第十六章 磁场 电磁铁（知识清单）物理新教材沪粤版九年级下册

第十六章 磁场 电磁铁（知识清单） 思维导图 16.1 永磁体的磁场 一、核心概念 1．磁性：磁体吸引铁、钴、镍等物质的性质。 2．磁体：具有磁性的物体，分为天然磁体和人造磁体；能长期保存磁性的磁体叫永磁体（如条形磁铁、蹄形磁铁、磁针）。 　　3．磁极：磁体两端磁性最强的部分，每个磁体有两个磁极——南极（S极，指南端）和北极（N极，指北端），不可（可、不可）单独存在。 　　4．磁化：使原来没有磁性的物体获得磁性的过程（方法：磁体靠近或接触物体、磁体在物体上同向反复摩擦）。 　　5．去磁：使已磁化的物体失去磁性的过程（方法：不断敲击、火焰加热）。 　　6．磁场：磁体周围看不见、摸不着的物质，是磁体间相互作用和磁化现象的媒介，具有方向性。 　　7．磁感线：为形象描述磁场而假想的带箭头曲线（实际不存在），切线方向为该点磁场方向；磁体外部磁感线从N极出发回到S极，疏密表示磁场强弱（越密越强）。 　　8．地磁场：地球周围的磁场，地球是巨大天然磁体；地磁北极在地理南极附近，地磁南极在地理北极附近。 　　9．磁偏角：地磁两极与地理两极不重合（重合/不重合），导致磁针指向与地理子午线的夹角（我国宋代沈括最早发现，比西方早400多年）。 　　10．磁性材料：按去磁难易分为软磁材料（易去磁，适用于反复磁化，如软铁、硅钢，用于电机铁芯、磁头）和硬磁材料（不易去磁，适用于制永磁体，如碳钢、天然磁石，用于磁卡、硬盘磁粉）。 二、重要规律 1. 磁极间相互作用：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。 2.磁场方向规定：小磁针静止时N极所指的方向为该点磁场方向。 三、关键实验 1. 探究磁体性质：通过磁体吸引大头针、铁屑，得出“磁极磁性最强”“磁极指向规律”“磁极相互作用规律”。 2. 铁屑显示磁场分布：磁体上方铺玻璃板撒铁屑，轻敲后铁屑磁化形成的图形，直观反映磁场分布（同名磁极间磁感线排斥，异名磁极间磁感线吸引）。 四、常识与应用 1. 指南针：我国古代四大发明之一，战国司南是最早磁性指向工具；宋代沈括记载水浮法、碗唇旋定法等四种使用方法；12世纪初用于航海，推动世界航海事业发展（如郑和远航）。 2. 生活应用：磁性起子、冰箱门磁封、扬声器磁钢等。 15.2 电流的磁场 一、核心概念 1. 电流的磁效应：通电导体周围存在磁场（丹麦物理学家奥斯特1820年发现，打开电与磁联系的大门）。 2. 螺线管：导线绕在圆柱形空心筒上形成的螺纹状线圈，是重要电磁器件。 3. 右手螺旋定则（安培定则）：判定通电螺线管极性与电流方向的关系。 二、重要规律 1.通电直导线磁场：周围磁场为圆形，方向与电流方向有关，电流越大磁场越强。 2. 通电螺线管磁场：外部磁场与条形磁铁相似，极性与电流环绕方向有关。 3. 右手螺旋定则（螺线管）：右手握住螺线管，四指弯曲方向与电流环绕方向一致，拇指指向为螺线管N极。 三、关键实验 1. 观察通电直导线周围磁场：导线平行置于小磁针上方，通电后小磁针偏转（证明电流有磁效应），反向电流时小磁针偏转方向改变（证明磁场方向与电流方向有关）。 2. 探究通电螺线管外部磁场：①铁屑分布实验：通电后铁屑排列与条形磁铁相似，证明存在磁场；②小磁针指向实验：改变电流方向，小磁针N极指向改变，证明极性与电流方向有关。 16.3 电磁铁 一、核心概念 1. 电磁铁：带有铁芯的螺线管，由线圈和铁芯组成（铁芯作用：增强磁性，竹筷等非磁性材料无法增强）。。 2. 工作特点：通电有磁性，断电无磁性；磁场可变、可控（强度、方向可调节）。 二、重要规律（影响磁性强弱的因素） 线圈匝数一定时，通过的电流越大，磁性越强。电流一定时，线圈匝数越多，磁性越强。 三、关键实验 探究电磁铁磁性强弱：①控制匝数不变，调节滑动变阻器改变电流，比较吸引大头针数量（研究电流的影响）；②将不同匝数电磁铁串联（保证电流相同），比较吸引大头针数量（研究匝数的影响）。 四、应用 1. 生产生活：磁浮列车（利用电磁铁相互作用悬浮减小阻力）、电磁起重机（吸起钢材）、电铃、电话。 2. 科技应用：计算机磁盘（通过磁头电流磁化磁性材料存储信息）。 16.4 电磁继电器与自动控制 一、核心概念 1. 电磁继电器：利用电磁铁控制工作电路的装置，实现“低电压、弱电流控制高电压、强电流”，保障安全操作。 2. 