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2019-2020年八年級科學(xué)下冊 1 電與磁教案 （新版）浙教版 教學(xué)內(nèi)容 重點(diǎn)：1.理解磁場的基本性質(zhì)，知道磁場的方向和判斷方法。 2.認(rèn)識通電螺線管磁場的特征，會(huì)用右手螺旋定則判斷磁場方向和電流方向。 3.理解電磁繼電器的結(jié)構(gòu)和工作原理。知道通電導(dǎo)線在磁場中受到的力的方向與哪些因素有關(guān)。 難點(diǎn)：1.知道地磁場的存在，知道地理北極就是地磁南極。 2.能設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究影響電磁鐵磁性強(qiáng)弱的因素，并從實(shí)驗(yàn)結(jié)果定性得出影響電磁鐵磁性強(qiáng)弱的因素 及其相互關(guān)系。 3.了解直流電動(dòng)機(jī)的構(gòu)造和工作原理，理解換向器的作用。 磁體和磁極： 1、【觀察實(shí)驗(yàn)】先用線將條形磁體懸掛起來，使它自由轉(zhuǎn)動(dòng)，觀察它的靜止方位；再支起小磁針，讓它在水平方向上自由轉(zhuǎn)動(dòng)，觀察它的靜止方位。 ——小磁針在靜止后的位置總是指向南北方向的。 結(jié)論：小磁針或條形磁體指向北方的一端叫北極；指向南方的一端叫南極。 2、【實(shí)驗(yàn)】 （1）讓磁鐵與鐵塊、木塊、塑料、鋁塊、銅塊等接近。 ——能被磁鐵吸引的物體有：鐵塊 結(jié)論：磁體：具有磁性的物體－－能吸引鐵、鈷、鎳等物質(zhì)的物體。 （2）用條形磁鐵去吸一些鐵屑。 ——發(fā)現(xiàn)原來均勻分布的鐵屑不再均勻，磁鐵的兩端吸附的鐵屑特別多。說明磁體各部分的磁性強(qiáng)弱不同，磁體上磁性最強(qiáng)的部分叫做磁極，磁鐵的兩端磁性最強(qiáng)，中間磁性最弱。 結(jié)論：磁體有兩個(gè)磁性最強(qiáng)的磁極－－南極(S極)和北極(N極) 【設(shè)問】世界最早的指南工具是什么？它是根據(jù)什么原理制成的？ ——世界最早的指南工具就是我國戰(zhàn)國時(shí)代的指南針，叫司南，它是根據(jù)磁針靜止時(shí)總是指向南北方向的原理制成的。 （3）用磁鐵的一極靠近小磁針。 ——同名磁極相互排斥，異名磁極相互吸引 3、磁體間有相互作用：同名磁極相互排斥，異名磁極相互吸引。 【討論】如果磁體被分割成兩段或幾段后，每一段磁體上是否仍然有南北極呢？ ——有。在水平面上有南北指向性。 【實(shí)驗(yàn)】鐵棒的下方放些鐵屑，讓條形磁鐵靠近鐵棒。然后把條形磁鐵拿開。 ——現(xiàn)象：條形磁鐵靠近時(shí)，鐵棒能吸引鐵屑。說明鐵棒有了磁性。 拿開條形磁鐵后，鐵屑又都落下。說明鐵棒的磁性立即消失。 4、使原來沒有磁性的物體得到磁性的過程叫做磁化。 【實(shí)驗(yàn)】用一根磁鐵在鋼棒上沿同一方向摩擦幾次。 ——鋼棒有了磁性，而且能永久保持，就成了永磁體。人造磁體就是根據(jù)這一原理制成的。 【補(bǔ)充】鐵棒被磁化后，磁性容易消失，稱為軟磁體。鋼被磁化后，磁性能夠長期保持，稱為硬磁體或永磁體，鋼是制造永磁體的好材料，磁體可分為天然磁體和人造磁體，通常我們看到和使用的磁體都是人造磁體，它們都能長期保持磁性，統(tǒng)稱為永磁體。 【知識點(diǎn)1】磁場、磁感線和地磁場： （一）磁場和磁感線 【實(shí)驗(yàn)】讓磁體接近小磁針。 ——現(xiàn)象：當(dāng)磁體接近小磁針時(shí)，小磁針會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)起來。 【分析】小磁針轉(zhuǎn)動(dòng)，說明小磁針受到力的作用。力是怎樣產(chǎn)生的呢？應(yīng)該是由磁體產(chǎn)生的，而磁體沒有直接接觸小磁針。那么肯定是在它的周圍存在著一種物質(zhì)?？茖W(xué)證明：在磁體的周圍存在磁場（場－－物質(zhì)存在的一種形式）。而小磁針在磁場中會(huì)受到磁力的作用。所以小磁針是在磁力的作用下轉(zhuǎn)動(dòng)起來的。 ——只要磁體放入磁場中，磁體都會(huì)受到磁場力。 1、在磁體的周圍存在磁場。 2、磁場是有方向的。小磁針北極所指的方向就是其所處點(diǎn)的磁場方向。在磁體周圍的不同位置，磁場的方向是不同的。 【實(shí)驗(yàn)】用小磁針演示磁體周圍的磁場。 ——在磁體周圍的不同位置，磁場的方向是不同的。 【實(shí)驗(yàn)】觀察磁場周圍的鐵屑分布（用鐵屑可以形象地顯示各點(diǎn)的磁場方向） ——知道了磁場的強(qiáng)弱和分布情形：磁場越強(qiáng)的地方，鐵屑分布越密。 3、磁感線——用帶箭頭的曲線來形象地描述磁體周圍的磁場。箭頭表示的方向就是磁場中各點(diǎn)的磁場方向。曲線的疏密表示磁場的強(qiáng)弱。磁體周圍的磁感線總是從磁體的北極出來，回到磁體的南極。 （二）地磁場－－地球產(chǎn)生的磁場叫地磁場。 【設(shè)問】懸掛的小磁針為什么總是有一極指向北方？ 【分析】小磁針一極指向北方，說明地球表面一定有指向北方的磁場，而這一磁場可能來自于地球本身，即由地球產(chǎn)生。所以，地球是一個(gè)磁體。 【思考】如何理解地理北極就是地磁南極？ 【拓展與提高】 與磁有關(guān)的自然現(xiàn)象 　　“極光”源于宇宙中的高能荷電粒子，它們在地磁場作用下折向南北極地區(qū)，與高空中的氣體分子、原子碰撞，使分子、原子激發(fā)而發(fā)光。