第十一章电和磁

第十一章电和磁(一)重点磁场(永磁体磁场和电流磁场)和磁感线是全章的核心内容，是本章的教学重点．难点对磁感线的正确认识和运用安培定则判断电流的方向、通电螺线管的两极．热点中考考题中主要考查学生对磁感线的进出方向的判断，磁场对磁体有磁力作用．往往借用小磁针北极指向的改变从而区分磁体两极．通过已知小磁针的北极指向，判断通电螺线管电流方向或电源两极，或已知通电螺线管电流方向、电源正负极判断小磁针的指向．尤其以小磁针放在磁体(或通电螺线管)内部．更为命题热点．能力点通过演示实验，指导学生有目的地观察，观察对象和引起变化的条件，从而概括出带有普遍性的概念和规律，受到科学思维训练，从而培养学生总结、概括能力．通过磁感线的空间分布和通电螺线管线圈的绕向，帮助学生识图，提高学生抽象思维和空间想象能力．通过电流方向、磁体两极及小磁针指向三个要素的互变等探究性实验，培养学生的创新意识，达到灵活地运用知识解决简单的实际问题的目的．中考考题多以作图、辨析等题型出现．一、简单的磁现象学点聚焦1．磁性：磁铁能吸引铁、钴、镍等物质，磁体的这种性质叫磁性．2．磁体：具有磁性的物质叫磁体．人类最早认识的磁体是天然的铁矿石叫天然磁体，后来又学会了自制人造磁体．3．磁极：磁体上磁性最强的部分叫磁极．每个磁体都有两个磁极．实验室中磁体的磁极一般在磁体的两端，而生活中有些磁体的磁极在两侧面上．例如喇叭上的磁环，文具盒中的扁磁体等，它们的磁极都不在磁体的两端．4．磁体的指向性：可以在水平面上自由转动的条形磁体或小磁针静止时，总是一端指南，另一端指北，它们指南的一极叫南极，指北的一极叫北极．分别用英文“南北”的第一个大写字母“S、N”表示．5．磁体间的作用规律：同名极相互排斥，异名极相互吸引．6．磁化：原来没有磁性的物质获得磁性的过程叫磁化．学法指导1．关于磁极的理解：磁极是磁体磁性最强的部分．磁极是成对出现的，目前世界上还没有发现只有一个极的磁体存在．另外磁极并不一定在磁体的两端上，尽管我们认识的大多是在磁体的两端上，但在两侧面的磁体也是存在的．比如哈磁杯底面的磁体就是在上下两个面上的例子．2．关于磁化的理解：①被磁化的物质是与铁相类似性质的物质，并不是所有的金属．②磁化的方式一般有两种情形，一是与磁体直接接触，另一个是通过通电方式进行磁化．③被磁化物质靠近磁体的一端出现异名磁极，远离磁体的一端出现同名极．可以认为是磁体间相互作用的结果．3．为什么磁极间的作用与电荷间的作用关系相似？磁体间同名极相排斥，异名极相互吸引，电荷间同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引；将铁块放在磁体附近会磁化，靠近验电器的电荷会使金属箔感应出电荷而张开一定角度⋯⋯这些类似现象产生的原因是：一切磁现象都是由于电荷运动而产生的，即是物质内部电荷的运动(微观)造成磁现象(宏观)的产生．物质的结构，决定物质的性质．能力跳板例1有一铁棒能吸引小磁针，则下列判断正确的是[]A．小磁针一定吸引铁棒B．铁棒一定是磁体C．铁棒一定是软磁体D．铁棒不一定是磁体策略解题关键是运用磁体的基本性质及力的作用是相互的来解答．解答因为力的作用是相互的应选A选项．小磁针是磁体无疑，是磁体就能吸引铁类物质．小磁针吸引铁棒与铁棒是否是磁体无关．既然B选项不正确，那么C选项自然也就无从谈起．自然应选A项和D项．总结1．易错分析：本例是分辨物质有无磁性的基础训练，尽管基础，但还是容易漏选A项．其原因是不理解力的作用是相互的所致．2．同类变式：如果要判定一根铁棒是否有磁性，你有办法解决吗？你有几种办法？(根据磁体的指向性、磁极、吸铁性和磁体间的相互作用规律可知有四种方法)3．思维延伸：在图11－1所示实验装置中．下列说法中正确的[]A．甲图中，两磁铁相斥，两磁体都受到磁体的磁力作用B．乙图中，小磁针受到条形磁铁的磁力作用而旋转，条形磁铁没有受到磁力作用而处于静止状态C．丙图中，铁片被磁铁所吸引，由此可知铁片原来一定具有磁性D．