人教版九年级物理第20章电与磁教学ppt课件.pptx

第二十章 电与磁第1节 磁现象 磁场你知道吗？美丽的极光的发生与地球的磁场有密切关系。公元1世纪初，东汉学者王充在论衡中记载“司南之杓，投之于地，其柢指南。”一、磁现象中国人很早就利用罗盘（指南针）在航海中指示方向。1磁体能够吸引铁、钴、镍等物质。各种各样的磁体2磁体上吸引能力最强的两个部位叫磁极。（每个磁体都有两个磁极）能够自由转动的磁体，静止时指南的那个磁极叫南极或S极，指北的那个磁极叫北极或N极。演示13磁体间相互作用的规律：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。演示24一些物体在某些条件下可以获得磁性，这种现象叫做磁化。演示3N软铁棒软铁棒甲乙你还知道哪些？磁现象在生活中的应用磁针受到了力的作用。1磁体周围存在一种看不见、摸不着的物质，称为磁场。二、磁场将磁针放到磁体附近，磁针指向发生偏转，说明什么？力是物体对物体的作用，磁体和磁针没有接触，怎么会有力的作用呢？思考将几个小磁针放在条形磁体周围的不同地方。（1）磁针所指的方向相同吗？（2）小磁针所受磁力的方向相同吗？（3）这样的现象反映了磁场有什么性质？2物理学中把小磁针静止时北极所指的方向规定为该点的磁场方向。实验1在磁体周围放很多小磁针。如果我们想知道磁体周围整个磁场的分布，要怎样做？在磁体上面放一块有机玻璃，玻璃上均匀地撒一些铁屑，轻敲玻璃，观察。实验2磁化后的铁屑就像一个个小磁针，在磁场的作用下，形象地显示出磁场的分布。3我们把小磁针在磁场中排列情况，用一根带箭头的曲线画出来，形象地描述磁场，这样的曲线叫做磁感线。磁感线上任意一点的方向，与该点的磁场方向相同。磁感线是描述磁场的假象曲线，并不存在。（模型法）磁体外部的磁感线都是从磁体的N极出发，回到S极。某点磁感线方向该点磁场方向该点小磁针静止时北极指的方向规律总结：SN1、画出异名磁极之间的磁感线：练习：NN2、画出同名磁极之间的磁感线：N3、根据磁感线，标出磁体的N、S极及小磁针的N、S极。NNS小磁针N极的指向和磁感线方向相同4、根据小磁针的N、S极，在图中标出磁体的极性，并画出磁体周围的磁感线的分布。S NN N磁针受力转动是磁场作用的结果，那么指南针在世界各地都能够指南北又是谁的磁场在施加作用呢？1地球周围存在的磁场叫做地磁场。2研究表明地磁场的形状与条形磁体的磁场很相似。三、地磁场思考地磁N极在地理的南极附近；地磁S极在地理的北极附近。地理两极与地磁两极相反，且并不完全重合。3地磁场特点这一现象最早由我国宋代学者沈括记述。沈括的这一发现比西方早了四百多年。1、具有吸引铁钴镍等物质的性质叫做磁性,具有磁性的物体叫做磁体.要点归纳2、磁极是磁体上磁性最强的部分,每一块磁体上都存在两个磁极.两个磁体靠近时,同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引.3、磁化是原来没有磁性的物体获得磁性的过程、磁场是一种物质小磁针在磁场中某点静止时北极所指的方向规定为该点的磁场方向.5、物理学上用磁感线来描述磁场，磁体外部的磁感线都是从磁体的N极出发，回到S极。磁场越强的地方，磁感线分布越密；磁场越弱的地方，磁感线分布越疏。磁感线上任意一点的切线方向为该点的磁场方向。1.物体能够吸引含铁质物体的性质，叫做_，具有这一性质的物体叫做_。2.一根磁铁上磁性最强的部位叫_,任何磁体都有_个磁极，分别叫_极和_极。3.用一根细线系在一根条形磁铁的中间，悬挂在空气静止，可发现条形磁铁总是指向_方向，条形磁铁的N极指_，S极指_。磁性磁体磁极两南北南北北南巩固训练4、标出磁极的名称和A、B两点的磁场方向。NSNN5、磁铁能吸引下面哪些物体?