我國研究人員在歷代古籍中也已發(fā)現(xiàn)，自公元前xx年到公元1751年，有關(guān)極光記載達(dá)474次。在公元1～10世紀(jì)的180余次記載中，有確切日期的達(dá)140次之多。在西方最早記載極光的，當(dāng)推亞里士多德，他稱極光為“天上的裂縫”?！皹O光”這一名稱，始于法國哲學(xué)家伽桑迪。 　　太陽黑子，也是一種磁現(xiàn)象。在歐洲人還一直認(rèn)為太陽是完美無缺的天體時(shí)，我國先人早已發(fā)現(xiàn)了太陽黑子。根據(jù)我國研究人員的搜集與整理，自公元前165年～1643年（明崇禎十六年）史書中觀測黑子記錄為127次。這些古代觀測資料為今人研究太陽活動(dòng)提供了極為珍貴、翔實(shí)可靠的資料。 例1：關(guān)于磁感線，正確的說法是 （ ） A. 磁感線是磁場中實(shí)際存在的曲線 B. 磁鐵周圍的磁感線都是從磁鐵的南極出來，回到北極 C. 小磁針南極在某點(diǎn)所受的磁力方向，跟該點(diǎn)磁感線的方向相同 D. 小磁針北極在某點(diǎn)所受的磁力方向，跟該點(diǎn)磁感線的方向相同 解析：磁感線不是實(shí)際存在的曲線，所以答案A錯(cuò)誤。磁鐵周圍的磁感線都是從磁鐵的北極出來，回到南極，所以答案B錯(cuò)誤。小磁針北極在某點(diǎn)所受的磁力方向，跟該點(diǎn)磁感線的方向相同，所以答案C錯(cuò)誤，D正確。 答案：D 例2：在下面所示的各圖中，已知磁感線的方向，請你標(biāo)出磁鐵的N、S極和A、B兩點(diǎn)的磁場方向。 解析：本題作圖時(shí)應(yīng)緊扣：磁鐵周圍的磁感線都是從磁鐵的北極出來，回到南極。同時(shí)某點(diǎn)磁感線的方向亦即該點(diǎn)的磁場方向。 答案：教師邊講解邊作圖。 例3：如圖所示，放在磁場中的小磁針（涂黑的一端為N極），其中不正確的是（ ） A. B. C. D. 解析：首先通過磁鐵的N、S極判斷磁場的方向，亦即磁感線的方向始終是從磁鐵的N極出來，回到S極。而某點(diǎn)小磁針的N極的指向也就是該點(diǎn)磁場和磁感線的方向，根據(jù)這個(gè)判斷規(guī)律可以得出答案B是不正確的。 答案：B 【知識點(diǎn)2】電生磁： （一）直線電流的磁場 【實(shí)驗(yàn)】奧斯特實(shí)驗(yàn) 1. 在小磁針的上方拉一根與小磁針平行的直導(dǎo)線，當(dāng)直導(dǎo)線上通過電流時(shí)，你觀察到什么現(xiàn)象？ ——小磁針發(fā)生了偏轉(zhuǎn)。 思考：①小磁針為什么發(fā)生偏轉(zhuǎn)？ ——小磁針受到了力的作用。 ②實(shí)驗(yàn)中沒有其他的物體與之直接接觸，那么是什么東西能使小磁針受到力的作用呢？ ——顯然是磁場。是通電導(dǎo)線周圍存在的磁場。 結(jié)論：通電導(dǎo)線的周圍存在磁場。 改變電流的方向，觀察小磁針的偏轉(zhuǎn)方向有什么變化？ ——小磁針的偏轉(zhuǎn)方向發(fā)生改變，指向與原先相反。 說明：通電導(dǎo)線周圍磁場的方向與電流的方向有關(guān)。 【老師引導(dǎo)】既然通電的直導(dǎo)線周圍存在磁場，我們肯定會(huì)對磁場的分布（模樣）感興趣吧？那么怎樣才能觀察到磁場的分布呢？ ——用鐵屑來顯示磁場的分布。 2. 在有機(jī)玻璃上均勻地撒上一些鐵屑，給直導(dǎo)線通電后，輕敲玻璃板，觀察鐵屑在直導(dǎo)線周圍的分布情況。 現(xiàn)象：鐵屑的分布呈同心圓狀，且越靠近直導(dǎo)線鐵屑越多，即磁感線越密集說明磁場越強(qiáng)。 【小結(jié)】直線電流的磁場分布特點(diǎn)：通電直導(dǎo)線的周圍存在磁場，且磁場方向與電流方向有關(guān)；直線電流磁場的磁感線分布是以導(dǎo)線上各點(diǎn)為圓心的同心圓，距離直線電流越近，磁性越強(qiáng)，反之越弱。 （二）通電螺線管的電流 【實(shí)驗(yàn)一】 1. 如果把直導(dǎo)線按一定的方向繞成螺線管后再通電，觀察其能否吸引大頭針。 ——現(xiàn)象：能吸引大頭針。 結(jié)論：通電螺線管周圍也存在磁場。 2. 在螺線管中插入一根鐵棒或一枚鐵釘，再觀察其吸引大頭針的現(xiàn)象。 ——現(xiàn)象：吸引的大頭針更多。 結(jié)論：插入鐵芯后磁性增強(qiáng)。 原因：帶鐵芯的通電螺線管的磁性比不帶鐵芯的通電螺線管的磁性要強(qiáng)，是因?yàn)殍F芯在磁場中被磁化后相當(dāng)于一根磁鐵。 【實(shí)驗(yàn)二】 1. 在穿過螺線管的有機(jī)玻璃上均勻地撒上鐵屑。通電后輕敲玻璃板，觀察鐵屑的分布規(guī)律。 ——通電螺線管周圍的磁感線跟條形磁鐵的磁感線很相似。它的兩端相當(dāng)于兩個(gè)磁極，磁極的極性可以用小磁針的指向來確定。 2. 改變電流方向，用小磁針探測螺線管的磁極有無變化。 ——改變電流的方向，螺線管的磁極發(fā)生了變化。 3. 通電螺線管的磁場特點(diǎn)：與條形磁體的磁場相似，如下圖所示： （三）右手螺旋定則： 通電螺線管的磁極方向與電流方向之間的關(guān)系可以用右手螺旋定則（也叫安培定則）來判定。用右手握緊螺線管，讓四指彎向螺線管中的電流方向，大拇指所指的那一端就是通電螺線管的北極。 判斷直線電流周圍磁場的方向與電流方向之間的關(guān)系：用右手握導(dǎo)線，使大拇指指向電流的方向，則與拇指垂直的其余四指所指的方向就是磁場的方向。 【典型例題】 例1. 如圖所示，通電螺線管與條形磁鐵相互吸引的是 （ ） 解析：本題關(guān)鍵在于能通過電流方向判斷通電螺線管的磁場極性，然后根據(jù)同名磁極相互排斥，異名磁極相互吸引的原理進(jìn)行判斷。