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(共34张PPT)
模块四　电和磁
第31讲
磁现象　电流的磁效应
新课标 内容要求 1.通过实验，认识磁场；知道用磁感线描述磁场；知道地磁场。
2.通过实验，了解电流周围存在磁场。
3.探究并了解通电螺线管外部磁场的方向；会判断通电螺线管的极性或电流方向。
【教材导航】 人教教材九年级P118～132；粤沪教材九下P2～20
考点1　 磁现象
1.磁性：磁体具有吸引〔1〕 　铁　 、钴、镍等物质的性质。
2.磁体：具有〔2〕 　磁性　 的物体。磁体可分为天然磁体和人造磁体，按形状又可分为条形磁体、蹄形磁体、针形磁体等。
3.磁极：磁体上磁性〔3〕 　最强　 的部位叫磁极。能够自由转动的磁体，指南的磁极叫〔4〕 　南（S）　 极，指北的磁极叫〔5〕 　北（N）　 极。磁极间相互作用的规律是：同名磁极相互〔6〕 　排斥　 ，异名磁极相互〔7〕 　吸引　 。注意：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：一些原来没有磁性的物体在磁体或电流的作用下获得磁性的现象。磁化后能长期保持磁性的材料称为硬磁性材料；磁化后磁性容易消失的材料称为软磁性材料。
铁
磁性
最强
南（S）
北（N）
排斥
吸引
5.磁场：
（1）磁场是存在于磁体周围的物质，它是一种看不见、摸不着的特殊物质。磁场的基本性质是〔8〕 　对放入其中的磁体产生力的作用　 。磁极间的相互作用都是通过〔9〕 　磁场　 发生的。
（2）磁场的方向：空间某点小磁针静止时〔10〕 　北（N）　 极所指的方向为该点磁场的方向。
（3）磁感线是为了描述磁场而引入的带有箭头的曲线，磁感线上各点的切线方向就是该点的磁场方向。磁体外部的磁感线都是从磁体的〔11〕 　北（N）　 极出来，回到磁体的〔12〕 　南（S）　 极的。
（4）地球周围存在着地磁场。地磁场的北极在地理的〔13〕 　南极　 附近，地磁场的南极在地理的〔14〕 　北极　 附近。
对放入其中的磁体产生力的作用
磁场
北（N）
北（N）
南（S）
南极
北极
考点2　 电流的磁效应
6.电流的磁效应：通电导线周围存在磁场，磁场的方向与〔15〕 　电流方向　 有关，这种现象叫电流的磁效应。丹麦物理学家奥斯特是第一个发现电与磁之间联系的人。
7.通电螺线管：通电螺线管外部的磁场与〔16〕 　条形　 磁体的磁场一样。通电螺线管两端的极性跟螺线管中〔17〕 　电流的方向　 有关，可以用安培定则来判定：用〔18〕 　右　 手握住螺线管，让四指指向螺线管中〔19〕 　电流　 的方向，则拇指所指的那端就是螺线管的〔20〕 　北（N）　 极。
电流方向
条形
电流的方向
右
电流
北（N）
考点3　 电磁铁
8.电磁铁主要由铁芯和螺线管组成，它是利用电流的〔21〕 　磁　 效应工作的。其优点为：①磁性的有无由〔22〕 　电流通断　 控制；②磁性的强弱由〔23〕 　电流大小和线圈匝数　 控制；③极性由〔24〕 　电流方向　 控制。
9.影响电磁铁磁性强弱的因素：
（1）当匝数一定时，通过的电流越〔25〕 　大　 ，电磁铁的磁性越强。
（2）当电流一定时，线圈的匝数越〔26〕 　多　 ，电磁铁的磁性越强。
（3）螺线管内插有〔27〕 　铁芯　 ，磁性大为增强。
磁
电流通断
电流
大小和线圈匝数
电流方向
大
多
