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(共33張PPT)
第二十章 電與磁
九年級(jí)全一冊(cè)人教版（2024）物理
課后習(xí)題精講課件
第一節(jié)
磁現(xiàn)象 磁場(chǎng)
課后習(xí)題精講
1.兩根外形完全相同的鋼棒，其中的一根有磁性，另一根無(wú)磁性。沒(méi)有別的器材， 你如何把它們區(qū)別開(kāi)來(lái)。
解答：如圖，把甲的一端靠近乙的中間，如果吸引，甲有磁性，乙無(wú)磁性。如果不吸引，甲無(wú)磁性，乙有磁性。
2.圖20.1-9中的兩個(gè)圖分別畫(huà)出了兩個(gè)磁極間的磁感線。請(qǐng)?jiān)趫D中標(biāo)出磁極的名稱(chēng)，并畫(huà)出位于圖中A點(diǎn)和B點(diǎn)的小磁針靜止時(shí)北極所指的方向。
解答:如圖所示：
解析：根據(jù)磁體外部，磁感線的方向是由磁鐵的N極出發(fā)回到磁鐵的S極，則由圖即可確定圖中標(biāo)出磁極的名稱(chēng)。又知：某點(diǎn)磁場(chǎng)的方向?qū)嶋H就是小磁針靜止時(shí)北極所指的方向，據(jù)此即可確定小磁針靜止時(shí)北極所指的方向。
3.請(qǐng)找兩根縫衣針、一個(gè)按扣、一只大頭針和一塊橡 皮，做一個(gè)指南針。用橡皮和大頭針制作指南針的底座。使縫衣針磁化后，穿過(guò)按扣的兩個(gè)孔，放在底座的針尖上，這就是一個(gè)小指南針，如圖20.1-10。如果圖中指南針靜止下來(lái)后，針尖指北，那么針尖是N極還是S極？
解答：地球是一個(gè)大磁體，指南針指南北的原因是由于受到了地磁場(chǎng)的作用；指南針靜止時(shí)，指向南的一端是磁體的南（S)極；指向北的一端是磁體的北（N)極，針尖指北，所以針尖是N極。
4.做實(shí)驗(yàn)并進(jìn)行觀察，地球上指南針靜止時(shí)N極所指的是地理的北方還是南方？ 你認(rèn)為地球的磁北極位于地理北極附近還是地理南極附近？為什么？
解答：指南針靜止時(shí)N極所指的是地理的北方。
解析：地球的磁北極位于地理南極附近。指南針N極是指向地理北方。而指南針N極所指的方向與磁感線方向相同，地磁場(chǎng)的磁感線總是從地磁的北極出發(fā)到地磁的南極，它應(yīng)該位于地理南極附近。
第二節(jié)
電生磁
課后習(xí)題精講
1.請(qǐng)你根據(jù)圖20.2-9通電螺線管中的電流方向判定螺線管的極性。
提示：由題圖中電源的正、負(fù)極標(biāo)出螺線管上導(dǎo)線中的電流方向，用右手握住螺線管，四指指向螺線管中電流的方向，則拇指指向螺線管的N極，即左圖中通電螺線管的極性是左S、右N;右圈中通電螺線管的極性是上N、下S.
解答：如下圖所示：
2.如圖20.2-10所示，按小磁針的指向判定螺線管的極性、電流的方向和電源的正、負(fù)極。
解答：根據(jù)同名磁極相互排斥，可首先根據(jù)小磁針N極指向判斷出螺線管的極性，再根據(jù)安培定則，右手握住螺線管，四指指向電流方向，大拇指所指的方向?yàn)殡姶盆FN極的方向，可確定出電流方向以及電源的正負(fù)極。如圖所示：
3.如圖20.2-11所示，開(kāi)關(guān)閉合后，位于螺線管右側(cè)的小磁針的指向?qū)⒃鯓幼兓?br/>解答：開(kāi)關(guān)閉合后，由右手螺旋定則知，通電螺線管的左端為S極，右端為N極，再根據(jù)同名磁極相互排斥，異名磁極相互吸引，故小磁針發(fā)生了逆時(shí)針偏轉(zhuǎn)，小磁針最后的指向是S極指向螺線管，N極指向?yàn)樗较蛴摇?br/>4.1820年，安培在科學(xué)院的例會(huì)上做了一個(gè)小實(shí)驗(yàn) 引起到會(huì)科學(xué)家的興趣：把螺線管水平懸掛起來(lái)，然后 給導(dǎo)線通電。想一想會(huì)發(fā)生什么現(xiàn)象？實(shí)際做一做，看看你的判斷是否正確。
解答：把通電螺線管水平懸掛起來(lái)，給導(dǎo)線通電，它就像指南針一樣，靜止時(shí)會(huì)指向南北方向。
5.圖20.2-12是牽牛花莖的照片。觀察自然界中不同纏繞植物的莖，它們的纏繞方向和生長(zhǎng)方向有什么關(guān)系？這跟螺線管中電流的方向與其北極方向的關(guān)系是否相同？對(duì)于不同植物，這種關(guān)系都一樣嗎？
解答：自然界中，纏繞植物的莖和攀援植物的卷須，它們的纏繞方向和生長(zhǎng)方向相同，同螺線管的電流方向與其北極方向的關(guān)系相同，對(duì)于不同的植物而言也相同。
第三節(jié)
電磁鐵 電磁繼電器
課后習(xí)題精講
1.圖20.3-7是一種水位自動(dòng)報(bào)警器的原理圖。水位沒(méi)有到達(dá)金屬塊A時(shí)，綠燈亮；水位到達(dá)金屬塊A時(shí)，紅燈亮。請(qǐng)說(shuō)明它的工作原理。注意：雖然純凈的水是不導(dǎo)電的，但一般的水都能導(dǎo)電。
