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第二十章 电与磁


第1节 磁现象 磁场
各式各样的司南
各式各样的指南针
1、物体具有吸引_________等物质的性质叫做磁性。
2、具有_____的物体叫做磁体。磁体分为______磁体和_______磁体。按形状可分为：条形、针形、蹄形、圆柱形等。
铁、钴、镍
磁性
人造
天然


3、磁体上磁性_____的部位叫做磁极。磁体两端的磁性最强，中间磁性最弱。
最强
一个能够在水平面内自由转动的磁体，静止时总是指向南北，指南的那个磁极叫__________，指北的那个磁极叫__________。任何磁体都具有两个极， N极和S极。（包括分割后的小磁体）。
南极（S）
北极（N）
4、磁极间相互作用规律是:同名磁极相互_____，异名磁极相互_____。
排斥
吸引
5、一些物体在磁体或电流的作用下会_________的现象叫做磁化。
获得磁性
6、将一个能自由转动的小磁针放置在条形磁体周围，小磁针会发生 ，这说明：磁体周围存在 。在条形磁体周围的不同地方，小磁针指示的方向不同。这说明：磁场具有 。磁场中各点的方向不同。
偏转
磁场
方向

磁场
产生磁力
N极
①磁场的定义： 磁体周围存在着一种特殊物质能使小磁针偏转。这种物质看不见、摸不着，我们把它叫做_____。

②磁场的基本性质：磁场对放入其中的磁体会________ 的作用。

③磁场的方向：在物理学中，我们把小磁针静止时_____所指的方向规定为该点磁场的方向。




怎样直观的描述磁场呢？
7、我们把小磁针在磁场中的排列情况，用一些带箭头的曲线画出来，可以方便、形象的描述磁场，这样的曲线叫做_______。磁场中的某点的磁场方向，即为该点的磁感线方向，跟小磁针在该点静止时的_____指方向一致。磁体周围的磁感线总是从磁体____出发，回到_____。
磁感线的特点：磁感线是____________ 的曲线，磁感线越密集，表示该处磁场_____ ；磁感线分布在磁场的整个空间，任何两条磁感线永远 。磁感线是为了描述磁场而假想的曲线，它不是实际存在的曲线。这种研究方法叫做 。
磁感线
北极
N极
S极
闭合又不相交
越强
不相交
模型法


N
S




















条形磁体的磁感线分布
N
S
























蹄形磁体的磁感线分布
例题 请标出磁感线的方向和小磁针的N极。
N
小结：小磁针静止时北极所指的方向跟通过该点的磁感线方向 。即小磁针与磁体的靠近端为 磁极。
相同
异名

8、(1) 地球本身是一个巨大的_____，在地球周围空间存在着_______。地磁场类似于条形磁铁的磁场分布，不过地磁的____在地理北极附近，地磁_____在地理南极附近，地磁场的磁感线是从地磁北极出来，回到地磁南极。

磁体
地磁场
南极
北极
N
N
(2) 在地磁场中静止的小磁针并不指向地理上的正南北方向，说明地磁场的S、N极与地理的南、北极并不重合，而是稍有偏离，我国宋代学者 是世界上最早准确记述这一现象的科学家，比哥伦布横渡大西洋时发现这一现象早四百多年。
(3) 由于地磁场的作用，磁针静止时_________总是指向南方(地磁北极)，_________总是指向北方(地磁南极)。
南极(S极)
北极(N极)
沈括
1、甲、乙为两个条形磁铁的两个磁极，根据如图所示的小磁针静止时的指向，可以判断（ ）
A.甲是N极，乙是S极
B.甲、乙都是N极
C.甲、乙都是S极
D.甲是S极，乙是N极
2、关于磁场和磁感线，以下说法错误的是（　）
A.磁体周围存在着磁感线
B.磁体之间的相互作用是通过磁场产生的
C.磁体外部的磁感线都是从磁体的N极出发，回到S极
D.磁场中小磁针静止时北极所指的方向为该点磁场的方向
B
A
3、关于条形磁体、地磁场和通电螺线管的磁场，下面四图描述错误的是（ ）