结构：由控制电路（电源、开关、电磁铁线圈）和工作电路（电源、用电器、触点）组成，关键部件包括电磁铁、衔铁、复位弹簧、静触点、动触点。 二、工作原理 1. 闭合控制电路开关：电磁铁通电产生磁性，吸引衔铁，带动动触点移动，改变工作电路触点连接状态（常闭触点断开、常开触点闭合），控制用电器工作。 2. 断开控制电路开关：电磁铁断电失去磁性，复位弹簧拉动衔铁复位，工作电路触点恢复原状。 三、应用 1. 安全操作：控制高压电路（如龙门吊）、危险场所（爆破现场、X射线透视室）操作。 2. 自动控制：水位报警器、温度自动报警器（汞温度计内金属丝触发）、光敏电阻控制电路（光暗灯亮、光亮灯灭）。 3. 跨学科实践：家庭养花自动浇水装置（湿度传感器采集信号→信息处理器→电磁继电器控制水泵通断。 单元核心考点总结 基础概念：磁性、磁极、磁化、磁场、磁感线、地磁场、电流的磁效应、电磁铁、电磁继电器的定义及特点。 核心规律：磁极间相互作用、磁场方向规定、右手螺旋定则、电磁铁磁性强弱影响因素。 实验探究：磁体性质实验、磁化/去磁实验、铁屑显示磁场实验、奥斯特实验、通电螺线管磁场探究、电磁铁磁性影响因素探究、电磁继电器使用实验。 应用分析：指南针工作原理、地磁场与生物定向（信鸽）、电磁铁和电磁继电器在自动控制中的应用。 易错点：磁感线的假想性、右手螺旋定则中“电流环绕方向”的判断、电磁铁与螺线管的区别（铁芯的作用）、控制电路与工作电路的区分。 典型题型导向 概念辨析：判断物体是否具有磁性、区分软磁材料与硬磁材料、辨别磁感线与磁场的关系。 作图题：画磁体（条形、蹄形、同名/异名磁极）的磁感线、用右手螺旋定则判断通电螺线管的磁极或电流方向。 实验题：分析电磁铁磁性强弱探究实验的控制变量法、解释电磁继电器自动控制装置的工作过程。 应用题：设计简单自动控制电路（如基于光敏、热敏、湿敏传感器的控制）、分析生活中磁现象的原理（如冰箱磁封、磁浮列车）。 一、单选题 1．物理兴趣小组在老师的指导下设计了如图所示的天然气泄漏报警电路，电源电压恒定不变，为可调电阻，为气敏电阻，其阻值随天然气浓度的增大而减小。天然气无泄漏时指示灯发光；天然气泄漏时，蜂鸣器报警。下列判断正确的是（   ） A．当蜂鸣器报警时，灯泡同时发光 B．若控制电路电压降低，报警浓度将减小 C．若要调低报警浓度，可调大的阻值 D．天然气浓度增大，电磁铁磁性将增强 【答案】D 【解析】A．天然气泄漏时，蜂鸣器报警，说明电磁继电器的衔铁被吸下，此时工作电路中蜂鸣器接通，灯泡L所在的支路断开，因此灯泡L不发光。故A错误； B．控制电路电压降低时，若要使电磁铁产生足够磁性吸下衔铁（报警），根据欧姆定律，需要更大的电流才能达到吸合阈值。而气敏电阻 的阻值随天然气浓度增大而减小，因此只有当天然气浓度更大时，才能在较低电压下达到所需电流，即报警浓度将增大。故B错误； C．若要调低报警浓度（即天然气浓度较小时就报警），需让气敏电阻R2在阻值较大时，控制电路就能达到吸合电流。根据欧姆定律，可调电阻R1应减小阻值（使总电阻减小，电流易达到阈值），而非调大。故C错误； D．天然气浓度增大时，气敏电阻R2的阻值减小，控制电路的总电阻减小。根据欧姆定律，电源电压恒定，总电阻减小则电流增大。电磁铁的磁性与电流大小有关，电流越大磁性越强，因此电磁铁磁性将增强。故D正确； 故选D。 2．海鲜保存常要求温度低于。小明为海鲜市场的冷库设计了温度自动报警器，其原理如图甲所示，控制电路和工作电路的电源电压均为3V保持不变，电磁铁线圈电阻忽略不计，图乙为热敏电阻的阻值随温度变化的图像。冷库温度时，工作电路报警。下列说法正确的是（   ） A．控制电路开关闭合时，电磁铁的上端为S极 B．冷库温度越低，电磁铁的磁性越强 C．冷库温度为时，控制电路消耗的电功率为0.09W D．若控制电路中电源电压降低，将导致冷库温度低于时报警 【答案】C 【解析】A．根据安培定则，用右手握住电磁铁，让四指指向电流的方向，则大拇指所指的那端就是电磁铁的N极，由图可知，电流从电磁铁的下端流入，上端流出，所以电磁铁的上端为N极，故A错误； B．因为热敏电阻的阻值随温度升高而减小，根据可知，温度越低，电阻越大，电流越小，电磁铁的磁性越弱，故B错误； C．由乙图可知，当冷库温度为时，热敏电阻，已知控制电路电源电压，根据公式,可得此时控制电路消耗的电功率，故C正确； D．若控制电路中电源电压降低，根据可知，电路中的电流会变小，要使电磁铁仍能吸下衔铁报警，需要增大电路中的电流，即需要减小热敏电阻的阻值。