《电能与磁》全章复习与巩固——电与磁（提高）【学习目标】1.知道磁感线可用来形象地描述磁场，知道磁感线的方向是怎样规定的。
2.知道通电导体周围存在着磁场；通电螺线管的磁场与条形铁相似；电磁铁的特性和工作原理；了解电磁继电器和扬声器的结构和工作原理。
3.了解磁场对通电导线的作用。
4.知道电能的获得途径；知道电能是二次能源。
5.知道电磁感应现象；知道产生感应电流的条件；知道发电机的原理；能说出发电机为什么能发电；知道什么是交流电；知道发电机发电过程是能量转化的过程。
6.知道远距离输电采用高压的目的，知道高压输电的全过程以及电网的作用和安全运行的重要性。
7.知道无线电波可以在真空中传播，它的速度等于光速；知道无线电波的波长、频率以及它们之间的定性关系。
【知识网络】【要点梳理】要点一、电流的磁场1.磁现象：(1)磁性：物体能够吸引铁、钴、镍等物质的性质叫做磁性。
(2)磁体：具有磁性的物体叫做磁体。
(3)磁极：磁体上磁性最强的部分叫做磁极。
任何磁体都有两个磁极（磁北极和磁南极），将磁体水平悬挂起来，当它静止时，指北的一端叫做磁北极（N极），指南的一端叫做磁南极（S极）。
(4)磁极间的相互作用：同名磁极之间相互排斥，异名磁极之间相互吸引。
(5)磁化：使原来没有磁性的物体获得磁性的过程叫做磁化。
一根没有磁性的大头针，在接近条形磁体下端的N极时，大头针上端就出现了S极，下端出现了N极，也就是说大头针具有了磁性。
2.磁场：(1)磁场的存在：在磁体的周围和通电导体的周围存在着磁场，这可以利用小磁针来检验。
小磁针在一般情况下是指南、北的，若小磁针指向忽然发生变化，则小磁针的周围必定有其它的磁场存在。
(2)磁场的方向:磁场具有方向性，当小磁针放在磁场各点不同处，小磁针N极的指向不同，这说明磁场各点方向是不同的，我们规定：在磁场中的某一点，小磁针静止时北极所指的方向就是这一点的磁场方向。
(3)磁场的性质:磁场的基本性质是它对放入其中的磁体产生磁力的作用，磁体间的相互作用就是通过磁场而产生的。
放在磁场中的小磁针能发生偏转，就是因为磁针受到了磁场的作用。
磁场虽然看不见、摸不着，但我们可以根据它对放在其中的磁体所产生的作用来感知它、认识它。
(4)磁感线:磁感线是形象地研究磁场的一种方法。
在磁场中画一些有方向的曲线，任何一点的曲线方向都是跟放在该点的小磁针北极所指的方向一致的，这样的曲线叫磁感线，磁体周围的磁感线都是从磁体的N极出来回到磁体的S极。
利用这些曲线可以形象地表示磁场中各点的磁场方向和磁场的强弱。
(5)地磁场：地球本身就是一个巨大的磁体，地球周围空间存在的磁场叫做地磁场。
地磁场的N极在地理南极附近，S极在地理北极附近。
地磁的两极与地理的两极并不重合。
3.电生磁：(1)奥斯特实验：①意义：揭示了电现象和磁现象之间的密切联系。
②结论：a.通电导体周围存在磁场；b.电流的磁场方向与电流方向有关。
(2)通电螺线管的磁场：①螺线管：用导线绕成的螺旋形线圈叫做螺线管。
②右手螺旋定则：假设用右手握住通电导线，大拇指指向电流方向，那么弯曲的四指就表示导线周围的磁场方向。
假设用右手握住通电螺线管，弯曲的四指指向电流方向，那么大拇指的指向就是通电螺线管内部的磁场方向。
4、电磁铁及其应用：（1）电磁铁：内部有铁心的螺线管叫做电磁铁。
电磁铁在电磁起重机、电铃、发电机、电动机、自动控制上有着广泛的应用。
（2）电磁铁的特点：①电磁铁磁性的有无，完全可以由通断电来控制。
②电磁铁磁性的强弱可以由电流的大小、线圈匝数控制。
