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浙教版八年级科学下册第六讲磁场和电生磁
一、磁体和磁极
1. 磁体：具有磁性的物体，可分为人造磁体和天然磁体，或分为硬 磁体（永磁体）和软磁体等。
2. 磁极：磁体上磁性最强处（S极和 N极）。条形磁体两端磁性最 强，中间磁性最弱。
3. 磁极间的相互作用规律：同名磁极相互排斥，异名磁极相互 吸引。
二、磁化
使原来没有磁性的物体具有磁性的过程叫磁化。能被磁化的物质叫 铁磁性物质，如铁、钴、镍等；不能被磁化的物质叫非铁磁性物质，如 不锈钢、铝合金、铜、铝、玻璃等。
三、磁场和磁感线
1. 磁场：存在于磁体周围，看不见摸不着的特殊物质。
2. 磁场的性质：对磁场中的磁体产生磁力的作用。
3. 磁场方向：磁场中某一点处小磁针静止时N极所指的方向就是该 点的磁场方向，即小磁针 N极的指向与磁场方向相同。
4. 磁感线：为研究磁场而引入的一种模型，可以形象地表示出磁场 的形状、强弱、方向等特点。为了描述磁场的方向，在磁场中画一些有 方向的曲线，曲线上任何一点的切线方向都与放在该点的小磁针N极所 指的方向（也就是该点的磁场方向）一致。
（1）磁感线的疏密程度表示磁场的强弱。磁感线密的地方磁场 强，磁感线疏的地方磁场弱。
（2）磁场方向在磁体外部是由 N极出发，回到S极。
注意点：①磁场在磁体周围呈立体分布，磁感线是封闭的曲线，磁 感线不相交。②磁感线并不是实际存在的，是为了形象地表示出磁场而 引用的一种模型，但磁场是实际存在的。
5. 地磁场的北极在地理南极附近，地磁场的南极在地理北极附近。 地磁场的南北极与地理的南北极并不重合，之间的夹角叫磁偏角。
四、直线电流的磁场
1. 奥斯特实验（1820年）证明了通电直导线周围存在磁场。
2. 直线电流磁场的磁感线是以导线上各点为圆心的同心圆，在与直 导线垂直的平面上，越靠近通电直导线，磁场越强，反之越弱。
3. 电流产生的磁场方向与电流方向有关，可用右手螺旋定则（安培 定则）来判定：用右手握住导线，让大拇指指向电流方向，那么弯曲的 四指即指示磁感线的环绕方向。
五、通电螺线管的磁场
1. 通电螺线管周围的磁感线形状类似于条形磁体周围的磁感线形状 （闭合的曲线，外部由 N极指向S极，内部由S极指向 N极）。
2. 通电螺线管两端的磁极极性随电流方向的改变而改变。可用右手 螺旋定则来判定通电螺线管的磁极：用右手握螺线管，让四指弯向螺线 管中的电流方向，大拇指所指的那一端就是通电螺线管的N极。
六、电磁铁
1. 通电螺线管中插入铁芯后就成了电磁铁。影响电磁铁磁性强弱的 因素：通过线圈的电流越大，电磁铁的磁性越强；通电螺线管的线圈匝 数越多，电磁铁的磁性越强。
2. 电磁铁的优点：电磁铁磁性的有无由电流的通断来控制，电磁铁 磁性的强弱由电流的大小来控制，电磁铁的磁场方向和极性由电流的方 向来控制。
3. 电磁铁的应用。
（1）电磁继电器：利用电磁铁来控制工作电路的一种自动开关。 电磁继电器的优点：实现用低电压、弱电流的电路来控制高电压、强电 流的电路。
（2）磁悬浮列车的原理：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸 引。
（3）信息的磁记录：硬盘、银行卡、磁头等。
（4）发电机、电动机、电磁起重机等机械，洗衣机、电饭锅、机 器人等电器中都用到了电磁铁。
易考点：①根据磁体的磁场方向来判断小磁针的指向或根据小磁针的指 向来判断磁体的磁场方向。②运用右手螺旋定则来判定通电螺线管的磁 场方向、绕线方向或电流方向。③运用电磁继电器的工作原理接通或断 开电路。
知识点一 判断磁感线的方向和磁极
如图所示，已知磁体周围磁感线的形状或放置在某点的小磁针静止 时的位置。
（1）在图甲中标出磁感线的方向。
（2）在图乙中标出磁感线的方向以及放在A、B、C三点处的小磁针静止 时的N、S极。
（3）在图丙中标出小磁针将会发生转动的方向。
