第三章第一節(jié)電磁技術(shù)的發(fā)展

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1、 第一節(jié) 電磁技術(shù)的發(fā)展一、教法建議【拋磚引玉】 教師可向?qū)W生介紹人們對(duì)電磁現(xiàn)象的認(rèn)識(shí)過(guò)程。 在古代，人們把電和磁當(dāng)作是兩種獨(dú)立的自然現(xiàn)象。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展人們又發(fā)現(xiàn)電和磁有某些現(xiàn)象很相似。例如：磁體能吸引鐵磁性物質(zhì)，帶電體能吸引輕小物體；磁體間同名磁極互相推斥，異名磁極互相吸引，而同種電荷互相推斥，異種電荷互相吸引。把電和磁形成一個(gè)整體的學(xué)科的是丹麥物理學(xué)家奧斯特。 1820年、有一天奧斯特在大學(xué)講課時(shí)，無(wú)意中把通電的直導(dǎo)線放到一個(gè)和小磁針平行的位置上，小磁針立即轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生了出人意料的現(xiàn)象。就是這個(gè)現(xiàn)象揭示了電和磁的聯(lián)系，后來(lái)人們把這個(gè)實(shí)驗(yàn)叫做奧斯特實(shí)驗(yàn)。 這個(gè)現(xiàn)象使奧斯特產(chǎn)生靈感，是在他豐

2、富的學(xué)識(shí)的基礎(chǔ)上誘發(fā)出頓悟思維，發(fā)現(xiàn)了電流的磁場(chǎng)。這個(gè)科學(xué)史實(shí)給人以深刻啟迪。【指點(diǎn)迷津】 本章的重點(diǎn)：對(duì)電流磁場(chǎng)的認(rèn)識(shí)。直線電流周圍的磁感線分布的情況。通電螺線管周圍的磁感線分布的情況。磁感線方向的確定。 本章的難點(diǎn)：安培定則的熟練掌握，并運(yùn)用定則解決一些具體問(wèn)題。學(xué)生空間想象能力的提高和識(shí)圖能力的提高。二、學(xué)海導(dǎo)航【思維基礎(chǔ)】物體具有_鐵鈷鎳的性質(zhì)叫_。能夠在水平方向自由轉(zhuǎn)動(dòng)的磁體，自由靜止時(shí)，指南的一端叫_用符號(hào)_表示。指北的一端叫_用符號(hào)_表示。同名磁極相互_，異名磁極相互_。我們把磁體周圍存的一種特殊的物質(zhì)叫_。磁體的磁感線都從磁體_出來(lái)，回到磁體的_。通電螺線管內(nèi)插入鐵心時(shí)，由于鐵

3、心被_，磁場(chǎng)大大增強(qiáng)。電磁鐵的磁性強(qiáng)弱與_和_無(wú)關(guān)。電磁鐵的磁性有無(wú)可以由_來(lái)控制，電磁鐵的磁性強(qiáng)弱可以由_來(lái)控制，電磁鐵的南北極可以由_來(lái)控制。 思維基礎(chǔ)參考答案：吸引，磁性。南極，S，北極，N。排斥，吸引。磁場(chǎng)，北極，南級(jí)。磁化，電流大小，線圈匝數(shù)多少。開關(guān)，滑動(dòng)變阻器，電流方向。【學(xué)法指要】 人們把物體能夠吸引鐵、鈷、鎳等物質(zhì)的性質(zhì)叫做磁性，具有磁性的物體叫做磁體。磁體上磁性最強(qiáng)的部分叫做磁極。一個(gè)磁體有兩個(gè)磁極，分別叫南極（S極）和北極（N極）。 磁極間的相互作用是同名磁極互相排斥，異名磁極互相吸引。要知道，使原來(lái)沒(méi)有磁性的物體得到磁性的過(guò)程叫做磁化。能被磁化的有軟磁性或硬磁性的磁性材