通過這個(gè)方法可以得出：選項(xiàng)A中的螺線管左端為N極，所以與條形磁鐵相互排斥；選項(xiàng)B中的螺線管左端為N極，所以與條形磁鐵相互吸引；同理可以判斷選項(xiàng)C和D中也是相互排斥，所以答案選擇B。 答案：B 例2. 閉合開關(guān)后，甲、乙兩小磁針靜止在如圖所示位置，它們的南極分別是（ ） 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：本題同樣是考查同學(xué)們對右手螺旋定則的運(yùn)用，從電流方向可以判斷通電螺線管的左端為S極，右端為N極，再根據(jù)磁體間的相互作用規(guī)律，可知甲、乙兩小磁針的南極為b端和c端。所以答案選擇D。 答案：D 例3. 通電線圈在磁場中轉(zhuǎn)過一個(gè)角度，最后停在某個(gè)位置，這個(gè)位置是（ ） A. 不受磁場力作用的位置 B. 處在受平衡力的位置 C. 電路中無電流的位置 D. 線圈所在平面與磁感線平行的位置 解析：本題重在考查同學(xué)們對磁體間的相互作用和二力平衡知識的理解。因?yàn)橥娋€圈在磁場中一定受到磁場力的作用，而通電線圈要能停在某個(gè)位置，說明是處于靜止?fàn)顟B(tài)，由二力平衡知識知道，它一定處在受平衡力的位置，但可能不止有一對平衡力，有可能有多對平衡力同時(shí)作用，所以答案選擇B。 答案：B 【知識點(diǎn)3】電磁鐵的應(yīng)用： （一）電磁鐵 1. 什么是電磁鐵？ ——帶鐵芯的通電螺線管就是電磁鐵。 2. 電磁鐵和普通的磁鐵有什么不同？ ——電磁鐵的磁場由電流產(chǎn)生，可以通過控制電流的通斷來實(shí)現(xiàn)磁性的有無。 3. 鐵芯為什么是用軟鐵制成，而不是用鋼制成？ ——因?yàn)閿嚯姾?，鋼芯要保持原有的磁性? 4. 為什么插入鐵芯后磁性大大加強(qiáng)？ ——鐵芯在磁場中被磁化后相當(dāng)于一根磁鐵。 5. 電磁鐵的應(yīng)用 ①電鈴： 工作原理：電路閉合，電磁鐵吸引彈性片，使鐵錘向鐵鈴方向運(yùn)動(dòng)，鐵錘打擊鐵鈴而發(fā)出聲音，同時(shí)電路斷開，電磁鐵沒有了磁性，鐵錘又被彈回，電路閉合。如此不斷重復(fù)，電鈴便發(fā)出持續(xù)的鈴聲。 ②電磁選礦機(jī)：磁鐵礦能被吸引 ③電磁起重機(jī)：吸引鐵質(zhì)貨物和集裝箱，通過電流的通斷來控制吸放，通過電流的大小來調(diào)節(jié)所吸貨物的質(zhì)量。 ④電磁繼電器：電磁繼電器是由電磁鐵控制的自動(dòng)開關(guān)。使用電磁繼電器可用低電壓和弱電流來控制高電壓和強(qiáng)電流，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離操作。 分析討論：以上這個(gè)電路由哪幾部分組成？每個(gè)部分各有哪些器材？ ——由低壓電源、電磁鐵、恢復(fù)彈簧、開關(guān)組成了控制電路；由電動(dòng)機(jī)、高壓電源、指示燈和電磁繼電器的觸頭組成工作電路。與此結(jié)構(gòu)相類似的其他一些電路還有（如下圖所示） ⑤磁懸浮列車：磁懸浮列車是一種采用無接觸的電磁懸浮、導(dǎo)向和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的磁懸浮高速列車系統(tǒng)。它的速度可達(dá)到500km/h以上，是當(dāng)今世界上最快的地面客運(yùn)交通工具，具有速度快、爬坡能力強(qiáng)、能耗低、運(yùn)行時(shí)噪音小、安全舒適、不燃油、污染少等優(yōu)點(diǎn)。并且它采用高架方式，占用的耕地很少。磁懸浮列車意味著這些火車?yán)么诺幕驹響腋≡趯?dǎo)軌上來代替舊的鋼輪和軌道列車。磁懸浮技術(shù)利用電磁力將整個(gè)列車車廂托起，擺脫了討厭的摩擦力和令人不快的噪聲，實(shí)現(xiàn)與地面無接觸、無燃料的快速“飛行”。 （二）信息的磁記錄 信息通過磁性物質(zhì)的磁化來記錄聲信息、圖像信息（如磁帶、錄像帶、軟盤、U盤等）。 （三）探究影響通電螺線管磁性強(qiáng)弱的因素 1. 猜想影響電磁鐵磁性強(qiáng)弱的因素： ①電磁鐵由哪些東西組成？ ——通電螺線管和鐵芯。 ②我們已經(jīng)知道鐵芯能使磁性增強(qiáng)，那么通電螺線管本身的哪些元素可能會(huì)影響電磁鐵的磁性強(qiáng)弱？ 影響電磁鐵磁性強(qiáng)弱的因素可能有：是否帶鐵芯、電流的大小、螺線管的長度、導(dǎo)線的粗細(xì)、線圈的匝數(shù)。 2. 基本研究方法：控制變量法 讓螺線管長度、導(dǎo)線的粗細(xì)、線圈的匝數(shù)不變，改變線圈中的電流大小，研究當(dāng)電流逐漸變大時(shí)，電磁鐵的磁性如何變化?；蛘呖刂破渌兞俊? 3. 實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)： 應(yīng)將電源、開關(guān)、滑動(dòng)變阻器、電流表與電磁鐵連成串聯(lián)電路 用什么來判斷電磁鐵的磁性強(qiáng)弱？ ——通過觀察電磁鐵吸引大頭針的多少或電磁鐵吸引鐵塊使彈簧秤伸長長度來判斷。 將實(shí)驗(yàn)器材連接好，檢查電路無誤后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)： ①將開關(guān)合上或打開，觀察通電、斷電時(shí)，電磁鐵對大頭針的吸引情況，判斷電磁鐵磁性的有無。 ②將開關(guān)合上，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，使電流增大或減?。