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第六单元电与磁信息能源第20课时电与磁基础自主导学基础自主导学知识梳理自主测试一二三四五一、磁现象磁场1.磁现象(1)磁性:磁铁能够吸引铁、钴、镍等物质的性质。(2)磁极:磁体上磁性最强的部分,分南极(S)和北极(N)。(3)磁极间相互作用规律:同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引。(4)磁化:一些物体在磁体或电流的作用下获得磁性的过程。基础自主导学基础自主导学知识梳理自主测试一二三四五2.磁场(1)存在:在磁体周围存在着磁场。(2)性质:对放入其中的磁体产生磁力的作用。(3)磁感线:在磁场中画一些有箭头的曲线。磁体周围的磁感线都是从N极出发,回到磁体的S极。(4)地球是一个巨大的天然磁体,地磁的北极在地理的南极附近,地磁的南极在地理的北极附近。基础自主导学基础自主导学知识梳理自主测试一二三四五二、电生磁1.奥斯特实验(1)通电导线周围存在磁场。(2)电流周围的磁场方向跟电流方向有关。2.通电螺线管(1)通电螺线管外部的磁场和条形磁体的磁场相似。(2)安培定则:用右手握住螺线管,让四指指向螺线管中的电流方向,则大拇指所指的那端就是螺线管的北极。基础自主导学基础自主导学知识梳理自主测试一二三四五三、电磁铁电磁继电器1.电磁铁(1)构成:通电的螺线管和里面的铁芯。(2)影响磁性强弱的因素:①同一个电磁铁,电流越大,磁性越强。②当电流相同,螺线管外形一样时,线圈的匝数越多,磁性越强。③通电螺线管中有铁芯比无铁芯时磁性强。(3)优点:磁性的有无可由电流的通断来控制;磁性的强弱可以由电流的大小来控制;磁场的方向可以由电流的方向来改变。2.电磁继电器(1)实质:用电磁铁控制工作电路的开关。(2)组成:由低压控制电路和高压工作电路两部分构成。基础自主导学基础自主导学知识梳理自主测试一二三四五四、电动机1.原理通电线圈在磁场中受到力的作用而转动。2.通电导体在磁场中所受力的方向的决定因素(1)磁场的方向。(2)电流的方向。3.能量转化电能转化为机械能。基础自主导学基础自主导学知识梳理自主测试一二三四五五、磁生电1.电磁感应现象由于闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动而产生电流的现象。2.产生感应电流的条件(1)导体是闭合电路的一部分;(2)导体必须做切割磁感线运动。3.感应电流的方向与磁场的方向和导体运动的方向有关。若其中一个方向改变,则感应电流方向改变;若二者同时改变,则感应电流的方向不变。基础自主导学基础自主导学知识梳理自主测试一二三四五4.发电机原理:电磁感应。能量转化:机械能转化为电能。基础自主导学基础自主导学知识梳理自主测试12341.关于指南针和磁场,下列说法正确的是()A.指南针最早由欧洲传入中国B.地球的地理两极与地磁场两极完全重合C.地球周围存在磁场,因此指南针能指示方向D.信鸽是靠在其身上绑上小磁针来导航的答案:C解析:指南针是我国古代劳动人民的伟大发明,由中国传入欧洲,A选项错误;地磁的南极在地理北极附近,地磁的北极在地理南极附近,地理南北两极与地磁南北两极不是完全重合,存在着一个夹角,叫磁偏角,B选项错误;地球本身是一个巨大的磁体,在地球周围存在着磁场,正是由于地磁场的存在,使得指南针总是能够指南北,C选项正确;信鸽是靠地磁场来导航的,身上没有专门的小磁针,D选项错误。基础自主导学基础自主导学知识梳理自主测试12342.在如图所示的电路中,根据小磁针静止时的指向可知()A.a端是通电螺线管的N极,c端是电源正极B.b端是通电螺线管的N极,d端是电源正极C.a端是通电螺线管的N极,c端是电源负极D.b端是通电螺线管的N极,d端是电源负极答案:A解析:由通电螺线管内部中间的小磁针,静止时N极指向左端,可知,螺线管内部的磁场方向水平向左,内部的磁场由b指向a,则a端是通电螺线管的N极,根据安培定则,知螺线管中的电流从左侧流进,右侧流出,则c端为电源的正极,d端为负极,故A正确,B、C、D错误。基础自主导学基础自主导学知识梳理自主测试12343.如图所示,小磁针在条形磁体作用下处于静止状态。(1)请标出小磁针的N极。(2)用箭头标出条形磁体周围磁感线的方向。答案:如图所示解析:磁体周围的磁感线由N极到S极;小磁针静止时N极的指向与磁感线方向相同。基础自主导学基础自主导学知识梳理自主测试12344.在探究利用磁场产生电流的实验中,连接了如图所示的实验装置。(1)实验中,通过观察来判断电路中是否有感应电流。(2)闭合开关后,要使电路中形成感应电流,铜棒ab应(选填“上下”或“左右”)运动,这是现象,利用这一原理可制成。(3)要使电流表指针偏转方向发生改变,可以采取的方法有(答出一种方法即可)。基础自主导学基础自主导学知识梳理自主测试1234答案:(1)电流表指针是否偏转(2)左右电磁感应发电机(3)改变磁场方向或改变ab运动方向解析:(1)实验中,通过观察电流表指针是否偏转来判断电路中是否有感应电流;(2)要产生感应电流,必须同时满足两个条件:电路是闭合的;一部分导体做切割磁感线运动。