利用电流磁效应的家用电器-课件ppt

頭方向表示，磁場量值以箭頭長短表示
相對大小
P、Q、R 三處磁場方向分別為 ↓、↑、
↓；磁場量值關係為 Q > P = R
1.1
14
2 電流的磁效應
有一固定不動的磁棒及螺 線管，磁棒的長軸通過垂 直置放之螺線管的圓心 P 點，當螺線管通以電流時， 空間中的磁力線分布如右上圖中的虛線。若在圖中 P 點右方觀察，則下列關於電流與磁場的敘述，何者正 確？ (A)螺線管上電流為零 (B) P 點的磁場方向為向上 (C) P 點的磁場方向為向下 (D)螺線管上電流方向為 順時針方向 (E)螺線管上電流方向為逆時針方向。
4-1 電流的磁效應
安培右手定則
(1)管內磁場方向與管軸方 向平行，安培右手定則： 右手四指彎曲順電流方 向，大拇指伸直所指就 是管內的磁場方向，類 似磁棒，可作為電磁鐵
螺線管 使用 (2)管內的磁場是均勻的 （磁力線疏密程度相 同），磁場量值與電流 大小及螺線管單位長度 的匝數成正比，而管外 的磁場幾乎為零
10
載流導線的磁效應
載流導線的磁效應
載流導線的磁效應
3.收起鐵粉，將磁針放在厚 紙板上 A、B、C、D 四點， 如右圖所示，觀察磁針的 偏轉方向。
4.改變導線的正負極，重複步驟 3.，觀察磁針的偏轉 方向是否改變？
11
載流導線的磁效應
載流導線的磁效應
問題討論： 1.在載流直導線周圍的鐵粉呈現什麼形狀？
2
4-1 電流的磁效應
安培右手定則 2. 1820 ∼ 1826 年期間， 安培 研究電與磁的關係，
提出如何判斷載流導線所產生磁場的方向，稱之 為的磁效應
安培右手定則
(1)安培右手定則：右手
大拇指伸直指向電流

磁悬浮电梯包括井道部分、轿厢部分、 控制系统。井道由装置在一侧的垂直 导轨，导轨由电磁线圈和导向电磁铁 组成。底部有永磁体与弹簧减震装置。 井道内每间隔一段距离，其旁侧设置 独立的空间，内有水平导轨。轿厢部 分由上下排列的永磁体，可翻折导向 臂、距离传感器、涨紧轮、紧急刹车 片。控制系统以计算机系统为核心所 组成的对电磁导轨以及轿厢上的部件 进行操作的软、硬件。本电梯发明去 除了传统电梯的钢缆、曳引机、钢丝 导轨、配重、限速器、导向轮等必备 的机械部件，机械结构简单，具有安 全可靠、高速、稳定、低噪音、低能 耗等性能，还能实现单井道多轿厢的 运输模式，是种适用于楼宇用梯、发 射平台及太空电梯等载人、载物的运 输设备。
利用电磁力让列车与轨道保持一定的间隔，既减小了摩擦， 也避免了由于机械摩擦带来的震动，从根本上杜绝了机械 磨损，从而减少了震动、噪声。磁悬浮风扇就是利用这样 的原理，将转子与定子之间保持不接触，所以采用磁悬浮 技术的风扇噪声小、震动小、寿命长。
磁悬浮音箱编辑声物赫尔曼1号磁 悬浮音响采用EML技术，颠覆传 统音响形象，通过反重力原理将 音响悬空漂浮并自转。这意味着， 拥有它，就将拥有全新的视听感 受
磁悬浮技术的原理
磁悬浮技术的系统，是由转子、传感器、控制器和执行 器4部分组成，其中执行器包括电磁铁和功率放大器两部 分。假设在参考位置上，转子受到一个向下的扰动，就 会偏离其参考位置，这时传感器检测出转子偏离参考点 的位移，作为控制器的微处理器将检测的位移变换成控 制信号，然后功率放大器将这一控制信号转换成控制电 流，控制电流在执行磁铁中产生磁力，从而驱动转子返 回到原来平衡位置。因此，不论转子受到向下或向上的 扰动，转子始终能处于稳定的平衡状态。
磁悬浮地球仪利用电流磁效 应使地球仪漂浮在半空中。 地球仪顶端有一个磁铁,圆环 形塑胶框内部顶端有一个金 属线圈，金属线圈通过电流 就会成为电磁铁。电磁铁与 地球仪顶端磁铁间的吸引力 可抵消地球仪所受重力，因 此地球仪可漂浮在半空中。 用手轻轻触碰地球仪使其偏 离平衡位置，手移开后地球 仪仍可回到平衡位置不至掉 落，这是利用负回馈机制

