徐州专版2020中考物理复习方案第四部分电功率安全用电电磁信息和能源第27课时电磁转换课件 47页

第 27 课时 电磁转换 第四部分 　 电功率、安全用电、电磁、信息和能源 教材梳理 夯实基础 重难探究 逐个探究 考点一　磁体与磁场 排斥 磁性 　 能吸引铁、钴、镍等物质的性质 磁体 　 具有磁性的物体 磁极 　磁体上磁性最强的部分(两端最强,中间最弱);包括南(S)极、北(N)极 性质 　①吸铁性;②指向性;③磁极间相互作用规律(同名磁极相互 　　　　 ,异名磁极相互 　　　　 ) 磁化 　 使原来不显磁性的物体在磁场中获得磁性的过程 磁场 　磁体周围存在着的能使磁针偏转的物质,它是一种看不见、摸不着的特殊物质 磁场基本性质 　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________发生的 吸引 磁场 教材梳理 夯实基础 重难探究 逐个探究 磁场方向 　小磁针在磁场中的某一点静止时北极所指的方向(小磁针北极所受磁力的方向)就是该点的磁场方向 磁感线 　在磁场中画一些有方向的曲线(实际上并不存在),可以方便、形象地描述磁场。磁感线上任意一点的切线方向都跟放在该点的小磁针北极所指的方向一致 磁感线的分布 　磁体周围的磁感线都是从磁体的 　　　 极出来,回到磁体的 　　　 极并充满磁体周围的空间 地磁场 　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,地磁场的北极在地理的 　　　 附近,地磁场的南极在地理的 　　　 附近 南(或S) 南极 北极 北(或N) 　通电导线的周围存在磁场 , 称为电流的 　　 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 , 且磁场方向与 　　　　　 有关。 通电 螺线管的磁场和条形磁体的磁场分布一样,其两端的极性跟电流方向有关,可用安培定则来判断。 　用右手握住螺线管,让弯曲的四指所指的方向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 　　　　 极。  教材梳理 夯实基础 重难探究 逐个探究 1.奥斯特实验 2.通电螺线管的磁场 3.安培定则 考点二　电流的磁场 N(或北) 磁 电流方向 教材梳理 夯实基础 重难探究 逐个探究 1.电磁铁 考点三　电磁铁 构造 　带有铁芯的通电螺线管,铁芯用软铁制成 特性 　通电产生磁性,断电磁性消失 原理 　铁芯被磁化,产生了与原螺线管磁场方向一致的磁场,使磁场加强 教材梳理 夯实基础 重难探究 逐个探究 2.探究:电磁铁磁性的强弱与什么因素有关 探究 方法 　①控制变量法;②实验中通过观察电磁铁 　　　　　　　　　　　　　 来显示电磁铁磁性的强弱,即转换法 影响 因素 　 电流的大小、线圈匝数的多少、有无铁芯 实验 设计 　①将同一线圈接入电路,通过移动滑动变阻器的滑片,改变电路中的电流,对比并观察吸引铁钉的多少;②将不同匝数的两个线圈及与其中的一个线圈匝数相同的无铁芯线圈串联接入电路,对比并观察吸引铁钉的多少 吸引小铁钉数目的多少 教材梳理 夯实基础 重难探究 逐个探究 2.探究:电磁铁磁性的强弱与什么因素有关 实验 电路 得出 结论 　线圈匝数相同时,电流越大,电磁铁磁性越强;电流相同时,线圈匝数越多,电磁铁磁性越强;有铁芯比无铁芯磁性强 优点 　磁性的有无可以由 　　　　　　 来控制;磁性强弱可以由 　　　　　　 来控制;磁极的转换可以由 　　　　　　 来控制 电流方向 电流通断 电流大小 教材梳理 夯实基础 重难探究 逐个探究 考点四　电磁继电器 1.