第七讲 3.1-3.2（磁体的磁场、电流的磁场）-2025-2026学年科学八年级下册浙教版

第七讲：电磁及其应用1 知识整理1：磁体、磁极、磁化 一、磁体、磁极 1、磁性：物质具有吸引 等物质的性质，我们把这种性质叫作磁性。 2、磁体： （1）定义：具有磁性的物体叫做磁体。 （2）分类：①按形状分：条形磁铁、蹄形磁铁、针形磁体等 ②按来源分：天然磁体（铁矿石）和人造磁体。 ③按保持磁性时间长短分：硬磁体（永磁体）和软磁体。 3、磁极：磁体上磁性最强的部位叫做磁极。条形磁体两端磁性最 ，中间磁性最 转换法：用所能 判断磁性强弱 4、北（N）极和南（S）极：任何磁体都有两个磁极，一般位于磁体的两端，N极和 S极。 小磁针静止后总是 指向。指向北面的一端叫 极；指向南面的一端叫 极。 【注】最早的指南针叫司南。 5、磁极间的相互作用规律：同名磁极相互 ，异名磁极相互 。 【注】一个永磁体分成多部分后，每一部分仍存在 磁极 二、磁化 1、磁化：使原来没有磁性的物体 获得磁性的过程。 2、钢和软铁的磁化：软铁被磁化后，磁性容易消失，称为 磁体。钢被磁化（用磁体在钢棒上沿同一方向摩擦多次）后，磁性能长期保持，称为 磁体或 磁体。所以制造永磁体使用钢，制造电磁铁的铁芯使用软铁。 【拓展】 （1）只有铁、钴、镍等磁性物质才能被磁化； （2）被磁化了的物体与使它磁化的磁极相靠近那一端是 磁极； （3）有磁性的物体受到强烈撞击或加热，磁性会消失。 3、磁化在生活中的应用：①磁卡和磁带利用了它能被磁化的原理；②磁卡、磁带、磁盘等物体不适合在磁场环境和高温环境中保存；③彩色电视机显像管被磁化后颜色失真；④机械手表被磁化后走时不准。 【课堂点拨】物体是否具有磁性的判断方法： ①根据磁体的吸铁性判断。 ②根据磁体的指向性判断。 ③根据磁体相互作用规律判断。 ④根据磁极的磁性最强 判断。 4、磁性很强的磁铁可广泛应用于电声元件(扬声器、受话器)、自动控制电器、电机、机械设备和医疗器械等。钕铁硼磁铁就是一种利用稀土材料钕制成的强磁铁，它的磁性比普通磁铁高几百倍。 知识整理2：磁场、磁感线、地磁场 一、磁场 1、定义：磁体周围存在着一种看不见、摸不着的特殊物质。磁极间的相互作用是通过 而发生的。 2、基本性质：磁场对放入其中的磁体会产生 的作用。 3、方向：小磁针静止时 所指的方向规定为其所处位置的磁场方向。在磁体周围的不同位置，磁场方向不同。 磁场方向 磁场方向 二、磁感线 1、为了形象地描述磁体周围的磁场分布，英国物理学家 引入了磁感线这一模型。 2、方向：磁体外部的磁感线都是从磁体的 极出来，回到磁体的 极。 3、磁感线可以表示：A．磁场的方向—— 所指的方向； B．强弱——曲线的 程度； 【课堂点拨】磁感线的特点： （1）磁感线是为了描述磁场而 闭合曲线，它实际上是 的曲线。 （2）用磁感线描述磁场的方法叫 建立理想模型法。 （3）磁感线是 的曲线。 （4）磁感线 的分布在磁体周围，而不是平面的。 （5）磁感线 。 （5）磁感线的疏密程度表示磁场的强弱。 三、地磁场 （1）地球产生的磁场叫做地磁场。地球是一个巨大的磁体。 （2）特点：地磁场与 磁铁相似，它的北极在地理的 附近，它的南极在地理的 附近。 （3）磁偏角：地理的南北极与地磁的南北极之间并不 ，它们存在约5°的的夹角。宋代沈括最早发现。 （4）地磁场方向变化的原因：地核中熔融物质的运动状态的改变。（科学家的假设） （5）宇宙中许多天体具有磁场，且它们的磁场也在变化之中。如太阳磁场的极性会每隔 11年变化一次。 知识整理3：电流的磁场 1、 直线电流的磁场 ①奥斯特实验 1820年，丹麦物理学家奥斯特在课堂上做实验时，偶然间发现了电流的磁现象。 奥斯特实验结论： 。 奥斯特实验的重大意义：发现了电和磁之间的联系。 ②直线电流周围磁场 直线电流周围的磁感线分布规律：以直导线上各点为圆心的一些 ，在 于导线的平面上，越靠近通电导线，磁场越 ，磁感线越 。磁场方向与 方向有关。 右手安培定则1：右手握住直导线，大拇指指向 方向，那么四指弯曲所指的方向就是 方向。 【注意】 如果描述的是自由电子的定向移动方向,要注意该方向与电流方向 。 2、 通电螺线管的磁场 ①通电螺线管的磁场： （1）磁场跟条形磁体的磁场是相似的。