×103 W×3 600 s=3.6×106 J。问题导引名师精讲典例剖析探究一探究二1.焦耳定律是一个实验定律,给出一个电阻或一个电器,无论是并联还是串联,无论是纯电阻电路还是非纯电阻电路(如电动机线圈),产生的热量都满足Q=I2Rt。
2.如果是纯电阻电路(白炽灯、电炉、电熨斗等),由I= ,可得Q= t和Q=UIt;如果是非纯电阻电路,则Q温馨提示对于含有电动机的电路,不能简单地理解成它一定是一个非纯电阻电路,要从纯电阻电路和非纯电阻电路在能量转化的区别上加以区分。
直流电动机两端加上电压以后,若电动机不转,则没有电能转化为机械能,此时损失的电能全部转化为内能,这时的电路就是纯电阻电路。问题导引名师精讲典例剖析探究一探究二【例题1】 两电阻R1、R2,阻值R1>R2,接入同一电路经过相同时间,有关二者发热量,以下说法正确的是(　　)
A.二者串联则R1发热量更多,二者并联则R2发热量更多
B.二者串联则R2发热量更多,二者并联则R1发热量更多
C.无论串、并联,都是R1发热量多
D.无论串、并联,都是R2发热量多
解析:串联时电流相等,依据Q=I2Rt知,R1发热量更大;并联时电压相等,依据Q= 知,R2发热量更大。故选A。
答案:A
归纳总结解决这类问题的关键是先明确不变的量是电流不变还是电压不变,再确定判断依据的公式:电流不变用Q=I2Rt,电压不变用Q= 。问题导引名师精讲典例剖析探究一探究二变式训练1导学号66824017(多选)一台电动机线圈的电阻与一只电炉的电阻相同,通过相同的电流,在相同时间内(　　)
A.电炉放的热与电动机放的热相等
B.电炉两端电压小于电动机两端电压
C.电炉两端电压等于电动机两端电压
D.电动机消耗的电能大于电炉的电能
解析:本题考查对纯电阻电路与非纯电阻电路的理解。由于电炉与电动机的线圈电阻相等,电流也相等,由Q=I2Rt得,相同的时间内放热相等,选项A正确;电炉属于纯电阻,电动机属于非纯电阻,电动机消耗的电能有一部分要对外做功,所以电动机消耗的电能大于电炉的电能,D正确;对于电炉有U=IR,对于电动机有U>IR,B正确,C错误。故选A、B、D。
答案:ABD探究一探究二问题导引名师精讲典例剖析探究二 电功率与热功率的关系
电动机和白炽灯正常使用时在电能的转化上有何不同?电功率就是热功率吗?
要点提示电动机(如电风扇)正常使用时主要把电能转化为机械能,只有一少部分转化为内能,这种电路又叫非纯电阻电路。而白炽灯在正常使用时可以认为把电能全部转化为内能,这种电路称为纯电阻电路。由此可见,电功率与热功率是两个完全不同的概念,只有在纯电阻电路中两者才相等。探究一探究二问题导引名师精讲典例剖析探究一探究二问题导引名师精讲典例剖析【例题2】 (多选)不考虑温度对电阻的影响,一个“220 V,100 W”的灯泡,下列说法正确的是(　　)
A.接在110 V的线路上的功率为50 W
B.接在110 V的线路上的功率为25 W
C.接在440 V的线路上的功率为400 W
D.接在55 V的线路上的功率为6.25 W
解析:不考虑温度对电阻的影响,电灯的电阻为定值,由P'= ,将110 V和55 V分别代入求得实际功率分别为25 W和6.25 W。而当灯两端电压为440 V时,已超过额定电压,灯将被烧坏。
答案:BD探究一探究二问题导引名师精讲典例剖析变式训练2导学号66824018为了使电炉消耗的电功率减小到原来的一半,应采取下列哪些措施(　　)
A.保持电阻不变,使电流减半
B.保持电阻不变,使电压减半
C.保持电炉两端电压不变,使其电阻减半
D.使电压和电阻各减半探究一探究二问题导引名师精讲典例剖析答案:D 1 2 3 4 51.(物理学史的考查)通电导体发热的规律是由下列哪位物理学家总结的(　　)
A.欧姆 B.焦耳
C.安培 D.法拉第
解析:根据物理学史知,焦耳总结了通电导体发热的规律,即焦耳定律。
答案:B1 2 3 4 52.(电流的热效应)随着我国人民生活水平的不断提高,家庭中使用的电器越来越多。下列电器中主要利用电流的热效应工作的是(　　)
A.电风扇 B.电视机
C.洗衣机 D.电饭煲
解析:电风扇、洗衣机主要是将电能转化为机械能,电视机主要是将电能转化为光能和声能,电饭煲主要是将电能转化为内能,故选项D正确。
答案:D1 2 3 4 53.(公式Q=I2Rt的应用)通过电阻R的电流强度为I时,在t时间内产生的热量为Q;若电阻为2R,电流强度为 ,则在t时间内产生的热量为(　　)答案:C 1 2 3 4 54.(多选)(纯电阻电路和非纯电阻电路的理解)下列关于电功、电功率和焦耳定律的说法正确的是(　　)
A.电功率越大,电流做功越快,电路中产生的焦耳热一定越多
B.W=UIt适用于任何电路,而W=I2Rt= t只适用于纯电阻的电路
C.在非纯电阻的电路中,UI>I2R
D.焦耳热Q=I2Rt适用于任何电路1 2 3 4 5路中,电流所做的功=焦耳热+其他形式的能,所以W>Q,即UI>I2R,C正确。Q=I2Rt是焦耳热的定义式,适用于任何电路中产生的焦耳热,D正确。
答案:BCD1 2 3 4 55.(焦耳定律的应用)一根60 Ω的电阻丝接在36 V的电源上,在5 min内共产生多少热量?答案: 6 480 J 课件14张PPT。本章整合BENZHANG ZHENGHE思考并回答下列问题
本章知识可分为两个单元。第一单元:电场;第二单元:电流。
1.思考关于电场的学习内容。完成下图。电荷或无限远,止于无限远或负电荷;疏密表示电场强度的大小,切线方向表示电场强度的方向;电场线不相交、不闭合2.思考关于电流的学习内容,正确填写下图。
答案:①电荷的定向移动　②规定正电荷定向移动的方向为电流的方向　③I=　 ④Q=I2Rt
3.电源在电路中的作用是什么?
答案:把其他形式的能转化成电能,提供给用电器使用。
4.列举生活中对静电的应用。
答案:静电除尘、静电复印、静电喷漆等。专题一专题二专题三专题一　库仑定律的理解与应用
1.库仑定律:F=k ,其中k是一个常量,叫静电力常量,F是两个点电荷间的静电力,q1、q2是它们所带的电荷量,r是它们之间的距离。
2.库仑定律的适用条件:(1)真空中。(2)点电荷。点电荷是指没有大小的带电体,是一种理想化的物理模型,实际上并不存在;带电体间的距离比它们自身线度的大小大得多,以至带电体的形状和大小对相互作用力的影响可以忽略不计,这样的带电体就可以看成点电荷。
3.库仑力的方向:沿连线方向,且同种电荷相斥,异种电荷相吸。
4.相互性:两个点电荷间的库仑力为相互作用力,满足牛顿第三定律。专题一专题二专题三【例题1】 对于库仑定律的理解错误的是(　　)
A.库仑定律适用于真空中的点电荷
B.当半径为r的两带电小球相距为r时,可用库仑定律计算它们间的静电力
C.在干燥空气中的两个点电荷间的静电力可用库仑定律计算
D.相互作用的两个点电荷,不论它们的电荷量是否相同,它们各自所受的库仑力大小一定相等
解析:由库仑定律可知选项A、C、D正确;当半径为r的两个带电小球相距为r时,不能看成点电荷,选项B错误。
答案:B专题一专题二专题三变式训练1导学号66824021(多选)两个完全相同的小金属球,它们带的电荷量之比为5∶1(皆可视为点电荷),它们在相距一定距离时相互作用力为F1,如果让它们接触后再放回各自原来的位置上,此时相互作用力变为F2,则F1∶F2可能为(　　)
A.5∶2 B.5∶4 C.5∶6 D.5∶9答案:BD 专题一专题二专题三专题二　对电场线的理解
1.电场线有始有终。在静电场中,电场线起始于正电荷或无限远,终止于无限远或负电荷。对孤立的正电荷,可认为负电荷在无限远处,电场线由正电荷出发伸向无限远;对孤立的负电荷,可认为正电荷在无限远处,电场线由无限远处伸向负电荷。
2.电场线上每一点的切线方向跟该点的电场强度方向一致。电场线上某点的切线方向是指跟电场线的行进方向一致的那个方向,如图所示。
3.电场线的疏密程度可定性地表示电场强度的大小。电场线越密的地方,电场强度越大;电场线越稀的地方,电场强度越小。专题一专题二专题三4.两条电场线不能相交。电场中某处的电场强度大小和方向是唯一确定的。专题一专题二专题三【例题2】 (多选)在静电场中,对电场线的理解正确的是(　　)
A.电场线是真实存在的一簇曲线
B.电场线从正电荷或无限远出发,终止于无限远或负电荷
C.电场线一定不相交
D.在同一幅电场线分布图中电场越弱的地方,电场线越密
解析:电场线是为了研究电场分布而假想的曲线,实际并不存在,选项A错误;电场线从正电荷或无限远出发,终止于无限远或负电荷,选项B正确;电场线一定不相交,选项C正确;在同一幅电场线分布图中电场越强的地方,电场线越密,选项D错误。
答案:BC专题一专题二专题三变式训练2关于电场线,下列说法正确的是(　　)
A.电场线方向一定是带电粒子在电场中受力的方向
B.两条电场线在电场中可以相交
C.电场线就是带电粒子在电场中的运动轨迹
D.在同一幅电场分布图中,电场越强的地方,电场线越密
解析:电场线方向是带正电的粒子受力的方向,选项A错误;电场线不能相交,选项B错误;电场线不是带电粒子的运动轨迹,选项C错误;电场线的疏密表示了电场的强弱,选项D正确。
答案:D专题一专题二专题三专题三　关于电功和电热的问题
1.电功是电流通过一段电路后,电能转化为其他形式能的量度,电流做多少功,就消耗了多少电能;公式W=UIt计算电功或消耗的电能,对所有用电器都适用。
2.电热是电流通过导体时电能转化为内能的量度,电流产生了多少电热,就有多少电能转化为内能,但并不是所有用电器都把消耗的电能全部转化为内能。公式Q=I2Rt只是用来计算用电器产生的电热的。
3.从能量转化的角度来看电功与电热的关系
(1)纯电阻电路把消耗的电能全部转化成了内能。
(2)非纯电阻电路把消耗的电能一部分转化成了内能,另一部分转化为其他形式的能。专题一专题二专题三4.公式适用的范围
(1)在计算消耗的电能、电功及电功率时,E=W=UIt,P=UI对所有的用电器都适用。
(2)在计算产生的电热和热功率时,Q=I2Rt,P=I2R对所有的用电器都适用。
(3)只有纯电阻电路Q=W,这些公式才通用;对非纯电阻电路W>Q,这些公式不能通用;欧姆定律只适用于纯电阻电路。专题一专题二专题三【例题3】 电吹风机中有电动机和电热丝两部分,已知电动机线圈的电阻为R1,它和阻值为R2的电热丝串联。设电吹风机工作时两端的电压为U,通过线圈的电流为I,消耗的电功率为P,则下列关系式正确的是(　　)
A.P>UI B.P=I2(R1+R2)
C.U=I(R1+R2) D.P>I2(R1+R2)
解析:由于电吹风机中有电动机,不是纯电阻用电器,电流做功的功率与热功率不相等,电流做功的功率可以由P=UI计算,这部分能量有两个用途,一是转化为机械能(让电动机转动),二是发热,而热功率则是电阻部分消耗的功率P热=I2(R1+R2)。由此可知选项A、B错误;P>P热,选项D正确;同理,两电阻两端的电压小于电吹风机两端的总电压,选项C错误。
答案:D专题一专题二专题三变式训练3导学号66824022(多选)一直流电动机所加电压为U,电流为I,线圈内阻为R,当它工作时,下列说法正确的是(　　)B.电动机的发热功率为I2R
C.电动机的输出功率为IU-I2R解析:电动机工作时是非纯电阻元件,热功率P热=I2R,电功率P=UI,输出功率P出=IU-I2R,故选项B、C正确。
答案:BC课件41张PPT。第二章 磁场一、指南针与远洋航海　二、电流的磁场读一读辨一辨一、指南针与远洋航海
阅读教材第25~26页第1段及“郑和下西洋”和“欧洲人的远洋探险”两部分,了解科学技术在社会发展中的作用。
1.古代远洋航海的三大必要条件是什么?
答案:指南针导航、尾舵掌握航向、有效地利用风力。
2.世界上最早使用指南针的国家是哪个国家?
答案:中国。
3.中国明朝的郑和先后七次下西洋;意大利航海家哥伦布、葡萄牙航海家麦哲伦也先后进行了远洋探险,所有这些远洋航行的成功,都离不开磁学知识的最初应用——指南针。读一读辨一辨二、磁场和磁性的地球
阅读教材第26~27页“磁场”和“磁性的地球”两部分,了解磁场及磁场的性质,知道地球的磁场及磁偏角。
1.什么是磁场?磁场的作用是什么?
答案:磁体周围产生磁场,磁场使磁体间不必接触便能相互作用。
2.磁场的方向是怎样规定的?
答案:磁场是有方向性的。物理学规定,在磁场中某一点,小磁针北极受力的方向,也就是小磁针静止时北极所指的方向,就是那一点的磁场方向。
3.如何形象直观地描述磁场?
答案:用磁感线描述。线上每一点的切线方向都与该点的磁场方向一致。读一读辨一辨4.指南针可以在地球上使用,它可以在火星上使用吗?为什么?
答案:不能。因为火星上没有地球那样的磁场。读一读辨一辨三、电流的磁效应
阅读教材第29页“电流的磁效应”部分。知道电流可以产生磁场。
1.哪位科学家发现了电流的磁效应?
答案:丹麦物理学家奥斯特在1820年发现了电流的磁效应。
2.电流磁效应发现的意义是什么?
答案:证明了电和磁之间的联系,预示了电力应用的可能性。读一读辨一辨四、电流磁场的方向
阅读教材第29~30页“电流磁场的方向”部分,掌握电流磁场的方向的判断方法。
电流的磁场方向可以用安培定则来判断。
1.直线电流磁场方向的判断:右手握住导线,让伸直的拇指的方向与电流的方向一致,那么,弯曲的四指所指的方向就是磁感线的环绕方向。
2.环形电流磁场方向的判断:右手握住环形导线,让弯曲的四指与环形电流的方向一致,拇指的指向就是环形导线中心附近的磁场方向。
3.通电螺线管磁场方向的判断:右手握住螺线管,让弯曲的四指所指的方向跟电流的方向一致,拇指所指的方向就是螺线管内部磁感线的方向。读一读辨一辨1.思考辨析。
(1)磁感线可以形象地描述磁场的方向。 (　　)
解析:人们为了形象直观地描述磁场而引入了磁感线。磁感线上每一点的切线方向表示该点的磁场方向。
答案:√
(2)地磁场的北极在地球北极附近,南极在地球南极附近。 (　　)
解析:地球的地理两极和地磁两极是相反的,即地理南极为地磁的北极,地理北极为地磁的南极,但两极并不重合。
答案:×
(3)奥斯特实验说明通电导线周围存在磁场。 (　　)
解析:奥斯特发现了电流的磁效应。
答案:√读一读辨一辨(4)做奥斯特实验时,不管导线如何放置,只要电流足够强,一定能观察到小磁针的偏转情况。 (　　)
解析:导线东西方向放置时,可能观察不到小磁针的偏转情况。
答案:×2.探究讨论。
(1)如图所示,把小磁针放在磁场中,说明自由释放后,小磁针将怎样转动并停在哪个方向?
