苏科版物理九下第十六章《电磁转换》word教案.docx

1、苏科版物理九下第十六章电磁转换word教案第十六章 电磁转换知识梳理 1磁体 A磁性能够吸引铁、钴、镍等物质的倥质称为磁性，它是物质的一种物理属性B磁体 具有磁性的劫体称为磁体 按磁体的来源可分为：天然磁体和人造磁体 按保持磁性时间的长短可分为：硬磁体(或永磁体)和软磁体 按磁体的形状可分为条形磁体、蹄形磁体、针形磁体等 C磁极 磁体的两端是磁性最强的部分，叫做磁体的两个磁极让磁体在水平面闪能够自由转动，静止下来时总是一端指南，一端指北指南的一端叫做磁体的南极(S极)，指北的一端叫做磁体的北极(N极)指南针(罗盘)就是根据磁体的指向性制成的 磁极间相互作用的规律是：同名磁极相互排斥，异名磁极榍

2、互吸引 磁体的基本性质是吸铁性和指向性 在磁现象中发生相互吸引的原因有两种可能：磁体的吸铁性；异名磁极相互吸引 判断物体是否昊有磁性的方法：根据磁体的吸铁性；根据磁体的指向性；根据磁体中部磁性最弱的特点；根据磁极间相呈作用的规律 D磁化 使原来没有磁性的物体获得磁性的过程叫做磁化 能够被磁化的材料称为磁性材料，如铁、钴、镍、金属氧化物、钛钴合金、磁带上的磁粉等 磁化的方法：将磁铁的一极靠迸或接触铁磁性材料；将磁铁的一极在铁磁性材料上顺同 2磁场 A磁场 在磁体周围存在着一种能够传递磁极极相互作用的物质，这种看不见、摸不着的特殊物质叫做磁场 磁场的基本性质是对放天其中的磁体或通电导体或运动电荷会

3、产生磁力的作用 我们可以根据磁场的基本性质来认识磁场 小磁针在磁场中静止时北极所指的方向规定为这一点的磁场方向 B磁感线 磁感线是用来描述磁场的一些假想曲线，实际上并不存在，磁感线上任意一点的切线方向表示该点的磁场方向磁场越强的地方，磁感线越密；磁场越弱的地方，磁感线越疏 磁感线为封闭的、立体的曲线，在磁体的外部磁感线的方向是从N极指向S极，而在内部是从S极指向N极 在同一磁场中，任何两根磁感线都不相交磁感线的走向与各点的磁场方向是两个既有联系又有区别的概念磁感线的走向是整体形象，而磁场方向是小磁针在某点静止时北极所指方向，即经过该点的磁感线的切线方向如同在圆形跑道上的运动员的走向或顺时针，或

4、逆时针，但他在胞道上各点的面孔朝向是不同的 一些常见磁体周围的磁感线如下所示： C磁的应用和防护a. 应用：磁化净水器、冰箱门磁封、收录机中的、磁头和磁带、计算机中的磁盘和磁鼓、磁悬浮列车、磁诊、磁疗等b防垆：铁磁性材料对磁饧具有屏蔽作用防磁手表就是根据这一原理制成的。D. 地磁场地球周围的磁场叫做地磁场磁体具有指向性的原因就是因为受到地磁场的作用 地磁的南极在地理的北极附近，地磁的北极在地理的南极附近水平放置的磁针的指向与地球子午线之间的夹角叫做磁偏角我国宋代的学者沈括是世界上第一个清楚地、准确地论述磁偏角的科学家地磁南、北极的位置并不是固定不变的，因此，在地球上各个地点磁偏角的大小也不是固

5、定不变的 3电流的磁场 A. 电流的磁场 通电导体跟磁体一样，周围也存在着磁场，这一现象叫做电流的磁效应它是丹麦的物理学家奥斯特于l820年首先发现的 a通电直导线的磁炀 通电直导线周围存在着磁场，其方向与电流方向有关 b通电螺线管的磁场 通电螺线管的外部磁场与条形磁体的磁场相似，如图甲所示 判定通电螺线管周围磁场的方向时，可用安培定则，即用右手握住螺线管，让四指弯曲且与螺线管中的电流方向一致，则大拇指所指的那端就是通电螺线管的N极，如图乙所示。 安培定则也叫右手螺旋定则 B电磁铁及其应用 a电磁铁 1组成：电磁铁是一个带有铁芯的螺线管，它由线圈和铁芯两部分组成 ii原理：电磁铁的原理一是电流

