磁现象和磁场讲义模板Aword版+2.docx
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磁现象和磁场讲义模板Aword版+2
授课教师:
张晓华
磁现象和磁场
新课:
磁现象和磁场
学习目标:
1.认识磁极之间的相互作用,了解磁场也是一种物质.了解磁化现象.
2.认识用磁感线描述磁场的方法,会判断磁场的方向.
3.知道地磁场及地磁场的南、北极.
4.知道电流周围存在着磁场。
5.知道通电螺线管外部的磁场与条形磁铁相似。
6.会用安培定则判定相应磁体的磁极和通电螺线管的电流方向。
1、知识点归纳及应用:
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。
4、磁化:
①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。
②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:
①根据磁体的吸铁性判断。
②根据磁体的指向性判断。
③根据磁体相互作用规律判断。
④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:
①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。
②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。
③典型磁感线:
④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。
6、分类:
Ι、地磁场:
1定义:
在地球周围的空间里存在的磁场,磁针指南北是因为受到地磁场的作用。
2磁极:
地磁场的北极在地理的南极附近,地磁场的南极在地理的北极附近。
3磁偏角:
首先由我国宋代的沈括发现。
Ⅱ、电流的磁场:
1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。
2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。
③应用:
电磁铁
A、定义:
内部插入铁芯的通电螺线管。
B、工作原理:
电流的磁效应,通电螺线管插入铁芯后磁场大大增强。
C、优点:
磁性有无由通断电来控制,磁极由电流方向来控制,磁性强弱由电流大小、线圈匝数、线圈形状来控制。
D、应用:
电磁继电器、电话、电铃
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。
电话:
组成:
话筒、听筒。
基本工作原理:
振动、变化的电流、振动。
二.典型题型讲解:
例1.将条形磁铁的一端去靠近某钢棒的一端,发现它们互相吸引,能否据此判断钢棒有磁性?
如它们互相排斥,能否判断钢棒有磁性?
精析:
钢棒和条形磁铁相互吸引有两种情况:
钢棒没有磁性但条形磁铁有磁性;条形磁铁有磁性,钢棒也有磁性,恰好靠近的是异名磁极.如果排斥则可判断钢棒有磁性,因为没有磁性不会相互排斥的.
全解:
磁铁一端靠近钢棒的一端,如果相互吸引,不能判断钢棒有磁性;如果排斥则确定钢棒有磁性.
点评:
熟悉磁体的性质和磁极间的相互作用,全方位地看待问题.培养自己综合分析问题的能力.
例2.在一个圆纸盒里放着一个条形磁铁,在盒子周围放置一些小磁针(小磁针涂黑端为N极),这些小磁针静止时的指向如图16.2甲所示,则图16.2乙中能正确反映盒中条形磁铁放置情况的是
( )
精析:
条形磁体外部的磁感线是从N极出来回到S极,同时静止在磁场中的小磁针N极的指向即为该点磁感线切线的方向.将图中小磁针N极用线条连接起来可得到磁感线的分布,从而判断出盒中条形磁铁的情况.
全解:
A.
点评:
要善于把实验现象和问题联系起来.从形象、直观的实验现象过渡到抽象的问题,在学习中逐步培养这种知识迁移的能力.
例3.一通电螺线管如图16.3甲所示,如在其附近A、B两点放上小磁针,请标出小磁针静止时N极的指向.
精析:
标出小磁针的N极指向,首先要搞清通电螺线管的两端极性,而要达到这一目的,就必须用安培定则.用安培定则就必须搞清螺线管中电流方向.
全解:
解答如16.3乙.
点评:
知道小磁针静止时跟通电螺线管靠近的应该是异名磁极,熟悉安培定则是解决此类问题的关键.
例4.如图16.4所示,为使滑动变阻器的滑片P向右移动时,通电螺线管对条形磁铁的斥力变大,则电源和变阻器接人电路的方式可以是( )
A.G接F,E接B,D接H
B.G接F,E接A,D接H
C.G接E,F接B,D接H
D.G接E,F接A,D接H
精析:
题目要求通电螺线管与条形磁铁之间是互相排斥的关系,则通电螺线管左端应为S极,必须保证电流从接线柱H流入螺线管,因此,G应该接F.同时,滑片P向右滑动时,要求排斥力变大,则电源的E必须接滑动变阻器的B接线柱.
全解:
A.
点评:
此题综合了磁极间的相互作用、安培定则、电磁铁、滑动变阻器等知识,是一道综合度较高的题目,但我们只要对问题分析准确,完全可以各个击破.
例5.如图16.5所示是小明设计的温度自动报警器原理图.在水银温度计里封入一段金属丝,当在正常工作的温度范围内时,绿灯亮;当温度升高达到金属丝下端所指示的温度时,红灯亮,发出报警信号.请按照题意要求,在图中连接好电路.
精析:
当外界温度在正常工作的温度范围内时,电磁铁没有磁性,弹簧发挥作用,将衔铁拉向上,接通绿灯.当外界温度达到金属丝下端所指示的温度时,温度计内水银面上升将控制电路接通,电磁铁有磁性,吸引衔铁向下动作,同时带动触点向下,接通红灯,发出报警信号.
全解:
如图16.6所示.
点评:
电磁继电器电路可以分为控制电路和工作电路.每个电路基本上都包含了电路的必要组成部分(电源、开关、导线、用电器).只是在不同的实例中,控制电路的开关发生了一些变化,比如此题是以温度计作为自动控制开关的.触点也可以看作是一个单刀双掷开关.
三.【同步练习】
第一节内容
1.磁体上存在两个 的部分叫磁极.将一个磁体用线悬挂起来,静止时指南的磁极叫 ,指北的磁极叫 .
2.当两个磁极靠近时,它们表现出来的作用规律是 .
3.磁场是磁体周围的一种能传递 的特殊物质.我们把小磁针在磁场中静止时 极所指的方向,规定为该点的磁场方向.
4.用磁感线可以形象地描述磁场的方向和磁场的强弱分布.磁感线越密的地方磁场越 ,磁感线越疏的地方磁场越 .
5.地球本身就是一个巨大的磁体.水平放置、能自由转动的小磁针之所以在地球表面指向南北,就是因为受到 的影响.最早发现地磁两极与地理两极并不重合的科学家是我国宋代的.
6.一条形磁铁不慎从中间断为两段,则两段的磁性是( )
A.两段都没吸磁性 B.一段只有N极,一段只有S极
C.每段都有N、S极 D.以上三种情况都有可能
7.在地球表面的某位置,发现能自由转动的小磁针静止时沿竖直方向,且S极向下,则该位置在()
A.地球北极附近 B.地球南极附近C.地球赤道附近 D.无法确定
8.缓慢转动指南针的罗盘时,罗盘内的小磁针( )
A.将随罗盘一起转动B.不随罗盘一起转动,几乎仍在原来位置不动
C.将转动得比罗盘快些D.将转动得比罗盘慢些
9.关于磁感线的描述,下列说法中正确的是( )
A.磁感线在磁场中是客观存在的,只不过眼睛看不见罢了B.磁感线是一种假想的曲线
C.磁感线是一系列曲线,不可能是直线D.有磁感线的地方不一定有磁场
10.钢条AB的A端靠近小磁针的北极,它们相互吸引;钢条B端靠近小磁针南极,它们也相互吸引,则( )
A.钢条一定有磁性,且A端为北极B.钢条一定有磁性,且A端为南极
C.钢条一定无磁性D.钢条可能有磁性,也可能无磁性
11.两根外形完全相同的钢棒,已知其中一根有磁性,另一根没有磁性,如果不用其它器具,怎样才能知道哪一根有磁性,哪一根没有磁性?
第二节内容
1.在一次课外活动中,小红和小刚设计了如图16.7甲所示的实验,当他们闭合开关S后,发现小磁针发生了偏转,这说明_________________的周围存在着磁场.接着小红又想用该电路判断电源的正负极.经过讨论,小刚找来了一个小铁钉,把导线的一部分绕在上面,制成了一个电磁铁连在电路中,当再次闭合开关S后,小磁针静止时N极的指向如图乙所示.据此他们判断出电源的_______端是正极(选填”a或“b”).
2.电磁铁就是 ,它的优点在于:
可用 控制磁性的有无;可用 控制磁性的强弱;可用 控制磁极的极性.
3.根据图16.8中通电螺线管的N、S极,标出螺线管上导线中的电流方向.
4.图16.9中的两个通电螺线管相互排斥,在图中补全与此事实相符的电路图.
5.要使通电螺线管的磁性减弱,可以采用的方法是( )
A.不改变螺线管绕的匝数,将通过螺线管的电流变大
B.不改变螺线管绕的匝数,利用滑动变阻器使通过螺线管的电流变小
C.增加螺线管的匝数
D.改变电流的方向,再插入一只铁芯
6.图16.10所示的是一个通电螺线管,c、d分别为小磁针的磁极,下列结论正确的是( )
A.电源a端为正极时,d端为南极
B.电源a端为正极时,c端为南极
C.电源b端为正极时,c端为南极
D.电源b端为正极时,d端为北极
7.如图16.11所示,电磁铁P和Q通电后( )
A.P的右端是N极,Q的右端是S极,相互吸引
B.P的右端是S极,Q的右端是N极,相互吸引
C.P的右端是N极,Q的右端是S极,相互排斥
D.P的右端是S极,Q的右端是N极,相互排斥
8.如图16.12能正确反应出螺线管极性与电流方向关系的是( )
9.下列装置中,没有用到电磁铁的是( )
A.电磁起重机B.电磁继电器C.电铃D.电热毯
10.有一只正、负极标志分不清的蓄电池,你能想出几种方法正确地判断出它的正、负极?
练习:
1、标出N、S极。
2、标出电流方向或电源的正负极。
3、绕导线:
使两螺线管相吸
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