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1、第十五章 电与磁复习课件公元公元1世纪初，东世纪初，东汉学者王充在汉学者王充在论衡论衡中记载中记载“司南之杓，投司南之杓，投之于地，其柢指南。之于地，其柢指南。”中国人很早就利用中国人很早就利用罗盘（指南针）在航海罗盘（指南针）在航海中指示方向。中指示方向。电与磁磁体：能够吸引铁、钴、镍等物质的物体磁现象电生磁（电流的磁效应）电流的磁效应：通电导体周围存在磁场电动机通电导体在磁场中要受到力的作用，其受力方向跟电流方向和磁场方向有关.定义：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中就会产生电流磁极定义：磁体上磁性最强的部分，有南极和北极相互作用规律：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引
2、地磁场：地球周围存在的磁场.地磁的南极在地理北极附近，地磁的北极在地理南极附近电磁继电器：利用电磁铁来控制工作电路的一种开关磁场对电流的作用磁生电（电磁感应现象）发电机考点一考点一 磁现象磁现象 故事引入：故事引入：故事引入：故事引入：3 3世纪时智勇双全的马隆在一次战役中，世纪时智勇双全的马隆在一次战役中，世纪时智勇双全的马隆在一次战役中，世纪时智勇双全的马隆在一次战役中，将敌军引至一条狭窄的山谷中，身穿铁甲的敌军将敌军引至一条狭窄的山谷中，身穿铁甲的敌军将敌军引至一条狭窄的山谷中，身穿铁甲的敌军将敌军引至一条狭窄的山谷中，身穿铁甲的敌军个个都被吸住，动弹不得，而马隆的兵将身穿犀个个都被吸住
3、，动弹不得，而马隆的兵将身穿犀个个都被吸住，动弹不得，而马隆的兵将身穿犀个个都被吸住，动弹不得，而马隆的兵将身穿犀甲，行动如常，敌军以为马隆的兵是神兵，故而甲，行动如常，敌军以为马隆的兵是神兵，故而甲，行动如常，敌军以为马隆的兵是神兵，故而甲，行动如常，敌军以为马隆的兵是神兵，故而大败大败大败大败. .1磁体磁体: :能够吸引铁、钴、镍等物质能够吸引铁、钴、镍等物质. .磁体可分为磁体可分为天然磁体和人造磁体天然磁体和人造磁体. .各种各样的磁体各种各样的磁体(1)磁体上吸引能力最强的两个部位叫磁体上吸引能力最强的两个部位叫磁极磁极. .（每个磁体都有两个磁极）（每个磁体都有两个磁极） 能够自
4、由转动的磁体，静止时指南的那能够自由转动的磁体，静止时指南的那个磁极叫个磁极叫南极南极或或S极极，指北的那个磁极叫，指北的那个磁极叫北极北极或或N极极. .(2)磁体间相互作用的规律：磁体间相互作用的规律：同名磁极相互同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引排斥，异名磁极相互吸引. .2磁化：一些物体在某些条件下可以获得磁磁化：一些物体在某些条件下可以获得磁性，这种现象叫做性，这种现象叫做磁化磁化. .能被磁体吸引的物质都能能被磁体吸引的物质都能被磁化被磁化. .N软铁棒软铁棒软铁棒软铁棒甲甲乙乙3磁场：磁体周围存在一种看不见、摸磁场：磁体周围存在一种看不见、摸不着的物质，它能使磁针发生偏转，我们称
