2.電與磁講義（教師逐字稿）

電與磁講義（教師逐字稿）一、課程簡(jiǎn)介PPT（第1頁）：本節(jié)課我們主要學(xué)習(xí)：1、電與磁的知識(shí)層次體系構(gòu)建;2、如何解題。準(zhǔn)備好了么?Let'sgo!二、本節(jié)內(nèi)容知識(shí)特點(diǎn)PPT（第2頁）：先來了解一下電與磁的知識(shí)特點(diǎn)。1.“初中物理最抽象的部分”2.“電學(xué)末梢”“初中物理最抽象的部分”，注意這句話的用詞，是最抽象的部分，一方面我們需要去想象磁感線的形狀，方向，疏密，另一方面，我們需要去考慮電生磁和磁生電的關(guān)系?！半妼W(xué)末梢”的意思是，到磁學(xué)為止，電學(xué)的部分就全部講完了，我們一方面要在純電學(xué)的范圍內(nèi)，根據(jù)我們的所學(xué)的歐姆定律等來計(jì)算電學(xué)的物理量，另一方面，我們需要從電學(xué)物理量過渡到磁學(xué)。三、正式進(jìn)入學(xué)習(xí)PPT（第3頁）：現(xiàn)在我們正式進(jìn)入電與磁知識(shí)。先認(rèn)識(shí)一下電與磁的本質(zhì)。電與磁本質(zhì)上我們考慮兩方面的特征，分別是電生磁和磁生電。電生磁方面我們需要從電流的磁效應(yīng)入手，然后根據(jù)安培定則,知識(shí)樹來解題？我們?cè)俅慰偨Y(jié)一下知識(shí)層次體系的要點(diǎn)吧。六、總結(jié)PPT（第21頁）：要點(diǎn)總結(jié)（學(xué)霸照PPT讀即可）oPPT（第22頁）：注意事項(xiàng)提醒（4個(gè)tip,學(xué)霸照PPT讀即可）。PPT（第23頁）：課后作業(yè)布置，請(qǐng)完成我們?yōu)槟銣?zhǔn)備的經(jīng)典習(xí)題。PPT（第24頁）:結(jié)束。10去理解電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)。而對(duì)于磁生電方面，我們需要從電磁感應(yīng)現(xiàn)象入手，判斷變化的磁場(chǎng)會(huì)產(chǎn)生電場(chǎng)，從而進(jìn)一步學(xué)習(xí)交流電和直流電的知識(shí)。PPT（第4頁）：接下來，讓我們來看看電與磁的題目到底都在求些什么，考試需要我們會(huì)寫什么東西。總體來講，在初中物理考試的范疇內(nèi)，我們主要關(guān)注這幾個(gè)方面的考點(diǎn)：.磁性，磁化，磁極間的相互作用規(guī)律.磁場(chǎng)的基本概念和基本性質(zhì).奧斯特實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及結(jié)論.安培定則判斷螺線管中電流方向和磁場(chǎng)方向.電磁鐵的原理，特點(diǎn)及應(yīng)用.電磁感應(yīng)與磁場(chǎng)對(duì)電流作用的辨別總體來說，我們?cè)陔娕c磁這一章主要考察以上的內(nèi)容，希望同學(xué)們能夠細(xì)致掌握四、構(gòu)建知識(shí)層次體系PPT（第5頁）：我們這節(jié)課就是要構(gòu)建出電與磁的知識(shí)層次體系，并且看幾道利用知識(shí)層次體系來解決的經(jīng)典例題。PPT（第6頁）：現(xiàn)在這棵知識(shí)樹要開始從電學(xué)部分，稍微伸出到磁學(xué)部分了。PPT（第7頁）：先來把知識(shí)層次體系構(gòu)建好吧。PPT（第8頁）：首先我們概覽一下全局，看一下這節(jié)課我們要學(xué)習(xí)哪2幾個(gè)部分的內(nèi)容。總共有兩個(gè)大部分知識(shí)我們需要掌握，分別是電與磁的概念，和電與磁的方法，也就是我們?cè)诜椒ㄕ撝姓f明的Conception和Methodo在電與磁的概念中，我們先從磁現(xiàn)象和磁場(chǎng)開始說起。