铁芯
考点4　 电磁继电器
10.电磁继电器是利用电磁铁来控制工作电路的一种开关。它的工作原理：电磁铁通电时，电磁铁有磁性，把衔铁吸下来，使触点部分接触，工作电路闭合；电磁铁断电时失去磁性，弹簧把衔铁拉起，工作电路断开。
1.（改编自人教教材九年级　图20.2－1）如图所示是某同学探究“通电直导线周围是否存在磁场”的实验装置，通电后小磁针发生了偏转。关于这个实验，下列说法中正确的是（　B　）
A.首次通过本实验揭开电与磁之间关系的科学家是法拉第
B.小磁针的作用是检验通电直导线周围是否存在磁场
C.实验中直导线是沿东西方向放置的
D.把小磁针放在直导线的上方，通电后小磁针不发生偏转
B
2.（改编自人教教材九年级　图20.2－10）如图中各螺线管通电后，小磁针的指向正确的是（　D　）
D
3.（改编自人教教材九年级P132　T1）如图所示是一个水位自动报警器的原理图。水位没有到达金属块A时，绿灯亮；水位到达金属块A时，红灯亮。下列关于它的工作原理的讨论中正确的是（　B　）
A.此容器中的水不能导电
B.此装置中电磁铁有无磁性与水位有关
C.红、绿灯所在电路是控制电路
D.衔铁是永磁体
B
实验28　探究通电螺线管外部的磁场分布
为了探究“通电螺线管外部的磁场分布”，小刚设计了下面的实验：
（1）如图甲所示，导线与电池触接时，小磁针 　会　 （填“会”或“不会”）发生偏转，说明 　通电导线周围存在磁场　 。此时，小磁针对通电导线 　有　 （填“有”或“没有”）力的作用。
会
通电导线周围存在磁场
有
（2）把导线缠绕成螺线管，通电后即做成通电螺旋管，如图乙所示。在通电螺线管周围撒上铁屑，通过铁屑的分布，小刚推测通电螺线管周围的磁场与 　条形　 磁体的磁场分布相似。
（3）为了研究通电螺线管的磁极性质，小刚对螺线管可能的电流方向和绕线方式进行了实验，得到了如图所示的四种情况。实验说明通电螺线管的磁极极性只与 　通电螺线管中的电流方向　 有关。
（4）为使磁场加强，可以在螺线管中插入一根 　铁　 棒，制成 　电磁铁　 ，如图丙所示。
条形
通电螺线管中的电流方向
铁
电磁铁
（5）为了探究电磁铁的磁性强弱的影响因素，小刚又设计了丁、戊两个电路图。他通过观察 　电磁铁吸引的大头针数目　 来判断电磁铁的磁性强弱，用到了 　转换法　 。
①图丁中，当滑片向 　左　 移动时，吸引的大头针数目比较多，说明电磁铁的磁性强弱与 　电流大小　 有关；
②图戊中，通过两个电磁铁的电流大小 　相等　 ， 　右　 （填“左”或“右”）边电磁铁吸引的大头针数目多，说明电磁铁的磁性强弱与 　线圈匝数　 有关。
（6）图己是电磁铁在实际中的一个应用，叫 　电磁继电器　 。
电磁铁吸引的大头针数目
转换法
左
电流大小
相等
右
线圈匝数
电磁继电器
疑难点1　 如何认识磁场
1.下列关于磁场的说法中，错．误．的是（　D　）
A.磁体周围的空间存在着看不见、摸不着的磁场
B.磁体间的相互作用是通过磁场产生的
C.磁场是有方向的，在磁场中的不同位置，其磁场方向一般不同
D.磁感线能形象的描述磁场，它和磁场都是真实存在的
D
【突破指引】（1）磁场也是一种物质，而且是一种看不见摸不着的特殊物质，人们是通过它对放入其中的磁体有力的作用这一性质来间接地认识它的。这是物理学研究客观规律的一种方法。
（2）磁感线是人们为了方便地研究磁场而引入的，磁感线是实际不存在的假想曲线，利用这个物理模型能够帮助人们认识磁场。虽然画磁感线时往往只画几条具有代表性的曲线来描述磁场情况，但不能将磁场理解为一条条线状分布的空间，更不能认为两条磁感线之间空的地方就没有磁场。
2.甲、乙为两个条形磁铁的两个磁极，根据如图所示的小磁针静止时的指向，可以判断（　B　）
A.甲是N极，乙是S极 B.甲、乙都是N极
C.甲、乙都是S极 D.甲是S极，乙是N极
B
3.地球周围存在着磁场，如图所示，请标出地磁场的N极和小磁针静止时的N极。
　　　 答图
答图
疑难点2　 探究电磁铁磁性强弱实验
4.在探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”实验中，小明制成简易电磁铁甲、乙，并设计了如图所示的电路。
（1）当滑动变阻器滑片向左移动时，电磁铁磁性 　变强　 （填“变弱”“变强”或“不变”），说明匝数一定时， 　电流越大　 电磁铁磁性越强。
（2）根据图示的情境可知， 　甲　 （填“甲”或“乙”）的磁性较强，说明当电流一定时，线圈匝数越多，电磁铁磁性越强。
变强
电流越大
甲
（3）电磁铁吸引的大头针下端分散的原因是 　同名磁极相互排斥　 。
【突破指引】影响电磁铁磁性强弱的因素有：电流的大小和线圈的匝数。增大电流和增大线圈匝数，都能增强电磁铁的磁性，另外电磁铁里面的铁芯也能影响磁性强弱，一般用软铁芯等磁性材料制作而成，如果换成铜、铝等非磁性材料，则会大大降低电磁铁的磁性。
同名磁极相互排斥
5.为了探究电磁铁的磁性强弱跟哪些因素有关，小明同学用漆包线（表面涂有绝缘漆的导线）在大铁钉上绕若干匝、制成简单的电磁铁，如图所示。用此装置去吸引大头针，甲、乙、丙、丁为实验中观察到的四种情况。
（3）根据图丁可以得出的结论是 　电流相同时，电磁铁线圈匝数越多，电磁铁的磁性越强　 。
电流相同时，电磁铁线圈匝数越多，电磁铁的
磁性越强
（1）实验通过电磁铁 　吸引大头针的数量　 判断电磁铁磁性的强弱，这一方法体现了转换的思想。
（2）比较 　乙、丙　 两图可知：线圈匝数相同时，电流越大磁性越强。
吸引大头针的数量
乙、丙
考向1　 磁体与磁场
1.改编磁体与磁体间的相互作用，可以不相互接触，这是因为磁体周围存在磁场。
（1）在磁体周围，磁体两极处的磁场 　最强　 （填“最强”或“最弱”）。
（2）我们可以用磁感线来表示磁体周围的磁场，下列关于磁感线的说法，正确的是 　BC　 。
A.磁感线是真实存在的
B.磁感线能表示磁体周围各处磁场的强弱
C.磁感线能表示磁体周围各处磁场的方向
最强
BC
（3）小磁针静止时N极会自动转向地球的 　北　 （填“北”或“南”）方，因为地球本身就相当于一个巨大的磁体，它的形状跟 　条形磁体　 的磁场相似，如图所示，是描绘某一磁体周围磁场的部分磁感线，若在b点放置一个可自由转动的小磁针，则小磁针静止时，其N极指向 　Q　 （填“P”或“Q”）。
北
条形磁体
Q
2.（1）（2022·常州）条形磁体的磁感线如图所示，小磁针处于静止状态。请在图中标出：①磁感线A点处的磁场方向；②小磁针的N极。
　　　 答图
（2）（2022·云南）如图所示，请根据两条形磁体磁感线分布情况，在括号中标出磁体的N极和S极。
　　　　　 答图　
答图
答图
考向2　 电生磁
3.（2021·北京）在探究通电螺线管的磁场特点时，通电螺线管在某状态下的两个实验现象如图所示，其中小磁针（黑色一端为N极）静止时的指向情况如图甲所示。铁屑静止时的分布情况如图乙所示。图中能正确用磁感线描述这两个实验现象的是（　C　）
