第十九講 電與磁 信息的傳遞

第十九講電與磁信息的傳遞

★?？键c一：磁現(xiàn)象★?？键c二：磁場※重點摘要※★?？键c三：電生磁★?？键c四：磁場對電流的作用、電動機★?？键c五：磁生電★?？键c六：電話★?？键c七：電磁波★?？键c八：廣播、電視和移動通信★?？键c九：越來越寬的信息之路第十九講電與磁信息的傳遞★?？键c一磁現(xiàn)象2．磁極：磁體上磁性

部分叫磁極，一個磁體有

個磁極．分別叫做

和

．1．磁體：物體能吸引鐵、鈷、鎳等物質，我們就說該物體具有

，具有

的物體叫磁體．磁性磁性最強兩北極(N極)南板(S極)3．磁極間的相互作用規(guī)律：同名磁極相互

，異名磁極相互

．5．磁化后磁性容易消失的物體叫

，磁性能長久保持的物體叫

，消磁、退磁方法：

．4．磁化：使原來沒有磁性的物體獲得磁性的過程叫

．排斥吸引磁化軟磁體硬磁體(永磁體)高溫加熱、敲擊★?？键c二磁場1．磁場：磁體周圍空間存在著磁場，其基本性質是對放入其中的磁體產(chǎn)生

的作用．磁體之間的相互作用是通過

發(fā)生的．2．磁場方向：磁場中的某一點，小磁針靜止時

所指的方向就是該點的磁場方向．同一磁鐵的不同地方，磁場方向不同．3．磁感線：我們可以用

來方便形象地描述磁體周圍的磁場分布情況，磁體周圍的磁感線都是從磁體的

出發(fā)，回到

．磁感線越密集的區(qū)域，磁性

．磁力(力)磁場北極光滑的曲線S極越強N極4．地磁場：地球本身是一個大

，其周圍空間存在著

，磁場南極在地理

，地磁北極在地理

．

[幫你歸納]1.磁場看不見、摸不著，我們可以根據(jù)它所產(chǎn)生的作用來認識它，這里應用的是轉換法．2．用磁感線描述磁場的方法叫建立理想模型法．(1)磁感線是為了直觀、形象地描述磁場而引入的帶方向的曲線，不是客觀存在的；但磁場是客觀存在．(2)磁感線是封閉的曲線，磁感線立體地分布在磁體周圍，而不是平面地分布，磁感線不相交，磁感線的疏密程度表示磁場的強弱．磁體地磁場北極附近南極附近★?？键c三電生磁1．電流磁效應：奧斯特實驗表明通電導線周圍存在著

，其方向與

方向有關，這種現(xiàn)象叫做電流的

效應．2．通電螺線管：通電螺線管外部的磁場與

相似，通電螺線管的極性跟螺線管中

方向有關，可以用

來判定二者的關系．3．安培定則：用

手握住螺線管，讓四指彎曲且與螺線管中電流的方向一致，則大拇指所指的那端，就是通電螺線管的

，如圖所示．磁場電流磁條形磁體電流安培定則右北極4．電磁鐵：內部帶鐵芯的通電螺線管叫

．鐵芯只能用

制成．電磁鐵的工作原理：利用電流的

效應和通電螺線管中插入鐵芯后磁場大大增加的原理工作的．5．影響電磁鐵磁性強弱的因素：

、

、

．6．電磁鐵的優(yōu)點：磁性的有無可以由

來控制，磁性的強弱可以由

來控制；磁極的方向可以由

來控制．7．電磁繼電器：電磁繼電器就是利用

來控制工作電路的一種開關，它可以用低電壓、弱電流控制、

，還可實現(xiàn)遠距離操縱或自動控制等．電磁鐵軟磁鐵磁電流大小線圈匝數(shù)多少是否插入鐵芯電流的通斷電流大小或線圈匝數(shù)的多少電流方向電磁鐵高電壓強電流★?？键c四磁場對電流的作用、電動機1．磁場對電流的作用：通電導體在磁場中會受到

