德育报告

河北省迁安市迁安镇第一初级中学 郑永强 【教学目标】

1．知识与技能

（1）知道电功率表示消耗电能的快慢，理解电功率的概念。

（2）知道电功率的单位有W和kW。

（3）会用电功率的公式进行简单的计算。

（4）了解电功率的大小是仪器的主要指标之一。

2．过程与方法

（1）通过探究电功率与用电器中电流和电压的关系，进一步学习科学研究的基本方法──控制变量法，体会探究过程和科学方法的重要性。

（2）通过用电器的铭牌比较它们的功率大小，培养节能意识。

3．情感、态度和价值观

（1）通过实验探究，培养学生实事求是的科学态度和敢于创新的探索精神，激发学习物理知识的兴趣。

（2）通过交流讨论，使学生学会与人交流自己的见解，学会倾听别人的见解，有与他人合作的意识，认识到交流与合作的重要性。

（3）通过观察铭牌，计算电功，培养节能意识。

【教学重点】

电功率的概念、公式。

【教学难点】

电功率的概念，用电功率的公式进行计算。

【教学过程】

教学过程 教学内容 教师活动 假如你家装修房子时，采购了60W和25W两种学生活动 学生们根据已有生活经验进行判断选择：客厅、书 原因：60W的电灯泡比25W的更亮。 设计意图 从生常见现象入手，创设物理情景，体现“从房安装60W的灯泡；卧室、厕所里安装25W的灯泡。 活中新 课 引 入 不同规格的灯泡。根据需要客厅、书房的灯要亮些，卧室、厕所里的灯要暗些，你会怎么选？为什么？ 教师演示60W和25W灯泡正常工作情况。 问1：电灯泡工作时能量是如何转化的？从刚才实验看出60W的电灯泡比25W的更亮，这说明什么问题呢？ 问2：怎样来比较电流做功的快慢呢？ 学生观察灯泡亮度。 电能转化为光能和热能；这表明相同时间内60W的电灯泡把更多的电能转化为光能和热能。（也就是说电流做功有快慢之分） 生活走入物理”的教学理念，并激发学生求知欲。 认 识 电 功 率 教师类比启发： 学生思考并回答：（1）利用物体单位时间内通过的 （1）怎样比较物体运动的快慢？ （2）怎样比较力对物体做功的快慢？ （3）可以怎样来比较电流做功的快慢呢？ 师：物理学中引生答：电功率就是电流在单位时间内所做的功。 路程（即速度）；（2）利用物体单位时间内完成的的功。 启发诱导为新知识的学习做铺垫 功（即功率）；（3）可以利用单位时间内电流所做学生，进了一个十分重要的物理量来描述电流做功的快慢，它就是电功率。从刚才的比较中得出应该怎么来描述电功率呢？ 如果用Ρ表示电功率，用W 表示电功，用t表示通电时间，用数学公式就应该这样表示： 生：电功率在数值上等于电流在单位时间内所做的功。 当电功的单位是焦（J），时间的单位是秒s），电功率的单位就是焦/秒（J/s），常用瓦特（W）来表示。 学生熟悉电功率的常用单位。 认 识 电 功 率 。 引导学生说出其物理意义、数值和单位。 师：但在工农业生产上的用电器，功率往往很大，这时就要用更大的单位千瓦（kW）来表示。 1kW=1000W 电功率是家用电器的一项重要性能指标，请同学们仔细观察电风扇的铭学生观察后回答：（1）该电视机正常工作时的电功培养 学生 率是1800W，表示它1s消耗电能1800J；（2）由公 运用 公式 能力 式，可得： 牌并思考讨论： W=Pt=1800W×3600s （1）该电热水壶正常工作时的电功率是多少？表示什么意思？（2）看两小时电视要消耗多少电能？ 学生了解单位的配套使用 （1）P—W，t—S，W—J； （2）P—kW，t—h，W—kW·h 探究电功率跟电流、电压的关系 提出多媒体展示flash课件 思考：怎样判断灯泡的电功率大小？ 猜想 小的因素可能是什么？ 教师在教室里巡视，引导督促避免学生盲目猜想 学生思考后回答 可通过灯泡的亮度 学生猜想假设： （1）可能与两端的电压有关 （2）可能与通过的电流有关 （3）可能与用电器的电阻有关。 „„ 学生各自猜想后，与小组成员进行讨论，提出小组 =80000J 或：W=Pt =1．8kW×1h =1．8kWh 培养学生敢于有根据地进行猜想的良好品质。 猜想 影响电功率大学生进行猜想，成员共同赞成的猜想，在班级里进行交流 明确本节课只探究电功率与电流、电压的关系 确定实验电功率与电流、思考讨论并回答 电压有什么关 研究电阻大小的影响因素用什么研究方法？ 控制变量法 探 究 电 功 率 跟 电流、电 压 的 关 系 设计实验课题1：保持电流相同，探究电关系 如何保持电流一定，怎样改变灯泡两端的电压？ 电路如何设计？ 巡视指导 投影展示部分学生设计 及时给予激励性评价 投影展示优化实验表格，给予肯定性的评价 L1 L2 进一步巩固控制变量法的应用。 探究电功率与电压的关系时，控制电流相同； 方法 系呢？ 引导学生回忆：探究电功率与电流的关系时，控制电流相同。 思考回答： 在电路中串联两个不同规格的灯泡，比较两灯的发光情况，并用电压表测量两灯两端的电压，分析电压与电功率的关系。 启发诱导帮助学生理清思路，找到解决问题的方 法 方案 功率与电压的 灯泡规发情电压电率大小 光 （V） 功格 况 课题2：保持电压相同，探究电功率与电流的关系 如何保持电压一定，怎样改变灯泡的电流？ 电路如何设计？ 巡视指导 投影展示部分学生设计 及时给予激励性评价 投影展示优化实验表格，给予肯定性的评价 进行把学生分成两题1、课题2 教师巡视，解决实验中的问题 鼓励速度快的实验组完成另一课题的实验 收集数据、分析论证 评估 师：实验设计有投影展示学生记录的实验数据 思考回答 在电路中并联两个不同规格的灯泡，电压相等，比较两灯的发光情况，并用电流表测量 通过两灯的电流，分析电流与电功率的关系。 适时点拨，启发学生思维，发展学生的创新精神，调动学生学 习热情 灯泡 规格 L1 L2 发光 情况 电流电功率 大小 （A） 培养学生的动手操作能力和合作意识 分组合作进行实验 同时记录数据 实验 组，分别研究课学生汇报实验数据，分析得出结论：通过用电器的培养电流相同 用电器上的电压越大，电功率越大；学生用电器两端的电压相同时， 通过用电器的电流越的分大， 电析归功率越大。 学生审查，思考。 纳能力，加没有不合理的地方？操作中有没有失误？测量数据与所得结论是否可靠？ 总结 师：进一步实验发现：电功率等于电压与电流的乘积。 即P=UI 公式中I表示电流，单位是安（A），U 表示电压，单位是伏（V），P 表示电功率，单位是瓦（W）。 例题 教师引导学生解答教科书例1。 师：有无办法直接由电压和电功率求出电阻？ 教师引导学生解答教科书例2并启发学生完成“讨论交流：电流过大的原因”。 课堂小结 本节学到了哪些知识？ 技能和能力方面有哪些收获？ 深对知识的理解。 学生领会两个计算电功率的公式： （1） （2）P=UI 推导出公式：W =UIt。 学生尝试完成例1和“自我评价”第3题。 培养学生的计算能力 学生尝试完成 学生回答思考，教师补充。 加深印象，正确认识自己的进步。

