《电和磁复习课》PPT课件.ppt
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1、第九章第九章 电和磁电和磁复习课1.磁性与磁体磁性与磁体(1)磁性磁性:物体具有吸引铁、钴、镍等物质的性质,:物体具有吸引铁、钴、镍等物质的性质,叫做磁性叫做磁性(2)磁体:磁体:具有磁性的物体叫磁体具有磁性的物体叫磁体 从磁体的形状来分,可以分为条形、针形、蹄从磁体的形状来分,可以分为条形、针形、蹄形磁体形磁体 从磁体的来源分,可以分为天然磁体(如铁矿石)从磁体的来源分,可以分为天然磁体(如铁矿石)和人造磁体和人造磁体 从保持磁性的长短来分,可以分为硬磁体(或叫从保持磁性的长短来分,可以分为硬磁体(或叫永磁体)和软磁体永磁体)和软磁体 一、基础知识一、基础知识 磁体上磁性最强的部分叫磁极磁体
2、上磁性最强的部分叫磁极,每个磁体都有两个磁极,可以在水平面内自由转动的条形磁体或磁针,静止时总是一个磁极指南,另一个磁极指北,指南的磁极叫南极(S极),指北的磁极叫北极(N极)每个磁体都有两个磁极,一个叫南极(S极),另一个叫北极(N级),它是磁体上磁性最强的部分,位于磁体的两端自然界中不存在只有单个磁极的磁体,磁体上的磁极总是成对出现的,而且一个磁体也不能有多于两个的磁极如果某人不慎将一个条形磁铁从空中落向地面分成两段,则每段将各有两个磁极 2.磁极磁极3.磁极间相互作用的规律磁极间相互作用的规律 同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引4.磁化磁化(1)定义:使
3、原来没有磁性的物体获得磁性的过程叫磁化(2)软磁体和硬磁体:铁棒被磁化后,其磁性很容易消失,称为软磁体钢棒被磁化后,其磁性能够长期保持,称为硬磁体或永磁体因为钢具有长期保持磁性的性质,所以永磁体常常用钢来制做,5.磁场磁场 磁体周围的空间存在着一种物质叫做磁场磁场是一种看不见、摸不着,存在于磁体周围的一种特殊物质 磁场的基本性质是它对放入其中的磁体产生磁力磁场的基本性质是它对放入其中的磁体产生磁力的作用的作用磁体间的相互作用就是通过它们各自的磁场发生的我们常用小磁针是否受到磁场力的作用来检验小磁针所在的空间是否存在着磁场 磁场磁场不但有强弱有强弱,也有方向有方向,小磁针静止时北极所指的方向就是
4、该点的磁场方向 6.磁感线磁感线 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点的小磁针北极所指的方向一致,这样的曲线叫做磁感应线,简称磁感线,磁感线实际并不存在,磁感线是为了描述磁场而假想的物理模型,它是仿照铁屑在磁场中被磁化为一个个小磁针在磁场中分布和排列的情形而画出的曲线,能直观、形象地呈现磁场的分布情况 磁感线有方向在磁体的周围,磁感线是从北极出来回到北极出来回到南极南极,在磁体内部,磁感线从南极到北极,形成闭合的曲线磁体周围的磁场是立体分布的,因此画磁感线时也应布满磁体周围的整个空间,而且任意两条磁感线都不能交叉 磁场中某一点磁感线的方向,就是该点磁场的方向,也就是放在该
5、点的小磁针静止时北极所指的方向,也就是放在该点的小磁针的北极所受磁力的方向7.五种基本磁场的磁感线分布的平面图五种基本磁场的磁感线分布的平面图条形磁体和蹄形磁体的磁感线分布如图5-120所示 两个磁体之间的磁场中磁感线分布如图5-121所示8.地磁场地磁场 地球本身是一个巨大的磁体,地球周围的空间存在着磁场,叫做地磁场磁针指南北,就是因为受到地磁场作用的缘故 地磁北极在地理南极附近,地磁南极在地理北极地磁北极在地理南极附近,地磁南极在地理北极附近附近 由于地理两极与地磁两极并不重合,所以磁针所指的南北方向不是地理的正南、正北方向,而是稍有些偏离我国宋代的沈括是世界上最早准确记述这一现象的学者
