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(完整版)电磁转换 教案第十六章 电磁转换一、知识网络磁性：物体吸引铁、镍、钴等物质的性质具有磁性的物体叫磁体磁体它有指向性：指南北常见有：条形磁铁 、 蹄形磁铁 、 环形磁铁等磁体的性质磁体上磁性最强的部分叫磁极（磁体两端）磁极两个磁极,北极（N极）；南极（S极） 磁极间的作用：同名磁极互相排斥,异名磁极互相吸引 使原来没有磁性的物体带上磁性的过程。磁化 分类：软磁体和永久磁体 含义:磁体周围存在着磁场，它是磁力作用的空间 对入其中的磁体产生磁力的作用磁场的基本性质 磁极间的相互作用就是通过磁场发生的。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的磁场方向为描述磁场的分布情况而假想的有方向曲线磁场的性质磁感线磁体周围的磁感线是从它北极出来，回到南极。磁感线是不存在的，用虚线表示，且不相交)地球是个磁体,他周围存在磁场北极在地理位置的南极附近南极在地理位置的北极附近两极地磁场磁偏角-我国宋代学者：沈括最早记述的电流的磁效应：电流周围存在磁场电磁场奥斯特实验：通电导体周围存在磁场方向判别：安培定则:用右手握螺线管，让四指弯向螺线管中电流方向,则大拇指所指的那端就是螺线管的北极（N极）。电磁场外部磁场；相当于条形磁体磁场通过电流越大，磁性越强；通电螺线管线圈匝数越多，磁性越强插入软铁芯,磁性增强性质极性可用绕线或电流方向来改变.内部带有铁芯的螺线管就构成电磁铁。磁性的有无可由电流的通断来控制铁。电磁铁磁性的强弱可由改变电流大小和线圈的匝数来调节特点电生磁磁极可由绕线或电流方向来改变。铁。实质是电磁铁来控制的开关。应用电磁继电器可实现远距离操作利用低电压、弱电流来控制高电压、强电流作用可实现自动控制。通电导线在磁场中要受到磁力的作用磁场对电流的作用能量转换是由电能转化为机械能.受力方向:跟电流方向和磁感线方向有关，改变其中一个方向，受力方向改变原理：利用通电线圈在磁场里受力转动基本构造：磁极、线圈、换向器、电刷。主要构造:定子和转子应用：直流电动机1、内容：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,导体中就产生电流,这种现象叫电磁感应，产生的电流叫感应电流电路必须闭合只是电路的一部分导体在磁场中 这部分导体做切割磁感线运动2、产生感生电流的条件磁生电3、感应电流的方向:跟导体运动方向和磁感线方向有关。4、能量转化:机械能转化为电能.原理：电磁感应电磁感应主要构造:定子和转子。基本构造:磁极、线圈、铜环、电刷。5、应用：发电机能量转化是机械能转化为电能。线圈所发出的电是交流电周期性改变电流方向的电流。6、交流电我国交流电的周期0。02S频率50HZ,1秒方向改变100次7、 高压输电的原理：保持输出功率不变,提高输电电压，同时减小电流，从而减小电能的损失。三、 知识点讲练 一、磁体和磁场知识点 1、认识磁体例题1、如图，将铁钉放在某矿石附近,铁钉立即被吸引到矿石上,此现象说明该矿石具有 ( ）导电性 磁性 弹性势能 隔热性 例题 2、 小明进行了如下两图所示的实验，根据实验现象能够判断铁棒一定具有磁性的是 图，做出此判断的道理是 。甲.将铁棒一端靠近小磁针，相互吸引铁棒小磁针乙.