答案:小磁针顺时针转动,静止时N极指向磁场方向,即指向右方。读一读辨一辨(2)请分别画出图中的电流方向或磁感线方向。
答案:问题导引名师精讲典例剖析探究一探究二探究三探究一 对磁场和磁感线的理解
磁场存在于什么地方?磁场的基本性质是什么?如图所示,放置在条形磁体周围的小磁针静止时,小磁针的指向一般不同,这说明了什么?受此启发,我们能否利用一种形象化的工具描述磁场的方向?问题导引名师精讲典例剖析探究一探究二探究三要点提示磁体的周围产生磁场,初中还学习过电流的周围也产生磁场;磁场最基本的性质是对放入其中的磁体产生力的作用;放置在条形磁体周围的小磁针静止时,小磁针的指向一般不同,这说明磁场是具有方向的,不同位置的磁场方向往往是不同的。我们在初中就接触过形象描述磁场的工具——磁感线。问题导引名师精讲典例剖析探究一探究二探究三1.磁场的产生
磁体与电流(运动电荷)周围存在磁场。
2.磁场的方向
物理学规定,在磁场中的某一点,小磁针北极的受力方向,也就是小磁针静止时北极所指的方向,就是那一点的磁场方向。
3.磁场的作用
磁场能够传递磁体与磁体之间、磁体与电流之间、电流与电流之间的相互作用。
4.磁场的形象描述——磁感线
为形象地描述磁场而引入的一些有方向的曲线,曲线上每一点的切线方向都跟该点的磁场方向一致,这样的曲线就叫作磁感线。问题导引名师精讲典例剖析探究一探究二探究三几种典型的磁感线分布: 问题导引名师精讲典例剖析探究一探究二探究三5.磁感线与电场线的比较 问题导引名师精讲典例剖析探究一探究二探究三温馨提示磁场虽然不是由分子、原子组成的,但它能够对放入其中的磁体、电流产生力的作用,它是客观存在的,虽然我们看不见它,但可以通过很多磁现象感知它的存在,因此它与前面学过的电场和重力场一样,也是一种物质。
6.地磁场的磁感线的分布
(1)地球是一个巨大的磁体,地球周围存在的磁场叫地磁场。
(2)地球的磁场和条形磁体的磁场相似,主要有三个特点:①地磁场的N极在地球南极附近,S极在地球北极附近。②在赤道平面上,距离地球表面等高的各点,磁场强弱相等,且方向水平。③在北半球,地磁场的方向斜向下指向地面;在南半球,地磁场的方向斜向上背离地面。问题导引名师精讲典例剖析探究一探究二探究三【例题1】 关于磁场和磁感线的描述,下列说法正确的是(　　)
A.磁感线从磁体的N极出发到磁体的S极终止
B.磁感线可以表示磁场的方向和强弱
C.磁感线只能表示出磁场的方向
D.两条磁感线空隙处不存在磁场
解析:磁感线是一条闭合曲线,选项A不正确。只有磁感线是直线时,磁感线的方向才与磁场方向一致;如果磁感线是曲线,那么某点的磁场方向是用该点的切线方向来表示的,故选项B正确,选项C不正确;磁感线是为研究问题方便而假想的曲线,用磁感线的疏密来表示区域中磁场的强弱,所以两条磁感线空隙处并不意味着那里不存在磁场,选项D错误。
答案:B问题导引名师精讲典例剖析探究一探究二探究三归纳总结磁感线实际不存在,是人为规定的曲线,没有画磁感线的地方,并不表示那里没有磁场的存在。问题导引名师精讲典例剖析探究一探究二探究三变式训练1导学号66824026(多选)下列关于电场线和磁感线的说法正确的是(　　)
A.二者均为假想的曲线,实际上并不存在
B.实验中常用铁屑来模拟磁感线形状,因此磁感线是真实存在的
C.任意两条磁感线不相交,电场线也是
D.磁感线是闭合曲线,电场线是不闭合的
解析:两种场线均是为形象描述场而引入的,实际上并不存在,故A对;任意两条磁感线或电场线不能相交,否则该交点处会有两个磁场或电场方向,故C对;磁体外部磁感线由N极指向S极,内部由S极指向N极,故磁感线是闭合的曲线,而电场线始于正电荷,终于负电荷,不闭合,故D对。故选A、C、D。
答案:ACD问题导引名师精讲典例剖析探究一探究二探究三变式训练2(多选)关于地球的磁场,下列说法正确的是(　　)
A.地磁的南极在地理的南极附近,地磁的北极在地理的北极附近,略有磁偏角
B.在北半球,磁感线向上倾斜
C.在南半球,磁感线向上倾斜
D.在赤道上,小磁针N极的指向水平向北
解析:地磁的北极(N极)在地理的南极附近,地磁的南极(S极)在地理的北极附近,选项A错误。在南半球,磁感线向上倾斜;在北半球,磁感线向下倾斜;在赤道上,磁感线水平。因此,选项B错误,选项C、D正确。
答案:CD探究一探究二探究三问题导引名师精讲典例剖析探究二 电流的磁场
直流电铃原理如图所示。当电路接通时,弹簧片上的衔铁受到电磁铁的吸引,使附着的小锤敲响铃铛发出声音;同时,电路在断续器的触点处断开,电磁铁磁性消失,弹簧片回到原来的位置,然后使电路再次接通。此过程反复循环,小锤便不断敲铃。
想想看,电铃中的电磁铁能用永磁铁代替吗?探究一探究二探究三问题导引名师精讲典例剖析要点提示电铃是利用电磁铁在接通与切断电流时能够控制其磁性有无的特点制成的。如果换成永磁铁,当弹簧片上的衔铁受到永磁铁的吸引使小锤敲响铃铛发出一次声音后,由于永磁铁的磁性不消失,衔铁保持不动,小锤不会再敲击铃铛,便不能再发出声音了。探究一探究二探究三问题导引名师精讲典例剖析1.电流磁效应的发现
1820年,丹麦物理学家奥斯特发现,导线通电后,其下方与导线平行的小磁针发生偏转,奥斯特发现电流磁效应的实验装置示意图如图所示。
(1)实验成功的关键是①导线要沿南北方向放置;②通电以前导线在小磁针的上方且与小磁针平行放置。
(2)实验现象说明了通电导线周围存在磁场,磁场对小磁针有作用力。探究一探究二探究三问题导引名师精讲典例剖析2.奥斯特实验的科学价值和历史意义
奥斯特的发现具有重要的科学价值和历史意义,它不仅揭示了电与磁的内在联系,而且为电与磁的新应用拉开了序幕。法国物理学家安培了解到奥斯特的发现后受到很大启发,由此提出了安培定则。奥斯特电生磁的发现还影响法拉第等科学家去探索磁生电。安培、法拉第的研究致使电动机、发电机问世,预示了人类电气时代的到来。正如法拉第所说,奥斯特的发现“打开了黑暗领域的大门”。探究一探究二探究三问题导引名师精讲典例剖析【例题2】如图所示,把一条通电导线平行地放在小磁针的上方,我们发现小磁针发生偏转。(1)当改用两节或者更多的电池时,小磁针偏转的快慢有什么变化?(2)把小磁针放在距离导线稍远的地方进行实验,小磁针偏转的快慢又有什么变化?(3)如果把导线放在与小磁针垂直的上方进行实验,小磁针的偏转又如何?动脑想一想:小磁针的偏转意味着什么?小磁针静止时的指向意味着什么?小磁针偏转的快慢不同又意味着什么?探究一探究二探究三问题导引名师精讲典例剖析解析:(1)变快。原因是电流变强,通电导线周围磁场变强。
(2)变慢。原因是离导线越远,磁场越弱。
(3)偏转。偏转意味着所在处的磁场发生了变化,即电流产生了磁场;小磁针静止时的指向与所在处磁场的方向有关,也即磁场是有方向的;小磁针偏转的快慢不同意味着所在处的磁场的强弱不同,也即磁场是有强弱之分的。
答案:见解析
归纳总结电流产生的磁场的强弱与电流强度、离导线的距离有关。探究一探究二探究三问题导引名师精讲典例剖析变式训练3奥斯特实验说明了(　　)
A.磁场的存在 B.磁场的方向性
C.电流可以产生磁场 D.磁场间有相互作用
解析:本题考查的内容是对奥斯特实验的价值及意义的认识。奥斯特实验中,电流能使静止的小磁针发生偏转,说明电流周围能产生磁场。故C正确。
答案:C探究一探究二探究三问题导引名师精讲典例剖析探究三 安培定则
下列各图中,已标出电流I和该电流产生的磁感线的方向,其中符合安培定则的是(　　)
要点提示根据安培定则可判断电流和磁感线方向间的关系,C项符合。探究一探究二探究三问题导引名师精讲典例剖析1.三种常见的电流磁场方向的判定——安培定则
(1)直线电流的磁场
直线电流的磁场方向可以用安培定则来判断:右手握住导线,让伸直的拇指所指的方向与电流方向一致,弯曲的四指所指的方向就是磁感线环绕的方向,这个规律也叫右手螺旋定则。
(2)环形电流的磁场
环形电流的磁场可用另一种形式的安培定则判断:让右手弯曲的四指与环形电流的方向一致,伸直的拇指所指的方向就是环形导线轴线上磁感线的方向。探究一探究二探究三问题导引名师精讲典例剖析(3)通电螺线管的磁场
右手握住螺线管,让弯曲的四指所指的方向与电流方向一致,拇指所指的方向就是螺线管内部磁感线的方向或拇指指向螺线管的N极。探究一探究二探究三问题导引名师精讲典例剖析2.三种常见的电流磁场的画法比较 探究一探究二探究三问题导引名师精讲典例剖析探究一探究二探究三问题导引名师精讲典例剖析【例题3】 (多选)一束离子沿水平方向飞行,平行地飞过小磁针上方,如图所示,发现图中小磁针的N极向纸外偏转,这个离子束可能是(　　)
A.向右飞行的正离子束
B.向左飞行的正离子束
C.向右飞行的负离子束
D.向左飞行的负离子束探究一探究二探究三问题导引名师精讲典例剖析解析:由小磁针的旋转方向判定小磁针N极受力方向,再由安培定则判定产生磁场的电流方向,最后判定离子的电性及运动方向。
由题目知,小磁针N极向纸外偏转,则小磁针所在处的磁场方向垂直于纸面向外,由安培定则可判定产生磁场的电流方向水平向左,如果离子带正电,则离子向左飞行,如果离子带负电,则离子应向右飞行。
答案:BC
归纳总结灵活运用安培定则是解决本题的关键。由安培定则可知,对于电流的方向和磁场的方向,我们只要知道其中的一个,就能求出另一个。探究一探究二探究三问题导引名师精讲典例剖析变式训练4导学号66824027在如图所示的各图中,画出导线中通电电流方向或通电导线周围磁感线的方向或通电螺线管的绕线方向。其中a、b为平面图,c、d为立体图。解析:应用安培定则判断结果如下图所示。 答案:见解析 1 2 3 4 51.(磁场的理解)下列关于磁场的说法中正确的是(　　)
A.磁场和电场一样,是客观存在的特殊物质
B.磁场是为了解释磁极间相互作用而人为规定的
C.磁极与磁极之间是直接发生作用的
D.磁场只有在磁极与磁极、磁极与电流发生作用时才产生
解析:磁场和电场都是实实在在存在的一种物质,选项A正确,选项B错误;磁极和磁极之间的相互作用是通过磁场发生的,选项C错误;磁场是一种客观存在的物质,不会只在发生相互作用时才存在,选项D错误。
答案:A1 2 3 4 52.(地磁场)关于地磁场的下列说法中,正确的是(　　)
A.地球的地磁两极与地理两极重合
B.地球的地磁北极与地理北极重合
C.地球的地磁北极与地理南极重合
D.地球的地磁北极在地理南极附近
解析:因为指南针N极指向北方,由异名磁极相互吸引,可判断地理上的北极附近是地磁场的南极,地理上的南极附近是地磁场的北极。所以只有D项正确。
答案:D1 2 3 4 53.(磁感线的理解)关于磁感线的下列说法中,正确的是 (　　)
A.磁感线是真实存在于磁场中的有方向的曲线
B.磁感线上任一点的切线方向,都跟该点磁场的方向相同
C.磁感线有可能出现相交的情况
D.以上说法均不正确
解析:磁感线是为了形象地描述磁场而人为假想的曲线,并不是客观存在于磁场中的真实曲线,所以A错误;磁感线如果相交的话,那么交点处的磁场方向就有两个,显然是不可能的,所以C错误。
答案:B1 2 3 4 54.(多选)(安培定则)下列所示各图中,小磁针的指向正确的是(　　)
解析:小磁针静止时的N极指向为该处磁场方向,由安培定则可知选项A中螺线管内的磁场方向向左,选项A正确;选项B中赤道处的磁场方向由南向北,选项B正确;选项C中小磁针所在处的磁场方向向下,选项C错误;选项D中蹄形磁体间的磁场向右,选项D正确。
答案:ABD1 2 3 4 55.(多选)(安培定则)如图所示,在通有恒定电流的螺线管内有一点P,过P点的磁感线方向一定是(　　)
A.从螺线管的N极指向S极
B.放在P点的小磁针S极受力的方向
C.静止在P点的小磁针N极指的方向
D.在P点放一通电小线圈,磁感线一定垂直于小线圈平面
解析:由安培定则判定出螺线管磁场左S右N,在其内部磁感线由S→N,则P点的磁感线是由S极指向N极的,是静止在P点的小磁针N极指的方向,在P点放一小通电线圈,由环形电流安培定则知磁感线一定垂直于小线圈平面。
答案:CD课件34张PPT。三、磁场对通电导线的作用读一读辨一辨一、安培力
阅读教材第32~33页“安培力”部分。了解磁场对通电导线的作用及影响安培力大小的因素。
1.什么是安培力?
答案:通电导体在磁场中受到的力。
2.把一段通电直导线放在磁场里,当导线方向与磁场方向垂直时,它所受的安培力最大;当导线方向与磁场方向一致时,导线不受安培力;当导线方向与磁场方向斜交时,所受安培力介于最大值和零之间。读一读辨一辨3.实验表明影响安培力大小的因素有哪些?当导线与磁场垂直时,安培力的大小如何计算?
答案:影响安培力大小的因素有磁场的强弱、电流的大小、通电导线的长度,当导线与磁场垂直时,安培力与导线的长度L成正比,与电流I成正比。公式为F=BIL(式中B为比例系数)。读一读辨一辨二、磁感应强度
阅读教材第33页“磁感应强度”部分,了解磁场强弱的表示方法,并能简单地计算磁感应强度。
1.什么叫磁感应强度?
答案:一段通电直导线垂直放在磁场里所受的安培力与导线中的电流和导线的长度的乘积的比值,叫磁感应强度。
2.磁感应强度的计算公式是什么?单位呢?
答案:公式:B= 。单位:特斯拉,简称特,符号为T。
3.磁感应强度是个矢(选填“标”或“矢”)量,它不仅有大小,还有方向。磁感应强度的方向就是磁场的方向,就是小磁针静止时N极所指的方向。读一读辨一辨三、安培力的方向
阅读教材第33~34页“安培力方向”部分,了解影响安培力方向的因素,掌握判断安培力方向的方法。
1.影响安培力方向的因素有哪些?
答案:电流的方向和磁场的方向。
2.如何判断安培力的方向?
答案:安培力的方向可用左手定则来判定。
3.左手定则的内容是什么?
答案:伸开左手,使拇指跟其余四指垂直,并且都跟手掌在同一个平面内,让磁感线穿入手心,并使四指指向电流的方向,那么,拇指所指的方向就是通电导线所受安培力的方向。
4.安培力的方向和电流方向、磁场方向的关系是怎样的?
答案:两两互相垂直。读一读辨一辨四、电动机
阅读教材第34页“电动机”部分,了解电动机的原理和组成。
1.原理:电动机是利用通电导线在磁场中受到安培力作用而工作的。
2.组成:各种电动机都是由定子和转子组成的。读一读辨一辨1.思考辨析。
(1)一小段通电导线在某处不受磁场力的作用,则该处磁感应强度一定为零。 (　　)
解析:当导线方向与磁场方向平行时,导线所受磁场力为零。
答案:×
(2)影响安培力大小的因素只有三个,即磁场的强弱、通电部分的长度、电流的大小。 (　　)
解析:当通电导线与磁场垂直时,所受安培力最大;当通电导线与磁场平行时,所受安培力最小,为零;当通电导线与磁场方向斜交时,安培力介于最大值和零之间。
答案:×读一读辨一辨(3)电动机之所以能够转动是因为受到安培力的结果。 (　　)
解析:电动机的线圈中通入合适的电流,就会使转子因为受到安培力而按一个方向持续地转动起来。
答案:√读一读辨一辨2.探究讨论。
(1)放在条形磁铁中心正上方的通电导线受到的安培力的方向是怎样的?答案:根据左手定则可判定力的方向。 读一读辨一辨(2)下图表示放在匀强磁场里的通电直导线,直导线与磁场方向垂直,图中分别标出了电流、磁感应强度和安培力这三个量中的两个的方向,试标出第三个量的方向。(注:一般用“??”表示电流垂直纸面向里,用“☉”表示电流垂直纸面向外)答案:用左手定则来判断,分别如图所示。 问题导引名师精讲典例剖析探究一探究二探究一 对磁感应强度的理解
条形磁铁周围的磁感线分布图如图所示。从磁感线的分布来看,不同区域磁感线的疏密是不同的,这说明不同区域的磁场强弱不同,我们在电场的学习中通过引入试探电荷,根据试探电荷的受力与电荷量的比值定义了电场强度来描述电场的强弱,在这里我们能否类似地引入一个物理量来描述磁场的强弱呢?在定义这个物理量时,是否也应该引入试探电荷?
要点提示因为磁场对静止的电荷没有作用,所以无法通过其受力来定义物理量,但磁场对电流有力的作用,因此可以通过引入直线电流,根据其受力来定义磁感应强度。问题导引名师精讲典例剖析探究一探究二1.磁感应强度的定义
在磁场中垂直于磁场方向的通电直导线受到的安培力F,跟电流I和导线长度L乘积(IL)的比值,叫作通电直导线所在处的磁感应强度。用公式表示为B= 。
其单位是特斯拉,符号T。1 T=1 N/(A·m)。
2.磁感应强度的方向
磁感应强度是矢量,规定小磁针N极在磁场中某点的受力方向为该点磁感应强度的方向,也称磁场方向。但通电导线受的安培力的方向不是磁场方向。
3.对磁感应强度的理解
磁感应强度的定义式B= ,只有在通电导线和磁场方向垂直时才有意义,磁感应强度由磁场本身决定,不能认为B与F成正比,与IL成反比。问题导引名师精讲典例剖析探究一探究二4.磁感应强度与电场强度的比较
电场强度E是描述电场的物理量,磁感应强度B是描述磁场的物理量,为了加深对磁感应强度B的理解,现把这两个物理量比较如下:问题导引名师精讲典例剖析探究一探究二问题导引名师精讲典例剖析探究一探究二5.磁感应强度与磁感线
应用磁感线可以形象地描述磁场的磁感应强度B。规定:在垂直于磁场方向1 m2面积上磁感线条数跟那里的磁感应强度(单位是T)的数值相同,所以磁感应强度B大的地方磁感线密,B小的地方磁感线疏。磁场中某点磁感应强度的方向,就是通过该点的磁感线的切线方向。问题导引名师精讲典例剖析探究一探究二【例题1】 在磁场中放一根与磁场方向垂直的通电导线,它的电流强度是2.5 A,导线长1 cm,它受到的安培力为5×10-2 N,则:
(1)这个位置的磁感应强度是多大?
(2)如果把通电导线中的电流强度增大到5 A时,这一点的磁感应强度应是多大?
(3)如果通电导线在磁场中某处不受磁场力,是否可以肯定这里没有磁场?
解析:(1)由于通电导线与磁场方向垂直,所以磁感应强度(2)因为当电流增大时,通电导线受到的安培力成正比地增大,所以此点的磁感应强度不变,仍为2 T。
(3)有两种可能:①该处没有磁场;②该处有磁场,但通电导线与磁场方向平行。问题导引名师精讲典例剖析探究一探究二答案:(1)2 T　(2)2 T　(3)见解析
归纳总结(1)应用公式计算某处的磁感应强度时,通电导线一定是与磁场垂直的才可以。
(2)安培力的方向与磁感应强度的方向是相互垂直的关系,这与电场力方向和电场强度方向的关系截然不同。问题导引名师精讲典例剖析探究一探究二变式训练1(多选)下列说法正确的是(　　)
A.电荷在电场中某处不受电场力的作用,则该处的电场强度为零
B.一小段通电导线在某处不受安培力的作用,则该处的磁感应强度一定为零
C.把一个试探电荷放在电场中的某点,它受到的电场力与所带电荷量的比值表示该点电场的强弱
D.把一小段通电导线放在磁场中某处,它所受的磁场力与该小段通电导线的长度和电流的乘积的比值表示该处磁场的强弱
解析:通电导体受磁场力与电荷受电场力不同,安培力的大小与导体放置的方向有关,导体与磁场方向垂直时磁场力最大,导体与磁场方向平行时磁场力为零。
答案:AC探究一探究二问题导引名师精讲典例剖析探究二 对安培力的理解
会动的铝箔“天桥”
如图所示,取一铝箔条,把它折成天桥形状,用胶纸粘牢两端,使蹄形磁铁横跨过“天桥”。当电池与铝箔接通时,“天桥”会向上拱起;改变电池的正负极接线,“天桥”会向下凹陷;将磁铁的S极、N极交换位置,“天桥”又会向上拱起。这个实验能说明什么问题?
铝箔“天桥”探究一探究二问题导引名师精讲典例剖析要点提示这个实验说明通电导线在磁场中会受力,受力的方向与磁场方向以及电流的方向有关。探究一探究二问题导引名师精讲典例剖析1.安培力的大小
安培力的大小与导线的放置方式有关。
同一通电导线,按不同方式放在同一磁场中,如图所示,三种情况下,导线与磁场方向垂直时,安培力最大,取为Fmax;导线与磁场方向平行时,安培力最小,F=0;其他情况下,0①B⊥I时,F=BIL。
②B∥I时,F=0。
③B与I成一锐角θ时,0(1)决定安培力方向的因素
①磁场方向;②电流方向。
(2)方向判定——左手定则
如图所示,伸开左手,使拇指与其余四指垂直,并且都跟手掌在同一个平面内,让磁感线穿入手掌心,并使四指指向电流的方向,那么,拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向。
(3)安培力方向的特点:与电流方向、磁场方向都垂直,即安培力F垂直于B和I决定的平面。但要注意,电流方向与磁场方向不一定垂直。探究一探究二问题导引名师精讲典例剖析【例题2】 将长度为20 cm、通有0.1 A电流的直导线放入一匀强磁场中,电流与磁场的方向如图所示,已知磁感应强度为1 T。试求出下列各图中导线所受安培力的大小和方向。解析:由左手定则和安培力的计算公式得:
(1)因导线与磁感线平行,所以安培力为零。
(2)由左手定则知:安培力方向垂直导线水平向右,F=BIL=1×0.1×0.2 N=0.02 N。
(3)导线与磁场仍是垂直的,安培力的方向在纸面内垂直导线斜向上,F=BIL=0.02 N。
答案:见解析探究一探究二问题导引名师精讲典例剖析归纳总结求安培力的大小时,要注意公式F=BIL中B与I要垂直;用左手定则判定安培力的方向时,要注意安培力既与导线垂直又与磁感线垂直,但B与I可以成任意夹角。探究一探究二问题导引名师精讲典例剖析变式训练2导学号66824032磁场对直流电的作用示意图如图所示,其中不正确的是(　　)探究一探究二问题导引名师精讲典例剖析解析:用左手定则判断选项A、B、D受力方向都正确,只有C项方向不正确。
答案:C1 2 3 41.(磁感应强度的单位)下列哪个是磁感应强度的单位 (　　)
A.特斯拉 B.安培
C.法拉 D.伏特
解析:磁感应强度的单位是特斯拉,A正确。
答案:A1 2 3 42.(对磁感应强度的理解)关于磁感应强度B,下列说法中正确的是(　　)
A.磁场中某点B的大小,跟放在该点的试探电流元的情况有关
B.磁场中某点B的方向,跟放在该点的试探电流元所受磁场力方向一致
C.在磁场中某点的试探电流元所受磁场力越大,该点B值就越大
D.在磁场中磁感线越密集的地方,磁感应强度越大1 2 3 4解析:磁感应强度是磁场本身属性,在磁场中某处为一恒量,其大小可由B= 计算,但与试探电流元的F、I、L的情况无关,A错误;B的方向规定为小磁针N极受磁场力的方向,与放在该处电流元受力方向并不一致,B错误;导线受的安培力不仅与B、I、L有关,还与导线在磁场中的放置方式有关,C错误;由磁感线的特点可知,在磁场中磁感线越密集的地方,磁感应强度越大,D正确。
答案:D1 2 3 43.(磁感应强度的大小)关于磁感应强度的大小,下列说法正确的是(　　)
A.磁感应强度的大小等于通电导线受到的磁场力的大小F与电流I及导线长度L的乘积的比值
B.通电导线受磁场力大的地方磁感应强度一定大
C.电流在磁场中的某点不受磁场力,则该点的磁感应强度一定为零
D.磁感应强度的大小跟放在磁场中的导线受力的大小无关1 2 3 4解析:定义磁感应强度时,通电导线应与磁场方向垂直放置,选项A中未指出是否垂直放置,故选项A的说法错误。通电导线受磁场力的大小既与磁感应强度有关,还与导线中的电流的大小、导线的长度以及导线放置的方向有关,所以只由导线受力大,不能得出磁感应强度也一定大的结论,故选项B错误。当导线与磁场平行时,导线受磁场力为零,因此,电流在磁场中某点不受磁场力,并不能说明该处磁感应强度为零,故选项C错误。磁感应强度是磁场本身的属性,它的大小决定于磁场本身,跟F、I、L无关,选项D正确。
答案:D1 2 3 44.(左手定则的应用)某同学画的表示磁感应强度B、电流I和安培力F的相互关系的图如图所示,其中正确的是 (　　)1 2 3 4解析:由于F、B、I三者的方向关系满足左手定则,由左手定则知,D项正确,A、B项错误;C图中,B与I平行,导线不受安培力,故C项错误。
答案:D课件33张PPT。四、磁场对运动电荷的作用 五、磁性材料读一读辨一辨一、洛伦兹力
阅读教材第37页“洛伦兹力”部分,了解磁场对运动电荷的作用,知道什么是洛伦兹力。
1.通过观察演示实验,当电子束在磁场中运动时,电子束的轨迹有何变化?
答案:无磁场时,电子束沿直线运动;有磁场时,电子束会发生偏转。
2.什么叫洛伦兹力?
答案:磁场对运动电荷的作用力称为洛伦兹力。
3.安培力和洛伦兹力有什么样的关系?
答案:安培力是洛伦兹力的宏观表现。读一读辨一辨二、洛伦兹力的方向
阅读教材第37页“洛伦兹力的方向”部分,根据安培力方向判断的方法,总结洛伦兹力方向的判断方法。
1.如何判断洛伦兹力的方向?
答案:根据左手定则来判定。
2.电荷分为正电荷和负电荷,利用左手定则判定洛伦兹力的方向时,四指的指向有什么要求?
答案:四指的指向与正电荷运动的方向相同,与负电荷运动的方向相反。读一读辨一辨三、电子束的磁偏转
阅读教材第38~39页“电子束的偏转”和“显像管的工作原理”两部分,了解显像管的工作原理,知道电子束在磁场中做圆周运动。
1.概念:由于洛伦兹力的作用,电子束能在磁场中发生偏转,叫作磁偏转。
2.装置及现象:洛伦兹力演示仪是由一个球形电子射线管和一组线圈组成的。在演示仪中可以观察到,没有磁场时,电子束是直进的;外加磁场后,电子束的径迹变成圆形。影响其半径的因素有磁场的强弱和电子的速度。
3.应用:电视显像管应用了电子束磁偏转的原理。读一读辨一辨四、磁性材料
阅读教材第41~44页“磁性材料”部分,了解磁性材料的性质及其应用。
1.磁化与退磁
某些物体与磁铁接触后就会显示出磁性,这种现象叫作磁化。如缝衣针、螺丝刀等钢铁物体。原来有磁性的物体,经过高温、剧烈震动或者逐渐减弱的交变磁场的作用,就会失去磁性,这种现象叫作退磁。读一读辨一辨2.磁性材料
(1)铁磁性物质:铁、钴、镍以及它们的合金、氧化物,磁化后的磁性比其他物质强得多。
(2)磁畴:组成铁磁性物质的很多已经磁化的小区域。利用磁畴的磁化方向的排列,可以对磁化过程作微观解释。
(3)硬磁性材料和软磁性材料:有些铁磁性材料,在外磁场撤去以后,各磁畴的方向仍能很好地保持一致,物体具有很强的剩磁,这样的材料叫作硬磁性材料。
3.磁性材料的重要应用——磁记录
磁带、硬盘、磁卡等。读一读辨一辨1.思考辨析。
(1)安培力和洛伦兹力的方向均可用左手定则判断。 (　　)
解析:安培力和洛伦兹力的方向均由左手定则来判定。
答案:√
(2)安培力和洛伦兹力本质上都是磁场对运动电荷的作用,安培力可以对通电导线做功;洛伦兹力对运动电荷也可以做功。 (　　)
解析:安培力的方向垂直于通电导线,当通电导线在沿安培力的方向上发生运动时,安培力对通电导线做功;而洛伦兹力与电荷运动的速度方向垂直,所以洛伦兹力对运动电荷不做功。
答案:×读一读辨一辨(3)所有物质都能在一定程度上被磁化,但只有一部分物质能明显被磁化,磁化后的磁性比其他物质强得多。 (　　)
解析:所有物质都可能被磁化,但铁磁性物质磁化后的磁性比其他物质强得多。
答案:√
2.探究讨论。
录音机是怎样记录信号的?
