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第十八讲　电与磁
1.磁现象
(1)磁性:磁体能够吸引　　、钴、镍等物质的性质。
(2)磁极:磁体上吸引能力最　　的两个部分,分别为　 极和S极。
(3)磁极间相互作用:同名磁极相互　 　,异名磁极相互　 　。
(4)磁化:一些物体在磁体或电流的作用下获得　 　的现象。
磁现象和磁场
铁
强
N
排斥
吸引
磁性
注意: (1)一个磁体有且只有两个磁极。
(2)物体与磁体相互排斥,其一定具有磁性;物体与磁体相互吸引,其不一定具有磁性。
2.磁场
基本性质 对放入其中的磁体产生　 　的作用,磁极间的相互作用是通过磁场发生的
方向规定 在磁场中某点的小磁针静止时　 　所指的方向规定为该点的磁场方向
磁力
北极
磁感线 定义 为了描述磁场的分布情况而画出的假想曲线,实际并不存在
方向 在磁体周围,磁感线从　　极出发回到　　极
在磁体内部,磁感线从S极出发回到N极
作用 a.磁感线的疏密程度可以表示磁场的强弱,磁感线越密,磁
场越强;
b.磁感线上任意一点的切线方向与该点的磁场方向一致
地磁场 定义 地球周围存在的磁场
分布 地磁的南极在地理　　极附近,地磁的北极在地理　 极附近
磁偏角 最早由我国宋代学者　 　记述
N
S
北
南
沈括
[九全,P123] 如图所示,由图中磁感线可知,这两个磁极都是　　极,若在B点放一个小磁针,小磁针静止时北极指向　　(选填“上”或“下”)方。
电生磁
1.电流的磁效应
(1)奥斯特实验:电流的磁效应是由丹麦物理学家　 　在1820年通过
实验首先发现的,该实验表明　 　周围存在磁场,磁场方向跟　
　 有关。
(2)定义:电流周围存在磁场的现象称为电流的　　效应。
N
下
奥斯特
通电导线
电流
的方向
磁
2.通电螺线管的磁场
(1)分布:通电螺线管周围的磁场跟　 磁体的磁
场相似。
(2)判定:用右手握住螺线管,让四指指向螺线管中
　 ,则拇指所指的那端就是螺线管的　　极。
3.电磁铁
(1)结构:内部插入　　 的通电螺线管叫做电磁铁。
(2)原理:电流的　 效应。
(3)特点:磁性的有无可由　 　来控制;磁性的强弱可由　
和　 　来控制;磁极可由　 　来控制。
条形
N
铁芯
磁
电流的通断
电流
的大小
线圈的匝数
电流的方向
电流的方向
(4)影响因素:当线圈匝数一定时,电流越大,磁性越 ;当通过的电流
一定时,线圈匝数越多,磁性越 。
(5)应用:电磁继电器、电磁起重机、电铃等。
4.电磁继电器
(1)原理:如图所示,通电时电磁铁具有　 　,向　　吸引衔铁,将工
作电路触点接通,工作电路闭合;断电时,电磁铁　 　磁性,弹簧将衔
铁弹起,工作电路断开。
(2)作用:通过控制　 　、弱电流电路的通
断,间接控制高电压、 　的工作电路,还
可以实现远距离操作自动控制。
(3)实质:利用电磁铁控制工作电路的　 。
强
下
失去
低电压
强电流
开关
强
磁性
[九全,P124] 如图所示是　 　实验,由甲、乙两图可知 周围存在磁场,由甲、丙两图可知磁场方向与　 方向有关。
奥斯特
通电导线
电流
电动机
1.磁场对通电导线的作用:
通电导线在磁场中会受到　 的作用,力的方向与　 和　 　
有关。
力
磁场方向
电流方向
2.电动机
(1)构造:由　 　和转子组成。
(2)原理:通电线圈在磁场中受到　　的作用。
(3)转动方向:由　 方向和　 方向决定。
(4)换向器的作用:每当线圈转到平衡位置时,自动改变线圈中的电流方向。
(5)能量转化:　　能转化为　 能。
注意: 当电流方向和磁场方向有一个改变时,通电导线受力的方向改变;
如果二者同时改变,通电导线受力方向不变。
定子
电流
力
磁场
电
机械
[九全,P133] 接通电源,磁场中的导体ab会运动,说明磁场对　 　
有力的作用,力的方向与 方向、 　　的方向都有关,利用此装
置制成　　 。
电流
通电导线
磁感线
电动机
磁生电
1.产生感应电流的条件:
闭合电路的　 　导体,在磁场中做　 　磁感线运动。
2.感应电流的方向:与导体　 　的方向和　 方向有关。
3.发电机
(1)原理:　 　。
