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電和磁物理教案設(shè)計(jì)

時(shí)間:2023-05-06 17:41:40 物理教案 我要投稿

電和磁物理教案設(shè)計(jì)

  一、正確認(rèn)識(shí)磁場(chǎng)

電和磁物理教案設(shè)計(jì)

  在磁體周圍存在著看不見,摸不著的磁場(chǎng),對(duì)于磁場(chǎng)的存在、磁場(chǎng)的方向和磁場(chǎng)的性質(zhì),我們是通過實(shí)驗(yàn)來確認(rèn)的。我們利用放在磁體周圍的小磁針的指向和受力偏轉(zhuǎn)等現(xiàn)象來認(rèn)識(shí)磁場(chǎng)。小磁針在一般情況下是指示南北方向的,若小磁針不再指示南北方向,則可以判斷小磁針?biāo)诘目臻g必有其他磁場(chǎng)的存在,當(dāng)把小磁針放在磁場(chǎng)中不同位置時(shí),小磁針N極的指向不同,所以磁場(chǎng)中各點(diǎn)的方向一般是不同的。在磁場(chǎng)中某一點(diǎn),小磁針靜止時(shí)北極所指的方向就是該點(diǎn)磁場(chǎng)的方向。磁場(chǎng)的基本性質(zhì)是它對(duì)放入其中的磁體或易磁化物質(zhì)能產(chǎn)生磁力的作用,磁體間的相互作用就是通過磁場(chǎng)而產(chǎn)生的。放在磁場(chǎng)中的小磁針能發(fā)生偏轉(zhuǎn),就是因?yàn)樾〈裴樖艿搅舜艌?chǎng)的作用。磁場(chǎng)雖然看不見,摸不著,但是我們可以根據(jù)它對(duì)放入其中的磁體所產(chǎn)生的作用來認(rèn)識(shí)它,理解它。

  二、一塊磁鐵斷成兩塊后有幾個(gè)磁極

  我們把磁鐵上磁性最強(qiáng)的部分叫做磁極,任何一塊磁鐵都有兩個(gè)磁極,我們把它們規(guī)定為北極(N極)和南極(S極)。當(dāng)一塊磁鐵斷成兩塊后,每一塊都成為一塊獨(dú)立的磁鐵。因此,一塊磁鐵斷成兩塊后,每一塊都有兩個(gè)磁極,即使這塊磁鐵斷成無(wú)數(shù)塊,每一小塊也都有兩個(gè)磁極。

  三、為什么能自由轉(zhuǎn)動(dòng)的磁鐵有指南北的性質(zhì)

  地球本身就是一個(gè)大磁體,所以地球的周圍存在磁場(chǎng)──地磁場(chǎng),地磁的南極在地理的北極附近,地磁的北極在地理的南極附近(如圖1所示)。根據(jù)磁體之間存在“同名磁極相互排斥,異名磁極相互吸引”的性質(zhì)可知:在地球表面上能夠自由轉(zhuǎn)動(dòng)的磁體的南極恰好被地磁的北極吸引,而地磁的北極在地理的南極附近,故自由轉(zhuǎn)動(dòng)磁體的南極指向地球的地理南極,即磁體靜止時(shí)南極指南;同理可分析得出自由轉(zhuǎn)動(dòng)磁體的北極指向地球的地理北極,即磁體靜止時(shí)北極指北,所以能夠自由轉(zhuǎn)動(dòng)的磁鐵有指南北的性質(zhì)。

  四、給你兩根形狀相同的鐵棒,一根帶有磁性,一根不帶磁性,試判斷哪一根是磁鐵,哪一根是普通鐵棒

  由于磁鐵的兩極磁性最強(qiáng),中間幾乎沒有磁性。故在鑒別兩根鐵棒哪一根鐵棒有磁性時(shí)可采用如圖2所示的方法,將其中一根鐵棒A的一端靠近另一根鐵棒B的中間。如果鐵棒A吸引鐵棒B,則說明鐵棒A是磁鐵,鐵棒B是普通鐵棒;若鐵棒A不吸引鐵棒B,則說明鐵棒A是普通鐵棒,鐵棒B是磁鐵。

  五、正確理解磁感線

  磁感線是為了形象地描述磁體周圍空間磁場(chǎng)的分布情況,在磁場(chǎng)中所畫的一些有方向的疏密不等的封閉曲線,以便用來描述磁場(chǎng)的方向和強(qiáng)弱。這些曲線不是實(shí)際存在的線,而是想象的曲線,任何一點(diǎn)的曲線方向都跟放在該點(diǎn)的磁針北極所指的方向一致,磁感線不會(huì)相交,磁感線布滿磁體周圍空間而不是在一個(gè)平面內(nèi),磁感線是閉合的。

  六、怎樣判斷磁鐵的N、S極

  若手邊有已知N、S極的小磁針,我們可以利用磁鐵具有的“同名磁極相互排斥,異名磁極相互吸引”的性質(zhì)進(jìn)行判斷。即將已知N、S極的小磁針的其中一個(gè)磁極靠近未知磁極的磁鐵的一端(如圖3所示),若小磁針被吸引,則說明未知磁鐵的這一磁極與小磁針的這一磁極是異名磁極;若相互排斥,則說明相互靠近的這兩個(gè)磁極是同名磁極。

  若沒有已知磁極的小磁針,可以利用以下兩種方法進(jìn)行判別:

  (1)如圖4所示,用一根細(xì)軟線將待判別磁鐵懸掛起來,待其靜止后,則磁鐵指北的一極為該磁鐵的北極(N極),指南的一極為磁鐵南極(S極)。

  (2)如圖5所示,將待判斷N、S極的磁鐵一端靠近已知電源正負(fù)極的通電螺線管附近,先根據(jù)電流的方向應(yīng)用右手螺旋定則判斷出通電螺線管的N、S極,然后再根據(jù)“同名磁極相互排斥,異名磁極相互吸引”的性質(zhì)判斷條形磁鐵的N、S極;或像如圖3那樣用一根細(xì)軟線吊著條形磁鐵制成一個(gè)能自由轉(zhuǎn)動(dòng)的磁鐵靠近通電螺線管,然后根據(jù)磁鐵的轉(zhuǎn)動(dòng)情況判斷該磁鐵的N、S極,則轉(zhuǎn)向通電螺線管N極的一端就是磁鐵的S極,轉(zhuǎn)向通電螺線管S極的一端就是該磁鐵的N極。

  七、通電螺線管的磁感線總是從螺線管的N極出發(fā),回到S極嗎?

  對(duì)于普通磁鐵而言,其周圍的磁感線都是從磁體的N極流出,回到磁體S極,而通電螺線管則不同,在通電螺線管的內(nèi)部和外部都分布著磁場(chǎng)(如圖6所示),處在通電螺線管內(nèi)部的小磁針N、S極的指向與分布在通電螺線管外部的小磁針N、S極的指向恰恰相反。由處在通電螺線管內(nèi)部和外部小磁針N、S的指向可以看出,在通電螺線管的外部磁場(chǎng)的方向總是從螺線管的N極流出,回到通電螺線管的S極;而在通電螺線管的內(nèi)部,磁場(chǎng)的方向則恰恰與外部相反,是從S極流向N極的。

  八、“只要導(dǎo)體在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)就能產(chǎn)生電流”,這句話正確嗎?

  根據(jù)電磁感應(yīng)定律分析知,電路中要產(chǎn)生感生電流需要同時(shí)滿足兩個(gè)條件:一是運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)體必須是閉合電路的一部分,二是這段導(dǎo)體在運(yùn)動(dòng)時(shí)必須切割磁感線,二者必須同時(shí)具備,缺一不可。如圖7所示,兩塊磁鐵之間的磁感線是沿豎直方向的,導(dǎo)體AB與靈敏電流表組成一個(gè)閉合回路,當(dāng)導(dǎo)體AB沿水平方向運(yùn)動(dòng)時(shí),恰好切割磁感線,故我們看到靈敏電流表的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn),說明電路中產(chǎn)生了感生電流。如圖8所示。由于導(dǎo)體AB沿豎直方向運(yùn)動(dòng),導(dǎo)體AB沒有切割磁感線,故我們看到靈敏電流表指針沒有發(fā)生偏轉(zhuǎn),即沒有感生電流產(chǎn)生,原因是導(dǎo)體AB雖然屬于閉合電路的一部分,但導(dǎo)體AB沒有切割磁感線;若按如圖7所示那樣,導(dǎo)體AB雖然沿水平方向切割磁感線,但導(dǎo)體AB與靈敏電流表組成的電路中某處發(fā)生斷路,則電流表的指針也不會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn),即不產(chǎn)生感生電流!爸灰獙(dǎo)體在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)就能產(chǎn)生電流”這句話既沒有說明導(dǎo)體是否是閉合電路的一部分,也沒有說明導(dǎo)體在運(yùn)動(dòng)過程中是否切割磁感線,因此導(dǎo)體在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)不一定能產(chǎn)生感生電流。故“只要導(dǎo)體在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)就能產(chǎn)生電流”這句話是錯(cuò)誤的。

  九、普通的通電閉合線圈在磁場(chǎng)中只能來回?cái)[動(dòng),為什么電動(dòng)機(jī)能連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)

  如圖9所示,電動(dòng)機(jī)線圈的前端與電路連接的部分有一個(gè)特殊的裝置──換向器。換向器有兩個(gè)半環(huán)E、F,兩個(gè)半環(huán)相互絕緣,E與線圈a端相連,F(xiàn)與d端相連。當(dāng)線圈處于水平位置時(shí),若換向器的半環(huán)E與電刷A接觸,則半環(huán)F與電刷B接觸,線圈中的電流方向,沿abcd方向,此時(shí),線圈沿著順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng);當(dāng)線圈轉(zhuǎn)到平衡位置(即線圈在豎直方向上)時(shí),兩個(gè)電刷恰好接觸兩半環(huán)間的絕緣部分,這時(shí)電路中沒有電流,但線圈由于慣性還能轉(zhuǎn)過一些,當(dāng)線圈稍微轉(zhuǎn)過平衡位置后,兩個(gè)半環(huán)接觸的電刷就調(diào)換了,這時(shí)半環(huán)E與電刷B接觸,半環(huán)F與電刷A接觸,線圈中的電流方向變?yōu)檠豥cba方向,于是線圈將繼續(xù)沿順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)。這樣,線圈每一次轉(zhuǎn)過平衡位置,換向器就自動(dòng)改變線圈中的電流的方向,使線圈在磁場(chǎng)中受力的方向始終保持不變,線圈就能不停地沿順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)。

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