的作用，其受力方向與

方向、

方向有關．2．電動機的原理：直流電動機是根據(jù)通電線圈在磁場中受力而轉動的原理工作的，它是將

能轉化為

能，為使線圈持續(xù)地轉動下去，用

使線圈轉過平衡位置時自動改變線圈中的電流方向．它其實就是兩個互相絕緣的銅制半環(huán)．力電流磁場電機械換向器3．電動機的優(yōu)點：構造簡單，控制

，體積小、效率

、無

等．4．揚聲器：動圈式揚聲器是通過通電線圈在磁場中運動實現(xiàn)將

信號轉換成

信號的裝置．方便高污染電聲★常考點五磁生電1．電磁感應：

電路中的一部分導體在磁場中做

磁感線運動時，導體中就會產(chǎn)生電流，這種現(xiàn)象叫電磁感應現(xiàn)象，產(chǎn)生的感應電流方向與

方向、

方向有關．2．發(fā)電機：發(fā)電機是利用

原理制成的，工作時將

能轉化為

能．動圈式話筒(麥克風)是通過

將聲音變成電流．閉合切割磁場切割磁感線的運動電磁感應機械電電磁感應現(xiàn)象3．交流電：周期性改變

的電流，電流1秒鐘內周期性變化的

叫做頻率，我國交流電的頻率是

，周期是

，電流方向每秒改變

次．

[幫你歸納]1.電生磁：無條件，只要有電流，在其周圍就存在磁場.2.磁生電：有條件，在外力的參與且做切割磁感線運動.3.磁場對電流的作用：有條件，電流必須在磁場中且電流方向與磁場方向不平行.4.機械能和電能的相互轉化離不開磁場這個媒介物，即都是在磁場中完成的．方向和大小次數(shù)50Hz0.02s100★常考點六電話1．電話的組成：最簡單的電話由

和

組成，靠

沿著導線把信息傳到遠方．電話是1876年

發(fā)明的．2．電話的工作原理：聲音（話筒）變化的電流（聽筒）聲音，為了提高電話線路的利用率，實現(xiàn)任意兩用戶互相通話，發(fā)明了

．3．兩種通信方式：模擬通信和

通信．話筒聽筒電流貝爾電話交換機數(shù)字★?？键c七電磁波1．產(chǎn)生：導線中迅速變化的電流能在周圍空間產(chǎn)生電磁波，它是傳遞各種信息的載體．2．傳播：電磁波的傳播不需要介質，可以在真空中傳播．在真空中的傳播速度為

．金屬容器對電磁波有

作用．3．波速c、波長λ、頻率f三者的關系：c＝λf，電磁波的波速c＝

．屏蔽★?？键c八廣播、電視和移動通信1．廣播的發(fā)射：無線電廣播電臺將音頻電信號用調制器加載到高頻電磁波上，通過

發(fā)射到空中．2．電視信號的發(fā)射：話筒將

變成電信號，攝像機將

成電信號．發(fā)射機將這些電信號加載到高頻

上，通過天線發(fā)射到空中．3．移動電話(手機)：它利用

來傳遞信息，既是無線電的發(fā)射臺，又是接收臺，其通話需要

轉接．天線聲信號圖像電磁波電磁波基地臺★?？键c九越來越寬的信息路1．微波通信：微波比無線電波的頻率更

，傳遞信息更多，需要每隔

km建一個中轉站，才能把信息一直傳遞下去．2．衛(wèi)星通信：可以彌補微波通信的不足，在地球周圍至少配置

顆同步通信衛(wèi)星，信號就可覆蓋全球．3．光纖通信：頻率

，方向高度

的光叫激光，利用激光在特殊的管道——

里實現(xiàn)信息傳播的通信，叫光纖通信．4．網(wǎng)絡通信：計算機可以高速處理大量信息，把計算機連在一起，可以進行

通信．目前人們經(jīng)常使用的網(wǎng)絡通信的形式是

．世界上最大的計算機網(wǎng)絡叫

.高503單一集中光導纖維網(wǎng)絡電子郵件因特網(wǎng)典例1★磁現(xiàn)象例1[2014杭州，1]如圖所示，甲乙兩小磁針在一根磁鐵附近，下列判斷正確的是(

)A.甲小磁針左端是S極，乙小磁針左端是N極B.甲小磁針左端是N極，乙小磁針左端也是N極C.甲小磁針左端是S極，乙小磁針左端也是S極D.甲小磁針左端是N極，乙小磁針左端是S極B例1圖

解析：由于同名磁極相互排斥，異名磁極相互吸引，而圖中條形磁體的a端與小磁針的N極吸引，故可知a端是S極，b端是N極；小磁針甲和乙的左端都指向條形磁體的a端即條形磁體的S極，所以均為N極，故選B.

