电与磁导学案

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第二十章电与磁

第1节磁现象磁场

学习目标

1、了解日常生活中常见的磁现象有哪些。

2、知道磁性、磁体、磁化概念；知道磁极的规定；知道磁极间的作用规律。

3、经历探究磁极间作用规律的过程；有将科学技术应用于日常生活的意识。

4、知道磁场的基本特性是对处在它里面的磁极或电流有磁场力的作用。

5、知道磁极和磁极之间、磁极和电流之间、电流和电流之间都是通过磁场发生相互作用的。

学习重点：

磁极间的作用规律。

学习难点：

磁场的物质性和基本性质。

学习过程

自主学习

1、罗盘就是平常说的，它是我国古代的四大发明之一，我国早期的指南针称为。

2、如果一个物体能够吸引等物质，我们就把该物体的这种性质称之为，具有磁性的物体称之为。

3、一般说来，磁体的两端吸引钢铁的能力最强，这两个部位叫做，磁体有个磁极，分别叫做和。

4、将一枚指南针悬挂起来，待其静止下来，发现它的一个磁极指南，一个磁极

指北，我们把指南的磁极称为，指北的磁极称为。

5、使原来不带磁性的物体带上磁性的过程，我们称之为。

6、磁场是存在于或电流周围空间的一种客观存在的；磁极和磁极间、磁极和电流间、电流和电流间的作用都是通过来传递的。

7、规定在磁场中的任意一点小磁针受力的方向亦即小磁针静止时北极所指的方向，就是那一点的磁场方向．

8、地球本身在地面附近空间产生的磁场，叫做。地磁场的分布大致就像一个磁铁外面的磁场。

9、地理南北极与地磁的南北极大致，但并不重合，最早是我国宋代学者发现。

10、磁感线都是从磁体的极出发，回到极。

合作探究

一、认识磁现象

二、磁极及其相互作用

图3：把一些铁屑平铺在一张白纸上，将条形磁体平放在铁屑上，观察P

120

用手轻轻将磁体提起，并轻轻抖动。观察到什么现象？由此可得出什么结论？

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，小磁针静止时，两个磁极分别指向什么方向？

把一块条形磁体用线吊起来，用另一块条形磁体的N极先慢慢地接近吊起的N极，再慢慢接近吊起的S极，观察磁极间的相互作用。

磁极间的相互作用

是：。

三、磁化

四、磁场的方向：

P

图5在条形磁铁的周围放置一些小磁针，观察小磁针静止时N极的指向。

121

五、磁感线

各种磁体周围磁场的分布

条形磁体磁场分布蹄形磁体磁场分布磁体周围的磁感线总是从磁体的出发，回到。

六、地磁场

达标检测

1、有两根大头针被磁铁一端吸起，悬在磁铁下方，如图所示的四幅图中能正确反映实际情况的是（）

2、如图所示，一条形磁铁周围放着能自由转动的小磁针甲、乙、丙、丁，这四根磁针静止时N极指向画错的是（磁针的黑端表示N极（）

A．磁针甲B．磁针乙C．磁针丙D．磁针丁

3、用手拿钢棒甲去靠近悬挂着的钢棒乙的一端，发现乙向甲靠拢，可以判定（）

A．甲必有磁性B．乙必有磁性

C．甲、乙都有磁性D．甲、乙中至少有一根有磁性

4、下列说法不正确的是（）

A．地球磁场的北极与地理南极不完全重合

B．将条形磁铁从中间断开,一段是N极,另一段是S极

C．改变通电螺线管中电流的方向可使其N极与S极对调

D．磁场是客观存在的一种物质

5、下面实验中，不能确定钢棒具有磁性的是（）

A．用细线将钢棒吊起，使它在水平面内自由转动，静止时总是指向一定的方向B．用钢棒接近铁屑、大头针，发现能吸引

C．用钢棒接近条形磁体时被吸引

D．用钢棒靠近条形磁体，发现相互排斥

6、关于磁场和磁感线，下列说法正确的是（）

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来指向北极的

D. 地磁场的南极在地理的南极附近

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第2节电生磁