4、料。 磁場(chǎng)的周圍存在著磁場(chǎng)，磁場(chǎng)的基礎(chǔ)性質(zhì)是它對(duì)放入其中的磁體產(chǎn)生磁力的作用。磁場(chǎng)是有方向的。磁場(chǎng)中某一點(diǎn)的小磁針靜止時(shí)北極的指向，規(guī)定為這一點(diǎn)的磁場(chǎng)方向。 在磁場(chǎng)中畫出一些有方向的曲線，在曲線上任何一點(diǎn)的切線方向，都跟放在這一點(diǎn)的小磁針北極指向一致，這樣的曲線叫磁感線。磁體周圍的磁感線，都是從磁體的北極出來(lái)，回到磁體的南極。 在磁場(chǎng)中某點(diǎn)，北極所受磁力的方向跟該點(diǎn)的磁場(chǎng)方向一致，南極所受磁力的方向跟該點(diǎn)的磁場(chǎng)方向相反。 地球本身是一個(gè)巨大的磁體，地磁北極在地理南極附近，地磁南極在地理北極附近，在地球周圍的空間里存在著磁場(chǎng)，叫做地磁場(chǎng)。 例題1：磁體都具有_和_的性質(zhì)。在磁體上磁性最強(qiáng)的部分叫

5、做_。 分析：磁體除了具有能吸引鐵、鈷、鎳等物質(zhì)的磁性，還具有指南北的性質(zhì)。 答：此題應(yīng)填磁性、指南北、磁極。 例題2：如果把條形磁鐵吊起來(lái)，使它能在水平面內(nèi)自由轉(zhuǎn)動(dòng)，靜止時(shí)總是一個(gè)磁極指南，指南的磁極叫_，用_表示；另一個(gè)磁極叫_指北，指北的磁極叫_，用_表示。 分析：這種情況下，指南的磁極叫南極（S），指北的叫北極（N）。 答：此題應(yīng)填南極、S、北極、N。 例題3：如圖11-1所示，一條形磁體吸引一枚鐵釘，判斷鐵釘磁化后的磁極。下列幾種說(shuō)法中正確的是： (A)上端是N極 (B)上端是S極 (C)下端是南極 (D)下端是北極 分析：鐵釘是磁性材料靠近條形磁鐵的北極（N），被磁化成小磁體。由于

6、磁極間的相互作用，鐵釘被吸引。被條形磁鐵N極所吸引的一端應(yīng)是鐵釘?shù)哪蠘O（S），另一端是北極（N）。 答：此題應(yīng)選(B)、(C)。 例題4：一根已被磁化的縫衣針，用細(xì)線吊在高處，當(dāng)用條形磁鐵的N級(jí)靠近某針尖時(shí)，可以看到它們互相推斥，如圖11-2所示，由此可知： (A)針尖是N極 (B)針尖是S極 (C)針頭是N極 (D)針不一定保持磁性 分析：根據(jù)同名磁極互相排斥，異名磁極互相吸引的規(guī)律判斷，可知針尖是N極，針頭是S極。并且此針一定保持著磁性，否則它將在條形磁鐵的N極靠近其針尖時(shí)，互相吸引。 答：此題應(yīng)選(A)。例題5：圖11-3的兩個(gè)圖中，分別表示了兩個(gè)磁極的磁場(chǎng)中磁針靜止后的位置，試畫出這兩

7、個(gè)磁場(chǎng)的磁感線，并判斷磁極的名稱。 分析：在磁場(chǎng)中所畫的磁感線是一些有方向的曲線，即任何一點(diǎn)的曲線方向都跟放在該點(diǎn)的磁針的北極所指的方向一致。因此，圖(a)中左面和右面的兩個(gè)磁極都是N極；而圖(b)中，左面是S極，右面是N極，如圖11-4所示。 答：此題答案如圖11-4所示。 例題6：地磁場(chǎng)的北極在地理的_極附近，地磁的南極在地理的_極附近。 分析：地球是一個(gè)大磁體地磁北極在地理南極附近。 答：此題在填南、北。 奧斯特實(shí)驗(yàn)表明電流周圍存在著磁場(chǎng)。從這個(gè)實(shí)驗(yàn)觀察到的現(xiàn)象叫做電流的磁效應(yīng)。 通電螺線管的磁感線跟條形磁鐵的磁感線相似，它兩端的磁極性質(zhì)跟電流方向有關(guān)，可以用安培定則來(lái)判定。 安培定則：

