第二十章電與磁第1節(jié)磁現(xiàn)象磁場一、磁現(xiàn)象1.磁性：能夠吸引鐵、鈷、鎳等物質的性質.2.磁體（1）定義：具有磁性的物體叫做磁體.（2）分類：分為永磁體和軟磁體，永磁體又分為天然磁體和人造磁體.（3）性質：磁體具有吸鐵性、指向性3.磁極（1）定義：磁體上吸引能力最強的兩個部位叫做磁極.能夠自由轉動的磁體，例如懸吊著的磁針，靜止時指南的那個磁極叫做南或S極，指北的那個磁極叫做北極或N極.（2）磁極間相互作用的規(guī)律：同名磁極相互排斥，異名磁極相互吸引.生活中的相關整合積累：

電冰箱門上裝有磁性密封條是利用了磁極間的作用規(guī)律原理；

生活中的相關整合積累：

電冰箱門上裝有磁性密封條是利用了磁極間的作用規(guī)律原理；

磁懸浮列車是利用磁極間的相互作用規(guī)律原理；

銀行卡、存折、磁卡、磁帶、錄像帶、磁盤中含有磁性材料，光盤、U盤中不含有磁性材料．示例1：在兩個磁體的中間有一小磁針，靜止時如圖所示，則下列說法正確的是（）

A．甲、乙端都為N極 B．甲、乙端都為S極C．甲端為N極，乙端為S極 D．甲端為S極，乙端為N極解析：因為磁極間相互作用的規(guī)律是同名磁極相互排斥，異名磁極相互吸引，所以從圖可知，甲端和小磁針的N極相吸引，故甲端是S極；乙端和小磁針的S極相吸引，故乙端是N極.答案：D示例2：上課時，老師將兩根大頭針接觸磁鐵一端，大頭針被吸引懸在磁鐵下方（如圖所示），則這兩個大頭針的針帽將（）注意：（1）只有磁性材料才能被磁化，如鐵、鈷、鎳．其他材料是不能被磁化的．注意：（1）只有磁性材料才能被磁化，如鐵、鈷、鎳．其他材料是不能被磁化的．

