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电磁学总复习教案.doc

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电磁学总复习(一)知识系统网络:磁体和磁极磁极间的相互作用规律磁现象 磁化:钢与铁磁化特点磁场、磁场方向、磁感线地磁场、磁偏角电流的磁效应:奥斯特实验安培定则电流大小 电生磁 通电螺线管的磁场 磁性强弱的影响 线圈匝数有关铁芯应用:电磁铁构造电磁继电器、扬声器电与磁 工作原理磁场对通电导线(线圈)的作用构造:定子、转子(换向器)电动机 直流电动机 原理:通电线圈在磁场中受力转到能量转化:电能→机械能应用闭合电路电磁感应现象:产生感应电流的条件一 部 分 导 体 切 割 磁 感 线构造:定子、转子磁生电 发电机 原理:电磁感应能量转化:机械能→电能交流电:频率 中考专题突破:专题一 磁体、磁场、磁感线辨析比较区别 联系磁体①具有磁性的物体叫磁体②磁体具有两个磁极,N 极和 S 极③同名磁极相排斥,异名磁极相吸引磁场①磁体周围存在的一种看不见、摸不着的物质②磁场有强弱,有方向③电流也能产生磁场磁感线 ①为了描述磁场的存在而画的曲线②不是真实存在的①磁体周围存在着磁场②磁体间的相互作用是通过磁场发生的③磁感线描述了磁场的强弱及分布情况④磁场中某点磁场方向与该点的磁感线方向一致,与该点的小磁针北极受力方向一致③呈立体他布的封闭曲线例 1 根据图 9-1 中磁感线的方向和小磁针的指向,判断下列四幅图中错误的是( )图 9-1专题二 条形磁铁与通电螺线管(电磁铁)辨析比较条形磁铁 通电螺线管(电磁铁)不同点①是永磁体,磁性长期保持②N、S 极是固定的③磁性强弱是不变的①通电时有磁性,断电时失去磁性②N、S 极与电流的方向有关③磁性强弱与线圈匝数和通电电流大小、有无铁芯有关相同点①它们都有吸引铁类物质的性质②条形磁铁磁极位置和通电螺线管相同③把条形磁铁和通电螺悬挂起来都有指南北的性质④条形磁铁和通电螺线管都有两极,且都有同名磁极相斥、异名磁极相吸的特点例 2 如图 9-2 所示,是开关闭合后,小磁针在条形磁体和通电螺线管的共同作用下,在图中位置处于静止状态,请你根据条形磁铁的极性标出小磁针和通电螺线管的南、北极以及电源的正、负极。专题三 三种电磁现象辨析比较电流的磁场 电磁感应 磁场对电流的作用发现者 奥斯特 法拉第 /能量转化 / 机械能→电能 电能→机械能方向 与电流的方 感应电流的方向与 导体受力方向与电流向有关 导体运动的方向和磁场方向有关方向和磁场方向有关应用 电磁铁 发电机 电动机例 3 如图 9-4 所示的四个实验,能说明发电机工作原理的是( )专题四 直流电动机、交流电动机辨析比较构造 原理 用途相同 不同 相同 不同 相同 不同直流电动机需要换向器(两个半铜环)磁场对通电线圈的作用电能转化机械能交流电动机均由磁体、线圈组成 用两个铜环和电刷连接电路均受磁场方向影响电磁感应两者一起帮助人类利用水能、内能、核能等 机械能转化电能例 4 如图 9-5 所示是电机示意图,对于图示的说法,正确的是( )A.图中绘出的是直流电动机的示意图,线圈正转到平衡位置B.图中绘出的是直流电动机的示意图,线圈受到磁场的作用力而转动C.图中绘出的是交流发电机的示意图,此时导线切割磁感线,线圈中产生电流D.图中绘出的是交流发电机的示意图,此时导线不切割磁感线,线圈中没有电流解题方法技巧:1.活用安培定则,学会电磁铁的绕线方法如何熟练地掌握通电螺线管的绕法?下面介绍一种小技巧,供同学们在学习中参考。如图 9-6A 所示,根据电流方向和磁场方向画出螺线管的绕线图。第一步,在两根导线之间均匀画出几条直线(不能太多,也不能太少,以简洁、美观为准) ,如图 9-6B 所示。第二步,根据安培定则,标出所画直线的电流方向,如图 9-6C 所示。第三步,将所画的直线中的电流方向与已知电流方向比较,方向相同的延长原线,方向相反的不延长,如图 9-6D 所示。第四步,沿着电流方向将所有的线连接起来,如图 9-6E 所示。