1、第11课时电与磁学生用书P119一、磁现象(a)1磁铁磁性是磁体具有吸引_铁、钴、镍_等物质的性质(吸铁性)。具有磁性的物质称为磁体，永磁体分为天然磁体和人造磁体。2磁极磁体上磁性最强的部位叫_磁极_(磁体两端最强中间最弱)。能自由转动的磁体，静止时指南的磁极叫_南极(S)_，指北的磁极叫_北极(N)_。磁极间的相互作用规律为：_同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引_。【知识拓展】最早的指南针叫_司南_。其勺柄是磁铁的S极，指向地理南方。一个永磁体分成多部分后，每一部分仍存在_两_个磁极。磁化指使原来没有磁性的物体_得到磁性_的过程。磁铁之所以可以吸引铁钉是因为铁钉被磁化后，铁钉与磁铁的接触部分
2、间形成_异名_磁极后相互吸引的结果。软铁被磁化后，磁性很容易消失，称为软磁性材料。钢被磁化后，磁性能长期保持，称为_硬磁性_材料。所以制造永磁体使用钢，制造电磁铁的铁芯使用_软铁_。物体是否具有磁性的判断方法：根据磁体的_吸铁性_判断；根据磁体的_指向性_判断；根据磁体_相互作用规律_判断；根据_磁极的磁性 最强_判断。二、磁场(b)1磁场磁场是磁体周围存在着的看不见、摸不着的特殊物质。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，_小磁针静止时北极所指的 方向_就是该点的磁场方向。2磁感线磁感线是用来描述磁场
3、强弱、方向的一种科学模型。任何一点的曲线方向都跟_放在该点的小磁针北极所指的方向_一致。磁感线的方向：磁体周围的磁感线总是从磁体的_北极_出来，回到磁体的_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_立体_的分布在磁体周围，而不是平面的，磁感线不_相交_，磁感线的疏密程度表示_磁场的强弱_。三、地磁场(a)地球是一个大磁体，地球产生的磁场叫地磁场，地磁场分布于地球周围的空间里。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_地理的南极附近_，地磁场的南极在_地理
4、的北极附近_。首先由我国宋代的_沈括_发现磁偏角(磁场方向与经线的夹角)。四、电流的磁场(a)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磁场，且产生的磁场方向与电流方向有关。2通电螺线管的磁场：通电螺线管周围的磁场和_条形磁体_的磁场很相似。其两端的极性跟电流方向有关，电流方向与磁极间的关系可由_右手螺旋定则(或安培定则)_来判断。五、电磁铁(b)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。电磁铁通电时有磁性，断电时磁性消失；当线圈匝数一定时，通过电磁铁的电流越大，电磁铁的磁性越强；当电流一定时，电磁铁线圈的匝数越多，磁性
5、越强。电磁铁磁性的有无，可由开关来控制；电磁铁磁性的强弱，可由电流大小和线圈匝数来控制；电磁铁的极性位置，可由电流方向来控制。六、电磁继电器(b)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。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，进行远距离操作和自动控制。电磁继电器的主要部件是电磁铁、衔铁、弹簧和动触点。2电磁继电器工作原理如图所示，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、开关S1组成控制电路；而电源E2、电动机M、开关S2和触点开关S组成工作电路。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，触点开关接通，电动机