由乙图可知，热敏电阻的阻值随温度升高而减小，所以需要升高温度，也就是将导致冷库报警温度高于，而不是低于，故D错误。 故选C。 3．根据通电螺线管周围存在磁场的实验事实，某同学对地磁场产生的原因提出了一个假说：地磁场是由绕地球的环形电流引起的。下列图片中符合他假说的模型是（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【解析】由右手螺旋定则可知，用右手握住地球，让大拇指指向地磁场的N极，则四指的指向即为电流的方向，从而推测出绕地球的环形电流的方向，故A符合题意，不符合题意。 故选A。 二、填空题 4．如图，螺线管的上方放置一个小磁针，螺线管左方的水平桌面上放置一个铁块。闭合开关后，铁块静止不动，小磁针在磁场的作用下会发生转动，它的周围 （选填“有”或“没有”）磁感线，小磁针静止时左端为 极。当滑片P向左滑动时，铁块受到的摩擦力的大小将 （选填“变大”“变小”或“不变”）。 【答案】 没有 N 变小 【解析】[1]磁感线不是实际存在的，则小磁针的周围没有磁感线。 [2]电流由螺线管的左侧流入、右侧流出，根据右手螺旋定则得，通电螺线管的右端为N极、左端为S极；由异名磁极相吸引得，小磁针静止时左端为N极。 [3]滑动变阻器与电磁铁串联，当滑片P向左滑动时，滑动变阻器接入电路中电阻变大，通过电磁铁的电流变小，电磁铁对铁块的磁力变小；铁块静止不动，受到的摩擦力与磁力是平衡力，两力等大，则铁块受到的摩擦力大小将变小。 三、作图题 5．如图所示，请在括号内标出通电螺线管左端的磁极、小磁针右端的磁极。（磁极均用“N”或“S”表示） 【答案】 【解析】根据右手安培定则，四指的方向为电流的方向，大拇指的指向为N极的方向，故该螺旋管的右端为N极，左端为S，根据同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，小磁针的右端为S极，故如图所示： 6．某温度自动报警器的原理图如图所示。电磁铁上端为N极，在水银温度计中封入一段金属丝，当温度低于设定温度时，安全指示灯常亮；当温度达到设定温度时，安全指示灯熄灭，电铃发出报警信号。请在括号中标出电源的极性（用“+”或“-”表示）， 并在虚线框内填入电铃（）和指示灯的电路元件符号。        【答案】   【解析】电磁铁上端为N极，由安培定则可知电流从下端流入，电源的右端是负极，左端是正极，当温度低于设定温度时，水银与金属丝断开，电磁铁断电没有磁性，安全指示灯所在电路接通，指示灯亮，上面虚线框是指示灯，当温度达到设定温度时，水银和金属丝连接，电磁铁通电有磁性，把衔铁吸引下来，电铃所在电路接通，电铃发出报警信号，下面虚线框是电铃，如图所示：    7．如图是一种水位自动报警器的原理图。水位没有到达金属块A时，LED灯亮；水位到达金属块A时，警鸣器响。图中工作电路未连接完整，请用笔画线完成电路的连接。    【答案】   【解析】如图所示，水位未达到金属块A时，只有LED灯亮；水位到达达到金属块A时，即电磁铁接通电路而工作，使衔铁在电磁铁的磁力作用下，接通警鸣器所在电路，达到发出报警信号的目的，电路连接如下图所示：    8．如图所示，请根据两条形磁体磁感线的分布情况，在图中标出磁体的N极或S极。 【答案】 【解析】【小题1】由磁极间的相互作用规律，同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，并且磁感线在磁体外部是由北极指向南极，可知图中画出的磁体磁极都为N极，如图所示： 9．将小磁针A放在螺线管的内部，小磁针B放在螺线管的右端，闭合开关后小磁针B的磁极如图所示，请画出螺线管的绕线方式，并在括号内标出小磁针A右端的极性。 【答案】 【解析】根据外侧小磁针B的N极靠近螺线管的右侧，根据异名磁极相互吸引，则螺线管右侧为S极；根据安培定则可知，右手的拇指指向N极，拇指应指向螺线管的左侧，四指握住螺线管，四个手指所指的方向为电流方向，因为电源左侧为正极，电流从左侧流入，则此时电流需从左侧流入线圈的外侧，据此画出线圈；根据磁体内部磁场方向是从S极指向N极，小磁针A静止时N极所指方向为磁场方向，内部的小磁针A右侧为S极，如图所示： 四、实验题 10．在“探究影响电磁铁磁性强弱的因素”的实验中，小明制成简易电磁铁甲、乙，并设计了如图所示的电路。 (1)实验中通过观察 来判断电磁铁磁性的强弱，运用的物理方法是 。下面的实验也用到了这种科学探究方法的是 （填字母）； A．