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第11课　电与磁
一、磁现象
1.磁体：磁性是磁体具有吸引_____________等物质的性质(吸铁性)。具有磁性的物质称为磁体。
铁、钴、镍
2.磁极
磁体上磁性最强的部位叫__________(磁性两端最强，中间最
弱)。能自由转动的磁体，静止时指南的磁极叫__________，
指北的磁极叫__________。磁极间的相互作用规律：________
______________________________。
磁极
南极(S)
北极(N)
同名磁
极相互排斥，异名磁极相互吸引
【知识拓展】
1.最早的指南针叫__________。其勺柄是磁铁的S极，指向地理南方。
2.一个永磁体分成多个部分后，每一部分仍存在___________磁极。
3.磁化是指使原来没有磁性的物体__________的过程。
司南
N与S两个
得到磁性
4.物体是否具有磁性的判断方法：①根据磁体的__________判
断；②根据磁体的________判断；③根据磁体_____________
判断；④根据__________________判断。
吸铁性
指向性
相互作用规律
磁极的磁性最强
二、磁场
1.磁场
磁场是磁体周围存在的物质。可利用转换法根据磁场所产生 的作用来认识磁场。磁场对放入其中的磁体会产生力的作用。磁极间的相互作用是通过磁场而发生的。在磁场中某点，____________________________就是该点的磁场方向。
小磁针静止时北极所指的方向
2.磁感线
磁感线是用来描述磁场强弱、方向的一种科学模型。任何一点
的磁场方向都跟________________________________一致。磁
感线的方向：磁体周围的磁感线总是从磁体的________出来，
回到磁体的__________。
放在该点的小磁针北极所指的方向
北极
南极
【知识拓展】
磁感线是为了直观、形象地描述磁场而引入的带方向的曲线，不是客观存在的。但磁场是客观存在的。用磁感线描述磁场的方法叫模型法。磁感线是封闭的曲线，磁感线的疏密程度表示___________。
磁场的强弱
3.地磁场
地球是一个大磁体，地球产生的磁场叫地磁场。小磁针总是指南
北是因为受到地磁场的作用。地磁场的北极在______________，
地磁场的南极在_____________。我国宋代的__________首先发现磁偏角(磁场方向与经线的夹角)。
地理南极附近
地理北极附近
沈括
三、电流的磁场
1.奥斯特实验：小磁针在通电导线的周围发生偏转，称为电流
的磁效应。该现象说明：通电导线的周围存在__________，且
产生的磁场方向与__________方向有关。
2.通电螺线管的磁场：通电螺线管周围的磁场和__________的
磁场很相似。其两端的极性跟电流方向有关，磁场方向与电流
方向的关系可由_________________________来判断，判断方法：右手四指沿着电流方向握住螺线管，与四指垂直的大拇指指向N极。
磁场
电流
条形磁体
右手螺旋定则(或安培定则)
3.电磁铁
电磁铁是带有铁芯的通电螺线管。电磁铁是由线圈和铁芯两部分组成的。
磁性有无：通断电控制，电磁铁通电时有磁性，断电时磁性消失。
磁性强弱的影响因素：可由电流大小和线圈匝数来控制。当线圈匝
数一定时，通过电磁铁的电流越大，电磁铁的磁性越__________；
当电流一定时，电磁铁线圈的匝数越多，磁性越__________。
电磁铁的极性方向：由电流方向来控制。
强
强
4.电磁继电器
(1)利用电磁铁来控制工作电路的一种自动开关。应用：用低电压和弱电流电路的通断，来控制高电压和强电流电路的通断。电磁继电器的主要部件是电磁铁、衔铁、弹簧和动触点。
(2)如图所示是一个利用电磁继电器来控制电动机的电路。其中电源E1、电磁铁线圈、电阻R、开关S1组成控制电路；而电源E2、电动机 、开关S2和触点开关S组成工作电路。S2闭合的
情况下，当闭合S1时，电磁铁线圈中有电流通过，电磁铁有磁性，将衔铁吸下，触点开关S接通，电动机便转动起来；当断开S1时，电磁铁线圈中失去电流，电磁铁失去磁性，弹簧使衔铁上升，触点开关S断开，电动机停止运转。