然后是電生磁，電磁鐵，電磁繼電器，磁生電。在電與磁的方法中，我們要學(xué)習(xí)如何判斷磁性的強(qiáng)弱，如何用安培定則判斷通電螺線管的磁極和電流方向。以上就是我們這節(jié)課要掌握的內(nèi)容。接下來我們就先從conception開始，突破電與磁的重點(diǎn)和難點(diǎn)吧。PPT（第9頁）：首先我們從磁性開始說起，物體如果說具有吸引金屬的性質(zhì)，我們就說物體具有磁性。具有磁性的物體我們就稱之為磁體。對(duì)于磁體而言，從形狀上我們可以劃分為條形磁鐵，蹄型磁鐵，從磁體的來源上劃分，可以分為天然磁體和人造磁體，從保持磁性的時(shí)間長(zhǎng)短上來劃分，可以劃分為永磁體和軟磁體。值得說明的是，磁體上不同部分的磁性強(qiáng)弱是不同的，磁體上磁性最強(qiáng)的部分叫磁極，比如，條形磁體兩端磁性強(qiáng)，中間磁性弱。如果把條形磁鐵放在水平面上，靜止的時(shí)候指向南方的磁極是南極，也成為S極，指向北方的磁極叫北極，也叫N極。同名磁極相互排斥，異名磁極相互吸引，這就是磁極之間的相互作用規(guī)律。我們可以通過這個(gè)來判斷一個(gè)物體是否具有磁性。但即使是沒有磁性的物體，我們通過磁體或者電流的作用，就能夠使原本沒有磁性的物體具有磁性。這個(gè)過程我們稱之為磁化。使物體磁化的方法有兩種，一種是靠近或者接觸磁化，此時(shí)靠近題詞的一端被磁化為異名磁極，遠(yuǎn)端被磁化成同名磁極。第二種是摩擦磁化，用磁鐵在沒有磁性的金屬上沿同一方向摩擦兒次，金屬就會(huì)具有磁性。而如果原來具有磁性物體，失去了磁性，這個(gè)過程就叫做去磁。從這個(gè)方面上來說，能長(zhǎng)久保持磁性的物質(zhì)我們稱之為，磁性很容易消去的磁體我們稱之為軟磁體。另一個(gè)值得說明的概念是磁場(chǎng)，磁體周圍存在著一種看不見，摸不著的物質(zhì)，能夠使磁針偏轉(zhuǎn)，這種物質(zhì)我們稱之為磁場(chǎng)，實(shí)際上，磁體間的相互作用就是通過他們各自的磁場(chǎng)所發(fā)生的。在磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)會(huì)對(duì)放入其中的磁體產(chǎn)生力的作用。在磁場(chǎng)中的某一點(diǎn)，小磁針靜止時(shí)北極所指的方向就是該點(diǎn)的磁場(chǎng)方向?；蛘哒f，在磁場(chǎng)中，小磁針北極所受磁場(chǎng)力的方向和該點(diǎn)的磁場(chǎng)方向一致。而為了更好的描述空間的磁場(chǎng)的分布情況，我們可以在磁場(chǎng)中畫一些有方向的曲線，曲線上任何一點(diǎn)的切線方向都跟該點(diǎn)的小磁針靜止時(shí)北極所指的方向一致，這樣的曲線叫做磁感線。需要說明的是，磁體周圍的磁感線都是從磁體北極觸發(fā)回到磁體南極。那么，磁感線具有什么性質(zhì)呢？1.磁感線是假想的，用來對(duì)磁場(chǎng)進(jìn)行直觀描述的曲線，它并不是客觀存在的。2,磁感線是閉合曲線；磁鐵的磁感線，外部從N指向S,內(nèi)部從S指向N；.磁感線的疏密表示磁場(chǎng)的強(qiáng)弱，磁感線上某點(diǎn)的切線方向表示該點(diǎn)的磁場(chǎng)方向。.任何兩條磁感線都不會(huì)相交，也不能相切。.地球磁感線方向和條形磁體的磁感線方向一樣。我們可以從圖像上來看一下具體的磁感線的分布情況。我們可以看到磁感線的方向是一些有方向的曲線，磁感線上的某一點(diǎn)的方向與放在該點(diǎn)的小磁針靜止時(shí)N極的指向一致，也就是與該點(diǎn)的磁場(chǎng)方向一致。順便，在實(shí)際的空間中，磁體周圍的磁感線的分布都是立體的，而不是平面的。那么，磁場(chǎng)和磁感線有什么區(qū)別和聯(lián)系呢？