資源簡介

(共18張PPT)
第二十章　電與磁
第5節　跨學科實踐：制作簡易直流電動機
素養分層評價
課標知識導學
項目式學習單
一、課標要求
通過實驗,了解通電導線在磁場中會受到力的作用,并知道力的方向與哪些因素有關。
二、學以致用
1.如圖所示,觀察玩具車的馬達。
(1)拆開馬達,我們可以看到馬達主要包括　　　　子和　　　　子兩部分。
(2)給馬達接通電路,馬達開始轉動,原理是　 　　　　　　　　　。
(3)這個過程中,是由　　　　能轉化為　　　　能。
2. 找一找,生活中還有哪些裝置上有電動機 觀察和思考它們有什么作用。
項目主題:制作簡易直流電動機。
材料選擇:
1.找一個強磁體和一團漆包線。
2.準備好提供電能的　　　　。
3.準備好曲別針做支架用。
4.準備好鋼絲鉗、小刀、導線、開關、支架底座。
電源　
項目實施:
1.制作線圈:用鋼絲鉗將漆包線繞成一個線圈,兩端各留出一截引線進行刮漆處理。
2.如圖所示,用小刀對漆包線兩端的引線分別進行刮漆處理。如何刮去油漆皮才能保證通電線圈在磁場中持續地轉動
3.用曲別針和鋼絲鉗制作支架,并固定在支架底座上。
4.在底座上放上強磁體提供磁場。
5.把導線、開關、漆包線和電源連接好,形成閉合回路。
6.制作完畢,檢測效果。
一端全部刮掉,另一端只刮半周　
原理應用:　　　　線圈在　　　　中　　　　　　　　　。
能量轉化:　　　　能轉化為　　　　能。
項目分析:
(1)如果整個制作沒有問題,但接上電源后線圈不動,這時應做哪些嘗試
①　　　　　　　　　　　　　　　　;②　　　　　　　　　　　　　　　　。
(2)通電后線圈能轉動,如果要改變轉動方向,可采取的做法是:
①　　　　　　　　　　　　　　　　;②　　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)通電后線圈能轉動,如果要加快線圈轉動速度,可采取的做法是:
①　　　　　　　　　　　　　　　　;②　　　　　　　　　　　　　　　　。
展示交流:
通過親手制作簡易直流電動機,你有什么發現與收獲
通電　
磁場　
受力而轉動　
電　
機械　
用手撥動一下線圈　
換一塊磁性更強的磁體　
只改變電流方向　
只改變磁場方向　
增大電流　
換一塊磁性更強的磁體　
1.科技小組研究如何制作小型電動機。經過課堂學習,他們了解到電動機主要由線圈和　　　　　兩部分組成,下圖是該小組同學自制的簡易電動機模型電路。閉合開關,發現線圈不轉,當用手輕輕轉了一下線圈,電動機模型開始正常轉動,這是因為　　　　(填字母代號)。
A.軸與金屬支架接觸不良
B.線圈內部斷路
C. 線圈正好處于平衡位置
永磁體　
C　
(1)如果僅將圖中的永磁體上下磁極調換一下,那么線圈轉動方向與原來轉動方向　　　　　(填“相同”或“相反”)。
(2)該小組同學換用三節電池供電,發現線圈轉速變快了。為了便于改變線圈轉動速度,在不改變電源電壓的情況下,他可以在電路中　　 　(填“串聯”或“并聯”)一個　　　　　　。
相反　
串聯 　
滑動變阻器 　
2.為了探究電動機為什么會轉動,小明根據電動機主要構造制作了一臺簡易電動機。如圖所示,他用回形針做成兩個支架,分別與電池的兩極相連;用漆包線繞制一個矩形線圈,以線圈引線為軸,并用小刀刮去軸的一端全部漆皮,另一端只刮去半周的漆皮;將線圈放在支架上,磁體放在線圈下方;閉合開關,用手輕推一下線圈,線圈就會不停地轉動起來。
(1)要想改變線圈的轉動方向,小明可采用的措施:　　　　　　　 、
　　　　　　　　　　　　　。
(2)開關閉合后,如果電動機不轉,那么可能的原因是:　　　　　　、
　　　　　　　(寫出兩點)。
(3)小明還想設計一個能調節電動機轉速的實驗裝置,他還需要的主要器材是　　　　　 　,在虛線框內畫出實驗電路圖(電動機用符號 表示)。
只改變電流方向　
只改變磁場方向　
電池沒電了　
開關接觸不良　
滑動變阻器　
答案：如圖所示
3.小奇在制作電動機模型時把一段粗漆包線繞成3 cm×2 cm的矩形線圈,漆包線在線圈的兩端各伸出約3 cm,用硬金屬絲做兩個支架,兩個支架分別與電池的兩極相連接。把線圈放在支架上,線圈下放一塊強磁體,如圖所示。給線圈通電并用手輕推一下,線圈就會持續轉動。
(1)在漆包線兩端用小刀刮去引線的漆皮,為使線圈能夠持續轉動,刮線的要求是　　　　(填字母代號)。
A.兩端全刮掉 B.一端全部刮掉,另一端只刮半周
(2)線圈在轉動過程中經過如圖甲、乙所示兩個位置,圖　　　　 的線圈恰好處于平衡位置,此時線圈由于　　　　不會靜止;另一個圖中線圈左右兩邊所受的兩個力不平衡的原因是這兩個力　　　　　　　　。
B　
乙　
慣性　
不在同一直線上　
(3)如圖丙所示的線圈可以持續轉動,是因為它加裝了換向器,能在線圈剛轉過平衡位置時,會自動改變線圈中的　　　　　　　。
電流方向　
4.在跨學科實踐課上,某小組開展了“設計小型電動感應系統”的項目學習活動。下面是該小組同學交流的實踐過程。
【項目分解】
(1)制作小型電動機。
(2)設計電動感應電路。
【項目實施】
(1)制作小型電動機。
經過課堂學習,我們了解到電動機中有線圈和磁體,圖甲是直流電動機模型,圖乙是該小組同學自制的簡易電動機模型電路。閉合開關,發現線圈不轉,當用手輕輕轉了一下線圈,電動機模型開始正常轉動。
①如果將圖乙中電源的正、負極對調后接入電路,那么線圈轉動的方向與原來轉動的方向　　　　(填“相同”或“相反”)。
②如圖乙所示,該小組同學換用三節電池供電,發現線圈轉速變大了。不改變電源電壓,他想在電路中增加一個元器件用來調節線圈轉動的速度,該元器件是　　　　　　,跟電動機模型連接的方式是　　　　。
(2)設計電動感應電路。
當有人走近商場的電動感應門時,感應器會發出信息,電路接通,電動門開始工作,門自動打開。圖丙是該小組同學設計的電動感應門的電
相反　
滑動變阻器　
串聯　
路,左邊電路的感應器相當于一個　　　　(填元器件名稱),當有人走近時,左邊電路就會接通,電磁繼電器　　　　(填“有”或“沒有”)磁性,吸引銜鐵又把右邊電路接通,電動機開始工作,門自動打開。
【項目拓展】
該小組同學進一步研究圖乙中的電動機模型,測得當電動機兩端電壓為4.5 V時,通過電動機的電流為0.4 A,此時該電動機的電功率為 　　　　W。
開關　
有　
1.8　(共32張PPT)
第二十章　電與磁
第1節　磁現象 磁場
關鍵能力訓練
素養分層評價
必備知識導學
學習任務清單
序號 學習任務 核心素養
1 了解簡單的磁現象 物理觀念
2 通過實驗認識磁極及磁極間的相互作用 科學探究
3 通過實驗認識磁場 科學探究
4 知道磁感線可以用來形象地描述磁場,會用磁感線描述磁體周圍的磁場 科學思維
5 了解地磁場 物理觀念
知識點一　磁現象
1.磁性:磁體能夠吸引鐵、鈷、鎳等物質。
2.每個磁體上吸引能力最　　　　的兩個部位叫作磁極。能夠自由轉動的磁體,例如懸吊著的磁針,靜止時指南的那個磁極叫作　　　　極或　　　　極,指北的那個磁極叫作　　　　極或　　　　極。磁極間相互作用的規律是:同名磁極相互　　　　,異名磁極相互　　　　。
3.有些物體在　　　　或　　　　的作用下會獲得磁性,這種現象叫作磁化。
南　
強 　
S　
北　
N　
排斥　
吸引　
磁體　
電流　