5、之不着的物质，它能使磁针发生偏转，我们称之为磁为磁场场. .(1)磁场的基本性质：对放入其中的磁体产生磁磁场的基本性质：对放入其中的磁体产生磁力的作用，磁极间的相互作用就是通过磁场产生的力的作用，磁极间的相互作用就是通过磁场产生的.(2)磁场的方向：在磁场中某一点，小磁针静止磁场的方向：在磁场中某一点，小磁针静止时北极所指的方向就是该点的磁场方向时北极所指的方向就是该点的磁场方向.4.4.磁感线：用一些带箭头的曲线把小磁针磁感线：用一些带箭头的曲线把小磁针放在磁场中的排列情况画出来，方便，形象地放在磁场中的排列情况画出来，方便，形象地描述磁场，这样的曲线叫做磁感线描述磁场，这样的曲线叫做磁感线
6、. .(1)(1)磁体外部的磁感线都是从磁体的磁体外部的磁感线都是从磁体的N N极出发，回到极出发，回到S S极极. . (2) (2)磁感线越密的地方，磁场越强磁感线越密的地方，磁场越强. . (3) (3)磁感线并不是实际存在的，它是为了方便形象地描述磁感线并不是实际存在的，它是为了方便形象地描述 磁场而画出来的磁场而画出来的. .5.5.地磁场：地磁场：地磁场：地磁场：地球周围存在的磁场叫做地球周围存在的磁场叫做地磁场地磁场. . (1)地磁地磁N极在地极在地理的理的南南极附近；极附近；地磁地磁S极在地理极在地理的的北北极附近极附近.(2)指南针之所以能指南针之所以能指南北，就是因为受指
7、南北，就是因为受到了地磁场的作用到了地磁场的作用.考点二考点二 电生磁电生磁 18201820年丹麦物理学家年丹麦物理学家奥斯特奥斯特用实验证实用实验证实通电导体通电导体的周围存在的周围存在着着磁场磁场. .这一重大发现轰动了科这一重大发现轰动了科学界，使电磁学进入一个新的发学界，使电磁学进入一个新的发展时期展时期. .1.1.电流的磁效应电流的磁效应电流的磁效应电流的磁效应通电导线周围存在与电流方向有关的磁场，通电导线周围存在与电流方向有关的磁场，这种现象叫做电流的磁效应这种现象叫做电流的磁效应.2.2.通电螺线管的磁场通电螺线管的磁场通电螺线管的磁场通电螺线管的磁场(1)将导线绕在圆筒上，
8、做成将导线绕在圆筒上，做成螺线管螺线管（也叫线圈）（也叫线圈）.通电后各圈导线磁场产生叠加，磁场增强通电后各圈导线磁场产生叠加，磁场增强.(2)通电螺线管外部的磁场和条形磁体的磁场相通电螺线管外部的磁场和条形磁体的磁场相似，通电螺线管两端存在南北极似，通电螺线管两端存在南北极.(3)通电螺线管的南北极可由安培定则（右通电螺线管的南北极可由安培定则（右手螺旋定则）来判断：用右手握住螺线管，让手螺旋定则）来判断：用右手握住螺线管，让四指四指指向螺线管中指向螺线管中电流的方向电流的方向，则，则拇指拇指所指的所指的那端就是螺线管的那端就是螺线管的N极极.3.电磁铁：插入铁芯的通电螺线管称为电磁铁电磁铁
9、：插入铁芯的通电螺线管称为电磁铁.(1)(1)电磁铁的工作原理：利用电流的磁效应和通电螺电磁铁的工作原理：利用电流的磁效应和通电螺线管中插入铁芯后磁场大大增强的原理工作的线管中插入铁芯后磁场大大增强的原理工作的. .(2)(2)电磁铁的特点电磁铁的特点电磁铁磁性的有无可由通断电来控制电磁铁磁性的有无可由通断电来控制. . 电磁铁的南北极可由电流的方向来控制电磁铁的南北极可由电流的方向来控制. . 通过电磁铁的电流越大，它的磁性越强通过电磁铁的电流越大，它的磁性越强. . 在电流一定时，外形相同的螺线管，线圈在电流一定时，外形相同的螺线管，线圈 的匝数越多，它的磁性就越强的匝数越多，它的磁性就越