四、磁场对电流的作用
1.通电导体(除电流方向与磁场方向平行的情况外)在磁场中受力运动；通电线圈在磁场中受力转动。
2.电动机
(1)原理：通电导体在磁场中受力运动。
(2)能量转化：电能转化为__________。
(3)转速快慢影响因素：电流大小、磁场强弱。
(4)换向器作用：改变线圈中电流方向，使线圈持续转动。
机械能
五、电磁感应
1.英国物理学家法拉第在1831年发现了电磁感应现象。
内容：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线的运动时，导体中就会产生电流，这种现象叫做电磁感应。电磁感应中产生的电流叫感应电流。感应电流的产生条件：电路必须是闭合电路，必须有一部分导体做切割磁感线运动。感应电流的方向跟磁场方向和导体的运动方向有关。
2.发电机
(1)原理：电磁感应现象。
(2)能量转化：机械能转化为电能。
(3)交流电：周期性改变方向的电流。
六、家庭电路
1.家庭电路的组成部分：________(火线、零线)、________、
闸刀开关、保险丝、用电器、插座、灯座、开关。
2.家庭电路的连接：各种用电器是__________联接入电路的，
插座与灯座是__________联的，控制各用电器工作的开关与用
电器是__________联的。
进户线
电能表
并
并
串
3.家庭电路各部分的作用
(1)进户线分为火线和零线。火线和零线之间电压为_______。
辨别火线与零线用__________，使用测电笔时手指接触金属笔卡，但不能接触笔尖金属体。
(2)电能表的作用是测量电路消耗的__________。
(3)闸刀开关可以控制整个电路的通断，以便检测电路、更换设备。安装时注意静触点在上、动触点在下，以防断开后的动触点在重力作用下自动合上。
220V
测电笔
电能
(4)熔断器(内装保险丝)的保险原理是当电路中电流过大时，保险
丝会自动熔断，起到保护电路作用。保险丝一般由__________的
铅锑合金制成。保险丝要串联接入电路，一般串联接在_______上。保险丝选用原则：____________________________________
_________________。
断路器：当电路中电流过大(短路或用电器总功率过大)时，断路器自动断开，切断电路。若没有解决短路问题，断路器不能复位工作。
熔点较低
火线
保险丝的额定电流等于或稍大于电路中
正常工作的电流
(5)插座的作用是连接家用电器。
(6)用电器(电灯)、开关：白炽灯是利用电流的热效应进行工作的。螺丝口灯泡的螺旋接灯头的螺旋套，进而接零线；灯泡尾部的锡块接灯头的弹簧片，再通过开关接火线，可防止维修时触电。
【知识拓展】
1.家庭电路中所用的保险丝不能用较粗的保险丝或铁丝、铜丝、铝丝等代替。因为铜丝电阻小，产生的热量少，且铜的熔点高，在电流过大时，不易熔断。
2.保险丝的选材料原则与电热丝的选材料原则不能相混，保险丝要求熔点较低，而电热丝要求熔点较高，两者都要求电阻率较大。
3.家庭电路烧断保险丝的原因：①发生短路引起电流过大；
②用电器功率过大而使电流过大；③选择了额定电流过小的保险丝。
七、安全用电
1.安全电压一般指__________的电压。生产动力电路的电压为
__________V，我国家庭电路的电压为__________V，都超出了安全电压。
2.安全用电原则：_______________________________________
____________________________。
36V以下
380
220
不接触低压带电体(明显低于安全电压的带
电体除外)，不靠近高压带电体
[绍兴二模]在“自制指南针”活动中，
小明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。下列说法中正确的是
类型一　磁场与磁极间的作用规律
(　　)
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，会相互吸引
D
跟踪训练1 [台州中考]模型可以帮助人们认识和理解一些不
能直接观察到的事物。下列磁感线模型正确的是(　　)
A
[湖州中考]学习了“电生磁”的知识后，小柯在家里进行实验探究。实验器材主要有：全新干电池若干节、铁钉3枚、大头针若干、长导线1根。