例1 如圖所示,趨磁細菌體內可以合成納米級、鏈狀排列的磁小體,可用于生產磁性定向藥物或抗體,制造生物傳感器等。為合成磁小體,趨磁細菌需要從海洋中汲取的金屬元素是(　　)。
A.Na　　　　　B.Al C.Fe D.Cu
C　
例2 將一根軟鐵棒夾在鐵架臺上,它不能吸引臺上的大頭針,說明該軟鐵棒　　　　(填“是”或“不是”)磁體;把一條形磁體按如圖所示的方式靠近軟鐵棒的A端,可觀察到軟鐵棒的B端吸引大頭針,說明軟鐵棒獲得磁性,這種現象叫作　　　　,軟鐵棒的B端為　　　　極。
不是　
磁化　
S　
方法點撥：　判斷物體是否具有磁性的方法。
①根據磁性判斷:該物體靠近鐵、鈷、鎳等物質,觀察是否吸引。
②根據磁體的指向:將該物體懸吊起來,使其在水平面內自由轉動,觀察靜止時是否總是指向南北。
③根據磁極間相互作用的規律:物體某一端是否和已知磁體的磁極相排斥。
知識點二　磁場
1.磁體周圍存在著一種物質,能使磁針偏轉,我們把這種看不見、摸不著的物質叫作　　　　。
2.方向:在物理學中,把放在磁場中的小磁針靜止時　　　　極所指的方向規定為該點磁場的方向。
磁場　
北　
知識拓展：　磁場看不見、摸不著,所以研究磁場時我們通過磁場對小磁針的作用來間接認識磁場的存在,這是轉換法的具體應用;空間中某點是否存在磁場,與小磁針的存在與否無關,小磁針只起到顯示磁場存在的作用。　
3.可以用一些　　　　的曲線,方便、形象地描述磁場,這樣的曲線叫作磁感線。磁體外部的磁感線都是從磁體的　　　極出發,回到　　　極的。
帶箭頭　
N　
S　
例3 一個圓紙盒內藏著一根條形磁體,在盒子周圍放置一些小磁針(小磁針涂黑的一端為N極),這些小磁針靜止時的指向如圖甲所示,則圖乙中能正確反映盒中條形磁體放置情況的是(　　)。
甲 乙
A　
知識點三　地磁場
1.地球是一個巨大的磁體,其周圍存在磁場,稱為　　　　。地磁場的形狀跟　　　　形磁體的磁場相似。
2.如圖所示,地理的兩極和地磁場的兩極并不重合,磁針所指的南北方向與地理的南北方向略有偏離。世界上最早記述這一現象的人是我國宋代學者　　　　。
地磁場　
條　
沈括　
例4 公元1世紀初,東漢學者王充在《論衡》中記載:“司南之杓,投之于地,其柢指南。”如圖所示,“柢”即握柄,是磁體的　　　　極,司南之所以能指向南北方向,是因為地球周圍存在著　　　 　。
知識拓展：　指南針工作原理:由于受到地磁場的作用,小磁針靜止時南極總是指向南方(地磁北極),北極總是指向北方(地磁南極)。
S(或南)　
地磁場(或磁場)　
知識點一　磁現象
1.從細沙和鐵屑的混合物中快速分離出鐵屑,最合適的工具是(　　)。
A.磁體　　　　　　
B.鑷子
C.藥匙
D.放大鏡
A
2.某同學用水平放置的一根條形磁體的一端吸起一根較小的鐵釘,若他用一根同樣的條形磁體的S極與原來磁體的N極靠近并合并,如圖所示,則將看到的現象是(　　)。
A.鐵釘的尖端被吸向右端磁體
B.鐵釘落下
C.鐵釘的尖端被吸向左端磁體
D.鐵釘被吸得更牢
B
3.彈簧測力計下豎直懸掛著一根條形物塊,保持靜止,在物塊下方,一根條形磁體從如圖所示位置勻速向左運動至其S極剛好到達物塊下方。在此過程中,下列說法正確的是(　　)。
D
A.若物塊為銅塊,則彈簧測力計的示數先變小后變大
B.若物塊為鐵塊,則彈簧測力計的示數先變大后變小
C.若物塊為磁體,且下端為S極,則彈簧測力計的示數
先變大后變小
D.若物塊為磁體,且彈簧測力計的示數一直變大,則物塊的下端為N極
知識點二　磁場
4.關于磁場,下列說法不正確的是(　　)。
A.磁體間的相互作用是通過磁場產生的
B.磁場看不見、摸不著,但可以借助小磁針感知它的存在
C.磁場對放入其中的物體一定產生力的作用
D.能自由轉動的小磁針靜止時N極所指的方向為該點磁場的方向
C
5.在有機玻璃板上均勻地撒上細鐵屑,并將它放在條形磁體上,輕敲玻璃板,可觀察到細鐵屑的分布情況如圖所示,則下列分析正確的是(　　)。
A.細鐵屑的分布形象地顯示了磁場中磁感線有多少條
B.細鐵屑的排列形象地顯示了磁場的分布情況
C.磁場強弱的分布情況與細鐵屑的多少有關
D.細鐵屑所在的位置才存在磁場
B
6.三個磁體相鄰磁極間的磁感線分布如圖所示,D端為　　　　極,B端為　　　　極。(均填“N”或“S”)
N　
N　
知識點三　地磁場
7.古籍《夢溪筆談》中有對“縷懸法”的描述,以單根蠶絲作懸線,懸線的一端用蠟粘結磁針中部,另一端懸掛于木架上,靜止時,磁針兩端指南北方向。“縷懸法”中磁針之所以指南北,是因為磁針受到　　　　　　的作用,磁針指南的一端為　　　　極。
地磁場　
S　
8.在班級組織的“自制指南針”活動中,小偉將磁化后的縫衣針放在漂浮于水中的樹葉上,針尖指向樹葉尖,待樹葉靜止后,樹葉尖總是指向南方,如圖所示。下列說法正確的是(　　)。
A.縫衣針尖端是S極
B.樹葉周圍存在磁感線
C.若用條形磁體的N極靠近樹葉尖,則會相互排斥
D.縫衣針尖端指向地磁場的南極
A　
1.關于磁體、磁場和磁感線,下列說法正確的是(　　)。
A.在磁體周圍放置小磁針,磁體產生磁場,取走小磁針,磁體周圍的磁場消失
B.某一點的磁場方向就是放在該點的小磁針靜止時北極所指的方向
C.磁感線是有方向的,在磁體周圍的磁感線都是從磁體的南極出來,回到北極
D.磁體周圍的磁感線是一系列真實存在的閉合曲線
B　
2.能被磁體吸引的物體是(　　)。
A.鐵釘　　　　　B.銅線 C.金幣 D.鋁箔
3.如圖所示,一根條形磁體周圍放著能自由轉動的小磁針甲、乙、丙、丁,這四根小磁針靜止時N極指向正確的是(磁針的黑端表示N極)(　　)。
A.甲 B.乙 C.丙 D.丁
A　
D　
4.下列三幅圖涉及到一些磁現象的知識,關于磁現象的描述正確的是(　　)。
B　
A.磁場看不見,摸不到,是不存在的,是我們假想出來的一個模型
B.甲圖中條形磁體A端靠近另一個條形磁體的N極,若二者相互排斥,則A端為N極
C.乙圖中地理北極是地磁場南極,圖中小磁針上端為S極
D.丙圖表示的是兩個條形磁體異名磁極附近的磁感線分布
5.如圖所示,為判斷一根鐵棒是否有磁性,用鐵棒靠近置于水平桌面上的小磁針進行檢驗,能證明鐵棒有磁性的現象是(　　)。
A.將鐵棒一端靠近小磁針N極,N極被排斥
B.將鐵棒一端靠近小磁針N極,N極被吸引
C.將鐵棒兩端分別靠近小磁針N極,N極均被吸引
D.將鐵棒同一端分別靠近小磁針N、S極,兩極均被吸引
A　
6.如圖所示,某同學將兩根相同的鐵釘靠近條形磁體的一端,鐵釘被磁體吸引,且下端彼此分開。這是因為兩鐵釘的下端同為　　　　極,且同名磁極相互　　　　。
S　
排斥　
7.在圖中的括號內標出小磁針的N、S極及磁感線方向。
答案：如圖所示　
8.兩根完全相同的鐵棒a和b,如圖甲所示放置時,b能被吸住而不掉下來。如圖乙所示放置時,a不能被吸住而掉下來。此現象說明(　　)。
A.a、b都是磁體
B.a、b都不是磁體
C.a是磁體,b不是磁體
D.a不是磁體,b是磁體
D　
甲 乙
9.(傳統文化)如圖所示,《武經總要》記載了“指南魚”:有磁性的空心鐵魚漂浮在水中,多次輕輕旋轉鐵魚,靜止后發現魚尾總是指向南方。下列說法正確的是(　　)。
A.魚尾是指南魚的N極
B.魚尾指向地磁場的南極
C.指南魚周圍存在磁感線
D.條形磁體的S極靠近魚尾會相互排斥
D　