学习目标

1 、认识电流的磁效应，初步了解电和磁之间有某种联系。

2、通电导体的周围存在磁场，通电螺线管的磁场与条形磁铁的磁场相似。

3、理解安培定则，并能应用安培定则解决实际问题。

4、经历实验探究过程，体会探索自然界奥秘的乐趣。

学习重点

认识电流的磁效应。

学习难点

通电螺线管的磁场。

学习过程

自主学习

1、磁体周围有，其方向是这样规定的：小磁针静止时极所指的方向就是该点的；可以利用带箭头的曲线来描述磁场，这样的曲线叫做。

2、小磁针静止时会N极指向地球，因为地球该处附近是地磁极。

合作探究

电流的磁效应

P

想想做做：当直导线和电池连通时，你能看到什么现象？改变电流的方向，124

又能看到什么现象？

对比图甲、乙说明；

对比图甲、丙说明。奥斯特实验：通电导线的周围存在，称为电流的磁效应。该现象在1820年被丹麦的物理学家发现。

该现象说明：。

螺线管的磁场

通电螺线管的磁场和的磁场一样。其两端的极性跟有关，电流方向与磁极间的关系可由安培定则来判断。

安培定则的内容：

。

达标检测

1、2005年是世界物理年。下列四位科学家都对物理学的发展做出了卓越的贡献，其中首先发现电流磁效应的科学家是( )

A.爱因斯坦

B.帕斯卡

C.奥斯特

D.牛顿

2、下列四个例子中，采用相同的物理研究方法的是( )

(1)根据电流所产生的效应认识电流

(2)研究电流时把它比作水流

(3)根据磁铁产生的作用来认识磁场

(4)利用磁感线来描述磁场

A．(1)与(2) B．(1)与(3) C．(3)与(4) D．(2)与(4)

3、下列说法错误的是（）

A．螺线管周围一定存在磁场

B．安培定则是用来判定电流方向与磁极方向的

C．知道通电螺线管的南北极就可判断出电流的方向

D．通电螺线管的磁极可以对调

4、下图中，正确标出螺线管极性与电流方向关系

5、如下图，通电螺线管与条形磁铁相互_____（排斥或吸引）

6、下图中，电路连接正确，通电后小磁针指向如图所示（涂黑端表示N极）。请在图中标出螺线管的磁极、电源的“+”、“—”极。

7、许达同学在探究通电螺线管的极性和管外磁场的分布情况时，在螺线管外部的a、b、c处摆放了三个小磁针，如图2-2所示，当他闭合开关，等到小磁针静止后，下面的说法中正确的是（）

A.小磁针a、b的左端是N极、小磁针c的右端是N极

B.小磁针a、c的左端是N极、小磁针b的右端是N极

C.小磁针b、c的左端是N极、小磁针a的右端是N极

D.小磁针a、c的右端是N极、小磁针b的左端是N极

8、下列通电螺线管周围的小磁针北极的标注方向正确的是（）

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第3节电磁铁电磁继电器

学习目标

1、电磁铁具有接通电流产生磁性、断开电流磁性消失的基本性质；改变电池正负极的连接方法或改变线圈缠绕的方向会改变电磁铁的南北极。

2、制作铁钉电磁铁；做研究电磁铁南北极的实验。

3、了解电磁继电器的结构和工作原理。

4、初步认识物理知识的实际应用。

学习重点

电磁铁的制作

学习难点

探究电磁铁的南北极与什么因素有关

学习过程

自主学习

1、丹麦科学家奥斯特在试验中发现。

2、实验中为了让观察效果更明显可以。

3、通电螺线管的磁场与磁体的磁场相似，它的磁极方向用定则判断。

4、我们把插入的叫电磁铁。它时有磁性，

无磁性。

5、电磁铁的磁性强弱与和及有无有关。合作探究

知识点1：阅读教材，猜想通电的磁场的强弱可能与哪些因素有关？

小明在学习的过程中，猜测通电螺线管的磁场的强弱可能与电流大小、线圈匝数和是否有铁芯有关。

探究通电螺线管磁性强弱与电流大小的关系，应保持和__相同；探究通电螺线管磁性强弱与线圈匝数的关系，应保持和__相同；探究通电螺线管磁性强弱与插入铁芯的关系，要保持和__相同。