解答：當(dāng)水位上漲時(shí)，水與金屬A接觸，由于水是導(dǎo)體，使控制電路接通，電磁鐵吸引銜鐵，使動(dòng)觸點(diǎn)與下面的靜觸點(diǎn)接觸，工作電路接通，則紅燈發(fā)光；當(dāng)水位下降時(shí)，使控制電路斷開(kāi)，電磁鐵失去磁性，彈簧拉著銜鐵使動(dòng)觸點(diǎn)與上面的靜觸點(diǎn)接觸，工作電路接通，則綠燈亮。
2.圖20.3-8是一種溫度自動(dòng)報(bào)警器的原理圖。制作水銀溫度計(jì)時(shí)在玻璃管中封入一段金屬絲，電源的兩極分別與水銀和金屬絲相連。當(dāng)溫度達(dá)到金屬絲下端所指的溫度時(shí)，電鈴就響起來(lái)，發(fā)出報(bào)警信號(hào)。說(shuō)明它的工作原理。
解答：溫度升高，水銀面上升，因水銀是導(dǎo)體，當(dāng)溫度上升到金屬絲下端所指溫度時(shí)，控制電路被接通，電磁鐵線圈就有電流通過(guò)，電磁鐵產(chǎn)生磁性吸引銜鐵，使觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)閉合，工作電路形成回路，電鈴就響起來(lái)，發(fā)出報(bào)警信號(hào)。
3.圖20.3-9是直流電鈴的原理圖。銜鐵B與彈性片A相連，自然情況下彈性片是和螺釘接觸的。接通電源 后電磁鐵吸引銜鐵，敲擊鈴?fù)氚l(fā)聲，但同時(shí)彈性片與螺釘分離導(dǎo)致斷電，電磁鐵失去磁性后彈性片又和螺釘接觸而通電，如此往復(fù)。弄懂原理后，請(qǐng)你在圖20.3-5所示的繼電器上把電源連在電路里，使它成為一個(gè)電鈴。這樣的電鈴沒(méi)有鈴?fù)耄ǔ＝凶龇澍Q器。
解答：電路圖如下所示：
4.法國(guó)科學(xué)家阿爾貝·費(fèi)爾和德國(guó)科學(xué)家彼得·格林貝格爾由于發(fā)現(xiàn)了巨磁電阻（GMR）效應(yīng)，榮獲了2007年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。巨磁電阻效應(yīng)是指某些材料的電阻在磁場(chǎng)中急劇減小的現(xiàn)象，這一發(fā)現(xiàn)大大提高了磁、電之間信號(hào)轉(zhuǎn)換的靈敏度，從而引發(fā)了現(xiàn)代硬盤(pán)生產(chǎn)的一場(chǎng)革命。圖20.3-10是說(shuō)明巨磁電阻特性原理的示意圖，圖中GMR是巨磁電阻。如果閉合S1、S2并使滑片P向左滑動(dòng)，指示燈亮度會(huì)有什么變化？
答案：指示燈變亮。
解析：當(dāng)滑片P向左滑動(dòng)時(shí)，滑動(dòng)變阻器連入電路中的電阻變小，則電路中的電流變大，通螺線管的磁性增強(qiáng)。巨磁電阻處于磁場(chǎng)越強(qiáng)的位置其電阻越小，在右邊電路中，巨磁電阻與燈泡串聯(lián)，串聯(lián)電路的總電阻減小，故電流會(huì)增大，指示燈會(huì)變亮。
第四節(jié)
電動(dòng)機(jī)
課后習(xí)題精講
1.通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中會(huì)受到力的作用，受力的方向跟哪些因素有關(guān)？
解答：通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中要受到力的作用，力的方向跟電流的方向和磁場(chǎng)的方向有關(guān)。
2.電動(dòng)機(jī)主要由哪兩部分構(gòu)成？電動(dòng)機(jī)換向器的構(gòu)造大體是怎樣的？它有什么作用？
解答：（1）電動(dòng)機(jī)由能夠轉(zhuǎn)動(dòng)的線圈和固定不動(dòng)的磁體兩部分組成；
（2）換向器的構(gòu)造：兩個(gè)銅半環(huán)跟線圈兩端相連，可隨線圈一起轉(zhuǎn)動(dòng)，兩半環(huán)中間斷開(kāi)，彼此絕緣，兩個(gè)電刷分別跟兩個(gè)半環(huán)接觸，使電源和線圈組成閉合電路；
（3）換向器的作用是每轉(zhuǎn)到平衡位置時(shí)都能自動(dòng)改變線圈中電流方向，使直流電動(dòng)機(jī)向一個(gè)方向持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)下去。
3.一臺(tái)電動(dòng)機(jī)的額定電壓是220V，額定功率是5.5kW，它正常工作時(shí)的電流有多大？連續(xù)工作2h耗電多少？
解：（1）電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)的電流
I==25A
(2)電動(dòng)機(jī)工作2h消耗的電能
W=Pt=5.5kW=11kW·h
答：電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)的電流是25A,連續(xù)工作2h耗電11kW·h。
