内容正文:
专题13 磁学
考法 测电磁效应&磁感线
【基础知识】
1.磁现象
磁极
磁体上磁性最强的部分叫磁极。磁极在磁体的两端。磁体两端的磁性最强,中间的磁性最弱。
无论磁体被摔碎成几块,每一块都有两个磁极。
磁极间的相互作用:同名磁极互相排斥,异名磁极互相吸引。
磁体的指向性
可以在水平面内自由转动的条形磁体或磁针,静止后总是一个磁极指南(叫南极,用S表示),另一个磁极指北(叫北极,用N表示)。
2.磁场
磁体周围的空间存在着磁场。
磁场的基本性质
磁场对放入其中的磁体产生磁力的作用。磁体间的相互作用就是通过磁场而发生的。
磁场的方向
把小磁针静止时北极所指的方向定为那点磁场的方向。磁场中的不同位置,一般说磁场方向不同。
磁感线
在磁场中画一些有方向的曲线,任何一点的曲线方向都跟放在该店的磁针北极所指的方向一致。这样的曲线叫做磁感线。
①磁感线是在磁场中的一些假想曲线,本身并不存在,作图时用虚线表示。
②在磁体外部,磁感线都是从磁体的N极出发,回到S极。在磁体内部正好相反。
③磁感线的疏密可以反应磁场的强弱,磁性越强的地方,磁感线越密,磁性越弱的地方,磁感线越稀。
④磁感线在空间内不可能相交。
3.地磁场
地球本身是一个巨大的磁体,在地球周围的空间存在着磁场,叫做地磁场。地磁场的北极在地理南极附近;地磁场的南极在地理北极附近。小磁针能够指南北是因为受到了地磁场的作用。
4.电生磁
奥斯特实验
最早发现电流磁效应的科学家是丹麦物理学家奥斯特。通电导线的周围存在磁场,称为电流的磁效应。
通电螺线管的磁场
通电螺线管外部的磁场方向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,通电螺线管两端的极性跟螺线管中电流的方向有关。
安培定则
用右手握螺线管,让四指指向螺线管中电流的方向,则大拇指所指的那端就是螺线管的N极。
5.电磁感应现象
英国物理学家法拉第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运动时,导体中就产生电流,这种现象叫做电磁感应,产生的电流叫做感应电流。
导体中感应电流的方向,跟导体的运动方向和磁感线方向有关。
(当导体运动方向或磁感线方向两者中的一个发生改变时,感应电流的方向也随之改变;当导体运动方向和磁感线方向两者同时都发生改变时,力的方向不变。)
发电机
发电机是根据电磁感应现象制成的,是将机械能转化为电能的装置。
【真题解析】
上海市中考物理科目对磁学部分考察难度低,绝大多数年份仅有一道题目考察,主要考察电流磁效应、安倍定则。
(2022年7题)丹麦物理学家奥斯特发现电流周围存在__________。
(2020年9题)将根导线置于静止的小磁针上方,当导线通电时小磁针发生偏转,此现象表明电流周围存在__________。
(2018年6题)以下正确的图是(通电螺线管的磁极方向和NS极)( )
(2017年15题)研究发现,人体内部存在磁场,人体内部的磁场与人体健康密切相关。
①人体内部的磁场与地磁场相比很弱。若用磁感线描述人体内部的磁场和地磁场,则下列判断中合理的是( )(选填“a”、“b”或“c”)。
a.人体内部磁场的磁感线分布较疏
b.人体内部磁场的磁感线分布较密
c.两者磁场的磁感线疏密大致相同
②对人体内部磁场存在的原因提出猜想,请写出一种猜想及其依据。
(2016年18题)根据图中通电螺线管的N极,标出磁感线方向、小磁针的N极,并在括号内标出电源的正、负极。
(2015年3题)首先发现电流磁效应的物理学家是( )
A.牛顿 B.欧姆 C.安培 D.奥斯特
【思路小结】考生掌握基础知识即可。
【例题精讲】根据图中通电螺线管附近小磁针静止时N极的指向,标出图中磁感线的方向,并在括号内标出电源的正、负极。
【答案】
【解析】由于通电螺线管附近小磁针静止时N极的指向为右,根据异名磁极相互吸引可知,通电螺线管的右端为N极,由右手定则可知,通电螺线管里的电流方向正面向下,故电源的左端为正极,右端为负极,磁感线的方向为从右向左。
【举一反三】
1.(2023·上海虹口区·二模)首先发现电流磁效应的物理学家是( )
A.牛顿 B.奥斯特 C.托里拆利 D.阿基米德
2.(2023·上海崇明区·二模)在图中,根据磁感线方向,标出小磁针的N、S极及电源的正、负极。
3.(2023·上海青浦区·二模)磁体与磁体间的相互作用,可以不相互接触,这是因为磁体周围存在磁场。
①在磁体周围,磁体两极处的磁场_______(选填“最强”或“最弱”);
②我们可以用磁感线来表示磁体周围的磁场,下列关于磁感线的说法,正确的是________;
A.磁感线是真实存在的
B.磁感线能表示磁体周围各处磁场的强弱
C.磁感线能表示磁体周围各处磁场的方向
③图是某同学绘制的条形磁体周围的磁感线,请指出图中磁感线的主