C
4.改编如图所示为探究通电螺线管磁场的分布的实验图：
（1）如图甲所示，在固定有螺线管的水平硬纸板上均匀地撒满铁屑，通电后轻敲纸板，观察铁屑的排列情况，发现通电螺线管外部的磁场与 　条形　 磁体的磁场相似。
（2）实验中，小磁针的作用是为了研究通电螺线管周围的 　磁场方向　 （填“磁场强弱”或“磁场方向”）。
条形
磁场方向
（3）该同学只改变了通电螺线管中电流的方向进行了图甲和图乙两次实验。对比两次的实验现象可得，通电螺线管两端的磁极性质与电流方向 　有关　 （填“有关”或“无关”）。
（4）实验中 　不能　 （填“能”或“不能”）用铜屑代替铁屑显示磁场分布。
有关
不能
考向3　 安培定则
5.（1）（2022·广东）如图甲所示，画出通电螺线管中的电流方向和它外部磁感线a的方向。
　　
甲 答图
答图
（2）（2022·黔东南）闭合开关S后，小磁针静止时的指向如图乙所示，请标出磁感线的方向和在括号内标出电源的“＋”极和“－”极。
　　 答图
答图
考向4　 电磁铁与电磁继电器
6.（2022·常德）如图是一种水位自动报警器的原理图，当水位到达金属块A时（一般的水能导电），电路中（　B　）
A.绿灯亮，红灯不亮
B.红灯亮，绿灯不亮
C.红灯和绿灯都亮
D.红灯和绿灯都不亮
B
7.（2021·山东）某兴趣小组设计了一种路灯自动控制装置，路灯的通断由光控开关控制，两路灯的额定电压为220 V，R为保护电阻，S为光控开关。白天光控开关断开，两路灯不发光；晚上光控开关闭合，两路灯正常发光。下列电路设计符合要求的是（　C　）
C
8.改编如图所示，条形磁铁置于水平桌面上，电磁铁与其在同一水平面上，左端固定并保持水平，当闭合开关后，滑动变阻器的滑片P逐渐向上移动时：
（1）电磁铁的右端为 　S　 （填“N”或“S”）极。
（2）电磁铁的磁性 　变强　 （填“变强”“变弱”或“不变”）。
（3）在此过程中，若条形磁铁相对桌面保持静止，则它受到的摩擦力的大小 　变大　 （填“变大”“变小”或“不变”）
S
变强
变
大
9.（2022·成都）为实现节能和智能控制，空调内部用到了传感器和电磁继电器，如图是启动或停止空调压缩机的电路示意图，电磁继电器是利用电磁铁控制工作电路通断的 　开关　 （填“用电器”“电源”或“开关”），夏天，空调制冷，房间温度降低，热敏元件的电阻增大，控制电路的电流减小，电磁铁的磁性 　减弱　 ，低于设定温度时，工作电路就断开，停止制冷。
开关
减弱
10.（2022·海南）某实验小组用自制电磁铁探究影响电磁铁磁性强弱的因素。他们用相同的漆包线和铁钉绕制成两个电磁铁A和B，B铁钉上绕有更多匝数的线圈，实验装置如图所示。
（1）如图甲所示，闭合开关，电磁铁A的钉尖是 　N　 （填“N”或“S”）极；将滑动变阻器的滑片P向右移动，能吸引 　更少　 （填“更多”“更少”或“不变”）的大头针。
N
更少
（2）如图乙所示，把电磁铁A和B串联，闭合开关，多次移动滑动变阻器的滑片P，发现电磁铁B总能吸引更多的大头针，通过比较，得出的结论是 　电流相同时，匝数越多，电磁铁磁性越强　 。
（3）电磁铁在生活中应用广泛，请举一例： 　电铃　 。
电流相同
时，匝数越多，电磁铁磁性越强
电铃

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