()A铜片B铁片C铝片D钴片E锌片F镍片6、用条形磁铁的N极去靠近某物体的A端，发现此条形磁铁能把A端吸引过来，则物体的A端（）A一定的S极B可能是N极C可能是S极D一定是N极BDFC7、关于磁感线的说法正确的()A磁感线是由小铁屑形成的B磁场中有许多曲线，这些曲线叫磁感线C小磁针在磁感线上才受力，在两条磁感线之间不受力D磁感线是人们为了形象地描述磁场的分布而假想出来的，实际并不存在D8、某物体的一端靠近静止的一根小磁针，当靠近小磁针的N极和S极时都能吸引，则这物体的这端（）A.可能是无磁性的B.可能是N极C.可能是S极D.一定有磁性A9、一根条形磁铁从中间切开，得到的是（）A.一段只有N极，另一段只有S极B.两端都没有磁性的铁块C.两端都有N极和S极的磁铁D.原来的N极一端变成了S极，原来的S极一端变成了N极C如何判断一根铁棒是不是磁体？如果是磁体怎样判断它的磁极？1.利用磁体的磁性2.利用磁体的指向性3.利用磁极间的相互作用规律第二十章 电与磁第2节 电生磁磁悬浮列车电磁炉电和磁之间有联系吗?1.带电体有吸引轻小物体的性质，磁体能吸引钢铁类的物质。2.带电体有正负电荷之分，磁体有N S极之分。3.同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。这些相似是巧合，还是电与磁之间存在某些联系呢？如右图所示，将一枚磁针放置在直导线下，使导线和电池触接，连通电路，观察小磁针的变化。磁针发生转动。磁针转动说明了什么？实验探究1：断电通电通电后磁针转动，说明电流周围有磁场。磁针转动方向相反。磁针偏转方向改变说明什么？改变电流的方向，观察磁针的变化。实验探究2：改变电流方向电流的磁场方向跟电流方向有关。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。现象：导线通电，周围小磁针发生偏转；电流方向改变，小磁针偏转方向相反。结论：（1）通电导线周围存在着磁场；（2）电流的磁场方向与电流方向有关。电流的磁效应奥斯特的故事奥斯特是丹麦物理学家，他从小聪明好学，1794年以优异的成绩考入哥本哈根大学学习，后来成为这所大学的物理教授。他相信各种自然现象间存在联系。经过长时间用实验寻找，在多次失败后，1820年，奥斯特在课堂上做实验时发现了电和磁之间的联系。奥斯特实验1820年，丹麦物理学家 在静止的小磁针上放置一根与磁针平行的导线，给导线通电时，小磁针立即 ，切断电流，小磁针恢复原状，该实验说明：。奥斯特转动通电导线周围存在磁场巩固练习图甲和图乙说明_图甲和图丙说明_ 电流周围存在着磁场。电流磁场的方向与电流的方向有关。既然电能生磁，为什么手电筒在通电时连一根大头针都吸不动？磁性太弱磁场太弱。怎样才能使电流的磁场变强呢？想想议议如果把导线绕在圆筒上，做成螺线管（也叫线圈），各圈导线产生的磁场叠加在一起，磁场就会强得多。将导线绕在圆筒上，做成螺线管（也叫线圈）。通电后各圈导线磁场产生叠加，磁场增强。通电螺线管的磁场螺线管探究通电螺线管外部的磁场分布通电后观察指针指向，轻敲纸板，观察铁屑的排列情况。改变电流方向，两侧小磁针的指向反转。实验：把小磁针放到螺线管周围不同位置，观察磁针N极的方向。由实验可知：通电螺线管的外部磁场与条形磁体的磁场相似，它的两端相当于条形磁体的两极。通电螺线管的极性与环绕螺线管的电流方向之间有什么关系？预想可能的不同种情况，小组间交流。N NS SN NS SN NS SN NS S通过实验，判断螺线管的N、S极，并标在图中。实验结论：通电螺线管两端的极性与其中的电流方向有关。1、条形磁铁是永磁体，通电螺线管在通电时才有磁性。2、条形磁铁N、S极不变，通电螺线管的N、S极与电流方向有关。3、条形磁铁的磁性强弱是固定的，通电螺线管的磁性强弱由电流大小决定。比较通电螺线管与条形磁铁的不同点想想议议你能借用自己的手指的关系来描述通电螺线管的电流方向与N极位置的关系吗？