10.如圖所示,車載手機支架上端的傾斜臺面是一塊磁體。將背部貼有鐵片的手機置于臺面上,手機便可固定。關于該手機支架的臺面,下列說法正確的是(　　)。
A.周圍存在無數條磁感線
B.表面一定是磁體的N極
C.表面可以吸引所有金屬
D.周圍的磁場是不均勻的
D　
11. “磁懸浮地漏”是一種新產品,其工作原理如圖所示,當密封蓋上方無水時,在磁體B的作用下,磁體A將密封蓋頂起。該“磁懸浮地漏”的工作原理是(　　)。
A.異名磁極相互吸引
B.異名磁極相互排斥
C.同名磁極相互吸引
D.同名磁極相互排斥
D　
12.如圖所示,一款磁吸式數據線可以和具有磁性的不同型號充電頭吸附對接,達到“一線多頭”的使用效果。下列說法正確的是(　　)。
A.含有磁體的線體可以吸附任何金屬
B.磁性充電頭周圍存在磁感線
C.充電頭吸附對接是受到地磁場的作用
D.線體和充電頭吸附對接是因為異名磁極相互吸引
D　
13.請根據圖中小磁針靜止時的指向,標出磁感線的方向,并在括號內標出兩磁體的磁極。
答案：如圖所示　(共44張PPT)
第二十章　電與磁
第2節　電生磁
第1課時 電流的磁效應
關鍵能力訓練
素養分層評價
必備知識導學
學習任務清單
序號 學習任務 核心素養
1 通過實驗了解電流周圍存在磁場 科學探究
2 知道磁場的方向與電流方向有關 物理觀念
1.1820年,丹麥物理學家奧斯特發現:當導線中通過電流時,它下方的磁針會發生偏轉,證實電流的周圍存在著　　　　。
2.通電導線周圍存在與　　　　方向有關的磁場,這種現象叫作電流的　　　　效應。
磁場　
電流　
磁　
例1 某同學將一枚小磁針放置在直導線下方,小磁針指向如圖所示。閉合開關,觀察到小磁針發生偏轉,說明通電導線周圍存在　　　　;對調電源正、負極后,重新實驗,觀察到小磁針向相反方向偏轉,說明通電導線周圍的磁場方向與　　　　方向有關。
磁場　
電流　
方法技巧：實驗中,宜采用“觸接”的方式給導線通電,即給導線通電時間要短,因為用電源短路的形式雖然可以獲得較大的電流,但也容易燒壞電源。
1.根據物理學史記載,世界上第一個發現了電與磁之間聯系的科學家是(　　)。
A.安培　　　　　B.歐姆 C.伏特 D.奧斯特
2.下面是奧斯特實驗的示意圖,下列說法正確的是(　　)。
A.通電導線周圍磁場的方向由小磁針的指向決定
B.發生偏轉的小磁針對通電導線有力的作用
C.移去小磁針后的通電導線周圍不存在磁場
D.通電導線周圍的磁場方向與電流方向無關
D
B
3.如圖所示,將一根直導線平行放在靜止的小磁針正上方,接通電路后,觀察到小磁針發生了偏轉。下列說法不正確的是(　　)。
A.磁場對通電導體有力的作用
B.改變直導線中的電流方向,小磁針偏轉的方向也發生改變
C.小磁針的作用是檢測電流周圍是否存在磁場
D.實驗中用到的科學研究方法是轉換法
A
4.受奧斯特實驗的啟發,某同學也想要設計實驗探究通電直導線周圍的磁場。
(1)如圖所示,連接好電路后,在導線下方放置能自由轉動的小磁針,調節　 　　　(填“直導線”或“小磁針”)的位置,使小磁針靜止時與直導線　　　　。
直導線
平行
(2)閉合開關,當直導線中有電流通過時小磁針偏轉;斷開開關一段時間后,小磁針S極指向地理的　　　　方。
(3)改變直導線中電流方向后,小磁針的偏轉方向與(2)中閉合開關時小磁針的偏轉方向　　　　(填“相同”或“不同”),說明通電導線周圍的磁場方向與電流方向有關。
南
不同
1.關于奧斯特實驗的描述,下列說法正確的是(　　)。
A.小磁針應該垂直于通電直導線放置
B.通電直導線應沿南北放置
C.通電直導線可以豎直放置
D.移去小磁針,通電直導線周圍的磁場消失
B　
2.下面是奧斯特實驗的示意圖,當開關閉合時,小磁針發生偏轉,下列說法正確的是(　　)。
A.這一現象說明通電導線周圍存在磁場
B.發生偏轉的小磁針對通電導線沒有力的作用
C.通電導線周圍的磁場方向由小磁針的指向決定
D.通電導線周圍的磁場方向與電流方向無關
A　
3.一根長直銅導線在靠近(未碰到)一個原來靜止的小磁針的過程中(　　)。
A.小磁針不動,導線中一定沒有電流通過
B.小磁針不動,導線中一定有電流通過
C.小磁針轉動,導線中一定有電流通過
D.小磁針轉動,導線中一定沒有電流通過
C　
4.學習了電流的磁效應后,某同學將小磁針放置于如圖所示的直導線AB的下方,完成了如下實驗。
(1)閉合開關,小磁針指向不變,原因可能是 　 。
(2)改進裝置后,閉合開關,小磁針發生偏轉,證明通電導線周圍存在　　　　。
(3)他還想驗證磁場方向與電流方向的關系,接下來應該進行的操作是
　　　　 　　;若觀察到　　　　　 　　　　　,則說明磁場方向與電流方向有關。
導線AB沿東西方向放置　
磁場　
對調電源正、負極　
小磁針偏轉方向相反　
5.如圖所示,甲、乙為能夠自由轉動的小磁針,若導線中電流的方向如圖所示,則(　　)。
A.甲偏轉,乙不動
B.乙偏轉,甲不動
C.甲、乙都發生偏轉
D.甲、乙都不動
C　
6.某同學按照如圖甲所示連接好電路。閉合開關前,小磁針的指向如圖甲所示;閉合開關,小磁針的偏轉情況如圖乙中箭頭所示;只改變電源的正、負極,再次進行實驗,小磁針的偏轉情況如圖丙中箭頭所示。下列說法正確的是(　　)。
D　
A.由甲、乙兩圖可得導體的周圍一定存在著磁場
B.由甲、乙兩圖可得電流的磁場方向與電流方向有關
C.由乙、丙兩圖可得電流的磁場強弱與電流大小有關
D.由乙、丙兩圖可得電流的磁場方向與電流方向有關
7.如圖甲所示,在觀察奧斯特實驗時,某同學注意到置于通電直導線下方的小磁針的N極向紙內偏轉。他由此推測:若一束電子沿著如圖乙所示的水平方向飛過磁針上方時,小磁針也將發生偏轉。該同學推測的依據是
　　　　 　　　　。你認為磁針的N極會向　　　　(填“紙內”或“紙外”)偏轉。
電荷的定向移動形成電流　
甲 乙
紙外　
第二十章　電與磁
第2節　電生磁
第2課時 安培定則
關鍵能力訓練
素養分層評價
必備知識導學
學習任務清單
序號 學習任務 核心素養
1 探究通電螺線管外部的磁場方向,了解通電螺線管外部的磁場與條形磁體的磁場相似 科學探究
2 會判斷通電螺線管的電流方向和兩端的極性 科學探究
知識點一　通電螺線管的磁場
1.實驗思路。
利用小磁針及鐵屑,探究通電螺線管外部磁場的形狀及方向,找出通電螺線管的極性與環繞電流方向之間的關系。
2.實驗過程。
(1)在有螺線管的玻璃板上均勻撒滿鐵屑,閉合開關使電流通過螺線管。
(2)輕敲玻璃板,觀察鐵屑的排列情況。
(3)在通電螺線管周圍放一些小磁針,閉合開關后觀察小磁針北極的指向(黑色為N極)。
(4)改變螺線管導線中電流的環繞方向,閉合開關后觀察小磁針北極的指向(黑色為N極)。
(5)改變螺線管的繞線方向,重復(3)(4)。
3.實驗結論。
(1)通電螺線管外部的磁場和　　　　磁體的磁場相似。
(2)通電螺線管的磁場方向與環繞螺線管的電流方向　　　　關。
條形　
有　
例1 在探究通電螺線管外部磁場的方向實驗中,某同學把小磁針(涂黑的一端為N極)分別放置在條形磁體和通電螺線管周圍,小磁針靜止時的指向如圖所示。說明通電螺線管周圍的磁場與　　　　磁體的磁場相似,圖乙中通電螺線管的　　　(填“左”或“右”)端為N極;要繼續探究通電螺線管外部磁場方向與電流方向的關系,應進行的操作是　 。
甲 乙
條形　