R
在实际问题中主要涉及电炉、电饭锅、电烤箱等电热器. 2.比较导体放出热量多少. (1)在电流相同时，根据Q=W=I2Rt，电阻越大，相同时间内 放出的热量越多； (2)在电压相同时，根据 Q W U2 t，电阻越小，相同时间
R
内放出的热量越多.
(1)在并联电路中，电阻两端的电压相同，
U2
电热功率:
P1 P2
R1 U2
R2 R1
R2
(2)在串联电路中，通过电阻中的电流相等，电热功率
P1 P2
I2R1 I2R 2
R1 R2
考考你
电炉丝和导线通过的电 流相同。为什么电炉丝 热的发红，而导线却几 乎不发热？
原因：导线与电热丝串联，电流、时间 都相同，导线电阻远小于电炉丝电阻， 依Q= I2Rt所以导线产生的热量少。
想想议议
额定电压相同的灯泡，额定功率越大，电阻越 小，正常工作时单位时间内产生的热量越多。可是 按照焦耳定律，电阻越大，单位时间内产生的热量 越多。二者似乎有矛盾，这是怎么回事?
答：前者说电阻越小，正常工作时单位时间内 产生的热量越多，前提条件是电压相同；而后者说， 电阻越大，单位时间内产生的热量越多，前提条件 是电流相同，两者并不矛盾。所以我们在应用公式 时应该特别注意条件。
消耗的电能（总的）为： W=UIt=220V×0.3A×300s=19800J 机械能(有用）：19800J-5400J=14400J
效率=有用/总的：=14400J/19800J=72.7%
二、电热的计算 1.消耗的电能全部转化为热能的用电器(纯电阻电路)，消 耗的电能等于放出的热量，即I2Rt =Q=W=Pt=UIt U2 t，
电功 = 电热：W=Q = UIt =I2Rt =U2t/R

如果家里添置了新的大功率用电器，如电热水器、空调机，就要用 上面的公式计算一下通过的电流。由于各种用电器都是并联的，家里 用电线路上的总电流会随着用电器的增加而变大。
家用电器的总功率对家庭电路的影响
因此，一定注意不要让总电流超过家里供电线 路和电能表所允许的最大值。即使每个用电器 的功率不算很大，如果很多用电器同时使用， 它们的总功率也会相当可观，电路中的总电流 也可能超过安全值。因此，电路中同时使用的 用电器不能太多，否则容易引起线路故障，甚 至产生火灾（见右图）。用电器的总功率过大 是家庭电路中电流过大的原因之一。
实战演练
知识点二：保险丝的作用 例题3：保险丝的工作原理是（ A ）。
A. 电流的热效应 B. 电流的磁效应 C. 电流的化学效应 D. 以上三种都有
实战演练
知识点二：保险丝的作用
例题4：关于保险丝，下列说法中正确的是（ D ）。
A. 选用额定电流越小的保险丝越安全 B. 选用的保险丝越粗越好 C. 保险丝熔断后可用铜丝来代替 D. 电路中有保险丝，不一定起到保险作用
知识要点
1. 家庭电路中电流过大的原因：产生短路和用电器的总功率过大。 2. 保险丝的作用。
A. 保证电路的电压不变 B. 保证电路的电流不变 C. 保护人体的安全 D. 在电流强度超过规定值时自动切断电路
课堂练习
【解析】保险丝在电路中的作用是当电路中有过大电流通过时，保险 丝发热自动熔断，切断电路，从而起到保护电路的作用。
实战演练
知识点一：家庭电路中总电流过大的原因及危害 例题1：随着人们生活水平的逐步提高，家用电器的不断增多，在家庭电
演示
保险管的额定电流写在管端的铜帽上，更换保险管时要注意视察。为 了用电安全，制止用铜丝、铁丝等导线代替保险丝。新建楼房的供电线 路已经不再使用保险丝，而用起保险作用的空气开关（见下图）代替。