通电螺线管的两端相当于条形磁体的两极,通电螺线管外部的磁感线由 极出发,回到 极,内部由 极指向 极。 （2）通电螺线管的磁极方向跟 方向有关。 右手安培定则 2：用右手握住螺线管，让四指弯向螺线管中 的方向，则大拇指所指的那端就是螺线管的 。 ②电磁铁 带有铁芯的通电螺线管叫作电磁铁 带铁芯的通电螺线管的磁性比不带铁芯的通电螺线管的磁性要强得多，因为铁芯在磁场中被磁化后相当于一根磁体。通电螺线管的磁场与被磁化的铁芯的磁场叠加，就产生了更强的磁场。 3、 影响电磁铁磁性强弱的因素 猜想：①是否带铁芯 ②可能与电流的大小有关 ③可能与线圈的匝数有关 方法： 法和 法 【实验结论】通电螺线管的线圈匝数越 ，通过线圈的电流越 ，线圈的磁性越 ；插入铁芯，线圈的磁性大大增强。 知识整理4：电磁继电器、信息的磁记录 一、电磁铁 1、定义：电磁铁是一个带有铁芯的通电螺线管。 【思考】电磁铁与磁铁相比，有哪些优点？ 2、优点：①可通过电流的通断，来控制电磁铁磁性的有无。 ②磁性的强弱可以通过改变电流的大小或线圈的匝数多少来控制。 ③可以通过改变电流的方向，来改变其磁极的极性。 二、电磁继电器 1、定义：电磁继电器是一个由电磁铁控制的自动开关。 2、组成：电磁继电器由电磁铁 A、衔铁 B、弹簧 C、触点 D 组成。主要由低压控制电路和高压工作电路两部分构成。 控制电路包括：低压电源、电磁铁、开关； 工作电路包括 ：高压电源、用电器(红灯、绿灯、电动机）、触点。 3、 电磁继电器的优点：①可以实现 电压和 电流来控制 电压和 电流； ②可以实现自动控制和远距离控制。 【实例】水位自动报警器是利用电磁继电器工作的装置： 请按下列要求连接如图所示的水位自动报警器电路:当水位在安全位置以下时,绿灯亮,水位达到安全位置上限时,红灯亮。 【工作原理】当水位在安全以下时，控制电路断开，电磁 铁无磁性，衔铁被弹簧拉起，与上面的触头接触，此时绿 灯亮；水位到达安全位置上限时，控制电路接通，电磁铁 有磁性，衔铁被吸下，与下面的触头接触，此时红灯亮。 三、磁悬浮列车 原理：利用“同名磁极互相排斥，异名磁极互相吸引”。 通过轨道上的强电磁铁对列车上的电磁铁的磁极的相互吸引或排斥而使列车悬浮起来，使列车与轨道没有 ，消除了列车与轨道之间的 。磁悬浮列车的阻力很 ，因此运行速度很快。 四、信息的磁记录 磁记录是利用硬磁材料储存信息的技术。计算机上所用的机械硬盘、磁带式录音机所用的磁带都是利用硬磁材料来储存信息的。广泛应用于计算机、移动电话、影像播放器、游戏机、掌上电脑、数码摄像机等数码产品中 硬盘的组成：机械硬盘主要由记录盘片、读写磁头以及其他配件组成。盘片的表面均匀地涂有一层极薄的磁性颗粒（小磁体），读写磁头实际上就是一块 。 工作过程：在硬盘上存入数据的过程中，首先将声音、图像、数字等需要记录的信息转变为电信号，电流通过读写磁头转变为记录磁场，然后用这个磁场使盘片上磁性颗粒按照它的方向排列，信息就记录在盘片中了。需要读取磁盘信息时，只要使记录的磁信息通过磁头转变成电信号，再将电信号转变成声音、图像、数字等信息，从而再现被记录的信息。 【科学阅读】电话 （1） 基本结构：送话器（话筒）和受话器（听筒；相当于 ）是电话的两个基本组成部分。 （2） 工作原理：送话器把声音信号转化为变化的话音电流，听筒把话音变化的电流转化为声音信号。 【课堂例题】 典型例题一：磁体、磁极、磁化 【例1】 小明用三根完全相同的橡皮筋，挂了相同规格的小条形磁铁，当小磁铁靠近大磁铁时，橡皮筋最短的是（ ） A． 甲 B．乙 C．丙 D．都一样 例1题图 例2题图 例3题图 【例2】 小敏将数枚硬币放在甲、乙两根平行的条形磁铁上，搭成一座漂亮的“硬币桥”，如图所示。下列分析正确的是（ ） A．“硬币桥”中间磁性最强 B．两枚硬币相邻的部分是异名磁极 C．“硬币桥”两端的硬币没有磁性 D．甲、乙条形磁铁的上端是同名磁极 典型例题二：磁场、磁感线、地磁场 【例3】 巴克球是一种由多个带磁性的金属圆球组成的益智玩具，借助金属球超强的磁性，可组合出众多的造型，如图所示。下列说法正确的是（ ） A．巴克球周围存在磁场，不存在磁感线 B．