认识电压时，用水压来类比 B．用光线来描述光通过的路径 C．把敲响的音叉接触水面，通过观察有没有溅起水花，来判断音叉有没有振动 (2)闭合开关S，将滑动变阻器滑片向左移动，电磁铁甲、乙吸引大头针的数量 （选填“增多”或“减少”），说明电流越 ，电磁铁磁性越强； (3)根据图示的情境可知，电磁铁 （选填“甲”或“乙”）的磁性更强，这说明电流一定时， ，电磁铁磁性越强； (4)请你判断出电磁铁乙的上端是 极； (5)电磁铁甲、乙吸引的大头针下端分散的原因是 ； (6)小明将电磁铁甲、乙串联的目的是 ； (7)电磁铁在生产、生活中应用广泛，请写出其中一个应用： 。 【答案】(1)电磁铁吸引大头针数量的多少 转换法 C；(2)增多 大；(3)甲 线圈匝数越多；(4)N；(5)见解析；(6)控制线圈中的电流相等；(7)电磁起重机 【解析】（1）[1][2]磁性的强弱是直接看不出来的，可以通过电磁铁吸引大头针的多少来认识其磁性强弱，电磁铁吸引的大头针个数越多，说明其磁性越强，使用了转换法。 [3]A．认识电压时，我们可以用水压来类比电压，运用了类比法，故A不符合题意； B．用光线来描述光通过的路径，运用了模型法，故B不符合题意； C．音叉的振动不易直接观察，让敲响的音叉接触水面，看有没有溅起水花，来判断音叉有没有振动，运用了转换法，故C符合题意。 故选C。 （2）[1][2]由图可知，滑动变阻器与电磁铁甲和乙串联，当滑动变阻器的滑片向左移动时，滑动变阻器接入电路阻值变小，电路中的总阻值变小，根据欧姆定律可知，电路中的电流变大，电磁铁甲、乙吸引大头针的个数增加，说明电流越大，电磁铁磁性越强。 （3）[1][2]根据图示的情境可知，电磁铁甲、乙与滑动变阻器串联，通过电磁铁甲、乙的电流相等，电磁铁甲的线圈匝数多，电磁铁甲吸引的大头针数量多，则甲的磁性强，说明电流一定时，线圈匝数越多，电磁铁磁性越强。 （4）电流从乙电磁铁的上导线流入，根据安培定则，可判断出乙电磁铁的上端是N极。 （5）电磁铁吸引大头针，大头针被磁化，下端分散是因为同名磁极相互排斥。 （6）图中甲、乙电磁铁的线圈匝数不同，将电磁铁甲、乙串联，可以控制电流相同，从而探究电磁铁的磁性强弱与线圈匝数的关系。 （7）电磁铁在生产、生活中应用：电磁起重机、电动机、扬声器、磁悬浮列车等等。 11．实验小组的同学在实验室探究“通电螺线管外部磁场的方向”。 (1)首先探究“通电螺线管外部的磁场与哪种磁体的磁场相似”，在螺线管的两端各放一个小磁针，并在硬纸板上均匀地撒满细铁屑，闭合开关通电后，观察小磁针的指向，然后 （填实验操作），观察铁屑的排列情况，如图甲所示。 (2)在螺线管的两端放上小磁针用来显示 的方向，其中小磁针N极的方向就是该点的 方向。 (3)去掉铁屑，增加小磁针的数量，接通电源后，小磁针的指向如图乙所示，再将电源的正、负极对调，小磁针的指向如图丙所示，说明通电螺线管周围的磁场方向与 方向有关。 (4)要探究“通电螺线管的磁场强弱与电流大小是否有关”，应在图甲装置所在的电路中串联一个 （填电学实验仪器名称）。 (5)在制造精密仪器时，所用的电阻常常采用如图丁所示的双线绕法。把电阻丝从螺线管一端绕到另一端，再从另一端绕回来。请你从电磁学的角度分析，这样缠绕电阻丝的目的是 。 【答案】(1)轻敲硬纸板；(2)磁场 磁场；(3)电流；(4)滑动变阻器；(5)使螺线管两端产生的磁场相互抵消 【解析】（1）实验中通过观察细铁屑的分布可以知道磁感线的分布，观察小磁针的指向可以知道磁极的分布，因此在螺线管的两端各放一个小磁针，并在硬纸板上均匀地撒满细铁屑，闭合开关通电后，观察小磁针的指向，然后轻敲硬纸板，目的是减小铁屑与硬纸板之间的摩擦，使铁屑在磁场力的作用下动起来。 （2）[1][2]该实验在螺线管的两端放上小磁针用来显示磁场的方向，小磁针N极的方向就是该点的磁场方向。 （3）由图可知，对换电源正负极即改变电流方向，小磁针N极的指向同时也发生了变化，则说明通电螺线管周围的磁场方向与电流方向有关。 （4）为了探究通电螺线管的磁场强弱与电流大小是否有关，应改变电路中的电流，因此应在图甲装置所在的电路中串联一个滑动变阻器。 （5）把电阻丝从螺线管一端绕到另一端，再从另一端绕回来，并排两根导线中的电流方向相反，产生的磁场方向相反，螺线管两端的磁场相互抵消，所以在制造精密仪器所用的电阻时，常常采用如图乙所示的双线绕法。 五、综合题 12．某花棚的自动喷雾浇水系统，其简化电路如图甲所示，喷雾系统用于调节空气湿度，其控制电路中电源电压U=12V，R为装在探头上的湿敏电阻，其阻值随相对湿度φ（空气中含有水蒸气的百分比，单位为：%RH）变化的图象如图乙所示，当控制电路的电流增大到0.04A时，继电器的衔铁被吸合而关闭喷雾系统：当控制电路的电流减小到0.03A时，衔铁被释放而启动喷雾系统，S2是浇水系统的电子时控开关，每天有固定的三个时段，每个时段会自动闭合10分钟，启动系统浇淋花卉，浇水系统的水泵参数如下表所示： 型号 SC*** 材质 不锈钢 功率 1200W 颜色 灰白色 电源 220V/50Hz 重量 80kg （1）图甲中喷雾系统的C点应连接 （选填“A”或“B”）点，S1闭合时，电磁铁上端为 （选填“N”或“S”）极； （2）由图乙可知，随着花棚内相对湿度减小，湿敏电阻的阻值会 ，若花棚内的相对湿度减小到50%时喷雾系统启动，则R0的阻值为 Ω（电磁铁的线圈电阻忽略不计）； （3）喷雾系统利用压强与流速的关系原理实现喷雾，当喷雾口空气流速越大，其压强就越 。水在大气压的作用下从喷雾口喷出； （4）花棚新进一批新品种花卉，需要较高的相对湿度才能更好生长，因此需提高花棚内相对湿度的最低值，则可通过 （选填“升高”或“降低”）控制电路的电源电压来达到目的； （5）浇水系统正常工作20天消耗电能为 kW·h。 【答案】 A S 变大 250 小 降低 12 【解析】（1）[1]当控制电路的电流增大到0.04A时，继电器的衔铁被吸合而关闭喷雾系统，所以只能AC相连。 [2]利用安培定则，可以判断螺线管的上端是S极。 （2）[3][4]由图乙可知，当湿度为50%时 随着花棚内相对湿度减小，湿敏电阻的阻值会增大；控制电路R和R0串联，总电阻是 R0的阻值为 （3）[5]根据流体压强与流速的关系可知，流体流速越大的位置，压强越小。 （4）[6]电阻R随着湿度的增大而减小，要提高湿度只能减小控制电路电流的大小，小于0.04A，可以降低电源电压。 （5）[7]正常工作20天消耗电能 13．卡塔尔世界杯足球赛，球场草坪所用的自动灌溉工程得到了中国技术团队的支持。球场草坪种植的黑麦草，适合在湿度为的土壤中生长。装置设计如图，当土壤湿度高于50%时，电动机不工作。 (1)图中A线是 （选填“火线”、“零线”或“地线”）。 (2)已知图中湿敏电阻Rx的阻值随所在土壤湿度升高而增大。当土壤湿度从70%降低到50%时，电路中的电流 （选填“增大”、“不变”或“减小”），电磁铁的磁性将 （选填“增大”“不变”或“减小”），电磁铁就会把衔铁吸下来，电动机正常工作并转动送水。 (3)请用笔画线表示接线，完成图示的电路连接。要求如下： Ⅰ.闭合开关S，当土壤湿度低于50%时，电动机正常工作并转动送水；当土壤湿度高于50%时，电动机不工作停止送水。 Ⅱ.电动机的额定电压为220V，电动机接入方式需按照家庭电路安全用电的原则。 【答案】(1)零线；(2)增大 增大；(3) 【解析】（1）由于三孔插座的接法是左零右火上接地，所以A线是零线。 （2）[1][2]因为湿敏电阻的阻值随所在土壤湿度升高而增大，所以当土壤湿度从降低到时电阻变小，由欧姆定律得电路中的电流增大，电磁铁的磁性增大，电磁铁就会把衔铁吸下来，电动机正常工作并转动送水。 （3）闭合开关S，当土壤湿度低于时，湿敏电阻的阻值变小，电流变大，电磁铁磁性变强，将衔铁吸下来，电动机正常工作并转动送水，说明电动机的左接线柱与下触点相连； 当土壤湿度高于时，湿敏电阻的阻值变大，电流变小，电磁铁磁性变弱，衔铁被弹回，断开电动机，电动机不转，停止送水，由于开关接在火线上，所以衔铁与火线相连，如下图所示： 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第十六章 磁场 电磁铁（知识清单） 思维导图 16.1 永磁体的磁场 一、核心概念 1．磁性：磁体吸引________、________、________等物质的性质。 　　2．磁体：具有磁性的物体，分为天然磁体和人造磁体；能长期保存磁性的磁体叫________（如条形磁铁、蹄形磁铁、磁针）。 　　3．磁极：磁体________磁性最强的部分，每个磁体有两个磁极——南极（S极，________端）和北极（N极，________端），________单独存在。 　　4．磁化：使原来没有磁性的物体获得磁性的过程（方法：磁体________或________物体、磁体在物体上________反复摩擦）。 　　