知识反馈：

1．电流在单位时间内所做的功 叫 电流做功_____的物理量，用字母___来表示。

2．田甜同学在家发现客厅白炽灯的发光比房间白炽灯的发光亮，对这种现象判断正确的是（ ）

A．客厅白炽灯灯丝的电流大

B．客厅白炽灯灯丝的电阻大

C．客厅白炽灯两端的电压大

D．以上判断都有可能

3．李刚学习了电功率的概念后，要对小灯泡的电功率进行研究：取两个阻值不同的灯泡L1、L2，要研究它们的电功率跟哪些因素有关？他设计了如图所示的电路图。

4．要探究它们的电功率跟电压的关系，实验中要控制两灯的____相同，采用甲、乙两图中的 电路图。

附：板书设计

电功率

1．电功率：电流在单位时间内所做的功叫做电功率。

2．计算公式：P=UI P= 导出公式：P=U/R，P=IR。

3．功率的单位：国际制单位：瓦（W），常用的还有千瓦（KW），1KW=10W。

4．电功率表示的意义：用来表示电流做功快慢的物理量。

5．额定电压与额定功率

U实U实>U额时，P实>P额，用电器容易被大电流烧毁

U实=U额时，P实=P额，用电器发挥其额定功率

3

2

2

灯炮亮度由灯泡消耗的实际电功率决定，灯泡的亮度越大，消耗的功率越大。

一、磁现象

1．磁性：磁铁能吸引铁、钴、镍等物质的性质（吸铁性）。

2．磁体：定义：具有磁性的物质。

分类：永磁体分为天然磁体、人造磁体。

3．磁极：定义：磁体上磁性最强的部分叫磁极。（磁体两端最强中间最弱）

种类：水平面自由转动的磁体，指南的磁极叫南极（S），指北的磁极叫北极（N）。

作用规律：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。

说明：最早的指南针叫司南。一个永磁体分成多部分后，每一部分仍存在两个磁极。

4．磁化：①定义：使原来没有磁性的物体获得磁性的过程。

磁铁之所以吸引铁钉是因为铁钉被磁化后，铁钉与磁铁的接触部分间形成异名磁极，异名磁极相互吸引的结果。

②钢和软铁的磁化：软铁被磁化后，磁性容易消失，称为软磁材料。钢被磁化后，磁性能长期保持，称为硬磁性材料。所以制造永磁体使用钢，制造电磁铁的铁芯使用软铁。

5．物体是否具有磁性的判断方法：①根据磁体的吸铁性判断。②根据磁体的指向性判断。③根据磁体相互作用规律判断。④根据磁极的磁性最强判断。

练习：☆磁性材料在现代生活中已经得到广泛应用，音像磁带、计算机软盘上的磁性材料就具有硬磁性。（填“软”和“硬”）

磁悬浮列车底部装有用超导体线圈饶制的电磁体，利用磁体之间的相互作用，使列车悬浮在轨道的上方以提高运行速度，这种相互作用是指：同名磁极的相互排斥作用。

☆放在条形磁铁南极附近的一根铁棒被磁化后，靠近磁铁南极的一端是磁北极。

☆用磁铁的N极在钢针上沿同一方向摩擦几次钢针被磁化如图那么钢针的右端被磁化成S极。

二、磁场

1．定义：磁体周围存在着的物质，它是一种看不见、摸不着的特殊物质。

磁场看不见、摸不着我们可以根据它所产生的作用来认识它。这里使用的是转换法。通过电流的效应认识电流也运用了这种方法。

2．基本性质：磁场对放入其中的磁体产生力的作用。磁极间的相互作用是通过磁场而发生的。

3．方向规定：在磁场中的某一点，小磁针北极静止时所指的方向（小磁针北极所受磁力的方向）就是该点磁场的方向。

4．磁感应线：

①定义：在磁场中画一些有方向的曲线。任何一点的曲线方向都跟放在该点的磁针北极所指的方向一致。

②方向：磁体周围的磁感线都是从磁体的北极出来，回到磁体的南极。

③典型磁感线：

④说明：A、磁感线是为了直观、形象地描述磁场而引入的带方向的曲线，不是客观存在的。但磁场客观存在。

B、用磁感线描述磁场的方法叫建立理想模型法。

C、磁感线是封闭的曲线。

D、磁感线立体的分布在磁体周围，而不是平面的。

E、磁感线不相交。

F、磁感线的疏密程度表示磁场的强弱。

5．磁极受力：在磁场中的某点，北极所受磁力的方向跟该点的磁场方向一致，南极所受磁力的方向跟该点的磁场方向相反。

6．分类：

Ι、地磁场：

定义：在地球周围的空间里存在的磁场，磁针指南北是因为受到地磁场的作用。

磁极：地磁场的北极在地理的南极附近，地磁场的南极在地理的北极附近。

磁偏角：首先由我国宋代的沈括发现。

Ⅱ、电流的磁场：

奥斯特实验：通电导线的周围存在磁场，称为电流的磁效应。该现象在1820年被丹麦的物理学家奥斯特发现。该现象说明：通电导线的周围存在磁场，且磁场与电流的方向有关。

通电螺线管的磁场：通电螺线管的磁场和条形磁铁的磁场一样。其两端的极性跟电流方向有关，电流方向与磁极间的关系可由安培定则来判断。

练习：

1．标出N、S极。

2．标出电流方向或电源的正负极。

3．①绕导线：

③应用：电磁铁

A、定义：内部插入铁芯的通电螺线管。

B、工作原理：电流的磁效应，通电螺线管插入铁芯后磁场大大增强。

C、优点：磁性有无由通断电来控制，磁极由电流方向来控制，磁性强弱由电流大小、线圈匝数、线圈形状来控制。