(2)能量转化:　 能转化为　 　能。
注意: (1)产生感应电流时不一定是导体运动,也可以是磁体运动,只要是导体与磁体相对运动切割磁感线就可以。
(2)无论交流发电机还是直流发电机,在线圈中产生的都是交流电,只不过直流发电机输出的电流是直流电。
一部分
切割
切割磁感线
磁场
电磁感应现象
机械
电
[九全,P138] 如图所示,当AB棒做　 　运动时,灵敏电流计的指针会发生　 　,说明电路中有　 　产生;利用该原理可以制成　 。
切割磁感线
偏转(转动)
感应电流
发电机
司南是我国早期的指南针。小科将条形磁体置于塑料勺内,在勺下垫泡沫,一起置于装水的纸盘中,漂浮在水面上,能自由转动,从而得到一个仿制“司南”。下列说法正确的是( )
A.司南静止时勺柄指南,标为N极
B.司南能指南北是受地磁场的作用
C.司南的纸盘换成铁盘后也能正常使用
D.司南勺柄的指向与勺内磁体的磁极方向无关
磁现象　磁场
B
a、b两个磁极间的磁感线分布如图所示。下列说法正确的是
( )
A.a端磁极是S极,b端磁极是N极
B.P点没有磁场
C.磁感线是真实存在的
D.Q点的磁场方向水平向右
D
利用磁极和磁感线的关系可以解决两类问题
(1)利用磁极判断磁感线方向
(2)利用磁感线方向确定磁极
在磁极附近磁感线上箭头指向磁极的是S极,指向外侧的是N极。
如图所示,闭合电磁铁开关S,条形磁铁静止在水平桌面上。下列判断正确的是( )
A.条形磁铁受到电磁铁对其向左的作用力
B.条形磁铁受到桌面对其向左的摩擦力
C.将滑动变阻器的滑片向右移动,条形磁铁受到的摩擦力不变
D.若只改变电源的正负极,条形磁铁受到的摩擦力变大
电磁铁 电磁继电器
A
商场中的“聪明电梯”在有人或无人乘坐时会以不同的速度运行,这样可以节约用电。如图所示是其控制电路图,R是一个压敏电阻,其阻值随压力的增大而减小。当所有人走出电梯后,则图中电磁铁的磁性将　 　(选填“增强”“减弱”或“不变”),电动机的转速将　 　(选填“变快”“变慢”或“不变”)。
减弱
变慢
如图所示是一种温度自动报警器的原理图,在水银温度计中封入一段金属丝,金属丝下端所指示的温度为90 ℃。下列说法错误的是( )
A.报警器利用了水银导电和热胀冷缩的性质
B.报警器利用了电磁铁通电时有磁性、断电
时磁性消失的特点
C.报警器中水银温度计和电磁铁串联在电路中
D.温度达到90 ℃时,报警器中的灯亮同时铃响
D
如图所示是某同学自制的玩具电动机,一块钕铁椭圆形磁铁吸在干电池底部,将一段裸露的铜线折成矩形线框,上边与电池正极接触,下边搭接在磁铁上,观察到线框顺时针转动,则( )
A.该过程中机械能转化为电能
B.线框左右两边所受磁场力方向相同
C.若仅调换电池两极,线框将逆时针转动
D.若仅调换磁铁两极,线框仍顺时针转动
磁场对电流的作用　电磁感应
C
如图所示是探究电磁感应的实验装置。关于电磁感应现象,下列说法正确的是( )
A.奥斯特发现了电磁感应现象
B.利用此实验现象制作了电动机
C.导线在磁场中沿不同方向运动,导线
中都会有感应电流产生
D.如果磁感线和切割磁感线方向都变得
相反,导线中感应电流的方向不发生改变
D
小亮同学在学习了“电和磁”的知识后,用甲、乙两个直流电动机设计了如图所示的装置,闭合开关S后甲开始转动,同时用皮带带动乙转动,小灯泡发光。在此过程中,将电能转化为机械能的装置是　 (选填
“甲”或“乙”);乙的工作原理是　 　,生活中应用这一原理工作的还有　 　(选填“动圈式扬声器”或“动圈式话筒”);要使甲的转动方向与原来相反,应采取的措施是　 　。
甲
电磁感应现象
动圈式话筒
将电源正负极对调
对下列四幅图的表述正确的是( )
A.图(甲)反映的是电动机的工作原理
B.图(乙)能实现电能转化为机械能
C.图(丙)闭合开关后,小磁针N极逆时针偏转
D.图(丁)中小磁针N极顺时针偏转
磁现象的辨识
A
如图所示,一种环保型手电筒,筒内有一个能滑动的圆柱形磁铁,外圈套着一个线圈。只要将手电筒沿图中箭头方向来回摇动,手电筒的小灯就能发光。下列与此手电筒工作原理相同的是( )
A.电动机
B.电热水壶
C.发电机
D.扬声器
C
三种磁现象的辨识
磁现象 电动机 发电机 奥斯特实验
原理图
原理 通电导线(线圈)在磁场中受力运动 电磁感应现象 通电导体周围存在磁场
相关因素 力的方向与电流方向和磁场方向有关 感应电流的方向与切割磁感线方向和磁场方向有关 磁场方向与电流的方向有关
能量转化 电能→机械能 机械能→电能 电能→机械能
区分关键 先通电后运动 先运动后生电 通电,磁针偏转;断电,磁针恢复原状
[实验器材]
螺线管、小磁针、开关、电源、滑动变阻器、铁屑、导线、硬纸板。
[实验装置]
实验1　探究通电螺线管外部磁场的方向
(2022年课标必做实验)
[设计与进行实验]
1.转换法:通过观察 的指向来判断通电螺线管外部的磁场方向。
2.小磁针的作用:显示通电螺线管外部磁场的存在和　 。
3.实验中轻敲纸板的目的:减小铁屑与纸板间的摩擦,使铁屑在　 力
的作用下,有规律地排列。
4.在螺线管中插入铁棒的目的:　 磁场。
5.判断通电螺线管极性的方法:　 。
[实验结论]
通电螺线管外部的磁场与　 　的磁场相似,磁场方向与　　 方向
有关。
小磁针
磁场
方向
加强
安培定则
条形磁体
电流
例1 在“探究通电螺线管外部磁场”的实验中,采用了如图1所示的实验
装置。
(1)闭合开关S后,小磁针　 (选填“会”或“不会”)发生偏转,说明通
电螺线管与小磁针之间是通过　 　发生力的作用。
(2)在嵌入螺线管的玻璃板上均匀撒些细铁屑,通电后　 　(填写操作
方法)玻璃板,铁屑由于　 　会与玻璃板分离,铁屑在磁场中被　 　
成一个个小磁针从而在磁场中有序排列起来,如图2所示,它与　 　磁
体的磁场分布相似。为描述磁场而引入的磁感线 真实存在的。
会
磁场
轻敲
惯性
磁化
条形
不是
(3)为了探究通电螺线管的磁极性质,老师与同学们一起对螺线管中的电流方向和绕线方式进行了实验,得到了如图4所示的四种关系。实验说明通电螺线管的磁极极性与它的　 　有关,且这个关系可以用　 　判断。
(4)闭合开关S,通电螺线管周围的小磁针N极指向如图3所示,由图可知,在通电螺线管外部,磁感线是从　　极发出,最后回到　　极。
电流方向和绕线方式
安培定则
N
S
图4
(5)在通电螺线管内部,磁感线是从　　极到　　极。
(6)为使磁场加强,可以在螺线管中插入一根　　棒。
(7)为了探究通电螺线管磁极的极性与电流方向是否有关,应该采取的操作是　 。
(8)小明继续实验探究,并按图5连接电路,他先将开
关S接a,观察电流表的示数及吸引大头针的数目;再
将开关S从a换接到b,调节变阻器的滑片P,再次观察
电流表的示数及吸引大头针的数目,此时调节滑动变
阻器是为了　 　,来探
究　 　的关系。
图5
S
N
铁
对调电源的正负极
控制两次实验的电流大小不变
通电螺线管磁性强弱与线圈匝数
[实验器材]
灵敏电流计、蹄形磁体2个(强弱不同)、导体、导线。
[实验装置]
实验2　探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件
(2022年课标必做实验)
[设计与进行实验]
1.实验方法
(1)转换法:通过灵敏电流计的指针 来体现电路中是否产生感应电流。
(2)控制变量法:探究感应电流的方向与导体的运动方向之间的关系时,要保证　 　不变;探究感应电流的方向与磁感线方向之间的关系时,保证　 　不变。
2.选用灵敏电流计的优点:一是灵敏电流计的指针可以向两个方向偏转;二是实验中产生的感应电流较小,普通电流表指针偏转不明显。
3.感应电流产生条件的操作及现象
(1)断开开关,无论怎样移动金属棒,灵敏电流计的指针　 偏转。
是否偏转
磁场(或磁感线)方向
导体的运动方向
都不
(2)闭合开关,让金属棒在磁场中竖直向上或向下(不切割磁感线)移动,灵敏电流计的指针　 偏转。
(3)闭合开关,让金属棒在磁场中分别向左、向右、斜向上、斜向下(切割磁感线)移动,灵敏电流计的指针　 偏转。
4.感应电流较小时采取的措施
(1)换用磁性更　　的蹄形磁体。
(2)改用多匝线圈代替单根导线。
(3)　 　金属棒切割磁感线运动时的速度。
[实验结论]
闭合电路的一部分导体在磁场中做 时,导体中就会产生感应电流,感应电流的方向与　 　方向及磁场方向有关。
发生
强
加快
都不
切割磁感线运动
切割磁感线
例2 如图所示是“探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件”的实验装置。闭合开关后,导体棒ab、灵敏电流计、开关、导线组成闭合电路,实验观察到的现象如表所示。
实验序号 磁场方向 导体棒ab运动方向 灵敏电流计指针偏转情况
1 向下 向上 不偏转
2 向下 不偏转
3 向左 向右偏
4 向右 向左偏
5 向上 向上 不偏转
6 向下 不偏转
7 向左 向左偏
8 向右 向右偏
(1)实验时通过观察　 　来判断电路中是否产生感
应电流。
(2)由实验可知,闭合电路中的部分导体在磁场中做　 运动时,
电路中产生感应电流。
(3)比较第4次和第　　次实验可知,导体棒运动方向相同时,感应电流的
方向与磁场的方向有关。
(4)比较第7次和第8次实验可知,磁场方向相同时,
　。
(5)这个现象在生产和生活中的重要应用是　 　。
切割磁感线
灵敏电流计指针是否偏转
8
感应电流的方向和
切割磁感线方向有关
发电机
(6)连接电路时应将灵敏电流计、导体棒ab串联起来组成　 　回路,在
探究过程中,　 　能转化为　　能。
(7)在仪器和电路连接都完好的情况下,某小组的实验现象不太明显。请
提出一条改进措施:　 　。
(8)当导体棒ab水平向右运动时,灵敏电流计指针反向偏转,为使灵敏电
流计指针正向偏转,可以如何操作 请说出两种方法:　 　
,　 　。
(9)小明进一步猜想,感应电流的大小可能与导体运动速度和磁场强弱有
关。
闭合
机械
电
换一个磁性更强的磁体
使导体棒ab水平向
左运动
调换磁体的两极
为了探究感应电流的大小与磁场强弱是否有关,他应进行的操作是
。
(10)将实验装置中的灵敏电流计换成　 　进行触接,可以探究电动机
的工作原理。
(11)下列设备中,应用电磁感应原理制成的是　 。
A.电风扇
B.动圈式话筒
C.电饭锅
D.电磁起重机
导体运动快慢相同,改变磁场强弱,观察灵敏电流计指针的偏转角度
保持
电源
B
磁现象
1.(2023长沙)我国是最早用文字记载磁现象的国家之一,下列说法正确的是( )
A.“慈(磁)石召铁,或引之也”,说明磁石没有磁性
B.罗盘周围的磁感线真实存在且可见
C.司南静止时指南北是因为受到了地磁场的作用
D.鱼形铁被磁化后制成的指南鱼只有一个磁极
C
电磁现象的辨识
2.(2023永州)洗衣机是家庭中常见的用电器,其主要部件是电动机,下列四个实验装置能够反映电动机工作原理的是( )
C
3.(2023益阳)下列设备工作时应用了电磁感应原理的是( )
A
A.风力发电机
B.调光台灯
C.电风扇
D.电磁起重机
通电螺线管、电磁铁和电磁继电器
4.(2023岳阳)将图中通电螺线管左端磁极和小磁针右端磁极标在对应括号内。
答案:如图所示
5.(2022益阳)如图所示的螺线管,当闭合开关后,下列判断正确的是( )
A.螺线管的左端为S极
B.右边小磁针的N极向左偏转
C.当滑片P右移时,螺线管的磁性会减弱
D.改变电流方向,通电螺线管的外部磁场方向不会改变
B
6.(2022常德)如图所示是一种水位自动报警器的原理图,当水位达到金属块A时(日常生活用水是导电的),电路中( )
A.绿灯亮
B.红灯亮
C.红灯、绿灯都亮
D.红灯、绿灯都不亮
B
电动机
7.(2023长沙)如图为玩具小汽车内直流电动机的结构简图,该电动机工作时将电能转化为　 能和内能。如果想改变该直流电动机的转动方向,你可以采取的方法是　 　(写一条合理方法即可)。
机械
改变电流方向
电磁知识综合
8.(2023株洲)根据人教版初中物理教材电与磁内容绘制的知识结构如图
(甲)所示。
(1)图(甲)中A为发电机的原理,即　 　;B为广播、移动电话传递信息的载体,即　 　。
(2)图(乙)为两个磁极间的磁感线分布情况。根据磁感线的方向可知,这是一对　 　(选填“同名”或“异名”)磁极,位于图中C点的小磁针静止时北极指向　　(选填“上”或“下”)方。
电磁感应
电磁波
同名
上

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