内容正文:
第17讲 电与磁
知识点一 磁现象
磁性 能够吸引______________等物质的性质
磁体 定义 具有________的物体叫磁体
分类 分为永磁体和软磁体,永磁体分为天然磁体和人造磁体
铁、钴、镍
磁性
磁极 定义 磁体上吸引能力________的两个部位叫磁极,分为_________
和______________
作用 同名磁极相互________,异名磁极相互________
磁化 有些物体在磁体或________的作用下会获得磁性,这种现象叫________。软铁磁化后磁性________消失,钢被磁化后磁性能____________,所以制造永磁体使用______,制造电磁铁的铁芯用________
最强
南(S)极
北(N)极
排斥
吸引
电流
磁化
容易
长期保持
钢
软铁
知识点二 磁场
基本
性质 磁场对放入其中的磁体产生______的作用。磁极间的相互作用就是通过________而发生的
方向
规定 在磁场中的某一点,小磁针静止时______极所指的方向就是该点磁场的方向
力
磁场
北
磁感线 定义 在磁场中画一些带箭头的曲线,可以方便、形象地描述磁场,这就是磁感线。磁感线实际上并不存在
方向 磁感线上任何一点的____________都跟放在该点的小磁针静止时________所指的方向一致
分布 在磁体的外部,磁感线都是从磁体的______极出发,回到______极的
切线方向
北极
北
南
地磁场 ①地球周围存在磁场,小磁针指示南北是因为受到地磁场的
作用;
②地磁的南极在地理________附近,地磁的北极在地理________附近;
③磁偏角:最早由我国宋代学者________发现
北极
南极
沈括
知识点三 电生磁
1.电流的磁场
奥斯特实验
实验
现象
结论 通电导线周围存在________,磁场方向与____________有关
磁场
电流方向
通电螺线管
磁场分布 通电螺线管外部磁场和____________的磁场相似
判定方法 安培定则:如图所示,用______手握住螺线管,让四指指向螺线管中______________,则拇指所指的那端就是螺线管的________
条形磁体
右
电流的方向
N极
2.电磁铁及其应用
构造 带有________的通电螺线管,铁芯用________制成
原理 铁芯被磁化,产生了与原螺线管磁场方向一致的磁场,使磁场加强
优点 磁性的有无可以由______________来控制;磁性的强弱可以由______________和__________________来控制;磁极的方向可以由______________来控制
应用 电磁继电器
铁芯
软铁
电流的通断
电流的大小
线圈匝数的多少
电流的方向
知识点四 探究:磁场对通电导线的作用 什么情况下磁可以生电
实验
装置
实验
现象 闭合开关后,通电导体会________,改变电流方向或磁场方向,导体的运动方向也会发生________ ①闭合开关,导体ab左右运动时,电流表的指针会发生偏转;
②改变导体运动方向或磁场方向,电流表指针的偏转方向也会改变
运动
改变
探究结论 通电导体在磁场中受到力的作用,力的方向跟________的方向和________的方向都有关,当电流的方向或磁场的方向变得相反时,通电导体受力的方向也变得相______ 闭合电路的一部分导体做______
________运动时,电路中会产生感应电流;感应电流的方向与____________和导体切割磁感线的____________有关
电流
磁场
反
切割
磁感线
磁场方向
运动方向
实际应用 在这个探究过程中,电能转化为______,根据通电线圈在磁场中受力转动的原理制成了__________,应用在电扇、电磨等装置上 在电磁感应现象中,___
___能转化为电能,利用此原理制成了_________
机械能
电动机
机
械
发电机
电动机与发电机
项目 直流电动机 交流发电机
原理图
原理 ____________________________ ____________
通电线圈在磁场中受力转动
电磁感应
项目 直流电动机 交流发电机
部件作用 换向器由两个铜半环和两个电刷构成,作用是当线圈转过____________时,及时改变线圈中的____________,使线圈连续________ 交流发电机线圈两端各接一个铜制圆环,铜滑环随线圈一起转动,将线圈中产生的电流传输给外部
能量转化 ______能转化为________能 ________能转化为______能
区分关键 因电而动,电路中有电源 因动生电,电路中无电源
平衡位置
电流方向
转动
电
机械
机械
电
考点一 磁现象
【例1】用一根钢棒的一端靠近一根悬吊的条形磁铁的N极,条形磁铁被吸引,这说明( )
A.钢棒一定没有磁性
B.钢棒一定有磁性
C.钢棒可能有磁性,也可能没有磁性
D.钢棒有磁性且靠近条形磁铁的一端为S极
C
考点二 磁场
【例2】某同学研究磁体周围的磁场情况,将
一根条形磁体放在水平桌面上,在它周围放置
一些小磁针,小磁针的指向情况如图甲所示;
将小磁针拿掉之后,在条形磁体上面放一块有机玻璃,玻璃上均匀撒一层铁屑,轻轻敲打玻璃,可以看到铁屑的分布情况如图乙所示;根据图甲和图乙所示的实验现象,用磁感线描述条形磁体周围的磁场情况如图丙所示。下列说法不正确的是
( )
A.图甲所示的实验,研究的是条形磁体周围的磁场方向特点
B.图乙所示的实验,研究的是条形磁体周围的磁场分布特点
C.图丙所示的条形磁体周围的磁感线,是人们为了描述磁场建立的物理模型
