學電與磁

要點1磁現(xiàn)象、磁場（一）磁現(xiàn)象1.磁性（吸鐵性）：磁性是磁體具有吸引

鐵、鈷、鎳等物質(zhì)的性質(zhì)。2.磁體：具有

磁性的物質(zhì)稱為磁體。3.磁極：磁體上磁性最強的部位叫

磁極（磁性兩端最強中間最弱）。能自由轉(zhuǎn)動的磁體，靜止時指南的磁極叫

南極（S）

，指北的磁極叫

北極（N）

。鐵、鈷、鎳磁性磁極南極（S）

北極（N）

4.磁化是指使原來沒有磁性的物體

獲得磁性的過程。5.磁極間的相互作用規(guī)律：同名磁極相互

排斥，異名磁極相互

吸引。獲得磁性排斥吸引【知識拓展】1.最早的指南針叫司南。其勺柄是磁鐵的S極，指向地理南方。2.一個永磁體分成多個部分后，每一部分仍存在兩個磁極。即世界上不存在磁單極。3.物體是否具有磁性的判斷方法：根據(jù)磁體的吸鐵性判斷；根據(jù)磁體的指向性判斷；根據(jù)磁體間相互作用規(guī)律判斷；根據(jù)磁極的磁性最強判斷。（二）磁場1.磁場（1）磁場是磁體周圍存在的

物質(zhì)。（2）磁場的基本性質(zhì)是磁場會對放入其中的磁體產(chǎn)生

力的作用，磁極間的相互作用是通過

磁場而發(fā)生的。（3）磁場方向：在磁場中，我們將小磁針靜止時

北極所指的方向規(guī)定為該點處的磁場方向。物質(zhì)力磁場北極2.磁感線：最早由著名物理學家法拉第發(fā)明并引入。根據(jù)磁體周圍磁場中鐵粉的排列情況畫出的帶箭頭的曲線，用來形象地描述磁場的強弱和方向。屬于模型法。（1）磁感線的密集程度反映了磁場的

強弱，磁感線越密集磁場越強；（2）磁場方向就是小磁針靜止后

N極所指的方向，磁體周圍的磁感線總是從磁體的

北極出來，回到磁體的

南極；（3）磁感線是

閉合曲線；（4）任何兩條磁感線是

不會相交的。強弱N極北極南極閉合不會【說明】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。但磁場是客觀存在的。用磁感線描述磁場的方法叫模型法。幾種磁場的磁感線3.地磁場（1）地球是一個大磁體，地球產(chǎn)生的磁場叫

地磁場。小磁針總是指南北是因為受到地磁場的作用。（2）地磁南北極和地理南北極的關(guān)系：地磁場的北極在

地理的南極附近，地磁場的南極在

地理的北極附近。地磁場地理的南極附近地理的北極附近要點2電流的磁效應1.電流的磁效應：通電導線的周圍存在著

磁場。奧斯特實驗證明了

電流的磁效應。

磁感線分布

安培定則磁場電流的磁效應2.通電直導線周圍的磁場是以

導線上各點為中心的

同心圓。越靠近導線，磁感線越

密集。磁場的方向隨著

電流方向的改變而改變。判斷磁場方向用右手螺旋定則：用右手握住直線電流，讓大拇指指向

電流的方向，則四指環(huán)繞方向就是

磁感線的環(huán)繞方向。導線上各點同心圓密集電流電流磁感線3.通電螺線管的磁場（1）通電螺線管周圍的磁場分布與

條形磁鐵的磁場很相似。其兩端的極性跟

電流方向有關(guān)。（2）通電螺線管的磁極和電流方向之間的關(guān)系可以用安培定則（右手螺旋定則）來判定。如圖所示，用右手握住螺線管，讓四指指向螺線管中電流的方向，大拇指所指的那端就是通電螺線管的北極。條形磁鐵電流4.通電導體在磁場中受到力的作用，受力的方向跟