D、应用：电磁继电器、电话。

电磁继电器：实质由电磁铁控制的开关。应用：用低电压弱电流控制高电压强电流，进行远距离操作和自动控制。

电话：组成：话筒、听筒。基本工作原理：振动、变化的电流、振动。

三、电磁感应

1．学史：该现象 年被 国物理学家 发现。

2．定义： 这种现象叫做电磁感应现象

3．感应电流：

定义： 。

产生的条件： 、部分导体、 。

③导体中感应电流的方向，跟 和 有关三者的关系可用 定则判定。

4．应用──交流发电机

构造： 。

工作原理： 。工作过程中， 能转化为 。

工作过程：交流发电机和直流发电机在内电路线圈中产生的都是交流电。交流发电机通过 向外电路输出交流电。直流发电机通过 向外输出直流电。

交流发电机主要由 和 两部分组成。 不动 旋转的发电机叫做旋转磁极式发电机。

5．交流电和直流电： 。

交流电： 。

定义： 。

我国家庭电路使用的是 电。电压是 周期是 频率是 电流方向1s改变 次。

直流电： 。

定义： 。

四、磁场对电流的作用

1．通电导体在磁场里 。

通电导体在磁场里受力的方向，跟 和 有关。三者关系可用 定则判断。

2．应用──直流电动机

定义： 。

构造： 。

工作原理： 。

工作过程：A平衡位置：特点： 。

受力特点： 。

线圈开始处于该位置时通电后不动。

换向器作用： 。

优点： 。

五、电能的优越性

优点： 。

电流通过导线要发热，从焦耳定律知道：减小输电电流是减小电能损失的有效方法，为了不减小输送功率只能提高输电电压。

计算输电线损失功率用公式： 。

计算输电线发热： 。

“巧”分析 破“电”题

──趣谈初中物理电学“硬”类题分析

江苏省盐城市陈良初中 周为荣

在平时的学习与考试中，我们经常遇到这样的一类题，这类题的特点是一读就能懂，但无从下笔；如果下笔去做，又是特别的繁琐。这类题我们称之为“硬”题，往往不好拿下令人烦恼。但如果在老师的稍微点拨之下，却又峰回路转，让人推开重重迷雾，看到了希望的曙光。下面我们以“电学”内容为例，谈谈巧妙的分析在解决电学“硬”类题中发挥的作用。

1．如图所示的电路中，R1＝20Ω，R2＝25Ω，当开关S1闭合、S2断开时，电压表的示数为2．8V，若将开关S1断开、S2闭合时，电压表的示数可能是（ ）

A．2．5V

B．3．3V

C．3．5V

D．4．0V

分析：该题我们想通过硬算的方法得出答案，那是枉费了心思与精力。首先我们应搞清楚的是电路中开关的闭合与断开，而造成电路中电阻连接情况的变化，以及电压表测量对象发生的变化。

在充分审题的基础上，我们知道第一次开关S1闭合、S2断开时，电路状态为R1与R3串联，电压表测的是R1两端的电压，电路中的电流I＝U1/R1＝2．8V/20Ω＝0．14A；第二次S1断开、S2闭合时，电路状态为R2与R3串联，电压表测的是R2两端的电压。

当电路由状态一变为状态二，总电阻〔由（R1+R3）变为(R2+R3)〕变大，那么电路中的电流变小，R3两端的电压变小，所以电压表的示数变大，即比2．8V大，B、C、D只能选其一，选谁呢？

假设电路由状态一变为状态二，电路中的电流不变，此时不难算出电压表示数增加△V＝0．14A×（25Ω－20Ω）＝0．7V，即电压表示数为2．8V＋0．7V＝3．5V。实际上电路中的电流在变小，此时电压表的示数应小于3．5V，即选B。

2．由电压为220V的电源向远处某工地的一盏“PZ220－60”的电灯供电，由于导线有电阻，灯泡消耗的实际功率为55W，则导线消耗的功率（ ）

A．小于5W

B．等于5W

C．大于5W

D．不能确定

分析：读完题目的第一个冲动就是想把导线消耗的功率先求出来，然后再加以比较，最后得出结论。实际上又是事倍功半之举，同样通过分析却能快速得出结论。

设电灯“PZ220－60”正常发光的电流为I，由题意可知此时电路中的电流小于I，根据P＝UI可知，电路中实际消耗的总功率小于60W。此时灯泡消耗的实际功率为55W，那么导线消耗的实际功率小于5W，故选A。

3．如图电源电压保持不变，R为定值电阻，当开关闭合时，标有“6V 2W”的小灯泡L1恰好正常发光；若保持R不变，将L1换成一只标有“6V 3W”的小灯泡L2，闭合开关，小灯泡L2工作时消耗的实际功率为（ ）

A．大于3W

B．等于3W

C．小于3W

D．无法确定

分析：看完题目许多同学不假思索的选B，原因是灯泡L1正常发光，两端的实际电压等于额定电压6V，再换成额定电压也是6V的另一个灯泡L2时，此时L2也能正常发光，即灯泡L2的实际功率也等于其额定功率3W。

其实由公式R＝U∕P可知，L1换成L2后，电路中的总电阻变小，电路中的电流变大，R两端的电压变大，灯泡两端的实际电压变小，即小于先前的6V，所以灯泡L2两端实际电压小于其额定电压，实际功率小于其额定功率3W，所以选C。