看看蚂蚁和猴子是怎么说的，也许你会受到一些启示。如果我沿着电流方向绕螺线管爬行，N极就在我的左边。如果电流沿着我右臂所指的方向，N极就在我的前方。用右手握住螺线管,让四指弯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北极(N)极安培定则安培定则1、你能指出下列通电螺线管的磁极吗?巩固练习2 2.如如图：请标出通电螺丝管的图：请标出通电螺丝管的N N、S S极极NSNS3.3.如图：请指出通电螺线管中的电流方向如图：请指出通电螺线管中的电流方向SN想想议议如果条形磁体的磁性减弱了，你能用电流使它增强吗？应该怎么办？可以。把磁铁放在螺线管中,保证磁场方向和螺线管内部磁场线方向相同，给线圈加上直流电，一段时间后，磁铁磁性就会变强。1.通电导线的周围有磁场,磁场的方向跟电流的方向有关；2.通电螺线管的磁场与条形磁体相似,它的两端相当于条形磁体的N、S极；3.安培定则课堂小结1根据小磁针静止时指针的指向，判断出电源的正负极。电源电源SNNS+练一练NSNS2.如图所示，请画出螺线管的绕法。作业布置1、完成课后动手动脑学物理2、完成本节课对应练习题第二十章 电与磁第3节电磁铁 电磁继电器S电磁铁衔铁静触点 弹 簧构造：1、电磁继电器的结构及部件作用动触点ACB电路组成主要部分的作用：电 磁 铁：衔铁：弹簧：触点：通电时产生磁性，吸下衔铁和动触点连在一起，带动动触点上下运动电磁铁磁性消失时，带动衔铁弹离电磁铁相当于被控制电路的开关低压控制电路高压工作电路 电磁继电器工作时，电路分为哪两部分？控制电路包括工作电路包 括触点、（高压）电源、用电器。开关、（低压）电源、电磁铁。2、电磁继电器的工作原理：控制电路工作电路工作原理：当开关S1闭合时，电磁铁通电产生 ，将_吸下,开关S的触点_，工作电路中有_通过，电动机便转动起来。电流接通衔铁磁性电磁继电器的作用及实质：1、用控制 电压 电流电路通断的办法，来间接控制 电压 电流电路的通断。2、电磁继电器的实质就是一种利用 来控制工作电路通断的 。低弱高强电磁铁开关水位自动报警装置是怎样连接并工作的？要求：3、若在水位不正常时要提醒工作人员，最好再安装一个电铃，电铃应该接在什么地方呢？1、水位未达到金属块A时，绿灯亮；2、水位达到金属块A时，红灯亮。S红灯绿灯AB试试看：叙述温度自动报警器的工作过程如图是一种温度自动报警器的原理图.制作水银温度计时插入一段金属丝,当温度达到金属丝下端所指的温度时,电铃就响起来,发出报警信号.说说它是怎样工作的。总结：电磁继电器的应用电铃温度自动报警器图中是为某温室大棚设计的温度自动报警器，当室内温度超过限度时，监测室的信号电铃就发出报警铃声电源防盗自动报警装置王强同学为某仓库设计了一种防盗报警器，安在仓库的门口的地上，报警灯安在值班室内，请你说出其工作原理。踏板3、电磁继电器有哪些应用（1）用低电压、弱电流控制高电压、强电流。（2）实现自动控制。（3）实现远距离控制。想想做做自学指导二：请同学们带着以下问题自学教材“扬声器是怎么发声的”内容，弄明白下列问题：1、扬声器的主要构造2、扬声器是怎样工作的？扬声器的构造1、扬声器是把信号转换成信号的一种装置.2、扬声器主要由固定的、和构成.电声永久磁体线圈锥形纸盆3、扬声器的线圈与永磁体在工作时，用到了磁极间的相互作用规律，这一规律的内容是：、同名磁极相排斥 异名磁极相吸引。4、扬声器是的振动发出声音的。锥形纸盆5、扬声器在工作时，是将 能转化为 能。电动 1、电磁继电器的结构如右图所示，其是A ,B是 ，C是 。它利用 对衔铁的吸放，代替开关去控制电路的通断。电磁铁触点衔铁电磁铁ACB巩固训练：2、电磁继电器的电磁铁连接在 电路中，它的动触点、静触点连接在 电路中。