10、强. .4.电磁继电器：是利用电磁铁来控制工作电路电磁继电器：是利用电磁铁来控制工作电路的一种开关的一种开关.其作用是利用低电压、弱电流的电其作用是利用低电压、弱电流的电路来间接地控制高电压、强电流的电路，还可路来间接地控制高电压、强电流的电路，还可以实现远距离操纵和自动控制以实现远距离操纵和自动控制.(1)电磁继电器的结构：电磁继电器主要由电电磁继电器的结构：电磁继电器主要由电磁铁、衔铁、弹簧、触点组成磁铁、衔铁、弹簧、触点组成.(2)电磁继电器的工作原理：电磁铁通电时，把衔铁电磁继电器的工作原理：电磁铁通电时，把衔铁吸下来，使动触点和静触点接触，工作电路连通吸下来，使动触点和静触点接触，工
11、作电路连通.电电磁铁断电时失去磁性，弹簧把衔铁拉起，切断工作磁铁断电时失去磁性，弹簧把衔铁拉起，切断工作电路电路.考点三考点三 磁场对电流的作用磁场对电流的作用 SNI+ +_ _通通电导线电导线是不是也会受到磁是不是也会受到磁场场的的作用力呢？作用力呢？1.磁场对电流的作用：通电导体在磁场中要受磁场对电流的作用：通电导体在磁场中要受到力的作用到力的作用.其受力方向跟电流方向和磁感线有其受力方向跟电流方向和磁感线有关关.当改变电流方向或磁感线方向时，通电导体当改变电流方向或磁感线方向时，通电导体的受力方向改变；若同时改变电流方向和磁感的受力方向改变；若同时改变电流方向和磁感线方向，通电导体的受
12、力方向不改变线方向，通电导体的受力方向不改变. 2.电动机：是把电能转化为机械能的机器电动机：是把电能转化为机械能的机器.(1)(1)原理：根据通电线圈在磁场中受到力的作用而发生转原理：根据通电线圈在磁场中受到力的作用而发生转动的原理制成的动的原理制成的. .(2)(2)结构：由转子结构：由转子( (能够转动的部分能够转动的部分) )和定子和定子( (固定不动的固定不动的部分部分) )组成组成. .(3)(3)分类：直流电动机分类：直流电动机( (由直流电源供电）和交流电动机由直流电源供电）和交流电动机( (由交流电源供电由交流电源供电).).(4)(4)直流电动机中换向器的作用：当线圈刚转过
13、平衡位置直流电动机中换向器的作用：当线圈刚转过平衡位置时，换向器就能自动改变线圈中的电流方向，使线圈继时，换向器就能自动改变线圈中的电流方向，使线圈继续转动续转动. .(5)(5)改变直流电动机转动方向的方法：改变电流方向或改改变直流电动机转动方向的方法：改变电流方向或改变磁感线方向变磁感线方向. .考点四考点四 磁生电磁生电 英国物理学家法拉第在英国物理学家法拉第在10年年中做了多次探索，中做了多次探索，1831年终于取年终于取得突破，发现了利用磁场产生电得突破，发现了利用磁场产生电流的条件和规律流的条件和规律.根据这个发现，后来发明了根据这个发现，后来发明了发电机，使人类大规模用电成为发电
14、机，使人类大规模用电成为可能，开辟了电气化的时代可能，开辟了电气化的时代.法拉第（法拉第（Michael Faraday，17911867），英国物理），英国物理学家、化学家。学家、化学家。1.电磁感应现象电磁感应现象闭合电路的一部分导体在磁场中闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动做切割磁感线运动时，导体时，导体中就产生电流，这是一种中就产生电流，这是一种电磁感应现象电磁感应现象.产生的电流叫做感应电流产生的电流叫做感应电流.2.产生感应电流的条件：电路必须是闭合的且产生感应电流的条件：电路必须是闭合的且部分导体在磁场中做切割磁感线运动部分导体在磁场中做切割磁感线运动.3.感应电流的方