③电磁铁产生的磁场方向是由通电电流的方向决定的。
（3）电磁继电器：①结构：具有磁性的电磁继电器由控制电路和工作电路两部分组成。
控制电路包括低压电源、开关和电磁铁，其特点是低电压、弱电流的电路；工作电路包括高压电源、用电器和电磁继电器的触点，其特点是高电压、强电流的电路。
②原理：电磁继电器的核心是电磁铁。
当电磁铁通电时，把衔铁吸过来，使动触点和静触点接触（或分离），工作电路闭合（或断开）。
当电磁铁断电时失去磁性，衔铁在弹簧的作用下脱离电磁铁，切断（或接通）工作电路。
从而由低压控制电路的通断，间接地控制高压工作电路的通断，实现远距离操作和自动化控制。
电磁继电器的作用相当于一个电磁开关。
要点诠释：1.通电螺线管的磁场方向与电流方向满足安培定则即表示电流和电流激发磁场的磁感线方向间关系的定则，也叫右手螺旋定则。
通电直导线中的安培定则（安培定则一）：用右手握住通电直导线，让大拇指指向电流的方向，那么四指的指向就是磁感线的环绕方向。
通电螺线管中的安培定则（安培定则二）：用右手握住通电螺线管，使四指弯曲与电流方向一致，那么大拇指所指的那一端是通电螺线管的N极。
2.电磁铁是根据电流的磁效应和通电螺线管中插入铁芯后磁场大大增强的原理来工作的。
3.电磁铁的优点是：磁性强弱可控（电流大小、线圈匝数），磁性有无可控（通断电），磁极方向可控，因此把它用在一些自动控制电路中。
4.电磁铁的铁芯是用软铁制成的，而不是用钢制成的，这是因为软铁容易磁化，也容易失去磁性，而钢磁化后不易去磁。
要点二、电能的获得和输送1、电能的获得：（1）电池①伏打电堆：1800年，意大利物理学家伏打发明了伏打电堆，这是人类历史上第一个能持续提供电能的电源。
伏打电堆是将化学能转化为电能的电池。
②各种电池的缺点：都很难提供大功率电动机、电器以及照明所需的电能。
（2）发电机①电磁感应现象：闭合电路的一部分导体，在磁场中做切割磁感线运动时，导体中就产生感应电流，这种现象叫做电磁感应，产生的电流叫感应电流。
a.产生感应电流的条件：第一，导体是闭合电路中一部分，第二，导体在磁场中做切割磁感线的运动，当导体平行于磁感线运动时，不产生感应电流；当导体放入磁场中不运动时，也不会产生感应电流（导体不动、磁场动也能切割—理解运动的相对性）。
b.产生感应电流的方向和磁场方向、导体运动方向有关。
磁场方向、感应电流方向、导体运动方向三者应互相垂直，同时改变其中两个方向另一个方向不变，若首先改变其中一个方向而另一个方向不变，则第三者方向一定改变。
c.在电磁感应现象中，机械能转化为电能。
②发电机的原理：利用了电磁感应现象；③直流电动机的工作过程，就是把电能转化为机械能的过程。
从能量转化的角度看，发电机和电动机的运转互为反过程。
2.电能的输送:（1）高压输电:高压输电可以保证在输送功率不变，减小输电电流来减小输送电的电能损失。
（2）变压器：能把交流电的电压升高或降低发电站都安装了用来升压的变压器，实现高压输电。
但是我们用户使用的是低压电，所以在用户附近又要安装降压的变压器。
高压电输到用电区附近时，要把电压降下来目的：一是为了安全，二是用电器只能用低电压。
(3)家庭电路:由火线和零线组成的双芯电缆把电能引入住户。
下图是一个典型的家庭电路布线图，在供电箱的每一条支路上都装有不同电流大小的自动断路器。
一旦电流超过定值，断路器便会自动切断电路，故障排除后只要重新合上开关便可恢复供电。
(4)输送电能的高压输电线路要连接成电网。
大型发电站都必须并网运行，这样电能可以通过电网相互调剂，从而平衡电网中不同区域的用电负荷。