我们刚开始学习电学内容时，若题目设有一定的坡度和梯度，做起来就觉得不太容易了，经过一个阶段的训练与提高，如果还是觉得难，我们不妨从题意的分析上多下功夫，也许会收到事半功倍的效果。从

2

上面三个题目的分析上你或许得到一些启发，这将有益于你以后在学习过程中体会让“硬”题在巧妙分析而被解决时的快乐。

电和磁的典型例题分析

河北省蔚县代王城中学 康万胜

例1 外形完全相同的两根铁棒，你能判断出它们是否具有磁性吗？

解题思路：磁体的两极磁性最强，中间磁性极弱。为此，用一根铁棒的一端去靠近另一根铁棒的中间（如图1所示），若相互吸引，则该铁棒有磁性，若没有相互吸引，则该铁棒没有磁性。

点拨：一磁体的磁极对另一磁体磁性极弱的中间或没有磁性的钢铁物质都会吸引。

例2 一长方体从放在水平桌面上的小磁针的正上方向下靠近小磁针时，小磁针发生了偏转，说明长方体的周围存在 ；当长方体静止时，小磁针的指示方向如图2所示，请画出长方体周围的磁感线。

解题思路：磁场的基本性质是对处在其中的磁体产生力的作用。长方体从小磁针的正上方向下靠近小磁针时，小磁针发生了偏转，说明小磁针受到了力的作用，即长方体的周围存在着磁场。画磁体周围的磁感线，主要是如何确定它的方向。依据同名磁极相互排斥而远离，异名磁极相互吸引而靠近的道理，可知长方体的左端为S极，右端为N极，确定了条形磁体的极性，其磁感线的方向不难画出。依据小磁针在磁场中静止时N极所指的方向与磁场的方向和磁感线的方向的一致性，同样也可正确画出磁感线的方向。

点拨：运用N极指向、磁场方向、磁感线方向，N极所受力的方向的一致性。

例3 一根长方体钢块放在条形磁铁上（如图3所示），经过一段时间，钢块就会被 。钢块的左端是 （填N极或S极）。

解题思路：钢块磁化后与磁铁相互吸引在一起，依据同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引的道理，可知钢块左端是S极。

例4 如图4所示的蹄形磁铁，有人说：“蹄形磁铁A、B、C三个部分都是磁极。”这种说法对吗？

解题思路：磁体的磁极与另一个磁体的一个磁极相互吸引，一定与另一个磁极相互排斥。用一块磁体的两极分别去靠近蹄形磁铁A、B、C三个部分，发现B、C两端符合磁极间的相互作用规律，而A端与磁体的两极均相互吸引，因此，B、C端是磁极，而A端不是磁极。

点拨：磁体都有且仅有两个磁极。

例5 下列说法正确的是（ ）

A．照明用电是交流电，因此当线路中有电流时，它的周围也没有磁场

B．手电筒工作时，在手电筒里虽然有直流电但电流太小，因此它的周围也没有磁场

C．奥斯特实验只说明了通电直导线的周围才有磁场

D．奥斯特实验揭示了电流的方向与其产生的磁场的方向有关

解题思路：奥斯特实验充分地证实了：电流的周围存在磁场，磁场的方向与电流的方向有关；电流大，它产生的磁场较强，电流弱，它产生的磁场较弱，电流的方向改变时，它产生的磁场的方向就会随之改变。交流电是电流的大小和方向周期性改变的电流，因此它产生的磁场强弱与方向也会周期性地变化，故A不正确。手电筒中的电流小，它产生的磁场只不过很弱，但不能说没有，故B不正确。奥斯特实验，不仅研究了直线电流，还有线圈电流，并对电流的强弱和电流的方向对其产生的磁场的影响进行了研究，因此不能把奥斯特实验理解为一个简单的认为只是一个实验。本题应选D。

点拨：任何电流都能产生磁场，磁场方向与电流方向有关，磁场的强弱与电流的大小有关。

例6 在图5中画出甲、乙两个螺线管的绕法，使开关都闭合时，甲、乙两个螺线管相互排斥。

解题思路：甲、乙两个螺线管通电时相互排斥，说明甲、乙两个螺线管靠近的两端是同名磁极，这样就有两种情况：一是甲的右端和乙的左端是N极，二是甲的右端和乙的左端是S极。因此，第一种情况甲的绕线应是从电源正极引出的导线从后面向上；乙的绕线应是从电源正极引出的导线从前面向上。第二种情况甲的绕线应是从电源正极引出的导线从前面向上；乙的绕线应是从电源正极引出的导线从后面向上。

点拨：本题既运用了磁极间的相互作用，又运用了通电螺线管电流与磁极间的关系。

例7 如图6所示，当滑动变阻器的滑片P向右滑动时，下列说法中正确的是（ ）

A．示数变小，电压表示数变大，电磁铁磁性减弱

B．电流表示数变大，电压表示数变小，电磁铁磁性增强

C．电流表示数变小，电压表示数变小，电磁铁磁性减弱

D．电流表示数变大，电压表示数变大，电磁铁磁性增强

解题思路：

1、弄清电路连接：螺线管匝数多，导线很长，故螺线管有一定的电阻，这一电阻与滑动变阻器、电流表、电源组成串联电路，电压表测滑动变阻器的电压。

2、正确运用欧姆定律，确定电流变化。滑片P向右滑动，电路的总电阻变大，电压不变，故电流表示数变小；螺线管的电阻一定，通过螺线管的电流变小，它分得的电压一定变小了，故电压表的示数变大。

3、依据电流变化确定螺线管磁性变化，电流变小，磁性减弱。故选A。

点拨：通电螺线管的磁性强弱与电流的大小有关，电流越大，通电螺线管磁性越强，反之越弱。

例8 图中“⊙”表示通电直导线横截面上的电流是从纸里流向纸外的，“”表示通电直导线横截面

上的电流是从纸外流向纸里的。根据图6给出的电流方向、磁感线方向和导线在磁场中的受力方向，画出

图7中的导线受力的方向。

解题思路：作图8，不难比较出图7的受力方向为向上。

例9 如图所示的电动机，当开关闭合时，关于线圈的运动情况叙述正确的是（

A．静止不动

B．将顺时针转动

） C．将逆时针转动

D．可能顺时针转动，也可能逆时针转动

解题思路：观察图中给出的条件，发现处在磁场中的线圈没有处在平衡位置上，只要通电，就会转动，故A不正确。从图中还可以看出，开关闭合后，线圈中电流的方向是确定的，但相对的两个磁极没有标明N、S极，所以它们之间的磁场方向就有两种可能，或是水平向右，或是水平向左，因此线圈的转动方向就有了两种可能。故B、C都不正确。本题应选D。