15、向跟导体运动方向和磁感线方向感应电流的方向跟导体运动方向和磁感线方向有关有关.改变导体的运动方向或磁感线方向，感应电改变导体的运动方向或磁感线方向，感应电流的方向改变，若同时改变导体运动方向和磁感流的方向改变，若同时改变导体运动方向和磁感线方向，感应电流方向不改变线方向，感应电流方向不改变.4.发电机：把机械能转化为电能的装置发电机：把机械能转化为电能的装置.有交流有交流发电机和直流发电机发电机和直流发电机.(1)(1)原理原理: :是根据电磁感应现象制成的是根据电磁感应现象制成的. .(2)(2)交流电：方向会周期性改变的电流叫交流电，我交流电：方向会周期性改变的电流叫交流电，我国交流电的频
16、率为国交流电的频率为50HZ.50HZ.(3)(3)交流发电机的结构：转子和定子，大型发电机一交流发电机的结构：转子和定子，大型发电机一般都采用线圈不动，磁极旋转的方式来发电，且用般都采用线圈不动，磁极旋转的方式来发电，且用电磁铁代替永磁铁，这种发电机叫旋转磁极式发电电磁铁代替永磁铁，这种发电机叫旋转磁极式发电机机. .各种各样的发电机各种各样的发电机水力发电机风力发电机火力发电机便携发电机重点实验解读重点实验解读 实验一实验一 探究影响电磁铁磁性强弱的因素探究影响电磁铁磁性强弱的因素考查要点：考查要点：1.电磁铁通电后具有磁性的原理：电流的磁效应.2.电磁铁磁性强弱的判断：利用转换法，通过吸
17、引大头针树木的多少来判断电磁铁磁性的强弱.3.选择线圈匝数不同的电磁铁串联进行实验的目的：控制电流相同，比较磁性与线圈匝数的关系.4.电磁铁N、S极的判断.5.实验结论：电磁铁通电时有磁性，断电时无磁性；线圈匝数一定时，电流越大，电磁铁的磁性越强；电流一定时，线圈匝数越多，电磁铁磁性越强. （2016通辽）为了探究电磁铁的磁性强弱跟哪些因素有关，小明同学用漆包线（表面涂有绝缘漆的导线）在大铁钉上绕若干匝，制成简单的电磁铁，如图所示用此装置去吸引大头针，甲、乙、丙、丁为实验中观察到的四种情况（1）实验中通过电磁铁 ；判断电磁铁磁性的强弱，这一方法体现了转换的思想（2）比较 两图可知：线圈匝数相同
18、时，电流越大磁性越强（3）根据图丁可以得出的结论是 （1）吸引大头针数目的多少；（2）乙、丙；（3）电流一定时，匝数越多，磁性越强 【答案】实验二实验二 探究感应电流产生的条件探究感应电流产生的条件考查要点：考查要点：1.感应电流产生的条件(1)电路必须闭合；(2)导体要切割磁感线运动；2.感应电流是否产生的判断：通过观察灵敏电流计的指针是否偏转来判断电路中是否产生了感应电流.3.改变感应电流方向的方法(1)改变磁场方向；(2)改变导体切割磁感线的方向.4.实验结论：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中就会产生电流，这种由于导体在磁场中运动而产生电流的现象叫做电磁感应，产生的
19、电流叫做感应电流. (2015厦门)如图所示，某小组探究导体在磁场中产生感应电流的条件，实验时保持磁体位置不变.（1）如图甲所示，电流计指针不偏转，这是因为导体ab.（2）如图乙所示，电流计指针也不偏转，这是因为 .（3）如图丙所示，电流计指针仍不偏转，这是因为导体ab虽有运动，但没有 .（4）分析比较图四个实验现象，可以初步得出产生感应电流的条件：的部分导体，在磁场中做运动. （1）没有运动（2）没有闭合开关（3）切割磁感线（4）闭合电路 切割磁感线 【答案】真题体验 1（2016成都）下列关于磁场的描述，正确的是（B）A磁感线是磁场中真实存在的曲线B磁体间的吸引或排斥作用是通过磁场实现的C
