-2-3-4-一、认识简单磁现象1.磁体:物体能够吸引铁、钴、镍等物质的性质叫磁性,具有磁性的物体叫磁体.2.磁极:磁体中磁性最强的两个部分,一个叫南极(S),另一个叫北极(N).重点认知磁极总是成对出现,只有一个磁极的磁单极子目前还没发现.3.磁极间的相互作用:同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引.4.磁场:磁体周围存在着磁场,磁极间的相互作用就是通过磁场发生的.5.磁场方向:在磁场中的某一点,小磁针静止时北极所指的方向就是该点的磁场方向.-5-6.磁感线:为了形象地描述磁场而假想出来的一些曲线.磁体周围的磁感线都是从磁体的N极出发,回到磁体的S极.可见磁感线是一组闭合曲线.磁感线分布越密集的地方磁场越强.重点认知磁场是真实存在于磁体周围的一种物质,而磁感线是人们为了研究磁场方便假想出来的一种模型,它并不真实存在.7.地磁场:地球周围存在着的磁场叫地磁场.地磁场的南极在地理北极附近,地磁场的北极在地理南极附近,但不重合(即存在磁偏角),最早发现这一现象的是我国宋代的学者沈括.重点认知很多动物利用地磁场来导航,如海龟、鸽子等.8.磁性材料的应用:录音带、录像带、磁盘、磁卡等.-6-二、探究通电螺线管外部磁场的方向1.奥斯特实验证明,在通电导体周围也存在着磁场,磁场方向与电流方向有关.2.通电螺线管外部的磁场和条形磁体的磁场一样,通电螺线管的两端相当于条形磁体的两个极.其极性与电流绕行方向有关,用安培定则判断.3.安培定则(即右手螺旋定则):用右手握螺线管,让四个手指弯向螺线管中的电流方向,则大拇指所指的那端就是螺线管的北极.-7-4.电磁铁:插有铁芯的螺线管叫电磁铁.生活中利用电磁铁工作的有:电磁继电器、电磁起重机、电铃以及扬声器等.重点认知 (1)决定电磁铁磁性强弱的因素有电流的强弱、线圈的匝数和有无铁芯.外形相同的螺线管,通过线圈的电流越大,电磁铁磁性越强;电流一定时,电磁铁线圈的匝数越多,电磁铁磁性越强.插有铁芯的通电螺线管的磁性比没有铁芯的强得多.(2)电磁铁的优点:磁性的有无可以用电路的通断来控制;磁性的大小可以用电流的大小(或线圈匝数)来控制;电磁铁磁极的极性可以用电流方向来控制.-8-三、电动机1.磁场对电流的作用:通电导体在磁场中受到力的作用,受力的方向跟磁场方向和电流方向有关.2.电动机的原理:电动机是根据通电线圈在磁场中受力转动的原理制成的,电动机工作时将电能转化成机械能.3.直流电动机中换向器的作用:当线圈转到平衡位置时能自动改变线圈中的电流方向.-9-四、发电机1.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运动时,导体中就会产生电流,这种现象叫做电磁感应现象,产生的电流叫感应电流.感应电流的方向跟磁场方向和导体切割磁感线的方向有关.重点认知产生感应电流的必要条件:(1)电路闭合;(2)电路中的一部分导体在做切割磁感线运动.2.发电机是根据电磁感应现象制成的,发电机工作时将机械能转化成电能.-10-五、电与磁的一些应用1.电磁继电器工作原理:电磁铁通电时把衔铁吸下来,将工作电路的触点接通,工作电路闭合;电磁铁断电失去磁性,弹簧把衔铁弹起,切断工作电路.(如图20-1所示)2.主要作用:用低压电路的通断间接地控制高压电路的通断,可以实现远距离控制;与其他元件配合实现自动控制.3.扬声器是把电信号转换成声音信号的一种装置.-11-六、重点实验辨析 -12-13-14-15-考点1电流的磁场【例1】如图20-2所示,当开关闭合后,下列说法中正确的是()A.螺线管的下端是S极B.小磁针将转动,静止后N极向下C.小磁针将转动,静止后S极向下D.当滑动变阻器的滑片向右滑动时,螺线管的磁性增强-16-【解析】由图可知,电流从螺线管的上端流入,根据安培定则可知,螺线管下端是N极,上端是S极,A项错误;同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引,所以小磁针静止时下端是N极,由此可判断开关闭合后小磁针将转动,静止后N极向下,所以B项正确,C项错误;当滑动变阻器的滑片向右端移动时,滑动变阻器接入电阻变大,故电路中电流变小,通电螺线管的磁性减弱,所以D项错误.【答案】B-17-【变式训练1】开关S闭合后,小磁针静止时的指向如图20-3所示,由此可知(C)A.a端是通电螺线管的N极,c端是电源正极B.b端是通电螺线管的N极,d端是电源负极C.b端是通电螺线管的N极,d端是电源正极D.a端是通电螺线管的N极,c端是电源负极-18-考点2通电导线在磁场中受到力的作用、电动机【例2】如图20-4所示的线圈abcd位于磁场中,(1)通电后,cd段导线的电流方向(选填“由c到d”或“由d到c”).