衔铁与动触点之间的硬棒应该是 （填“导体”或“绝缘体”），它与衔铁、动触点一起组成一支杠杆，弹簧始终处于 状态（填“拉伸”或“压缩”）。控制工作绝缘体拉伸 3、电磁继电器和扬声器的共同点是：它们的主要部件都是 。电磁铁3.电磁继电器用低电压、弱电流的通断，来间接控制高电压、强电流的通断，其主要优点是()BA.节约用电B.安全用电C.保护用电器D.操作简单4如图是某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:有人踩踏板时灯 、铃 ；无人踩蹋板时灯 、铃 .不亮响亮不响第二十章 电与磁第4节 电动机回顾：1820年丹麦物理学家奥斯特发现通电导体周围存在着磁场。磁场对电流会不会产生作用呢?磁体在磁场中会受到磁力的作用（磁体发生运动）通电的导线能产生磁场，使磁针或磁体偏转（运动）逆向思维磁体能否使通电的导线运动呢？一、磁场对通电导体的作用实验探究：实验探究：通电导体在磁场里受力的作用导体在磁场里受力的作用（如何设计实验方案？需要什么？）进行实验通电导线在磁场力受到力的作用磁场方向不变，改变电流方向，磁场中导体运动方向也发生了改变。闭合开关，原来静止在磁场中的导体发生运动。电流方向不变，改变磁场方向，磁场中导体运动方向发生了改变。NIF甲SI乙FNSIF丙NS实验现象1、通电导体在磁场中 的作用而运动，2、通电导体在磁场中受力的方向跟 和 有关。又叫磁场对电流的作用。电流的方向磁感线的方向当电流方向或磁感线方向改变，通电导线受力的方向 改变；一定不当电流方向和磁感线方向同时改变，通电导线受力的方向 改变。受到力练一练：1.如图要改变通电导体AB的运动方向，下面方法正确的是()A升高电源电压 B增大通过电动机线圈的电流强度C把电源正、负极对调 D把电源正、负极对调的同时，将电动机磁铁的两极也对调C2.如图所示，把一根直导线AB放在蹄形磁铁的磁场中，接通电源后，让电流通过导体AB，下列说法正确的是（）A.AB仍静止B.AB在水平方向运动起来C.AB沿磁场方向运动D.AB沿电流方向运动B实验中的直导线运动一段距离就会离开磁场，很难持续地运动。那么线圈可以持续地转动吗？问题通电线圈可以在磁场里转动过一定角度，但不能持续转动。为什么线圈不能持续转动呢?演示实验通电线圈在磁场中两边受力，但方向相反，发生顺时针转动。当线圈的平面与磁场垂直时，通电线圈受平衡力作用，达到平衡位置。这时由于惯性，线圈还会继续转动。线圈靠惯性越过平衡位置后，磁场力作用的结果使线圈逆时针旋转。二、电动机的基本构造通电线圈最后静止在平衡位置。如果在线圈越过平衡位置后停止对线圈供电，由于惯性，线圈继续转动。转动半周后再继续供电，线圈不就可以持续转下去了吗？学做小小电动机。1电动机由两部分组成：能够转动的线圈，也叫转子。固定不动的磁体，也叫定子。如果在线圈转动的后半周，不是停止给线圈供电，而是设法改变后半周的电流方向，使线圈在后半周也获得动力，线圈不就能转得更平稳了吗？二、电动机的基本构造想一想实际的电动机要连续转动。怎样解决这个问题呢？2换向器通过换向器可以使线圈中电流每半周改变一次。两个铜半环电刷换向器换向器的作用：线圈转过平衡位置时，自动改变线圈中电流的方向，使线圈连续转动。3电动机的工作原理4实际电动机三、巩固练习1、用直流电源供电的电动机叫做_。2、直流电动机的构造主要有_、_.其工作原理是_。3、换向器在电动机中的作用是。直流电动机 定子 转子 通电导体受力的作用而转动 改变电流的方向小结通电导体在磁场里受力的作用通电导体在磁场里受力的作用受力方向跟电流的方向，受力方向跟电流的方向，磁感线的方向都有关磁感线的方向都有关 电动机连续转动的原因电动机连续转动的原因电动机构造：定子转子换向器电刷电动机构造：定子转子换向器电刷生活中的电动机电动机电动机4、直流电动机能持续转动，主要是因为（）A.