6、9.电流的磁场电流的磁场 (1)奥斯特实验的做法:在静止小磁针的正上方平行地拉根通电直导线 (2)奥斯特实验表明:通电导体和磁体一样,周围存在着磁场通电导体和磁体一样,周围存在着磁场 电流的磁场方向跟电流的方向有关电流的磁场方向跟电流的方向有关 (3)电流的磁效应:任何导体中有电流通过时其周围空间均会产生磁场,这种现象叫电流的磁效应10.通电螺线管的磁场通电螺线管的磁场 (1)特点:通电螺线管外部的磁场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 (2)通电螺线管两端的极性跟螺线管中电流方向有关,它们的关系可以用安培定则来判定11.安培定则安培定则 (1)内容:用右手握住螺线管
7、,让四指弯向螺线管中电流的方向,则大拇指所指的那端就是螺线管的北极 (2)判断方法:标出螺线管上电流的环绕方向 用右手握住螺线管,让四指弯向电流的方向 大拇指所指的那端就是通电螺线管的北极12.电磁铁电磁铁 (l)定义:内部插有铁芯的通电螺线管叫做电磁铁内部插有铁芯的通电螺线管叫做电磁铁 (2)工作原理:电磁铁是根据电流的磁效应和通电螺线管中插入铁芯后磁场大大增强的原理工作的 电磁铁是内部插有铁芯的螺线管,当通电螺线管插入铁芯后,由于铁芯被磁化产生了与原螺线管方向一致的磁场,因而它的磁性比原来强得多因此电磁铁就是利用电流的磁效应和通电螺线管中插入铁芯后磁性大大增强的原理工作的 (3)电磁铁磁性
8、的强弱由电流的大小和螺线管匝数的多少来决定 (4)电磁铁的铁芯用软铁制成,且在生产和生活中,常用的电磁铁大都是做成“U”形,使它的两个磁极同时吸引物体,吸引力会更强 (5)应用:电磁铁在电磁起重机、电铃、电报机、发电机、电动机和自动控制上都有应用13.电磁铁的特点电磁铁的特点(l)可以通过电流的通断,来控制其磁性的有无可以通过电流的通断,来控制其磁性的有无(2)可以通过改变电流的方向,来改变其磁极的极性可以通过改变电流的方向,来改变其磁极的极性(3)可以通过改变电流的大小或匝数的多少来控制其磁可以通过改变电流的大小或匝数的多少来控制其磁性的强弱性的强弱14.电磁继电器电磁继电器(1)结构:如图
9、5-123所示,电磁继电器的基本组成部分有电磁铁(A)、衔铁(B)、弹簧(C)、动触点(D)和静触点(E)等(2)实质:电磁继电器实质上是由电磁铁控制的开关实质上是由电磁铁控制的开关(3)工作原理:电磁铁通电时,具有磁性,吸引衔铁,使动触点和静触点接触,工作电路闭合,电磁铁断电时失去磁性,弹簧把衔铁拉起来,切断工作电路 电磁继电器的工作电路由用电器、高压电源和电磁继电器的触点组成;控制电路由电磁继电器的线圈、低压电源和开关组成 (4)特点:利用电磁继电器可以实现利用低电压、弱电流控制高压、强电流的电路利用电磁继电器可以实现远距离操纵和自动控制15.磁场对电流的作用磁场对电流的作用 (1)内容:
10、通电导体在磁场中要受到力的作用通电导体在磁场中要受到力的作用,受力的方向既跟电流方向垂直,又跟磁感线方向垂直受力方向跟受力方向跟电流方向电流方向和和磁感线方向磁感线方向有关有关 若导体中电流的方向或磁感线的方向有一个改变时,则导体的受力方向也随之改变;若上述两个方向同时改变时,则导体的受力方向不变 当通电导体中电流的方向与磁感线的方向平行当通电导体中电流的方向与磁感线的方向平行(相同或相反)时,导体不受磁场的作用力时,导体不受磁场的作用力.(2)能的转化:通电导体和通电线圈在磁场中受到力的作用而发生运动时,电能转化为机械能电能转化为机械能 16.直流电动机直流电动机 (1)定义:利用直流电源供