4、关于磁场和磁感线，下列说法中错误的是( )
A.磁场是有方向的
B.磁体周围的磁场是真实存在的
C.地磁场的北极在地理的北极附近
D.磁感线是用来描述磁场的假想曲线
B
C
5、磁体上磁性最强的部分叫做磁极，每个磁体都有_____个磁极；磁极间的相互作用规律是同名磁极相互________，异名磁极相互________。
6、民族英雄文天祥在《扬子江》一诗中有“臣心一片磁针石，不指南方不肯休”的诗句。这里的“磁针石”是由于受到__________的作用而指南北的，其北极指向地理位置的______方。地理的两极和地磁场的两极_______ (选填“重合”或“不重合”)。世界上最早记述这一现象的人是我国宋代学者________，这个发现比西方早了400多年。
两
排斥
吸引
地磁场
北
不重合
沈括
7、请标出图中经过小磁针的那条磁感线的方向（用箭头表示）和小磁针的N极。
N
第2节 电生磁
⑴ 通电导体周围存在着_____。
⑵磁场的方向跟___________有关，这种现象叫做电流的磁效应。
实验结论：
1、电流的磁效应
1820年，丹麦物理学家奥斯特发现：在小磁针的上方拉一根与小磁针平行的直导线,当直导线中通过电流时，小磁针发生了_____；改变电流的方向,小磁针指向与原先_____。奥斯特在世界上首次发现了电和磁之间的联系。
偏转
相反
磁场
电流的方向
2、通电螺线管的磁场
如果把直导线按一定的方向绕成螺线管后再通电，发现螺线管能吸引大头针。说明通电螺线管周围也存在_____。
磁场
磁场的形状和特性：与_________的磁场相似。通电螺线管的两端相当于条形磁体的两个磁极。它的极性可以从小磁针的指向来确定。
结论：通电螺线管两端的极性跟螺线管中 有关。
条形磁体
电流方向
已知通电螺线管中电流的方向，判断极性的方法：
①标出通电螺线管中 。
②用 手握住螺线管。
③让四指弯向螺线管中 。
④则大拇指所指的那端就是螺线管的 极。
电流方向
右
电流方向
N
例1 在下图所示的四个通电螺线管中，能正确地表示通电螺线管磁极极性的是（ ）
B
A
C
D
D
例2 请你在下图所示的通电螺线管中标出电流的方向，螺线管和小磁针的N极，画出一条经过最下方的小磁针的磁感线并标出方向。











N
S
N
N
N
N


已知小磁针的极性，怎样判断通电螺线管的极性及电流方向？ 例3 根据小磁针静止时的指向,在下图中标出螺线管的极性及电流方向。
根据小磁针与磁体的靠近端为异名磁极判断出通电螺线管的极性。再把安培定则反回来用：让大拇指指向通电螺线管的N极，则四指的弯曲方向即为螺线管中电流的方向。
N
S
1、下列各图中，小磁针静止时N极指向正确的是（ ）



2、某同学学习磁现象后，画出了以下四幅图，其中正确的是（ ）
A
C
3、世界上第一个发现电流周围存在磁场的物理学家是（ ）
A.奥斯特 B.焦耳 C.安培 D.欧姆
4、有一小磁针静止在通电螺线管上方，如图所示，则通电螺线管（? ）
A.左侧为N极，a端为正极
B.左侧为S极，a端为正极
C.左侧为N极，b端为正极
D.左侧为S极，b端为正极

A
C
5、奥斯特实验证明了通电导线周围存在着 。电流的磁场方向跟电流的方向有关的现象叫做电流的 。
6、如图所示，用细线悬挂的磁体AB磁极未知。当闭合电路开关S后,磁体的B端与通电螺线管左端相互排斥,则B端是磁体的 极。 断开开关S,磁体静止时,B端会指向地理的 ( 选填“北方”或“南方”)。

磁场
磁效应
N
北方
7、在图1中，请你标出小磁针的N极和A点的磁感线方向。
8、闭合开关S后小磁针的状态如图2所示（小磁针黑色一端表示N极），请在图中括号内标出通电螺线管的N、S极和电源的“+”、“-”极。
9、请在图3中标出小磁针的N、S极及磁感线的方向。
图1
图2
图3
N
N
S
+
-
N
S
1、在通电螺线管中插入一根_____，在有电流通过时_______，没有电流时就失去磁性，我们把这种磁体叫 ______ 。
2、工作原理：电磁铁的磁性比通电螺线管的磁性强很多，这是因为_____在通电螺线管中被磁化，产生了与原来螺线管方向一致的_____，因而它的磁性比原来强得多，所以电磁铁就是利用______________和通电螺线管中插入铁芯后磁性_________的原理工作的。
第3节 电磁铁 电磁继电器
铁芯
有磁性
电磁铁
铁芯
磁场
电流的磁效应
大大增强
一、电磁铁
1、电磁铁的磁性强弱跟哪些因素有关呢？
二、电磁铁的磁性
实验结论
①线圈的匝数一定,通过电磁铁的电流越____，磁性越强。②电流一定，电磁铁线圈的匝数_____，磁性越强。 ③电流、线圈的匝数一定， 铁芯，磁性强。
越多
大
2、电磁铁的优点
①电磁铁磁性有无，可用________来控制。
②电磁铁磁性强弱，可用_____________来控制。
③电磁铁的极性变换，可用_____________来实现。
通断电
改变电流大小
改变电流方向
有
3、电磁铁的应用
电磁起重机
磁悬浮列车
电铃
电磁继电器