例 1 已知图 9-7 中各图的磁场方向、小磁针 N 极的指向以及电流方向、磁感线的方向,试判断出各电磁铁的绕线方法。2.分析电磁继电器工作过程的方法电磁继电器是电铃、电话和控制电路中的重要部件,其实质是由电磁铁控制的开关,在电路中起着类似于开关的作用。解答此类题目的关键是看清哪能是控制电路,哪是工作电路,并能透彻理解电磁继电器的工作原理,再结合实际情况分析、判断合理叙述。例 2 在图 9-13 所示的自动控制电路中,当开关S 断开时,工作电路的情况是( )A.电灯亮,电动机转起来,电铃响 B.电灯亮,电动机转起来,电铃不响C.电灯不亮,电动机不转,电铃响 D.电灯亮,电动机不转,电铃响分析:由题图可以看出,这是一个用电磁继电器同时控制两个工作电路的自动控制装置。控制电路由电源、开关 S 和电磁铁组成。当控制电路开关 S 处于断开状态时,电磁铁中无电流,也就没有磁性,弹簧把衔铁拉起,电灯和电动机组成的并联电路连通,电灯亮、电动机转动,此时电铃电路断开,故电铃不响;当开关 S 闭合时,电磁通入电流,获得磁性,吸下衔铁,使电铃电路连通,电铃响,此时电灯和电动机电路己断开,电灯不亮,电动机不转。 答案:B物理思维方法:1.转换法磁场是看不见、摸不着的物质,可以通过它对其他物体的作用来认识,即进行“转换” ,这是一种科学的思维方法,应在学习过程中渗透。例 1 在学校实验室开放时,同学们对手摇发电机(图 9-14)非常感兴趣,他们想:发电机产生感应电流大小跟哪些因素有关呢?于是他们开展了探究,以下是他们所用的发电机和实验记录表:图 9-14(1)根据表格可知,他们准备研究发电机产生感应电流的大小是否与 ______有关.(2)手摇发电机在发电时将______能转化为电能.(3)他们根据小灯泡的亮度来判断电路中感应电流的大小,像这种用能直接观测的量来显示不易直接观测的量的方法叫“转换法” ,下列方法属于“转换法”的是______ (填序号) .①根据磁铁吸引大头针的多少来判断磁性的强弱,②根据能否进行新陈代谢来区分生物与非生物,③根据纯净物中元素种类的多少来区分单质与化合物.(4)判断电流大小,除了借助小灯泡观察之外,实验室常用______表来测量.分析:(1)由题表中记录数据可知探究发电机产生感应电流的大小是否与线圈转速和线圈转向有关.(2)手摇发电机在工作时,我们先用外力使发电机模型线圈转动,即消耗了机械能,然后才能使小灯泡发光得到电能.(3)根据小灯泡的亮度来判断电路中感应电流的大小和根据磁铁吸引大头针的多少来判断磁性的强弱,这两种方法都是将不容易观测和不便于测量的物理量转化为容易观测和测量的物理量,此种研究问题的方法叫“转换法” .(4)我们要想知道电路中电流大小可用电流表进行测量,答案:(l) 线圈转速和线圈转向 (2)机械(动) (3)① (4)电流2.模型法磁感线并不存在,是人们为了描述磁场而假想引入的.磁感线是假想的物理模型,用磁感线描述磁场的这种方法叫“模型法” .磁感线上某一点的方向代表该点的磁场方向,磁感线密的地方表示磁场强,磁感线疏的地方表示磁场弱.例 2 关于磁感线,下列说法正确的是( )A.磁感线上任何一点的切线方向,就是该点的磁场方向B.磁体外部的磁感线都是从磁体的 N 极出来,回到 S 极C.磁场中的磁感线是确实存在的D.磁感线是由铁屑构成的分析:磁感线是人们为了直观、形象地描述磁场的方向和分布情况而引入的带方向的曲线,它并不是客观存在于磁场中的真实曲线,故 C、D 是错误的;正确选实验顺序线圈转速线圈转向小灯泡亮度123项为 A、B. AB3.控制变量法在研究影响电磁铁磁性强弱的因素时,要采用控制变量法,特别是在探究磁性强弱与线圈匝数的关系时,改变了螺线管的匝数,电路中的电流改变了,这时要调节滑动变阻器,使电流保持不变。另外,在研究磁场对通电导体力的方向与什么因素有关以及感应电流的方向与什么因素有关时均用到控制变量法.例 3 图 9-15 是电学中很重要的两个实验,其中甲图装置是研究________________的规律;乙图装置是研究________________的规律.