点拨：通电导体在磁场中受力的方向是由磁场方向和电流的方向共同决定，缺一不可。

例10 两根较长的直导线相距很近且相互平行，当它们中通以强度较大方向相反的电流时，两根导线将会（ ）

A．靠近

B．远离

C．即不靠近也不远离

解题思路：通电导线周围的磁场用磁感线来描述是以通电导线上的点为圆心的同心圆，用右手握住直导线甲，拇指指向电流的方向，四指环绕的方向就是磁场的方向，这样在竖直剖面上甲导线的左侧磁感线是从纸里向外的，用“·”表示，甲导线的右侧磁感线是从纸外向里的，用“×”表示。乙导线就成了处在磁场里的通电导线，伸展左手，且拇指与四指垂直，让甲导线左侧的磁感线垂直穿过手心，四指指向乙导线的电流方向，拇指所指的向左的方向就是乙导线的受力方向，故选B。

点拨：两根通电导线的作用是通过磁场发生的，即它们彼此处在对方的磁场中，运用磁场对电流的作用就可以判断它们之间的相互作用关系。

例11 如图所示，“”表示闭合电路的一部分导体的横截面，箭头表示运动方向，“××”表示磁感线方向垂直于纸面向里，在各图中不能产生感应电流的是（ ）

A B C D

解题思路：A选项中磁感线的方向是从左向右，导体垂直纸面且从上向下运动，一定切割磁感线，产生感应电流。

B选项中磁感线的方向是从左向右，导体沿着磁感线的方向运动，不能切割磁感线，不能产生感应电流。

C选项中磁感线的方向是从上向下的，导体虽然静止不动，但磁体向右运动，磁感线就向右运动，磁感线经过与之相垂直的导体也就会被切割，导体中就会产生感应电流。

D选项中磁感线的方向与导体相平行，导体沿图示方向运动，不会切割磁感线，导体中不会产生电流。

点拨：能否在电路中产生感应电流，主要看具备了产生感应电流的条件没有。

例12 关于发电机的叙述正确的是（ ）

A．线圈中产生交流电，向外输出的是直流电的发电机是直流发电机

B．线圈中产生交流电，向外输出直流电的发电机是交流发电机

C．线圈中产生直流电，供给外电路的是交流电的发电机是交流发电机

D．线圈中产生交流电，向外输出的是交流电的发电机是交流发电机

解题思路：发电机线圈在每一周的旋转中，前半周与后半周切割磁感线的方向相反，线圈中产生的感应电流方向也相反，因此在线圈连续转动的过程中，线圈中电流的方向就会周期性地改变，即发电机线圈中产生的电流始终是交流电。

发电机线圈在每一周的旋转中，前半周与后半周切割磁感线的方向相反，线圈中产生的感应电流方向也相反，因此在线圈连续转动的过程中，线圈中电流的方向就会周期性地改变，即发电机线圈中产生的电流始终是交流电。

发电机是交流发电机，还是直流发电机，决定于线圈两端安装的是铜环，还是半环（换向器）。通过铜环向外电路输电，电刷与线圈的两端不会交替接触，外电路的电流与线圈中产生的电流方向始终一致，即外电路中也是交流电，这就是交流发电机。通过半环向外电路输电，电刷与线圈的两端交替接触，外电路中的电流方向就保持不变，这就是直流发电机。本题应选A。

点拨：发电机线圈中产生交流电，用滑环输出，外电路是交流电，用换向器输出，则为直流电

例13 线圈在磁场中的初始位置如图所示。若让线圈逆时针转动，这时外电路的电流方向是 。若使外电路的电流方向改变，可采取的方法有： 、 。

解题思路：

确定磁感线的方向──水平向右。

确定导体切割磁感线的方向──ab边向下切割磁感线，cd边向上切割磁感线。

运用右手定则确定──线圈内感应电流的方向是由d经c、b、到a，再流向电刷A，所以外电路的电流方向是从A经L到B。当线圈转过与磁感线垂直的位置后，电刷A将接触cd边的半环，电刷B将接触ab边的半环，ab边向上切割磁感线，cd边向下切割磁感线，线圈内感应电流的方向是由a经b、c、到d，由d流向电刷A，所以外电路的电流方向还是从A经L到B。（这就是直流发电机的工作过程）

使外电路中的电流方向改变，只改变线圈的转动方向或磁感线的方向即可。因此具体的方法是：使线圈顺时针转动、对换磁极的位置。

点拨：对发电机模型进行分析是我们应掌握的一项基本技能。

例14 如图所示，连有电流表的导轨处在磁场中，裸导线沿导轨向右做切割磁感线的运动时，两个电流表都有示数吗？

解题思路：将裸导线看成并联电路的干路，两个电流表处在支路中。

闭合电路的干路导体做切割磁感线的运动，这个导体中就会有感应电流，则支路中的电流表一定有电流通过。

点拨：本题考查的是产生感应电流的条件，和电路中形成持续电流。

学探究题考查探秘

江苏丰县广宇中英文学校 刘庆贺 一、在研究串联电路的特点实验中考查设计实验方案的能力

例1 小林用如图1所示的电路研究串联电路的特点，闭合开关S后，发现灯L1较亮，灯L2较暗。他对这一现象的解释是：电流从电源正极出发，经过灯L1、灯L2，电流逐渐变小，所以灯L1较亮，灯L2较暗。小欢认为小林的解释是错误的，她只利用图1中的器材设计了一个实验，并根据实验现象说明小林的解释是错误的。请你完成下列问题：