11、电的电动机叫直流电动机 (2)原理:直流电动机是根据通电线圈在磁场中受到力的作用而发生转动的原理制成的它在工作时将电能转化为机械能 (3)构造:直流电动机主要由磁铁、线圈、换向器和电刷等构直流电动机主要由磁铁、线圈、换向器和电刷等构成成 (4)能的转化:电动机工作时电能转化为机械能 (5)换向器的作用:换向器是由两个铜制半环构成的换向器换向器的作用是每当线圈刚转过平衡位置时,自动改变通入线圈中的电的作用是每当线圈刚转过平衡位置时,自动改变通入线圈中的电流方向,使线圈连续转动流方向,使线圈连续转动 当线圈转到线圈平面与磁感线方向垂直时,两电刷刚好接触两半环问的绝缘部分,线圈由于惯性,还能稍微再转
12、过一些而线圈稍转过一定角度后,两半环接触的电刷就调换了,线圈中的电流方向也随之改变,从而保证了线圈能不停地转动下去 17.电磁感应现象电磁感应现象 (1)发现的时间:英国物理学家法拉第,经过不懈的努力,于1831年发现了电磁感应现象 (2)内容:闭合电路的一部分导体在磁场中做闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁切割磁感线运动感线运动时,导体中就产生电流,这种现象叫电磁感时,导体中就产生电流,这种现象叫电磁感应现象,产生的电流叫感应电流应现象,产生的电流叫感应电流.(3)在电磁感应现象中,感应电流的方向与导体运动的感应电流的方向与导体运动的方向和磁感线方向有关方向和磁感线方向有关(4)能的转化:
13、在电磁感应现象中,机械能转化为电能 18.发电机发电机 (1)原理:发电机是利用电磁感应现象制成的,是把机械能转化为电能的机器 (2)结构:交流发电机主要由转子和定子两部分组成,另外还有滑环、电刷等 因为大型发电机输出很高的电压和很强的电流,因此采用线圈不动,磁极旋转的方式发电,这种发电机叫做旋转磁极式发电机19.交流电和直流电交流电和直流电 (1)交流电:周期性改变方向的电流叫做交流电我国供生产和生活用的交流电,周期是0.02 s,频率是50 Hz.电流方向每秒改变100次 周期和频率是用来表示交流电特点的两个物理量,周期是指交流发电机中线圈转动一周所用的时间,所以单位是“秒,;频率是指侮秒
14、钟内线圈转动的周数,它的单位是“赫”,符号是Hz我国使用的交流电周期为0.02 s,频率是50 Hz其意义是发电机线圈转一周用时0.02 s,即1s内线圈转50周因为线圈每转一周电流方向改变两次,所以,频率为50 Hz的交流电在1s内方向改变100次 (2)直流电:电流方向不随时间而改变的电流叫做直流电从电池获得的电流就是直流电 发电机除上面讲过的交流发电机外,还有一种直流发电机直流发电机线圈中产生的是交流电直流发电机线圈中产生的是交流电,而对外部电路输出的是直流电【例题例题1】小磁针在条形磁铁左端附近时,小磁针在条形磁铁左端附近时,N极指极指左,左,S极指右条形磁铁对小磁针的作用方向向右极指
15、右条形磁铁对小磁针的作用方向向右如图如图5124所示如果将小磁针的右半部分截所示如果将小磁针的右半部分截掉,只留下左半部分,则这左半部分受到磁铁的掉,只留下左半部分,则这左半部分受到磁铁的作用力方向是(作用力方向是()A向左向左B.向右向右C向上向上 D.向下向下 二二、例题例题(第一部分第一部分)【例题例题2】如图如图5-125所示,弹簧测力计下挂一所示,弹簧测力计下挂一铁球将弹簧测力计自左向右逐渐移动时,弹簧铁球将弹簧测力计自左向右逐渐移动时,弹簧测力计的小数(测力计的小数()A不变不变 B.逐渐减少逐渐减少C先减小再增大先减小再增大D先增大再减小先增大再减小【例题例题3】已知磁体周围磁感
