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1、电与磁适用学科初中物理适用年级初三适用区域人教版课时时长(分钟)2课时知识点1磁极与磁极间的相互作用;2 .磁场与磁场方向;3 .电流的磁效应与安培定那么;4 .电磁铁及其磁性;5 .电磁继电器的结构及工作原理;6 .磁场对通电导线的作用,电动机的结构;7 .电磁感应现象及发电机的工作原理。教学目标一、知识与技能1、了解简单的磁现象,知道磁极间的相互作用,了解磁化。2、知道磁体周围存在磁场。知道磁在日常生活、工业生产和科研中有着重要应用。3、知道磁感线可用来形象地描述磁场,知道磁感线的方向是怎样规定的。4、知道地球周围有磁场,知道地磁的南、北极。5、认识电流的磁效应,初步了解电和磁之间有某种联
2、系。6、知道通电导体周围存在着磁场,通电螺线管的磁场与条形磁体的相似。7、会判断通电螺线管两端的极性或通电螺线管的电流方向。8、了解什么是电磁铁。知道电磁铁的特性和工作原理。9、了解影响电磁铁磁性强弱的因素。10、了解电磁继电器和扬声器的结构和工作原理。11、了解磁场对通电导线的作用。12、了解直流电动机的结构和工作原理。13、初步认识科学与技术之间的关系。14、知道电磁感应现象,知道产生感应电流的条件。15、知道发电机的原理.能说出发电机为什么能发电,知道发电机发电过程是能量转化的过程。16、知道什么是交变电流,知道我国供生产和生活用的交流电的频率是50HZ的意思;能把交流电和直流电区分开来
3、。二、过程与方法1 .观察和体验通电导体与磁体之间的相互作用,初步了解电和磁之间有某种联系;2 .引导学生做课堂应用,让学生从解题的过程中总结解题方法和解题的思路。3 .培养对电与磁知识点的综合应用的能力。三、情感态度与价值观1 .培养学生对物理美的欣赏能力,和对保护自然环境的贲任心;2 .增强学生对电学知识的理解和应用,提高学生的爱国热情。教学重点1、磁现象磁场2、电生磁3、电磁铁电磁继电器4、电动机5、磁生电教学难点1、电生磁2、电动机3、磁生电教学过程一、复习预习本章我们学习了有关磁的知识,通过了解我国古代对磁的研究方面取得的成就,激发爱国热情,进一步提高学习物理的兴趣。另外还要知道磁场
4、是一种看不见摸不着,但是客观存在的一种特殊物质。这点对于学习磁场至关重要。本章几个重要的实验在中考中经常出现,主要是奥斯特实验一一电流的磁效应;电动机原理一一通电导体在磁场中受力的作用;还有就是发电机原理一一电磁感应现象。复习时候一定要比照学习,这样才能更好的理解。二、知识讲解W程引入:为什么磁铁能吸引铁钉?电动机是怎么工作的,仅仅是将电能转化为机械能这么简单?发电机的原理又是什么?太空中的卫星如何实现与地面的良好沟通?奥斯特发现电流的磁效应后,许多科学家都在思索,既然电流能产生磁,那么磁能否产生电呢?什么情况下磁能生电?考点/易错点1、磁现象磁场1、 磁现象:磁性:物体能够吸引钢铁、钻、锲一
5、类物质(吸铁性)的性质叫磁性。磁体:具有磁性的物体,叫做磁体。磁体具有吸铁性和指向性。磁体的分类:形状:条形磁体、蹄形磁体、针形磁体;来源:天然磁体(磁铁矿石)、人造磁体;保持磁性的时间长短:硬磁体(永磁体)、软磁体。磁极:磁体上磁性最强的局部叫磁极。磁极在磁体的两端。磁体两端的磁性最强,中间的磁性最弱。磁体的指向性:可以在水平面内自由转动的条形磁体或磁针,静止后总是一个磁极指南(叫南极,用S表示),另一个磁极指北(叫北极,用N表示)。无论磁体被摔碎成几块,每一块都有两个磁极。磁极间的相互作用:同名磁极互相排斥,异名磁极互相吸引。(假设两个物体互相吸引,那么有两种可能:一个物体有磁性,另一个物