D.由图丙可知,条形磁体周围的磁场是由磁感线组成的
D
考点三 电生磁
【例3】在探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”实验中,小明制成简易电磁铁A、B,并设计了如图所示的电路。
(1)闭合开关,当滑动变阻器滑片向左移动时,电磁铁A、B吸引大头针的个数增加,说明电流越___(选填“大”或“小”),电磁铁磁性越强。
大
(2)根据图示的情境,通过对比A、B吸引大头针的数量可以得出结论:_________________________________________。
(3)根据安培定则,可判断出A铁钉的下端是电磁铁的______极。
电流一定时,线圈匝数越多,电磁铁磁性越强
S
【例4】课堂上老师做了如图所示的演示实验,同学们根据实验现象得到如下结论,其中不正确的是( )
甲:通电 乙:断电 丙:改变电流方向
A.甲、乙两次实验表明通电导线周围存在磁场
B.甲、丙两次实验表明电流有热效应
C.甲、丙两次实验表明通电导线周围的磁场方向与电流方向有关
D.甲、乙、丙三次实验现象共同表明电能生磁,且磁场方向与电流方向有关
B
考点四 探究:磁场对通电导线的作用 什么情况下磁可生电
【例5】如图所示为“探究什么情况下磁可以生电”的实验装置。
(1)实验中,通过观察________________________来判断电路中是否有感应电流。
(2)让悬挂着的导体棒ab________(选填“左右”或“上下”)运动时,电路中产生感应电流。
电流表的指针是否偏转
左右
(3)要使电流表指针偏转方向发生改变,可以采取的方法有____________
__________________________________。(写一种方法)
(4)实验中发现电流表指针偏转不明显,为了使指针偏转明显,请你从实验装置或操作上提出一条改进建议:______________________。
将磁体南北
极对调(或改变切割磁感线运动的方向)
换用磁性更强的磁铁
(5)下列属于应用这一原理的是______。
A.电磁起重机 B.平衡车 C.动圈式话筒 D.扬声器
C
◉基础巩固
1.如图所示,置于水平桌面上静止的小磁针上方有一根
与之平行的直导线,在导线中通有电流的瞬间,小磁针
发生转动。下列说法正确的是 ( )
A.该实验现象说明电流周围存在磁场
B.该实验中小磁针主要用于检验通电导线周围磁场的强弱
C.若改变导线中的电流方向,小磁针的转动方向不会改变
D.若改变导线中的电流大小,小磁针的转动方向将会改变
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A
2.(2024武汉中考)新能源汽车作为我国新质生产力的杰出代表,各项技术均处于世界领先水平,其中用到的一种能量回收技术就是汽车在滑行或制动过程中,内部线圈切割磁感线产生感应电流,将机械能转化为电能。下列装置中也利用了电磁感应原理工作的是( )
A.电磁起重机 B.司南 C.自制电动机 D.动圈式话筒
D
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3.如图所示是一种温度自动报警器的原理图。制作水银温度计时,在玻璃管的两端分别封入一段金属丝。电池的两极分别与金属丝相连,当温度达到与电池正极相连的金属丝下端所指的温度时,电铃就响起来,发出报警信号。下列说法正确的是( )
A.温度计中的水银是绝缘体
B.电铃响时,电磁铁右端是N极
C.温度降低到74 ℃以下,电铃响
D.电铃响且滑片P向左移动时,电磁铁磁性减弱
第3题图
B
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4.如图所示,在螺线管中插入一根铁棒,把小磁针放到螺线管周围不同位置。通电后,小磁针静止时N极指向正确的是( )
A.甲、乙
B.乙、丙
C.甲、丁
D.丙、丁
第4题图
B
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5.如图所示,下列有关电与磁的知识,说法正确的是( )
甲 乙 丙 丁
A.甲图中使用测电笔时,手应接触笔尾金属体
B.乙图的连接方式符合家庭电路安全用电要求
C.丙图是电动机的原理图,最早是由德国科学家欧姆提出
D.丁图是发电机的原理图,工作时将机械能主要转化为电能
A
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6.安检时使用的一种金属探测仪如图所示,金属探测仪靠近金属物体时,会产生感应电流,发出报警信号。下列说法正确的是( )
A.人耳听到的报警信号是电磁波信号
B.金属探测仪的工作原理和电磁铁相同
C.金属探测仪的工作原理和电动机相同
D.金属探测仪的工作原理和动圈式话筒相同
D
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7.下列关于磁感线的说法,正确的是( )
A.磁感线分布越密的地方,磁场越弱
B.磁感线是磁场中真实存在的一些曲线,还可以通过实验来模拟
C.磁体周围的磁感线从磁体的S极出发,回到磁体的N极,构成闭合
曲线
D.磁感线上某一点的切线方向与放在该点的小磁针静止时S极所指的方向相反
D
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8.物理课上老师展示了一款磁悬浮地球仪,如图甲
所示,闭合开关,地球仪悬浮在空中。经过研究发