首先，次嘗試磁體周圍確實(shí)存在的物質(zhì)，而磁感線是為了輔助人們理解而畫出的有方向的線，實(shí)際上并不存在。這是他們的區(qū)別。其次，磁場(chǎng)空間的磁場(chǎng)方向會(huì)與磁感線方向一致，而在磁感線密的地方磁場(chǎng)強(qiáng)，磁感線疏的地方磁場(chǎng)弱。接下來就是地磁場(chǎng)，我們之前有提到地球本身會(huì)有磁場(chǎng)，地磁的北極在地理的南極附近，地磁的南極在地理的北極附近，磁針指南北,就是收到地磁場(chǎng)作用的緣故。要注意啦，地磁場(chǎng)的磁感線從地磁北極觸發(fā)，回到地磁南極。而地理兩極與地磁兩極并不重合，他們之間有一個(gè)偏差角度，我們稱之為磁偏角。我國(guó)的沈括是世界上最早記錄這一現(xiàn)象的學(xué)者。PPT（第10頁）：至今為止，我們討論的都是純磁學(xué)中的內(nèi)容?，F(xiàn)在，我們要揭示電和磁之間的關(guān)系。首先便是電生磁，即電流的磁效應(yīng)：任何導(dǎo)體中有電流通過的時(shí)候，其周圍空間均會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng),且磁場(chǎng)的方向跟電流有關(guān)，這種現(xiàn)象叫做電流的磁效應(yīng)。在初中范圍內(nèi)，我們著重討論通電螺線管的磁場(chǎng)。簡(jiǎn)單來說，我們把導(dǎo)線繞在圓筒上，就做成了螺線管，然后通電，就能生磁了。所生的磁場(chǎng)具有以下的性質(zhì)。.通電螺線管的兩端跟條形磁鐵兩端的NS相似，具有磁體的特性。.通電螺線管磁性的有無取決于導(dǎo)體中電流的判斷，而磁極的特性取決于電流的方向，磁性的強(qiáng)弱取決于電流的大小。.通電螺線管的磁感線方向，在其外部從N極指向S極，在其內(nèi)部從S極指向N極。和條形磁鐵不同的是，電磁鐵的方向可以經(jīng)由改變電流方向來改變。我們用安培定則來描述通電螺線管極性和電流方向的關(guān)系，用右手握住通電螺線管，讓四指指向電流的方向，那么大拇指所指的那一端是通電螺線管的N極?；陔娔苌诺男再|(zhì)，我們創(chuàng)造了電磁鐵。如果把一根導(dǎo)線繞城螺線管，然后插入鐵芯，當(dāng)有電流通過時(shí)，會(huì)產(chǎn)生較強(qiáng)的磁性，像這種有電流時(shí)具有磁性，不通電流時(shí)不具有磁性的，我們稱之為電磁鐵。其本質(zhì)是利用了電流的磁效應(yīng)。和常規(guī)的磁鐵相比，電磁鐵具有以下的優(yōu)點(diǎn)。.磁性的有無可以用電路的通斷來判斷。.磁性的強(qiáng)弱可以用電流的大小控制。.磁極的極性可以用電流方向來控制因?yàn)殡姶盆F的這些優(yōu)點(diǎn)，我們也經(jīng)常在工地，車間里面，見到電磁鐵用于起重機(jī)，電動(dòng)車上。對(duì)于電磁鐵而言，不管是磁性，磁極的方向，磁性強(qiáng)弱，都與通電螺線管一致，這里就不再贅述了。接著，我們介紹一下電磁繼電器，通常應(yīng)用于自動(dòng)控制電路中，它實(shí)際上是用較小的電流、較低的電壓去控制較大電流、較高的電壓的一種“自動(dòng)開關(guān)”。故在電路中起著自動(dòng)調(diào)節(jié)、安全保護(hù)、轉(zhuǎn)換電路等作用，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離操縱和自動(dòng)控制。其結(jié)構(gòu)如圖所示。當(dāng)他工作的時(shí)候，閉合低壓控制控制電路中的開關(guān)，電流產(chǎn)生磁場(chǎng)，從而對(duì)銜鐵產(chǎn)生吸引力，使得下方電路接通，開始工作。