6、体无磁性,但含有钢铁、钻、集一类物质;两个物体都有磁性,且异名磁极相对J磁化:一些物体在磁体或电流的作用下会获得磁性,这种现象叫做磁化。钢和软铁都能被磁化:软铁被磁化后,磁性很容易消失,称为软磁性材料;钢被磁化后,磁性能长期保持,称为硬磁性材料。所以钢是制造永磁体的好材料。2、磁场:磁场:磁体周围的空间存在着磁场。磁场的根本性质:磁场对放入其中的磁体产生磁力的作用。磁体间的相互作用就是通过磁场而发生的。磁场的方向:把小磁针静止时北极所指的方向定为那点磁场的方向。磁场中的不同位置,一般说磁场方向不同。磁感线:在磁场中画一些有方向的曲线,任何一点的曲线方向都跟放在该店的磁针北极所指的方向一致。这样
7、的曲线叫做磁感线。对磁感线的认识:磁感线是在磁场中的一些假想曲线,本身并不存在,作图时用虚线表示;在磁体外部,磁感线都是从磁体的N极出发,回到S极。在磁体内部正好相反。磁感线的疏密可以反响磁场的强弱,磁性越强的地方,磁感线越密,磁性越弱的地方,磁感线越稀;磁感线在空间内不可能相交。典型的磁感线:3、地磁场:地球本身是一个巨大的磁体,在地球周围的空间存在着磁场,叫做地磁场。地磁场的北极在地理南极附近;地磁场的南极在地理北极附近。小磁针能够指南北是因为受到了地磁场的作用。地理的两极和地磁的两极并不重合,磁针所指的南北方向与地理的南北极方向稍有偏离(地磁偏角),世界上最早记述这一现象的人是我国宋代的
8、学者沈括。(?梦溪笔谈?)考点/易错点2、电生磁1、奥斯特实验:最早发现电流磁效应的科学家是丹麦物理学家奥斯特。奥斯特实验:比照甲图、乙图,可以说明:通电导线的周围有磁场;比照甲图、丙图,可以说明:磁场的方向跟电流的方向有关。2、 通电螺线管的磁场:通电螺线管外部的磁场方向和条形磁体的磁场一样。通电螺线管的两端相当于条形磁体的两个极,通电螺线管两端的极性跟螺线管中电流的方向有关。3、安培定那么:用右手握螺线管,让四指指向螺线管中电流的方向,那么大拇指所指的那端就是螺线管的N极。考点/易错点3、电磁铁电磁继电器一、电磁铁:定义:插有铁芯的通电螺线管。特点:电磁铁的磁性有无可由通断电控制,通电有磁
9、性,断电无磁性;电磁铁磁极极性可由电流方向控制;影响电磁铁磁性强弱的因素:电流大小、线圈匝数、:电磁铁的电流越大,它的磁性越强;电流一定时,外形相同的电磁铁,线圈匝数越多,它的磁性越强。电磁继电器:电磁继电器是利用低电压、弱电流电路的通断,来间接地控制高电压、强电流电路的装置。电磁继电器是利用电磁铁来控制工作电路的一种开关。电磁继电器的结构:电磁继电器由电磁铁、衔铁、弹簧、动触点和静触点组成,其工作电路由低压控制电路和高压工作电路组成。三、扬声器:扬声器是将电信号转化成声信号的装置,它由固定的永久磁体、线圈和锥形纸盆构成。扬声器的工作原理:线圈通过如图下所示电流时,受到磁体吸引而向左运动;当线
10、圈通过方向相反的电流时,受到磁体排斥而向右运动。由于通过线圈的电流是交变电流,它的方向不断变化,线圈就不断地来回振动,带动纸盆也来回振动,于是扬声器就发出了声音。考点/易错点4、电动机1磁场对通电导线的作用:通电导体在磁场里受到力的作用。力的方向跟磁感线方向垂直,跟电流方向垂直;通电导体在磁场里受力的方向,跟电流方向和磁感线方向有关。(当电流方向或磁感线方向两者中的一个发生改变时,力的方向也随之改变;当电流方向和磁感线方向两者同时都发生改变时,力的方向不变。)当通电导线与磁感线垂直时,磁场对通电导线的力最大;当通电导线与磁感线平行时,磁场对通电导线没有力的作用。2、电动机:电动机是根据通电线圈