线圈的作用B.电流的作用C.磁场的作用D.换向器的作用D5.直流电动机工作时，线圈平面经过垂直磁感线的位置时()A.线圈受力平衡，速度为零B.线圈受力平衡，速度不为零C.线圈受力不平衡，速度为零D.线圈受力不平衡，速度不为零B6.下列说法正确的是 ()A.电动机是把机械能转化为电能的机器B.电动机是把电能转化为机械能的机器C.直流电动机是利用线圈的转动而产生电流的D.改变线圈中的电流方向，可以改变电动机线 圈转动的快慢B第二十章 电与磁第5节 磁生电如果把电源“+”极与导线连接，可观察到的现象是磁针N极向内偏转 ,断开电路则可观察到不偏转 。电能生磁NS奥斯特实验实验结论导入新课导入新课电电磁磁英国物理学家法拉第在10年中做了多次探索，1831年终于取得突破，发现了利用磁场产生电流的条件和规律。根据这个发现，后来发明了发电机，使人类大规模用电成为可能，开辟了电气化的时代。发电机是如何发电的呢？火力发电风力发电水力发电一、什么情况下磁能生电提出问题提出问题什么情况下磁能生电什么情况下磁能生电？设计实验设计实验G_+要使磁生电须哪些器材？最方便获得的磁场用什么器材？要方便测出电流用什么器材？要把电流表接入电路要哪些器材？进行实验导线运动状态尝试电流表指针摆动情况静止换电流表量程换强磁体换多根导线运动水平向左向右摆动向左摆动摆动摆动不偏转水平向右斜向上运动斜向下运动上下运动不偏转不偏转不偏转1、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，导体中就会产生电流，这种现象叫电磁感应。2、感应电流：电磁感应现象产生的电流就叫做感应电流。把磁感线想象成一根根线，导线想象成一把刀。分析论证分析论证3、电路中感应电流的方向与导体切割磁感线的运动方向和磁场方向有关。应用应用二、发电机1、发电机的结构（1）观察手摇发电机的构造（磁极的形状、绕圈与灯的连接情况、摇把怎样带动线圈的）。（2）观察发电机对小灯泡亮度的影响。小灯泡发光说明。小灯泡的亮度，说明电流的大小是。线圈转得越快，小灯泡越，说明。演示实验有电流产生有变化变化的亮电流的大小与线圈转动的快慢有关大小和方向不断变化的电流是交变电流，简称交流。在交变电流中，电流在每秒内周期性变化的次数叫做频率。我国电网以交流供电，频率50赫兹。电流每秒改变100次。小资料3、交流发电机的原理当线圈在前半周转动时，电流表指针偏转，表明电路中产生了电流；当线圈在后半周转动时，切割磁感线方向相反，电流表指针偏转方向相反。铜环电刷磁极线圈发电机发电的过程是机械能转化为电能的过程。实际交流发电机 实际的交流发电机，结构比较复杂，但主要由转子(转动部分）和定子（固定部分）两部分组成。转子由水轮机、汽轮机或内燃机来带动。大型发电机发出很高的电压和很强的电流，要采用线圈不动、磁极旋转的方式发电.这种发电机叫做旋转磁极式发电机。大型发电机安装转子课堂小结课堂小结1、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，这是一种电磁感应现象。2、发电机利用了电磁感应原理发电，将机械能转化为电能。课堂练习课堂练习1、下面几种做法中，哪种一定能产生感应电流（）A、一段导体在磁场里做切割磁感线运动B、闭合电路的一部分导体在磁场里运动C、闭合电路的一部分导体在磁场里做切割磁感线的运动D、闭合导体在磁场里做切割磁感线运动C 2、如图所示，可以使电流表指针发生偏转的情况是（）A、开关S断开，导线ab竖直向下运动B、开关S闭合，导线ab竖直向上运动C、开关S断开，导线ab从纸里向纸外运动D、开关S闭合，导线ab从纸外向纸里运动D3、交流发电机线圈内和外电路中的电流分别是（）A、交流电和直流电B、交流电和交流电C、直流电和交流电D、直流电和直流电B