现地球仪底部有一块磁铁,底座内部有电磁铁。莉
莉画出了如图乙所示的电路原理图,下列判断不正
确的是( )
A.图乙中用虚线代表的地球仪的A端是S极
B.底座通电后能产生磁场是利用了电流的磁效应
C.图甲中地球仪能够悬浮利用了同名磁极相互排斥的原理
D.闭合开关后,向左移动P能增大地球仪的悬浮高度
甲 乙
D
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9.如图所示,下列关于电磁现象的说法正确的是( )
甲 乙 丙 丁
A.图甲中的司南静止时长柄指南,则长柄是司南的北极
B.图乙中的水位自动报警器是利用电流的磁效应工作的
C.图丙中的扬声器是利用电磁感应原理工作的
D.图丁中的动圈式话筒与电动机的工作原理相同
B
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10.如图所示是通电导线在磁场中受力的示意图,用“ ”表示导线中的电流方向垂直于纸面向里,“ ”表示导线中的电流方向垂直于纸面向外,此时通电导线受到的力向上。下列力的方向判断正确的是(磁铁附近磁感线未画出)( )
A B C D
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11.如图所示,用弹簧将一条形磁铁悬挂在螺线管的正上方,闭合开关,待弹簧稳定后,将滑动变阻器的滑片缓慢向左移动。下列说法正确的是( )
A.螺线管上端是S极,弹簧缩短
B.螺线管上端是N极,弹簧伸长
C.电压表示数变大,电流表示数也变大
D.电压表示数变小,电流表示数也变小
A
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12.在做“探究通电螺线管外部磁场的方向”的实验时,小明在螺线管周围摆放一些小磁针。
(1)实验中小磁针的作用是_______________。
(2)通电后小磁针的指向如图甲所示,由此可看出通电螺线管外部的磁场与_____磁体的磁场相似。
指示磁场的方向
条形
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(3)小明改变螺线管中的电流方向,发现小磁针转动180°,南北极所指方向发生了改变,由此可知通电螺线管外部磁场方向与螺线管中的________方向有关。
(4)由安培定则可知图乙中开关S闭合后,螺线管的上端为______极。
电流
S
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(5)如图丙所示,开关闭合后,位于螺线管附近的小磁针N极指向下,请在螺线管上画出导线的绕向。
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◉能力提升
13.(2025武汉四调)如图所示,在2025年央视春晚上,每个人形机器人凭借43个高扭矩电动机以一段高难度的 “秧歌舞” 惊艳了观众。下列各装置中也利用电动机工作原理的是( )
A.动圈式话筒 B.扬声器 C.自制电磁铁 D.司南
B
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14.利用如图所示的装置探究什么情况下磁可以生电,导体ab和电流表组成了闭合回路。
(1)磁体和导体ab都不动,电流表指针不偏转;磁体不动,使导体ab竖直向上或竖直向下运动,电流表指针__________(选填“偏转”或“不偏转”)。
不偏转
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(2)磁体不动,导体ab水平向左运动,电流表指针向右偏转;磁体不动,导体ab水平向右运动,电流表指针向______偏转,由此初步得出:闭合电路的一部分导体在磁场中做______________运动时,导体中就产生感应电流。
(3)若将此装置中的电流表换成__________,可进一步探究电动机的工作
原理。
左
切割磁感线
电源
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15.研究电动机的工作过程。
(1)电动机的工作原理是磁场对____________有力的作用。甲图中,线圈左右两边框ab、cd的受力方向相反,其原因是______________。
通电线圈
电流方向相反
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(2)乙图中的线圈所在的位置______(选填“是”或“不是”)平衡位置,图中C、D组成的装置叫__________,它的作用是在线圈__________(选填“刚转到”“即将转到”或“刚转过”)平衡位置时,自动改变线圈中的电流方向,从而使线圈持续转动。
是
换向器
刚转过
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(3)①小明将丙图中直流电动机模型接入电路,各部分连接完好,结果电动机却不能转动,他用手轻轻地碰了一下线圈后,直流电动机模型开始正常转动。模型刚开始不转的原因可能是______。
A.直流电动机的铜半环与电刷接触不良
B.电源电压太低
C.线圈刚好处于平衡位置
D.线圈中的电流太小
②调换器件______(填器件序号)的放置可方便改变电动机的转动方向。
C
①
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