第二十章 《电与磁》（知识梳理）-【上好课】2024-2025学年九年级全一册物理同步精品课堂（人教版）

第二十章 电与磁 知识梳理 全章思维导图 分节思维导图 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！2 学科网（北京）股份有限公司 考点梳理 磁现象 磁场 考点一 1.磁现象 （1）磁性：物体具有吸引铁、钴、镍等物质的性质。 （2）磁体：具有磁性的物体叫作磁体。 （3）磁体分类：①按照形状可分为条形磁体、小磁针、蹄形磁体（U形磁体）、柱形磁体等；②按照磁性保持时间的长短可分为永（硬）磁体和软磁体；③按照形成过程可分为天然磁体和人造磁体。 （4）磁极：磁体上吸引力（磁性）最强的两个部位叫作磁极；每个磁体都有两个磁极。悬吊着的小磁针静止时指南的那个磁极叫作南（S）极，指北的那个磁极叫作北（N）极。 （5）磁体间的相互作用：同名磁极相互排斥；异名磁极相互吸引。 （6）磁化：一些物体在磁体或电流的作用下会获得磁性，这种现象叫作磁化。（铁或钢制的物体都能被磁化，称为磁性材料） （7）磁化方式：①靠近或接触磁体；②永磁体的一极沿同一方向多次摩擦。 【知识扩展】判断物体是否有磁性的方法：（1）根据磁体的吸铁性判断；（2）根据磁极间的相互作用规律判断；（3）根据磁体的指向性判断。 2.磁场 （1）磁场 ①定义：磁体周围存在着一种能使小磁针偏转的特殊物质，看不见、摸不着，称为磁场。 ②磁场的基本性质：磁场对放入其中的磁体有力的作用。 ③磁场方向：物理学规定，在磁场中某一点，小磁针静止时北极（N极）所指的方向为该点的磁场方向。 （2）磁感线：把铁屑、小磁针在磁场中排列情况，用一些带箭头的曲线画出来，方便、形象地描述磁场，这样的曲线叫作磁感线。（转换法） 【知识扩展】（1）磁感线只是假想的曲线，是帮助我们描述磁场而模拟出来物理模型（模型法），实际并不存在，但磁场是客观存在的； （2）在磁体外部，从磁体N极出发，回到S极；在磁体内部，从S极回到N极为闭合曲线； （3）磁感线上任何一点的切线方向表示该点磁场的方向； （4）磁感线的疏密表示磁场的强弱。磁体两端处磁感线最密，表示其两极处磁性最强； （5）任何两条磁感线都不会相交，因为磁场中某点的磁场方向只有一个确定的方向。 3.地磁场 （1）定义：地球是个大磁体，地球周围的磁场叫作地磁场； （2）地磁场的形状与条形磁体的磁场相似； （3）地理两极与地磁两极相反，但并不完全重合，与地轴有一定的偏角——地磁偏角（发现者：沈括）。 4.动物罗盘 鸽子、绿海龟都是利用地磁场导航！ 电生磁 考点二 1.电流的磁效应 （1）丹麦物理学家奥斯特最早证实了电流周围存在磁场，且第一个发现了电与磁之间的联系；（2）通电导线周围存在磁场； （3）电流的磁场方向跟电流方向有关。 2.螺线管 （1）将导线绕在圆筒上，做成螺线管（也叫线圈）。通电后各圈导线磁场产生叠加，磁场增强。通了电的螺线管称为通电螺线管。 （2）通电螺线管的外部磁场与条形磁体的磁场相似，它的两端相当于条形磁体的两极。 （3）通电螺线管两端的极性与其中的电流方向有关。 （4）通电螺线管的磁性强弱与电流大小和线圈匝数有关，电流越大，线圈匝数越多，磁性越强。 【知识扩展】通电螺线管极性的判断： 3.安培定则 如图所示，用右手握住通电螺线管，让四指指向螺线管中电流的方向，则拇指所指的那端就是螺线管的N极。 