水平向右移动铁棒，弹簧测力计示数有变化铁棒弹簧测力计铁块 例题3如图1617所示，弹簧测力计下挂一铁块，将弹簧测力计自A端移动到B端的过程中，弹簧测力计的示数随位置变化的图像是（）图1617针对练习1已知羊角锤上有十字架一样的结构,中间嵌着磁体钉钉子时，把钉子嵌在里面,磁体会将它牢牢吸住,则钉子材料应选择（）A铝 B铜C铅 D铁2小宇同学为了检验某根钢条是否具有磁性，他将钢条的A端靠近小磁针的N极,发现它们相互吸引;当仍将钢条的A端靠近小磁针的S极时，发现它们仍然相互吸引，则()A钢条A端为南极,另一端为北极B钢条A端为北极,另一端为南极C不能确定钢条是否具有磁性D钢条没有磁性3有两根大头针被磁体一端吸起，悬在磁体下方，如图1612所示中能正确反映实际情况的是(）图16124有两根外形完全相同的钢棒a和b，如果按图1619甲那样用手拿a,则b不会掉下；若按图乙那样用手拿b，则不能吸住a，这说明(）图1619Aa有磁性，b没有磁性 Ba没有磁性,b有磁性 Ca、b都没有磁性 Da、b都有磁性5磁性材料是指铁、钴、镍及其合金等能直接或间接产生_的物质，它广泛应用在生产、生活、医疗和军事上，其种类很多其中，有一种叫磁记录的磁性材料，可用于记录语言、音乐、图像信息的_,计算机存储功能的_，生活中用于存储个人信息的各种_答案 磁性磁带磁盘磁卡知识点 2、磁场和磁感线例题1。关于磁场和磁感线，下列说法中正确的是（ ） A。磁感线是磁场中实际存在的曲线B.指南针指南北是因为地球周围存在磁场C。条形磁铁周围的磁感线是从南极出发指向北极的D。磁感线只能用来描述磁场的方向例题2.在图中，涂有深颜色的一端表示小磁针的N极，将它们放在磁体周围，小磁针静止不动时，小磁针N极指向正确的是（）A. B. C。 D。 例题3条形磁体旁的小磁针静止时所指的方向如图乙所示。试标出条形磁体的N、S极和磁感线的方向例题4根据图丙中小磁针N极指向，标出磁体的N极和S极，并画出图中经过小磁针的那条磁感线的方向。例题51）如图16110甲所示,标出A点的磁场方向(2)小磁针静止时的指向如图乙所示,请你标出两个磁极的极性，并画出磁感线的方向（3)在一个圆筒纸盒里有一条形磁体，圆筒纸盒外放一些小磁针如图丙所示是各个小磁针的指向示意图，请你画出圆筒纸盒里的条形磁体并标明N、S极图16110针对练习1对于磁场和磁感线，下列说法中错误的是(）A磁场的基本性质是对放入其中的磁体产生磁力的作用B磁场看不见、摸不着,但我们可以借助小磁针的偏转和指向来认识它C磁感线是磁体周围空间实际存在的曲线D在磁体的外部,磁感线都是从磁体的N极出发，回到S极2a、b为两个条形磁体的两个磁极，根据如图1613所示的磁感线方向，可以判断a为_极，小磁针上端为_极 图1613 图16143标出图1614中的磁感线方向(小磁针标黑端为N极)42018连云港 将小磁针放在磁场中，小磁针静止时_极所指的方向规定为该点的磁场方向，磁场越强的地方,磁感线分布越_15.如图所示为磁极间磁场的分布情况，其中正确的是（） A。B.C。D。知识点 3、地磁场例题1我国宋代学者_在梦溪笔谈中记载与验证了磁针“常微偏东、不全南也”的磁偏角现象；南宋民族英雄文天祥，曾在扬子江一诗中写下“臣心一片磁针石，不指南方不肯休”的诗句这里磁针石的南极指向地理位置的_方，这是因为它受到_场的作用请标出图1615中地磁场的方向和小磁针的N极 图1615 图1616例题2关于如图1616所示的磁场，下列说法正确的是（)A左端为磁体的N极Ba点所放小磁针静止时北极指向右C。 