答案:是根据磁化的原理录音的。在录音机内先将声音信号转化为音频电流,用音频电流通过磁化线圈对磁带进行磁化。问题导引名师精讲典例剖析探究一探究二探究三探究一 对洛伦兹力的认识及其方向的判定
如图所示,在用阴极射线管研究磁场对运动电荷作用的实验中,当阴极射线管不加磁场时,观察到电子束沿直线运动(如图甲),加上磁场后观察到电子束发生了偏转(如图乙),并且改变磁场方向,偏转方向也改变,这说明了什么?问题导引名师精讲典例剖析探究一探究二探究三要点提示加上磁场后电子束发生了偏转,说明磁场对运动电荷有作用力(洛伦兹力);磁场方向不同,偏转方向也不同,说明洛伦兹力的方向与磁场方向有关。问题导引名师精讲典例剖析探究一探究二探究三1.对洛伦兹力的认识
洛伦兹力是通电导线在磁场中所受安培力的微观本质。其方向可用左手定则来判断。洛伦兹力与电荷运动状态有关,当v=0时,F洛=0。由于F洛始终与v垂直,所以洛伦兹力永不做功,这一点与安培力不同,安培力可以对通电导线做功。问题导引名师精讲典例剖析探究一探究二探究三2.洛伦兹力方向的判定
(1)运动电荷在磁场中所受洛伦兹力的方向可用左手定则判断,注意四指所指的是正电荷运动的方向(或负电荷运动的反方向),拇指所指的是电荷所受洛伦兹力的方向。
(2)洛伦兹力的方向既垂直于电荷运动速度v的方向,又垂直于磁感应强度B的方向,故洛伦兹力的方向总是垂直于B、v方向所确定的平面。
(3)由于洛伦兹力F总是跟运动电荷的速度方向垂直,所以洛伦兹力对运动电荷不做功,洛伦兹力只能改变运动电荷速度的方向,不能改变速度的大小。问题导引名师精讲典例剖析探究一探究二探究三3.洛伦兹力与电场力的比较
这两种力都是带电粒子在不同的场中受到的力,反映了磁场和电场都有力的性质,但这两种力的区别也是十分明显的。问题导引名师精讲典例剖析探究一探究二探究三【例题1】 导学号66824035关于电荷在磁场中运动速度、磁场和电荷受到洛伦兹力三者之间的方向关系如图所示,其中正确的是(　　)解析:根据左手定则,A中电荷所受洛伦兹力方向向下,A正确;B中电荷所受洛伦兹力方向向下,B错误;C中电荷运动方向与磁场方向平行,不受洛伦兹力,C错误;D中电荷所受洛伦兹力方向垂直纸面向外,D错误。
答案:A问题导引名师精讲典例剖析探究一探究二探究三归纳总结洛伦兹力方向的判断方法
(1)注意电荷的正负,尤其是判断负电荷所受洛伦兹力方向时,四指应指向电荷运动的反方向。
(2)注意洛伦兹力的方向一定垂直于B和v所决定的平面。
(3)当v与B的方向平行时,电荷受到的洛伦兹力为零。问题导引名师精讲典例剖析探究一探究二探究三变式训练1关于安培力、电场力和洛伦兹力,下列说法正确的是(　　)
A.电荷在电场中一定受电场力作用,电荷在磁场中一定受洛伦兹力作用
B.电荷所受电场力一定与该处电场方向一致,电荷所受的洛伦兹力不一定与磁场方向垂直
C.安培力和洛伦兹力的方向均可用左手定则判断
D.安培力和洛伦兹力本质上都是磁场对运动电荷的作用,安培力可以对通电导线做功,洛伦兹力对运动电荷也做功
解析:当电荷沿磁感线运动时,不受洛伦兹力作用,选项A错误;负电荷受到的电场力与电场方向相反,洛伦兹力的方向一定垂直于磁场方向和运动方向,洛伦兹力不做功,选项B、D错误。
答案:C探究一探究二探究三问题导引名师精讲典例剖析探究二 电子束的磁偏转及其应用
显像管原理示意图如图所示,试思考讨论下列问题:
显像管原理示意图(俯视图)
(1)要使电子打在A点,偏转磁场应该沿什么方向?
(2)要使电子打在B点,偏转磁场应该沿什么方向?
(3)要使电子从A点向B点逐渐移动,偏转磁场应该怎样变化?探究一探究二探究三问题导引名师精讲典例剖析要点提示(1)由左手定则判定知,要使电子打在A点,偏转磁场应该垂直纸面向外。
(2)要使电子打在B点,偏转磁场应该垂直纸面向里。
(3)要使电子从A点向B点逐渐移动,偏转磁场应该先垂直纸面向外并逐渐减小,然后垂直纸面向里并逐渐增大。探究一探究二探究三问题导引名师精讲典例剖析电子束的磁偏转
(1)实验演示:如图所示,一种特殊的电子射线管,由电子枪发射出的电子射线可以使管内的气体发出辉光,显示出电子的轨迹。在不加磁场时,电子的轨迹是一条直线,在管外加上与电子束运动方向垂直的匀强磁场时,电子的轨迹就弯成了圆,这说明磁场对运动电子的作用力——洛伦兹力,使电子做圆周运动,且由F洛=qvB知,该运动为匀速圆周运动,即洛伦兹力提供向心力。(2)理论分析:由 ,即电子的速度和磁场的强弱是影响带电粒子做圆周运动半径的因素。探究一探究二探究三问题导引名师精讲典例剖析【例题2】 运动的电子束在垂直于运动方向的磁场中会受到　　　　的作用。显像管通过控制电子束打在荧光屏上的位置来构成画面。为了让显示器有清晰的图像,显像管的设计、生产及使用都应注意防止　　　　对成像的干扰。?
解析:电子枪产生高能电子束,通电线圈提供磁场。电子束穿过磁场时,受到洛伦兹力作用,径迹发生偏转,显像管通过通电线圈产生的磁场控制电子束打在荧光屏上的位置来构成画面。由于电视机显像管应用了电子束的偏转原理,所以将磁铁靠近正在播放节目的电视机时磁铁的磁场会影响电子的运动使图像变形。
答案:洛伦兹力　外加磁场
题后反思电视机显像管在工作时既利用了磁场,又害怕外来磁场的干扰。探究一探究二探究三问题导引名师精讲典例剖析变式训练2导学号66824036如图所示,电子枪射出的电子束进入示波管,在示波管正下方有竖直放置的通电环形导线,则示波管中的电子束将(　　)
A.向上偏转
B.向下偏转
C.向纸外偏转
D.向纸里偏转
解析:环形导线在示波管处产生的磁场方向垂直于纸面向外,由左手定则可判断,电子受到的洛伦兹力向上,故A正确。
答案:A探究一探究二探究三问题导引名师精讲典例剖析探究三 磁性材料与磁记录
磁性材料为什么能记录信息?录音、录像磁带上的磁性材料应该用硬磁性材料还是软磁性材料?要点提示磁性材料在外界磁场作用下能够被磁化,这就使我们可以利用磁性材料记录外界磁场的信息。磁记录时,通过把声音、图像或其他信息转变为变化的磁场,使磁带、磁卡磁条上的磁粉层磁化,这样就能在磁带或磁卡上记录下与声音、图像或其他信息相应的磁信号;录音、录像磁带上的磁性材料是用来作磁记录的,需要磁化后长久保持磁性,所以用硬磁性材料。探究一探究二探究三问题导引名师精讲典例剖析1.磁性材料的分类及应用
(1)硬磁性材料
指磁化后能长久保持磁性的材料。
常见的有高碳钢、铝镍钴合金、钛钴合金、钡铁氧体等,适合制作永久磁铁,应用在磁电式仪表、扬声器、话筒等电器设备中,还应用于磁记录,如录音磁带、录像磁带、电脑磁盘等。
(2)软磁性材料
指磁化后不能保持长久磁性的材料,软磁性材料易于磁化,也易于退磁。
常见的如软铁、硅钢、铁镍合金等,适用于需要反复磁化的场合,可以用来制造录音机的磁头,还广泛用于电工设备和电子设备中,例如用来制造变压器、电磁铁等。探究一探究二探究三问题导引名师精讲典例剖析2.磁记录
(1)磁卡背面的黑条,录音机、录像机上用的磁带,电子计算机上用的磁盘都含有磁记录用的磁性材料。依靠磁记录,我们可以保存大量的信息,并在需要的时候读出这些信息。
(2)地磁场留下的记录:地磁场会对含有磁性材料的岩石起作用,据推测,地磁场的强度和方向随时间的推移在不断改变,大约每过100万年,地磁场南北极会完全颠倒一次。探究一探究二探究三问题导引名师精讲典例剖析【例题3】 (多选)下列各项中属于磁性材料应用的是 (　　)
A.冰箱门上的橡胶密封条
B.录音机的录音带
C.电话用的IC卡
D.VCD机的光碟
解析:冰箱门上的橡胶密封条是磁性橡胶制成的,是用永磁材料的微粒与橡胶混合在一起制成的复合材料,冰箱门关闭时,磁性橡胶和钢制的门框吸在了一起,可以将门密封得很好;录音机的录音带上有一层磁粉,用以储存信号;电话用的IC卡上也有一个磁条;只有光碟上无磁性材料,它利用激光技术将信号保存在碟片上。选项A、B、C正确。
答案:ABC探究一探究二探究三问题导引名师精讲典例剖析归纳总结磁性材料的应用非常广泛,从指南针、天线磁棒、变压器、永磁电机一直到航天飞机都可以找到磁性材料的应用例子。探究一探究二探究三问题导引名师精讲典例剖析变式训练3(多选)下列说法中正确的有(　　)
A.外磁场撤去以后物体没有明显的剩磁,这种材料叫作软磁性材料
B.铁磁性物质称为弱磁性物质
C.通常所说的磁性材料是指强磁性物质
D.硬磁性材料的剩磁弱,而且容易去磁
解析:硬磁性材料不容易去磁,通常所说的磁性材料是指强磁性物质。
答案:AC1 2 3 4 51.(物理学史的考查)首先提出磁场对运动电荷有力的作
用的科学家是(　　)
A.焦耳 B.奥斯特
C.安培 D.洛伦兹
答案:D1 2 3 4 52.(多选)(磁性材料)下列元件中,由硬磁性材料制造的是 (　　)
A.录音机的磁头　　　　　 B.扬声器中的磁铁
C.电磁铁中的铁芯 D.储蓄用的信用卡
解析:在外磁场撤去以后,各磁畴的方向仍很好地保持一致,物体具有很强的剩磁,这样的材料叫作硬磁性材料。录音机内的磁头、电磁铁中的铁芯等要求外界有电流时,内部有磁场,等电流撤去后,磁性也随之消失,所以不能是硬磁性材料,故A、C项错。而扬声器中的磁铁,在没有电流时仍然保持原有的磁性,所以是硬磁性材料。信用卡同样是硬磁性材料。
答案:BD1 2 3 4 53.(洛伦兹力方向的判定)如图所示,带正电的粒子q(不计重力),水平向左进入匀强磁场,磁场方向垂直纸面向外,该粒子将(　　)
A.向下偏转 B.向上偏转
C.垂直纸面向里偏转 D.垂直纸面向外偏转
解析:由于粒子带正电,由左手定则可以确定该粒子将向上偏转。B选项正确。
答案:B1 2 3 4 54.(多选)(左手定则的应用)如图是表示磁场磁感应强度B、负电荷运动方向v和磁场对电荷作用力F的相互关系图。这四个图中画得正确的是(B、v、F两两垂直)(　　)
解析:磁感应强度B、负电荷运动的方向和洛伦兹力的方向符合左手定则,但对负电荷,四指应该指向其运动的反方向。所以只有D项不符合。
答案:ABC1 2 3 4 55.(洛伦兹力方向的判定)三个粒子a、b、c(不计重力)以相同的速度射入匀强磁场中,运动轨迹如图所示,其中b粒子做匀速直线运动,则a粒子带　　　　电,c粒子带　　　　电。?
解析:根据左手定则,四指指向正电荷运动方向(负电荷运动的反方向),大拇指指向电荷受洛伦兹力方向,所以c粒子带正电,a粒子带负电,b粒子不带电。
答案:负　正课件22张PPT。本章整合BENZHANG ZHENGHE思考并回答下列问题
本章知识可分为两个单元。第一单元:电流的磁场,第二单元:磁场力,包括安培力和洛伦兹力两部分内容。
1.思考关于电流的磁场的学习内容。正确填写下图。答案:①存在于磁体或电流周围的一种特殊物质
②规定小磁针N极的受力方向,即小磁针静止时N极所指的方向为磁场的方向
③对放入其中的磁体或电流有力的作用
④垂直于磁场的通电导线受到的力与通电电流、导线长度的乘积的比值⑥特斯拉
⑦在磁场中画出的一些有方向的曲线,在这些曲线上,每一点的切线方向都与该点的磁场方向一致
⑧安培定则(或右手螺旋定则)2.思考关于安培力和洛伦兹力的学习的内容,正确填写下图。
答案:①磁场对通电导线的作用力　②F=BIL ③电动机　④左手定则　⑤磁场对运动电荷的作用力　⑥显像管3.“磁性材料”一节包含了哪些内容?
答案:①退磁　②磁记录专题一专题二专题三专题一　常见的电流磁场的判断及分布特点
1.直线电流的磁场
(1)磁场方向的判断方法
安培定则:右手握住导线,让伸直的拇指的方向与电流的方向一致,那么,弯曲的四指所指的方向就是磁感线的环绕方向,如图所示。专题一专题二专题三(2)磁感线的分布特点
直线电流的磁场可有三种不同的画法,如图所示。专题一专题二专题三2.环形电流的磁场
(1)磁场方向的判断方法
安培定则:让右手弯曲的四指和环形电流的方向一致,伸直的拇指所指的方向就是环形导线中心轴线上磁感线的方向。
(2)磁感线的分布特点
两侧分别是N极和S极,离圆环中心越远,磁场越弱,画法如图所示。专题一专题二专题三3.通电螺线管的磁场
(1)磁场方向的判断方法:用安培定则来判定。
(2)磁感线的分布特点
两端分别是N极和S极,管内是匀强磁场,管外是非匀强磁场,画法如图所示。专题一专题二专题三【例题1】 如图所示,分别给出了导线中的电流方向或磁场中某处小磁针静止时N极的指向或磁感线方向。请画出对应的磁感线(标上方向)或电流方向。专题一专题二专题三答案:用安培定则来判断,如图所示 专题一专题二专题三变式训练1导学号66824040如图所示,甲、乙是直线电流的磁场,丙、丁是环形电流的磁场,戊是通电螺线管电流的磁场,试说明图中的电流的方向或磁感线方向。
解析:根据安培定则,可以确定甲图中电流方向垂直纸面向里,乙图中电流的方向从下向上,丙图中电流是逆时针方向,丁图中磁感线的方向从下向上,戊图中磁感线的方向向右。
答案:见解析专题一专题二专题三专题二　安培力及影响安培力大小的因素
安培力大小:垂直磁场的通电直导线所受安培力与导线的长度成正比,与导线中电流成正比,即F=BIL。
注意:(1)F=BIL只用来计算通电直导线与磁场方向垂直时,所受的安培力的大小,此时导线所受的安培力最大。导线方向与磁场方向平行时,导线不受安培力;导线方向与磁场方向斜交时,安培力介于零和最大值之间。
(2)L指的是“有效长度”。弯曲导线的有效长度L,等于连接两端点直线的长度,如图所示;相应的电流沿L由始端流向末端。专题一专题二专题三【例题2】 如图所示,在匀强磁场中放有下列各种形状的通电导线,电流为I,磁感应强度为B,求各导线所受到的安培力F的大小。专题一专题二专题三解析:A图中,B⊥I,故F=BIL。
B图是两根导线组成的折线abc,整体受力实质上是两部分直导线分别受力的矢量和,其有效长度为线段ac。
故F= BIL。
同理,C图中,导线的有效长度为线段ab,F=2BIR。
由对安培力的理解知D图中F=0。
答案:见解析专题一专题二专题三变式训练2导学号66824041(多选)质量为m的通电导体棒ab置于倾角为θ的金属导轨上。已知导体棒与导轨间的动摩擦因数为μ,在下列各图所加各种磁场中,导体棒均静止,则导体棒与导轨间摩擦力为零的可能情况是(　　)专题一专题二专题三解析:要使静摩擦力为零,如果FN=0,必有Ff=0。B选项中安培力的方向竖直向上与重力的方向相反可能使FN=0。如果FN≠0,则导体棒除受静摩擦力Ff以外的其他力的合力只要为零,那么Ff=0。在A选项中,导体棒所受到的重力G、支持力FN及安培力F安三力合力可能为零,则导体棒所受静摩擦力可能为零;C、D选项中,从导体棒所受到的重力G、支持力FN及安培力F安三力的方向分析,合力不可能为零,所以导体所受静摩擦力不可能为零,故选项A、B正确。
答案:AB专题一专题二专题三专题三　电子束的磁偏转和显像管的工作原理
1.磁偏转
由于受洛伦兹力的作用,电子束能在磁场中发生偏转,叫作磁偏转。
电子束磁偏转是电视机显像管工作的基本原理之一。
2.显像管工作原理
(1)显像管工作原理如图所示。专题一专题二专题三(2)加速:显像管中有一个阴极,用低压电源加热时放出电子,经高电压加速后电子束打在荧光屏上,荧光屏就能发光。但一细束电子打在荧光屏上只能使一个点发光,而实际上整个荧光屏都发光,这是由于磁场作用于电子束的结果。
(3)偏转:使电子束偏转的磁场是由两对线圈产生的,叫作偏转线圈。在偏转区的水平方向和竖直方向都加有偏转磁场,其方向、强弱都在不断变化,因此电子束打在荧光屏上的光点就不断来回移动(扫描)。电子束从最上一行到最下一行扫描一遍叫作一场,电视机中每秒要进行50场扫描,所以我们感到整个荧光屏都在发光。专题一专题二专题三【例题3】 导学号66824042显像管的结构如图所示,电子枪是由安装在真空玻璃管内的一个阴极、一个阳极组成的,阴极接高压电源的负极,阳极接正极。从阴极产生的电子,在两极之间的电场力的作用下从阴极加速飞向阳极,并从阳极射进由偏转线圈产生的磁场内,若使电子束在竖直方向偏离中心,打在荧光屏上的A点,偏转磁场应该沿什么方向(　　)
A.垂直纸面向外 B.竖直向上
C.垂直纸面向内 D.竖直向下专题一专题二专题三解析:由图知,电子束受到的洛伦兹力方向向上,电子带负电,应用左手定则时注意四指的指向应该是电子运动的反方向,所以由左手定则可判定,磁场方向垂直纸面向外。
答案:A专题一专题二专题三变式训练3电子射线管示意图如图所示,接通电源后,电子射线由阴极沿x轴方向射出,在荧光屏上会看到一条亮线。要使该亮线向下(z轴负方向)偏转,在下列措施中可采用的是(　　)A.加一磁场,磁场方向沿z轴负方向
B.加一磁场,磁场方向沿y轴正方向
C.加一电场,电场方向沿z轴负方向
D.加一电场,电场方向沿y轴正方向
解析:加磁场时,由左手定则可判断磁场方向应沿y轴正方向;加电场时,电场方向应沿z轴正方向。
答案:B课件35张PPT。第三章 电磁感应一、电磁感应现象读一读辨一辨一、划时代的发现
阅读教材第46页“划时代的发现”部分,了解电磁感应现象发现过程,体会物理学家探究历程。
1.哪位物理学家发现了电流的磁效应?
答案:丹麦物理学家奥斯特在1820年发现了电流的磁效应。
2.法拉第在1831年发现了什么现象,从而揭示了电与磁的进一步的关系,开辟了人类历史的新纪元?
答案:电磁感应现象。读一读辨一辨二、电磁感应现象
阅读教材第46页“电磁感应现象”部分,知道什么是电磁感应现象,了解电磁感应现象的发现对电磁学的发展所起的作用。
1.什么是电磁感应现象?什么是感应电流?
答案:闭合电路的一部分在磁场中做切割磁感线运动时,导体中就产生感应电流,物理学中把这类现象叫作电磁感应。
由电磁感应产生的电流叫作感应电流。
2.电磁感应现象的发现有什么意义?
答案:电磁感应现象的发现为完整的电磁学理论奠定了基础,奏响了电气化时代的序曲。读一读辨一辨三、电磁感应的产生条件
阅读教材第47页“电磁感应的产生条件”部分,了解电磁感应的产生条件的探究过程,熟记感应电流的产生条件。
1.如何理解磁通量?
答案:穿过一个闭合电路的磁通量可以形象地理解为“穿过一个闭合电路磁感线的多少”。
2.感应电流产生的条件是什么?
答案:①闭合电路;②磁通量发生变化。读一读辨一辨1.思考辨析。
(1)不论用什么方法,只要穿过闭合回路的磁通量发生变化,闭合回路中就有电流产生。 (　　)
解析:感应电流的产生条件是穿过闭合电路的磁通量发生变化。不论采用何种方法,只要满足上述条件,就可以产生感应电流。
答案:√
(2)穿过闭合电路的磁通量只与磁场的强弱有关。 (　　)
解析:磁通量可以描述为“穿过闭合回路的磁感线的条数的多少”。所以磁通量还与闭合回路的面积有关。
答案:×读一读辨一辨(3)只要穿过闭合回路的磁通量变大,闭合回路中才有感应电流产生。 (　　)
解析:磁通量的变化可以是变大,也可以是变小。
答案:×读一读辨一辨2.探究讨论。
(1)法拉第经过近十年的科学探索,终于发现了电磁感应现象,他关于“磁生电”的感悟是什么?
答案:他感悟到“磁生电”是一种在变化、运动过程中才能出现的现象。
(2)闭合电路的一部分导体在磁场中运动时一定产生感应电流吗?