电磁铁 电磁继电器 考点三 1.电磁铁 （1）组成：电磁铁由通电螺线管和铁芯两部分组成。 （2）工作原理：电流的磁效应——电磁铁有电流通过时有磁性，没有电流时失去磁性。 （3）影响电磁铁磁性强弱的因素：①电流相同时，电磁铁线圈的匝数越多，磁性越强；②线圈匝数相同时，电流越大，磁性越强；③插入铁芯后，电磁铁的磁性明显增强。 （4）电磁铁的优点：①电磁铁磁性有无，可用电流通断控制； ②电磁铁磁性强弱，可用电流大小、线圈匝数、有无铁芯来控制； ③电磁铁的极性变换，可用电流方向来控制。 2.电磁继电器 （1）构造：电磁铁、衔铁、弹簧和触点。电磁继电器就是利用电磁铁来控制工作电路的一种开关。 （2）电路特点：由控制电路和工作电路两部分组成。其中的电磁铁安装在控制电路，触点安装在工作电路。 （3）定义：电磁继电器可以实现利用低电压、弱电流电路的通断，来间接控制高电压、强电流电路通断，避免人直接操作的危险。 【知识扩展】分析电磁继电器工作原理的步骤： （1）控制电路的通或断；（2）电磁铁磁性的有或无；（3）是否吸引衔铁；（4）工作电路的通与断。 电动机 考点四 1.磁场对通电导线的作用 （1）通电导线在磁场中受到力的作用； （2）通电导体在磁场中受力方向与磁场方向和电流方向有关； （3）当电流方向或磁场方向变得相反时，通电导线受力的方向也变得相反；当电流方向和磁场方向都变得相反时，通电导线受力的方向不变。 2.电动机 （1）原理：磁场对通电导线有力的作用； （2）构造：由定子和转子两部分组成； （3）换向器作用：当通电线圈刚转过平衡位置时，能自动改变线圈中的电流方向，使线圈持续转动下去。 （4）能量转化：电能转化为机械能； （5）分类：直流电动机（电动玩具、录音机等小型电器）和交流电动机（电风扇、洗衣机等家用电器）； （6）电动机的优点：结构简单、控制方便、体积小、效率高。 磁生电 考点五 1.电磁感应 （1）定义：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中就产生感应电流，这是一种电磁感应现象；电路中产生的电流叫作感应电流。 （2）导体中产生感应电流的条件：①电路闭合；②部分导体在磁场中做切割磁感线运动。 （3）感应电流的方向：跟导体切割磁感线运动方向和磁场方向有关。当导体切割磁感线运动方向或磁场方向变得相反时，则感应电流的方向也变得相反；若上述两个方向同时改变，则感应电流方向不改变。 【知识扩展】产生感应电流时不一定是导体运动，也可以是磁体运动，只要是导体与磁体相对运动切割磁感线就可以。 2.发电机 （1）原理：电磁感应现象； （2）构造：由定子和转子两部分组成；交流发电机发出的电流的大小和方向是变化的。 （3）大型发电机一般采用磁极旋转的方式来发电。 （4）能量转化：机械能转化为电能。 3.交变电流 （1）交流发电机产生的电流是交变电流，简称交流电； （2）在交变电流中，电流在每秒内周期性变化的次数叫作频率； （3）我国电网以交流供电，频率为50Hz，周期为0.02s；电流方向改变100次。 【知识扩展】无论交流发电机还是直流发电机，在线圈中产生的都是交流电，只不过直流发电机输出的电流是直流电。 重点实验探究 考点六 实验一：探究通电螺线管外部的磁场分布 【设计和进行实验】 1.实验装置： 2.