a处的磁场比b处的磁场弱D如果将此磁体在教室中悬吊起来,静止时图示的右端指南针对练习12018绵阳 指南针是我国四大发明之一，论衡记载:“司南之杓，投之于地，其柢指南”如图16112所示的司南放在水平光滑的“地盘”上,静止时它的长柄指向南方司南长柄所指方向是（A）图16112A 地理南极，地磁北极B地理南极，地磁南极C地理北极，地磁北极D地理北极,地磁南极二、电流的磁效应知识点 1奥斯特实验例题1如图1621所示实验是模拟奥斯特实验的一个场景，实验结论是：通电导线周围存在_，支持此结论的现象是_如果改变电流方向，小磁针偏转方向将发生_图1621例题2通电直导线周围的磁感线分布如图1622所示，其磁感线是以直导线为中心的一系列的_，从图中可看出，磁感线是_(选填“闭合”或“不闭合)的曲线;图中小磁针涂黑的一端是_极图1622知识点 2通电螺线管周围的磁场例题3如图1623甲所示，在绕有螺线管的有机玻璃上均匀地撒上铁屑，给螺线管通电,轻敲有机玻璃板，观察铁屑的分布情况,发现通电螺线管的外部磁场与_磁体的磁场相似如图乙所示,把几个小磁针放在通电螺线管周围的不同位置,观察小磁针的N、S极所指的方向，并记下小磁针的N极指向，即各点的磁场方向改变电流方向，观察小磁针的N极指向_(选填“有”或“没有”)变化，说明通电螺线管周围磁场的方向（通电螺线管的极性)与_有关图1623知识点 3安培定则的应用例题4通电螺线管附近小磁针静止时，N极指向如图1624所示，则螺线管的A端是_极，电源的D端是_极图1624例题5图1625中小磁针静止时的指向正确的是()图1625例题6如图1626所示,把螺线管沿东西方向水平悬挂起来，然后给导线通电，要使螺线管转动后静止时A端指北，B端指南，请你在图中标出螺线管中的电流方向图1626例题7根据小磁针N极指向,标出螺线管的N极、磁感线方向和画出绕线方式图1627针对练习1小磁针静止在螺线管的附近，闭合开关S后，通电螺线管的磁感线方向如图1628所示，则下列判断正确的是（）图1628A电源的右端为正极 B通电螺线管的左端为S极C小磁针一直保持静止 D小磁针N极向右转动2通电螺线管的磁场可以看成由多个通电圆线圈（环形电流)的磁场叠加而成地球周围存在的磁场，有学者对地磁场产生的原因提出了一个假说:地磁场是由于地球带电自转形成环形电流引起的图1629中符合这一假说的模型是(）图16293如图16210所示，闭合开关使螺线管通电，A螺线管的上端是_极，可以观察到左边弹簧_, 右边弹簧_ .（后两空均选填“伸长”“不变或“缩短”）图162104根据通电螺线管的N、S极和磁感线形状，在图16211中标出磁体A的N极，磁感线方向(任选一根标出即可)和电源的“”“”极。图162115如图16212所示，电路连接正确，通电后小磁针的指向如图所示（涂黑端表示N极)请在图中标出螺线管的磁极和电源的“” “极，并画出螺线管的绕法图162126如图16213所示，将一根直导线放在静止小磁针的正上方，并与小磁针平行接通电路后，观察到小磁针偏转图16213(1）实验探究的是通电直导线周围是否存在_(2)改变直导线中的电流方向，小磁针偏转方向也发生改变，表明_（3)实验中小磁针的作用是_(4）实验中用到的一种重要科学研究方法是_A类比法 B转换法 C控制变量法 D等效替代法72018盐城 在“探究通电螺线管外部磁场的方向”实验中，闭合开关,小磁针发生偏转,说明通电螺线管周围存在_，通过小磁针静止时_极的指向确定该点磁场的方向，调换电源正、负极，小磁针偏转方向改变，说明磁场方向与_有关图1621482018攀枝花 如图16216所示,请标出通电螺线管的N极,并用箭头标出小磁针N极的旋转方向图16215知识点 