磁場方向和

電流方向有關(guān)。如果這兩者中某一個的方向改變，則力的方向

改變；如果這兩者的方向同時改變，則力的方向

不變。磁場方向電流方向改變不變5.電磁鐵（1）電磁鐵是帶有

鐵芯的通電螺線管。（2）電磁鐵的優(yōu)點①電磁鐵的磁性有無可以通過

電路通斷（即電流有無）

進行控制；②電磁鐵的磁性強弱可以通過

電流大小和

線圈匝數(shù)的多少進行控制；③電磁鐵的磁場方向可以通過

電流方向進行控制。鐵芯電路通斷（即電流有無）

電流大小線圈匝數(shù)的多少電流方向6.電磁繼電器（1）利用電磁鐵來控制工作電路的一種自動開關(guān)。應用：用低電壓和弱電流電路的通斷，來控制高電壓和強電流電路的通斷。電磁繼電器的主要部件是電磁鐵、銜鐵、彈簧和動觸點。（2）電磁繼電器工作原理如圖所示，是一個利用電磁繼電器來控制電動機的電路。其中電源E1、電磁鐵線圈、電阻R、開關(guān)S1組成

控制電路；而電源E2、電動機M、開關(guān)S2和觸點開關(guān)S組成

工作電路。當閉合S1時，電磁鐵線圈中有電流通過，電磁鐵有磁性，將銜鐵吸下，觸點開關(guān)接通，電動機便轉(zhuǎn)動起來；當斷開S1時，電磁鐵線圈中失去電流，電磁鐵失去磁性，彈簧使銜鐵上升，觸點開關(guān)斷開，電動機停止運轉(zhuǎn)。控制電路工作電路要點3電磁感應1.英國物理學家

法拉第在1831年發(fā)現(xiàn)了電磁感應現(xiàn)象。2.表述：當閉合電路的一部分導體做

切割磁感線運動時，導體中就產(chǎn)生電流。這種現(xiàn)象叫做電磁感應，導體中產(chǎn)生的電流叫做

感應電流。感應電流的方向與

導體運動方向和

磁場方向有關(guān)。從能量的角度看，電磁感應是將

機械能轉(zhuǎn)化為

電能。法拉第切割磁感線運動感應電流導體運動方向磁場方向機械電3.交流發(fā)電機（1）交流發(fā)電機的原理：

電磁感應現(xiàn)象。（2）交流發(fā)電機的主要組成部分：

轉(zhuǎn)子和定子、

銅環(huán)（兩個）、

電刷（兩個）。大型交流發(fā)電機的定子為

線圈，轉(zhuǎn)子為

磁體。（3）交流電：大小和方向都發(fā)生周期性變化的電流。我國電網(wǎng)以交流電供電，交流電的周期是

0.02s

，頻率為

50Hz

，電流方向每秒鐘改變

100

次。（4）交流發(fā)電機工作時的能量轉(zhuǎn)化：

機械能轉(zhuǎn)化為

電能。電磁感應現(xiàn)象轉(zhuǎn)子和定子銅環(huán)電刷線圈磁體0.02s

50Hz

100

機械能電能要點4磁場對電流的作用－－主要應用：電動機1.原理：通電導體在磁場中受力運動或者通電線圈在磁場中受力轉(zhuǎn)動。電流表和電壓表就是利用該原理制成的。2.能量轉(zhuǎn)化：

電能轉(zhuǎn)化為機械能，但電路中也存在電阻，轉(zhuǎn)化過程中有部分熱量放出。3.轉(zhuǎn)速快慢的影響因素：電流大小、磁場強弱。4.換向器的作用：當線圈剛好轉(zhuǎn)過平衡位置時，

改變線圈中的電流方向，使線圈連續(xù)轉(zhuǎn)動。電能轉(zhuǎn)化為機械能改變線圈中的電流方向，使線圈連續(xù)轉(zhuǎn)動

例1模型可以幫助人們認識和理解一些不能直接觀察到的事物。下列磁感線模型正確的是（

A

）A跟蹤訓練1.1如圖所示是某同學發(fā)明的“鐵皮自動分開裝置”。將強磁鐵靠近一疊鐵皮，被磁化后的鐵皮會自動分開。鐵皮分開的原因是（

C

）CA.同名磁極相互吸引B.異名磁極相互吸引C.同名磁極相互排斥D.異名磁極相互排斥跟蹤訓練1.2甲、乙為不同條形磁鐵的兩個磁極，弧線是部分未標方向的磁感線，如圖所示。根據(jù)圖中小磁針靜止時的指向判斷甲、乙的磁極，下列描述中，正確的是（