4.設(shè)計(jì)一個(gè)電路，使電動(dòng)機(jī)在人的操作下既能正轉(zhuǎn)，也能反轉(zhuǎn)。電動(dòng)機(jī)的符號(hào)是 “ M ”。
解答：兩個(gè)電源并聯(lián)，且都與電動(dòng)機(jī)串聯(lián)，單刀雙擲開(kāi)關(guān)接到干路上，設(shè)計(jì)的電路圖如下所示：
第五節(jié)
磁生電
課后習(xí)題精講
1.圖20.5-10中的a表示垂直于紙面的一根導(dǎo)線，它是閉合電路的一部分。它在磁場(chǎng)中按箭頭方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，在哪種情況下會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流？
解答：磁極間的磁感線是從N極指向S極，由圖可知，前兩種情況導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)方向和磁場(chǎng)方向平行，沒(méi)有切割磁感線，所以不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流；后兩種情況下，導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)時(shí)都會(huì)切割磁感線，所以會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流。
2.發(fā)電機(jī)的主要結(jié)構(gòu)是什么？它的電能從哪里來(lái)？又到哪里去？
解答：簡(jiǎn)單的發(fā)電機(jī)由固定不動(dòng)的磁體（定子）和轉(zhuǎn)動(dòng)的線圈（轉(zhuǎn)子）組成，實(shí)際的發(fā)電機(jī)比模型發(fā)電機(jī)復(fù)雜得多，但仍是由轉(zhuǎn)子和定子兩部分組成；能量來(lái)源于使線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的機(jī)械能，電能之后通過(guò)導(dǎo)線再轉(zhuǎn)化為其他能量。
3.電池產(chǎn)生的電流方向不變，稱(chēng)為直流。觀察手搖發(fā)電機(jī)燈泡的發(fā)光與手電筒燈泡的發(fā)光，能看出它們有什么不同嗎？
解答：勻速搖動(dòng)轉(zhuǎn)輪時(shí)，由于線圈切割磁感線的角度和方向始終在變，因此產(chǎn)生的感應(yīng)電流方是變化的，大小發(fā)生改變，故燈泡亮度發(fā)生改變；手電筒燈泡的發(fā)光是直流電，電流方向是不變化的，大小不發(fā)生改變，故燈泡亮度不發(fā)生改變。
4.當(dāng)你唱卡拉OK時(shí)，要用到話筒（麥克風(fēng)）。話筒的種類(lèi)很多，圖20.5-11是動(dòng)圈式話筒構(gòu)造示意圖。當(dāng)你對(duì)著話筒說(shuō)話或唱歌時(shí)，聲音使膜片振動(dòng)，與膜片相連的線圈也跟著一起振動(dòng)，線圈處在磁場(chǎng)中。把線圈兩端的導(dǎo)線接入擴(kuò)音機(jī)，就能通過(guò)揚(yáng) 聲器聽(tīng)到你說(shuō)話的聲音。請(qǐng)用“磁生電”具體說(shuō)明動(dòng)圈式話筒的原理。
解答：當(dāng)對(duì)著話筒唱歌時(shí)，產(chǎn)生的聲音使膜片振動(dòng)，與膜片相連的線圈也跟著一起振動(dòng)，而線圈處在磁場(chǎng)中，線圈振動(dòng)時(shí)切割磁感線，能產(chǎn)生隨著聲音變化而變化的電流，感應(yīng)電流經(jīng)過(guò)放大后，通過(guò)揚(yáng)聲器還原成聲音。
5.我國(guó)供生產(chǎn)和生活用的交流電，頻率是多少？電流方向在每秒內(nèi)變化幾次？
解答：頻率為50Hz,電流方向每秒變化100次。
解析：在我國(guó)，交流電的額定電壓是220V,頻率是50Hz,意思是電流1s經(jīng)過(guò)50個(gè)周期，一個(gè)周期電流改變2次，50個(gè)周期電流改變100次。
6.除了發(fā)電廠里有發(fā)電機(jī)外，還有哪些地方有發(fā)電機(jī)？盡可能多地說(shuō)出來(lái)。這些發(fā)電機(jī)是靠什么帶動(dòng)的？把什么能量轉(zhuǎn)化成了電能？
解答：機(jī)動(dòng)車(chē)上有小型發(fā)電機(jī)，一般單位如銀行、醫(yī)院、通信部門(mén)也都有發(fā)電機(jī)。這些發(fā)電機(jī)都是把汽油或柴油的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)工作來(lái)發(fā)電的，是將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能。
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