实验步骤：①按照上图布置实验器材，把小磁针放置在螺线管四周不同位置，硬纸板上均匀撒满铁屑； ②闭合开关，等小磁针稳定后，在图上记录小磁针N极的指向，这个方向就是该点的磁场方向； ③轻巧硬纸板，观察铁屑的排列情况； ④改变电源正、负极和螺线管的绕线方式，重复以上步骤并进行记录。 【命题点】 1.小磁针的作用：判断通电螺线管的极性与磁场方向； 2.闭合开关，小磁针偏转，说明通电螺线管周围存在磁场，运用了转换法； 3.步骤④的目的是：探究通电螺线管外部磁场方向的影响因素； 4.若要探究通电螺线管外部磁场方向与电流方向的关系，可以通过调换电源正、负极的方法； 5.实验时轻敲硬纸板的目的是：减小铁屑与硬纸板的摩擦，使铁屑在磁场力的作用下有规则地排布。 【实验结论】 通电螺线管外部的磁场与条形磁体的磁场一样；通电螺线管两端的极性与螺线管中电流的方向有关。 实验二：探究什么情况下磁可以生电 【设计和进行实验】 1.实验器材：蹄形磁体、灵敏电流计、导体棒、开关、导线等 2.实验装置： 3.实验步骤：（1）断开开关，移动导体棒，观察灵敏电流计的指针偏转情况； （2）①闭合开关，以速度v水平向左和水平向右移动导体棒（垂直切割磁感线），观察灵敏电流计的指针偏转情况； ②闭合开关，以速度v竖直向上和竖直向下移动导体棒（不切割磁感线），观察灵敏电流计的指针偏转情况； ③闭合开关，以速度v斜向上和斜向下移动导体棒（倾斜切割磁感线），观察灵敏电流计的指针偏转情况。 【命题点】 1.选用灵敏电流计而不选用学生用电流表的原因：实验中的感应电流较小，若用学生用电流表，指针偏转不明显； 2.导体棒的材料不能用铁、钴、镍，避免因被磁化而影响实验结论； 3.转换法的应用：通过灵敏电流计指针的偏转情况判断是否产生感应电流及感应电流方向； 4.导体在磁场中运动时，电流计不偏转的原因：①没有感应电流产生（部分导体没有做切割磁感线运动、电路没有闭合）；②产生的感应电流过小； 5.要使电流计偏转明显可采取的措施：换灵敏度高的电流计、用多匝数线圈替代单根导体棒，换磁性更强的蹄形磁体等。 【实验结论】 闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，导体中就会产生感应电流。感应电流的方向与磁场的方向和导体切割磁感线运动的方向有关。 $$第二十章 电与磁 知识梳理 全章思维导图 分节思维导图 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！2 学科网（北京）股份有限公司 考点梳理 磁现象 磁场 考点一 1.磁现象 （1）磁性：物体具有吸引 等物质的性质。 （2）磁体：具有磁性的物体叫作磁体。 （3）磁体分类：①按照 可分为条形磁体、小磁针、蹄形磁体（U形磁体）、柱形磁体等；②按照 可分为永（硬）磁体和软磁体；③按照 可分为天然磁体和人造磁体。 （4）磁极：磁体上吸引力（磁性） 的两个部位叫作磁极；每个磁体都有 个磁极。悬吊着的小磁针静止时指南的那个磁极叫作 ，指北的那个磁极叫作 。 （5）磁体间的相互作用：同名磁极相互 ；异名磁极相互 。 （6）磁化：一些物体在磁体或电流的作用下会获得 ，这种现象叫作磁化。（ 的物体都能被磁化，称为 ） （7）磁化方式：①靠近或接触 ；②永磁体的一极沿同一方向多次 。 【知识扩展】判断物体是否有磁性的方法：（1）根据磁体的吸铁性判断；（2）根据磁极间的相互作用规律判断；（3）根据磁体的指向性判断。 2.