8、用右手握螺線管，讓四指彎向螺線管中電流的方向，則大拇指所指的那端就是螺線管的北極。例題7：在圖11-5中，標(biāo)出通電螺管中電流方向。 分析：依據(jù)安培定則判定，電流方向如圖11-6所示。 答：此題答案如圖11-6所示。 例題8：在圖11-7中，根據(jù)通電螺線管導(dǎo)線上電流的方向，通電螺線管的左端是_，右端是_極。 分析：依據(jù)安培定則判定，通電螺線管的左端是S極，右端是N極。答：此題應(yīng)填南極（S），北極（N）。 例題9：圖11-8所示，通電螺線管兩端磁極性質(zhì)已標(biāo)明在圖上，試畫出螺線管的繞線，并標(biāo)出電源的正、負(fù)極。 分析：依據(jù)安培定則是判定出通電螺線管上導(dǎo)線的繞法及電流方向，然后再確定出電源的正、負(fù)極。

9、答：此題的答案如圖11-9所示。 內(nèi)部帶鐵心的螺線管，叫做電磁鐵。電磁鐵是利用通電螺線管內(nèi)插入鐵棒，它的磁場(chǎng)大大增強(qiáng)這一特性制的。 電磁鐵的磁性強(qiáng)弱跟通入的電流大小有關(guān)；和螺線管匝數(shù)多少有關(guān)；還需要有無(wú)鐵芯有關(guān)。它的特點(diǎn)是：電磁鐵磁性的有無(wú)可以控制，它的磁性強(qiáng)弱可以控制，它的南北極也可以由變換電流方向來(lái)控制。 電磁繼電器的結(jié)構(gòu)和工作電路如力11-10，工作原理：電磁鐵通電時(shí)，把銜鐵吸下來(lái)，使動(dòng)觸點(diǎn)與靜觸點(diǎn)接觸，工作電路閉合。電磁鐵彈簧把銜鐵接起來(lái)，切斷工器就是利用電磁鐵控制工作。 利用電磁繼電器可以用低電壓、弱電流控制高電壓、強(qiáng)電流的工作電路。利用電磁繼電器還可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離操縱和自動(dòng)控制。 例

10、題10：通電螺線管磁性強(qiáng)弱決定于： (A)螺線管導(dǎo)線中電流的強(qiáng)弱 (B)螺線管導(dǎo)線匝數(shù)的多少 (C)螺線管導(dǎo)線的電阻大小 (D)螺線管內(nèi)是否有鐵芯 分析：通電螺線管磁性了強(qiáng)弱與螺管導(dǎo)線電阻無(wú)關(guān)。 答：此題應(yīng)選(A)、(B)、(D)。 例題11：如圖11-11所示，是用電磁繼電器控制電路。當(dāng)開關(guān)S閉合后：(A)甲燈亮 (B)乙燈亮 (C)兩燈都亮 (D)兩燈都不亮 分析：開關(guān)S閉合后電磁鐵有了磁性就把銜鐵吸引下來(lái)，結(jié)果是甲燈不亮，乙燈亮了。 答：此題應(yīng)選(B)?！舅季S體操】 請(qǐng)做下面的例題。 例題，如圖10-12所示，當(dāng)電磁鐵的線圈內(nèi)有電流通過(guò)時(shí)，小磁針靜止在圖示的位置。k1、k2是單刀雙擲開關(guān)

11、。則：若k1接E，k2接H小磁針a端應(yīng)是_極； 若k1接G，k2接F小磁針a端應(yīng)是_極； 若要減弱電磁鐵的磁性，圖中滑動(dòng)變阻器的滑片P應(yīng)向_滑動(dòng)； 若要使電磁鐵失去磁性，定使k1和k2同時(shí)_。 分析：這是一道一題多變的綜合性題目。在問(wèn)的情況下，小磁針a端是N極；在問(wèn)的情況下，a端是S極；在問(wèn)情況下，滑片P應(yīng)向右方滑動(dòng)以增大電阻值；在問(wèn)情況下，應(yīng)使開關(guān)k1、k2同時(shí)斷開。 答：此題應(yīng)填N，S，右，斷開。三、智能顯示【心中有數(shù)】 本章的內(nèi)容有磁現(xiàn)象、電流的磁場(chǎng)、電磁鐵及應(yīng)用。電流的磁場(chǎng)是本章知識(shí)的重點(diǎn)。在歷年的中考試題中主要是考通電螺線管的磁場(chǎng)。 例題1：電磁鐵在鐵芯、匝數(shù)一定時(shí)，要改變磁性的強(qiáng)弱

12、，還可以改變通過(guò)線圈中_的大小。 答：此題應(yīng)填電流。例題2：在圖11-12中根據(jù)通電螺線管的N、S極，用箭頭在導(dǎo)線上標(biāo)出電流方向。 答：通電螺線管的電流方向，如圖11-13所示?！局悄茱@示】 填空題磁極間相互作用的規(guī)律是：同名磁極_，異名磁極_。在磁體周圍的空間里存在_。磁場(chǎng)的基本性質(zhì)，就是對(duì)放在其中的磁體會(huì)產(chǎn)生_的作用。磁體周圍的磁感線都是從磁體_極出來(lái)回到磁體的_極。在磁場(chǎng)中某一點(diǎn)的磁場(chǎng)方向就是放在該點(diǎn)小磁針靜止時(shí)，磁針_極所指的方向。地磁場(chǎng)的北極在地理_極附近，地磁場(chǎng)的南極在地理_極附近。奧斯特的實(shí)驗(yàn)表明：通電導(dǎo)體的周圍和磁鐵的周圍一樣，存在著_。 選擇題將小鋼條的一端A靠近磁針N極時(shí)，

13、互相吸引，將小鋼條的另一端B靠近磁針N極時(shí)，也互相吸引。下面哪種說(shuō)法是正確的？ (A)小鋼條具有磁性，A端是北極。 (B)小鋼條具有磁性，A端是南極。 (C)小鋼條具有磁性，B端是北極。 (D)小鋼條是沒(méi)有磁性的。如圖11-14在靠近通電螺線管處有一軟鐵球被磁化，則軟鐵球的北極在： (A)上端 (B)下端 (C)右端 (D)左端在圖11-15中，小靜止針靜止時(shí)，其N極指向一通電的螺線管，則螺線管導(dǎo)線中的電流是： (A)由a端流入，b端流出。 (B)由b端流入，a端流出。 (C)由a、b兩端哪端流進(jìn)去都可以 (D)無(wú)法判斷圖11-16中，在條形磁鐵周圍放置有甲、乙、丙三個(gè)小磁針，小磁針N極指向正

14、確的是： (A)甲、乙對(duì)，丙錯(cuò) (B)乙、丙對(duì)，甲錯(cuò) (C)甲、丙對(duì)，乙錯(cuò) (D)甲、乙、丙都對(duì)磁鐵對(duì)下面幾種物質(zhì)不能吸引的是： (A)銅粉 (B)鈷粉 (C)鐵粉 (D)鎳粉 智能顯示參考答案 填空題排斥，吸引。磁場(chǎng)，磁力，北，南。北。南，北。磁場(chǎng)。 選擇題 (D)(B)(A)(A)(A)【創(chuàng)新園地】 例題：能夠自由轉(zhuǎn)動(dòng)的兩個(gè)小磁針a、b放在直導(dǎo)線CD附近，并與導(dǎo)線平行，當(dāng)電流的方向從C流向D時(shí)，兩個(gè)小磁針a、b的轉(zhuǎn)動(dòng)方向正確的是：（見圖11-17） (A)a磁針順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，b磁針逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng) (B)兩磁針的N極都轉(zhuǎn)向讀者 (C)a磁針的N極、b磁針的S極轉(zhuǎn)向讀者 (D)a磁針的S極、b磁針的N極轉(zhuǎn)向讀者 又問(wèn)：若改變導(dǎo)線中電流方向，使之由D流向C，這時(shí)兩個(gè)小磁針a、b的移動(dòng)方向，在上面四個(gè)選項(xiàng)中正確的說(shuō)法又是哪個(gè)？ 此題是一題多變，用這種改變題目的方法可使許多傳統(tǒng)的題目具有培養(yǎng)發(fā)散思維能力的功能。 創(chuàng)新園地參考答案 例題(C)，又問(wèn)(D)。