答案:不一定。要看闭合电路的磁通量是否变化,如果闭合电路的磁通量不发生变化,就不会产生感应电流。问题导引名师精讲典例剖析探究一探究二探究一 对磁通量的理解
如图所示,面积相同的线圈放在磁场中的不同位置,其中S1、S3与磁场垂直,S2与磁场方向有一个夹角,S4与磁场平行。思考后回答:
(1)穿过哪个面的磁通量最大,哪个面的磁通量最小?
(2)如果增大S4的面积,穿过其面积的磁通量是否增大?
(3)是不是磁场越强,线圈的面积越大,穿过这个线圈的磁通量也就越大?问题导引名师精讲典例剖析探究一探究二要点提示(1)S1最大,S4最小。
(2)S4的磁通量不变。
(3)不能这样说,磁通量的大小不仅仅与磁场的强弱和线圈的面积有关,还与线圈放在磁场中的角度有关。例如,当线圈平面与磁场方向平行时,没有磁感线穿过它,此时,穿过该线圈的磁通量就为零。 问题导引名师精讲典例剖析探究一探究二1.磁通量的物理意义
我们可以用“穿过闭合电路磁感线条数的多少”来形象地理解“穿过这个闭合电路的磁通量”,即穿过某一回路的磁感线条数越多,穿过这个回路的磁通量就越大,反之,就越小。
例如,同一个平面,当跟磁场方向垂直时,穿过它的磁感线条数最多,磁通量最大;当跟磁场方向平行时,没有磁感线穿过它,即穿过它的磁通量为零;如果穿过两个面的磁感线条数相等,则穿过它们的磁通量相等。
2.磁通量的单位
在国际单位制中,磁通量的单位是韦伯,符号是Wb。问题导引名师精讲典例剖析探究一探究二3.磁通量的正负
磁通量是标量,但有正负之分,磁通量的正负既不表示大小,也不表示方向,仅是为了计算方便而引入的,它的正负是这样规定的:任何一个面都有正、反两面,若规定磁感线从正面穿入时磁通量为正值,则从反面穿入时磁通量为负值。
4.磁通量变化的几种常见情况
(1)闭合回路面积S的变化引起磁通量的变化
如图所示,导体做切割磁感线运动使面积发生变化而改变了穿过回路的磁通量。问题导引名师精讲典例剖析探究一探究二(2)磁感应强度的变化引起磁通量的变化
如图甲所示,通过磁极的运动改变穿过回路的磁通量;图乙通过改变原线圈中的电流从而改变磁场的强弱,进而改变穿过回路的磁通量。问题导引名师精讲典例剖析探究一探究二(3)线圈平面与磁场方向夹角的变化引起磁通量的变化
使穿过线圈的磁感线的条数发生变化,进而改变穿过回路的磁通量。例如在匀强磁场中闭合矩形线圈沿垂直于磁感线的固定轴OO'转过90°角的过程中,磁通量由0变到最大。温馨提示既然磁通量描述的是穿过某一面积的磁感线条数,所以磁通量与线圈的匝数无关。同样,磁通量的变化也与线圈的匝数无关。问题导引名师精讲典例剖析探究一探究二【例题1】如图所示,通电直导线右边有一个矩形线框,线框平面与直导线共面,若使线框逐渐向右远离(平动)通电导线,则穿过线框的磁通量将(　　)
A.逐渐增大　　　　 B.逐渐减小
C.保持不变 D.不能确定
解析:通电直导线产生的磁场的特点是离导线越远,磁场越弱。当线圈向右运动时,由于磁场减弱,穿过线圈的磁通量将减小,所以只有B项正确。
答案:B问题导引名师精讲典例剖析探究一探究二归纳总结解决本题要掌握两点知识:(1)通电直导线周围的磁场分布:通电直导线产生磁场的磁感线是一个一个的同心圆,且远离直导线时磁场逐渐减弱;(2)磁通量变化的影响因素:穿过一个闭合电路(或一个面)的磁通量与该线圈的面积、磁感应强度及该面与磁场方向的夹角有关,题中夹角和线圈的面积没有发生变化,而穿过线圈的磁场逐渐减弱,所以穿过线圈的磁通量逐渐减小。问题导引名师精讲典例剖析探究一探究二变式训练1导学号66824045(多选)如图所示,环形金属软弹簧所处平面与某一匀强磁场垂直,将弹簧沿半径方向向外拉成圆形,则以下措施不能使该金属弹簧中磁通量变化的是(　　)
A.保持该圆的周长不变,将弹簧由圆形拉成方形
B.保持该圆的周长不变,将弹簧由圆形拉成三角形
C.保持该圆的面积不变,将弹簧由圆形拉成方形
D.保持该圆的面积不变,将弹簧由圆形拉成三角形问题导引名师精讲典例剖析探究一探究二解析:本题考查的内容为对磁通量变化的理解。磁场不变,金属弹簧平面与磁场方向的夹角也不变,若面积大小变化,穿过金属弹簧的磁通量就变化;反之,磁通量就不会变化。周长不变,圆形变成方形或三角形时,面积肯定发生变化,故磁通量会变化。
答案:CD探究一探究二问题导引名师精讲典例剖析探究二 对感应电流产生条件的理解
奥斯特发现电流的磁效应后,许多物理学家提出了一个对应的问题:磁场也能产生电流吗?瑞士物理学家丹尼尔·科拉顿对这个问题进行了探究:他将一个螺线管与电流计相连,为了避免强磁性磁铁的影响,他把电流计用长导线连着,放在另外一个房间。科拉顿没有助手,当他把磁铁投入螺线管中后,立即跑到另一个房间去观察。十分可惜,他未能观察到电流计指针的偏转。后来有位科学家感叹道:“可怜的科拉顿,在跑来跑去中丢失了良机。”你认为科拉顿的实验是否成功产生了感应电流?为什么他错失良机?探究一探究二问题导引名师精讲典例剖析要点提示科拉顿的实验成功地产生了感应电流,但因为感应电流只有在磁通量变化过程中才能产生,所以科拉顿跑动过程中电流已经消失,当然错失看到电流计指针偏转的良机。探究一探究二问题导引名师精讲典例剖析1.回路中有无感应电流的判断
判断回路中是否有感应电流的依据:
(1)回路是否闭合。
(2)回路中的磁通量是否变化。
这两个条件缺一不可。
2.引起穿过闭合回路的磁通量变化的情况
(1)磁场本身发生变化,即S不变、B变化,如磁场随时间或空间的变化而改变。
(2)回路自身发生变化,即B不变、S变化,或B不变、S不变、θ变化。
(3)磁场变化的同时,回路本身也发生变化。探究一探究二问题导引名师精讲典例剖析【例题2】导学号66824046(多选)下列各项中,闭合矩形线圈中能产生感应电流的是(　　)探究一探究二问题导引名师精讲典例剖析解析:选项A中因为线圈平面平行于磁感线,穿过线圈的磁通量始终为零,所以无感应电流产生;选项B中,竖直向上运动过程中,线圈平面始终与磁感线平行,磁通量始终为零,故无感应电流产生;选项C中,线圈平面与磁感线平行,与选项B相同,故无感应电流产生;选项D中尽管线圈在转动,但B与S都不变,B又垂直于S,所以Φ=BS始终不变,线圈中无感应电流;选项E中,图示状态Φ=0,当转过90°时Φ=BS,所以转动过程中穿过线圈的磁通量在不断地变化,因此转动过程中线圈中产生感应电流;选项F中,螺线管内通入交变电流,因此产生的磁场强弱、方向也在变化,穿过线圈的磁通量发生变化,所以产生感应电流,故选项E、F正确。
答案:EF探究一探究二问题导引名师精讲典例剖析归纳总结判断是否产生感应电流的依据就是看产生感应电流的条件——穿过闭合电路的磁通量是否变化。
本题中引起磁通量变化的原因有:
(1)磁感应强度B发生变化。
(2)磁感应强度B和面积S的夹角θ发生变化。探究一探究二问题导引名师精讲典例剖析变式训练2(多选)如图所示,线框abcd从有界的匀强磁场区域穿过,下列说法正确的是(　　)
A.进入匀强磁场区域的过程中,abcd中有感应电流
B.在匀强磁场中加速运动时,abcd中有感应电流
C.在匀强磁场中加速运动时,abcd中没有感应电流
D.离开匀强磁场区域的过程中,abcd中没有感应电流探究一探究二问题导引名师精讲典例剖析解析:从回路中磁通量有无“变化”来判断是否产生感应电流,是触及本质的方法,也更能抓住要点得出正确结论。若从切割磁感线的角度考虑问题,必须全面比较闭合电路中各部分切割的情况。在有界的匀强磁场中,常常需要考虑闭合回路进场、出场和在场中运动的情况,无论abcd在匀强磁场中做匀速还是加速运动,穿过abcd的磁通量都没有发生变化。
答案:AC探究一探究二问题导引名师精讲典例剖析变式训练3(多选)如图所示装置,在下列各种情况中,能使悬挂在螺线管附近的铜质闭合线圈A中产生感应电流的是(　　)
A.开关S接通的瞬间
B.开关S接通后,电路中电流稳定时
C.开关S接通后,滑动变阻器滑片滑动的瞬间
D.开关S断开的瞬间探究一探究二问题导引名师精讲典例剖析解析:开关S接通的瞬间,穿过铜质闭合线圈的磁通量从没有到有,发生了变化,产生感应电流,A正确;开关S接通后,电路中电流稳定时,穿过铜质闭合线圈的磁通量不变,不产生感应电流,B错误;开关S接通后,滑动变阻器滑片滑动的瞬间,电流发生变化,产生变化的磁场,使穿过铜质闭合线圈的磁通量发生变化,产生感应电流,C正确;开关S断开的瞬间,穿过铜质闭合线圈的磁通量从有到没有,发生了变化,产生感应电流,D正确。
答案:ACD1 2 3 4 51.(物理学史)物理学领域里的每次重大发现,都有力地推动了人类文明的进程。最早利用磁场获得电流,使人类得以进入电气化时代的科学家是(　　)
A.库仑 B.奥斯特
C.安培 D.法拉第
解析:法拉第发现了电磁感应现象,开启了人类进入电气化时代的大门;库仑得出了两点电荷之间的作用力关系;奥斯特发现电流可以产生磁场;安培发现了电流产生的磁场方向的判断法则——安培定则。
答案:D1 2 3 4 52.(感应电流的产生条件)关于电磁感应现象的说法中,正确的是(　　)
A.只要穿过闭合电路中的磁通量不为零,闭合电路中就一定有感应电流产生
B.穿过闭合电路中的磁通量减少,则电路中感应电流就减小
C.穿过闭合电路中的磁通量越大,电磁感应现象越明显
D.穿过闭合电路中的磁通量变化越快,电磁感应现象越明显
解析:只有闭合电路的磁通量发生变化时,才有感应电流,所以选项A错。感应电流的大小只与磁通量的变化快慢有关,与磁通量的大小、磁通量的变化量没有必然的关系。所以选项B、C错。
答案:D1 2 3 4 53.(对磁通量的理解)关于磁通量的概念,下面的说法正确的是(　　)
A.磁场中某处的磁感应强度越大,面积越大,则穿过线圈的磁通量一定就越大
B.放在磁场中某处的一个平面,穿过它的磁通量为零,该处磁感应强度一定为零
C.磁通量的变化不一定是由于磁场的变化而产生的
D.磁场中某处的磁感应强度不变,放在该处线圈的面积也不变,则磁通量一定不变1 2 3 4 5解析:磁通量的大小不仅与磁感应强度及面积的大小有关,还与所研究电路所在平面和磁感应强度的方向的关系有关,故A、B项错;磁通量的变化可能是因为磁场的变化引起,也可能因为面积的变化引起,或者两者均变或所研究电路所在平面与磁场方向关系变化而引起,所以C项正确;而D项中有可能线圈放置方向改变,也会引起磁通量改变,所以不正确。
答案:C1 2 3 4 54.(电磁感应现象的理解)如图所示,线圈两端接在电流表上组成闭合电路。在下列情况中,电流表指针不发生偏转的是(　　)
A.线圈不动,磁铁插入线圈
B.线圈不动,磁铁从线圈中拔出
C.磁铁不动,线圈上、下移动
D.磁铁插在线圈内不动
解析:产生感应电流的条件是穿过闭合回路的磁通量发生变化。线圈和电流表已经组成闭合回路,只要穿过线圈的磁通量发生变化,线圈中就会产生感应电流,电流表指针就会发生偏转。在A、B、C三种情况下,线圈和磁铁发生相对运动,穿过线圈的磁通量发生变化,产生感应电流;而当磁铁插在线圈中不动时,线圈中虽然有磁通量,但磁通量不变化,不产生感应电流。
答案:D1 2 3 4 55.(感应电流的产生条件的应用)如图所示,一有限范围的匀强磁场,宽度为d。一边长为l的正方形导线框以速度v匀速地通过磁场区域,若d>l,求线圈中不产生感应电流的时间。课件27张PPT。二、法拉第电磁感应定律读一读辨一辨一、感应电动势
阅读教材第51~52页“感应电动势”部分,知道什么是感应电动势。知道影响感应电动势大小的因素。
1.什么是感应电动势?产生感应电动势的那部分导体在电路中所起的作用是什么?
答案:在电磁感应现象中产生的电动势叫感应电动势。产生感应电动势的那部分导体在电路中相当于电源。
2.如何判断感应电动势的大小呢?
答案:让产生感应电动势的那部分导体和其他元件组成一个简单的回路,根据感应电流的大小判断感应电动势的大小:感应电流越大,感应电动势就越大。读一读辨一辨3.在电磁感应现象中,感应电动势的大小跟什么因素有关呢?
答案:跟磁通量的变化率(即磁通量变化的快慢) 有关, 大,产生的感应电动势也就越大。读一读辨一辨二、法拉第电磁感应定律
阅读教材第52~53页“法拉第电磁感应定律”部分,熟记法拉第电磁感应定律的内容,会用E= 和E=n 计算感应电动势。
1.什么是磁通量的变化率?其物理意义是什么?
答案:单位时间内穿过回路的磁通量的变化量叫作磁通量的变化率,用 表示。其物理意义是描述磁通量变化的快慢。
2.法拉第电磁感应定律的内容是什么?
答案:电路中感应电动势的大小,跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比。
3.法拉第电磁感应定律的表达式是怎样的?读一读辨一辨1.思考辨析。
(1)闭合电路中感应电动势的大小与线圈匝数无关。 (　　)答案:×
(2)闭合电路中感应电动势的大小跟穿过这一闭合电路的磁通量成正比。 (　　)
解析:感应电动势的大小与穿过回路的磁通量的变化率成正比。
答案:×
(3)穿过闭合电路的磁通量均匀变化,回路中的感应电流也在均匀变化。 (　　)答案:× 读一读辨一辨2.探究讨论。 (2)电磁感应现象中的电能是如何产生的?电能的产生过程中遵循能量守恒吗?
答案:在电磁感应现象中,无论是导体切割磁感线运动,还是把磁铁插入线圈或从线圈中拔出,都是消耗了机械能才获得了电能,在转化过程中遵守能量守恒。问题导引名师精讲典例剖析探究一探究二探究一 区分磁通量、磁通量的变化量和磁通量的变化率
如图所示,通有恒定电流的导线MN与闭合金属框共面,第一次将金属框由位置Ⅰ平移到位置Ⅱ,第二次将金属框绕cd边翻转到位置Ⅱ,设先后两次通过金属框的磁通量变化分别为ΔΦ1和ΔΦ2,则ΔΦ1等于ΔΦ2吗?问题导引名师精讲典例剖析探究一探究二要点提示设线框在位置Ⅰ时的磁通量为ΦⅠ,在位置Ⅱ时的磁通量为ΦⅡ,直线电流产生的磁场在位置Ⅰ处比在位置Ⅱ处要强,则ΦⅠ>ΦⅡ。
将线框从位置Ⅰ平移到位置Ⅱ,磁感线是从线框的同一面穿过的,所以ΔΦ1=|ΦⅡ-ΦⅠ|=ΦⅠ-ΦⅡ;将线框从位置Ⅰ绕cd边转到位置Ⅱ,磁感线分别从线框的正反两面穿过,所以ΔΦ2=|(-ΦⅡ)-ΦⅠ|=ΦⅠ+ΦⅡ(以原来穿过为正,则后来从另一面穿过的为负),所以有ΔΦ1<ΔΦ2。问题导引名师精讲典例剖析探究一探究二1.区分磁通量、磁通量的变化量和磁通量的变化率 问题导引名师精讲典例剖析探究一探究二2.当磁通量Φ很大时,磁通量的变化量ΔΦ可能很小。同理,当磁通量的变化量ΔΦ很大时,若经历的时间很长,则磁通量的变化率也可能很小,磁通量的变化率 的大小与磁通量Φ的大小和磁通量的变化量ΔΦ的大小均无决定关系。
3.磁通量的变化量ΔΦ与电路中感应电动势的有无相联系,穿过电路的ΔΦ≠0是电路中存在感应电动势的前提;而磁通量的变化率问题导引名师精讲典例剖析探究一探究二温馨提示Φ、ΔΦ、 的大小没有直接关系,即
(1)穿过一个平面的磁通量大,磁通量的变化量不一定大,磁通量的变化率也不一定大。
(2)穿过一个平面的磁通量的变化量大,磁通量不一定大,磁通量的变化率也不一定大。
(3)穿过一个平面的磁通量的变化率大,磁通量和磁通量的变化量都不一定大。问题导引名师精讲典例剖析探究一探究二【例题1】 下列说法正确的是(　　)
A.磁通量越大,磁通量的变化量也越大
B.磁通量变化越大,磁通量的变化率也越大
C.磁通量变化率越大,磁通量变化得越快
D.磁通量等于零时,磁通量的变化率也为零
解析:穿过一个平面的磁通量大,磁通量的变化量不一定大,磁通量的变化率也不一定大,所以A、B均错误。磁通量的变化率 表示穿过某一面积的磁通量变化的快慢,磁通量变化率越大,磁通量变化得就越快,故C正确。磁通量等于零时,磁通量可能正在变,此时磁通量的变化率可以不为零,故D错误。
答案:C问题导引名师精讲典例剖析探究一探究二题后反思搞清楚磁通量Φ、磁通量的变化量ΔΦ、磁通量的变化率 之间的区别,知道它们之间的大小无直接关系是处理问题的关键。问题导引名师精讲典例剖析探究一探究二变式训练1一个200匝、面积200 cm2的圆形线圈放在匀强磁场中,磁场的方向与线圈平面垂直,磁感应强度在0.05 s内由0.1 T增加到0.5 T。在此过程中,穿过线圈的磁通量变化量是　　　　,磁通量的变化率是　　　　。?
解析:磁通量的变化ΔΦ=Φ2-Φ1=B2S-B1S=(0.5-0.1)×0.02 Wb=8×10-3 Wb,答案:8×10-3 Wb　0.16 Wb/s 探究一探究二问题导引名师精讲典例剖析探究二 对法拉第电磁感应定律的理解
利用法拉第电磁感应定律求出的感应电动势是平均值还是瞬时值?如何结合Φ-t图象求解感应电动势?
要点提示在高中阶段,利用公式E=n 求出的电动势是在Δt时间内的平均感应电动势,也是整个闭合电路的总电动势,只有当Δt→0时,它所表达的才是瞬时感应电动势;法拉第电磁感应定律中磁通量的变化率 可以从分析Φ-t图象上某点切线的斜率求解。探究一探究二问题导引名师精讲典例剖析1.感应电动势的大小决定于穿过电路的磁通量的变化率 ,而与Φ的大小、ΔΦ的大小没有必然联系。探究一探究二问题导引名师精讲典例剖析探究一探究二问题导引名师精讲典例剖析【例题2】 一个正方形的金属框,电阻R=0.2 Ω,垂直放在匀强磁场中,此时穿过线圈的磁通量为0.015 Wb,若磁场在0.05 s内消失,求线框中的感应电流为多大。原来穿过线框的磁通量为Φ1=0.015 Wb
经Δt=0.05 s磁通量变为Φ2=0
磁通量的变化量
ΔΦ=|Φ2-Φ1|=0.015 Wb
根据法拉第电磁感应定律,线框中感应电动势的大小为答案:1.5 A 探究一探究二问题导引名师精讲典例剖析归纳总结计算感应电动势大小的步骤
(1)明确磁通量的变化量及所用的时间。
(2)运用法拉第电磁感应定律求解。探究一探究二问题导引名师精讲典例剖析变式训练2导学号66824050如图为穿过某线圈的磁通量随时间变化的Φ-t图象,已知线圈匝数为10匝,则0~2 s线圈中产生的感应电动势大小为　　　　 V,2~6 s线圈中产生的感应电动势大小为　　　 V,6~8 s 线圈中产生的感应电动势大小为　　　　 V。?
解析:0~2 s,ΔΦ1=2 Wb,2~6 s,ΔΦ2=0,E2=0;
6~8 s,ΔΦ3=-2 Wb-2 Wb=-4 Wb,答案:10　0　20 1 2 3 4 51.(对Φ、ΔΦ和 的理解)下列说法正确的是(　　)
A.磁通量大,磁通量变化量一定大
B.磁通量变化大,磁通量变化率一定大
C.磁通量为零,磁通量的变化率为零
D.磁通量为零,磁通量的变化率不一定为零
解析:磁通量对应一个状态,而磁通量变化对应一个过程,所以磁通量变化的大小与磁通量的大小无直接关系,选项A错;同理磁通量变化ΔΦ的大小与变化的具体过程有关,包括变化的快慢以及变化的时间,而磁通量的变化率只描述磁通量变化的快慢,所以只有选项D正确。
答案:D1 2 3 4 5A.穿过线圈的磁通量Φ越大,感应电动势E一定越大
B.穿过线圈的磁通量的改变量ΔΦ越大,感应电动势E一定越大
C.穿过线圈的磁通量的变化率 越大,感应电动势E一定越大
D.穿过线圈的磁通量发生变化的时间Δt越小,感应电动势E一定越大
解析:根据法拉第电磁感应定律可知,感应电动势的大小与磁通量的变化率成正比,C对;磁通量大或者磁通量的变化量大,磁通量的变化率都不一定大,故A、B错;当磁通量的变化量一定时,时间越短,磁通量的变化率才越大,故D错。
答案:C1 2 3 4 53.(多选)(对电磁感应现象的理解)关于感应电动势和感应电流,下列说法中正确的是(　　)
A.只有当电路闭合,且穿过电路的磁通量发生变化时,电路中才有感应电动势
B.只有当电路闭合,且穿过电路的磁通量发生变化时,
电路中才有感应电流
C.不管电路是否闭合,只要穿过电路的磁通量发生变化,电路中就有感应电动势
D.不管电路是否闭合,只要穿过电路的磁通量发生变化,电路中就有感应电流1 2 3 4 5解析:电磁感应现象的实质就是当穿过线圈平面的磁通量发生变化时,线路中产生感应电动势。如果电路闭合,就有感应电流,如果电路不闭合,就只有感应电动势而没有感应电流。
答案:BC1 2 3 4 54.(Φ-t图象的应用)穿过某线圈的磁通量随时间变化的关系如图所示,在下列几段时间内,线圈中感应电动势最小的是(　　)
A.0~2 s B.2~4 s
C.4~5 s D.5~10 s
解析:图象斜率的绝对值越小,表明磁通量的变化率越小,感应电动势也就越小。显然,5~10 s图线斜率的绝对值最小。
答案:D1 2 3 4 55.(E=n 的应用)一个边长L=1 m的单匝正方形线框放在匀强磁场中,穿过它的磁通量在0.05 s内由3×10-2 Wb增加到8×10-2 Wb。则穿过线框磁通量的变化量为　　　　 Wb,线框中产生的感应电动势的大小为　　　　 V。?