5．去磁：使已磁化的物体失去磁性的过程（方法：________敲击、________加热）。 　　6．磁场：磁体周围________、________的物质，是磁体间相互作用和磁化现象的媒介，具有________性。 　　7．磁感线：为形象描述磁场而假想的________曲线（实际不存在），________方向为该点磁场方向；磁体外部磁感线从________极出发回到________极，________表示磁场强弱（越密越强）。 　　8．地磁场：地球周围的磁场，地球是巨大天然磁体；地磁北极在________附近，地磁南极在________附近。 　　9．磁偏角：地磁两极与地理两极________，导致磁针指向与地理子午线的夹角（我国________代________最早发现，比西方早400多年）。 　　10．磁性材料：按去磁难易分为软磁材料（________去磁，适用于反复磁化，如软铁、硅钢，用于电机铁芯、磁头）和硬磁材料（________去磁，适用于制永磁体，如碳钢、天然磁石，用于磁卡、硬盘磁粉）。 二、重要规律 1. 磁极间相互作用：________磁极相互排斥，________磁极相互吸引。 2.磁场方向规定：小磁针________时________极所指的方向为该点磁场方向。 三、关键实验 1. 探究磁体性质：通过磁体吸引大头针、铁屑，得出“________磁性最强”“磁极指向规律”“磁极相互作用规律”。 2. 铁屑显示磁场分布：磁体上方铺玻璃板撒铁屑，轻敲后铁屑磁化形成的图形，直观反映________（同名磁极间磁感线________，异名磁极间磁感线________）。 四、常识与应用 1. 指南针：我国古代________之一，战国________是最早磁性指向工具；宋代沈括记载水浮法、碗唇旋定法等四种使用方法；12世纪初用于________，推动世界航海事业发展（如郑和远航）。 2. 生活应用：磁性起子、冰箱门磁封、扬声器磁钢等。 15.2 电流的磁场 一、核心概念 1. 电流的磁效应：________导体周围存在磁场（丹麦物理学家________1820年发现，打开电与磁联系的大门）。 2. 螺线管：导线绕在________空心筒上形成的螺纹状线圈，是重要电磁器件。 3. 右手螺旋定则（安培定则）：判定通电螺线管________与________方向的关系。 二、重要规律 1.通电直导线磁场：周围磁场为________形，方向与________方向有关，电流越大磁场越________。 2. 通电螺线管磁场：外部磁场与________磁铁相似，极性与________方向有关。 3. 右手螺旋定则（螺线管）：右手握住螺线管，四指弯曲方向与________方向一致，拇指指向为螺线管___极。 三、关键实验 1. 观察通电直导线周围磁场：导线平行置于小磁针上方，通电后小磁针___（证明电流有磁效应），反向电流时小磁针___方向改变（证明磁场方向与电流方向有关）。 2. 探究通电螺线管外部磁场：①铁屑分布实验：通电后铁屑排列与___磁铁相似，证明存在磁场；②小磁针指向实验：改变电流方向，小磁针___极指向改变，证明极性与电流方向有关。 16.3 电磁铁 一、核心概念 1. 电磁铁：带有________的螺线管，由线圈和________组成（________作用：增强磁性，竹筷等非磁性材料无法增强）。。 2. 工作特点：________有磁性，________无磁性；磁场可变、可控（强度、方向可调节）。 二、重要规律（影响磁性强弱的因素） 线圈匝数一定时，通过的电流越________，磁性越________。电流一定时，线圈匝数越________，磁性越________。 三、关键实验 探究电磁铁磁性强弱：①控制________不变，调节滑动变阻器改变________，比较吸引大头针数量（研究电流的影响）；②将不同匝数电磁铁________（保证电流相同），比较吸引大头针数量（研究匝数的影响）。 四、应用 1. 生产生活：________（利用电磁铁相互作用悬浮减小阻力）、________（吸起钢材）、电铃、电话。 2. 科技应用：计算机磁盘（通过磁头电流磁化磁性材料存储信息）。 16.4 电磁继电器与自动控制 一、核心概念 1. 电磁继电器：利用________控制工作电路的装置，实现“________电压、________电流控制________电压、________电流”，保障安全操作。 2. 结构：由________电路（电源、开关、电磁铁线圈）和________电路（电源、用电器、触点）组成，关键部件包括电磁铁、衔铁、复位弹簧、静触点、动触点。 二、工作原理 1. 闭合控制电路开关：电磁铁通电产生________，吸引________，带动动触点移动，改变工作电路触点连接状态（常闭触点________、常开触点________），控制用电器工作。 2. 断开控制电路开关：电磁铁断电失去________，复位弹簧拉动________复位，工作电路触点恢复原状。 三、应用 1. 安全操作：控制高压电路（如龙门吊）、危险场所（爆破现场、X射线透视室）操作。 2. 自动控制：水位报警器、温度自动报警器（汞温度计内金属丝触发）、光敏电阻控制电路（光暗________、光亮________）。 3. 跨学科实践：家庭养花自动浇水装置（湿度传感器采集信号→信息处理器→电磁继电器控制水泵________）。 单元核心考点总结 基础概念：磁性、磁极、磁化、磁场、磁感线、地磁场、电流的磁效应、电磁铁、电磁继电器的定义及特点。 核心规律：磁极间相互作用、磁场方向规定、右手螺旋定则、电磁铁磁性强弱影响因素。 实验探究：磁体性质实验、磁化/去磁实验、铁屑显示磁场实验、奥斯特实验、通电螺线管磁场探究、电磁铁磁性影响因素探究、电磁继电器使用实验。 应用分析：指南针工作原理、地磁场与生物定向（信鸽）、电磁铁和电磁继电器在自动控制中的应用。 易错点：磁感线的假想性、右手螺旋定则中“电流环绕方向”的判断、电磁铁与螺线管的区别（铁芯的作用）、控制电路与工作电路的区分。 典型题型导向 概念辨析：判断物体是否具有磁性、区分软磁材料与硬磁材料、辨别磁感线与磁场的关系。 作图题：画磁体（条形、蹄形、同名/异名磁极）的磁感线、用右手螺旋定则判断通电螺线管的磁极或电流方向。 实验题：分析电磁铁磁性强弱探究实验的控制变量法、解释电磁继电器自动控制装置的工作过程。 应用题：设计简单自动控制电路（如基于光敏、热敏、湿敏传感器的控制）、分析生活中磁现象的原理（如冰箱磁封、磁浮列车）。 一、单选题 1．物理兴趣小组在老师的指导下设计了如图所示的天然气泄漏报警电路，电源电压恒定不变，为可调电阻，为气敏电阻，其阻值随天然气浓度的增大而减小。天然气无泄漏时指示灯发光；天然气泄漏时，蜂鸣器报警。下列判断正确的是（   ） A．当蜂鸣器报警时，灯泡同时发光 B．若控制电路电压降低，报警浓度将减小 C．若要调低报警浓度，可调大的阻值 D．天然气浓度增大，电磁铁磁性将增强 2．海鲜保存常要求温度低于。小明为海鲜市场的冷库设计了温度自动报警器，其原理如图甲所示，控制电路和工作电路的电源电压均为3V保持不变，电磁铁线圈电阻忽略不计，图乙为热敏电阻的阻值随温度变化的图像。冷库温度时，工作电路报警。下列说法正确的是（   ） A．控制电路开关闭合时，电磁铁的上端为S极 B．冷库温度越低，电磁铁的磁性越强 C．冷库温度为时，控制电路消耗的电功率为0.09W D．若控制电路中电源电压降低，将导致冷库温度低于时报警 3．根据通电螺线管周围存在磁场的实验事实，某同学对地磁场产生的原因提出了一个假说：地磁场是由绕地球的环形电流引起的。下列图片中符合他假说的模型是（　　） A． B． C． D． 二、填空题 4．如图，螺线管的上方放置一个小磁针，螺线管左方的水平桌面上放置一个铁块。闭合开关后，铁块静止不动，小磁针在磁场的作用下会发生转动，它的周围 （选填“有”或“没有”）磁感线，小磁针静止时左端为 极。当滑片P向左滑动时，铁块受到的摩擦力的大小将 （选填“变大”“变小”或“不变”）。 三、作图题 5．如图所示，请在括号内标出通电螺线管左端的磁极、小磁针右端的磁极。（磁极均用“N”或“S”表示） 6．某温度自动报警器的原理图如图所示。电磁铁上端为N极，在水银温度计中封入一段金属丝，当温度低于设定温度时，安全指示灯常亮；当温度达到设定温度时，安全指示灯熄灭，电铃发出报警信号。请在括号中标出电源的极性（用“+”或“-”表示）， 并在虚线框内填入电铃（）和指示灯的电路元件符号。        7．如图是一种水位自动报警器的原理图。水位没有到达金属块A时，LED灯亮；水位到达金属块A时，警鸣器响。图中工作电路未连接完整，请用笔画线完成电路的连接。    8．如图所示，请根据两条形磁体磁感线的分布情况，在图中标出磁体的N极或S极。 9．