（2）磁性材料被磁化時，遵循同名磁極相排斥、異名磁極相吸引的規(guī)則．如圖，鐵釘離磁體近的部分被磁化成異名磁極，離磁體遠的部分被磁化成同名磁極．

A．互相吸引B．互相排斥C．既不吸引也不排斥D．無法確定解析：兩個大頭針被磁鐵吸引時已經(jīng)被磁化，靠近磁體的被磁化成異名磁極，距磁極較遠的一端被磁化成與磁體同名的磁極；本題中大頭針的針帽部分均被磁化成了N極，同名磁極相排斥.故選：B.方法總結：磁性材料被磁化后，磁性的分布情況是近端產生異名磁極，遠端產生同名磁極.磁極間的作用規(guī)律是同名磁極相互排斥，異名磁極相互吸引.二、磁場1.磁場（1）定義：磁體周圍存在著一種物質，能使磁針偏轉.這種物質看不見，摸不著，我們把它叫做磁場.（2）基本性質：對放入其中的磁體有磁力的作用.（3）方向：物理學中把小磁針靜止時北極所指的方向規(guī)定為該點磁場的方向.2.磁感線（1）定義：我們把小磁針在磁場中的排列情況用一些帶箭頭的曲線畫出來，可以方便、形象地描述磁場，這樣的曲線叫做磁感線.（2）方向：磁感線上任意一點的切線方向是該點的磁場方向.（3）分布：如圖是用磁感線描述的條形磁體和蹄形磁體的磁場，在圖上可以看出用磁感線描述磁場時，磁體外部的磁感線都是從磁體的N極出發(fā)，回到S極的.在磁體外部，磁感線從磁體N極指向S極，在其內部則相反，從而形成閉合的曲線.在磁體外部，磁感線從磁體N極指向S極，在其內部則相反，從而形成閉合的曲線.注意：（1）磁場是一種特殊的物質，它看不見，摸不著，是真實的客觀存在；（2）磁體間的相互作用是通過磁場這種物質來實現(xiàn)的；（3）磁感線是為了形象地描述磁場而畫出的假想的曲線，實際并不存在.（4）強弱：磁感線分布得疏，表示此處磁場弱，磁感線分布得密，表示此處磁場強.示例：如圖所示，下列說法正確的是（）A．A點處磁場不存在B．B點處磁場最強C．C點處磁場比B點處強D．D點處磁場方向為水平向左解析：ABC.根據(jù)磁場特點可知A點磁場存在，B點不在兩極磁場不最強，C點靠近N極，故磁場比B點強，故AB錯誤，C正確；D.D點未在水平的磁感線上，故D處磁場方向不是水平向左，故D錯誤.答案：C方法總結：磁體的周圍存在磁場，為了便于研究，人們引入了磁感線.在磁場中某一點，小磁針靜止時N極所指的方向為磁場的方向，磁場強度兩端最強，中間最弱.三、地磁場1.定義：地球本身是一個巨大的磁體，地球周圍的磁場叫做地磁場.2.方向：地磁的南極在地理北極附近，地磁的北極在地理南極附近地磁場的南北極與地理南北極相反.地磁場的南北極與地理南北極相反3.磁偏角：地理的兩極和地磁場的兩極并不重合，磁針所指的南北方向與地理的南北方向略有偏離.世界上最早記錄這一現(xiàn)象的人是我國宋代學者沈括.地磁場的利用：地磁場的利用：鴿子是利用地磁場進行導航的.示例：HYPERLINK早在北宋時期，我國人民就認識了地磁的存在，并據(jù)此做出了四大發(fā)明之一的指南針.宋代科學家沈括在《夢溪筆談》卷二十四中寫道：“方家以磁石磨針鋒，則能指南，然常微偏東，不全南也.”這是我國和世界上關于地磁偏角的最早記載.若把地磁場假想成是由地球內部一塊大條形磁鐵產生的，下圖的四個示意圖中，能合理描述這塊大條形磁鐵的是（）A．B．C．D．