B

）BA.甲、乙都是N極B.甲、乙都是S極C.甲是N極，乙是S極D.甲是S極，乙是N極例2按如圖所示電路進行實驗，將滑動變阻器的滑片從右向左移動，電磁鐵吸引的大頭針枚數(shù)增多。此實驗說明影響電磁鐵磁性強弱的一個因素是（

A

）AA.電流的大小B.電流的方向C.線圈的匝數(shù)D.鐵芯的粗細跟蹤訓練2.1

1820年，丹麥物理學家奧斯特通過實驗首次證實電和磁之間的聯(lián)系。小舟用如圖甲所示裝置來模仿該實驗。甲（1）實驗中得到通電直導線周圍存在磁場的結(jié)論，那么他觀察到的現(xiàn)象是

小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn)。小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn)（2）早先電話聽筒的結(jié)構(gòu)如圖乙所示，當變化的電流通過線圈時，電磁鐵的

磁性強弱發(fā)生變化，對薄鐵片產(chǎn)生變化的吸引力，從而使薄鐵片振動不同而發(fā)出不同的聲音，這樣就可以聽到對方的講話了。乙磁性跟蹤訓練2.2如圖所示，閉合電磁鐵開關(guān)S，條形磁鐵靜止在水平桌面上。下列判斷正確的是（

A

）A.條形磁鐵受到電磁鐵對其向左的作用力B.條形磁鐵受到桌面對其向左的摩擦力C.將滑動變阻器的滑片向右移動，條形磁鐵受到的摩擦力不變D.若只改變電源的正負極，條形磁鐵受到的摩擦力變大A例3如圖所示是小寧設計的水位自動控制電路，其中工作電路由指示燈L、電動機M等元件組成，由家庭電路供電；控制電路中，金屬板A、B置于水箱中不同位置，水箱中的天然水是導體。（1）我國家庭電路電壓為

220

V。220

（2）當水箱內(nèi)水面處于金屬板A以下時，工作電路中的

電動機M

處于工作狀態(tài)。（3）測試時，小寧發(fā)現(xiàn)由于電磁鐵磁性太弱，電磁繼電器無法正常工作。適當

增加（選填“增加”或“減少”）電磁鐵的線圈匝數(shù)，可以解決上述問題。電動機M

增加跟蹤訓練3人員密集的室內(nèi)場所，容易造成二氧化碳含量偏高，對人體產(chǎn)生不利的影響。研究小組設計了如圖所示的電路。R2為氣敏電阻，其阻值隨CO2氣體濃度的增大而減小，當室內(nèi)CO2氣體含量升高到一定濃度時，工作電路中的排風扇開始工作，把室內(nèi)氣體排出?；卮鹣铝袉栴}。（1）在設計電路時要實現(xiàn)自動換氣功能，排風扇應連接在工作電路中的

AB

位置。（2）要使排風扇在二氧化碳濃度更低時就能開始工作，以下幾種改進方法正確的是

AC

（選填字母）。

A.增加電磁鐵線圈匝數(shù)B.控制電路中再串聯(lián)一個電阻C.把滑動變阻器R1的滑片向上移AB

AC

例4如圖所示為直流電動機的工作原理圖。線圈abcd處于向右的磁場中，兩個銅半環(huán)E和F跟線圈兩端相連，可隨線圈一起轉(zhuǎn)動，兩半環(huán)中間斷開，彼此絕緣；A和B是電刷，它們分別跟兩個半環(huán)接觸，使電源和線圈組成閉合電路，在圖示位置，電流沿dcba流過線圈，dc邊受到磁場的作用力向下，則（

D

）DA.線圈在圖示位置時，ab邊受到磁場的作用力向下B.線圈由圖示位置轉(zhuǎn)過180°時，電流沿dcba流過線圈C.線圈由圖示位置轉(zhuǎn)過180°時，dc邊受到磁場的作用力向下D.線圈由圖示位置轉(zhuǎn)過180°時，ab邊受到磁場的作用力向下跟蹤訓練4如圖所示，通電導線a、b固定不動，左磁體對a的作用力為Fa，右磁體對b的作用力為Fb，下列說法中，正確的是（

A

）A例5如圖所示是手機無線充電的原理簡化圖，當充電器線圈接通電源之后，該線圈就會產(chǎn)生一個磁場，當手機放在充電器上的時候，手機中的線圈就會產(chǎn)生感應電流，實現(xiàn)無線充電。（1）手機線圈中產(chǎn)生電流是利用