以上三种说法都不正确答案：A例2有一条形磁铁掉在地上摔成A、B、C三段，则[]A．A段上只有N极B．B、C段上只有S极C．B段上无磁极D．每段上都有两极策略解题的关键是要知道，被摔成三段是三个独立的磁体，磁性的消失一般是因为锻打和火烤．因而三个独立的部分都是有磁性的．解答被摔成的三段均是个独立的磁体，具有两极．正确答案为D选项．总结1．易错分析：由于不理解“单独的磁极是不存在”而错选了A选项和B选项，由于不知道磁铁磁性的消失一般是因为敲打和火烤，而错选C选项．2．同类变式：图11－2所示，一软铁棒L被条形磁铁磁化后，磁极磁性正确的是[]答案：C3．思维延伸：如图11－3所示，两块完全相同的磁铁的N极和S极都吸有一铁钉，让它们靠近直至接触时，磁体上的钉子会[]A．吸得更牢B．两磁铁上的钉子交换位置C．从磁铁上掉下来D．分别跑到各自磁铁的另一端上答案：C能力测试基础能力测试1．磁体能够吸________________、________的性质叫磁性．具有磁性的物质可分________和________两类．2．条形磁体磁性最强的部分叫________，磁性最弱是________部分，两极分别指向________方和________方．3．磁体有________(“一个”、“两个”、“没有”)磁极，磁体的磁极________(“一定不”“不一定”)在磁体的两端．4．铁棒靠近磁体被________，能吸起铁屑，靠近磁体的一端与磁体近的一极是________(“同名极”、“异名极”)．5．选择题(1)软磁性材料可以制成[]A．永磁体B．收录机磁带C．电磁铁芯D．磁卡(2)条形铁棒靠近一枚钢针，它们互相吸引则[]A．铁棒一定有磁性B．钢针一定有磁性C．它们都有磁性D．它们之中至少一个有磁性(3)小明不慎将条形磁铁掉到火炉中被烧红后[]A．磁铁磁性不变B．磁性略有减弱C．磁铁磁性略有增加D．磁性消失6．实验题①用细线将钢棒吊起来，使它在水平面自由转动，静止时，指向不变说明它________磁体(选填‘堤”、“不是”)．②用钢棒的中间部分接近磁性物体铁屑、大头针发现不能吸引，钢棒的磁性________(选填“弱”、“强”、“无法判断”)③用钢棒接近条形磁体时被吸引，我们________(选填“能”、“不能”)判断钢棒的磁性．④若钢棒靠近条形磁体，发现相互排斥，则(选填“能”、“不能”)判断钢棒的磁性．应用创新7．如图11－4所示的两块完全相同的磁铁N极、S极都吸有一钉子，让它们靠近直至接触时，磁体上的钉子会[]A．吸得更牢B．两磁铁上的钉子换位C．从磁体上掉下来D．分别跑到各自磁体中间8．一罗盘式小磁针，当人用力匀速转动罗盘时，小磁针的指向[]A．S极和N极互换位B．几乎静止不动C．匀速运动D．无规则运动9．据说700年前，当成吉思汗的坐骑登上一座山顶时，他座下的那匹往日履山岳如平川的千里驹，却举步艰难．如何说明这种异常现象呢？(提示：千里驹的脚掌有什么？)10．小明家刚买了一个报时钟，放在电视机旁．没几天，发现报时钟不是早报时，就是迟报时，这是为什么？11．如图11－6所示，弹簧秤下挂一铁球，弹簧秤水平经过一条形磁体，发现弹簧秤的示数[]A．不变B．增大C．逐渐减小D．先减小后增大12．现有外观相同的两根钢棒，一根有磁性，而另一根没有磁性，如何区别它们呢？(只要求说出两种方法即可)二、磁场和磁感线学点聚焦磁场磁场的存在磁场的方向磁场的描述——磁感线磁感线的方向1．磁场：磁体周围存在着磁场，磁力作用的空间叫磁场．磁场的基本性质是对放入其中的磁体有磁力作用和具有方向性．磁体间的力的作用是通过磁场而发生的．2．磁场的方向：人们规定，在磁场中的某一点小磁针静止时北极所指的方向就是该点的磁场方向．3．磁感线：是磁感应线的简称．在磁场中画一些有方向的曲线，任何一点的曲线方向跟放在该点的磁针北极指的方向一致，这样的曲线叫磁感线．4．磁极在磁场中的受力方向：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．