ㄓ^察電流表指針的示數(shù)），從電磁鐵吸引大頭針的情況對比電磁鐵磁性強(qiáng)弱的變化。 ③將開關(guān)合上，使電路中的電流不變（電流表的示數(shù)不變）改變電磁鐵的接線，增加通電線圈的匝數(shù)，觀察電磁鐵磁性強(qiáng)弱的變化。 實(shí)驗(yàn)小結(jié)： 　1. 電磁鐵通電時(shí)有磁性，斷電時(shí)沒有磁性。 　2. 對于同一個(gè)電磁鐵，通過電磁鐵的電流越大，它的磁性越強(qiáng)。 　3. 在電流一定時(shí)，外形相同的螺線管，線圈匝數(shù)越多，它的磁性越強(qiáng)。 【典型例題】 例1. 在探究電磁鐵的實(shí)驗(yàn)中，小明利用相同規(guī)格的大鐵釘和漆包線自制了兩個(gè)匝數(shù)不同的線圈，連接電路如圖所示。閉合開關(guān)，調(diào)整變阻器滑片使電流保持不變，觀察電磁鐵吸引大頭針數(shù)目的多少. 這一實(shí)驗(yàn)的目的是研究電磁鐵的磁性與哪個(gè)因素有關(guān)（ ） 　　A. 電磁鐵的極性 B. 線圈的匝數(shù) 　　C. 電流的方向 D. 電流的大小 解析：本題主要考查同學(xué)們對于實(shí)驗(yàn)變量的分析，因?yàn)檫@兩個(gè)線圈組成了串聯(lián)電路，所以通過它們的電流相等，只有兩個(gè)線圈的匝數(shù)不同，所以這一實(shí)驗(yàn)的目的是研究電磁鐵的磁性與線圈匝數(shù)的關(guān)系，所以選擇答案B。 答案：B 例2. 如圖所示是一種水位自動(dòng)報(bào)警器的原理圖，水位到達(dá)A時(shí)該報(bào)警器自動(dòng)報(bào)警. 此時(shí)（ ） A. 紅燈亮 B. 綠燈亮 C. 紅、綠燈同時(shí)亮 D. 紅、綠燈都不亮 解析：當(dāng)水位到達(dá)A時(shí)，因?yàn)椴患儍舻乃菍?dǎo)體，所以就構(gòu)成了一個(gè)通路，使電磁鐵產(chǎn)生磁性，把長鐵條吸下，接通下面的觸點(diǎn)，使紅燈形成通路，從而使紅燈亮，綠燈滅，達(dá)到報(bào)警作用。 答案：A 例3. 電磁鐵通電后，吸引軟鐵a使彈簧伸長，如圖所示，當(dāng)滑動(dòng)變阻器滑片P向右移動(dòng)時(shí)（ ） A. 彈簧伸長增加，電流表示數(shù)變大 B. 彈簧伸長增加，電流表示數(shù)變小 C. 彈簧伸長減小，電流表示數(shù)變小 D. 彈簧伸長減小，電流表示數(shù)變大 解析：本題綜合考查了電磁學(xué)的知識。當(dāng)滑動(dòng)變阻器滑片P向右移動(dòng)時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻增大，則電路中的電流減小，電流表的示數(shù)變小，電磁鐵的磁性減弱，電磁鐵對軟鐵a的吸引力減小，則彈簧伸長減小，所以選擇答案C。 答案：C 【知識點(diǎn)4】磁場對通電導(dǎo)線和線圈的作用： 1. 磁場對通電導(dǎo)線的作用： 【實(shí)驗(yàn)】磁場對通電導(dǎo)線的作用 （1）當(dāng)合上開關(guān)使導(dǎo)線AB通電時(shí)，出現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：原來靜止在導(dǎo)軌上的導(dǎo)體AB會(huì)沿導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)。實(shí)驗(yàn)表明：通電導(dǎo)線在磁場中要受到力的作用。 （2）改變電流方向或磁鐵的磁極方向時(shí)，出現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：導(dǎo)體AB的運(yùn)動(dòng)方向發(fā)生改變。 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象分析：導(dǎo)體AB的運(yùn)動(dòng)方向發(fā)生改變，說明導(dǎo)體AB所受力的方向發(fā)生改變。表示磁場對導(dǎo)體AB的作用力的方向發(fā)生改變。即通電導(dǎo)體在磁場里受力的方向，跟電流方向和磁感線方向有關(guān)。 （3）知識拓展：通電導(dǎo)線在磁場中所受力的方向的判斷（左手定則），判斷方法為：伸開左手，讓大拇指與其他四指垂直，讓磁感線穿過手心，四指指向電流方向，則大拇指所指的方向就是通電導(dǎo)線的受力方向（如下圖所示），同時(shí)有3道例題作為練習(xí)題，同學(xué)們自己先試著做一下，然后聽老師講解。 2. 磁場對通電線圈的作用： （1）通電線圈處于下圖位置－－線圈平面與磁場平行時(shí)，線圈發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)。 對照圖分析：由于通電線圈的兩條對邊中的電流方向相反，它們在磁場中受到的磁場力的方向也相反且不在一條直線上，在這兩個(gè)力的作用下線圈會(huì)發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)。 通電線圈處于下圖位置——線圈平面與磁場垂直時(shí)，線圈不發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)。 對照圖分析：當(dāng)線圈平面與磁場垂直時(shí)，這兩個(gè)力恰好在同一直線上，而且大小相等、方向相反，是平衡力。線圈在這對平衡力作用下可以在該位置保持靜止。