電磁感應現(xiàn)象。電磁感應（2）當充電器線圈中某一時刻的電流方向如圖所示，則圖中B點的磁場方向是

向上（選填“向上”或“向下”）。（3）與傳統(tǒng)方式相比，請你對這種充電方式進行評價。優(yōu)點：使用方便，兼容性強，可以一對多充電，解決了接口不匹配問題等。缺點：充電效率較低，電磁輻射較大，價格高等。向上跟蹤訓練5如圖所示，這是乘客通過“刷身份證”進站時的情景，將身份證靠近檢驗口，機器感應電路中就會產(chǎn)生電流，從而識別乘客身份。下列選項中能反映其工作原理的是（

B

）A

BC

DB例6如圖所示，一個綜合實踐小組用一段漆包線繞成線圈abcd，用小刀刮兩端引線的漆皮，一端全部刮去，另一端只刮上半圈或下半圈。將線圈abcd放在用硬金屬絲做成的支架m、n上，并按圖示連接電路，則電磁鐵的上端是

N

極。閉合開關(guān)，用手輕推一下線圈，線圈會持續(xù)轉(zhuǎn)動，這就是簡易的

電動機（選填“發(fā)電機”或“電動機”）。N

電動機跟蹤訓練6科學課上老師做了一個有趣的實驗：閉合開關(guān)，用外力使導體棒ab水平向右運動，發(fā)現(xiàn)導體棒cd也隨之運動起來。下列對于該實驗原理和現(xiàn)象的分析，符合實際情況的是（

C

）A.乙裝置中導體棒cd的運動方向不受導體棒ab運動方向的影響B(tài).甲裝置把電能轉(zhuǎn)化為機械能C.甲裝置運用的原理是電磁感應現(xiàn)象D.乙裝置產(chǎn)生的現(xiàn)象在生活中的應用是發(fā)電機C

影響電磁鐵磁性強弱的因素1.教材實驗原理圖2.實驗原理應用控制變量法探究影響電磁鐵磁性強弱的因素：①電流大小；②線圈匝數(shù)。3.實驗結(jié)論（1）結(jié)論一：通過電磁鐵的電流越強，電磁鐵的磁性就越

強。（2）結(jié)論二：當電流一定時，電磁鐵的線圈匝數(shù)越多，電磁鐵的磁性越

強。強強4.實驗關(guān)鍵點因變量“電磁鐵磁性強弱”是通過電磁鐵吸引大頭針的個數(shù)多少來表示，應用的這種方法叫轉(zhuǎn)換法。5.實驗拓展由于電磁鐵磁性強弱與鐵芯的有無、電流的大小、線圈匝數(shù)的多少有關(guān)。因此，在探究影響電磁鐵磁性強弱與其中某一因素的關(guān)系時，必須應用控制變量法來保證其他因素不變。例7學習了“電生磁”的知識后，小柯在家里進行實驗探究。實驗器材主要有：全新干電池若干節(jié)、鐵釘3枚、大頭針若干、長導線1根。實驗過程：①用細線把3枚鐵釘捆綁在一起，再用長導線纏繞鐵釘6圈，連接在1節(jié)全新干電池兩端（如圖所示），制成簡易的電磁鐵。用電磁鐵尖端去靠近大頭針，觀察吸引大頭針的數(shù)目（通電時間不超過10s，下同）。②將電磁鐵連接在2節(jié)串聯(lián)的全新干電池兩端，重復實驗。③將電磁鐵連接在3節(jié)串聯(lián)的全新干電池兩端，重復實驗。④增加電磁鐵的線圈匝數(shù)至9匝，連接在1節(jié)全新干電池兩端，重復實驗。⑤增加電磁鐵的線圈匝數(shù)至12匝，連接在1節(jié)全新干電池兩端，重復實驗。（1）1節(jié)全新干電池的電壓是