6、的磁效应，二是在通电螺线管内插入铁芯后，铁芯被磁化，而使电磁铁的磁性大大增强 iii优点：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，磁性越强与永磁体相北，电磁铁有很多优点：它的磁性有无可以由通、断电来控制；它的磁性强弱可以由电流的强弱来控制；它的南北极可以由变换电流的方向来控制 b应用：电磁继电器、电铃、电话、电报、电磁起重机、电磁选矿机、录音机、录像机、计算机磁盘、IC卡的磁记录等 电磁继电器 主要部件：电磁铁、衔铁、弹簧、触点作用：电磁继电器实质是一种用电磁铁控制的电路开关。利用它可以用低电压、弱电流去间接控制高电压、强

7、电流的工作电路，避免人直接操作高压开关的危险；还可以帮助人们实现遥控和生产自动化。电话组成：最简单的电话装置由话筒、电池和听筒所组成，这三者串联在电路里。基本原理：人对着话筒说话时，话筒把声音引起的碳精片的振动通过碳粒松紧（电阻大小）的变化转化成强弱变化的电流，电流通过听筒，听筒通过电磁铁磁性强弱的变化转化为薄铁片的振动，使人听到声音。磁记录在录音机、录像机、计算机磁盘或信用卡记录信息时，都会用到电磁铁。例如，当你对着录音机的话筒讲话时，声音信号就被转化为电信号，随着声音的变化的电流通过录音磁头的电磁铁就会产生变化的磁场。录音带是塑料做的，上面涂着一层薄薄的磁粉，录音磁头上的电磁铁产生的磁场可

8、以将磁粉磁化磁粉被磁化的强弱随磁场强弱的变化而变化，磁带上磁性的分布就成了你的声音的编码，如图所示当播放磁带时，记录的编码又转换成原来的声音同样，电磁铁也能被用在录像带上记录图像和声音，用在计算机磁盘上记录各种信息4磁场对电流的作用 A. 磁场对电流的作用 当通电导体放入磁场里且电流方向与磁场方向不平行时，通电导体会受到磁场的力的作用，力的方向与电流方向和磁饧方向有关 在磁场对电流的作用这种现象里，电能转化为机械能 B. 直流电动机 方向不变的电流叫做直流电用直流电源供电的电动机叫做直流电动机 i构造：直流电源、磁铁、线圈、换向器、电刷等 ii原理：利用磁场对电流的作用使线圈转动，每当线圈越过

9、线圈平面与磁感线垂直的位置(平衡位置)时，利用换向器及时改变线圈中的电流方向，以保持线圈的持续转动 电动机是把电能转化为机械能的机器 iii优点：与热机相比，电动机有很多优点：它的开动和停止都比热机方便；它的构造比热机简单；它的效率比热机高得多；它对环境的污染比热机小 5电磁感应 A. 电磁感应 闭合电路的一部分导体在磁场里做切割磁感线的运动时，导体中就会产生电流，这种现象叫做电磁感应，产生的电流叫做感应电流英国的物理学家法拉第于1831年首先发现了电磁感应现象 产生感应电流的两个条件：电路要闭合；闭合电路中的一部分导体要在磁场中做切割磁感线的运动，以产生感应电压 感应电流的方向与磁场方向和导

10、体运动方向有关 在电磁感应现象里，机械能转忧为电能 B交流发电机 i构造：磁铁、线圈、铜滑环、电刷等 ii原理：电磁感应线圈在磁场中转过一周时，线圈中产生的感应电流的大小和方向发生一个周期性的变化，出现两个0值，两个最大值，方向改变两次。周期性改变大小和方向的电流叫做交流电。在交流电路中，电流经历一个周期性变化所用时间叫做交流电的周期（T），每秒电流发生周期性变化的次数叫做交流电的频率（f），T和f互为倒数，即Tf=1. 我国交流电的周期是0.02s，频率是50Hz，即每秒钟电流方向改变100次。发电机是把机械能转化为电能的机器一般发电机的转子需由水轮机、汽轮机或内燃机等发动机来带动 C. 远

11、距离输电i.采用的方法提高输出电压ii.目的减少输电线上的电能损耗. iii.原因在保证输出电功率不变的情况下，提高输出电压，根据电功率的知识P=UI，可以减小输电电流，从而减少电能损耗，若输出电压变为原来的n倍，输电线损耗将变为原来的1/n2倍变压器是利用电磁感应来改变交流电电压的。典例剖析：1. 福州科技馆展出的磁动轮是根据异名磁极相互吸引的原理制成的，每个轮的边缘装有l2个侧放的柱形磁体，如图所示当推动A轮转动时，其他3个轮会随之转动若A轮磁体外侧是N极，则C轮磁体外侧是 极如果A轮顺时针转动，C轮将 时针转动，D轮将 时针转动(两空均填“顺”或“逆”)2. 磁悬浮列车是一种未来的交通工

