14电磁现象

1第十四讲电磁现象第一步：基础知识梳理一、简单的磁现象1．磁性：物体吸引铁、镍、钴等物质的性质。2．磁体：具有磁性的物体叫磁体。3．磁极：磁体上磁性最强的部分叫磁极。（1）任何磁体都有两个磁极，一个是北极（N极）；另一个是南极（S极）（2）磁极间的相互作用：同名磁极互相排斥，异名磁极互相吸引。4．磁化和磁性材料5．判断物体是否有磁性的主要方法：二、磁场1.磁场：磁体周围存在着磁场，磁场看不见，摸不着，是一种特殊物质，磁体间的相互作用就是通过磁场发生的。2.磁场的基本性质：磁场对放入其中的磁体产生磁力的作用。磁体间的相互作用都是通过磁场发生的。3.磁场的方向：在磁场中的某一点，小磁针静止时北极所指的方向就是该点磁场方向。4.磁感线：是为了形象描述磁场而引入的假设曲线.磁体周围的磁感线都是从磁体北极出来，回到磁体南极。(1)磁体周围的磁感线只是帮助我们描述磁场而假想的一条条曲线。磁场是客观存在的，而磁感线并不存在。(2)（3）要掌握条形磁体、蹄形磁体、通电螺线管和地磁场的磁感线分布情况，以及同名磁极、异名磁极的磁感线分布情况。5．地磁场三、电流的磁场1．电流的磁效应：通电导体周围存在着磁场，这种现象叫电流的磁效应，是丹麦物理学家奥斯特通过实验证实了电能生磁。2．奥斯特实验：实验表明：通电导线周围存在磁场。电流的磁场方向跟电流的方向有关。当电流的方向变化时，磁场的方向也发生变化。实验的物理意义在于：揭示了电现象与磁现象不是彼此孤立的，而是有密切联系的.3．通电螺线管的磁场（1）通电螺线管外部的磁场和条形磁体的磁场相似。2（2）通电螺线管的性质：①通过电流越大，磁性越强；②线圈匝数越多，磁性越强；③插入软铁芯，磁性大大增强；④通电螺线管两端的极性可用电流方向来改变。四、电磁铁、电磁继电器、电话1.电磁铁：内部带有铁芯的通电螺线管，其磁性大大增强。电磁铁的铁芯应选软铁而不是选钢.电磁铁的优点：①磁性能快显快消。②磁性强弱可以调节。1.电磁继电器：电磁铁、衔铁、弹簧、动触点和静触点。2.电话：由话筒、听筒串联组成。3.电磁阀车门4.磁悬浮列车五、电磁感应现象1．电磁感应现象：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中就会产生电流，产生的电流叫感应电流。2．产生感应电流的条件：电路闭合。部分导体做切割磁感线运动。3．感应电流的方向跟导体运动方向和磁感线方向有关，4．在电磁感应现象中，把机械能转化为电能，是磁生电的过程，是英国物理学家法拉第对人类做出的重大贡献。六、交流发电机：1．原理：利用电磁感应现象制成的，它将机械能转化为电能。2．交流发电机主要是由定子和转子两大部分组成，具体由磁体、线圈、铜环、电刷组成。3．交流电：周期性改变大小和方向的电流叫交流电。我国供生产和生活用的交流电频率为50赫兹，周期为0.02秒，每秒种电流方向改变100次。4．电能的输送：采用高压输电。保持输出功率不变，提高输电电压，同时减小电流，从而减少电线上电能的损失。七、磁场对电流的作用（1）通电导体在磁场中要受到力的作用，这个力的方向与电流方向和磁场方向（或磁感线方向）有关。（2）在这个现象里，电能转化为机械能。（3）左手定则：判定方法：伸开左手，使大拇指与四指在同一平面内并跟四指垂直，让磁感线垂直穿入手心，使四指指向电流方向，这时，拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受磁场力的方向。八、直流电动机1．定义：电动机是把电能转化为机械能的用电器。用直流电源供电的电动机叫直流电动机。2．原理：利用通电线圈在磁场中受力转动的原理制成。3．构造：主要是由定子和转子两大部分组成，具体由磁体、线圈、换向器、电刷组成；换向器的作用：每当线圈转过平衡位置时，能自动改变线圈中的电流方向。4．电动机转动方向：与电流方向和磁场方向有关。5．电动机转动快慢：与电流大小有关。