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

部分叫磁極，一個(gè)磁體有

個(gè)磁極．分別叫做

和

．1．磁體：物體能吸引鐵、鈷、鎳等物質(zhì)，我們就說(shuō)該物體具有

，具有

的物體叫磁體．磁性磁性最強(qiáng)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(zhǎng)久保持的物體叫

，消磁、退磁方法：

．4．磁化：使原來(lái)沒(méi)有磁性的物體獲得磁性的過(guò)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(diǎn)二磁場(chǎng)1．磁場(chǎng)：磁體周圍空間存在著磁場(chǎng)，其基本性質(zhì)是對(duì)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(guò)

發(fā)生的．2．磁場(chǎng)方向：磁場(chǎng)中的某一點(diǎn)，小磁針靜止時(shí)

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

來(lái)方便形象地描述磁體周圍的磁場(chǎng)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(chǎng)北極光滑的曲線S極越強(qiáng)N極4．地磁場(chǎng)：地球本身是一個(gè)大

，其周圍空間存在著

，磁場(chǎng)南極在地理

，地磁北極在地理

．

[幫你歸納]1.磁場(chǎng)看不見(jiàn)、摸不著，我們可以根據(jù)它所產(chǎn)生的作用來(lái)認(rèn)識(shí)它，這里應(yīng)用的是轉(zhuǎn)換法．2．用磁感線描述磁場(chǎng)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(chǎng)而引入的帶方向的曲線，不是客觀存在的；但磁場(chǎng)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(chǎng)的強(qiáng)弱．磁體地磁場(chǎng)北極附近南極附近★?？键c(diǎn)三電生磁1．電流磁效應(yīng)：奧斯特實(shí)驗(yàn)表明通電導(dǎo)線周圍存在著

，其方向與

方向有關(guān)，這種現(xiàn)象叫做電流的

效應(yīng)．2．通電螺線管：通電螺線管外部的磁場(chǎng)與

相似，通電螺線管的極性跟螺線管中

方向有關(guān)，可以用

來(lái)判定二者的關(guān)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(chǎng)電流磁條形磁體電流安培定則右北極4．電磁鐵：內(nèi)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(yīng)和通電螺線管中插入鐵芯后磁場(chǎng)大大增加的原理工作的．5．影響電磁鐵磁性強(qiáng)弱的因素：

、

、

．6．電磁鐵的優(yōu)點(diǎn)：磁性的有無(wú)可以由

來(lái)控制，磁性的強(qiáng)弱可以由

來(lái)控制；磁極的方向可以由

來(lái)控制．7．電磁繼電器：電磁繼電器就是利用

來(lái)控制工作電路的一種開(kāi)關(guān)，它可以用低電壓、弱電流控制、

，還可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離操縱或自動(dòng)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(qiáng)電流★?？键c(diǎn)四磁場(chǎng)對(duì)電流的作用、電動(dòng)機(jī)1．磁場(chǎng)對(duì)電流的作用：通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中會(huì)受到

的作用，其受力方向與

方向、

方向有關(guān)．2．電動(dòng)機(jī)的原理：直流電動(dòng)機(jī)是根據(jù)通電線圈在磁場(chǎng)中受力而轉(zhuǎn)動(dòng)的原理工作的，它是將

能轉(zhuǎn)化為

能，為使線圈持續(xù)地轉(zhuǎn)動(dòng)下去，用

使線圈轉(zhuǎn)過(guò)平衡位置時(shí)自動(dòng)改變線圈中的電流方向．它其實(shí)就是兩個(gè)互相絕緣的銅制半環(huán)．力電流磁場(chǎng)電機(jī)械換向器3．電動(dòng)機(jī)的優(yōu)點(diǎn)：構(gòu)造簡(jiǎn)單，控制

，體積小、效率

、無(wú)

等．4．揚(yáng)聲器：動(dòng)圈式揚(yáng)聲器是通過(guò)通電線圈在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)將

信號(hào)轉(zhuǎn)換成

信號(hào)的裝置．方便高污染電聲★常考點(diǎn)五磁生電1．電磁感應(yīng)：

電路中的一部分導(dǎo)體在磁場(chǎng)中做

磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)，導(dǎo)體中就會(huì)產(chǎn)生電流，這種現(xiàn)象叫電磁感應(yīng)現(xiàn)象，產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向與