（1）在下侧虚线框中，画出小欢所设计的实验电路图。

（2）根据实验现象说明小林的解释是错误的。

分析：根据实验现象，分析论证获得结论，是科学探究的一个重要环节。但仅仅凭一次实验就得出结论，难免会犯以偏盖全的错误。题目中的小林正是这样。事实上，在学习这部分内容时，不少同学受与水流类比的影响，也会产生小林这样的想法。可见，出题人不是无中生有，也是抓住了大家学习中的失误。怎样用实验来证明错误呢？（我们通常是用实验来证明一个结论正确，这叫“证实”；此处是用实验来证明一个结论错误，这叫“证伪”）。这就要分析小林错误想法的来源，他以为灯的位置影响其亮暗。我们只要改变它们的位置，看其亮暗是否改变（或者改为并联，看是否一样亮），就可以了。

答案：（1）电路图见图2或图3。

（2）图2中，按照小林的解释，闭合开关S后，电流从电源正极出发，经过灯L2、L1，电流逐渐变小，所以灯L2较亮，灯L1较暗。（图3中，按照小林的解释，两灯应该一样亮）但实验现象仍然是灯L1较亮，灯L2较暗。这说明小林的解释是错误的。

反思：题目表面上看是研究串联电路的特点实验，但考查的并不是电路的连接、实验的结论等大家熟悉的东西。而是以此实验为载体，考查针对出现的新情景、新问题，如何创造性地用实验的方法加以解决。这才是真正的科学探究。

二、在研究并联电路中电流关系实验中考查对数据次数的要求

例2 以下是小明和小杰写的一份探究报告：

问题：并联电路干路电流与各支路电流有什么关系？

猜想：干路中的电流等于各支路中的电流之和

设计实验：略

进行实验：闭合开关，记录A．B．C各点的电流值如下表所示：

A点电流IA/A B点电流IB/A C点电流IC/A 0．4

0．4 0．8 （1）小明的结论是______（填“正确”或“不正确”）。

（2）请你分析说明小明同学这一实验方案中的不足：____________________________。

（3）实验的改进方法：______________________________________________________。

分析：题目考查了一个较完整的探究过程，侧重于对测量性实验数据选取次数的考查。实验仅凭一组数据，不能发现普遍规律，要多测量几组（一般取三次）。测量A、B点的电流值，也要尽量避免数据相同，以免总结规律时引起不必要的干扰。

答案：（1）正确。

（2）仅测量一组数据，不能发现普遍规律。

（3）要多测量几组。

反思：科学探究需要科学的方法，如果仅凭一个现象或一组数据就得出结论，这个结论不一定正确。“无巧不成书”指的就是这样的事。只有在大量实验现象或实验数据的基础上，才能避免偶然性，得出普遍结论。这样看来似乎实验的次数越多越好，其实没有这个必要。重复性的实验一般进行三次就可以排除偶然性，发现普遍规律了，古人云“事不过三”吗。实验次数太多，既费时又费力。

三、在测量电阻实验中考查学生的评估能力

例3 同学们要测量电阻Rx的阻值（其阻值约几百欧），实验室能提供的器材有：干电池两节、电流表、电压表、滑动变阻器（“100、2A”）、开关各一只、导线若干。

（1）某同学设计的实验电路如图4所示，并要用此电路测量待测电阻Rx的阻值，你认为这个方法是否可行？简述你的观点。

（2）如果上述方法可行，画出电路图，并写出主要实验步骤和Rx表达式。如果上述方法不可行，请你利用题中已有的器材设计出一种可行的实验方案。画出电路图，并写出主要实验步骤和Rx表达式。

分析：“伏安法”是测量未知电阻的基本方法，用电流表测出通过电阻的电流I，用电压表测出电阻两端的电压U，再利用R=U/I就可以计算出电阻的阻值。从图4看出，这就是“伏安法”测量电阻的典型电路图。不过，你要认为它能测量待测电阻Rx的阻值，好像还为时过早。因为题目告诉我们电阻Rx的阻值约几百欧，而电源电压最大只有3V。你可以估算一下电路中的电流，也就是零点零几安，与图中电流表的最小分度值大致相当。换句话说，用电流表是无法准确测出电路中的电流的。所以，无法用这种方法测量电阻的阻值。

那么如何利用题中已有的器材测量出Rx呢？只有在实验原理上想办法。既然电流表无法正常使用，那么用电压表和滑动变阻器能否测出Rx？当然能。方法是让滑动变阻器的阻值一次为零，一次最大（100），分别记下电压表的读数，再利用串联电路中的规律即可计算出Rx的阻值。这样看来，利用图1也能测出Rx，只是不用关心电流表了。所以题目第一问回答“可行”“不可行”都对，关键是理由不同。

答案：方案一：（1）不可行。因为按此电路用“伏安法”测量未知电阻时，电路中的电流太小，电流表无法准确测出电路中的电流。

（2）按图5连接好电路，将滑动变阻器的滑片移到阻值最大处，记下电压表的示数U1；再把滑片移到阻值为零处，记下电压表的示数U2（即电源电压）。

根据

方案二：（1）可行。按此图实验时，可以不用管电流表示数，通过电压表和滑动变阻器就能测出Rx。

（2）按图6连接好电路，将滑动变阻器的滑片移到阻值最大处，记下电压表的示数U1；再把滑片移到阻值为零处，记下电压表的示数U2（即电源电压）。

根据

反思：题目考查在具体情景下电阻的测量。给我们的启发是，实际的事物是复杂的，理论上可行的，实际中受各种条件的制约，可能不一定行的通。所谓“纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行”就是这个道理。

四、在研究焦耳定律实验中考查实验的思想方法

例4 我们知道：“电流通过导体时产生的热量，与电流的平方成正比，与导体的电阻成正比，与通电时间成正比。”这就是焦耳定律，用公式可表达为：Q =IRt。爱动脑筋的小明在探究这个问题时，设计了图示的实验，只连接一次电路就完成了实验探究。他的方法是用电阻丝（其中R甲≠R乙）给烧瓶中的煤油（煤油质量相同）加热，然后观察煤油在插入密封烧瓶里的玻璃管中上升的高度，就可以对比电阻丝放热的多少。请你仔细观察小明设计的实验电路，并应用所学知识分析回答下列问题：