学法指导1．磁场的认识：磁场看不见，摸不着，但是我们可以从磁场的存在、磁场的方向及磁体对周围小磁针的影响使其受力偏转等演示实验来认识；另通过课本与熟知的风的形成，电灯的发光与磁体间有力的作用作类比来认识它的性质及存在．2．磁感线引入的作用：磁感线是为了形象描述磁场而引入的假设曲线．它原来是不存在的，但它能较好地模仿无数被磁化的小磁针在磁场中的分布和排列．它的引入可以较方便地解释磁场的性质．3．磁感线的特点及画法：①磁感线是一些闭合曲线，它不会中断，也不会相交，一般是曲线，但有时也会是直线．②它的分布疏密可以反映磁场磁性的强弱，越密越强，反之越弱．③磁感线是有方向的，磁感线上任何一点的切线方向都跟小磁针放在该点的北极指向一致．④磁体周围的磁感线从N极出发回到S极，在内部则是从S极出发回到N极．⑤磁感线在空间的分布不是平面的而是立体的，为了方便我们平常所画的磁感线往往只是画在某一个平面上．另外画磁感线我们往往选取有代表性的几条，这点与光线有类似之处，由于它是虚设的往往画为虚线．能力跳板例7一物理教师准备了一个不透明塑料盒，内放一条形磁铁，(盒盖上标有8个数字)和4个小磁针．在做演示实验时，发现其中3个磁针已损坏．物理教师急中生智，用一个小磁针也做完了实验．其方法是，将小磁针分别放在1，3，5，7号位，观察其小磁针静止时的位置如图11－7所示，请你说出条形磁极的位置[]A．N极靠近5，S极靠近1B．N极靠近1，S极靠近5C．N极靠近4，S极靠近8策略解题关键是根据小磁针在磁场中北极所指的方向，准确地画出条形磁铁的磁感线．然后再由磁感线的进出规律确定条形磁铁N、S极的位置．解答首先画出1号位和5号位小磁针的磁感线，知道条形磁铁的磁感线是从5号进来，从1号位出去，故可判定：S极靠近5号位，N极靠近1号位．所以正确答案应选B选项．总结1．易错分析：错选A选项是常见的，究其原因是磁感线的进出方向未弄清的缘故．2．同类变式：在一个圆纸盒里有一个条形磁体，圆纸盒外放着一些小磁针，各磁针N极的指向如图11－8所示．你能画出圆纸盒里的磁体并标明它的N、S极吗？答案：如图11－8虚线部分所示3．思维延伸：如图11—9所示，在铁棒的一端放有一枚可以自由转动的小磁针，当条形磁铁的N极由远处逐渐靠近铁棒的另一端时，小磁针[]A．将在原位置左右摆动B．仍保持原位置不动C．S极将转向铁棒D．N极将转向铁棒(答案：如图11—9所示，选C选项)本例以较少的实验器材，通过移动而变通，取得了用多种或多个器材所能达到的效果．因地制宜地解决了实验中出现的问题，开拓思路，启迪思维．例2物理实验室往往是将两块完全相同的条形磁铁一起放置在一个塑料盒内，问这两块磁铁应如何放置，才不致使其磁性减弱？策略解题的关键在于理解磁化过程，通过运用“换元法”把甲物当作乙物来看待，很容易把复杂问题简单化．解答我们不妨把甲乙两磁铁作如图11—10放置，把乙磁铁当作“小磁针”将它放在甲的磁场中，凭乙磁铁(“小磁针”)的北极指向，就能判断出乙的左端为S极，右端为N极，只有这样磁体才会加强磁性．本题答案为：两磁体异名极叠放在一起．本例也可从磁体间的相互作用规律来探求解法．由于磁体间是同名极相斥．异名极相吸．甲磁铁N极将乙磁体S极(“磁分子”)拉至左端，甲磁铁S极被乙磁铁N极(“磁分子”)拉至右端，这样磁性最强就在两磁铁的两端，其磁性更强．既有利于甲磁体也有利于乙磁体，双方磁性都加强．总结思考问题可以从已知的知识、规律出发，借“换元法”之功能转换角度，把陌生的事物当作熟悉的事物来看待，把微观现象当作宏观现象来处理，使不好研究的问题，便于研究，这种方法在科学上叫做“转换法”．1．易错分析：本题可能错答“随意放置”，其错误的原因是无法着手分析．2．同类变式：保存蹄形磁铁时，要在磁铁的两极上放一软铁片，试说明这样做的理由．(答案：软铁片和蹄形磁铁将会互相磁化，而使磁铁的磁性得到较好的保护．)3．思维延伸：如图11—11所示，用磁体的一端在铁棒上沿同一方向摩