(铝箔纸没动） (铝箔纸没动） (铝箔纸没动）
实验结论：通电铝箔纸有磁性 通电导线有磁性
奥斯特
电磁铁
为了增强通电导线的磁性，将导线绕在铁芯 上，可做成一个电磁铁。
活动2.电磁铁的应用
活动2：利用电磁铁将铁屑从木屑、沙粒中提 取出来
实验器材：电磁铁、导线、电池、开关 实验步骤：
活动3.电磁铁磁性的强弱
在北京正负电子对撞机中，使用了大量的电磁铁
课堂小结
今天这堂课你的收获是？ 你的感受是？
电磁铁的优点：
（1）可通过控制电路断、通路来控制电磁铁有 无磁性 （2）电磁铁磁性的强弱可以控制 （3）电磁铁同样有磁极，且N极、S极可以通过
电改变磁电铁流的方向磁改性变有强弱
1.插入铁芯后电磁铁比没有铁芯时的磁性要强 2.电磁铁所绕线圈圈数越多，磁性越强 3.电流越大，电磁铁磁性越强
活动4.视察电磁门铃的内部结构
你知道电铃的内部结构和工作方式吗？
活动5.电流磁效应的应用
活动5.电流磁效应的应用 电磁选矿机
活动5.电流磁效应的应用 电动机
活流磁效应的应用
电磁继电器
电磁门锁
活动5.电流磁效应的应用
电磁铁是核磁共振成像系统中最大且最重要的部件
活动5.电流磁效应的应用
电改变世界
电流的磁效应及其应用
内容回顾
1.什么是磁体？
2. 判断一个物体有磁性的 根据是什么？
活动1.视察通电铝箔纸
活动内容：将铝箔纸与开关、电源用导线联接。
1.闭合开关，将磁铁靠近铝箔纸 2.闭合开关，将塑料笔靠近铝箔纸 3.断开开关，将磁铁靠近铝箔纸 4.断开开关，将塑料笔靠近铝箔纸
(铝箔纸动了）

带电体和磁体有一些相似的性质，这些 相似是一种巧合呢？还是它们之间存在着某 些联系呢？
同种电荷互相排斥，异种电荷互相吸引。 同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。
电
磁
一、奥斯特实验(电生 磁）
现象： 导线通电，小磁针
发生偏转； 电流方向改变，小
磁针偏转方向相反．
奥斯特(1777～1851）
结论： 通电导线周围存在磁场. 磁场方向与电流方向有关。
A．a端和c端 B．b端和d端 C．a端和d端 D．b端和c端
S S
N
4、下图所示，相互吸引的螺线管 是（ AD ）
NS
SS
SS
NS
动手动脑学物理
如图所示，请画出螺线管的绕法。
S
NN
S
6、当电磁铁线圈中有电流通过时，小磁针 静止在如图所示的位置上，则电源的A端 是__负__极．
S
N
-+
7、如图所示，以下两个通电螺线管一定 互相___吸__引__（填吸引或排斥）
2.通电螺线管两端的极性跟 电流 方向有关.可以用 右手安培定则 来 判断。
题型1：根据电流方向判定极性 3.判断N，S极
S
N
题型2：根据极性判定电流方向
4、在下图中小磁针静止，标出通电螺线 管的N、S极和电源的正负极．
N
S
+—
题型3：根据极性判定周围小磁针的指向
5、图为通电螺线管和一小磁针静止时的 情形，请在图中标出电流方向、通电螺线 管的磁极名和小磁针的磁极名。
3、通电螺线管两端的极 性与螺线管中电流方向 有关。
三、安培定则
用右手握螺线管， 让四指弯向螺线管电 流的方向，则大拇指 所指的那端就是螺线 管的北极。

视察电流表指针是否偏转。 （3）闭合开关，让磁体斜向上或向下运动，
视察电流表指针是否偏转。
实 验 条 件 指针摆动情况 是否有电流产生
磁体做水平向左 （右）运动
摆动
有电流产生
导线静 磁体向上（下） 止而磁 运动
不摆动
没有电流产生
体运动
磁体斜向上 （下）运动
摆动
有电流产生
【分析与论证】 我们能否从该实验中归纳出在什么情况下能够产生感应 电流？ 1.做切割磁感线运动 2.闭合电路的一部分导体
4.微风吊扇通电后扇叶转动，此过程中_电___能转化为 动能。拔下插头，在插头处接发光二极管，用手旋转 叶片，发光二极管发光，这是__磁___生电的现象，人们 利用这一原理制成了_发__电__机__（选填“发电机”或“电 动机” ）。
5.在“探究感应电流的产生”的实验中。小颖同学的四次实 验情况分别如图所示。
英国物理学家法拉第在10年中做了多 次探索，1831年终于取得突破，发现 了利用磁场产生电流的条件和规律。
法拉第的这个重大发现，带来了电能的大规模生 产和利用，开辟了电气化的新纪元。 下面，让我们追寻着法拉第的脚步，一起来探究 电磁感应现象。
一、电磁感应现象
【实验探究】 产生电磁感应现象的条件和规律 【提出问题】 如何通过“在磁场中运动的导体”和“运动
交流电：电流方向周期性改变方向的电流。 直流电： 电流方向不产生改变的电流。 认识我国的交流电 周期：0.02秒 频率：50赫兹（Hz） 1秒内电流方向改变的次数：100次
大型交流发电机
发电机由转子和定子两部分组成。 大型交流发电机一般采用线圈不动（ 定子）、磁极旋转（转子）的方法来 发电。有时还用电磁铁代替永磁体， 因为线圈匝数多，导线很粗，高速旋 转困难，所以使用电磁铁可得到强的 磁场。