方向、

方向有關(guān)．2．發(fā)電機(jī)：發(fā)電機(jī)是利用

原理制成的，工作時(shí)將

能轉(zhuǎn)化為

能．動(dòng)圈式話筒(麥克風(fēng))是通過(guò)

將聲音變成電流．閉合切割磁場(chǎng)切割磁感線的運(yùn)動(dòng)電磁感應(yīng)機(jī)械電電磁感應(yīng)現(xiàn)象3．交流電：周期性改變

的電流，電流1秒鐘內(nèi)周期性變化的

叫做頻率，我國(guó)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(wú)條件，只要有電流，在其周圍就存在磁場(chǎng).2.磁生電：有條件，在外力的參與且做切割磁感線運(yùn)動(dòng).3.磁場(chǎng)對(duì)電流的作用：有條件，電流必須在磁場(chǎng)中且電流方向與磁場(chǎng)方向不平行.4.機(jī)械能和電能的相互轉(zhuǎn)化離不開(kāi)磁場(chǎng)這個(gè)媒介物，即都是在磁場(chǎng)中完成的．方向和大小次數(shù)50Hz0.02s100★?？键c(diǎn)六電話1．電話的組成：最簡(jiǎn)單的電話由

和

組成，靠

沿著導(dǎo)線把信息傳到遠(yuǎn)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(tīng)筒）聲音，為了提高電話線路的利用率，實(shí)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(tīng)筒電流貝爾電話交換機(jī)數(shù)字★?？键c(diǎn)七電磁波1．產(chǎn)生：導(dǎo)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(zhì)，可以在真空中傳播．在真空中的傳播速度為

．金屬容器對(duì)電磁波有

作用．3．波速c、波長(zhǎng)λ、頻率f三者的關(guān)系：c＝λf，電磁波的波速c＝

．屏蔽★?？键c(diǎn)八廣播、電視和移動(dòng)通信1．廣播的發(fā)射：無(wú)線電廣播電臺(tái)將音頻電信號(hào)用調(diào)制器加載到高頻電磁波上，通過(guò)

發(fā)射到空中．2．電視信號(hào)的發(fā)射：話筒將

變成電信號(hào)，攝像機(jī)將

成電信號(hào)．發(fā)射機(jī)將這些電信號(hào)加載到高頻

上，通過(guò)天線發(fā)射到空中．3．移動(dòng)電話(手機(jī))：它利用

來(lái)傳遞信息，既是無(wú)線電的發(fā)射臺(tái)，又是接收臺(tái)，其通話需要

轉(zhuǎn)接．天線聲信號(hào)圖像電磁波電磁波基地臺(tái)★常考點(diǎn)九越來(lái)越寬的信息路1．微波通信：微波比無(wú)線電波的頻率更

，傳遞信息更多，需要每隔

km建一個(gè)中轉(zhuǎn)站，才能把信息一直傳遞下去．2．衛(wèi)星通信：可以彌補(bǔ)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(hào)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(shí)現(xiàn)信息傳播的通信，叫光纖通信．4．網(wǎng)絡(luò)通信：計(jì)算機(jī)可以高速處理大量信息，把計(jì)算機(jī)連在一起，可以進(jìn)行

通信．目前人們經(jīng)常使用的網(wǎng)絡(luò)通信的形式是

．世界上最大的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)叫

.高503單一集中光導(dǎo)纖維網(wǎng)絡(luò)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(diǎn)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(yīng)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(biāo)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(cuò)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(cuò)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(cuò)誤，故選A.典例3★電磁鐵及其應(yīng)用

例3[2014株洲，11]如圖可以說(shuō)明巨磁電阻的特性．閉合開(kāi)關(guān)S1、S2并使滑片P向左移動(dòng)，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(chǎng)增強(qiáng)而變大D．巨磁電阻隨磁場(chǎng)增強(qiáng)而變小

解析：滑動(dòng)變阻器的滑片向左移動(dòng)時(shí)，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(chǎng)增強(qiáng)，而題目給出此時(shí)指示燈變亮，可知此時(shí)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(shí)巨磁電阻的阻值變小了，故選D.