這個(gè)位置叫平衡位置。 （2）通電線圈轉(zhuǎn)到平衡位置時(shí)，為什么不立即停下來，而是在平衡位置附近擺動(dòng)幾下才停下來？ ——通電線圈轉(zhuǎn)到平衡位置前具有一定的速度，由于慣性它會(huì)繼續(xù)向前運(yùn)動(dòng)，但由于這時(shí)受到的磁場力及摩擦力等又會(huì)使它返回平衡位置，所以它要擺動(dòng)幾下后才停下來。 【典型例題】 例1. 關(guān)于直流電動(dòng)機(jī)模型安裝實(shí)驗(yàn)中，下列現(xiàn)象能發(fā)生的是（ ） A. 將電源兩極對調(diào)，線圈轉(zhuǎn)動(dòng)方向不變 B. 將磁鐵兩極對調(diào)，線圈轉(zhuǎn)動(dòng)方向不變 C. 將電源和磁鐵兩極都同時(shí)對調(diào)，線圈轉(zhuǎn)動(dòng)方向不變 D. 將電源和磁鐵兩極都同時(shí)對調(diào)，線圈會(huì)反方向轉(zhuǎn)動(dòng) 解析：本題綜合考查了通電導(dǎo)體在磁場中的受力方向與哪些因素有關(guān)，前面的知識點(diǎn)中我們學(xué)習(xí)到，通電導(dǎo)體在磁場中的受力方向與磁場方向和電流方向有關(guān)，將電源兩極對調(diào)就是改變了電流方向，所以線圈的轉(zhuǎn)動(dòng)方向會(huì)改變；將磁鐵兩極對調(diào)，是改變了磁場方向，所以線圈的轉(zhuǎn)動(dòng)方向會(huì)改變；如果將電源和磁鐵的兩極都同時(shí)對調(diào)，則線圈轉(zhuǎn)動(dòng)方向不變。答案選擇C。 答案：C 例2. 如圖所示，磁場方向垂直紙面向外，與磁感線方向垂直的三條導(dǎo)線a、b、c中都分別有電流通過，下列說法中錯(cuò)誤的是（ ） A. 三條導(dǎo)線都受磁場力的作用 　　B. 三條導(dǎo)線所受的磁場力方向都相同 　　C. 三條導(dǎo)線所受的磁場力方向都不同 D. 導(dǎo)線a所受磁場力的方向與電流的方向垂直 解析：本題關(guān)鍵在于考查同學(xué)們對左手定則的理解，雖然中考對這一知識點(diǎn)不作要求，但是同學(xué)們?nèi)缒芾斫鈩t一定會(huì)提高同學(xué)們的解題能力。利用左手定則不難判斷出導(dǎo)線a所受磁場力的方向是向左，導(dǎo)線b所受磁場力的方向是向下，導(dǎo)線c所受磁場力的方向是向右。所以三根導(dǎo)線受力方向不同，B選項(xiàng)錯(cuò)誤，選擇答案B。 答案：B 例3. 通電直導(dǎo)線在磁場中受到的力的方向（　　） A. 跟磁感線方向平行，跟電流方向垂直 B. 跟磁感線方向垂直，跟電流方向平行 C. 跟磁感線方向垂直，跟電流方向垂直 D. 跟磁感線方向平行，跟電流方向平行 解析：本題考查同學(xué)們對“磁場對通電導(dǎo)線的作用”這一實(shí)驗(yàn)的理解，通過回憶實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ筒浑y想到通電直導(dǎo)線在磁場中受到的力的方向跟磁感線方向垂直，跟電流方向垂直。選擇答案C。 答案：C 【知識點(diǎn)5】直流電動(dòng)機(jī)： 【問題】怎樣使線圈在轉(zhuǎn)過平衡位置后繼續(xù)沿原來的方向轉(zhuǎn)動(dòng)下去？ 1. 直流電動(dòng)機(jī)靠直流電源供電，是利用通電線圈在磁場里受到力的作用而轉(zhuǎn)動(dòng)的現(xiàn)象制成的，是把電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的裝置。 　2. 直流電動(dòng)機(jī)主要由磁鐵和線圈組成，此外還有換向器、電刷等。 　3. 換向器的作用：每當(dāng)線圈轉(zhuǎn)過平衡位置時(shí)，它能自動(dòng)改變線圈中的電流方向。 　　（1）換向器是怎樣實(shí)現(xiàn)“換向”的？ 　　用直流電源給處在磁場中的線圈通電時(shí)，要使線圈能繞軸連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)的關(guān)鍵，就在于使線圈一轉(zhuǎn)到平衡位置就能自動(dòng)改變線圈中的電流方向，換向器就是能完成這一任務(wù)的裝置。 ①換向器由兩個(gè)半銅環(huán)組成。 ②當(dāng)線圈由于慣性稍稍轉(zhuǎn)過平衡位置時(shí)，能交換電刷與換向器的半銅環(huán)的接觸，從而改變了線圈中的電流方向和受力方向，使線圈仍能按原來的繞向轉(zhuǎn)動(dòng)。如下圖分解： （2）交流電動(dòng)機(jī)也是依靠通電導(dǎo)體在磁場中所受的力來運(yùn)轉(zhuǎn)的。和直流電動(dòng)機(jī)一樣，都由定子、轉(zhuǎn)子兩個(gè)基本部分組成。 （3）電動(dòng)機(jī)的優(yōu)點(diǎn)：構(gòu)造簡單、控制方便、效率高、無污染。 學(xué)生實(shí)驗(yàn)：安裝直流電動(dòng)機(jī)模型 1）直流電動(dòng)機(jī)模型的安裝順序是從內(nèi)到外，從下到上的。 具體順序是：支架→線圈（轉(zhuǎn)子）→電刷→磁極（定子）。 安裝直流電動(dòng)機(jī)模型的要點(diǎn)： ①應(yīng)按一定次序安裝； ②電刷與換向器之間的松緊，線圈轉(zhuǎn)子與定子之間的間隙要適中； ③安裝完畢后用手撥一下轉(zhuǎn)子，觀察其運(yùn)轉(zhuǎn)是否良好，否則應(yīng)加以調(diào)試。 