(2)cd段导线受磁场力的方向如图所示,在图中画出ab段导线受磁场力的方向.-19-【解析】(1)由题图可知,电流从电源的正极出发回到负极,线圈中cd段导线的电流方向由c到d;(2)根据cd段导线受磁场力的方向如图所示,而ab段的电流方向和cd段的电流方向相反,又磁感线方向不变,所以ab段导线受磁场力的方向与cd段相反.【点拨】通电导体在磁场中所受力的方向与电流方向和磁场方向有关.当只有磁场方向或只有电流方向改变时,通电导体所受力的方向会发生改变;当电流方向和磁场方向同时改变时,导体受力方向不变.【答案】(1)由c到d(2)如图20-5所示-20-【变式训练2】借助如图20-6所示的实验装置,晓明探究“磁场对通电直导线的作用”.闭合开关后,原本静止的轻质硬直导线ab水平向右运动.要使ab水平向左运动,下列措施中可行的是(D)A.将ab两端对调B.将滑动变阻器的滑片向右移动C.换用磁性更强的蹄形磁体D.将蹄形磁体的N、S极对调-21-考点3电磁感应、发电机【例3】如图20-7所示,在蹄形磁体的磁场中放置一根与螺线管连接的导体棒ab,当ab棒水平向右运动时,小磁针N极转至右边.可使如图20-7所示位置的小磁针N极转至左边的操作是选项中的()-22-【解析】电磁铁的磁极改变,小磁针的指向就随之改变,所以只要感应电流方向改变,小磁针N极就会转至左边.与图20-7相比,A选项中只有导体切割磁感线的方向发生了变化,所以感应电流方向发生变化,故电磁铁磁极发生变化,小磁针指向也随之发生变化,故A项正确;B、C两选项中导体没有切割磁感线,不能产生感应电流,故两选项均错误;D选项中磁场方向和导体切割磁感线的方向均发生变化,所以感应电流方向不变,故D项错误.【点拨】(1)感应电流的方向与磁场方向和导体切割磁感线的方向有关,在研究时一般采用控制变量法.(2)当导体运动方向与磁场方向平行时导体中不会产生感应电流.【答案】A-23-【变式训练3】如图20-8是探究“什么情况下磁可以生电”的实验装置,下列情况可以产生电流的是(C)A.导体棒不动,让磁体上下移动B.磁体不动,让导体棒沿ab方向前后运动C.磁体不动,让导体棒绕a端在水平面内转动D.让导体棒和磁体以相同速度一起向左移动-24-【例题】在探究“感应电流产生的条件”实验中(1)如图,a、b两接线柱间应接入小(填“大”或“小”)量程电流表.(2)导体在磁场中运动时,电流表指针没有发生偏转,其原因可能是开关没有闭合.-25-(3)改正错误后继续实验,小王发现每次电流表指针的偏转角度不相同,于是他对影响感应电流大小的因素作以下猜想.猜想一:与导体切割磁感线运动的速度大小有关;猜想二:与磁场的强弱有关;猜想三:与导体的匝数有关.为了验证猜想三,他设计的方案是:分别让两个匝数不同的线圈,在如图所示的磁场中水平向左运动,观察电流表指针的偏转角度.请对此方案作出评价,指出存在的主要问题是没有控制线圈切割磁感线速度大小不变.请你说出小王最终如何判断猜想三是否正确,比较两次偏转角度,若相差不大,与线圈匝数无关;若相关明显,与线圈匝数有关.-26-【练习题】1.用图所示的实验装置探究“产生感应电流的条件”.(1)实验中,通过观察电流表指针是否偏转来判断电路中是否有感应电流.(2)闭合开关,若导体ab不动,左右移动磁铁,电路中有(选填“有”或“无”)感应电流.(3)在仪器和电路连接都完好的情况下,某小组的实验现象不太明显.请提出一条改进措施:将导体ab换成多匝线圈(或换一块磁性更强的磁铁等).-27-(4)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.-28-2.在探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”实验中,小明制成简易电磁铁甲、乙,并设计了如图所示的电路.(1)当滑动变阻器滑片向左移动时,电磁铁甲、乙吸引大头针的个数增加(填“增加”或“减少”),说明电流越大,电磁铁磁性越强.(2)根据图示的情境可知,甲(填“甲”或“乙”)的磁性强,说明电流一定时,线圈匝数越多,电磁铁磁性越强.(3)根据右手螺旋定则,可判断出乙铁钉的上端是电磁铁的S极.(4)电磁铁吸引的大头针下端分散的原因是大头针被磁化,同名磁极相互排斥.-29-3.