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课  题

8.5  电与磁

教学目标

（三维目标）

1、知识与技能目标：

（1）知道磁体周围存在磁场。 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

（2）认识电流的磁效应。

（3）知道通电导体周围存在着磁场；通电螺线管的磁场与条形铁相似。 理解电磁铁的特性和工作原理。

（4）了解磁场对通电导线的作用。

（5）知道电磁感应现象；知道产生感应电流的条件。

（6）知道发电机的原理：能说出发电机为什么能发电；知道什么是交流电；知道发电机发电过程是能量转化的过程。

2、过程与方法目标：

（1）探究通电螺线管外部磁场的方向。

（2）经历制作模拟电动机的过程，了解直流电动机的结构和工作原理。

（3）探究磁生电的条件，进一步了解电和磁之间的相互联系。

3、情感、态度与价值观目标：

（1）通过认识电与磁之间的相互联系，使学生乐于探索自然界的奥秘。

（2）通过了解物理知识的实际应用，提高学习物理知识的兴趣。

教学重点

（1）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。

（2）知道电磁感应现象；知道产生感应电流的条件。

教学难点

（1）掌握通电螺线管外部磁场的方向。

（2）磁极间相互作用规律，通电导线、通电螺线管的磁场

教学课时

（计划课时）：两课时  

（实际教学课时）：

教学准备

教学过程

备  注

第一课时

一、复习内容

一、磁现象：

1、磁性：磁铁能吸引铁、钴、镍等物质的性质（吸铁性）

2、磁体：  定义：具有磁性的物质

           分类：永磁体分为 天然磁体、人造磁体

3、磁极：定义：磁体上磁性最强的部分叫磁极。（磁体两端最强中间最弱）

         种类：水平面自由转动的磁体，指南的磁极叫南极（S），指北的磁极叫北极（N）

         作用规律：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。

说明：最早的指南针叫司南 。一个永磁体分成多部分后，每一部分仍存在两个磁极。两物体相互吸引要考虑六种情况，两物体相互排斥要考虑四种情况。

4、磁化： 定义：使原来没有磁性的物体获得磁性的过程。

       磁铁之所以吸引铁钉是因为铁钉被磁化后，铁钉与磁铁的接触部分间形成 异名磁极，异名磁极相互吸引的结果。

      钢和软铁的磁化：软铁被磁化后，磁性容易消失，称为软磁材料。钢被磁化后，磁性能长期保持，称为硬磁性材料。所以制造永磁体使用钢 ，制造电磁铁的铁芯使用软铁。

5、物体是否具有磁性的判断方法：

根据磁体的吸铁性判断。

根据磁体的指向性判断。

根据磁体相互作用规律判断。

根据磁极的磁性最强判断。

二、磁场：

1、定义：磁体周围存在着的物质，它是一种看不见、摸不着的特殊物质。

  磁场看不见、摸不着我们可以根据它所产生的作用来认识它。这里使用的是转换法。通过电流的效应认识电流也运用了这种方法。

 2.基本性质：磁场对放入其中的磁体产生力的作用。磁极间的相互作用是通过磁场而发生的。

 3、方向规定：在磁场中的某一点，小磁针北极静止时所指的方向（小磁针北极所受磁力的方向）就是该点磁场的方向。

 4、磁感应线：

定义：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磁针北极所指的方向一致。

方向：磁体周围的磁感线都是从磁体的北极出来，回到磁体的南极。

典型磁感线：

说明：

A、磁感线是为了直观、形象地描述磁场而引入的带方向的曲线，不是客观存在的。但磁场客观存在。

B、用磁感线描述磁场的方法叫建立理想模型法。

C、磁感线是封闭的曲线。

D、磁感线立体的分布在磁体周围，而不是平面的。

E、磁感线不相交。

F、磁感线的疏密程度表示磁场的强弱。

5、磁极受力：在磁场中的某点，北极所受磁力的方向跟该点的磁场方向一致，南极所受磁力的方向跟该点的磁场方向相反。

二、典型例题

例1：小磁针在条形磁铁的轴线上静止，如图4所示。请画出条形磁铁的一条磁感线，并标出小磁针的N、S极。

例2：磁 悬 浮 列 车

    磁悬浮列车是由无接触的电磁悬浮、导向和驱动系统组成的新型交通工具，是高新技术的产物．上海磁悬浮列车示范运营线项目于2006年4月26日正式通过国家竣工验收．正线全长约30km，设计最高运行时速430km／h，单向运行时间7min20s．