2）改變直流電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)方向的方法：改變通過線圈的電流的方向（對調(diào)電源兩極）或者改變磁感線方向（對調(diào)磁鐵的兩極）。 3）改變轉(zhuǎn)速的方法：改變線圈中電流的大小。 4）實(shí)驗(yàn)步驟： ①仔細(xì)觀察換向器，弄清換向器的作用； ②安裝直流電動(dòng)機(jī)模型； ③畫出有關(guān)電路圖，并按圖連接電路； ④經(jīng)檢查無誤后，閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器至合適位置，觀察電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)情況。 【小結(jié)】 1. 電動(dòng)機(jī)原理：通電線圈在磁場里受力而轉(zhuǎn)動(dòng)； 2. 直流電動(dòng)機(jī)：利用直流電源供電的電動(dòng)機(jī)叫直流電動(dòng)機(jī)； 3. 直流電動(dòng)機(jī)的組成：由磁體、線圈、換向器和電刷組成，實(shí)際的電動(dòng)機(jī)由轉(zhuǎn)子和定子兩個(gè)基本部分組成； 4. 換向器的結(jié)構(gòu)和作用： 結(jié)構(gòu)：由兩個(gè)銅半環(huán)構(gòu)成 作用：每當(dāng)線圈轉(zhuǎn)過平衡位置時(shí)，就會(huì)自動(dòng)改變線圈中電流的方向； 5. 能量轉(zhuǎn)化：電動(dòng)機(jī)工作時(shí)把電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。 【典型例題】 例1. 我們每一位同學(xué)家中所使用的電冰箱、洗衣機(jī)、電風(fēng)扇等用電器都裝配有電動(dòng)機(jī)。電動(dòng)機(jī)是根據(jù)下列哪種現(xiàn)象制成的：（ ） A. 通電導(dǎo)體在磁場中受到力的作用 B. 電流周圍存在磁場 C. 磁場對放入其中的磁體產(chǎn)生磁力的作用 D. 電磁感應(yīng)現(xiàn)象 解析：本題重在考查電動(dòng)機(jī)的工作原理，從前面的學(xué)習(xí)中不難得出電動(dòng)機(jī)是根據(jù)通電導(dǎo)體在磁場中受到力的作用這一原理制成的。答案選擇A。 答案：A 例2. 在下列家用電器中，應(yīng)用直流電動(dòng)機(jī)工作的是（ ） A. 電熨斗 B. 電冰箱 C. 電吹風(fēng) D. 電動(dòng)剃須刀 解析：本題主要考查同學(xué)們對于直流電動(dòng)機(jī)和交流電動(dòng)機(jī)的理解，電熨斗是利用電熱器工作的，不屬于電動(dòng)機(jī)。電冰箱中的壓縮機(jī)和電吹風(fēng)中的電動(dòng)機(jī)利用的是交流電，所以是交流電動(dòng)機(jī)。電動(dòng)剃須刀是利用干電池或利用低壓蓄電池提供的直流電工作的，所以是直流電動(dòng)機(jī)。答案選擇D。 答案：D 例3. 關(guān)于電動(dòng)機(jī)的工作原理，下列說法正確的是（ ） A. 電動(dòng)機(jī)是根據(jù)電磁感應(yīng)原理工作的 B. 電動(dòng)機(jī)是根據(jù)通電線圈在磁場中受力而轉(zhuǎn)動(dòng)的工作原理工作的 C. 電動(dòng)機(jī)是根據(jù)電流的磁效應(yīng)工作的 D. 電動(dòng)機(jī)是根據(jù)電流的熱效應(yīng)工作的 解析：電動(dòng)機(jī)是根據(jù)通電線圈在磁場中受力而轉(zhuǎn)動(dòng)的工作原理工作的，也可以說成是根據(jù)通電導(dǎo)體在磁場中受到力的作用制成的。電動(dòng)機(jī)工作是把電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，所以體現(xiàn)的是電流的機(jī)械效應(yīng)，選擇答案B。 答案：B 1. 兩根形狀相同的鋼棒，甲的一端靠近乙的一端時(shí)，乙轉(zhuǎn)動(dòng)起來，則可判斷( ) A. 甲棒有磁性，乙棒無磁性 B. 乙棒有磁性，甲棒無磁性 C. 甲、乙都有磁性 D. 以上三種說法都有可能 答案：D 2. 如圖所示，在把鋼棒乙向右移動(dòng)的過程中，如果乙位于甲的一端時(shí)二者相互吸引，位于另一端時(shí)二者相互排斥，則下列說法中正確的是 （ ） A. 只有甲是磁體 B. 甲和乙一定都是磁體 C. 只有乙是磁體 D. 無法判斷哪一個(gè)是磁體 答案：B 3. 對如圖所示情況，以下說法正確的是（ ） 　　A. 當(dāng)開關(guān)S閉合后螺線管下端是N極 　　B. 當(dāng)開關(guān)S閉合時(shí)，小磁針將逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，靜止后S極向上 　　C. 當(dāng)開關(guān)S閉合時(shí)，小磁針將順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，靜止后N極向上 　　D. 當(dāng)開關(guān)S閉合后滑動(dòng)變阻器滑片向右移動(dòng)，電磁鐵磁性將減弱 解析：這道題綜合考查了電磁學(xué)的知識點(diǎn)，當(dāng)開關(guān)S閉合后，根據(jù)右手螺旋定則，可知螺線管上端是N極，螺線管下端是S極，所以選項(xiàng)A錯(cuò)誤。