16、线的形状或某处所放的已知磁体周围磁感线的形状或某处所放的小磁针静止时的位置如图小磁针静止时的位置如图5-126所示所示(l)试在图(甲)中标出试在图(甲)中标出A,B,C三处的磁感线方向;三处的磁感线方向;(2)在图(乙)在图(乙)“标出放在标出放在A,B,C三点处的小磁针静止三点处的小磁针静止时北极所指的方向以及磁体的时北极所指的方向以及磁体的N、S极极(3)在图(丙)在图(丙)“标出小磁针将会发生的转动方向标出小磁针将会发生的转动方向【例题例题4】在图在图5-128(甲)中,已知通电螺线管的甲)中,已知通电螺线管的N,S极,极,在图上判定电流的方向,并标出电源的正、负极在图上判定电流的方向
17、,并标出电源的正、负极【例题例题5】在图在图5-129(甲)所示的(甲)所示的A、B两螺线管,两螺线管,通电后能够互相吸引,画出螺线管通电后能够互相吸引,画出螺线管B的绕线,标明电的绕线,标明电流方向流方向【例题例题6】如图如图5-130所示,给电磁铁通电,磁铁所示,给电磁铁通电,磁铁AB(A端为端为N极,极,B端为端为S极极)及弹簧测力计在图中的位置静止不动,在滑动及弹簧测力计在图中的位置静止不动,在滑动变阻器的滑片向变阻器的滑片向a端滑动的过程中,关于电流表的示数和弹簧端滑动的过程中,关于电流表的示数和弹簧的长度变化的情况是(的长度变化的情况是()A.电流表的示数增大,弹簧的长度将增加电流
18、表的示数增大,弹簧的长度将增加B.电流表的示数增大,弹簧的长度将减小电流表的示数增大,弹簧的长度将减小C.电流表的示数减小,弹簧的长度将增加电流表的示数减小,弹簧的长度将增加D.电流表的示数减小,弹簧的长度将减小电流表的示数减小,弹簧的长度将减小【例题例题7】在图在图5-131中,中,A、B、C、D是完全相同的是完全相同的铁钉铁钉(1)若若A、B两铁钉上所绕线圈匝数相同,则当它们各两铁钉上所绕线圈匝数相同,则当它们各自通以电流时,哪根吸引大头针较多些?为什么?自通以电流时,哪根吸引大头针较多些?为什么?(2)若将若将C,D铁钉上所绕的线圈串联起来通以电流,哪铁钉上所绕的线圈串联起来通以电流,哪
19、根吸引大头针较多?为什么?根吸引大头针较多?为什么?【例题例题8】小明用自制的通电螺线管来研究它的磁性与哪些因小明用自制的通电螺线管来研究它的磁性与哪些因素有关实验器材:两个相同大小的大铁钉、一些漆包线、开素有关实验器材:两个相同大小的大铁钉、一些漆包线、开关、电源、滑动变阻器、一些回形针和电流表等在实验中,关、电源、滑动变阻器、一些回形针和电流表等在实验中,用漆包线绕制横截面和紧密程度相同的三个线圈,其中两个线用漆包线绕制横截面和紧密程度相同的三个线圈,其中两个线圈插入铁钉,另一个线圈内无铁钉按如图圈插入铁钉,另一个线圈内无铁钉按如图5-132电路进行实电路进行实验,实验记录的数据如下表:验
20、,实验记录的数据如下表:由以上实验表明,通电螺线管的磁性强弱与哪些因素有关()A.只与通电螺线管线圈匝数有关B.只与通电螺线管线圈匝数、是否有铁钉有关C.只与通电螺线管线圈匝数、通过线圈的电流有关D.与通电螺线管线圈匝数、是否有铁钉、通过线圈的电流有关【例题例题9】图图5-133是一种防汛报警器的原理图是一种防汛报警器的原理图.K是触是触点开关,点开关,B是一个漏斗形的竹片圆筒,里面有个浮子是一个漏斗形的竹片圆筒,里面有个浮子A,试说明这种报警器的工作原理,试说明这种报警器的工作原理一、填空题一、填空题1.磁体上磁体上_的部分叫磁极,磁体上有两个磁极的部分叫磁极,磁体上有两个磁极叫叫_极和极和