知识点2：设计实验探究小明的猜想。用什么方式知道磁场是增强还是减弱了？电路图：

电磁铁的特点是：

（1）电磁铁的磁性有无可以由控制；

（2）电磁铁的磁极方向可以由方向来控制；

（3）电磁铁的磁性强弱可以由来控制。电磁铁在很多方面都有应用。例如： _______________________________________。

判断正误：

铁钉电磁铁没有南北极。（）

电磁铁的南北极永久不变。（）

电磁铁的南北极与线圈绕向无关。（）

电磁铁的南北极与电池的正负极有关。（）

电磁铁切断电流后就会失去磁性。（）

知识点3：电磁继电器：

1、电磁继电器的工作原理：

闭合低压控制电路中的开关，电流通过电磁铁线圈产生，从而把吸引下来，使动触点B与静触点C ，工作电路。当断开低压开关时，电磁铁磁性，衔铁B在的作用下与电磁铁A ，使动触点B与静触点A ，工作电路。

2、电磁继电器实质上就是一种利用来控制工作电路的开关。

3、利用电磁继电器可以用、的电路来控制、

的电路。

达标检测

1、如图所示，是某学习小组同学设计的研究“电磁铁磁性强弱”的实验电路图。

⑴、要改变电磁铁线圈中的电流大小，可通过来实现；要判断电磁铁的磁性强弱，可观察来确定。

电磁铁(线圈) 50匝100匝

实验次数 1 2 3 4 5 6

电流/ A 0.8 1.2 1.5 0.8 1.2 1.5

吸引铁钉的

5 8 10 7 11 14

最多数目/

枚

比较实验中的1、2、3（或4、5、6），可得出的结论是：电磁铁的匝数一定时，通过电磁铁线圈中的电流；

比较实验中的1和4（或2和5或3和6），可得出的结论是：电磁铁线圈中的电流一定时，线圈匝数；

2、某同学的实验装置如图所示，弹簧下端吊的是铁块，当他将开关闭合以后，弹簧的长度_______；当他将滑动变阻器的滑片向左滑动时，电流表的示数

_______，弹簧的长度将；如果其他条件不变，他只是将电源的正负极调换了一下，发生变化的是

3、如图是张强同学在研究性学习活动中为某仓库设计的一种防盗报警器,其踏板放在仓库的门口,电铃和灯泡放在值班室内.观察电路可知,这个报警器的工作原理是:有人踩踏板时________________________ ；无人踩蹋板时______________________ _。

4、下列功能中，电磁继电器能完成的是( )