(1)上海磁悬浮列车的结构如图甲所示．要使列车悬浮起来，车身线圈的上端是_________极．若列车总质量是20t，磁悬浮列车行驶时，强大的磁力使列车上升10mm，那么上升过程中磁力对列车做功_________J．(g取10N／kg)

(2)如果列车在单向运行过程中，只停靠一站，那么，停靠时间约为_________s(设磁悬浮列车全程均以360km／h的速度行驶)．

(3)图乙是另一种磁悬浮列车的设计原理图，A是磁性稳定的电磁铁，安装在铁轨上，B是安装在车身上(紧靠铁轨上方)的电阻非常小的螺线管．B中电流方向如图乙所示，请在图中标出通电螺线管的N极，螺线管B与电磁铁A之间相互_________ (选填“排斥”或“吸引”)，从而使列车悬浮在铁轨上方．

四、堂上练习

1、如图3所示，将铁钉放在某矿石附近，铁钉立即被吸引到矿石上，此现象说明该矿石具有

  A.磁性       B.导电性       C.弹性       D.绝缘性

2、地球是一个大磁体，它的周围存在磁场。小青同学看了“机遇号”测器降落火星的电视新闻后，想到：“火星的周围也存在磁场吗？”假若你能降落到火星，请用一个简单的实验来研究这个问题。你的做法是：           ；

3、电冰箱门上装有磁性密封条，是利用了＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿的原理，而磁带和磁卡则是利用了它们能够被＿＿＿＿＿＿＿的原理。

4、磁悬浮列车是在车厢和铁轨上分别安放磁体，利用同名磁极相互       ，使列车离开地面，从而减小列车运行时的阻力，提高车速。

三、电流的磁场：

 奥斯特实验：通电导线的周围存在磁场，称为电流的磁效应。该现象在1820年被丹麦的物理学家奥斯特发现。该现象说明：通电导线的周围存在磁场，且磁场与电流的方向有关。

 通电螺线管的磁场：通电螺线管的磁场和条形磁铁的磁场一样。其两端的极性跟电流方向有关，电流方向与磁极间的关系可由安培定则来判断。

   右手螺旋定则用右手握住螺线管，让四指弯曲且跟螺线管中电流的方向一致，则大拇指所指的那端就是螺线管的北极。

应用：电磁铁

（1） 定义电磁铁是一个带有铁芯的螺线管。

（2） 构造电磁铁是由线圈和铁芯两部分组成的。

（3） 特点电磁铁通电时有磁性，断电时磁性消失；通过电磁铁的电流越大，电磁铁的磁性越强；当电流一定时，电磁铁线圈的匝数越多，磁性越强。即，

电磁铁磁性的有无，可由通断电来控制。

电磁铁磁性的强弱，可由电流大小和线圈匝数来控制。

电磁铁的极性位置，可由电流方向来控制。

D、应用：电磁继电器、电话

电磁继电器：实质由电磁铁控制的开关。应用：用低电压弱电流控制高电压强电流，进行远距离操作和自动控制。

（1） 结构电磁继电器的主要部件是电磁铁、衔铁、弹簧和触点。

（2） 原理如图所示，是一个利用电磁继电器来操纵电动机的电路。其中电源E1、电磁铁线圈、开关S1组成的控制电路；而电源E2、电动机M、开关S2和触点、开关S组成工作电路。当S1闭合时，电磁铁线圈中有电流通过，电磁铁将衔铁吸下，触点开关接通，电动机便转动起来；当断开S1时，电磁铁中失去电流，电磁铁失去磁性，弹簧使衔铁上升触点开关断开，电动机停止运转。

（3） 作用使用继电器不仅可保证操作人员的安全，而且能帮助人们实现遥控和生产自动化。

电话：组成：话筒、听筒。基本工作原理：振动、变化的电流、振动。

二、技巧指导

【右手螺旋定则的应用】

应用右手螺旋定则的时候，要明确定则中的拇指和弯曲的四指分别表示什么。对于螺线管的绕制方向，要求会看图，能根据图分析电流的方向。当图形是画在纸上的，由于手不能直接握住螺线管，就给判定带来了困难。此时可按下述的方法进行判断：