（1）探究电热的多少与电流的关系，应该对比 两个烧瓶中煤油柱上升的高度，而这两个烧瓶中电阻丝阻值应该 。

（2）探究电热的多少与电阻的关系，应该对比 两个烧瓶中煤油柱上升的高度。

（3）有许多家用电器的工作原理即为焦耳定律，请举两个例子。

2

分析：本题主要涉及两种物理研究方法：一是控制变量法。另一种是转化放大的方法。

在探究电热的多少与电流的关系时，应控制两个电阻丝的阻值相同；在探究电热的多少与电阻的关系时，要控制通过两个电阻丝的电流相同，最好的方法当然是采用串联。这里就应用了控制变量法。

当要研究的一个物理量与另外几个物理量都有关系时，为简化和方便，先研究与其中一个量的关系，而要控制其余几个量不变，这种研究问题的方法叫控制变量法。这种方法在实验数据的表格上的反映为：某两次试验只有一个条件不相同，若两次试验结果不同，则与该条件有关，否则无关。反过来，若要研究的问题是物理量与某一因素是否有关，则应只使该因素不同，而其他因素均应相同。控制变量法是中学物理中最常用的方法。想一想，物理中还有哪些地方用到了控制变量法？

另一种研究方法是转化放大的方法。实验中电流产生的热量不能直接观察到，但热量的变化可以用温度的变化来感知。通过温度的变化多少来间接知道电流产生的热量的多少，这是转化法。

物理学中对于一些看不见、摸不着的现象或不易直接测量的物理量，通常用一些非常直观的现象去认识，或用易测量的物理量间接测量，这种研究问题的方法叫转换法。初中物理在研究概念、规律和实验中多处应用了这种方法。特别是对那些抽象的难以理解的物理知识，这种方法很有效。

生活中你也用到过转换法，只是未注意罢了。空气是看不见摸不着的，但我们可以根据空气流动（风）所产生的作用来认识它，如红旗飘动，树叶摇晃等。想一想，物理中还有哪些地方用到了转换法？

还有一个问题：由于实验中电流产生的热量较少，液体温度升高的也较小，所以用温度计不易直接测量比较。为了使现象明显，实验采用了两种方法：①不用温度计，但采用了放大的“温度计”。整个烧瓶相当于一个温度计的玻璃泡。由于烧瓶里的液体较多，使升温膨胀效果更明显。②采用煤油代替常见的水，用玻璃管插入密封烧瓶里的煤油中代替温度计。用煤油代替水，是因为煤油比水的比热容小，在吸收相等的热量时温度上升的多，这样现象更明显。（当然还有一个重要原因，那就是煤油不导电。可以设想由于水导电，若用水由水产生的电阻就无法控制电路中的电阻情况）。

答案：（1）甲、丙或乙、丙 相等。

（2）甲、乙．

（3）电饭锅、电热毯、电暖炉等。

反思：在研究和解决问题的过程中，不仅需要相应的知识，还要注意运用科学方法。《物理课程标准》要求，在突出科学探究内容的同时，重视研究方法的指导，使学生在进行科学探究、学习物理知识的过程中，逐渐拓宽视野，初步领悟到科学研究方法的真谛。因此，注

意考察研究物理问题的方法，成为当前和今后中考的热点。在初中阶段，需要掌握的科学研究方法主要有：控制变量法、理想实验法、转换法、物理模型法、类比法、归纳法等。

从以上可以看出，现在探究题的考查方式发生了很大的变化，单纯考查操作步骤、实验结论等凭借机械记忆及套用就可奏效的考题已退出舞台，题目普遍重视探究的过程和方法的考查。但这不是说知识不重要了，相反是对知识提出了更高的要求，因为掌握扎实的基础知识是进行科学探究的前提。这就要求学生在平时的学习中，不仅要牢固地掌握知识，而且要清楚知识的来龙去脉，在学习过程中不断提高自己的能力。

“电与磁”典型例题评析

湖北阳县研训中心 刘开双

例1 下列四幅图中能说明发电机的工作原理的是（

）

错解及出错原因：错选C的原因是没有分清电和磁之间的相互联系及其应用。

解析：B是研究电磁铁磁性强弱和电流的关系，改变滑片的位置，改变通过电磁铁的电流大小（线圈匝数一定），从而改变电磁铁的磁性及吸引大头针的数目。C图中既有电源，又有磁体，是研究通电导线在磁场中受到力的作用，它是电动机的原理。D是演示通电导线周围存在磁场的，是电流的磁效应。A图中没有电源，当ab做切割磁感线运动时，其中会产生感应电流，这时它本身就是一个电源，它演示电磁感应现象，是发电机的原理。所以选A。

点评与拓展：电与磁的重点是三大联系及应用，一是“电生磁”（电是因，磁是果），二是通电导线在磁场中受到力的作用（既有磁场，又有电源），三是“磁生电”（磁是因之一，电是果）。电磁铁、电磁继电器、扬声器、电动机、发电机等是这三大电磁现象及其规律在技术上的应用，它们对现代社会有着深远的影响。涉及这些内容的试题中考必有，透彻理解物理规律是识别电磁现象及其它物理现象的基础。

例2 在电风扇、电熨斗、电磁起重机、动圈式扬声器、动圈式话筒和发电机中，利用电磁感应原理工作的有 ；利用磁场对通电导体有力的作用原理工作的有 。

错解及出错原因：第一空漏填动圈式话筒，第二空漏填动圈式扬声器。出错的原因是对它们的工作过程及原理不清楚。

解析：电熨斗是电热器，原理是电流的热效应。电磁起重机是电磁铁的直接应用，原理是电流的磁效应。电风扇的主要部件是电动机，它和发电机的工作原理在上题中分析过。动圈式扬声器的线圈中通入强弱按声音变化的电流时，通电线圈受到磁体磁场力的作用来回运动，带动纸盆振动发出声音，它与电动机的原理是相同的。动圈式话筒的膜片随声音振动，相连的线圈也一起振动，从而切割磁感线，产生了随声音变化的感应电流，它与发电机的原理是相同的。所以第一空应该填发电机、动圈式话筒，第二空应该填电风扇、动圈式扬声器。