我們?cè)诂F(xiàn)實(shí)生活中，常常利用電磁繼電器來實(shí)現(xiàn)利用低電壓，弱電流控制高電壓，強(qiáng)電流的電路?；蛘邔?shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離操縱和自動(dòng)控制。那么，磁場(chǎng)會(huì)不會(huì)對(duì)電流有作用呢？有，我們依據(jù)磁場(chǎng)對(duì)電流有力的作用，發(fā)明了電動(dòng)機(jī)。通電線圈在磁場(chǎng)里受力而轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)即將越過平衡位置時(shí)，線圈由于慣性會(huì)繼續(xù)運(yùn)動(dòng)，轉(zhuǎn)過平衡位置。轉(zhuǎn)過平衡位置后，在電流換向器的作用下，電流反向，受力方向也發(fā)生變化，此時(shí)電流將繼續(xù)沿著相同的方向繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)。在日常生活中，我們常用電動(dòng)機(jī)作為風(fēng)扇，洗衣機(jī)等等等等。工業(yè)中的機(jī)床也離不開電動(dòng)機(jī)。PPT（第11頁）：接下來就是磁生電的環(huán)節(jié)了。我們先從電磁感應(yīng)現(xiàn)象開始說起，當(dāng)閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場(chǎng)中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)，導(dǎo)體中就會(huì)有電流產(chǎn)生，這一現(xiàn)象就是電磁感應(yīng)現(xiàn)象，所產(chǎn)生的電流叫感應(yīng)電流。而產(chǎn)生感應(yīng)電流是需要條件的，首先是“閉合電路的一部分導(dǎo)體”強(qiáng)調(diào)的是，電路應(yīng)該閉合，二是強(qiáng)調(diào)這部分導(dǎo)體要做切割磁感線運(yùn)動(dòng)?！逼浯?，“做切割磁感線運(yùn)動(dòng)”的方向不能和磁感線方向平行。那么，什么會(huì)決定感應(yīng)電流的方向呢？感應(yīng)電流的方向和導(dǎo)體切割磁感線運(yùn)動(dòng)的方向以及磁感線的方向有關(guān)。在電磁感應(yīng)過程中，消耗了機(jī)械能，得到了電能，即機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能。接下來我們來討論下交流電和直流電。交流電指的是大小和方向隨時(shí)間做周期性變化的電流。我國(guó)所用的交流電勢(shì)周期為0.02s,也就是頻率為50Hz的交流電。這里的周期和頻率的意思是，交流電完成一次變化的循環(huán)所需要的時(shí)間叫周期，用符號(hào)T表示，其單位是秒，用來表示交流電隨時(shí)間變化的快慢。頻率也可以表示交流電隨時(shí)間變化的快慢，從數(shù)值上來說，頻率是周期的倒數(shù)，用來表達(dá)交流電每秒變化的次數(shù)，用符號(hào)f表示，單位是Hz,赫茲。與之相對(duì)應(yīng)的就是直流電了，指電流的方向和大小不會(huì)發(fā)生變化的電流，例如，在不考慮電池老化的情況下，我們就可以認(rèn)為干電池產(chǎn)生的電流是直流電。PPT（第12頁）：接下來就是方法部分啦。首先是判斷磁性強(qiáng)弱的方法，首先可以看其空間中磁感線的密集程度，然后如果沒有標(biāo)記磁感線，我們也可以在彈簧測(cè)力計(jì)下掛一個(gè)鐵塊，根據(jù)磁體對(duì)鐵塊產(chǎn)生的引力大小來探究。接下來是如何用安培定則判斷通電螺線管的磁極和電流方向。.根據(jù)電流從“正極出來，回到負(fù)極