巴克球对放入其磁场中的任意金属均有磁力的作用 C．巴克球周围磁场的方向都是向一个方向的 D．巴克球周围的磁场分布是均匀的 【例4】 甲、乙为不同条形磁铁的两个磁极，弧线表示部分未标方向的磁感线，如图所示。据图中小磁针静止时的指向，可以判断（ ） A．甲、乙都是N极 B．甲、乙都是S极 C．甲是N极，乙是S极 D．甲是S极，乙是 N 极 例4题图 例5题图 【例5】 趋磁细菌是在 1975 年由布雷克莫尔发现的。如果拿一个磁铁靠近载玻片，细菌就会利用长长的鞭毛向磁铁的 N 极移动。如果将这些趋磁细菌放到地球 M点，它们接下来的运动方向为（ ） A B C D 典型例题三：电流的磁场 【例6】 如图所示，小磁针甲、乙处于静止状态。根据标出的磁感线方向，可以判断出（ ） A．螺线管的左端为 N 极 B．电源的左端为负极 C．小磁针甲的右端为 N 极 D．小磁针乙的右端为 N 极 例6题图 例7题图 例9题图 【例7】 如图所示，通电螺线管周围放着能自由转动的小磁针 a、b、c、d，这四根磁针静止时，N 极（黑色端表示N 极）指向错误的是（ ） A．小磁针 a B．小磁针 b C．小磁针 c D．小磁针 d 【例8】 小明制作的玩具小船上固定有螺线管（有铁芯）、电源和开关组成的电路，如图所示，把小船按图示的方向放在水面上，闭合开关，最后静止时“船头”最终指北的是（ ） A． B． C． D． 【例9】 如图所示，闭合开关，将滑动变阻器的滑片 P 向右移动时，弹簧测力计的示数变大．则下列分析正确的是（ ） A．电磁铁的上端为 N 级 B．电源左端为“+”极 C．断开开关，弹簧测力计示数为零 D．若滑动变阻器的滑片 P 不动，抽去电磁铁铁芯，弹簧测力计示数增大 典型例题四：电磁继电器、信息的磁记录 【例10】 如图所示是一种涂鸦画板的原理图。将磁石粉（S 端为黑色，N 端为红色）浸没在悬浮液里，按下写字笔的其中一个按钮时，可以写出红色或黑色的字迹。要擦去字迹时，只需将刷子左右移动即可。下列关于该涂鸦画板的说法中，正确的是（ ） A．笔尖磁体为 S 极时，可以写出黑字字迹 B．制作刷子时，可以选择不易磁化的材料 C．拿磁笔写字，是利用异名磁极相互吸引 D．用刷子擦字，是利用同名磁极相互排斥 【例11】 如图是利用太阳能给 LED 路灯供电的自动控制电路的示意图。R 是光敏电阻，R0 是保护电阻，阻值不变。日光充足时，电磁继电器将衔铁吸下，GH接入电路，太阳能电池板给蓄电池充电。光线不足时，衔铁被弹簧拉起，EF 接入电路，蓄电池给 LED 路灯供电，路灯亮起。关于该电路分析错误的是（ ） A．光敏电阻 R 阻值随光照强度增大而减小 B．电路工作时，电磁铁上端为 N 极 C．若想更容易吸下衔铁，也可增加电磁铁线圈匝数 D．减小保护电阻 R0 阻值可延长每天路灯照明时间 例11题图 例12题图 【例12】 半导体薄膜压力传感器是一种常用的传感器，其阻值 R1 随压力变化情况如图甲所示。小科利用此传感器设计了如图乙所示的自动分拣苹果装置，并设置分拣标准为 0.15 千克。其原理是：调节 R2 的滑片 P，使得 0.15 千克的苹果在托盘秤上时，电磁铁恰好能吸住分拣开关的衔铁，苹果便通过下方通道筛选出来，此时 R2 两端的电压为3V。已知电源电压为 6V，内阻不计。 （1）电磁铁上端是______极（选填“N”或“S”）； （2）为使该装置达到上述分拣标准，R2 的阻值应调为多少？（通过计算证明） （3）为了提高分拣标准，挑选出质量为 0.2 千克以上的苹果，可以进行的操作是__________（写出一种即可） 【课堂练习】 1. 为判断钢棒是否具有磁性，小仲进行如图所示实验，根据实验现象能确定钢棒具有磁性的是（ ） ①甲图：将钢棒的一端靠近没有磁性的大头针，大头针被吸引 ②乙图：悬挂的钢棒某一次转动后，静止时一端指南一端指北 ③丙图：用钢棒的一端靠近小磁针，它们互相吸引 ④丁图：水平向右移动钢棒，弹簧测力计示数有变化 A．①② B．①④ C．②③ D．②④ 2. 某同学梳理“磁场和磁感线”的相关知识，整理归纳如下，其中错误的是（ ） ①磁场看不见、摸不着，但是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磁感线只分布在磁场外，不分布在磁体内 ④地磁场的磁感线是从地球的地理南极附近发出回到地理北极附近 ⑤磁感线有疏密之分，可以表示磁场的强弱且可以相交 A． ①③ B．