解析:ΔΦ=(8×10-2-3×10-2) Wb=5×10-2 Wb答案:5×10-2　1 课件30张PPT。三、交变电流读一读辨一辨一、交流发电机
阅读教材第55页“交流发电机”部分,知道交流发电机的工作原理,通过观察演示实验,体会什么是交变电流、交变电流与直流的区别。
1.交流发电机是由哪两部分组成的?
答案:定子和转子。
2.发电机的工作原理是什么?
答案:发电机的工作原理是电磁感应现象。转子的转动使得穿过线圈的磁通量发生变化,在线圈中产生感应电动势。如果线圈两端连着用电器,线圈和用电器组成闭合回路,回路中就会有感应电流产生。读一读辨一辨3.通过观察演示实验,电流表的指针会怎样摆动?思考后说明电流怎么变化?
答案:指针左右摆动,说明流过电流表的电流的大小和方向均不断变化。
4.交流和直流
大小和方向随时间做周期性变化的电流叫交变电流,简称交流。方向不变的电流叫直流。读一读辨一辨二、交流的变化规律及交流的有效值
阅读教材第56页“交流的变化规律”和第58页“交流的有效值”部分,知道什么是正弦式交变电流,掌握描述交流的物理量,理解交变电流的有效值。
1.什么是正弦式交变电流?如何显示交变电流的变化规律?
答案:电流或电压随时间按正弦函数规律变化的交变电流叫正弦式交变电流,交变电流的变化规律可以用示波器显示出来。
2.正弦式交变电流、电压随时间变化的规律是什么?
答案:i=Imsin ωt,u=Umsin ωt。读一读辨一辨3.描述交变电流的变化规律的物理量有哪些?
答案:(1)峰值:交变电流在变化过程中电流、电压所能达到的最大值,又叫作交流的峰值,用Im、Um表示。
(2)周期:交流完成一次周期性变化所用的时间,用符号T表示,单位是秒(s)。
(3)频率:交流在1 s内发生周期变化的次数,用符号f表示,单位是赫兹(Hz)。
4.周期和频率有什么关系?读一读辨一辨5.什么是交变电流的有效值?
答案:把交变电流和直流分别通过相同的电阻,如果在相等的时间里它们产生的热量相等,我们就把这个直流电压、电流的数值称作交流电压、电流的有效值。
6.正弦式交变电流的有效值和峰值的关系是怎样的?读一读辨一辨三、交变电流能够“通过”电容器
阅读教材第57页“交流能够通过电容器”部分,知道交流通过电容器的本质及电容器的应用。
1.交变电流通过电容器的本质
当电容器接到交流电路上时,由于电容器交替进行充电和放电,从而在电路中形成电流,表现为交流“通过”了电容器。
2.电容器的作用和应用
电容器能够通交流、隔直流,这一点在电子技术中有重要应用。读一读辨一辨1.思考辨析。
(1)直流的大小、方向都不能变。 (　　)
解析:直流是方向不变的电流。
答案:×
(2)电容器具有“通直流,阻交流”的特点。 (　　)
解析:电容器的两个极板是被绝缘介质隔开,故直流不能通过。但当交流接在电容器上时,电容器在交流电路中会表现出充电和放电交替进行,在外电路看来,导线中有电荷流动,表现出“通过”了电容器。
答案:×读一读辨一辨(3)交变电流的有效值是根据电流的热效应定义的。 (　　)
解析:交变电流的有效值,是根据电流的热效应规定的:把交变电流和直流分别通过相同的电阻,如果在相等的时间内它们产生的热量相等,我们就把这个直流电压、电流的数值称作交流电压、电流的有效值。
答案:√读一读辨一辨2.探究讨论。
(1)所有的交变电流峰值和有效值之间都满足 倍的关系吗?
答案:不是。只有正弦式交变电流的峰值和有效值之
间才满足此关系。其他形式的交变电流的峰值和有效值一般不满足此关系。读一读辨一辨(2)在直流电路中,灯泡和电容器串联,灯泡不会亮;在交流电路中,灯泡和电容器串联(如图)。灯泡会亮吗?
答案:电容器可以“通交流、隔直流”,所以接直流时,灯泡不会亮,但是接交变电流时,灯泡会亮。读一读辨一辨(3)描述交变电流变化快慢的物理量有哪些?它们之间有什么关系?描述交变电流大小的物理量有哪些?对于正弦式电流,它们之间有何关系?问题导引名师精讲典例剖析探究一探究二探究一 对交变电流的理解
把两个发光颜色不同的发光二极管并联,注意使两者正负极的方向不同,然后连接到教学用的发电机的两端(如图)。转动手柄,两个磁极之间的线圈随着转动,观察发光二极管的发光情况,实验现象说明了什么?
要点提示可以观察到两个发光二极管交替发光。该实验说明了发电机产生的电流的方向随时间变化,不是直流,是交变电流。问题导引名师精讲典例剖析探究一探究二1.直流与交变电流的对比
按大小和方向的变化规律,可将电流作如下的分类:问题导引名师精讲典例剖析探究一探究二2.正弦式交变电流的有效值和瞬时值
正弦式交变电流的某一时刻的电流、电压可表示为i=Imsin ωt,u=Umsin ωt。其中,Im、Um分别是电流和电压的峰值。
按正弦规律变化的交变电流,它的有效值和峰值之间的关系为电路中各种电表的示数均是有效值,各种电器设备所标注的额定电压、额定电流也都是有效值。问题导引名师精讲典例剖析探究一探究二【例题1】导学号66824054(多选)在如图甲所示的电路中,电阻R的阻值为50 Ω,在ab间加上图乙所示的正弦式交变电流,则下面说法中正确的是(　　)
A.交流电压的有效值为100 V
B.电流表示数为2 A
C.产生该交变电流的线圈在磁场中转动的角速度为3.14 rad/s
D.在1分钟内电阻R上产生的热量为1.2×104 J问题导引名师精讲典例剖析探究一探究二答案:ABD
归纳总结要注意的是,所说电压表、电流表的示数,只要没有特别声明,均是指有效值。问题导引名师精讲典例剖析探究一探究二变式训练1一正弦式交变电流的u-t图象如图所示,由图可知:该交变电流的频率为　　　　Hz,电压的有效值为　　　　V。?
解析:由题图知T=0.02 s,交变电流的频率探究一探究二问题导引名师精讲典例剖析探究二 对交变电流能够通过电容器的理解
使用220 V交流电源的电器设备和电子仪器,金属外壳和电源之间都有良好的绝缘,但是有时候用手触摸外壳时仍会有“麻手”的感觉,用试电笔测试时氖管也会发光,这是为什么呢?采取什么措施可解决这一问题?探究一探究二问题导引名师精讲典例剖析要点提示与电源连接的机芯和金属外壳构成一个电容器,交变电流能够通过这个“电容器”,也就是说机芯、外壳间始终在进行着充、放电,所以你能感觉到“漏电”。解决方案就是让金属外壳接地。其实现在生产的电气设备都增加了这一接地线。探究一探究二问题导引名师精讲典例剖析把交流电源接到电容器两极板上后,当交流的电压升高时,电源给电容器充电,电荷向电容器极板上聚集,在电路中,形成充电电流;当交流的电压降低时,电容器放电。原来极板上聚集的电荷又放出,在电路中形成放电电流。电容器交替进行充电和放电,电路中就有了电流,好像是交流“通过”了电容器,但实际上自由电荷并没有通过电容器两极板间的绝缘介质。探究一探究二问题导引名师精讲典例剖析【例题2】 (多选)对电容器能通交流的原因,下列说法中正确的是(　　)
A.当电容器接到交流电源上时,因为有自由电荷通过电容器,电路中才有交变电流
B.当电容器接到交流电源上时,电容器交替进行充电和放电,电路中才有交变电流
C.在有电容器的交流电路中,没有电荷定向移动
D.在有电容器的交流电路中,没有电荷通过电容器
解析:由题意知,当电容器接到交流电源上时,电容器交替进行充电和放电,导致电荷定向移动,从而使电路中有交变电流,对于恒定不变的直流,不能通过电容器,故B、D正确,A、C错误。
答案:BD探究一探究二问题导引名师精讲典例剖析归纳总结电容器的特点是“通交流,隔直流”,本质上是交替充放电的过程,实际上自由电荷并没有通过电容器。探究一探究二问题导引名师精讲典例剖析变式训练2如图所示的电路中,若要灯泡持续发光,则S端应该接入(　　)
A.交流电源 B.直流电源
C.滑动变阻器 D.开关
解析:若要灯泡持续发光,电路中必须有电流,直流不能通过电容器,而交变电流能够通过电容器,选项A正确。
答案:A1 2 3 4 51.(对交变电流的理解)如图为电流i随时间t变化的图象,则其中属于交变电流的是(　　)解析:只有A项中的电流方向发生了周期性变化,其他各项中电流的方向没有变化,故只有A属于交变电流。
答案:A1 2 3 4 52.(多选)(电容器对交变电流的影响)如图所示电路中,以下结论正确的是(　　)
A.a、b若接直流,灯泡不亮
B.a、b若接直流,灯泡也可发光
C.a、b若接交变电流,灯泡发光,灯泡和电容都有电荷通过
D.a、b若接交变电流,灯泡发光,电容中无电荷通过
解析:电容器具有“通交流,隔直流”的特点,所以通直流时灯泡不亮。电容器能通过交变电流,本质上是交替充放电的过程,实际上自由电荷并没有通过电容器。
答案:AD1 2 3 4 53.(多选)(交变电流最大值和有效值的关系)关于交变电流的有效值U和最大值Umax,下列说法正确的是(　　)
C.照明电压220 V,动力电压380 V指的都是有效值
D.交流电压表和交流电流表测的都是最大值
解析:电压、电流的有效值和峰值之间的 倍关系是仅限于正弦式交变电流而言的,所以选项A是错误的,选项B是正确的;在交变电流的描述中没有特殊说明的情况下的电流和电压均指有效值,所以选项C是正确的;电流表和电压表测的是有效值,所以选项D不正确。
答案:BC1 2 3 4 54.(交变电流的图象)小型交流发电机中,矩形金属线圈在匀强磁场中匀速转动,产生的感应电动势与时间呈正弦函数关系,如图所示。此线圈与一个R=10 Ω的电阻构成闭合
电路,不计电路的其他电阻,下列说法正确的是(　　)
A.交变电流的周期为0.125 s
B.交变电流的频率为8 Hz
C.交变电流的有效值为 A
D.交变电流的最大值为4 A答案:C 1 2 3 4 55.(有效值的计算)如图所示,一交变电流随时间变化的图象,交变电流的有效值为　　　　。?
解析:取一个周期,则恒定电流中
Q1=I2Rt。①
交变电流中Q1=Q2。③
由①②③得I=5 A。
答案:5 A课件28张PPT。四、变压器读一读辨一辨一、变压器的结构和作用
阅读教材第60页第1~3自然段和第61页第1自然段及“变压器的结构”部分,了解变压器的结构及变压器在电路中的作用。
1.结构
变压器主要由铁芯和绕在它上面的两个线圈组成的,其中与电源相连的线圈叫原线圈,也叫初级线圈,与负载相连的线圈叫副线圈,也叫次级线圈。(图示为示范教学用的变压器的实物图、结构示意图及电路符号)读一读辨一辨2.变压器在电路中的作用是什么?
答案:改变交流的电压,使交流电压升高或降低。
3.通过教材第61页的演示实验现象思考,变压器可以改变直流电压吗?
答案:不能。读一读辨一辨二、变压器为什么能改变电压
阅读教材第62页“变压器为什么能改变电压”部分。了解变压器改变电压的原理及电压与线圈匝数的关系。
1.变压器为什么能够改变电压呢?变压器的工作原理是什么?
答案:当原线圈中的电流变化时,在铁芯中就会产生变化的磁场,就会引起副线圈中磁通量的变化,从而在副
线圈中产生感应电动势,可见,变压器的工作原理为前面学过的电磁感应现象。
2.变压器原副线圈的电压和匝数有什么关系?
答案:哪个线圈的匝数多,哪个线圈的电压就高。读一读辨一辨1.思考辨析。
(1)变压器的原、副线圈是用导线连接在一起的。(　　)
解析:变压器的原、副线圈是通过铁芯连接在一起的。
答案:×
(2)理想变压器的原、副线圈两端的电压一定是一样的。 (　　)
解析:线圈匝数越多,电压越高,故大多数变压器原、副线圈电压是不一样的。
答案:×
(3)学校中用的变压器工作时没有能量的损失。(　　)
解析:学校使用的变压器不是理想变压器,工作时变压器会发热,有能量损失。
答案:×读一读辨一辨2.探究讨论。
(1)如果将变压器的原线圈接到干电池上,在副线圈上能输出电压吗?请说明理由。
答案:不能。变压器的工作原理是电磁感应现象,在原线圈上接干电池,在铁芯中不会形成变化的磁场,所以在副线圈上不会有感应电动势产生。
(2)有同学认为“由于变压器在使用时副线圈没有直接跟电源连接,所以它所在的回路中由于缺少电源不可能有电流产生”,这种说法对吗?为什么?
答案:不对,因为如果原线圈连在交流电源两端,由于电磁感应,会在副线圈中激发出感应电动势,此时副线圈相当于电源,所以它所在的回路可以有电流产生。问题导引名师精讲典例剖析探究一探究二探究一 变压器的结构与工作原理
日常生活中我们经常见到变压器,如变电站中的大型变压器、街头的低压变压器、半导体收音机中的小变压器等。你知道它们的构造吗?找一个废弃的变压器,拆开绝缘外皮看一看它的构造。
要点提示变压器由原、副线圈和铁芯组成。问题导引名师精讲典例剖析探究一探究二1.变压器的结构
(1)变压器由铁芯和绕在铁芯上的线圈组成,铁芯由硅钢片叠合而成,线圈由漆包线绕成。
(2)线圈:①变压器的一个线圈跟前一级电路连接,叫作原线圈,也叫初级线圈;②另一个线圈跟下一级电路连接,叫作副线圈,也叫次级线圈,如图所示。问题导引名师精讲典例剖析探究一探究二2.变压器的工作原理
变压器工作原理的物理过程示意图如图所示。原线圈上加交流电压U1产生交变电流,铁芯中产生交变磁场,即产生交变磁通量,在副线圈中产生交流电动势U2。当副线圈接负载时,副线圈相当于交流电源向外界负载供电。由于铁芯闭合,在不考虑铁芯漏磁的情况下,穿过原、副线圈每匝线圈的磁通量及其变化率均相同,因此,在原线圈上所加的交流电压值与原线圈匝数不变的情况下,副线圈上产生的交流电压与副线圈的匝数成正比。这样,可以通过绕制不同匝数的副线圈来得到各种数值的交流电动势,从而改变了交变电流的电压。要强调的是,从能量转换角度看,变压器是把电能转化为磁场能,再将磁场能转化成电能的装置,一般地说,经过转换后,电压、电流均发生了变化。问题导引名师精讲典例剖析探究一探究二温馨提示对变压器的三点说明
(1)变压器只对变化的电流起作用,对恒定电流不起作用。
(2)变压器的两个线圈之间通过磁场联系在一起,两个线圈间是绝缘的。
(3)变压器不能改变交变电流的频率。问题导引名师精讲典例剖析探究一探究二【例题1】 变压器的副线圈与原线圈之间并没有导线连接,但在副线圈内却产生了电动势,使得与副线圈相连的灯泡发光。对于其中的原因正确的解释是(　　)
A.原线圈中通以交变电流时,在副线圈中产生变化的磁通量,因而在副线圈的两端形成感应电动势
B.原线圈中通以直流时,在副线圈中产生恒定的磁通量,因而在副线圈的两端形成感应电动势
C.原线圈中通交变电流时,在副线圈中产生恒定的磁通量,因而在副线圈的两端形成感应电动势
D.原线圈中通直流时,在副线圈中产生变化的磁通量,因而在副线圈的两端形成感应电动势问题导引名师精讲典例剖析探究一探究二解析:在副线圈中灯泡发光是因为副线圈发生电磁感应现象产生了感应电动势,原线圈中通交变电流,在铁芯中产生了变化的磁场,穿过副线圈的磁通量发生变化,在副线圈的两端产生了感应电动势。
答案:A
归纳总结变压器是依据电磁感应原理工作的,因此,只有通过原线圈的电流是变化的,才能在副线圈中产生感应电动势。需要注意的是,如果通过原线圈的是直流,但它的大小是变化的,这时在副线圈中也能产生感应电动势。问题导引名师精讲典例剖析探究一探究二变式训练1导学号66824056(多选)如图为变压器的示意图,它被用来升高发电机的输出电压,下列说法中正确的是(　　)
A.图中M是闭合的铁芯
B.发电机应与线圈Ⅰ相连,升高后的电压由c、d两端输出
C.电流以铁芯为通路,从一个线圈流到另一个线圈
D.变压器是根据电磁感应原理工作的问题导引名师精讲典例剖析探究一探究二解析:由题意知该变压器为升压变压器,所以原线圈匝数小于副线圈匝数,故Ⅱ为输入端,接发电机,Ⅰ为输出端,B错;铁芯提供闭合的磁路,使电能先变成磁场能再在副线圈中变成电能,所以C项错。故选A、D。
答案:AD探究一探究二问题导引名师精讲典例剖析探究二 变压器的作用与变压规律
如图为世界闻名的三峡大坝,三峡电站的70万千瓦发电机组的机端电压是2 000 V,通过500千伏超高压输送到远方(图甲),到达用电区后,我们的照明电路只用220 V的电压,而城市电车(图乙)却需要750 V的电压,你知道人们是如何实现不同电压之间的转换的吗?
甲　　　　　　　　　　　乙
要点提示通过变压器实现变压。探究一探究二问题导引名师精讲典例剖析1.理想变压器的电压关系
如图,设副线圈为n2匝,电压为U2,原线圈为n1匝,电压为U1。
(1)变压公式:(2)理论推导:
我们认为变压器为理想的,由于理想变压器铁芯没有漏磁,原、副线圈中具有相同的磁通量变化率 ,根据法拉第电磁感应定律,探究一探究二问题导引名师精讲典例剖析对于变压器要注意以下几点:
① ,无论副线圈一端是空载还是负载,都是实用的。
②若n1n2,U1>U2,就是降压变压器。
③输出电压U2由输入电压U1和n1、n2共同决定。探究一探究二问题导引名师精讲典例剖析2.理想变压器的功率关系与电流关系
大型变压器均可认为是理想变压器,铁芯中漏磁可以忽略,无任何电能的损失,有P入=P出,即I1U1=I2U2上式表明:变压器工作时,原、副线圈中的电流跟它们的匝数成反比。
说明:以上结论仅限于只有一个副线圈的情况,若有多个副线圈,对理想变压器,P入=P出恒成立。探究一探究二问题导引名师精讲典例剖析3.理想变压器中的几个制约关系
当理想变压器的原、副线圈的匝数不变时,如果变压器的负载发生变化,确定其他物理量的变化时,可依据下列原则判定:
(1)输入电压U1决定输出电压U2,这是因为输出电压U2= U1,当U1不变时,不论负载电阻R变化与否,U2不会改变。
(2)输出电流I2决定输入电流I1,在输入电压U1一定的情况下,输出电压U2也被完全确定。当负载电阻R增大时,I2减小,则I1相应减小;当负载电阻R减小时,I2增大,则I1相应增大。在使用变压器时,不能使变压器次级线圈短路。探究一探究二问题导引名师精讲典例剖析(3)输出功率P2决定输入功率P1,理想变压器的输出功率与输入功率相等,即P2=P1。在输入电压U1一定的情况下,当负载电阻R增大时,I2减小,则变压器输出功率P2=I2U2减小,输入功率P1也将相应减小;当负载电阻R减小时,I2增大,变压器的输出功率P2=I2U2增大,则输入功率P1也将增大。
温馨提示变压器在工作时,高压线圈中的电流由于较小,所以可以用细线绕制该线圈;而低压线圈中的电流由于较大,所以需要用粗线绕制该线圈。探究一探究二问题导引名师精讲典例剖析【例题2】一台理想变压器,其原线圈2 200匝,副线圈440匝,如图所示,问:
(1)这是升压变压器还是降压变压器?
(2)当原线圈接一个44 V直流电源时,电压表示数是多少?
(3)如原线圈接在220 V交流电源上时,电压表示数是多少?