因此要使电路中形成感应电流,铜棒ab需向左或向右做切割磁感线运动;这是电磁感应现象,利用这一原理可制成发电机;(3)要使电流表指针偏转方向发生改变,即改变流入电流表的电流方向,就是要改变感应电流的方向,可以改变磁场方向或改变ab的运动方向。基础自主导学规律方法探究1231.正确理解磁场和磁感线【例1】关于磁场和磁感线,以下说法正确的是()①磁场看不见摸不着,但可以借助小磁针感知它的存在②磁感线是磁体周围空间实际存在的曲线③磁场对放入其中的磁体有力的作用④地球周围存在磁场A.①②③B.①②④C.①③④D.②③④解析:磁场看不见摸不着,但可以借助小磁针感知它的存在,这是典型的转化法,故①正确;磁感线是不存在的,是为了研究方便假想的一些有方向的曲线,故②错误;磁场的基本性质是对放入其中的磁体有力的作用,故③正确;地球是一个巨大的磁体,地球周围存在磁场,故④正确。答案:C基础自主导学规律方法探究123基础自主导学规律方法探究123基础自主导学规律方法探究123下列说法正确的是()A.磁感线是磁场中真实存在的曲线B.在用磁感线描述磁场时,磁感线都是从磁体的S极出发,回到N极C.小磁针的N极在任何情况下都指向地理的南极D.物理学中,把小磁针静止时N极所指的方向规定为该点磁场的方向答案:D解析:磁感线是为了形象地描述磁场而假想的物理模型,并不是真实存在的曲线,故选项A错误;在用磁感线描述磁场时,磁感线都是从磁体的N极出发,回到S极,选项B错误;在地表附近的小磁针,静止时,南极指向地理的南极,北极指向地理的北极,且小磁针的指针指向受周围磁场影响,选项C错误;物理学中,把小磁针静止时N极所指的方向规定为该点磁场的方向,选项D正确。基础自主导学规律方法探究1232.安培定则“三考查”对某一个通电螺线管而言,螺线管的电流方向、磁场方向、螺线管线圈的绕法是相互制约、彼此联系的,知其二就能晓其他。其解题思路即为安培定则的基本内容。常从三个方面进行考查。(1)判断螺线管的极性。基础自主导学规律方法探究123【例2】下列通电螺线管周围的小磁针北极的标注方向正确的是()解析:根据安培定则可以判断,选项C中通电螺线管的左端为N极,右端为S极,与小磁针北极标注方向匹配,故选项C正确。答案:C基础自主导学规律方法探究123基础自主导学规律方法探究123(2)判断通电螺线管中的电流方向。【例3】如图所示,闭合开关,小磁针静止时N极指向螺线管的左端,则螺线管的左端是(选填“N”或“S”)极,电源的左端是(选填“正”或“负”)极。解析:由题图图可知,小磁针的右端为N极,根据异名磁极相互吸引可知,螺线管的左端为S极,右端为N极。再根据安培定则,用右手握住螺线管,使大拇指指向螺线管的N极,则四指环绕的方向为电流的方向,从而得出电源的左端为正极,右端为负极。答案:S正基础自主导学规律方法探究123基础自主导学规律方法探究123(3)通电螺线管的绕线方法。【例4】在图中画出螺线管的绕法,并标出N、S极,使小磁针在图示位置静止。解析:由磁极间的相互作用规律可知螺线管的右端为N极,左端为S极。利用安培定则,伸出右手,使右手大拇指指向螺线管的右端(N极),四指弯曲所指的方向为电流的方向。又因为电流从螺线管的左端流入,由此可画出绕线情况。答案:如图所示基础自主导学规律方法探究123基础自主导学规律方法探究1233.正确区分三种电磁现象及其应用电与磁之间的联系包括三个方面:(1)电流的磁场;(2)磁场对电流的作用;(3)电磁感应现象。电与磁的关系常常综合在一起考查,解决此类问题的关键是把电与磁之间的各种原理及其应用分清楚。同时,应了解电磁关系的探究过程,学习科学家的创新探究过程。基础自主导学规律方法探究123三种电磁现象可用下表对比理解:项目电流的磁场磁场对电流的作用电磁感应现象通电导体周围有磁场通电导体在磁场中受到力的作用闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动,产生感应电流条件通电导体①通电导体②磁场①闭合电路的一部分②磁场③切割磁感线能量转化部分电能转化为磁场能电能转化为机械能机械能转化为电能应用电磁铁电动机发电机基础自主导学规律方法探究123【例5】如图所示的四个装置,下列关于它们的说法错误的是()A.图甲可用来演示电磁感应现象B.图乙可用来演示电流的磁效应C.图丙可用来演示电磁铁中磁性强弱与线圈匝数的关系D.图丁可用来演示发电机的工作原理基础自主导学规律方法探究123解析:题图甲没有电池,验证闭合电路的一部分导体切割磁感线时产生感应电流,是电磁感应实验,故选项A的说法正确;题图乙验证了通电导体周围存在磁场,这是奥斯特实验,说明了电流的磁效应,故选项B中的说法正确;题图丙电流大小一定,匝数多的线圈吸引较多的铁钉,验证了磁性强弱与线圈匝数的关系,选项C中的说法正确;题图丁有电源,是验证通电导体在磁场中受力的实验,故选项D中的说法错误。答案:D基础自主导学规律方法探究123关于图甲、乙所示的实验,下列说法正确的是()A.甲可以研究通电导体在磁场中的受力情况B.甲的实验过程,其他形式能转化为电能C.乙可以研究电磁感应现象D.乙的实验过程,其他形式能转化为电能答案:B解析:题图甲研究的是电磁感应现象,将机械能转化为电能,所以选项A错误,选项B正确。图乙研究的通电导体在磁场中的受力情况,实验过程中,电能转化为机械能,故选项C和D错误。基础自主导学规律方法探究