②③ C．②④ D．②③⑤ 3. 下列小磁针指向和磁感线方向判断正确的是（ ） A． B． C． D． 4. 如图，弹簧测力计下端吊一块条形磁铁，磁铁的下端是S 极，下面有一个带铁芯的螺铁管，R 是滑动变阻器。哪种情况弹簧测力计的读数变小（ ） A．开关 S 接触点 2，然后抽出铁芯 B．开关 S 接触点 2，然后滑动变阻器的滑片向右移 C．开关 S 接触点 1，然后使磁铁的 N 极朝下 D．开关 S 接触点 1，然后滑动变阻器的滑片向左移 5. 下列关于电磁铁的说法，正确的是（ ） A．电磁铁就是通电螺线管 B．只有改变线圈的匝数，才能改变电磁铁的磁性强弱 C．改变电流方向，电磁铁的磁性强弱也随之改变 D．螺线管通电后，由于铁芯被磁化，磁性大大增强 6. 我国的磁悬浮列车和高铁技术都处于世界领先水平。 （1）上海磁悬浮列车的结构如图所示。要使列车悬浮起来，该列车运行时依据磁极间相互作用的原理是_______________________________。 （2）请你根据所学知识判断，图中车身线圈电源的 A 端为__________极（选填“正”或“负”）。 7. 如图甲所示是一家庭燃气报警器的部分电路示意图，其中控制电路中的 R1 是由气敏电阻制成的传感器，R1 的阻值与燃气浓度的关系如图乙所示。出厂预设，当燃气浓度达到 4%时报警，出厂测试时 U1 为 3 伏且保持恒定，闭合开关 S1、S2，移动滑动变阻器 R2 滑片 P 的位置，当控制电路中的电流为 0.03 安，电磁铁 A 恰好能将衔铁B 吸下（电磁铁线圈的阻值忽略不计） （1）电磁铁上方___________极； （2）小科认为报警时只有灯亮还不能起到很好的报警作用，最好灯亮同时发出警报声，他 建议加接蜂鸣器与___________并联（选填“L1”或“L2”）； （3）该报警器要达到出厂预设值，滑动变阻器接入电路的阻值有多大？（写出计算过程） （4）小科想让该报警器报警时的燃气浓度值调到比出厂预设值更低一些，下列操作理论上 可行的是___________。（选填字母） A．将滑动变阻器滑片向下滑动 B．控制电路中串联一个电阻 C．增大控制电路的电源电压 D．减少电磁铁线圈匝数 【课后巩固】 1. 如图所示，甲和乙是两根外形相同的钢棒，甲棒静止不动，使乙棒沿着箭头所示方向移动。请根据实验中可能出现的现象，判断两棒是否是磁体。 （1）将乙棒移到甲棒的左端和右端时，分别有明显的相吸和相斥现象，则__________有磁性。 （2）在乙棒移动的过程中，始终有相吸的现象，则___________有磁性。 （3）在乙棒移动的过程中，先是受到吸引，后吸引力逐渐减弱，接着吸引力又逐渐加强，则_______有磁性。 2. 1820 年，奥斯特用铂丝连接伏打堆（相当于电源）的两端，铂丝水平沿南北方向放置，下方放置一个被玻璃罩封闭的小磁针。闭合电路后，小磁针发生了轻微的偏转，如图甲所示。 他做出以下猜想： 猜想 1：可能是因为电流使导线产生了热，加热玻璃罩内的空气，引起了对流，从而导致磁 针的偏转； 猜想 2：可能是因为________________________，从而导致磁针的偏转； 奥斯特通过实验很快就否定了猜想 1，又做了乙、丙两组实验。 （1）乙组实验中将细铂丝换成了粗铂丝基于的假设是________________； （2）结合实验与所学知识，丙组中小磁针将________________（选填字母） A．顺时针偏转，偏转角度比甲组更大 B．顺时针偏转，偏转角度比甲组更小 C．逆时针偏转，偏转角度比甲组更大 D．逆时针偏转，偏转角度比甲组更小 1 学科网（北京）股份有限公司 $ 第七讲：电磁及其应用1 知识整理1：磁体、磁极、磁化 一、磁体、磁极 1、磁性：物质具有吸引铁、钴、镍等物质的性质，我们把这种性质叫作磁性。 2、磁体： （1）定义：具有磁性的物体叫做磁体。 （2）分类：①按形状分：条形磁铁、蹄形磁铁、针形磁体等 ②按来源分：天然磁体（铁矿石）和人造磁体。 ③按保持磁性时间长短分：硬磁体（永磁体）和软磁体。 3、磁极：磁体上磁性最强的部位叫做磁极。条形磁体两端磁性最强，中间磁性最弱 转换法：用所能吸引的铁屑多少（或大头针的多少）判断磁性强弱 4、北（N）极和南（S）极：任何磁体都有两个磁极，一般位于磁体的两端，N极和 S极。 小磁针静止后总是南北指向。指向北面的一端叫北极（N 极）；指向南面的一端叫南极（S 极） 【注】最早的指南针叫司南。 5、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。 【注】一个永磁体分成多部分后，每一部分仍存在两个磁极 二、磁化 1、磁化：使原来没有磁性的物体 获得磁性的过程。 2、钢和软铁的磁化：软铁被磁化后，磁性容易消失，称为 软磁体 。钢被磁化（用磁体在钢棒上沿同一方向摩擦多次）后，磁性能长期保持，称为 硬磁体 或永磁体。所以制造永磁体使用 钢，制造电磁铁的铁芯使用软铁 。 【拓展】 （1）只有铁、钴、镍等磁性物质才能被磁化； （2）被磁化了的物体与使它磁化的磁极相靠近那一端是异名磁极； （3）有磁性的物体受到强烈撞击或加热，磁性会消失。 3、磁化在生活中的应用：①磁卡和磁带利用了它能被磁化的原理；②磁卡、磁带、磁盘等物体不适合在磁场环境和高温环境中保存；③彩色电视机显像管被磁化后颜色失真；④机械手表被磁化后走时不准。 【课堂点拨】物体是否具有磁性的判断方法： ①根据磁体的 吸铁性 判断。 ②根据磁体的 指向性 判断。 ③根据磁体 相互作用规律 判断。 ④根据 磁极的磁性最强 判断。 4、磁性很强的磁铁可广泛应用于电声元件(扬声器、受话器)、自动控制电器、电机、机械设备和医疗器械等。钕铁硼磁铁就是一种利用稀土材料钕制成的强磁铁，它的磁性比普通磁铁高几百倍。 知识整理2：磁场、磁感线、地磁场 一、磁场 1、定义：磁体周围存在着一种看不见、摸不着的特殊物质。磁极间的相互作用是通过磁场 而发生的。 2、基本性质：磁场对放入其中的磁体会产生力的作用。 3、方向：小磁针静止时北极所指的方向规定为其所处位置的磁场方向。在磁体周围的不同 位置，磁场方向不同。 磁场方向 磁场方向 二、磁感线 1、为了形象地描述磁体周围的磁场分布，英国物理学家法拉第引入了磁感线这一模型。 2、方向：磁体外部的磁感线都是从磁体的北极出来，回到磁体的南极。 3、磁感线可以表示：A．磁场的方向——箭头所指的方向； B．强弱——曲线的疏密程度； 【课堂点拨】磁感线的特点： （1）磁感线是为了描述磁场而假想的闭合曲线，它实际上是不存在的曲线。 （2）用磁感线描述磁场的方法叫 建立理想模型法。 （3）磁感线是 封闭 的曲线。 （4）磁感线立体的分布在磁体周围，而不是平面的。 （5）磁感线不相交 。 （5）磁感线的疏密程度表示磁场的强弱。 三、地磁场 （1）地球产生的磁场叫做地磁场。地球是一个巨大的磁体。 （2）特点：地磁场与条形磁铁相似，它的北极在地理的南极附近，它的南极在地理的北极附近。 （3）磁偏角：地理的南北极与地磁的南北极之间并不重合，它们存在约5°的的夹角。宋代沈括最早发现。 （4）地磁场方向变化的原因：地核中熔融物质的运动状态的改变。（科学家的假设） （5）宇宙中许多天体具有磁场，且它们的磁场也在变化之中。如太阳磁场的极性会每隔 11年变化一次。 知识整理3：电流的磁场 1、 直线电流的磁场 ①奥斯特实验 1820年，丹麦物理学家奥斯特在课堂上做实验时，偶然间发现了电流的磁现象。 奥斯特实验结论：通电导线的周围存在磁场，且磁场与电流的方向有关。 奥斯特实验的重大意义：发现了电和磁之间的联系。 ②直线电流周围磁场 直线电流周围的磁感线分布规律：以直导线上各点为圆心的一些同心圆，在 垂直于导线的平面上，越靠近通电导线，磁场越强，磁感线越密。磁场方向与电流方向有关。 右手安培定则1：右手握住直导线，大拇指指向电流方向，那么四指弯曲所指的方向就是磁场的方向。 【注意】 如果描述的是自由电子的定向移动方向,要注意该方向与电流方向相反。 2、 通电螺线管的磁场 ①通电螺线管的磁场： （1）磁场跟条形磁体的磁场是相似的。通电螺线管的两端相当于条形磁体的两极,通电螺线管外部的磁感线由 N 极出发,回到 S 极,内部由 S 极指向 N 极。 （2）通电螺线管的磁极方向跟电流方向有关。 右手安培定则 2：用右手握住螺线管，让四指弯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北极。 ②电磁铁 带有铁芯的通电螺线管叫作电磁铁 带铁芯的通电螺线管的磁性比不带铁芯的通电螺线管的磁性要强得多，因为铁芯在磁场中被磁化后相当于一根磁体。通电螺线管的磁场与被磁化的铁芯的磁场叠加，就产生了更强的磁场。 3、 影响电磁铁磁性强弱的因素 猜想：①是否带铁芯（已验证）②可能与电流的大小有关③可能与线圈的匝数有关 方法：控制变量法和转换法 【实验结论】通电螺线管的线圈匝数越多，通过线圈的电流越大，线圈的磁性越强；插入铁芯，线圈的磁性大大增强。 知识整理4：电磁继电器、信息的磁记录 一、电磁铁 1、定义：电磁铁是一个带有铁芯的通电螺线管。 【思考】电磁铁与磁铁相比，有哪些优点？ 2、优点：①可通过电流的通断，来控制电磁铁磁性的有无。 ②磁性的强弱可以通过改变电流的大小或线圈的匝数多少来控制。 ③可以通过改变电流的方向，来改变其磁极的极性。 二、电磁继电器 1、定义：电磁继电器是一个由电磁铁控制的自动开关。 2、组成：电磁继电器由电磁铁 A、衔铁 B、弹簧 C、触点 D 组成。主要由低压控制电路和高压工作电路两部分构成。 控制电路包括：低压电源、电磁铁、开关； 工作电路包括 ：高压电源、用电器(红灯、绿灯、电动机）、触点。 3、电磁继电器的优点：①可以实现低电压和弱电流来控制高电压和强电流；②可以实现自动控制和远距离控制。 【实例】水位自动报警器是利用电磁继电器工作的装置： 请按下列要求连接如图所示的水位自动报警器电路:当水位在安全位置以下时,绿灯亮,水位达到安全位置上限时,红灯亮。 【工作原理】当水位在安全以下时，控制电路断开，电磁铁无磁性，衔铁被弹簧拉起，与上面的触头接触，此时绿灯亮；水位到达安全位置上限时，控制电路接通，电磁铁有磁性，衔铁被吸下，与下面的触 头接触，此时红灯亮。 三、磁悬浮列车 原理：利用“同名磁极互相排斥，异名磁极互相吸引”。 通过轨道上的强电磁铁对列车上的电磁铁的磁极的相互吸引或排斥而使列车悬浮起来，使列车与轨道没有接触，消除了列车与轨道之间的摩擦。磁悬浮列车的阻力很小，因此运行速度很快。 四、信息的磁记录 磁记录是利用硬磁材料储存信息的技术。计算机上所用的机械硬盘、磁带式录音机所用的磁带都是利用硬磁材料来储存信息的。广泛应用于计算机、移动电话、影像播放器、游戏机、掌上电脑、数码摄像机等数码产品中 硬盘的组成：机械硬盘主要由记录盘片、读写磁头以及其他配件组成。盘片的表面均匀地涂有一层极薄的磁性颗粒（小磁体），读写磁头实际上就是一块电磁铁 工作过程：在硬盘上存入数据的过程中，首先将声音、图像、数字等需要记录的信息转变为电信号，电流通过读写磁头转变为记录磁场，然后用这个磁场使盘片上磁性颗粒按照它的方向排列，信息就记录在盘片中了。需要读取磁盘信息时，只要使记录的磁信息通过磁头转变成电信号，再将电信号转变成声音、图像、数字等信息，从而再现被记录的信息。 【科学阅读】电话 （1） 基本结构：送话器（话筒）和受话器（听筒；相当于扬声器）是电话的两个基本组成部分。 （2） 工作原理：送话器把声音信号转化为变化的话音电流，听筒把话音变化的电流转化为 声音信号。 【课堂例题】 典型例题一：磁体、磁极、磁化 【例1】 小明用三根完全相同的橡皮筋，挂了相同规格的小条形磁铁，当小磁铁靠近大磁铁时，橡皮筋最短的是（ A ） A． 甲 B．乙 C．丙 D．都一样 例1题图 例2题图 例3题图 【例2】 小敏将数枚硬币放在甲、乙两根平行的条形磁铁上，搭成一座漂亮的“硬币桥”，如图所示。下列分析正确的是（ B ） A．“硬币桥”中间磁性最强 B．两枚硬币相邻的部分是异名磁极 C．“硬币桥”两端的硬币没有磁性 D．甲、乙条形磁铁的上端是同名磁极 典型例题二：磁场、磁感线、地磁场 【例3】 巴克球是一种由多个带磁性的金属圆球组成的益智玩具，借助金属球超强的磁性，可组合出众多的造型，如图所示。下列说法正确的是（ A ） A．巴克球周围存在磁场，不存在磁感线 B．巴克球对放入其磁场中的任意金属均有磁力的作用 C．