解析：地球周圍存在著地磁場，地磁的南北極和地理的南北極正好相反，故AC錯誤；根據(jù)文中“方家以磁石摩針鋒，則能指南，然常微偏東，不全南也”的“常微偏東”，可知D正確，B錯誤.答案：D第2節(jié)電生磁一、電流的磁效應1.電流的磁場：如果導線在小磁針的上方并且兩者平行，當導線通電時，磁針發(fā)生偏轉；切斷電流時，磁針又回到原位，這說明通電導線和磁體一樣，周圍存在磁場.2.電流的磁效應：通電導線周圍存在與電流方向有關的磁場，這種現(xiàn)象叫做電流的磁效應.1820年，丹麥物理學家奧斯特第一個發(fā)現(xiàn)了電與磁之間的聯(lián)系.電流的磁效應指的就是電生磁電流的磁效應指的就是電生磁.示例：如圖所示是某同學探究“通電直導線周圍是否存在磁場”的實驗裝置，通電后小磁針發(fā)生了偏轉.關于這個實驗，下列說法正確的是（）A．首次通過本實驗揭開電與磁關系的科學家是法拉第B．小磁針的作用是檢驗通電直導線周圍是否存在磁場C．實驗中直導線是沿東西方向放置的D．把小磁針放在直導線的上方，通電后小磁針不發(fā)生偏轉解析：A.首次通過本實驗揭開電與磁關系的科學家是奧斯特，故A錯誤；B.小磁針偏轉，說明通電導線周圍存在磁場，所以小磁針的作用是檢驗通電直導線周圍是否存在磁場，故B正確；C.在該實驗中為了避免地磁場對實驗的影響，導線應沿南北方向放置（電流產生的磁場沿東西方向），小磁針才會偏轉，故C錯誤；D.把小磁針放在直導線的上方時，通電后小磁針仍然受磁場力的作用，會發(fā)生偏轉，故D錯誤.答案：B方法總結：奧斯特實驗通過小磁針偏轉說明了通電導體周圍存在磁場；磁場的方向與電流的方向有關.二、通電螺線管的磁場1.螺線管：如果把導線繞在圓筒上，就做成了螺線管，也叫線圈.2.磁場特點：螺線管外部的磁場與條形磁體的磁場相似，它的兩端相當于條形磁鐵的兩個極.3.極性：通電螺線管兩端的極性與環(huán)繞螺線管的電流方向有關.三、安培定則用右手握住螺線管，讓四指指向螺線管中電流的方向，則拇指所指的那端就是螺線管的N極.注意：（1）決定通電螺線管磁極極性的根本因素是通電螺線管上電流的環(huán)繞方向，而不是通電螺線管上導線的繞法和電源正、負極的接法．當兩個螺線管中電流的環(huán)繞方向一致時，它們兩端的磁極極性才相同；（2）四指的環(huán)繞方向必須是螺線管上電流的環(huán)繞方向；（3）N極和S極一定在通電螺線管的兩端.注意：（1）決定通電螺線管磁極極性的根本因素是通電螺線管上電流的環(huán)繞方向，而不是通電螺線管上導線的繞法和電源正、負極的接法．當兩個螺線管中電流的環(huán)繞方向一致時，它們兩端的磁極極性才相同；（2）四指的環(huán)繞方向必須是螺線管上電流的環(huán)繞方向；（3）N極和S極一定在通電螺線管的兩端.示例1：如圖所示，小磁針靜止，當電鍵S閉合時（）A．M點的磁場方向向右B．M點的磁場方向向下C．小磁針顧時針轉動90°D．小磁針逆時針轉動90°解析：AB.根據(jù)螺線管中電流的方向和線圈的繞向，利用安培定則可以確定螺線管的右端為N極，左端為S極.在磁體外部，磁感線的方向是從N極指向S極，故M點的磁場方向向左，故AB錯誤；CD.根據(jù)同名磁極相互排斥、異名磁極相互吸引可知，小磁針將逆時針轉動90°，故C錯誤，D正確.答案：D示例2：HYPERLINK請畫出圖中括號內標出電源的正負極和小磁針的N、S極.

