内容正文:
第一讲 磁体和磁场
思维导图
知识梳理
一、磁体
1.磁性:物体能吸引铁、钴、镍等物质的性质。
2.磁体:具有磁性的物体,可分为人造磁体和天然磁体,或分为永磁体和电磁体等。
3.磁极:磁性最强处(S极和N极)。
4.磁体的应用:指南针(S极指向南方)。
5.磁极间的作用:同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引。
二、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:(通过铁屑或者小磁针实验推出)对磁场中的磁体产生力的作用(有强弱,有方向性,有形状)。
3.磁场方向:磁场中的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:为研究磁场而引进的一种模型,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。
(2)磁场中某点的磁场方向=该处小磁针静止时N极所指的方向=磁感线在该点的切线方向。
(3)磁场方向在磁体外部是由N极出发指向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,是为了形象表示出磁场而引用的一种模型,但磁场是实际存在的。
三、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.其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。
3.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,那么弯曲的四指即为磁感线的环绕方向。
四、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铁周围的磁感线形状(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。
3.可用右手螺旋定则来判定通电螺线管的磁极:右手握螺线管,四指弯向螺线管的电流方向,大拇指所指的一端就是通电螺线管的北极。
4.通电螺线管磁场强弱的影响因素:通过线圈的电流越大,磁性越强;通电螺线管线圈匝数越多,磁性越强;插入铁芯,磁性大大增强。
5.通电螺线管插入铁芯后就成了电磁铁。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,电磁铁的极性由电流的方向来控制。
6.电磁铁的应用:电铃、电磁继电器、电话等。
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,并画出磁感线。
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.根据电磁铁磁场强弱的影响因素来改变磁场。
4.运用电磁继电器的工作原理接通或断开电路。
例题精析
考点一 判断磁感线的方向和磁极
例1、【东营】关于磁场和磁感线,下列说法中正确的是( )。
①磁场看不见摸不着,但可以借助小磁针感知它的存在 ②磁感线是磁体周围空间实际存在的曲线 ③磁场对放入其中的磁体有力的作用 ④地球周围存在磁场
A.①②③ B.①②④ C.①③④ D.②③④
考点二 电与磁的关系
例2、【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极将指向地磁的北极
考点三 右手螺旋定则
例3、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。
考点四 运用电磁继电器接通或断开电路
例4、【南宁】如图所示为电磁继电器的构造和工作电路示意图,要使电磁铁对衔铁的吸引力变大,以下做法中可行的是( )。
A.去掉电磁铁线圈中的铁芯
B.减少电磁铁线圈的匝数
C.增大电源B的电压
D.增大电源A的电压
探究提升
例5 【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 。
(2)为了验证猜想一,下面方案可行的是 (填序号)。
①将整个装置放在玻璃罩中进行实验
②将小磁针罩在烧杯中,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
(3)如果实验中小磁针偏转不明显,请提供一条改进的建议: 。
练习
1.【雅安】关于磁体、磁场和磁感线,下