巴克球周围磁场的方向都是向一个方向的 D．巴克球周围的磁场分布是均匀的 【例4】 甲、乙为不同条形磁铁的两个磁极，弧线表示部分未标方向的磁感线，如图所示。据图中小磁针静止时的指向，可以判断（ B ） A．甲、乙都是N极 B．甲、乙都是S极 C．甲是N极，乙是S极 D．甲是S极，乙是 N 极 例4题图 例5题图 【例5】 趋磁细菌是在 1975 年由布雷克莫尔发现的。如果拿一个磁铁靠近载玻片，细菌就会利用长长的鞭毛向磁铁的 N 极移动。如果将这些趋磁细菌放到地球 M点，它们接下来的运动方向为（ B ） A B C D 典型例题三：电流的磁场 【例6】 如图所示，小磁针甲、乙处于静止状态。根据标出的磁感线方向，可以判断出（C ） A．螺线管的左端为 N 极 B．电源的左端为负极 C．小磁针甲的右端为 N 极 D．小磁针乙的右端为 N 极 例6题图 例7题图 6答案 【例7】 如图所示，通电螺线管周围放着能自由转动的小磁针 a、b、c、d，这四根磁针静止时，N 极（黑色端表示N 极）指向错误的是（ A ） A．小磁针 a B．小磁针 b C．小磁针 c D．小磁针 d 【例8】 小明制作的玩具小船上固定有螺线管（有铁芯）、电源和开关组成的电路，如图所示，把小船按图示的方向放在水面上，闭合开关，最后静止时“船头”最终指北的是（ B ） A． B． C． D． 【例9】 如图所示，闭合开关，将滑动变阻器的滑片 P 向右移动时，弹簧测力计的示数变大．则下列分析正确的是（ D ） A．电磁铁的上端为 N 级 B．电源左端为“+”极 C．断开开关，弹簧测力计示数为零 D．若滑动变阻器的滑片 P 不动，抽去电磁铁铁芯，弹簧测力计示数增大 例9题图 例10题图 典型例题四：电磁继电器、信息的磁记录 【例10】 如图所示是一种涂鸦画板的原理图。将磁石粉（S 端为黑色，N 端为红色）浸没在悬浮液里，按下写字笔的其中一个按钮时，可以写出红色或黑色的字迹。要擦去字迹时，只需将刷子左右移动即可。下列关于该涂鸦画板的说法中，正确的是（ C ） A．笔尖磁体为 S 极时，可以写出黑字字迹 B．制作刷子时，可以选择不易磁化的材料 C．拿磁笔写字，是利用异名磁极相互吸引 D．用刷子擦字，是利用同名磁极相互排斥 【例11】 如图是利用太阳能给 LED 路灯供电的自动控制电路的示意图。R 是光敏电阻，R0 是保护电阻，阻值不变。日光充足时，电磁继电器将衔铁吸下，GH接入电路，太阳能电池板给蓄电池充电。光线不足时，衔铁被弹簧拉起，EF 接入电路，蓄电池给 LED 路灯供电，路灯亮起。关于该电路分析错误的是（ D ） A．光敏电阻 R 阻值随光照强度增大而减小 B．电路工作时，电磁铁上端为 N 极 C．若想更容易吸下衔铁，也可增加电磁铁线圈匝数 D．减小保护电阻 R0 阻值可延长每天路灯照明时间 例11题图 例12题图 【例12】 半导体薄膜压力传感器是一种常用的传感器，其阻值 R1 随压力变化情况如图甲所示。小科利用此传感器设计了如图乙所示的自动分拣苹果装置，并设置分拣标准为 0.15 千克。其原理是：调节 R2 的滑片 P，使得 0.15 千克的苹果在托盘秤上时，电磁铁恰好能吸住分拣开关的衔铁，苹果便通过下方通道筛选出来，此时 R2 两端的电压为3V。已知电源电压为 6V，内阻不计。 （1）电磁铁上端是______极（选填“N”或“S”）； （2）为使该装置达到上述分拣标准，R2 的阻值应调为多少？（通过计算证明） （3）为了提高分拣标准，挑选出质量为 0.2 千克以上的苹果，可以进行的操作是__________（写出一种即可） 【答案】（1）N；（2）R2 的阻值应调为 30Ω；（3）R2 的滑片向右移动。 【课堂练习】 1. 为判断钢棒是否具有磁性，小仲进行如图所示实验，根据实验现象能确定钢棒具有磁性的是（ B ） ①甲图：将钢棒的一端靠近没有磁性的大头针，大头针被吸引 ②乙图：悬挂的钢棒某一次转动后，静止时一端指南一端指北 ③丙图：用钢棒的一端靠近小磁针，它们互相吸引 ④丁图：水平向右移动钢棒，弹簧测力计示数有变化 A．①② B．①④ C．②③ D．②④ 2. 