应用同名磁极相互排斥的原理制成的。
三、电磁继电器

3、电磁继电器的工作原理：低压控制电路中的开关闭合，电磁铁通电，有 ，把衔铁吸下来，使动触点与静触点接触，高压工作电路 ，用电器工作。低压控制电路中的开关断开，电磁铁断电，失去磁性，弹簧把衔铁拉起来，切断高压工作电路。

电磁铁
低电压、弱电流
高电压、强电流
1、电磁继电器是电铃、电话和自控电路装置中的重要部件，其实质是利用______来控制工作电路的开关。
2、电磁继电器是利用______________电路的通断，来间接地控制_______________的装置。
磁性
闭合
1、如图所示，当闭合开关S ，且将滑动变阻器滑片P 向上移动时，图中的电磁铁（ ）
A.a端是N极，磁性增强
B.a端是S极，磁性减弱
C.b端是N极，磁性增强
D.b端是S极，磁性减弱
2、如图是一种水位自动报警器的原理示意图，当水位升高到金属块A处时（ ）
A.红灯亮，绿灯灭 B.红灯灭，绿灯亮
C.红灯亮，绿灯亮 D.红灯灭，绿灯灭
C
A
3、如图所示，用漆包线（导线表面涂有绝缘漆）绕在纸筒上做成了一个螺线管，用来研究螺线管磁性强弱与哪些因素有关。闭合开关后，发现螺线管能够吸引一些铁钉，要使它能吸引更多铁钉的办法是（ ）
A.在纸筒中插入一根铁芯
B.减少线圈匝数
C.使滑动触头P向右滑动
D.将电源正负极互换
A
4、在图中所示的自动控制电路中，当控制电路的开关S闭合时，工作电路的情况是（ ）
A.灯不亮，电铃响
B.灯不亮，电铃不响
C.灯亮，电铃不响
D.灯亮，电铃响
5、如图为某电磁继电器的工作原理图，开关S闭合时，电磁铁_____ (有/无)磁性，
_______(电灯/电铃)通电
工作。
A
有
电灯
A
6、如图是研究电磁铁磁性的电路图，则电磁铁的S极为
　 （选填“A”或“B”）端。当滑动变阻器的滑片P向右移动时，电磁铁的磁性变　 （选填“强”或“弱”）。
弱
第4节 电动机
一、磁场对通电导线的作用
现象：给导线通电，导线就运动起来。
结论： 通电导线在磁场里受到___的作用，受力方向跟_____的方向、_______方向都有关。
想一想：如果把通电线圈放在磁场中，会看到通电线圈再在磁场中受力 ，利用这一原理可以制成现代社会生活中广泛应用的 。
力
电流
磁感线
转动
电动机
二、电动机的基本构造
1、电动机是根据________________________的原理制成的，它把_____转化为_______。
2、电动机主要由_____和_____两部分组成。
3、每当线圈转过平衡位置时，_______会自动改变线圈中的电流方向，使线圈始终沿着同一方向持续转动。
通电线圈在磁场中受力转动
电能
机械能
转子
定子
换向器

1、作用：把电信号转换成声信号。
2、构造：由永磁体、线圈、锥形纸盆构成。
3、工作原理：当线圈中通过电流时，线圈受到磁铁的吸引向左运动；当线圈中通过相反的电流时，线圈受到磁铁的排斥向右运动。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。

扬声器
1、如图所示，电动平衡车是一种新型交通工具，被广大青少年所喜爱。图中与电动平衡车驱动前行过程原理相同的是（　）




2、在制作简易电动机的过程中，若要改变电动机的转动方向，可以（ ）
A.改变通电电流的大小 B.将电源的正负极对调
C.换用磁性更强的磁铁 D.增加电动机的线圈匝数
C
B
3、如图所示，闭合开关，导体ab就会运动起来，下列说法正确的是（ ）
A.发电机是利用这一原理工作的
B.在此过程中，机械能转化为电能
C.此实验说明磁场对通电导体有力的作用
D.同时改变电流方向和磁场方向，可以改变导体ab的运动方向
4、如图所示是电动机的工作原理图，
如果实现线圈平稳、连续不停地转动，
需要安装一个叫　 的元件。
C
换向器
5、如图所示，闭合开关，静止的导体棒ab在轨道上向右运动，说明了通电导体在磁场中受到　 的作用，若只将电源的正、负极对调，则导体棒ab将向　 运动 （选填“”左”或“右”）；若只将蹄形磁铁的N、S极对调，则导体棒ab将向　 运动（选填“左”或“右”）。