11、在磁场中因受力而发生转动的原理制成的,是将电能转化为机械能的装置。电动机是由转子和定子两局部组成的。换向器的作用是每当线圈刚转过平衡位置时,能自动改变线圈中电流的方向,使线圈连续转动。改变电动机转动方向的方法:改变电流方向(交换电压接线)或改变磁感线方向(对调磁极)。提高电动机转速的方法:增加线圈匝数、增加磁体磁性、增大电流。考点/易错点5、磁生电1、电磁感应现象:英国物理学家法拉第发现了电磁感应现象。内容:闭合电路的一局部导体在磁场中做切割磁感线运动时,导体中就产生电流,这种现象叫做电磁感应,产生的电流叫做感应电流。导体中感应电流的方向,跟导体的运动方向和磁感线方向有关。(当导体运动方向或磁
12、感线方向两者中的一个发生改变时,感应电流的方向也随之改变;当导体运动方向和磁感线方向两者同时都发生改变时,力的方向不变。)2、发电机:发电机是根据电磁感应现象制成的,是将机械能转化为电能的装置。发电机是由定子和转子两局部组成的。从电池得到的电流的方向不变,通常叫做直流电。(DC)电流方向周期性变化的电流叫做交变电流,简称交流电。(AC)在交变电流中,电流在每秒内周期性变化的次数叫做频率,频率的单位是赫兹,简称赫,符号为Hz。我国供生产和生活用的交流电,电压是220V,频率是50HZ,周期是0.02s,即IS内有50个周期,交流电的方向每周期改变2次,所以50HZ的交流电电流方向Is内改变100
13、次。三、例题精析【例题1】【题干】如下图,有三根钢棒,其中甲、乙相互排斥,甲、丙相互吸引,如果甲是磁体且右端为N极,那么以下对乙、丙的判断正确的选项是()A.乙是磁体且右端是N极B.丙是磁体且右端是N极C.乙是磁体,丙不一定是磁体D.乙是磁体,丙也一定是磁体【答案】C【解析】根据磁极间的相互作用,同名磁极相斥,异名磁极相吸可知,甲、乙相互排斥,说明都具有磁性,都是磁体;甲磁体的右端为N极,那么乙磁体的左端为N极,故A错;甲、丙相互吸引,那么可知丙可能为磁体、也可能不是磁体,故BD错,C正确;应选C。【例题2】【题干】关于碳现象,以下说法中正确的选项是()A.磁铁能够吸引所有的金属物品B.通电导
14、丝周围和磁铁周围一样存在磁场C.磁体周围的磁感线是真实存在的D.通电螺线管内部不存在磁场【答案】B【解析】磁铁可吸引铁、钻、银等金属,但不能吸引铝、铜等金属,故A错;通电导线周围也存在着磁场,磁铁周围也存在着磁场,故B正确;磁感线是为了研究磁场方便,而假想出来的,不是真实存在的,故C错;通电螺线管内部和外部都有磁场,故D错;应选B。【例题3】【题干】如下图,电源电压不变。R为定值电阻,弹簧测力计下端挂一条形磁铁,且与螺线管B在同一竖直线上,将开关S闭合,条形磁铁静止时,测力计的示数为F。,那么()A.在螺线管中插入铁棒后,测力计的示数增大B.在螺线管中插入铁棒后,测力计的示数减小C.只改变电流
15、的方向,测力计的示数增大D.只减小线圈的匝数,测力计的示数减小【答案】BC【解析】(1)当S闭合后,通电螺线管将产生磁性。根据安培定那么可判断,电磁铁的上端是N极。因同名磁极相互排斥,所以当通电螺线管产生磁性时,会与条形磁铁相互排斥。在螺线管中插入铁棒后,铁棒被磁化,所以螺线管的磁性增强,故测力计的示数变小,故A错误;B正确;(2)只改变电流的方向,电磁铁的磁极对调,与磁体之间由斥力变为引力,所以测力计的示数增大,故C正确;(4)减小线圈匝数,电磁铁的磁性减弱,斥力减小,测力计的示数增大,故D错误。【例题4】【题干】如图是一个课外兴趣小组自制的“温度自动报警器原理图。以下说法正确的选项是()A.减少线圈的匝数可增大电磁铁的磁性B.减小电源电压能使电磁铁的磁性增强C.只要温度计内的水银柱升高电铃就发声D.假设a点接电源的正极,通电时电磁铁的左端为S极【答案】D【解析】线圈的匝数越小电磁铁的磁性越弱,故A错;电源电压减小,会造成电流变小,电磁铁的磁性会减弱,故B错;温度计内的水银柱需升高的到一定程