右　
對調電源正、負極
拓展延伸：　將小磁針置于通電螺線管內部,由小磁針的指向可知,通電螺線管內部的磁場方向與外部磁場方向相反,由此畫出的通電螺線管周圍的磁感線為閉合曲線。
知識點二　安培定則
安培定則:如圖所示,用右手握住螺線管,讓四指指向螺線管中　　　　的方向,則拇指所指的那端就是螺線管的　　　極。
電流　
N　
例2 請你根據小磁針靜止時的指向,在圖中標出螺線管的N、S極和電源的正極。
答案：如圖所示
方法技巧：　安培定則的應用。
①已知通電螺線管的磁極,判斷螺線管中電流的方向。
根據螺線管極性,確定拇指指向 右手握向螺線管,確定電流方向
②已知電流方向,判斷螺線管的極性。
標出螺線管中電流方向 右手握向螺線管,確定螺線管極性
③已知電源正、負極及螺線管的極性,判斷螺線管線圈纏繞方式。
根據電源正、負極,標出螺線管中電流方向

根據螺線管的極性,確定拇指指向

右手握向螺線管,確定螺線管線圈纏繞方式
知識點一　通電螺線管的磁場
1.在探究通電螺線管周圍的磁場分布的實驗中,在一塊有機玻璃板上安裝了一個用導線繞成的螺線管,在板面上均勻撒滿鐵屑,通電后輕敲玻璃板,鐵屑的排列情況如圖所示。下列說法正確的是(　　)。
D
A.不同位置的鐵屑可以反映該處磁場的方向
B.鐵屑有規律地排列,它們共同組成了磁體周圍客觀
存在的磁感線
C.用木屑代替鐵屑進行實驗,木屑也會有規律地排列
D.如果在P處靜止的小磁針的右端是N極,那么在Q處靜止的小磁針的左端是S極
2.某同學在探究通電螺線管外部磁場的方向。
(1)實驗前,可自由轉動的小磁針靜止時均指南北,這說明
　 。
(2)閉合開關,小磁針靜止時的指向如圖所示,請在圖中標出通電螺線管的N極和電源的正極。
地球周圍存在磁場
答案：如圖所示
(3)對調電源的正、負極,閉合開關,小磁針的指向與之前相反,說明通電螺線管外部的磁場方向與　　　　方向有關。
(4)實驗中,小磁針所起的作用是 　 。
電流
顯示磁場的方向
知識點二　安培定則
3.如圖所示,通電螺線管旁的小磁針分別靜止在圖示位置。請科學推斷,最終決定通電螺線管極性的是(　　)。
A.電源正、負極的接法 B.螺線管導線的環繞方向
C.小磁針靜止時N極的指向 D.螺線管中電流的方向
甲 乙 丙 丁
D
4.如圖所示,某同學自制一個木船模型,將它放入水中漂浮,船頭指東,閉合開關S,由于受到　　　　的作用,船頭會指向地理的　　　　方。
地磁場
北
5.如圖所示,將一個通電螺線管AB用細線懸掛起來。閉合開關,最后靜止時A端指南,B端指北。畫出螺線管上導線環繞圖示,并標出螺線管的N、S極。
答案：如圖所示
1.如圖所示,將小磁針甲、乙、丙、丁的N極涂黑,靜止時指向正確的是(　　)。
A.小磁針甲　　　　
B.小磁針乙
C.小磁針丙
D.小磁針丁
C　
2.探究通電螺線管磁場特點的實驗裝置如圖所示。下列操作能改變螺線管兩端磁極的是(　　)。
A.移動滑動變阻器滑片
B.對調電源正、負極
C.改變螺線管線圈匝數
D.增加串聯電池的節數
B　
3.如圖所示,把螺線管沿東西方向水平懸掛起來,然后給線圈通電,看到的現象是:通電螺線管A端指向地理的　　　　方,這是由于通電螺線管受到　　　　的作用力。
北　
地磁場　
4.用如圖所示的裝置可以探究通電螺線管外部磁場的分布和方向。
(1)閉合開關,在玻璃板上均勻撒上一層小鐵屑,這是因為小鐵屑在磁場中能被　　　　。再輕敲玻璃板,可顯示磁感線的形狀。
(2)實驗中還需要借助一只小磁針,目的是　　　　　　　　　　。
(3)實驗過程中,把電池的正、負極位置對調,發現小磁針轉動180°,由此可知:通電螺線管外部的磁場方向與螺線管中　　　　方向有關。
磁化　
顯示磁場的方向　
電流　
5.如圖所示,虛線框內畫出了通電螺線管C的A端、通電螺線管D的B端以及小磁針在各位置上靜止時的指向。圖中小磁針涂黑的一端為小磁針的N極,由此可以判斷出通電螺線管D的B端是　　　(填“N”或“S”)極。通電螺線管C下方的E點連接的是電源的　　　(填“正”或“負”) 極。
N
正　
6.如圖所示,根據通電螺線管的極性畫出螺線管中電流的方向,并用箭頭標出。
答案：如圖所示
7.開關閉合后小磁針靜止時的情形如圖所示,請在圖中標出螺線管的N、S極和小磁針的N極。
答案：如圖所示
8.如圖所示,a、b分別為電流表兩接線柱,c、d分別為電源兩極。閉合開關后,小磁針靜止時N極指向通電螺線管甲端,則下列判斷正確的
是(　　)。
A.螺線管甲端為N極,另一端為S極
B.移動滑片,小磁針的指向改變
C.若d為正極,則a為“+”接線柱
D.通電螺線管的極性跟電源正、負極無關
C　
9.如圖所示,環形銅線可以看成通電螺線管的一圈,圈所在平面與紙面垂直。電流沿圖中箭頭方向流動。小磁針靜止時N極的指向是(　　)。
A.左 B.右
C.上 D.下
A　
10.科技小組的同學將不同金屬絲插入菠蘿中,自制了水果電池,然后將一根導線在紙筒A上繞制成螺線管,導線兩端接在水果電池兩極上,螺線管產生的磁場使小磁針靜止在如圖所示狀態。下列判斷正確的是(　　)。
A.通電螺線管的左側是N極
B.水果電池M端為負極
C.把小磁針取走,通電螺線管周圍的磁場消失
D.改變電流方向,小磁針偏轉方向不變
B　
11.在綜合實踐活動中,小明購買了如圖所示的電學暗箱,暗箱中連有電源(3 V)、電阻、導線等,電學暗箱外的兩個接線柱A、B與內部電路相連。為了判斷電學暗箱外的開關閉合時導線BC中是否有電流通過且電流方向如何,小明準備了以下四組實驗器材:①電壓表、導線;②電能表、導線;③鐵釘、小磁針;④小燈泡、滑動變阻器。以上器材能完成任務的(　　)。
A.共有1組
B.共有2組
C.共有3組
D.共有4組
B　
12.2025年4月,神舟飛船與中國空間站核心艙成功對接。當飛船和核心艙靠近對接時,為預防撞擊帶來影響,需配有對接緩沖裝置。小杰設計了如圖所示的對接緩沖裝置簡圖。通電后,螺線管的b端為　　　　(填“N”或“S”)極。
N　
13.某同學用如圖所示裝置探究通電螺線管外部磁場的方向,圖中小磁針黑色部分為小磁針的N極。
(1)閉合開關后,記錄小磁針N極所指的方向,這個方向就是該點磁場的方向,由圖可知,通電螺線管外部磁場分布與　　　　磁體相似。
(2)斷開開關,每個小磁針的S極指向　　　 (填“相同”或“不同”)。只對調圖中電源正、負極,閉合開關,螺線管的左端為　　　　極。
條形　
相同　
N　(共23張PPT)
第二十章　電與磁
第4節　電動機
關鍵能力訓練
素養分層評價
必備知識導學
學習任務清單
序號 學習任務 核心素養
1 通過實驗,了解通電導線在磁場中會受到力的作用,知道力的方向與電流方向和磁場方向有關 科學探究
2 了解直流電動機的基本構造、工作原理及其能量轉化 物理觀念
知識點一　磁場對通電導線的作用
1.通電導線在磁場中要受到力的作用,力的方向跟　　　 的方向、　　　　 的方向都有關系,當電流的方向或者磁場的方向變得相反時,通電導線受力的方向也變得相反。
2.通電線圈在磁場中不能連續轉動,是因為線圈越過了　　　　　以后,受到的力阻礙它的轉動。實際的電動機通過　　　 　來改變線圈中　　　　的方向,使線圈持續地轉動下去。
電流　
磁場　
平衡位置　
換向器　
電流
例1 為探究通電導體棒在磁場中的運動情況,某同學設計了如圖所示實驗。
甲 乙
(1)如圖甲所示,將導體棒放在磁場里,導體棒靜止不動;接通電源,導體棒向左運動,說明　　　　導體在磁場中受到力的作用。
通電　
(2)僅將圖甲中磁體的N、S極對調,閉合開關,導體棒向右運動,說明通電導體在磁場中受力的方向跟　　　　的方向有關;僅將圖甲中電源的正、負極對調,導體棒向右運動,說明通電導體在磁場中受力的方向與　　　　的方向有關。
(3)如圖乙所示,將線圈放入磁場中,接通電源,線圈因受力沿順時針方向轉動,并由于　　　　而越過平衡位置,但不能持續轉動下去,是因為線圈越過了平衡位置以后,受到的力　　　　它的轉動。
磁場　
電流　
慣性
阻礙　
規律總結：　換向器的作用:每當線圈越過平衡位置時,換向器就自動改變線圈中的電流方向,以保證線圈會繼續轉動下去,即實現線圈的連續轉動。
知識點二　電動機的基本構造
電動機主要由　　　 　和　　　 　兩部分組成,能夠轉動的部分叫作　　 　　,固定不動的部分叫作　　　　。
例2 小文把安裝完成的直流電動機模型接入如圖所示的電路中,閉合開關,電動機的轉子正常轉動。下列說法錯誤的是(　　)。
線圈
A
磁體
轉子
定子
A.電動機的工作原理是電流的磁效應
B.只對調磁體的N、S極能改變轉子轉動方向
C.只對調電源的正、負極能改變轉子轉動方向
D.滑片P向A端移動,電動機的轉子轉動加速
知識拓展：　實際的電動機都有多個線圈,每個線圈都接在一對換向片上,以保證每個線圈在轉動的過程中受力的方向都能使它朝同一方向轉動。
知識點一　磁場對通電導線的作用
1.將磁體靠近通電白熾燈的燈絲(如圖所示),燈絲會晃動。產生這一現象的原因是　 。
通電導體在磁場中受到力的作用
2.某同學利用下圖所示裝置探究通電導體在磁場中是否受到力的作用。
(1)直導體ab不能選用　　　　(填“銅”“鐵”或“鋁”)質材料。
(2)把導體ab放在磁場里,閉合開關,會發現導體ab向左運動,說明磁場對通電導體有　　　　的作用。
鐵
力
(3)若只將磁體的兩極對調,閉合開關,觀察到導體ab向相反方向運動,則說明力的方向與　　　　　　有關。
(4)若想繼續探究通電導體在磁場中受力的方向與電流方向是否有關,則接下來應進行的操作是　 。
對調電源正、負極
磁場方向
知識點二　電動機的基本構造
3.電動機在生活中的應用越來越廣泛,其工作原理如圖所示。線圈abcd處于水平向右的磁場中,兩個銅半環E和F跟線圈兩端相連,可隨線圈一起轉動,兩個半環中間斷開,彼此絕緣;A和B是電刷,它們分別跟兩個半環接觸,使電源和線圈組成閉合電路。下列分析正確的是(　　)。
A.線圈能連續轉動是靠換向器實現的
B.通電后電動機不轉,一定是電路斷路
C.線圈由圖示位置轉動180°時,ab邊受力方向不改變
D.電動機在工作過程中,消耗的電能全部轉化為機械能
A
4.如圖所示,某同學自制了一個揚聲器,將線圈緊密粘貼在紙杯底部,在線圈上方放置一個強磁體,在線圈中通入交變電流后,紙杯振動發聲。下列說法正確的是(　　)。
A.該揚聲器與電磁繼電器的工作原理相同
B.磁場對線圈的力的方向隨電流方向的改變而改變
C.線圈帶動紙杯振動將機械能轉化為電能
D.通電線圈周圍不存在磁場
B
1.安裝直流電動機模型時,要改變直流電動機的轉動方向,可以(　　)。
A.改變電流的大小
B.將磁體的N、S極對調
C.改變磁場的磁性強弱
D.對調電源正、負極和磁體的N、S極
B　
2.收音機、電視機、音響中都有揚聲器,其構造如圖所示。揚聲器的工作原理是(　　)。
A.地磁場的作用
B.磁場對通電導線有力的作用
C.電流的周圍存在磁場
D.電流的熱效應
B　
3.圖甲和圖乙分別為直流電動機線圈在兩個不同的時刻所處的位置,下列說法正確的是(　　)。
A.導線ab中的電流方向在這兩個時刻相同
B.導線ab在這兩個時刻受到的磁場作用力方向不同
C.圖乙中的線圈處在平衡位置上
D.由于慣性,線圈能持續轉動
B　
甲 乙
4.如圖所示,公交車自動爆破器是電控安全錘,危急時刻,按下開關,它便可利用電磁線圈在通電時產生的沖擊力,帶動一個鎢鋼頭擊打車窗玻璃邊角部位,實現擊碎玻璃的目的。下列裝置與自動爆破器原理相同的是(　　)。
A.電磁鐵　　　　　
B.電鈴
C.電烤箱
D.揚聲器
D　
5.如圖所示,一個不能打開的盒子外露出一段導線,小明為判斷其中是否有電流,將導線懸掛起來,并將一個蹄形磁體緩慢靠近,發現導線向靠近磁體的方向運動,說明導線中　　　　(填“有”或“無”)電流,利用此原理可制成　 。
有　
6.磁控膠囊內鏡只需患者隨水吞下,就可以通過體外磁場來控制其在胃內運動。由此說明磁控膠囊內鏡在磁場中將會受到　　　　的作用。
電動機　
力　
7.學習了電磁學知識后,某同學利用一節電池、一個硬銅導線框和紐扣強磁體,組裝了一個簡易電動機,如圖所示。同時放手后可觀察到導線框abcd以干電池為軸轉動起來。導線框轉動起來的原理是
　　　　　　　　　　　　　　,若要改變導線框轉動的方向,則可以改變　　　　 方向。
通電導體在磁場中受到力的作用　
電流(或磁場) 　
8.圖甲是一款電磁槍,它的能量來自電磁線圈,其原理如圖乙所示。當線圈中瞬間通入強大電流時,產生的磁力就會將鐵做的子彈彈射出去,子彈進入線圈中間位置時斷電,繼續運動進入下一個線圈,從而不斷加速。下列說法正確的是(　　)。
D　
甲 乙
A.通電后,線圈周圍存在磁感線
B.通電后,中間線圈的右端為N極
C.通電后相鄰兩線圈相互排斥
D.對調電源正、負極,子彈仍能正常發射
9.用如圖所示的裝置探究磁場對電流的作用,需要在M、N兩接線柱間接入　　　　;導體棒AB適合用　　　　(填“鐵棒”或“鋁棒”)。若想增大導體棒AB擺動的幅度,可采取的方法是　　　　 　　　。
電源　
鋁棒　
增大導體中的電流　
10.某同學用如圖所示的裝置進行實驗,其中導體ab的運動方向可以反映導體ab的受力方向。閉合開關,導體ab向右運動,如圖甲所示;保持電流方向不變,改變磁場方向,閉合開關,觀察到導體ab向左運動,如圖乙所示。該同學探究的問題是: 　 。
通電導線在磁場中受力的方向與磁場方向的關系　
甲 乙(共19張PPT)
章末總結
知識整合
專題歸納
專題訓練
第二十章 電與磁
專題1　三種電磁現象的辨識
例1 如圖所示,閉合開關,玩具電動機轉動,這是
利用 的原理,
如果想改變電動機的轉動方向,我們可以采取的措
施是 　　 　　(寫出一
種);將電池換成電流表,閉合開關,當用手快速轉動電動機轉軸時,會發現電流表指針偏轉,這是著名的　　　 　現象。
通電導體在磁場中受到力的作用　
改變電流的方向(或改變磁場的方向)　
電磁感應　
項目 電生磁 磁生電 磁場對電流的作用
原理 電流周圍存在磁場 電磁感應現象 通電導體在磁場中受到力的作用
判斷方法 —— 電路中無電源 電路中有電源
影響因素 磁場方向與電流方向有關 電流方向與磁場方向和導體切割磁感線的方向有關 受力方向與磁場方向和電流方向有關
力的性質 磁場力 外力 磁場力
電流 由電源提供 感應電流 由電源提供
主要應用 電磁鐵、電磁繼電器 發電機、動圈式話筒 電動機
1.有一種環保型手電筒,筒內沒有電池,使用時只要來回搖晃手電筒,使永磁體在線圈中來回運動,燈泡就能發光。這種手電筒的工作原理是
(　　)。
A.電磁感應現象
B.電流的磁效應
C.磁極間的相互作用
D.通電導體在磁場中受到力的作用
A　
2.下列物品工作時利用電磁感應現象的是(　　)。
A.電鈴 B.風扇 C.風力發電機 D.門吸
C　
專題2　電動機與發電機
例2 課外活動時,幾位同學討論電動機和發電機的問題,他們有下列幾種說法,你認為正確的是(　　)。
A.電動機工作時把電能轉化為機械能
B.發電機是利用通電線圈在磁場中受到力的作用的原理制成的
C.電動機是利用電磁感應現象制成的
D.發電機工作時把電能轉化成其他形式的能
A　
異同點 發電機 電動機
相同點 都由定子和轉子組成 不 同 點 構造 滑環 換向器
外接 電路 用電器(電表) 電源
原理 電磁感應 通電線圈在磁場
中受到力的作用
能量 轉化 機械能轉 化為電能 電能轉化
為機械能
3.下圖為發電機的工作原理圖,下列說法正確的是(　　)。
A.線圈在磁場中轉動時不一定會產生感應電流
B.線圈在轉動過程中,若產生了感應電流,則電流大小不變
C.線圈在轉動過程中,若產生了感應電流,則電流方向不變
D.發電機的原理和揚聲器相同
A
4.下列幾個裝置中,能說明電動機工作原理的是(　　)。
B
A B C D
專題1　三種電磁現象的辨識
1.核磁共振成像是一種醫學成像技術,它利用強靜磁場和變化的磁場使人體組織成像。若攜帶金屬物做核磁共振成像,強靜磁場會吸引鐵質物品,變化的磁場會使攜帶的金屬物中產生感應電流,金屬物發熱從而灼傷病人。上述說明中,沒有涉及的知識是(　　)。
A.磁體的吸鐵性 B.電磁感應
C.電流的熱效應 D.同名磁極相互排斥
D　
2.小明家有一款磁懸浮音箱,音箱底部有一塊磁體,圓
柱狀底座內部有電磁鐵。他發現這個底座內的電路與右
圖所示電路原理相同。閉合開關,音箱懸浮于空中,下列
判斷正確的是(　　)。
A.底座通電后能產生磁場,音箱的A端應該是S極
B.底座通電后能產生磁場,與電動機的工作原理相同
C.將滑片P向右滑至某處,音箱將再次懸浮,此時音箱受到的磁力與調節P之前的磁力大小相等
D.保持其他條件不變,減少線圈匝數,S閉合時,音箱在底座上懸浮時的高度會變高
C　
3.振動電纜報警器利用磁性材料建立永久磁場,當電纜振動時,活動導線切割磁感線產生感應電流觸發報警。下列選項中,原理與該設備相同的是(　　)。
C　
A B C D
4.跨學科實踐活動中,小明的作品“隔板移物”引起了同學們的極大興趣,其原理如圖所示,a、b兩個導體棒分別懸掛在兩個蹄形磁體的磁場中,兩導體棒通過導線相連,構成了一個閉合回路,用手推動導體棒a左右擺動時,導體棒b會隨之擺動。下列關于這一現象的說法正確的是(　　)。
D　
A.手推動導體棒b左右擺動時,導體棒a不會隨之擺動
B.推動導體棒a是電動機的工作原理
C.導體棒b隨之擺動的原理與電動機的原理不同
D.導體棒a左右擺動時,閉合回路中能夠產生感應電流
5.小明設計了手搖電筒,其內部除燈泡、導線外,只有固定的線圈和可來回運動的條形磁體,當他搖動手電筒、條形磁體來回運動時,燈泡發光。手搖電筒中的磁體和線圈相當于　　　　,它應用的是　　　　 原理。
6.運動手環內置一個空心密閉的塑料管,管內有一小塊可移動的磁體,管外繞著線圈。戴著這種手環步行時,磁體隨手臂的擺動在管內往復運動,線圈中便會產生電流,這是利用了　　　　　原理。
電源　
電磁感應　
電磁感應　
專題2　電動機與發電機
7.如圖所示,兩根絕緣細線懸掛著的導體ab放在U形磁體中央,ab兩端連接著導線,若要探究發電機的工作原理,則虛線方框中接入的實驗器材是(　　)。
A.電源
B.電壓表
C.電流表
D.滑動變阻器
C　
8.如圖所示,將馬達甲、乙的轉軸對接并固定在一起,閉合開關后兩轉軸一起轉動,小燈泡發光。下列說法正確的是(　　)。
A.甲是電動機,將電能轉化為機械能
B.乙是發電機,將機械能轉化為電能
C.該過程中的能量轉化:電能→機械
能→電能→內能和光能
D.如果將燈泡兩端的導線改接到該蓄電池對應的兩極,那么可制成“永動機”
C　
9.有一款能發電的魔方充電器,轉動魔方時,根據　　　　 原理發電,這個過程　　　　能轉化為電能,產生的電能儲存于魔方內。
10夏天,教室里的電風扇工作時,主要將電能轉化為　　　　　能,電風扇的核心部件是電動機,電動機的工作原理是
　　 　　　　　　　　　　　　　　。
電磁感應　
中受到力的作用　
機械　
機械　
通電線圈在磁場(共26張PPT)
第二十章　電與磁
第3節　電磁鐵 電磁繼電器
關鍵能力訓練
素養分層評價
必備知識導學
學習任務清單
序號 學習任務 核心素養
1 能描述電磁鐵,說明電磁鐵的特點和工作原理 物理觀念
2 能通過實驗,得出電磁鐵磁性強弱與哪些因素有關 科學探究
3 能說明電磁繼電器的結構及工作原理,了解電磁繼電器在生產生活中的應用 科學思維
知識點一　電磁鐵
1.把導線繞成螺線管,再在螺線管內插入鐵芯,當有　　　通過時,它會有較強的磁性,這種磁體叫作電磁鐵。電磁鐵磁性的有無可由　　　　來控制,它的磁極可以通過改變　　　　來改變。
2.電磁鐵的磁性強弱與電流強弱、線圈匝數有關。對于外形相同的線圈,匝數一定時,通入的電流越大,電磁鐵的磁性越　　　　;電流一定時,外形相同的螺線管,匝數越多,電磁鐵的磁性越　　　　。
電流　
通斷電 　
電流方向 　
強　
強　
例1 為探究影響電磁鐵磁性強弱的因素,某同學制作了兩個外形相同、匝數不同的電磁鐵甲、乙,并設計了如圖所示電路。
(1)由圖中信息可知,電磁鐵　　　　(填“甲”或“乙”)的磁性更強,說明:電流一定時,外形相同的螺線管,　　　　　　　　,電磁鐵的磁性越強。
甲　
匝數越多　
(2)將滑動變阻器滑片向左移動,觀察到電磁鐵甲、乙吸引大頭針的數量均增加,說明:線圈匝數一定時,通入的電流越　　　　,電磁鐵的磁性越強。
(3)電磁鐵吸引的大頭針下端分散的原因是　 。
大　
知識拓展：電磁鐵磁性的有無可由通斷電來控制。因為鐵是軟磁性材料,獲得磁性后磁性容易消失,鋼是硬磁性材料,獲得磁性后磁性難以消失,即斷電后鋼棒仍有磁性,所以構成電磁鐵的鐵芯不能用鋼棒代替。
同名磁極相互排斥　
知識點二　電磁繼電器
1.結構:如圖所示,電磁繼電器由　 　 、銜鐵、彈簧、觸點等組成。
電磁鐵
2.實質:利用電磁鐵來控制　　　　電壓、　　　　電流電路通斷的一種　　　　。
高
強
開關
例2 電磁繼電器的工作原理如圖所示,閉合開關后,下列說法正確的是(　　)。
A.電磁鐵的上端為S極
B.電動機工作,燈泡不發光
C.彈簧的彈性勢能減少
D.電磁鐵不通電時磁性消失,應該用硬磁材料制作電磁鐵
B
規律總結：　電磁繼電器的工作過程。
控制電路通、斷電 銜鐵吸、放 工作電路通、斷電
知識點一　電磁鐵
1.如圖所示,小月家新購入一盆盆栽,盆栽底部裝有永磁體,底座內裝有電磁鐵,通電后能使得盆栽懸浮在空中。底座內電磁鐵的原理是　　　　　　　,盆栽之所以懸浮在空中,是因為同名磁極相互　　　　。
電流的磁效應
排斥
2.為探究影響電磁鐵磁性強弱的因素,某同學利用2根鐵釘和若干大頭針等器材進行了如圖所示的實驗。
A B C
(1)他將導線繞在鐵釘上制成簡易電磁鐵,并巧妙地通過其　　　　　　　　　來判斷電磁鐵磁性的強弱。
吸引大頭針的數量
(2)連接好電路,使滑動變阻器連入電路的電阻較大,閉合開關,觀察到如圖A所示的情景;接著,移動滑片,使滑動變阻器連入電路的電阻變小,觀察到圖B所示的情景。比較圖A和B可知,線圈匝數相同時,通過電磁鐵的電流越　　　　,電磁鐵的磁性越強。
(3)根據圖C的現象,得出的結論是:電流一定時,外形相同的螺線管,匝數越多,電磁鐵的磁性越　　　　。
大
強
A B C
知識點二　電磁繼電器
3.為了規范共享單車定點停放,設計的模擬電路圖如圖所示。若共享單車停放在禁停區域,則只有指示燈紅燈亮;若共享單車停放在規范區域,則只有指示燈綠燈亮。下列說法正確的是(　　)。
A.在禁停區,S1閉合,電磁鐵有磁性
B.在禁停區,S1閉合,銜鐵被吸下
C.在規范區,S2閉合,電磁鐵上端是N極
D.在規范區,S2閉合,銜鐵被吸下
D
4.如圖所示,某道路限載報警器的電源電壓不變,壓敏電阻的電阻為R1,其電阻隨壓力的變化而變化。閉合開關S,當車的質量超過限載質量時,電磁鐵吸下銜鐵,電鈴響。根據不同的路面,可以改變滑動變阻器滑片P的位置,來設定不同的限載質量。下列說法不正確的是(　　)。
A.電磁鐵能吸下銜鐵,是由于通電導體的
周圍存在磁場
B.檢測時,車的質量越大電磁鐵的磁性越強
C.壓敏電阻的電阻隨壓力的增大而增大
D.若要提高設定的限載質量,則應將滑片P向左移動
C
5.某小區因暴雨引起車庫積水,部分車輛被淹,某同學看到新聞后,設計了如圖所示的車庫積水自動報警器,金屬塊A和B分別固定在車庫地面附近適當高處,車庫積水水面到達　　　　(填“A”或“B”)時,　　 　　(填“綠”或“紅”)燈發光報警。
B
紅
1.關于電磁鐵,下列說法正確的是(　　)。
A.電磁鐵的鐵芯,可以用銅棒代替
B.電磁繼電器中的電磁鐵可以用永磁體
C.電磁鐵磁性的強弱只與電流的大小有關
D.電磁鐵是根據電流的磁效應制成的
D　
2.如圖所示電路,電磁鐵的B端有一個小磁針,閉合開關后,下列說法正確的是(　　)。
A.電磁鐵的A端為S極
B.小磁針靜止時,S極水平指向左
C.滑動變阻器的滑片P向左端移動,電磁
鐵磁性增強
D.增大電源電壓可使電磁鐵的磁性增強
D　
3.磁懸浮列車工作原理圖如圖所示,磁體鑲嵌在T形軌道里,電磁鐵通過磁體間的相互作用使列車懸浮在軌道上,實現非接觸的支撐、導向和運行。關于磁懸浮交通系統,下列說法正確的是(　　)。
A.通電的電磁鐵能使列車變輕從而懸浮
B.列車懸浮利用同名磁極相互排斥
C.列車正常運行時電源上端為正極
D.車廂線圈通電后周圍存在磁感線
B
4.將自制的電磁鐵連入如圖所示的電路中,閉合開關S,發現電磁鐵的右端吸引了少量鐵釘,為了使它吸引更多的鐵釘,下列操作可行的是(　　)。
A.增加線圈匝數
B.將鐵棒換成鋁棒
C.將滑片P向右移動
D.將電源正、負極互換
A
5.如圖所示,條形磁體置于水平桌面上,電磁鐵的右端固定,當電路中滑動變阻器的滑片向左移動時,條形磁體仍保持靜止,在此過程中條形磁體受到的摩擦力是(　　)。
A.方向向左,逐漸增大
B.方向向右,逐漸增大
C.方向向左,逐漸減小
D.方向向右,逐漸減小
B
6.如圖所示的電路中,將開關S撥到a,小磁針靜止時,B端是　　　極;當開關S由a撥到b時,調節滑動變阻器,使電流表的示數仍保持不變,電磁鐵的磁性　　　　(填“增強”“不變”或“減弱”)。
S
減弱
7.一種溫度自動報警器的原理圖如圖所示。當溫度達到92 ℃時,關于該報警器,下列說法正確的是(　　)。
A.紅燈不發光,電鈴不響
B.綠燈不發光,電鈴不響
C.紅燈發光,同時電鈴響
D.綠燈發光,同時電鈴響
A　
8.如圖所示,光敏電阻的電阻隨光照強度的增大而減小,電阻箱已調至合適的電阻,它們和繼電器組成自動控制電路來控制路燈。白天燈熄,夜晚燈亮。下列說法正確的是(　　)。
A.白天流過光敏電阻的電流較小
B.給路燈供電的電源應接在b、c兩端
C.要讓路燈在天更暗的時候才發光,應將電阻
箱的電阻調大些
D.電源電壓減小后,傍晚時路燈比原來早一些亮
D　
9.(科技發展)人工心臟泵可在短時間內代替心臟工作,該裝置的示意圖如圖所示,磁體固定在左側,線圈AB固定在用軟鐵制成的活塞柄上(相當于一個電磁鐵),活塞筒通過閥門與血管相通,閥門S1只能向外開啟,S2只能向內開啟,線圈中的電流從B流向A時,血液會　　　　(填“流入”或“流出”)活塞筒。該裝置工作時,是通過改變　　　　　　來改變活塞的運動方向的。
流出　
電流方向　
10.用漆包線繞在鐵釘上,做成線圈上有a、b、c、d四個接線柱的電磁鐵,使用不同的接線柱,可改變電磁鐵線圈的匝數。將電磁鐵和其他實驗器材組成如圖所示電路,用該電路來探究影響電磁鐵磁性強弱的因素。
(1)實驗中電磁鐵磁性的強弱是用　　　　　　　　　　　　　　來反映的;按圖中方式連接,鐵釘的下端應是電磁鐵的　　　　極。
(2)連接電磁鐵的接線柱a,閉合開關,移動滑動變阻器的滑片至不同位置,可以探究電磁鐵的磁性強弱與　　　　　　是否有關。
(3)將夾子分別連接電磁鐵的四個接線柱,調節滑動變阻器,使電流表的示數保持不變,可以探究電磁鐵的磁性強弱與　　　　　 是否有關。
(4)電磁鐵吸引的大頭針下端分散的原因是
　　　　　　　 　　　。
(5)本實驗中多次實驗的目的和下列實驗多次實驗的目的相同的是　　　　(填字母)。
A.伏安法測量定值電阻的電阻 B.探究并聯電路的電流規律
電磁鐵吸引大頭針的數量　
S
電流的大小
線圈的匝數
大頭針被磁化,同名磁極相互排斥
B
11.下面是某汽車超載記錄器工作原理圖,保護電阻器的電阻為R,壓敏電阻的電阻隨壓力增大而減小。請補充電路:當汽車不超載時,指示燈發光;當汽車超載時,電磁鐵的磁性增強,照相機自動照相。
答案：如圖所示(共26張PPT)
第二十章　電與磁
第6節　磁生電
關鍵能力訓練
素養分層評價
必備知識導學
學習任務清單
序號 學習任務 核心素養
1 通過實驗,探究并了解導體在磁場中運動時產生感應電流的條件 科學探究
2 了解電磁感應在生產、生活中的應用 物理觀念
3 了解發電機的原理 物理觀念
4 知道發電機工作過程中的能量轉化 科學思維
知識點一　磁生電
1.探究導體在磁場中運動時產生感應電流的條件。
(1)實驗思路。
導線與電流表組成閉合電路,并將導線放置在磁場中,沿不同方向移動導線,探究導體在磁場中運動時產生感應電流的條件。
(2)實驗過程。
①讓導線在磁場中靜止,觀察電流表的指針是否偏轉,換用不同強度的永磁體,觀察電流表的指針是否偏轉。
②讓導線在磁場中靜止,但不用單根導線,而換用匝數更多的線圈,觀察電流表的指針是否偏轉。
③讓導線在磁場中沿不同方向運動,觀察電流表的指針是否偏轉。
(3)實驗結論。
　　　　電路的一部分導體在磁場中做　　　　　　運動時,導體中就產生電流。
2.這種由于導體在磁場中運動而產生電流的現象叫作電磁感應,產生的電流叫作　 　　　。
閉合　
切割磁感線　
感應電流　
例1 探究導體在磁場中運動時產生感應電流的條件的實驗裝置如圖所示。
(1)讓導體在磁場中沿不同方向運動,觀察并記錄電流表指針偏轉情況。
實驗序號 導體ab在磁場 中的運動情況 電流表指針
偏轉情況
1 靜止 不偏轉
2 上下運動 不偏轉
3 左右運動 偏轉
分析實驗現象可知:閉合電路的一部分導體在磁場中做　　　　　運動時,導體中就會產生感應電流。
(2)若要探究感應電流方向與磁場方向的關系,則應保持導體ab運動方向不變,將　　　　　　　　　對調,觀察電流表指針偏轉情況。