电磁继电器 　　电磁继电器是利用 　　　　　 控制工作电路的一种开关。  2.构造 :电磁铁、衔铁、弹簧、触点等。 3.优点 　　利用 　　　　 、 　　　　 电路的通断,来间接地控制 　　　　 、 ________ 　电路。  4.两个电路(如图27-1所示) 图 27-1 强电流 电磁铁 低电压 弱电流 高电压 教材梳理 夯实基础 重难探究 逐个探究 考点五　电生磁与磁生电 项目 磁场对通电导线的作用 电磁感应现象 内容 　通电导线在磁场中要受到_______的作用 　 　　　　 电路的 　　　　 导体在磁场中做 　　　　 运动时,产生 ____________ 的现象叫电磁感应现象 实验装置 影响力/感应电流方向的因素 　① 　　　　 的方向; 　 ② 　　　　 的方向 　① 　　　　 的方向; 　 ② 　　　　 的方向 切割磁感线　 力 闭合 一部分 切割磁感线 感应电流 电流 磁场 磁场 教材梳理 夯实基础 重难探究 逐个探究 项目 磁场对通电导线的作用 电磁感应现象 影响力 / 感应电流 大小的因素 　①电流的大小;　 ②磁场的强弱 　①导体切割磁感线的速度;　 ②磁场的强弱 应用 　电动机: 　　 能转化为_______ 能 　发电机: 　　　 能转化为 　 能 实质 　 用电器 　 电源 区分关键 　电路中 　　　　 电源 　电路中 　　　　 电源 无 电 机械 机械 电 有 教材梳理 夯实基础 重难探究 逐个突破 探究一　认识磁场、知道地磁场(认识、了解) 例 1 [2018·无锡滨湖区模拟] 图27-2是条形磁体的磁场分布图。下列说法正确的是 (　　) A.磁感线是为了研究方便引入的假想曲线 B.a处的磁场强弱与b处的磁场强弱相同 C.该条形磁体的左端为N极,右端为S极 D.置于a点的小磁针静止时南极指向左侧 图27-2 教材梳理 夯实基础 重难探究 逐个突破 [ 答案 ]A [解析]磁感线是为了研究方便而引入的假想曲线,不是真实存在的,故A正确;磁体周围,越靠近两极的位置其磁感线越密集,磁场越强,b处和a处的磁场强弱无法比较,故B错误;由于在磁体的外部,磁感线都是从N极出发,回到S极,所以该条形磁体的右端为N极,左端为S极,故C错误;小磁针静止时N极所指的方向为磁场的方向,所以将一小磁针置于a点,其静止时南极指向右侧,故D错误。 【 变式 】 图27-3中描述磁场的各图中错误的是 (　　) 教材梳理 夯实基础 重难探究 逐个突破 图 27 - 3 B 例 2 [2019·徐州] 两个磁体之间有力的作用,同名磁极相 　　　　 ;通电导线能使小磁针发生偏转,这是因为通电导线周围存在 　　　　 ;如图27-4所示,把通电导线放在两个磁极中间,磁极对导线的力垂直指向纸里,如果导线中电流方向相反,则磁极对导线的力垂直指向 　　　　 (选填“纸里”或“纸外”)。  教材梳理 夯实基础 重难探究 逐个突破 探究二　了解电流周围存在磁场(了解) 图 27 - 4 教材梳理 夯实基础 重难探究 逐个突破 [ 答案 ]斥　磁场　纸外 [解析]磁极间的相互作用规律是:同名磁极相斥,异名磁极相吸;通电导线能使小磁针发生偏转,这是因为通电导线周围存在磁场;由于通电导线在磁场中受力的方向与电流方向、磁场方向有关,当导线中电流方向改变时,则磁极对通电导线的力的方向也改变,即变为垂直指向纸外。 教材梳理 夯实基础 重难探究 逐个突破 【 变式 】 如图27-5所示是奥斯特实验的示意图,下列有关分析正确的是 (　　) A.通电导线周围磁场方向由小磁针的指向决定 B.发生偏转的小磁针对通电导线有力的作用 C.