A．控制电路中电流的连续变化

B．控制电路中电流的有无

C．利用低电压、弱电流控制高电压、强电流

D．远距离自动控制和操作

5、电磁继电器工作电路中的电压和电流比起控制电路来说一般是（）A．高电压、弱电流 B．高电压、强电流

C．低电压、弱电流 D．低电压、强电流

6、下列装置中没有应用电磁铁的是（）

A．扬声器 B．电磁继电器 C．电热器 D．电铃

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第4节电动机

学习目标

1、通过实验观察搞清通电导线在磁场中将受到磁场力的作用，知道通电导体在磁场中受力方向与电流方向，以及磁感线方向有关系。

2、知道电动机就是利用上述现象制成的。

3、搞清电磁感应和磁场对电流作用中的能量转化。

4、培养、训练学生观察能力和从实验事实中归纳、概括物理概念与规律的能力。

学习重点

电动机原理

学习难点

通电导线在磁场中受力方向与磁场方向、电流方向的关系

学习过程

自主学习

1、回忆奥斯特实验内容

。

2、磁体的周围存在着，的周围也存在着磁场；

磁场最基本的性质是。

3、通电导线在磁场中，力的方向跟、

都有关系。

4、通电线圈在磁场中会，利用这个原理制成了。

5、电动机的构造主要包括两个部分：叫做和

叫做。另外为了能持续转动，它还有改变电流方向的。

2、扬声器：

（1）、结构：

(2)、原理：

合作探究

一、磁场对通电导体的作用

演示实验：探究磁场对通电导体的作用

P

133

①把导体AB放在磁场里，让电流通过AB，观察它的运动.

②保持磁极的位置不变，把电源的正、负极调换，观察到导体AB的运动方向与步骤①中导体AB的运动方向;

③在步骤②的基础上，保持导体AB中的电流方向不变，把U型磁铁的磁极上下对调，观察到导体AB的运动方向与步骤②中导体AB的运动方向。问题1：实验中，导体AB通电后运动，这说明了什么？

.

问题2：实验中，通电导体在磁场中受到的力的方向和什么有关？

.

活动1：制作简单的电动机.

“想想做做”

P

134

二、应用

电动机原理是。

，思考下列问题：

活动2：阅读课本P

135

（1）图甲中.ab边，cd边为什么受力方向相反？

(2)当线圈转到与磁场方向垂直的位置时，它的两个边受力、

所以不能转动，这个位置是线圈的。

（3）线圈转到平衡位置时，为什么不受力？又为什么不能立即停止？

（4）线圈转过平衡位置后，要使他继续转动下去，ab边、cd边中的电流方向应该怎样改变？是怎样实现这一改变的？

。

三、磁场对电流的作用过程中的转化为。

达标检测

1、关于电动机的工作原理，下列说法正确的是（）

A、电动机是根据电磁感应原理工作的

B、电动机是根据通电线圈在磁场中受力而转动的工作原理工作的

C、电动机是根据电流的磁效应工作的

D、电动机是根据电流的热效应工作的

2、有关直流电动机的换向器的作用，以下说法正确的是（）

A、当线圈平面与磁感线平行时，自动改变电流方向

B、当线圈平面与磁感线垂直时，自动改变电流方向

C、当线圈平面与磁感线平行时，自动改变磁感线的方向

D、当线圈平面与磁感线平行时，自动改变线圈转动方向

3、为了改变电动机的转动方向，下述可采取的措施正确的是（）

A、改变电源电压的大小

B、改变通过线圈的电流的大小

C、改变通过线圈的电流的方向

D、对调N、S两磁极的位置，同时对调电源的正、负极

4、电动机安装完成后，闭合电路电动机不运转，但轻轻的转一下就转动起来了，出现这种现象的原因是。

5、探究通电导体在磁场中受到的力与哪些因素有关时，小丽同学做了如下三组实验，如下图所示,其中AB是通电导体的一部分，导线上的箭头表示电流方向，F表示导体受力的方向，N、S表示磁体的两极．

（1）比较（a）和（b）说明，通电导体在磁场中的受到力方向与的方向有关．

（2）比较（a）和（c）说明，通电导体在磁场中的受到力方向与的方向有关．

6、如图，悬挂在细金属丝上的金属棒AB处在磁场中。

（1）当C、D两个线头没有接到电池组的正、负极上时，

AB棒保持静止不动，而一旦使C、D两个线头接触到电池

组的正、负极时，AB棒立即摆动起来，

这一现象说明了；

（2）留心的同学还会注意到，当两个线头分别接触，C、D两极时，金属棒相对蹄形磁铁向里摆动，而如果将两个线头对调一下再接触C、D两极，则看到金属棒相对蹄形磁铁向外摆动，