3.电动机:通电直导线在磁场中受到力的作用。
力的方向与磁场方向、导线电流方向有关。
磁场对通电导线和通电线圈作用而运动过程中，把电能转化为机械能，电动机就是从这一理论设计制造出来的。
(1)磁场对电流的作用中磁场方向、电流方向、导体受力方向三者应互相垂直，同时改变其中两个方向另一个方向不变，若首先改变其中一个方向而另一个方向不变，则第三者方向一定改变。
(2)当通电直导线的方向与磁感线的方向平行时（如图甲所示），磁场对通电直导线（图甲中直导线ab ）没有力的作用。
当通电直导线的方向与磁感线的方向不平行（斜交）时，磁场对通电直导线（图乙中直导线ab ）有力的作用（垂直纸面向内）。
当通电直导线的方向与磁场的方向垂直时，磁场对通电导线（图丙中直导线ab ）的作用力最大（方向垂直纸面向内）。
在图丙中，保持磁感线B 的方向不变，而使直导线ab 内电流方向相反时，ab 受力的方向也相反；保持直导线内电流方向不变，而使磁感线B 的方向相反时，ab 受力的方向也相反。
但如果在图丙中，同时使磁感线B 的方向及ab 内电流方向都变为相反，则直导线ab 的受力方向不发生变化。
要点诠释：说明：判定方法中的右手定则和左手定则，在初中物理暂不做要求。
三种电磁现象的重要应用对比如下：要点三、无线电波和无线电通信1.无线电波：无线电波是电磁波的一种，电磁波是由变化的磁场产生的，它的频率范围为30HZ ～1019HZ 。
无线电波、红外线、可见光、紫外线、X 射线都电磁波，但它们处在不同的频率范围。
电磁波在真空中的传播速度c=3×108m/s 。
电磁波与声波一样也有不同的频率，不同的频率(f)对应不同的波长(λ)，电磁波的波长、波速和频率间的关系式为：c=λf ，因为波速一定，所以频率越高，波长越短，反之，频率越低，波长越长。
无线电波主要可分为四个波段：长波、中波、短波、微波。
2.不同频率范围的无限电波的传播特点和应用以广播电视为例（如图，与运输货物进行类比）：4.信息高速公路:现代“信息高速公路”是微波通信、卫星通信和光纤通信等高速、大容量信息传输通道的俗称。
【典型例题】类型一、基础知识1.要改变直流电动机线圈转动的方向，可行的办法是（ ）A．改变电流的大小B．改变磁场的强弱C．只改变电流方向D．同时改变电流方向和磁场方向【答案】C【解析】AB、改变电流的大小、改变磁场的强弱可以改变电机的转动速度，不能改变转动方向，不符合题意；C、磁场方向不变时，改变线圈中的电流方向可以改变电动机的转动方向，符合题意；D、同时改变电流方向和磁场方向，线圈转动的方向不改变，不符合题意。
故选C。
【点评】改变通电导体在磁场中的受力方向和转动速度的影响因素很相似，注意区分：通电导体在磁场中的受力方向跟电流方向和磁场方向有关；通电导体的转动速度跟电流大小和磁场强弱有关。
2.平时输送电能中，为了减少电能在线路中的损耗，通常采取的办法是（）A．加大输送电流B．用高压输电C．用超导体输电D．减少输送功率【答案】B【解析】由焦耳定律Q=I2Rt可知：在R和t一定时，减小I，可以减小电能的损失，由公式I=P/U可知，当输送电功率一定时，输送电路的电压越大，输送导线的电流越小。
A、加大输送电流，会增大电能在线路中的损耗，故不能采用；B、用高压输电，可以减小输送电线的电流，减少电能在线路中的损耗，也是我们现在采用的输电方式；C、用超导体可以无损耗的输电，但超导材料是我们正在研究的新材料，还不能应用到生活中，故此方法还不现实；D、减少输送功率，会增大输送导线的电路，增大电能的损耗，故此方法不能采用。