某同学梳理“磁场和磁感线”的相关知识，整理归纳如下，其中错误的是（ D ） ①磁场看不见、摸不着，但是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磁感线只分布在磁场外，不分布在磁体内 ④地磁场的磁感线是从地球的地理南极附近发出回到地理北极附近 ⑤磁感线有疏密之分，可以表示磁场的强弱且可以相交 A． ①③ B．②③ C．②④ D．②③⑤ 3. 下列小磁针指向和磁感线方向判断正确的是（ D ） A． B． C． D． 4. 如图，弹簧测力计下端吊一块条形磁铁，磁铁的下端是S 极，下面有一个带铁芯的螺铁管，R 是滑动变阻器。哪种情况弹簧测力计的读数变小（ C ） A．开关 S 接触点 2，然后抽出铁芯 B．开关 S 接触点 2，然后滑动变阻器的滑片向右移 C．开关 S 接触点 1，然后使磁铁的 N 极朝下 D．开关 S 接触点 1，然后滑动变阻器的滑片向左移 5. 下列关于电磁铁的说法，正确的是（ D ） A．电磁铁就是通电螺线管 B．只有改变线圈的匝数，才能改变电磁铁的磁性强弱 C．改变电流方向，电磁铁的磁性强弱也随之改变 D．螺线管通电后，由于铁芯被磁化，磁性大大增强 6. 我国的磁悬浮列车和高铁技术都处于世界领先水平。 （1）上海磁悬浮列车的结构如图所示。要使列车悬浮起来，该列车运行时依据磁极间相互 作用的原理是__________。 （2）请你根据所学知识判断，图中车身线圈电源的 A 端为__________极（选填“正”或“负”）。 【答案】（1）异名磁极相互吸引（2）正 7. 如图甲所示是一家庭燃气报警器的部分电路示意图，其中控制电路中的 R1 是由气敏电阻制成的传感器，R1 的阻值与燃气浓度的关系如图乙所示。出厂预设，当燃气浓度达到 4%时报警，出厂测试时 U1 为 3 伏且保持恒定，闭合开关 S1、S2，移动滑动变阻器 R2 滑片 P 的位置，当控制电路中的电流为 0.03 安，电磁铁 A 恰好能将衔铁B 吸下（电磁铁线圈的阻值忽略不计） （1）电磁铁上方___________极； （2）小科认为报警时只有灯亮还不能起到很好的报警作用，最好灯亮同时发出警报声，他 建议加接蜂鸣器与___________并联（选填“L1”或“L2”）； （3）该报警器要达到出厂预设值，滑动变阻器接入电路的阻值有多大？（写出计算过程） （4）小科想让该报警器报警时的燃气浓度值调到比出厂预设值更低一些，下列操作理论上 可行的是___________。（选填字母） A．将滑动变阻器滑片向下滑动 B．控制电路中串联一个电阻 C．增大控制电路的电源电压 D．减少电磁铁线圈匝数 【答案】（1）N；（2）L2；（3）滑动变阻器接入的阻值为 60Ω；（4）AC。 【课后巩固】 1. 如图所示，甲和乙是两根外形相同的钢棒，甲棒静止不动，使乙棒沿着箭头所示方向移动。请根据实验中可能出现的现象，判断两棒是否是磁体。 （1）将乙棒移到甲棒的左端和右端时，分别有明显的相吸和相斥现象，则__________有磁性。 （2）在乙棒移动的过程中，始终有相吸的现象，则___________有磁性。 （3）在乙棒移动的过程中，先是受到吸引，后吸引力逐渐减弱，接着吸引力又逐渐加强，则_______有磁性。 【答案】（1）甲和乙；（2）乙；（3）甲 2. 1820 年，奥斯特用铂丝连接伏打堆（相当于电源）的两端，铂丝水平沿南北方向放置，下方放置一个被玻璃罩封闭的小磁针。闭合电路后，小磁针发生了轻微的偏转，如图甲所示。 他做出以下猜想： 猜想 1：可能是因为电流使导线产生了热，加热玻璃罩内的空气，引起了对流，从而导致磁 针的偏转； 猜想 2：可能是因为________________________，从而导致磁针的偏转； 奥斯特通过实验很快就否定了猜想 1，又做了乙、丙两组实验。 （1）乙组实验中将细铂丝换成了粗铂丝基于的假设是________________； （2）结合实验与所学知识，丙组中小磁针将________________（选填字母） A．顺时针偏转，偏转角度比甲组更大 B．顺时针偏转，偏转角度比甲组更小 C．逆时针偏转，偏转角度比甲组更大 D．逆时针偏转，偏转角度比甲组更小 【答案】（1）电流产生了磁场；（2）小磁针偏转；（3）A。 1 学科网（北京）股份有限公司 $