【方法點(diǎn)撥】先分析滑片向左移動(dòng)時(shí)，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(chǎng)強(qiáng)弱變化情況，進(jìn)而再判斷巨磁電阻阻值的變化情況典例4★電動(dòng)機(jī)和發(fā)明機(jī)

例4[2014泰安，6]同學(xué)在制作簡(jiǎn)易(直流)電動(dòng)機(jī)的過(guò)程中，若要改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向，可以(

)A．將電源的正負(fù)極對(duì)調(diào)B．改變通電電流的大小C．換用磁性更強(qiáng)的磁鐵D．增加電動(dòng)機(jī)的線圈匝數(shù)A

解析：將電源的正負(fù)極對(duì)調(diào)，則線圈中電流方向改變，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向改變，故A正確；電流方向影響線圈轉(zhuǎn)動(dòng)方向，電流大小影響的是轉(zhuǎn)動(dòng)速度，改變通電電流的大小，線圈轉(zhuǎn)動(dòng)速度改變，但轉(zhuǎn)動(dòng)方向不變，故B錯(cuò)誤；磁場(chǎng)方向影響線圈轉(zhuǎn)動(dòng)方向，磁性強(qiáng)弱影響的是轉(zhuǎn)動(dòng)速度，故C錯(cuò)誤；增加線圈匝數(shù)可以增大轉(zhuǎn)速，不改變轉(zhuǎn)動(dòng)方向，故D錯(cuò)誤，故選A.

【方法點(diǎn)撥】記住影響通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受力方向的兩個(gè)因素是磁場(chǎng)方向和電流方向，不要記成磁場(chǎng)強(qiáng)弱和電流大?。淅?★電磁波的傳播和應(yīng)用

例5

[2014廣安，7]隨著數(shù)字時(shí)代的到來(lái)，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(jī)進(jìn)行無(wú)線網(wǎng)絡(luò)登陸．下列對(duì)手機(jī)上網(wǎng)的說(shuō)法中，正確的是(

)A．使用電磁波傳輸數(shù)字信號(hào)B．使用超聲波傳輸數(shù)字信號(hào)C．使用紅外線傳輸數(shù)字信號(hào)D．使用次聲波傳輸數(shù)字信號(hào)解析：3G或4G手機(jī)隨時(shí)隨地進(jìn)行無(wú)線網(wǎng)絡(luò)登錄是利用電磁波來(lái)傳播信息的．對(duì)于手機(jī)無(wú)線上網(wǎng)，主要是使用電磁波傳遞數(shù)字信號(hào)的．

【方法點(diǎn)撥】要解答此題需掌握：網(wǎng)絡(luò)通信是利用電磁波和通信線路將世界各地的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系起來(lái)，以及3G或4G手機(jī)是怎樣傳遞信息的．A學(xué)生隨堂鞏固1．[教材拓展題]在研究磁場(chǎng)時(shí)，同學(xué)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(guān)于磁感線的說(shuō)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(huì)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(guān)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亢艽螅饕糜跓o(wú)線電廣播B．電磁波不能在真空中傳播C．電磁波的應(yīng)用對(duì)人類有利無(wú)害D．衛(wèi)星通信利用人造衛(wèi)星作為中繼站進(jìn)行通信3．[教材拓展題]如圖所示的奧斯特實(shí)驗(yàn)說(shuō)明了(

)A．電流的周圍存在著磁場(chǎng)B．電流在磁場(chǎng)中會(huì)受到力的作用C．導(dǎo)線做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生電流D．小磁針在沒(méi)有磁場(chǎng)時(shí)也會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)第3題圖DA4．[教材拓展題]如圖所示，能夠說(shuō)明“磁生電”的是(

)5．關(guān)于發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)，下列說(shuō)法中正確的是(