12、具，它是通过列车上的电磁铁A、B与固定在轨道上的磁极N、S发生磁排斥而实现悬浮的当列车在轨道上悬浮起时(如图所示)，在电磁铁A、B中分别通有(俯视) 和 的电流(填“顺时针”或“逆时针”)3. 如图是动圈式话筒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. 电现象 磁现象示例电荷有正、负两种 磁体有南、北两极带电体能吸引轻小物体同名磁极相互排斥带电体周围存在电场很长一段时间里，人们认为电现象和磁现象是互不相关的，但也有人注意到电和磁之间有很多相

13、似之处，他们相信二者之间存在某种内在的联系许多科学家为寻找这种联系进行了不懈的努力(1)1820年4月，丹麦物理学家 发现了“电生磁”现象；1831年，英国科学家 又发现了电磁感应现象，实现了“磁生电”现氛这两个重要的发现揭示了电和磁之间确实存在不可分割的联系(2)你一定也发现了电和磁之间存在很多相似之处，下表将电现象和磁现象的某些相似点作出对比，请仿照示例完成该表5. 阅读短文，回答问题 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日正式通过国家验收正线全长约30 km，设计最高运行时速430

14、 kmh，单向运行时间7 min 20 S(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20 t，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10Nkg)(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360 kmh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 (填“排斥”或“吸引”)，从而使列车

15、悬浮在铁轨上方6. 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”探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： 。7. 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a端流流入时，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8. 如图所示为苏北某市效区林场，树木已成材，砍伐后，地面上留有一截树桩同学们利用双休日到林场参加植树造林

16、活动，此时有一群大雁自右向左迁徙，小刚同学为确定大雁飞行方向拿出指南针，指南针指向如图中所示 请你根据图中提供的信息帮助小刚确定磁针A端是 极，此时季节为 季9. 物理学研究中常常用到“控制变量法”、“等效替代法”、“模型法”、“类比法”等方法，如：(1)研究光的传播时，引入“光线”的概念(2)研究串联电路的电阻时，引入“总电阻”的概念(3)研究磁场时，引入“磁感线”的概念(4)用宏观的“扩散”现象研究微观的分子运动上述四个事例中研究方法相同的是 ( )A. (1)和(2) B(2)和(3) C(1)和(3) D(2)和(4)10. 在一根条形砝铁附近平行放置一根与磁铁形状完全相同的棒状物体X

17、Y后，其周围磁场磁感线的分布情况如图甲所示，将XY两端对调以后，磁感线分布情况未发生改变，如图乙所示，则棒状物体XY可能是（ ）A. 软铁棒 B. 条形磁铁，其中X端为N极C. 铜棒 D. 条形磁铁，其中Y端为N极11. 如图甲所示为一森林俯视图，某探险小组进入森林后在Q处迷失方间，为走出森林，他们借助指南针来辨别方向，指南针的指向如图乙所示，那么他们正确的前进方向应沿着指南针所在位置的 ( )A. E方向 B. F方向 C. G方向 DH方向12. 如图所示，若要使滑动变阻器的滑片P向右移动时，弹簧秤的读数变小，则变阻器接入电路的方式可以是 ( )A. C接E，D接F BC接E，B接FC.

18、A接E，D接F DA接E，B接F13. 重力都是G的A、B两条形磁铁，按图所示的方式放置在水平木板C上，静止时B对A的弹力为F1，C对B的弹力为F2，则 ( )A. F1=G，F2=2G BFlG，F22G C. FlG，F2G，F2=2G14. 如图是探究电磁感应现象的实验装置，ab是一铜棒，用导线连在检流计上闭合开关，让ab左右移动切割磁感线，但检流计指针基本不动为了使检流讦指针明显偏转，最有效的措施是 ( )A. 换磁性稍强些的磁铁 B. 使ab棒运动的速度稍快些C. 使ab棒上下运动 D把ab棒换成多匝线圈15. 如图所示，当手摇交流发电机线圈以每秒4转的速度转动时，下列说法正确的是