20、.磁体周围的磁感线从磁体S极发出，回到磁体N极D地磁的N极在地理北极附近，地磁的S极在地理的南极附近【解答】磁感线是人们为了方便研究磁场，在磁体周围画的带箭头的曲线，这些曲线在磁场中根本不存在故A错误；磁场的基本性质是对其中的磁体有磁力作用，磁体间的吸引或排斥作用是通过磁场实现的，故B正确；对于磁体，其外部的磁感线是从N极指向S极；其内部是由S极指向N极，故C错误；地球是一个大磁体，地磁南极在地理北极附近，地磁的N极在地理的南极附近，故D错误； 【答案】 B真题体验 2（2016呼和浩特）如图所示，下列说法中错误的是（D）A这是模拟奥斯特实验的一个场景B图示实验说明了通电导线周围存在磁场C将电
21、池正负极对调后，重新闭合电路，小磁针偏转方向改变D将图中导线断开，小磁针N极将指向地磁的北极【解答】 据图可知，该实验是用于模拟奥斯特实验的一个场景，故A正确；该实验中，若给导线通电，下面的小磁针会转动，即说明通电导线周围存在着磁场，故B正确；由于磁场的方向与电流的方向有关，所以将电池正负极对调后，重新闭合电路，小磁针偏转方向改变，故C正确；将图中导线断开，小磁针由于地磁的缘故，即N极将指向地理的北极，而不是地磁的北极，故D错误. 【答案】 D3（2016雅安）如图所示，根据小磁针的指向，对电磁铁的南、北极和电源的正、负极判断正确的是（A） Aa端是北极，c端是负极Ba端是北极，c端是正极Ca
22、端是南极，c端是负极 Da端是南极，c端是正极 【解答】图中小磁针N极向右，据磁体间的作用规律可知，此时螺线管的a端是N极，b端是S极，故由安培定则可知电流由右侧流入，即电源右侧d为正极；c端是负极，如图所示：真题体验 【答案】 A真题体验 4（2016钦州）如图所示的四个实验中，研究电动机工作原理的是（D）A. B. C. D.【解答】是奥斯特实验图，小磁针发生偏转说明通电导体周围有磁场，故A不符合题意；是电磁感应的实验图，属于发电机的原理，故B不符合题意；是通电螺线管的实验图，说明通电螺线管周围有磁场，故C不符合题意；电路中有电流，通电线圈或导体受到磁场力的作用发生运动，是电动机的工作原理
23、，故D符合题意 【答案】 D真题体验 5（2016安徽）如图探究“导体在磁场中运动时产生感应电流条件”实验的装置示意图关于这个实验，下列说法正确的是（C）A当导体棒沿竖直方向上下运动时，灵敏电流计的指针发生偏转B当导体棒相对水平方向斜向上运动时，灵敏电流计的指针不发生偏转C当导体沿水平方向左右运动时，灵敏电流计的指针发生偏转D当导体沿水平方向向左和向右运动时，灵敏电流计的指针都向同一方向偏转 【答案】 C真题体验 6（2016河池）如图所示，POS刷卡机的广泛应用给人们的生活带来了便利，POS机刷卡位置有一个绕有线圈的小铁环制成的检测头，当信用卡的磁条在指定位置刷一下，线圈中就会产生变化的电流，POS机便可读出磁条上的信息下列能反映其工作原理的（C）A磁场的方向性B磁场对电流有力的作用C电磁感应现象D电流周围存在磁场【解答】 如图电路中没有电源，当闭合开关，闭合电路的一部分导体在磁场中进行切割磁感线运动时，导体中有感应电流产生，这是电磁感应；将带有磁条的信用卡在刷卡位置刷一下，检测头的线圈中就会产生变化的电流，POS刷卡机读出信息原理就是电磁感应现象故选C 【答案】 C