（1）磁体周围的磁感线都是从磁体的N极出来，再回到磁 体的S极，据此即可标出磁感线的方向。（2）在磁体外部，磁感线由N 极到S极，在磁场中某一点，小磁针静止时北极的指向就是该点的磁场 方向，据此可以确定小磁针的N极和S极。（3）放在磁场中某一点的小 磁针N极所指的方向与该点的磁场方向一致，S极所指的方向与该点的磁 场方向相反，据此可以确定小磁针的转动方向：小磁针的N极向蹄形磁 铁的S极转动，小磁针的S极向蹄形磁铁的N极转动。也可用磁体间的相 互作用规律来判断小磁针的转动方向。
如图所示。
本题考查磁场方向的判断。在解答本题时，可根据磁场中 某点的磁场方向与该处小磁针静止时N极所指的方向相同来分析。
磁场中某点的磁场方向是该点小磁针静止时N极所指的方 向，而不是S极所指的方向。
知识点二 电与磁的关系
【呼和浩特】如图所示，下列说法中错误的是（ ）。
A. 这是模拟奥斯特实验的一个场景
B. 图示实验说明了通电导线周围存在磁场
C. 将电池正负极对调后，重新闭合电路，小磁针偏转方向改变
D. 将图中导线断开，小磁针 N极将指向地磁北极
图示是奥斯特的通电导体周围存在磁场的实验，其磁场方 向与导体的电流方向有关；地磁北极在地理南极附近，而地磁南极在地 理北极附近。
D
掌握奥斯特实验的内容及其磁场方向与电流方向的关系， 理解地磁场的南北极与地理南北极的区别。
注意不要混淆奥斯特实验与法拉第的电磁感应实验。小磁 针的 N极指向地理北极而不是地磁北极。
知识点三 右手螺旋定则
在图中画出螺线管B上的绕线方向，要求通电后图中A、B两个螺线 管相互排斥。
通电后，根据通电螺线管中电流方向，用右手螺旋定则可 判断出螺线管A的左端为S极，右端为 N极，根据通电后A、B两个螺线管 相互排斥，可知螺线管B的左端应为 N极，由图可知，螺线管B中最右端 绕线的电流方向向上，用右手螺旋定则可以确定这一匝绕线应从螺线管 B的正面绕到背面，再依次画出几匝绕线使电流流向螺线管A。
如图所示。
本题考查右手螺旋定则的运用。在解答本题时，首先根据 磁极间的相互作用规律来确定通电螺线管的磁极，然后根据右手螺旋定 则确定螺线管的绕线方向。
在解答本题时，切勿用左手来判定通电螺线管的磁极。
知识点四 电磁继电器
【绍兴】如图所示为小敏设计的汽车尾气中一氧化碳排放量的检测电路。当一氧化碳的浓度高于某一设定值时，电铃发声报警。图中气敏电阻R1的阻值随一氧化碳浓度的升高而减小。下列说法中正确的是（ ）。
A. 电铃应接在A和C之间
B. 当一氧化碳的浓度升高时，电磁铁的磁性减弱
C. 用久后，电源电压U1会减小，报警时一氧化碳最低
浓度比设定值高
D. 为使该检测电路在一氧化碳浓度更低时报警，可将
滑动变阻器R2的滑片向下移动
当一氧化碳的浓度升高时，R1的阻值减小，则电流增大，电 磁铁的磁性增强，当电流达到一定值时，衔铁才会被吸引，这时衔铁与 下面的触点接通，电铃只有接在B、D之间才能报警。电磁铁吸引衔铁需 要的磁力是不变的，即线圈中需要达到的电流大小不变。当电源电压U1 减小时，控制电路部分电流变小，此时电磁铁的磁性减弱，不能将衔铁 吸下来报警，只有一氧化碳的浓度继续升高，气敏电阻R1的阻值继续减 小，控制电路的电流增大才能再次报警，因此报警时一氧化碳的浓度比 设定值高。报警时控制电路中的电流保持不变，即总电阻不变，当一氧 化碳的浓度降低时，气敏电阻R1的阻值变大，为了正常报警，滑动变阻 器R2的阻值必须变小，即滑片向上移动。
C
本题考查电磁继电器、影响电磁铁磁性强弱的因素、欧姆定 律等，解题的关键是理解检测电路的工作原理，并能根据欧姆定律分析 电路中电流和电阻的变化。
无法根据一氧化碳浓度的变化分析电路中电流的变化，从而 出错。
小金想探究磁体对回形针的吸引力的大小是否与放入它们之间物体 的种类有关，设计了如图甲所示的装置，他保持磁体和纸片间的距离一 定，在纸片上分别放入形状、面积和厚度相同，材料不同的铁板、铝板 等，观察每次实验能吸引的回形针数量，多次实验后将数据记录在下表 中。