4电磁铁例题8某同学连接了如图16216所示电路研究电磁铁的磁性为了让铁钉吸引大头针的数目增多，以下措施中可行的是（）A将滑动变阻器的滑片向左端滑动B将滑动变阻器的滑片向右端滑动C减少铁钉上所绕线圈的匝数D去掉一节干电池图16216例题9在“探究影响电磁铁磁性强弱的因素”实验中，小明制成简易电磁铁甲、乙，并设计了如图16217所示的电路图16217(1)当滑动变阻器滑片向左移动时，电磁铁甲、乙吸引大头针的个数_(选填“增加”或“减少”），说明电流越_，电磁铁磁性越强(2）根据图示的情境可知，_（选填“甲”或“乙”）的磁性强，说明电流一定时，_，电磁铁磁性越强(3)根据安培定则，可判断出乙铁钉的上端是电磁铁的_极（4)电磁铁吸引的大头针下端分散的原因是_知识点 5电磁继电器例题10如图16221所示是某科技小组设计的一种温度自动控制报警装置电路图，关于它的说法正确的是（)图16219A当温度低于90 时，报警装置就会响铃，同时绿灯亮B当温度低于90 时，报警装置就会响铃,同时红灯亮C当温度达到90 时，报警装置就会响铃，同时红灯亮D当温度达到90 时，报警装置就会响铃，同时绿灯亮例题11如图16220所示是小华设计的一种节能电梯的工作原理图，R是一个压敏电阻，当电梯上无人时，压敏电阻受到的压力变小，阻值变大，电磁铁的磁性变_,触点3与触点_(选填“1”或“2）接触，电动机的转速变小，电梯变慢，从而达到节能的目的图16220针对练习1许多自动控制的电路中都安装有电磁铁有关电磁铁，下列说法中正确的是（)A电磁铁的铁芯，可以用铜棒代替B电磁继电器中的磁体，可以使用永磁铁C电磁铁磁性的强弱只与电流的大小有关D电磁铁是根据电流的磁效应制成的2如图16221所示，闭合开关，将滑动变阻器的滑片向右移动时，弹簧测力计的示数变小则下列分析正确的是（）图16221A电磁铁的上端为S极B电源左端为“”极C断开开关，弹簧测力计示数为零D若滑动变阻器的滑片P不动,抽去电磁铁的铁芯,弹簧测力计示数增大3法国科学家阿尔贝费尔和德国科学家彼得格林贝格尔由于发现了巨磁电阻(GMR)效应(某些材料的电阻在磁场中急剧减小)荣获了2007年诺贝尔物理学奖，如图16222所示是研究巨磁电阻特性的原理示意图，闭合S1、S2后，下列说法正确的是（）图16222A电磁铁右端为N极B滑片P向左滑动过程中电磁铁的磁性减弱C巨磁电阻的阻值随滑片P向左滑动而明显减小D滑片P向左滑动过程中，指示灯明显变暗42018江西 消防应急灯在没有停电时，灯是熄灭的；停电时，标有“36 V”字样的两盏灯就会正常发光如图16226所示的电路中符合要求的是（)图1622三、磁场对电流的作用电动机知识点 1磁场对通电直导线的作用例题1如图1631所示的实验装置中，两根悬挂的线也是导线，图中“”表示分别接电源的正负极,给直导线通电没有通电时，直导线在U形磁体产生的磁场中静止,通电后,直导线_,这说明:_从能量的观点看，该现象实现了电能向_能的转化将电源两极对调，改变直导线中电流的方向，观察到直导线运动的方向改变，这说明：_保持电流的方向不变,将磁体的两极对调,也观察到直导线运动的方向改变,这说明：_图1631例题2利用如图1632所示的实验装置，小超探究了“磁场对通电直导线的作用闭合开关S，原本静止的轻质硬直导线AB水平向右运动要使AB水平向左运动，下列措施中可行的是(）图1632A 将导线A、B两端对调 B将滑动变阻器的滑片P向右移动C换用磁性更强的蹄形磁体 D将蹄形磁体的N、S两极对调知识点 2磁场对通电线圈的作用例题3如图1633所示，通电线圈在磁场中受力发生转动，但_（选填“能或“不能”）持续转动下去图_（选填“甲”或“乙”)中线圈所处的位置是平衡位置图1633知识点 