移去小磁针后的通电导线周围不存在磁场 D.通电导线周围的磁场方向与电流方向无关 B 图 27 - 5 例 3 如图27-6所示,在磁铁正上方用弹簧挂着一条形磁铁,开关S闭合后,当滑片P从a端向b端滑动过程中,则电流表的示数 　　　　 ,弹簧的长度将　 _________ 。(均选填“变小”“不变”或“变大”)  教材梳理 夯实基础 重难探究 逐个突破 探究三　探究并了解通电螺线管外部磁场的方向(了解) 变大 图 27-6 变大 教材梳理 夯实基础 重难探究 逐个突破 【 变式 】 [ 2019·淮安] 在图27-7中虚线框内标出通电螺线管磁极的名称。 图 27 - 7 [ 答案 ]如图所示 [解析]根据电源的正负极和螺线管的绕线方法,利用安培定则可判定,通电螺线管的左侧为N极。 例 4 [2019·连云港] 如图27-8所示,闭合开关,导体ab就会运动起来,下列说法正确的是(　　) A.发电机是利用这一原理工作的 B.在此过程中,机械能转化为电能 C.此实验说明磁场对通电导体有力的作用 D.同时改变电流方向和磁场方向,可以改变导体ab的运动方向 教材梳理 夯实基础 重难探究 逐个突破 探究四　了解通电导线在磁场中会受到力的作用(了解) 图 27-8 教材梳理 夯实基础 重难探究 逐个突破 [ 答案 ]C [解析]该装置是探究通电导体在磁场中受力的作用,是电动机的原理图,故A错误;该过程消耗电能,产生机械能,即将电能转化为机械能,故B错误;闭合开关,导体就会运动起来,说明通电导体在磁场中受力而运动,故C正确;通电导体在磁场中受力运动的方向跟电流方向和磁场方向有关,同时改变电流方向和磁场方向,导体运动方向不变,故D错误。 教材梳理 夯实基础 重难探究 逐个突破 【 变式 1】 [2018·徐州] 如图27-9所示的直流电动机模型,把线圈两端导线的漆按图中方法刮去,通电后线圈能否连续转动? 　　　　 。如果通过线圈的电流变大,线圈的转动速度将变 　　　　 。如果改变线圈中的电流方向,线圈的转动方向将 　　　　 。  图 27 - 9 [ 答案 ]能　大　改变 [解析]把线圈两端导线的漆按图中方法刮去,通电后线圈转到平衡位置时,由于惯性能连续转动;电流变大,线圈转速将变大;改变线圈中电流的方向,线圈的转动方向将改变。 教材梳理 夯实基础 重难探究 逐个突破 【 变式 2】 [2016·徐州] 如图27-10所示,给直导线通电,直导线周围产生了　　　 _____ ,蹄形磁体对通电直导线有 　　　 的作用,根据这个原理可以制成 _____ 机。  图 27 - 10 [ 答案 ]磁场　力　电动 [解析]据奥斯特实验可知,通电导线周围存在着磁场。如图,直导线处于磁场中,当有电流通过时,磁体对通电直导线有力的作用。电动机就是根据这个原理制成的。 例5 [2017·徐州] 如图27-11所示,用漆包线绕成一个矩形线圈,刮掉两端导线的外漆,放在支架上,下面放一块磁体,用纸做一个小风车固定在转轴上,风吹风车时,小量程电流表指针会发生偏转。这是一个 　　　　 模型,是利用 ____________ 原理工作的,工作时将风能转化为 　　　　 能。  教材梳理 夯实基础 重难探究 逐个突破 探究五　探究并了解导体在磁场中运动时产生感应电流的条件(了解) 电 图 27-11 发电机 电磁感应 教材梳理 夯实基础 重难探究 逐个突破 【 变式 1】 [2015·徐州] 利用如图27-12所示实验原理工作的是 (　　) A.电动机 B.电炉 C.发电机 D.电饭煲 【变式2】 有一种手摇式手电筒,握住手电筒来回晃动就能使灯泡通电发光,这表明手电筒内部有 (　　) A.