磁体与纸片之间放入的物 体 不放物 体 铁板 镍板 铝板 塑料板
吸引回形针的数量/个 4 1 1 3 3
（1）分析实验数据可知，吸引回形针的数量越少，说明该材料对吸引 力的影响 。
（2）铁、镍、铝都是导体，而铝对磁性屏蔽效果不明显，原因可能是 。
（3）小金在纸片上分别放入形状和厚度相同、面积不同的铁板，目的 是要探究 。
（4）其实小金所研究的现象叫“磁屏障”，如图乙所示，一个放在磁场 中的铁质球壳（截面有一定厚度），外面磁场的绝大部分沿铁质球壳壁 “通过”，只有极少部分会进入球内空间，由此现象想到，为使精密仪器 不受外面磁场的影响，可以将仪器放在什么地方？ 。
（1）磁体吸引回形针数量的多少可以从表中直接得到；根 据回形针被吸引的数量多少，分析铁板、镍板等对吸引力的影响。 （2）屏蔽效果不同的原因可从不同物质的物理属性分析。（3）探究屏 蔽效果与金属面积的关系，应用控制变量法，除面积改变外，其他条件 都要控制相同。（4）磁场通过一些物体时，有些物质能“通过”的磁场 多，即导磁能力强，有些物质磁场不能“通过”，即导磁能力弱。
（1）越大 （2）铝不能被磁化 （3）屏蔽效果与磁体面积 的关系 （4）可以放在铁盒子中
本题考查如何利用类比法分析不同种类的物体的磁阻性 质，由题中信息知道磁场的绝大部分沿铁质球壳壁“通过”，但几乎不能 进入球内空间，所以仪器放在铁盒子内有磁屏蔽作用。
实验中，在磁体与纸片之间放入其他物体后，吸引回形针 的数量越少，说明该物体对磁场的屏蔽效果越好。常见的金属单质中， 铁、钴、镍具有铁磁性，其他常见金属一般不具有。
与磁有关的实验探究。
A. B. C. D.
D
A. ①③⑥ B. ②③⑤ C. ②③④ D. ①③⑥
B
A. 图甲实验中，将条形磁铁平移靠近三个小铁球
B. 图乙实验中，将两根条形磁铁相互平移靠近
C. 图丙实验中，将条形磁铁沿水平方向从挂有铁块的弹簧测力计下方向 右移动
D. 图丁实验中，将放在一堆大头针上的条形磁铁提起
B
A. 软铁棒 B. 铜棒
C. 条形磁铁，其中X端为 N极 D. 条形磁铁，其中Y端为 N极
A
A. 电铃是利用电磁感应的原理制成的
B. 小锤击打铃碗时，蹄形电磁铁仍具有磁性
C. 电流通过电磁铁时，电磁铁有磁性且A端为N极
D. 如果改变通过电磁铁的电流方向，那么电铃就不会响
C
6. 电磁选矿机的工作示意图如图所示，在圆筒内固定一个电磁铁， 圆筒绕其轴心逆时针方向匀速转动，将小块的矿石投入电磁选矿机 后，其中的铁矿石由于受到电磁铁吸引会随圆筒一起转动，直到其 离开电磁铁的 落入选矿箱；非铁矿物质因受到 将落入 （填“A”或“B”）箱。
磁场
重力
A
7. 阅读材料，回答下列问题：
指南针是我国古代的四大发明之一。司南是春秋战国时期发明的一种 指南针，如图甲所示，它由青铜盘和磁勺组成，磁勺放置在光滑青铜盘 的中心，可以自由转动。古文《论衡·是应篇》中记载：“司南之杓，投 之于地，其柢指南。”把司南放在地上，它的勺柄静止时指向南方。磁 勺能够指示方向，是利用了地磁场对磁勺的作用。
（1）若假想地磁场是由地球内部一块大磁铁产生的，则图乙和图丙两 个示意图中，能合理描述这块大磁铁的是图 。
（2）司南的勺柄应为该磁体的 （填“ N”或“S”）极。
丙
S
C
摩
擦
8. 小浩学习了电磁铁的相关知识后，他对影响电磁铁磁性强弱的因素进 行了探究，设计图如图所示，由图可知：
（1）小浩是通过 来判断电磁铁磁性的强弱的， 并且 说明磁性越强。
（2）探究电磁铁磁性的强弱与哪些因素有关：
①为了探究电磁铁磁性的强弱与电流的大小的关系，小浩将开关S与b接 通，将滑动变阻器的滑片P向左移动时，电流表的示数将 ，此时电 磁铁的磁性将 ，说明电流越小，电磁铁的磁性 。
指针所指的刻度值大小
指针所指的刻度值越大
变大
增强
越弱
②如果要探究电磁铁磁性的强弱与线圈的匝数的关系，他应如何操作？