)A．發(fā)電機(jī)是利用通電線圈在磁場(chǎng)中受力轉(zhuǎn)動(dòng)的原理制成的B．電動(dòng)機(jī)是利用磁感應(yīng)現(xiàn)象制成的C．發(fā)電機(jī)是把電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的裝置D．直流電動(dòng)機(jī)是利用通電線圈在磁場(chǎng)中受力轉(zhuǎn)動(dòng)的原理制成的CDD6．3G手機(jī)就是利用

傳遞信息的，某手機(jī)發(fā)射的信號(hào)頻率是1800MHz，那么信號(hào)的波長(zhǎng)約為_(kāi)

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(guò)

對(duì)大頭針產(chǎn)生力的作用的．能磁性磁場(chǎng)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(guān)系示意圖，請(qǐng)標(biāo)出通電螺線管的N極，并在導(dǎo)線AB段用箭頭標(biāo)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(qǐng)利用圖中給出的信息，在圖中標(biāo)出電源的正極、小磁針的S極，并用箭頭標(biāo)出磁感線的方向如答圖所示第9題圖第9題答圖實(shí)驗(yàn)強(qiáng)化過(guò)關(guān)

實(shí)驗(yàn)一探究通電螺線管外部磁場(chǎng)的方向

★命題角度：1.通電螺線管外部的磁場(chǎng)分布情況.2.通電螺線管的磁場(chǎng)方向與電流方向的關(guān)系.3.通電螺線管磁場(chǎng)強(qiáng)弱與電流大小的關(guān)系.4.電路的改進(jìn)．例1如圖(a)所示是“探究通電螺線管外部磁場(chǎng)特點(diǎn)”的實(shí)驗(yàn)，小明將許多小磁針?lè)旁诼菥€管周圍的不同位置，接通電路后觀察各小磁針靜止時(shí)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(chǎng)分布與

磁體的磁場(chǎng)十分相似．后來(lái)，小明對(duì)調(diào)電源正負(fù)極重新實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)小磁針靜止時(shí)N極指向都與原來(lái)相反，這說(shuō)明通電螺線管的磁場(chǎng)方向與

有關(guān)．(2)如果要探究“通電螺線管磁場(chǎng)強(qiáng)弱與電流大小的關(guān)系”，應(yīng)在圖(a)所示電路的基礎(chǔ)上做怎樣的改進(jìn)？答：

．條形電流方向再在電路中串聯(lián)一個(gè)滑動(dòng)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(chǎng)分布相似．小明改變電源的正負(fù)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(lái)相反，說(shuō)明磁場(chǎng)的方向相反，由此可以確定，螺線管磁場(chǎng)的方向與電流方向有關(guān)．(2)要探究螺線管的磁場(chǎng)強(qiáng)弱與電流大小的關(guān)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(wú)法改變的，因此要在電路中再串聯(lián)入一個(gè)滑動(dòng)變阻器即可，因?yàn)榛瑒?dòng)變阻器可以通過(guò)改變其接入電路的電阻的大小來(lái)改變電路中的電流大?。畬?shí)驗(yàn)二探究導(dǎo)體在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件

★命題角度：1.從表格中獲取信息的能力.2.感應(yīng)電流的方向與導(dǎo)體切割磁感線運(yùn)動(dòng)方向的關(guān)系.3.感應(yīng)電流的方向與磁場(chǎng)方向的關(guān)系.4.導(dǎo)體中產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件．例2如圖是“探究導(dǎo)體在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件”的實(shí)驗(yàn)裝置，閉合開(kāi)關(guān)后，銅棒AB、電流表、開(kāi)關(guān)組成閉合電路．小明將實(shí)驗(yàn)中觀察到的現(xiàn)象記錄在下表中．例2圖(2)通過(guò)比較實(shí)驗(yàn)次數(shù)3和7(或4和8)可知：在導(dǎo)體切割磁感線運(yùn)動(dòng)方向不變時(shí)，感應(yīng)電流的方向與

有關(guān)．(3)小明通過(guò)以上實(shí)驗(yàn)分析得出：閉合電路中的一部分導(dǎo)體在磁場(chǎng)里做

時(shí)，導(dǎo)體中就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流．(1)通過(guò)比較實(shí)驗(yàn)次數(shù)3和4(或7和8)可知：在磁場(chǎng)方向一定時(shí)，感應(yīng)電流的方向與