图 9-15(2)图 9-16 是法拉第发明的能够产生持续电流的机器——发电机,金属圆盘可以看成是由无数根长度等于圆盘半径的导线组成的,金属圆盘在磁极间不断转动,每根导线都在做切割磁感线的运动,从而产生持续的电流。某校探究小组仿制了这个发电机装置(如图 9-17) ,对影响电流大小的因素进行了如下探究:①当圆盘转速增大时,电流表指针偏转增大,说明电流大小跟________有关;②保持圆盘转速不变,换用一个半径更大的金属圆盘,发现电流表指针偏转更大,说明电流大小还跟___________有关;③保持圆盘转速不变,换用__________,发现电流表指针偏转更大,说明电流大小还跟磁场强弱有关.分析:(1)甲图装置有电源,闭合开关后,电流流过导体 ab,导体 ab 在磁场中受力而运动,所以是研究通电导体在磁场中受力的规律;乙图装置无电源但有电流表,是研究电磁感应现象的装置.(2)圆盘转速增大时,导体切割磁感线的运动速度也增大,电流表指针偏转增大,说明电流大小与导体切割磁感线运动速度有关;金属圆盘的半径越大,切割磁感线的导体长度越大,电流表指针偏转越大,说明电流大小还跟切割磁感线的导体的长度有关;要探充电流大小跟磁场强弱的关系,必须保证圆盘的大小与圆盘转速不变,换用磁性更强的磁铁来进行探究.可见,在本实验中,运用了控制变量法.答案:(l) 通电导体在磁场中受力 电磁感应现象 (2)①导体切割磁感线的运动速度 ②切割磁感线的导体的长度 ③磁性更强的磁铁4.比较法本章中许多地方用到比较法,如电现象与磁现象的比较,电生磁与磁生电的比较,电动机与发电机的比较等.例 4 很长一段时间里,人们认为电现象和磁现象是互不相关的,但也有人注意到电和磁之间有很多相似之处,他们相信二者之间存在某种内在的联系.许多科学家为寻找这种联系进行了不懈的努力.(1)1820 年 4 月,丹麦物理学家_________发现了“电生磁”现象;1831 年,英国科学家________又发现了电磁感应现象,实现了“磁生电” .这两个重要的发现揭示了电和磁之间确实存在不可分割的联系.(2)你一定也发现了电和磁之间存在很多相似之处,下表将电现象和磁现象的某些相似点作出对比,请仿照示例完成该表.电现象 磁现象示例 电荷有正、负两种 磁体有南、北两极① 带电体能吸引轻小物体② 同名磁极相互排斥③ 带电体周围存在电场分析:(1)奥斯特发现了 “电生磁”之后法拉第发现了“磁生电” 。(2)采取对照已知条件填表。答案:(1)奥斯特 法拉第 (2)如下表所示电现象 磁现象示例 电荷有正、负两种 磁体有南、北两极① 带电体能吸引轻小物体 磁体能吸引铁、钴、镍等物 质② 同种电荷相互排斥 同名磁极相互排斥③ 带电体周围存在电场 磁体周围存在磁场中考能力培养:一、基础题1.下列设备中,利用电磁感应原理工作的是( )A.电铃 B.电吹风 C.发电机 D.扬声器2.关于电磁现象,下列说法中正确的是( )A.通电螺线管能够产生磁场B.电动机能够把电能转化为机械能C.改变电磁铁线圈的匝数,电磁铁的磁性强弱就会改变D.导体在磁场中做切割磁感线运动时,导体中就会产生感应电流3.如图 9-18 所示,当闭合开关后,三个小磁针指向都正确的是( )4.在图 9-19 所示的实验装置图中,能够瞧说明电磁感应现象的是( )5.图 9-20 中磁体周围磁场分布正确的是( )二、能力题6.如图 9-21 所示,闭合开关,通电螺线管的上端为________极,将滑动变阻器滑片向右滑动,弹簧将__________(选填“伸长”或“缩短” ) 。如果用电流表替代虚线框内仪器,然后将条形磁体迅速插入线圈中,与之相连的电流表的指针会发生偏转,这是___________现象。7.将图 9-22 中的电磁铁连入你设计的电路中(在虚线框内完成) 。要求:电源电压恒定不变;电路能改变电磁铁磁性的强弱;闭合开关 S,小磁针受力静止时,其 N、S 极如图所示。
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