解析:(1)由n2(2)原线圈接在直流电源上时,由于原线圈中的电流恒定,所以穿过原、副线圈的磁通量不发生变化,副线圈两端不产生感应电动势,故电压表示数为零。
(3)当原线圈接220 V交流电源时,由 ,得U2=44 V。即电压表的示数为44 V。
答案:(1)降压变压器　(2)0　(3)44 V归纳总结要知道变压器只改变交流电压不改变直流电压。 探究一探究二问题导引名师精讲典例剖析变式训练2导学号66824057如图所示,理想变压器原、副线圈匝数之比为20∶1,原线圈接正弦交流电源,副线圈接入“220 V　60 W”灯泡一只,且灯泡正常发光,则(　　)答案:C 1 2 3 4 51.(变压器的构造)下列器件属于变压器的是(　　) 解析:根据变压器由两个线圈和一块闭合铁芯构成,可知D是变压器。
答案:D1 2 3 4 52.(变压器的工作原理)下列说法不正确的是(　　)
A.变压器也可能改变恒定电压
B.变压器的原理是一种电磁感应现象,副线圈输出的电流是原线圈电流的感应电流
C.变压器由绕在同一闭合铁芯上的若干线圈构成
D.变压器原线圈相对电源而言起负载作用,而副线圈相对负载而言起电源作用
解析:变压器的工作原理是电磁感应原理,不能改变恒定电流。
答案:A1 2 3 4 53.(变压器的作用)变压器是一件重要的电器设备,对变压器的认识正确的是(　　)
A.变压器既能改变交流电压,又能改变稳恒电压
B.变压器既可用于提升电压,又可用于降低电压
C.变压器工作时,副线圈中的电流总是大于原线圈中的电流
D.变压器工作时,副线圈中的电流总是小于原线圈中的电流
解析:变压器只能改变交变电流的电压,A错;变压器可以提升电压,也可以降低电压,B对;变压器原、副线圈的功率相等,当提升电压时,副线圈中的电流小于原线圈中的电流;当降低电压时,副线圈中的电流大于原线圈中的电流,C、D错。
答案:B1 2 3 4 54.(多选)(变压器的理解)理想变压器正常工作时,原、副线圈中的电流为I1、I2,电压为U1、U2,功率为P1、P2,关于它们之间的关系,下列说法中正确的是(　　)
A.I1由I2决定　　　　　
B.U2与负载有关
C.P1由P2决定
D.以上说法都不正确
解析:由理想变压器的制约关系知,以原线圈中的电流由副线圈中的电流决定;功率关系:负载用多少,原线圈端就输入多少,因此选项A、C正确。
答案:AC1 2 3 4 55.(变压器的计算)利用变压器将220 V的交变电流变为55 V,如果原线圈为 2 200匝,则副线圈应为　　　　　匝。?求得n2=550匝。
答案:550课件25张PPT。五、高压输电读一读辨一辨一、远距离输电的电能损失
阅读教材第63页第五节第1~3自然段。了解电能损失的原因及有效减小输电线电能损失的方法。
1.远距离输电时,输电线上为什么会产生电能的损失?
答案:用户距离发电厂较远,导线的电阻不能忽略,当导线上有电流流过时,导线会发热,从而引起电能的损失。因此输电线上损失的电能主要是由电流的热效应引起的。
2.影响电能损失的因素有哪些?
答案:输电线的电阻越大,输电线上通过的电流越大,在输电线上产生的热量就越多,损失的电能越多。
3.减少电能损失的途径有哪些?
答案:(1)减小输电线的电阻;(2)减小输送的电流。读一读辨一辨二、降低导线的电阻
阅读教材第63页“降低导线电阻”部分,了解影响导线电阻的因素。
1.影响导线电阻的因素有哪些?
答案:导线的长度、组成导线的材料和导线的粗细。
2.降低导线电阻的措施有哪些?它有什么局限性?
答案:措施:在导线长度一定的情况下,选用导电性能好的材料做导线,同时把导线做得粗一些。
局限性:(1)导电性能较好的金属一般比较贵重;
(2)导线太粗不仅增加材料消耗,还会给架线增大困难。读一读辨一辨三、降低输电电流
阅读教材第63~64页“降低输电电流”部分,知道为什么要用小电流输电及如何减小输电电流。
1.降低输电电流的方法
在输送一定功率的电能时,要减小输送的电流,就必须提高送电的电压。
2.高压输电的效果
由P=UI和P热=I2R可知,在P不变的情况下,电压提高一倍,热损失功率将会减少为原来的 。读一读辨一辨四、电网供电
阅读教材第64页“电网供电”部分,知道什么是电网,采用电网供电的优点。
1.什么是电网?
答案:将多个电厂发的电通过输电线、变电站连接起来,形成全国性或地区性的输电网络,叫作电网。
2.采用电网供电的优点有哪些?
答案:(1)节约成本,提高效益;(2)合理地调度电力;(3)使电力供应更加可靠。读一读辨一辨1.思考辨析。
(1)输送电能的基本要求是可靠、保质、经济。(　　)
解析:输送电能要求减少断电的风险,保障供电的质量,使电力供应更加可靠。
答案:√
(2)若输电电压为U,则可用P= 来计算输电线损耗的功率。 (　　)
解析:输电电压不是输电线上损耗的电压,输电电压U=U损+U用户。故P可用P= 计算。
答案:×
(3)降低输电损耗的唯一途径是减小输电线的电阻。 (　　)
解析:降低输电损耗有减小输电线电阻和输电电流两种途径。
答案:×读一读辨一辨2.探究讨论。
(1)电能的应用越来越广泛,如电视机,电冰箱,洗衣机等都需要电能才能工作。电能的应用具有哪些优点呢?
答案:使用方便;便于输送。
(2)在电能的输送中,若U为输电电压,r为输电线电阻,则输电线中电流为I= ,对不对?为什么?
答案:不对,因为U是输电电压,而不是输电线上损失的电压ΔU,这是两个不同的概念。输电线中的电流应为I= 。问题导引名师精讲典例剖析探究一探究二探究一 输电线上的电压损失和功率损失
我们日常生活中的照明用电是220 V,如果不采用高压输电,我们就用220 V的电压输电,如果输电线的电阻为1 Ω,输电总功率为10 kW,试计算在输电线上损失的功率,你发现了什么问题?
要点提示若用220 V的电压输电,由P=UI知输电线上电流所以损失功率P损=I2R=(45.45)2×1 W=2 065.702 5 W≈2.07 kW<10 kW,这说明采用低压输电消耗太大,甚至会全部损耗在输送过程中。问题导引名师精讲典例剖析探究一探究二1.什么是输电线上的电压损失
输电线路始端电压U跟末端电压U'的差值,称为输电线路上的电压损失,ΔU=U-U',如图所示。可简单理解为“输送电压”等于用户“得到的电压”与输电线上“损失的电压”之和。问题导引名师精讲典例剖析探究一探究二2.输电线路的功率损失应如何计算
输送功率是指升压变压器输出的功率,损失功率是指由于输电线发热而消耗的功率。两者关系是ΔP=P-P'(P为输送功率,P'为用户所得功率)。除了利用ΔP=P-P'计算输电线路上的功率损耗外,还可用下列方法计算: I为输电线路上的电流,R为线路电阻,P为输送功率,U为输送电压。(3)ΔP=ΔU·I,ΔU为输电线路上损失的电压,I为线路上的电流。 问题导引名师精讲典例剖析探究一探究二【例题1】 某水电站,用总电阻为2.5 Ω的输电线输电给500 km外的用户,其输出电功率是3×106 kW。现用500 kV电压输电,则下列说法正确的是(　　)
A.输电线上输送的电流大小为2.0×105 A
B.输电线上由电阻造成的损失电压为15 kV
C.若改用5 kV电压输电,则输电线上损失的功率为9×108 kW
D.输电线上损失的功率为ΔP= ,U为输电电压,r为输电线的电阻问题导引名师精讲典例剖析探究一探究二答案:B 归纳总结计算输电线路中功率损失时应注意的问题: (2)注意电压关系:U输=U损+U用。 问题导引名师精讲典例剖析探究一探究二变式训练1(多选)在电能输送过程中,当发电机输送电功率一定时,关于输电线的功率损失,下列说法中正确的是(　　)
A.随输电线电阻的增大而增大
B.与输送电压的二次方成正比
C.与输电线上电压损失的二次方成正比
D.与输电电流的二次方成正比答案:ACD 探究一探究二问题导引名师精讲典例剖析探究二 对远距离输电的认识
远距离输电为什么要用高电压?由功率的公式P= ,若要减小P,是不是应降低U,是否与前面讨论的高压输电相矛盾?
要点提示在输送一定功率的电能时,所用电压越高,导线中的电流越小。由焦耳定律可知,输电线上的能量损失跟导体中电流大小的二次方成正比,即采用高压输电可以大大减小电能的损失;不矛盾,公式P= 中的U指的是输电线上损耗的电压,这里的P是指输电线上损耗的功率,而我们说的高压输电的电压是指输电线路两端的总电压,只有提高输电线路两端的总电压,才能减小公式P= 中的U,所以并不矛盾。探究一探究二问题导引名师精讲典例剖析1.输电线上电能损失的原因
远距离输电时,导线上会有电能损失,损失的电能主要是由电流的热效应引起的。损失的功率P=I2R,其中I为输电线中电流,R为输电线电阻。
2.减小输电线上电能损失的途径
(1)减小输电线电阻;(2)减小输电电流。
由能量损失Q=I2Rt,电流减为原来的 ,能量损失减为原来的 。所以减小电流是减小能量损失的有效途径。根据输送功率P=UI,在输送一定的电功率时,输送电压越高,输送电流越小,为减少能量损失,应采用高压输电的方法。探究一探究二问题导引名师精讲典例剖析3.电能的输送过程
输送过程:把发电机送出的交变电流经过升压变压器升压,经过远距离输送,再经过降压变压器送给各用户,原理如图所示。探究一探究二问题导引名师精讲典例剖析【例题2】 (多选)关于输电技术,下列说法正确的是 (　　)
A.减小输电导线的电阻可以减小损失的功率
B.提高输送电压从而减小输送电流,可以减小损失的功率
C.提高输送电压可以减小损失的功率,因此可以无限提高输电电压
D.采用电网供电可减小损失的功率
解析:由P损=I2R知,减小R可减小P损,故选项A正确;又由P损=I2R= R知,提高U可减小P损,故选项B正确;虽然提高输电电压可减小功率损失,但电压过高,对绝缘要求也大幅提高,增加架线成本,故电压不宜过高,选项C错误;采用电网供电,只能提高供电质量及可靠性,降低输电成本,并不能减少功率损失,故选项D错误。
答案:AB探究一探究二问题导引名师精讲典例剖析归纳总结高压输电是减小功率损失的有效途径,但不是唯一途径,实际输送电能时,要综合考虑各种因素,如可靠性、稳定性、经济性等。探究一探究二问题导引名师精讲典例剖析变式训练2导学号66824059照明供电线路的路端电压基本上是保持不变的,可是我们在晚上七八点钟用电高峰时开灯,电灯比深夜时要显得暗些,这是因为此时 (　　)
A.总电阻比深夜时大,干路电流小,每盏灯分到的电压就小
B.总电阻比深夜时大,干路电流小,每一支路的电流就小
C.总电阻比深夜时小,干路电流大,输电线上损失的电压大
D.干路电流一定,支路比深夜时多,分去了一部分电压
解析:此时用电器多,负载大,电阻小(因为用电器都是并联的)而变压器输出电压U不变,由I= 可知,干路电流大,输电线上损失电压大,电灯两端电压小,故比深夜暗,故C正确。
答案:C1 2 3 4 51.(多选)(电网供电的优点)关于电网供电的优点的说法正确的是(　　)
A.可以减少发电设施的重复建设
B.可以保证供电系统的可靠与安全
C.可以保证都用超高压送电
D.可以根据火电、水电、核电的特点,合理调度电力
解析:供电电压的选择需要综合考虑各方面的因素,并不是越高越好,故选项C不正确。
答案:ABD1 2 3 4 52.(多选)(减少输电损失的途径)关于减小远距离输电线上的功率损失,下列说法正确的是(　　)
A.应降低输电电压　　　 B.应减小输电线电阻
C.应减小输电电流 D.应采用高压输电
解析:应采用提高电压减小电流的方法,减小电阻在实际中是不现实的,会增加成本,但在理论上是可以减小输电线上损失的功率的,所以B、C、D项正确。
答案:BCD1 2 3 4 53.(高压输电的理解)远距离输送交变电流都采用高压输电。我国正在研究用比330 kV高得多的电压进行输电。采用高压输电的优点是(　　)
A.可提高用户端电压
B.可根据需要调节交变电流的频率
C.可减少输电线上的能量损失
D.可加快输电的速度
解析:高压输电不能改变交变电流的频率,主要目的是减少能量损失。
答案:C1 2 3 4 54.(减小电能损失的方法的理解)远距离输电时,为了减少输电线上电能损失,应(　　)
A.提高输送电压,增大输送电流
B.提高输送电压,减小输送电流
C.减小输送电压,增大输送电流
D.减小输送电压,减小输送电流
解析:输电线上的损耗功率计算公式为ΔP=I2R= R,所以选B。
答案:B1 2 3 4 55.(输电损失的计算)一个小水电站,输出的电功率为20 kW,输电线总电阻为0.5 Ω,如果先用400 V电压输送,后又改用2 000 V电压输送,则输送电压提高后,输电导线上损失的电功率的变化情况是(　　)
A.减少50 W B.减少1 200 W
C.减少7.68×106 W D.增大7.68×106 W答案:B 课件33张PPT。六、自感现象　涡流读一读辨一辨一、自感现象
阅读教材第66~67页“自感现象”部分,了解什么是自感现象、自感现象的分类及自感现象对电路的影响。
1.什么是自感电动势?什么是自感现象?
答案:导体回路中自身电流的变化,导致其产生的磁场发生变化,从而使通过自身回路的磁通量发生变化,最终该回路中产生了感应电动势。这个电动势叫自感电动势,这种现象叫自感现象。
2.自感现象可以分为几种类型?
答案:两种类型,分别称为通电自感和断电自感。
3.电路中的自感现象对电路的影响是什么?
答案:自感现象的作用是阻碍引起自感现象的电流的变化。读一读辨一辨二、电感器
阅读教材第67~68页“电感器”部分,了解电感器在电路中的作用,知道电感器的应用与危害。
1.电感器的概念
电路中的线圈叫作电感器。
2.自感系数
(1)物理意义:用来描述电感器阻碍电流变化性能的物理量,简称自感。
(2)决定因素:电感器的自感系数与线圈大小、线圈匝数、线圈中有无铁芯有关。读一读辨一辨3.自感现象的应用与危害
电感器在电工和电子技术中有广泛的应用,如日光灯中的电子镇流器;自感现象有时也带来危害,如在自感系数很大、电流很强的电路中断电时产生的电弧。读一读辨一辨三、涡流
阅读教材第68页“涡流及其应用”部分。了解涡流产生的原因,知道涡流的应用及减小涡流的方法。
1.什么是涡流?
答案:穿过导体的磁通量变化时,会在导体内部形成涡旋状的感应电流,叫作涡流。
2.举例说明涡流的应用。
答案:(1)涡流热效应的应用,如真空冶炼炉、电磁炉等;
(2)涡流磁效应的应用,如探雷器、安检门等。读一读辨一辨3.涡流的危害是如何造成的?如何减小涡流?
答案:涡流的危害主要是因为涡流的热效应造成的。在变压器、电动机等铁芯上产生的涡流会使铁芯过热消耗电能,损毁电器。
减小涡流的方法有:
(1)增大铁芯材料的电阻率。
(2)用相互绝缘的硅钢片叠成的铁芯代替整块硅钢铁芯。读一读辨一辨1.思考辨析。
(1)自感是由于线圈本身的电流的变化而产生的电磁感应现象。 (　　)
解析:当流过线圈本身的电流发生变化时,线圈会产生一种阻碍电流变化的作用。
答案:√
(2)电感器具有“通交流、阻直流”的特点。 (　　)
解析:电感器的特点是“通直流、阻交流”。
答案:×
(3)电流变化快则自感系数大。 (　　)
解析:自感系数是描述电感器性质的物理量,线圈越粗、匝数越多,自感系数越大,有铁芯时比没有铁芯时大得多。
答案:×读一读辨一辨2.探究讨论。
(1)自感现象是否属于电磁感应现象?它是否遵循法拉第电磁感应定律?
答案:自感现象属于电磁感应现象,所以遵循法拉第电磁感应定律。
(2)自感现象中自感电动势有什么作用?如何描述自感电动势的方向?
答案:自感电动势总是阻碍导体中电流的变化,即总是起着推迟电流变化的作用;当导体中电流增加时,自感电动势与电流方向相反;当导体中电流减小时,自感电动势与电流方向相同。问题导引名师精讲典例剖析探究一探究二探究一 自感现象
李辉用多用电表的欧姆挡测量一个变压器线圈的电阻,以判断它是否断路。刘伟为了使李辉操作方便,用两手分别握住线圈的两端让李辉测量。测量后李辉确认线圈没有断路,因为多用电表的表盘显示线圈具有一定的电阻。正当李辉把多用电表的表笔与被测线圈脱离时,刘伟突然惊叫起来,觉得有电击感(如图)。李辉很奇怪,用手摸线圈两端,没有什么感觉,再摸摸多用电表的两个表笔,也没有什么感觉。为什么刘伟有被电击的感觉?而李辉却没有被电击的感觉?问题导引名师精讲典例剖析探究一探究二要点提示因为变压器线圈匝数很多,又套在铁芯上,故自感系数很大,用多用电表测线圈时,电表内部干电池使线圈内产生电流,因线圈电阻较小,故有一较大的电流。突然切断表笔与线圈的连接时,线圈产生一较大的阻碍电流减小的电动势,所以刘伟会有电击感,而李辉再摸线圈时,自感电动势己消失,故无感觉,摸两表笔,因电压只有1.5 V(内部干电池的电动势),也不会产生电击感。问题导引名师精讲典例剖析探究一探究二1.自感现象
(1)定义:由于导体本身的电流发生变化而产生的电磁感应现象,叫作自感现象。
(2)理解:
①自感现象是一种特殊的电磁感应现象。
②自感电动势的作用:总是阻碍导体中原电流的变化,即总是起着推迟电流变化的作用。问题导引名师精讲典例剖析探究一探究二2.通电自感和断电自感
(1)通电自感
按照如图所示电路图连接好实物图。其中L是带铁芯的线圈,L1、L2是两只规格相同的灯泡。实验中R1、R2的作用不同,调节R1至两灯亮度相同,调节R2至两灯正常发光。问题导引名师精讲典例剖析探究一探究二①实验现象
闭合开关S,灯泡L2立刻发光,而跟线圈L串联的灯泡L1却是逐渐亮起来。问题导引名师精讲典例剖析探究一探究二②实验分析
在上图所示的电路中,电流有两条支路,一条支路有电感线圈L,另一条支路是电阻电路。开关闭合前,线圈中磁通量为0。在接通电路瞬间,线圈中的磁通量突然增加,根据电磁感应定律和楞次定律,线圈中必然产生与原电压相反的感应电动势,阻碍线圈中电流的增大,使得通过灯泡L1的电流只能缓慢地增大,故灯泡开始较暗,直至线圈内磁通量不变化了,灯泡才正常发光。电阻支路没有线圈,电路一接通,灯泡L2就立刻正常发光。问题导引名师精讲典例剖析探究一探究二(2)断电自感
按照如图所示电路图连接好实物图。①实验现象
断开开关S,灯泡A并非立刻熄灭,而是过一会儿才熄灭。
②实验分析
在上图中,当S断开时,穿过线圈的磁通量产生自感电动势和灯泡A组成闭合电路,有短暂的电流流过灯泡,所以灯泡慢慢变暗,直至熄灭(也可能闪亮一下后逐渐熄灭)。问题导引名师精讲典例剖析探究一探究二3.自感系数
对于不同的线圈,在电流变化快慢相同的情况下,产生的自感电动势是不同的,在电学中,用自感系数来表示线圈的这种特性。
(1)大小:线圈越粗、越长,匝数越多,它的自感系数就越大;另外,线圈有铁芯时的自感系数比没有铁芯时大得多。
(2)单位:亨利(H),1 H=103 mH=106 μH。
(3)物理意义:自感系数大小反映了线圈产生自感电动势的本领大小,在数值上等于通过线圈的电流在1 s内改变1 A时产生的自感电动势大小。自感系数是由线圈自身决定的,与外界条件(电流变化快慢)无关。问题导引名师精讲典例剖析探究一探究二4.自感现象的应用与危害
(1)应用:常见的日光灯镇流器,通过自身的自感现象,产生高电压,从而击穿空气,导通电流。
(2)危害:在自感系数很大、电流很大的用电器中,当切断电流时,由于自感,用电器会在开关两端出现很高的电压,形成电弧。电弧不但会烧毁开关,还会危及操作人员的人身安全。因此,必须采取特制的安全开关,以防止电弧的产生,保障安全。问题导引名师精讲典例剖析探究一探究二【例题1】导学号66824061(多选)如图所示的电路中,A1和A2是完全相同的灯泡,L是自感系数很大、电阻可以忽略的线圈。下列说法中正确的是(　　)
A.合上开关S接通电路时,A2先亮,A1后亮,最后一样亮
B.合上开关S接通电路时,A1和A2始终一样亮
C.断开开关S切断电路时,A2立刻熄灭,A1过一会儿才熄灭
D.断开开关S切断电路时,A1和A2都要过一会儿才熄灭问题导引名师精讲典例剖析探究一探究二解析:闭合开关时,由于线圈的阻碍作用,灯泡A1后亮,由于线圈的直流电阻为0,故最后两个灯泡一样亮,选项A正确,B错误;开关断开时,线圈中产生自感电动势,与灯泡A1、A2构成闭合回路,故C项错误,D项正确。
答案:AD
归纳总结线圈中电流发生变化时,会产生自感电动势,阻碍电流的变化,起到延迟电流变化的作用。问题导引名师精讲典例剖析探究一探究二变式训练1在如图所示的电路中,当开关S断开后,灯泡A是否会更亮一下?更亮一下的条件是什么?问题导引名师精讲典例剖析探究一探究二解析:当开关断开时,线圈储存的磁场能会通过小灯泡以电能的形式释放。设开关闭合时,电源路端电压为U,线圈的电阻为RL,灯泡的电阻为RA,则通过线圈的电流为IL= ,通过灯泡的电流为IA= 。当开关断开后,线圈和灯泡组成的回路中的电流从IL开始减弱。
若RA>RL,有IAIL,开关断开后,灯泡不会更亮一下。
答案:见解析探究一探究二问题导引名师精讲典例剖析探究二 涡流及其应用
电磁炉是利用电磁线圈在锅底产生涡流并利用涡流的热效应来加热食物的一种新型器具,由于它工作时没有明火,无烟无废气,火力强劲,安全可靠,因此越来越受家庭的欢迎。同学们想一下,电磁炉在工作时能不能用陶瓷锅、耐热玻璃锅来加热食物呢?