解析：螺線管的左端為N極，右端為S極，利用磁極間的作用規(guī)律可知，異名磁極相互吸引，小磁針自由靜止時，小磁針的左端為S極，右端為N極.利用安培定則可以確定電流從螺線管的右端流入左端流出，從而可以確定電源的右端為正極，左端為負極.

答案：如圖所示：

方法總結：安培定則中涉及三個方向：電流方向；磁場方向；線圈繞向，告訴其中的兩個可以確定第三個.第3節(jié)電磁鐵電磁繼電器一、電磁鐵1.定義：如果把一根導線繞成螺線管，再在螺線管內部插入鐵芯，當有電流通過時，它會有較強的磁性.這種磁體在有電流通過時有磁性，沒有電流時，就失去磁性，我們把這種磁體叫做電磁鐵.電磁鐵的鐵芯用鐵而不用鋼制作的原因：鐵磁化后磁性容易消失，可方便地控制電磁鐵磁性的有無；鋼磁化后磁性不易消失，無法控制電磁鐵磁性的有無．電磁鐵的鐵芯用鐵而不用鋼制作的原因：鐵磁化后磁性容易消失，可方便地控制電磁鐵磁性的有無；鋼磁化后磁性不易消失，無法控制電磁鐵磁性的有無．2.原理：電流的磁效應.示例：自從第一次發(fā)現(xiàn)電能生磁以來，很多科學家投身于研究電與磁的關聯(lián)，并推動著科技的發(fā)展，下列關于電與磁的說法正確的是（）A．電磁鐵的鐵芯可以用銅棒代替B．電磁鐵是根據(jù)電流的磁效應制成的C．磁場中的磁感線是真實存在的D．磁感線總是從磁體的N極出來，回到S極解析：A.電磁鐵的鐵芯需用軟磁性材料制成，銅不是磁性材料，故不可以用銅棒代替，故A錯誤；B.電磁鐵是利用電流的磁效應制成的，故B正確；C.磁感線是為了描述磁場存在，引入的理想模型，故C錯誤；D.磁體外部的磁感線是從N極出發(fā)，回到S極的，但磁體內部的磁感線是從S極出發(fā)，回到磁體N極的，故D錯誤.答案：B方法總結：鐵鈷鎳是磁性材料，而銅不是磁性材料.二、電磁鐵的磁性1.電磁鐵磁性強弱的影響因素：線圈匝數(shù)多少、電流大小、有無鐵芯.（1）線圈匝數(shù)一定時，通入的電流越大，電磁鐵的磁性越強.此處運用了控制變量法與轉化法，研究電流的大小對電磁鐵磁性強弱的影響時，需要控制線圈的匝數(shù)一定、鐵芯相同，只改變電流的大小來研究；電磁鐵的磁性無法直接得到，需要通過吸引磁性材料的多少來間接體現(xiàn)，這就是轉化法的應用此處運用了控制變量法與轉化法，研究電流的大小對電磁鐵磁性強弱的影響時，需要控制線圈的匝數(shù)一定、鐵芯相同，只改變電流的大小來研究；電磁鐵的磁性無法直接得到，需要通過吸引磁性材料的多少來間接體現(xiàn)，這就是轉化法的應用.（2）電流一定時，外形相同的螺線管，匝數(shù)越多，電磁鐵的磁性越強.2.應用：電磁繼電器、電磁起重機、磁懸浮列車、電磁流量計等．示例：利用如圖實驗裝置探究“電磁鐵磁性強弱的特點”，彈簧下掛看鐵塊AB，下列說法中錯誤的是（）A．閉合開關，彈簧將會變長，斷開開關彈簧將恢復原狀B．閉合開關，電磁鐵的上端為N極C．閉合開關，向右移滑片，電流表示數(shù)會減小，彈簧會變長D．保持滑動變阻器滑片位置不變，取出鐵芯再閉合開關，彈簧的長度會比有鐵芯時短解析：A.閉合開關，電磁鐵有磁性，吸引鐵塊AB，則彈簧將會變長，斷開開關，電路中沒有電流，所以電磁鐵磁性無磁性，彈簧將恢復原狀，故A正確；B.根據(jù)圖中的電流方向，利用安培定則可知，大拇指指向電磁鐵的上端為N極，故B正確；C.滑動變阻器的滑片P向右移動時，電路中的電阻變大，則電路中的電流變小，電流表示數(shù)會減小，電磁鐵的磁性變弱，電磁鐵對鐵塊AB的吸引力減小，則彈簧會變短，故C錯誤；D.因為抽去鐵芯后，電磁鐵的磁性變弱，對鐵塊的吸引力減小，所以，滑片位置不變，取出鐵芯再閉合開關，彈簧的長度會比有鐵芯時短，故D正確.答案：C三、電磁繼電器1.原理：如圖所示，通電時，電磁鐵具有磁性，向下吸引銜鐵，將工作電路觸電接通，工作電路閉合；斷電時，電磁鐵失去磁性，彈簧將銜鐵拉起，工作電路斷開.2.作用：繼電器是利用低電壓、弱電流電路的通斷來間接地控制高電壓、強電流電路通斷的裝置.3.實質：電磁繼電器就是利用電磁鐵來控制工作電路的一種開關.電磁繼電器分為兩個部分，第一個部分是控制電路，即利用電流的通斷控制銜鐵的上下擺動；第二部分是高壓工作電路，銜鐵的上下擺動相當于一個開關，控制了工作電路的工作狀態(tài)電磁繼電器分為兩個部分，第一個部分是控制電路，即利用電流的通斷控制銜鐵的上下擺動；第二部分是高壓工作電路，銜鐵的上下擺動相當于一個開關，控制了工作電路的工作狀態(tài).4.構成：由電磁鐵、銜鐵、彈簧、觸電組成.其工作電路由低壓控制電路和高壓工作電路兩部分構成.示例：小明利用水銀能導電的特性制作了一個溫度自動控制報警器，裝置如圖、關于它的說法正確的是（）A．當溫度低于90℃時，燈亮鈴不響B(tài)．當溫度低于90℃時，鈴響燈不亮C．當溫度達到90℃時，燈亮鈴不響D．