为了便于想象，可以手握一支钢笔或纸筒来与图形对照。

标出螺线管能看到的一面导线的电流方向；伸开右掌，掌心握住表示螺线管的钢笔或纸筒，让弯曲的四指与电流的方向一致。

此时拇指的指向就是螺线管的北极方向。

三、典型例题

例1  （2006年衢州市）如图所示，是研究“通电螺线管周围磁场强弱”的实验电路图。

    (1)要改变通电螺线管线圈中的电流大小，可通过      来实现；

    (2)要判断通电螺线管周围磁场强弱，可通过观察      来确定。

例2：（2006年莱芜市）根据如图   所示的小磁针指向，画出通电螺线管的导线绕法．

四、堂上练习。

1、如图所示为录音机上的录音磁头简图。录音时，声音先转变成强弱变化的电流，当电流通过录音磁头上的线圈时，线圈就具有　  　性，铁芯缝隙a处就产生　  　。

2、下表列出的是在进行探究实验时遇到的一些实际问题，请你把解决问题的方法填写在表中对应的空格里。

3、如图是动圈式麦克风的结构示意图。当你对着它说话或唱歌时，人声带由于 而产生的声音，通过 传播到膜片，使膜片以及与膜片相连的线圈在磁场中运动，线圈的这种运动能产生随着声音变化而变化的 ，线圈在运动中能量的转化情况是。

4、图3是温度自动报警器的原理图，它运用了许多物理知识。以下说法中不正确的是

  A．温度计中的水银是导体

  B．温度计是根据液体热胀冷缩的性质工作的

  C．报警器中的电磁铁运用了电流的热效应

  D．电磁继电器是一种电路开关

(一) 电磁感应（磁生电）：

1. 现象英国的物理学家法拉第在1831年发现了电磁感应现象，即闭合电路的一部分导体在磁场里做切割磁感应线的运动时，导体中就会产生电流，这种现象叫做电磁感应。

2. 感应电流电磁感应现象中产生的电流叫做感应电流。感应电流的产生条件：

（1） 电路必须是闭合电路；

（2） 必须有一部分导体做切割磁感应线运动。

感应电流的方向跟磁场方向和导体切割磁感线运动的方向有关。

3. 发电机：

（1） 原理发电机是根据电磁感应现象制成的。

（2） 构造交流发电机主要由磁铁（定子）、线圈（转子）、滑环和电刷。

4. 方向不变的电流叫做直流电。

大小和方向作周期性改变的电流叫做交流电。

交流电的周期电流发生一个周期性变化所用的时间，其单位就是时间的单位秒（s）。

交流电的频率电流每秒发生周期性变化的次数。其单位是赫兹，符号是Hz。频率和周期的数值互为倒数。

二、典型例题

例1  1、请根据图中小磁针静止时的指向，标出通电螺线管的N、S极和电源的正、负极。2、（2006年福州市）标出图15中通电螺线管的N、S极。

5、螺线管通电后，小磁针静止时指向如图3所示，请在图中标出通电螺线管的N、S极，并标出电源的正、负极．

8、请在图9中标出螺线管N、S极。

例3：小文同学学习了有关物理知识后，设想制作一个电动充气泵，她画出了如图15

所示的结构示意图，图中E为电流大小和方向都不断变化的交流电．

（1）你认为小文的设想运用了哪些物理知识？（至少写出3个）

                                                ；

                                                   ；                                                    

（2）若电流从电源的a端流入时，小磁铁向下运动，则此时电磁铁的上端为     极，小磁铁的下端为   极．

三、堂上练习。

1、图示四个演示实验中，能够说明电磁感应现象的是

2、下列四幅图中能说明发电机的工作原理的是（         ）

 3、在安装直流电动机模型的实验中，安装完毕后闭合开关，线圈沿顺时针方向转动，要想使线圈沿逆时针方向转动，正确的做法是（   ）

A．减少一节电池                             B．调换磁性更强的磁铁

C．把电源正、负极和磁铁南、北极同时对调     D．把电源正、负极对调或磁铁南、北极对调

4、下列将电能转化为机械能的是      D

    A．发电机    B．电视    C．日光灯    D．电动机

5、图4是有关电与磁实验的装置图，其中用来研究磁场对电流作用的是

板书设计：

  磁体的性质

                磁极间的相互作用规律                                  

                磁化

                 磁场和磁场的方向

                   电流的磁效应        

                    通电螺线管（电磁铁）磁场方向的判断方法                                 

                    电磁铁磁性强弱与电流和匝数的关系

电磁继电器

通电导线在磁场中受力  

影响受力方向的

             原理

                         因素