(2017兰州)如图所示的实验装置,在两根水平且平行的金属轨道上放一根轻质导体ab.(1)接通电源,这时会看到导体ab向左运动,这表明通电导体在磁场中会受力的作用;(2)若只对调磁体的磁极或只改变导体ab中的电流方向,观察到导体ab均向右运动,这表明通电导体在磁场中受力的方向与磁场方向和磁感线方向均有关;(3)如果把磁体的两极对调,同时改变通过导体ab中的电流方向,会看到导体ab的运动方向跟原来相同(选填“相同”或“相反”).-30-1.(2017广东)如图20-9所示的实验装置中,当导体棒AB竖直向上运动时,灵敏电流计的指针偏转,让导体棒AB水平向右运动,灵敏电流计的指针偏转(以上两空均选填“会”或“不会”),(选填“电动机”或“发电机”)是应用电磁感应原理制成的.答案:不会会发电机-31-2.(2016广东)如图20-10所示,开关闭合,小磁铁处于静止状态后,把滑动变阻器的滑片P缓慢向右移动,此时悬挂的小磁铁的运动情况是(B)A.向下移动B.向上移动C.静止不动D.无法确定-32-3.(2015广东)阅读下面的短文,回答问题.双触点干簧管双触点干簧管是一种磁控开关,结构如图20-11甲所示,其外壳是一支密封的玻璃管,管内充有某种惰性气体,并装有A、B和C三块簧片,其中B和C是用铁或镍等材料制成,A是用铜或铝等非磁性材料制成,A的端点与C的端点是固定端点,B的端点是自由端点,正常时B的端点在自身弹力作用下与A的端点接触,当绕在干簧管上的线圈通电时,如图乙所示,B的端点与C的端点分别被磁化而相互吸引,当吸引力大于B的弹力时,B与A的端点分开,并与C的端点接触.而当B与C的吸引力减小到一定程度时,B在弹力的作用下与C的端点分开,重新恢复与A的端点接触.-33-(1)在图乙中,若要使螺线管的左端为N极,则电源左端是极.(2)簧片A、B和C所对应的材料可能是.(填写序号)铁、铁、铜铜、铝、铁铜、铁、铁镍、铁、铝(3)当B的端点与C的端点接触时,簧片B具有势能.(4)如图丙所示,请将电路连接完整,要求闭合开关后,红灯先通电,然后绿灯与红灯能交替通电.-34-答案:(1)正(2)(3)弹性(4)如图所示 -35-4.(2013广东)下列电器中,利用电磁感应原理工作的是(B)A.电动机B.发电机C.电烙铁D.电灯5.(2012广东)选项中小磁针的指向正确的是(C)-36-6.(2014深圳)对下列各图描述错误的是(D) -37-7.(2013广州)线圈abcd转动过程中经过图20-12甲、乙位置时,导线ab所受磁场力的方向(B)A.相反,是由于磁场方向相反了B.相反,是由于流过ab的电流方向相反了C.相同,是由于磁场方向、流过ab的电流方向都改变了D.相同,是由于磁场方向、流过ab的电流方向都没改变-38-8.(2013广州)如图20-13所示,磁感应线竖直向下,AB棒运动,电流表指针偏转(B)A.AB棒可能是竖直向下运动的B.AB棒可能是水平向左运动的C.开关断开,电流表指针也会偏转D.实验说明电路有电流不一定需要电源-39-9.(2014梅州)如图20-14所示是研究电和磁关系的两个实验装置,下列判断中正确的是(D)A.甲图是发电机的原理图B.乙图是电动机的原理图C.在甲图中,闭合开关时,导体ab会上下运动D.在乙图中,导体ab左右运动时,电路中有感应电流-40-10.(2015梅州)科学家的每次重大发现,都有力地推动了人类文明的进程.丹麦物理学家奥斯特首先发现了电流周围存在着磁场,第一个揭示了电和磁之间的联系.小周同学自制了一个用开关来控制电磁铁南北极的巧妙装置,如图20-15所示.当开关S接A(选填“a”或“b”)点时,电磁铁的A端是N极.-41-11.(2014广东)如图20-16所示,闭合开关,当导体ab向右运动时,电流表指针向左偏转,那么当ab向左运动时,电流表指针向右偏转,如果将磁体两极的位置对调,ab向右运动时,电流表指针向右偏转,此过程机械能(动能)转化为电能.-42-12.(2014佛山)如图20-17所示,通电螺线管的上方有一个静止的小磁针,轴线上右边的圆圈表示闭合电路中一部分导体的横截面,由图可知通电螺线管的d端为S极,导线的a端应接电源的负极,闭合电路的这部分导体分别向“1”、“2”、“3”、“4”四个方向运动时,沿“1”和“3”方向运动能产生感应电流.-43-13.(2012茂名)闭合开关,小磁针静止在如图20-18所示位置,请标出螺线管的N、S极和电源的正负极.答案:如下图所示: -44-14.(2014广东)请在图20-19中标出通电螺线管磁感线方向,在括号中标出电源的正负极.答案:如下图所示: