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1、1电与磁电与磁授课日期授课日期年月日 时时 间间A / B / C / D / E / F 段主主 题题电与磁电与磁 1 1教学内容教学内容重点：重点：1.理解磁场的基本性质，知道磁场的方向和判断方法。2.认识通电螺线管磁场的特征，会用右手螺旋定则判断磁场方向和电流方向。3.理解电磁继电器的结构和工作原理。知道通电导线在磁场中受到的力的方向与哪些因素有关。难点：难点：1.知道地磁场的存在，知道地理北极就是地磁南极。2.能设计实验探究影响电磁铁磁性强弱的因素，并从实验结果定性得出影响电磁铁磁性强弱的因 素 及其相互关系。3.了解直流电动机的构造和工作原理，理解换向器的作用。磁体和磁极：磁体和磁极
2、： 1、 【观察实验】先用线将条形磁体悬挂起来，使它自由转动，观察它的静止方位；再支起小磁针，让它在 水平方向上自由转动，观察它的静止方位。 小磁针在静止后的位置总是指向南北方向的。 结论：小磁针或条形磁体指向北方的一端叫北极；指向南方的一端叫南极。 2、 【实验】 （1）让磁铁与铁块、木块、塑料、铝块、铜块等接近。 能被磁铁吸引的物体有：铁块 结论：磁体：具有磁性的物体能吸引铁、钴、镍等物质的物体。 （2）用条形磁铁去吸一些铁屑。 发现原来均匀分布的铁屑不再均匀，磁铁的两端吸附的铁屑特别多。说明磁体各部分的磁性强弱不 同，磁体上磁性最强的部分叫做磁极，磁铁的两端磁性最强，中间磁性最弱。 结论
3、：磁体有两个磁性最强的磁极南极(S 极)和北极(N 极) 【设问】世界最早的指南工具是什么？它是根据什么原理制成的？ 世界最早的指南工具就是我国战国时代的指南针，叫司南，它是根据磁针静止时总是指向南北方向 的原理制成的。2（3）用磁铁的一极靠近小磁针。 同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引 3、磁体间有相互作用：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。 【讨论】如果磁体被分割成两段或几段后，每一段磁体上是否仍然有南北极呢？ 有。在水平面上有南北指向性。 【实验】铁棒的下方放些铁屑，让条形磁铁靠近铁棒。然后把条形磁铁拿开。 现象：条形磁铁靠近时，铁棒能吸引铁屑。说明铁棒有了磁性。 拿开条形磁铁后，铁屑
4、又都落下。说明铁棒的磁性立即消失。4、使原来没有磁性的物体得到磁性的过程叫做磁化。【实验】用一根磁铁在钢棒上沿同一方向摩擦几次。钢棒有了磁性，而且能永久保持，就成了永磁体。人造磁体就是根据这一原理制成的。【补充】铁棒被磁化后，磁性容易消失，称为软磁体。钢被磁化后，磁性能够长期保持，称为硬磁体或永磁体，钢是制造永磁体的好材料，磁体可分为天然磁体和人造磁体，通常我们看到和使用的磁体都是人造磁体，它们都能长期保持磁性，统称为永磁体。3【知识点知识点 1 1】磁场、磁感线和地磁场磁场、磁感线和地磁场： （一）磁场和磁感线 【实验】让磁体接近小磁针。 现象：当磁体接近小磁针时，小磁针会转动起来。 【分析
5、】小磁针转动，说明小磁针受到力的作用。力是怎样产生的呢？应该是由磁体产生的，而磁体没 有直接接触小磁针。那么肯定是在它的周围存在着一种物质。科学证明：在磁体的周围存在磁场（场物 质存在的一种形式） 。而小磁针在磁场中会受到磁力的作用。所以小磁针是在磁力的作用下转动起来的。 只要磁体放入磁场中，磁体都会受到磁场力。 1、在磁体的周围存在磁场。 2、磁场是有方向的。小磁针北极所指的方向就是其所处点的磁场方向。在磁体周围的不同位置，磁场的 方向是不同的。【实验】用小磁针演示磁体周围的磁场。在磁体周围的不同位置，磁场的方向是不同的。【实验】观察磁场周围的铁屑分布（用铁屑可以形象地显示各点的磁场方向）知
6、道了磁场的强弱和分布情形：磁场越强的地方，铁屑分布越密。3、磁感线用带箭头的曲线来形象地描述磁体周围的磁场。箭头表示的方向就是磁场中各点的磁场方向。曲线的疏密表示磁场的强弱。磁体周围的磁感线总是从磁体的北极出来，回到磁体的南极。（二）地磁场地球产生的磁场叫地磁场。【设问】悬挂的小磁针为什么总是有一极指向北方？【分析】小磁针一极指向北方，说明地球表面一定有指向北方的磁场，而这一磁场可能来自于地球本身，即由地球产生。所以，地球是一个磁体。【思考】如何理解地理北极就是地磁南极？4【拓展与提高】与磁有关的自然现象 “极光”源于宇宙中的高能荷电粒子，它们在地磁场作用下折向南北极地区，与高空中的气体分子、
7、原子碰撞，使分子、原子激发而发光。我国研究人员在历代古籍中也已发现，自公元前 2000 年到公元 1751 年，有关极光记载达 474 次。在公元 110 世纪的 180 余次记载中，有确切日期的达 140 次之多。在西方最早记载极光的，当推亚里士多德，他称极光为“天上的裂缝”。“极光”这一名称，始于法国哲学家伽桑迪。 太阳黑子，也是一种磁现象。在欧洲人还一直认为太阳是完美无缺的天体时，我国先人早已发现了太阳 黑子。根据我国研究人员的搜集与整理，自公元前 165 年1643 年（明崇祯十六年）史书中观测黑子记录为 127 次。这些古代观测资料为今人研究太阳活动提供了极为珍贵、翔实可靠的资料。
8、例例1 1：关于磁感线，正确的说法是 （ ） A. 磁感线是磁场中实际存在的曲线 B. 磁铁周围的磁感线都是从磁铁的南极出来，回到北极 C. 小磁针南极在某点所受的磁力方向，跟该点磁感线的方向相同 D. 小磁针北极在某点所受的磁力方向，跟该点磁感线的方向相同 解析：解析：磁感线不是实际存在的曲线，所以答案 A 错误。磁铁周围的磁感线都是从磁铁的北极出来，回到 南极，所以答案 B 错误。小磁针北极在某点所受的磁力方向，跟该点磁感线的方向相同，所以答案 C 错误， D 正确。 答案：答案：D例例 2 2：在下面所示的各图中，已知磁感线的方向，请你标出磁铁的 N、S 极和 A、B 两点的磁场方向。.
9、A.B.A.B解析：解析：本题作图时应紧扣：磁铁周围的磁感线都是从磁铁的北极出来，回到南极。同时某点磁感线的方向 亦即该点的磁场方向。 答案：答案：教师边讲解边作图。例例 3 3：如图所示，放在磁场中的小磁针（涂黑的一端为 N 极） ，其中不正确的是（ ）5NSadbcA. a B. b C. c D. d解析：解析：首先通过磁铁的 N、S 极判断磁场的方向，亦即磁感线的方向始终是从磁铁的 N 极出来，回到 S 极。而某点小磁针的 N 极的指向也就是该点磁场和磁感线的方向，根据这个判断规律可以得出答案 B 是不正 确的。答案：答案：B【知识点知识点 2 2】电生磁：电生磁：（一）直线电流的磁场
10、【实验】奥斯特实验1. 在小磁针的上方拉一根与小磁针平行的直导线，当直导线上通过电流时，你观察到什么现象？小磁针发生了偏转。思考：小磁针为什么发生偏转？小磁针受到了力的作用。实验中没有其他的物体与之直接接触，那么是什么东西能使小磁针受到力的作用呢？显然是磁场。是通电导线周围存在的磁场。结论：通电导线的周围存在磁场。改变电流的方向，观察小磁针的偏转方向有什么变化？小磁针的偏转方向发生改变，指向与原先相反。说明：通电导线周围磁场的方向与电流的方向有关。【老师引导】既然通电的直导线周围存在磁场，我们肯定会对磁场的分布（模样）感兴趣吧？那么怎样才能观察到磁场的分布呢？用铁屑来显示磁场的分布。2. 在有
11、机玻璃上均匀地撒上一些铁屑，给直导线通电后，轻敲玻璃板，观察铁屑在直导线周围的分布情况。现象：铁屑的分布呈同心圆状，且越靠近直导线铁屑越多，即磁感线越密集说明磁场越强。【小结】直线电流的磁场分布特点：通电直导线的周围存在磁场，且磁场方向与电流方向有关；直线电流磁场的磁感线分布是以导线上各点为圆心的同心圆，距离直线电流越近，磁性越强，反之越弱。21（二）通电螺线管的电流【实验一】1. 如果把直导线按一定的方向绕成螺线管后再通电，观察其能否吸引大头针。现象：能吸引大头针。结论：通电螺线管周围也存在磁场。2. 在螺线管中插入一根铁棒或一枚铁钉，再观察其吸引大头针的现象。现象：吸引的大头针更多。 结论
12、：插入铁芯后磁性增强。原因：带铁芯的通电螺线管的磁性比不带铁芯的通电螺线管的磁性要强，是因为铁芯在磁场中被磁化后相当于一根磁铁。【实验二】1. 在穿过螺线管的有机玻璃上均匀地撒上铁屑。通电后轻敲玻璃板，观察铁屑的分布规律。通电螺线管周围的磁感线跟条形磁铁的磁感线很相似。它的两端相当于两个磁极，磁极的极性可以用小磁针的指向来确定。2. 改变电流方向，用小磁针探测螺线管的磁极有无变化。改变电流的方向，螺线管的磁极发生了变化。3. 通电螺线管的磁场特点：与条形磁体的磁场相似，如下图所示：（三）右手螺旋定则： 通电螺线管的磁极方向与电流方向之间的关系可以用右手螺旋定则（也叫安培定则）来判定。用右手握
13、紧螺线管，让四指弯向螺线管中的电流方向，大拇指所指的那一端就是通电螺线管的北极。1判断直线电流周围磁场的方向与电流方向之间的关系：用右手握导线，使大拇指指向电流的方向，则与拇指垂直的其余四指所指的方向就是磁场的方向。【典型例题典型例题】例例 1.1. 如图所示，通电螺线管与条形磁铁相互吸引的是 （ ） 解析：解析：本题关键在于能通过电流方向判断通电螺线管的磁场极性，然后根据同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引的原理进行判断。通过这个方法可以得出：选项 A 中的螺线管左端为 N 极，所以与条形磁铁相互排斥；选项 B 中的螺线管左端为 N 极，所以与条形磁铁相互吸引；同理可以判断选项 C 和 D 中
14、也是相互排斥，所以答案选择 B。答案：答案：B例例 2.2. 闭合开关后，甲、乙两小磁针静止在如图所示位置，它们的南极分别是（ ）A. a 端和 c 端 B. b 端和 d 端 C. a 端和 d 端 D. b 端和 c 端解析：解析：本题同样是考查同学们对右手螺旋定则的运用，从电流方向可以判断通电螺线管的左端为 S 极，右端为 N 极，再根据磁体间的相互作用规律，可知甲、乙两小磁针的南极为 b 端和 c 端。所以答案选择 D。答案：答案：D例例 3.3. 通电线圈在磁场中转过一个角度，最后停在某个位置，这个位置是（ ）A. 不受磁场力作用的位置 B. 处在受平衡力的位置C. 电路中无电流的位
15、置 D. 线圈所在平面与磁感线平行的位置解析：解析：本题重在考查同学们对磁体间的相互作用和二力平衡知识的理解。因为通电线圈在磁场中一定受到磁场力的作用，而通电线圈要能停在某个位置，说明是处于静止状态，由二力平衡知识知道，它一定处在受平衡力的位置，但可能不止有一对平衡力，有可能有多对平衡力同时作用，所以答案选择 B。答案：答案：B【知识点知识点 3 3】电磁铁的应用电磁铁的应用：（一）电磁铁1. 什么是电磁铁？1带铁芯的通电螺线管就是电磁铁。2. 电磁铁和普通的磁铁有什么不同？电磁铁的磁场由电流产生，可以通过控制电流的通断来实现磁性的有无。3. 铁芯为什么是用软铁制成，而不是用钢制成？因为断电后
16、，钢芯要保持原有的磁性。4. 为什么插入铁芯后磁性大大加强？铁芯在磁场中被磁化后相当于一根磁铁。5. 电磁铁的应用电铃：工作原理：电路闭合，电磁铁吸引弹性片，使铁锤向铁铃方向运动，铁锤打击铁铃而发出声音，同时电路断开，电磁铁没有了磁性，铁锤又被弹回，电路闭合。如此不断重复，电铃便发出持续的铃声。电磁选矿机：磁铁矿能被吸引电磁起重机：吸引铁质货物和集装箱，通过电流的通断来控制吸放，通过电流的大小来调节所吸货物的质量。电磁继电器：电磁继电器是由电磁铁控制的自动开关。使用电磁继电器可用低电压和弱电流来控制高电压和强电流，实现远距离操作。分析讨论：以上这个电路由哪几部分组成？每个部分各有哪些器材？由低压电源、电磁铁、恢复弹簧、开关组成了控制电路；由电动机、高压电源、指