6、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，触点开关断开，电动机停止运转。图111七、磁场对电流的作用(电动机)(a)1磁场对电流的作用通电导线在磁场中会受到力的作用，力的方向与磁场方向及电流方向有关。通电线圈在磁场中，当线圈平面与磁感线不垂直时，磁场力会使线圈转动；当线圈平面与磁感线垂直时，线圈也会受到磁场力的作用，但不会转动，这一位置叫做平衡位置。2直流电动机电动机是利用通电线圈能在磁场中转动的原理制成的。直流电动机模型主要由磁体(定子)、线圈(转子)、换向器和电刷四部分组成，其中，最简单的换向器是两个彼此绝缘的金属半环，它的作用是当通电线圈由于惯性转过
7、平衡位置时，立即改变线圈中的电流方向，以实现线圈的持续转动。直流电动机的转速可由电流大小来控制；转动方向可由电流方向和磁极的位置来控制。八、电磁感应与发电机(b)1电磁感应英国物理学家法拉第在1831年发现了电磁感应现象。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发电机发电机是根据电磁感应原理制成的。交流发电机主要由定子(磁体)、转子(线圈)、铜环和电刷。3直流电与交流电方向不变的电流叫直流
8、电。大小和方向都发生周期性变化的电流叫交流电。交流电的周期指电流发生一个周期性变化所用的时间，其单位就是时间的单位秒(s)。交流电的频率指电流每秒发生周期性变化的次数。其单位是赫兹，符号是Hz。频率和周期的数值互为倒数。类型一磁体与磁场典例 如图所示，一根条形磁体，左端为S极，右端为N极。另用弹簧测力计下悬挂一铁球，将弹簧测力计自左向右沿水平方向移动时，弹簧测力计的示数变化规律是(D)图112 ABCD【解析】 本身不带磁性的铁球能被磁体吸引。条形磁体两端磁性最强，中间磁性最弱。跟踪训练 天津中考下图中磁体两极间磁感线的画法正确的是(A) ABCD【解析】 磁体周围的磁感线总是从N极出来，回到
9、S极。类型二电生磁典例 金华中考在探究影响电磁铁磁性强弱的因素时，小科设计了如图所示的电路。下列相关说法不正确的是(A)图113A电磁铁A、B上方都是S极B通过电磁铁A和B的电流相等C电磁铁A的磁性强于电磁铁B的磁性D向右移动滑片P，电磁铁A、B磁性都减弱【解析】 根据安培定则判定电磁铁的极性；串联电路中电流处处相等；磁性的强弱与电流大小和线圈的匝数有关。跟踪训练 2018泸州如图所示，电磁铁上方附近有一点A，小磁针置于电磁铁的右方附近。闭合开关S，下列判断正确的是(C)图114A电磁铁的左端为N极B电磁铁上方A点的磁场方向向右C小磁针静止后，其N极的指向向右D向左移动滑片P，电磁铁的磁性减弱
10、【解析】 根据安培定则，右手握螺线管，四指指向电流的方向，大拇指指向右端，则通电螺线管的右端为N极；在磁体的外部，磁感线从N极指向S极，所以通电螺线管外A点的磁场方向向左；通电螺线管的右端是N极，根据异名磁极相互吸引可知，小磁针的S极应指向螺线管的右端，故小磁针静止时，其N极的指向向右；向左移动滑片P，滑动变阻器连入电路的电阻减小，电流增大，电磁铁的磁性增强。类型三电磁铁的应用典例 绍兴中考如图是温度自动报警器工作电路，在水银温度计上部插入一段金属丝，当温度达到金属丝下端所指示的温度时(A)图115A铃响，灯不亮B铃不响，灯不亮C铃响，灯亮D铃不响，灯亮【解析】 当温度计开关接通时，控制电路(
11、低压电路)接通，电磁铁产生磁性吸引衔铁，使动触点与下面的电铃支路接通，与上面的电灯支路断开。跟踪训练12018潍坊改编如图是某同学设计的汽车启动电路。旋转钥匙接通a、b间电路，电动机M启动。下列说法正确的是(C)图116AF端为螺线管的N极BR的滑片左移时螺线管磁性减弱C电动机启动说明螺线管产生磁性D螺线管两端电压大于电动机两端电压【解析】 根据安培定则可知，F端为螺线管的S极；R的滑片左移时，接入电路的电阻减小，电流变大，螺线管磁性增强；衔铁向下移动，使电动机启动，说明螺线管产生了磁性；螺线管的电路中电源只有一节干电池，电动机的电源是两节干电池，故螺线管两端电压小于电动机两端电压。22018