同時(shí)根據(jù)磁體間相互作用規(guī)律，可知小磁針的S極會(huì)向螺線管上端N極靠近，并將做順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，靜止后N極向上，所以選項(xiàng)B錯(cuò)誤，選項(xiàng)C正確。當(dāng)開關(guān)S閉合后滑動(dòng)變阻器滑片向右移動(dòng)，滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻減小，則電路中的電流增大，電磁鐵磁性將增強(qiáng)，所以選項(xiàng)D錯(cuò)誤。 答案：C 4. 電磁鐵的優(yōu)點(diǎn)是（ ） A. 它的磁性非常強(qiáng) B. 它能長時(shí)間保持磁性 C. 它不需要消耗電能 D. 它的磁性有無、強(qiáng)弱和磁極的方向都可以改變 答案：D 5. 如圖所示，開關(guān)S接通后，兩個(gè)通電螺線管將（ ） A. 相吸 B. 相斥 C. 先相吸、后相斥 D. 先相斥、后相吸 答案：B 6. 下列各種情況中，導(dǎo)體在磁場中一定受到磁場力的作用的是（ ） A. 導(dǎo)體與磁場方向平行放置 B. 導(dǎo)體與磁場方向垂直放置 C. 通電導(dǎo)體與磁場方向垂直 D. 通電導(dǎo)體與磁場方向平行 答案：C 7. 一個(gè)符合安裝要求的直流電動(dòng)機(jī)模型，合上開關(guān)后，電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)，若輕輕推一下轉(zhuǎn)子，電動(dòng)機(jī)馬上就轉(zhuǎn)起來，原來不轉(zhuǎn)動(dòng)的原因是：（ ） A. 線圈平面與磁感線垂直 B. 線圈平面與磁感線平行 C. 換向器與線圈之間斷路 D. 磁極失去磁性 答案：A 8. 影響導(dǎo)體電阻大小的有多種因素。如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)是為了探究導(dǎo)體電阻大小與_______________的關(guān)系。同學(xué)們查閱資料后知道某些導(dǎo)體的電阻還與磁場強(qiáng)弱有關(guān)（磁場強(qiáng)弱稱為磁場強(qiáng)度，用符號B表示，其單位為特斯拉，用符號T表示），電阻隨磁場的增強(qiáng)而增大，利用這種關(guān)系可以測量磁場的強(qiáng)度。如圖乙所示為室溫下某磁敏電阻阻值R隨磁場強(qiáng)度變化的曲線。若實(shí)驗(yàn)室可提供以下器材：磁敏電阻、蹄形磁鐵、電源、開關(guān)、導(dǎo)線、滑動(dòng)變阻器、電壓表、電流表（單位為毫安）。 （1）現(xiàn)要測定如圖丙所示蹄形磁鐵兩極間磁敏電阻R所在處的磁場強(qiáng)度，請?jiān)谔摼€框內(nèi)畫出實(shí)驗(yàn)電路圖； （2）某同學(xué)正確實(shí)驗(yàn)后，測得磁敏電阻R兩端的電壓與電流的數(shù)據(jù)如下：請利用表中數(shù)據(jù)計(jì)算該磁敏電阻R在此磁場中的阻值為 歐，該處磁場強(qiáng)度大約為 特斯拉； 實(shí)驗(yàn)次數(shù) 1 2 3 U/伏 0.45 0.91 1.50 I/毫安 0.3 0.6 1.0 （3）若要在上述實(shí)驗(yàn)后繼續(xù)研究磁敏電阻大小與磁場方向的關(guān)系，則只要在原實(shí)驗(yàn)中改變 即可。 解析：本題是一道很好的綜合探究題，從甲圖很容易看出是為了探究導(dǎo)體電阻大小與溫度的關(guān)系，第（1）問的作圖類似于伏安法測電阻的電路，第（2）問由第1次數(shù)據(jù)可得電阻為1500歐，由第2次數(shù)據(jù)可得電阻為1517歐，由第三次數(shù)據(jù)可得電阻為1500歐，最后求平均值為1506歐。然后對照圖乙很容易查出磁場強(qiáng)度大約為1.0特斯拉。第（3）問要研究磁敏電阻大小與磁場方向的關(guān)系，只要改變磁場方向或電流方向即可。 答案：溫度?。?）如下圖所示　　 （2）1506歐 1.0　　（3）磁場方向（或電流方向） 9. 小張?jiān)谔骄客妼?dǎo)線在磁場中的受力方向與什么有關(guān)時(shí)，做了如圖1（a）（b）（c）的三個(gè)實(shí)驗(yàn)。圖中AB表示閉合電路的一部分導(dǎo)線，導(dǎo)線上的箭頭表示電流的方向，F(xiàn)表示導(dǎo)線受力的方向，S、N表示蹄形磁鐵的南北極。 （1）通過實(shí)驗(yàn)（a）和（b）說明，通電導(dǎo)線在磁場中的受力方向與__________的方向有關(guān)。 （2）通過實(shí)驗(yàn)（a）和（c）說明，通電導(dǎo)線在磁場中的受力方向與____________的方向有關(guān)。 實(shí)驗(yàn)表明，通電導(dǎo)線在磁場中要受到________的作用，力的方向跟________方向、________方向都有關(guān)。 解析：這道題綜合考查同學(xué)們對實(shí)驗(yàn)變量的理解，通過分析實(shí)驗(yàn)（a）和（b），可以看出唯一不同的量是電流方向，由此說明，通電導(dǎo)線在磁場中的受力方向與電流的方向有關(guān)。通過分析實(shí)驗(yàn)（a）和（c），可以看出唯一不同的量是磁場方向，由此說明，通電導(dǎo)線在磁場中的受力方向與磁場的方向有關(guān)。最后總結(jié)實(shí)驗(yàn)表明：通電導(dǎo)線在磁場中要受到力的作用，力的方向跟電流方向、磁場方向都有關(guān)。 