这一现象说明了；

（3）如果两个线头像图示那样接触C、D，而把蹄形磁铁上下翻转一下(S极在上)，则金属棒也相对蹄形磁铁向外摆动，

这一现象说明了。

7、下列哪些措施中，不能增大直流电动机线圈的转速（）

A．换用磁性更强的磁极(其他量不变) B．增大线圈的匝数

C．将N、S极对调D．换用电压更高的电源（安全范围内）班级姓名学号家长签名

第5节磁生电

学习目标

1、知道电磁感应现象，知道产生感应电流的条件。

2、知道发电机的原理，交流电的初步知识，知道发电机发电过程中的能量转化。

3、能区别直流电和交流电，知道我国生产和生活用的交流电的频率

学习重点

电磁感应现象

学习难点

磁生电的条件

学习过程

自主学习

1、丹麦物理学家证实电流的周围存在磁场，电流的磁场方向与

有关。

2、电动机的工作原理：。电动机的实质是能转化为能。

3、早在19世纪初，英国物理学家法拉第就已经提出“磁能生电”的研究课题，

并进行了整整10年坚持不懈的努力，经历了一次又一次的失败，终于在183l年成功地利用磁场获得了电流，发现了电磁感应。这是科学史上伟大的发现之一，它导致了电能的大规模生产和利用，开辟了电气化的。

合作探究

一、什么情况下磁能生电

探究：什么情况下磁能生电

（1）让导线在磁场中静止，电流表指针，

说明

（2）让导线在磁场中沿不同方向运动，观察电流表指针是否偏转？

问题1：在哪些情况下电流表的指针发生了偏转（产生了电流）？

问题2：这些偏转的情况有什么共同规律？

问题3：电路中产生的电流是从哪里来的？

结论1、闭合电路的一部分导体在磁场中做

的现象称为电磁感应现象，电磁感应中产生的电流称。感应电流的方向与的方向和

的方向都有关系。

2、电磁感应现象过程中的能量转化是：能转化为能。

二、发动机

1、工作原理：。工作过程中，能转化为能。

2、交流发电机主要由和两部分组成。不动旋转的发电机叫做旋转磁极式发电机。

3、交流电和直流电：

4、我国家庭电路使用的是电。电压是，频率是

电流方向1s改变次。

达标检测

1、下列能产生感应电流的是（）

A．甲和乙B．乙和丙C．丙和丁D．甲和丁

2、如图，甲表示闭合电路的一部分导体a在磁场中沿箭头方向运动时导体中感应电流的方向垂直于纸面向里(圆圈内用“×”号表示)。参照图甲，在图乙和图丙中(用“×”号或“．”号)标出感应电流的方向。

3、麦克风的工作过程是：声音使空气振动从而使话筒中的振动，带

动与之相连的线圈，线圈是套在上，所以这时线圈中会产生与声音变化一样的，通过其他元件再转换成声音播出来．

4、关于产生感应电流的说法中，正确的是（）

A．闭合导体在磁场中运动时，导体中会产生感生电流

B．闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动时，导体中会产生感应电流C．闭合导体的一部分在磁场中沿磁感线运动时，导体中产生感应电流

D．感应电流的方向与磁感线的方向、导体切割磁力线的运动方向无关

5、英国科学家法拉第（）

A．发现了电流具有热效应 B．用实验证明了电流的周围存在着磁场

C．发现了电磁感应现象 D．发现了通电导体在磁场中要受到力的作用

6、要使感应电流的方向相反，可采用的措施有（）

A．把磁场方向和切割磁感线的导体的运动方向都反过来

B．保持导体切割磁感线运动的方向不变，把磁场方向反过来

C．将磁场方向和切割磁感线的导体的运动方向都不改变

D．增加切割磁感线的导线的长度

7、下列有关电磁现象的说法中，正确的是（）

A．磁场对放入其中的磁体没有力的作用

B．发电机是根据电磁感应现象制成的

C．奥斯特实验说明导体周围存在磁场

D．电动机工作时，机械能转化为电能

8、在电磁感应现象中（）

A．导体自身产生了电能，不需消耗其他的能量

B．消耗了机械能，得到了电能，但不遵循能量守恒

C．消耗了电能，得到了机械能，但不遵循能量守恒