将开关S与a接通，记录此时的电流表示数I和指针对应的刻度值L1；然后
将S与b接通，滑动滑片P，使得此时电流表的示数与电流I相同，观察并
记录指针此时对应的刻度值L2。比较L1和L2的大小，即可得出电磁铁磁
性的强弱与线圈的匝数的关系
9. 如图所示为“自动水位显示器”的电路图。当水位未到达金属块B时， 绿灯亮；当水位到达金属块B时，红灯亮。请根据以上要求，用笔画线 代替导线，完成工作电路的连接。
【答案】9. 如图所示。
10. 电饭锅是生活中常见的用电器：它利用磁钢限温器来控制煮饭过程 中的最高温度，磁钢限温器的结构如图所示，它由永久磁钢、感温磁钢 和弹簧等组成，感温磁钢及其外套由弹簧支撑。永久磁钢的磁性不变， 感温磁钢的磁性会随温度的升高而减弱，当温度达到103℃时，感温磁 钢失去磁性。煮饭时，按下电饭锅的按键，永久磁钢和感温磁钢吸合， 同时带动连杆使加热开关闭合，电热盘通电，当感温磁钢温度升高到一 定程度时，感温磁钢失去磁性，在弹簧的
作用下，感温磁钢与永久磁钢 分离，同时使加热开关断开，按键跳起，
电热盘停止加热。
（1）在磁钢限温器工作过程中，感温磁钢没有磁性的是 （填字 母）。
A. 按下按键时 B. 加热升温过程中
C. 按键跳起时 D. 降温过程中
（2）用该电饭锅烧开水，当水沸腾时电饭锅的按键没有跳起，原因 是 。
C
水的沸点低于103℃
（3）如下表所示为某次电饭锅煮饭时不同时刻的温度情况，请推测20 min后电饭锅内的温度变化情况： 。
时间/min 0 4 8 12 16 20 24 28 32 36 40
温度/℃ 20 25 43 73 98 103 … … … … …
温度逐渐下降
A. E点 B. F点 C. P点 D. Q点
A
A. M无磁性、 N无磁性 B. M无磁性、 N有磁性
C. M有磁性、 N无磁性 D. M有磁性、 N有磁性
D
A. 电流的大小 B. 线圈的匝数
C. 电流的方向 D. 电磁铁的极性
B
A. 向东 B. 向南 C. 向西 D. 向北
D
A. 电磁铁的下端为N极
B. t1到t2时间内，电压表示数变小
C. t2到t3时间内，电流最小
D. t3到t4时间内，水温升高
B
【解析】根据题图甲中线圈的绕线方式，由安培定则可知，电磁铁的上 端为N极，下端为S极，A错误；根据题图甲可知，热敏电阻和定值电阻 串联，电压表测热敏电阻两端的电压，t1到t2时间内，弹簧测力计示数 变大，说明电磁铁的磁性变强，电路中电流变大，根据欧姆定律可知， 此时电路中的总电阻变小，则热敏电阻的阻值变小，根据串联电路的分 压特点可知，电压表示数变小，B正确；t2到t3时间内，弹簧测力计示数 最大，说明电磁铁的磁性最强，电路中电流最大，C错误；t3到t4时间内，弹簧测力计示数变小，说明电磁铁的磁性变弱，电路中电流变小，根据欧姆定律可知，此时电路中的总电阻变大，则热敏电阻的阻值变大，因热敏电阻的阻值随温度升高而减小，则t3到t4时间内，水温降低，D错误。
A. 要记录违规闯红灯的情况，光控开关应在接收到红光时，自动闭合
B. 光控开关接收到绿光时，指示灯亮，电控照相机不工作
C. 质量小于400 kg的车辆违规时不会被拍照记录
D. 要使质量较小的车闯红灯也能被拍下，可以在控制电路中串联一个电阻
√
车辆的质量越小，对地面的压力越小，压敏电阻的阻值越大，这时控制 电路中的电流越小，电磁继电器的吸引力越小，不能触发“闯红灯违规 模拟记录器”工作，要达到原来的电流，必须减小总电阻，而串联一个 电阻会使总电阻增大，故D错误。
7. 【绍兴】小敏设计了如图所示的实验，在桌子边上放一条形磁铁，用 细线系一回形针缠在桌边适当位置的石头上，使回形针由于被磁铁吸引 而与磁铁保持一段距离。将被探究的物体放入回形针与条形磁铁之间， 若出现 的现象，则说明该物质是能阻断磁场的。小敏想探 究的问题是 。
回形针掉落
什么物质可以阻断磁场（合理即可）