点评与拓展：此题供选择的实例来源于生产生活，也来自于教材，解答的难点在于动圈式话筒和扬声器的原理。深入全面地了解它们的工作过程及原理，是正确解答的前提。

例3 根据通电螺线管的N、S极，在图中分别标出电源的正负极和两小磁针静止时的N、S极。

错解及出错原因：把电源的正负极和两个小磁针的极性标反，出错的原因多数是运用所学知识进行分析时不够耐心细致。

解析：判断通电螺线管及电磁铁的极性与电流方向之间的关系，可用安培定则。用右手握螺线管，让四指指向螺线管中电流的方向，则大拇指指的那一端是螺线管的N极，反之，若大拇指指向N极，则四指指向螺线管中电流的方向。所以电源右标“+”，左标“-”。通电螺线管周围磁场与磁体周围磁场一样，对放入其中的磁体会产生磁力作用，放入磁场中某点的小磁针N极所指方向与该点的磁场方向一致（S极所指方向与该点的磁场方向相反）；而在磁体周围，磁感线从N极出发回到S极。所以上方小磁针是右N左S，而右边小磁针是左N右S。当然，这里也可以利用同名磁极互相排斥，异名磁极互相吸引进行判断。

点评与拓展：安培定则的应用是学生要熟练掌握的，相关的试题属基础性的，常以选择、作图题的形式出现。常见的几种题目编制方法有：一是根据电流方向确定极性，二是根据极性确定电流方向，三是知道电源的极性和电磁铁的极性，作出绕线情况。这一内容的试题多与电源外部电流方向的规律，磁场中某一点磁场方向的规定，磁极间的相互作用规律，通电螺线管周围磁感线的方向等知识联系在一起，进行考查。学习时除了掌握这些知识外，还要通过适量练习，不断增强识图能力和空间想象力。

例4 小明在研究性学习活动中，查阅到一种热敏电阻的阻值随温度变化的规律如下表，并将该型号的热敏电阻应用于如图所示由“控制电路”和“工作电路”组成的恒温箱电路中。

温度/℃ „ 30 40 50 60 70 „ 热敏电阻阻值/Ω

„ 350 300 250 210 175 „

“控制电路”由热敏电阻R1、电磁铁（线圈阻值R0 = 50Ω）、电源U1、开关等组成，当线圈中的电流大于或等于20mA时，继电器的衔铁被吸合，右边工作电路则断开；“工作电路”由工作电源U2（U2 = 10V）、发热电阻R2（R2 = 5Ω）、导线等组成。问：

⑴工作电路工作时的电流为多大？电阻R2的发热功率为多大？

⑵若发热电阻R2需提供1．2×10J的热量，则工作电路要工作多长时间（不计热量的损失）？

⑶若恒温箱的温度最高不得超过50℃，则控制电路的电源电压U1最小值为多大？

错解及出错原因：思路容易受阻的原因是没有把“当控制电路线圈中的电流大于或等于20mA”，“恒温箱的温度最高不超过50℃”，及R1、R2的作用联系起来思考它们之间的因果关系。

4

解析：⑴工作电路工作时的电流I2 ===2A

电阻R2的发热功率P2 =U2I2 =10V×2A=20W

⑵W2 = P2 t =Q t === 600s

⑶当R1温度为50℃时，其阻值R1 = 250Ω，R1和R0串联，通过线圈的电流刚好等于20mA

R总=R1＋R0 = 250Ω＋50Ω=300Ω

控制电路的最小电压为：U1 =I1R总=0．02A×300Ω=6V

点评与拓展：这道试题的原型是用电磁继电器做出的一个对生活有实用价值的小制作，以此将欧姆定律、电功、电功率的计算结合起来，是比较新颖的。要求学生对电磁继电器的工作原理，控制电路中使用热敏电阻后实行自动控制的原理弄清楚，还要会进行欧姆定律、电功和电功率的简单计算，知识的覆盖面较大，综合性较强，考查了初中物理电学中的多个中考必考的重要知识，且能有效考查学生的分析问题和抽象逻辑思维能力。

例5 小明在探究通电直导线周围的磁场方向与电流方向的关系后，想进一步探究影响通电直导线周围磁场强弱的因素．经老师指导及查阅资料知道，磁场的强弱可用物理量“B”来表示(单位为“T”)，其大小与直导线中的电流I、测试点到直导线的距离r有关。小明通过实验所测得的两组实验数据如下。

表一：当测试点到直导线的距离r＝0．02m时，磁场的强弱B与电流I的实验数据

I/A 2．5 -55 -510 -520 -5B/T 2．5×10 5×10 10×10 20×10

(1)分析表一中的实验数据，你能得到什么结论？

答：________________________________。

表二：当直导线中的电流I＝5A时，磁场的强弱B与距离r的实验数据

r/m 0．02 -50．04 -50．06 -50．08 -5B/T 5×10 2．5×10 1．67×10 1．25×10

(2)分析表二中的实验数据，你能得到什么结论？

答：_________________________________．

错解及出错原因：忽视“当距离r一定时”和“当电流I一定时”，错误的原因是没有控制变量；不能得出“成正比”或“成反比”的结论，错误的原因是对数据分析不深刻。

解析：（1）当距离r一定时，磁场的强弱B与电流I成正比。(2)当电流I一定时，磁场的强弱B与距离r成反比。

点评与拓展：本题主要考查科学探究的方法。根据实验数据及其它实验信息分析得出结论是科学探究的要素之一，是培养和考查学生探究能力、分析问题和解决问题能力的重要途径。这类题目考查的侧重点由只重视知识积累转向重视科学探究，由纯粹的知识应用转向信息的收集处理（这些信息中有许多是教材上没有的），由知识立意转向能力立意，是物理课程对学生提出的新要求。不思探究的学生是难于找到正确答案的。此外，当研究三个以上变量之间的关系时，要有控制变量的意识，否则无法确定是哪个因素造成的，或者得出的结论不全面。

小结：电与磁的内容虽然是电学知识的延伸，但知识体系具有很强的性，概念和规律多数是通过实验分析概括得出的。对学生的要求多为“了解”、“经历”，这部分内容的试题多是回忆、再现、识别和实际应用型的。同学们要注重经历探究过程，注意联系生活实际，在弄清基本概念和规律的基础上，不断发展思维能力；对各种类型的题目，认真审题，仔细分析，相信就能迎刃而解。