當溫度達到90℃時，鈴響燈也亮解析：當溫度低于90℃時，控制電路斷開，電磁鐵沒有磁性，動觸點和上面的靜觸點接觸，燈所在的電路閉合，電鈴所在的電路斷開，燈亮鈴不響，故A正確，B錯誤；當溫度達到90℃時，由于水銀是導體，控制電路閉合，電磁鐵具有了磁性，將銜鐵吸下，動觸點和下面的靜觸點接觸，燈所在的電路斷開，電鈴所在的電路閉合，燈不亮鈴響，故C錯誤，D錯誤.答案：A第4節(jié)電動機一、磁場對通電導線的作用1.作用：通電導線在磁場中要受到力的作用.2.力的方向：跟電流的方向、磁感線的方向都有關系，當電流的方向或者磁感線的方向變得相反時，通電導線受力的方向也變得相反.主要應用有電動機、揚聲器主要應用有電動機、揚聲器.示例：如圖所示是探究磁場對電流作用的實驗裝置.閉合開關，觀察到鋁棒向左運動.為使鋁棒向右運動，下列方法可行的是（）A．換用磁性更強的磁體B．保持電流方向不變，將磁性磁極對調C．將電源正負極對調，同時將磁體磁極對調D．滑動變阻器滑片向右移動解析：A.若換用磁性更強的磁體，能增大鋁棒受到的磁場力，但不能改變受力的方向，故A錯誤；B.保持電流方向不變，將磁體磁極對調，磁場方向與原來相反，則通電鋁棒的受力方向與原來相反，鋁棒會向右運動，故B正確；C.將電源正負極對調，同時將磁體磁極對調，影響磁場力方向的兩個因素同時改變，則通電導體的受力方向不變，鋁棒仍然向左運動，故C錯誤；D.據(jù)圖可知，若滑動變阻器滑片向右移動，電阻變小，電流變大，故鋁棒受到的磁場力增大，但不能改變受力的方向，故D錯誤.方法總結：通電導體在磁場中受到力的作用，受力方向與兩個因素有關，一個是磁場方向，另一個是電流方向.如果只改變一個因素，則導體受力方向改變，如果同時改變兩個因素，則導體受力方向不變.二、電動機的基本構造1.構造：能夠轉動的線圈和固定不動的磁體兩部分組成.在電動機里，能夠轉動的部分叫做轉子，固定不動的部分叫做定子.電動機工作時，轉子在定子中飛快地轉動.2.工作原理：利用通電線圈在磁場里受力而發(fā)生轉動的原理工作.3.能量轉化：電動機把電能轉化為機械能.它利用了磁場對通電螺線圈的作用而使線圈轉動起來，為使電動機持續(xù)轉動必須安裝換向器換向器的作用：當線圈轉過平衡換向器的作用：當線圈轉過平衡位置時，能及時改變線圈中的電流方向.4.應用：電動機、電風扇、洗衣機.示例：如圖所示是小明自制的簡易電動機示意圖.矩形線圈由一根漆包線繞制而成，漆包線的兩端分別從線圈的一組對邊的中間位置引出，并作為線圈的轉軸.將線圈架在兩個金屬支架之間，線圈平面位于豎直面內，永磁鐵置于線圈下方，為了使電池與兩金屬支架連接后線圈能連續(xù)轉動起來該線圈之所以能轉動，是據(jù)通電導線在磁場中受力的作用的原理來工作的，但是該線圈在轉過平衡位置時，若不改變電流的反向，此時所受到的磁場力會阻礙線圈的轉動，故為了使線圈持續(xù)轉動，將線圈兩端引線的漆皮一端全部刮掉，另一端只刮半周，這樣在一個半周內受到磁場的力的作用，另一個半周利用慣性轉動.該線圈之所以能轉動，是據(jù)通電導線在磁場中受力的作用的原理來工作的，但是該線圈在轉過平衡位置時，若不改變電流的反向，此時所受到的磁場力會阻礙線圈的轉動，故為了使線圈持續(xù)轉動，將線圈兩端引線的漆皮一端全部刮掉，另一端只刮半周，這樣在一個半周內受到磁場的力的作用，另一個半周利用慣性轉動.A．左、右轉軸下側的絕緣漆都刮掉B．左、右轉軸上下兩側的絕緣漆都刮掉C．左轉軸上側的絕緣漆刮掉，右轉軸下側的絕緣漆刮掉D．僅將一個轉軸上的絕緣漆全部刮掉解析：A.當將左、右轉軸下側的絕緣漆都刮掉或左轉軸上下兩側的絕緣漆都刮掉，右轉軸下側的絕緣漆刮掉，通電后在一個半周內受到磁場的力的作用而轉動，另一個半周沒有電流通過，不受磁場力的作用，利用慣性轉動，這樣才能使線圈在磁場中持續(xù)轉動下去，故A正確；B.如果兩端的漆皮都刮掉，線圈每轉過半圈，受力方向發(fā)生變化，會來回擺動，故B錯誤；C.左轉軸上側的絕緣漆刮掉，右轉軸下側的絕緣漆刮掉，左右轉軸不能同時接通電源，始終無法形成閉合回路，電路中無電流，不會轉動，故C錯誤；D.僅將一個轉軸上的絕緣漆全部刮掉，另一端為絕緣體，電路中無電流，不會轉動，故D錯誤.答案：A方法總結：電動機要持續(xù)轉動，通常要靠換向器改變線圈中電流的方向.第5節(jié)磁生電一、什么情況下磁能生電1.電磁感應的發(fā)現(xiàn)：1831年，英國物理學家法拉第發(fā)現(xiàn)了電磁感應現(xiàn)象.2.電磁感應：閉合電路的一部分導體在磁場中做切割磁感線運動時，導體中就產生電流.這種由于導體在磁場中運動而產生電流的現(xiàn)象叫做電磁感應，產生的電流叫做感應電流.注意：注意：若磁場方向和導體切割磁感線運動的方向有一個改變，則感應電流方向也隨之改變.若上述方向同時改變，則感應電流方向不變.3.感應電流產生的條件：閉合電路；導體做切割磁感線運動.示例：將導體AB、小量程電流表和蹄形磁體按下圖組裝起來.下列情形能使電流表指針偏轉的是（）A．AB向右運動B．AB沿磁場向上運動C．閉合開關，AB向左運動D．閉合開關，AB沿磁場向上運動解析：AB.根據(jù)產生感應電