九、三种电磁现象现象发现者能量转化判定方法3电流的磁场奥斯特/安培定则（右手螺旋定则）电磁感应法拉第机械能→电能/磁场对电流的作用/电能→机械能/电磁感应和磁场对电流的作用这两种现象，都涉及到磁场、电流、运动，为帮助同学们磁场对电流的作用电磁感应现象分析原因通电导体(线圈)在磁场中闭合回路的一部分导体在磁场里做切割磁感应线运动结果受到作用力(运动、转动)产生电流导体中电流由电源供给感应电流能量转化电能→机械能机械能→电能十一、直流电动机和交流发电机的区别直流电动机交流发电机原理利用通电线圈在磁场中发生转动的原理制成利用电磁感应原理制成构造与电刷接触的是换向器与电刷接触的是两个铜环能量转化电能机械能机械能电能在电路中的作用用电器电源第二步：例题演练例1如图14-5所示，请根据电源的正、负极和通电螺线管的N、S极，画出螺线管的绕线.例2如图14-4所示，在磁场中悬挂一根导体ab，把它的两端跟图14-4图14-54电流表连接起来，下列说法正确的是（）A．这是研究通电直导线在磁场中受力情况的装置B．这是研究电磁感应现象的装置C．闭合开关，使ab上下运动，电流表指针不偏转D．闭合开关，使ab左右运动，电流表指针偏转例3矩形通电线圈在磁场中的位置如图14-8所示，该线圈这时是否受到磁场力的作用?是否会发生转动?例4为了使线圈L1和L2相邻部分分别成为N极和S极，请把图14-9两线圈接到电源上.第三步：【基础训练】（题量8—15道）一、选择题1、下列现象，属电磁感应现象的是2、我们所使用的电冰箱、电风扇、洗衣机等家用电器，其主要部件都是用电动机来工作的，那么电动机是根据下列哪种现象制成的()A．磁场对放入其中的磁体产生力的作用B．电流的热效应C．通电导体在磁场中受到力的作用D．电磁感应3、通电螺线管内部放一个小磁针，小磁针静止时的指向如图所示，则()A．a端为电源正极B．b端为电源正极C．c端为通电螺线管N极D．d端为通电螺线管N极图14-8图14-954把一根条形磁铁从中间切断后，得到的是（）A、一段是N极，一段是S极B、两段在断口处各产生一个异名磁极C、因为切为两段，则磁性都消失D、两段在断口处产生同名磁极5关于产生感应电流的条件，下面说法正确的是（）A、任何导体在磁场中运动都产生感应电流。B、只要导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中就能产生感应电流。C、闭合电路的一部分导体，在磁场里做切割磁感线运动时，导体中就会产生感应电流。D、闭合电路的一部分导体，在磁场里沿磁感线方向运动时，导体中就会产生感应电流。6如图6所示，闭合电路的一部分导体在磁极间运动，图中小圆圈表示导体的横截面，下列说法中正确的是A.图a和图c的导线中电流方向相同B.图b和图c的导线中电流方向相同C.图b和图c的导线中电流方向相反D.图a和图b的导线中电流方向相同7、关于直流电动机和发电机，下列说法正确的是A.电动机是利用磁场对电流作用的现象制成的，工作时把机械能转化为电能B.发电机是利用法拉第的发现制成的，工作时把机械能转化为电能C.电动机是利用电磁感应现象制成的，工作时把电能转化为机械能D.交流发电机和直流电动机构造相同，因此它们的工作原理是一样的8如图5所示，闭合电路中的一部分导体在磁场中运动，用“○”表示导体横截面，箭头表示导体运动方向，其中不能产生．．．．感应电流的是二、填空与作图题1、请就三种电磁现象的相关内容填空：现象发现者能量转化判定方法电流的磁场/安培定则（右手螺旋定则）法拉第机械能→电能/图66磁场对电流的作用//2．磁悬浮列车是利用同名磁极相互________（选填“吸引”或“排斥”）的原理来实现悬浮的，悬浮的目的是________（选填“增加”或“减小”）列车与轨道间的阻力。3、如图所示的闭合电路中，a导线静止．当蹄形磁铁沿水平方向向右运动时，灵敏电流计的指针(选填“会偏转”或“不偏转)；若磁铁运动方向不变，只对调，就可以改变感应电流的方向．4、小明利用一颗大铁钉、一段漆包线以及一些元件组成如图所示的装置．