21、_极极2.磁极间的相互作用规律是:同名磁极磁极间的相互作用规律是:同名磁极_,异,异名磁极名磁极_.3.磁场的基本性质是磁场的基本性质是_;磁体间的相;磁体间的相互作用是通过互作用是通过_而发生的而发生的4.人们规定,在磁场中的某一点,小磁针静止时人们规定,在磁场中的某一点,小磁针静止时_极所指的方向就是该点的磁场方向极所指的方向就是该点的磁场方向 三三、课堂练习课堂练习(第一部分第一部分)5.1820年丹麦物理学家年丹麦物理学家_通过实验证明通电导体周围存在通过实验证明通电导体周围存在着磁场,成为第一个发现着磁场,成为第一个发现_与与_之间的联系的人之间的联系的人而载入史册而载入史册6.我国
22、宋代的学术著作我国宋代的学术著作梦溪笔谈梦溪笔谈中有如下一段叙述:中有如下一段叙述:“方方家(指精通某种学问的行家)以磁石靡针锋则能指南,然常微家(指精通某种学问的行家)以磁石靡针锋则能指南,然常微偏东,不令南也(不是正南方向)偏东,不令南也(不是正南方向)”,以上叙述的现象证明地,以上叙述的现象证明地球是一个球是一个_,并且以事实说明了地球的地理南北极与地磁,并且以事实说明了地球的地理南北极与地磁南北极南北极_,地磁南极在地理,地磁南极在地理_附近,地磁北极在地附近,地磁北极在地理理_附近附近7.磁体周围的磁感线都是从磁体磁体周围的磁感线都是从磁体_出来,回到出来,回到_.8.在磁场中画一些
23、有在磁场中画一些有_的曲线,使曲线上任何一点的的曲线,使曲线上任何一点的_方向都跟放在该点的小磁针静止时方向都跟放在该点的小磁针静止时_极所指的方极所指的方向一致,这样的曲线叫做磁感线向一致,这样的曲线叫做磁感线9.电磁铁的铁芯是用电磁铁的铁芯是用_做的,常见的电磁铁在做的,常见的电磁铁在_(填两个即可)上都有应用(填两个即可)上都有应用10.具有软磁性、硬磁性或其它电磁特性的材料,统具有软磁性、硬磁性或其它电磁特性的材料,统称为磁性材料磁性材料在现代生活和科学技术中得称为磁性材料磁性材料在现代生活和科学技术中得到广泛应用,到广泛应用,请你举出两个例子:请你举出两个例子:(1)_,(2)_ 二
24、、单项选择题二、单项选择题11把一根条形磁铁切成两段,那么(把一根条形磁铁切成两段,那么()A.每段都有两个磁极每段都有两个磁极 B.每段只有一个磁极每段只有一个磁极 C.较长的一段有两个磁极,较短的一段只有较长的一段有两个磁极,较短的一段只有 一个磁极一个磁极 D.较长的一段有两个磁极,较短的一段没有磁极较长的一段有两个磁极,较短的一段没有磁极 12.用一个钢棒去靠近小磁针,发现小磁针的一端向钢用一个钢棒去靠近小磁针,发现小磁针的一端向钢棒靠拢,那么(棒靠拢,那么()A.钢棒一定具有磁性钢棒一定具有磁性 B.钢棒一定没有磁性钢棒一定没有磁性 C.钢棒可能有磁性,也可能无磁性钢棒可能有磁性,也
25、可能无磁性 D.以上说法都错以上说法都错 13.如图如图5-134所示,小磁针处于静止状态由所示,小磁针处于静止状态由此可以判断甲、乙两个磁极(此可以判断甲、乙两个磁极()A.甲是甲是S极,乙是极,乙是N极极B.甲是甲是N极,乙是极,乙是S极极C.甲是甲是S极,乙是极,乙是S极极D.甲是甲是N极,乙是极,乙是N极极14.关于磁场,下列说法中不正确的是(关于磁场,下列说法中不正确的是()A.磁场对放入其中的磁体都产生磁力作用磁场对放入其中的磁体都产生磁力作用 B.磁体间的作用是相互的磁体间的作用是相互的 C.磁场是有方向的磁场是有方向的 D.磁体对小磁针的作用是通过磁感线发生的磁体对小磁针的作用
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