12、杭州江干区三模有一种电加热恒温箱，工作原理如图甲所示，控制电路由电压U19V的电源、电磁继电器(线圈电阻不计)、滑动变阻器R2和热敏电阻R1组成，图乙是热敏电阻R1阻值随温度变化的图像；工作电路由电压U2220V的电源和电阻R044的电热丝组成。通过实验测得当电磁继电器线圈的电流达到60mA时，电磁继电器的衔铁被吸下来停止加热，实现温 控。求：图117(1)请用笔画线代替导线，按照题意将图中的工作电路连接完整。(2)当滑动变阻器R2接入电路中的电阻为50时，可使恒温箱的温度保持为多少摄氏度？【答案】 (1)如答图所示。跟踪训练2(1)题答图(2)当电磁继电器线圈的电流达到60mA时，设此时热敏
13、电阻的阻值为Rx，则：RxR250100，由图乙可知，热敏电阻为100时对应的温度为50，即恒温箱的温度将稳定在50。类型四磁场对电流的作用(电动机)典例 2018淄博如图是探究“通电导线在磁场中受力”的实验装置。瞬间接通电路，原来静止的导线ab向右运动。要使导线ab向左运动，可行的措施是(A)图118A将磁体的N、S极对调B增大电源电压C换用磁性更强的磁体D将磁体的N、S极对调，同时改变电流的方向【解析】 通电导体在磁场中受力的方向与磁场方向和电流方向两个因素有关；将磁体的磁极对调，磁场方向与原来相反，则导线的受力方向与原来相反，能使导线向左运动；增大电源电压、换用磁性更强的磁体，会改变受力
14、大小，但不能改变导线的运动方向；将磁体的N、S极对调，同时改变电流的方向，不会改变导线的运动方向。跟踪训练 聊城中考如图为直流电动机的基本构造示意图。以下相关的分析中正确的是(D)图119A电动机是利用电磁感应的原理工作的B电动机工作过程中，消耗的电能全部转化为机械能C使线圈连续不停地转动下去是靠电磁继电器来实现的D仅改变磁感线的方向可以改变线圈转动的方向【解析】 电动机是利用通电线圈能在磁场中转动的原理制成的；电动机工作过程中，消耗的电能大部分转化为机械能但也有少量转化为内能；使线圈连续不停地转动下去是靠换向器来实现的。类型五磁生电(发电机)典例 2018湖州下列4个实验所揭示的原理能直接推
15、动发电机发明的是(B)ABCD【解析】 A实验揭示通电导体在磁场中受力的作用，与电动机发明有关； B实验揭示电磁感应原理，直接推动发电机的发明；C实验是奥斯特实验，说明通电导体周围存在磁场；D实验说明通电线圈能产生磁场，也能探究通电线圈磁场强弱与哪些因素有关。跟踪训练 2018淮安在探究“产生感应电流的条件”实验中：图1110(1)实验中，观察_电流表的指针是否偏转_判断电路中是否有感应电流。(2)闭合开关，若导体AB不动，左右移动磁体，电路中_有_(选填“有”或“无”)感应电流。(3)该实验的结论是：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。(4)如果将小
16、量程电流表换成_电源_，可以探究磁场对通电导体的作用。【解析】 抓住电磁感应的三个关键词：“闭合电路”“部分导体”“切割磁感线”。该探究实验要用灵敏电流表去检测，普通电流表效果不明显。(4)探究通电导体在磁场中受力运动的实验图与该图的本质区别是将灵敏电流表换成电源。图11111杭州中考一根条形磁体断裂成三段(如图所示)，以下现象与相关的说法，正确的是 (A)【解析】 A端为S极，与小磁针的N极相互吸引，所以小磁针的黑色部分为N极；利用安培定则确定螺线管的左端为N极，而C端为S极，所以两者相互吸引；同一块磁体的磁极磁性相同，吸引大头针的数量也相同；闭合电路的EF段导体穿过CD之间时，做切割磁感线
17、运动，会产生感应电流。22018绵阳指南针是我国四大发明之一，论衡记载：司南之杓，投之于地，其柢指南。如图所示的司南放在水平光滑的“地盘”上，静止时它的长柄指向南方。司南长柄所指方向是 (A)A地理南极，地磁北极B地理南极，地磁南极图1112C地理北极，地磁北极D地理北极，地磁南极【解析】 司南的“司”是动词，即杓柄的指向之意，“南”指地理南方。地磁北极在地理南极附近，地磁南极在地理北极附近。图111332018宁波我国未来的航母将采用自行研制的电磁弹射器。电磁弹射器的弹射车与飞机前轮连接，并处于强磁场中，当弹射车内的导体通以强电流时，舰载机受到强大的推力而快速起飞。电磁弹射器工作原理与下列设