【方法點撥】本題考查了磁極間的相互作用規(guī)律；解決此題的突破口是先確定條形磁體的N、S極．再利用兩端小磁針的N、S極，即可以確定條形磁體的N、S極典例2★安培定則的應用例2[2014武漢，3]下列四幅圖中，通電螺線管中電流的方向標注正確的是(

)A

解析：電流由螺線管的右端流入，由安培定則可知，螺線管的右端為N極，故A正確．電流由螺線管的左端流入，由安培定則可知，螺線管的右端為N極，故B錯誤．電流由螺線管的左端流入，由安培定則可知，螺線管的左端為N極，故C錯誤．電流由螺線管的右端流入，由安培定則可知，螺線管的左端為N極，故D錯誤，故選A.典例3★電磁鐵及其應用

例3[2014株洲，11]如圖可以說明巨磁電阻的特性．閉合開關S1、S2并使滑片P向左移動，觀察到指示燈變亮，那么(

)DA．電磁鐵左端為S極B．巨磁電阻兩端的電壓變大C．巨磁電阻隨磁場增強而變大D．巨磁電阻隨磁場增強而變小

解析：滑動變阻器的滑片向左移動時，變阻器的阻值減小，由歐姆定律可知，線圈中的電流增大，則電磁鐵的磁場增強，而題目給出此時指示燈變亮，可知此時指示燈兩端的電壓U燈變大，由于電源電壓一定，則由U電阻＝U源－U燈可知，U電阻即巨磁電阻兩端的電壓變小，由串聯(lián)分壓可知，此時巨磁電阻的阻值變小了，故選D.

【方法點撥】先分析滑片向左移動時，變阻器的阻值是變大了還是變小了，然后根據(jù)歐姆定律得出電流大小變化情況，從而判斷出電磁鐵的磁場強弱變化情況，進而再判斷巨磁電阻阻值的變化情況典例4★電動機和發(fā)明機

例4[2014泰安，6]同學在制作簡易(直流)電動機的過程中，若要改變電動機的轉動方向，可以(

)A．將電源的正負極對調B．改變通電電流的大小C．換用磁性更強的磁鐵D．增加電動機的線圈匝數(shù)A

解析：將電源的正負極對調，則線圈中電流方向改變，電動機的轉動方向改變，故A正確；電流方向影響線圈轉動方向，電流大小影響的是轉動速度，改變通電電流的大小，線圈轉動速度改變，但轉動方向不變，故B錯誤；磁場方向影響線圈轉動方向，磁性強弱影響的是轉動速度，故C錯誤；增加線圈匝數(shù)可以增大轉速，不改變轉動方向，故D錯誤，故選A.

【方法點撥】記住影響通電導體在磁場中受力方向的兩個因素是磁場方向和電流方向，不要記成磁場強弱和電流大?。淅?★電磁波的傳播和應用

例5

[2014廣安，7]隨著數(shù)字時代的到來，3G與4G的相繼出現(xiàn)，現(xiàn)在我們已經(jīng)可以很方便地使用3G或4G手機進行無線網(wǎng)絡登陸．下列對手機上網(wǎng)的說法中，正確的是(

)A．使用電磁波傳輸數(shù)字信號B．使用超聲波傳輸數(shù)字信號C．使用紅外線傳輸數(shù)字信號D．使用次聲波傳輸數(shù)字信號解析：3G或4G手機隨時隨地進行無線網(wǎng)絡登錄是利用電磁波來傳播信息的．對于手機無線上網(wǎng)，主要是使用電磁波傳遞數(shù)字信號的．

【方法點撥】要解答此題需掌握：網(wǎng)絡通信是利用電磁波和通信線路將世界各地的計算機網(wǎng)絡聯(lián)系起來，以及3G或4G手機是怎樣傳遞信息的．A學生隨堂鞏固1．[教材拓展題]在研究磁場時，同學將一些鐵屑散在條形磁體周圍，觀察到如圖所示現(xiàn)象．下列關于磁感線的說法中正確的是()A．磁感線是由鐵屑連接而成的B．取走鐵屑，磁感線就會消失C．磁體周圍不存在磁感線D．磁感線總是從磁體的S極指向N極第1題圖C2．關于現(xiàn)代通信和電磁波，下列敘述正確的是(

)A．光纖通信傳輸?shù)男畔⒘亢艽?，主要用于無線電廣播B．電磁波不能在真空中傳播C．電磁波的應用對人類有利無害D．衛(wèi)星通信利用人造衛(wèi)星作為中繼站進行通信3．[教材拓展題]如圖所示的奧斯特實驗說明了(