要点提示不能,这是因为,如果用陶瓷锅、耐热玻璃锅来加热食物,这时处于变化的磁场中的就不是导体了,这样就无法在锅底产生涡流,也就无法利用涡流的热效应来加热食物。探究一探究二问题导引名师精讲典例剖析1.涡流的产生
把块状金属放在变化的磁场中,或者让它在非均匀磁场中运动,金属块内就会产生感应电流,因为金属块本身可自行构成闭合回路,且整块金属导体的电阻一般情况下很小,所以产生的涡流通常是很强的。
2.涡流的应用
(1)利用涡流的热效应:应用涡流在回路中产生的热量冶炼金属的高频感应炉、利用涡流来烹制菜肴的电磁炉等。
(2)利用涡流的磁效应:在车站、机场进行安检的探测器,用来探测旅客是否带有金属制品,像刀、枪之类的危险物品等。探究一探究二问题导引名师精讲典例剖析3.涡流的危害与防止
(1)在各种电机、变压器中,涡流是非常有害的,首先它会使铁芯的温度升高,从而危及线圈绝缘材料的寿命,严重时会使材料报废;其次涡流发热要消耗额外的能量,使电机、变压器的效率降低。
(2)为了减小涡流,变压器、电机里的铁芯不是由整块的钢铁制成,而是用薄薄的硅钢片叠合而成。一方面硅钢片的电阻率比一般钢铁的要大,从而减少损耗;另一方面,每层硅钢片之间都是绝缘的,阻断了涡流的通路,进一步减少了涡流的发热。探究一探究二问题导引名师精讲典例剖析【例题2】 导学号66824062如图所示,在O点正下方有一个具有理想边界的磁场,铜球在A点由静止释放,向右摆至最高点B,不考虑空气阻力,则下列说法正确的是(　　)
A.A、B两点在同一水平线
B.A点高于B点
C.A点低于B点
D.铜球将做等幅摆动
解析:铜球在进入和穿出磁场的过程中,产生涡流,损耗机械能,故A点高于B点。故选B。
答案:B题后反思铜球运动过程中能否产生涡流,关键看该过程中穿过铜球的磁通量是否变化,即是否满足感应电流的产生条件。探究一探究二问题导引名师精讲典例剖析变式训练2在水平放置的光滑导轨上,沿导轨固定一个条形磁体如图。现有铜、铝和有机玻璃制成的滑块甲、乙、丙,使它们从导轨上的A点以某一初速向磁体滑去。各物块在接触磁体前的运动情况将是(　　)
A.都做匀速运动 B.甲、乙做加速运动
C.甲、乙做减速运动 D.乙、丙做匀速运动
解析:铜块、铝块向磁体靠近时,穿过它们的磁通量发生改变,因此在其内部会产生感应电流I,这个电流在金属块内部自成回路,好像水的漩涡一样,故叫涡流。有感应电流形成,则感应电流的效果对产生它的原因总起阻碍作用,所以铜块、铝块向磁体的运动会受阻而减速。有机玻璃为非金属,不产生涡流现象。
答案:C1 2 3 4 51.(自感现象的理解)下列关于自感现象的说法,正确的有 (　　)
A.自感现象不是电磁感应现象
B.自感电动势不是感应电动势
C.自感电动势总是阻碍电流的通过
D.自感电动势总是阻碍电流的变化
解析:自感现象是由于自身电流变化引起了磁通量的变化,而产生自感电动势的电磁感应现象,故A、B错;自感的作用是阻碍电流的变化,电流增大时自感电动势阻碍电流的增大,电流减小时自感电动势阻碍电流的减小,而不是阻碍电流的通过,所以C错,D对。
答案:D1 2 3 4 52.(多选)(自感电动势)当线圈中电流改变时,线圈中会产生自感电动势,自感电动势的方向与原电流方向(　　)
A.总是相反　　　　　　　
B.总是相同
C.电流增大时,两者方向相反
D.电流减小时,两者方向相同
解析:自感电动势总是阻碍原磁通量的变化,电流增大时,两者方向相反,反之,相同,简述为“增反减同”。
答案:CD1 2 3 4 53.(断电自感)如图所示,L为自感系数较大的线圈,电路稳定后小灯泡正常发光,当断开开关S的瞬间会有(　　)
A.灯A立即熄灭
B.灯A慢慢熄灭
C.灯A突然闪亮一下再慢慢熄灭
D.灯A突然闪亮一下再突然熄灭
解析:当开关S断开时,由于通过自感线圈的电流从有变到零,线圈将产生自感电动势,线圈L与灯A串联,在S断开后,不能形成闭合回路,因此灯A在开关断开后,电源供给的电流为零,灯会立即熄灭。因此正确选项应为A。
答案:A1 2 3 4 54.(对涡流的理解)下列日常生活中的家用电器利用涡流原理工作的是(　　)
A.收音机 B.微波炉
C.电磁炉 D.电视机
解析:在这几种家用电器中只有电磁炉是利用了涡流的原理来工作的。
答案:C1 2 3 4 55.(自感现象的综合应用)利用已有的器材(直流电源、开关、滑动变阻器、两个相同的灯泡、自感线圈)按图甲和乙分别连接好电路。
(1)在图甲中,先闭合开关S,调整变阻器R,使两个灯泡亮度相同,然后断开开关。重新闭合开关,在开关闭合瞬间,灯泡A1的亮度变化情况是　　　　,灯光A2的亮度变化情况是　　　　　　　　。?
(2)在图乙中,先闭合开关,再断开开关时,观察灯泡A的亮度变化情况。1 2 3 4 5解析:图甲中,电路接通时,电流由零开始增加,穿过线圈L的磁通量逐渐增加,L中产生的感应电动势的方向与原来的电流方向相反,阻碍L中电流增加,即推迟了电流达到正常值的时间。
图乙中,当S断开时,L中的电流突然减弱,穿过L的磁通量逐渐减少,L中产生感应电动势,方向与原电流方向相同,阻碍原电流减小。L相当于一个电源,此时L与A构成闭合回路,故A中还有一段持续电流。若流过A的电流比原电流大,则灯A将闪亮一下再慢慢熄灭。
答案:(1)逐渐亮起来　立刻正常发光　(2)灯泡A逐渐熄灭或者出现闪亮一下再熄灭。课件14张PPT。本章整合BENZHANG ZHENGHE思考并回答下列问题
本章知识可分为两个单元。第一单元:电磁感应现象。包括电磁感应现象、法拉第电磁感应定律、自感现象和涡流三部分知识。第二单元:交变电流及其应用。包括交变电流、变压器、远距离输电三部分知识。
1.思考关于电磁感应现象的学习内容。正确填写下图。答案:①表示穿过某一面积的磁感线条数　②韦伯
③只要穿过闭合电路的磁通量发生变化,闭合电路就有感应电流产生　④电路中感应电动势的大小跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比　⑤E=n (n为线圈匝数)2.思考关于交变电流学习的内容。正确填写下图。 答案:①大小和方向都随时间做周期性变化的电流
②交流发电机由定子和转子组成　③u=Umsin ωt　④i=Imsin ωt　⑤交流完成一次周期性变化所用的时间　⑥交流在1 s内发生周期　专题一专题二专题一　法拉第电磁感应定律的应用 专题一专题二【例题1】 如图甲所示,矩形线圈abcd,长ab=20 cm,宽bc=10 cm,匝数n=200,线圈回路总电阻R=50 Ω,整个线圈平面均有垂直于线框平面的匀强磁场穿过,磁感应强度B随时间的变化规律如图乙所示,求:
(1)线圈回路的感应电动势。
(2)在t=0.3 s时,线圈ab边所受的安培力。专题一专题二线圈ab边所受的安培力F=nBIl=0.32 N。
答案:(1)2 V　(2)0.32 N专题一专题二变式训练1导学号66824066一个100匝、面积为40 cm2的线圈放在磁场中,磁场的方向与线圈平面成30°角,若磁感应强度在0.05 s内由0.2 T增加到0.8 T,在此过程中穿过线圈的磁通量的变化量是　　　　Wb;磁通量的平均变化率是　　　　Wb/s;线圈中的感应电动势的大小是　　　　V。?
解析:磁通量的变化是由磁场的变化引起的。
ΔΦ=ΔBSsin θ=(0.8-0.2)×40×10-4×0.5 Wb=1.2×10-3 Wb,答案:1.2×10-3　2.4×10-2　2.4 专题一专题二专题二　交变电流图象的应用
交变电流的图象反映了交流电动势(电流)随时间的变化特征,对正弦式交变电流来说,我们可以从图象中获取如下信息:
1.交变电流的周期(T):一个完整的正弦波对应的时间段。知道了周期便可以算出线圈转动的角速度ω= 。
2.交变电流的最大值(Em、Im):图象上的峰值。知道了最大值,便可计算出交变电流的有效值,
3.任意时刻交变电流的瞬时值:图象上每个“点”表示某一时刻交变电流的瞬时值。特别提醒(1)涉及电容器的耐压值时,只能用最大值。
(2)在研究交变电流做功、电功率、电流表、电压表及产生的热量时,只能用有效值。专题一专题二【例题2】 一理想变压器原、副线圈匝数比n1∶n2=11∶5。原线圈与正弦交流电源连接,输入电压u如图所示,副线圈仅接入一个10 Ω的电阻。则(　　)
A.流过电阻的电流是20 A
B.与电阻并联的电压表的示数是100 V
C.经过1 min电阻产生的热量是6×103 J
D.变压器的输入功率是1×103 W专题一专题二解析:原线圈中电压的有效值是220 V,由变压比知副线圈中电压为100 V,流过电阻的电流是10 A,故输入功率为1×103 W;与电阻并联的电压表的示数是100 V;经过1 min电阻产生的热量是6×104 J。
答案:D专题一专题二变式训练2导学号66824067电阻R1、R2与交流电源按照如图甲所示的方式连接,R1=10 Ω,R2=20 Ω。合上开关S后,通过电阻R2的正弦交变电流i随时间t变化的情况如图乙所示,则(　　)
A.通过R1的电流的有效值是1.2 A
B.R1两端的电压的有效值是6 V
C.通过R2的电流的最大值是1.2 A
D.R2两端的电压的最大值是6 V专题一专题二解析:R1与R2串联,R1与R2中的电流变化情况应相同,电流有效值I1=I2=0.6 A,电流最大值I1m=I2m=0.6 A,
电压有效值U1=I1R1=6 V,U2=I2R2=12 V,
综上所述,B项正确。
答案:B课件27张PPT。第四章 电磁波及其应用一、电磁波的发现 二、电磁波谱读一读辨一辨一、电磁波的发现
阅读教材第77~79页第一节“电磁波的发现”部分,体会麦克斯韦的电磁场理论及电磁波的发现历程。
1.麦克斯韦电磁场理论的两大支柱是什么?
答案:(1)变化的磁场产生电场。
(2)变化的电场产生磁场。
2.麦克斯韦的伟大预言是什么?
答案:麦克斯韦根据创立的电磁场理论,预言了电磁波的存在,并且预言了光是一种电磁波。
3.赫兹的电火花
赫兹用实验证实了电磁波的存在,是人类历史上第一个捕捉到电磁波的人,证明了电磁波与光具有相同的性质,还测得电磁波在真空中与光具有相同的传播速度。读一读辨一辨二、波长、频率和波速
阅读教材第80~81页“波长、频率和波速”部分,知道波长、频率和波速是描述波的物理量及三者之间的关系。
1.描述电磁波的物理量有哪些?它们之间的关系是怎样的?
答案:描述电磁波的物理量有波长、波速和频率。它们之间的关系为:波速=波长×频率。
2.电磁波在真空中传播的速度是多少?
答案:电磁波在真空中传播的速度与光速相同,即c=3.00×108 m/s。
3.若某广播电台发射的电磁波波长是400 m,它的频率是多少?读一读辨一辨三、电磁波谱
阅读教材第81~83页“电磁波谱”部分,知道电磁波谱及各种电磁波的特性。
1.概念:把电磁波按波长或频率大小的顺序排列起来,就叫电磁波谱。
2.成员:按波长由大到小的顺序,它们分别是无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线和γ射线。
3.比较读一读辨一辨四、电磁波的能量和太阳辐射。
阅读教材第83页“电磁波的能量”和第84页“太阳辐射”部分,知道电磁波是一种物质存在。
1.电磁波具有能量,电磁波是物质存在的一种形式。
2.应用实例
微波炉的工作应用了一种电磁波——微波。食物中的水分子在微波的作用下加剧了热运动,内能增加,温度升高。
3.太阳辐射中含有可见光、红外线、紫外线、X射线、γ射线、无线电波。
4.太阳辐射的能量主要集中在可见光、红外线和紫外线三个区域内,其中,波长在黄绿光附近的辐射能量最强。我们的眼睛正好能感受这个区域的辐射。读一读辨一辨1.思考辨析。
(1)均匀变化的磁场产生均匀变化的电场。 (　　)
解析:均匀变化的磁场产生的是稳定的电场。
答案:×
(2)电磁波是一种物质。 (　　)
解析:电磁波具有能量,我们借助仪器可以探测到许许多多电磁波,所以说电磁波是一种物质存在。
答案:√
(3)电磁波在任何介质中的传播速度都是光速。 (　　)
解析:波的传播速度与介质有关。只有在真空中,电磁波的传播速度才等于光速。
答案:×读一读辨一辨2.探究讨论。
(1)通过教材第78页图4.1-2,如何理解变化的电场产生磁场?
答案:在电容器充、放电过程中,电路中有电流,在电容器内存在变化的电场,由于电流产生磁场,则可推断电容器内的变化电场周围也应产生磁场。
(2)教材第82页大家谈中,许多动物可以在夜间“看到”物体,与白天人们看到的物体有何不同?
答案:动物在夜间“看到”物体是物体辐射的红外线引起的感官作用,人们白天看到物体是照射到物体上的光线反射引起的感官作用。问题导引名师精讲典例剖析探究一探究二探究一 麦克斯韦的电磁场理论
麦克斯韦在建立电磁场理论的过程中,提出了什么假设?试总结他采用了哪些物理思想?
要点提示麦克斯韦提出了“变化的磁场产生电场”“变化的电场产生磁场”两个开创性的假设。他主要采用了联想、推理、类比,对称等物理思想。问题导引名师精讲典例剖析探究一探究二1.伟大的预言
(1)变化的磁场产生电场
①实验基础:如图所示,在变化的磁场中放一个闭合电路,电路中将会产生感应电流。
②现象分析:回路中有感应电流产生,一定存在电场,导体中的电荷在电场力作用下发生了定向移动。
③现象的实质:变化的磁场产生了电场。
(2)变化的电场产生磁场问题导引名师精讲典例剖析探究一探究二2.对麦克斯韦电磁场理论的理解
(1)恒定的磁场不产生电场;恒定的电场不产生磁场。
(2)均匀变化的磁场在周围空间产生恒定的电场;均匀变化的电场在周围空间产生恒定的磁场。
(3)不均匀变化的磁场在周围空间产生变化的电场;不均匀变化的电场在周围空间产生变化的磁场。
特别提示(1)变化的磁场周围产生电场,是一种普遍存在的现象,与是否有闭合电路存在无关。
(2)变化的磁场所产生的电场的电场线是闭合的,而静电场中的电场线是不闭合的。问题导引名师精讲典例剖析探究一探究二【例题1】 根据麦克斯韦电磁场理论,下列说法中正确的是(　　)
A.变化的电场一定产生变化的磁场
B.均匀变化的电场一定产生均匀变化的磁场
C.稳定的电场一定产生稳定的磁场
D.周期性变化的电场一定产生同频率的周期性变化的磁场
解析:均匀变化的电场产生稳定的磁场,稳定的电场不产生磁场,选项A、B、C错误;周期性变化的电场产生的将是同频率的周期性变化的磁场,选项D正确。
答案:D
归纳总结理解麦克斯韦电磁场理论的关键。
掌握四个关键词:“恒定的”“均匀变化的”“非均匀变化的”“周期性变化的(即‘振荡的’)”,这些都是对时间来说的,是时间的函数。问题导引名师精讲典例剖析探究一探究二变式训练1导学号66824073根据麦克斯韦的电磁场理论,下列说法错误的是(　　)
A.变化的电场可产生磁场
B.均匀变化的电场可产生均匀变化的磁场
C.振荡电场能够产生振荡磁场
D.振荡磁场能够产生振荡电场
解析:麦克斯韦电磁场理论的含义是变化的电场可产生磁场,而变化的磁场能产生电场;产生的场的形式由原来的场的变化率决定,可由原来场随时间变化的图线的切线斜率判断和确定。可见,均匀变化的电场的变化率恒定,产生不变的磁场,B说法错误,其余说法正确。
答案:B探究一探究二问题导引名师精讲典例剖析探究二 电磁波谱及应用
响尾蛇能感知红外线,它能在夜里“看见”东西吗?为什么? “响尾蛇”导弹是一种被动制导(导弹本身不发射电磁波,靠接收目标的电磁辐射来制导)的空对空导弹,是靠探测敌方飞机发动机辐射红外线来攻击目标的。“隐形”飞机能躲过一般的雷达,它能躲过“响尾蛇”导弹吗?
要点提示因为一切物体都在不停地向外辐射红外线,所以响尾蛇在夜里能“看见”东西。“隐形”飞机在飞行时同样要向外辐射红外线,所以不能躲过“响尾蛇”导弹。探究一探究二问题导引名师精讲典例剖析1.电磁波谱
按电磁波的波长或频率大小的顺序把它们排列成谱,叫作电磁波谱。
无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线合起来,构成了范围非常广阔的电磁波谱,可见光只是其中很窄的一个波段。
如图所示是按波长由大到小(频率由小到大)顺序排列的。探究一探究二问题导引名师精讲典例剖析2.各种电磁波的共性和个性的比较
(1)共性
①它们在本质上都是电磁波,它们的行为服从相同的规律,各波段之间的区别并没有绝对的意义。
②都遵守公式v=λf,它们在真空中的传播速度都是c=3.0×108 m/s。
③它们的传播都不需要介质。
④它们都具有反射、折射、衍射和干涉的特性。探究一探究二问题导引名师精讲典例剖析(2)个性
①不同电磁波的频率或波长不同,表现出不同的特性,波长越长越容易产生干涉、衍射现象,波长越短穿透能力越强(正是这些不同的特性决定了它们不同的用途)。
②同频率的电磁波,在不同介质中速度不同;不同频率的电磁波,在同一种介质中传播时,频率越大折射率越大,速度越小。
③用途不同:无线电波用于通信和广播,红外线用于加热和遥感技术,紫外线用于杀菌消毒,X射线应用于医学上的X光照片,γ射线检查金属部件的缺陷等。探究一探究二问题导引名师精讲典例剖析【例题2】 (多选)关于电磁波谱,下列说法中正确的是 (　　)
A.红外线比红光波长长,它的热作用很强
B.X射线就是伦琴射线
C.阴极射线是一种频率极高的电磁波
D.紫外线的波长比伦琴射线长,它的显著作用是化学作用
解析:红外线的波长比可见光长,红外线有较强的热作用,选项A正确。阴极射线是电子流,它与电磁波有着本质不同,电磁波在电场、磁场中不偏转,而阴极射线在电场、磁场中会偏转,电磁波在真空中的速度是3.00×108 m/s,而阴极射线的速度总是小于3.00×108 m/s,选项B正确,而选项C错误。由于紫外线的显著作用是化学作用,而伦琴射线的显著作用是穿透作用,故选项D正确。
答案:ABD探究一探究二问题导引名师精讲典例剖析归纳总结电磁波的特点和应用
我们不仅要牢记电磁波谱中的不同的电磁波(如红外线、紫外线、X射线、γ射线)的特点和应用,还要记住电磁波谱中波长、频率的变化规律,如频率越高,波长越短,穿透性越强;频率越低,波长越长,穿透性越弱。探究一探究二问题导引名师精讲典例剖析变式训练2导学号66824074下面列出一些医疗器械的名称和这些器械运用的物理现象。请将相应的字母填写在运用这种现象的医疗器械后面的空格上。
(1)X光机,　　　　;?
(2)紫外线灯,　　　　;?
(3)理疗医用“神灯”照射伤口,可使伤口愈合得较好。这里的“神灯”是利用　　　　。?
A.光的全反射
B.紫外线具有很强的荧光作用
C.紫外线具有杀菌消毒作用
D.X射线具有很强的贯穿力
E.红外线具有显著的热效应探究一探究二问题导引名师精讲典例剖析解析:(1)X光机是用来透视人的体内器官的,因此需要具有较强穿透力的电磁波,但又不能对人体造成太大伤害,因此采用了穿透能力比较强又不会给人体造成太大伤害的X射线,选择D。
(2)紫外线灯主要是用来杀菌的,因此它应用的是紫外线的杀菌作用而非荧光作用,因此选择C。
(3)“神灯”又称红外线灯,主要是用于促进局部血液循环,它利用的是红外线的热效应,使人体局部受热,血液循环加快,因此选择E。
答案:(1)D　(2)C　(3)E1 2 3 4 51.(物理学史的考查)第一个用实验证实电磁波存在的物理学家是(　　)
A.赫兹 B.爱因斯坦
C.麦克斯韦 D.法拉第
解析:麦克斯韦是第一个提出电磁场理论,预言电磁波存在的物理学家,但用实验作出证明的是赫兹。
答案:A1 2 3 4 52.(麦克斯韦电磁场理论)下列说法中符合麦克斯韦电磁场理论的是(　　)
A.在电场的周围一定产生磁场
B.在磁场的周围一定产生电场
C.变化的磁场一定产生电场
D.变化的电场一定产生变化的磁场
解析:麦克斯韦的电磁场理论:稳定的电场不产生磁场,变化的电场产生磁场,均匀变化的电场产生稳定的磁场,非均匀变化的电场产生变化的磁场,所以C项对。
答案:C1 2 3 4 53.(电磁场与电磁波)关于电磁场和电磁波的下列说法正确的是(　　)
A.周期性变化的电场产生稳定的磁场
B.均匀变化的磁场产生均匀变化的电场
C.电磁波在任何物质中传播的速度都是3.00×108 m/s
D.电磁波是一种物质,可在真空中传播
解析:周期性变化的电场产生周期性变化的磁场,A项错。均匀变化的磁场产生恒定的电场,B项错。电磁波在真空中的速度是3.00×108 m/s,C项错。
答案:D1 2 3 4 54.(多选)(电磁波谱和各种电磁波的特性)对电磁波谱各波段电磁波的特点或应用,下列说法正确的有(　　)
A.利用无线电波可以有效地加热物体或灭菌消毒
B.利用红外线可以进行透视人体或金属探伤
C.紫外线会伤害人的眼睛和皮肤,但却可以促进人体对钙的吸收
D.γ射线的能量很高,穿透力很强,可以制作γ刀进行医学治疗手术
解析:利用紫外线杀菌消毒,选项A错误。利用X射线进行透视人体或金属探伤,选项B错误。
答案:CD1 2 3 4 55.(公式c=λf的应用)波长为0.6 μm的红光,从10 m外的交通信号灯传到你的眼睛,大约需要多长时间?它的频率是多少?答案:3.33×10-8 s　5×1014 Hz 课件21张PPT。三、电磁波的发射和接收读一读辨一辨一、无线电波的发射
阅读教材第86~87页“无线电波的发射”部分。了解电磁波的发射。知道什么是调制及调制的方式。
1.什么是载波?
答案:振荡器产生的高频交变电流是用来携带声音、图像等信息的, 叫作载波。
2.什么叫调制?调制有几种方式?
答案:把信息加到载波上就是使载波随信号而改变,这种技术叫调制。
调制的方式有两种,其中使高频载波的振幅随信号改变的调制方式叫调幅;使高频载波的频率随信号改变的调制方式叫调频。读一读辨一辨3.如何发射电磁波?