发电机 B.电动机 C.电磁继电器 D.电磁铁 C 图 27 - 12 A 教材梳理 夯实基础 重难探究 逐个突破 【 变式 3】 [2018·苏州二模] 王建同学对微风电风扇产生了兴趣,将它与小灯泡按如图27-13甲所示的电路连接并进行实验。用手快速拨动风扇叶片,这时发现小灯泡发光,微风电风扇居然变成了 　　　　 机,此时它的工作原理是 　　　 　 ,这一过程中的能量转化是 　　　　　　 　 ,电路可简化为图乙中的 　　　　 图。  a 图 27 - 13 发电 电磁感应 机械能转化为电能 实验突破 素养提升 突破　探究感应电流产生的条件 当堂检测 及时反馈 【实验设计】 1. 转换法 : 通过灵敏电流计指针的偏转情况判断 感应电流的有无 和 方向 。 2. 控制变量法 :① 探究感应电流的方向与导体运动方向的关系 ( 控制 磁场方向 不变 , 改变导体运动方向 );② 探究感应电流的方向与磁场方向的关系 ( 控制 导体运动方向 不变 , 改变磁场方向 ) 。 3. 灵敏电流计指针不偏转的原因 :① 不是 闭合回路 ;② 导体没做 切割磁感线 运动 ;③ 产生的 感应电流太小 。 4. 改变感应电流大小的措施 : 换用 磁性强 的磁体、切割磁感线时保持 垂直 且尽量 快速 、改用导线制成的 多匝矩形线圈 代替单根导线。 实验突破 素养提升 当堂检测 及时反馈 【实验结论】 5. 闭合电路 的 一部分导体 在磁场中做 切割磁感线运动 时 , 导体中有感应电流产生 , 感应电流的方向与磁场的方向和导体运动的方向有关。 【交流与反思】 6. 能量转换 : 机械能 转化为 电能 。 7. 电磁感应现象的实际应用 : 发电机 、 动圈式话筒 。 实验突破 素养提升 例 [2019·南京] 小勇利用如图27-14所示的实验装置“探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件”,他将实验中观察到的现象记录在下表中。 当堂检测 及时反馈 图 27 - 14 次数 开关 磁场方向 导体ab的运动方向 灵敏电流计指针偏转方向 1 断开 上N下S 向右运动 不偏转 2 闭合 上N下S 向右运动 向左偏转 3 闭合 上N下S 向左运动 向右偏转 4 闭合 上N下S 向上运动 不偏转 5 闭合 上S下N 向下运动 不偏转 6 闭合 上S下N 向右运动 向右偏转 7 闭合 上S下N 向左运动 向左偏转 实验突破 素养提升 当堂检测 及时反馈 次数 开关 磁场方向 导体ab的运动方向 灵敏电流计指针偏转方向 1 断开 上N下S 向右运动 不偏转 2 闭合 上N下S 向右运动 向左偏转 3 闭合 上N下S 向左运动 向右偏转 4 闭合 上N下S 向上运动 不偏转 5 闭合 上S下N 向下运动 不偏转 6 闭合 上S下N 向右运动 向右偏转 7 闭合 上S下N 向左运动 向左偏转 (1) 分析得出 : 　　　　 电路中的部分导体在磁场里做切割磁感线运动时 , 导体中就会产生感应电流。 (2) 比较实验 2 和 3( 或 6 和 7) 可知 : 在磁场方向一定时 , 感应电流的方向与 ___________________ 有关。 导体运动的方向 闭合 实验突破 素养提升 当堂检测 及时反馈 次数 开关 磁场方向 导体ab的运动方向 灵敏电流计指针偏转方向 1 断开 上N下S 向右运动 不偏转 2 闭合 上N下S 向右运动 向左偏转 3 闭合 上N下S 向左运动 向右偏转 4 闭合 上N下S 向上运动 不偏转 5 闭合 上S下N 向下运动 不偏转 6 闭合 上S下N 向右运动 向右偏转 7 闭合 上S下N 向左运动 向左偏转 (3)比较实验 _____________ 可知:在导体切割磁感线运动方向不变时,感应电流的方向与磁场方向有关。  (4)这个现象在生产和生活中的重要应用是 _______ 。  发电机 2与6(或3与7) 实验突破 素养提升 当堂检测 及时反馈 (5)针对这个实验,小勇进行了进一步的探究,他提出了“感应电流的大小可能与导体切割磁感线的运动速度有关”的猜想,于是他设计了如下的实验方案: ①保持磁场强弱不变,让导体ab以 　　　　 (选填“相同”或“不同”)的速度沿相同方向做切割磁感线运动,观察灵敏电流计指针偏转幅度的大小。  ②如果灵敏电流计指针偏转幅度不同,说明感应电流的大小与导体切割磁感线运动速度 　　　　 (选填“有关”或“无关”)。  有关 不同 图 27 - 14 实验突破 素养提升 (6)如图27-15所示,用漆包线绕成矩形线圈,将线圈两端的导线拉直并用刀将漆全部刮掉,作为转动轴。将线圈放在金属支架上,它的下面放一块小磁体。用纸做一个小风车固定在转动轴上,将装置与小量程的电流表相连,使小风车转动,可观察到 　　　　　　　 的现象,说明电路中有电流产生,此过程中 　　　　 能转化为电能。若将电流表换成干电池接入电路,线圈 　　　　 (选填“能”或“不能”)持续转动。 当堂检测 及时反馈 电流表指针左右偏转　　 · 实验拓展 · 图 27 - 15 不能 机械 1. 一颗铁质的小螺丝掉入细小狭长的小洞中,如图27-16所示,使用如图27-17所示的方案不能取出小螺丝的是 (　　) 实验突破 素养提升 当堂检测 及时反馈 D 图 27-17 图 27-16 2. 如图27-18所示,导体棒ab向左运动,下列操作能使导体棒向右运动的是 (　　) A.调换磁极 B.取走一节干电池 C.将导体棒a、b端对调 D.向左移动滑动变阻器的滑片 实验突破 素养提升 当堂检测 及时反馈 图 27-18 实验突破 素养提升 当堂检测 及时反馈 [ 答案 ]A [解析]通电导体在磁场中的受力方向与磁场方向和电流方向有关,只改变磁场方向或只改变电流方向,通电导体受力方向改变;若磁场方向与电流方向同时改变,则受力方向不变。调换磁极则磁场方向改变,导体棒运动方向改变,故A正确;取走一节干电池,减小电源电压从而减小电路中的电流,会改变导体棒在磁场中的受力大小,但不会改变它的受力方向,故B错误;将导体棒a、b端对调,不能改变导体中的电流方向,因此不能改变受力方向,导体棒运动方向不改变,故C错误;将滑动变阻器的滑片向左移动,电路的电阻减小,电路中的电流增大,会改变受力大小,但不会改变导体棒运动方向,故D错误。 3. [2018·兴化一模] 图27-19所示的选项中,可以用来演示发电机原理的是 (　　) 实验突破 素养提升 当堂检测 及时反馈 图 27-19 B 4. [2019·徐州一模] 无线充电是一种增加手机续航时间的方式。无线充电的技术原理是:电流流过“送电线圈”产生磁场,手机内部的“受电线圈”靠近该磁场时就会产生电流,给智能手机充电,如图27-20甲所示。“受电线圈”处用到了图乙中哪个实验的原理 (　　) 实验突破 素养提升 当堂检测 及时反馈 C 图 27-20 5. [2018·南京玄武区一模] 如图27-21所示,在虚线框中接入一个适当的元件,可探究电磁转换现象中的某一个实验。关于此实验,下列说法正确的是 (　　) A.在虚线框中接入电流表,可以探究磁场对电流的作用 B.在虚线框中接入电流表,可以探究电磁感应现象 C.在虚线框中接入电源,可以探究影响电磁铁磁性强弱的因素 D.