19、( )A. 电流表指针向右偏转，小灯泡正常发光B. 电流表指针向左偏转，小灯泡闪烁发光C. 电流表指针左右大幅摆动，小灯泡正常发光D. 电流表指针左右小幅摆动，小灯泡闪烁发光16. 1911竿，荷兰物理学家昂尼斯(18531926)测定水银在低温下的电阻值时发现，当温度降-269左右时，水银的电阻突然消失，也就是电阻变为零以后又发现还有一些金属或合金，当温度降到某一值时电阻也会变为零这种现象叫超导现象，能够发生超导现象的物质叫超导体 2000年底，我国宣布已研制成功一辆高温超导磁悬浮高速列车的模型车，该车的车速已达到500km/h，可载5人，如图所示是磁悬浮列车的原理，图中A是磁性稳定的圆柱形

20、磁铁，B是用高温超导材料制成的超导圆环。将超导圆环B水平放在磁铁A的上方，它就能在磁力的作用下悬浮于磁铁上方的一定高度，那么，下列说法正确的是（ ）A. 在B放入磁场的过程中，B中将产生感应电流；当稳定后，感应电流仍存在，且电流的大小保持不变B. 在B放入磁场的过程中，B中将产生感应电流；当稳定后，感应电流仍存在，但电流会渐渐变小C. 在B放入磁场的过程中，B中将产生感应电流；随着时间的推移，B会逐渐变热D. 在B放入磁场的过程中，B中将产生感应电流；当稳定后，感应电流消失17. 如图所示，水平放置的光滑金属导轨上，一根裸露导体AB以一定的速度向左移动，当它进入垂直于纸面的磁场时(图中的表示磁

21、场方向垂直于纸面并指向纸的里面)，下列说法正确的是 ( )A. 导体AB的运动速度将保持不变B导体AB的运动速度将不断交大C导体AB的运动速度不断变小D题目条件不足，因此无法判断18. 如图所示，用漆包线在火柴盒的一端绕若干圈，接着把线拉到另一端按相同方向再绕若干圈。在火柴盒上开出一个圆孔，盒中心放一枚指南针。转动火柴盒，使指南针跟两端的线圈平面平行，然后把它接人要测试的电路中对此装置的说法：可作为电压表测量电路中的电压；可作为电流表测量电路中的电流；可判断电路中是否通有电流；它的工作原理与奥斯特实验的原理相同；它的工作原理与电磁感应现象的原理相同；它的工作原理与电动机的工作原理相同则下列选项

22、正确的是 ( )A. B. C. D19. 将小电动机与小灯泡按如图所示的电路连接，在小电机转轴上绕线，然后用力拉线，使电动机转动。在电动机转动过程中，小灯泡发光，该现象中（ ）电产生了磁，使电动机转动；磁产生了电，使小灯泡发光；电动机是电源；转速越快，灯泡越亮。A. B. C. D. 20. 如图所示四个演示实验中，能够说明电磁感应现象的是( )21. 图甲中，电路连接正确，通电后小磁针指向如图所示(涂黑端表示N极)请在图中标出螺线管的磁极、电源的“+”、“一”极，并画出螺线管的绕法22. 两个通电螺线管，它们的一端都位于图甲中的虚线框内为探窥两个通电螺线管之间的磁场方向，把9枚小磁针分别放

23、在方框内9个小黑点的位置上，实验记录小磁针静止时的指向如图乙所示，请你将图乙中所有小磁针的N极涂黑。23. 晓丽想在放日记本的小箱上安装一个密码锁，以保住日记中的小秘密现在，给你电池、导线、铁芯、漆包线、小红灯泡、铜片、铁钉、三个单刀双掷开关，请你帮她设计出这一装置要求：(1)密码必须是3个数字组成，至少可以设置8个不同的密码号(2)当按照密码接通电路时，锁钩脱离，同时红灯亮，说明密码正确，可以打开小箱请画出装置图，写出设计的密码号，并简单介绍工作过程24. 九年级(2)班物理实践小组在安装直流电动机模型后参加班级的实践成果展示交流会，在会上演示通过改变电动机的转动方向及转速使重物上升或下降的

24、过程，如甲图所示关于控制电动机的电路，可以有如下两种设计方案方案一的电路元件见乙图中的上图，有两个单刀双掷开关(当触片K1拔通a时触片K2接通c，当触片K1接通b时触片K2接通d)和一个电源方案二的电路元件见乙图中的下图，只有一个单刀双掷开关(触片K或接通a，或接通b)，但有两个电源请你任选其中一个设计方案，完成电路图的连接(操作过程中不得再改变电路中的接线)，并请回答：(1)如何改变电动机的转动方向?(2)如何改变电动机的转速?25. 请你设计一个电路，使直流电动机在人的操作下既能正转，也能反转26. 张华同学在学习了电磁继电器知识后，想把房问窗帘改成自动开启、闭合的他设想白天房内要透光，也