答案:无线电发射机中的振荡器能产生频率很高的交变电流,高频交变电流流经天线时,在空间产生高频率的电磁场。电磁场在空间中的传播,就产生了电磁波,即发射了电磁波。
二、无线电波的接收
阅读教材第87页“无线电波的接收”部分,体会选台的原理。
1.调谐
从众多电磁波中把自己需要的电磁波选出来的过程叫调谐。
2.解调
从接收到的高频振荡电流中分离出所携带信号的过程叫解调。读一读辨一辨三、电视和移动通信
阅读教材第87页“电视”部分和第88页“移动通信”部分。了解电视和移动通信的工作原理。
1.哪一事件的发生标志着电视的诞生?
答案:1927年,英国发明家贝尔德表演了从远处传来的活动图像,这个表演标志着电视的诞生。
2.电视的发射系统发射出载有摄像头扫描来的视频电流和声音信号。
3.电视机接收到载有图像和声音信号的电磁波,还原出图像和声音。读一读辨一辨4.移动通信
每个移动电话机都是一个电磁波发射器,它通过电磁波把你讲话的信息发射到空中;同时也是一个电磁波接收器,在空中捕获电磁波,使你得到对方讲话的信息,当然这个过程还要有固定的基站转接。读一读辨一辨1.思考辨析。
(1)中波和短波波段的无线电广播,使用的是调幅方式。 (　　)
解析:在无线电广播中,中波和短波波段使用调幅方式传播。
答案:√
(2)调频波的振幅不变,抗干扰的能力也不强。 (　　)
解析:调频波的振幅不变,传递过程中失真比较小,抗干扰能力强。
答案:×
(3)摄像机在1 s内传送25帧图像。 (　　)
解析:摄像机在1 s内扫描50次,传送25帧画面。
答案:√读一读辨一辨2.探究讨论
(1)为什么在无线电波发射技术中要进行调制呢?
答案:电磁波的重要应用是用来传递信息,例如声音、图像,首先应将声音、图像等信息通过声电转换、光电转换等方式转换为电信号,但这种电信号频率很低,不能用来直接发射电磁波。把要传递的低频电信号“加”到高频电磁波上,使电磁波随各种信号而改变,实际上,这就是调制。
(2)在无线电波的接收中,为什么要进行“选台”?
答案:天空中有各种频率的电磁波,携带着各种信号,这些电磁波在天线中均会产生感应电流,如果把它们都接收下来,那必然是混乱的信号,因此要进行“选台”。读一读辨一辨(3)两个人在同一地点用手机通话时,信号是直接相互传播的吗?
答案:不是,两个人在同一地点用手机通话时,信号也要通过附近的基站传到总机,总机对信号处理后再传给基站发射出来,由另一手机接收,不过此时两手机共用一个基站。问题导引名师精讲典例剖析探究探究 电磁波的发射和接收
如今在我们周围空间充满了各种频率不同、传递信息各异的电磁波,这些电磁波是如何发射出去的呢?收音机、电视机、手机又是如何检索出需要的电磁波呢?
要点提示电磁波由巨大的开放电路发射出去,通过调谐选择出需要的电信号,通过解调还原出声音或图像。问题导引名师精讲典例剖析探究1.电磁波的发射和接收过程
2.“调幅”和“调频”都是调制过程
(1)高频电磁波的振幅随信号的强弱而变的调制方式叫调幅,一般电台的中波、中短波、短波广播以及电视中的图像信号采用调幅波。
(2)高频电磁波的频率随信号的强弱而变的调制方式叫调频,电台的立体声广播和电视中的伴音信号采用调频波。问题导引名师精讲典例剖析探究3.解调是调制的逆过程
声音、图像等信号频率相对较低,不能转化为电信号直接发射出去,而要将这些低频信号加载到高频电流上去。将声音、图像信号加载到高频电流上的过程就是调制。而将声音、图像信号从高频电流中还原出来的过程就是解调。
4.正确理解调谐的作用
世界上有许许多多的无线电台、电视台及各种无线电通信设备,它们不断向空中发射各种频率的电磁波。因此接收信号时,首先要从各种电磁波中把我们需要的选出来,通常叫选台。利用电谐振达到该目的。问题导引名师精讲典例剖析探究【例题】 (多选)认真观察下列各图,下列说法正确的是(　　)
A.无线电台发射的是甲图所示的波
B.无线电台发射的是乙图所示的波
C.无线电台发射的是丙图所示的波
D.无线电台发射的是丁图所示的波问题导引名师精讲典例剖析探究解析:认真观察四个图,结合调制中的调幅波和调频波的特点,发射台的电波即为调幅波和调频波。
答案:CD
归纳总结对于图形信息要认真观察,从题目中找出隐含条件,即无线电台发射的波是调制后的电磁波,结合调制后的电磁波特点,即可求解。问题导引名师精讲典例剖析探究变式训练导学号66824077(多选)如图所示为调幅振荡电流图象,此电流存在于电磁波发射和接收中的哪些阶段(　　)
A.经调制后 B.经调谐后
C.经解调后 D.耳机中问题导引名师精讲典例剖析探究解析:为了把信号传递出去,需要将信号“加”到高频振荡电流上,这就是调制。调制的方法之一是使高频振荡电流的振幅随信号而变化,成为调幅振荡电流,这就是调幅。在接收电路中,经过调谐,使电路与所需接收的电磁波产生电谐振,电路中将会出现调幅振荡电流。经解调后,调幅振荡电流将被“切”去一半,得到单向脉动电流,再经过滤波电路,把高频交流成分滤除掉,在耳机中就只有随信号而变化的音频(属于低频)电流。
答案:AB1 2 3 4 51.(对调制的理解)下列关于无线电广播要对电磁波进行调制原因的说法正确的是(　　)
A.经过调制后的高频电磁波向外辐射能量的本领更强
B.经过调制后的电磁波在空间传播得更快
C.经过调制后的电磁波在空间传播波长才能不变
D.经过调制后的高频电磁波才能把我们要告知对方的信号有效地传递出去
解析:要将电磁波有效地发射出去,必须有足够高的频率,而需要传递的声音信号通常频率较低,无法直接发射,必须借助于载波来携带,因此必须通过调制将信号加到载波上才能有效地向远处传递,从而把我们要告知对方的信号有效地传递出去。
答案:D1 2 3 4 52.(无线电波的发射和接收)关于无线电波的发射和接收,下列说法正确的是(　　)
A.为了将信号发送出去,先要进行调谐
B.为了从各个电台发出的电磁波中将需要的选出来,就要进行调制
C.为了从高频电流中取出声音信号,就要进行调制
D.由开放电路可以有效地把电磁波发射出去
解析:为了将信号发送出去,首先要进行调制;从各个电台发出的电磁波中将需要的选出来是调谐;从高频电流中取出声音信号,要进行解调;利用开放电路可以有效地把电磁波发射出去,故选D。
答案:D1 2 3 4 53.(多选)(电视信号的发射原理)关于电视信号的发射,下列说法正确的是(　　)
A.摄像管输出的电信号可以直接通过天线向外发射
B.摄像管输出的电信号必须“加”在高频等幅振荡电流上,才能向外发射
C.伴音信号和图像信号是同步向外发射的
D.摄像管摄取景物并将景物反射的光转化为电信号,实现光电转换
解析:摄像管输出的电信号频率低,不易直接发射出去,必须“加”在高频等幅振荡电流上才能发射出去;伴音信号和图像信号是同步发射的;摄像过程实现的是光电转换。故正确选项为B、C、D。
答案:BCD1 2 3 4 54.(移动通信)关于甲、乙两部移动电话之间的通话,下列说法正确的是(　　)
A.甲、乙发出的信号能直接被对方接收到
B.甲、乙发出的信号被基站接收到后直接转送到对方
C.只有主叫方发出信号,被叫方不发出信号,只接收信号
D.甲、乙发出的信号都要由基站接收到,送到移动交换中心,再由移动交换中心转送到基站,由基站发送到对方
答案:D1 2 3 4 55.(电视的接收原理)简述电视机从接收到电视台的电磁波到播放出电视节目的过程。
解析:①利用天线接收到空中传播过来的所有电磁波。
②利用“调谐装置”从中选择要接收的某一频率的电磁波,即选台。
③通过解调把所需要的声音信号和图像信号从高频电信号中“取”出来。
④把取出的声音信号和图像信号电流经过放大后,通过扬声器和显像管还原成声音和图像。
答案:见解析。课件21张PPT。四、信息化社会读一读辨一辨一、信息的拾取和传感器
阅读教材第89~90页第1自然段和“信息的拾取和传感器”部分。了解现代信息技术的基础和传感器在人们日常生活中的应用。
1.现代信息技术的三大基础是什么?
答案:信息的拾取、传输和处理是现代信息技术的三大基础。
2.什么是传感器?人们通过什么接收外界信息?
答案:能像人的感觉器官那样感受外界信息,进而可以代替、补充、延伸人的感觉器官的器件或装置,就叫传感器。读一读辨一辨人们通过五种感觉:视觉、听觉、触觉、嗅觉、味觉来接收外界的信息。不同的感觉可以对应不同的传感器。如图所示。读一读辨一辨3.几种常用的传感器
(1)双金属温度传感器:把两种热膨胀系数不同的金属片贴合在一起,制成一条双金属片,温度变化时,两种金属片因膨胀或收缩不一样而发生弯曲,使电路的开关闭合或断开。
(2)光敏电阻传感器:光的强弱会引起光敏电阻阻值的改变,从而根据电信号的变化来探知光的强弱。
(3)压力传感器:根据电容器的电容随两极板间距离的变化而改变的原理制成的。待测压力作用于膜片上,膜片发生形变,使电容器两极板间的距离发生变化,引起电容器电容的变化,通过电子电路就能测出压力的变化。读一读辨一辨二、信息的传递、处理与记录
阅读教材第90~91页“信息的传递”“信息的处理和数字通信”以及“信息的记录”三部分。了解人们对信息处理的发展历程。
1.信息的传递
(1)传送电磁波的三种方式:电缆、光缆、无线传输。
(2)由于光的频率比无线电波的频率高得多,因此光缆可以传递大量信息,是目前发展最快的通信方式。
2.信息的处理
电信号分为模拟信号和数字信号,其中数字信号抗干扰能力强,容易加密,便于计算机处理,所以一般要把模拟信号处理成数字信号进行数字通信。读一读辨一辨3.信息的记录
随着信息存储技术的发展,存储容量迅速增加,信息的存储和读出速度大大提高,信息存储的可靠性也不断增强。我们可以把各种信息大量存储起来,方便地提供给不同需要的人。
三、数字电视、信息时代
阅读教材第92页“数字电视和信息时代”部分。了解电磁技术对人们生活的影响。
1.数字电视是利用数字信号传送的高清晰电视,可以给我们带来更清晰的图像,更富临场效果的声音。
2.20世纪90年代中期,世界上最大的计算机互联网——因特网出现了爆炸式的发展,信息作为一种重要的资源改变了我们的生活和工作方式。读一读辨一辨1.思考辨析。
(1)火灾报警使用的声光传感器。 (　　)
解析:火灾报警使用的是烟雾传感器。
答案:×
(2)数字信号抗干扰能力强、容易加密,便于用计算机处理。 (　　)
解析:数字信号相比于模拟信号来说具有以下优点:抗干扰能力强、容易加密,便于用计算机处理。
答案:√
(3)电子秤中使用的是压力传感器。 (　　)
解析:压力传感器用来测定压力的变化。
答案:√读一读辨一辨2.探究讨论。
(1)在日常生活中,哪些地方使用了传感器?
答案:控制冰箱的温度传感器;控制楼道电灯的声、光控开关,用到声光传感器;等。
(2)鸽子能传递信件,古代的烽火台可以传递信息,在当今社会里信息的传递是怎么样的呢?
答案:当今的社会里信息的传递方式很多,既有传统的传递方式,像书籍、报纸、杂志等;也有现代的传递方式,像无线电波、光缆、卫星通信等。问题导引名师精讲典例剖析探究探究 信息的拾取与传感器
恒温孵化器要保持禽蛋的温度在一定范围内,需要用到什么传感器?楼道自动开关的功能:晚上,有人经过楼道,开关自动接通;白天,不管是否有人经过楼道,开关都是断开的,这需要用什么传感器来完成?
要点提示温度传感器、声音传感器和光敏电阻传感器。问题导引名师精讲典例剖析探究1.信息的拾取
人类信息的拾取借助于感觉器官,通过五种感觉(视觉、听觉、触觉、味觉、嗅觉)接收外界的信息,并由神经系统将这些信号传递给大脑,在人脑中将这些信息进行处理,然后发出命令传递给肌体,做出动作。
2.传感器
(1)定义
传感器是指这样一类元件:它能够“感受”诸如力、温度、光、声、化学成分等非电学量,并能把它们按照一定的规律转换为电压、电流等电学量,或转换为电路的通断。问题导引名师精讲典例剖析探究(2)工作过程
传感器是通过敏感元件感知非电学量,借助转换元件通过转换电路将其转换为电学量,其工作过程如下:问题导引名师精讲典例剖析探究(3)几种常用的传感器及工作原理
①双金属温度传感器
如图所示是控制温度用的双金属温度传感器。把两种不同热膨胀系数的金属片贴合在一起,制成一条双金属片,温度变化时,因为两种金属片伸长不一样而发生弯曲,导致电路的接通或断开。
②光敏电阻传感器
光敏电阻的阻值能随光照的强度而变化,将其连入电路中,根据电流的大小,可探知光的强弱,进而自动控制电路。
③压力传感器
电容器的电容随两极板间的距离的变化而变化,根据这个原理可以制成压力传感器。问题导引名师精讲典例剖析探究如图,使待测压力作用于膜片上,膜片发生形变,使电容器两极板间的距离发生变化,引起电容器电容的变化,通过电子电路就能测出压力的变化。
电容式压力传感器问题导引名师精讲典例剖析探究【例题】 用遥控器调换电视机的频道的过程,实际上就是传感器把光信号转为电信号的过程。下列属于这类传感器的是(　　)
A.红外报警装置
B.走廊照明灯的声控开关
C.自动洗衣机中的压力传感装置
D.电饭煲中控制加热和保温的温控器
解析:红外线报警装置和电视机遥控器都是将光信号转化为电信号的元件,选项A正确;声控开关是将声信号转化为电信号,选项B错误;选项C和D分别是压力传感器和温度传感器,所以选项C、D错误。
答案:A
归纳总结处理这类题目的关键是认真阅读教材,了解各类传感器的工作原理,然后结合题目所给的具体情境分析各类传感器是把怎样的非电学量转化为电学量,进而判断传感器的种类。问题导引名师精讲典例剖析探究变式训练导学号66824079(多选)用计算机辅助实验系统做验证牛顿第三定律的实验,点击实验菜单中“力的相互作用”。把两个力探头的挂钩钩在一起,向相反方向拉动,观察显示器屏幕上出现的结果如图所示。观察分析两个力传感器的相互作用力随时间变化的曲线,可以得到以下实验结论(　　)
A.作用力与反作用力同时存在
B.作用力与反作用力作用在同一物体上
C.作用力与反作用力大小相等
D.作用力与反作用力方向相反问题导引名师精讲典例剖析探究解析:由题图可知,两个力传感器的相互作用力属于作用力和反作用力,它们同时存在、大小相等、方向相反、作用在两个物体上,故A、C、D正确。
答案:ACD1 2 3 41.(传感器的应用)自动门、生命探测器、家电遥控系统、防盗防火报警器都使用了(　　)
A.温度传感器 B.生物传感器
C.红外线传感器 D.压力传感器
解析:人体能够发出红外线,题中的传感器都能感受红外线,将光信号转变成电信号,因此是红外线传感器。
答案:C1 2 3 42.(信息的传递)下列关于信息传递的说法正确的是 (　　)
A.声、光和电磁波中,只有电磁波能够传递信息
B.固定电话、移动电话、广播和电视都是利用导线中的电流传递信息的
C.摄像机拍得的物体图像,直接通过发射天线发射传播信息
D.微波通信、卫星通信、光纤通信、网络通信都可以用来传递信息
解析:声音可以传递信息,人们非常的熟悉。光也可以传递信息,所以A项错。移动电话、无线电广播和电视都是无线传递的,所以B项错。摄像机拍得的物体图像,首先要转变为电信号,而不能直接通过发射天线发射,C项错。只有D项对。
答案:D1 2 3 43.(多选)(数字电视的理解)下列关于数字电视的说法正确的是(　　)
A.数字电视就是用阿拉伯数字组成的电视画面
B.数字电视的画面较模拟电视清晰
C.数字电视的声音更富临场效果
D.过去的电视机不能用来直接接收数字信号
解析:清楚数字电视的数字信号定义和数字电视的优点,数字电视给我们提供更清晰的图像、更富临场效果的声音,过去的电视机只能接收模拟信号,要想接收数字信号加一个“机顶盒”就可以。
答案:BCD1 2 3 44.(多选)(传感器的应用)测试热敏电阻R的实验电路图如图所示,滑动变阻器已调节到某一适当的值。实验中观察到当温度升
高时灯更亮。对实验现象分析正确的有(　　)
A.温度升高,电路中的电流减小
B.温度升高,电路中的电流增大
C.温度升高,热敏电阻的阻值增大
D.温度升高,热敏电阻的阻值减小
解析:热敏电阻的阻值随温度升高而减小,电路中的电流也随之增大。
答案:BD课件12张PPT。本章整合BENZHANG ZHENGHE思考并回答下列问题
本章知识可分为两个单元。第一单元:电磁波,包括电磁波的发现及发射和接收,电磁波谱三部分知识;第二单元:信息化社会,介绍了信息的拾取、传递和处理,信息的记录等。
1.思考电磁波的学习内容。正确填写下图。答案:①变化的磁场产生电场,变化的电场产生磁场
②相邻的两个波峰(或波谷)的距离
③波在单位时间内传播的距离
④1 s内通过的波峰(或波谷)的个数
⑤v=λf　⑥调制　⑦调幅　⑧调频　⑨调谐　⑩解调
2.光和无线电波之间有什么区别和联系?
答案:光和无线电波都是电磁波,区别在于它们的波长不同。
3.太阳的辐射中包含电磁波谱中的哪些部分?太阳辐射能量主要集中在哪些区域?
答案:太阳辐射中含有可见光、红外线、紫外线,同时还有X射线、γ射线、无线电波。太阳辐射的能量集中在可见光、红外线和紫外线三个区域内。波长在黄绿光附近,辐射的能量最强。4.思考信息化社会的学习内容。正确填写下图。
答案:①传感器　②电缆　③光缆　④无线传输专题一专题二专题一　对麦克斯韦电磁场理论的理解
“变化的磁场能够在周围空间产生电场,变化的电场能够在周围空间产生磁场。”应从以下三点加深对麦克斯韦电磁场理论的理解:
1.均匀变化的磁场产生稳定的电场,均匀变化的电场产生稳定的磁场。
“均匀变化”指的是在相等时间内磁感应强度(电场强度)的变化量相等,或者说磁感应强度(电场强度)对时间的变化率为一定值。
2.非均匀变化的磁场产生变化的电场,非均匀变化的电场产生变化的磁场。
3.周期性变化的磁场产生同频率周期性变化的电场,振荡的(周期性变化的)电场产生同频率的振荡磁场。专题一专题二温馨提示“均匀变化”“非均匀变化”“周期性变化(振荡)”是理解该理论的关键。专题一专题二【例题1】 关于电磁理论,以下说法正确的是(　　)
A.在电场周围一定会产生磁场
B.任何变化的电场周围空间一定会产生变化的磁场
C.均匀变化的电场会产生变化的磁场
D.振荡的电场会产生振荡的磁场
解析:变化的电场周围一定产生磁场,但若电场不发生变化,则不能在周围空间产生磁场,所以A项错。均匀变化的电场在周围空间产生的磁场是不变的,只有不均匀变化的电场才能在周围空间产生变化的磁场,B项错。均匀变化的电场只能在周围空间产生稳定的磁场,C项错。振荡电场(或磁场)在周围空间产生振荡的磁场(或电场),因此D项正确。
答案:D专题一专题二变式训练1导学号66824083根据麦克斯韦电磁场理论,下列说法正确的是(　　)
A.在周期性变化的电场周围一定产生同频率的周期性变化的磁场,在周期性变化的磁场周围一定产生同频率的周期性变化的电场
B.在变化的电场周围一定产生变化的磁场,在变化的磁场周围一定产生变化的电场
C.在均匀变化的电场周围一定产生均匀变化的磁场,在均匀变化的磁场周围一定产生均匀变化的电场
D.在电场周围一定存在磁场,在磁场周围一定存在电场专题一专题二解析:周期性变化的电场(或磁场),产生同频率周期性变化的磁场(或电场),A正确;均匀变化的电场(或磁场),产生恒定的磁场(或电场),在恒定的电场(或磁场)周围不存在磁场(或电场)。故B,C,D均错误。
答案:A专题一专题二专题二　电磁波与机械波的区别与联系
1.区别
(1)电磁波是横波,机械波有横波和纵波两大类。
(2)电磁波的速度远大于机械波(例如,在真空中电磁波的速度等于光速,声速只有340 m/s)。
(3)电磁波的传播不一定需要介质(真空中也能传播),机械波的传播必须有介质。
(4)电磁波向外传播的是电磁能,机械波传播的是机械能。
2.联系
(1)都能发生反射、衍射和干涉等现象;
(2)都可以传递能量。
温馨提示千万不要误认为电磁波和机械波在本质上是相同的,实际上虽然电磁波和机械波有很多相同之处,但它们却有本质的区别。专题一专题二【例题2】 导学号66824084对于机械波与电磁波的比较,下列说法中正确的是(　　)
A.它们都能发生反射、折射、干涉和衍射现象
B.它们在本质上是相同的,只是频率不同而已
C.它们都可能是横波,也可能是纵波
D.它们都能在真空中传播
解析:机械波和电磁波都属于波,所以它们都具有波的共性,能发生反射、折射、干涉和衍射等现象,故选项A正确;但它们产生机理不同,本质不同,故选项B错误;电磁波是横波,机械波既有横波又有纵波,故选项C错误;电磁波既能在介质中传播又能在真空中传播,而机械波只能在介质中传播,故选项D错误。
答案:A专题一专题二变式训练2电磁波与机械波具有的共同性质是 (　　)
A.都是横波 B.都能传输能量
C.都能在真空中传播 D.都具有恒定的波速
解析:电磁波是横波,机械波可以是纵波,选项A错误;它们都能传输能量,选项B正确;机械波不能在真空中传播,选项C错误;它们从一种介质进入另一种介质,波速变化,选项D错误。
答案:B