类型二　探究电磁铁磁性强弱的影响因素
实验过程：
①用细线把3枚铁钉捆绑在一起，再用长导线缠绕铁钉6圈，连接在1节全新干电池两端(如图所示)，制成简易的电磁铁。用电磁铁尖端去靠近大头针，观察被吸引的大头针的数目(通电时间不超过10s，下同)。
②将电磁铁连接在2节串联的全新干电池两端，重复实验。
③将电磁铁连接在3节串联的全新干电池两端，重复实验。
④增加电磁铁的线圈匝数至9匝，连接在1节全新干电池两端，重复实验。
⑤增加电磁铁的线圈匝数至12匝，连接在1节全新干电池两端，重复实验。
(1)1节全新干电池的电压是__________V。
(2)小柯的实验想要探究的问题是__________________________
______________________。
(3)本实验用电磁铁吸引大头针的数目来比较电磁铁的磁性强
弱，此科学方法属于________(选填“类比法”或“转换法”)。
(4)请帮助小柯设计用于记录实验数据的表格。
1.5
电磁铁的磁性强弱是否与线
圈匝数、电流大小有关
转换法
【答案】
(4)
实验序号 线圈匝数 电池节数 吸引大头针数量
1
2
3
4
5
【解析】 (3)采用方便观察或测量的量，来代替不易观察或测量的量进行实验，属于转换法。(4)实验1、2、3探究电流强度对电磁铁磁性强度的影响。实验1、4、5探究线圈匝数对电磁铁磁性强度的影响。电磁铁磁性强度是通过吸引大头针的数量来体现的。
跟踪训练2 [杭州中考]按如图所示的电路进行实验，将滑动变阻器的滑片从右向左移动，电磁铁吸引的大头针枚数增多。
此实验说明影响电磁铁磁性强弱的一个因素是(　　)
A.电流的大小 B.电流的方向
C.线圈的匝数 D.铁芯的粗细
A
【解析】 影响电磁铁磁性强弱的因素有电流大小和线圈匝数，在该实验中，将滑动变阻器的滑片从右向左移动，减小了滑动变阻器接入电路的阻值，使通过电磁铁的电流增大，此时电磁铁吸引的大头针枚数增多，说明其他条件相同时，通过电磁铁的电流的大小会影响电磁铁磁性强弱，电流越大，电磁铁的磁性越强。
[杭州校级模拟]条形磁铁放在水平桌面上，处于静止状态，电磁铁置于条形磁铁附近。
类型三　有关电磁铁受力作用的分析与解释
(1)闭合开关S后，电磁铁的左端为__________极。
(2)当滑片P向a移动时，电磁铁与条形磁铁间的作用力_______ (选填“增大”或“减小”)。
北(N)
增大
【解析】 电磁铁线圈上电流由左端流入，右端流出，用右手螺旋定则判断，四指的指尖向下，大拇指指向左端，因此电磁铁的左端为N极，右端为S极。当滑动变阻器的滑片P向a移动时，电路中电阻变小，通过电磁铁的电流变大，电磁铁的磁性增强，电磁铁与条形磁铁间的作用力增大。
跟踪训练3 [衢州中考]科学发现往往闪耀着科学家们智慧的光芒。
(1)1820年奥斯特发现通电导线能
使其周围的小磁针发生偏转。如
图所示，在小磁针的上方拉一根
与小磁针平行的直导线，闭合开关时，小磁针N极向纸外偏
转，则电源__________端为正极。
B
(2)法拉第深入思考了奥斯特实验，认为：通电导线能使磁针转动，说明磁针受到力的作用，那么反过来，磁针也能使通电导线转动。他这样推测的依据是_______________________。
物体间力的作用是相互的
[台州仙居县三模]某学习小组展开“自制智能电热马桶圈”的项目化学习。在老师的指导下小组同学制定了评价量规，表一为其中部分评价指标。
类型四　电磁继电器的应用
表一：评价量规
评价 维度 评价等级 优秀 良好 待改进
升温 维度 坐在马桶圈上面后，5s内温度上升至30℃以上 坐在马桶圈上面后，10s内温度上升至30℃以上 坐在马桶圈上面后，10s内温度无法上升至30℃
节能性 在保温挡时功率不大于12W 在保温挡时功率范围在12~24W 在保温挡时功率大于21W
如图甲所示是该小组同学设计的电路图。控制电路电源电压U＝12V，Ra为压敏电阻，其阻值随压力的变化如图乙所示。Rb为热敏电阻，其阻值随温度变化如表二所示。电磁继电器在电流大于80mA时吸合，在吸合状态下电流小于40mA时释放。电磁铁线圈电阻忽略不计。OB为一根轻质杠杆，O点固定，A点连接马桶圈，B点连接Ra，OA∶OB＝1∶4。工作电路的电源电压为220V，R1、R2为电热丝，给马桶圈加热，R2＝100Ω。工作电路有保温和加热两种状态。
表二：热敏电阻阻值随温度的变化
温度(℃) 20 25 29 32 34 35 36 37 38 40 42 44
阻值(Ω) 25 50 75 100 125 150 175 200 225 250 275 300
(1)当R1的阻值为4740Ω时，请通过计算，根据评价量规，对该智能电热马桶圈在“节能性”这一维度进行等级判断。
(2)请计算重为400N的小宁坐在马桶上时，马桶圈的温度调控范围。
(3)如果要把该控制电路的最低温度适当调低，下列方法可行的是__________(填字母)。
A.适当减小控制电路的电源电压
B.适当增加电磁铁的线圈匝数
C.控制电路再串联一个定值电阻
AC
【答案】 (1)保温挡时，电磁继电器没有吸合，则
R总＝R1＋R2＝4740Ω＋100Ω＝4840Ω，
P＝＝10W，在节能性上的等级为优秀。
(2)G×lOA＝F×lOB，F＝
＝150Ω，Rb＝R总－Ra＝150Ω—50Ω＝100Ω，根据表二数据可知t最小＝32℃。
当I最小＝40mA＝0.04A，R总'＝＝300Ω，Rb'＝R总'－Ra＝300Ω－50Ω＝250Ω，根据表二数据可知t最大＝40℃。故马桶圈的温度调控范围为32℃~40℃。
跟踪训练4 [山海联盟联考]如图所示为恒温箱电路原理图。分析该图回答下列问题。
(1)试描述温度与电阻R1的关系：__________________________
__________。
电阻R1的阻值随温度的升
高而降低
(2)该恒温箱按目前的设置，其箱内温度达到40℃时， 工作电路会自动断开。现需要箱内温度达到35 ℃时就断开工作电路，请
说出两种调节措施：_____________________________________ ______________________________________________。
①将滑动变阻器R2的滑片向左移到适当位置；②适当增加电磁铁的线圈匝数(合理即可)
[绍兴中考]如图所示是手机无线充电的原理简化图，当充电器线圈接通电源之后，该线圈就会产生一个磁场，当手机放在充电器上的时候，手机中的线圈就会产生感应电流，实现无线充电。
类型五　磁场对电流的作用与电磁感应
(1)手机线圈中产生电流是利用__________现象。
(2)当充电器线圈中某一时刻的电流方向如图所示，则图中B点
的磁场方向是__________(选填“向上”或“向下”)。
(3)与传统方式相比，请你对这种充电方式进行评价：________ _______________________________________________________________________________________________________。
电磁感应
向上
优点有使用方便，兼容性强，可以一对多充电，解决了接口不匹配问题等；缺点有充电效率较低，电磁辐射较大，价格高等
跟踪训练5 [温州校级三模]电动汽车刹车时，汽车动能回收系统能启动，电动机“变身”为发电机，将汽车动能转化
为电能。下列实验中与动能回收系统原理相同的是(　　)
C
A　 B　 C 　D
[嘉兴校级模拟]随着气温回暖，放风筝的人数增加，铁路接触网遭异物侵扰频率递增。如果导电性能比较好的金属丝风筝线散落在高铁接触网(高压电路)上，会造成短路
而使动车组失去动力。下列电路能解释上述现象的是(　　)
类型六　家庭电路
D
A B
C D
跟踪训练6 如图所示是比较简单的家庭电路示意图；关于家庭电路，下列说法正确的是(　　)
A.电能表是测量家庭电路中
正在工作的用电器总功率
的仪表
B.保险盒内的保险丝熔断后，
可以用铜导线或者铁导线
代替
C.控制灯泡的开关和它所控
制的灯泡，位置可以互换
D.连接三孔插座的导线中，a导线是零线，b导线是火线
D
【方法指导】
电磁继电器有关问题的解题关键：分成两个电路进行分析，即控制电路与工作电路。控制电路主要有电磁铁和起控制作用的部件(如水位表、油量表、热敏电阻、压敏电阻、光敏电阻等)；工作电路是并联的，衔铁被吸引是一条工作支路，衔铁弹回又是另一条工作支路。

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