1.5

V。（2）小柯的實驗想要探究的問題：

電磁鐵的磁性強弱是否與線圈匝數(shù)、電流大小有關(guān)。（3）本實驗用電磁鐵吸引大頭針的數(shù)目來比較電磁鐵的磁性強弱，此科學方法屬于

轉(zhuǎn)換法（選填“類比法”或“轉(zhuǎn)換法”）。1.5

電磁鐵的磁性強弱是否與線圈匝數(shù)、電流大小有關(guān)轉(zhuǎn)換法（4）請幫助小柯設計用于記錄實驗數(shù)據(jù)的表格。實驗次數(shù)線圈匝數(shù)電池節(jié)數(shù)吸引大頭針數(shù)量12345跟蹤訓練7如圖所示是樂樂研究“影響電磁鐵磁性強弱的因素”的裝置圖，它由電源、滑動變阻器、開關(guān)、帶鐵芯的螺線管和自制的針式刻度板組成。在指針下方固定一物體A，當把導線a與接線柱2相連時，閉合開關(guān)后，指針B發(fā)生偏轉(zhuǎn)。（1）A可能是一塊

軟鐵。（2）樂樂在實驗時通過觀察

指針B偏轉(zhuǎn)的角度來判斷電磁鐵磁性的強弱，這種方法稱之為

轉(zhuǎn)換法。軟鐵指針B偏轉(zhuǎn)的角度轉(zhuǎn)換法（3）實驗發(fā)現(xiàn)：①當滑動變阻器的滑片P向左滑動時，指針B偏轉(zhuǎn)的角度將會隨之發(fā)生變化；②保持滑片P位置不變，當導線a由接線柱2改為與接線柱1相連時，閉合開關(guān)后，可發(fā)現(xiàn)指針B偏轉(zhuǎn)的角度將會

變大（選填“變大”或“變小”）。

變大（4）通過以上實驗可得出的結(jié)論是

電磁鐵磁性強弱與電流大小和線圈的匝數(shù)有關(guān)。當通過電磁鐵的電流一定時，電磁鐵線圈的匝數(shù)越多，磁性越強。電磁鐵磁性強弱與電流大小和線圈的匝數(shù)有關(guān)。當通過電磁鐵的電流一定時，電磁鐵線圈的匝數(shù)越多，磁性越強

1.關(guān)于電與磁，下列說法正確的是（

B

）A.同名磁極靠近時會相互吸引B.奧斯特實驗證實了電流周圍存在磁場C.螺線管通電時，電流越大其磁性越弱D.發(fā)電機工作時將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能B2.下列所示的實驗裝置中，能說明磁極間相互作用規(guī)律的是（

A

）

A

B

C

DA3.以下關(guān)于電與磁的描述中，說法正確的是（

D

）

DA.圖甲：磁感線不是真實存在的，地磁場的北極在地理北極附近B.圖乙：P向右移動，能吸引更多鐵釘，鐵釘下端為電磁鐵的S極C.圖丙：同時對調(diào)磁極和電源正負極，線圈的轉(zhuǎn)動方向會發(fā)生改變D.圖丁：閉合開關(guān)，導體ab豎直向下運動或豎直向上運動，電流表指針不發(fā)生偏轉(zhuǎn)4.全自動洗衣機的進水閥門是由電磁鐵控制的，其構(gòu)造示意圖如下。當線圈通電后產(chǎn)生磁場，線圈上端為

S

極，對銜鐵施加

向上（填方向）的力，使銜鐵移動，閥孔打開，水流進洗衣機。S

向上5.如圖所示是一種溫度自動控制裝置的原理圖。制作水銀溫度計時在玻璃管中封入一段金屬絲，“電源1”的兩極分別與水銀和金屬絲相連。（1）閉合開關(guān)S后，當溫度達到

90

℃時，發(fā)熱電阻就停止加熱。（2）當電磁鐵中有電流通過時，若它的左端為N極，則“電源1”的

右端為正極。90

右（3）為增強電磁鐵的磁性，下列措施一定可行的是

①

（選填序號）。①增大“電源1”的電壓；②減小“電源2”的電壓；③減少電磁鐵線圈匝數(shù)；④改變電磁鐵中電流方向。①

6.

（1）為了探究導體在磁場中運動時產(chǎn)生感應電流的條件，在如圖甲所示的實驗裝置中，還需在導線夾a、b間接入的電路元件是

電流表。甲電流表（2）某同學用圖乙所示的裝置探究通電螺線管外部磁場的方向與螺線管中電流的方向是否有關(guān)，閉合開關(guān)，標出通電螺線管中電流的方向、小磁針靜止時N極的指向；僅將電源正負極對調(diào)后連入電路，如圖丙所示，閉合開關(guān)，標出通電螺線管