25、要防止太阳光直射房内，因此要拉用薄纱型的窗帘；傍晚太阳下山后，窗帘要换成厚绒的请你帮他设计电路、选购器材并连好线路27. 为防止湿手板开关造成触电事故，小宁同学为家中的灯暖型浴霸(冬季家庭洗浴时取暖用的电器)设计了一个温度自动控制装置，如图甲所示其中半导体材料制成的热敏电阻阻值R1随温度变化的曲线如乙所示已知继电器线圈电阻R2为20，电源的电压U0恒为l2 V浴霸共安装有4只标有“220 V 250 W”的灯泡，当继电器中的电流大于或等于50 mA时，继电器的衔铁被吸合，浴霸电路断开；当线圈中的电流小于或等于40 mA时，继电器的衔铁释放，浴霸电路闭合求：(1)浴霸电路闭合时，通过浴霸的总电流

26、(2)若将此装置安放在浴室内，浴室内温度可控制在什么范围?28. 温度tO510152025303540电阻R600550500450420390360330300图甲是周小平同学为学校办公楼空调设计的自动控制装置，R是热敏电阻，其阻值随温度变化关系如下表所示已知继电器的线圈电阻R0为10，左边电源电压为6V恒定不变电流表030 mA量程接入电路，图乙是电流表表盘当继电器线圈中的电流大于或等于15 mA时，继电器的衔铁被吸合，空调电路正常工作(1)该同学将电流表改成了温度表，通过计算并标出表盘上25的位置(2)为了节省电能，使温度达到30时空调才能启动制冷，电路中要串联多大电阻?(3)为了给空

27、调设定不同的启动温度，请你提出一种可行的、调节方便的措施(改变电阻除外)29. 温度3040506070热敏电阻阻值350300250210175小明在研究性学习活动中，查阅到一种热敏电阻的阻值随温度变化的规律如下表，并将该型号的热敏电阻应用于如图所示由“控制电路”和“工作电路”组成的恒温箱电路中。 “控制电路”由热敏电阻R。、电磁铁(线圈阻值Ro=50)、电源U1、开关等组成，当线圈中的电流大于或等于20 mA时，继电器的衔铁被吸合，右边工作电路则断开“工作电路”由工作电源U2(U2=10V)、发热电阻R2(R2=5)、导线等组成问：(1)工作电路工作时的电流为多大?电阻R2的发热功率为多大

28、?(2)若发热电阻R2需提供12104 J的热量，则工作电路要工作多长时间(不计热量的损失)?(3)若恒温箱的温度最高不得超过50，则控制电路的电源电压Ul最小值为多大？30. 一所农村中学常常因为不能及时给水塔注水而停水，科技小组的同学知道后，利用下图所示的器材设计了一个自动注水模拟装置A为浮子(浮子及其连杆总重约15 N)，在浮子连杆的上端有一可移动金属触头B（其重力可忽略不计），它可以分别将其上、下的两个固定触点连通。C为水塔上的加圆桶形蓄水池；M为配有电动机的水泵；D1、D2为弹簧，E1、E2为衔铁，F1、F2为电磁铁线圈；K1为最高水位限位开关。电磁铁F1通电时，K4接通，断电时，K

29、3接通。电磁铁F2断电时，K5接通。S1、S2为电键。(1)请你按照上图所示的器材，连接一个可以实现自动注水的模拟电路，并说明白动注水的过程(2)要实现自动注水的要求，浮子的最小体积约为多大?(g取10 Nkg)(3)若设计要求每次自动注水需在10 min内完成，需要知道或测量哪些物理量才能得到相匹配电泵的最小额定功率？请你用字母表示这些物理量，推导出电泵最小额定功率的表达式。在你的计算过程中，如果运用了近似条件，请说明。31. 电动自行车以其轻便、经济、环保的特点受到了一些消费者的青睐某电动自行车以5 ms的速度沿水平路面匀速行驶时，电动机输出的有用功率是180 W求：(1)电动机10S内对自行车做的功(2)电动自行车匀速行驶时受到的阻力(3)电动自行车的电路图如图所示，请你结合电动自行车及该电路图，写出验证电动机可以成为发电机的具体做法32. 将喇叭上的圆柱形磁铁从中间分开，如图所示，然后按原状态靠近，发现它们互相排斥，说明原因33. 一位同学玩磁铁时，他发现了“同名磁极相吸，异名磁极相斥”的怪现象他把三块条形磁铁放置成如图(1)所示的情况，结果发现磁铁甲、乙对丙不但不排斥，反而是吸引的；若把面的两极调换位置，则丙又受甲、乙的排斥，请缌释这种怪现象的原因