🎯 学习目标:知道磁体、磁极、磁场、磁感线;了解地磁场。
1.1 磁现象与磁场同名相斥异名相吸
- 磁性/磁体:能吸引铁、钴、镍等物质;磁体两端磁性最强叫磁极(N、S)。
- 磁极作用:同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引。
- 磁场:磁体周围存在磁场,对放入其中的磁体有力的作用;磁场方向规定为小磁针静止时 N 极所指方向。
- 磁感线:为描述磁场假想的曲线,在磁体外部从 N 极出发回到 S 极,不相交,疏密表示强弱。
- 地磁场:地球是个大磁体,地磁 N 极在地理南极附近;指南针指南北即受地磁场作用(沈括最早记载磁偏角)。
1.2 磁场与磁感线N→S
条形磁铁的磁感线在外部从 N 极出发、回到 S 极。
关于磁感线,下列说法正确的是( )
磁感线是假想的模型,在磁体外部从 N 极到 S 极,互不相交。
两根条形磁铁的 N 极相互靠近时,会( )
同名磁极相互排斥,两个 N 极靠近会排斥。
🎯 学习目标:知道奥斯特实验;会用安培定则判断通电螺线管的磁极。
2.1 电生磁 与 安培定则右手螺旋定则
- 奥斯特实验:通电导线周围存在磁场,磁场方向与电流方向有关——首次揭示电与磁的联系。
- 通电螺线管:外部磁场与条形磁铁相似。
- 安培定则(右手螺旋定则):右手握住螺线管,四指弯向电流方向,大拇指所指一端为 N 极。
2.2 电磁铁 与 电磁继电器磁性可控
电磁铁 = 插入铁芯的通电螺线管。铁芯被磁化后磁性大大增强,断电后磁性随之消失。
- 磁性强弱:电流越大、线圈匝数越多、插入铁芯,磁性越强。探究时用控制变量法,通过比较电磁铁吸引大头针的数量来判断强弱(转换法)。
- 三个可控:磁性的有无(通断电流)、强弱(改变电流大小)、方向(改变电流方向)——这是永磁体做不到的。
- 常见应用:电磁起重机、电铃、电磁锁、磁悬浮列车、扬声器。
- 电磁继电器:实质是一个用电磁铁控制的开关。低压控制电路通电 → 电磁铁吸引衔铁 → 触点闭合 → 高压工作电路接通;断电时弹簧把衔铁拉回,工作电路断开。
- 作用:用低电压、弱电流控制高电压、强电流,实现远距离控制和自动控制,避免人直接操作高压电路。
结构:电磁铁 + 衔铁 + 弹簧 + 触点。磁性有无由电流的通断决定,这就是它能当"开关"的原因。
要增强电磁铁的磁性,下列做法无效的是( )
铜不能被磁化,换成铜芯磁性反而大大减弱。增大电流、增加匝数、插入铁芯都能增强磁性。
电磁继电器的主要作用是( )
电磁继电器利用电磁铁控制触点通断,实现低压控高压,便于远距离、自动控制且更安全。
2.3 安培定则判断磁极拖动改电流方向
切换电流方向,看螺线管的 N、S 极如何对调。
安培定则:右手握住螺线管,四指弯向电流方向,大拇指所指那端就是 N 极。改变电流方向,螺线管的 N、S 极对调。
首先发现电流周围存在磁场的科学家是( )
奥斯特通过实验发现通电导线周围存在磁场,揭开了电与磁联系的序幕。
用右手螺旋定则判断通电螺线管的磁极时,大拇指指向( )
安培定则中,右手四指沿电流方向弯曲,大拇指所指即为螺线管的 N 极。
🎯 学习目标:知道磁场对通电导线有力的作用;理解电动机的工作原理。
3.1 电动机原理电→机械能
- 磁场对通电导线的作用:通电导线在磁场中受到力的作用,力的方向与电流方向、磁场方向都有关。
- 电动机原理:通电线圈在磁场中受力而转动,将电能转化为机械能。
- 换向器:在线圈刚转过平衡位置时自动改变线圈中的电流方向,使线圈持续转动。
- 应用:电风扇、电动车、洗衣机、电动工具等。
💡 电动机与发电机互为"逆过程":电动机——电→机械(通电受力转动);发电机——机械→电(电磁感应)。
3.2 通电线圈转动播放看转动
点击播放,观察通电线圈在磁场中受力持续转动。
电动机的工作原理是( )
电动机利用通电线圈在磁场中受力转动,把电能转化为机械能。
电动机工作时的能量转化是( )
电动机消耗电能,输出机械能,即 电能 → 机械能。
🎯 学习目标:理解电磁感应现象;知道发电机的工作原理。
4.1 电磁感应 与 发电机磁→电
- 电磁感应:闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,导体中产生感应电流。
- 感应电流方向与磁场方向、导体运动方向有关;此现象由法拉第发现。
- 发电机原理:利用电磁感应,将机械能转化为电能。
- 交流电:发电机发出的是交变电流(方向周期性变化),我国电网频率 50 Hz。
- 电磁感应 vs 磁场对电流受力:前者是"磁→电"(发电机),后者是"电→磁→力"(电动机)。
4.2 导体切割磁感线发电播放看发电
点击播放,观察导体上下切割磁感线时电流表的指针偏转。
电磁感应现象的发现者是( )
法拉第发现了电磁感应现象,为发电机的发明奠定了理论基础。
产生感应电流的条件是( )
必须同时满足:闭合电路 + 一部分导体 + 在磁场中切割磁感线运动。