18、备或用电器工作原理一致的是 (C) A B C D图1114A电铃 B手摇发电机C电风扇 D电磁起重机【解析】 电磁弹射器把电能转化为机械能，相当于电动机。42018衡阳巨磁电阻效应是指某些材料的电阻在磁场中急剧减小的现象，且磁场越强电阻越小，图中是说明巨磁电阻特性原理的示意图，图中GMR是巨磁电阻。如果闭合S1、S2，滑片P向左移动时，电表的变化情况是 (D)图1115A.表和表示数均变小B.表和表示数均变大C.表示数变小，表示数变大D.表示数变大，表示数变小【解析】 滑片P向左移动时，R0连入电路的阻值减小，控制电路电流增大，电磁铁磁性增强，巨磁电阻GMR阻值减小，其分压减小，右侧工作电路
19、总电阻减小，电流增大。52018株洲如图为交流发电机原理图，线圈在磁场中转动，则 (B)图1116A两磁极间的磁场方向向左B线圈在磁场中切割磁感线C通过灯泡的电流方向不变D线圈一定不受磁场力作用【解析】 磁场方向是从N极出来到S极，所以图中两磁极间的磁场方向向右。发电机发电时，线圈一定做切割磁感线运动。交流发电机输出的是交流电，方向会周期性变化。发电机线圈转动时会受磁场力作用。62018嘉兴舟山如图是一个温度自动报警器的工作原理电路图。图1117当控制电路中有电流通过时，电磁铁左端为_S(或南)_极。在使用中发现，当温度达到设定值时，电铃没有报警。经检查，各元件完好、电路连接无误，则可能是因为
20、_控制电路电源电压太小(合理即可)_(任写一种)导致工作电路没有接通。【解析】 当温度升高到设定值时，水银柱与上方金属丝连通，使左侧形成通路，电磁铁中有电流通过，产生磁性，电磁铁吸引衔铁，由于电磁铁磁性的大小与电流大小和线圈匝数多少有关，如果电源电压太小，使得电流太小，磁性太小，则电磁铁吸引不动衔铁，工作电路不会工作。72018枣庄在探究“通电螺线管的外部磁场”的实验中，小明在螺线管周围摆放了一些小磁针。图1118(1)通电后小磁针静止时的分布如图甲所示，由此可看出通电螺线管外部的磁场与_条形磁体_的磁场相似。(2)小明改变通电螺线管中的电流方向，发现小磁针指向转动180，南北极发生了对调，由
21、此可知：通电螺线管外部的磁场方向与螺线管中_电流_方向 有关。(3)小明继续实验探究，并按图乙连接电路，他先将开关S接a，观察电流表的示数及吸引大头针的数目；再将开关S从a换到b，调节变阻器的滑片P，再次观察电流表的示数及吸引大头针的数目，此时调节滑动变阻器是为了_控制两次实验的电流大小不变_，来探究_通电螺线管磁场强弱与线圈匝数_的 关系。【解析】 (1)通电螺线管的磁场分布与条形磁体相似，都具有两个磁性较强的磁极。(2)实验中，他将开关S从a换到b上时，连入电路的线圈匝数发生了变化，应调节变阻器的滑片P，控制两次实验的电流大小不变，再次观察电流表示数及吸引的大头针数目，这样才能探究出通电螺
22、线管磁场强弱与线圈匝数的关系。图111982018福建A卷如图是“探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件”的实验装置。闭合开关后，导体棒、灵敏电流计、开关、导线组成闭合电路。实验观察到的现象如下表。实验序号磁场方向导体棒ab运动方向灵敏电流计指针偏转情况1向下向上不偏转2向下不偏转3向左向右偏4向右向左偏5向上向上不偏转6向下不偏转7向左向左偏8向右向右偏(1)实验时通过观察_灵敏电流计指针是否偏转_来判断电路中是否产生感应电流。(2)由实验可知，闭合电路中的部分导体在磁场中做_切割磁感线_运动时，电路中产生感应电流。(3)比较第4次和第_8_次实验可知，导体棒运动方向相同时，感应电流的方向与磁场的方向有关。(4)比较第7次和第8次实验可知，_磁场方向相同时，感应电流方向和导体棒运动方向有关_。