将小磁针A放在螺线管的内部，小磁针B放在螺线管的右端，闭合开关后小磁针B的磁极如图所示，请画出螺线管的绕线方式，并在括号内标出小磁针A右端的极性。 四、实验题 10．在“探究影响电磁铁磁性强弱的因素”的实验中，小明制成简易电磁铁甲、乙，并设计了如图所示的电路。 (1)实验中通过观察 来判断电磁铁磁性的强弱，运用的物理方法是 。下面的实验也用到了这种科学探究方法的是 （填字母）； A．认识电压时，用水压来类比 B．用光线来描述光通过的路径 C．把敲响的音叉接触水面，通过观察有没有溅起水花，来判断音叉有没有振动 (2)闭合开关S，将滑动变阻器滑片向左移动，电磁铁甲、乙吸引大头针的数量 （选填“增多”或“减少”），说明电流越 ，电磁铁磁性越强； (3)根据图示的情境可知，电磁铁 （选填“甲”或“乙”）的磁性更强，这说明电流一定时， ，电磁铁磁性越强； (4)请你判断出电磁铁乙的上端是 极； (5)电磁铁甲、乙吸引的大头针下端分散的原因是 ； (6)小明将电磁铁甲、乙串联的目的是 ； (7)电磁铁在生产、生活中应用广泛，请写出其中一个应用： 。 11．实验小组的同学在实验室探究“通电螺线管外部磁场的方向”。 (1)首先探究“通电螺线管外部的磁场与哪种磁体的磁场相似”，在螺线管的两端各放一个小磁针，并在硬纸板上均匀地撒满细铁屑，闭合开关通电后，观察小磁针的指向，然后 （填实验操作），观察铁屑的排列情况，如图甲所示。 (2)在螺线管的两端放上小磁针用来显示 的方向，其中小磁针N极的方向就是该点的 方向。 (3)去掉铁屑，增加小磁针的数量，接通电源后，小磁针的指向如图乙所示，再将电源的正、负极对调，小磁针的指向如图丙所示，说明通电螺线管周围的磁场方向与 方向有关。 (4)要探究“通电螺线管的磁场强弱与电流大小是否有关”，应在图甲装置所在的电路中串联一个 （填电学实验仪器名称）。 (5)在制造精密仪器时，所用的电阻常常采用如图丁所示的双线绕法。把电阻丝从螺线管一端绕到另一端，再从另一端绕回来。请你从电磁学的角度分析，这样缠绕电阻丝的目的是 。 五、综合题 12．某花棚的自动喷雾浇水系统，其简化电路如图甲所示，喷雾系统用于调节空气湿度，其控制电路中电源电压U=12V，R为装在探头上的湿敏电阻，其阻值随相对湿度φ（空气中含有水蒸气的百分比，单位为：%RH）变化的图象如图乙所示，当控制电路的电流增大到0.04A时，继电器的衔铁被吸合而关闭喷雾系统：当控制电路的电流减小到0.03A时，衔铁被释放而启动喷雾系统，S2是浇水系统的电子时控开关，每天有固定的三个时段，每个时段会自动闭合10分钟，启动系统浇淋花卉，浇水系统的水泵参数如下表所示： 型号 SC*** 材质 不锈钢 功率 1200W 颜色 灰白色 电源 220V/50Hz 重量 80kg （1）图甲中喷雾系统的C点应连接 （选填“A”或“B”）点，S1闭合时，电磁铁上端为 （选填“N”或“S”）极； （2）由图乙可知，随着花棚内相对湿度减小，湿敏电阻的阻值会 ，若花棚内的相对湿度减小到50%时喷雾系统启动，则R0的阻值为 Ω（电磁铁的线圈电阻忽略不计）； （3）喷雾系统利用压强与流速的关系原理实现喷雾，当喷雾口空气流速越大，其压强就越 。水在大气压的作用下从喷雾口喷出； （4）花棚新进一批新品种花卉，需要较高的相对湿度才能更好生长，因此需提高花棚内相对湿度的最低值，则可通过 （选填“升高”或“降低”）控制电路的电源电压来达到目的； （5）浇水系统正常工作20天消耗电能为 kW·h。 13．卡塔尔世界杯足球赛，球场草坪所用的自动灌溉工程得到了中国技术团队的支持。球场草坪种植的黑麦草，适合在湿度为的土壤中生长。装置设计如图，当土壤湿度高于50%时，电动机不工作。 (1)图中A线是 （选填“火线”、“零线”或“地线”）。 (2)已知图中湿敏电阻Rx的阻值随所在土壤湿度升高而增大。当土壤湿度从70%降低到50%时，电路中的电流 （选填“增大”、“不变”或“减小”），电磁铁的磁性将 （选填“增大”“不变”或“减小”），电磁铁就会把衔铁吸下来，电动机正常工作并转动送水。 (3)请用笔画线表示接线，完成图示的电路连接。要求如下： Ⅰ.闭合开关S，当土壤湿度低于50%时，电动机正常工作并转动送水；当土壤湿度高于50%时，电动机不工作停止送水。 Ⅱ.电动机的额定电压为220V，电动机接入方式需按照家庭电路安全用电的原则。 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $