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第二十章 电与磁
人教版 物理
1.磁体：具有磁性的物体。
2.磁性：能够吸引铁、钴、镍等物质的性质。（不能吸引铜、铝等）
3.磁极：磁体的吸引能力最强的两个部位叫做磁极（条形磁体两端的磁性最强，中间几乎没有磁性）。
4.磁极间相互作用的规律：
同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。
一、磁现象
人们利用天然磁铁矿石、钢或某些合金及人工合成材料，根据需要制成各种形状的磁体。
（1）自然界中不存在只有单个磁极的磁体，也不存在多于两个磁极的磁体，磁体上的磁极总是成对出现的。
（2）把一根条形磁体分为数段，则每一段各有两个磁极，若再让这几段磁体互相吸引合为一体，则靠近的两个磁极便不再存在，整个磁体仍然只有两个磁极。
N
S
N
S
N
S
5.磁化：一些物体在磁体或电流的作用下会获得磁性，这种现象叫做磁化。
（1）机械手表磁化后，走时不准。
（2）彩色电视机显像管磁化后，色彩失真。
（3）钢针磁化后，可以用来制作指南针。
（4）磁带和磁盘上都含有磁性物质，可以存储声音、图像和文字信息。
6.消磁：通过撞击、煅烧等手段使磁体失去磁性的过程。
7.磁体的分类
（1）形状：条形磁体、蹄形磁体和磁针。
（2）来源：天然磁体（铁矿石）和人造磁体。
（3）磁性材料：
①软磁性材料：被磁化后，磁性容易消失，例如软铁制造成电磁铁的铁心。
②硬磁性材料：被磁化后，磁性能长期保持，例如钢制造成永久磁体。
1.磁场：磁体周围存在着一种看不见、摸不着的物质，能使磁针偏转，我们把它叫做磁场。
磁场对放入其中的磁体有力的作用，磁体间的相互作用就是通过磁场而发生的。
2.磁场方向：物理学中把小磁针静止时北极所指的方向规定为该点磁场的方向。
二、磁场
3.磁感线：用一些带箭头的曲线画出来，可以方便、形象地描述磁场，这样的曲线叫做磁感线（模型法）。
4.磁感线的方向：磁体外部的磁感线都是从磁体的N极出发，回到磁体的S极。
注意：
（1）磁感线是闭合的曲线。
（2）磁感线之间不相交。
（3）磁感线是三维地分布在磁体周围，而不是平面地分布。
（4）磁感线的疏密程度显示出磁场的强弱。
1.地磁场：地磁场的形状跟条形磁体的磁场相似。
（地球是一个巨大的磁体）
（1）地理的两极和地磁场的两极并不重合。
（2）地磁场N极在地理南极附近，地磁场S极在地理北极附近。
磁针所指的南北方向与地理的南北方向略有偏离，世界上最早记述这一现象的人是我国宋代学者沈括。【磁偏角】
三、地磁场
1.带电体和磁体相似的性质
性质 两极 两极间的作用
吸引轻小物体 有正、负电荷 同种电荷相互排斥
异种电荷相互吸引
吸引铁、钴、镍等物质 有N、S极 同名磁极相互排斥
异名磁极相互吸引
四、电流的磁效应
磁针会转动
（1）电流周围有磁场。
磁针转动方向改变
（2）磁场方向跟电流方向有关。
磁针指南北
断电
通电
改变电流方向
2.结论：
奥斯特
( 1777~1851 )
1.导线绕在圆筒上, 做成螺线管(也叫线圈), 通电后各圈导线产生磁场叠加，磁场增强。
五、通电螺线管的磁场
（1）外部磁场与条形磁体的磁场相似。
（2）N、S极与电流方向和线圈绕向有关。
若改变电流方向或线圈绕向，N极和S极也改变，且正好对调。
（3）磁性强弱与电流大小和线圈匝数有关。
2.通电螺线管的磁场分布：
六、安培定则
1.右手握住螺线管，四指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。
只改变电流方向或线圈绕向时，N、S极改变;
都改变时， N、S极不变。
1.定义：
插入铁芯的通电螺线管称为电磁铁。
2.构造：
3.工作原理：
铁芯被磁化，使电磁铁的磁性增强
电流的磁效应
七、电磁铁
控制变量法 转换法
八、电磁铁的特性
（1）在外形和线圈匝数相同时，通入的电流越大，电磁铁的磁性越强。
（2）在外形和电流相同时，线圈的匝数越多，电磁铁的磁性越强。
（3）在线圈匝数和电流相同时，线圈中匝有铁芯，电磁铁的磁性越强。
1.实验方法：
2.实验结论：
3.电磁铁的应用
（1）电磁铁的实际用途很多，最直接的应用之一是电磁起重机。
电磁起重机
磁悬浮列车
（2）磁悬浮列车所用的磁体大多是通有强大电流的电磁铁，磁悬浮列车的车厢和铁轨上分别安放着磁体，磁极相对。由于磁极间的相互作用，列车能够在铁轨上方几厘米的高度上飞驰。
九、电磁继电器
动触点
静触点
电磁铁：通电时产生磁性，吸下衔铁
衔 铁：带动动触点上下运动
触 点：相当于被控制电路的开关
弹 簧：电磁铁磁性消失时，带动衔铁弹离电磁铁
1.优点：用低电压和弱电流来控制高电压和强电流,并实现远距离操作。
2.电磁继电器是利用电磁铁来控制工作电路的一种开关。
金属导轨
直导体
+
-
十、磁场对通电导线的作用
1.实验结论：
（1）实验表明，通电导线在磁场中要受到力的作用，力的方向跟电流的方向、磁感线的方向都有关系。
（2）当电流的方向或者磁感线的方向变得相反时，通电导线受力的方向也变得相反。
说明：电流方向与磁场方向平行时，导体不受力的作用。只有当电流方向与磁场方向斜交或垂直时，通电导体才会受到力的作用。
线圈受到的力使它顺时针转动。
线圈由于惯性会越过平衡位置。
线圈受到的力阻碍线圈顺时针转动。
十一、电动机
两个铜半环EF
电刷AB
当线圈每转到平衡位置时，自动改变线圈中电流方向，从而实现线圈持续转动。
换
向
器
科 学 世 界
电动机
扬声器是怎样发声的
扬声器是把电信号转换成声信号的一种装置。
永久磁体
锥形纸盆
线圈
当线圈中通有电流时，线圈受到磁铁的作用而运动；当线圈中的电流反向时，线圈向相反方向运动。由于通过线圈的电流是交变电流，它的方向不断变化，线圈就不断地来回振动，带动纸盆也来回振动，于是扬声器就发出了声音。
1.闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中就产生电流。这种由于导体在磁场中运动而产生电流的现象叫做电磁感应，产生的电流叫做感应电流。
2.导体中电流的方向跟导体运动方向和磁场方向有关。
只改变磁场方向或导体切割磁感线的运动方向，电流的方向改变；两者同时改变，电流的方向不变。
十二、电磁感应
4.影响感应电流大小的因素
导体做切割磁感线运动的速度———其他条件一定时，导体切割磁感线运动的速度越大，感应电流越大。
磁场的强弱——其他条件一定时,磁场越强,感应电流越大。
线圈匝数的多少——其他条件一定时，线圈匝数越多，感应电流越大。
3.电磁感应的实质：
电磁感应的实质是机械能转化为电能，由此发明了发电机。
十三、发电机
1.交变电流及其频率
（1）交变电流：
如图就是一个最简单的发电装置的示意图。当导线向左运动时，电流表指针偏转，表明电路中产生了电流；当导线向右运动时，电流表指针向另一个方向偏转，表明产生了另一方向的电流。如果导线左右往复运动，电流表指针来回摆动，电路中产生的是交变电流，简称交流。
（2）频率：
交变电流的频率在数值上等于电流在每秒内周期性变化的次数。我国电网以交流供电，频率为50Hz。
3.发电机
（1）构造：
主体有磁体、线圈、铜环和电刷四个基本组成部分。
实际的发电机比模型式发电机复杂得多，但仍是由转子（转动部分）和定子 （固定部分）两部分组成的。
大型发电机发的电，电压很高、电流很强，一般采取线圈不动、磁极旋转的方式来发电，为了得到较强的磁场，要用电磁铁代替永磁体。
（2）原理：电磁感应
（3）种类：交流发电机和直流发电机。
中考链接
1.关于地磁场，下列说法正确的是( )
A.磁感线是磁场中真实存在的曲线
B.地球周围的地磁场的磁感线是从地磁 S 极出发回到地磁 N 极
C.教室里水平放置、能自由转动的小磁针静止时 N 极指向地理南极
D.指南针是我国古代四大发明之一，它能指南北是因为受到地磁场的作用
考点一 磁现象 磁场
D
2.如图所示，桌面上有一枚转动灵活的小磁针，静止时，小磁针____极指南。当导线与电池触接时，小磁针发生偏转，说明通电导线周围存在______；断开电路，小磁针____（选填“会”或“不会”）回到原来位置。
考点二 电流的磁效应
磁场
会
S
3.如图所示，用图甲装置探究通电螺线管外部的磁场分布，用图乙装置探究电磁铁磁性强弱跟哪些因素有关。下列说法正确的是( )
A.通电螺线管外部的磁场与条形磁体的磁场相似
B.改变通电螺线管中电流的方向，小磁针 N 极指向不变
C.匝数一定时，通入的电流越小，电磁铁的磁性越强
D.电流一定时，减少铁钉上线圈的匝数，电磁铁的磁性强
弱不变
考点三 电磁铁与电磁继电器
A
4.小聪设计的一款小制作如图所示，圆筒 A 中安装有磁体和可转动的线圈。有风吹过时，扇叶带动线圈转动，可使接入的小灯泡发光。下列设备与小制作的工作原理相同的是( )
A.电风扇 B.电熨斗 C.发电机 D.汽油机
考点四 电动机和发电机
C
课后作业

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