电流的磁效应在生活中的应用
电流磁效应在生活中有广泛的应用，如家用电器、车辆、通信设备等都要依赖于电流磁效应。

1. 电机：电机是利用电流磁效应原理来运作的，当电流经过电机的线圈时，形成磁场，使磁铁被吸引而运动，从而带动转子转动，从而转化出动能。

2. 电磁铁：一般的电磁铁也是利用电流磁效应原理来运作的，当通过电流经过电磁铁的线圈时，磁场发生变化，使金属物体被吸引或者排斥，从而达到定位和关闭的目的。

3. 变压器：变压器也是利用电流磁效应原理来运作的，当电流经过一个线圈时，形成磁场，另一个线圈就会产生相同大小的磁感应，从而将低压转化为高压的电能。

有一次和父亲去供销社，突然发现椅子上有一个包包，打开一看，有一个工作证，还有一张介绍信，里面还有五十元钱。我悄悄地问父亲：要等丢失钱包的人回来吗？父亲看了我一眼：孩子，东西是别人的，那个人丢了东西不知道有多着急，不可以占为己有，知道吗？我留恋地看着，那笔五十元的巨款，口水都流出来了。要知道，平时向父母要五分钱都是一件困难的事情，如今是多少个五分钱呀！ 记得七八岁的时候，邻家院子里一颗杏子树，一到夏天的时候，树上结满了杏子。于是，我和一个邻家的玩伴，爬上了树，一边摘着一边吃。正吃的欢的时候，玩伴一不留神，从树上摔了下来，我吓坏了，赶紧溜下来，叫了父亲去看。父亲瞪了我一眼：小子，等下找你算账！于是，弯腰抱起邻家的孩子，向圩上跑去。医生检查完后，告诉父亲幸亏送的及时，不然小腿就保不住了。父亲垫资了药费，当孩子的父母赶到时，孩子已经躺在父亲的怀里睡着了。父亲常说：相邻相亲，遇着事帮一把，给了别人一点温暖，相信这种温暖会传承下去，那么这个社会就是温暖的。为此事，父亲狠狠地揍了我一顿，我好冤枉啊。
走过那段清贫的岁月，方知吃不饱，穿不暖是怎么定义的，也知道苦难真是一所名牌大学，从那里毕业的人，应该都是强者。起早摸黑，劳作三百六十五天，结果还是家徒四壁，老鼠都会半夜打架的，那是一种怎么样的生活！ 唯一温暖的是，一家大大小小，叽叽喳喳，尔语我侬，可以清楚地听见彼此的呼吸，还有某些不能避免的臭味，如今想来，都是一种奢侈。不是吗？如今，父亲见不到儿子，母亲见不到女儿，一个天南，一个地北，一个天涯，一个海角，想要见一面，真不是那么容易的事情，哪里还能闻到彼此的臭脚丫子的味道，哪里还能奢侈地听到彼此的打鼾声音？ 或许，那种日出而作，日落而息的模式，更能激发人们某种内在的情愫。微笑看着儿女的嬉戏，儿女扯着父母长满老茧的双手，心疼地看着父母老去的容颜，守着炊烟袅袅升起的地方，看风起风止，水涨水落，云散云聚，不是一种简单的幸福生活吗？岁岁年年，年年岁岁，温情依然，简单依然。有时，也会想着外面世界的精彩，都市的繁华，都被这简单的幸福打败了，为它而止步。从不知道，何为别离，何为重逢。现在想来，那个时候的自己试最真的自我，想哭就哭，想笑就笑，满足了就手舞足蹈，得不到就大吵大闹。多么奢侈的自己，多么简单的自己！如今，该往何处去寻觅，曾经的快乐？