答案：（1）電流（2）磁場 力 電流 磁場 10. 下圖裝置是一個(gè)___________，當(dāng)接通電源后，磁場內(nèi)線圈abcd會(huì)______________，這一過程是____________能轉(zhuǎn)化為____________能. 解析：本題考查了電動(dòng)機(jī)裝置的識別和能量轉(zhuǎn)化，這個(gè)裝置是電動(dòng)機(jī)，當(dāng)接通電源后，磁場內(nèi)線圈abcd因?yàn)槭艿酱艌隽Φ淖饔枚掷m(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，這一過程把電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。 答案：電動(dòng)機(jī)　持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)　　電　　機(jī)械 1. 2. 3. 【預(yù)習(xí)部分】 1. 電磁感應(yīng)現(xiàn)象于 年被 國物理學(xué)家 首次發(fā)現(xiàn)。 2. 電磁感應(yīng)現(xiàn)象定義： 電路的一部分導(dǎo)體在磁場中做 磁感線的運(yùn)動(dòng)時(shí)，導(dǎo)體中就會(huì)產(chǎn)生電流，這種現(xiàn)象叫做電磁感應(yīng)現(xiàn)象。 3. 感應(yīng)電流： ①定義：在 現(xiàn)象中產(chǎn)生的電流。 ②產(chǎn)生的條件： 、 、 、做 運(yùn)動(dòng)。 ③導(dǎo)體中感應(yīng)電流的方向，跟 和 有關(guān)。如果改變其中一個(gè)量的方向，則電流方向?qū)? ；如果兩個(gè)量的方向同時(shí)發(fā)生改變，則電流方向?qū)⒉蛔儭? 4. 感應(yīng)電壓：在 現(xiàn)象中產(chǎn)生的電壓。（注：有感應(yīng)電壓時(shí)不一定有感應(yīng)電流） 5. 交流電和直流電： ①交流電：電流方向 變化的電流。我國家庭電路使用的是 。電壓是 伏、周期是 秒、頻率是 赫、電流方向1s改變 次。 ②直流電：電流方向 的電流。 【本節(jié)復(fù)習(xí)】 2. 磁體周圍的磁感線方向如圖所示，則磁體的N、S極標(biāo)注正確的是 （ ） 3. 如圖所示，磁鐵AB跟軟鐵C接觸，則接觸后磁性最強(qiáng)的地方是：（ ） A. A和B兩處 B. B和C兩處 C. A和C兩處 D. A、B、C三處 8. 如圖所示，當(dāng)開關(guān)S閉合時(shí)電磁鐵和物體ab相互吸引，則正確的說法是（ ） 　 A. ab一定是磁鐵，且a端一定是N極 　 B. ab一定是磁鐵，且a端一定是S極 C. ab可能是磁鐵，且a端是S極　 D. ab僅是一塊鐵，而不是磁鐵 9. 閉合開關(guān)后，甲、乙兩個(gè)小磁針靜止在如圖所示的位置，它們的北極分別是（ ） A. a端和b端 B. a端和c端 C. b端和d端 D. b端和c端　 6. 下列哪些設(shè)備是根據(jù)磁場對電流作用的原理制成的（ ） A. 電磁繼電器 B. 電風(fēng)扇 C. 電鈴 D. 發(fā)電機(jī) 7. 要改變直流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向，可采用的措施是（ ） A. 增大或減小線圈中的電流強(qiáng)度 B. 增強(qiáng)或減弱電動(dòng)機(jī)里的磁場 C. 改變線圈中的電流方向，或?qū)φ{(diào)磁鐵的磁極 D. 改變線圈中的電流方向，同時(shí)對調(diào)磁鐵的磁極 9. 通電線圈在磁場里處于平衡位置時(shí)，下列說法中正確的是（　 ?。? 　　A. 磁感線與線圈平面平行，線圈不受力 　　B. 磁感線與線圈平面垂直，線圈不受力 　　C. 磁感線與線圈平面平行，線圈受到平衡力 D. 磁感線與線圈平面垂直，線圈受到平衡力 答案：ACCDBCD 5. 直流電動(dòng)機(jī)的線圈每轉(zhuǎn)一周，線圈中的電流方向要改變 次，當(dāng)線圈轉(zhuǎn)到________________時(shí)，電流方向發(fā)生改變，這樣才能使線圈連續(xù)地轉(zhuǎn)動(dòng)下去。 答案： 2 平衡位置 *6. 為探究電磁鐵的磁性跟哪些因素有關(guān)，小麗同學(xué)作出以下猜想： 猜想A：電磁鐵通電時(shí)有磁性，斷電時(shí)沒有磁性； 猜想B：通過電磁鐵的電流越大，它的磁性越強(qiáng)； 猜想C：外形相同的螺線管，線圈的匝數(shù)越多，它的磁性越強(qiáng)。 為了檢驗(yàn)上述猜想是否正確，小麗所在實(shí)驗(yàn)小組通過交流與合作設(shè)計(jì)了以下實(shí)驗(yàn)方案： 　　用漆包線（表面涂有絕緣漆的導(dǎo)線）在大鐵釘上繞若干圈，制成簡單的電磁鐵。下圖所示的a、b、c、d為實(shí)驗(yàn)中觀察到的四種情況。 根據(jù)小麗的猜想和實(shí)驗(yàn)，完成下列填空： （1）通過觀察電磁鐵吸引大頭針數(shù)目多少的不同，來判斷它　　　　　　的不同。 （2）通過比較 兩種情況，可以驗(yàn)證猜想A是正確的。 （3）通過比較 兩種情況，可以驗(yàn)證猜想B是正確的。 （4）通過比較d中甲、乙兩電磁鐵，發(fā)現(xiàn)猜想C不全面，應(yīng)補(bǔ)充　　　　　　　。 答案：（1）磁性強(qiáng)弱；（2）a、b （3）b、c （4）在電流相同時(shí)