)A．電流的周圍存在著磁場B．電流在磁場中會受到力的作用C．導線做切割磁感線運動時會產(chǎn)生電流D．小磁針在沒有磁場時也會轉動第3題圖DA4．[教材拓展題]如圖所示，能夠說明“磁生電”的是(

)5．關于發(fā)電機和電動機，下列說法中正確的是(

)A．發(fā)電機是利用通電線圈在磁場中受力轉動的原理制成的B．電動機是利用磁感應現(xiàn)象制成的C．發(fā)電機是把電能轉化為機械能的裝置D．直流電動機是利用通電線圈在磁場中受力轉動的原理制成的CDD6．3G手機就是利用

傳遞信息的，某手機發(fā)射的信號頻率是1800MHz，那么信號的波長約為_

m.電磁波0.177.如圖所示，被磁鐵吸引的大頭針

選填“能”或“不能”)吸引其他大頭針，表現(xiàn)出

；磁鐵是通過

對大頭針產(chǎn)生力的作用的．能磁性磁場第7題圖8．[教材拓展題]如圖是用安培定則判定通電螺線管的磁極跟電流方向的關系示意圖，請標出通電螺線管的N極，并在導線AB段用箭頭標出電流的方向．如答圖所示第8題圖第8題答圖9．[2014宜賓，9]請利用圖中給出的信息，在圖中標出電源的正極、小磁針的S極，并用箭頭標出磁感線的方向如答圖所示第9題圖第9題答圖實驗強化過關

實驗一探究通電螺線管外部磁場的方向

★命題角度：1.通電螺線管外部的磁場分布情況.2.通電螺線管的磁場方向與電流方向的關系.3.通電螺線管磁場強弱與電流大小的關系.4.電路的改進．例1如圖(a)所示是“探究通電螺線管外部磁場特點”的實驗，小明將許多小磁針放在螺線管周圍的不同位置，接通電路后觀察各小磁針靜止時的指向(小磁針上涂黑的是N極)．然后根據(jù)小磁針指向，畫出了螺線管周圍的磁感線，如圖(b)所示．例1圖(1)觀察圖(a)和(b)發(fā)現(xiàn)，通電螺線管外部的磁場分布與

磁體的磁場十分相似．后來，小明對調電源正負極重新實驗，發(fā)現(xiàn)小磁針靜止時N極指向都與原來相反，這說明通電螺線管的磁場方向與

有關．(2)如果要探究“通電螺線管磁場強弱與電流大小的關系”，應在圖(a)所示電路的基礎上做怎樣的改進？答：

．條形電流方向再在電路中串聯(lián)一個滑動變阻器

解析：(1)根據(jù)圖示的通電螺線管周圍的小磁針的排布情況和螺線管周圍磁感線的形狀，可以確定通電螺線管周圍磁感線的形狀是紡錘形的，這與條形磁體周圍磁場分布相似．小明改變電源的正負極后，螺線管中的電流方向發(fā)生了改變，小磁針的N極指向都與原來相反，說明磁場的方向相反，由此可以確定，螺線管磁場的方向與電流方向有關．(2)要探究螺線管的磁場強弱與電流大小的關系，就要改變螺線管中的電流大小，而在原電路中，電流的大小是無法改變的，因此要在電路中再串聯(lián)入一個滑動變阻器即可，因為滑動變阻器可以通過改變其接入電路的電阻的大小來改變電路中的電流大?。畬嶒灦骄繉w在磁場中運動時產(chǎn)生感應電流的條件

★命題角度：1.從表格中獲取信息的能力.2.感應電流的方向與導體切割磁感線運動方向的關系.3.感應電流的方向與磁場方向的關系.4.導體中產(chǎn)生感應電流的條件．例2如圖是“探究導體在磁場中運動時產(chǎn)生感應電流的條件”的實驗裝置，閉合開關后，銅棒AB、電流表、開關組成閉合電路．小明將實驗中觀察到的現(xiàn)象記錄在下表中．例2圖(2)通過比較實驗次數(shù)3和7(或4和8)可知：在導體切割磁感線運動方向不變時，感應電流的方向與

有關．(3)小明通過以上實驗分析得出：閉合電路中的一部分導體在磁場里做

時，導體中就會產(chǎn)生感應電流．(1)通過比較實驗次數(shù)3和4(或7和8)可知：在磁場方向一定時，感應電流的方向與