闭合开关S后，电磁铁的A端为极；当滑动变阻器的滑片P向左移动时，电磁铁B端吸引大头针的数目将(选填“增多或“减少)5、根据图1中磁铁和或通电线圈旁边小磁针静止时的位置，判断磁铁的南北极，标出电源的正负极.6.如图9所示是小明设计的温度自动报警器原理图.在水银温度计里封入一段金属丝，当在正常工作的温度范围内时，绿灯亮；当温度升高达到金属丝下端所指示的温度时，红灯亮，发出报警信号.请按照题意要求，在图中连接好电路.三、实验与探究题：1、图12是一种水位自动报警器的原理图．水位没有到达金属块A时，绿灯亮；水位到达金属块A时，红灯亮．请说明它的工作原理．注意：纯净的水是不导电的，但一般的水都能导电．12图72．图14-16示为小玲和小辉同学制作的直流电动机模型。他们用回形针做成两个支架，分别与电池的两极相连。用漆包线绕一个矩形线圈，以线圈引线为轴，并用小刀刮去轴的一端全部漆皮，另一端只刮去上半周漆皮。将线圈放在支架上，磁体放在线圈下，闭合开关且用手轻推一下线圈，线圈就会不停地转动起来。（1）直流电动机的工作原理是。（2）通过改变方向，可以改变线圈的转动方向。（3）如果电池、开关、导线的连接和性能良好，闭合开关后线圈不能连续转动，请你分析可能的原因。3．在如图14-17所示的实验装置中，玻璃球内的导线是分开的，小磁针处于静止状态．当用酒精灯把玻璃球加热到红炽状态时，发现小磁针发生了偏转；根据以上现象可知，当把玻璃球加热到红炽状态时，玻璃变成了_____体，此时小磁针的______极将向螺线管偏转；小磁针和螺线管间的相互作用是通过________发生的．玻璃球内能的改变是通过________的方法实现的．四、综合题：1现代家庭中常用一种断路器来代替闸刀开关和熔断丝.当电流达到额定值的一定倍数时可以自动切断电路，从而起到电路过载或短路的保护作用.故障排除后，断路器能手动复位，接通电路.断路器也能手动切断电路.断路器因方便、安全而越来越得到普及.如图15所示是一种断路器的工作原理图，请说出它在工作中用到了哪些物理知识（说出四点）.（1）_______________________________________________________________.（2）_______________________________________________________________.（3）_______________________________________________________________.（4）_______________________________________________________________.2.电磁炉是利用高频电流在磁炉内部线圈中产生磁场，磁化铁质铁锅，从而形成无数个小涡流（即电流），加速锅底分子运动，使锅底自身发热达到加热食品的目的.它具有安全可靠.节能环保等优点，是现代家庭中的理想灶具，其工作原理如图4所示.下列说法错误的是A.该电磁炉若以100W的功率连续工作30min，耗电0.5Kw.h图14-17图14-16图48B.家庭电路因接入电磁炉可能会超负荷运行而熔断熔丝C.电磁炉能将电能100%转化为锅内食物的内能D.用电磁炉煮食物时，没有明火和烟尘，安全.洁净【能力提高训练】一、单项选择题：1．在一根条形磁铁附近平行放置一根与磁铁形状完全相同的棒状物体XY后，其周围磁场磁感线的分布情况如图14-12甲所示．将XY两端对调以后，磁感线分布情况未发生改变，如图14-12乙所示．则棒状物体XY可能是（）A．软铁棒B．铜棒C．条形磁铁，其中X端为N极D．条形磁铁，其中Y端为N极2．如图14-13所示，当闭合开关S，且将滑动变阻器滑片P向右移动时，图中的电磁铁（）A．a端是N极，磁性增强极B．a端是S极，磁性增强C．b端是N，磁性减弱D．b端是S极，磁性减弱3．图14-14是研究电和磁知识的三个重要实验，下列说法中正确的是()A．根据甲实验的原理可制成电动机B．根据乙实验的原理可制成电磁铁C．根据丙实验的原理可制成发电机D．根据甲、丙两个实验的原理都可制成电磁