電和磁物理教案設(shè)計

　　一、正確認識磁場

　　在磁體周圍存在著看不見，摸不著的磁場，對于磁場的存在、磁場的方向和磁場的性質(zhì)，我們是通過實驗來確認的。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)象來認識磁場。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，則可以判斷小磁針所在的空間必有其他磁場的存在，當把小磁針放在磁場中不同位置時，小磁針N極的指向不同，所以磁場中各點的方向一般是不同的。在磁場中某一點，小磁針靜止時北極所指的方向就是該點磁場的方向。磁場的基本性質(zhì)是它對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而產(chǎn)生的。放在磁場中的小磁針能發(fā)生偏轉(zhuǎn)，就是因為小磁針受到了磁場的作用。磁場雖然看不見，摸不著，但是我們可以根據(jù)它對放入其中的磁體所產(chǎn)生的作用來認識它，理解它。

　　二、一塊磁鐵斷成兩塊后有幾個磁極

　　我們把磁鐵上磁性最強的部分叫做磁極，任何一塊磁鐵都有兩個磁極，我們把它們規(guī)定為北極(N極)和南極(S極)。當一塊磁鐵斷成兩塊后，每一塊都成為一塊獨立的磁鐵。因此，一塊磁鐵斷成兩塊后，每一塊都有兩個磁極，即使這塊磁鐵斷成無數(shù)塊，每一小塊也都有兩個磁極。

　　三、為什么能自由轉(zhuǎn)動的磁鐵有指南北的性質(zhì)

　　地球本身就是一個大磁體，所以地球的周圍存在磁場──地磁場，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)動磁體的南極指向地球的地理南極，即磁體靜止時南極指南;同理可分析得出自由轉(zhuǎn)動磁體的北極指向地球的地理北極，即磁體靜止時北極指北，所以能夠自由轉(zhuǎn)動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，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的分布情況，在磁場中所畫的一些有方向的疏密不等的封閉曲線，以便用來描述磁場的方向和強弱。這些曲線不是實際存在的線，而是想象的曲線，任何一點的曲線方向都跟放在該點的磁針北極所指的方向一致，磁感線不會相交，磁感線布滿磁體周圍空間而不是在一個平面內(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)進行判斷。即將已知N、S極的小磁針的其中一個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行判別：

　　(1)如圖4所示，用一根細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極的通電螺線管附近，先根據(jù)電流的方向應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那樣用一根細軟線吊著條形磁鐵制成一個能自由轉(zhuǎn)動的磁鐵靠近通電螺線管，然后根據(jù)磁鐵的轉(zhuǎn)動情況判斷該磁鐵的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(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，磁場的方向則恰恰與外部相反，是從S極流向N極的。

　　八、“只要導體在磁場中運動就能產(chǎn)生電流”，這句話正確嗎?

　　根據(jù)電磁感應定律分析知，電路中要產(chǎn)生感生電流需要同時滿足兩個條件：一是運動的導體必須是閉合電路的一部分，二是這段導體在運動時必須切割磁感線，二者必須同時具備，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，導體AB與靈敏電流表組成一個閉合回路，當導體AB沿水平方向運動時，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。由于導體AB沿豎直方向運動，導體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，原因是導體AB雖然屬于閉合電路的一部分，但導體AB沒有切割磁感線;若按如圖7所示那樣，導體AB雖然沿水平方向切割磁感線，但導體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發(fā)生偏轉(zhuǎn)，即不產(chǎn)生感生電流�！爸灰獙�體在磁場中運動就能產(chǎn)生電流”這句話既沒有說明導體是否是閉合電路的一部分，也沒有說明導體在運動過程中是否切割磁感線，因此導體在磁場中運動不一定能產(chǎn)生感生電流。故“只要導體在磁場中運動就能產(chǎn)生電流”這句話是錯誤的。

　　九、普通的通電閉合線圈在磁場中只能來回擺動，為什么電動機能連續(xù)轉(zhuǎn)動

　　如圖9所示，電動機線圈的前端與電路連接的部分有一個特殊的裝置──換向器。換向器有兩個半環(huán)E、F，兩個半環(huán)相互絕緣，E與線圈a端相連，F(xiàn)與d端相連。當線圈處于水平位置時，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，線圈沿著順時針方向轉(zhuǎn)動;當線圈轉(zhuǎn)到平衡位置(即線圈在豎直方向上)時，兩個電刷恰好接觸兩半環(huán)間的絕緣部分，這時電路中沒有電流，但線圈由于慣性還能轉(zhuǎn)過一些，當線圈稍微轉(zhuǎn)過平衡位置后，兩個半環(huán)接觸的電刷就調(diào)換了，這時半環(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)沿順時針方向轉(zhuǎn)動。這樣，線圈每一次轉(zhuǎn)過平衡位置，換向器就自動改變線圈中的電流的方向，使線圈在磁場中受力的方向始終保持不變，線圈就能不停地沿順時針方向轉(zhuǎn)動。

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