3电动机例题4如图1636所示是电动机的原理图,A、B是两个金属片叫_，E、F是两个半铜环叫_它的作用是当线圈越过_位置时就能自动地改变线圈中的_方向，使线圈继续转动下去若要使电动机反向转动，可采用的一种办法是_图1636例题5如图1637所示，“表示垂直纸面的一根导线，其中通以电流时，在磁场中受到力的作用，“”表示电流垂直纸面向里，“”表示电流垂直纸面向外参照图甲中受力情况，A、B、C三图中导线受到向左作用力的是（)图1637例题6在探究“通电导体在磁场中的受力方向与哪些因素有关”时，小明同学做了如图1638所示的实验，图中AB表示闭合电路中的直导线，导线上的箭头方向表示电流方向,F表示导线的受力方向,N、S表示蹄形磁体的两极以下是小明通过实验得出的判断：图1638甲、乙实验表明,通电导体在磁场中受力方向与电流方向有关；甲、丙实验表明,通电导体在磁场中受力方向与磁场方向有关;乙、丙实验表明，通电导体在磁场中受力方向与磁场方向有关则上述判断中（)A只有正确 B只有正确C正确 D正确例题7一台直流电动机，额定电压是24 V，额定功率是120 W，内部线圈的电阻是0.5 。如果这台电动机正常工作5 min.求：（1）电流做了多少焦的功(2)产生多少焦的热(3)有多少焦的电能转化为机械能（4）电动机效率多大例题8给你一个直流电动机模型、一个蓄电池、一个开关、一个滑动变阻器，如图1643所示用笔画线代替导线，把它们连接起来(连线不要交叉),要求满足以下两点要求：（1）组成一个可以改变电动机模型转速的电路；(2）滑动变阻器滑片向左滑时,电动机转速加快图1643针对练习1直流电动机是根据_的原理制成的，电动机工作时主要是把电能转化为_能和_能2如图1635所示，对比甲、乙两个装置，它们的共同点是：都能说明通电线圈能在磁场中受力而转动，都是把_能转化为机械能;不同点是:图_装置中因为缺少_而不能实现连续转动图16353如图16310所示是电流表的内部结构示意图当接入电路，有电流通过线圈时,线圈带动指针偏转其物理原理是_;其工作时主要将_能转化为_能图1631042018淄博 如图16312所示是探究“通电导体在磁场中受力的实验装置瞬间接通电路,原来静止的导体ab向右运动要使导体ab向左运动，可行的措施是（）图16312A将磁体的N、S极对调 B增大电源电压 C换用磁性更强的磁体 D将磁体的N、S极对调,同时改变电流的方向5、如图所示的装置中，当闭合开关、导体ab中有电流通过时,导体ab就会运动起米关于这一现象的说法正确的是A此现象说明磁可以生电B导体ab运动方向与电流方向和磁场方向有关C电动机是利用这一现象来工作的D在该现象中，机械能转化为电能能6小明将直流电动机模型接入电路,闭合开关后，发现电动机不工作他用手轻轻地碰了一下线圈后，直流电动机模型开始正常转动，其原因可能是()A直流电动机的铜半环与电刷接触不良 B电源电压太低C线圈刚好处于平衡位置 D线圈中的电流太小7如图1646所示是同学们安装的直流电动机模型图1646(1)在某次安装直流电动机模型活动中，小孙、小金、小星各自把安装好的电动机接入电路，闭合开关线圈均不转若小孙用手轻轻推一下转子，线圈就转动起来，则她的线圈不转的原因是_；若小金用手轻轻把电刷（铜片）弯曲一下,线圈就转动起来，则她的线圈不转的原因是_；若小星在原磁体上加一块磁体，线圈就转动起来，则她的线圈不转的原因是_(2）线圈正常转动后，若把电源的两极对调一下,观察到线圈转动的_发生变化;若改变线圈中的电流大小,观察到线圈转动的_发生变化（3）许多家用电器用到电动机，请你列举一种装有电动机的家用电器的名称是_82018宿迁 