8. 【宁波】医生对病人进行脑部手术时，需要将病人的体温降至合适的 温度。准备手术之前，病人的心肺功能开始由心肺机取代。心肺机的功 能之一是用“电动泵”替代心脏搏动，推动血液循环。如图所示，将线圈 ab缠绕并固定在活塞一端，利用其与固定磁铁之间的相对运动，带动 “电动泵”中的活塞，使血液定向流动；阀门K1、K2都只能单向开启，反 向则封闭管路。当线圈中的电流从a流向b时，线圈的左端为 N极，活塞 将向 运动，“电动泵”处于 （填“抽血”或“送血”）状态。
右
送血
9. 【台州】在如图所示的奥斯特实验中，闭合开关，原来静止的小磁针 发生了偏转。造成小磁针偏转的原因是什么呢？
猜想一：可能是通电后导线产生的热量使空气对流引起的。
猜想二：可能是通电后导线周围产生了磁场引起的。
（1）小柯看到小磁针偏转，认为它一定是受到力的作用，他判断的理 由是 。
力是改变物体运动状态的原因
（2）为了验证猜想一，下列方案中可行的是 （填序号）。
①将整个装置放在玻璃罩中进行实验
②用烧杯罩住小磁针，将导线置于烧杯上方并平行于小磁针进行实验
③改变导线中的电流方向
②③
增大导
线中的电流（或增加干电池的节数，或用多根直导线）
10. 【台州】磁控防盗装置内装有干簧管（如图甲所示），干簧管由两 个软铁片和玻璃管组成，软铁片的触点在弹力的作用下处于断开状态。 当磁体靠近干簧管时，软铁片触点的开合状态会发生变化。把条形磁体 分别放置在图乙中的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个位置时，触点的开合状态和软铁片 的极性情况如表所示。
磁体位置 竖直放置并靠近 水平放置并 靠近
Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ
触点的开合 状态 闭合 断开 闭合 ？
软铁片的
极性情况
（1）软铁片被磁化后，软铁片与条形磁体相邻两端的磁极极性关系 是 。
（2）当条形磁体水平放置并靠近干簧管时（图乙Ⅳ位置），干簧管触 点的开合状态为 。
（3）如图丙所示，门上磁控防盗装置内有一个竖直放置的干簧管，其 内部简化电路如图丁所示，磁控防盗装置的工作原理是：夜间关上门， 闭合开关S，启动防盗报警器，此时报警电铃不响；当盗贼打开门时， 干簧管远离磁体，电铃响起。如图丁所示，虚线框中四种磁体的摆放方 式能满足工作要求的有 （填图中的字母）。
互为异名磁极
闭合
ACD
A. 磁体的重心处 B. 磁体的某一磁极处
C. 磁体重心的北侧 D. 磁体重心的南侧
C
A. 电磁铁B的上端为S极，天平仍保持平衡
B. 电磁铁B的上端为S极，天平右盘下降
C. 电磁铁B的上端为N极，天平右盘下降
D. 电磁铁B的上端为N极，天平仍保持平衡
A
【解析】根据题图中线圈的绕线方式，由安培定则可知，电磁铁B的下 端是N极，上端是S极，电磁铁通电后，铁块A被吸起，铁块A向上匀速 运动的过程中，铁块A受到的向上的磁力F等于铁块的重力G，又因力的 作用是相互的，故天平仍保持平衡。
3. 如图甲所示为一种电磁限流器的示意图。当电路中电流过大时，电磁 铁A吸引衔铁B，动触点C、D因闸刀被弹簧拉起而断开，电路切断。图 乙所示是某同学设计的电磁限流器。比较甲、乙两图，请说明图甲的最 大优点。
【答案】3. 在图甲中，当电路中电流过大时，电磁铁A的磁性增强，对 衔铁B的吸引力增大，使衔铁B逆时针旋转，从而失去对闸刀S的制动作 用，弹簧把闸刀S拉起，切断电流，保护电路。在图乙中，电流过大 时，也能切断电路，但切断电路之后，电磁铁没有了磁性，在弹簧拉力 的作用下，开关又自动闭合，而此时电路中导致电流过大的故障并不一 定被排除，从而开关又由于电流过大而断开，如此反复，不符合用电安 全要求。图甲中开关不能自动闭合，只有当检修完后，排除故障，人工 合闸，电路才能重新通电，虽然麻烦，但符合用电安全要求。

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