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(共44张PPT)
第十六讲　电与磁
1.磁现象、磁场
磁性 能吸引铁、钴、镍等物质的性质
磁体 具有磁性的物体叫作磁体
磁极 磁体的磁性 　最强　 的部位
指向性 把一个磁体悬挂起来，让其能够自由转动，当它静止下来，总是一端指南，一端指北，指南的那个磁极叫作 　南极（S极）　 ，指北的那个磁极叫作 　北极（N极）　
相互作用 同名磁极相互 　排斥　 ，异名磁极相互 　吸引　
最强　
南极（S极）　
北极（N极）　
排斥　
吸引　
磁化 概念 一些物体在磁体或电流的作用下获得磁性的过程
方法 靠近、接触磁体，或沿同一方向与磁体摩擦
磁场 磁体周围存在着一种看不见、摸不着的物质，磁体之间的相互作用就是通过磁场发生的
磁场性质 对放入其中的磁体有 　力　 的作用
磁场方向 磁场中某点的磁场方向规定为小磁针在磁场中静止时 　北极（N极）　 所指的方向
力　
北极（N极）　
磁感线 作用 磁感线是为描述磁场而构建的一种模型，磁感线的分布情况可大致描述磁场的强弱和方向
认识 ①磁体外部的磁感线从 　N　 极出发回到 　S　 极
②磁感线的 　疏密程度　 表示磁场的强弱
③磁感线上某点切线的方向为该点的磁场方向
④磁感线不是客观存在的
常见磁体的磁感线分布 　 　 　
N　
S　
疏密程度　
磁感线 说明 磁感线立体地分布在磁体周围，而不是分布在一个平面内；磁感线不相交
地磁场 地球本身也是一个磁体，小磁针静止时指向南北是因为受到地球磁场的作用。地球的地理北极是地磁场的南极，地理南极是地磁场的北极
2.电流的磁场
奥斯特的 发现 示意图 　 　 　
甲　通电　　　乙　断电　　　丙　改变电流方向
现象 将通电直导线平行地架在小磁针的上方，小磁针就会转到一个新的位置；断开导线，小磁针又回到原来的位置；改变电流的方向，小磁针的转动方向会发生改变
结论 通电导体周围存在着 　磁场　 ，这种现象叫电流的 　磁　 效应。电流的磁场使小磁针发生了偏转，而磁场的方向跟 　电流　 的方向有关
磁场　
磁　
电
流　
通电螺线管的磁场 磁场分布 通电螺线管外部的磁场与 　条形　 磁体周围的磁场相似，其磁场的极性与螺线管中电流的方向有关
示意图 　
右手螺旋 定则 用右手握住螺线管，让四指弯曲并指向螺线管中电流的方向，则拇指所指的那端就是螺线管的N极
条形　
电磁铁 结构 带有铁芯的螺线管
原理 电流的磁效应
磁性强弱的影响因素 电磁铁的磁性强弱跟线圈的匝数和电流的大小有关，电磁铁线圈的匝数 　越多　 、电流 　越大　 ，电磁铁的磁性越强（通电螺线管的磁性强弱还与有无铁芯有关）
特点 磁性有无、磁性强弱、极性变换都可由电流控制
应用 电磁起重机、磁悬浮列车、电铃等
越多　
越大　
电磁继电器 示意图及工作原理 通电时，电磁铁具有磁性，向下吸引衔铁，将工作电路接通；断电时，电磁铁失去磁性，弹簧将衔铁拉起，工作电路断开

应用 利用低电压、弱电流电路的通断，间接控制高电压、强电流的工作电路，还可以实现远距离操作和自动控制
实质 利用电磁铁来控制工作电路的一种开关
3.磁场对电流的作用
磁场对 电流的 作用 实验 示意图
实验过程 及现象 ①闭合开关，金属棒ab会运动起来，移走磁体后，金属棒ab就不再运动
②磁场方向不变，改变电流的方向，金属棒ab的运动方向会改变
③电流方向不变，改变磁场的方向，金属棒ab的运动方向会改变
结论 通电导体在磁场中会受到力的作用，作用力的方向跟 　磁场　 方向和 　电流　 方向都有关（当电流的方向或磁场的方向变得相反时，通电导体受力的方向也变得相反）
磁场　
电流　
直流 电动机 工作 示意图
结构 A、B是电刷，E、F是换向器
工作过程 此时线圈顺时针转动，当线圈越过平衡位置时，换向器改变线圈中的电流方向，使线圈继续顺时针转动
原理 通电线圈在磁场中受力转动，直流电动机还会通过 　换向器　 及时改变线圈中的 　电流　 方向，以保持线圈的持续转动
能量转化 将 　电　 能转化为 　机械　 能
应用 扬声器、电流表、电动车等
换向器　
电流　
电　
机械　
4.电磁感应现象
电磁感应现象 实验示意图
实验过程 及现象 ①开关断开时，电路中无电流
②开关闭合且使导体棒ab平行于磁感线方向运动时，电路中无电流
③开关闭合且使导体棒ab切割磁感线运动时，电路中产生电流；若改变磁场方向或改变导体切割磁感线的运动方向，电流方向将 　改变　
结论 磁可以生电
改变　
电磁感应 定义 闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中产生电流的现象
条件 ①闭合电路
②有一部分导体在磁场中
③导体在磁场中做切割磁感线运动
方向 感应电流的方向与 　磁场　 方向和导体切割磁感线 　运动　 的方向有关
磁场　
运动　
发电机 工作示意图 　
交流发电机　　　　直流发电机
原理 电磁感应
能量转化 将 　机械　 能转化为 　电　 能
应用 动圈式话筒、手摇发电机、风力发电机等
机械　
电　
　　实验突破30　探究感应电流产生的条件
1.实验目的：探究感应电流产生的条件。
2.实验器材：蹄形磁体、导线、灵敏电流计、开关、导体棒等。
3.实验电路图：
4.实验步骤：
（1）闭合开关，让导体棒在磁场中运动，观察在什么情况下产生电流。
（2）尝试用多种方法改变感应电流的方向。
5.实验注意事项：
（1）由于产生的感应电流很小，应使用灵敏电流计检测而不用普通的电流表。
（2）用多匝矩形线框替代导体棒做实验，效果会更明显。
6.实验结论：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中就会产生电流。电流的方向与磁场的方向和导体切割磁感线运动的方向有关。
　某同学用如图甲所示的装置探究什么情况下磁可以生电。在蹄形磁体的磁场中放置一根导线，导线两端跟灵敏电流计连接组成闭合回路。
例1题图
　　（1）让导线AB在磁场中静止，观察到灵敏电流计的指针 　不偏转　 ；让导线AB在磁场中静止，换用磁性更强的蹄形磁体，观察到灵敏电流计的指针 　不偏转　 ；保持蹄形磁体静止，让导线AB从图示位置水平向右运动，观察到灵敏电流计的指针 　偏转　 。（均选填“偏转”或“不偏转”）
不偏转　
不偏转　
偏
转　
（2）图乙中的a表示垂直于纸面的一根导线，它是闭合电路的一部分。它在磁场中按箭头方向运动时，会产生感应电流的是 　CD　 （填字母）。
CD　
　　 在做“探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件”的实验时，用绝缘细线将一根导体棒AB悬挂在蹄形磁体的磁场中，再将导体棒AB、灵敏电流计及开关用导线连接成一个闭合电路，如图所示。
例2题图
（1）闭合开关，让导体棒AB保持静止，电路中 　无　 （选填“有”或“无”）感应电流产生。
（2）闭合开关，让导体棒AB沿 　水平方向左右　 （选填“竖直方向上下”或“水平方向左右”）运动时，电路中有感应电流产生。
无　
水平方向左右　
【拓展设问】
（3）【改变实验条件】若将实验装置中的灵敏电流计换成电源，则闭合开关后，处于磁场中的导体棒AB 　会　 （选填“会”或“不会”）受到磁场的作用力。
（4）【实验方案优化】实验中发现灵敏电流计的指针偏转不明显，为了使指针偏转明显，请你从实验装置和操作上各提一条改进意见。
　　装置改进： 　换磁性更强的磁体　 。
　　操作改进： 　更快速地移动导体　 。
会　
换磁性更强的磁体　
更快速地移动导体　
1.（2021·安徽）小林将导线绕在一根铁钉上，制成电磁铁，与电池接通后，如图所示，铁钉的尖端为 　N　 （选填“N”或“S”）极。
第1题图
N　
基础提升　
考点1　磁现象、电流的磁场
【拓展训练·跨学科】医生给心脏病患者做手术时，往往要用一种称为“人工心脏泵”的体外装置来代替心脏，以推动血液循环。如图所示，通电时线圈与活塞柄组成的系统与固定在左侧的永磁体相互作用，带动活塞往复运动，从而完成抽血和送血。当线圈中的电流从a流向b时，活塞将向 　右　 （选填“左”或“右”）运动。
右　
2.（2023·广东）如图所示，桌面上有一枚转动灵活的小磁针，静止时，小磁针的
　S　 （选填“N”或“S”）极指南。当导线与电池连接时，小磁针发生偏转，说明通电导线周围存在 　磁场　 ；断开电路，小磁针 　会　 （选填“会”或“不会”）回到原来的位置。
第2题图
S　
磁场　
会　
3.实验发现，两条平行放置的直导线，当通以相同方向的电流时相互吸引，如图所示。这是因为电流能够产生磁场，而磁场对电流又有力的作用。我们可以这样分析它们的受力：对a导线，通电b导线产生的磁场对它具有向右的作用力；对b导线，
　通电a导线产生的磁场对它具有向左的作用力　 。
第3题图
通电a导线产生的磁场对它具有向左的作用力　
4.（2022·安徽）将小磁针放置在通电螺线管右侧，小磁针静止时，其N极的指向如图所示。由此可知电流是从 　B　 （选填“A”或“B”）端流入螺线管的。
第4题图
【变式设问】若在通电螺线管内部中间处放一个小磁针，则小磁针静止时N极指向
　左方　 （选填“左方”或“右方”）。
B　
左方　
5.（2023·娄底）如图所示是一种温度自动控制报警装置的电路图。当温度达到90 ℃时，就会启动报警装置，发出信号提醒用户。温度计中的水银属于 　导体　 （选填“导体”或“绝缘体”），报警时，工作电路中的 　红　 灯亮。
第5题图
导体　
红　
6.（2023·山西）在班级组织的“自制指南针”活动中，小伟同学用条形磁体将缝衣针磁化后，将其放在水中漂浮的一片树叶上。多次将树叶轻轻旋转，待树叶静止后，观察到树叶的尖端总是指向南方，如图所示。下列说法正确的是（　D　）
A.树叶尖端指向地磁南极
B.指南针的“N”应标注在树叶尖端
C.树叶周围存在磁场和磁感线
D.若用磁体的N极靠近树叶尖端，则会相互吸引
第6题图
D
7.直线电流周围磁场的磁感线分布和磁场方向的判定方法如图所示。将一枚可自由转动的小磁针放在水平放置的直导线正下方，直导线通电的瞬间（　D　）
　
第7题图
A.若电流方向从南向北，则小磁针沿顺时针方向偏转
B.若电流方向从北向南，则小磁针沿逆时针方向偏转
C.若电流方向从东向西，则小磁针不发生偏转
D.若电流方向从西向东，则小磁针不发生偏转
D
8.如图所示，闭合开关S后，下列说法正确的是（　B　）
A.通电螺线管外A点的磁场方向向左
B.通电螺线管的左端为N极
C.向左移动滑动变阻器的滑片P，通电螺线管的磁性减弱
D.小磁针静止后，其N极的指向沿水平向右
第8题图
B
9.（科学探究）（2023·云南）如图所示，某实验小组做“探究通电螺线管外部磁场的特点”的实验。
第9题图
（1）将螺线管安装在一块有机玻璃板上，连入电路中。在板面上均匀地撒满铁屑，闭合开关并轻敲玻璃板面，观察到铁屑的分布情况如图甲所示。铁屑的分布情况与 　条形　 磁体周围铁屑的分布情况相似，铁屑的作用是显示 　磁场的分布情况　 。
条
形　
磁场的分布情况　
（2）把小磁针放在通电螺线管四周不同的位置，小磁针静止时N极所指的方向如图乙所示，则通电螺线管的右端为 　N　 极。对调电源正、负极，闭合开关，小磁针静止时N极所指的方向如图丙所示，说明通电螺线管的极性与 　电流　 的方向有关。
　
N　
电流　
10.为了探究电磁铁的磁性强弱与哪些因素有关，小零同学用漆包线（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，如图所示是实验中观察到的四种吸引大头针的情况。
　
第10题图
（1）实验通过观察大铁钉 　吸引大头针的多少　 来判断电磁铁磁性的强弱。
（2）比较 　乙、丙　 两图可知，匝数相同时，电流越大，磁性越强。
（3）由图 　丁　 可知，当电流一定时，匝数越多，磁性越强。
吸引大头针的多少　
乙、丙　
丁　
1.如图所示，在蹄形磁体的磁场中放置一根导体棒AB，它的两端跟灵敏电流计连接，使导体棒快速向右运动，观察到灵敏电流计的指针发生偏转。从能量转化的角度来分析，该实验过程中 　机械　 能转化成了电能。
第1题图
机械　
考点2　电磁感应
2.如图所示，综合实践小组用一段漆包线绕成线圈abcd，用小刀刮两端引线的漆皮，一端全部刮去，另一端只刮上半圈或下半圈。将线圈abcd放在用硬金属丝做成的支架m、n上，并按图示连接电路，则电磁铁的上端是 　N　 极。闭合开关，用手轻推一下线圈，线圈会持续转动，这就是简易的 　电动机　 （选填“发电机”或“电动机” ）。
第2题图
N　
电动机　
3.（2023·长沙）如图所示是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 　机械　 能和内能。如果想改变该直流电动机的转动方向，可以采取的方法是 　改变电流（或磁场）方向　 （写一条合理方法即可）。
第3题图
机械　
改变电流（或磁场）方向　
4.（2023·安徽）如图所示是探究产生感应电流的条件的装置。某次实验时，若导体AB不动，磁体沿图中箭头所示方向运动，则闭合回路中 　能　 （选填“能”或“不能”）产生感应电流。
第4题图
能　
5.如图所示，一个电子自左向右从夹缝中射出，则穿过磁场时因受力向纸内发生偏转。若将电子改为质子，仍然使其自左向右从夹缝中射出，则穿过磁场时，质子将向 　纸外　 （选填“纸内”或“纸外”）偏转。
第5题图
纸外　
6.（2021·安徽）如图所示是直流电动机的工作原理图。线圈abcd处于向右的磁场中，两个铜半环E、F跟线圈两端相连，可随线圈一起转动，两个铜半环中间断开，彼此绝缘；A、B是电刷，它们分别跟两个铜半环接触，使电源和线圈组成闭合电路。在图示位置，电流沿dcba流过线圈，dc边受到的磁场的作用力向下，则（　D　）
A.线圈在图示位置时，ab边受到的磁场的作用力向下
B.线圈由图示位置转过180°时，电流沿dcba流过线圈
C.线圈由图示位置转过180°时，dc边受到的磁场的作用力向下
D.线圈由图示位置转过180°时，ab边受到的磁场的作用力向下
第6题图
D
7.（2022·安徽）用如图所示的装置探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件，实验时蹄形磁体保持静止，导体棒ab处在竖直向下的磁场中。下列操作能使灵敏电流计的指针发生偏转的是（　B　）
A.导体棒ab保持静止
B.导体棒ab向左运动
C.导体棒ab竖直向下运动
D.导体棒ab竖直向上运动
第7题图
B
8.如图所示是新能源汽车专用号牌，号牌中的字母“D”表示纯电动汽车，这类汽车的动力装置为电动机。下列实验与其工作原理相同的是（　C　）
第8题图
A
B
C
C
D
9.（科学思维）（2023·安徽）如图所示是某电动机的原理图，EF、PQ为螺线管，abcd为电动机的线圈，OO'为转轴。闭合开关，从O点沿转轴观察，线圈顺时针转动，则（
　C　）
A.螺线管F端为N极，P端为N极
B.螺线管F端为S极，P端为S极
C.若将电源的正、负极对调，从O点沿转轴观察，则线圈仍顺时针转动
D.若将电源的正、负极对调，从O点沿转轴观察，则线圈将逆时针转动
第9题图
C
10.在做“探究什么情况下磁可以生电”的实验时，实验装置如图所示。
第10题图
（1）实验现象∶
①保持蹄形磁体的位置不动，让导线AB在磁场中静止、竖直向上或向下运动，灵敏电流计的指针均不发生偏转。
②导线AB向左或向右运动，灵敏电流计的指针发生偏转。
③保持导线AB不动，让蹄形磁体向左或向右运动，灵敏电流计的指针发生偏转。
实验结论∶闭合电路的一部分导体在磁场中做 　切割磁感线　 运动时，导体中就会产生感应电流。
切割磁感线　
（2）实验现象∶
①保持磁场方向不变，导线AB向右运动时，灵敏电流计的指针向左偏转；导线AB向左运动时，灵敏电流计的指针向右偏转。
②对调磁体两极的位置，使磁场方向发生改变，导线AB向右运动时，灵敏电流计的指针向右偏转；导线AB向左运动时，灵敏电流计的指针向左偏转。
实验结论∶感应电流的方向与 　导体切割磁感线的方向和磁场的方向　 有关。
导体切割磁感线的方向和磁场的方向　

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