磁场 （1）磁场 ①定义：磁体周围存在着一种能使小磁针 的特殊物质，看不见、摸不着，称为磁场。 ②磁场的基本性质：磁场对放入其中的磁体有 的作用。 ③磁场方向：物理学规定，在磁场中某一点，小磁针静止时 所指的方向为该点的磁场方向。 （2）磁感线：把铁屑、小磁针在磁场中排列情况，用一些带 的曲线画出来，方便、形象地描述 ，这样的曲线叫作磁感线。（转换法） 【知识扩展】（1）磁感线只是假想的曲线，是帮助我们描述磁场而模拟出来物理模型（模型法），实际并不存在，但磁场是客观存在的； （2）在磁体外部，从磁体N极出发，回到S极；在磁体内部，从S极回到N极为闭合曲线； （3）磁感线上任何一点的切线方向表示该点磁场的方向； （4）磁感线的疏密表示磁场的强弱。磁体两端处磁感线最密，表示其两极处磁性最强； （5）任何两条磁感线都不会相交，因为磁场中某点的磁场方向只有一个确定的方向。 3.地磁场 （1）定义： 是个大磁体，地球周围的磁场叫作地磁场； （2）地磁场的形状与 的磁场相似； （3）地理两极与地磁两极 ，但并 ，与地轴有一定的偏角——地磁偏角（发现者： ）。 4.动物罗盘 鸽子、绿海龟都是利用地磁场导航！ 电生磁 考点二 1.电流的磁效应 （1）丹麦物理学家 最早证实了电流周围存在 ，且第一个发现了电与磁之间的联系；（2）通电导线周围存在磁场； （3）电流的磁场方向跟电流方向有关。 2.螺线管 （1）将导线绕在圆筒上，做成 （也叫线圈）。通电后各圈导线磁场产生叠加，磁场增强。 的螺线管称为 。 （2）通电螺线管的外部磁场与 的磁场相似，它的两端相当于条形磁体的 。 （3）通电螺线管两端的极性与其中的 方向有关。 （4）通电螺线管的磁性强弱与 和 有关，电流越 ，线圈匝数越 ，磁性越 。 【知识扩展】通电螺线管极性的判断： 3.安培定则 如图所示，用 握住通电螺线管，让四指指向螺线管中 的方向，则 就是螺线管的N极。 电磁铁 电磁继电器 考点三 1.电磁铁 （1）组成：电磁铁由 和 两部分组成。 （2）工作原理：电流的磁效应——电磁铁有电流通过时 磁性，没有电流时 磁性。 （3）影响电磁铁磁性强弱的因素：①电流相同时，电磁铁线圈的匝数越 ，磁性越 ；②线圈匝数相同时，电流越 ，磁性越 ；③插入铁芯后，电磁铁的磁性明显 。 （4）电磁铁的优点：①电磁铁磁性有无，可用 控制； ②电磁铁磁性强弱，可用 来控制； ③电磁铁的极性变换，可用 来控制。 2.电磁继电器 （1）构造： 、 、弹簧和触点。电磁继电器就是利用电磁铁来控制工作电路的一种 。 （2）电路特点：由控制电路和工作电路两部分组成。其中的电磁铁安装在 电路，触点安装在 电路。 （3）定义：电磁继电器可以实现利用 电路的通断，来间接控制 电路通断，避免人直接操作的危险。 【知识扩展】分析电磁继电器工作原理的步骤： （1）控制电路的通或断；（2）电磁铁磁性的有或无；（3）是否吸引衔铁；（4）工作电路的通与断。 电动机 考点四 1.磁场对通电导线的作用 （1）通电导线在磁场中受到 的作用； （2）通电导体在磁场中受力方向与 方向和 方向有关； （3）当电流方向 磁场方向变得 时，通电导线受力的方向也变得 ；当电流方向 磁场方向都变得 时，通电导线受力的方向 。 2.电动机 （1）原理： ； （2）构造：由 和 两部分组成； （3）换向器作用：当通电线圈刚转过 时，能自动改变线圈中的 方向，使线圈持续转动下去。 （4）能量转化： 能转化为 能； （5）分类： 电动机（电动玩具、录音机等小型电器）和 电动机（电风扇、洗衣机等家用电器）； （6）电动机的优点：结构简单、控制方便、体积小、效率高。 磁生电 考点五 1.电磁感应 （1）定义： 电路的 导体在磁场中做 磁感线运动时，导体中就产生感应电流，这是一种 ；电路中产生的电流叫作 电流。 （2）导体中产生感应电流的条件：①电路 ；②部分导体在磁场中做 运动。 （3）感应电流的方向：跟导体 方向和 方向有关。当导体切割磁感线运动方向 磁场方向变得 时，则感应电流的方向也变得 ；若上述两个方向 ，则感应电流方向 。 【知识扩展】产生感应电流时不一定是导体运动，也可以是磁体运动，只要是导体与磁体相对运动切割磁感线就可以。 2.发电机 （1）原理： ； （2）构造：由 和 两部分组成；交流发电机发出的电流的大小和方向是 的。 （3）大型发电机一般采用 的方式来发电。 （4）能量转化： 能转化为 能。 3.交变电流 （1）交流发电机产生的电流是 电流，简称 ； （2）在交变电流中，电流在每秒内周期性变化的次数叫作 ； （3）我国电网以交流供电，频率为 Hz，周期为 s；电流方向改变 次。 【知识扩展】无论交流发电机还是直流发电机，在线圈中产生的都是交流电，只不过直流发电机输出的电流是直流电。 重点实验探究 考点六 实验一：探究通电螺线管外部的磁场分布 【设计和进行实验】 1.实验装置： 2.实验步骤：①按照上图布置实验器材，把小磁针放置在螺线管四周不同位置，硬纸板上均匀撒满铁屑； ②闭合开关，等小磁针稳定后，在图上记录小磁针N极的指向，这个方向就是该点的磁场方向； ③轻巧硬纸板，观察铁屑的排列情况； ④改变电源正、负极和螺线管的绕线方式，重复以上步骤并进行记录。 【命题点】 1.小磁针的作用：判断 ； 2.闭合开关，小磁针偏转，说明通电螺线管周围存在磁场，运用了 法； 3.步骤④的目的是： ； 4.若要探究通电螺线管外部磁场方向与电流方向的关系，可以通过 的方法； 5.实验时轻敲硬纸板的目的是： 。 【实验结论】 通电螺线管外部的磁场与 的磁场一样；通电螺线管两端的极性与螺线管中 的方向有关。 实验二：探究什么情况下磁可以生电 【设计和进行实验】 1.实验器材：蹄形磁体、灵敏电流计、导体棒、开关、导线等 2.实验装置： 3.实验步骤：（1）断开开关，移动导体棒，观察灵敏电流计的指针偏转情况； （2）①闭合开关，以速度v水平向左和水平向右移动导体棒（垂直切割磁感线），观察灵敏电流计的指针偏转情况； ②闭合开关，以速度v竖直向上和竖直向下移动导体棒（不切割磁感线），观察灵敏电流计的指针偏转情况； ③闭合开关，以速度v斜向上和斜向下移动导体棒（倾斜切割磁感线），观察灵敏电流计的指针偏转情况。 【命题点】 1.选用灵敏电流计而不选用学生用电流表的原因：实验中的感应电流较 ，若用学生用电流表，指针偏转不明显； 2.导体棒的材料不能用铁、钴、镍，避免因被 而影响实验结论； 3.转换法的应用：通过 情况判断是否产生感应电流及感应电流方向； 4.导体在磁场中运动时，电流计不偏转的原因：①没有感应电流产生（ 、电路没有闭合）；②产生的感应电流过小； 5.要使灵敏电流计偏转明显可采取的措施：换灵敏度高的电流计、用多匝数线圈替代单根导体棒， 等。 【实验结论】 电路的 导体在磁场中做 运动，导体中就会产生感应电流。感应电流的方向与 的方向和 的方向有关。 $$