6、电动机是利用 的原理制成的。它工作时把 能转化为 能。

力
左
左
通电线圈在磁场中受力转动
电
机械
第5节 磁生电
1831年，英国物理学家 发现了磁能生电，进一步揭示了电现象和磁现象之间的联系。根据这个发现，后来发明了发电机，开辟了电气化的时代。
法拉第
一、什么情况下磁能生电
由于电磁感应产生的电流就叫做_________。感应电流的方向跟_________的方向和_______方向有关。
产生感应电流必须同时具备的两个条件：
1、电路必须是 的。
2、导体必须在磁场中做 运动。
闭合电路的__________在磁场里做___________运动时，导体中就会产生电流，这种现象叫_____ 。 就是利用这一原理制成的。这个过程中，消耗了 能，得到了 能。
一部分导体
切割磁感线
电磁感应
感应电流
导体运动
磁感线
机械
电
闭合
切割磁感线
发电机
二、发电机
1、交流电与直流电
(1)周期性改变方向的电流叫_________，简称_______。 （如交流发电机产生的电流）在交变电流中，电流在每秒内周期性变化的次数叫做_____，单位是_____，简称赫，符号Hz。
(3)方向_____的电流叫做直流电。如电池提供的电流。
(2)我国交流电的频率为 。
交变电流
交流电
频率
赫兹
50Hz
不变
3、实际使用的大型交流发电机结构比较复杂，但仍是由________和_________两部分组成
4、为了获得较强的电流，一般采用多匝线圈不动、用______代替______来转动的方式来发电。实际的发电机的转子由水轮机、汽轮机等带动旋转。
电磁铁
永磁体
定子
转子
2、发电机是利用____________的原理制成的。工作过程中把______转化为_____ 。
电磁感应现象
机械能
电能
1、1831年英国物理学家法拉第发现了（ ）
A.电流具有热效应 B.电流的周围存在着磁场
C.电磁感应现象 D.通电导体在磁场中要受到力的作用
2、为了防止中考考试作弊，监考人员利用手持式金属探测器对考生进行检查（如图所示），当靠近金属物体时，在金属导体中就会产生涡电流（感应电流），探测器发出警报。以下选项中也是利用该原理工作的是（ ）
A.动圈式话筒?
B.电磁铁??
C.电铃?
D.电动机
C
A
3、下图是研究产生感应电流的实验，下列说法正确的是（ ）
A.只要导体AB在磁场中运动，电流表的指针就会发生偏转
B.对调两个磁极方向，电流表的指针偏转方向发生改变
C.改变导体AB切割磁感线的方向，电流表的指针偏转方向不发生改变
D.电磁感应是把电能转化成机械能
B
4、共享电动汽车通过刷卡开锁，实现循环使用。租赁者将带有磁条的租车卡靠近电动汽车的感应器，检测头的线圈中就会产生变化的电流，读取解锁信息。图中能反应刷卡读取信息原理的是（ ）
D
5、发电机的相继问世，使电能的大规模生产和利用成为现实，人类社会进入了电气化的时代。图中属于电磁感应现象的实验图及其应用图的是( )
A、①③ B、①④ C、②③ D、②④
B
甲
乙
6、如下图甲所示的是制成 机的原理图。工作时把 能转化为 能；乙图所示的是制成 机的原理图，工作时把 能转化为 能。它们的原理图的区别可以概括为：有电源， 机；无电源， 机。
电动
电
机械
发电
机械
电
电动
发电
7、图甲所示的实验表明 在磁场中会受到力的作用；依据图乙所揭示的实验原理可以制成 。



8、1831年英国物理学家法拉第发现了 现象，利用这个原理制成了 （选填“发电机”或“电动机”）。
甲
乙
通电导体
发电机
电磁感应
发电机
9、小明用如图所示的装置来探究感应电流产生的条件(图中灵敏电流计G的指针偏转方向相反即表示通过的电流方向相反)。




(1)导体ab静止悬挂，闭合开关，灵敏电流计的指针不偏转，说明电路中______ (有/无)电流产生。
(2)继续探究，记录观察到的现象如下表：
无
①较1、2(或1、3)实验现象可知，闭合电路的一部分导体在磁场中做 运动时，电路中就会产生感应电流。
②比较2、3实验现象还发现，产生的感应电流的方向跟
有关。
（3）若在整理器材时未断开开关，先水平向左撤去蹄形磁铁(导体ab不动)，则灵敏电流计的指针_________(会/不会)偏转。
切割磁感线
切割磁感线运动的方向
会
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