在虚线框中接入电源,可以探究电磁感应现象 实验突破 素养提升 当堂检测 及时反馈 图 27-21 实验突破 素养提升 当堂检测 及时反馈 [ 答案 ]B [解析]在虚线框中接入电流表,电路中无电源,导体在磁场中做切割磁感线运动,可以探究电磁感应现象,故A错误,B正确;在虚线框中接入电源,通电导体在磁场中会受到力的作用,可以探究磁场对电流的作用,故C、D错误。 6. 1820年4月的一天,奥斯特讲课时突发奇想,在沿 　　　　 方向的导线下方放置一枚小磁针,保证导线和小磁针能 　　　　 放置进行实验,接通电源后他发现小磁针明显偏转。随后奥斯特花了三个月时间,做了60多个实验证明电流的确能使磁针偏转,这种现象称为 　　　　　　　　 。奥斯特的发现,拉开了研究电磁间本质联系的序幕。  实验突破 素养提升 当堂检测 及时反馈 电流的磁效应 电流 平行 7. [2018·苏州一模] 如图27-22所示是某同学探究“电磁铁磁性强弱跟电流大小关系”的电路图。 (1)电磁铁磁性的强弱是通过观察 　　　　　　　　　　 来确定的。  (2)闭合开关后,当滑动变阻器滑片P向 　　　　 (选填“a”或“b”)端移动时,电磁铁磁性增强。  (3)在图中,电磁铁的上端是 　　　　 (选填“N”或“S”)极。  实验突破 素养提升 当堂检测 及时反馈 S 电磁铁吸引铁钉的多少 a 图27-22 8. [2018·苏州工业园区一模] 如图27-23所示是小明探究“通电导线在磁场中受力”的实验示意图。 实验现象记录如下表所示。 实验突破 素养提升 当堂检测 及时反馈 图27-2 3 实验序号 磁场方向 ab中电流方向 ab运动方向 1 向下 无电流 静止不动 2 向下 由a向b 向左运动 3 向上 由a向b 向右运动 4 向下 由b向a 向右运动 (1)小明在电路中接入滑动变阻器的作用是 ______________ 。  实验突破 素养提升 当堂检测 及时反馈 [ 答案 ]保护电路 [解析]题图电路中,滑动变阻器起到了保护电路的作用,防止电源被短路。 实验突破 素养提升 当堂检测 及时反馈 图27-2 3 (2)小明通过 　　　　　　　 的方法,来判断导线在磁场中受力方向。  8. [2018·苏州工业园区一模] 如图27-23所示是小明探究“通电导线在磁场中受力”的实验示意图。 实验现象记录如下表所示。 实验序号 磁场方向 ab中电流方向 ab运动方向 1 向下 无电流 静止不动 2 向下 由a向b 向左运动 3 向上 由a向b 向右运动 4 向下 由b向a 向右运动 实验突破 素养提升 当堂检测 及时反馈 [ 答案 ]观察导线运动方向 [解析]实验中是通过观察导线的运动方向来判断导线在磁场中的受力方向。 实验突破 素养提升 当堂检测 及时反馈 图27-2 3 (3)根据表中记录的实验现象可知,小明正在探究导线在磁场中受力方向与 _____ 　 和 　 　 的关系。 8. [2018·苏州工业园区一模] 如图27-23所示是小明探究“通电导线在磁场中受力”的实验示意图。 实验现象记录如下表所示。 实验序号 磁场方向 ab中电流方向 ab运动方向 1 向下 无电流 静止不动 2 向下 由a向b 向左运动 3 向上 由a向b 向右运动 4 向下 由b向a 向右运动 实验突破 素养提升 当堂检测 及时反馈 [ 答案 ]磁场方向　电流方向 [解析]比较实验序号2和3,电流方向相同,磁场方向不同,导体运动的方向不同,说明通电导线在磁场中受力方向与磁场方向有关;比较实验序号2和4,磁场方向相同,电流方向不同,导体运动方向不同,说明通电导线在磁场中受力方向与电流方向有关。说明小明是在探究通电导线在磁场中受力方向与磁场方向和电流方向的关系。