如图1648所示,干电池底部吸有强磁体（可导电)，在干电池的正极上支有一“门”字形导线框，导线框B侧和套在强磁体上导电圆环C连接，导线框和圆环C能够一起绕干电池持续转动,圆环C在转动过程中与强磁体接触良好导线框转动的动力来源()图1648A只有线框A侧受到磁场对电流的作用 B只有线框B侧受到磁场对电流的作用 C线框A侧、B侧都受到磁场对电流的作用 D线框A侧、B侧都不受到磁场对电流的作用,是受到的其他外力四、电磁感应发电机知识点 1电磁感应与感应电流例题11820年，丹麦物理学家奥斯特第一个揭示了电和磁之间的联系，他发现了_英国物理学家_经过10年的探索,于1831年发现了_定律，继而人们发明了各种发电机,开辟了人类大规模使用电能的时代_知识点 2探究感应电流产生的条件例题2在利用如图1652所示的装置探究“感应电流产生的条件”实验中，小明将观察到的现象记录在下表中：图1652电路导体AB在磁场中的运动情况小量程电流表G指针的偏转方向闭合静止不偏转向右切割磁感线向左偏向左切割磁感线向右偏不切割磁感线不偏转断开静止不偏转沿任意方向运动不偏转根据上述现象，回答下列问题：（1）_（选填“闭合”或“不闭合”)电路的一部分导体在磁场中做_运动时，导体中就会产生感应电流，感应电流的方向与_的方向有关(2）感应电流产生的过程是将_能转化为_能的过程（3）请举一例说明该现象在实际生活中的应用_知识点 3发电机例题3如图1654所示是发电机模型，它是根据_原理制成的小风车在风的吹动下,带动线圈转动而_磁感线，产生的感应电流使小量程电流表指针在中央零刻度线两侧左右摆动，说明电路中产生的是_电图1654例题4（多选)王斌同学根据如图1655所示的原理,制作了一台小型风力发电机，用以辅助照明发电机工作时,发现灯泡发光较暗，下列措施能增加灯泡亮度的是（）图1655A把铜线圈换成铁线圈 B换成磁性较强的磁体C提高线圈的转动速度 D换用匝数较多的线圈例题5如图1657所示，能说明发电机的工作原理的是(）图1657针对练习1在探究产生感应电流的实验中，某同学按照图1653中的四种情况让闭合电路的一段导体AB在磁场中沿箭头所示的方向运动，其中能够产生感应电流的是()图16532如图1656所示是实验室用的手摇发电机，在发电机和小灯泡的电路里串联一个小量程电流表，缓慢转动线圈，观察电流表指针摆动的方向：_,这说明_要使小灯泡变亮，可以采用的方法是:_；_。图16563如图1658所示，在磁场中悬挂一根导体ab，闭合开关S后，不能使电路中产生电流的做法是(）图1658A导体ab不动，磁体向右运动 B磁体不动,导体ab向右运动C磁体不动,导体ab竖直向上运动 D磁体不动，导体ab斜向上运动4如图1659所示,用细线将一闭合铝环悬吊,条形磁体向右靠近（未碰）铝环时，发现铝环向右远离，对于产生这一现象的原因合理的猜想是（)图1659A铝环中产生感应电流，感应电流的磁场与磁体相排斥 B铝环被磁化，磁化的铝环与磁体相排斥C铝环本身具有磁性，且与磁体同名相对 D铝环受到磁体推动的气流的带动5小满同学做了一个如图16511所示的装置闭合开关,用外力使导体ab水平向右运动，发现导体棒cd也随之运动起来，请回答下列问题：（1）实验装置中甲部分应用的物理原理是_，这一部分能量转化主要是将_能转化为_能(2)乙部分产生的现象与_的工作原理相似，其工作原理是_图1651172018宜昌 如图16513甲所示，转动发电机的摇把，灯泡发光,这种线圈在磁场中转动时产生电流的现象叫_；图乙中把两个发光二极管极性相反地并联起来，与发电机串联，转动摇把，两个二极管交替发光,说明电路中产生的是_图1651327