(3)下列物品中,應用該實驗結論工作的是　　　　(填字母代號)。
A.電風扇 B.手搖發電手電筒
規律總結: 所謂切割磁感線,可以是垂直切割,也可以是斜著切割,即導體運動方向不能與磁場方向平行;可以是導體運動,也可以是磁場運動。
切割磁感線　
磁體的N、S極　
B
知識點二　發電機
1.實際的發電機是由　　　　(轉動部分)和　　　　(固定部分)兩部分組成的。大型發電機一般采取　　　　不動、　　　　旋轉的方式來發電,同時為了得到較強的磁場,還要用　　　　代替永磁體。
2.發電機工作時是將　　　　能轉化為　　　　能,它是根據
　　　　　　原理制成的。
3.方向周期性變化的電流叫作　 　　　 。其頻率在數值上等于電流在　　　 　內周期性變化的次數。我國電網以交流供電,頻率為　　　　Hz。
轉子
定子
線圈
磁極
電磁鐵
機械
電
交變電流
每秒
50
電磁感應
例2 如圖所示,電刷A、B與兩銅環始終接觸,并與小燈泡連通。當線圈在磁場中沿圖示方向轉動時,有(　　)。
A.磁場不動,通過小燈泡的電流方向始終不變
B.磁場不動,通過小燈泡的電流方向不斷變化
C.當線圈轉速增大時,燈泡亮度不變化
D.當線圈轉動時,線圈不受磁場力的作用
方法技巧：　發電機與電動機結構非常相似,主要區別在于電路中是否有電源。有電源是線圈先通電后受力運動,為電動機;無電源是線圈先切割磁感線運動后產生感應電流,為發電機。
B
知識點一　磁生電
1.關于如圖所示實驗裝置,下列說法正確的是(　　)。
A.閉合開關,導體ab在磁場中上下運動會
產生感應電流
B.閉合開關,導體ab左右運動過程中電能
轉化為機械能
C.利用該實驗原理可以制成電動機
D.將電流表換成電源,可以研究通電導線在磁場中的受力情況
D
2.如圖所示,a表示垂直于紙面的一根導線,它是閉合電路的一部分。它在磁場中按箭頭方向運動時,不會產生感應電流的是(　　)。
D
A B C D
知識點二　發電機
3.一種環保型按壓式手電筒,使用時按壓手柄,齒輪就帶動磁體轉動,使燈泡發光。下列選項中與按壓式手電筒工作原理相同的是(　　)。
B
A B C D
4.把一臺手搖發電機跟燈泡連接起來,使線圈在磁場中轉動,可以看到燈泡發光。這表明,電路中有了電流,如圖甲所示。
甲 乙
(1)手搖發電機的工作原理是　　　　　　　　　　。
(2)如圖乙所示,把兩個發光二極管極性相反地　　 　　(填“串聯”或“并聯”)起來,再與發電機串聯,轉動搖把,兩個發光二極管交替發光,說明電路中產生的是　　　　電流。
電磁感應
并聯
交變
1.市面上有一款不需要電池的自發電門鈴。當按壓門鈴的按鈕時,按鈕后面的彈簧會帶動磁體運動,從而在線圈中產生電流,發聲元件便可以發出聲音。它的工作原理是(　　)。
A.電流的磁效應
B.磁極間的相互作用
C.電磁感應
D.通電線圈在磁場中受到力的作用
C　
2.無線充電技術已廣泛應用于智能手機。當交變電流通過充電底座中的線圈時,線圈產生磁場,帶有金屬線圈的智能手機靠近該磁場就能產生電流,來實現充電。下列各圖能反映無線充電技術原理的是(　　)。
B　
A B C D
3.如圖所示,用絕緣細線分別將銅棒ab、cd水平懸掛,置于磁場方向豎直的蹄形磁體間,兩銅棒間用柔軟的細長導線連接成閉合回路。下列說法不正確的是(　　)。
A.豎直上下移動銅棒ab,閉合回路abcd中
沒有電流產生
B.左右移動銅棒ab,閉合回路abcd中有電
流產生
C.銅棒ab左右移動的方向對銅棒cd的受力方向無影響
D.銅棒ab左右移動時銅棒cd運動,是因為通電導體在磁場中受到力的作用
C
4.下圖為動圈式話筒的簡化示意圖。永久磁體固定在適當的位置,線圈與膜片連接,聲波可使膜片左右振動從而帶動線圈振動,線圈中就產生電流,實現聲信號到電信號的轉變,其工作原理是(　　)。
A.磁場對通電導線有力的作用 B.電流的熱效應
C.電流的磁效應 D.電磁感應
D
5.關于電與磁的實驗,下列表述正確的是(　　)。
甲 乙 丙 丁
A.圖甲,該實驗是探究磁場對電流的作用
B.圖乙,發電機的工作原理是通電導體在磁場中受到力的作用
C.圖丙,電動機是利用這一現象來工作的,機械能轉化為電能
D.圖丁,電流的周圍存在著磁場,電流方向改變,磁場方向隨之改變
D
6.將兩個玩具電動機M1、M2的轉軸用塑料管連接起來,如圖所示。閉合開關,小燈泡發光,原因是M1帶動M2,讓M2的線圈切割　　　　 　,產生感應電流。若只將電池的正、負極對調,閉合開關后M1的轉動方向會　　　　。
磁感線
改變
7.某游樂室里有一塊能發電的地板,在上面跳躍時,小燈泡會不停閃爍,地板下方鋪設的結構如圖所示。當踩踏地板時,固定在地板下方的磁體往復運動,使固定在地面上的彈簧線圈做切割磁感線運動,閉合電路中產生　　　　　,小燈泡發光。
感應電流
8.(科技發展)無鏈條電動自行車是在普通自行車的基礎上,安裝了電機、控制器、蓄電池、轉把和顯示系統的機電一體化交通工具。此車既可以通過電源直接給鋰電池充電,也可以通過騎行者踩腳踏板轉化為電能,存儲在鋰電池內。關于無鏈條電動自行車,下列說法不正確的是(　　)。
A.騎行者踩腳踏板發電的原理是電磁感應
B.通過電源直接給鋰電池充電,化學能轉化為電能
C.外界因素相同時,騎行者踩腳踏板與不踩踏板相比,車行駛里程會更大
D.騎行者不踩腳踏板,電動機驅動自行車前行時,電能轉化為機械能
B　
9.如圖甲所示,把一臺手搖發電機跟小燈泡連接起來,使線圈在磁場中轉動,可以看到小燈泡發光。下列說法正確的是(　　)。
A.發電機是利用電流的磁效應來工作的
B.發電機將電能轉化為機械能
C.線圈轉得越快,小燈泡越亮
D.如果將小燈泡換成圖乙所示的電流表,那么指針一直偏向右邊
C　
甲 乙
10.如圖所示,某同學利用磁體、線圈等材料制
作了一臺小型發電機,并用一個發光二極管(LED)
進行了實驗探究。
(1)連接好電路后,以某一速度連續轉動線圈,
當線圈轉動到如圖所示位置時,　　　　　(填“AB”
或“BC”)段導線在做切割磁感線運動,在電路中產生
了感應電流,這一現象叫作　 現象。
(2)由于發光二極管具有　　　 性,在實驗中將會看到它　　　 　(填“閃爍”或“持續”)發光。
AB　
電磁感應
單向導電
閃爍
11.在學習電磁感應現象時,小明猜想感應電流的大小可能與磁場的強弱有關。于是連接了如圖甲所示的實驗裝置,閉合開關后,導體AB、電流表、開關、導線組成閉合回路。
(1)電流表的指針偏轉角度越大,電路中產生的感應電流越　 。
(2)如圖乙所示,小紅在小明實驗的基礎上做了改進,她在兩個鐵塊E、F上繞上導線組成電磁鐵,并與開關、滑動變阻器、電源、燈泡組成電路,導體AB與電流表相連。這樣就可以通過移動　　　　　　　　　來改變電磁鐵的磁性強弱。
大
滑動變阻器的滑片
(3)將滑片P置于不同位置,讓導體AB都以相同速度向下做切割磁感線運動,觀察并記錄每次實驗情況如下表所示。由實驗現象可知:感應電流的大小與磁場的強弱　　　　(填“有”或“無”)關。
(4)實驗中小紅用電磁鐵代替磁體的好處是
　　 　　　 　　　　。
滑片P所處位置 a端 中間 b端
電流表指針偏轉情況 最大 較大 最小
有
易于改變磁體的磁性強弱

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